(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯及び脱水を行い撹拌翼を有する槽と、この槽を内包し水を貯めるための外槽と、槽および外槽に給水を行う給水手段と、槽および撹拌翼を回転させる回転手段と、外槽内の水を排出する排水手段と、外槽をサスペンションを介して支持する外枠と、サスペンションの傾きを測定するための検知手段と、洗濯・すすぎ・脱水の各工程の洗濯機の制御を行う工程制御部とを備え、洗濯工程およびすすぎ工程において給水手段により所定水量が外槽に給水されると、工程制御部は、回転手段により所定時間撹拌翼を回転すると同時に、前記検知手段の出力を検知し、この出力の初期値からの変化量の総和Ｓと出力の変化量の総和Ｌとを演算し、それぞれ所定値α，βと比較することで、これら所定値に基づいて予め区分けされた水流を選択し水流を発生する洗濯機。
【請求項２】
検知手段出力の初期値からの変化量の総和Ｓおよび前記検知手段出力の変化量の総和Ｌとを入力として適正水流を決定するファジィ推論器を備え、工程制御部が前記ファジィ推論器を用いて適正水流を決定する請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
高さ調節可能な足ゴムと、外枠の設置傾きを検知する外枠傾斜検知部とを備え、前記外枠傾斜検知部は、洗濯工程またはすすぎ工程の所定時間の間、初期値より大きい場合の検知手段の出力と初期値との出力変化量の総和Ｓ１と、初期値より小さい場合の初期値からの出力変化量の総和Ｓ２の演算を行い、Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）とＳ２／（Ｓ１＋Ｓ２）の差が所定値より大きい場合は、外枠傾斜の報知を行う請求項１記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、汚れた布の洗濯・すすぎ・脱水を行う洗濯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
洗濯機の脱水時に、槽内の重量不均等などにより外槽が振動し外枠に衝突することがある。従来は、外槽と外枠の間に衝突スイッチを設けて、外槽が外枠へ衝突する前に衝突スイッチに衝突して止める構造になっていた。
【０００３】
また、洗濯を行う時、通常は布量を検知し、布量に応じた水量を使って洗濯を行う。しかし、水量を使用者によって手動で設定された場合や、布量検知後に布が投入されたり抜かれたりした場合は、布量に対して適正でない水量で洗濯を行わなければならない。例えば、布量に対して非常に水量が多い場合は、布は水の流れに乗って動き易いため、撹拌翼による水流の反転時に、布が動きにくい場合に比べて強い力を受けることになり、布の擦れ等の強い力を受けるため布傷みが激しくなる。逆に布量に比べ水量が少ない場合は、撹拌による水流の発生がなく、布の動きは少なくなり、撹拌翼近傍の布に撹拌翼が擦れることにより局部的に布傷みが激しく生ずると共に、汚れ落ちは極端に低下する。したがって、布かさと水量に合わせて水流を調節する必要がある。
【０００４】
このため、洗濯を行う際には、撹拌翼を一定時間右回転、一定時間休止、一定時間左回転、一定時間休止させるというプロセスが繰り返され、この休止時間中に回転翼が惰性回転することで、回転手段が発生する起電力による電流の検知を行い、一定時間分積算することで適正水流検知をし布量を推定し水流を制御していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、洗濯機には、上記のように必ず衝突検知スイッチが必要となるため、従来の構成で適正水流検知を行いたい場合は、衝突検知スイッチ及び電流検知手段という２つのセンシング手段が必要となっていた。
【０００６】
また、従来の構成では外枠傾斜を検知できないため、外枠が傾斜してもそのまま設置して駆動すると、外槽と外枠との距離が近く、外槽が外枠の面に衝突して洗濯機が動くという危険性が高くなる。これは、衝突検知スイッチにより回転手段を止めても、槽は回転運動の慣性力で動き続けるため、外槽と外枠との距離が近くなっている場合は衝突してしまうためである。
【０００７】
さらに、水平方向に適正に傾斜なく設置しても、外槽が外枠に衝突したことで外枠が移動し、外枠傾斜が生じてしまった場合、使用者に直してもらわない限り、外槽の外枠への衝突可能性の高い外枠傾斜状態の修正は不可能であった。
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するための洗濯機を提供するものであり、衝突検知と適正水流検知機能を一つの検知手段で行う機能を有する洗濯機を提供することを第一の目的とする。
【０００９】
また、よりきめ細かい適正水流検知機能を有する洗濯機を提供することを第二の目的とする。
【００１０】
さらに、外枠の傾きを電気的に検知し設置者および使用者に知らせる機能を有する洗濯機を提供することを第三の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記第一の目的を達成するための第１の手段は、洗濯及び脱水を行い撹拌翼を有する槽と、この槽を内包し水を貯めるための外槽と、槽および外槽に給水を行う給水手段と、槽および撹拌翼を回転させる回転手段と、外槽内の水を排出する排水手段と、外槽をサスペンションを介して支持する外枠と、サスペンションの傾きを測定するための検知手段と、洗濯・すすぎ・脱水の各工程の洗濯機の制御を行う工程制御部とを備え、洗濯工程およびすすぎ工程において給水手段により所定水量が外槽に給水されると、工程制御部は、回転手段により所定時間撹拌翼を回転すると同時に、前記検知手段の出力を検知し、この出力の初期値からの変化量の総和Ｓと出力の変化量の総和Ｌとを演算し、それぞれ所定値α，βと比較することで、これら所定値に基づいて予め区分けされた水流を選択し水流を発生する洗濯機を提供するものである。
【００１２】
前記第二の目的を達成するための第２の手段は、検知手段出力の初期値からの変化量の総和Ｓおよび前記検知手段出力の変化量の総和Ｌとを入力として適正水流を決定するファジィ推論器を備え、工程制御部が前記ファジィ推論器を用いて適正水流を決定する。
【００１３】
前記第三の目的を達成するための第３の手段は、第１の手段に加えて、高さ調節可能な足ゴムと、外枠の設置傾きを検知する外枠傾斜検知部とを備え、前記外枠傾斜検知部は、洗濯工程またはすすぎ工程の所定時間の間、初期値より大きい場合の検知手段の出力と初期値との出力変化量の総和Ｓ１と、初期値より小さい場合の初期値からの出力変化量の総和Ｓ２の演算を行い、Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）とＳ２／（Ｓ１＋Ｓ２）の差が所定値より大きい場合は、外枠傾斜の報知を行うものである。
【００１４】
【作用】
前記第一の発明によれば、一つの検知手段で衝突検知、適正水流検知を行うことができるので、電流検知手段分だけ安価に適正水流検知を行うことができる。
【００１５】
前記第二の発明によれば、ファジィ推論を行うことによって、よりきめ細かい適正水流検知を行うことができる。
【００１６】
前記第三の発明によれば、検知手段で得られた観測値から、外枠傾斜検知部により外枠傾斜を判断することで、外槽の外枠への衝突が起こり易い外枠傾斜状態報知を行うことができる。
【００１７】
【実施例】
以下、上記第１の実施例について添付図面をもとに説明する。
【００１８】
まず、図１を用いて全体の動作についての説明を行う。図１において、１は洗濯物や洗濯に供する水を入れる槽、２は槽１を外包し水を貯めるための外槽、３は槽１および外槽２に給水を行う給水手段、４は洗濯を行うための撹拌翼、５は槽１および撹拌翼４を回転させる回転手段、６は槽１および外槽２内の水を排出する排水手段、７は外槽２を吊り下げるためのサスペンション、８は外槽２をサスペンション７を介して支持する外枠、９はサスペンション７の傾きを測定するための検知手段、１０は給水手段３や回転手段５や排水手段６や検知手段９を制御し洗濯・すすぎ・脱水の各工程を行う工程制御部である。
【００１９】
なお、給水手段３および排水手段６には電磁弁、回転手段５には槽１および撹拌翼４への動力伝達機構を備えたモータ、工程制御部１０にはマイクロコンピュータを用いることでこの構成を容易に実現できる。
【００２０】
洗濯物が投入され、使用者の指示で洗濯工程が開始されると、工程制御部１０は給水手段３を開き、所定の水量になるまで槽１および外槽２に給水を行う。給水が終了すると、工程制御部１０は回転手段５により撹拌翼４を回転させ、所定時間の洗濯を行う。洗濯工程が終了すると、工程制御部１０は排水手段６により排水を行った後、槽１を回転手段５により回転させて脱水工程を行う。脱水工程が終了すると、工程制御部１０は洗濯工程と同様の動作ですすぎ工程を行い、再び脱水工程を行って洗濯を終了する。
【００２１】
次に、図２を用いて検知手段９の構成について説明する。図２は検知手段９の概略構成図である。図２において、７は外槽２を支持するサスペンション、２１は外枠の支持部に支えられているサスペンション受け、２２はサスペンション受け２１をサスペンション７に対して固定するための留め具、２３は外枠支持部に固定され赤外光を発射する発光素子、２４はサスペンション受け２１に固定され発光素子２３からの光を受ける受光素子である。
【００２２】
発光素子２３および受光素子２４は、図３（ａ）に示すような回路を構成し、サスペンション７の傾きにより出力電圧Ｖを変化させる。サスペンション７の傾きと出力電圧Ｖの関係を図３（ｂ）に示す。これは、図４に示すように、サスペンション７が傾くと、発光素子２３と受光素子２４の間の距離が変化するためである。
【００２３】
よって、検知手段９の変化量は、サスペンション７の傾き、つまり、外槽２の変位量に比例するため、この変化量が外槽２が外枠９に衝突するのに相当する大きさを示した場合に検知を行えば、衝突検知を行うことができることが分かる。
【００２４】
次に適正水流検知について、図５に示した適正水流検知のフローチャートを用いて説明を行う。洗濯工程およびすすぎ工程において所定水量が給水されると、工程制御部１０は、回転手段５に指令を出し、図６に示すようなパターン（１．０秒右回転，０．６秒休止，１．０秒左回転，０．６秒休止）の水流を所定回数（例えば１０回）発生させるように撹拌翼４を回転させる。この時、槽１内の洗濯物は、水流に流されて動くため、外槽２が揺れサスペンション７が傾くので、前記のような理由で検知手段９の出力が変化する［ＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ３］。次に検知手段９の出力の初期値からの変化量の総和Ｓ＝ΣＡＢＳ｛Ｓｅｎｓ（ｉ）−Ｓｅｎｓ（０）｝を演算し［ＳＴＥＰ４］、検知手段９の出力の変化量の総和Ｌ＝ΣＡＢＳ｛Ｓｅｎｓ（ｉ）−Ｓｅｎｓ（ｉ−１）｝を演算する［ＳＴＥＰ５］。ここで得られたＳおよびＬをそれぞれ、所定値α，βと比較することで［ＳＴＥＰ６〜ＳＴＥＰ７］水流を区分けし、洗濯物の布傷みが少ない水流に決定する［ＳＴＥＰ９〜ＳＴＥＰ１１］。
【００２５】
ここで、所定値α，βの意味を説明するため、洗濯物量が通常衣類（ａ）４．５［Ｋｇ］，（ｂ）３．５［Ｋｇ］，（ｃ）１．５［Ｋｇ］および（ｄ）タオルシーツ２．６［Ｋｇ］のそれぞれの条件で、布４．５［Ｋｇ］の洗濯を行うのに適した水量を用いて、上記水流を発生させた時の検知手段９の出力を図７（ａ），図７（ｂ），図７（ｃ），図７（ｄ）に示す。（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の各条件で何度か洗濯を行った際の、検知手段９の出力の初期値からの変化量の総和Ｓ（ΣＡＢＳ｛Ｓｅｎｓ（ｉ）−Ｓｅｎｓ（０）｝）を横軸に、検知手段９の出力の変化量の総和Ｌ（ΣＡＢＳ｛Ｓｅｎｓ（ｉ）−Ｓｅｎｓ（ｉ−１）｝）を縦軸にとった時のグラフを図８に示す。ここで出力の初期値からの総和は、振動の大きさに比例するため、大きな振動を生じ易い槽内重量不均等の発生し易さを示す。また、出力の変化量の総和は、出力値の変化のし易さに比例するため、槽１内の洗濯物の動き易さを示している。Ｓ＜α，Ｌ＜βである（ａ）は槽１いっぱいに洗濯物が入るので、槽内重量不均等も生じず布も動かないので、布傷みの心配がない。よって強い水流（図９（ａ））で洗濯を行う。Ｓ＞α，Ｌ＜βである（ｂ）は槽１に多く洗濯物が入るが比較的布が動く余裕があるので布がかたまって動き易いが、布は動きにくい。
【００２６】
よって、基本的には布が動きにくいので中くらいの水流（図９（ｂ））で洗濯を行う。Ｓ＞α，Ｌ＞βである（ｃ）は一枚の布が大きいタオルシーツ（２枚）であるので布がかたまり易く、布は水の流れにのってよく動く。よって、布はやや動き易いのでやや弱い水流（図９（ｃ））で洗濯を行う。Ｓ＜α，Ｌ＞βである（ｄ）は、布がかたまりにくく、布がよく動く。よって布傷みが生じ易いので、弱い水流（図９（ｄ））で洗濯を行う。
【００２７】
このように、適正水流検知のための水流を発生させている間の、検知手段９の出力の初期値からの変化量の総和と、出力変化量の総和をそれぞれα，βと比較することにより、適正な水流を決定することができる。
【００２８】
以上のような動作により、衝突検知と適正水流検知機能を一つの検知手段で行う機能を有する洗濯機を提供することができる。
【００２９】
なお、本実施例では、サスペンション７の傾きを測定するために受発光素子を用いたが、磁性体をコイルに挿入することによるインダクタンス変化を用いたりしても構わないことは言うまでもない。
【００３０】
次に第２の実施例について添付図面を基に説明する。なお、第１の実施例と同一部分は同一符号をつけて説明を省略する。
【００３１】
図１０において、１は洗濯物や洗濯に供する水を入れる槽、２は槽１を外包し水を貯めるための外槽、３は槽１および外槽２に給水を行う給水手段、４は洗濯を行うための撹拌翼、５は槽１および撹拌翼４を回転させる回転手段、６は槽１および外槽２内の水を排出する排水手段、７は外槽２を吊り下げるためのサスペンション、８は外槽２をサスペンション７を介して支持する外枠、９はサスペンション７の傾きを測定するための検知手段、１０１は検知手段９の観測値を基に適正水流を推論するファジィ推論器、１０２は給水手段３や回転手段５や排水手段６や検知手段９やファジィ推論器１０１を制御し洗濯・すすぎ・脱水の各工程を行う工程制御部である。
【００３２】
なお、ファジィ推論器１０１および工程制御部１０２には、マイクロコンピュータを用いることでこの構成を容易に実現できる。また、工程制御部１０２は、特に述べる部分以外は、工程制御部１０と同様の動作をするものとする。
【００３３】
図１１にファジィ推論を用いる場合の適正水流検知を説明するフローチャートを示す。なお、ここで図５に示したフローチャートと同一部分は同一ステップ番号をつけて説明を省略する。工程制御部１０２によりＳおよびＬが演算されると、工程制御部１０２はファジィ推論器１０１に演算結果を送り、図１２に示した構成のファジィ推論器１０１で回転手段５の回転時間を演算する［ＳＴＥＰ１３］。ファジィ推論器１０１で用いるメンバシップ関数およびルールテーブルをそれぞれ図１３および図１４に示す。次に、工程制御部１０２は、ＳＴＥＰ１３で得られた回転時間から休止時間を演算し（休止時間＝回転時間＊０．６）適正水流が決定される［ＳＴＥＰ１４］。
【００３４】
以上のような動作により、ファジィ推論を行うことによって、よりきめ細かい適正水流検知機能を有する洗濯機を提供することができる。
【００３５】
なお、本実施例では、ファジィ推論の後件部としてファジィ数を用いたが、推論チューニングの簡便さのために実数値を用いても構わない。
【００３６】
次に第３の実施例について添付図面を基に説明する。なお、第１の実施例と同一部分は同一符号をつけて説明を省略する。
【００３７】
図１５において、１は洗濯物や洗濯に供する水を入れる槽、２は槽１を外包し水を貯めるための外槽、３は槽１および外槽２に給水を行う給水手段、４は洗濯を行うための撹拌翼、５は槽１および撹拌翼４を回転させる回転手段、６は槽１および外槽２内の水を排出する排水手段、７は外槽２を吊り下げるためのサスペンション、８は外槽２をサスペンション７を介して支持する外枠、９はサスペンション７の傾きを測定するための検知手段、１５１は高さ調節可能な足ゴム、１５２は外枠の傾斜を検知する外枠傾斜検知部、１５３は給水手段３や回転手段５や排水手段６や検知手段９や外枠傾斜検知部１５２を制御し洗濯・すすぎ・脱水の各工程を行う工程制御部である。
【００３８】
なお、外枠傾斜検知部１５２および工程制御部１５３にはマイクロコンピュータを用いることでこの構成を容易に実現できる。
【００３９】
外枠が水平設置されている状態で洗濯物の片寄りが生じていない場合に、洗濯やすすぎを行っている時の検知手段９の出力を図１６（ａ）に示し、外枠が傾斜している時の検知手段９の出力を図１６（ｂ）に示す。これは、図１７に示すように外枠傾斜が生じている場合、初期位置でサスペンション７がθ１，θ２のように傾いているためであり、同じ振幅の振動が発生した時でも初期値からの変化量は異なる。
【００４０】
通常洗濯およびすすぎ時でも、長い時間観測を行えば、この傾向は現れるので、外枠傾斜検知部は、工程制御部１５３が洗濯工程またはすすぎ工程を行っている時、所定時間の間、検知手段９の出力が初期値より大きい場合の初期値からの出力変化量の総和Ｓ１と、初期値より小さい場合の初期値からの出力変化量の総和Ｓ２の演算を行う（図１６）。所定時間経過後Ｓ１とＳ２の比較を行い、Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）とＳ２／（Ｓ１＋Ｓ２）の差が所定値より大きい場合は、外枠傾斜が生じているので、工程制御部１５３は、使用者に報知を行い修正を促す。なお、この所定値には、例えば危険な振動が生じ易い傾斜である２度傾斜の時の値を用いる。
【００４１】
以上のような動作により、外枠の傾きを電気的に検知し設置者および使用者に知らせる機能を有する洗濯機を提供することができる。
【００４２】
なお、本実施例では洗濯工程，すすぎ工程において外枠傾斜検知を行う方法を示したが、より正確さを期すために、初期設置時に少量の水だけで傾斜検知を行う方法を用いてもよいことはいうまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明した発明の効果を以下に述べる。前記第１の手段によれば、一つの検知手段で衝突検知、適正水流検知を行うことができるので、電流検知手段分だけ安価に適正水流検知を行うことができる。
【００４４】
本発明の第２の手段によれば、ファジィ推論を行うことによって、よりきめ細かい適正水流検知を行うことができる。
【００４５】
本発明の第３の手段によれば、検知手段で得られた観測値から、外枠傾斜検知部により外枠傾斜を判断することで、外槽の外枠への衝突が起こり易い外枠傾斜状態報知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例を示す洗濯機の構成図
【図２】  同洗濯機の実施例を示す検知手段の構成図
【図３】  同洗濯機の検知手段の出力特性を説明する図
【図４】  同洗濯機の検知手段の出力変化を説明する図
【図５】  同洗濯機の適正水流検知を示すフローチャート
【図６】  同洗濯機の適正水流検知用水流を説明する図
【図７】  同洗濯機の各条件での検知手段の出力を示す図
【図８】  同洗濯機の各条件での検知手段の出力特性を説明する図
【図９】  同洗濯機の各条件での適正水流を示す図
【図１０】  本発明の第２の実施例を示す洗濯機の構成図
【図１１】  同洗濯機の適正水流検知を説明するフローチャート
【図１２】  同洗濯機のファジィ推論の構成図
【図１３】  同洗濯機のファジィ推論器で用いられるメンバシップ関数を示す図
【図１４】  同洗濯機のファジィ推論器で用いられるルールテーブルを示す図
【図１５】  本発明の第３の実施例を示す洗濯機の構成図
【図１６】  同洗濯機の外枠傾斜検知時の検出手段の出力を示す図
【図１７】  同洗濯機の外枠傾斜状態を示す図
【符号の説明】
１  槽
２  外槽
３  給水手段
４  撹拌翼
５  回転手段
６  排水手段
７  サスペンション
８  外枠
９  検知手段
１０  工程制御部
２１  サスペンション受け
２２  留め具
２３  発光素子
２４  受光素子
１０１  ファジィ推論器
１０２  工程制御部
１５１  足ゴム
１５２  外枠傾斜検知部
１５３  工程制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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