KR100357165B1 - 드럼세탁기의 진동수 변화량 검출장치 및 이에 의한 구동부 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과동진동을 차단하기 위해 탈수시 외조의 진동수 변화량을 정확히 검출하기 위한 것이다.

그리고 구동부의 가동을 필요시 정지시켜 진동에 의해 본체가 심하게 움직이는 것을 미연에 막기 위한 것이다.

이를 위해, 본 발명의 형태는 진동을 저감하기 위해 스프링 및 댐퍼에 의해 본체에 고정된 외조와, 상기 외조 내측에 설치되어 구동부에 의해 회전되는 내조와, 상기 외조 상에 설치되어 탈수시 상기 내조가 회전됨에 따라 발생되는 진동체의 좌/우 요동에 의해 상기 외조의 진동수 변화량을 검출하는 센서가 포함되어 구성된 드럼세탁기를 제공한다.

이와 동시에, 본 발명의 제어방법은 구동부에 의해 내조가 회전시, 외조 진동량에 따라 센서에 작용되는 주기적 펄스신호의 주파수 변화량이 설정범위 내에 있으면 상기 구동부를 가동시키고, 설정범위 밖에 있으면 상기 구동부의 가동을 정지시키는 단계가 포함되어 진행되는 드럼세탁기의 구동부 제어방법을 제공한다.

Description

드럼세탁기의 진동수 변화량 검출장치 및 이에 의한 구동부 제어방법{Device for sensing quantity of frequency-variation in a drum-washer and Methode for controlling driving-unit by this device}

본 발명은 드럼세탁기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 드럼세탁기의 진동수 변화량 검출장치 및 이에 의한 구동부 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 드럼 세탁기는 본체(1)와, 상기 본체 내에 댐퍼(7)와 스프링(8)에 의해 지지된 외조(2)와, 상기 외조 내에 위치하며 세탁물을 넣을 수 있는 원통형상의 내조(3)로 크게 나뉘어지고, 상기 내조 내에 세탁물을 세탁하기 위해 구동부(6)에 의해 구동력이 전달된다.

그리고 상기 구동부(6)는 상기 내조 후방 중앙의 축에 설치된 풀리(도시생략)와, 상기 외조하단 일측에 장착된 모터(4)를 상호 밸트(5)로 연결하여 상기 모터에 의해 발생된 동력이 내조축(도시생략)에 전달되도록 구성된 것과, 로터와 스테이터에 의해 발생한 동력이 내조축에 직접 전달되도록 구성된 것과, 그 외 다양한 방법에 의해 동력이 내조축에 전달되도록 구성된 것이 있다.

한편, 상기 드럼세탁기는 내조(3)가 세워진 상태로 회전하는 펄세이터 세탁기에 비해 전체 높이를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 세탁용량을 더 늘릴 수 있고, 포꼬임 등의 문제가 거의 발생되지 않으므로 그 수요가 점점 더 늘어나고 있는 추세에 있다.

상기와 같이 구성된 드럼 세탁기는 다음과 같은 동작을 수행한다.

내조(3) 안으로 세탁하고자 하는 세탁물을 넣고, 세제통에 세제를 넣은 상태에서 콘트롤부에 구비된 세탁모드를 선택하면 세탁행정▶ 헹굼행정▶ 탈수행정이 연속적으로 이루어지면서 세탁이 완료된다.

즉 세탁모드가 선택되면, 급수장치가 작동하여 외조(2) 내에 회전 가능하게 설치되어 있는 내조(3) 안으로 세탁에 사용될 물을 급수하고, 상기 급수된 물이 적정수위 만큼 채워지고 나면 수위센서(11)에 의해 급수는 중단됨과 동시에 구동부(6)가 정, 역 구동을 반복적으로 행한다.

이와 같이 구동부(6)가 정, 역 구동을 행하면, 이 구동부의 구동력은 감속수단에 의해 감속되어 내조(3)로 인가되고, 상기 구동력을 인가받은 내조가 정, 역회전함에 따라 발생되는 수류의 충격작용 및 세제의 분해작용에 의해 세탁물에 대한 세탁이 이루어지게 된다.

상기 세탁행정이 완료되고 나면, 세탁행정시와 동일한 과정을 거치면서 헹굼을 수행하고, 헹굼행정이 완료되고 나면 곧바로 탈수행정이 수행된다.

우선, 상기 탈수행정시에는 배수펌프(9)가 작동하여 내조(3) 내에 채워져 있는 물을 완전히 배수한 다음 구동부(6)가 구동된다,

그리고 탈수 초기, 상기 구동부(6)는 내조(3)를 정/역방향으로 회전시키면서 내조 내의 세탁물이 꼬이지 않도록 세탁물을 풀어줌과 동시에 내조 발란스를 잡게 되고, 이 과정이 진행되는 동안 세탁물에서는 수분이 빠져 나오게된다.

상기 세탁물에서 빠져 나온 수분은 배수펌프(9)의 작동에 의해 세탁기 밖으로 배수된다.

그리고 내조(3)의 발란스가 잡혀 초기탈수가 완료된다.

이 후, 본탈수시, 상기 구동부(6)는 고속으로 회전하게 되는데, 상기 구동부의 회전력을 전달받은 내조(3)는 고속회전을 하고 상기 내조 내의 세탁물은 원심력에 의해 내조 내벽에 달라붙게 된다.

그리고 상기 원심력에 의해 빠져 나온 세탁물의 수분은 배수펌프(9) 측으로 유입되고, 계속되는 상기 배수펌프의 가동에 의해 상기 수분은 세탁기 밖으로 배수되면서 상기 탈수행정은 진행된다.

한편, 상기 탈수과정 중 초기탈수에서 본탈수로 넘어가는 과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

상기 초기탈수시 내조의 언발란스 상태가 지속되면 상기 구동부(6)의 가동을 정지시키게 되는데, 그에 따른 언발란스 체크 과정은 구동부의 각속도 변화량에 의해 진행된다.

즉, 상기 구동부의 각속도 변화량은 다음과 같다.

초기탈수시 세탁물이 내조(3)의 일측에 모여 있을 때 즉, 편심되어 있을 때, 상기 세탁물이 위치된 곳의 회전방향이 중력방향과 같게되면, 내조를 구동시키는 상기 구동부(6)의 각속도는 중력가속도에 의해 증가된다.

반면, 상기 세탁물이 위치된 곳의 회전방향이 중력방향과 반대가 되면 상기 구동부(6)의 각속도는 중력가속도에 의해 감속된다.

따라서 초기탈수시, 구동부(6)의 각속도가 변화되는 것은 내조(3)가 편심된 상태인 언발란스 상태임을 의미하므로 상기 구동부(6)의 가동을 정지시키게 된다.

하지만 내조(3)의 언발란스를 감지하기 위한 종래기술은 다음과 같은 문제를가지고 있다.

초기탈수시, 내조(3)가 정/역방향으로 회전되는 동안 구동부(6)의 각속도 변화량에 의해 상기 내조의 언발란스를 체크하였기 때문에 언발란스 체크에 한계가 있었다.

그 중 대표적인 언발란스 체크의 한계는 다음과 같이 내조(3)가 세탁물에 의해 복편심될 때 발생된다.

내조(3)의 정면 하단 일측 내벽에 일부 세탁물이 안착되고, 내조의 후면 상단 일측 내벽에도 일부 세탁물이 안착되는 경우, 탈수시 내조는 복편심인 코니칼모드 진동이 일어나게 되어 세탁물이 위치한 두 지점의 회전방향이 각각 중력방향과 중력반대방향을 동시에 지나치게된다.

즉, 구동부(6)의 각속도에 영향을 주는 중력가속도가 상기 두 지점에 위치된 세탁물에 의해 상쇄되므로 상기 구동부(6)의 각속도는 일정하게 유지된다.

따라서 내조(3)가 언발란스(unbalance) 상태인 복편심 상태인데도 발란스가 잡혔다고 판단하여 본탈수를 진행시키게되었고, 고속회전을 하는 본탈수시, 언발란스 상태의 내조(3)는 큰 진동이 발생되고, 그로 인해 본체(1)가 심하게 움직이는 워킹(working)현상이 발생되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 종래기술에 대한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 과도진동을 차단하기 위해 탈수시 외조의 진동수 변화량을 정확히 검출하는데 그 목적이 있다.

그리고 구동부의 가동을 필요시 정지시켜 진동에 의해 본체가 심하게 움직이는 것을 미연에 막는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 드럼세탁기의 구성을 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 드럼세탁기의 구성을 나타낸 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 센서의 구성을 나타낸 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 센서의 동작상태를 나타낸 종단면도.

도 5는 외조의 진동량에 따라 센서에 작용되는 주기적 펄스의 주파수 변화량이 설정범위 내에 있는지 없는지를 판단하는 플로우차트.

도 6은 내조의 RPM에 따라 마이콤에 설정된 주파수 변화량을 나타낸 그래프.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11: 본체 12: 스프링

13: 댐퍼 20: 외조

30: 내조 40: 구동부

100: 센서 110: 케이스

120: 진동체 130: 탄성부재

140: 신호선 150: 절연부

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 형태는 진동을 저감하기 위해 스프링 및 댐퍼에 의해 본체에 고정된 외조와, 상기 외조 내측에 설치되어 구동부에 의해 회전되는 내조와, 상기 외조 상에 설치되어 탈수시 상기 내조가 회전됨에 따라 발생되는 진동체의 좌/우 요동에 의해 상기 외조의 진동수 변화량을 검출하는 센서가 포함되어 구성된 드럼세탁기를 제공한다.

이와 동시에, 본 발명의 제어방법은 구동부에 의해 내조가 회전시, 외조 진동량에 따라 센서에 작용되는 주기적 펄스신호의 주파수 변화량이 설정범위 내에 있으면 상기 구동부를 가동시키고, 설정범위 밖에 있으면 상기 구동부의 가동을 정지시키는 단계가 포함되어 진행되는 드럼세탁기의 구동부 제어방법을 제공한다.

상기 내용을 더 상세하게 설명하기 위해 도면을 참조하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 드럼세탁기의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 센서의 구성을 나타낸 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 센서의 동작상태를 나타낸 종단면도이다.

그리고 도 5는 외조의 진동량에 따라 센서에 작용되는 주기적 펄스의 주파수 변화량이 설정범위 내에 있는지 없는지를 판단하는 플로우차트이고, 도 6은 내조의 RPM에 따라 마이콤에 설정된 주파수 변화량을 나타낸 그래프이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 구성요소로 구성된다.

진동을 저감하기 위해 스프링(12) 및 댐퍼(13)에 의해 본체(11)에 고정된 외조(20)와, 상기 외조 내측에 설치되어 구동부(40)에 의해 회전되는 내조(30)와, 상기 외조 상에 설치되어 탈수시 상기 내조가 회전됨에 따라 발생되는 진동체(120)의 좌/우 요동에 의해 상기 외조의 진동수 변화량을 검출하는 센서(100)가 포함되어 구성된다. 여기서, 진동수는 주파수와 동의어이며, 이하 구동부 제어방법에서는 '주파수'로 하여 설명한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 다음과 같은 동작을 수행한다.

상기 센서가 외조 상에 설치되어 탈수시 상기 내조(3)가 회전됨에 따라 발생되는 외조의 진동량을 상기 센서에 의해 감지하도록 한 것이다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구성인 상기 센서는 다음과 같은 구성요소로 이루어진다.

상기 외조(20) 상에 결합수단에 의해 설치된 케이스(110)와, 상기 케이스에 내장되고 상기 외조의 진동시 관성에 의해 동작하여 상기 케이스의 좌/우 내벽에 접촉되는 진동체(120), 상기 진동체를 지지하고 관성에 의해 이동된 후 원상 복귀되도록 복원력을 가진 탄성부재(130)로 구성된다.

이와 함께, 상기 탄성부재(130)와 상기 케이스(110)에 각각 연결되어 상기 진동체(120)가 상기 케이스 내벽에 접촉시 접촉신호를 마이콤(도시생략)에 보내는 신호선(140)과, 상기 케이스와 상기 탄성부재 사이에 위치하여 상호 절연시키는 절연부(150)가 포함되어 구성된다.

상기와 같이 이루어진 센서는 다음과 같은 동작을 수행한다.

탈수시 상기 내조가 회전하게 되면 상기 내조 내의 세탁물이 원심력에 의해 내조에 방사상으로 달라 붙게되고, 이때 세탁물의 불균일 분포에 의해 발생한 힘때문에 상기 외조가 진동하게된다.

따라서 상기 센서의 구성요소인 상기 진동체는 상기 케이스측으로 이동하게 되는데, 상기 외조의 진동량이 작을 때는 상기 진동체는 상기 케이스 내에서 작은 유격으로 이동된다.

반면, 상기 외조의 진동량이 크게되면 상기 진동체의 관성력이 상기 탄성부재의 탄성력보다 크게되어 상기 진동체는 상기 케이스와 접촉된다.

이때 상기 신호선 사이에 폐회로가 형성되어 펄스신호가 발생되고, 상기 펄스신호를 상기 마이콤이 인식하게된다.

그 후 진행 과정인 제어방법은 후술하기로 하겠다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(110)의 형상은 원통형임이 바람직하다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 원통형의 케이스(110) 상단부를 막기 위해 상기 케이스의 상단부에 덮개(111)가 더 구비되어 이루어짐이 바람직하다.

한편, 도 3와 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 원통형의 케이스(110)와 접촉유격이 항상 일정하도록 상기 진동체(120)의 형상은 구형상임이 바람직하다.

또한, 상기 진동체(120)의 형상은 원반형상도 가능하다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 결합수단은 다음과 같은 구성요소로 이루어진다.

상기 센서(100)에 고정되어 상기 센서를 지지하는 브라켓(101)과, 상기 브라켓을 외조(20) 상부측에 체결시키는 연결체(102)를 포함하여 이루어진다.

한편, 상기 센서(100)가 진동체인 외조(20) 상에 설치되므로 상기 센서가 외조의 진동에 의해 외조 상에서 이탈되어 오작동되는 것을 미연에 막기 위해 상기 연결체(102)는 나사로 함이 더 바람직하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 드럼세탁기의 구동부 제어방법은 다음과 같이 진행된다.

구동부(40)에 의해 내조(30)가 회전시, 외조(20) 진동량에 따라 센서(100)에 작용되는 주기적 펄스신호의 주파수 변화량이 설정범위 내에 있으면 상기 구동부를 가동시키고, 설정범위 밖에 있으면 상기 구동부의 가동을 정지시키는 단계가 포함되어 진행된다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 마이콤에 설정되는 주파수 변화량이 내조(30)의 RPM(revolution per minute)에 따라 다르게 설정되어 상기 단계가 진행되는 것이 더 바람직할 것이다.

도 5와 도 6를 참조하여, 상기 구동부(40)가 제어되는 방법에 대해 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

내조(30)가 구동부(40)에 의해 제1 RPM(0∼200)으로 구동중 외조(20)의 진동량에 따라 상기 센서(100)에 작용되는 주기적 펄스신호의 주파수 변화량이 제1 설정범위(0∼A Hz) 내에 있는지 없는지 판단한다.

상기 센서(100)에 작용되는 주기적 펄스신호의 주파수 변화량이 상기 제1 설정범위 내에 있으면 상기 구동부(40)를 가동시키고, 제1 설정범위 밖에 있으면 상기 구동부의 가동을 정지시킨다.

이와 동시에, 상기 내조(30)가 상기 구동부(40)에 의해 제2 RPM(200∼600)으로 구동중 상기 외조(20)의 진동량에 따라 상기 센서(100)에 작용되는 주기적인 펄스신호의 주파수 변화량이 제2 설정법위(0∼B Hz) 내에 있는지 없는지 판단한다.

상기 센서(100)에 작용되는 주기적 펄스신호의 주파수 변화량이 상기 제2 설정범위 내에 있으면 상기 구동부(40)를 가동시키고, 제2 설정범위 밖에 있으면 상기 구동부의 가동을 정지시킨다.

이와 동시에, 상기 내조(30)가 구동부(40)에 의해 제3 RPM(600∼800)으로 구동중 상기 외조(20)의 진동량에 따라 상기 센서(100)에 작용되는 주기적인 펄스신호의 주파수 변화량이 제3 설정범위(0∼C Hz) 내에 있는지 없는지를 판단한다.

상기 센서(100)에 작용되는 주기적인 펄스신호의 주파수 변화량이 상기 제3 설정범위 내에 있으면 상기 구동부(40)를 가동시키고, 제3 설정범위 밖에 있으면 상기 구동부의 가동을 정지시킨다.

이와 동시에, 상기 내조(30)가 구동부(40)에 의해 제4 RPM(800∼1000)으로 구동중 상기 외조(20)의 진동량에 따라 상기 센서(100)에 작용되는 주기적인 펄스신호의 주파수 변화량이 제4 설정범위(0∼D Hz) 내에 있는지 없는지를 판단한다.

상기 센서(100)에 작용되는 주기적인 펄스신호의 주파수 변화량이 상기 제4 설정법위 내에 있으면 상기 구동부(40)를 가동시키고, 제4 설정범위 밖에 있으면 상기 구동부의 가동을 정지시킨다.

그 후, 설정된 탈수시간이 끝나면 상기 구동부(40)의 가동이 정지되고 탈수는 완료된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 센서에 의해 보다 정확한 외조의 진동수 변화량을 검출할 수 있고, 특히 코니칼 모드로 진동하는 복편심까지 감지할 수 있다.

따라서 외조의 진동에 의해 본체가 심하게 움직이거나 제품이 파손될 염려가 없어 소비자에게 제품의 신뢰도를 높일 수 있다.

Claims (9)

1. 진동을 저감하기 위해 스프링 및 댐퍼에 의해 본체에 고정된 외조와,

   상기 외조 내측에 설치되어 구동부에 의해 회전되는 내조와,

   상기 외조 상에 설치되어 탈수시 상기 내조가 회전됨에 따라 발생되는 진동체의 좌/우 요동에 의해 상기 외조의 진동수 변화량을 감지하는 센서가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
2. 제 1 항에 있어서,

   센서는;

   상기 외조 상에 결합수단에 의해 설치된 케이스와,

   상기 케이스에 내장되고 상기 외조의 진동시 관성에 의해 동작하여 상기 케이스 내벽에 접촉되는 진동체,

   상기 진동체를 지지하고 관성에 의해 이동된 후 원상복귀되도록 복원력을 가진 탄성부재와,

   상기 탄성부재와 상기 케이스에 각각 연결되어 상기 진동체가 상기 케이스 내벽에 접촉시 펄스신호를 마이콤에 보내는 신호선과,

   상기 케이스와 상기 탄성부재 사이에 위치하여 상호 절연시키는 절연부가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 케이스는 원통형임을 특징으로 하는 드럼세탁기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 원통형의 케이스 상단부를 막기 위해 상기 케이스의 상단부에 덮개가 더 구비되어 이루어짐을 특징으로 하는 드럼세탁기.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 진동체는 상기 케이스와의 접촉유격이 항상 일정하도록 원반형상임을 특징으로 하는 드럼세탁기.
6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 진동체는 상기 케이스와의 접촉유격이 항상 일정하도록 구형상임을 특징으로 하는 드럼세탁기.
7. 제 2 항에 있어서,

   결합수단은;

   상기 센서에 고정되어 상기 센서를 지지하는 브라켓과,

   상기 브라켓을 외조 상부측에 체결시키는 연결체를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 드럼세탁기
8. 구동부에 의해 내조가 회전시, 외조 진동량에 따라 센서에 작용되는 주기적 펄스신호의 주파수 변화량이 설정범위 내에 있으면 상기 구동부를 가동시키고, 설정범위 밖에 있으면 상기 구동부의 가동을 정지시키는 단계가 포함되어 진행됨을 특징으로 하는 드럼세탁기의 구동부 제어방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 설정범위가 내조의 RPM(revolution per minute)에 따라 다르게 설정되어 상기 단계가 진행됨을 특징으로 하는 드럼세탁기의 구동부 제어방법.