JP3411392B2 - 低周波振動洗濯装置及びその方法 - Google Patents

低周波振動洗濯装置及びその方法

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京 燮 洪
敬 桓 金
周 煥 李
河 一 李
景 培 朴
東 洙 吉
五 勳 權
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水と洗剤と空気からな
る多状媒質に特定の周波数で共振現象を生じて、洗濯ま
たは洗滌作用を行なう事が出来る周波振動洗濯装置及び
その方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般の洗濯装置は、パルセータ洗濯方式
として、選択槽の下部にパルセータが設けられ、モータ
がパルセータを聖域方向に回転させて洗濯物を洗濯する
装置である。しかし、このようなパルセータ洗濯方式の
洗濯装置は、パルセータを聖域方向に回転させて洗濯す
るので、洗濯物が縺れるといった問題点がある。従っ
て、最近パルセータ洗濯方式の問題点を解決するための
洗濯装置に対して研究開発が活発に進行されている。こ
のように研究されている洗濯装置の中の一つが定周波振
動洗濯装置である。
【０００３】前記従来の低周波振動洗濯装置を添付図面
を参照して説明すると、次のようである。
【０００４】図１は、従来の低周波振動洗濯装置の構成
図である。従来の低周波振動洗濯装置は、水と洗剤及び
洗濯物が収容される洗濯槽１と、前記洗濯槽１内の下側
に設けられ洗液と空気層からなる多状媒質に共振現象を
発生させる低周波発振用振動子２と、低周波発振用振動
子２を駆動するための線形モータ３と、線形モータ３の
往復運動を前記低周波発振用振動子２に伝達するために
低周波発振用振動子２と線形モータ３を連結する駆動軸
４と、周波数帯域が２０ＨＺ〜２５０ＨＺ、振幅が２〜
２５ｍｍ、そして回転方向角の振幅が２°〜１０°の範
囲内にある波形を発生させて線形モータ３を駆動するた
めの低周波発生器５と、前記低周波発生器５の出力を増
幅させて前記線形モータ３に印加する増幅部６と、前記
洗濯槽１内に供給される水の圧力を測定し洗濯槽１内に
給水した水の水位を測定する圧力センサ１５とからな
る。
【０００５】前記のように構成された従来の低周波振動
洗濯装置の動作は次ぎのようである。まず、低周波発生
器５から２０ＨＺ〜２５０ＨＺの低周波帯域と、２〜２
５ｍｍの振幅、そして２°〜１０°範囲内の回転方向角
を有する波形を発生すると、前記増幅部６でこれを増幅
して前記線形モータ３に印加する。
【０００６】このように低周波発生器５から発生された
波形が線形モータ３に印加され線形モータ３が駆動する
と、駆動軸４に連結された低周波発振用振動子２が発振
をして、洗濯槽１内の水と洗剤と空気層からなる多状媒
質に共振現象を生じ、この時、発生する微小空気滴の空
洞化現象（Cavitation phenomenu) または非線形振動に
よって機械的エネルギーと洗剤の化学的作用とが結合し
て洗濯または洗滌作用が行われる。
【０００７】この時、線形モータ３は、前記駆動軸４を
上下に直線往復運動させて前記低周波発振用振動子２が
多状媒質の共振周波数と同一の周波数で振動するように
し、駆動軸４の直線往復運動の範囲は前記線形モータ３
に印加される駆動波形の振幅によって決定される。
【０００８】なお、洗濯槽１内に給水を施すと水位が上
昇して水圧が高くなるので、圧力センサ７は水圧を電気
的信号に変換して制御部（図面に図示しない）に伝送す
ることにより、洗濯槽１内に水位を制御した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の低
周波振動洗濯装置において、次のような問題点がある。
即ち、低周波発生器５から一定の低周波を発生して出力
するが、システム自体または外部の要因により低周波発
振用振動子２の振動幅が一定しないようになって、洗濯
及び洗滌効率が低下する。
【００１０】さらに、振動幅を検出することが出来ない
し、低周波発生器５の出力周波数を制御し得るシステム
がないから水位及び指令値による正確な振動幅を制御す
ることが出来ない。
【００１１】本発明は、前記問題点を解決するためのも
ので、本発明の目的は、駆動軸の直線往復運動範囲を検
出して低周波発振用振動子の振動範囲が一定であるよう
に制御するだけでなく、駆動軸の位置によって洗濯槽内
の水位を感知して制御するようにすることで、構成を簡
単にする低周波振動洗濯装置及びその方法を提供するこ
とにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の低周波振動洗濯装置は、洗濯槽内の水圧に応
じて移動し、多状媒質に共振現象を生ずる低周波発振用
振動子と、前記低周波発振用振動子を駆動するための線
形モータと、前記線形モータの駆動力を低周波発振用振
動子に伝達する駆動軸と、前記低周波発振用振動子の上
下の振動幅を検出して水位及び振動幅を感知する水位及
び振動幅の感知部と、使用者の選択による振動幅に相応
する信号を出力する指令部と、前記水位及び振動幅の感
知部から出力された信号によって水位を認識し、指令部
の信号と振動幅の感知信号を比較して指令部の信号に近
接する振動幅の振動されるように前記線形モータを制御
する制御部とを含んでなり、本発明の低周波振動洗濯方
法は、洗濯槽に水を供給して水圧と振動子の振動幅によ
る水位及び振動幅を検出する第１段階と、使用者によっ
て選択された振動幅の指令値と振動幅の検出値との比較
の差が最低となるように振動子の振動周波数を制御する
第３段階とからなることを特徴とする。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を添付図面を参照してより詳細
に説明する。
【００１４】図２は本発明の低周波振動洗濯装置の構成
ブロック図である。本発明の低周波振動洗濯装置の構成
は、水と洗剤及び洗濯物が収容される洗濯槽１と、前記
洗濯槽１内の下側に設けられて洗液と空気槽からなる多
状媒質に共振現象を発生させる低周波発振用振動子２
と、前記低周波発振用振動子２を駆動するための線形モ
ータ３と、前記線形モータの駆動力を低周波発振用振動
子２に伝達する駆動軸４と、前記低周波発振用振動子２
の上下の振動幅を検出して、水位及び振動幅を検出して
水位及び振動幅を感知する水位及び振動幅の感知部１０
と、使用者の選択による振動幅に相応する信号を出力す
る指令部１１と、前記水位及び振動幅の感知部１０から
出力された信号により水位及び振動幅を認識し、指令部
１１の信号と比較して指令部１１の信号に近接した振動
幅に洗濯されるように制御する制御部１２とを含んでな
る。
【００１５】ここで、前記水位及び振動幅の感知部１０
は、前記ストロークセンサ８に一定の高周波信号を発生
する高周波発生器７と、線形モータ３の駆動軸の端に設
けられ、水圧と線形モータ３の駆動による前記駆動軸４
の位置変換と直線往復運動の変位によって前記高周波発
生器７から出力された高周波信号より可変電圧を発生さ
せるストロークセンサ８と、前記ストロークセンサ８の
出力電圧を整流及び平滑しフイルタリングして、直流に
変換させて出力する波形整形部９とから構成される。そ
して制御部１２周波数帯域が２０ＨＺ〜２５０ＨＺ、振
幅が２〜２５ｍｍ、そして回転方向角の振幅が２°〜１
０°の範囲内にある波形を派生させ、線形モータ３を駆
動するための低周波発生器５と、前記水位及び振動幅の
感知部１０の出力信号と前記指令部１１の出力信号とを
比べる比較器１３と、前記水位及び振動幅の感知部１０
の出力信号を比較部１３と制御器１４に選択的に印加さ
れるよにスイッチングするスイッチ１５と、前記スイッ
チ１５を介して前記水位及び振動は幅の感知部１０の出
力から洗濯槽の水位を認識し、前記比較部１３の出力か
ら指令部１１の指令信号と現在の洗濯振動幅の差を認識
して、指令信号に近接するように低周波発生器５から発
生された信号を制御する制御器１４と、制御器１４の出
力パルス幅変調（ＰＷＭ）・増幅する増幅器６とから構
成される。
【００１６】図３は、本発明の水位ストロークセンサ８
の断面図である。これを利用して水位ストロークセンサ
８をより詳細に説明すると、前記ストロークセンサ８
は、前記線形モータ３の駆動軸４の下部に連結され、駆
動軸に連動されて上下に振動するコア８ａと、前記コア
８ａの下端部の周囲に高周波発生器７から出力された高
周波信号により電圧を誘起する１次コイル８ｂと、前記
１次コイル８ｂに電圧が誘起されるとき、前記コア８ａ
の振動幅により可変誘起電圧を発生して前記波形整形器
９で出力する２次コイル８ａと、前記一次コイル８ｂと
２次コイル８ｃを支持するボビン８ｄとから構成され
る。
【００１７】そして前記波形整形部９は、前記２次コイ
ル８ｃに誘起される可変誘起電圧７を整流する整流部９
ａと、前記整流部９ａの出力を平滑する平滑部９ｂと、
前記平滑部９ｂの出力を一定のＤＣにして出力する低域
通過フイルタ９ｃとから構成される。
【００１８】前記のように構成された本発明の１実施例
に対する動作を説明すると、次のようである。まず、理
解しやすくするために、水位及び振動幅を感知する動作
を説明してから、低周波振動洗濯装置の全体的な動作説
明をする。
【００１９】図４は本発明の高周波発生器とストローク
センサの出力波形図であり、図５は図３のストロークセ
ンサのコア位置と出力関係の説明図であり、図６は本発
明による波形整形部の部分出力の波形図であり、図７は
本発明による水位検出の説明図である。
【００２０】まず、水位及び振動幅を感知する動作に対
して説明すると、次のようである。
【００２１】図２及び図３において、線形モータ３を駆
動させると、駆動軸４に連結された低周波発振用振動子
２が発振して、洗濯槽１内の水と洗剤と空気層とからな
る多状媒質に共振現象が生ずる。同時に、前記ストロー
クセンサ８のコア８ａは、前記駆動軸４に連動され上下
に往復運動する。
【００２２】このとき、高周波発生器７から出力された
高周波信号によって前記ストロークセンサ８の１次コイ
ル８ｂに図４ａのように電圧が誘起され、前記２次コイ
ル８ｃには、コア８ａの往復運動による振動幅によって
図４ｂのように可変誘起電圧が発生されて前記波形整形
部９に出力する。
【００２３】この時、前記２次コイル８ｃに誘起される
電圧は、誘起電圧式Ｖ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔからコアの８ａ
の位置によって変わるが、コアが最上側に位置すると図
５ａのようにリアクタンス（Ｌ）が最大（Ｌｍａｘ）と
なり、最下側に位置すると図５ｂのようにリアクタン
（Ｌ）が最小となり、中間点に位置すると図５ｃのよう
にリアクタンス（Ｌ）は最大値の半分（Ｌ＝１／Ｌｍａ
ｘ）となる。
【００２４】そして、波形整形部９の整流部９ａに印加
された２次コイルの可変誘起電圧（図６ａ）は、整流部
９ａによって図６ｂのように半波または全波整流され、
平滑部９ｂによって図６ｃのように平滑された後、低域
通過フイルタ９ｃによって図６ｄのように直流に変換さ
れて前記スイッチに印加される。したがって、前記低域
通過フイルタ９ｃの出力直流電圧の大きさは、ストロッ
クの測定値、即ち前記コア８ａの往復運動範囲に比例し
た電圧値である。
【００２５】次に、水位感知に対する動作説明は以下の
ようである。
【００２６】一般に洗濯機の洗濯の立ち上がり前に前記
洗濯槽１内に給水をするが、洗濯槽１に給水をすると水
圧が増加して、前記線形モータ３の駆動軸４が水圧に影
響を受けることになる。すなわち、水圧が増加するにつ
れて水圧に比例して駆動軸４が下降する。従って、上述
したように、駆動軸４が下降するとコアも下降するの
で、リアクタンスが減少して前記ストロークセンサ８の
２次コイル８ｃに誘起される電圧は、水位に反比例して
図７のように段々減少する。
【００２７】それで、波形整形部９の低減通過フイルタ
９ｃの出力直流電圧は、図７ｂのように洗濯槽１内の水
位に反比例した値であり、これを前記制御部１２に伝送
して洗濯槽１内の水位を制御することが出来る。
【００２８】このような方法により水位及び振動幅を感
知し、全体的な低周波振動洗濯装置の洗濯方法は次のよ
うである。
【００２９】まず、制御部１２の制御部１４は、洗濯槽
１に水が供給されると、スイッチ１５を制御して水位及
び振動幅の感知部１０の出力が制御器１４に直に入力さ
れるように制御する。したがって、洗濯槽１に水が供給
されたとき、その当時の水位及び振動幅の感知部１０の
出力電圧を判断して水位を認識する。
【００３０】このように水位が認識されると、スイッチ
１５が水位及び振動幅の感知部１０の出力が比較器１３
に印加されるようにスイッチ１５を制御する。従って、
前記比較器１２では、指令部１１の低周波発振用振動子
２の振動幅の指令値と前記波形整形部９の低域通過フイ
ルタ９ｃの出力直流電圧を比べて、その差を前記制御器
１４に伝送する。
【００３１】最初は、制御部１２が線形モータ３を駆動
しなかったので、水位及び振動幅の感知部１０から出力
された信号は、水位に該当する信号であるから振動幅が
ない。従って指令部１１の信号と水位及び振動幅の感知
部１０の信号の差が大きい。だから制御器１４は、指令
部１１の信号の大きさで周波数発信器５の信号を制御し
て線形モータ３を駆動させる。
【００３２】このように線形モータ３を駆動したとき、
水位及び振動幅の感知部１０から出力された信号を比較
器１３を通じて指令部１１の出力信号と比較する。この
時、比較部１３の出力が大きければ、低周波発振用振動
子２の振動幅が小さいものとして認識されて制御器１４
は振動幅の指令値を高める。そして比較部１３の出力が
小さければ、低周波発振用振動子２の振動幅が大きいも
のとして認識されて振動幅の指令値を含める。
【００３３】このような過程を繰り返して指令部１１の
信号に近接するように振動幅を制御することにより、前
記低周波発振用振動子２の振動幅を一定するように制御
する。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の低周波振
動洗濯装置及びその方法において、次のような効果があ
る。
【００３５】１． 低周波発振用振動子を駆動する線形
モータの駆動軸の端にストロークセンサを設けて水位及
び振動幅を感知するので、構成を簡単にしながら正確な
水位及び振動幅を感知することが出来る。
【００３６】２． 水位及び振動幅の感知部で洗濯槽内
の水位及びそれに該当する振動幅を感知して、指令値に
近接するようにて低周波振動を制御することにより、洗
濯及び効果を最適化することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の低周波振動洗濯装置を示すブロック
構成図である。
【図２】本発明の実施例を示すブロック構成図である。
【図３】本発明のストロークセンサの構成断面図であ
る。
【図４】本発明の高周波発生器とストロークセンサの出
力波形図である。
【図５】図３のストロークセンサのコア位置と出力関係
の説明図である。
【図６】本発明による波形整形部の部分出力の波形図で
ある。
【図７】本発明の水位検出の説明図である。
【符号の説明】
１ 洗濯槽 ２ 低周波発振用振動子 ３ 線形モータ ４ 駆動軸 ５ 低周波発生器 ６ 増幅器 ７ 高周波発生器 ８ ストロークセンサ ８ａ コア ８ｂ 一次コイル ８ｃ ２次コイル ８ｄ ボビン ９ 波形整形部 ９ａ 整流部 ９ｂ 平滑部 ９ｃ フイルタ １０ 水位及び振動幅の感知部 １１ 指令部 １２ 制御部 １３ 比較部 １４ 制御器 １５ スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 洪 京 燮 大韓民國京畿道仁川市南區龍現２洞東亞 アパートメント２−1009 (72)発明者 金 敬 桓 大韓民國ソウル特別市城北區貞陵３洞 847−４、19／２ (72)発明者 李 周 煥 大韓民国京畿道果川市源文洞２、住公ア パートメント214−508 (72)発明者 李 河 一 大韓民國京畿道光明市鐵山２洞、住公ア パートメント847−102 (72)発明者 朴 景 培 大韓民國ソウル特別市冠岳區奉天７洞 1615−16 (72)発明者 吉 東 洙 大韓民國ソウル特別市城北區長位２洞68 −472 (72)発明者 權 五 勳 大韓民國ソウル特別市江西區花谷２洞 863−６ (72)発明者 權 ▲ビョン▼河 大韓民國釜山直割市南區文現４洞947− ２、６／１ (56)参考文献 実公 昭40−34789（ＪＰ，Ｙ１) 米国特許2776558（ＵＳ，Ａ) 米国特許2203479（ＵＳ，Ａ) 米国特許2932962（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D06F 1/00 - 51/02

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】洗濯槽内の水圧に応じて振動し、多状媒質
    に共振現象を生ずる低周波発振用振動子と、 前記低周波発振用振動子を駆動するための線形モータ
    と、 前記線形モータの駆動力を低周波発振用振動子に伝達す
    る駆動軸と、 前記低周波発振用振動子の上下の振動幅を検出して、水
    位及び振動幅を感知する水位及び振動幅の感知部と、 使用者の選択による振動幅に相応する信号を出力する指
    令部と、 前記水位及び振動幅の感知部から出力された信号により
    水位を認識し、指令部の信号と振動幅の感知信号を比べ
    て、指令部の信号に接近する振動幅に振動されるように
    前記線形モータを制御する制御部と、を含んでなること
    を特徴とする低周波振動洗濯装置。
  2. 【請求項２】制御部は、一定の周波数帯域、振幅、そし
    て回転方向角の振幅を有する波形を発生する低周波発生
    器と、 前記水位及び振動幅の感知部の出力信号と前記指令部の
    出力信号とを比べる比較器と、 前記水位及び振動幅の感知部の出力信号により選択槽の
    水位を認識し、前記比較部の出力から指令部の指令信号
    と現在の洗濯振動幅の差を認識して、指令信号に接近す
    るように前記周波発生器から発生された信号を制御する
    制御器と、 前記水位及び振動幅の感知部の出力信号が比較部と制御
    器に選択的に印加されるように制御器の制御によってス
    イッチングするスイッチと、 前記制御器の出力信号をパルス幅変調・増幅する増幅器
    と、からなることを特徴とする請求項１記載の低周波振
    動洗濯装置。
  3. 【請求項３】前記水位及び振動幅の感知部は、一定の高
    周波信号を発生する高周波発生器と、 前記線形モータの駆動軸の端に設けられ、水圧と線形モ
    ータの駆動による駆動軸の位置変換と直線往復運動の変
    位に応じて前記高周波発生器から出力された高周波信号
    に応じて可変電圧を発生させるストロークセンサと、 前記ストロークセンサの出力電圧を整流及び平滑しフイ
    ルターリングして、直流に変化させて出力する波形整形
    部と、から構成されることを特徴とする請求項１記載の
    低周波振動洗濯装置。
  4. 【請求項４】前記ストロークセンサは、前記低周波発振
    用振動子に連動されて動作するコアと、 前記高周波発生器の高周波信号によって電圧を誘起する
    一次コイルと、 前記一次コイルに電圧が誘起される時前記コアの位置変
    換によって可変誘起電圧を発生する２次コイルと、 前記一次コイルと２次コイルを支持するボビンと、から
    なることを特徴とする請求項３記載の低周波振動洗濯装
    置。
  5. 【請求項５】前記波形整形部は、前記ストロークセンサ
    出力電圧を整流する整流部と、 前記整流部の出力を平滑する平滑部と、 前記平滑部の出力を一定のＤＣ信号にして出力する低域
    通過フイルタとから構成されることを特徴とする請求項
    ３記載の低周波振動洗濯装置。
  6. 【請求項６】選択槽に水を供給して水圧と振動子の振動
    幅による水位及び振動幅を検出する第１段階、 使用者により洗濯された振動幅の指令値と振動幅の検出
    値を比較する第２段階と、 前記第２段階の振動幅の指令値と検出値との比較値が最
    低となるように、振動子の振動周波数を制御する第３段
    階と、を含んでなることを特徴とする低周波振動洗濯方
    法。
JP13415094A 1993-06-19 1994-06-16 低周波振動洗濯装置及びその方法 Expired - Fee Related JP3411392B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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