KR0146138B1 - 세탁기용 모터의 회전감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기용 모터의 회전감지장치에 관한 것으로, 종래에는 모터회전시 모터축에 장착되어 있는 링마그네트가 온도상승에 영향을 받고, 링마그네트가 착자형태와 같이 수십개 극을 갖기위해서는 착자최소면적이 필요함에 따라 일정크기의 링마그네트에서 극수가 극히 제한적이어서 모터에 대한 단시간의 회전감지가 불가능한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 자기바이어스용 마그네트를 모터의 발열부인 모터축에 직접 고정하지 않고 발열부와 일정한 거리를 갖는 위치에 고정하여 사용하므로서 온도에 영향을 직접 받지않도록 하고, 수십개의 돌극을 갖는 기어를 발열부에 직접 조립하므로 온도에 영향을 받지않도록 함과 아울러 일정크기에 수십개의 돌극설치가 가능하므로 모터회전의 정밀도를 높이도록 한 효과가 있다.

Description

세탁기용 모터의 회전감지장치

제1도는 종래 세탁기용 모터의 외관구조도.

제2도는 제 1도에 있어서, 홀(Hall)센서가 취부된 모터구조도.

제3도는 종래 세탁기용 모터의 회전감지회로도.

제4도는 제 3도에 있어서, 마그네트 회전시 홀센서의 출력파형도.

제5도는 종래기술에 있어서, 온도와 링마그네트 자속밀도의 특성도.

제6도는 본 고안 홀센서가 취부된 모터구조도.

제7도는 제6도에 있어서, 홀센서가 부착된 부분의 상세구조도.

제8도는 본 고안에 따른 자속밀도의 출력파형도.

제9도는 본 고안에 사용되는 홀센서의 동작특성도.

제10도는 본 고안 세탁기용 모터의 회전감지회로도.

제11도는 본 고안에 따른 홀센서와 모터회전수 감지 파형도.

제12도는 본 고안 모터의 회전감지방법에 대한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 모터 2a : 축

2b : 부라켓 2c : 베어링

3 : 링마그네트 4a : 기판

4b : 케이스 4c,13 : 홀센서

11 : 기어 12 : 자기바이어스용 마그네트

21 : 자속변화감지부 22 : 버퍼

23 : 마이크로컴퓨터 25 : 자속변화검출부

본 발명은 모터 구동시 발생되는 온도에 영향을 적게받고 최소의 크기에서 정밀한 감지를 할 수 있도록 한 세탁기용 모터의 회전감지장치에 관한 것으로 특히, 자기바이어스용 마그네트를 모터의 발열부에 직접고정하지 않고 발열부와 일정한 거리를 가지는 위치에 고정하여 사용하므로서 온도에 영향을 직접받지 않도록 함과 아울러 수십개의 돌극을 갖는 기어를 발열부에 직접 조림하므로 온도에 영향을 받지않음은 물론 일정크기에 수십개의 돌극설치가 가능하도록하여 모터회전의 정밀도를 높일 수 있도록 한 세탁기용 회전감지장치에 관한 것이다.

종래 세탁기용 모터의 회전감지회로는, 제3도에 도시된 바와같이, 링마그네트(3)에 의하여 변화되는 자속의 변화를 감지하는 홀센서(4c)와, 상기 홀센서(4c)를 통해 감지된 신호가 입력되면 그 신호에 대응하는 일정레벨의 구형파 펄스를 출력하는 자속변화 감지부(21)와, 상기 자속변화 감지부(21)에서 출력되는 구형과 펄스를 버퍼링하여 출력하는 버퍼(22)와, 상기 버퍼(22)에서 출력되는 펄스수를 카운트하여 모터 회전수를 인식하는 마이크로컴퓨터(23)로 구성된다.

그리고, 상기 홀센서가 취부된 모터구조는, 제1도 및 제2도에서와 같이, 축(2a), 브라켓(2b), 베어링(2c)으로 구성되는 모터(2)의 하부에 취부외어 상기 모터(2) 과열시 식혀주기 위한 냉각팬(1)과, 상기 모터(2)의 축(2a)에 축과 함께 회전되도록 고정된 링마그네트(3)와, 이 링마그네트(3)와 일정한 간격을 두고 홀센서(4c)를 기판(4a)에 장착하여 케이스(4b)로 구성시킨 홀센서어셈(4)을 상기 모터(2)의 일측에 고정되어 있다.

여기서 링마그네트(3)는, 제2도에서와 같이, 등분된 수개의 극(N,S)을 갖는 착자형태로 되어있다.

이와같이 구성된 종래의 기술에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

모터(2)의 축(2a)이 회전하게 되면, 상기 축(2a)과 함께 회전되는 다극을 갖는 링마그네트(3)가 회전되고, 그 회전에 의하여 상기 링마그네트(3)의 자속밀도 변화는 제 4도의 (a)에서와 같이 S극과 N극이 서로 변화된다.

그러면 상기 S극과 N극의 자속밀도 변화를 홀센서(4c)가 감지하여 자속변화 감지부(21)의 신호 출력부(21B)로 제공한다.

상기 홀센서(4c)는 자장의 변화를 전기신호로 변환시키는 홀효과(Hall Effect)를 이용해서 자장의 변화를 검출하는 소자로서 N극과 S극의 변화에 의해 동작되는 소자이다.

따라서 상기 신호 출력부(21B)는 정전압부(21A)로부터 정전압이 인가되면, 상기 홀센서(4c)로부터 제공되는 신호에 따라 제 4도의 (b)에서와 같은 하이 또는 로우상태의 펄스를 정전류원 트랜지스터(Q1)의 베이스로 출력한다.

즉, 정전압부(21A)에서 정전압 인가시 신호 출력부(21B)는 홀센서(4c)로부터 전달되는 신호가 S극일 경우에는 하이, N극일 경우에는 로우상태의 펄스를 출력한다.

그러면 상기 트랜지스터(Q1)는 상기 신호 출력부(21B)로부터 하이신호가 인가되면 턴온되고, 로우신호가 인가되면 턴오프되어 제4도의 (b)에서와 같은 구형파 펄스를 버퍼(22)로 제공한다.

이에따라 상기 자속변화 감지부(21)에서 구형파 펄스를 제공하면, 그 펄스는 버펴(22)의 저항(R1,R2)을 통해 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가된다.

그러면 상기 트랜지스터(Q2)는 턴오프 또는 턴온되어 입력펄스를 반전시키고 소정의 레벨로 증폭시켜 마이크로컴퓨터(23)로 전달한다.

따라서 상기 마이크로컴퓨터(23)는 일정시간에 입력된 펄스를 카운트한다.

이렇게 카운트한 값을 가지고 모터의 회전수를 인식한다.

결과적으로 일정시간에 입력된 펄스수은 회전수에 비례하므로 모터회전수를 카운트하는 것이 된다.

그러나 이와같은 종래의 기술에 있어서, 모터회전시 발열부인 모터축에 장착되어 있는 링마그네트가 온도상승에 영향을 받는다. 즉, 제5도에서와 같이 링마그네트의 온도와 자속밀도는 부(-)특성을 가지므로 온도가 상승하면 자속밀도는 감소하여 불감지영역(A)이 발생하여 회전감지가 되지않는 문제점이 있고, 링마그네트가 착자형태와 같이 수십개 극을 갖기 위해서는 착자 최소면적이 필요함에 따라 일정크기의 링마그네트에서 극수가 극히 제한적이어서 모터에 대한 단시간의 회전감지가 불가능하명, S극과 N극의 변화감지는 홀센서의 출력펄스수가 극수의 ½배가 되므로 모터의 회전감지가 정밀하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 모터구동시 발생되는 온도상승에 의한 센서용 마그네트의 자속밀도 변화에 의해 발생하는 불감지영역이 발생하지 않도록 한 세탁기용 모터의 회전감지장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자기바이어스용 마그네트를 발열부인 모터의 축에 직접 고정시키지 않고 모터와 일정거리 위치에 떨어진 홀센서 반대측에 고정시켜 모터의 발열에 직접적인 영향을 받지 않도록 한 세탁기용 모터의 회전감지장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 수십개의 돌극을 갖는 기어를 발열부에 직접 조립하여도 온도에 영향을 받지않도록 함과 아울러 일정크기에 수십개의 돌극을 설치하여 모터의 회전 정밀도를 높일 수 있도록 한 세탁기용 모터의 회전감지장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 세탁기용 모터의 회전감지장치에 대한 회로구성은, 제10도에 도시한 바와같이, 모터의 축에 조립되고, 다수개의 치차를 형성한 자성체 재질의 기어(11)와, 상기 기어(11)의 회전시 기어의 돌극부분과 홈부분의 거리차로 인한 자속밀도의 변화를 감지하는 두 개의 홀소자를 가진 홀센서(13)와, 모터의 온도상승 영향을 받지않는 위체어서 일정한 자속밀도를 공급하는 자기바이어스용 마그네트(12)와, 상기 자기바이어스용 마그네트(12)와 홀센서(13)에서 출력되는 자속밀도를 비교하고 그 비교에 따른 구형파 펄스를 출력하는 자속변화 검출부(25)와, 상기 자속변화 검출부(25)를 통해 검출한 구형파 펄스를 소정의 레벨로 증폭시켜 출력하는 버퍼(22)와, 상기 버퍼(22)를 통한 펄스를 카운트하여 모터회전수를 판단하는 마이크로컴퓨터(23)로 구성한다.

상기 자속변화 검출부(25)는, 홀센서(13)와 자기바이어스용 마그네트(12)에서 각각 발생하는 자속변화신호를 각각 입력받아 그 자속변화신호에 대응하는 펄스를 제공하는 신호 출력부(25C)(25D)와 상기 신호 출력부(25C)(25D)의 출력을 입력받아 비교한 후 그 비교값에 따른 구형파펄스를 출력하는 비교기(25B)와, 이 비교기(25B)를 통해 출력된 구형파펄스를 일정한 레벨로 조정하는 정전류원 트랜지스터(Q3)로 구성한다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

제6도에서 모터(2)의 축(2a)이 회전하게 되면, 제7도에서와 같이 상기 축(2a)에 정착된 수십개의 돌극(11a)을 갖는 기어(11)가 회전하고, 이 기어(11)가 회전함에 따라 돌극(11a)의 일측에 위치한 두 개의 홀소자(13a, 13b)를 갖는 홀센서(13)가 자속밀도변화 차이를 감지한다.

즉, 기어(11)가 회전할 때 홀센서(12)의 뒷면에 위치한 자기바이어스용 마그네트(12)의 자속밀도는 상기 기어(11)의 돌극(11a)이 자기바이어스용 마그네트(12)에 가까이 올 때 자속밀도의 세기가 증가하고, 상기 기어(11)의 기어홈(11b)에 올때는 자속밀도의 세기가 감소한다.

상기에서와 같은 동작에 의해 얻어지는 자속밀도를 홀센서(13)를 구성하는 두 개의 소자(13a)(13b)가 감지하는데, 이때 감지되는 자속밀도는 제8도의 (a)에서와 같다.

다시말하면 제8도의 (a)에서 점선은 홀소자(13a)가, 실선은 홀소자(13b)가 감지한 자속밀도로 서로다른 자속밀도의 세기가 감지됨을 알 수 있다.

상기 홀센서(13)의 내부 두 개의 홀소자(13a)(13b)에 의해 감지되는 자속밀도를 출력하면, 이를 자속변화 감지부(25)의 제1,제2비교기 (25C)(25D)에서 각각 입력받아 비교하고, 이 비교된 비교출력을 제3 비교기(25b)로 출력한다.

그러면 정전압부(25A)의 정전압 인가에 의해 동작하는 상기 제 3 비교기(25B)는 상기 제 1, 제 2 비교기(25C)(25D)로부터 제공되는 비교출력을 입력받아 비교한 구형파 신호를 정전류원 트랜지스터(Q3)의 베이스로 출력한다.

따라서 상기 정전류원 트랜지스터(Q3)는 구형파신호에 따라 온 또는 오프하여 제8도의 (b)에서와 같은 구형파펄스를 출력한다.

본 발명에서 사용되는 홀센서의 동작특성은 제9도에서와 같이 A에서는 온에서 오프로, B에서는 오프에서 온된다.

이에따라 상기 자속변화 검출부(25)에서 출력된 구형파 펄스는 버퍼(22)의 트랜지스터(Q2)에 의하여 반전된 후 소정의 레벨로 증폭되어 출력한다.

예를들어 제11도의 (a)에서와 같은 구형파펄스가 자속변화 검출부(25)로부터 출력되면, 버퍼(22)는 제11도의 (b)에서와 같이 반전된 구형파펄스로 만들어 마이크로컴퓨터(23)로 출력한다.

따라서 상기 마이크로컴퓨터(23)는 입력된 펄스의 수량을 카운트하며 일정시간에 입력된 펄스수는 모터회전위치 또는 회전수에 비례하므로 모터의 회전수가 카운트된다.

상기 과정에 대하여 제12도에 의거하여 다시한번 살펴보면, 모터(2) 및 기어(11) 회전시 홀센서(13)에 내장된 두 개의 홀소자(13a)(13b)에서 각각의 자속밀도 변화를 감지하고 그 변화에 대한 신호를 발생하면, 이를 제1, 제2 비교기(25C)(25D)에서 비교된 신호를 제3 비교기(25B)로 출력한다.

그러면 상기 제3 비교기(25B)에서 비교신호를 비교하여 그에 해당하는 구형파신호를 출력한다.

이 구형파신호에 의해 정전류원 트랜지스터(Q3)가 온,오프하여 일정한 레벨의 구형파를 발생하면, 이는 다시 버퍼(22)의 트랜지스터(Q2)에 의해 구형파신호를 반전시켜 마이크로컴퓨터(23)로 출력한다.

따라서 상기 마이크로컴퓨터(23)는 구형파신호를 이용하여 모터회전수를 판단한다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 자기바이어스용 마그네트를 발열부인 모터의 축에 직접 구성시키지 않고 모터와 일정거리 위치에 떨어진 홀센서 반대측에 고정시켜 모터의 발열에 직접적인 영향을 받지 않도록 하고, 수밀리(mm)의 돌극을 수십개 구성하고 이 돌극의 개수를 홀센서에서 감지하여 모터축의 미소한 회전까지도 감지가능하도록 한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 모터의 축에 조립되고, 다수개의 치차를 형성한 자성체 재질의 기어(11)와, 상기 기어(11)의 회전시 기어의 돌극부분과 홈부분의 거리차로 인한 자속밀도의 변화를 감지하는 두 개의 홀소자를 가진 홀센서(13)와, 모터의 온도상승 영향을 받지않는 위치에 일정한 자속밀도를 공급하는 자기바이어스용 마그네트(12)와, 상기 자기바이어스용 마그네트(12)를 통해 검출한 자속밀도에 대응하는 구형파 펄스로 변환시켜 출력하는 자속변화 검출부(25)와, 상기 자속변화 검출부(25)를 통해 검출한 구형파 펄스를 소정의 레벨로 증폭시켜 출력하는 버퍼(22)와, 상기 버퍼(22)를 통한 펄스를 카운트하여 모터회전수를 판단하는 마이크로컴퓨터(23)로 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터의 회전감지장치.