KR100210662B1 - 세탁기의 제어장치 - Google Patents

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가나이 쓰도무
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Abstract

본 발명에 의하면, 교반날개에 가해지는 저항으로 의류의 양을 판별하고, 의류의 양으로 최적수위를 결정하고, 동일수위에서 의류의 양 검지를 다수 행하면서 변동치(최대치-최소치) 또는 편차치에 의거하여 의류의 종류를 판별한다.

Description

세탁기의 제어장치
제1도는 본원 발명의 일실시예의 전자동세탁기의 단면도.
제2도는 제1도에 도시된 조작패널의 부분확대도.
제3도는 의류의 양을 검지하기 위한 회로도.
제4도는 의류의 양센서의 출력도.
제5도는 최저수위로부터 고수위로 수위를 변화시켜 의류의 종류를 검지한 측정데이터도.
제6도는 동일한 최적수위에서의 의류의 종류를 검지한 측정데이터도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
6 : 교반날개(회전체) 7a : 솔레노이드
8 : 모터 8a : 콘덴서
10 : 클러치장치 21 : 조작패널
24 : 급수전자밸브 26 : 수위센서
29 : 전원스위치버튼 30 : 외부조작스위치
본원 발명은 의류의 양 및 종류를 검지하고, 가장 적합한 운전제어를 행하게 하는 세탁기의 제어장치에 관한 것이다.
종래의 세탁기에서는 예를들면, 미합중국 특허 제 4,779,430호에서와 같이 의류의 양에 맞는 수류 및 세탁시간을 결정하는 방식이 이용되었다.
종래의 기술에서는 의류의 양에 의해서만 수류, 세탁시간 등을 결정하고 있었기 때문에, 예를들면 의류의 양이 적은 경우는 약한 수류로 세탁시간을 짧게 , 의류의 양이 많은 경우는 강한 수류로 세탁시간을 길게 하고 있었기 때문에, 시트나 목욕용 타올 등의 대형의류를 조금만 세탁하는 경우는 세정력이 약하고, 란제리 등의 얇은 의류를 많이 세탁하는 경우는 의류의 손상이 염려되어, 가장 적합한 세탁기의 제어방법에는 이르지 못하고 있었다.
한편, 예를 들면 1987년 8월 27일자의 일본국 특개소 62(1987)-194895호 공보(발명의 명칭 : 세탁기의 천량 검지장치)에는 세탁기로 세탁되는 의류의 종류검지장치가 소개되어 있는데, 이 일본국 특개소 62(1987)-194895호 공보의 장치는 세탁기의 모터를 통해 흐르는 전류 변화치에 의거하여 의류의 양을 검출하게 된다. 그러나, 이 일본국 특개소 62(1987)-194895호 공보의 장치는 의류의 양이 적은 경우에는 의류의 종류를 용이하게 판별하지 못한다는 결점이 있다. 또, 1989년 1월 19일자의 일본국 특개소 64(1989)-15095호 공보(발명의 명칭 : 세탁기의 천량 검지장치)에는 교반 날개가 턴오프되는 경우 역기전력(逆起電力)에 의거하여 의류의 종류를 판별하는 것이 소개되어 있다.
즉, 일본국 특개소 64(1989)-15095호 공보에서는 세탁기의 모터에 유도되는 전압 또는 전류의 변화에 대응하여 펄스를 발생하는 펄스발생수단으로부터의 펄스의 수와, 그 모터에 유도되는 전압 또는 전류의 크기에 대응하여 신호를 출력하는 펄스폭검출수단으로부터의 펄스폭에 의거하여 의류의 양을 판별하게 된다. 상기 장치에 의해 검출된 펄스수가 n이고, 검출된 펄스폭이 t1, t2, …, tn 이라면, 의류량은 t1 + t2 + … + tn/n으로 검지된다. 상기 역기전력은 시간의 경과에 따라 감쇠되기 때문에 시간이 경과되면 tn을 잘못 카운트할 우려가 있다. 따라서, 일본국 특개소 64(1989)-15095호 공보의 장치에서는 정밀도에 문제점이 있다.
본원 발명은 의류의 양과 종류에 따라 적정한 수위, 수류의 강도, 세탁, 헹굼 및 탈수기간을 자동적으로 선택하는 세탁기의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본원 발명은 세탁기의 회전체에 가해지는 의류의 저항으로 의류의 양을 판별하고, 의류의 양으로 최적 수위를 결정하고, 상기 의류의 동일수위에서의 다수의 검지량의 변동치(R1, R2) (최대치-최소치) 및 편차치 등에 의거하여 의류의 종류를 판별하는 것이다.
세탁기의 회전체에 가해지는 의류의 저항으로 의류의 저항으로 의류의 양 및 종류를 상기 구성으로 계측하기 위해, 세탁물에 맞는 수류의 강도, 세탁, 헹굼, 탈수시간을 제어할 수 있다.
다음에, 본원 발명의 일실시예에 대하여 도면에 따라 설명한다.
본원 발명의 일실시예를 채용한 세탁기는 제1도에 도시한 바와 같이, 강판제의 외프레임(1)내에는 조봉(弔棒)(2) 및 코일스프링이나 탄성고무로 이루어진 방진장치(3)에 의해 합성수지제의 외조(外槽)(4)를 매달아 설치한 구성으로 되어 있다. 조봉(2) 및 방진장치(3)는 각각 4개의 세트로 설치한다.
의류를 세탁하기 위해 물을 저장받는 외조(4)내에는 세탁겸탈수조(5)를 회전가능하게 설치한다. 세탁겸탈수조(5)에는 다수의 탈수공(5a)을 형성하고, 세탁겸 탈수조의 중앙저부에는 펄세이터(pulsator) 또는 아지지테이터로 이루어진 회전체 즉 교반날개(6)를 회전가능하게 설치한다. 세탁작업 및 헹굼작업시에는 세탁겸탈수조(5)를 정지시키고, 교반날개(6)를 시계방향 및 반시계방향으로 회전시킨다. 또한, 탈수운전시는 세탁겸탈수조를 한방향으로 회전시킨다. 교반날개(6) 및 세탁겸탈수조(5)의 회전은 구동장치(7)에 의해 행해진다.
구동장치(7)는 모터(8)와, 이 모터(8)의 회전을 교반날개(6) 또는 세탁겸탈수조(5)에 전달하기 위한 풀리(9a)와 벨트(9b)로 이루어진 전달수단(9)과, 세탁 및 헹굼시에 교반날개(6)만을 회전시키거나 또는 탈수시에 세탁겸탈수조(5)를 회전시키거나 하는 클러치장치(10)와, 그 회전을 전환하는 솔레노이드(7a)와, 배수를 관장하는 배수장치(12)로 이루어진다.
구동장치(7)는 외조(4)의 저면에 강판제의 지지판(14)을 이용해서 고정한다. 외조(4)에는 외조(4)내의 물의 압력을 수위센서(26)에 전달하는 압력스위치튜브(27)를 접속하는 도입구(4c)가 형성되어 있다. 외프레임(1)의 상부에는 세탁물을 투입하는 투입구(19a)와, 콘트롤러 등의 전기부품을 수납하는 조작상자(19b)를 배설한 합성수지제의 톱커버(19)가 설치되어 있다. 투입구(19a)에는 합성수지제의 뚜껑(20)을 설치한다.
조작상자(19b)의 상면에는 조작패널(21)이 장착되어 있으며, 조작상자(19b)내에는 급수전자밸브(24)를 설치한다.
조작상자(19b)에 배치한 수위센서(26)는 외조(4) 내의 물의 압력을 검출함으로써, 규정수위까지 물이 찼는지의 여부를 판정한다. 수위센서(26)는 코어, 코일, 스프링 등으로 구성된다.
세탁, 헹굼, 탈수 등을 제어하는 제어장치는 수납상자(31)내에 배치한다.
조작패널(21)에는 전원스위치버튼(29) 및 외부조작스위치(30)가 배치되어 있다.
세탁수는 급수전자밸브(24)와 입구(25)를 통해 세탁겸탈수조(5)에 공급하고, 외조(4)는 지지판(14)에 지지되고, 커버(4d)로 덮는다. 상기 외조(4)에서 넘치는 물은 배수구(4b), 배수파이프(17), 탈수밸브(16) 및 출구(15)를 통해 배수된다. 참조부호(18)은 세탁기의 요동을 방지하기 위한 발란서이고, 세탁기는 다리(28)로 지지된다.
제2도는 조작패널(21)을 도시한 것이다.
세탁기에 대한 상기 구성에 있어서, 전원스위치버튼(29)을 눌러서 전원스위치를 온하고, 외부조작스위치(30)의 “센서(표준)”버튼을 눌러 온하면, 제어장치로부터의 신호에 의해 급수전자밸브(24)에 통전 되어 세탁겸 탈수조 내에 급수되고, 그때 탈수 또는 세탁을 전환하는 스위치인 솔레노이드(7a)에도 통전 되어 탈수상태로 되며, 모터에는 0.5초 온 - 4초 오프로 통전 되어 세탁겸탈수조는 완만한 회전으로 한 방향으로 회전하고, 세탁물에 급수한 물이 균일하게 닿도록 하고 있다.
수위의 최저수위까지의 급수를 수위센서(26)가 검지하면, 급수전자밸브(24), 솔레노이드(7a)에의 통전을 정지하고, 모터(8)에 통전하여 교반한다. 이 때, 클러치장치(10)는 탈수상태로 되어 있기 때문에, 클러치장치(10)를 확실하게 세탁상태로 하고, 더욱이 천을 손상하지 않기 때문에 천량검지교반보다 강하고, 통상의 교반보다 약한 반전교반수류 0.5초 온 - 8초 오프로 동작시킨 후 천량검지교반을 행한다.
제3도는 천량을 검지하기 위한 천량검지센서의 회로도로서, 세탁기의 교반날개와 세탁겸탈수조(5)를 회전시키는 모터(8)의 양단에는 페이스리딩콘덴서(phase leading condenser)(8a)가 접속된다. FLS(39)는 모터(8)의 회전방향을 전환하기 위한 것이고, 상기 콘덴서(8a)의 양단에는 직렬접속의 저항(R1, R2)과 제너다이오드(40)가 접속되며, 상기 저항(R2)과 병렬로 포토트랜지스터(41)가 접속된다. 이 포토트랜지스터(41)의 출력은 파형정형트랜지스터(Tr)의 베이스와 결합되고, 상기 트랜지스터(Tr)의 출력은 중앙처리회로(도시되지 않음)의 마이크로콤퓨터에 연결된다.
천량검지행정은 0.4초 온 - 1초 오프로 반전교반하게 하고, 오프시에 회전체(6)가 관성으로 회전했을 때의 모터(8)의 역기전력(逆起電力)을 모터(8) 구동용 콘덴서(8a)의 단자전압으로 검지하고, 이것을 직류사각형파 펄스로 변환하여, 이 펄스간의 시간 t1 또는 t2을 측정해서 천량을 판정하는 것이다. 즉, 세탁물이 많을 경우에는 회전체(6)에의 저항이 크기 때문에, 관성회전이 방해받아 펄스간의 시간 t1은 길어지고, 세탁물의 양이 적을 경우에는 반대로 펄스간의 시간 t1은 짧아진다. 펄스간의 시간의 계측은 제3도에 도시한 회로에 의해 행해진다. 시간폭 t1 또는 t2는 예를 들면 검출된 전 파장의 첫 번째의 펄스(A)와 세 번째의 펄스(B)의 상승 시간의 폭 t1 또는 t2를 계측함으로써 검출하고(제4도 참조), 이 검지회수를 20회 반복하여 t1 또는 t2의 합계시간(이 합계시간을 이하 ‘적산치’라고 함)을 미리 마이크로콤퓨터에 기억시킨 세탁량과 시간의 관계와 비교하여, 세탁량을 결정하고, 세탁량에 맞는 수위를 자동설정하고, 규정수위까지 급수한다.
또한, 최적수위까지 급수하는 공정에 있어서, 검지수위를 변화시켜서 상기 천량검지공정을 행하고, 펄스상승시간의 폭 t1을 계측한다.
예를들면, 세탁물량이 4.0kg이며 고수위라고 판별한 경우, 천량검지공정을 4회 행하여 의류의 종류가 다른 세탁물(시트, 목욕용 타올 등의 대형의류와 란제리 등의 화학섬유의 얇은 의류)의 각 수위에서의 펄스상승시간폭 t1은 제5도와 같아진다.
① 제5도에 있어서, 최저수위와 최적수위에서의 펄스상스시간폭의 차 △T1또는 △T2를 구하는데, 이러한 검지회수를 최적수위 및 최저수위에서 각각 20회 반복한 후, 최적수위에서 상기 펄스상승시간폭에 대한 합계시간치(이하 ‘적산치B’라고 함)와 최저수위에서 상기 펄스상승시간폭에 대한 합계시간치(이하 ‘적산치A’라고 함)와의 차를 구한다.
② 제5도에 도시한 그래프의 각 곡선 t11-t12-t13-t14, t21-t22-t23-t24의 근사함수에 의한 평균변화율 m1또는 m2을 구한다.
이상으로부터 검지수위를 변화시킨 경우의 펄스상승시간폭의 변화율 △T1또는 △T2, 즉, 검지회수 20회의 각각에 상당하는 최적수위에서의 상기 펄스상승시간의 합(적산치B)과 최저수위에서의 상기 펄스상승시간의 합(적산치A)과의 차(이하 ‘적산치의 차(B-A)라고 함) 및 평균변화율 m1또는 m2의 대소에 따라 의류의 종류를 판별하는 것이 가능하다. 예를 들면, 시트, 목욕용 타올 등의 대형의류의 △T1또는 △T2및 m1또는 m2는 크고, 란제리 등의 화학섬유의 얇은 것은 반대로 작아지기 때문에, 미리 제어장치내의 마이크로콤퓨터에 설정한 의류의 종류에 의한 테이블상수와 비교하고, 각종 의류에 맞는 수류의 강도(예를 들면 모터에의 통전시간의 온시간과 오프시간과의 비 및 회전수)를 제어한다. 세탁, 헹굼, 탈수시간 등을 설정함으로써, 대형 의류는 강한 수류로 시간을 길게, 화학섬유 등의 얇은 것은 약한 수류로 시간을 짧게 함으로써, 각종 의류에 맞는 세탁제어가 가능해진다. 또한, 수위를 최저수위에서 최적수위까지 변화시키면서 △t1또는 △t2, 평균변화율 m1또는 m2를 계측함으로써 제5도에 도시된 의류의 종류를 검지할 수 있다. 이때, 최적수위가 최저수위보다 작거나 근사한 경우에는 의류의 종류의 검지가 곤란해지게 된다.
이 문제점을 방지하기 위해서, 제6도에 도시한 바와 같은 의류의 종류의 검지방법이 제안되어 있다. 즉, 제6도에 도시된 검지방법은 수위가 작더라도 동일한 수위의 최적수위에서 실행된다. 또한, 상기 천량검지행정시의 검지회수(이 실시예에서는 20회)에 의해 변동치(R1, R2)(최대치-최소치) 및 편차치의 대소에 따라 의류의 종류를 판별하는 것이 가능하며, 예를들면 제6도와 같이 진즈 등의 뻣뻣한 의류의 변동치 R1는 화학섬유 등의 얇은 의류의 변동치 R2보다 커지게 된다. 편차치 s는 다음 식으로 구한다.
식중,
xi : 1~n의 검지량,
: 검지량중 최대치와 최소치의 평균치
제6도에 도시한 의류의 종류의 판별방법은 어떤 최적수위에도 유효하다. 특히, 이 방법은 최저수위에서 유효하다. 미리 제어장치내에 설정한 의류의 종류에 의한 테이블 상수와 검지된 변동치와를 비교하여, 각종 의류의 종류를 판정하고, 상기 세탁행정을 행한다. 또한, 이 세탁방법은 상기 의류의 종류판별방법과 조합하여 행함으로써 정밀도는 더욱 높아진다. 이 경우에 수위가 낮으면 제6도에 도시된 세탁행정을 행하고, 수위가 저·중·고를 포함하여 최적인 경우에는 제5도에 도시된 세탁행정을 행하도록 한다.
상기한 실시예는 세탁겸탈수조를 가진 전자동 세탁기에 관한 것이지만, 본원 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본원 발명은 세탁조를 가진 자동세탁기에도 적용될 수 있다.
본원 발명에 의하면, 세탁물의 양 및 종류에 맞는 세탁행정으로 행할 수 있으며, 대형의류의 세정력향상, 얇은 의류의 천손상의 저감을 실현할 수 있다.

Claims (10)

  1. 세탁조; 상기 세탁조내에 배치된 교반날개; 상기 교반날개를 회전시키는 모터; 및 상기 모터의 동작을 제어하는 제어수단을 가지고, 최저수위에서 의류의 양을 검지하는 것에 있어서, 최저수위를 넘는 수위의 최적수위에서 세탁하는 경우, 최적수위에서의 검지회수의 각각에 상당하는 펄스상승시간의 적산치(B)와 최저수위에서의 검지회수의 각각에 상당하는 펄스상승시간의 적산치(A)와의 차(B-A)에 의해 의류의 종류를 판별하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁제어장치.
  2. 세탁조; 상기 세탁조내에 배치된 교반날개; 상기 교반날개를 회전시키는 모터; 및 상기 모터의 동작을 제어하는 제어수단을 가지고, 최저수위에서 의류의 양을 검지하는 것에 있어서, 최저수위를 넘는 수위의 최적수위에서 세탁하는 경우, 평균변화율 m의 대소에 따라 의류의 종류를 판별하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 최적수위의 상기 적산치(B)는 상기 각각의 검지회수의 상기 펄스상승시간의 총합이며, 최저수위의 상기 적산치(A)는 상기 각각의 검지회수의 상기 펄스상승시간의 총합인 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁제어장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 평균변화율 m은 최적수위와 최적수위에서의 각각의 펄스상승시간의 평균치인 것을 특정으로 하는 세탁기의 세탁제어장치.
  5. 세탁조; 상기 세탁조내에 배치된 교반날개; 상기 교반날개를 회전시키는 모터; 및 상기 모터의 동작을 제어하는 제어수단을 가지고, 최저수위에서 의류의 양을 검지하는 것에 있어서, 최저수위를 넘는 수위의 최적수위에서 세탁하는 경우, 최적수위에서의 검지회수의 각각에 상당하는 펄스상승시간의 적산치(B)와 최저수위에서의 검지회수의 각각에 상당하는 펄스상승시간의 적산치(A)와의 차(B-A)와 평균변화율 m과의 대소에 따라 의류의 종류를 판별하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁제어장치.
  6. 세탁조; 상기 세탁조내에 배치된 교반날개; 상기 교반날개를 회전시키는 모터; 및 상기 모터의 동작을 제어하는 제어수단을 가지고, 최저수위에서 의류의 양을 검지하는 것에 있어서, 최저수위에서 세탁하는 경우, 변동치(R1, R2)(최대치-최소치)에서 의류의 종류를 판별하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁제어장치.
  7. 세탁조; 상기 세탁조내에 배치된 교반날개; 상기 교반날개를 회전시키는 모터; 및 상기 모터의 동작을 제어하는 제어수단을 가지고, 최저수위에서 의류의 양을 검지하는 것에 있어서, 최저수위에서 세탁하는 경우, 편차치 s로 의류의 종류를 판별하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁제어장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 변동치(R1, R2)(최대치-최소치)를 규정하는 상기 최대치는 최저수위에서의 펄스상승시간의 최대치이며, 상기 변동치(R1, R2)(최대치-최소치)를 규정하는 상기 최소치는 최저수위에서의 펄스상승시간의 최소치인 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁제어장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 편차치 s는
    (n : 검지회수, xi : 1~n의 검지량,: 검지량중 최대치와 최소치의 평균치)인 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁제어장치.
  10. 세탁조; 상기 세탁조내에 배치된 교반날개; 상기 교반날개를 회전시키는 모터; 및 상기 모터의 동작을 제어하는 제어수단을 가지고, 최저수위에서 의류의 양을 검지하는 것에 있어서, 최저수위에서 세탁하는 경우, 변동치(R1, R2)(최대치-최소치) 및 편차치 s로 의류의 종류를 판별하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁제어장치.
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