KR100244875B1 - 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 소음량 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 소음량 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 종래에는 안전스위치가 외부환경에 대하여 민감하게 반응을 보일뿐만 아니라 물기나 큰 진동에 의해 손상을 받기 쉬우므로 그 내구성 또는 신뢰성이 크게 저하되는 문제점이 초래되었다.

또한, 상기 안전스위치는 전자동 세탁기의 탈수조가 어느 정도 진동을 한 후에야 감지동작을 수행함에 따라 사전에 그 진동량을 예측하면서 배수/탈수 행정을 중지하여 사전에 준비된 편심해소 모드로 되돌아 갈 것인지를 예측판단하지 못하는 단점을 가지고 있었으며, 이를 보완하고자 탈수조의 진동을 방지하도록 액체 밸런싱 장치를 사용하였으나 이는 일반적인 진동의 흡수역활을 수행할뿐 상기와 같이 수동적인 방법에 의한 과도한 세탁물의 편심으로 인한 과도 진동상태시의 해결책을 제공하지 못하는 문제점이 제기되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 세탁물의 편심에 의한 진동을 사전에 측정하는 진동량감지수단을 스너브 바에 설치하고 이에따른 알고리즘을 제공하므로서, 전자동 세탁기의 배수 또는 탈수행정시 발생되는 진동 및 소음을 사전에 방지하도록 하는데 그 주된 목적이 있다.

Description

전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 소음량 제어장치 및 그 제어방법

본 발명은 전자동 세탁기의 진동방지에 관한 것으로서, 특히 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 의해 발생되는 진동 및 소음량을 측정한 후 이를 제어하고자 하는 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 소음량 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

종래, 전자동 세탁기의 진동방지장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와같이, 세탁기 전체를 지지하는 케이스(1)와, 상기 케이스(1)의 내부에 설치되는 세탁조(2)와, 상기 세탁조(2)의 내부에 회전가능하게 설치되는 세탁겸용 탈수조(3)와, 세탁조(2)의 흔들림에 의한 진동이 케이스(1)로 직접 전달되지 않도록 상기 세탁조(2)를 지지하는 다수의 스너드 바(4)와, 탈수조(3)의 내부 밑면에 회전가능하게 설치되는 펄세이터(5)와, 세탁조(2)의 하면 일측에 고정되어 상기 탈수조(3) 및 펄세이터(5)를 구동시키는 구동모터(6)와, 상기 구동모터(6)의 구동에 따라 전달되는 동력을 단속하는 클러치(7)와, 세탁조(2) 및 탈수조(3) 사이에 설치되면서 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 의한 상기 탈수조(3)의 진동량을 측정하도록 마이크로스위치(8a) 및 복귀용수철(8b)과 작동레버(8c)가 포함되는 안전스위치(8)로 이루어진 구조로서,

이하 미설명 부호 9는 구동풀리, 10은 종동풀리, 11은 벨트, 12는 클러치 레버, 13은 뚜껑, 14는 댐퍼, 15는 급수밸브, 16은 배수밸브이다.

이와같이 구성된 종래 전자동 세탁기의 진동방지장치의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 구동모터(6)가 회전하면서 동력을 발생시키면, 상기 발생되는 동력은 구동모터(6)의 회전축에 결합된 구동풀리(9) 및 종동풀리(10)와 벨트(11)를 통해 클러치(7)에 전달되므로서, 상기 클러치(7)에서는 전달된 동력에 따라 통상적인 동력구분 작용을 통해 전자동 세탁기의 세탁축 및 탈수축을 선택적으로 구동시키게 된다.

즉, 전자동 세탁기가 세탁모드인 경우, 상기 구동모터(6)에서 발생되는 동력이 클러치(7)에 의해 감속된 후 세탁축으로 전달되므로서, 상기 세탁축에 결합되는 펄세이터(5)가 회전하면서 탈수조(3)에 담겨있는 세탁물을 세탁하게 되는 것이다.

한편, 전자동 세탁기가 탈수모드인 경우, 상기 구동모터(6)에서 발생되는 동력이 그대로 세탁축 및 탈수축으로 전달되므로서, 상기 세탁축에 결합되는 펄세이터(5)와 세탁겸용 탈수조(3)가 동시에 고속으로 회전하면서 세탁물을 탈수시키게 되는 것이다.

이때, 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 상기 탈수조(3)에 담겨있는 세탁물의 편심량에 따라 다수의 스너드 바(4)에 의해 지지된 세탁조(2)가 흔들리면서 진동을 하면, 세탁조(2) 및 탈수조(3) 사이에 마이크로스위치(8a) 및 복귀용수철(8b)과 작동레버(8c)가 포함되는 안전스위치(8)에서는 상기 탈수조(3)의 진동량을 감지한 후 이를 통해 전자동 세탁기의 동작상태를 제어하게 된다.

즉, 상기 안전스위치(8)에 의해 감지되는 탈수조(3)의 진동량이 크게 되면 전자동 세탁기의 탈수모드를 오프 시켰으며, 상기 안전스위치(8)에 의해 탈수조(3)의 진동량이 연속적으로 2회 이상 감지되면 전자동 세탁기를 일단 정지시킨 후 사용자로 하여금 수동으로 세탁물의 편심상태를 균일하게 분포시키도록 부저음을 발생시킨 것이다.

다시말해, 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 의해 진동이 발생하면, 상기 안전스위치(8)에서는 전자동 세탁기의 탈수모드를 오프시키면서 다시 급수밸브(15)를 통해 급수동작을 수행하게 되고, 이와 동시에 펄세이터(5)를 짧은 시간 간격으로 온/오프 시키면서 편심된 세탁물을 골고루 분포시킨 후 전자동 세탁기를 다시 탈수모드로 진행시키도록 한 것이다.

그러나, 종래 전자동 세탁기의 진동방지장치에 있어, 안전스위치(8)가 외부환경에 대하여 민감하게 반응을 보일뿐만 아니라 물기나 큰 진동에 의해 손상을 받기 쉬우므로 그 내구성 또는 신뢰성이 크게 저하되는 문제점이 초래되었다.

또한, 상기 안전스위치(8)는 전자동 세탁기의 탈수조(3)가 어느 정도 진동을 한 후에야 감지동작을 수행함에 따라 사전에 그 진동량을 예측하면서 배수/탈수 행정을 중지하여 사전에 준비된 편심해소 모드로 되돌아 갈 것인지를 예측판단하지 못하는 단점을 가지고 있었으며, 이를 보완하고자 탈수조(3)의 진동을 방지하도록 액체 밸런싱(balancing) 장치를 사용하였으나 이는 일반적인 진동의 흡수역활을 수행할뿐 상기와 같이 수동적(passive)인 방법에 의한 과도한 세탁물의 편심으로 인한 과도 진동상태시의 해결책을 제공하지 못하는 문제점이 제기되었다.

따라서, 본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 이의 목적은, 세탁물의 편심에 의한 진동을 사전에 측정하는 진동량감지수단을 스너브 바에 설치하고 이에따른 알고리즘을 제공하므로서, 전자동 세탁기의 배수 또는 탈수행정시 발생되는 진동 및 소음을 사전에 방지하도록 하는데 있는 것이다.

도 1은 종래 전자동 세탁기의 진동방지장치 구조를 보인 구성도.

도 2는 종래 전자동 세탁기의 진동방지장치 구조를 보인 상세도.

도 3은 본 발명 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 소음량 제어장치의 구조를 보인 구성도.

도 4는 본 발명 전자동 세탁기의 배수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 소음량 제어방법을 보인 플로우챠트.

도 5는 본 발명 전자동 세탁기의 탈수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 소음량 제어방법을 보인 플로우챠트.

도 6은 본 발명에 있어 진동량감지수단의 작동상태도.

도 7은 본 발명 전자동 세탁기의 배수행정시 수위변화에 따른 세탁물의 균일상태와 편심상태의 단계별 PTP값을 일예로서 나타낸 도표.

도 8의 a는 본 발명 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 균일분포 에 따른 출력파형도이고, b는 편심분포에 따른 출력파형도.

도 9의 a는 본 발명 전자동 세탁기의 탈수행정시 무게변화에 따른 세탁물의 균일상태와 편심상태의 단계별 면적적분값을 일예로서 나타낸 도표이고, b는 면적적분값의 진폭-시간에 따른 파형도.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 편심에 의한 진동 및 소음량 제어장치는 첨부된 도 3에 도시된 바와같이,

세탁조(2)의 내부에 회전가능하게 설치되는 세탁겸용 탈수조(3)와, 세탁조(2)의 흔들림에 의한 진동이 케이스(1)로 직접 전달되지 않도록 상기 세탁조(2)를 지지하는 다수의 스너드 바(4)와, 탈수조(3)의 내부 밑면에 회전가능하게 설치되는 펄세이터(5)로 이루어진 전자동 세탁기에 있어서,

전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 따라 발생되는 탈수조(3)의 진동 및 그 소음량을 사전에 예측하여 방지하도록 상기 세탁조(2)의 편심에 의한 회전 각속도를 감지하여 수위변화에 따른 피티피(PTP: Peak To Peak)값과 무게변화에 따른 면적적분값을 단계별로 출력시키는 진동량감지수단(20)을 스너드 바(4)의 하단부에 부착시킨 것을 특징으로 하는 것이다.

여기서, 상기 진동량 감지수단(20)은, 자이로 센서, 레이저센서, 가속도센서, 수위센서, 중량센서 중 어느 하나를 사용하여도 무방하다.

그리고, 도 4는 상기 설명된 본 발명 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 소음량 제어장치에 의해 구현되는 전자동 세탁기의 배수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 그 소음량 제어방법을 보인 플로우챠트로서, 그 진행과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 중량이 측정된 세탁물이 세탁 및 헹굼 과정을 통해 배수행정으로 진행시 탈수조(3)의 수위변화에 따른 편심의 PTP값을 단계별로 측정하는 제 1 단계와;

상기 단계에 의해 측정된 편심의 PTP값을 계산한 후 이를 편심판정의 기준인 과도편심이라고 판단되는 값과 비교하면서 세탁물의 편심량을 판단하는 제 2 단계와;

상기 판단결과 세탁물의 편심량에 따라 계산된 PTP값이 편심판정의 기준인 과도 편심이라고 판단되는 값보다 크면 탈수조(3)의 편심을 해소한 후 탈수행정을 시작하는 제 3 단계; 로 진행됨을 특징으로 한다.

또한, 도 5는 상기 설명된 본 발명 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 소음량 제어장치에 의해 구현되는 전자동 세탁기의 탈수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 그 소음량 제어방법을 보인 플로우챠트로서, 그 진행과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 중량이 측정된 세탁물이 세탁 및 헹굼과 배수 과정을 통해 탈수행정으로 진행시 탈수조(3)의 무게변화에 따른 편심의 면적적분값을 단계별로 측정하는 제 1 단계와;

상기 단계에 의해 측정된 편심의 면적적분값을 계산한 후 이를 편심판정의 기준인 과도진동을 발생시킬 것이라고 판단되는 값과 비교하면서 세탁물의 편심량을 판단하는 제 2 단계와;

상기 판단결과 세탁물의 편심량에 따라 계산된 면적적분값이 편심판정의 기준인 과도진동을 발생시킬 것이라고 판단되는 값보다 크면 탈수조(3)의 편심을 해소한 후 탈수행정을 진행시키는 제 3 단계; 로 진행됨을 특징으로 하는 것이다.

이와같이 구성된 본 발명 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 편심에 의한 진동 및 소음량 제어장치 및 그 제어방법의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전자동 세탁기의 탈수조(3)에 세탁물을 넣은 후 세탁을 시작하면, 이와 동시에 상기 탈수조(3)에 담긴 세탁물의 중량을 측정한다.

이후, 중량이 측정된 세탁물을 세탁 및 헹굼 과정을 통해 배수행정으로 진행시키면, 탈수조(3)에 담긴 세탁물의 편심량에 따라 발생되는 진동 및 그 소음량을 사전에 예측하여 방지하도록 스너드 바(4)의 하단부에 부착된 진동량감지센서(예; 자이로 센서)(20)에서는 세탁조(2)의 편심에 의한 회전 각속도를 감지하게 된다.

즉, 도 6에 도시된 바와같이, 세탁조(2)의 회전시 발생되는 세탁물의 편심량에 따라 스너드 바(4)가 중심점(P)을 기준으로 하여 좌,우 회전을 하게 되므로서, 상기 스너드 바(4)의 하단부에 부착된 진동량감지센서(예; 자이로 센서)(20)에서는 스너드 바(4)의 회전량 크기(회전 각속도)를 진동과 직각 방향으로의 코리올리 력(=2×m×V×w, m은 질량, V는 선속도, w는 각속도)으로 인식한 후 이를 전압정보로 변환하고 그 각 회전 정보량을 판단하여 탈수조(3)의 수위변화에 따른 PTP값을 일예로서 도 7에서와 같이 단계별로 측정하게 되는 것이다.

다시말해, 상기 진동량감지센서(예; 자이로 센서)(20)에서는 도 8의 a에 도시된 파형과 같이 탈수조(3)의 수위변화에 따른 세탁물의 균일상태를 출력시키거나, b와 같이 편심상태에 따른 신호파형을 출력시키게 되는 것으로서, 상기 진동량감지센서(예; 자이로 센서)(20)에서 출력하는 균일상태의 진폭이 편심상태의 진폭에 비해 상당히 작음을 알수 있다.

따라서, 상기 과정을 통해 균일상태와 편심상태에서 단계별로 측정된 PTP값이 서로 차이가 남을 알수 있으므로, 상기 단계별로 측정된 PTP값을 계산한 후 이를 실험에 의해 미리 계측된 신호의 PTP값으로서 편심판정의 기준인 과도편심이라고 판단되는 값(예; 2)과 비교하면, 배수행정시 상기 탈수조(3)에 담겨있는 세탁물의 편심량을 미리 판단할수 있게 되는 것이다.

즉, 상기 비교 판단결과에 의한 세탁물의 편심량에 따라 계산된 PTP값이 편심판정의 기준인 과도편심이라고 판단되는 값(예; 2)보다 켜 심한 진동이 예상될 경우, 탈수행정이 진행되기 전에 미리 세탁물의 편심을 해소하는 작업을 실시한 후 탈수행정을 시작하고,

상기 비교 판단결과에 의해 세탁물의 편심량에 따라 계산된 PTP값이 편심판정의 기준인 과도편심이라고 판단되는 값(예; 2)보다 작으면, 배수행정시 심한 진동이 발생하지 않음을 인식하면서 전자동 세탁기를 바로 탈수행정으로 진행시키게 되는 것이다.

한편, 상기 전자동 세탁기의 배수행정과는 별도로 탈수행정 시작과 동시에 세탁물의 편심이 발생하는 경우, 상기 진동량감지센서(예; 자이로 센서)(20)에서는 상기 배수행정에서 설명된 과정을 통해 다시 스너드 바(4)의 회전량 크기(회전 각속도)를 진동과 직각 방향으로의 코리올리 력으로 인식한 후 이를 전압정보로 변환하고 그 각 회전 정보량을 판단하여 탈수조(3)의 무게변화에 따른 면적적분값을 일예로서 도 9의 a,b에서와 같이 단계별(1kg,2kg,3kg)로 측정한 후 이를 통해 도 8의 a,b와 같은 균일상태와 편심상태의 신호파형을 출력시키게 된다.

이때, 상기 과정을 통해 균일상태와 편심상태에서 단계별로 측정된 면적적분값이 서로 차이가 남을 알수 있으므로, 상기 단계별로 측정된 면적적분값을 계산한 후 이를 실험에 의해 미리 계측된 신호의 면적적분값으로서 편심판정의 기준인 과도진동을 발생시킬 것이라고 판단되는 값(예; 0.2)과 비교하면, 탈수행정시 상기 탈수조(3)에 담겨있는 세탁물의 편심량을 미리 판단할수 있게 되는 것이다.

즉, 상기 비교 판단결과에 의한 세탁물의 편심량에 따라 계산된 면적적분값이 편심판정의 기준인 과도진동을 발생시킬 것이라고 판단되는 값(예; 0.2)보다 켜 심한 진동이 예상될 경우, 탈수행정을 시작하는 시점에서 미리 세탁물의 편심을 해소하는 작업을 실시한 후 탈수행정을 진행시키게 되고,

상기 비교 판단결과에 의해 세탁물의 편심량에 따라 계산된 면적적분값이 편심판정의 기준인 과도진동을 발생시킬 것이라고 판단되는 값(예; 0.2)보다 작으면, 탈수행정시 과도 진동이 발생하지 않음을 인식하면서 전자동 세탁기를 바로 탈수행정으로 진행시켜 세탁물을 탈수시키게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 세탁물의 편심에 의한 진동을 사전에 측정하는 진동량감지수단을 스너브 바에 설치하고 이에따른 알고리즘을 제공하므로서, 전자동 세탁기의 배수 또는 탈수행정시 발생되는 진동 및 소음을 사전에 방지하는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 세탁조(2)의 내부에 회전가능하게 설치되는 세탁겸용 탈수조(3)와, 세탁조(2)의 흔들림에 의한 진동이 케이스(1)로 직접 전달되지 않도록 상기 세탁조(2)를 지지하는 다수의 스너드 바(4)와, 탈수조(3)의 내부 밑면에 회전가능하게 설치되는 펄세이터(5)로 이루어진 전자동 세탁기에 있어서,

   전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 따라 발생되는 탈수조(3)의 진동 및 그 소음량을 사전에 예측하여 방지하도록 상기 세탁조(2)의 편심에 의한 회전 각속도를 감지하여 수위변화에 따른 피티피(PTP: Peak To Peak)값과 무게변화에 따른 면적적분값을 단계별로 출력시키는 진동량감지수단(20)을 스너드 바(4)의 하단부에 부착시킨 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 소음량 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 진동량감지수단(20)에 의한 진동량 예측 동작이 자이로센서/레이저센서/가속도센서/수위센서/중량센서 중 어느 하나에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 배수/탈수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 소음량 제어장치.
3. 중량이 측정된 세탁물이 세탁 및 헹굼 과정을 통해 배수행정으로 진행시 탈수조(3)의 수위변화에 따른 편심의 PTP값을 단계별로 측정하는 제 1 단계와;

   상기 단계에 의해 측정된 편심의 PTP값을 계산한 후 이를 편심판정의 기준인 과도편심이라고 판단되는 값과 비교하면서 세탁물의 편심량을 판단하는 제 2 단계와;

   상기 판단결과 세탁물의 편심량에 따라 계산된 PTP값이 편심판정의 기준인 과도 편심이라고 판단되는 값보다 크면 탈수조(3)의 편심을 해소한 후 탈수행정을 시작하는 제 3 단계; 로 진행됨을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 배수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 소음량 제어방법.
4. 중량이 측정된 세탁물이 세탁 및 헹굼과 배수 과정을 통해 탈수행정으로 진행시 탈수조(3)의 무게변화에 따른 편심의 면적적분값을 단계별로 측정하는 제 1 단계와;

   상기 단계에 의해 측정된 편심의 면적적분값을 계산한 후 이를 편심판정의 기준인 과도진동을 발생시킬 것이라고 판단되는 값과 비교하면서 세탁물의 편심량을 판단하는 제 2 단계와;

   상기 판단결과 세탁물의 편심량에 따라 계산된 면적적분값이 편심판정의 기준인 과도진동을 발생시킬 것이라고 판단되는 값보다 크면 탈수조(3)의 편심을 해소한 후 탈수행정을 진행시키는 제 3 단계; 로 진행됨을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 탈수 행정시 세탁물의 편심에 의한 진동 및 소음량 제어방법.

Images