KR100403247B1 - 드럼식 세탁기 - Google Patents

Abstract

드럼(5)의 의류 투입 개구(5a)가 상부 방향이 되도록 드럼(5)을 경사지게 설치한다. 탈수시에, 드럼(5) 내에 수용된 세탁물에 작용하는 원심력이 중력보다도 작은 회전 속도로 드럼(5)을 회전시킴으로써 균형 조정을 행하면, 드럼(5) 내에서 세탁물은 전체적으로 후방단부면 측으로 이동하여 치우친다. 그로 인해, 축 주위의 세탁물의 편재에 의해 편심 하중이 발생하고 있어도, 그 위치는 축 방향에서 보면 드럼(5) 후방부측일 확률이 매우 높다. 따라서, 편심 하중과 베어링(10)의 거리가 짧으므로, 편심 하중이 있었다고 해도 요동 진동이 상대적으로 작아져 베어링(10)에 걸리는 부하도 작아진다. 이로써, 원심 탈수시의 드럼이나 외조의 이상 진동의 발생을 확실하게 방지하는 동시에, 베어링에 걸리는 부하를 경감할 수 있다.

Description

드럼식 세탁기{Drum Type Washer}

본 발명은 대체로 수평한 축을 중심으로 회전 구동되는 드럼을 갖는 드럼식 세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 드럼을 내장하는 외조가 탄성체에 의해 요동 가능하게 보유 지지된 구조를 갖는 드럼식 세탁기에 관한 것이다. 또, 여기에서「탈수」라 함은 석유계 용제 등을 이용한 세탁에 있어서의「탈액」도 포함시키는 것으로 한다.

드럼식 세탁기는 젖은 세탁물이 수용된 원통형 바구니의 드럼을 수평축을 중심으로 고속 회전시키고, 세탁물에 포함되는 물을 주위로 비산하여 제거하는 구성을 가지고 있다. 이러한 원심 탈수시의 큰 문제점 중 하나는 세탁물이 드럼 내주벽에 불균등하게 분산하고 있는 상태에서 드럼을 고속 회전시키면, 회전축 주위의 질량 분포의 불균형에 의해 이상 진동이나 이상 소음이 발생하는 것이다.

상술한 바와 같은 문제에 대해, 드럼의 주위 방향으로 균형 좋게 세탁물을 분산시킴으로써 편심 하중을 경감하는 방법이나, 드럼의 일부에 중량 고정 또는 중량 가변식의 추를 설치하고, 그 추와 세탁물의 균형에 의해 편심 하중을 경감하는 방법 등, 탈수 개시시의 균형 조정에 관한 다양한 제안이 이루어져 있다. 이들 종래의 드럼식 세탁기에 따르면, 세탁물을 드럼 주위 방향으로 적절하게 분산 또는 집중시키고, 드럼 전체의 편심 하중이 소정 범위 내에 속하도록 한 다음 드럼의 회전 속도를 원심 탈수를 행하기 위한 속도까지 상승시킬 수 있다.

그런데, 이들 종래의 균형 조정 방법 중 어떠한 방법에 있어서도, 드럼의 주위 방향 즉 회전축 주위의 균형은 고려되어 있기는 하지만, 회전축의 연신 방향 즉 원통 형상의 드럼의 깊이 방향의 균형은 고려되어 있지 않다. 드럼식 세탁기에서는 드럼은 그 후방부 단부면에 고정된 회전축에 따라서 대략 수평하게 외팔보 지지되어 있으며, 그 회전축은 베어링 등으로 이루어지는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 그로 인해, 주위 방향으로 보면 동일한 편심 하중이라도 축 방향(상기 깊이 방향)으로 보아 드럼 전방부에 편심 하중이 존재하는 경우에는 드럼 후방부에 편심 하중이 존재하는 경우에 비해 베어링으로부터 편심 하중까지의 거리가 길어지며, 드럼을 고속 회전시킨 때에 베어링에 걸리는 부하가 그 만큼 커진다.또한, 드럼을 내장한 외조를 스프링 등의 탄성체로 현수하여 진동 흡수를 도모한 구조인 경우에는 편심 하중이 베어링으로부터 벗어난 위치에 존재할 수록 외조의 요동도 커지는 것을 알 수 있었다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 드럼의 주위 방향에서 본 편심 하중의 크기 뿐만 아니라, 드럼의 축 방향의 편심 하중의 위치를 고려하여 드럼을 고속으로 회전시킬 때의 진동이나 소음의 발생을 경감할 수 있는 드럼식 세탁기를 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예인 제1 실시예에 의한 드럼식 세탁기의 측면 종단면도.

도2는 제1 실시예의 드럼식 세탁기의 정면 투시도.

도3은 제1 실시예의 드럼식 세탁기에 있어서의 원심 탈수시의 세탁물의 분포 상태를 도시한 모식도.

도4는 제1 실시예의 드럼식 세탁기의 전기계 구성을 도시한 블럭도.

도5는 제1 실시예의 드럼식 세탁기에 있어서 회전 센서에 의해 얻게 되는 회전 펄스 신호와 편심 하중에 의한 토오크 전류 성분의 변동의 일예를 도시한 파형도.

도6은 제1 실시예의 드럼식 세탁기에 있어서의 탈수 행정의 개시 동작시의 제어를 도시한 플로우차트.

도7은 본 발명의 다른 실시예인 제2 실시예에 의한 드럼식 세탁기의 전기계 구성을 도시한 블럭도.

도8은 제2 실시예의 드럼식 세탁기에 있어서의 탈수 행정의 균형 조정 운전의 제어 플로우차트.

도9는 제2 실시예의 드럼식 세탁기에 있어서 드럼 내의 주위 방향에서의 세탁물의 분포 상황을 도시한 모식도.

도10은 제2 실시예의 드럼식 세탁기에 있어서 드럼 내의 축 방향에서의 세탁물의 분포 상황을 도시한 모식도.

도11은 종래의 일반적인 드럼식 세탁기에 있어서 편심 하중이 발생하고 있는 상태의 예를 도시한 모식도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 프레임

2 : 외조

3 : 스프링

4 : 댐퍼

5 : 드럼

5a : 의류 투입 개구

7 : 도어

10 : 베어링

11 : 주 풀리

12 : 모터

13 : 모터 풀리

14 : V 벨트

15 : 급수관 접속부

16 : 급수 밸브

17 : 배수관

18 : 배수 펌프

19 : 회전 센서

20 : 제어부

21 : 회전 속도 제어부

22 : 편심 하중 판정부

23 : 감속 위치 지시부

33 : 부하 구동부

34 : 인버터 제어부

35 : 모터 전류 검출부

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명에 관한 드럼식 세탁기는 외조에 설치한 베어링에 의해 축 부재를 회전 가능하게 지지하여 상기 축 부재의 일단부에 대략 원통 형상의 주위면을 갖는 드럼을 부착하여 이루어지며, 상기 축 부재를 거쳐서 상기 드럼을 그 중심 축선을 중심으로 고속 회전시킴으로써 상기 드럼 내에 수용되어 있는 세탁물을 원심 탈수하는 드럼식 세탁기에 있어서, 상기 드럼은 그 중심 축선이 상기 축 부재와의 부착부 측으로 향하게 해 하부로 경사지도록 배치되고, 탈수의 개시시에는 세탁물이 상기 드럼 내에 있어서 상기 부착부에 가까운 측으로 치우치도록 상기 드럼의 회전 제어를 행하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 관한 드럼식 세탁기의 구성에 따르면, 드럼이 상기 부착부 측(통상은 후방 단부면 측)으로 향하게 해 하부로 경사지도록 경사지게 배치되어 있으므로, 예를 들어 드럼을 회전함으로써 드럼 내에서 세탁물을 교반하면, 세탁물은 경사에 따라서 서서히 이동하여, 결과적으로 후방단부면 측으로 치우친다. 따라서,이러한 상태에서 드럼의 회전 속도를 세탁물에 작용하는 원심력이 중력에 균형을 이루는 회전 속도(이하「균형 회전 속도」라 함) 이상으로 상승시키면, 드럼의 주위 방향으로 세탁물이 편재하고 있어 편심 하중이 존재하는 경우라도, 드럼의 축 방향으로 보면 그 편심 하중의 위치는 상기 부착부 측일 가능성이 매우 높아진다. 그로 인해, 이 편심 하중과 베어링의 거리가 상대적으로 가깝고, 드럼이 고속 회전할 때에 베어링에 걸리는 부하가 상대적으로 작아져, 베어링의 파손이나 열화를 경감할 수 있다. 또, 드럼을 고속 회전시킬 때의 드럼이나 외조의 진동도 억제할 수 있다.

전술한 바와 같이 세탁물을 경사에 따라서 서서히 이동시키기 위해서는 균형 회전 속도보다 약간 낮은 회전 속도로 드럼을 회전시키는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 드럼의 내주 측에 위치하는 세탁물이 후방측으로 이동하면서 주위 방향으로도 적절하게 분산된다.

또한, 본 발명에 관한 드럼식 세탁기에서는 상기 드럼 내에서의 중심 축선 주위의 세탁물의 편재에 기인하는 편심 하중의 크기 또는 그에 따른 지표치를 취득하는 편심 하중 검지 수단을 구비하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이 편심 하중 검지 수단의 일 실시 형태로서는 드럼이 소정의 회전 속도로 회전하고 있는 상태에서, 상기 드럼을 회전 구동하는 모터에 흐르는 전류의 토오크 전류 성분에 의거하여 편심 하중을 검지하는 구성으로 할 수 있다. 즉, 드럼의 축 주위에 불균형이 발생하면, 드럼이 1 회전하는 기간 내에서 부하 토오크가 변동하므로, 이에 따라 토오크 전류 성분이 변동한다. 이 변동은 편심 하중의 크기나 드럼 주위 방향에서의 위치에 대응하고 있으므로, 이로써 편심 하중의 크기 즉 편심량을 구할 수 있다.

상기 편심 하중 검지 수단을 구비하고 있으면, 그로써 얻게 된 편심 하중의 크기 또는 그에 따른 지표치를 소정치와 비교함으로써, 그 이상으로 회전 속도를 상승시켜 원심 탈수를 행할지의 여부를 판정하는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 원심 탈수시에 진동이 소정 허용 범위 내에 속하면 상정할 수 있는 경우에만 회전 속도의 상승을 허가할 수 있으므로, 원심 탈수시의 진동을 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 드럼식 세탁기에서는 상술한 바와 같이 편심 하중이 존재하더라도 베어링에 가까운 위치이므로, 편심 하중이 베어링으로부터 먼 위치에 존재하는 경우보다도 원심 탈수를 허가할 때의 기준인 상기 소정치를 크게 할 수 있다. 즉, 편심량의 허용 범위가 실질적으로 넓어지므로, 종래 꽤 시간을 들이고 있었던 세탁물의 균형 조정에 요하는 시간을 단축화할 수 있다.

그리고, 본 발명에 관한 드럼식 세탁기에 있어서 탈수의 개시시에 세탁물의 균형 조정을 행하는 경우, 단순히 균형 회전 속도보다도 약간 낮은 회전 속도로 드럼을 회전시키도록 해도 좋지만, 상기 균형 회전 속도보다도 약간 높은 회전 속도로 드럼을 회전시키고, 드럼과 일체로 회전하는 편심 하중이 드럼의 상부에 도달한 때에 일시적으로 균형 회전 속도보다도 낮은 회전 속도까지 드럼의 회전 속도를 떨어뜨리는 회전 제어를 행하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 편심 하중의 원인이 되고 있는 세탁물 뭉침의 일부가 감속에 의해 낙하하므로, 편심 하중을 효과적으로 작게 할 수 있다. 또한, 드럼이 경사져 있으므로, 상기 낙하에 의해 세탁물은 베어링에 가까운 방향으로 이동하게 되어 편심 하중을 상기 부착부 측으로 치우치게 하는 데에도 유효하다.

이하, 본 발명의 일 실시예(이하「제1 실시예」라 함)인 드럼식 세탁기에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 본 제1 실시예의 드럼식 세탁기의 전체 구성을 도시한 측면 종단면도, 도2는 이 드럼식 세탁기의 정면 투시도이다.

프레임(1)의 내부에는 주위면 대략 원통 형상의 외조(2)가 4개의 스프링(3) 및 4개의 댐퍼(4)에 의해 요동 가능하게 보유 지지되어 있다. 이 외조(2)의 내부에는 세탁물을 수용하기 위한 주위면 대략 원통 형상의 드럼(5)이 주축(主軸)(8)에 의해 저어널되어 있다. 프레임(1)의 전방면에는 드럼(5) 전방면의 의류 투입 개구(5a)를 개폐하기 위한 도어(7)가 설치되어 있으며, 이 도어(7)를 개방하여 세탁물을 드럼(5) 내에 투입하도록 되어 있다. 드럼(5)의 주위벽에는 다수의 물 통과 구멍(6)이 뚫려 있으며, 세정이나 헹굼시에 외조(2) 내에 공급된 물은 이 물 통과 구멍(6)을 통해 드럼(5) 내로 유입하고, 원심 탈수시에 드럼(5) 내에서 세탁물로부터 토출된 물은 이 물 통과 구멍(6)을 통해 외조(2) 측으로 비산된다. 또한, 드럼(5)의 내주 벽면에는 세탁물을 긁어 올리기 위한 배플(9)이 적절한 위치(이 예에서는, 주위 방향으로 약 120°각도 간격을 유지한 위치)에 부착되어 있다.

주축(8)은 외조(2)에 장착된 베어링(10)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 주축(8)의 후방 선단부에는 대경의 주풀리(11)가 부착되어 있다. 외조(2)의 바닥면에는 모터(12)가 부착되고, 이 모터(12)의 회전축에는 모터 풀리(13)가 부착되어 있으며, 이 모터 풀리(13)의 회전 이동력은 V 벨트(14)를 거쳐서 주풀리(11)에 전달된다. 프레임(1)의 배면에 설치된 급수관 접속부(15)에는 외부의 급수 마개에 이르는 급수관(도시하지 않음)이 연결되고, 상기 급수관을 거쳐서 공급되는 물은 급수 밸브(16)를 통해 외조(2)의 배면에 설치된 주수구로부터 외조(2) 내로 방출된다. 또한, 외조(2)의 바닥부에는 배수관(17)이 접속되어 있으며, 배수관(17)의 도중에 설치된 배수 펌프(18)가 작동하면, 외조(2) 내에 저류되어 있는 물은 배수관(17)을 통해 외부로 배출된다.

회전 센서(19)는 주풀리(11)를 사이에 두고 외조(2) 측에 설치된 발광부와 프레임(1) 측에 설치된 수광부로 구성된다. 발광부와 수광부 사이에 위치하는 주풀리(11)의 링 부재에는 원주 상에 한 군데의 개구가 마련되어 있으며, 발광부로부터 방출된 빛은 드럼(5)이 1 회전하는 동안에 1회만큼 상기 개구를 통과하여 수광부에 도달한다. 수광부는 이 수광 신호를 기초로 하여 드럼(5)의 회전에 동기한 회전 펄스 신호를 생성한다. 또, 회전 센서(19)의 구성은 드럼(5)의 회전 위치를 검지할 수 있기만 하면 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 자기 센서를 이용하여 드럼(5)의 회전 위치를 검지하는 것이라도 좋다.

본 발명에 관한 드럼식 세탁기의 특징 중 하나는 드럼(5)을 내장한 외조(2)가 기립하는 방향으로 기울어져 배치되어 있는 것이다. 즉, 도1에 도시한 바와 같이 드럼(5)의 중심 축선(C)이 수평선(H)에 대하여 미리 정하는 각도 θ만큼 기울어지도록 외조(2)가 부착되어 있다. 이러한 배치로 하는 것은 다음과 같은 이유에따른다.

도11은 드럼(5)이 대략 수평하게 저어널되어 있는 종래의 일반적인 드럼식 세탁기에 있어서, 드럼(5) 내에서 세탁물의 편재에 의해 편심 하중이 발생하고 있는 상태를 도시한 모식도이다. 종래, 드럼(5)에 있어서의 균형 조정이라 함은 도11의 (a) 또는 (b)에 있어서 좌측 방향으로부터 본 상태에서의 주축(8) 주위의 세탁물의 분포, 즉 도11의 (c)에 도시한 바와 같은 세탁물의 분포에 기인하는 편심량(W)을 작게 하는 것을 의미하고 있었다. 그러나, 동일한 편심량(W)이라는 편심 하중이 있다고 해도, 축 방향으로 보아 드럼(5)의 어느 한 위치에 세탁물이 분포하고 있는지에 의해 드럼(5)의 전방부에 편심 하중이 존재하는 경우[도11의 (a)의 경우]와, 드럼(5)의 후방부에 편심 하중이 존재하는 경우[도11의 (b)의 경우]가 있을 수 있다. 물론, 그 중간에 편심 하중이 존재하는 경우도 있을 수 있으나, 여기에서는 양 극단부만을 상정한다.

이 드럼식 세탁기와 같이 드럼(5)이 주축(8)을 받는 베어링(10)에 의해 지지되어 있는 경우, 베어링(10)을 사이에 두고 드럼(5) 측에는 보다 큰 하중이 걸린다. 드럼(5)에 편심 하중이 존재하는 경우, 베어링(10)으로부터의 이격 거리(L)가 커질 수록 드럼(5)을 요동 진동시키는 힘은 커진다. 이 힘은 주축(8)을 굴곡시키려고 하는 힘이 되어 베어링(10)에 걸리므로, 도11의 (a)의 경우에서는 도11의 (b)의 경우보다도 베어링(10)에 큰 힘이 작용한다. 베어링(10)은 베어링 등을 포함하여 구성되어 있지만, 이러한 큰 힘을 받으면 파손되기 쉬워져 파손되지 않은 것까지도 수명이 짧아지는 등의 문제가 발생한다. 게다가 또한, 외조(2)가 스프링이나댐퍼 등의 탄성체에 의해 요동 가능하게 보유 지지되어 있는 경우, 베어링(10)을 거쳐서 받는 힘이 크면 그 만큼 외조(2)의 요동도 커져 진동이나 소음의 원인이 된다. 이러한 것으로부터, 단순히 편심량(W)을 작게 할 뿐만 아니라, 동일 편심량이면 가능한 한 도11의 (b)에 도시한 바와 같이 드럼(5)의 후방부에 편심 하중이 발생하도록 하는 것이 바람직하다.

도11에 도시한 바와 같은 종래의 드럼식 세탁기에서는 드럼(5)은 대략 수평하게 배치되어 있으므로, 축 방향에 있어서의 세탁물의 분산을 제어하는 것은 가능하지 않다. 그에 대하여, 본 제1 실시예의 드럼식 세탁기에서는 드럼(5)이 후방 하부측으로 경사져 있으므로, 드럼(5) 내의 세탁물은 중력에 의해 드럼(5) 후방부측으로 이동하기 쉬워지고 있다. 도3은 본 제1 실시예의 드럼식 세탁기에 있어서의 원심 탈수시의 세탁물의 분포 상태를 도시한 모식도이다. 드럼(5) 내에 수용되어 있는 세탁물을 적절히 교반하도록 드럼(5)을 회전시키면, 도3의 (a)에 도시한 바와 같이 드럼(5) 내에 있어서 세탁물은 후방측으로 이동한다. 그 결과, 편심 하중이 존재하고 있다고 해도 도3의 (b)에 도시한 바와 같이 드럼(5) 후방부에 있어서 축 주위로 편재하고 있는 세탁물에 의한 편심 하중이 되어, 그 위치는 드럼(5) 후방부, 즉 베어링(10)에 가까운 위치가 된다. 이와 같이, 이 드럼식 세탁기의 구성에 따르면, 매우 높은 확률로 편심 하중을 상술한 바와 같이 바람직한 위치인 드럼(5) 후방부에 발생시킬 수 있다.

도4는 본 제1 실시예에 의한 드럼식 세탁기의 전기계 구성을 도시한 블록도이다. 전체의 제어를 담당하는 제어부(20)는 세정, 헹굼, 탈수 등의 각 세탁 행정을 수행하기 위한 운전 프로그램이 미리 저장된 메모리를 구비한다. 이 제어부(20)에는 조작부(31), 표시부(32), 부하 구동부(33), 인버터 제어부(34), 모터 전류 검출부(35)가 접속되어 있다. 조작부(31)는 프레임(1)의 전방면에 설치된 조작 패널을 포함하여, 사용자에 의한 조작에 따른 입력 신호를 제어부(20)에 부여한다. 표시부(32)는 마찬가지로 프레임(1)의 전방면에 설치된 표시 패널을 포함하여 조작에 대응한 정보나 운전 상황 등에 관련되는 정보를 제어부(20)로부터 수취하여 표시한다.

제어부(20)는 기능적으로 회전 속도 제어부(21), 편심 하중 판정부(22)를 포함하고 있다. 회전 속도 제어부(21)는 회전 속도 지시 신호를 인버터 제어부(34)로 송출하고, 인버터 제어부(34)는 이 지시 신호를 PWM 신호로 변환하여 이 PWM 신호에 따른 구동 전압을 모터(12)에 인가한다. 이로써 모터(12)는 원하는 회전 속도로 또한 원하는 방향(우측 또는 좌측)으로 회전하고, 드럼(5)은 미리 정해진 감속비로 감속되어 회전한다. 모터 전류 검출부(35)는 인버터 제어부(34)로부터 모터(12)에 공급되는 구동 전류 중 토오크 전류 성분을 검출한다. 세탁물이 원심력에 의해 드럼(5)의 내주 벽면에 부착되는 바와 같은(즉 균형 회전 속도 이상의) 회전 속도로 드럼(5)이 회전하고 있을 때에, 드럼(5)의 주위 방향으로 세탁물이 편재되어 있으면, 드럼(5)이 1 회전하는 동안에 부하 토오크가 변동한다. 따라서, 모터 전류의 토오크 전류 성분은 드럼(5)이 1 회전하는 기간 내에서 세탁물의 편재에 기인하는 편심 하중에 따라서 변동한다.

도5는 회전 센서(19)에 의해 얻게 된 회전 펄스 신호(도5 중의 회전 마커)와편심 하중에 의한 토오크 전류 성분의 변동의 일예를 도시한 파형도이다. 토오크 전류 성분의 최대 피크 Vmax는 드럼(5)의 1 회전 기간 내에 있어서 부하 토오크가 최대가 될 때에 출현한다. 통상, 부하 토오크는 편심 하중의 원인인 세탁물을 중력에 대항하여 드럼(5)의 상방으로 들어 올리려고 할 때에 최대가 되므로, 편심 하중이 드럼(5)의 최저 위치를 통과하고 나서 대략 바로 옆에 도달하기 까지의 회전 위치 범위 내에 있을 때에 최대 피크 Vmax가 출현한다. 반대로, 토오크 전류 성분의 최소 피크 Vmin은 편심 하중이 드럼(5)의 최고 위치를 통과하고 나서 대략 바로 옆에 도달하기 까지의 회전 위치 범위 내에 있을 때에 출현한다. 이러한 토오크 전류 성분의 변동 진폭, 즉 최대 피크치와 최소 피크치의 차 α(= Vmax - Vmin)는 편심 하중의 크기(즉 편심량)를 반영하고 있다. 그래서, 편심량과 토오크 전류 성분의 변동 진폭 α와의 관계를 미리 조사해 두고, 그에 의거하여 판정 기준을 정해 두면 후술한 바와 같이 편심량의 대소 관계의 판정을 변동 진폭의 판정으로써 행할 수 있다.

도4에 있어서, 편심 하중 판정부(22)는 모터 전류 검출부(35)로부터 도5에 도시한 바와 같은 파형을 수취하는 동시에, 회전 센서(19)로부터 회전 펄스 신호를 수취하여, 상술한 바와 같은 처리를 행함으로써 편심량이 소정치 이하인지의 여부를 판정한다.

계속해서, 이 제1 실시예의 드럼식 세탁기에 있어서, 세정 운전이나 헹굼 운전 후에 실행되는 탈수 행정시(소위 중간 탈수 및 최종 탈수를 포함함)의 제어 동작에 대해 상세하게 서술한다. 도6은 탈수 행정의 개시 동작시의 제어를 도시한플로우차트이다.

탈수 행정이 개시되면, 우선 제어부(20)는 부하 구동부(33)를 거쳐서 배수 펌프(18)를 작동시켜 배수를 개시한다(스텝 S11). 그 후, 회전 속도 제어부(21)는 인버터 제어부(34)를 거쳐서 모터(12)를 구동하고, 균형 조정 운전으로서 드럼(5) 내의 모든 세탁물에 작용하는 원심력과 중력이 균형을 이루는 균형 회전 속도(이 예에서는 균형 회전 속도는 90rpm으로 함)보다도 약간 낮은 범위의 회전 속도로 드럼(5)을 회전시킨다(스텝 S12). 여기에서는 예를 들어 60 내지 85rpm 회전 속도의 범위에서 회전 속도를 변동시키는 것으로 한다.

이 때의 회전 속도는 균형 회전 속도보다도 낮지만, 드럼(5)의 내주 벽면에 밀착되어 있는 세탁물(즉 외주측으로 존재하는 세탁물)에는 보다 큰 원심력이 작용하므로, 이들 세탁물은 드럼(5)의 내주 벽면에 부착되어 드럼(5)의 회전에 따라 회전하고, 한편 내측에 위치하는 세탁물은 부착되는 일 없이 드럼(5)의 회전에 따라 도중까지 들어 올려져 그 후 낙하한다고 하는 동작을 반복한다. 이러한 교반 과정에서, 상술한 바와 같이 세탁물은 전체적으로 드럼(5)의 경사 하방 즉 후방부 측으로 치우치고, 게다가 주위 방향으로 적절하게 분산된다.

소정 시간, 균형 조정 운전을 행한 후, 편심량의 판정을 실행한다(스텝 S13). 즉, 회전 속도 제어부(21)는 인버터 제어부(34)를 거쳐서 드럼(5)의 회전 속도를 균형 회전 속도보다 약간 큰 회전 속도, 예를 들어 100rpm까지 상승시켜 그 회전 속도를 유지한다(스텝 S14). 이 때, 드럼(5) 내의 모든 세탁물은 원심력에 의해 드럼(5)의 내주 벽면 측에 부착되어 드럼(5)과 일체로 회전한다. 이 상태에있어서, 편심 하중 판정부(22)는 전술한 바와 같이 모터 전류 검출부(35)에서 검출된 토오크 전류 성분에 의거하여 그 때에 발생하고 하고 있는 편심 하중의 크기, 즉 편심량이 소정치 이하인지의 여부를 판정한다(스텝 S15).

본 실시예의 드럼식 세탁기에서는 상술한 바와 같이 드럼(5) 내의 세탁물은 드럼(5)의 후방부로 치우치므로, 축 주위의 세탁물의 편재에 기인하는 편심 하중이 있다고 해도, 그 위치는 도3의 (b)에 도시한 바와 같이 드럼(5)의 후방부일 확률이 꽤 높다. 따라서, 편심 하중과 베어링(10)의 이격 거리가 짧으며, 편심량이 어느 정도 커졌다고 해도 베어링(10)에 걸리는 부하가 상대적으로 작아지는 동시에, 외조(2)나 드럼(5)의 진동도 상대적으로 작아진다.

여기에서는 판정 기준을 4kg으로 하고 있으며, 상기 스텝 S15에서는 편심량이 4㎏ 이하인지의 여부를 판정하여, 4kg 이하인 경우에는 드럼(5)의 회전 속도를 350rpm까지 급가속한다(스텝 S16). 이 세탁기에서는 외조(2) 자체가 갖는 고유의 공진점에 상당하는 회전 속도(공진 회전 속도)는 약 250rpm이다. 이 공진 회전 속도에서는 외조(2)는 크게 진동하지만, 상기 제어에서는 드럼(5)을 급가속함으로써 공진 회전 속도를 신속하게 통과하므로, 드럼(5)이나 외조(2)가 공진 작용으로 크게 진동하는 것을 회피할 수 있다. 그 후, 5초간 경과하기 까지 대기하고(스텝 S17), 또한 탈수 회전 속도인 800rpm까지 상승시킨다(스텝 S18). 그리고, 그 회전 속도를 유지하여 탈수를 완료시킨다.

한편, 스텝 S15에서 편심량이 4kg을 초과하고 있다고 판정된 경우에는 이 상태에서 드럼(5)의 회전 속도를 상승시키면 이상한 진동이나 소음이 발생할 가능성이 높은 것으로 판단된다. 그래서, 상기 편심량의 판정 횟수가 3회째인지의 여부를 판정하여(스텝 S19), 3회에 도달하고 있지 않으면 스텝 S12로 복귀하여 탈수의 개시 처리를 다시 한다. 즉, 드럼(5)의 회전 속도를 일단 균형 회전 속도보다도 낮은 회전 속도까지 떨어뜨림으로써, 드럼(5)의 내주 벽면에 부착되어 있는 세탁물을 박리시켜 세탁물의 재배치를 촉진한다. 또한, 스텝 S19에서 판정 횟수가 3회째인 경우에는 탈수 개시에 이상이 있다라고 판단하여, 표시부(32)에 대하여 에러 표시(필요에 따라서 부저 등의 소리에 의한 주의 환기를 행해도 좋음)를 행하게 해(스텝 S20), 그 후 운전 정지의 처리를 행한다(스텝 S21).

이와 같이 하여 본 제1 실시예에 의한 드럼식 세탁기에 따르면, 드럼(5)의 축 주위의 세탁물의 편재에 의해 편심 하중이 있다고 해도, 그 위치는 드럼(5)의 축 방향에 있어서 베어링(10)에 가까운 위치이므로, 진동이나 베어링(10)에 대한 부하가 상대적으로 작아져, 예를 들어 상기 스텝 S15에 있어서의 판정 기준을 크게 할 수 있다. 즉, 편심량의 허용 범위가 넓어지므로, 균형 조정 운전을 재시행하는 확률이 작아져 탈수 소요 시간의 단축화로 이어진다. 또한, 탈수를 행할 수 없어 에러가 될 확률도 작아진다.

<제2 실시예>

다음에, 본 발명의 다른 실시예(이하「제2 실시예」라 함)인 드럼식 세탁기를 설명한다. 이 제2 실시예인 드럼식 세탁기에서는 기계적인 구조는 상기 제1 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 도7은 제2 실시예에 의한 드럼식 세탁기의 전기계 구성을 도시한 블럭도이다. 기본적인 구성은 제1 실시예와 동일하며,차이가 있는 것은 제어부(20)에 감속 위치 지시부(23)를 포함하는 것이다. 그래서, 우선 이 감속 위치 지시부(23)의 기능을 설명한다.

도5에 관련하여 설명한 바와 같이, 드럼(5)에 편심 하중이 존재하면 모터 전류의 토오크 전류 성분은 드럼(5)의 대략 1 회전을 주기로 하는 변동을 발생하고, 그 변동에 있어서 최대 피크는 드럼(5)의 1회전 기간 내에 있어서 부하 토오크가 최대가 되는 타이밍에서 발생한다. 통상, 부하 토오크는 편심 하중을 중력에 대항하여 드럼(5)의 상부로 들어 올리려고 할 때에 최대가 된다. 따라서, 대부분의 경우, 편심 하중이 드럼(5) 내의 최저 위치를 통과하고 나서 대략 바로 옆에 도달하기 까지의 회전 위치 범위 내에 존재할 때에, 토오크 전류 성분의 최대 피크가 출현한다. 드럼(5)의 축 주위에 가능한 한 균등하게 세탁물을 분산시키기 위해서는 편심 하중의 원인이 되고 있는 적층된 세탁물의 일부를 흩뜨려서 낙하시키는 것이 유효하다. 그래서, 감속 위치 지시부(23)는 토오크 전류 성분의 변동 신호로부터 최대 피크를 검출하고, 그 검출 시점으로부터 소정의 시간만큼 지연된 타이밍에서 펄스 신호를 생성한다. 이 소정 시간을 적절히 설정함으로써, 편심 하중이 드럼(5) 내의 상부에 도달한 시점에서 펄스 신호를 발생시킬 수 있다. 이 펄스 신호가 감속 지시 신호이며, 회전 속도 제어부(21)는 이 감속 지시 신호를 받으면, 일시적으로 드럼(5)의 회전 속도를 떨어뜨리도록 제어를 행한다.

본 제2 실시예에 의한 드럼식 세탁기에서는 탈수 행정시의 기본적인 제어는 제1 실시예의 설명에서 이용한 도6과 마찬가지이지만, 이 플로우차트 중의 스텝 S12의 균형 조정 운전의 내용이 다르다. 도8은 제2 실시예의 드럼식 세탁기에 있어서의 균형 조정 운전의 제어 플로우차트를 도시한다. 이하, 도8에 따라서, 또는 도9 및 도10을 참조하여 이 드럼식 세탁기에 있어서의 균형 조정 운전을 설명한다. 도9는 드럼(5) 내에서의 주위 방향에 있어서의 세탁물의 분포 상황을 도시한 모식도, 도10은 드럼(5) 내에서의 축 방향에 있어서의 세탁물의 분포 상황을 도시한 모식도이다.

회전 속도 제어부(21)는 인버터 제어부(34)를 거쳐서 모터(12)를 구동하여, 드럼(5)의 회전 속도가 균형 회전 속도보다도 약간 높은 정도의 회전 속도(예를 들어 100rpm)로 유지되도록 한다(스텝 S121). 드럼(5)이 100rpm으로 회전하면, 모든 세탁물은 원심력에 의해 드럼(5) 내주 벽면에 압박된 상태에서 회전한다[도9의 (a) 참조]. 이 때, 드럼(5)의 축 주위에 세탁물이 불균일하게 분산하고 있으면 편심 하중이 존재하여, 그 편심 하중의 위치에 따라서 토오크 전류 성분이 변동한다. 이 편심 하중이 드럼(5)의 바로 옆을 통과하여 더욱 상부로 들어 올려지고 있을 때에[즉 편심 하중이 드럼(5)의 상부에 있을 때에], 감속 위치 지시부(23)로부터 감속 지시 신호가 회전 속도 제어부(21)에 입력된다(스텝 S122). 이 신호가 입력되면, 드럼(5)의 회전 속도가 극히 일시적으로 저하하도록 회전 속도 제어부(21)는 소정 회전 속도(예를 들어 60rpm)에서 드럼(5)이 회전하는 회전 속도 지시 신호를 소정의 감속 시간 동안만큼 출력한다(스텝 S123).

이러한 급격한 감속은 드럼(5)의 내주 벽면에 압박된 상태에서 회전하는 세탁물에 작용하고 있는 원심력을 일시적으로 중력보다도 작게 하는 것을 목적으로 하고 있다. 즉, 적층되어 있는 세탁물이 드럼(5)의 상부에 도달하는 타이밍에서드럼(5)을 감속시키면, 그 세탁물이 중력에 의해 낙하하여 분산된다[도9의 (b) 참조]. 드럼(5) 내의 각 세탁물에 작용하는 원심력은 회전축으로부터의 거리에 비례하므로, 회전축 부근에 위치하고 있는 세탁물일 수록 작용하는 원심력이 작다. 이로 인해, 모든 세탁물에 작용하는 원심력이 중력에 우수한 상태에서 드럼(5)을 감속하면, 서로 겹쳐 있는 세탁물 중 회전축에 가까운 위치에 있는 세탁물이 먼저 낙하한다. 따라서, 소정 회전 속도 및 감속 시간을 적절하게 설정하여 적당한 감속을 행함으로써, 드럼(5)의 내주 벽면측의 세탁물을 그 면에 부착한 상태에서 회전시키는 한편, 회전축 측에 있는 세탁물만을 낙하시켜 분산할 수 있다.

상술한 바와 같은 단시간의 감속 후, 드럼(5)의 회전 속도는 빠르게 100rpm으로 복귀하게 된다(스텝 S124). 이 때에는 먼저 편심 하중의 원인이 되고 있었던 세탁물이 적절하게 분산함으로써, 편심량은 감속전보다도 작아져 있다[도9의 (c) 참조].

본 제2 실시예의 드럼식 세탁기에서는 어떤 세탁물이 드럼(5)과 일체로 그 바닥부로부터 상부로 향하게 해 회전할 때에는 그 세탁물의 궤적은 도10 중에 화살표 U로 나타내게 된다. 그에 대하여, 이 세탁물이 드럼(5)의 상부에 도달한 때에, 원심력이 중력보다도 작아져 자연히 낙하하면, 그 세탁물의 낙하 궤적은 화살표 D로 나타내게 된다. 즉, 이 세탁물은 드럼(5)의 후방부 측에 거리 m만큼 이동한 위치에 낙하하게 된다. 이와 같이, 이 드럼식 세탁기의 구성에 따르면, 상술한 바와 같은 감속에 의한 낙하마다 세탁물은 드럼(5) 후방부 측으로 이동해 가므로, 축 주위의 균형 조정이 불충분해 편심 하중이 남아 있었다고 해도, 그 편심 하중은 꽤높은 확률로 드럼(5) 후방부에 위치한다.

이와 같이 제2 실시예의 드럼식 세탁기에 따르면, 편심 하중의 원인이 되고 있는 세탁물을 겨냥하여 세탁물의 분산을 행할 수 있으므로, 제1 실시예의 드럼식 세탁기보다도 편심 하중이 작아질 확률이 높으며, 보다 확실하게 진동을 억제할 수 있는 동시에 탈수 소요 시간을 단축할 수 있다.

또, 상기 실시예는 일예로서, 본 발명 취지의 범위에서 적절하게 변형이나 수정을 행할 수 있는 것은 명백하다. 예를 들어, 상기 실시예는 외조(2)를 스프링(3) 및 댐퍼(4)에 의해 요동 가능하게 현수 지지한 구조이지만, 하방에 설치한 스프링 위에 외조(2)를 부착하여 요동 가능한 구조로 해도 좋다. 또한, 외조(2)가 요동하지 않도록 프레임(1)에 대하여 고정한 구조라도 좋다.

또한, 상기 실시예는 모두 물을 사용한 드럼식 세탁기에 대해 서술했으나, 석유계 용제 등을 사용하는 드라이 클리너에 본 발명을 적용할 수 있는 것은 당업자이면 용이하게 상도한다.

본 발명은 드럼의 주위 방향에서 본 편심 하중의 크기 뿐만 아니라, 드럼의 축 방향의 편심 하중의 위치를 고려하여 드럼을 고속으로 회전시킬 때의 진동이나 소음의 발생을 경감할 수 있는 드럼식 세탁기를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 외조에 설치한 베어링에 의해 축 부재를 회전 가능하게 지지하고, 상기 축 부재의 일단부에 대략 원통 형상의 주위면을 갖는 드럼을 부착하여 이루어지며, 상기 축 부재를 거쳐서 상기 드럼을 그 중심 축선을 중심으로 고속 회전시킴으로써 상기 드럼 내에 수용되어 있는 세탁물을 원심 탈수하는 드럼식 세탁기에 있어서, 상기 드럼은 그 중심 축선이 상기 축 부재와의 부착부 측으로 향하게 해 하부 경사지도록 배치되고, 탈수의 개시시에는 세탁물이 상기 드럼 내에 있어서 상기 부착부에 가까운 측으로 치우치도록 상기 드럼의 회전 제어를 행하고, 세탁물이 상기 드럼 내에 있어서 상기 부착부에 가까운 측으로 치우치도록 하기 위해 상기 드럼 내의 세탁물에 작용하는 원심력이 중력과 균형을 이루는 균형 회전 속도보다도 약간 낮은 회전 속도로 상기 드럼을 회전시키고, 상기 드럼 내에서의 중심 축선 주위의 세탁물의 편재에 기인하는 편심 하중의 크기 또는 그에 따른 지표치를 취득하는 편심 하중 검지 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
4. 제3항에 있어서, 상기 편심 하중 검지 수단은 상기 드럼이 소정의 회전 속도로 회전하고 있는 상태에서, 상기 드럼을 회전 구동하는 모터에 흐르는 전류의 토오크 전류 성분에 의거하여 편심 하중을 검지하는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
5. 제3항에 있어서, 상기 편심 하중 검지 수단에 의해 얻게 된 편심 하중의 크기 또는 그에 따른 지표치를 소정치와 비교함으로써, 그 이상으로 회전 속도를 상승시켜 원심 탈수를 행하는지의 여부를 판정하는 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
6. 제3항에 있어서, 탈수의 개시시에 상기 드럼 내의 세탁물에 작용하는 원심력이 중력과 균형을 이루는 균형 회전 속도보다도 약간 높은 회전 속도로 상기 드럼을 회전시키고, 상기 드럼과 일체로 회전하는 편심 하중이 드럼의 상부에 도달한 때에 일시적으로 상기 균형 회전 속도보다도 낮은 회전 속도까지 상기 드럼의 회전 속도를 떨어뜨리는 회전 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.