KR100476962B1 - 1조식 세탁기의 클러치 제어방법 - Google Patents

Abstract

1조식 전자동세탁기의 클러치제어방법에 관한 것으로서, 클러치 전환시의 전동기의 회전속도를 펄스모터를 사용하지 않고 초저속도로 할 수 있고, 클러치의 맞물림부의 갭을 적게 해도 확실하게 접속할 수 있으며, 전환시에 큰 충격음이 발생하는 것도 방지할 수 있어 정음화를 도모하기 위해, 세탁겸탈수조에 접속하는 탈수축을 클러치장치를 거쳐서 세탁축에 연결하고, 클러치장치는 탈수축에 고착되고 전자코일에 의해 흡인 또는 반발되는 플런저에 마련한 클러치핀을 전동기의 구동축인 세탁축에 고착한 클러치판에 계탈자유롭게 조합하고, 세탁모드와 탈수모드로 전환하도록 구성한 1조식 세탁기의 클러치 제어방법에 있어서, 세탁모드와 탈수모드의 전환시에는 전동기에 교류전원주파수의 1∼수사이클을 인가해서 전동기를 구동하고, 구동축을 회전시켜 클러치판에 클러치핀을 접속, 해제하는 구성으로 하였다.

이와 같은 구성으로 하는 것에 의해, 유도전동기를 펄스모터와 같이 기능시킬 수 있고 클러치의 맞물림부의 갭을 적게 해도 비월이 발생하는 것을 방지해서 확실히 접속할 수 있다는 등의 효과가 얻어진다.

Description

1조식 세탁기의 클러치제어방법{METHOD OF CONTROLLING CLUTCH OF ONE-VESSEL TYPE WASHING MACHINE}

본 발명은 1조식 전자동세탁기의 클러치제어방법에 관한 것이다.

이와 같은 1조식의 전자동 세탁기는 주지와 같이 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같이, 외부상자(20)에 수조(21)을 요동자유롭게 배치하고, 이 수조(21)내에 세탁겸탈수조(18)을 회전자유롭게 배치하고, 이 세탁겸탈수조(18)의 바닥부에 회전날개(3)을 마련하고 있다.

그리고, 회전날개(3)에 접속하는 세탁축인 구동축을 감속기구를 거쳐서 전동기(1)에 접속하고, 세탁겸탈수조(18)에 접속하는 탈수축을 클러치장치(8)을 거쳐서 구동축에 접속하여 세탁과 헹굼 운전시에는 회전날개(3)만을 저속으로 회전시키고 세탁겸탈수조(18)내에 와류를 발생시켜 세탁/헹굼을 실행하고, 탈수운전시에는 탈수축을 구동축에 접속하여 회전날개(3)과 세탁겸탈수조(18)을 동시에 고속회전시켜 세탁겸탈수조(18)내의 세탁물의 수분을 원심력으로 날려 보낸다.

상기 클러치장치(8)은 도 4 및 도 5에도 도시한 바와 같이 유성기어에 의한 감속기구(22)의 하부에 조합되어 전자코일과 플런저에 의해 클러치전환을 실행하는 핀클러치구조로 하는 것이지만, 전동기(1)은 예를 들면 유도전동기를 사용하여 그 구동축(2)인 세탁축의 선단에 회전날개(3)을 고정나사(4)에 의해서 고정시키고, 구동축(2)의 기부(基部)인 주축아래의 기부에 클러치판(16)을 압입에 의해 고착시킨다. 이 클러치판(16)에는 클러치를 맞물리게 하기 위한 끼워맞춤 오목부(15)를 마련하였다.

축받이(베어링)에 의해 탈수축(17)을 세탁축인 구동축(2)의 외측에서 동축상에 회전자유롭게 마련하고, 상기 탈수축(17)의 선단에 세탁겸탈수조(18)을 고정시키고, 기부에 클러치로서 기능하는 원통형의 영구자석(12)를 주위에 동시 성형한 수지제의 플런저(11)을 고정시킨다. 이 플런저(11)은 클러치판(16)의 위쪽에 누름스프링(14)에 의해 상하이동 자유롭게 조립되는 것으로서, 상기 끼워맞춤 오목부(15)에 대응하는 개소에 위치시켜 클러치핀인 끼워맞춤돌기(13)을 아래쪽을 향하게 해서 돌출시켜 마련하였다.

플런저(11)의 외측에서 영구자석(12)와 대향하는 위치에 요크(10)에 장착한 전자코일(9)를 배치하고, 이들 플런저(11), 전자코일(9)의 주위를 클러치케이스(8a)에 의해 덮는다.

다음에, 동작에 대해서 설명한다. 세탁이나 헹굼을 실행하기 위해서는 조작부를 조작하여 세탁행정이나 헹굼행정의 내용을 설정해서 온하면, 제어유닛으로부터의 출력에 의해 전자코일(9)로 통전되고 플런저(11)의 영구자석(12)가 전자코일(9)로 흡인되어 누름스프링(14)의 탄력에 대항해서 위쪽으로 이동하고, 끼워맞춤돌기(13)이 클러치판(16)의 끼워맞춤오목부(15)로부터 빠져나와 탈수축(17)과 세탁축인 구동축(2)의 결합이 해제된다.

그리고, 급수밸브가 작동해서 세탁겸탈수조(18)내로 급수되고 전동기(1)에 통전되면, 구동축(2) 즉 세탁축만이 회전하여 회전날개(3)이 저속회전하여 세탁운전이 실행된다.

세탁행정에서 탈수행정으로 이행할 때에는 배수밸브가 열려 세탁겸탈수조(18)내의 물이 배수관으로부터 배출되면, 전자코일(9)에는 세탁행정시와는 반대방향의 전류가 흐르고, 그 결과, 플런저(11)이 아래쪽으로 이동하여 끼워맞춤돌기(13)이 클러치판(16)에 마련되어 있는 끼워맞춤오목부(15)에 삽입되어 클러치가 맞물린다.

이것에 의해, 플런저(11)이 고정되어 있는 탈수축(17)과 클러치판(16)이 고정되어 있는 세탁축인 구동축(2)가 접속된다. 따라서, 전동기(1)의 회전이 구동축(2)인 세탁축과 탈수축(17)로 동시에 전달되고, 회전날개(3)과 세탁겸탈수조(18)이 동시에 고속회전하여 세탁겸탈수조(18)내의 세탁물의 수분이 원심력에 의해 탈수된다.

그런데, 세탁행정에서 탈수행정으로 이행할 때에 클러치가 완전히 전환되었는지를 판단하기 위해서는 회전날개(3)과 세탁겸탈수조(18) 각각의 회전의 관성모멘트를 이용하고 있다. 즉, 탈수행정으로 이행하기 위해 클러치를 맞물리게 할 때, 우선, 플런저(11)을 내려서 전동기(1)에 단시간 통전시킨 후, 끼워맞춤돌기(13)과 클러치판(16)에 마련되어 있는 끼워맞춤오목부(15)를 끼워맞추고, 그 후 클러치의 위치검출을 실행한다.

이와 같은 솔레노이드방식의 핀클러치 구조에서는 클러치의 전환을 용이한 것으로 하기 위한 방법으로서, 끼워맞춤돌기(13)과 끼워맞춤오목부(15)의 맞물림부의 회전방향의 갭을 크게 확보하여 전동기(1)의 회전속도를 인버터 또는 위상제어 등에 의해서 저속도 제어해서 접속하고 있었다.

끼워맞춤돌기(13)과 끼워맞춤오목부(15)의 맞물림부의 회전방향의 갭을 크게하면, 클러치 맞물림부분의 회전방향의 덜컹거림에 의해 발생하는 토크변동시의 충격음도 크게 되어 근래 요구되고 있는 정음화(靜音化)에 부응하지 못한다.

이와 같은 불합리를 해소하기 위해서는 맞물림부의 회전방향의 덜컹거림을 적게 하면 좋지만, 이와 같이 하면, 현재의 인버터 또는 위상제어 등에 의해 전동기를 저속도 제어하는 방법에서는 속도가 빠르고 맞물림부가 맞물려지지 않아 비월(스킵)이 발생하고 맞물림부가 파손될 우려가 있다. 또한, 전동기에 펄스모터를 사용하면, 초저속도로 회전할 수 있지만 비용면에서 상승하게 된다.

본 발명의 목적은 상기 종래예의 불합리를 해소하여 클러치 전환시의 전동기의 회전속도를 펄스모터를 사용하지 않고 초저속도로 할 수 있고, 클러치의 맞물림부의 갭을 적게 해도 확실하게 접속할 수 있으며, 전환시에 큰 충격음이 발생하는 것도 방지할 수 있어 정음화를 도모할 수 있는 1조식 세탁기의 클러치제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 첫번째로 세탁겸탈수조에 접속하는 탈수축을 클러치장치를 거쳐서 세탁축에 연결하고, 상기 클러치장치는 탈수축에 고착되고 전자코일에 의해 흡인 또는 반발되는 플런저에 마련한 클러치핀을 전동기의 구동축인 세탁축에 고착한 클러치판에 계탈자유롭게 조합하여 세탁모드와 탈수모드로 전환하도록 구성한 1조식 세탁기의 클러치제어방법에 있어서, 세탁모드와 탈수모드의 전환시에는 상기 전동기에 교류전원주파수의 1∼수사이클을 인가해서 전동기를 구동하고, 구동축을 회전시켜 클러치판에 클러치핀을 접속, 해제하는 것을 요지로 한다.

이것에 의해, 유도전동기를 펄스모터와 같이 기능시킬 수 있고 클러치의 맞물림부의 갭을 적게 해도 비월이 발생하는 것을 방지해서 확실히 접속할 수 있다. 따라서, 맞물림시의 충격음도 저감할 수 있어 맞물림부의 파손도 방지할 수 있다.

두번째로, 클러치판에 클러치핀을 접속, 해제하는 조작을 실행한 후, 전동기에 일정시간 통전하고, 이 동안에 계측되는 펄스수에 따라서 클러치장치가 세탁 모드와 탈수모드의 어느 측으로 전환되고 있는지를 판단한다. 즉, 클러치가 맞물려 구동축에 탈수축이 연결되어 있는 탈수모드에서는 구동축에 탈수축의 부하가 가해지므로 회전속도(가속도)가 느려지게 되어 펄스수가 적지만, 클러치가 분리되어 구동축에 탈수축이 연결되어 있지 않은 세탁모드에서는 구동축에는 탈수축의 부하가 가해지지 않으므로 회전속도(가속도)가 빨라지고 펄스수가 많아진다.

따라서, 이 가속도(펄스수)의 차이를 검출하면, 구동축에 탈수축이 연결되어 있는지 즉 클러치가 세탁모드와 탈수모드의 어느 측으로 전환되고 있는지를 용이하고 또한 확실하게 판단할 수 있다.

이하, 도면에 대해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 1조식 세탁기의 클러치제어방법의 실시예를 도시한 클러치의 접속제어동작을 도시한 흐름도로서, 본 발명의 클러치구조가 실시되는 1조식 세탁기의 구성은 도 5에 대해서 설명한 바와 같고, 또 클러치구조의 전체의 기본구성은 도 3에 대해서 이미 설명한 바와 같으므로, 여기서의 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 클러치장치(8)도 도 4 및 도 5에도 도시한 바와 같이 유성기어에 의한 감속기구(22)의 하부에 조합되고, 전자코일과 플런저에 의해 클러치전환을 실행하는 핀클러치구조로 하는 것이지만, 전동기(1)에는 예를 들면 유도전동기를 사용하여 그 구동축(2)인 세탁축의 선단에 회전날개(3)을 고정나사(4)에 의해서 고정시키고, 구동축(2)의 기부인 주축하의 기부에 클러치판(16)을 압입에 의해 고착한다. 이 클러치판(16)에는 도 6에도 도시한 바와 같이 클러치를 맞물리게 하기 위한 끼워맞춤오목부(15)를 마련하였다.

축받이에 의해 탈수축(17)을 세탁축인 구동축(2)의 외측에서 동축상에 회전자유롭게 마련하고, 상기 탈수축(17)의 선단에 세탁겸탈수조(18)을 고정너트(19)로 고정시키고, 기부에 클러치로서 기능하는 원통형상의 영구자석(12)를 주위에 동시 성형한 수지제의 플런저(11)을 세레이션(serration)가공에 의해서 끼워맞춤하여 고정시킨다.

이 플런저(11)은 클러치판(16)의 위쪽에 상하이동(화살표방향) 자유롭게 조합되는 것으로서, 상기 끼워맞춤오목부(15)에 대응하는 개소에 위치시켜 클러치핀인 끼워맞춤돌기(13)을 아래쪽을 향하게 해서 돌출해서 마련하였다. 이 경우, 끼워맞춤오목부(15)와 끼워맞춤돌기(13)의 끼워맞춤의 갭은 적게 하여 덜컹거림이 없도록 형성하였다.

플런저(11)의 외측에서 영구자석(12)와 대향하는 위치에 요크(10)에 장착한 전자코일(9)를 배치하고, 이들 플런저(11), 전자코일(9)의 주위를 클러치케이스(8a)에 의해 덮는다. 이것에 의해, 플런저(11)은 전자코일(9)의 여자방향을 변경하는 것에 의해서 영구자석(12)와 요크(10) 사이에서 흡인/반발하고, 상하(화살표방향)로 이동하도록 구성된다. 도면 중, (14)는 누름스프링을 나타내는 것으로서, 전자코일(9)로의 통전을 차단한 후, 클러치판(16)에 플런저(11)을 접속시키는 역할을 한다.

또, 구동축(2)의 하단에는 전동기(1)의 속도를 검출하기 위한 원반형상의 영구자석(5)를 고정나사(6)에 의해 고정시켰다. 도면 중, (7)은 속도검출용의 홀소자로서, 전동기(1)의 브래킷에 부착되어 전동기(1)이 회전하면, 18개의 펄스가 발생하 도록 구성되어 있다.

다음에, 클러치의 접속제어동작을 도 1의 흐름도에 따라서 설명한다. 세탁행정이 종료하고, 탈수행정으로 이행하면, 제어부장치에 의해서 초기설정부에서 교류전원의 사이클카운터N1, 접속 미스 카운터N2, 펄스카운터P, 탈수타이머T1, 계측용타이머T2가 각각 0으로 초기화된다(스텝132).

다음에, 클러치의 접속상태를 체크하는 접속 미스 카운터N2를 세트하고(스텝100), 전동기(1)과 전자코일(9)에 통전한다(스텝101). 이것에 의해, 플런저(11)에 일체로 형성된 원통형의 영구자석(12)와 요크(10)의 양단에 발생하는 자계가 반발자계로 되고, 플런저(11)은 누름스프링(14)의 탄력에 대항해서 아래쪽으로 이동한다.

이때부터 사이클카운터N1을 세트하고(스텝102), 교류전원의 사이클수의 카운트를 개시하여 1사이클마다 N1에 1을 가산한다(스텝103). 그 결과, 통전사이클판정부에서 교류전원의 사이클수가 N1=2로 되었다고 판단되면(스텝104), 사이클카운터N1을 리세트하고(스텝105), 전동기(1)로의 통전을 차단한다(스텝106).

다음에, 계측용 타이머T2를 세트하고(스텝107), 1초마다 T2에 1을 가산해서(스텝108) 시간계측 판정부에서 T2=2로 되었다고 판단되면(스텝109), 계측용타이머T 2를 리세트하고(스텝110), 전자코일(9)로의 통전을 차단하고 클러치를 오프한다(스텝111).

이와 같은 교류전원의 사이클수「2」만큼의 통전동작에 의해서 전동기(1)의 구동축(2)에 고정되어 있는 클러치판(16)이 회전해서 끼워맞춤오목부(15)와 플런저(11)의 끼워맞춤돌기(13)이 끼워맞춰지고, 구동축(2)에 탈수축(17)이 접속된다. 따라서, 탈수모드로 된다.

이 때, 끼워맞춤오목부(15)와 끼워맞춤돌기(13) 사이에는 갭이 적어 덜컹거림이 없으므로, 끼워맞춤에 의한 접속시에 발생하는 충격음을 작게 할 수 있다. 또, 갭이 적더라도 전동기(1)은 초저속도로 회전하므로, 펄스모터와 같이 작용시킬 수 있어 비월하지 않고 확실하게 끼워맞출 수 있다.

다음에, 상기와 같이 해서 끼워맞춤오목부(15)와 끼워맞춤돌기(13)이 끼워맞춰져서 클러치가 탈수측으로 전환되었다는 체크를 실행한다. 그를 위해서는 우선, 전동기(1)에 통전하고(스텝112), 계측용 타이머T2와 펄스카운터P를 세트하고(스텝113), (스텝114), 시간과 펄스수를 카운트하고(스텝115), (스텝116), 계측시간 판정부에서 T2=2로 되었다고 판단되면(스텝117), 전동기(1)로의 통전을 차단함과 동시에(스텝118) 계측용 타이머T2를 리세트한다(스텝119).

그리고, 이 T2=2의 시간내에 카운트된 펄스수가 P<3이라고 펄스판정부에서 판정되면(스텝120), 클러치가 탈수모드로 설정되었다고 판단한다. 이것은 도 2에 도시된 바와 같이, 클러치가 탈수측에 접속되어 있을 때에는 전동기(1)의 구동축(2)에 탈수축(17)이 접속되는 것에 의해 전동기(1)에 부하가 가해져 회전개시의 가속도가 느려지기 때문에 구동축(2)에 탈수축(17)이 접속되어 있지 않은 세탁모드의 경우에 비해 검출되는 펄스수가 적게 되는 것에 기인한다.

따라서, 탈수운전의 준비가 완료하고 펄스카운터P를 리세트하고(스텝121), 탈수타이머T1을 세트하고(스텝122), 전동기(1)에 통전하여(스텝123) 탈수운전을 개시한다.

탈수운전 개시후, 탈수타이머T1은 1분마다 가산되고(스텝124), 탈수행정이 진행되어 탈수시간 판정부에서 T1=5로 판단되어 설정된 탈수시간에 도달하면(스텝125), 전동기(1)로의 통전을 차단하여 탈수행정이 종료한다(스텝126, 127).

그런데, 클러치가 탈수측으로 전환되어 있지 않은 경우는 구동축(2)에는 탈수축(17)이 접속되어 있지 않아 부하가 가해지지 않으므로 가속도가 크고, 스텝120에서 카운트되는 펄스수가 P>3으로 되므로 접속 미스 카운터N2에 1을 가산하고(스텝 128), 접속 미스 회수판정부에서 판정되는 접속 미스 회수가 5회에 도달하지 않는 동안에는(스텝129), 스텝101로 되돌아가 상기한 클러치 접속동작을 반복 실행한다.

그런데, 접속에 문제가 있는 등의 이유로 접속 미스 회수판정부에서 판정되는 접속 미스 회수가 5회로 되면(스텝129), 장치에 어떠한 고장이 있다고 판단하여 접속 미스 카운터N2를 리세트하고(스텝130), 접속 미스를 표시해서(스텝131) 운전을 중지한다.

이상 기술한 바와 같이, 본 발명의 1조식 세탁기의 클러치 제어방법은 첫째, 세탁겸탈수조에 접속하는 탈수축을 클러치장치를 거쳐서 세탁축에 연결하고, 상기 클러치장치는 탈수축에 고착되어 전자코일에 의해 흡인 또는 반발되는 플런저에 마련한 클러치핀을 전동기의 구동축인 세탁축에 고착한 클러치판에 계탈자유롭게 조합하고, 세탁모드와 탈수모드로 전환하도록 구성한 1조식 세탁기의 클러치 제어방법에 있어서, 세탁모드와 탈수모드의 전환시에는 상기 전동기에 교류전원주파수의 1∼수사이클을 인가해서 전동기를 구동하고, 구동축을 회전시켜 클러치판에 클러치핀을 접속, 해제한다.

이것에 의해, 유도전동기를 펄스모터와 같이 기능시킬 수 있고 클러치의 맞물림부의 갭을 적게 해도 비월이 발생하는 것을 방지해서 확실히 접속할 수 있다. 따라서, 맞물림시의 충격음도 저감할 수 있고 맞물림부의 파손도 방지할 수 있다.

둘째, 클러치판에 클러치핀을 접속, 해제하는 조작을 실행한 후, 전동기에 일정시간 통전하고, 이 동안에 계측되는 펄스수에 따라서 클러치장치가 세탁모드와 탈수모드의 어느 측으로 전환되고 있는지를 판단한다. 즉, 클러치가 맞물려 구동축에 탈수축이 연결되어 있는 탈수모드에서는 구동축에 탈수축의 부하가 가해지므로 회전속도(가속도)가 느려져 펄스수가 적지만, 클러치가 분리되어 구동축에 탈수축이 연결되어 있지 않은 세탁모드에서는 구동축에는 탈수축의 부하가 가해지지 않으므로 회전속도(가속도)가 빨라지고 펄스수가 많아진다.

따라서, 이 가속도(펄스수)의 차이를 검출하면, 구동축에 탈수축이 연결되어 있는지 즉 클러치가 세탁모드와 탈수모드의 어느 측으로 전환되고 있는지를 용이하고 또한 확실하게 판단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 1조식 세탁기의 클러치제어방법의 클러치 접속 제어동작을 도시한 흐름도,

도 2는 본 발명의 1조식 세탁기의 클러치제어방법의 클러치 접속시의 펄스파형도,

도 3은 본 발명의 1조식 세탁기의 클러치제어방법이 실시되는 세탁기의 설명도,

도 4는 본 발명의 1조식 세탁기의 클러치제어방법이 실시되는 클러치장치의 종단정면도,

도 5는 본 발명의 1조식 세탁기의 클러치제어방법이 실시되는 클러치장치의 주요부의 종단정면도,

도 6은 본 발명의 1조식 세탁기의 클러치제어방법이 실시되는 클러치장치의 주요부인 클러치판 부분의 횡단평면도.

<부호의 설명>

1…전동기, 2…구동축, 3…회전날개, 4…고정나사, 5…영구자석, 6…고정나사, 7…홀소자, 8…클러치장치, 8a…클러치케이스, 9…전자코일, 10…요크, 11…플런저, 12…영구자석, 13…끼워맞춤돌기, 14…누름스프링, 15…끼워맞춤 오목부, 16…클러치판(clutch disc), 17…탈수축, 18…세탁겸탈수조, 19…고정너트, 20…외부상자, 21…수조, 22…감속기구

Claims (3)

1. 세탁겸탈수조에 접속하는 탈수축을 클러치장치를 거쳐서 세탁축에 연결하고, 상기 클러치장치는 탈수축에 고착되고 전자코일에 의해 흡인 또는 반발되는 플런저에 마련한 클러치핀을 전동기의 구동축인 세탁축에 고착한 클러치판에 계탈자유롭게 조합하고, 세탁모드와 탈수모드로 전환하도록 구성한 1조식 세탁기의 클러치 제어방법에 있어서,

   세탁모드에서 탈수모드로의 전환시에는 상기 전동기에 교류전원주파수의 1∼수사이클을 인가해서 전동기를 구동하고 구동축을 회전시킨 후, 클러치판에 클러치핀을 접속하는 것을 특징으로 하는 1조식 세탁기의 클러치 제어방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기의 클러치판에 클러치핀을 접속하는 조작을 실행한 후, 전동기에 일정시간 통전하고, 이 동안에 계측되는 펄스수에 따라서 클러치장치가 탈수모드로 전환되고 있는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 1조식 세탁기의 클러치 제어방법.
3. 제2항에 있어서,

   탈수모드로 전환되어 있는지를 판단하는 조작을 실행하여 탈수모드로 전환되어 있지 않다고 판단된 경우에는 상기의 클러치판에 클러치핀을 접속하는 조작을 재차 실행하는 것을 특징으로 하는 1조식 세탁기의 클러치 제어방법.