KR100565203B1 - Apparatus sensing partial disposition for drum washing machine - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 일 실시 형태는 드럼 세탁기의 안쪽 벽면을 미러로 사용하고, 터브의 외면에 진동 변위 감지를 위한 광센서를 상기 안쪽 벽면을 수직으로 마주 보도록 2개 이상 결합하여 구성된다. 그리고, 본 발명의 다른 실시 형태는 드럼 세탁기의 터브에 미러를 부착하고, 세탁기 안쪽 벽면에 진동 변위 감지를 위한 광센서를 미러를 수직으로 마주 보도록 2개 이상 결합하여 구성된다. 이러한 본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치는 구조가 간단하고 저가로 구현할 수 있는 광소자를 사용하는 비접촉 방식 진동 변위 센서를 이용하여 세탁기 터브의 진동 변위를 직접 측정하여, 세탁물의 편심량을 산출하고 고속 탈수 시의 진동 변위를 미리 예측하기 때문에 정확도가 우수하다. 또한 고속 탈수 진입 이전에 세탁물의 편심 상태를 완화시키는 방법에 유용한 정보를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 모터의 회전 속도에 관계없이 터브의 진동 변위를 직접 측정하기 때문에 고속 탈수 진입 후에도 실시간으로 진동 변위를 모니터링할 수 있으므로 탈수 행정 제어 알고리즘에 유용하다.One embodiment of the eccentric amount detection device of the drum washing machine according to the present invention uses an inner wall surface of the drum washing machine as a mirror, and combines two or more optical sensors on the outer surface of the tub so as to face the inner wall vertically. It is configured by. Another embodiment of the present invention is configured by attaching a mirror to a tub of a drum washing machine, and combining two or more optical sensors on the inner wall of the washing machine so as to face the mirror vertically. The eccentric amount detection device of the drum washing machine according to the present invention directly measures the vibration displacement of the washing machine tub using a non-contact type vibration displacement sensor using an optical element that is simple in structure and can be implemented at low cost, and calculates the amount of eccentricity of laundry. The accuracy is excellent because the vibration displacement during dehydration is predicted in advance. It can also provide useful information on how to alleviate eccentricity of laundry prior to high speed dewatering entry. In addition, since the vibration displacement of the tub is directly measured irrespective of the rotational speed of the motor, the vibration displacement can be monitored in real time even after a high speed dehydration entry, which is useful for a dehydration stroke control algorithm.

Description

드럼 세탁기의 편심량 감지 장치{APPARATUS SENSING PARTIAL DISPOSITION FOR DRUM WASHING MACHINE}Eccentricity sensing device of drum washing machine {APPARATUS SENSING PARTIAL DISPOSITION FOR DRUM WASHING MACHINE}

도 1은 통상 드럼 세탁기의 요부 구성도.1 is a main configuration diagram of a drum washing machine.

도 2는 본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 일 실시형태를 보인 요부 평면도.Figure 2 is a plan view of the main portion showing an embodiment of the eccentric amount detection device of the drum washing machine according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 다른 실시형태를 보인 요부 평면도.Figure 3 is a plan view of the main portion showing another embodiment of the eccentricity sensing device of the drum washing machine according to the present invention.

도 4 및 도 5는 터브의 진동 변위 간의 상관 관계식을 도출하기 위한 실험 방법 설명도.4 and 5 are explanatory diagrams of an experimental method for deriving a correlation between vibration displacements of tubs.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

7 : 광센서 8 : 안쪽 벽면7: light sensor 8: inner wall

9 : 터브 10 : 미러9: tub 10: mirror

11 : 드럼 12 : 모터11: drum 12: motor

본 발명은 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 드럼 세탁기의 고속 탈수 시 세탁물의 편심에 의해 발생하는 이상 진동 및 소음을 제어하기 위하여 진동 변위 센서를 드럼 세탁기에 장착하여 저속 회전에서의 터브의 진동 변위를 직접 감지함으로써 세탁물의 편심량 산출 및 고속 탈수 시의 터브의 진동 변위를 미리 예측할 수 있도록 한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for detecting an eccentricity of a drum washing machine. In particular, the present invention relates to a drum washing machine in which a vibration displacement sensor is mounted in a drum washing machine to control abnormal vibration and noise caused by eccentricity of laundry when the drum washing machine is dewatered at high speed. The present invention relates to an apparatus for detecting an eccentric amount of a drum washing machine, by which a vibration displacement of a tub is directly detected to predict an eccentric amount of laundry and a vibration displacement of the tub at a high speed of dehydration.

일반적으로 세탁기는 세탁, 헹굼 및 탈수 행정을 수행하여 세탁물을 세탁하는 장치이다. 세탁기는 방식에 따라서 세탁조의 하부에 작은 날개가 붙은 회전날개가 회전할 때 생기는 수류가 세탁물에 충격을 주어 세탁하는 펄세이터 방식, 세탁조의 중앙에 날개가 붙어 있는 큰 교반 날개가 규칙적으로 방향이 반전되면서 수류를 형성하여 세탁하는 에지테이터 방식, 드럼 내에 세탁물 넣고 드럼을 회전시켜 낙차에 따른 충격과 세제의 세정력으로 세탁하는 드럼 방식으로 구분된다.Generally, a washing machine is an apparatus for washing laundry by performing washing, rinsing, and dehydration strokes. The washing machine is a pulsator method in which water flow generated when the rotor blades with small vanes rotate in the lower part of the washing tank impacts the laundry, and the large stirring vane with the blades in the center of the washing tank regularly reverses direction. It is divided into an edge data method for washing water by forming a water stream, and a drum method for washing laundry by washing force of detergent and detergent by rotating the drum by putting the laundry in the drum.

특히 드럼 방식은 다른 방식에 비해 세탁물의 손상이 적고 세액이 적게 드는 장점이 있어 유럽 등에서 널리 쓰이고 있으며 전세계적으로도 점차 시장점유율이 증가하는 추세에 있다.In particular, the drum method is widely used in Europe, such as less damage to laundry and less tax than other methods, the market share is gradually increasing worldwide.

이하, 도면에 의해 설명하면, 도 1은 통상 드럼 세탁기의 요부 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, 급수와 배수 관련부를 제외하면 본체(1), 댐퍼(2)와 스프링(3)에 의해 고정되어 있는 터브(4) 내부에서 모터(5)에 의해 회전하는 드럼(6) 등으로 구성된다.Referring to the drawings, FIG. 1 is a main configuration diagram of a drum washing machine, which is fixed by the main body 1, the damper 2, and the spring 3 except for the water supply and drainage related parts. It consists of the drum 6 etc. which rotate by the motor 5 in the inside of the tub 4 which exists.

이와 같은 드럼 세탁기의 세탁 행정을 고려해보면, 예를 들어 드럼 세탁기의 드럼(6) 내부에 세탁물을 투입하여 포량을 감지한 후 포량에 따라 수위, 세제량 및 전체 세탁 시간을 결정한다. 이로부터 세탁 행정과 헹굼 행정을 마친 후 탈수 행정으로 진입하는데 탈수 행정은 분당 1000회 이상으로 드럼을 고속 회전시킴으로써 원심력을 이용하여 탈수를 수행한다.Considering the washing process of the drum washing machine, for example, laundry is put into the drum 6 of the drum washing machine to detect a quantity of water, and then the water level, the amount of detergent and the total washing time are determined according to the quantity of the laundry. After this, the washing and rinsing strokes are completed, and the dehydration stroke is performed. The dehydration stroke performs dehydration using centrifugal force by rotating the drum at a high speed of 1000 times or more per minute.

이때 드럼(6) 내의 세탁물이 편중되어 터브(4) 및 본체(1)에 심한 진동이 전달되고 동시에 소음이 발생할 수 있다. 특히 세탁기의 심한 진동은 탈수 행정의 효율을 상당히 저하시키므로 진동량을 정확히 감지하여 진동량에 따라서 세탁물이 편심 상태를 해결해 주는 방안을 강구할 필요성이 있다.At this time, the laundry in the drum (6) is biased, severe vibration is transmitted to the tub (4) and the main body (1) and at the same time noise may occur. In particular, the severe vibration of the washing machine significantly reduces the efficiency of the dehydration stroke, so it is necessary to find a way to solve the eccentric state of the laundry according to the amount of vibration accurately according to the amount of vibration.

현재의 드럼 세탁기에 적용되는 방안으로는 모터의 저속 회전 시 감지되는 세탁물의 편심 량이 미리 정해놓은 한계 값을 넘는다고 판단되면 세탁물을 뒤섞어 편심을 줄인 후 고속 탈수로 진입하는 방식을 취한다. 이때 저속 회전 시 세탁물의 편심을 감지하기 위하여 별도의 센서를 사용하지 않고 세탁물의 편심에 따른 모터의 전류량, 속도 변화량 및 세탁물의 무게 등을 측정하여 산출한다.As a method applied to the current drum washing machine, if the amount of eccentricity of laundry detected at low speed rotation of the motor is determined to exceed a predetermined limit value, the laundry is mixed and the eccentricity is reduced to enter high speed dehydration. At this time, in order to detect the eccentricity of the laundry during low speed rotation, it is calculated by measuring the current amount of the motor, the speed change amount and the weight of the laundry according to the eccentricity of the laundry without using a separate sensor.

이러한 방식은 모터가 회전할 때 편심에 의해 측정되는 부수적인 여러 인자들을 측정함으로써 간접적으로 편심을 산출하는 방식이므로 정확도에 한계가 있으며, 세탁물의 무게를 미리 알고 있어야 한다는 단점이 있다. 또한 편심의 종류에는 회전체를 원심력 방향으로 진동시키는 평면 편심과 회전축 방향으로 진동 시키는 대각 편심이 있는데 상기와 같은 방식으로는 두 가지 편심을 구별하지 못하는 결정적인 단점 있었다.This method is indirectly calculated by measuring ancillary factors measured by the eccentricity when the motor rotates, so the accuracy is limited, and the weight of the laundry must be known in advance. In addition, the type of eccentricity includes a planar eccentric for vibrating the rotating body in the direction of the centrifugal force and a diagonal eccentric for vibrating in the direction of the rotational axis.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 창안 한 것으로, 드럼 세탁기의 고속 탈수시 세탁물의 편심에 의해 발생하는 이상 진동 및 소음을 제어하기 위하여 진동 변위 센서를 드럼 세탁기에 장착하여 저속 회전에서 터브의 진동 변위를 세탁물의 무게에 관계없이 직접 감지함으로써 세탁물의 평면 편심량 및 대각 편심량을 구분하여 산출하고 또한 고속 탈수 시의 터브의 진동 변위를 미리 예측하여 고속 탈수 이전에 세탁물의 편심을 줄일 수 있게 되는 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치를 제공하고자 함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems and defects as described above, by mounting a vibration displacement sensor in the drum washing machine to control the abnormal vibration and noise caused by the eccentricity of the laundry during high-speed dehydration of the drum washing machine By detecting the vibration displacement of the tub directly at low speed rotation regardless of the weight of the laundry, the flat eccentricity and the diagonal eccentricity of the laundry can be classified and calculated, and the vibration displacement of the tub at high speed dewatering is predicted in advance. An object of the present invention is to provide an apparatus for detecting an eccentric amount of a drum washing machine.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 일 실시 형태는 드럼 세탁기의 안쪽 벽면을 미러로 사용하고, 터브의 외면에 진동 변위 감지를 위한 광센서를 상기 안쪽 벽면을 수직으로 마주 보도록 2개 이상 결합하여 구성된다.In order to achieve the above object, an embodiment of the apparatus for detecting an eccentricity of a drum washing machine according to the present invention uses an inner wall surface of a drum washing machine as a mirror, and an optical sensor for detecting vibration displacement on the outer surface of the tub is perpendicular to the inner wall surface. Combining two or more to face each other.

본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 다른 실시 형태는 드럼 세탁기의 터브에 미러를 부착하고, 세탁기 안쪽 벽면에 진동 변위 감지를 위한 광센서를 미러를 수직으로 마주 보도록 2개 이상 결합하여 구성된다.Another embodiment of the eccentricity sensing device of the drum washing machine according to the present invention is configured by attaching a mirror to the tub of the drum washing machine, and combining two or more optical sensors for detecting vibration displacement on the inner wall of the washing machine so as to face the mirror vertically. .

상기 진동 변위 감지를 위한 광센서는 선행 특허 진동 변위 산출 시스템 및 그 방법(특허출원번호: 03-033673)에서 고안한 것을 채용한다.The optical sensor for detecting the vibration displacement adopts the one devised in the prior patent vibration displacement calculation system and its method (Patent Application No. 03-033673).

그리고, 드럼 세탁기의 모터 회전 시 상기의 광센서를 이용하여 터브의 진동 변위를 검출하는 방식은 선행 특허 진동 변위 산출 방법(특허출원번호 03-055544)을 이용한다.In addition, the method of detecting the vibration displacement of the tub using the optical sensor when the motor of the drum washing machine rotates using the prior patent vibration displacement calculation method (Patent Application No. 03-055544).

이와 같은 본 발명의 제 1특징은 선행 특허 진동 변위 산출 시스템 및 그 방 법(특허출원번호: 03-033673)에서 고안한 광센서를 2개 이상 드럼 세탁기의 안쪽 벽면을 마주 보도록 터브에 장착하거나, 터브에 미러를 장착한 후 2 개 이상의 광센서가 미러를 마주 보도록 세탁기 안쪽 벽면에 장착하는 구조를 갖는다.The first feature of the present invention is that the optical sensor devised in the prior patent vibration displacement calculation system and its method (patent application number: 03-033673) is mounted on the tub to face the inner wall of two or more drum washing machines, After attaching the mirror to the tub, two or more optical sensors are mounted on the inner wall of the washing machine to face the mirror.

본 발명의 제 2 특징은 모터 회전 시 상기의 광센서를 이용하여 터브의 진동 변위를 검출하는 방식은 선행 특허 진동 변위 산출 방법(특허출원번호 : 03-055544)의 방식과 동일하다.According to a second aspect of the present invention, a method of detecting vibration displacement of a tub by using the optical sensor when the motor rotates is the same as that of the prior patent vibration displacement calculation method (Patent Application No. 03-055544).

본 발명의 제 3 특징은 모터의 저속 회전 시 위 제 2 특징의 방법으로 검출한 터브의 진동 변위 값을 이용하여 평면 편심량, 대각 편심량 및 고속 탈수 시 발생하는 터브의 진동 변위를 산출하는 알고리즘을 포함한다.The third aspect of the present invention includes an algorithm for calculating the vibration displacement of the tub generated at the time of the eccentricity, the diagonal eccentricity, and the fast dewatering by using the vibration displacement value of the tub detected by the method of the second feature during the low speed rotation of the motor. do.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail as follows.

도 2는 본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 일 실시형태를 보인 요부 평면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 다른 실시형태를 보인 요부 평면도이며, 도 4 및 도 5는 터브의 진동 변위 간의 상관 관계식을 도출하기 위한 실험 방법 설명도이다.Figure 2 is a plan view of the main part showing an embodiment of the eccentricity sensing device of the drum washing machine according to the present invention, Figure 3 is a plan view of the main part showing another embodiment of the eccentric amount sensing apparatus of the drum washing machine according to the present invention, Figure 4 and Figure 5 is an explanatory diagram of an experimental method for deriving a correlation between vibration displacements of tubs.

본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 한 실시 형태는 도 2에 도시된 바와 같이 드럼 세탁기의 안쪽 벽면(8)을 미러로 사용하고, 진동 변위 감지를 위한 광센서(7)를 2개 이상 드럼 세탁기의 안쪽 벽면(8)을 수직으로 마주 보도록 터브(9)에 결합한 구성으로 되어 있다.One embodiment of the eccentric amount detection device of the drum washing machine according to the present invention uses the inner wall 8 of the drum washing machine as a mirror, as shown in Figure 2, two or more optical sensors (7) for vibration displacement detection The inner wall surface 8 of the drum washing machine is configured to be coupled to the tub 9 so as to face vertically.

본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 다른 실시 형태는 도 3에 도시한 바와 같이 터브(9)에 미러(10)를 부착하고, 2 개 이상의 광센서(7)를 미러(10)를 수직으로 마주 보도록 세탁기 안쪽 벽면(8)에 장착한 구성으로 되어 있다.In another embodiment of the drum washing machine according to the present invention, as shown in FIG. 3, the mirror 10 is attached to the tub 9, and the two or more optical sensors 7 are perpendicular to the mirror 10. It is a structure attached to the inner wall surface 8 of a washing machine so that it may face.

드럼 세탁기의 모터 회전 시 상기의 광센서를 이용하여 터브의 진동 변위를 검출하는 방식은 선행 특허 진동 변위 산출 방법의 방식과 동일하며, 모터가 저속으로 회전할 때의 터브의 진동 변위로부터 평면 편심량, 대각 편심량을 산출하고 또한 고속 탈수시 발생하는 터브의 진동 변위를 예측하기 위해서는 발생할 수 있는 대부분의 편심 상태에 대하여 모터의 저속 회전 시 터브의 진동 변위와 함께 고속 탈수 시 터브의 진동 변위를 선행적으로 측정하여 상관 관계식을 도출해냄은 필수적이다.The method of detecting the vibration displacement of the tub using the above optical sensor when the motor of the drum washing machine rotates is the same as the method of calculating the vibration displacement of the prior art, and the amount of planar eccentricity from the vibration displacement of the tub when the motor rotates at low speed, To calculate the diagonal eccentricity and to predict the vibration displacement of the tub generated at high speed dewatering, the vibration displacement of the tub at high speed dewatering with the vibration displacement of the tub when the motor rotates at a low speed for most eccentricity that may occur. It is essential to measure and derive a correlation.

그리고, 발생할 수 있는 대부분의 편심 상태에 대하여 모터의 저속 회전 및 고속 탈수 시 터브의 진동 변위 간의 상관 관계식을 도출하기 위한 실험 방법은 도 4와 같이, 드럼 세탁기에서 길이 L인 드럼(11) 내부에 질량 m1, 질량 m2인 추를 각각 위치 p1과 p2에 두어 모터(12)를 ω의 각속도로 회전시킬 때, m1,m2,p1,p2를 변화시키면 다양한 평면 편심과 대각 편심을 발생시킬 수 있다. 이때 평면 편심은 회전체를 원심력 방향으로 진동시키며 대각 편심은 회전체를 회전축 방향으로 진동 시킨다. 도 5에서 α는 두 편심을 드럼의 앞쪽에서 보았을 때의 상호 각도를 의미한다.And, the experimental method for deriving the correlation between the vibration displacement of the tub during the low-speed rotation and high-speed dehydration of most of the eccentricity that can occur, as shown in Figure 4, inside the drum 11 of length L in the drum washing machine When the weight of mass m1 and mass m2 are placed at positions p1 and p2, respectively, and the motor 12 is rotated at an angular velocity of omega, varying m1, m2, p1, and p2 can generate various plane eccentricity and diagonal eccentricity. At this time, the flat eccentric vibrates the rotating body in the centrifugal force direction, and the diagonal eccentric vibrates the rotating body in the rotating axis direction. 5 denotes the mutual angle when two eccentricities are seen from the front of the drum.

상기와 같은 실험 방법으로 얻은 다수의 저속 회전 시 터브의 진동 변위 데이타와 고속 회전 시 터브의 진동 변위 데이터 사이의 상관 관계식을 도출한다. 또한, 고속 회전 시의 진동 변위 중 회전체의 원심력 방향 진동 변위와 평면 편심량 상호간, 회전축 방향 진동 변위 대각 편심량 상호간에는 선형적이 관계가 있으므로 이로부터 편심량을 계산할 수 있다.  The correlation between the vibration displacement data of the tubs at the low speed rotation and the vibration displacement data of the tub at the high speed rotation obtained by the above experimental method is derived. In addition, since there is a linear relationship between the centrifugal force directional vibration displacement of the rotating body and the plane eccentricity and the rotation axis axial vibration displacement diagonal eccentricity among the vibration displacements during the high speed rotation, the eccentricity can be calculated therefrom.

그러므로, 이렇게 얻어진 상관 관계식을 사용하여 임의의 편심 상태에서 측정한 저속 회전시 터브의 진동 변위로부터 평면 편심량 및 대각 편심량을 산출할 뿐만 아니라 고속 회전시의 터브의 진동 변위를 예측한다.Therefore, using the correlation equation thus obtained, not only the plane eccentricity and the diagonal eccentricity are calculated from the vibration displacement of the tub at low speed rotation measured in an arbitrary eccentric state, but also the vibration displacement of the tub at high speed rotation is estimated.

이상에서 설명한 바와 같은 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치는 구조가 간단하고 저가로 구현할 수 있는 광소자를 사용하는 비접촉 방식 진동 변위 센서를 이용하여 세탁기 터브의 진동 변위를 직접 측정하여, 세탁물의 편심량을 산출하고 고속 탈수 시의 진동 변위를 미리 예측하기 때문에 정확도가 우수하다. 또한 고속 탈수 진입 이전에 세탁물의 편심 상태를 완화시키는 방법에 유용한 정보를 제공할 수 있다.As described above, the eccentric amount detection device of the drum washing machine directly measures the vibration displacement of the washing machine tub using a non-contact vibration displacement sensor using an optical element that is simple in structure and can be implemented at low cost. The accuracy is excellent because the vibration displacement during dehydration is predicted in advance. It can also provide useful information on how to alleviate eccentricity of laundry prior to high speed dewatering entry.

뿐만 아니라, 모터의 회전 속도에 관계없이 터브의 진동 변위를 직접 측정하기 때문에 고속 탈수 진입 후에도 실시간으로 진동 변위를 모니터링할 수 있으므로 탈수 행정 제어 알고리즘에 유용하다.In addition, since the vibration displacement of the tub is directly measured irrespective of the rotational speed of the motor, the vibration displacement can be monitored in real time even after a high speed dehydration entry, which is useful for a dehydration stroke control algorithm.

Claims (2)

드럼 세탁기의 터브의 진동 변위를 광센서와 미러를 이용하여 감지하는 드럼 세탁기의 편심량 감지장치에 있어서,In the eccentric amount detection device of the drum washing machine for detecting the vibration displacement of the tub of the drum washing machine using an optical sensor and a mirror, 상기 드럼 세탁기의 안쪽 벽면을 미러로 사용하고, 상기 터브의 외면에 진동 변위 감지를 위한 광센서를 상기 안쪽 벽면을 수직으로 마주 보도록 2개 이상 결합하여 구성된 것을 특징으로 하는 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치.The inner wall of the drum washing machine as a mirror, and the eccentric amount sensing device of the drum washing machine, characterized in that configured to combine two or more optical sensors for detecting vibration displacement on the outer surface of the tub to face the inner wall vertically. 삭제delete
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