KR100900066B1 - 세탁물 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 구동시 발생하는 진동을 획기적으로 저감하고, 동력전달과 관련한 부품을 감소시켜 원가가 절감되며, 구동력의 손실이 적어 에너지 절약이 가능한 세탁물 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 세탁수를 저수하고, 외부에서 공급되는 전력신호에 대응하여 자기장을 형성하는 터브; 및, 상기 터브 내에 배치되고, 상기 터브에 의해 유도되는 자기장에 의해, 상기 터브 내에서 회동하는 드럼을 구비한 세탁물 처리장치를 제공한다.

세탁물 처리장치, 구동원

Description

세탁물 처리장치{Machine for treating laundry}

본 발명은 세탁물 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 세탁물 처리장치는, 물과 세제의 화학적 분해 작용과 물과 세탁물간의 마찰 등 물리적 작용 등을 이용하여, 의복, 침구 등(이하,'세탁물'이라 약칭함)에 묻은 오염물질을 분리해내는 세탁장치와, 젖은 세탁물을 탈수하여 건조시키는 건조장치, 세탁물에 가열된 증기를 분사하여 세탁물로 인한 알러지를 방지하고, 세탁물을 간편하게 세탁하는 리프레셔등, 세탁물에 물리적 화화적 작용을 가하여 세탁물을 처리하는 각종 장치를 통칭한다.

한편, 세탁물 처리장치의 일종인 세탁장치는, 세탁조가 세워진 형태에서 세탁조 내의 세탁수에 와류를 형성하여 세탁물들 간의 마찰 등을 이용하여 세탁하는 수류식 세탁장치와, 드럼의 회전으로 드럼에 투여된 세탁물이 드럼 내부에 형성된 리프터에 의해 들어 올려지고, 이후 세탁물이 떨어질 때 발생하는 물리적 충격력에 의해 세탁물을 세탁하는 드럼식 세탁장치 등으로 구분된다.

이들 세탁물 처리장치는, 세탁물의 처리를 위한 구동력의 공급이 필수적인데, 그 구동력은 모터등과 같이 회전력을 공급하는 구동원으로부터 발생한 회전력 을 전달받아 공급된다. 그러나, 그러한 구동력의 공급과정에서 구동력의 손실이 발생하고, 구동력의 전달과정 중 형상의 불균형 혹은 회전축의 편심 등 각종 원인에 의해 많은 진동이 발생한다.

본 발명은, 세탁물 처리장치의 구동시 발생하는 진동을 획기적으로 저감하고, 구동력의 전달과정에서 소모되는 에너지를 줄이고, 구동원 전달과 관련한 부품을 없에 원가를 절감하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 세탁수를 저수하고, 외부에서 공급되는 전력신호에 대응하여 자기장을 형성하는 터브; 및, 상기 터브 내에 배치되고, 상기 터브에 의해 유도되는 자기장에 의해, 상기 터브 내에서 회동하는 드럼을 구비한 세탁물 처리장치를 제공한다.

상기 터브는, 상기 전력신호에 대응하여 자기장을 형성하는 자기장유도체를 구비할 수 있다. 그리고, 상기 자기장유도체는, 상기 전력신호에 의한 전류가 흐르는 코일;과, 그 코일에 감겨 배치되고, 상기 코일에 전류가 흐르면서 유도되는 자기장을 집중시키는 코어를 구비할 수 있다.

한편, 본 발명의 세탁물 처리장치의 일예가 구비하는 상기 자기장유도체는, 상기 코어가 상기 터브의 원주방향을 따라 상기 터브의 적어도 일부를 덮도록 적어도 하나 이상이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 자기장유도체가 복수개가 배치되는 경우, 상기 자기장유도체들은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 드럼은. 상기 터브에 의해 유도되는 자기장에 의해 상기 드럼이 회전할 수 있도록, 영구자석을 구비할 수 있다. 한편 보다 바람직하기로는, 상기 드럼은, 상기 코어의 길이 방향으로 상기 드럼의 적어도 일부를 덮도록 일렬로 배치되는 복수개의 영구자석을 포함하는, 적어도 하나 이상의 영구자석단을 구비할 수 있다. 그리고, 상기 영구자석단은, 상기 복수개의 영구자석들 중 서로 이웃하는 영구자석들 사이에 배치되어, 서로 이웃하는 영구자석에 의해 형성된 자기장에 의해 자화되는 자화체를 더 구비할 수 있다. 그리고, 상기 자화체를 사이에 두고 배치되는 상기 영구자석들의 자기장의 방향은 서로 반대방향인 것이 바람직하다. 한편, 상기 자기장유도체가, 상기 터브의 내면 또는 외면 중 적어도 어느 하나에 서로 평행하도록 복수개가 배치는 경우, 상기 영구자석단은, 상기 드럼의 내면 또는 외면 중 적어도 어느 하나에 서로 평행하도록 복수개가 배치될 수 있다. 그리고, 보다 바람직하기로는, 상기 영구자석단은, 배치된 상기 자기장유도체의 개수에 대응하여 배치될 수 있다. 그리고, 보다 바람직하기로는, 상기 자기장유도체가 구비하는 상기 코어는, 상기 영구자석단을 덮도록 복수개가 배치되고, 상기 자기장유도체가 구비하는 상기 코일은, 복수개의 상기 코어들을 함께 둘러싸도록, 상기 코어들에 감겨질 수 있다. 또한, 보다 바람직하기로는, 상기 코어들은, 상기 영구자석단이 연장되는 방향을 기준으로 소정의 각도만큼 기울어진 상태로 상기 영구자석단을 덮도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 코어들 각각은 서로 평행하게 배치될 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예로, 상기 자기장유도체는, 상기 코어의 길이 방향으로 연장된 가상의 축이 상기 터브의 원주면을 관통하도록 적어도 하나 이상 배치될 수 있다. 한편, 보다 바람직하기로는, 상기 코어의 길이방향으로 연장된 가상의 축은 상기 터브의 원주면을 직교하도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 자기장유도체는, 상기 터브의 내면 또는 외면 중 적어도 어느 하나에 복수개가 배치될 수 있으며, 상기 자기장유도체는, 상기 터브를 관통하도록 배치되는 것도 가능하다. 그리고, 보다 바람직하기로는, 복수의 상기 자기장유도체들은, 상기 코어의 길이방향으로 연장된 가상의 축이 상기 터브의 중심을 향하고, 상기 코어의 길이방향으로 연장된 직선들 간의 중심각이 120°가 되도록, 배치될 수 있다. 그리고, 상기 드럼은, 상기 터브에 의해 유도되는 자기장에 의해 상기 드럼이 회전할 수 있도록, 적어도 하나 이상의 영구자석을 구비할 수 있다.

한편, 상기 자기장유도체는 복수개가 구비되고, 상기 드럼은, 상기 자기장유도체들 각각에 대응하도록, 상기 드럼의 내면 또는 외면 중 적어도 어느 하나에 배치되는, 복수개의 영구자석을 구비할 수 있다.

한편, 상기 드럼은, 상기 터브에 의해 유도되는 자기장에 의해 상기 드럼이 회전할 수 있도록, 자성을 지닐 수 도 있으며, 상기 드럼은, 상기 전력신호에 대응하여 자기장을 형성하는 자기장유도체를 구비할 수 도 있다.

첫째, 구동력의 전달이 필요 없어, 구동시 발생하는 진동이 획기적으로 저감된다.

둘째, 구동력의 전달과 관련한 부품이 불필요하여 생산원가를 절감할 수 있 다.

셋째, 구동력의 전달과정에서 발생하는 에너지 손실을 줄일 수 있다.

넷째, 구동원을 별도로 제작하여 장착하는 과정이 불필요 하므로 작업성능이 향상된다.

다섯째, 별도의 구동원을 위한 공간이 불필요하여 세탁물 처리장치를 소형화 할 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1실시예인 세탁물 처리장치에 관하여 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제1실시예인 세탁물 처리장치에 관하여 설명하면, 세탁물 처리장치(W1)는, 외관을 형성하는 캐비닛(2)과, 상기 캐비닛(2)의 내측에 설치되어 세탁물의 세탁이 실행되고, 자체적으로 구동력이 발생하는 세탁조(40)와, 상기 캐비닛(2)의 전면에 장착되고, 캐비닛의 일부를 이루며, 중앙에 세탁물 출입구(8A)가 형성된 캐비닛 커버(8)와, 상기 캐비닛 커버(8)의 세탁물 출입구(8A)를 개폐하도록 상기 캐비닛 커버(8)에 회동 가능하게 설치된 도어(9)와, 외부로부터 급수되는 세탁수를 단속하는 급수밸브(17)와, 상기 급수밸브(17)로부터 공급되는 세탁수가 통과하면서 세제와 혼합되는 세제공급기(19)와, 상기 세제공급기(19)를 거쳐 세제가 용해된 세탁수를 상기 세탁조(40) 내로 공급하는 급수호스(18)등을 구비한다.

상기 세탁조(40)는, 상기 캐비닛(2)의 내측에 스프링(12A)과 댐퍼(12B)에 의 해 완충 가능하게 설치되어 세탁수가 저수되고, 외부에서 공급되는 전력신호에 대응하여 자기장을 형성하는 터브(30)와, 상기 터브(30) 내에 배치되고, 상기 터브(30)에 의해 유도되는 자기장에 의해 상기 터브(30) 내에서 회동하며, 세탁물이 수용되고 세탁수가 통과되는 복수개의 통공이 형성된 드럼(20)과, 상기 드럼(20)의 회전시 세탁물이 일정 높이로 들어 올려진 후, 중력에 의해 낙하되도록 상기 드럼(20)의 내 측면에 설치된 리프터(22)등을 구비할 수 있다.

도 3을 참조하여 상기 세탁조(40)에 관해 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다. 상기 터브(30)는, 외부에서 공급되는 전력신호에 대응하여 자기장을 형성할 수 있도록, 상기 전력신호에 대응하여 자기장을 형성하는 자기장유도체(39)를 구비할 수 있다. 이때, 본 실시예에서, 상기 자기장유도체(39)는 상기 전력신호에 의한 전류가 흐르는 코일(37)과, 상기 코일(37)에 감겨 배치되고, 상기 코일(37)에 전류가 흐르면서 유도되는 자기장을 집중시키는 코어(35)를 구비한다. 그리고, 상기 자기장유도체(39)는 상기 터브(30)의 내면 혹은 외면 중 어디에도 배치될 수 있고, 상기 터브(30)를 관통하도록 배치될 수 도 있다. 한편, 상기 자기장유도체(39)가 상기 터브의 외면에 배치되는 경우에는, 상기 터브(30)는 상기 자기장유도체(39)에서 발생하는 자기장이 투과할 수 있는 소재, 예를 들면, 금속성 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 자기장유도체(39)가 상기 터브(30)에 배치되는 경우에는, 상기 코일(37)의 방수가 중요하므로, 상기 코일(37)이 방수재에 의해 충분히 덮여져 세탁수에 의한 통전이 방지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 자기장유도체(39)는 상기 코어(35)의 길이방향으로 연장된 가상의 축(I)이 상기 터브(30)의 원주면에 직교하도록 배치되는 것이 바람직하다. 그러나 이는 상기 드럼(39)의 회전방향과 직교하도록 자기장이 형성되는 것이 바람직하기 때문일 뿐이므로, 상기 자기장유도체(39)가 가상의 축(I)과 반드시 직교하도록 배치되어야 하는 것은 아니며, 직교하지 않더라고 구동이 가능하며, 제어의 편의성, 진동의 관점등에서 접근할 때, 이 경우에도 구동은 가능하다.

한편, 상기 터브(30)가 구비하는 상기 자기장유도체(39)가 1개일 수도 있으나, 상기 자기장유도체(39)가 1개인 경우에는, 자기장에 의해 유도되는 구동력이 편중되고, 그 구동력을 일정한 범위의 값으로 수렴시키는 것이 어려우므로, 복수개가 구비되는 것이 바람직하다. 특히, 3상 모터에 대한 제어가 일반적으로 활용되는 특성상, 상기 자기장유도체(39)는, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 코어의 길이방향으로 연장된 가상의 축(I)이 상기 터브(30)의 중심(O)을 향하고, 상기 코어의 길이방향으로 연장된 직선들 간의 중심각이 120° 가 되도록 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 드럼(20)은 상기 터브(30)에 의해 유도되는 자기장에 의해 상기 드럼(20)이 회전할 수 있도록 적어도 하나 이상의 영구자석(25)을 구비할 수 있다. 이때, 상기 영구자석(25)은, 상기 자기장유도체(39)에서 형성된 자기장에 의해, 상기 자기장유도체(39)에 자극이 형성되면, 그 자극에 따라 상기 자기장유도체(39)가 상기 영구자석(35)에 인력 혹은 척력을 가하게 되는데, 그 인력 혹은 척력이 상기 드럼(20)의 회전력으로 변환되도록, 상기 영구자석(25)은 상기 드럼(20)에 고정되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 영구자석(25)의 자극은 고정되어 있으므로, 그 영구자석에 가해지는 힘이 일정한 방향의 회전력으로 변환되도록, 상기 자기장유도체(39)가 구비하는 상기 코일(37)에 흐르는 전류의 방향이 상기 드럼(20)의 회전각에 따라 적절히 제어되는 것이 바람직하다

한편, 상기 영구자석의 개수가 본발명의 범위를 제한하지는 않는다. 다만, 상기 드럼(20)에 영구자석(25)이 1개가 구비된다 하더라도, 상기 자기장유도체(39)에 의해 형성된 자기장에 의해 상기 드럼(20)에 회전력이 발생할 수 있으나, 회전력의 발생위치가 상기 영구자석(25)이 위치한 곳에 한정되어 진동이 유발될 염려가 있다. 따라서, 상기 영구자석(25)은 복수개가 배치되는 것이 바람직하고, 그 배치 위치도 상기 드럼(20)의 원주방향을 따라 균일하게 배치될 수 있다. 보다 바람직하기로는 상기 자기장유도체(39)의 개수 및 위치에 대응하여 중심각이 120° 만큼 벌어져 위치하도록 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 영구자석(25)은 상기 드럼의 내면 혹은 외면 중 어디에도 배치될 수 있으며, 상기 드럼을 관통하도록 배치되는 것도 가능하다. 따라서, 영구자석의 배치 위치가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 다만, 상기 드럼의 내면에 상기 영구자석이 배치되는 경우에는, 상기 드럼(20)은 자기장이 통과될 수 있는 소재, 예를 들면 금속성 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 도 4를 참조하여, 상기 드럼(20)이 상기 자기장유도체(39)에 의해 형성되는 자기장에 의해 어떻게 회전하게 되는지에 관하여 간략히 살펴보기로 한다.

도 4는, 상기 자기장유도체(39)의해 형성된 자기장에 의해 상기 드럼(20)이 회전하는 원리를 설명하기 위해, 상기 자기장 유도체(39)를 a,b,c 의 위치에 있는 코일로 형상화한 개략도이다. 일반적으로 3상모터의 제어방식을 본 발명에서도 그대로 적용할 수 있어, 본 실시예의 세탁물 처리장치의 구동 제어는 공지기술을 이용해 당업자의 수준에서 쉽게 실시 될 수 있다. 그러므로, 이하 간략히 설명 하기로 한다. 상기 코일(37)에 흐르는 전류는 시간에 따라 그 방향이 바뀌는 펄스신호 혹은 교류신호일 수 있다. 그록, 도 4에 도시된 바와 같이 자기장유도체 3개가 중심각이 120° 가 되도록 배치되어 있는 경우, 전류가 a 에서 b 방향, b 에서 c 방향, c 에서 a 방향으로 소정의 시간차를 두고 스위칭 되는 경우(이는 인버터를 이용해 용이하게 구현 가능하다), 각 코일(37)에 인가되는 전류의 방향이 바뀌므로, 그로 인해 형성되는 자기장 또한 시간차를 두고 변화된다. 그리고, 이렇게 형성된 자기장이 상기 영구자석(25)에 상기 드럼(20)이 일정한 방향으로 회전할 수 있도록 인력과 척력을 발생시켜, 상기 드럼(20)을 특정방향으로 회전시킬 수 있게 된다. 한편, 코일(39)에 흐르는 전류는 DC의 펄스신호일 수 도 있고, AC 신호일 수 도 있으므로, 본 발명의 범위는 전력신호의 종류나 그 제어방법에 의해 제한되지 않는다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제2실시예인 세탁물 처리장치(W2)에 관하여 설명하기로 한다.

본 실시예인 세탁물 처리장치(W2)는, 드럼(120)에 영구자석이 배치되는 것이 아니라, 상기 드럼(120) 자체가 N 극과 S 극을 갖는 영구자석으로 형성된다는 점에서 본 발명의 제1실시예인 세탁물 처리장치(W1)와 구분되고, 기타 다른 구성요소는 본 발명의 제1실시예의 그것과 실질적으로 동일하므로 이하, 본 발명의 제1실시예 와 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

상기 터브(130)에 배치된, 상기 자기장유도체(139)가 구비하는 코일(135)에 전류가 흐르면, 상기 자기장유도체는 자기장을 형성한다. 이때, 그 자기장은 상기 드럼(120)에 인력 혹은 척력으로 작용하고, 상기 코일(135)에 흐르는 전류의 방향과 자기장유도체(135) 각각에 흐르는 전류를 공지의 3상 모터의 제어방식에 따라 적절히 제어하면, 상기 드럼(120)에 회전력이 발생하게 된다.

이하, 도 6 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제3실시예인 세탁물 처리장치(W3)에 관하여 설명하기로 한다.

본 실시예인 세탁물 처리장치(W3)는, 드럼(220)에 영구자석이 배치되는 것이 아니라, 영구자석이 코일(227)에 흐르는 전류의 방향에 따라 자기장의 방향이 바뀌는 자기장유도체(229)가 구비된다는 것이 본 발명의 제1실시예인 세탁물 처리장치(W1)와 구분되고, 다른 구성요소는 본 발명의 제1실시예의 그것과 실질적으로 동일하므로 본 발명의 제1실시예와 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

상기 드럼(220)에는 전력신호에 대응하는 자기장을 형성하는 자기장유도체(229)가 구비된다. 그리고, 이 자기장유도체(229)가 구비하는 코일(227)에 전류가 흐르면, 그 전류에 의해 형성된 자기장이 코어(225)에 집중되어 자성이 형성된다. 그로 인해, 상기 터브(230)에 구비된 자기장유도체(239)에서 형성된 자기장에 대응하여 상기 드럼에 구비된 자기장유도체(229)의 자성방향이 결정되면, 상기 드럼(220)에 회전력이 발생하게 되고, 그 회전력을 제어할 수 있게 된다. 이러한 구조에서는, 종전의 영구자석과 달리 드럼에 구비된 자기장유도체(229)의 자기장의 방향까지 전기적으로 제어가능하기 때문에(도 7에서 보는 바와 같이, 드럼에 구비된 자기장유도체(229)의 코일(227)에 흐르는 전류에 시간에 따라 방향이 바뀌는 펄스 DC 신호나 교류신호를 인가하고, 각각의 자기장 유도체(229)에 인가되는 신호를 인버터를 이용해 시간차를 두고 스위칭 하여 상기 자기장유도체(229)의 자성의 방향을 제어하는 것이 가능하다.), 상기 드럼(220)의 회전속도를 더욱 정밀하게 제어할 수 있고, 상기 드럼에 작용하는 토크를 균일하게 제어하는 것도 가능하다. 다만, 제1실시예에 비해서는 그 원가가 증가되는 단점이 있을 수 있다. 그러나, 이는 기술 개발에 의해 극복될 수 있는 문제이다.

이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 제4실시예인 세탁물 처리장치(W4)에 관하여 설명하기로 한다.

본 실시에인 세탁물 처리장치(W4)는, 드럼(320)이 구비하는 영구자석(325)의 구조 및 배치와, 터브(330)가 구비하는 자기장유도체(339)의 구조 및 배치가, 본 발명의 제1실시예인 세탁물처리장치(W1)와 구분되고, 기타 세탁물 처리장치의 구성요소는 본 발명의 제1실시예인 세탁물 처리장치(W1)의 그것과 실질적으로 동일하므로, 이하 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

상기 드럼(220)은, 그 내면 또는 외면 중 어느 하나에 배치되는 복수개의 영구자석(325)을 포함하는 영구자석단(329)을 구비한다. 다만, 도 8 내지 도 11에서는, 상기 영구자석단(329)이 상기 드럼(220)의 외면에 배치되는 것으로 도시되어 있으며, 후술하는 자기장유도체(339)와의 배치 및 회전력 발생의 효율성의 관점에서는, 도시된 바대로, 상기 영구자석단(329)이 상기 드럼(320)의 외면에 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 영구자석단(329)의 배치 위치가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 그리고, 상기 영구자석단(329)이 구비하는 복수개의 상기 영구자석(325)들은, 힘이 상기 드럼(320)의 회전 토크로 효율적으로 전환될 수 있도록, 상기 드럼(320)의 원주방향을 따라 일렬로 배치되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 영구자석단(329)은, 서로 이웃하는 영구자석(325a, 325b)들 사이에 위치하고, 상기 영구자석들(325a, 325b)에 의해 자화되는 자화체(327)를 구비하는 것이 바람직하다. 그리고, 이들 이웃하는 영구자석(325a, 325b)들은 그 자기장의 방향이 서로 반대되는 것이 바람직하다. 이러한 구조로 배치되는 경우, 자화체(327)의 자성은 N극 혹은 S극 중 어느 하나로 유도되어(도 11 참조) 상기 드럼(320)의 회전을 용이하게 제어할 수 있다. 한편, 서로 이웃하는 상기 자화체(327)들은 유도된 자성이 서로 반대가 되도록 배치되는 것이 바람직하며, 이는 도 11에서 도시된 바와 같이 영구자석(325)들 배치함으로써 해결될 수 있다. 그리고, 상기 자화체(327)는 자화가 될 수 있다면 어떠한 물질로 형성될 수 있으나, 금속체가 바람직하며, 특히 비용 및 특성을 고려할 때 철이 바람직하다.

한편, 상기 드럼(320)의 무게 및 드럼(320)에 투입되는 세탁물의 용량에 따라 요구되는 토크를 고려하고, 발생되는 토크의 균일성을 고려하여, 상기 영구자석단(329)은 복수개가 구비될 수 도 있다. 그리고, 이와 같이 상기 영구자석단(329)이 복수개가 구비되는 경우, 상기 영구자석단(329)들은 상호간에 평행하도록 배치되는 것이 바람직하다. 이는, 후술하는 바와 같이 상기 영구자석단(329)이 연장되는 방향으로 힘이 발생하기 때문에, 발생된 힘이 불필요하게 소모됨 없이 상기 드 럼(320)을 회전시키는 토크로 전환되는 것이 바람직하기 때문이다.

한편, 상기 터브(330)에는 자기장유도체(339)가 구비된다. 상기 자기장유도체(339)는, 외부의 전력신호에 대응하여 자기장을 형성하기 위해 코어(335)와 코일(337)을 구비한다. 이때, 상기 코어(335)는 복수개가 배치되는 것이 바람직하며, 복수개의 상기 코어(335)는 상기 터브(330)의 원주방향을 따라 상기 터브의 적어도 일부, 바람직하기로는 전체를 덮도록, 상기 터브(330)의 내면에 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 그 배치위치가 반드시 터브(330)의 내면에 한정되는 것은 아니고, 터브(330)의 외면에 배치된다 하더라도, 상기 터브(330)가 자기장을 투과시킬 수 있다면, 구현 가능하다. 다만, 상기 코어(335)가 상기 영구자석단(329)를 감싸도록 배치되는 것이 그 제어의 측면이나 회전력의 효율성 측면에서 바람직하므로, 상기 터브(330)의 내면에 배치되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 코어(335)의 형상은 다양하게 변용될 수 있으나, 도 10, 도 11에서 관찰할 수 있는 바와 같이 상기 영구자석단(329)을 감싸도록 U 자형으로 형성될 수 있다. 그러나, 그 형상이 U자형에 제한되는 것은 아니고, 인가되는 전력신호의 종류, 회전력의 효율성 관점에서 다양하게 변형 가능하다. 또한, 도 11에서 보는 바와 같이 상기 코어(335)들은 상기 영구자석단(329)이 연장되는 방향을 기준으로 소정의 각도만큼 기울어진 상태로 상기 영구자석단(329)을 덮도록 배치될 수 있다. 그리고, 그 기울어진 각도는 상기 코어의 일 끝단(335a)이 특정 영구자석(325a)에 근접하여 위치하는 경우, 다른 끝단(335b)이 그 특정영구자석(325a)에 이웃하는 영구자석(325b)에 근접하여 위치하도록 결정될 수 있다. 그러나, 그 각도가 이에 한정되는 것은 아니며, 더 큰 기울기를 갖더라도 구동은 가능하다.

그리고, 상기 전기장유도체(339)가 구비하는 상기 코일(337)은 복수개의 상기 코어(335)들은 함께 둘러싸이도록 상기 코어들(335)에 감겨진다. 그로 인해, 상기 코일(337)에 전류가 흐르면, 그 전류가 흐르는 방향과 코어(335)가 연장된 방향은 수직이 되어, 상기 코일에 전류가 흘러 유도되는 자기장이 상기 코어(335)를 따라 집중될 수 있게 된다. 그리고, 이 경우, 상기 코어(335)의 일단(335a)에 N 극이 유도되면 다른 일단(335b)에는 S극이 유도된다. 한편, 상기 전기장유도체(339)도 요구되는 토크의 크기 및 균일성이나, 제어의 효율성을 위해 복수개가 구비될 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 상기 전기장유도체(339)는 상기 영구자석단(329)을 감싸도록 배치되는 것이 바람직하므로, 상기 영구자석단(329)의 개수와 상기 전기장유도체(339)의 개수는 대응되도록, 보다 바람직하게는 서로 동일하도록 구비되는 것이 바람직하다.

이하, 도 11 내지 도 12를 참조하여, 본 실시에의 세탁물 처리장치(W4)에서 구동력이 발생하는 이유에 관해 설명하기로 한다.

도 11은 상기 드럼(320)에 배치된 영구자석단(329)과 상기 터브(330)에 배치되는 자기장유도체(339)만을 따로 떼어내 도시한 것으로서, 도 11은, 상기 자기장유도체(339)의 코일(337)에 전류가 흐르는 경우, 상기 영구자석단(329)에 작용하는 힘을 설명하기 위해 도시된 부분 사시도이다.

상기 코일(337)에 전류가 흐르면, 앙페르(Ampere)의 오른나사의 법칙에 따라 자기장이 유도된다. 그로 인해, 상기 코어(335)의 일단(335a)에 N 극이 유도되면, 다른 일단(335b)에는 S극이 유도된다. 이때, 상기 코어(335)는 상기 영구자석단(329)이 연장되는 방향을 기준으로 소정의 각도만큼 기울어져 상기 영구자석단(329)을 덮고 있으므로, 도 11에서 도시된 바와 같이, N 극과 S극으로 교번되어 자화된 서로 이웃하는 자화체(327a, 327b)에 상기 코어(335)에 형성된 자기장이 척력과 인력으로 작용하여, 상기 영구자석단(329)를 직진시키는 방향으로 힘(F)이 작용하게 된다. 이후, 그 힘(F)에 의해, 상기 자화체(327a, 327b)가 상기 코어의 끝단(335a, 335b)에 위치하도록 일정거리를 직진하게 되면, 상기 영구자석단(329)은 결국 평형을 이루어 더 이상 진행하지 않게 된다. 그러나, 상기 코일(337)에 흐르는 전류의 방향을 바꾸어 상기 코어(335)에 유도되는 자기장의 방향이 바뀌도록 하면, 다시 상기 영구자석단(329)이 직진하도록, 상술한 바와 동일한 원리에 의해, 힘이 작용하게 된다. 따라서, 상기 코일(337)에 흐르는 전류의 방향을 주기적으로 바꾸어 주면, 상기 영구자석단(329)이 계속 직진할 수 있도록 힘이 상기 영구자석단(329)에 작용하게 된다. 이때, 상기 영구자석단(329)은 상기 드럼(320)의 원주면을 감싸도록 배치되므로, 그 힘(F)은 결국 상기 드럼(320)을 회전하게 하는 토크로 작용하게 된다.

한편, 상술한 바와 같이 상기 코일(337)에 흐르는 전류의 방향을 주기적으로 바꾸어 주면, 힘(F)이 일정한 방향으로 유지될 수는 있으나, 그 힘의 크기가 큰 폭으로 진동하게 된다. 그리고 이는, 상기 드럼(320)을 회전시키는 토크가 주기적으로 변동하게 된다는 것을 의미한다. 이와 같이 토크가 주기적으로 변하게 되면, 토크의 불균형으로 인해 상기 드럼(320)의 회전시 진동이 발생할 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해, 상기 영구자석단(329)과 상기 자기장유도체(339)가 복수개 배치되는 것이 바람직하다. 그리고, 이 경우에는, 복수의 자기장유도체 각각이 구비하는 코일에 인버터를 이용하여 서로 위상이 다른 전력신호를 인가함으로써 그 힘의 크기를 일정수준의 범위에 수렴하도록 제어할 수 있다. 도 12는 자기장유도체와 영구자석단이 2개가 있는 경우, 위상이 다른 전력신호를 인가함으로써 힘이 어떻게 균일하게 수렴될 수 있는 지를 도시한 것으로서, 도 12에 도시된 것은 2개의 전기장유도체 각각에 τ/2 만큼의 위상차를 갖는 전력신호를 인가하는 경우, 발생하는 힘의 합력을 도시한 것으로서, 힘이 더욱 균일해지는 것을 알 수 있다. 따라서, 힘, 즉 토크의 균일성을 위해서는 상기 자기장유도체(339)와 영구자석단(329)은 복수개가 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 세탁물 처리장치를 드럼 세탁장치를 기본 장치로 하여 설명하였으나, 이는 본 발명이 세탁물 처리장치의 종류에 상관없이 자유롭게 전용가능하기 때문에 설명의 중복을 방지하고자 한 것일 뿐이고, 본 발명인 세탁물 처리장치는 수류식 세탁장치나, 건조장치, 리프레셔 등에도 자유롭게 전용 가능하다. 특히, 수류식 세탁장치중 펄세이터의 구동방식에서도 응용이 가능하지만, 통이 회전하여 수류를 형성하는 수류식 세탁장치의 경우에도 쉽게 전용될 수 있다. 즉, 터브(수류식 세탁장치에서는 외수조라고 부르기도 함)가 세워진 형태로 물을 담고 있고, 그 내부에 전기장 유도체가 구비되고, 터브 내에 회동 가능하게 배치된 드럼(수류식 세탁장치에서는 내수조라고 부르기도 함.)에 영구자석이 배치되어 드럼이 회전하는 구조를 구현할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

본 발명은 수류식 세탁기, 드럼 세탁기 등과 같은 각종 세탁장치는 물론, 건조장치, 리프레셔 등 구동력을 이용해 세탁물을 처리하는 모든 장치에 사용될 있다.

도 1 은 본 발명의 제1실시에인 세탁물 처리장치를 도시한 사시도이고,

도 2 는 도 1의 II-II선을 따라 취한 단면도 이고,

도 3 은 도 2의 III-III선을 따라 취한 단면도 이고,

도 4 는 전기장유도체의 전류의 흐름과 드럼의 회전을 설명하기 위한 개략도이고,

도 5 는 본 발명의 제2실시예인 세탁물 처리장치의 세탁조의 단면도이고,

도 6 은 본 발명의 제3실시예인 세탁물 처리장치의 세탁조의 단면도이고,

도 7 은 본 발명의 제3실시예인 세탁물 처리장치가 구비하는 전기장유도체의 전류의 흐름과 드럼의 회전을 설명하기 위한 개략도이고,

도 8 은 본 발명의 제4실시예인 세탁물 처리장치의 단면도이고,

도 9 는 도 8의 XI-XI 선을 따라 취한 단면도이고,

도 10 은 도 8의 X-X 선을 따라 취한 단면도이고,

도 11 은 전기장유도체에 전류가 흐를 때 유도되는 자기장에 의해 형성되는 코어의 자극과 그에 따른 영구자석단에 작용하는 힘 및 그 방향을 설명하기 위한 부분 사시도이고,

도 12 는 2개의 전기장유도체에 위상이 다른 전력신호가 인가되는 때에 발생하는 합력의 수렴정도를 보여주는 도표이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

W1, W2, W3, W4: 세탁장치 20, 120, 320 : 드럼

30, 130, 230: 터브 40, 140, 240: 세탁조

39, 139, 229, 239, 339: 전기장유도체

29, 129, 325: 영구자석 329: 영구자석단

Claims (23)

1. 세탁수를 저수하는 터브;

   외부에서 공급되는 전력신호에 대응하여 자기장을 형성하며, 길이방향으로 연장된 가상의 축이 서로 120도를 이루도록 상기 터브상에 배치되는 복수의 자기장유도체; 및

   상기 자기장유도체에 의해 유도되는 자기장에 의해, 상기 터브 내에서 회전하는 드럼을 포함하는 세탁물 처리장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 드럼은,

   상기 자기장유도체에 의해 유도되는 자기장에 의해 회전할 수 있도록 영구자석을 포함하는 세탁물 처리장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 영구자석은,

   상기 복수의 자기장유도체에 대응하여 복수 구비되는 세탁물 처리장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 복수의 영구자석은 중심각의 크기가 서로 120도를 이루도록 배치되는 세탁물 처리장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 자기장유도체는,

   상기 터브의 내면 또는 외면에 배치되는 세탁물 처리장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 자기장유도체는,

   상기 터브를 관통하도록 배치되는 세탁물 처리장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 드럼은,

   상기 자기장유도체에 의해 유도되는 자기장에 의해 회전할 수 있도록 자성을 지닌 세탁물 처리장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 드럼은,

   상기 전력신호에 대응하여 자기장을 형성하는 자기장유도체를 포함하는 세탁물 처리장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 자기장유도체는 길이방향으로 연장된 가상의 축이 상기 터브의 원주면과 직교하도록 배치되는 세탁물 처리장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 자기장유도체는,

    상기 전력신호에 의한 전류가 흐르는 코일; 및

    상기 코일에 감겨 배치되고, 상기 코일에 전류가 흐르면서 유도되는 자기장을 집중시키는 코어를 포함하는 세탁물 처리장치.
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