KR100964668B1 - 세탁기용 수위감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁수 및 공기 등의 유체에 의한 압력이 전달될 수 있도록 유체유입구가 구비된 하부케이스와, 상기 하부케이스의 상측에 분리 가능하게 결합되는 상부케이스와, 상기 상부케이스 내측에 설치되며 외주면에 코일이 권회된 보빈과, 상기 유체의 압력 증감에 따라 상하 이동 가능하도록 상기 하부케이스 상에 설치되는 다이아프램과, 상기 다이아프램이 상하 이동함에 따라 상기 보빈의 내측에서 상하 이동하는 코어와, 상기 코어를 유체 압력방향의 반대방향으로 탄력 지지하도록 상기 보빈의 내측에 설치되는 탄성부재:를 포함하여 구성된 세탁기용 수위감지장치에 있어서; 상기 탄성부재를 자성이 없는 비자성체 재질로 형성하여, 수위감지장치의 출력 주파수 특성을 안정화시켜 세탁수의 수위를 더욱 정확하게 감지함으로써, 이로 인해 세탁기의 전체적인 세탁성능을 향상시키기 위한 것이다.

세탁기, 수위감지장치, 탄성부재, 비자성체

Description

세탁기용 수위감지장치{device for sensing water level in washing machine}

도 1은 일반적인 세탁기용 수위감지장치와 본 발명의 제1실시예에 적용되는 세탁기용 수위감지장치를 나타낸 단면도

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기용 수위감지장치를 나타낸 단면도

도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 세탁기용 수위감지장치를 나타낸 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:하부케이스 1a:유체유입구

2:상부케이스 3:다이아프램

4:작동구 5:코어

6:보빈 7:코일

8:압축코일 스프링 28:판스프링

38:공기스프링 38a:용기

38b:압축공기

본 발명은 세탁기용 수위감지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수위감지장치의 구성요소인 탄성부재를 비자성체 재질로 형성하여, 세탁수의 수위를 결정하기 위한 수위감지장치의 출력 주파수 특성을 안정화시키도록 한 수위감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자동 세탁기 등에는 자동으로 수위를 감지하여 제어부에 출력함으로써 제어부의 제어에 따라 급수 및 배수가 가능하도록 하는 수위감지장치가 설치되는데, 이러한 수위감지장치는 세탁조 내의 세탁물 양에 따라 급수밸브를 개방시켜 세탁조 내에 급수를 시작하고, 상기 급수된 세탁수의 수위에 따른 공기압력의 상승으로 급수밸브를 차단시켜 급수가 중단되도록 하여 자동으로 세탁조 내의 수위를 조절 가능하게 함으로써, 물의 낭비를 방지하고 세탁수 공급량을 적절히 조절하여 효율적인 세탁을 수행함과 아울러 전자동 세탁을 실현할 수 있도록 구성되는 것이다.

도 1은 일반적인 세탁기용 수위감지장치의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도로서, 상기 도 1을 참조하여 일반적인 세탁기용 수위감지장치의 구조 및 작동을 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 수위감지장치는 세탁조(미도시) 측으로부터 세탁수나 공기 등의 유체가 유입될 수 있도록 유체유입구(1a)가 구비된 하부케이스(1) 및 상기 하부케이스(1)의 상측에 설치되는 상부케이스(2)와, 상기 하부케이스(1) 상에 설치되는 다이아프램(3)과, 상기 다이아프램(3) 상면에 부착되는 작동구(4)와, 상기 작동구(4)의 상측에 설치되는 코어(5)와, 상기 코어(5)를 유 체 압력방향의 반대방향으로 탄력적으로 지지하는 압축코일 스프링(8)과, 상기 상부케이스(2)의 내측에 설치되는 보빈(6) 및 상기 보빈(6)의 외주면에 권회된 코일(7)로 구성된다.

전술한 구성으로 이루어진 상기 수위감지장치는 세탁기의 작동에 의해 세탁조 내측으로 급수가 이루어짐에 의해 세탁조 내의 세탁수 수위가 상승하게 되면, 세탁조의 저부에 형성된 에어챔버(미도시)를 통하여 호스(미도시)를 따라 세탁수의 수위도 상승하게 되고, 따라서 상기 에어챔버의 내부압력도 상승하게 된다.

이어서, 상승한 상기 내부압력이 유체유입구(1a)를 통하여 상기 다이아프램(3)으로 전달되어 압축코일 스프링(8)의 탄성을 극복하며 다이아프램(3)을 상측으로 밀어 올리게 된다.

이 때, 상기 압축코일 스프링(8)은 수위에 따른 압력에 비례하여 변위를 일으키게 되고, 그 압축코일 스프링(8)의 변위 만큼 다이아프램(3) 상면에 설치된 작동구(4)와 코어(5)가 상승하게 되며, 상기 코어(5)의 이동거리에 따라 보빈(6) 및 코일(7)과의 상호 작용으로 자속밀도가 변하게 되고, 상기 자속밀도의 변화는 주파수 변환회로에서 인덕턴스(L)를 변화시켜 캐퍼시턴스(C)와 공진을 일으킴에 의해 아래 식과 같이 출력 주파수(f) 값이 변하게 된다.

f =

상기와 같이 변화되는 출력 주파수(f) 값에 따라 제어부는 세탁수 수위를 판단하여 급수밸브를 통해 세탁수 공급량을 적절히 조절함으로써 효율적인 세탁을 수 행하는 것이다.

그러나, 종래의 수위감지장치는 압축코일 스프링(8)의 재질이 자성체로 형성됨으로써, 압축코일 스프링(8)의 자성 성분이 코일(7)의 자속밀도에 영향을 주게되어 자속밀도는 불안정한 변화를 하게 되고, 상기 자속밀도의 불안정한 변화는 인덕턴스(L) 값의 변화를 초래하여 출력되는 주파수(f)의 특성을 변화시킨다.

따라서, 출력 주파수(f)의 불안정한 특성때문에 정확한 세탁수의 수위를 수위감지장치에서 감지하기 어렵고, 이로 인해 세탁수의 수위 조절이 잘 되지 않아 세탁수의 낭비를 초래함은 물론 더 나아가 세탁기의 세탁 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수위감지장치에 사용되는 탄성부재를 비자성체 재질로 형성하여 수위감지를 위한 출력 주파수 특성을 안정화시켜 더욱 정확하게 세탁수 수위를 감지함으로써 세탁 효율을 향상시킬 수 있는 세탁기용 수위감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 세탁수 및 공기 등의 유체에 의한 압력이 전달될 수 있도록 유체유입구가 구비된 하부케이스와, 상기 하부케이스의 상측에 분리 가능하게 결합되는 상부케이스와, 상기 상부케이스 내측에 설치되며 외주면에 코일이 권회된 보빈과, 상기 유체의 압력 증감에 따라 상하 이동 가능하도록 상기 하부케이스 상에 설치되는 다이아프램과, 상기 다이아프램이 상하 이동함에 따라 상기 보빈의 내측에서 상하 이동하는 코어와, 상기 코어를 유체 압력방향의 반대방향으로 탄력 지지하도록 상기 보빈의 내측에 설치되는 탄성부재:를 포함하여 구성된 세탁기용 수위감지장치에 있어서; 상기 탄성부재를 비자성체(상자성체) 재질로 형성하여, 세탁수의 수위를 결정하기 위한 수위감지장치의 출력 주파수 특성이 안정화되도록 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기용 수위감지장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 세탁기용 수위감지장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

이하의 설명에서, 본 발명에 따른 세탁기용 수위감지장치의 주요 구성요소 중 동일한 부재에 대해서는 도 1에 따라 전술한 종래의 기술을 참조하여 동일한 번호를 부여하며, 그 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기용 수위감지장치를 첨부된 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기용 수위감지장치는 세탁조(미도시) 측으로부터 에어챔버와 호스를 통해 출입되는 세탁수나 공기 등의 유체가 유입될 수 있도록 유체유입구(1a)가 구비된 하부케이스(1)와 상기 하부케이스(1)의 상측에 분리 가능하게 결합되는 상부케이스(2)에 의해 외관을 이루게 된다.

상기 하부케이스(1)의 내측 저면에는 상기 유체유입구(1a)로부터 전달되는 유체의 압력증감에 의해 상승 또는 하강이 가능하게 되는 다이아프램(3)이 설치되 고, 상기 다이아프램(3)의 상면에는 작동구(4) 및 코어(5)가 설치되어, 상기 작동구(4) 및 코어(5)는 다이아프램(3)이 상하 이동하는 변위 만큼 상하로 이동이 가능하게 된다.

그리고, 상기 상부케이스(2)의 중앙부 내측에는 압력변화에 따라 상기 코어(5)가 이동 가능하도록 보빈(6)이 상기 코어(5)의 이동방향과 평행하게 형성되며, 상기 보빈(6)의 내측에는 상기 코어(5)를 유체 압력 방향의 반대방향으로 탄력적으로 지지하는 압축코일 스프링(8)이 설치되고, 상기 보빈(6)의 외주면에는 코일(7)이 권회된다.

여기서, 상기 보빈(6)의 내측에 설치되는 압축코일 스프링(8)은 알루미늄, 스테인레스강, 구리, 티타늄 또는 적어도 이들중 어느 하나를 포함한 합금으로 된 비자성체 재질로 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 압축코일 스프링(8)은 비자성체 재질의 고무 또는 수지로 형성될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 수위감지장치는 보빈(6)의 내측에서 코어(5)를 유체 압력 방향의 반대방향으로 탄력적으로 지지하는 압축코일 스프링(8)의 재질이 자성이 없는 비자성체 재질로 형성되기 때문에, 상기 압축코일 스프링(8)이 코일(7)의 자속밀도에 영향을 주지 않아 안정된 인덕턴스(L)를 제공하여 출력 주파수(f)의 특성 역시 안정화됨으로써, 안정된 출력 주파수(f)를 이용하여 세탁수 수위를 더욱 정확하게 감지할 수 있어 세탁 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기용 수위감지장치를 나타낸 단면도로써, 본 발명의 제2실시예에 따른 수위감지장치는 상기 제1실시예의 수위감지장치와 그 구성이 동일하되, 상기 제1실시예의 압축코일 스프링(8:도1 참조) 대신 두개의 판스프링(28)을 사용하여 코어(5)를 유체 압력방향의 반대방향으로 탄력 지지하도록 구성된다.

또한, 상기 판스프링(28)은 알루미늄, 스테인레스강, 구리, 티타늄 또는 적어도 이들중 하나를 포함한 합금으로 된 비자성체 재질로 이루어지거나, 비자성체 재질의 고무 또는 수지로 형성됨이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 수위감지장치 역시 상기 제1실시예와 동일한 효과를 가지도록 자성이 없는 비자성체 재질로 형성된 판스프링(28)을 이용하여 코어(5)를 탄력 지지함으로써, 코어(5)의 이동시 판스프링(28)이 코일(7)의 자속밀도에 영향을 주지 않아 안정된 인덕턴스(L)를 제공하여 출력 주파수(f)의 특성 역시 안정화됨으로써, 안정된 출력 주파수(f)를 이용하여 세탁수 수위를 더욱 정확하게 감지할 수 있어 세탁 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 세탁기용 수위감지장치를 나타낸 단면도로써, 본 발명의 제3실시예에 따른 수위감지장치는 상기 제1실시예의 수위감지장치와 그 구성이 동일하되, 상기 제1실시예의 압축코일 스프링(8:도1 참조) 대신 압축공기의 탄성을 이용한 공기스프링(38)을 사용하여 코어(5)를 유체 압력방향의 반대방향으로 탄력 지지하도록 구성된다.

여기서, 상기 공기스프링(38)은 고무재질로 된 대략 원통형의 용기(38a) 내부에 압축공기(38b)를 넣어서 구성된다.

이 때, 상기 용기(38a)는 외주면에 주름이 형성되어 유체의 압력에 의한 코어(5)의 상승으로 수직방향으로 접히고, 유체의 압력이 제거될시 용기(38a) 내부에 채워진 압축공기의 팽창에 의해 다시 펴지도록 구성된다.

따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 수위감지장치 역시 상기 제1실시예와 동일한 효과를 가지도록, 자성이 없는 비자성체 재질인 고무로 형성된 용기(38a)와 그 내부에 채워진 압축공기(38b)로 이루어진 공기스프링(38)을 이용하여 코어(5)를 탄력 지지함으로써, 코어(5)의 이동시 공기스프링(38)이 코일(7)의 자속밀도에 영향을 주지 않아 안정된 인덕턴스(L)를 제공하여 출력 주파수(f)의 특성 역시 안정화됨으로써, 안정된 출력 주파수(f)를 이용하여 세탁수 수위를 더욱 정확하게 감지할 수 있어 세탁 효율을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 유체의 압력에 의해 상하로 이동하는 코어를 지지하는 탄성부재를 비자성체 재질로 형성함으로써, 코어의 이동시 탄성부재가 코일의 자속밀도에 영향을 주지 않아 코일의 인덕턴스(L) 값을 안정화 시킨다.

따라서, 상기 코일의 인덕턴스(L) 값에 의해 특성이 결정되는 출력 주파수(f) 역시 안정화시킴으로써, 안정된 출력 주파수(f)를 갖는 수위감지장치를 이용하여 세탁수 수위를 더욱 정확하게 감지하므로, 세탁수의 낭비를 방지하고 나아가 세탁 효율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 세탁수 및 공기 등의 유체에 의한 압력이 전달될 수 있도록 유체유입구가 구비된 하부케이스와, 상기 하부케이스의 상측에 분리 가능하게 결합되는 상부케이스와, 상기 상부케이스 내측에 설치되며 외주면에 코일이 권회된 보빈과, 상기 유체의 압력 증감에 따라 상하 이동 가능하도록 상기 하부케이스 상에 설치되는 다이아프램과, 상기 다이아프램이 상하 이동함에 따라 상기 보빈의 내측에서 상하 이동하는 코어와, 상기 코어를 유체 압력방향의 반대방향으로 탄력 지지하도록 상기 보빈의 내측에 설치되는 탄성부재:를 포함하여 구성된 세탁기용 수위감지장치에 있어서;

   상기 탄성부재는 압축공기의 탄성을 이용한 공기스프링인 것을 특징으로 하는 세탁기용 수위감지장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,

   상기 공기스프링은 고무재질로 된 원통형의 용기 내부에 압축공기를 넣어서 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기용 수위감지장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 용기는 외주면에 주름이 형성되어 수직방향으로 접거나 펼수 있도록 된 것을 특징으로 하는 세탁기용 수위감지장치.

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