KR101185695B1

KR101185695B1 - 세탁기의 제진 장치

Info

Publication number: KR101185695B1
Application number: KR1020110019908A
Authority: KR
Inventors: 마사아끼 히라이; 아끼유끼 요꼬야마
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2012-09-24
Also published as: US8943860B2; TW201200676A; KR20110102190A; CN102191662B; JP2011182935A; TWI435968B; JP4951077B2; US20110214455A1; CN102191662A

Abstract

실시 형태에 따르면, 세탁기의 제진 장치는, 세탁물 수용용 드럼과, 상기 드럼을 수용하고, 세탁기의 하우징에 지지되는 세탁조와, 상기 드럼을 회전 구동하는 구동 모터와, 상기 세탁조의 수평 방향 가속도를 검출하는 가속도 검출 수단과, 상기 세탁기 하우징에 고정되고, 상기 세탁기 하우징에 대하여 수평 방향의 구동력을 발생시키는 리니어 액추에이터와, 상기 리니어 액추에이터의 가동축과 상기 세탁조 사이를 접속하는 힘 전달 수단과, 상기 가속도 검출 수단에 의해 검출한 가속도에 기초하여 상기 리니어 액추에이터의 구동력을 제어하는 제어 수단으로 구성된다.
상기 힘 전달 수단은, 상기 리니어 액추에이터가 발생시킨 수평 방향의 구동력을 상기 세탁조에 전달하여, 전후, 상하 방향의 상대 변위는 기구적으로 흡수한다.

Description

세탁기의 제진 장치{VIBRATION CONTROLLING DEVICE OF WASHING MACHINE}

<관련 출원>

본 출원은 2010년 3월 8일 출원된 일본 특허 출원 번호 제2010-051109호에 기초한 것으로 그 우선권을 주장하며, 그 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 원용된다.

실시 형태는, 세탁기에 대하여 발생하는 진동을 억제하는 제진 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기는, 세탁물이 세탁조 내부에서 치우쳐, 세탁조에 언밸런스 하중이 가해진다. 그 언밸런스 하중에 의한 세탁조의 진동은, 세탁기의 동작에 영향을 주는 중요한 문제이다. 특히, 탈수 운전에서의 드럼의 회전 수가 상승해 가는 가운데, 세탁조의 지지계의 공진 주파수를 통과할 때에 세탁조의 좌우 흔들림이 커지기 쉬워, 세탁조와 하우징이 접촉하여 에러가 발생하여, 탈수 운전 정지의 원인이 되고 있다.

공진점에서의 진동 증가를 방지하기 위해서는, 서스펜션 등의 세탁조 지지계에 큰 댐퍼(damper)를 부가하는 것이 유효하다. 그러나 지지계의 댐퍼 부가는, 공진 주파수보다 높은 주파수 범위에서, 진동의 전달량을 증가시켜 버린다는 특성이 있기 때문에, 탈수 운전 속도가 고속에 도달했을 때 세탁조의 진동을 억제하는 것과 동시에, 매우 큰 진동을 세탁기 하우징에 전달할 가능성이 있다. 그로 인해, 공진 진동을 충분히 억제하는 큰 댐퍼를 부가할 수는 없다.

이와 같은 과제에 대하여, 세탁기 하우징과 세탁조 사이에, 세탁조의 하면 및 측면에 액티브 제진 장치를 갖는 진동 절연 기구를 배치하여, 세탁조의 진동의 증가를 방지하고, 또한 세탁기 하우징측에 대한 진동 전달에 대해서도 억제하는 것이 고려되고 있다(일본 특허 공개 평11-179091호 공보 참조).

그러나 상기 특허문헌의 제진 장치에서는, 세탁조와 세탁기 하우징 사이에, 세탁조의 하면 및 측면에 진동 절연 기구를 배치하기 때문에, 배치하기 위한 스페이스가 필요하게 된다. 따라서, 세탁기 하우징 크기를 크게 하거나, 세탁조의 체적을 작게 해야하므로, 스페이스 효율이 악화되어 버린다는 과제가 있다. 또한, 스페이스를 확보하기 위해, 진동 절연 기구를 측면에만 배치하면, 상하 방향으로 세탁조가 진동함으로써, 가로 방향의 진동 절연 기구의 성능을 충분히 발휘할 수 없다는 과제가 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 세탁조의 상하 방향의 진동에 영향을 받지 않고, 세탁조 및 세탁기 하우징의 수평 방향의 진동을 간단한 구성으로 방지하는 세탁기의 제진 장치를 제공하는 것에 있다.

실시 형태에 따르면, 세탁기의 제진 장치는, 세탁물을 내부에 수용하는 드럼과, 상기 드럼을 수용하고, 세탁기의 하우징에 대하여 지지 수단에 의해 지지되는 세탁조와, 상기 드럼을 회전 구동하는 구동 모터와, 상기 세탁조의 수평 방향 가속도를 검출하는 가속도 검출 수단과, 상기 세탁기 하우징에 고정된 리니어 액추에이터와, 상기 리니어 액추에이터의 가동축과 상기 세탁조 사이를 접속하는 힘 전달 수단과, 상기 리니어 액추에이터의 구동력을 제어하는 제어 수단으로 구성되어 있다.

상기 리니어 액추에이터는 상기 세탁기 하우징에 대하여, 수평 방향의 구동력을 발생시킨다.

상기 힘 전달 수단은, 상기 리니어 액추에이터가 발생시킨 수평 방향의 구동력을 상기 세탁조에 전달하여, 전후 방향, 상하 방향의 상대 변위를 기구적으로 흡수한다.

상기 제어 수단은, 상기 가속도 검출 수단에 의해 검출한 수평 방향 가속도에 기초하여, 상기 리니어 액추에이터의 구동력을 제어한다.

실시 형태의 세탁기의 제진 장치에 의하면, 세탁조의 수평 방향 이외의 방향의 진동에 영향을 받지 않아, 세탁조 및 세탁기 하우징의 수평 방향의 진동을 간단한 구성으로 방지할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시예 1에 관한 드럼식 세탁 건조기를 배면으로부터 본 개략 구성도.
도 2는, 본 발명의 실시예 1에 관한 드럼식 세탁 건조기를 측면으로부터 본 개략 구성도.
도 3은, 리니어 모터의 구성을 나타내는 개략 구성도.
도 4는, 본 발명의 실시예 1에 관한 드럼식 세탁 건조기의 제진 동작을 나타내는 개략 구성도.
도 5는, 본 발명의 실시예 2에 관한 드럼식 세탁 건조기를 배면으로부터 본 개략 구성도.
도 6은, 본 발명의 실시예 3에 관한 드럼식 세탁 건조기를 배면으로부터 본 개략 구성도.
도 7은, 본 발명의 실시예 4에 관한 드럼식 세탁 건조기의 드럼의 진동량을 도시하는 도면.

(실시예 1)

이하, 본 발명의 실시예 1에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조하면서 설명한다.

도 1은 드럼식 세탁 건조기(100)(이하, 세탁기(100)라고 칭한다)를 배면으로부터 본 개략 구성도이다. 도 2는 세탁기(100)를 측면으로부터 본 개략 구성도이다.

세탁기(100)의 외각을 형성하는 세탁기 하우징(31)은, 전방면에 원 형상으로 개구되는 세탁물 출입구를 갖고 있다. 이 세탁물 출입구는, 도어에 의해 개폐된다. 세탁기 하우징(31)의 내부에는, 배면이 폐쇄된 바닥이 있는 원통 형상의 세탁조(32)가 배치되어 있다. 이 세탁조(32)의 배면 중앙부에는 세탁용 모터로서의 영구 자석 모터(34)의 고정자가 나사 고정에 의해 고착되어 있다. 세탁조(32)는, 세탁조(32)의 하부에 2개 배치된 하방 지지부(35)와, 세탁조(32)의 상부에 배치된 상방 지지부(36)에 의해 세탁기 하우징(31)과 부드럽게 지지되어 있다. 세탁조(32)는, 후술하는 수평 방향 진동 억제부(101)에 의해 세탁기 하우징(31)과 접속되어 있다. 또한, 세탁조(32)는, 세탁조(32)의 가속도를 검지하는 가속도 검출 수단인 가속도 센서(21)가 임의의 장소에 설치되어 있다.

영구 자석 모터(34)의 회전축은, 후단부가 영구 자석 모터(34)의 회전자에 고정되어 있다. 영구 자석 모터(34)의 전단부는 세탁조(32) 내로 돌출되어 있다. 회전축의 전단부에는, 배면이 폐쇄된 바닥이 있는 원통 형상의 드럼(33)이 세탁조(32)에 대하여 동축 형상으로 되도록 고정되어 있다. 이 드럼(33)은, 영구 자석 모터(34)의 구동에 의해 회전축과 일체적으로 회전한다. 드럼(33)에는 공기 및 물을 유통시키는 것이 가능한 복수의 유통 구멍과, 드럼(33) 내의 세탁물의 끌어올리기나 풀기를 행하기 위한 복수의 배플이 설치되어 있다.

수평 방향 진동 억제부(101)는, 세탁조(32)측에 고정된 제1 구면 링크부(11)와, 세탁기 하우징(31)측에 고정된 리니어 액추에이터(1)와, 리니어 액추에이터(1)의 가동축(2)측에 고정된 제2 구면 링크부(12)와, 제1 구면 링크부(11)와 제2 구면 링크부(12) 사이에 접속된 접속 부재(13)로 구성되어 있다. 제1 구면 링크부(11)는 세탁조(32)측에 고정된 내구(內球)와 그 내구의 외주부를 미끄럼 이동하는 외부 하우징으로 이루어진다. 접속 부재(13)의 일단부는 이 외부 하우징에 고정되어 있다. 제2 구면 링크부(12)도 제1 구면 링크부(11)와 동일한 기구이며, 접속 부재(13)의 타단부는 제2 구면 링크부(12)의 외부 하우징에 고정되어 있다.

리니어 액추에이터(1)는, 예를 들어, 리니어 모터(1)이며, 리니어 모터 하우징(4)이 고정용 브래킷(3)을 개재하여 세탁기 하우징(31)에 고정되어 있다. 리니어 모터(1)는, 수평 방향으로 설치되어 있고, 가동축(2)은 수평 방향으로 가동하는 구성으로 되어 있다. 도 3은, 리니어 모터(1)의 구성을 도시하는 도면이다. 원통 단면을 갖는 리니어 모터 하우징(4)의 내부에는, 교류 자계를 발생시키기 위한 고정자 코일(7)이 원통 형상으로 배치되어 있다. 리니어 모터 하우징(4)의 중심축에는, 주위에 영구 자석(8)을 열 배치한 막대 형상의 가동축(2)이 배치되어 있다. 리니어 모터 하우징(4)의 양단부 부근에는, 가동축(2)을 요동 지지하기 위한 미끄럼 이동자(9)가 배치되어 있다. 미끄럼 이동자(9)는 가동축(2)을 슬라이드 가능하게 지지하고 있다.

제1 구면 링크부(11)는, 세탁조(32)에 고정된 세탁조측 부재(14)와 접속 부재(13)의 일단부를 링크하고 있다. 이 제1 구면 링크부(11)는 상술한 기구에 의해 상하 방향으로 회동 가능하게 되어 있다. 제2 구면 링크부(12)는, 리니어 모터(1)의 가동축(2)의 선단에 배치된 가동축측 부재(15)와 접속 부재(13)의 타단부를 링크하고 있다. 이 제2 구면 링크부(12)도 상술한 기구에 의해 상하 방향으로 회동 가능하게 되어 있다. 제1 구면 링크부(11), 제2 구면 링크부(12) 및 접속 부재(13)에 의해, 리니어 모터(1)의 구동력을 세탁조(32)에 전달하는 힘 전달 수단을 구성한다. 또한, 제1 구면 링크부(11)는 소위 자재 커플링을 구성하면 되므로, 세탁조(32)측에 외부 하우징을 고정하고, 접속 부재(13)의 일단부를 내구에 고정해도 좋다. 즉, 제1 구면 링크부(11)의 링크의 한쪽을 세탁조(32)에, 다른 쪽을 접속 부재(13)의 일단부에 고정하면 된다. 이것은 제2 구면 링크부(12)에 대해서도 마찬가지이다.

리니어 모터(1)는, 가동축(2)을 구동하기 위한 서보 드라이버(22)와 접속되어 있다. 서보 드라이버(22)는, 리니어 모터(1)의 구동력 명령 신호를 실시간으로 출력하는 제진 제어 장치(23)와 접속되어 있다. 제진 제어 장치(23)는, 전술한 가속도 센서(21)와 접속되어 있다. 제진 제어 장치(23)는, 가속도 센서(21)로부터의 가속도 신호에 기초하여, 소정의 제진 제어 연산을 실시하여 리니어 모터(1)의 구동력 명령 신호를 서보 드라이버(22)에 실시간으로 출력한다. 서보 드라이버(22)는, 제진 제어 장치(23)로부터의 신호를 받아, 리니어 모터(1)의 가동축(2)을 구동한다. 도 1에서는, 제진 제어 장치(23) 및 서보 드라이버(22)를 세탁기(100)의 외부에 배치하고 있지만, 세탁기(100)의 내부에 설치해도 좋다.

도 1의 제진 제어 장치(23)에는, 세탁조(32)에 설치된 가속도 센서(21)로부터 출력되는 가속도 신호에 기초하여, 세탁조(32)의 진동을 저감하기 위한 구동력을 리니어 모터(1)로 발생시키기 위한, 제진 제어 알고리즘의 일례가 도시되어 있다. 가속도 신호는, 제진 제어 장치(23)의 A/D 변환기(24), 저역 통과 필터(25), 고역 통과 필터(26), 적분기(27), 게인 승산기(28), D/A 변환기(29)를 통하여, 리니어 모터(1)의 구동력 명령 신호로 변환된다. 이 구동력 명령 신호는 리니어 모터(1)의 서보 드라이버(22)에 출력된다. 이 구동력 명령 신호에 따라, 리니어 모터(1)는 실시간으로 세탁조(32)의 수평 진동 제어용의 구동력을 발생시킨다.

이어서, 본 실시예의 작용에 대하여 설명한다.

세탁기 운전 시에, 드럼(33) 내부의 세탁물의 언밸런스 하중에 의해, 세탁조(32)가 수평 방향으로 진동하면, 가속도 센서가 그 진동 가속도를 실시간으로 검출하여, 제진 제어 장치(23)의 A/D 변환기(24)에 가속도 신호를 출력한다. A/D 변환기(24)는 가속도 신호를 A/D 변환하여 저역 통과 필터(25)에 출력한다. 저역 통과 필터(25)는 입력된 가속도 신호 중 제진 제어에 악영향을 미치는 고주파 노이즈 성분을 제거하고, 고역 통과 필터(26)에 출력한다. 고역 통과 필터(26)는, 입력된 가속도 신호 중 제진 제어에 악영향을 미치는 DC 성분을 제거하고, 적분기(27)에 출력한다. 이 고역 통과 필터(26)의 컷오프 주파수는, 세탁조(32)의 진동의 주파수보다는 충분히 낮게 설정해 두면 된다. 여기까지의 처리에 의해 제진 제어에 악영향을 미치는 성분을 제거한 깨끗한 가속도 신호가 얻어진다. 적분기(27)는, 이 깨끗한 가속도 신호를 적분함으로써 세탁조(32)의 수평 방향의 진동 속도 신호로 변환하여, 게인 승산기(28)에 출력한다. 게인 승산기(28)는, 진동 속도 신호에 소정의 게인을 승산하여, D/A 변환기(29)에 출력한다. D/A 변환기(29)는, 입력된 신호를 D/A 변환하여, 서보 드라이버(22)에 구동력 명령 신호로서 출력한다.

서보 드라이버(22)는, 제진 제어 장치(23)로부터 출력된 구동력 명령 신호에 따라, 리니어 모터(1)의 고정자 코일(7)의 전류를 제어하여, 구동력 명령 신호에 따른 수평 방향의 구동력을 가동축(2)에 발생시킨다. 리니어 모터(1)가 구동력을 발생시키면, 리니어 모터(1)의 가동축(2)이 작동하고, 그 힘이 제2 구면 링크부(12), 접속 부재(13), 제1 구면 링크부(11)를 통하여, 세탁조(32)에 수평 방향으로 가해진다.

이어서, 제1 구면 링크부(11), 접속 부재(13), 제2 구면 링크부(12)를 설치한 것의 작용 효과에 대하여 설명한다.

세탁조(32)의 진동 모드는 복수 존재하는데, 세탁조(32)가 수평 방향으로 진동하는 모드 이외에, 세탁조(32)가 상하 방향으로 진동하는 모드, 전후 방향으로 진동하는 모드, 무게 중심 주위의 회전 방향으로 진동하는 모드 등이 있다. 여기서, 수평 방향이란, 도 1의 지면의 가로 방향을 말하고, 전후 방향이란 지면을 향하여 수직 방향을 말한다. 세탁조(32)가 상하 방향으로 진동하는 모드가 발생한 경우의 제1 구면 링크부(11), 접속 부재(13), 제2 구면 링크부(12)의 움직임을 도 4의 (a), 도 4의 (b)에 도시한다. 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 세탁조(32)가 진동에 의해 상측 방향으로 변위하면, 세탁조(32)측에 고정된 제1 구면 링크부(11)는 세탁조(32)와 마찬가지로 상측 방향으로 이동한다. 한편, 리니어 모터(1)의 가동축(2)측에 고정된 제2 구면 링크부(12)는, 리니어 모터(1)에 고정되어 있으므로, 높이는 항상 일정하다. 그로 인해, 제1 구면 링크부(11)와 제2 구면 링크부(12)의 상대적인 높이에 변위가 발생하지만, 2개의 구면 링크부가 각각 상하 방향으로 회동 가능하기 때문에, 각 링크부가 각각 일정량만큼 회동하여, 세탁조(32)와 리니어 모터(1)의 높이의 변위를 기구적으로 흡수한다. 마찬가지로, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 세탁조(32)가 진동에 의해 하측 방향으로 변위해도, 2개의 구면 링크부가 각각 상하 방향으로 회동 가능하기 때문에, 각 링크부가 각각 일정량만큼 회동하여, 세탁조(32)와 리니어 모터(1)의 상대적인 높이의 변위를 기구적으로 흡수한다. 따라서, 세탁조(32)가 상하 방향으로 진동해도, 그 영향이 리니어 모터(1)측에 전해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 리니어 모터(1)로부터의 구동력에 의해, 세탁조(32)를 상하 방향으로 진동시키지 않는다.

또한, 자세히 보면, 제1 구면 링크부(11)와 제2 구면 링크부(12)의 높이에 변위가 발생하면, 양자를 접속하는 접속 부재(13)가 수평에 대하여 기울게 되기 때문에, 상하 방향의 상대 거리뿐만 아니라, 수평 방향의 상대 거리도 변화하여, 수평 방향으로도 약간의 분력 성분이 발생하게 된다. 그러나 제1 구면 링크부(11)와 제2 구면 링크부(12) 사이의 거리에 대하여, 세탁조(32)의 상하 변위량은 충분히 작기 때문에, 실제로는 이 양은 거의 무시할 수 있는 것이 된다. 또한, 이 영향을 무시할 수 없는 상황이 발생한 경우에는, 제1 구면 링크부(11)와 제2 구면 링크부(12) 사이의 거리를, 가능한 한 길게 설정함으로써 이 영향을 저감할 수 있다.

본 실시예의 구성에 의하면, 세탁조(32)의 수평 방향 진동에 대해서는, 세탁조(32)의 진동을 직접 리니어 모터(1)에 전달하기 때문에, 리니어 모터(1)의 구동력으로 제진할 수 있다. 한편, 세탁조(32)가 수평 방향 이외의 상하 방향이나 전후 방향으로 진동하고 있는 경우에는, 제1 구면 링크부(11), 접속 부재(13), 제2 구면 링크부(12)를 가짐으로써, 진동에 의한 변위가 리니어 모터(1)에 직접 전달되지는 않는다. 즉, 세탁조(32)의 상하 진동, 전후 진동에 대해서는 각각의 구면 링크부의 회동에 의해 그 변위가 흡수된다. 한편, 수평 진동에 대해서는 구면 링크부가 동작하지 않고 리니어 모터(1)의 가동축(2)과 세탁조(32) 사이가 직결된 상태와 동등해져, 리니어 모터(1)의 구동력을 손실없이 세탁조(32)에 부여하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 제어 방법을 사용한 경우, 세탁조(32)가 수평 진동을 발생시키면, 그 수평 진동에 비례한 제진력이 세탁조(32)에 가해지게 된다. 이 제어에 의하면, 특히 세탁조(32)의 수평 방향의 공진 주파수에서, 세탁조(32)의 진동 증가를 대폭 억제하여, 높은 제진 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 공진 주파수보다 높은 주파수에서도 진동을 억제할 수 있다. 유압 댐퍼 등을 설치한 경우, 고속 회전에 들어갔을 때에, 진동을 하우징에 전달시켜 버리게 되지만, 본 실시예에서는, 상기의 제어를 행함으로써, 공진 주파수 이외의 주파수에서 진동을 증가시키지 않는다.

(실시예 2)

본 발명의 실시예 2에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다. 또한, 상술한 실시예 1과 동일 부분에 대해서는 설명을 생략하고, 상이한 부분에 대해서만 설명한다.

본 실시예의 수평 방향 진동 억제부(102)는, 세탁조(32)측에 고정된 제1 구면 링크부(11)와, 세탁기 하우징(31)측에 고정된 제3 구면 링크부(16)와, 제1 구면 링크부(11)와 제3 구면 링크부(16) 사이에 배치한 리니어 모터(1)로 구성되어 있다. 제3 구면 링크부(16)는 세탁기 하우징(31)측에 고정된 내구와 그 내구의 외주부를 미끄럼 이동하는 외부 하우징으로 이루어진다. 리니어 모터 하우징(4)의 하부는 이 외부 하우징에 고정되어 있다.

제1 구면 링크부(11)는, 세탁조(32)에 고정된 세탁조측 부재(14)와 리니어 모터(1)의 가동축(2)의 선단을 링크하는 것이다. 이 제1 구면 링크부(11)는 상하 방향으로 회동 가능하게 되어 있다. 제3 구면 링크부(16)는, 세탁기 하우징(31)에 고정된 세탁기 하우징측 부재(17)와 리니어 모터 하우징(4)을 링크하는 것이다. 이 제3 구면 링크부(16)는 상술한 기구에 의해 상하 방향으로 회동 가능하게 되어 있다. 제1 구면 링크부(11)와 제3 구면 링크부(16)에 의해, 리니어 모터(1)의 구동력을 세탁조(32)에 전달하는 힘 전달 수단을 구성한다. 또한, 실시예 1과 마찬가지로, 제3 구면 링크부(16)의 내구를 리니어 모터 하우징(4)의 하부에 고정하는 구성으로 하여도 좋다.

본 실시예의 작용에 대하여 이하에 설명한다.

세탁기 운전 시에 세탁조(32)가 상하 방향으로 변위하면, 세탁조(32)측에 고정되어 있는 제1 구면 링크부(11)는 세탁조(32)의 움직임에 맞게 상하 방향으로 변위한다. 한편, 세탁기 하우징(31)에 고정되어 있는 제3 구면 링크부(16)는 상하 방향으로 변위하지 않는다. 그로 인해, 진동에 의해 제1 구면 링크부(11)와 제3 구면 링크부(16)의 상대적인 높이에 변위가 발생하지만, 2개의 구면 링크부가 각각 상하 방향으로 회동 가능하기 때문에, 각 링크부가 각각 일정량만큼 회동하여, 그 변위를 기구적으로 흡수한다.

본 실시 형태의 구성에 의하면, 세탁조(32)의 수평 방향 진동에 대해서는, 세탁조(32)의 진동을 직접 리니어 모터(1)에 전달하기 때문에, 리니어 모터(1)의 구동력으로 제진할 수 있다. 한편, 세탁조(32)가 수평 방향 이외의 상하 방향이나 전후 방향으로 진동하고 있는 경우에는, 제1 구면 링크부(11), 제3 구면 링크부(16)를 가짐으로써, 진동에 의한 변위가 리니어 모터(1)에 직접 전달되지는 않는다. 즉, 세탁조(32)의 상하 진동, 전후 진동에 대해서는 각각의 구면 링크부의 회동에 의해 그 변위가 흡수되고, 수평 진동에 대해서는 구면 링크부가 동작하지 않고 리니어 모터(1)의 가동축(2)과 세탁조(32) 사이가 직결된 상태와 동등해져 리니어 모터(1)의 구동력을 손실없이 세탁조(32)에 부여하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시예에서는, 리니어 모터(1)가, 실시예 1의 접속 부재(13)를 겸하고 있기 때문에, 접속 부재(13)를 설치할 필요가 없어져, 작은 설치 스페이스에 제진 장치를 설치하는 것이 가능하게 된다.

(실시예 3)

본 발명의 실시예 3에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다. 또한, 상술한 실시예 1과 동일 부분에 대해서는 설명을 생략하고, 상이한 부분에 대해서만 설명한다.

도 6에, 이 실시예의 구성도를 나타낸다. 또한, 제진 제어 장치(40)에는 제진 제어의 알고리즘을 나타낸다. 또한, 실시예 1에서 기술한 A/D 변환기(24), 저역 통과 필터(25), 고역 통과 필터(26), D/A 변환기(29)는, 이들 기술을 생략한다. 본 실시예의 세탁조(32)에는, 세탁조(32)의 하부 부근의 수평 방향의 가속도를 측정하는 제1 가속도 센서(41)와, 세탁조(32)의 상부 부근의 수평 방향의 가속도를 측정하는 제2 가속도 센서(42)가 설치되어 있다. 제1 가속도 센서(41)로부터의 가속도 신호 및 제2 가속도 센서(42)로부터의 가속도 신호는, 제진 제어 장치(40)에 입력된다.

제진 제어 장치(40)의 제1 적분기(43a)는, 제1 가속도 센서(41)로부터의 가속도 신호를 적분하여 속도 신호로 변환하여, 제1 게인 승산기(44a) 및 제2 적분기(43b)에 출력한다. 제1 게인 승산기(44a)는, 속도 신호에 소정의 게인을 곱하여 가산기(45)에 출력한다. 제2 적분기(43b)는, 속도 신호를 적분하여 변위 신호로 변환하여, 제2 게인 승산기(44b)에 출력한다. 제2 게인 승산기(44b)는 변위 신호에 소정의 게인을 곱하여 가산기(45)에 출력한다.

제진 제어 장치(40)의 제3 적분기(43c)는, 제2 가속도 센서(42)로부터의 가속도 신호를 적분하여 속도 신호로 변환하여, 제3 게인 승산기(44c) 및 제4 적분기(43d)에 출력한다. 제3 게인 승산기(44c)는 속도 신호에 소정의 게인을 곱하여 가산기(45)에 출력한다. 제4 적분기(43d)는 속도 신호를 적분하여 변위 신호로 변환하여, 제4 게인 승산기(44d)에 출력한다. 제4 게인 승산기(44d)는, 변위 신호에 소정의 게인을 곱하여 가산기(45)에 출력한다.

여기서, 각 게인 승산기(44a, 44b, 44c, 44d)의 게인은, 세탁조(32)의 진동 특성의 수치 모델에 기초하여, 적절하게 설계한 것을 사용한다.

가산기(45)는, 입력된 상기 4개의 신호의 합을 연산하여, 리니어 모터(1)의 구동력 명령 신호로서, 서보 드라이버(22)에 출력한다.

서보 드라이버(22)는, 제진 제어 장치(40)로부터 출력된 구동력 명령 신호에 따라, 리니어 모터(1)의 고정자 코일(7)의 전류를 제어하여, 구동력 명령 신호에 따른 수평 방향의 구동력을 가동축(2)에 발생시킨다. 리니어 모터(1)가 구동력을 발생시키면, 리니어 모터(1)의 가동축(2)이 작동하고, 그 힘이 제2 구면 링크부(12), 접속 부재(13), 제1 구면 링크부(11)를 통하여, 세탁조(32)에 수평 방향으로 가해진다.

이어서, 본 실시예의 작용에 대하여 설명한다. 일례를 나타내기 위하여 제1 내지 제4 게인 승산기(44a, 44b, 44c, 44d) 중 제1 게인 승산기(44a)와 제3 게인 승산기(44c)의 게인을 0.5, 제2 게인 승산기(44b)와 제4 게인 승산기(44d)의 게인을 0으로 설정한 경우의 효과에 대하여 설명한다. 또한, 제1 가속도 센서(41)부터 세탁조(32)의 무게 중심(45)까지의 거리(L1)는, 제2 가속도 센서(42)부터 세탁조(32)의 무게 중심(45)까지의 거리(L2)와 동등한 것으로 한다.

이 상태에서, 세탁조(32)의 무게 중심 주위의 회전 진동이 없고, 수평 방향으로만 진동하고 있는 경우, 제1 가속도 센서(41)로부터의 가속도 신호와 제2 가속도 센서(42)로부터의 가속도 신호는 동등하여, 양자를 각각 적분하고, 0.5의 게인을 승산하고 가산한 신호는, 실시 형태 1의 센서 1개의 경우와 동일하게 되어, 효과도 완전히 동등해진다.

한편, 세탁조(32)가 수평 방향으로 진동하지 않고, 무게 중심 주위의 회전 진동만 하고 있는 경우, 세탁조(32)의 하부의 제1 가속도 센서(41)로부터의 가속도 신호와, 세탁조(32)의 상부의 제2 가속도 센서(42)로부터의 가속도 신호는, 서로 크기가 동등하고, 방향이 반대이다. 이때, 양자를 각각 적분하고, 0.5의 게인을 승산하고 가산한 신호는, 서로 상쇄되어 0으로 되어, 제진력은 0으로 된다.

따라서, 본 실시예의 제어를 행하면, 세탁조(32)의 수평 진동 성분만을 추출하고, 그에 대한 제진력을 발생시킬 수 있어, 세탁조(32)의 무게 중심 주위의 회전 진동에 대해서는, 불필요한 제진력을 발생시키지 않는다.

설치 스페이스의 제약 등으로부터, 리니어 모터(1)로부터의 구동력을 세탁조(32) 하부에 부여해야 하는 경우, 그 제진력에 의해 세탁조(32)의 회전 진동이 여기될 우려가 있다. 이 경우, 본 실시 형태의 제어를 행함으로써, 그 영향을 완화하여, 안정된 세탁조(32)의 수평 방향 진동 제진을 실현할 수 있다.

(실시예 4)

본 발명의 실시예 4에 대하여 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7a는, 탈수 시의 드럼(33)의 회전 속도의 시간 변화를 나타내고, 도 7b는, 세탁조(32)의 수평 진동량의 시간 변화를 나타낸다. 도 7c는 세탁조(32)의 상하 진동량의 시간 변화를 나타낸다. 도 7a에 도시한 바와 같이, 탈수 운전 개시부터 정지까지의 운전 패턴은, 세탁조(32)의 내부의 세탁물의 상태에 따라 변화한다. 단계적으로 회전 속도가 상승해 가다가, 최고 속도에 의한 고속 탈수를 소정 시간 실시한 후, 탈수 작업이 완료된다.

도 7b에 도시한 바와 같이, 회전 수가 저속 내지 중속 영역에서는, 수평 방향의 공진 주파수에 가깝기 때문에, 수평 방향의 진동이 증대한다. 한편, 도 7c에 도시한 바와 같이, 그 속도 영역을 초과하면, 세탁조(32)의 상하 방향의 공진 주파수를 통과하기 때문에, 상하 방향의 진동이 증대한다.

본 실시 형태에서는, 드럼(33)의 회전 수를 검출하는 수단을 설치하고, 회전 속도에 따라, 드럼(33)의 수평 진동의 공진 주파수에 상당하는 회전 수를 포함하는 소정의 회전 수 범위인 저속 내지 중속 영역에서만 제진 제어를 행하고, 그 이상의 상하 진동이 주가 되는 회전 수에서는 제진 제어를 정지한다.

이에 의해, 수평 진동이 큰 범위에서는, 상술한 실시예의 제진 제어를 행함으로써, 수평 진동을 대폭 저감시킬 수 있다. 그리고, 수평 진동의 공진 주파수를 초과한 영역에서는 제진 제어를 정지함으로써, 제진 장치의 소비 전력을 저감할 수 있다.

이상, 본 발명에 관한 발명의 실시예에 대하여 설명했지만, 이들 실시예를 각각 조합하는 것, 또한 각 실시예에 나타낸 구성에 한정되지 않고, 각 실시예에서 본 발명의 효과가 얻어지기 위한 구성의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서, 각 구성 재료, 배치 등을 변경하는 것도 가능하다.

예를 들어, 세탁조(32)에 대하여 제1 구면 링크부(11)를 고정하는 고정부의 위치를 무게 중심 위치로 해도 좋다. 이에 의해, 제진하기 위한 리니어 모터(1)로부터의 구동력이 무게 중심 주위의 회전 동작이 되는 것을 방지할 수 있어, 수평 방향의 제진 제어의 안정성이 높아진다.

또한, 각 링크부는, 상하 방향으로의 회동뿐만 아니라, 전후 방향 등, 다양한 방향으로 회동 가능한 것으로 해도 상기한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 드럼(33)식 세탁 건조기를 예로 들었지만, 세로형 세탁기에 적용해도 효과가 있다.

Claims

세탁물을 내부에 수용하는 드럼과,
상기 드럼을 수용하고, 세탁기의 하우징에 대하여 지지 수단에 의해 지지되는 세탁조와,
상기 드럼을 회전 구동하는 구동 모터와,
상기 세탁조의 수평 방향의 가속도를 검출하는 가속도 검출 수단과,
상기 세탁기 하우징에 고정되고, 수평 방향의 구동력을 발생시키는 리니어 액추에이터와,
상기 리니어 액추에이터의 가동축과 상기 세탁조 사이를 접속하여, 상기 리니어 액추에이터가 발생시킨 수평 방향의 구동력을 상기 세탁조에 전달하여, 전후 방향, 상하 방향의 상대 변위를 기구적으로 흡수하는 힘 전달 수단과,
상기 가속도 검출 수단에 의해 검출한 수평 방향 가속도에 기초하여, 상기 리니어 액추에이터의 구동력을 제어하는 제어 수단을 구비한, 세탁기의 제진 장치.
제1항에 있어서,
상기 힘 전달 수단은, 링크의 한쪽이 상기 세탁조측에 고정된 제1 구면 링크부와, 링크의 한쪽이 상기 리니어 액추에이터의 가동축측에 고정된 제2 구면 링크부와, 상기 제1 구면 링크부와 상기 제2 구면 링크부의 링크의 다른 쪽에 고정되고, 양 링크 사이를 접속하는 접속 부재를 갖고,
상기 제1 구면 링크부 및 제2 구면 링크부는, 그 접속부가 상하 방향으로 회동 가능한 구성으로 되어 있는, 세탁기의 제진 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 구면 링크부 및 제2 구면 링크부는, 그 접속부가 전후 방향으로 회동 가능한 구성으로 되어 있는, 세탁기의 제진 장치.
제1항에 있어서,
상기 힘 전달 수단은, 상기 세탁조와 상기 리니어 액추에이터의 가동부를 접속하는 제1 구면 링크부와, 상기 세탁기 하우징과 상기 리니어 액추에이터의 하우징을 접속하는 제3 구면 링크부를 갖고,
상기 제1 구면 링크부 및 상기 제3 구면 링크부는, 그 접속부가 상하 방향으로 회동 가능한 구성으로 되어 있는, 세탁기의 제진 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 구면 링크부 및 제3 구면 링크부는, 그 접속부가 전후 방향으로 회동 가능한 구성으로 되어 있는, 세탁기의 제진 장치.
제1항에 있어서,
상기 가속도 검출 수단은, 세탁조의 무게 중심 위치보다 하부에 배치된 제1 가속도 센서와, 무게 중심 위치보다 상부에 배치된 제2 가속도 센서를 갖고,
상기 제어 수단은, 상기 제1 가속도 센서 및 상기 제2 가속도 센서의 각 센서 신호를 적분하여 얻어진 진동 속도 및 상기 진동 속도를 적분하여 얻어진 진동 변위에, 각각 게인을 곱한 것의 합을, 상기 리니어 액추에이터에 대한 구동력 명령 신호로서 출력하는, 세탁기의 제진 장치.
제2항에 있어서,
상기 가속도 검출 수단은, 세탁조의 무게 중심 위치보다 하부에 배치된 제1 가속도 센서와, 무게 중심 위치보다 상부에 배치된 제2 가속도 센서를 갖고,
상기 제어 수단은, 상기 제1 가속도 센서 및 상기 제2 가속도 센서의 각 센서 신호를 적분하여 얻어진 진동 속도 및 상기 진동 속도를 적분하여 얻어진 진동 변위에, 각각 게인을 곱한 것의 합을, 상기 리니어 액추에이터에 대한 구동력 명령 신호로서 출력하는, 세탁기의 제진 장치.
제4항에 있어서,
상기 가속도 검출 수단은, 세탁조의 무게 중심 위치보다 하부에 배치된 제1 가속도 센서와, 무게 중심 위치보다 상부에 배치된 제2 가속도 센서를 갖고,
상기 제어 수단은, 상기 제1 가속도 센서 및 상기 제2 가속도 센서의 각 센서 신호를 적분하여 얻어진 진동 속도 및 상기 진동 속도를 적분하여 얻어진 진동 변위에, 각각 게인을 곱한 것의 합을, 상기 리니어 액추에이터에 대한 구동력 명령 신호로서 출력하는, 세탁기의 제진 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 드럼의 회전 수를 검출하는 수단을 설치하고,
상기 제어 수단은, 상기 드럼의 수평 진동의 공진점에 상당하는 회전 수를 포함하는 소정의 회전 수 범위에서만 제진 제어를 행하도록 한 것을 특징으로 하는, 세탁기의 제진 장치.