KR101526976B1 - 세탁장치의 제어방법 - Google Patents

세탁장치의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세탁장치의 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 제어방법은 볼 밸런서를 구비하는 세탁장치의 제어방법에 있어서, 드럼을 제1 회전속도로 회전시키면서 상기 볼 밸런서의 볼이 세탁대상물의 반대편으로 이동하도록 상기 드럼의 속도를 변화시키는 제1 회전단계; 및 상기 드럼을 제2 회전속도로 회전시키는 제2 회전단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 제어방법에 의하면 세탁장치의 소음 및 진동을 줄이는 것이 가능해진다.

Description

세탁장치의 제어방법{Control method of Washing machine}
본 발명은 세탁장치의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세탁장치의 소음 및 진동을 줄일 수 있는 세탁장치의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 세탁장치는 사용자가 착용한 의류 등의 이물질 등을 제거하기 위한 장치이다. 이러한 세탁장치는 세탁기, 건조겸용 세탁기 또는 건조기 등으로 이루어질 수 있으며 외관을 형성하는 캐비넷의 내측에 회전 가능하게 구비되는 드럼을 구비할 수 있다. 따라서, 상기 드럼이 회전하면서 세탁 또는 건조를 수행하게 된다. 한편, 세탁기의 경우, 의류 등의 세탁대상물을 세탁하게 되는데, 구체적으로 이러한 세탁은 세탁코스, 헹굼코스 및 탈수코스 등을 포함하게 된다.
그런데, 종래의 세탁기에서는 드럼이 회전을 하는 경우에 세탁장치에서 소음 및 진동이 많이 발생하여 사용자에게 불쾌감을 주는 문제점이 있다. 특히, 세탁장치가 세탁기 또는 건조겸용 세탁기로 이루어지는 경우, 탈수코스에서 고속으로 회전을 하는 드럼에 의해 과도한 진동 및 소음이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 소음 및 진동을 줄일 수 있는 세탁장치의 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 세탁장치의 탈수코스와 같이 드럼이 고속으로 회전ㅇ를 하는 경우에 세탁장치의 소음 및 진동을 줄일 수 있는 제어방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 볼 밸런서를 구비하는 세탁장치의 제어방법에 있어서, 드럼을 제1 회전속도로 회전시키면서 상기 볼 밸런서의 볼이 세탁대상물의 반대편으로 이동하도록 상기 드럼의 속도를 변화시키는 제1 회전단계; 및 상기 드럼을 제2 회전속도로 회전시키는 제2 회전단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제2 회전단계에서는 상기 볼 밸런서의 볼이 세탁대상물의 반대편에 머무르도록 상기 드럼의 속도를 변화시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 드럼의 속도변화는 회전하는 상기 드럼을 복수회 제동시킴으로써 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 드럼의 제동은 발전제동, 회생제동 및 역상제동 중에 어느 하나에 의해 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제동은 사용자가 인식할 수 없도록 1 내지 10 ms 동안에 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 제어방법은 상기 제1 회전단계에 이어서 상기 드럼의 진동량을 감 지하는 감지단계; 및 상기 감지된 드럼의 진동량이 미리 설정된 기준값 이하인 경우에 상기 드럼을 제2 회전속도로 가속하는 가속단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 목적은 볼 밸런서를 구비하는 세탁장치의 탈수코스에 있어서, 드럼을 제1 속도로 회전시키면서 동시에 상기 드럼을 복수회 제동시키는 제1회전단계; 상기 드럼을 제2 회전속도로 회전시키면서 동시에 상기 드럼을 복수회 제동시키는 제2 회전단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법에 의해 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 제어방법은 볼 밸런서를 제어하여 세탁장치의 소음 및 진동을 현저하게 줄일 수 있다.
특히, 본 발명에 의하면 드럼이 고속으로 회전을 하는 탈수코스와 같은 경우에 세탁장치에서 발생하는 소음 및 진동을 현저하게 줄일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어방법이 적용될 수 있는 세탁장치의 내부구성을 나타내는 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 세탁장치(100)는 외관을 형성하는 캐비넷(10), 캐비넷(10) 내부에 구비되어 세탁수를 수용하는 터브(20), 터브(20) 내측에 회전 가능하게 구비되는 드럼(30)을 포함할 수 있다.
캐비넷(10)은 세탁장치(100)의 외관을 형성하며, 후술하는 각종 구성요소가 캐비넷(10)에 장착될 수 있다. 먼저, 캐비넷(10)의 전방에는 도어(12)가 구비되어, 사용자는 도어(12)를 개방하여 세탁대상물을 캐비넷(10)의 내부로 투입할 수 있게 된다.
캐비넷(10)의 내부에는 세탁수를 수용하는 터브(20)가 구비되며, 터브(20) 내측에 세탁대상물을 수용하는 드럼(30)이 회전 가능하게 구비될 수 있다. 이 경우, 드럼(30)의 내측에는 드럼(30)이 회전하는 경우에 세탁대상물을 끌어올려 다시 하부로 떨어뜨리는 다수개의 리프터(32)가 구비될 수 있다. 리프터(32)는 드럼(30)이 회전하는 경우에 세탁대상물을 끌어올린 다음, 세탁대상물을 다시 하부로 떨어드려 세탁성능을 향상시키게 된다. 이러한 리프터(32)는 복수개 구비되는데, 예를 들어 본 실시예에 따른 세탁장치(100)에서는 드럼(30)의 내측에 3개 구비되는 것으로 도시하였지만 이에 한정되지는 않는다.
한편, 터브(30)는 상부의 스프링(50) 및 하부의 댐퍼(60)에 의해 탄력적으로 지지되며, 드럼(30)의 회전하는 경우에 스프링(50) 및 댐퍼(60)에 의해 드럼(30)의 진동을 흡수하여 이러한 진동이 캐비넷(10)으로 전달되지 않도록 한다. 또한, 터브(20)의 후면에는 드럼(30)을 회전시키는 구동부(40)가 장착되는데, 이러한 구동부(40)는 모터 등으로 이루어져 드럼(30)을 회전시키게 된다. 이러한 구동부(40)에 대해서는 당업자에게 널리 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
그런데, 도 1에 도시된 바와 같이 드럼(30)이 회전하는 경우에 드럼(30)의 내부에 세탁대상물(1)이 수용된다면, 세탁대상물(1)의 위치에 따라 소음 및 진동이 크게 발생할 가능성이 있다. 즉, 드럼(30) 내부에서 세탁대상물이 골고루 분포하지 않고 일부 지역에 모여 있는 경우에 드럼(30)이 회전을 하여 일명 '편심회전'을 하게 된다면 세탁대상물의 불균일한 분포에 의하여 회전하는 드럼(30)에 진동 및 소음이 크게 발생할 수 있다. 따라서, 이와 같이 세탁대상물의 뷸균일한 분포에 따른 드럼(30)의 편심회전에 의한 진동 및 소음을 방지하기 위하여 드럼(30)에는 밸런서(70)를 구비할 수 있다.
이러한 밸런서(70)는 회전하는 드럼(30)에 구비되는데, 바람직하게 드럼(30)의 전방측에 구비될 수 있다. 이는 드럼(30)이 탈수코스 등에서처럼 고속으로 회전하게 되면 세탁대상물은 일반적으로 드럼(30)의 안쪽, 즉 후방측에 모이게 되므로, 드럼(30)의 후방측에 모이는 세탁대상물과 균형을 이루기 위함이다.
한편, 이러한 밸런서(70)는 회전하는 드럼(30)에 장착되어 소음 및 진동을 방지하는 역할을 하게 되므로, 무게중심이 가변적으로 이동하도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 밸런서(70)는 내부에 소정의 무게를 갖는 물질을 포함하고, 상기 물질이 원주방향을 따라 이동가능한 경로를 포함하도록 구성될 수 있다. 따라서, 드럼(30) 내부의 일측에 세탁대상물에 의한 하중이 편중된 경우, 밸런서(70) 내부의 물질이 하중이 편중된 곳의 반대측으로 이동하여 분포하면서 드럼(30)의 편심회전에 의한 소음 및 진동을 방지할 수 있다.
여기서, 밸런서(70)는 내부에 소정의 무게를 갖는 액체를 포함하는 액체 밸런서, 또는 소정의 무게를 갖는 볼을 포함하는 볼 밸런서로 이루어질 수 있다. 본 실시예에 따른 세탁장치에서는 밸런서(70)의 내부에 볼과 함께 충진유체를 포함하 는 밸런서를 채택하였지만, 이에 한정되지는 않는다.
도 2 및 도 3은 드럼이 회전을 하는 동안에 밸런서(70) 내부의 볼(80)의 움직임을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 드럼(30)이 회전을 하는 경우, 특히 탈수 코스와 같이 고속으로 회전을 하게 되면 밸런서(70) 내부의 볼(80)은 드럼(30) 내부의 세탁대상물의 반대편으로 이동을 하게 된다. 이와 같이 이동을 시작한 볼(80)들은 소정시간이 경과하게 되면 도 3에 도시된 바와 같이 볼(80)의 전부가 세탁대상물의 반대편에 위치하게 된다. 드럼(30)이 고속으로 회전을 하는 경우에 세탁대상물이 편중된 지역의 반대편으로 볼(80)들이 모두 모이게 되면 드럼(30)이 회전을 하는 경우에 편심회전을 방지할 수 있게 되어, 편심회전에 의한 소음 및 진동을 방지할 수 있다.
그런데, 이와 같이 드럼(30)이 고속으로 회전을 하는 경우에 볼(80)들은 세탁대상물의 반대편으로 이동을 하지만, 빠른 시간 내에 이동을 하는 것이 아니라 소정의 시간이 경과한 후에 세탁대상물의 반대편으로 이동을 완료하게 된다. 따라서, 드럼(30)이 고속으로 회전을 하는 동안에 볼(80)들이 아직 세탁대상물의 반대편으로 이동하지 못하면, 그 동안에는 드럼(30)이 편심회전을 하게 되며, 이에 의해 소음 및 진동이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 제어방법에서는 드럼(30)이 고속으로 회전을 시작하고 비교적 빠른 시간 내에 밸런서(70)의 볼(80)들이 모두 세탁대상물의 반대편으로 이동을 하게 하는 바, 이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 제어방법을 상세히 살펴본다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어방법을 나타내는 그래프이다. 이하 설명하는 제어방법은 탈수코스에 주로 적용되지만, 이에 한정되지는 않으며 드럼이 고속으로 회전을 하는 다른 코스에도 물론 적용이 가능하다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 제어방법에서 탈수코스를 수행하는 경우에 먼저 드럼(30)을 제1 회전속도로 회전시키게 된다. 이러한 제1 회전속도는 드럼(30) 내부의 세탁대상물을 예비적으로 탈수시킬 수 있는 속도에 해당하며, 예를 들어 대략 400rpm 정도에 해당할 수 있다.
본 제어방법에서는 드럼(30)을 제1 회전속도로 회전시키는 동시에 밸런서(70)의 볼(80)을 세탁대상물의 반대편으로 이동시키게 된다. 이를 위하여, 본 제어방법에서는 드럼(30)이 제1 회전속도로 회전을 하는 경우에 미세하게 드럼(30)의 속도를 반복적으로 변화시킨다. 즉, 사용자가 인식할 수 없을 정도로 짧은 시간동안, 예를 들어 1 내지 10 ms 동안에 드럼(30)의 회전속도를 반복적으로 변화시키게 된다.
이와 같이 드럼(30)의 속도를 짧은 시간에 변화시키게 되면, 드럼(50)에 반복적으로 힘, 즉 토크가 작용하게 되고, 이와 같이 드럼(30)에 작용하는 토크에 의해 밸런서(70) 내부의 볼(80)의 움직임을 보다 촉진시키게 된다. 따라서, 드럼(30)이 고속으로 회전을 하는 경우에 드럼(30)의 속도를 반복적으로 짧은 시간 동안에 변화시킴으로써, 밸런서(70) 내부의 볼(80)이 보다 원활하게 이동을 하게 하여 보다 빠른 시간 내에 볼(80)들이 세탁대상물의 반대편으로 이동하게 하는 것 이 가능해진다.
한편, 전술한 바와 같이 드럼(30)이 회전을 하는 경우에 드럼(30)의 속도를 변화시키기 위해서는 드럼(30)에 짧은 시간 동안에 제동을 걸어줄 수 있다. 즉, 드럼(30)을 제1 회전속도로 회전시키는 도중에 짧은 시간 동안에 드럼(30)에 반복적으로 제동을 걸어주게 되면, 도 4의 그래프에 도시된 바와 같이 드럼(30)의 회전속도가 순간적으로 느려지면서 드럼(30)의 속도가 변화하게 된다. 이와 같이 드럼(30)의 회전속도가 변화하게 되면 전술한 바와 같이 드럼(30)에 토크가 작용하여 밸런서(70)의 볼(80)의 이동을 촉진하게 된다.
한편, 드럼(30)에 제동을 걸어주는 방법은 다양하게 실현이 가능하다. 예를 들어 드럼(30)에 제동을 걸어주기 위하여 발전제동, 회생제동 및 역상제동 중에 어느 하나의 방법을 사용하여 제동을 걸어주는 것이 가능하다.
여기서, 발전제동의 원리는 다음과 같다. 구동부(40)의 모터에 전원을 공급하여 드럼(30)을 회전시키는 도중에 모터에 전원을 공급하지 않으면 모터는 관성에 의해 계속 회전하게 되며, 이 경우 모터는 발전기로 동작하여 저항력을 발생시켜 제동력이 발생하게 된다. 발전제동에서 사용된 전기는 열에너지로 변환되어 방출된다. 한편, 회생제동의 원리는 발전제동의 원리와 유사하며, 단지 제동 시 사용한 전기를 저장하여 다시 사용할 수 있다는 점에서 차이가 있다. 또한, 역상제동은 구동부(40)의 모터의 고정자 권선의 2상을 전환하여 회전방향과 역 방향으로 토크를 인가하여 제동하는 방식이다.
한편, 전술한 제동방식들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 이미 널리 알려 져 있으므로 더 이상 구체적인 설명은 생략한다.
다시 도 4를 참조하면, 제1 회전속도로 회전시킨 다음, 회전하는 드럼(30)의 진동량을 감지하게 된다. 이는 밸런서(70)의 볼(80)을 모두 이동시킨 다음, 밸런서(70)에 의해 드럼(30)의 진동이 감쇄되었는지를 확인하기 위한 것으로서, 예를 들어 세탁장치에 진동센서를 구비하여 드럼(30)이 진동량을 측정할 수 있다.
이와 같이 측정된 진동량이 미리 설정된 기준값 이상인 경우에는 드럼(30)이 과도하게 진동을 하는 경우이므로, 전술한 단계, 즉 드럼(30)을 회전시키면서 속도를 변화시키는 단계를 다시 수행하게 된다.
한편, 상기 측정된 진동량이 미리 설정된 기준값 이하인 경우에는 드럼(30)이 진동발생없이 회전을 하는 경우이므로, 드럼(30)의 속도를 제2 회전속도로 가속하여 본 탈수를 진행하게 된다. 이 경우, 제2 회전속도는 본 탈수를 수행할 수 있는 고속, 예를 들어 대략 1000 RPM으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 제어방법에서는 드럼(30)을 제2 회전속도로 회전시키는 경우에도 드럼(30)의 회전속도를 변화시킬 수 있다. 즉, 드럼(30)이 본 탈수를 위하여 제2 회전속도로 회전을 하는 경우, 드럼(30)에 전술한 바와 같이 속도변화를 주게 되면, 드럼(30)의 세탁대상물의 반대편에 모여 있는 볼(80)들이 세탁대상물의 반대편의 위치에서 흩어지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 탈수 시에 드럼(30)에서 발생하는 소음 및 진동을 보다 줄이는 것이 가능해진다. 한편, 드럼(30)의 속도를 변화시키는 방법에 대해서는 이미 설명하였으므로 반복적인 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 제어방법이 적용될 수 있는 볼 밸런서를 구비한 세탁장치의 단면도,
도 2는 도 1의 볼 밸런서가 안정화되지 않은 상태를 나타내는 개략도,
도 3은 도 1의 볼 밸런서가 안정화된 상태를 나타내는 개략도, 및
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어방법을 나타내는 그래프이다.

Claims (8)

  1. 볼 밸런서를 구비하는 세탁장치의 제어방법에 있어서,
    상기 볼 밸런서의 볼이 세탁대상물의 반대편으로 이동하도록 드럼을 제1 회전속도로 회전시키는 제1 회전단계;
    상기 볼 밸런서의 볼이 세탁대상물의 반대편에 머무르도록 상기 드럼을 제2 회전속도로 회전시키는 제2 회전단계;를 포함하며,
    상기 제1 회전단계에서 상기 드럼의 제1 회전속도를 반복적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드럼의 속도변화는 회전하는 상기 드럼을 복수회 제동시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 드럼의 제동은 발전제동, 회생제동 및 역상제동 중에 어느 하나에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제동은 사용자가 인식할 수 없도록 1 내지 10 ms 동안에 이루어지는 것 을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회전단계에 이어서,
    상기 드럼의 진동량을 감지하는 감지단계; 및
    상기 감지된 드럼의 진동량이 미리 설정된 기준값 이하인 경우에 상기 드럼을 제2 회전속도로 가속하는 가속단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 감지단계에서 측정된 상기 드럼의 진동량이 미리 설정된 기준값 이상인 경우에는 상기 제1 회전단계를 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  7. 볼 밸런서를 구비하는 세탁장치의 탈수코스에 있어서,
    드럼을 제1 속도로 회전시키면서 동시에 상기 드럼을 복수회 제동시키는 제1회전단계;
    상기 드럼을 제2 회전속도로 회전시키면서 동시에 상기 드럼을 복수회 제동시키는 제2 회전단계를 포함하며,
    상기 볼 밸런서의 볼이 세탁대상물의 반대편에 머무르게 하기 위하여, 상기 제2 회전단계에서 상기 드럼의 제2 회전속도를 반복적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 드럼의 제동은 발전제동, 회생제동 및 역상제동 중에 어느 하나에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
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