KR102327840B1 - 세탁기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 능동적으로 이동 가능한 밸런서가 구비된 세탁기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 세탁기는, 터브와, 드럼과, 드럼의 원주를 따라 이동하여 드럼의 회전시 포의 편중에 의하여 발생되는 언밸런스를 감소하는 밸런싱유닛과, 밸런싱유닛에 무선으로 전력을 전송하는 송신코일을 포함하고, 밸런싱유닛은, 송신코일이 형성한 자기장으로부터 전력을 발생하는 수신코일과, 송신코일을 지나갈 때 송신코일이 형성한 자기장을 감지하여 위치신호를 생성하는 위치감지부를 포함하여, 밸런싱유닛의 위치를 판단할 수 있다.

Description

세탁기 및 그 제어방법 {Washing machine and Controlling method therefor}
본 발명은 세탁기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보다 상세하게는 능동적으로 이동 가능한 밸런서가 구비된 세탁기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 세탁기는 물과 세제 및 기계적인 작용을 이용하여 의복, 침구 등(이하, ‘포’라 칭함)에 묻은 오염을 떼어 내도록 세탁, 헹굼, 탈수 등의 과정을 통해 세정하는 장치이다.
세탁기는 드럼에 수용된 포가 편중되어 발생되는 언밸런스(unbalance)를 감소시키는 밸런서가 구비된다. 이러한 세탁기용 밸런서는 볼 밸런서나 액체 밸런서가 이용되었으며 볼 밸런서나 액체 밸런서는 드럼의 회전에 따라 수동적으로 이동하므로 볼 밸런서나 액체 밸런서가 포의 무게 중심과 반대측으로 이동하여 언밸런스가 감소할 때까지 드럼을 계속하여 회전하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 밸런서를 능동적으로 이동하는 방안이 제시되고 있다.
능동적으로 이동가능한 밸런서는 포의 무게 중심과 반대측으로 이동하도록 제어된다. 밸런서의 제어를 위하여 밸런서의 위치를 파악하는 것이 필요하나, 밸런서는 드럼의 회전시 드럼과 함께 회전하여 위치를 파악하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 능동적으로 이동가능한 밸런서의 위치를 파악할 수 있는 세탁기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 세탁기는, 터브와, 드럼과, 드럼의 원주를 따라 이동하여 드럼의 회전시 포의 편중에 의하여 발생되는 언밸런스를 감소하는 밸런싱유닛과, 밸런싱유닛에 무선으로 전력을 전송하는 송신코일을 포함하고, 밸런싱유닛은, 송신코일이 형성한 자기장으로부터 전력을 발생하는 수신코일과, 송신코일을 지나갈 때 송신코일이 형성한 자기장을 감지하여 위치신호를 생성하는 위치감지부를 포함하여, 밸런싱유닛의 위치를 판단할 수 있다.
밸런싱유닛은, 위치감지부가 생성한 위치신호를 송신하는 수신통신부를 포함할 수 있다.
세탁기는. 수신통신부가 송신한 위치신호를 수신하는 송신통신부와, 회전력을 발생하여 드럼을 회전하는 드럼모터와, 드럼모터에 구비되어 드럼모터의 회전각을 검출하는 홀센서와, 송신통신부가 수신한 위치신호와 홀센서가 검출한 드럼모터의 회전각으로부터 밸런싱유닛의 위치를 판단하는 송신컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
밸런싱유닛은 복수로 구비되어 제 1 밸런싱유닛 및 제 2 밸런싱유닛을 포함하고, 홀센서는 설정된 단위각마다 펄스신호를 발생하고, 송신컨트롤러는 제 1 밸런싱유닛으로부터 생성된 위치신호가 수신된 후 제 2 밸런싱유닛으로부터 생성된 위치신호가 수신되기까지 홀센서에서 발생된 펄스신호의 개수를 세어 제 1 밸런싱유닛과 제 2 밸런싱유닛의 사이각을 연산할 수 있다.
위치감지부는, 송신코일이 형성한 자기장으로부터 기전력을 발생하는 원통형의 인덕터 소자와, 인덕터 소자가 발생한 기전력을 일정한 전압 크기로 맞추어 위치신호를 생성하는 제너다이오드 소자를 포함할 수 있다.
인덕터 소자는 원통형의 윗면이 송신코일이 형성하는 면을 향하도록 배치될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 세탁기의 제어방법은, 제 1 밸런싱유닛이 송신코일을 지나갈 때 생성된 위치신호를 수신하는 단계와, 드럼을 회전하는 드럼모터의 회전각을 검출하는 홀센서가 발생한 펄스신호를 세는 단계와, 제 2 밸런싱유닛이 송신코일을 지나갈 때 생성된 위치신호를 수신하는 단계와, 제 1 밸런싱유닛으로부터 생성된 위치신호가 수신된 후 제 2 밸런싱유닛으로부터 생성된 위치신호가 수신되기까지 세어진 펄스신호의 개수에 따라 제 1 밸런싱유닛과 제 2 밸런싱유닛의 사이각을 연산하는 단계를 포함하여, 제 1 밸런싱유닛 및 제 2 밸런싱유닛의 위치를 판단할 수 있다.
홀센서는 설정된 단위각마다 펄스신호를 발생하고, 제 1 밸런싱유닛과 제 2 밸런싱유닛의 사이각은 펄스신호의 개수와 단위각으로부터 연산할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 세탁기 및 그 제어방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　송신코일의 자기장을 감지하는 간단한 소자들의 회로를 구성하여 복수의 밸런싱유닛의 상대적 위치를 판단할 수 있는 장점이 있다.
둘째,　인덕터 소자를 적절히 배치하여 송신코일의 자기장을 정확하게 감지하는 장점도 있다.
셋째,　드럼모터의 회전각을 검출하는 홀센서를 이용하여 복수의 밸런싱유닛의 상대적 위치를 판단할 수 있는 장점도 있다.
넷째, 홀센서의 펄스신호와 인덕터 소자에서 발생된 위치신호를 이용하여 복수의 밸런싱유닛 간의 사이각을 연산할 수 있는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기에 대한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 터브에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 드럼에 대한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기에 대한 일부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기에 대한 일부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 밸런싱유닛에 대한 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기에 대한 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 위치감지부에 대한 회로도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 위치감지부에서 위치신호가 발생하는 것을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 제어방법에 대한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 밸런싱유닛의 위치를 판단하는 것을 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 세탁기 및 그 제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기에 대한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 터브에 대한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 드럼에 대한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기(100)는, 외관을 형성하는 캐비닛(111)과, 캐비닛(111) 내로 포가 출입하도록 캐비닛 일측을 개폐하는 도어(112)와, 캐비닛(111) 내부에 배치되며 캐비닛(111)에 의해 지지되며 세탁수가 수용되는 터브(122)와, 터브(122) 내부에 배치되며 포가 수용되어 회전 가능한 원통 형상의 드럼(124)과, 드럼(124)에 토크를 인가하여 회전시키는 드럼모터(113)와, 드럼(124)의 원주를 따라 이동하여 드럼(124)의 회전시 포의 편중에 의하여 발생되는 언밸런스를 감소하는 밸런싱유닛(300)과, 세제가 수용되는 세제박스(133)와, 사용자 입력을 받아 들이며 세탁기 상태를 표시하는 컨트롤 패널(114)을 포함한다.
캐비닛(111)은 포의 출입이 가능하도록 포출입홀(111a)이 형성된다. 캐비닛(111)에는 포출입홀(111a)의 개폐가 가능하도록 도어(112)가 회전 가능하게 결합된다. 캐비닛(111)에는 컨트롤패널(114)이 구비된다. 캐비닛(111)에는 세제박스(133)가 인출 가능하게 구비된다.
터브(122)는 캐비닛(111) 내부에 스프링(115) 및 댐퍼(117)에 의하여 완충 가능하게 배치된다. 터브(122)는 세탁수를 수용한다. 터브(122)는 드럼(124)의 외부에 드럼(124)를 감싸며 배치된다.
터브(122)는 양측이 개구된 원통 형상의 터브본체(122a)와, 터브본체(122a)의 전방에 배치되는 링 형상의 전면터브커버(122b)와, 터브본체(122a)의 후방에 배치되는 원판 형상의 후면터브커버(122c)를 포함한다. 이하, 전방은 도어(112) 측을 의미하고, 후방은 드럼모터(113)측을 의미한다. 전면터브커버(122b)에는 터브홀(122d)이 형성된다. 터브홀(122d)은 드럼(124) 내부로 포의 출입이 가능하도록 포출입홀(111a)가 연통되도록 형성된다.
드럼모터(113)는 후면터브커버(122c)에 구비되어 회전력을 발생한다. 드럼모터(113)는 회전축(116)과 연결되어 드럼(124)을 회전시킨다. 드럼모터(113)는 드럼(124)을 다양한 속도 또는 방향으로 회전시킬 수 있다. 드럼모터(113)는 코일이 권선된 고정자(113a)와, 코일과 전자기적 상호작용으로 회전하는 회전자(113b)를 포함한다.
고정자(113a)에는 권선된 다수개의 코일이 구비된다. 회전자(113b)에는 코일과 전자기적 상호작용을 하는 다수개의 마그넷이 구비된다. 코일과 마그넷의 전자기적 상호작용에 의하여 회전자(113b)는 회전하며, 회전자(113b)의 회전력은 드럼(124)에 전달되어 드럼(124)을 회전시킨다.
드럼모터(113)에는 회전자(113b)의 회전각을 검출하는 홀센서(113c)가 구비된다. 홀센서(113c)는 회전자(113b)가 설정된 단위각만큼 회전할 때마다 펄스신호를 발생한다. 홀센서(113c)에서 발생된 펄스신호를 통하여 회전자(113b)의 속도 및 위치를 추정한다.
회전축(116)은 드럼모터(113)와 드럼(124)을 연결한다. 회전축(116)은 드럼모터(113)의 회전력을 드럼(124)에 전달하여 드럼(124)을 회전시킨다. 회전축(116)의 일단은 드럼(124) 후방의 회전중심에 결합되며, 타단은 드럼모터(113)의 회전자(113b)와 연결된다.
드럼(124)은 포가 수용되어 회전한다. 드럼(124)은 터브(122) 내부에 배치된다. 드럼(124)은 회전 가능한 원통 형상으로 형성된다. 드럼(124)은 세탁수가 통과되도록 복수의 통공이 형성된다. 드럼(124)은 드럼모터(113)의 회전력을 전달받아 회전한다.
드럼(124)의 전방에는 드럼홀(124a)이 형성된다. 드럼홀(124a)은 드럼(124) 내부로 포의 출입이 가능하도록 포출입홀(111a) 및 터브홀(122d)과 연통되도록 형성된다. 드럼(124)의 전방 및/또는 후방 테두리에는 가이드레일(125)이 결합된다. 본 실시예에서 가이드레일(125)은 드럼(124)의 전방 테두리에 구비된다.
개스킷(128)은 터브(122)와 캐비닛(111) 사이를 밀봉한다. 개스킷(128)은 터브(122)의 입구와 포출입홀(111a) 사이에 배치된다. 개스킷(128)은 드럼(124)의 회전시 도어(112)로 전달되는 충격을 완화하는 동시에 터브(122) 내의 세탁수가 외부로 누수되는 것을 방지한다. 개스킷(128)에는 드럼(124) 내로 세탁수를 분사하는 순환노즐(127)이 구비될 수 있다.
세제박스(133)는 세탁 세제, 섬유 유연제 또는 표백제 등의 세제가 수용된다. 세제박스(133)는 캐비닛(111)의 전면에 인출 가능하게 구비되는 것이 바람직하다. 세제박스(133) 내의 세제는 세탁수 공급시 세탁수와 혼합되어 터브(122) 내로 유입된다.
캐비닛(111) 내부에는 외부 수원으로부터 세탁수의 유입을 조절하는 급수밸브(131)와, 급수밸브에 유입된 세탁수가 세제박스(133)로 흐르는 급수유로(132)와, 세제박스(133)에서 세제가 혼합된 세탁수가 터브(122) 내로 유입하는 급수관(134)이 구비되는 것이 바람직하다.
캐비닛(111) 내부에는 터브(122) 내의 세탁수가 유출되는 배수관(135)과, 터브 내의 세탁수를 유출시키는 펌프(136)와, 세탁수를 순환시키는 순환유로(137)와, 세탁수가 드럼(124) 내로 유입하는 순환노즐(127)과, 세탁수가 외부로 배수되는 배수유로(138)가 구비되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라 펌프(136)는 순환 펌프와 배수 펌프로 구비되어 각각 순환유로(137)와 배수유로(138)로 연결될 수 있다.
복수의 밸런싱유닛(300)은 드럼(124)의 가이드레일(125)을 따라 이동하여 드럼(124)의 무게 중심을 변화시킨다. 이 때, 드럼(124)의 무게 중심이란 드럼(124) 자체의 무게 중심을 의미하는 것이 아니라, 드럼(124)과, 드럼(124)의 회전시 드럼(124)과 함께 회전하는 드럼(124)에 수용된 포, 가이드레일(125), 복수의 밸런싱유닛(300) 및 기타 드럼(124)에 부착된 구성요소를 포함하는 물체들의 공통 무게 중심을 의미한다.
복수의 밸런싱유닛(300)은 드럼(124) 전방의 원주를 따라 이동하여 포가 편중된 경우 드럼(124)의 무게 중심을 조정한다. 포가 편중되어 드럼(124)이 회전하는 경우, 드럼(124)의 회전축(116)(회전중심) 자체의 기하학적 중심과 실제 드럼(124)의 무게 중심이 불일치를 하는 언밸런스(unbalance)에 의한 진동과 소음이 발생한다. 복수의 밸런싱유닛(300)은 드럼(124)의 무게 중심이 회전축(116)에 근접하도록 하여 드럼(124)의 언밸런스를 감소시킨다. 본 실시예에서 복수의 밸런싱유닛(300)은 제 1 밸런싱유닛(300a)과 제 2 밸런싱유닛(300b)으로 2개가 구비된다.
복수의 밸런싱유닛(300)은 가이드레일(125)을 따라 능동적으로 이동한다. 능동적 이동이란 자체 동력에 의하여 복수의 밸런싱유닛(300)이 가이드레일(125)을 따라 이동하는 것을 의미한다.
가이드레일(125)은 복수의 밸런싱유닛(300)이 이동하는 통로이다. 가이드레일(125)은 링 형상으로 형성되어 드럼(124)의 전단 테두리에 결합된다.
전면터브커버(122b) 및/또는 후면터브커버(122c)에는 복수의 밸런싱유닛(300)에 무선으로 전력을 전송하는 송신코일(240)이 배치된다. 본 실시예에서 송신코일(240)은 전면커브커버(122b)에 배치된다. 송신코일(240)은 가이드레일(125)에 대향되는 위치에 배치된다. 송신코일(240)은 자기장을 형성하는 코일로서 복수의 밸런싱유닛(300)에 무선으로 전력을 전송한다.
컨트롤패널(114)에는 사용자를 통해 세탁 코스 선택이나, 각 행정별 동작 시간 및 예약 등의 각종 동작 명령을 입력 받는 입력부(미도시)와, 세탁기(100)의 동작 상태를 표시하는 표시부(미도시)가 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기에 대한 일부 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기에 대한 일부 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 밸런싱유닛에 대한 분해사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 밸런싱유닛(300)은, 송신코일(240)이 형성한 자기장으로부터 전력을 발생하는 수신코일(310)과, 수신코일(310)이 발생한 전력으로 동력을 발생하는 구동부(330)와, 구동부(330)로부터 동력을 전달받아 회전하는 피니언기어(340)와, 구동부(330) 및 피니언기어(340)가 구비되는 상부프레임(350)과, 상부프레임(350)과 슬라이딩 결합되는 하부프레임(370)과, 상부프레임(350) 및 하부프레임(370) 사이에 구비되는 탄성체(390)와, 전자소자들이 구비되는 전장부(320)를 포함한다.
수신코일(310)은 송신코일(240)이 형성한 자기장으로부터 전력을 발생한다. 수신코일(310)은 송신코일(240)과 대향될 수 있도록 상부프레임(350)의 터브(122)를 향한 면에 배치된다. 수신코일(310)에 자기장으로부터 전력을 발생하는 코일로 형성된다.
구동부(330)는 외부로부터 공급되어 송신코일(240) 및 수신코일(310)를 통하여 무선으로 전송된 전력으로 동력을 발생한다. 구동부(330)는 회전력을 발생하는 모터인 것이 바람직하다. 구동부(330)는 피니언기어(340)를 회전한다. 구동부(330)가 모터인 경우 모터와 피니언기어(340) 사이에 웜기어(미도시)가 배치되어 웜기어가 피니언기어(340)를 회전한다. 구동부(330)는 상부프레임(350)에 배치되는 것이 바람직하다.
피니언기어(340)는 구동부(330)로부터 동력을 전달받아 회전한다. 가이드레일(125)의 내경면에는 랙기어(125a)가 배치되고, 피니언기어(340)는 랙기어(125a)와 맞물린다.
랙기어(125a)는 가이드레일(125)의 내경면을 따라 형성된다. 가이드레일(125)의 단면은 사각형으로 형성되며, 가이드레일(125)의 내경면은 가이드레일(125)의 내측면 중 드럼(124)의 회전중심에 가까운 면을 의미한다.
피니언기어(340)는 랙기어(125a)와 맞물려 회전하여 밸런싱유닛(300)을 능동적으로 이동시킨다. 피니언기어(340)는 랙기어(125a)와 맞물려 밸런싱유닛(300)이 자중 또는 드럼(124)의 회전에 따라 자유롭게 이동되는 것이 방지된다.
상부프레임(350)은 밸런싱유닛(300)의 골격을 형성한다. 상부프레임(350)은 가이드레일(125)의 내경면 측에 배치된다. 상부프레임(350)은 가이드레일(125)을 따라 이동할 수 있도록 측면이 호 형상으로 형성된다.
상부프레임(350)에는 구동부(330), 피니언기어(340), 전장부(320), 상부롤러(360), 수신코일(310)이 구비된다. 상부프레임(350)은 하부프레임(370)과 결합되며, 하부프레임(370)과의 사이에 탄성체(390)가 구비된다.
전장부(320)는 전자소자들이 구비되는 것으로서, 수신코일(310)에서 발생된 전력으로부터 구동부(330)를 구동하기 위한 각종 전자소자들이 구비된다.
전장부(320)에는 송신코일(240)이 형성한 자기장으로부터 기전력을 발생하는 인덕터 소자(322a)가 구비된다. 인덕터 소자(322a)는 래디얼 타입(radial type) 인덕터 소자로서 원통형으로 형성된다.
상부롤러(360)는 회전 가능하도록 상부프레임(350)에 구비된다. 상부롤러(360)는 가이드레일(125)의 내경면에 밀착되어 구를 수 있다. 상부롤러(360)는 상부프레임(350)이 가이드레일(125)의 내경면에 직접 닿지 않도록 한다. 상부롤러(360)는 피니언기어(340)가 랙기어(125a)와 맞물릴 때 탄성체(390)에 의한 탄성력이 피니언기어(340)에 집중되지 않도록 한다. 상부롤러(360)는 복수로 구비되는 것이 바람직하다.
하부프레임(370)은 밸런싱유닛(300)의 하부 골격을 형성한다. 하부프레임(370)은 가이드레일(125)의 외경면 측에 배치된다. 가이드레일(125)의 외경면은 가이드레일(125)의 내측면 내경면에 대향되는 면을 의미한다. 하부프레임(370)은 가이드레일(125)을 따라 이동할 수 있도록 측면이 호 형상으로 형성된다. 하부프레임(370)에는 하부롤러(380)가 구비된다.
하부롤러(380)는 회전 가능하도록 하부프레임(370)에 구비된다. 하부롤러(380)는 가이드레일(125)의 외경면에 밀착되어 구른다. 하부롤러(380)는 하부프레임(370)이 가이드레일(125)의 외경면에 직접 닿지 않도록 한다. 하부롤러(380)는 복수로 구비되는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기에 대한 블럭도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 위치감지부에 대한 회로도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 위치감지부에서 위치신호가 발생하는 것을 예시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기는, 외부전원과 연결되어 전력을 공급하는 전원공급부(210)와, 자기장을 형성하여 밸런싱유닛(300)에 무선으로 전력을 전송하는 상술한 송신코일(240)과, 전원공급부(210)로부터 공급된 직류입력을 교류파형(AC waveform)으로 변환하여 송신코일(240)에 인가하는 인버터(230)와, 밸런싱유닛(300)에서 송신된 위치신호를 수신하는 송신통신부(250)와, 인버터(230)를 제어하며 송신통신부(250)가 수신한 위치신호와 홀센서(113c)가 검출한 드럼모터(113)의 회전각으로부터 제 1 밸런싱유닛(300a) 및 제 2 밸런싱유닛(300b)의 위치를 판단하는 송신컨트롤러(220)를 포함한다.
전원공급부(210)는 외부전원에서 공급되는 교류인 상용전원을 직류로 변환하여 인버터(230)에 전력을 공급한다. 전원공급부(210)는 캐비닛(111) 내부 또는 컨트롤패널(114)에 구비되는 것이 바람직하다. 전원공급부(210)에서 변환되어 공급되는 전력은 드럼모터(113)에도 공급될 수 있다.
인버터(230)는 직류를 교류로 변환하는 스위칭 소자를 포함한다. 스위칭 소자의 구동주파수는 송신컨트롤러(220)에 의하여 설정된다. 인버터(230)가 변환한 교류는 송신코일(240)을 구동하여 송신코일(240)에 자기장이 형성된다.
송신코일(240)은 상술한 바와 같이 터브(122)에 배치되어 자기장을 형성한다. 송신코일(240)은 송신커패시터(미도시)와 연결되어 공진회로를 구성한다. 인버터(230)가 변환한 교류가 송신코일(240)에 흐르면 전류의 변화에 따라 송신코일(240)에 자기장이 형성된다.
송신통신부(250)는 후술할 수신통신부(324)와 통신한다. 송신통신부(250)와 수신통신부(324)는 RF(Radio Frequency) 또는 적외선으로 상호 통신하는 것이 바람직하다. 송신통신부(250)는 수신통신부(324)로부터 밸런싱유닛(300)의 위치신호를 수신한다. 송신통신부(250)는 수신통신부(324)에 밸런싱유닛(300)의 구동부(330)를 제어하는 제어신호를 송신한다.
송신컨트롤러(220)는 인버터(230)의 구동주파수를 제어하여 송신코일(240)이 구성하는 공진회로의 공진주파수를 제어한다. 송신컨트롤러(220)는 송신통신부(250)로부터 밸런싱유닛(300)의 위치신호를 전달받고 홀센서(113c)로부터 펄스신호를 전달받아 제 1 밸런싱유닛(300a) 및 제 2 밸런싱유닛(300b)의 위치를 판단한다. 제 1 밸런싱유닛(300a) 및 제 2 밸런싱유닛(300b)의 위치는, 드럼(124)의 회전에 따라 변하므로 제 1 밸런싱유닛(300a)과 제 2 밸런싱유닛(300b) 상호간의 상대적 위치이며, 본 실시예에서는 제 1 밸런싱유닛(300a)과 제 2 밸런싱유닛(300b)의 사이각이다. 본 실시예에서 송신컨트롤러(220)는 제 1 밸런싱유닛(300a) 및 제 2 밸런싱유닛(300b)의 위치신호와 홀센서(113c)의 펄스신호로부터 제 1 밸런싱유닛(300a)과 제 2 밸런싱유닛(300b)의 사이각을 연산한다. 이에 대한 자세한 설명은 도 10 및 도 11을 참조하여 후술한다.
송신컨트롤러(220)는 드럼(124)의 언밸런스 정도에 따라 밸런싱유닛(300)을 이동하기 위한 제어신호를 생성한다. 드럼(124)의 언밸런스 정도는 터브(122)의 진동을 감지하는 진동센서(미도시)를 통하여 측정하거나 홀센서(113c)를 통하여 측정된 드럼(124)의 회전속도의 변화를 통하여 연산할 수 있다. 송신컨트롤러(220)는 제 1 밸런싱유닛(300a) 및 제 2 밸런싱유닛(300b)이 설정된 사이각을 갖도록 이동하거나, 제 1 밸런싱유닛(300a) 및 제 2 밸런싱유닛(300b)을 동일한 회전 방향으로 이동하거나, 제 1 밸런싱유닛(300a) 및 제 2 밸런싱유닛(300b)을 서로 다른 회전 방향으로 이동하여 사이각을 변경한다.
송신컨트롤러(220)는 밸런싱유닛(300)의 구동부(330)를 제어하는 제어신호를 수신통신부(324)를 통하여 송신한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 밸런싱유닛(300)은, 송신코일(240)이 형성한 자기장으로부터 전력을 발생하는 상술한 수신코일(310)과, 수신코일(310)에서 발생된 전력을 교류에서 직류로 변환시키는 정류기(321)와, 송신코일(240)을 지나갈 때 송신코일(240)이 형성한 자기장을 감지하여 위치신호를 생성하는 위치감지부(322)와, 위치감지부(322)에서 생성된 위치신호를 수신통신부(324)에 전달하고 수신통신부(324)가 수신한 제어신호로 구동부(330)를 제어하는 수신컨트롤러(329)를 포함한다. 상술한 정류기(321), 위치감지부(322), 수신통신부(324) 및 수신컨트롤러(329)는 전장부(320)에 구비된다.
수신코일(310)은 상술한 바와 같이 송신코일(240)이 형성한 자기장으로부터 전력을 발생한다. 수신코일(310)은 수신커패시터(미도시)와 연결되어 공진회로를 구성한다. 밸런싱유닛(300)이 드럼(124)과 함께 회전할 때 수신코일(310)이 송신코일(240)을 지나가면 수신코일(310)은 송신코일(240)이 형성한 자기장을 수신하여 교류파형의 전력을 발생한다.
정류기(321)는 수신코일(310)에서 발생된 전력을 교류에서 직류로 변환한다. 정류기(321)는 정류된 전류를 평탄하고 안정적인 직류로 만드는 평활기를 포함한다.
구동부(330)는 정류기(321)에서 정류된 전력으로 동력을 발생하여 밸런싱유닛(300)을 이동시킨다. 정류기(321)에서 정류된 전력은 축전기(미도시)에 일시 저장된 후 구동부(330)로 인가될 수 있다.
위치감지부(322)는 송신코일(240)이 형성한 자기장을 감지하여 위치신호를 생성한다. 밸런싱유닛(300)이 드럼(124)과 함께 회전할 때 위치감지부(322)가 송신코일(240)을 지나가면 위치감지부(322)는 위치신호를 생성한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 위치감지부(322)는 송신코일(240)이 형성한 자기장으로부터 기전력을 발생하는 상술한 인덕터 소자(322a)와, 인덕터 소자(322a)가 발생한 기전력을 일정한 전압 크기로 맞추어 위치신호를 생성하는 제너다이오드 소자(322b)를 포함한다. 위치감지부(322)는 인덕터 소자(322a)가 발생한 기전력을 정류하기 위한 다이오드 및 커패시터를 더 포함할 수 있다.
인덕터 소자(322a)는 원통형의 윗면이 송신코일(240)이 형성하는 면과 평행하도록 배치되되 윗면이 송신코일(240)이 형성하는 면을 향하도록 배치된다. 인덕터 소자(322a)는 드럼(124)의 회전에 따라 송신코일(240) 위로 진입하면 기전력이 발생하고 송신코일(240) 위로부터 이탈하면 기전력이 발생되지 않는다. 제너다이오드 소자(322b)는 인덕터 소자(322a)의 진입으로부터 이탈될 때까지 발생된 기전력을 일정한 전압 크기로 맞추어 위치신호를 생성한다.
수신통신부(324)는 송신통신부(250)와 통신한다. 수신통신부(324)는 송신통신부(250)에 밸런싱유닛(300)의 위치신호를 송신한다. 수신통신부(324)는 송신통신부(250)로부터 밸런싱유닛(300)의 구동부(330)를 제어하는 제어신호를 수신한다. 수신통신부(324)는 위치신호에 식별정보를 포함하여 송신하는 것이 바람직하다.
수신컨트롤러(329)는 정류기(321)를 제어하여 정류기(321)에서 출력되는 전압을 조절한다. 수신컨트롤러(329)는 수신통신부(324)로부터 제어신호를 전달받아 구동부(330)를 제어한다.
수신컨트롤러(329)는 위치감지부(322)에서 생성된 위치신호를 전달받아 수신통신부(324)를 통하여 송신통신부(250)에 송신한다. 수신컨트롤러(329)는 위치감지부(322)에서 생성된 위치신호에 식별정보를 포함하여 수신통신부(324)에 전달하는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 밸런싱유닛(300a)의 수신컨트롤러(329)는 위치신호에 제 1 밸런싱유닛(300a)의 위치신호임을 나타내는 식별정보를 포함하여 수신통신부(324)를 통하여 송신하고, 제 2 밸런싱유닛(300b)의 수신컨트롤러(329)는 위치신호에 제 2 밸런싱유닛(300b)의 위치신호임을 나타내는 식별정보를 포함하여 수신통신부(324)를 통하여 송신한다.
수신컨트롤러(329)는 구동부(330)의 동작시 위치감지부(322)에서 생성된 위치신호를 수신통신부(324)를 통하여 송신하지 않는다. 송신컨트롤러(220)가 판단하는 밸런싱유닛(300)의 위치는 상대적인 위치이므로 밸런싱유닛(300)의 이동시 수신컨트롤러(329)는 위치신호를 송신하지 않도록 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 제어방법에 대한 순서도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 밸런싱유닛의 위치를 판단하는 것을 나타내는 도면이다.
송신컨트롤러(220)는 송신통신부(250)를 통하여 제 1 밸런싱유닛(300a)의 위치신호를 수신한다(S11). 드럼(124)의 회전시 제 1 밸런싱유닛(300a)의 위치감지부(322)는 송신코일(240)을 지나갈 때 위치신호를 생성하여 수신컨트롤러(329)에 전달한다. 수신컨트롤러(329)는 위치감지부(322)에서 생성된 위치신호를 수신통신부(324)를 통하여 송신한다. 송신통신부(250)는 제 1 밸런싱유닛(300a)의 위치신호를 수신하여 송신컨트롤러(220)에 전달한다.
송신컨트롤러(220)는 홀센서(113c)에서 발생된 펄스신호의 개수를 카운트한다(S12). 홀센서(113c)는 회전자(113b)가 설정된 단위각(P)만큼 회전할 때마다 펄스신호를 발생한다. 홀센서(113c)는 발생된 펄스신호를 수신컨트롤러(329)에 전달하고 송신컨트롤러(220)는 제 1 밸런싱유닛(300a)의 위치신호를 수신한 직후부터 전달받은 펄스신호의 개수를 센다.
송신컨트롤러(220)는 송신통신부(250)를 통하여 제 2 밸런싱유닛(300b)의 위치신호를 수신한다(S13). 드럼(124)의 회전시 제 2 밸런싱유닛(300b)의 위치감지부(322)는 송신코일(240)을 지나갈 때 위치신호를 생성하여 수신컨트롤러(329)에 전달한다. 수신컨트롤러(329)는 위치감지부(322)에서 생성된 위치신호를 수신통신부(324)를 통하여 송신한다. 송신통신부(250)는 제 2 밸런싱유닛(300b)의 위치신호를 수신하여 송신컨트롤러(220)에 전달한다.
송신컨트롤러(220)는 제 1 밸런싱유닛(300a)과 제 2 밸런싱유닛(300b)의 사이각(C)을 연산한다(S14). 송신컨트롤러(220)는 제 1 밸런싱유닛(300a)의 위치신호가 수신된 후 제 2 밸런싱유닛(300b)의 위치신호가 수신되기까지 세어진 펄스신호의 개수(S)에 따라 제 1 밸런싱유닛(300a)과 제 2 밸런싱유닛(300b)의 사이각(C)을 연산한다.
단위각(P)과 사이각(C)의 단위가 도(degree)인 경우, 제 1 밸런싱유닛(300a)과 제 2 밸런싱유닛(300b)의 사이각(C)은 다음과 같이 연산된다.
C = (S % (360/P)) * P (%는 나머지 연산자를 의미함)
송신컨트롤러(220)는 제 1 밸런싱유닛(300a)과 제 2 밸런싱유닛(300b)의 사이각(C)을 연산하여 제 1 밸런싱유닛(300a)과 제 2 밸런싱유닛(300b)의 상대적 위치를 판단한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
111: 캐비닛 113: 드럼모터
113c: 홀센서 122: 터브
124: 드럼 125: 가이드레일
240: 송신코일 300: 밸런싱유닛
300a: 제 1 밸런싱유닛 300b: 제 2 밸런싱유닛
310: 수신코일 320: 전장부
322a: 인덕터 소자

Claims (8)

  1. 세탁수가 수용되는 터브;
    상기 터브 내부에 배치되며 포가 수용되며 회전 가능한 원통 형상의 드럼;
    상기 드럼의 원주를 따라 이동하여 상기 드럼의 회전시 상기 포의 편중에 의하여 발생되는 언밸런스를 감소하는 밸런싱유닛;
    상기 터브에 구비되며 자기장을 형성하여 상기 밸런싱유닛에 무선으로 전력을 전송하는 송신코일을 포함하고,
    상기 밸런싱유닛은,
    상기 송신코일이 형성한 자기장으로부터 전력을 발생하는 수신코일; 및
    상기 송신코일을 지나갈 때 상기 송신코일이 형성한 자기장을 감지하여 위치신호를 생성하는 위치감지부를 포함하고,
    상기 위치감지부는,
    상기 송신코일이 형성한 자기장에 기초하여 기전력을 발생하는 인덕터 소자; 및
    상기 인덕터 소자가 발생한 기전력에 대응하는 소정 전압 크기의 상기 위치신호를 생성하는 제너다이오드 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸런싱유닛은,
    상기 위치감지부가 생성한 상기 위치신호를 송신하는 수신통신부를 더 포함하는 세탁기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신통신부가 송신한 상기 위치신호를 수신하는 송신통신부;
    회전력을 발생하여 상기 드럼을 회전하는 드럼모터;
    상기 드럼모터에 구비되어 상기 드럼모터의 회전각을 검출하는 홀센서; 및
    상기 송신통신부가 수신한 상기 위치신호와 상기 홀센서가 검출한 상기 드럼모터의 회전각으로부터 상기 밸런싱유닛의 위치를 판단하는 송신컨트롤러를 더 포함하는 세탁기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 밸런싱유닛은 복수로 구비되어 제 1 밸런싱유닛 및 제 2 밸런싱유닛을 포함하고,
    상기 홀센서는 설정된 단위각마다 펄스신호를 발생하고,
    상기 송신컨트롤러는 상기 제 1 밸런싱유닛으로부터 생성된 위치신호가 수신된 후 상기 제 2 밸런싱유닛으로부터 생성된 위치신호가 수신되기까지 상기 홀센서에서 발생된 펄스신호의 개수를 세어 상기 제 1 밸런싱유닛과 상기 제 2 밸런싱유닛의 사이각을 연산하는 세탁기.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 인덕터 소자는 원통형의 윗면이 상기 송신코일이 형성하는 면을 향하도록 배치되는 세탁기.
  7. 포가 수용된 드럼의 원주를 따라 이동하는 복수의 밸런싱유닛과, 상기 드럼을 회전시키는 드럼모터와, 상기 드럼모터의 회전각을 검출하여, 기 설정된 단위각마다 펄스신호를 생성하는 홀센서와, 세탁수가 수용되는 터브에 배치되고 자기장을 형성하여 상기 복수의 밸런싱유닛에 무선으로 전력을 전송하는 송신코일과, 컨트롤러를 포함하는 세탁기의 제어방법에 있어서,
    상기 복수의 밸런싱유닛 중 제 1 밸런싱유닛이, 상기 송신코일을 지나갈 때 위치신호를 생성하는 단계;
    상기 복수의 밸런싱유닛 중 제 2 밸런싱유닛이, 상기 송신코일을 지나갈 때 제2 위치신호를 생성하는 단계; 및
    상기 컨트롤러가, 상기 제 1 밸런싱유닛으로부터 상기 제1 위치신호가 수신된 시점부터 상기 제 2 밸런싱유닛으로부터 상기 위치신호가 수신된 시점까지의 시간 동안 상기 홀센서에서 생성된 상기 펄스신호의 개수에 기초하여, 상기 복수의 밸런싱유닛의 위치를 판단하는 단계를 포함하는 세탁기의 제어방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 밸런싱유닛의 위치를 판단하는 단계는,
    상기 컨트롤러가, 상기 홀센서에서 생성된 상기 펄스신호의 개수에 따라, 상기 제1 밸런싱유닛과 상기 제2 밸런싱유닛 간의 사이각을 연산하는 단계; 및
    상기 컨트롤러가, 상기 연산된 사이각에 따라, 상기 복수의 밸런싱유닛의 상대적 위치를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 제어방법.
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