KR19980073977A

KR19980073977A - 세탁기의 제동 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR19980073977A
Application number: KR1019970009587A
Authority: KR
Inventors: 김지현
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-03-20
Filing date: 1997-03-20
Publication date: 1998-11-05
Also published as: US5937467A; CN1195042A; CN1093580C; JP2935691B2; JPH10295983A; KR100240066B1

Abstract

본 발명은 세탁기 탈수조의 제동을 위해 기계적인 밴드 브레이크와 전기적인 브레이크를 동시에 또는 선택적으로 적용함으로써 세탁기의 제동 신뢰성 및 제동 효율을 향상시킬 수 있도록 한 세탁기의 제동 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 방법은, 세탁기의 구동모터 축과 탈수조의 중심축이 일직선상에 1축 구조로 형성되며, 상기 구동모터에 소정의 감속기어장치와 밴드 브레이크 조립체 및 클러치 조립체가 순차적으로 축설하여 된 세탁기의 제동방법에 있어서, 상기 세탁기의 탈수정지 조건시; 상기 세탁기의 도어가 열린 경우에는 상기 모터가 전기적으로 제동됨으로써 상기 세탁기의 탈수조가 제동되고, 상기 밴드 브레이크 조립체에 의해서도 상기 세탁기의 탈수조가 제동되며; 상기 세탁기의 도어가 닫혀있는 경우에는 상기 모터만이 전기적으로 제동됨으로써 상기 세탁기의 탈수조가 제동되도록 한 것을 특징으로 하며, 본 발명의 장치는, 세탁기의 구동모터 축과 탈수조의 중심축이 일직선상에 1축 구조로 형성되는 세탁기의 제동장치에 있어서, 상기 구동모터가 전기적으로 제동되도록 소정의 브레이크 파형을 순차적으로 발생하는 모터구동 제어수단을 구비하며, 상기 구동모터에는 감속기어 수단이 부가되고, 상기 감속기어 수단 상부에는 밴드 브레이크 수단 및 클러치 수단이 순차적으로 축설되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

세탁기의 제동 방법 및 그 장치

본 발명은 세탁기의 제동 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세탁기의 세탁조 및 탈수조의 제동을 위해 기계적인 밴드 브레이크와 전기적인 브레이크를 동시에 또는 선택적으로 적용함으로써 세탁기의 제동 신뢰성 및 제동 효율을 향상시킬 수 있도록 한 세탁기의 제동 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세탁조내에 세탁물과 함께 물과 세제를 넣고 물살을 일으켜 오염된 세탁물을 세척할 뿐만 아니라 젖은 세탁물을 탈수조에 담아 이를 회전시켜 원심 분리를 이용하여 탈수하는 장치이다. 이와 같은 세탁기는 그 구동방식에 있어서 벨트 구동형 세탁기와 직결형 세탁기로 대별되는데, 벨트 구동형 세탁기는 동력원인 구동모터의 구동력을 벨트와 샤프트를 통해 세탁조 및 탈수조에 동력을 전달하고 제동시에는 샤프트에 있는 밴드 브레이크를 이용하여 탈수조를 제동하는 것이며, 상기 직결형 세탁기는 상기 벨트 구동형 세탁기와 달리 벨트를 사용하지 않고 구동모터의 축이 세탁조 및 탈수조의 중심축과 일직선상에 배치되도록 하고 세탁조 및 탈수조를 구동모터가 직접 구동하도록 하며 제동시에는 구동모터의 전기적인 힘으로 탈수조의 회전이 멈추도록 하는 것이다.

상기한 벨트 구동형 세탁기는 그 특성상 구동모터의 회전축과 세탁조의 회전축이 어긋나 이로 인해 세탁기의 동작시 진동 등이 발생하지만, 세탁조 및 탈수조의 중심축과 구동모터의 축이 일직선상에 배치되는 직결형 세탁기는 축이 어긋남으로써 발생되는 진동 등의 문제가 발생하지 않게 되어 이의 채택이 늘어나고 있다.

그러나, 상기 직결형 세탁기는 세탁시 및 탈수시의 부하를 구동모터가 직접 구동하여야 하기 때문에 그 용량이 상기 부하에 상당할 정도로 대용량이어야 하는 문제가 있다. 이와 같이 대용량 구동모터를 채용하여야 하는 직결형 세탁기의 문제점을 해결하기 위해서, 소위 간접 직결형 세탁기라는 형태의 세탁기가 창안되었는데, 이는 세탁시의 직결 구동방식에서 소정의 감속 기어를 통해 세탁조를 구동함으로써 상기 감속 기어의 기어비 만큼 구동모터의 용량을 줄일 수 있도록 한 세탁기의 한 형태이다.

그런데, 상기와 같은 간접 직결형 세탁기에 있어서, 감속기어를 통해 모터의 용량을 줄일 수 있지만 모터의 용량이 작아짐에 따라 탈수시 전기적인 브레이크를 할 경우 세탁기의 안전규격에 해당하는 안전 제동시간내에 탈수조를 멈추게 할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 세탁기의 탈수 제동시 기계적인 밴드 브레이크와 전기적인 브레이크를 동시에 또는 선택적으로 적용함으로써 용량이 작은 세탁기 구동모터에 의해서도 탈수 제동을 효과적으로 할 수 있도록 한 간접 직결형 세탁기의 제동방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 세탁기 제동방법의 흐름도,

도 2는 본 발명에 따른 세탁기 제동장치의 개념도,

도 3은 본 발명에 적용되는 세탁기 구동모터의 구동제어 파형도,

도 4는 본 발명에 적용되는 세탁기 구동모터의 구동제어 회로도,

도 5는 본 발명에 적용되는 세탁기 구동모터의 단면 구성도,

도 6은 본 발명의 세탁기 제동장치의 상세 구성도.

＜도면의주요부분에사용된부호의설명＞

10 : 탈수조20 : 감속기어장치

30 : 밴드 브레이크 조립체40 : 클러치 조립체

50 : 스위치드 릴럭턴스 모터

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 간접 직결형 세탁기의 제동방법은,

세탁기의 구동모터 축과 탈수조의 중심축이 일직선상에 1축 구조로 형성되며, 상기 구동모터에 소정의 감속기어장치와 밴드 브레이크 조립체 및 클러치 조립체가 순차적으로 축설하여 된 세탁기의 제동방법에 있어서,

상기 세탁기의 탈수정지 조건시,

상기 세탁기의 도어가 열린 경우에는 상기 모터가 전기적으로 제동됨으로써 상기 세탁기의 탈수조가 제동되고, 상기 밴드 브레이크 조립체에 의해서도 상기 세탁기의 탈수조가 제동되며;

상기 세탁기의 도어가 닫혀있는 경우에는 상기 모터만이 전기적으로 제동됨으로써 상기 세탁기의 탈수조가 제동되도록 한 점에 그 특징이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 모터와 밴드 브레이크 조립체가 동시에 제동될 수 있으며, 또는 순차적으로 제동될 수도 있다.

그리고, 본 발명의 제동방법을 구현하는 간접 직렬형 세탁기의 제동 장치는,

세탁기의 구동모터 축과 탈수조의 중심축이 일직선상에 1축 구조로 형성되는 세탁기의 제동장치에 있어서,

상기 구동모터가 전기적으로 제동되도록 소정의 브레이크 파형을 순차적으로 발생하는 모터구동 제어수단을 구비하며,

상기 구동모터에는 감속기어 수단이 부가되고, 상기 감속기어 수단 상부에는 밴드 브레이크 수단 및 클러치 수단이 순차적으로 축설되어 있는 점에 그 특징이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 구동모터는 3상 스위치드 릴럭턴스 모터(Switched Reluctance Motor)이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 세탁기의 전원이 오프된 경우 밴드 브레이크 수단에 의해 상기 탈수조의 제동이 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 세탁기의 제동방법 및 그 장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 세탁기의 제동방법은, 세탁기의 탈수 제동시 기계적인 밴드 브레이크와 전기적인 브레이크를 동시에 또는 선택적으로 적용함으로써 용량이 작은 세탁기 구동모터에 의해서도 탈수 제동을 효과적으로 할 수 있도록 한 것으로서, 도 2의 개념도와 도 6의 상세도에 도시되어 있는 바와 같이 구동 모터(50)의 축(55)과 탈수조(10)의 축(15)은 일직선상에 1축 구조로 형성되며, 모터(50)는 그 상부에 감속기어장치(20)을 일체형으로 한 3상 스위치드 릴럭턴스 모터(Switched Reluctance Motor; 이하, SR모터라 칭한다)로 하며, 감속기어장치(20) 상부에는 밴드 브레이크 조립체(30) 및 클러치 조립체(40)가 차례로 축설된 구성에 의해 달성된다. 여기서, 미설명 도면 부호 35는 밴드 브레이크 조립체(50)의 브레이크 드럼이다.

즉, 도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 세탁기의 제동방법은, 먼저 세탁기의 탈수정지 시간인지 아닌지를 판단하고(단계 S10), 단계 S10에서 탈수정지 시간이라고 판단되면, 단계 S30에서 세탁기의 도어가 열렸는지를 판단하여 도어가 닫혔으면 구동 모터(50)만 제동시켜 탈수가 종료되도록 한다. 이와 같이 탈수정지 시간이 되고 도어가 닫힌 경우는, 세탁기 사용자가 탈수정지 시간이 되더라도 도어를 열지 않은 경우이기 때문에 탈수조(10)를 안전 시간내에 정지시킬 필요가 없다.

그리고, 탈수 정지시간이 되고 도어가 열린 경우는 구동 모터(50)를 제동시키고 동시에 밴드 브레이크 조립체(30)를 동작시켜 안전 제동시간내에 탈수조(10)가 정지되도록 한다(단계 S10,30,40). 이렇게 함으로써 탈수조(10)의 제동이 신속하게 이루어진다. 여기서, 구동 모터(50)의 제동과 밴드 브레이크 조립체(30)의 동작 순서는 동시에 일어나게 할 수도 있으며, 경우에 따라서는 그 어느 하나를 먼저 동작시키고 그 다음 나머지 하나를 동작시킬 수도 있다.

또한, 탈수 정지시간이 안되어 도어가 열린 경우는 세탁기 사용자를 보호하기 위해 안전 제동시간내에 탈수조(10)가 제동되도록 구동 모터(50)를 제동시키고 동시에 밴드 브레이크 조립체(30)를 동작시켜 탈수조(10)를 제동시킨다(단계 S10,20,40).

마지막으로, 탈수 정지시간이 안되고 도어도 열리지 않은 경우는 탈수가 진행중이므로 계속해서 탈수가 진행되도록 한다(단계 S10, 20).

도 2 내지 도 6을 참조하면서 본 발명의 세탁기의 제동장치의 구성 및 그 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 적용되는 SR모터(50)를 구동하기 위한 회로도이다. 본 발명의 SR모터(50)는 그 제조 원가가 저렴하여 간접 직결형 세탁기의 원가절감에 기여한다. 이는 SR모터(50)의 로터(60; 도 5)에 별도의 마그네트나 권선이 없기 때문이다. 물론, 본 발명의 모터(50)는 SR모터 이외에 전기적인 힘으로 세탁기의 탈수조(10)를 제동시킬 수 있는 무정류자 모터로 대체할 수 있다. 도 4의 모터 구동회로는 A, B, C의 3상 모터의 경우를 예로 하여 도시하였지만, 당업자에게 명백하듯이 2상이나 4상인 모터에도 적용될 수 있다.

도 4를 참조하면, SR모터(50)의 각 상(A,B,C; 도 5)은 이들을 구동하는 각각의 전계 효과 트랜지스터들(Q1..Q6)에 연결되며, 이 트랜지스터들의 게이트 단자는 제어 및 구동부(100)에 의해 제어된다. 그리고, 복수의 다이오드들(D1..D6) 각각은 트랜지스터들(Q1..Q6)의 턴-오프 시간에 모터(50)의 권선(A,B,C)에 흐르던 전류를 콘덴서(C1)에 궤환할 수 있도록 연결된다.

도 3은 SR모터(50)의 특성 임피턴스 파형(6)과 이러한 SR모터(50)에 정회전 힘을 가하는 모터링 신호(7) 및 회전을 억제하는 브레이킹 신호(8)를 나타낸다. 즉, 도 3에 있어서, 가 지점은 SR모터(50)의 고정자(70; 도 5)와 회전자(60; 도 5)가 일치되어 SR모터(50)의 인덕턴스가 가장 높을 경우이며, 모터링 신호(7)는 회전자(60)가 고정자(70)와 일치하기 전에 모터를 턴-온시키므로써 회전의 힘을 더 받게 하며, 브레이킹 신호(8)는 회전자(60)가 고정자(70)를 지난 후 모터를 턴-온을 함으로써 회전력을 방해하여 브레이크가 걸리도록 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 세탁기의 제동장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

도 4를 참조하면, 전원(Vdc)이 공급된 상태에서 트랜지스터(Q1,2)가 턴-온되면, SR모터(50)의 한 상(A)에 전류가 흐르게 된다. 이때, 턴-온 하는 시점은 만일 모터(50)의 회전력을 키우려는 모터링일 때는 도 3의 파형(7)과 같이 진행방향에 대하여 회전자(60)와 고정자(70)가 일치되는 지점, 즉 가지점 전에 모터 턴-온을 하며, 만일 브레이킹을 할 때면, 도 3의 파형(8)과 같이 회전자와 고정자가 일치한 지점, 즉 가를 지난 후 모터 턴-온을 하게 된다. 나머지 다른 상(B,C)도 각각 순서에 따라 턴-온 및 턴-오프를 함으로써 SR모터(50)는 회전 또는 정지를 하게 된다. 또한, 모터 턴-오프시에는 트랜지스터(Q1,2)를 턴-오프하게 되는데, 이때 권선(A)에 흐르던 전류는 다이오드(D1,2)를 통해 콘덴서(C1)로 궤환된다.

한편, 도 2 및 도 6을 참조하면, 이들은 각각 간접 직결형의 세탁기의 구조를 개념적으로, 그리고 상세하게 도시한 것으로서, 종래의 벨트 구동형 세탁기와 비교해서는 벨트가 없는 직결구조로 되어 있으며, 직결형 세탁기와 비교하면, 감속기어장치(20) 및 밴드 브레이크 조립체(30)가 추가된 구조이다. 감속기어장치(20)는 세탁시에 모터(50)의 회전을 감속하여 세탁조를 회전시키는데, 그 감속비는 대략 5;1 정도가 되어 직결형에 비해 회전수는 1/5로 감소하지만 토크를 5배로 늘릴 수 있기 때문에 종래의 직결형 세탁기에 비하여 훨씬 작은 용량의 모터(50)로 세탁조를 회전시킬 수 있다. 또한, 탈수시에는 감속기어장치(20)를 통하지 않고 바로 탈수조(10)에 회전력이 전달되도록 클러치(40)에 의해 클러칭된다. 이로써, 본 발명에 의한 세탁기의 제동장치는, 탈수조의 제동을 위해 기계적인 밴드 브레이크와 전기적인 브레이크를 동시에 또는 선택적으로 적용하여 세탁기의 탈수조 제동을 용량이 작은 모터에 의해서도 효과적으로 할 수 있게 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 세탁기의 제동방법 및 그 장치는, 탈수조의 제동을 위해 기계적인 밴드 브레이크와 전기적인 브레이크를 동시에 또는 선택적으로 적용함으로써 세탁기의 제동 신뢰성 및 제동 효율을 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Claims

세탁기의 구동모터 축과 탈수조의 중심축이 일직선상에 1축 구조로 형성되며, 상기 구동모터에 소정의 감속기어장치와 밴드 브레이크 조립체 및 클러치 조립체가 순차적으로 축설하여 된 세탁기의 제동방법에 있어서,

상기 세탁기의 탈수정지 조건시,

상기 세탁기의 도어가 열린 경우에는 상기 모터가 전기적으로 제동됨으로써 상기 세탁기의 탈수조가 제동되고, 상기 밴드 브레이크 조립체에 의해서도 상기 세탁기의 탈수조가 제동되며;

상기 세탁기의 도어가 닫혀있는 경우에는 상기 모터만이 전기적으로 제동됨으로써 상기 세탁기의 탈수조가 제동되도록 한 것을 특징으로 하는 세탁기의 제동방법.
제 1 항에 있어서, 상기 세탁기의 도어가 열린 경우, 상기 모터가 전기적으로 제동됨으로써 상기 세탁기의 탈수조가 제동되고, 상기 밴드 브레이크 조립체에 의해서도 상기 세탁기의 탈수조가 제동될 때, 상기 모터와 밴드 브레이크 조립체가 동시에 제동 동작을 하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 제동방법.
제 1 항에 있어서, 상기 세탁기의 도어가 열린 경우, 상기 모터가 전기적으로 제동됨으로써 상기 세탁기의 탈수조가 제동되고, 상기 밴드 브레이크 조립체에 의해서도 상기 세탁기의 탈수조가 제동될 때, 상기 모터와 밴드 브레이크 조립체중의 어느 하나가 먼저 제동 동작을 하고 그 다음 나머지 다른 하나가 제동 동작을 하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 제동방법.
세탁기의 구동모터 축과 탈수조의 중심축이 일직선상에 1축 구조로 형성되는 세탁기의 제동장치에 있어서,

상기 구동모터가 전기적으로 제동되도록 소정의 브레이크 파형을 순차적으로 발생하는 모터구동 제어수단을 구비하며,

상기 구동모터에는 감속기어 수단이 부가되고, 상기 감속기어 수단 상부에는 밴드 브레이크 수단 및 클러치 수단이 순차적으로 축설되어 있는 것을 특징으로 하는 세탁기의 제동장치.
제 4 항에 있어서, 상기 구동모터는 3상 스위치드 릴럭턴스 모터인 것을 특징으로 하는 세탁기의 제동장치.
제 4 항에 있어서, 상기 세탁기의 전원이 오프된 경우 상기 밴드 브레이크 수단에 의해 상기 탈수조의 제동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기의 제동장치.