KR20000063031A - 세탁기 및 회전 용기를 구비한 장치 - Google Patents

Abstract

외조(11)를 매달아 지지하는 현수봉(12)을 고정하고 있는 현수봉 받침 앤빌(24)에 압력 센서(1)를 설치한다. 압력 센서(1)는 외부 하중에 의한 신축이나 비틀림을 받으면 자기 특성이 크게 변화하는 자화 왜곡 소자의 주위에 코일을 권취한 구조를 갖고 있고, 그 코일의 인덕턴스에 따른 발진 주파수의 신호를 발생시킴으로써 압력 센서(1)가 받는 하중을 검지한다. 이 세탁기에서는 급수전에, 우선 압력 센서(1)의 출력에 기초하여 세탁 탈수조(13)에 수용된 세탁물의 양을 검지하고, 그에 따라 세탁 수위를 결정한다. 그 후, 급수 밸브를 개방하여 외조(11) 내에 급수를 개시하고, 압력 센서(1)의 출력에 기초하여 급수된 물의 중량을 검지하고, 이것을 수위로 환산하여 상기 세탁 수위에 이르면 급수를 정지한다. 압력 센서는 부하량 검지 기능과 수위 센서의 기능을 다한다.

Description

세탁기 및 회전 용기를 구비한 장치 {WASHING MACHINE AND APPARATUS HAVING A ROTARY CONTAINER}

본 발명은 세탁기 및 회전 용기를 구비한 장치에 관한 것이다.

세탁기에 있어서는 세탁 탈수조 내에 수용된 세탁물의 중량을 검지하는 부하량 검지 수단, 세탁 탈수조 내의 수위를 측정하는 수위 센서, 세탁물이 한 쪽으로 치우친 상태로 세탁 탈수조가 탈수 회전되었을 때 이상 진동을 검지하는 진동 검지 센서 등, 각종 센서와 검지 수단이 사용되고 있다.

예를 들어 종래의 부하량 검지 방법으로서는, 일본 특허 공개 소63-206283호 공보에 기재된 것이 공지되어 있다. 즉, 세탁 탈수조의 바닥부에 설치한 교반기를 회전 구동하는 모터를 소정 시간 온한 후에 오프시키고, 그 오프 직후부터 모터의 회전에 동기한 펄스 신호를 계수하고, 모터가 관성에 의한 회전을 정지하기까지의 펄스 신호의 계수치에 기초하여 부하량을 판정하고 있다. 부하량이 클수록 교반기는 빨리 정지하므로, 계수치가 작을수록 부하량이 크다고 판단할 수 있다. 그러나, 이와 같이 교반기의 회전을 이용한 부하량 검지 방법은 세탁물의 옷감 재질이나 옷감 상태에 따라서 검지값이 변동하므로, 정밀도를 향상시키는 것은 곤란하다. 또, 교반기와 세탁물이 강하게 스치므로, 옷감 손상을 일으키기 쉬운 문제도 있다.

한편, 간접적으로 부하량을 추정하는 것이 아니라, 세탁조에 수용된 세탁물의 중량을 직접적으로 측정하는 중량 센서를 이용하는 방법도 제안되어 있다. 예를 들어, 본 출원인이 일본 특허 공개 평5-84382호 공보에서 개시한 세탁기에서는 세탁조를 매달아 지지하는 현수봉에 스프링, 코일, 코어 등을 구비하여 구성되는 중량 센서를 설치하고 있다. 이 구성에서는 현수봉에 걸리는 하중이 변화하여 현수봉이 상하 이동하면, 위치가 고정된 코일의 내부에 삽입되는 코어의 길이가 변화하고, 그에 따라서 코일의 인덕턴스가 변화하도록 되어 있다.

그러나, 이와 같은 중량 센서를 설치한 세탁기에서는 세탁 탈수조의 진동을 흡수하도록 외조와 현수봉 사이에 배치된 진동 흡수용 코일 스프링과는 별도로 중량 센서의 스프링이 설치되므로, 어느 특정 현수봉에만 2종류의 코일 스프링이 배치되게 되어 제진 설계가 복잡해진다. 또, 중량 센서에 사용되는 스프링은 고유 진동수를 갖고 있으므로, 경우에 따라서는 중량 센서 자체가 외조 등의 진동을 증폭시켜 버릴 우려가 있다. 또, 이와 같은 중량 센서는 큰 형상을 갖고 있으므로, 세탁기의 기체 프레임 내에서 큰 공간를 점유하여 세탁기의 외형의 소형화 및 대용량화의 방해가 된다. 또, 스프링의 열화 등의 경시 변화에 수반하여 검지 정밀도가 저하된다.

또한, 다음과 같은 과제도 있다. 상기 중량 센서는 세탁 탈수조에 수용된 세탁물의 중량을 검지할 수 있을 뿐만 아니라, 외조내에 공급, 저장된 물의 중량을 측정하는 것도 구조적으로는 가능하다. 그러나, 부하량은 겨우 수 kg인 데 대하여 저장되는 물의 중량은 그 10배 이상이나 되어 현격하게 크다. 그에 따라, 물의 중량이 측정 가능하도록 넓은 검출 범위를 확보하기 위해 상기 중량 센서를 구성하면, 부하량의 검지 정밀도가 상당히 낮은 것으로 된다. 반대로, 부하량 검지에 충분한 정밀도를 확보하도록 상기 중량 센서를 구성하면, 물의 중량의 검지 범위를 커버할 수 없게 되어 버린다. 이와 같은 점으로부터, 상기 중량 센서를 이용하더라도 세탁물에 의한 부하량과 물의 중량의 양자를 측정하는 것은 곤란하다.

본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 주된 목적은 제진 설계나 세탁 탈수조의 회전에 영향을 주지 않고, 소형이면서 또한 정밀도가 높은 부하량 센서를 구비한 세탁기를 제공하는 데에 있다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 이 부하량 센서를 단순히 부하량의 검지 뿐만 아니라, 물의 중량 검지에도 이용하여 수위 센서의 기능도 겸할 수 있도록 하는 데에 있다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 탈수시의 세탁 탈수조와 외조의 진동도 정밀도 높게 검출하는 것이 가능한 센서를 갖춘 세탁기를 제공하는 데에 있다.

도1은 본 발명에 관한 세탁기에 이용되는 압력 센서의 일예를 도시한 종단면도.

도2는 압력 센서에 인가되는 외부 하중의 크기와 인덕턴스의 관계를 도시한 그래프.

도3은 실시예 1에 의한 세탁기의 구성을 도시한 측면 단면도.

도4는 실시예 1에 의한 세탁기의 요부의 전기계 구성도.

도5는 실시예 1의 세탁기에 있어서의 세탁 개시부터 세탁 행정 개시까지의 동작을 도시한 흐름도.

도6은 실시예 3에 의한 세탁기의 요부의 전기계 구성도.

도7은 실시예 2에 의한 세탁기의 구성을 도시한 측면 단면도.

도8은 도7 중 A부분의 확대도.

도9는 실시예 3의 세탁기에 있어서의 세탁 개시부터 세탁 행정 개시까지의 동작을 도시한 흐름도.

도10은 실시예 3의 세탁기에 있어서의 탈수 행정시의 동작을 도시한 흐름도.

도11은 실시예 4에 의한 세탁기의 요부의 전기계 구성도.

도12는 실시예 5에 의한 세탁기의 요부의 전기계 구성도.

도13은 실시예 6에 의한 세탁기의 구성을 도시한 측면 단면도.

도14는 돌기를 형성한 현수봉을 구비한 세탁기에 있어서 세탁 탈수조에 편심 하중을 배치한 상태로 탈수 동작을 행한 경우의 측정 전압치의 변화를 나타낸 그래프.

도15는 돌기를 형성하지 않은 현수봉을 구비한 세탁기에 있어서 세탁 탈수조에 편심 하중을 배치한 상태로 탈수 동작을 행한 경우의 측정 전압치의 변화를 나타낸 그래프.

도16은 실시예 7에 의한 세탁기의 구성을 도시한 측면 단면도.

도17은 도16중 B부분의 확대도.

도18은 실시예 7의 세탁기에 있어서의 세탁 운전시의 동작을 도시한 흐름도.

도19는 실시예 7의 세탁기에 있어서의 탈수 행정시의 동작을 도시한 흐름도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 압력 센서

5 : 수압부

10 : 기체 프레임

11 : 외조

12 : 현수봉

13 : 세탁 탈수조

14 : 교반기

16 : 모터

24 : 현수봉 받침 앤빌

30 : 제어부

31 : LC 발진기

32 : 주파수 검출부

33 : 조작부

34 : 급수 밸브

35 : 배수 밸브

40, 50 : 마이크로 컴퓨터

41, 51 : 직류 전원

42, 52 : 여진 회로

43 : 정전류 회로

45, 53 : 전류 검출 회로

47 : 진폭 검출 회로

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 세탁기에서는 외력을 받으면 그 외력의 속도나 크기에 따라서 자기 특성이 변화하는 자화 왜곡 소자를 이용한 압력 센서를 사용한다. 이러한 종류의 압력 센서에 대해서는, 예를 들어 일본 실용신안 공개 평1-105834호의 마이크로 필름에 개시되어 있다.

즉, 본 발명에 관한 세탁기는, 외형을 이루는 기체 프레임과, 기체 프레임의 내부에 현수하여 지지된 외조와, 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 설치된 세탁 탈수조를 구비한 세탁기에 있어서, 세탁 탈수조 내에 수용된 세탁물에 의한 부하량과 급수된 물의 중량에 의한 외력을 받는 부위에 설치되고, 자화 왜곡 소자 및, 상기 외력에 의해 발생하는 상기 자화 왜곡 소자의 자기 특성의 변화를 검출하도록 상기 자화 왜곡 소자에 근접하여 배치된 코일을 포함하는 압력 센서와, 상기 압력 센서의 코일의 출력에 기초하여 상기 부하량 및 물의 중량을 측정하는 측정 수단과, 급수를 행하기 전에, 상기 측정 수단에 의해 부하량을 취득하여 상기 부하량에 따라서 급수해야 할 수량을 결정하고, 급수시에는 상기 측정 수단으로 물의 중량을 검지함으로써 상기 수량에 따른 급수를 행하는 운전 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

상기 압력 센서는 소형·경량이면서 또한 검지 범위가 넓은 특징을 갖는다. 따라서, 세탁기 내의 어떠한 부위에 부착해도 큰 공간를 점유하지 않으므로, 세탁기의 소형화 및 대용량화의 방해가 되지 않는다. 또, 스프링과 같은 가동 부재를 사용하지 않고 있으므로, 그 자체가 진동의 원인이 되는 일은 없으며, 가동 부재의 경시 열화에 따른 검지 정밀도의 저하도 없다.

또, 상기 압력 센서는 폭넓은 범위에 걸쳐서 외력(외부 하중)의 검지가 가능하고, 게다가 외력이 작을수록 검지 감도가 높다는 특성을 갖는다. 그로 인해, 특히 부하량과 물의 중량을 동일한 압력 센서로서 검지하는 데에 적합하다. 즉, 상기 구성에서는 급수전에, 우선 측정 수단에 의해 부하량을 높은 감도로서 검지하고, 또한 그 부하량보다도 훨씬 큰 물의 중량이 가산되었을 때 그 큰 중량도 정확하게 검지할 수 있다. 물의 중량은 외조내의 수위로 환산할 수 있으므로, 상기 압력 센서 및 측정 수단은 부하량 검지 기능 뿐만 아니라 수위 검지 기능도 다하게 되며, 종래에 압력 호스 등을 포함하여 구성되었던 수위 센서가 불필요해진다.

또, 상기 압력 센서를, 부하량이나 물의 중량에 의한 외력을 받는 동시에, 세탁 탈수조에 수용된 세탁물의 편재에 의한 편심 하중이나 그 편심 하중에 기인하는 진동에 의한 외력도 받을 수 있는 위치에 설치함으로써, 측정 수단은 그 압력 센서의 코일의 출력에 기초하여 부하량 및 물의 중량 뿐만 아니라, 편심 하중이나 그 편심 하중에 기인하는 진동도 측정할 수 있다.

또, 측정 수단은 압력 센서의 코일의 출력에 기초하여 편심 하중 및/또는 진동만을 측정하는 구성으로 해도 좋다.

본 발명의 세탁기에 있어서의 측정 수단의 일 실시 형태로서는, 자화 왜곡 소자의 자기 특성의 변화를 코일의 인덕턴스의 변화로서 검지하는 구성으로 할 수 있고, 구체적으로는 예를 들어 코일을 포함하는 LC 발진기에 있어서 발진 주파수의 변화로서 검출할 수 있다. 이와 같이 인덕턴스의 변화를 검지하는 경우에는, 인덕턴스는 그 코일의 감김수에 의존하고 있어, 감김수를 변경시키면 인덕턴스의 변화량이 변화한다. 따라서, 다른 복수의 코일을 절환 가능하게 구비한 구성으로 하면, 검지 대상에 따른 적절한 검지 감도를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 상술한 바와 같이 부하량과 물의 중량을 동일한 압력 센서에 의해 검지하는 경우, 부하량은 높은 감도로 검지하고, 물의 중량은 감도를 떨어뜨려 검지하는 구성으로 할 수 있다.

본 발명에 관한 세탁기에서는, 압력 센서는 세탁기 내의 여러 부위에 설치할 수 있지만, 예를 들어 세탁 탈수조를 내장한 외조를 매달아 지지하는 현수봉을 받치는 현수봉 피봇부, 혹은 해당 세탁기를 바닥면에 대하여 다리를 세워 지지하는 다리부에 설치하도록 할 수 있다. 이들 각 부위는 부하량이나 물의 중량에 의한 외력을 직접적으로 받는 부분이므로, 특히 부하량이나 물의 중량을 검지하는 데에 적합하다.

또한, 일반적으로 현수봉 피봇부는 복수 형성되어 있으므로, 그 복수의 현수봉 피봇부의 전체에 각각 압력 센서를 설치할 수 있다. 복수의 현수봉 피봇부는 하중을 각각 분산시켜 지지하고 있으므로, 그 전체에 압력 센서를 설치하여 그 검출치에 의해 하중을 구함으로써 높은 검지 정밀도를 달성할 수 있다.

또, 복수의 현수봉 피봇부의 전체에 압력 센서를 설치하는 것이 아니라 적어도 한 부위에 압력 센서를 설치하고, 상기 압력 센서로 얻어지는 검출치에 의해서 부하량, 물의 중량, 편심 하중 또는 진동을 추정하는 구성으로 해도 좋다. 이 구성에 따르면, 압력 센서의 갯수가 적어지게 되므로, 비용의 저감이 가능하다. 이와 같은 구성에서는 세탁 탈수조를 저속으로 회전시키면서 압력 센서에 의해 복수회의 검지를 실행하고, 그 검지값에 기초하여 부하량, 물의 중량, 편심 하중 또는 진동을 추정하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이 구성에 따르면, 압력 센서가 각 현수봉 피봇부에 설치되어 있지 않아도, 세탁물 분포 등의 하중의 치우침의 영향이 해소되어 높은 검지 정밀도를 달성할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 세탁기에 있어서, 편심 하중이나 진동만을 검지 대상으로 하는 경우에는 세탁, 헹굼 또는 탈수 동작시에 발생하는 진동이 큰 부위에 상기 압력 센서를 설치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어 기체 프레임의 진동을 외력으로 변환하여 상기 압력 센서에 의해 검지하도록, 상기 압력 센서를 상기 기체 프레임에 부착하는 구성으로 할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 세탁기는, 외형을 이루는 기체 프레임과, 기체 프레임의 내부에 현수하여 지지된 외조와, 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 설치된 세탁 탈수조를 구비한 세탁기에 있어서, 외조에 걸리는 하중과 상기 외조에 발생하는 진동에 의한 외력을 받는 부위에 설치되고, 자화 왜곡 소자 및, 상기 외력에 의해 발생하는 상기 자화 왜곡 소자의 자기 특성의 변화를 검출하도록 상기 자화 왜곡 소자에 근접하여 배치된 코일을 포함하는 압력 센서와, 상기 압력 센서의 코일의 출력에 기초하여 상기 하중 및 진동을 측정하는 측정 수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

이 측정 수단은 상기 하중을 측정하는 중량 측정 모드와, 상기 진동을 구하는 진동 측정 모드를 절환 가능하게 구비한 구성으로 할 수 있다. 이 구성에서는, 예를 들어 세탁 탈수조가 회전하고 있을 때는 측정 수단을 진동 측정 모드로 설정하고, 세탁 탈수조가 정지하고 있을 때는 측정 수단을 중량 측정 모드로 설정하도록 절환을 행하면 된다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 세탁 탈수조의 회전중에는 진동 측정 모드로 설정되어 이상 회전의 검지가 행해지고, 또 세탁 탈수조의 정지중에는, 특히 세탁 개시시에 있어서는 중량 측정 모드로 설정되어 부하량 검지가 행해진다.

또, 상기 세탁기에서는 상기 측정 수단으로 얻어지는 진동의 크기가 소정의 임계치보다 클 때 회전 이상이라고 판단하는 구성으로 할 수 있다. 즉, 세탁물의 편재 등에 의해 세탁 탈수조가 편심하여 회전하면, 그 편심 정도가 클수록 측정 수단으로 얻어지는 진동은 커진다. 이로써, 회전 이상이 검출된다.

그리고, 이 구성에서는 상기 측정 수단으로 얻어지는 하중의 크기에 기초하여, 상기 소정의 임계치를 설정하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 측정 수단으로 얻어지는 진동의 크기는 편심 정도가 동일해도 부하량에 따라서 변화하므로, 세탁 탈수조에 작용하는 하중에 따른 임계치를 설정함으로써 회전 이상이라고 판단해야 할 편심 정도의 편차가 경감된다.

또, 상기 측정 수단은 상기 외조에 작용하는 하중 및 진동을 동시에 측정하는 중량 진동 측정 모드를 구비한 구성으로 해도 좋다. 이 구성에서는, 우선 측정 수단으로 얻어지는 하중의 크기에 기초하여 소정의 임계치를 설정해 두고, 상기 측정 수단으로 얻어지는 진동의 크기가 상기 소정의 임계치보다도 클 때 회전 이상이라고 판단할 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 임계치를 결정하는 하중의 크기와 회전 이상 검지의 대상이 되는 진동의 크기를 동시에 취득할 수 있으므로, 시계열적인 하중의 변동에 영향을 받지 않고 회전 이상 검지의 임계치가 설정된다.

구체적으로는, 외조는 복수개의 현수봉으로 매달아 지지되고, 압력 센서는 상기 현수봉의 단부에 형성된 현수봉측 받침부로 일단부가 받쳐지고, 기체 프레임에 배치된 기체 프레임측 받침부로 타단부가 받쳐지는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 복수개의 현수봉 중 압력 센서가 배치된 현수봉은 외조측을 향해 돌출하는 돌기를 구비한 구성으로 할 수 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 세탁물의 편재에 의해 세탁 탈수조가 편심하여 회전하는 경우에는 외조가 기울어져서 현수봉의 돌기에 충돌한다. 이 충돌에 의한 충격이 현수봉을 거쳐서 압력 센서에 전달되어 회전 이상이 검출된다. 또, 외조의 주위면의 돌기가 충돌하는 부분의 두께를 외조의 다른 주위면보다 두껍게 형성해 두면, 외조와 현수봉의 돌기의 충돌에 의한 외조의 변형 및 열화가 저감된다.

또, 본 발명에 관한 세탁기에서는 세탁 운전 또는 헹굼 운전 중에 압력 센서에 의해 소정 이상의 진동을 검지한 경우, 수류를 약하게 하도록 교반기의 회전 속도를 저하시키는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 진동을 저하시키는 동시에 물이 세탁기의 주위로 비산되는 것도 회피할 수 있다. 또, 탈수 운전중에 압력 센서에 의해 소정 이상의 진동을 검지한 경우에는 세탁 탈수조 내의 세탁물의 재배치를 위한 불균형 수정 운전을 실행하는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에 따르면, 탈수시에 이상 진동이나 이상 소음이 발생하는 것을 확실하게 회피할 수 있다.

또, 본 발명은 세탁기 이외에도 널리 적용할 수 있다. 즉, 세탁기와 마찬가지로 수직축이나 수평축을 중심으로 회전 가능한 용기를 구비하고, 그 용기내에 물체를 수용하여 상기 용기를 회전 운동시키는 장치에 있어서, 상기 용기에 걸리는 부하 또는 회전 운동시에 발생하는 진동에 의한 외력을 받는 부위에, 자화 왜곡 소자를 이용한 압력 센서를 설치하는 구성으로 하면 된다. 구체적으로는, 회전 드럼을 구비한 건조기 등에 본 발명을 적용함으로써, 드럼내에 수용된 세탁물의 중량을 검지할 수 있는 동시에, 운전시의 진동을 검지하는 것으로 할 수 있다.

이하, 본 발명에 관한 세탁기의 복수의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

우선, 본 발명에 관한 세탁기에 이용되는 압력 센서에 대하여 도1 및 도2를 참조하여 설명한다.

도1은 이 압력 센서의 일예를 도시한 종단면도이다. 압력 센서(1)는 원기둥형의 초자화 왜곡 소자로 이루어지는 코어(2)와, 코어(2)의 주위면에 배치된 보빈(6)과, 보빈(6)을 따라서 감겨진 코일(3)과, 보빈(6)의 상면 및 하면에 배치된 고무로 된 탄성 링(7, 8)과, 코일(3)을 에워싸는 바닥이 있는 원통형의 케이스(4)와, 코어(2)의 일단부면에 밀착되어 케이스(4)의 개구 단부면으로부터 돌출하여 형성된 수압부(5)를 구비하여 구성된다. 수압부(5)는 외부를 향한 면, 즉 외부 하중을 받는 면이 구면형으로 형성되어 있고, 이로써 외부 하중을 한 점에서 받아 코어(2)의 단부면 전체에 대하여 일정하게 하중이 작용하도록 하고 있다.

코어(2)를 구성하는 초자화 왜곡 소자는 기계적인 압축, 신장, 비틀림 등의 외부 하중을 받아 변형되면, 그 힘의 속도나 크기에 따라서 자기 특성이 변화하는 소자이다. 즉, 압력 센서(1)에서는 예를 들어 도1에 도시한 바와 같이 수압부(5)로 외부 하중을 받고, 수압부(5)을 거쳐서 코어(2)의 상단부면에 압력이 가해지면 그 변형에 따라서 코일(3)의 자기 인덕턴스가 변화한다. 도2는 이 압력 센서(1)에 있어서의 외부 하중의 크기와 인덕턴스의 관계의 일예를 도시한 그래프이다. 도2로 명확해지는 바와 같이, 이 압력 센서(1)는 외부 하중이 작은 영역일수록 동일한 외부 하중 변화량에 대한 인덕턴스의 변화량이 큰, 즉 검지 감도가 높은 특성을 갖고 있다. 또, 동일한 초자화 왜곡 소자이면 코일의 감김수가 많을수록 인덕턴스는 커지므로, 그 특성을 나타내는 곡선의 기울기는 커진다.

〈실시예 1〉

이어서, 압력 센서(1)를 이용한 제1 실시예(이하「실시예 1」이라고 함)에 의한 세탁기를 상세하게 기술한다. 도3은 실시예 1의 세탁기의 구성을 도시한 측면 단면도이다. 세탁기의 기체 프레임(10)의 내부에는 외조(11)가 4개(도3중에서는 2개만 보이고 있음)의 현수봉(12)에 의해 현수하여 지지되어 있고, 외조(11)의 내부에는 주위벽에 다수의 탈수 구멍을 갖는 세탁 탈수조(13)가 주축(15)을 중심으로 회전 가능하게 피봇되어 있다. 세탁 탈수조(13)의 바닥부에는 세탁물을 교반하기 위한 교반기(14)가 배치되어 있고, 외조(11)의 하면에 부착된 모터(16)의 회전 동력은 모터 풀리(17), V벨트(18), 주 풀리(19) 및 동력 절환 기구(20)를 거쳐서 세탁 탈수조(13)와 교반기(14)에 전달된다.

현수봉(12)의 부착 구조에 대하여 더욱 상세하게 기술하면, 현수봉(12)의 하단부는 외조(11)의 바닥벽으로부터 외측으로 돌출한 부착편(21)을 관통하고, 그 선단부에는 압축 코일 스프링을 구비한 방진 부재(22)가 설치되어 있다. 그 코일 스프링의 상단부는 부착편(21)에 고착되어 있고, 외조(11)의 하중이 부착편(21)을 거쳐서 방진 부재(22)에 가해지면, 코일 스프링이 신축되어 외조(11)의 진동을 흡수한다. 한편, 현수봉(12)의 상단부는 기체 프레임(10)으로부터 내측으로 돌출한 부착편(23)에 고정된 현수봉 받침 앤빌(24)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 보유 지지되어 있고, 그 현수봉 받침 앤빌(24)에는 현수봉(12)에 걸리는 하중을 받도록 압력 센서(1)가 설치되어 있다. 압력 센서(1)는 4개의 현수봉(12)을 각각 지지하는 각 현수봉 받침 앤빌(24)에 1개씩 설치되어 있다. 4개의 현수봉 받침 앤빌(24)에는 각각 외조(11)의 하중이 분산되어 가해지므로, 4개의 압력 센서(1)는 각각 이 분산 하중을 외부 하중으로서 받는다.

도4는 이 세탁기의 요부의 전기계 구성도이다. 제어부(30)는 CPU 등을 포함하여 구성되어 있고, 조작부(33)로부터의 조작 신호를 받아 모터(16)의 동작, 급수 밸브(34) 및 배수 밸브(35)의 개폐 동작 등을 제어한다. 각 현수봉 받침 앤빌(24)에 설치된 4개의 압력 센서(1)의 코일(3)은 각각 별개의 LC 발진기(31)(도4에서는 1계통만 도시되어 있음)에 접속되고, LC 발진기(31)는 코일(3)의 인덕턴스(L1)와 도시하지 않은 콘덴서에 의한 공진 등에 의해서 인덕턴스(L1)에 따른 주파수를 갖는 발진을 발생시킨다. 주파수 검출부(32)는 그 발진 파형의 주파수를 검출하고, 그 검출 결과를 제어부(30)에 입력한다. 따라서, 제어부(30)에는 각 압력 센서(1)의 코일(3)의 인덕턴스에 따른 4계통의 검출 신호가 입력된다. 제어부(30)는 4개의 주파수 검출부(32)로부터 얻어지는 검출 신호를 가산 처리하거나 또는 다른 연산 처리를 행하여, 후술하는 바와 같이 부하량, 물의 중량, 편심 하중 등을 산출한다. 구체적으로는, 부하량이나 물의 중량을 검지할 때는, 각 검출치는 가산 처리된다. 따라서, 부하량이나 물의 중량만을 검지하는 것을 목적으로 하는 경우에는 4개의 압력 센서(1)의 코일(3)을 직렬로 접속함으로써 4개의 코일(3)의 인덕턴스를 가산하여, 유일한 LC 발진기로서 그 가산된 인덕턴스에 따른 주파수의 발진을 발생시키는 구성으로 해도 좋다.

도5는 이 세탁기의 제어 동작을 도시한 흐름도이다. 도5에 따라서, 본 실시예의 세탁기에 있어서의 세탁의 개시부터 세탁 운전 개시까지의 동작에 대하여 설명한다.

사용자가 세탁물을 세탁 탈수조(13)에 투입하고 조작부(33)에 의해 세탁의 개시를 지시하면, 제어부(30)는 우선 부하량의 검지 처리를 실행한다(단계 S1). 즉, 세탁물이 세탁 탈수조(13)에 투입되면, 그 세탁물의 중량의 정도만큼 현수봉(12)에 걸리는 중량이 증가하므로, 압력 센서(1)의 수압부(5)가 받는 외부 하중이 증가한다. 그러면, 인덕턴스(L1)가 변화하여, LC 발진기(31)에서의 발진 주파수가 변화한다. 제어부(30)는 주파수 검출부(32)로부터 그 발진 주파수를 판독하여, 예를 들어 주파수와 부하량의 관계를 나타낸 테이블을 참조하여 부하량을 산출한다. 이와 같은 테이블은 미리 실험적으로 조사하여 메모리에 격납해 둘 수 있다.

제어부(30)는 검지된 부하량에 따라서 세탁 수위나 수류의 강도를 결정하고(단계 S2), 급수 밸브(34)를 개방하여 외조(11)의 내부로 급수를 개시한다(단계 S3). 외조(11) 내에 물이 축적되면, 그 물의 중량에 의해서 압력 센서(1)의 수압부(5)에 걸리는 외부 하중은 더욱 증가한다. 제어부(30)는 주파수 검출부(32)로부터 판독한 발진 주파수가 상기 세탁 수위에 상당하는 물의 중량에 대응하는 주파수가 되었는지의 여부를 판정하고(단계 S4), 대응하는 주파수로 되었으면 급수 밸브(34)를 폐쇄하여 급수를 정지한다(단계 S5). 그리고, 상술한 바와 같이 결정된 수류에 대응한 회전 속도가 되도록 모터(16)를 회전 구동하고, 교반기(14)를 회전시켜 세탁을 개시한다(단계 S6).

이상과 같이, 이 세탁기에서는 압력 센서(1)를 이용하여 부하량의 검지를 행하는 동시에, 수량을 중량으로 환산하여 수위의 검지도 행하고 있으므로, 종래의 일반적인 세탁기에 탑재되어 있던 수위 센서는 불필요하다.

그런데, 통상 세탁물에 의한 부하량은 최대라도 7 내지 8 kg 정도이지만, 세탁 수위가 높은 경우에는 수량은 수십 리터로도 되므로, 물의 중량은 최대로 수십 kg이 되어 부하량보다도 훨씬 크고, 또한 그 필요 검지 범위도 넓다. 한편, 물의 중량의 검지 정밀도는 낮아도 좋은 데에 비해, 부하량의 검지 정밀도는 0.5 내지 1.0 kg 정도의 높은 것이 요구된다. 도2에 도시한 바와 같이, 이 압력 센서(1)는 외부 하중이 작을수록 검지 감도가 높아지는 특성을 갖고 있다. 즉, 부하량 검지시에는 높은 감도를 얻을 수 있고, 수위 검지시에는 검지 감도가 낮아지므로, 상술한 바와 같은 요구에 합치하고 있으며, 이 압력 센서(1)가 부하량 및 수위의 검지에 적합한 것임을 알 수 있다.

또, 상기 구성으로서 부하량 및 물의 중량을 검지하려면, LC 발진기(31)에서의 주파수의 변화 범위가 넓어져서 주파수 검출을 위한 회로가 복잡해질 우려가 있다. 반대로, 그 주파수의 변화 범위를 좁히려면, 검지 감도가 낮아져서 특히 부하량의 검지에 있어서 충분한 감도를 확보하지 못할 우려가 있다. 그래서, 다음과 같이 하면, 충분한 검지 감도를 확보하면서 주파수의 변화 범위를 좁힐 수 있다. 즉, 도2에 도시한 바와 같이 인덕턴스는 코일의 감김수에 의존하고 있다. 그래서, 압력 센서(1)의 초자화 왜곡 소자(2)의 주위에 각각 감김수가 상이한 2종류(또는 또 다른 종류)의 코일을 감아 두고, 필요에 따라서 LC 발진기(31)에 의해 발진을 행할 때의 코일의 감김수를 변화시킨다. 상술한 바와 같이, 물의 중량에 대한 필요 검지 범위는 부하량에 대한 필요 검지 범위보다도 현격하게 넓은데, 물의 중량을 검지하기 위한 외부 하중 영역에서는 코일의 감김수를 줄임으로써 동일 외부 하중 변화량에 대한 인덕턴스의 변화량을 작게 하고, 넓은 외부 하중 범위에 대해서도 인덕턴스의 변화 범위가 상대적으로 좁아지도록 하고 있다. 이 경우, 검지 감도는 낮아지는데, 물의 중량 검지의 감도는 낮아도 상관없으므로, 전혀 문제는 없다. 한편, 부하량을 검지하기 위한 외부 하중 영역에서는 코일의 감김수를 많게 함으로써 높은 검지 감도를 확보한다. 또한, 코일의 절환 제어 방법의 구체예에 대해서는 후술하는 실시예 3에서 설명한다.

상기 실시예 1의 세탁기에서는 압력 센서(1)를 이용하여 탈수 운전시의 편심 하중이나 진동을 검지할 수도 있다. 탈수 급상승전에 세탁 탈수조(13)에 수용되어 있는 세탁물이 회전축 주위에 균일하게 분포되어 있지 않으면, 4개의 압력 센서(1)에 불균등하게 외부 하중이 가해진다. 그래서, 예를 들어 4개의 압력 센서(1)로 검지한 젖은 세탁물의 중량중 최대 중량과 최소 중량의 차를 계산하여, 그 차가 소정치 이상일 때 편심 하중이 크다고 판단한다. 그리고, 이 경우에는 불균형 수정을 행하기 위해, 일단 적당한 양의 물을 외조(11) 내에 공급하고 교반기(14)를 회전시킨다. 이로써, 세탁물이 풀어져서 분포 상태가 변하므로, 다시 편심 하중을 판단하면 된다.

또, 탈수 운전의 개시전에는 편심 하중이 작아도 세탁 탈수조를 고속 회전시켜, 탈수가 진행되는데 수반하여 편심 하중이 커져서 진동이 발생하는 경우가 있다. 진동이 너무 커지면, 외조(11)가 기체 프레임(10)의 내벽에 충돌하여 이상 소음의 원인이 되거나, 주축(15)에 이상한 부하가 걸려 고장의 원인이 될 우려가 있다. 그래서, 탈수 운전을 급상승시킨 후에도 마찬가지로 4개의 압력 센서(1)에 의한 검출치의 차를 구해, 그 차가 소정치 이상이 되면 이상 진동이 발생했다고 판단하도록 하면 된다.

〈실시예 2〉

다음에, 본 발명의 제2 실시예(이하「실시예 2」라고 함)에 의한 세탁기를 설명한다. 도7은 실시예 2의 세탁기의 구성을 도시한 측면 단면도이고, 도8은 도7중 A부분의 확대도이다. 상기 실시예 1의 세탁기는 4개의 현수봉 받침 앤빌에 압력 센서를 구비했지만, 이 실시예 2의 세탁기에서는 기체 프레임(10)의 바닥면의 네 모서리에 설치된 다리부(25)에 압력 센서(1)를 구비하고 있다. 다리부(25)는 기체 프레임(10)의 진동이 바닥면에 전해지는 것을 방지하기 위해 고무 등의 탄성체로 이루어지고, 압력 센서(1)는 그 반구형의 수압부(5)가 하방(바닥면측)을 향하도록 다리부(25)에 매설되어 있다. 4개의 다리부(25)는 이 세탁기 전체의 하중을 분산하여 지지하고 있으므로, 4개의 압력 센서(1)는 그에 따른 외부 하중을 받는다. 따라서, 실시예 1의 세탁기와의 다른 점은 그 하중이 현수봉(12)으로 지지되어 있는 부분 이외의 하중을 포함하는지의 여부뿐이며, 상기 설명과 마찬가지로 하여 부하량 검지, 수위 검지, 탈수시의 편심 하중 검지, 진동 검지 등을 행할 수 있다.

〈실시예 3〉

다음에, 본 발명의 제3 실시예(이하「실시예 3」이라고 함)에 의한 세탁기를 설명한다. 실시예 1의 세탁기에서는 각 현수봉 받침 앤빌(24)에 압력 센서(1)를 구비하고 있으므로, 4개의 센서가 필요해진다. 이 실시예 3의 세탁기에서는 그 중 한 개의 현수봉 받침 앤빌(24)에만 압력 센서(1)를 설치하고, 그 압력 센서(1)에 의한 검출치를 이용하여 부하량이나 수위를 검지하도록 하고 있다.

도6은 실시예 3의 세탁기의 요부의 전기계 구성도이다. 이 세탁기의 압력 센서(1)는 상술한 바와 같이 검지 감도를 변화시킬 수 있도록 코일(3)이 300 회전씩 둘로 분할되어 있고, 절환 스위치(36)를 a쪽으로 쓰러뜨리면 2개의 코일이 직렬 접속되어 600 회전의 코일이 되고, b쪽으로 쓰러뜨리면 1개의 코일만이 이용되어 300 회전의 코일이 된다. 도2에 도시한 바와 같이, 코일의 감김수가 적을 때는 인덕턴스의 변화량이 전체적으로 작아지므로, 검지 감도가 억제된다.

도9는 이 실시예 3의 세탁기에 있어서의 세탁의 개시부터 헹굼 행정 개시까지의 동작의 제어 흐름도이다. 세탁 운전의 개시가 지시되면, 제어부(30)는 절환 스위치(36)를 a쪽으로 쓰러뜨려 압력 센서(1)의 코일(3)의 감김수가 600 회전이 되도록 한다(단계 S11). 그리고, 모터(16)를 회전 구동하여 세탁 탈수조(13)를 30 rpm으로 회전시킨다(단계 S12). 이로써, 세탁 탈수조(13)는 약 2초동안 1회전한다. 제어부(30)는 0.5초마다 4회, 즉 세탁 탈수조(13)가 약 90°회전할 때마다 주파수 검출부(32)로부터 주파수를 판독하여, 그 4회의 검출치의 평균치를 구한다(단계 S13). 그리고, 그 평균치에 기초하여 부하량을 판정한다(단계 S14).

그 부하량에 따른 세탁 수위 및 수류를 결정하고(단계 S15), 절환 스위치(36)를 b쪽으로 쓰러뜨려 압력 센서(1)의 코일(3)의 감김수가 300 회전이 되도록 한다(단계 S16). 이로써, 상술한 바와 같이 압력 센서(1)에 의한 검지 감도가 저하된다. 그 후, 도5중 단계 S3 내지 S5와 동일한 단계 S17 내지 S19의 처리에 의해, 세탁 수위까지의 급수를 실행하여 세탁 운전을 개시한다. 이와 같이, 세탁 탈수조(13)를 회전시키면서 압력 센서(1)에 의한 검출치를 구하고, 그 평균치로부터 부하량이나 수량을 판단함으로써 압력 센서(1)가 1개이더라도 세탁물의 편재의 영향을 완화하여 정확한 중량 검지가 가능해진다.

도10은 이 실시예 3의 세탁기에 있어서의 탈수 행정시의 제어 흐름도이다. 세탁과 헹굼이 종료하여 탈수가 개시되면, 제어부(30)는 절환 스위치(36)를 a쪽으로 쓰러뜨려 압력 센서(1)의 코일의 감김수가 600 회전이 되도록 한다(단계 S21). 그리고, 모터(16)를 회전 구동하여 세탁 탈수조(13)를 60 rpm으로 회전시킨다(단계 S22). 이로써, 세탁 탈수조(13)는 약 1초동안 1회전한다. 제어부(30)는 0.1초마다 10회, 즉 세탁 탈수조(13)가 약 36°회전할 때마다 주파수 검출부(32)로부터 주파수를 판독하여, 그 10회의 검출치 중에서 최대치(fmax)와 최소치(fmin)를 구한다(단계 S23). 그리고, 최대치(fmax)와 최소치(fmin)의 차를 계산하여, 그 차가 제1의 소정치 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S24). 세탁물의 편재에 의한 편심 하중이 클수록 세탁 탈수조(13)가 1회전하는 동안의 압력 센서(1)의 검출치의 변동이 커지므로, 상기 단계(S24)에서 차가 소정치 이상인 경우에는 편심 하중이 이상하게 크다고 판단하여 불균형 수정 운전으로 진행한다(단계 S29).

단계(S24)에서 최대치(fmax)와 최소치(fmin)의 차가 제1의 소정치 미만인 경우에는, 제어부(30)는 세탁 탈수조(13)의 회전 속도를 더욱 상승시켜 간다(단계 S25). 그리고, 그 회전 속도에 따라서, 세탁 탈수조(13)가 1회전하는 동안에 4회(즉, 약 90°회전할 때마다) 주파수 검출부(32)로부터 주파수를 판독하여, 그 4회의 검출치 중에서 최대치(fmax)와 최소치(fmin)를 구한다(단계 S26). 세탁 탈수조(13)의 회전 속도는 점점 상승하므로, 그에 따라서 주파수를 판독하기 위한 시간 간격도 좁아지도록 제어된다. 그리고, 그 최대치(fmax)와 최소치(fmin)의 차를 계산하여, 그 차가 제2의 소정치 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S27). 세탁 탈수조(13)의 회전 속도가 상승해가는 과정에서 외조(11)의 진동이 커지면, 세탁 탈수조(13)가 1회전하는 동안의 압력 센서(1)의 검출치의 변동이 커지므로, 단계(S27)에서 차가 제2의 소정치 이상인 경우에는 진동이 크다고 판단하여 불균형 수정 운전으로 진행한다(단계 S29). 단계(S27)에서 최대치(fmax)와 최소치(fmin)의 차가 소정치 미만인 경우에는 소정의 탈수 시간이 종료했는지의 여부를 판정하고(단계 S28), 탈수 시간이 종료되기까지는 단계(S26)로 복귀하고, 탈수 시간이 종료되면 탈수를 종료한다(단계 S30).

불균형 수정 운전은 이미 설명한 바와 같이 세탁물을 풀어서 재배치를 행하기 위한 것으로, 일단 세탁 탈수조(13)의 회전을 정지시키고, 외조(11) 내에 적당한 양의 물을 공급한 다음에 교반기(14)를 회전시키면 된다. 물론, 다른 방법이더라도 편재된 세탁물의 재배치를 행할 수 있기만 하면 된다. 이와 같이, 압력 센서(1)가 1개라도 세탁물의 편재에 기인하는 편심 하중이나 진동을 검지하는 것이 가능하다.

〈실시예 4〉

다음에, 상기 실시예 3에 제시한 바와 같이, 1개의 현수봉 받침 앤빌(24)에만 압력 센서(1)를 설치한 구성에 있어서, 그 압력 센서(1)를 이용하여 부하량, 수위 및 진동을 검지하는 검지 회로가 상이한 제4 실시예(이하「실시예 4」라고 함)에 의한 세탁기를 설명한다.

도11은 실시예 4에 의한 세탁기의 요부의 전기계 구성도이다. 이 실시예 4에서는, 검지 회로는 직류 전원(41)과, 그 직류 전원(41)의 출력 단부에 접속된 여진 회로(42) 및 정전류 회로(43)와, 코어(2)의 외주면에 감겨진 코일(3)에 공급하는 전류를 선택적으로 절환하는 절환 스위치(44)와, 코일(3)의 출력 단부에 접속된 전류 검출 회로(45) 및 진폭 검출 회로(47)와, 마이크로 컴퓨터(40)에 공급하는 신호를 선택적으로 절환하는 절환 스위치(48)를 포함한다. 마이크로 컴퓨터(40)에는 모터(16)의 회전 속도가 입력되어 있고, 이 회전 속도에 기초하여 절환 스위치(44, 48)의 절환이 제어된다. 즉, 마이크로 컴퓨터(40)는 모터(16)의 회전이 정지되어 있을 때 절환 스위치(44, 48)를 도11중 상측으로 절환하여 중량 검출 모드로 설정하고, 모터(16)가 회전하고 있을 때는 절환 스위치(44, 48)를 도11중 하측으로 절환하여 진동 검출 모드로 설정한다.

중량 검출 모드에서는 직류 전원(41)으로부터 출력된 직류 전압은, 여진 회로(42)에 의해 소정의 주기로 스위칭되어 구형파가 된다. 이 구형파는 절환 스위치(44)를 거쳐서 압력 센서(1)의 코일(3)에 공급된다. 이 때, 세탁물을 세탁 탈수조(13)에 투입하는 등으로 하여 코어(2)에 압축력이 가해지면, 이 압축력의 크기에 따라서 코어(2)의 투자율이 변화하고, 코일(3)의 임피던스가 변화한다. 그 결과, 코일(3)로부터 전류 검출 회로(45)에 공급되는 전류의 크기가 변화하고, 그 변화가 전류 검출 회로(45)에 의해 검출된다. 전류 검출 회로(45)는 검출된 전류의 크기에 따른 전압을 출력하도록 구성되어 있고, 그 전압은 저역 통과 필터(46)를 거쳐서 마이크로 컴퓨터(40)에 입력된다. 마이크로 컴퓨터(40)에서는 이 전압치에 기초하여 부하량이 판단되고, 그 부하량에 따른 수량이 외조(11) 내에 급수된다.

한편, 진동 검출 모드에서는, 직류 전원(41)으로부터 출력된 전류는 정전류 회로(43)에 의해 소정의 직류 전류가 된다. 이 직류 전류는 절환 스위치(44)를 거쳐서 코일(3)에 공급되어 코어(2)에 일정한 자계를 부여한다. 이 때, 세탁 탈수조(13)에 진동이 발생하면, 중량 검출 모드의 경우와 마찬가지로 코어(2)의 투자율이 변화하여 코일(3)을 쇄교(鎖交)하는 자속이 변화하므로, 유도 기전력이 발생한다. 이 유도 전압(V)은 하기의 수학식 1로 나타낸 바와 같이, 진동에 의해 코어(2)에 작용하는 압축력에 비례하여 시간적 변화가 클수록, 즉 진동의 주파수가 높을수록 유도 전압의 진폭이 커진다.

V＝－N·(dØ/dt)

단, N은 코일의 감김수

진폭 검출 회로(47)에서는 이 진폭이 검파되어 아날로그 전압치로서 마이크로 컴퓨터(40)에 공급된다. 마이크로 컴퓨터(40)에서는 이 아날로그 전압치를 A/D 변환하고, 변환된 디지털 값에 기초하여 편심에 의한 회전 이상의 유무가 판단된다. 즉, 마이크로 컴퓨터(40)는 이 디지털 값과 미리 설정한 임계치를 비교하고, 그 임계치를 초과할 때는 편심에 의한 회전 이상이 있다고 판단하여 모터(16)의 회전을 정지 또는 감속하는 등의 제어를 행한다. 여기서, 판단의 기준이 되는 임계치는 세탁 개시시에 있어서 세탁 탈수조(13)에 투입된 세탁물에 의한 부하량에 따라서 설정된 값이며, 세탁물에 의해 외조(11)에 작용하는 하중이 커질수록 큰 값이 설정된다. 즉, 동일한 진동(동일한 가속도의 변화)이라도 외조(11) 및 세탁 탈수조(13)와 그곳에 투입된 세탁물을 합한 하중이 변하면, 압력 센서(1)에 의해 검출되는 힘의 변화는 커진다. 반대로, 하중이 작은 경우는 이상 진동 판단을 위한 임계치가 낮게 설정된다. 이에 의해, 하중에 따라서 임계치를 변경시킴으로써 회전 이상의 검출이 정밀도 높게 행해진다. 이로써, 회전 이상에 의한 세탁기 각 부분의 파손이나 고장을 방지하는 것이 가능해진다.

〈실시예 5〉

상기 실시예 4는 중량 측정 모드와 진동 측정 모드가 모터(16)의 회전에 기초하여 절환되는 구성을 갖지만, 이 실시예 5의 세탁기는 하중 및 진동을 동시에 측정하는 구성의 검지 회로를 갖는다. 도12는 이 실시예 5에 의한 세탁기의 요부의 전기계 구성도이다. 이 검지 회로는 직류 전원(51)과, 그 직류 전원(51)의 출력 단부에 접속된 여진 회로(52)와, 압력 센서(1)의 코일(3)의 출력 단부에 접속된 전류 검출 회로(53)와, 중량 검출용의 제1 저역 통과 필터(54) 및 진동 검출용의 제2 저역 통과 필터(55)와, 그 제2 필터(55)의 출력 단부 및 마이크로 컴퓨터(50)의 참조 신호용 출력 단자(ref)에 접속된 비교기(56)를 구비하고 있다. 여기서는 여진 회로(52)의 발진 주파수 1O kHz에 대하여, 제1 저역 통과 필터(54)의 차단 주파수를 10O Hz로 하고, 제2 저역 통과 필터(55)의 차단 주파수를 1 kHz로 한다.

직류 전원(51)으로부터 출력된 직류 전압은 1O kHz의 주파수로 발진되어 구형파가 되어 압력 센서(1)의 코일(3)에 공급된다. 이 때, 세탁 탈수조(13)가 회전 상태 또는 정지 상태중 어떠한 상태인지에 관계없이, 코일(3)의 인덕턴스는 코어(2)에 작용하는 압축력에 따라서 변화하고 있다. 그 결과, 코일(3)로부터 전류 검출 회로(53)에 공급되는 전류의 크기가 변화하고, 그 변화가 전류 검출 회로(53)에 의해 검출된다. 이 전류 검출 회로(53)의 출력은 검출한 전류의 크기에 따른 전압을 출력하도록 구성되어 있고, 그 전압은 제1 저역 통과 필터(54)를 거쳐서 마이크로 컴퓨터(50)의 A/D 입력 단자에 입력된다. 마이크로 컴퓨터(50)에서는 이 전압이 A/D 변환된 후 코어(2)에 작용하는 하중이 측정되고, 그 하중이 외조(11)로의 급수량의 판단에 이용된다. 즉, 하중 즉 부하량에 따라서 필요 수량을 설정하여 급수를 개시하는 동시에, 그 후에 외조(11)에 작용하는 하중으로부터 수량을 측정하여, 그 수량이 설정 수량에 이르면 그 시점에서 급수를 정지한다.

그리고, 마이크로 컴퓨터(50)에서는 측정된 하중에 기초하여 참조 신호가 작성되고, 그 신호가 출력 단자(ref)로부터 비교기(56)의 한 쪽 입력 단자에 공급된다. 이 참조 신호는 측정된 하중의 1.5배의 하중에 대응하는 전압치로 설정된다. 한편, 전류 검출 회로(53)의 출력이 제2 저역 통과 필터(55)를 거쳐서 비교기(56)의 다른 쪽 입력 단자에 공급되어, 마이크로 컴퓨터(50)로부터 제공된 참조 신호와 비교된다. 그 결과, 제2 저역 통과 필터(55)의 출력 파형이 참조 신호의 진폭을 초과하면, 그 출력이 마이크로 컴퓨터(50)에 입력되어 계산된다. 마이크로 컴퓨터(50)는 이 계산치가 소정 기간내에 미리 설정한 임계치를 초과하면 회전 이상이라고 판단하여 모터(16)의 회전을 정지 또는 감속하는 등의 제어를 행한다. 이로써, 편심에 수반되는 회전 이상에 따른 세탁기 각 부분의 파손이나 고장을 방지하는 것이 가능해진다.

이 실시예 5의 세탁기에 따르면, 세탁 탈수조(13)가 회전하고 있는지의 여부와 관계없이, 동시에 외조(11)에 작용하는 하중 및 진동을 측정할 수 있으므로, 탈수중 시간의 경과에 수반하여 하중이 변동해도 적절하게 세탁 탈수조(13)의 회전 이상을 검출하는 것이 가능해진다. 또, 외조(11)의 하중을 세탁 탈수조(13)의 회전중에 있어서도 측정하고 있으므로, 이 하중의 변동에 기초하여 탈수시에 있어서의 세탁 탈수조(13) 내의 세탁물의 탈수 상태를 판단하도록 구성해도 좋다. 이 경우, 세탁물로부터의 물의 토출 상황에 따라서 세탁 탈수조(13)의 회전을 제어할 수 있으므로, 적절한 탈수 제어를 행하는 것이 가능해진다.

〈실시예 6〉

상술한 제4 및 제5 실시예는 세탁 탈수조(13)의 편심에 의한 회전 이상을 외조(11)로부터 방진 부재(22)를 거쳐서 압력 센서(1)에 전달되는 진동의 크기에 기초하여 검출하는 구성이지만, 이 제6 실시예(이하「실시예 6」이라고 함)는 세탁 탈수조(13)의 편심에 의한 회전 이상을 외조(11)와 현수봉(12)의 충돌에 수반되는 하중 변동에 기초하여 검출하는 구성을 갖고 있다.

실시예 6의 세탁기에 있어서의 현수봉(12)은 도13에 도시한 바와 같이, 외조(11)를 향해 돌출하는 돌기(26)를 구비하고 있다. 이 돌기(26)는 세탁 탈수조(13)의 편심에 의해 외조(11)가 기울어져서 기체 프레임(10)에 충돌하는 경사 각도중 최소의 경사 각도보다도 작은 경사 각도로서 외조(11)에 충돌하는 길이로 설정되어 있다. 이와 같은 구성에 있어서, 세탁 탈수조(13)의 편심에 의해 외조(11)가 경사진 경우에는 외조(11)가 돌기(26)에 충돌하고, 그 충돌에 의한 충격이 현수봉(12)을 전파하여 압력 센서(1)에 달하여 압축력의 크기가 변화한다.

이 실시예와 같이 현수봉(12)에 돌기(26)를 형성한 구성에 있어서, 1 kg의 중추를 세탁 탈수조(13)에 편심시켜 장착한 상태로 탈수 동작, 즉 세탁 탈수조(13)를 고속 회전시킨 경우, 도14에 도시한 바와 같이 최대 대략 1.0 V 크기의 진폭이 발생한다. 이에 대하여, 돌기(26)를 형성하지 않은 현수봉(12)을 이용하여 마찬가지로 1 kg의 중추를 편심 배치한 상태로 탈수 동작을 행한 경우, 도15에 도시한 바와 같이 최대 대략 0.35 V 크기의 진폭밖에 발생하지 않으며, 돌기(26)를 형성함으로써 현저하게 큰 진동이 됨을 알 수 있다. 이로써, 정상의 회전중에 발생하는 진동과 회전 이상에 의한 진동의 차가 명확해지므로, 회전 이상의 발생을 한층 더 확실하게 검출할 수 있다. 또, 이 실시예 6에서는 현수봉(12)의 돌기(26)가 충돌하는 부분의 판 두께를 다른 부분보다 두껍게 구성한 두께부(27)를 외조(11)에 형성하고 있다. 이로써, 외조(11)의 강도가 높아지므로, 현수봉(12)의 돌기(26)와의 충돌에 의한 외조(11)의 변형 및 열화를 저감하는 것이 가능해진다.

또, 상기 실시예 4 내지 6에 있어서는 기체 프레임(10)의 네 모서리에 배치한 현수봉(12) 중 1개에만 압력 센서(1)를 배치했지만, 대각상에 있는 2개의 현수봉에 압력 센서(1)를 배치해도 좋고, 또 실시예 1과 마찬가지로 4개 전체의 현수봉(12)에 압력 센서(1)를 배치해도 좋다. 또, 현수봉(12)과 기체 프레임(10) 사이에 압력 센서(1)를 배치했지만, 현수봉(12)과 외조(11) 사이에 압력 센서(1)를 배치해도 좋다.

〈실시예 7〉

다음에, 본 발명의 제7 실시예(이하「실시예 7」이라고 함)에 의한 세탁기를 설명한다. 이 실시예 7의 세탁기는 압력 센서(1)를 편심 하중이나 이상 진동 등을 검지하기 위해서만 이용한 예이다. 도16은 이 세탁기의 구성을 도시한 측면 단면도이고, 도17은 도면중 B부분의 확대도이다. 이 실시예 7의 세탁기의 전기계 구성은 도4 또는 도6과 동일하므로, 설명을 생략한다.

압력 센서(1)는 고무 등의 탄성 부재(62)의 내부에 매설되고, 누름판(60)과 기체 프레임(10)의 측판 사이에 개재되어 설치된다. 누름판(60)과 기체 프레임(10)은 양자를 관통하는 볼트(61)에 의해 탄성 부재(63)를 거쳐서 고정되어 있다. 기체 프레임(10)이 진동해도 압력 센서(1)는 그것과 동위상, 동진폭으로는 진동하지 않으므로, 압력 센서(1)의 수압부(5)에는 외부 하중이 가해진다. 기체 프레임(10)의 진동이 클수록 외부 하중은 크므로, 코일(3)의 인덕턴스는 진동의 크기에 따른 변화를 행한다. 기체 프레임(10)은 세탁 및 헹굼시와 같이 교반기(14)만이 회전하는 경우와, 탈수 운전시와 같이 교반기(14)와 세탁 탈수조(13)가 일체로 되어 회전하는 경우의 양 쪽에 의해 진동한다.

도18은 본 실시예 7의 세탁기에 있어서의 세탁 운전시의 제어 흐름도이다. 세탁 운전이 개시되어 교반기(14)가 소정의 회전 속도로 회전 구동되면(단계 S41) 세탁 탈수조(13) 내에는 수류가 발생하고, 그 수류를 타고 세탁물은 수평 방향으로 회전하는 동시에 수직 방향으로 방향이 바뀐다. 소정의 세탁 시간이 경과하기까지(단계(S42)에서「Y」가 되기까지) 제어부(30)는 주파수 검출부(32)로부터의 검출 주파수의 변동폭을 구하고, 그 변동폭이 소정치를 초과한 경우에는(단계(S43)에서「Y」) 모터(16)의 회전 속도를 저하시킨다(단계 S44). 이로써, 교반기(14)의 회전 속도가 저하되어 수류는 약해진다. 그 결과, 기체 프레임(10)의 진동은 감소한다. 단계(S43)에서 변동폭이 소정치 이하인 경우에는 이상 진동은 발생하고 있지 않다고 판단하여 단계(S42)로 복귀한다. 소정의 세탁 시간이 종료되면, 교반기(14)의 회전을 정지시켜 세탁 운전을 종료한다(단계 S45).

도19는 본 실시예 7의 세탁기에 있어서의 탈수 운전시의 제어 흐름도이다. 탈수 운전이 개시되어 모터(16)가 기동되면, 세탁 탈수조(13)의 회전 속도는 서서히 상승한다(단계 S51). 소정의 탈수 시간이 경과하기까지(단계(S52)에서「Y」가 되기까지) 제어부(30)는 주파수 검출부(32)로부터의 검출 주파수의 변동폭을 구하고, 그 변동폭이 소정치를 초과한 경우에는(단계(S53)에서「Y」) 이미 기술한 불균형 수정 운전으로 이행한다(단계 S54). 불균형 수정 운전의 실행후에는 단계(S51)로 복귀하여 다시 탈수를 급상승시킨다. 단계(S53)에서 변동폭이 소정치 이하인 경우에는 이상 진동은 발생하고 있지 않다고 판단하여 단계(S52)로 복귀한다. 소정의 탈수 시간이 종료되면, 세탁 탈수조(13)의 회전을 정지시켜 탈수 운전을 종료한다(단계 S55).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 세탁기에서는 부하량, 물의 중량, 편심 하중 또는 진동 등을 검지하기 위해, 자화 왜곡 소자를 이용한 압력 센서를 세탁기 내의 여러 부위에 부착할 수 있다. 또, 상기 실시예는 모두 일예이며, 본 발명의 취지의 범위에서 적절한 변경이나 수정을 행할 수 있음은 분명하다. 예를 들어, 상기 실시예는 모두 수직축을 중심으로 세탁 탈수조가 회전 가능하게 배치된 와류식 전자동 세탁기에 본 발명을 적용한 예이지만, 수평축을 중심으로 드럼이 회전 가능하게 배치된 드럼식 세탁기에 본 발명을 적용할 수 있음은 명백하다. 또한, 동일한 구조를 갖는 드럼식 건조기에 본 발명이 적용 가능한 것도 분명하다.

본 발명에 따르면, 제진 설계나 세탁 탈수조의 회전에 영향을 주지 않고 소형이면서 또한 정밀도가 높은 부하량 센서를 구비한 세탁기를 제공할 수 있고, 또한 이 부하량 센서를 단순히 부하량의 검지 뿐만 아니라, 물의 중량 검지에도 이용하여 수위 센서의 기능도 겸할 수 있으며, 탈수시의 세탁 탈수조와 외조의 진동도 정밀도 높게 검출하는 것이 가능한 센서를 갖춘 세탁기를 제공할 수 있다.

Claims (23)

1. 외형을 이루는 기체 프레임과, 기체 프레임의 내부에 현수하여 지지된 외조와, 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 설치된 세탁 탈수조를 구비한 세탁기에 있어서,

   a) 세탁 탈수조 내에 수용된 세탁물에 의한 부하량과 급수된 물의 중량에 의한 외력을 받는 부위에 설치되고, 자화 왜곡 소자 및, 상기 외력에 의해 발생하는 상기 자화 왜곡 소자의 자기 특성의 변화를 검출하도록 상기 자화 왜곡 소자에 근접하여 배치된 코일을 포함하는 압력 센서와,

   b) 상기 압력 센서의 코일의 출력에 기초하여 상기 부하량 및 물의 중량을 측정하는 측정 수단과,

   c) 급수를 행하기 전에, 상기 측정 수단에 의해 부하량을 취득하여 상기 부하량에 따라서 급수해야 할 수량을 결정하고, 급수시에는 상기 측정 수단으로 물의 중량을 검지함으로써 상기 수량에 따른 급수를 행하는 운전 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 세탁기.
2. 제1항에 있어서, 상기 측정 수단은 상기 압력 센서의 코일의 출력에 기초하여 상기 세탁 탈수조에 수용된 세탁물의 편재에 의한 편심 하중, 및/또는 상기 편심 하중에 기인하는 진동도 측정하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
3. 외형을 이루는 기체 프레임과, 기체 프레임의 내부에 현수하여 지지된 외조와, 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 설치된 세탁 탈수조를 구비한 세탁기에 있어서,

   a) 세탁 탈수조 내에 수용된 세탁물의 편재에 의한 편심 하중, 및/또는 상기 편심 하중에 기인하는 진동에 의한 외력을 받는 부위에 설치되고, 자화 왜곡 소자 및, 상기 외력에 의해 발생하는 상기 자화 왜곡 소자의 자기 특성의 변화를 검출하 도록 상기 자화 왜곡 소자에 근접하여 배치된 코일을 포함하는 압력 센서와,

   b) 상기 압력 센서의 코일의 출력에 기초하여 상기 편심 하중 및/또는 진동을 측정하는 측정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 세탁기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 수단은 상기 자화 왜곡 소자의 자기 특성의 변화를 코일의 인덕턴스의 변화로서 검지하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 센서는 감김수가 다른 복수의 코일을 절환 가능하게 구비한 것을 특징으로 하는 세탁기.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외조를 매달아 지지하는 현수봉을 받치는 현수봉 피봇부에 상기 압력 센서를 설치하고, 상기 현수봉에 걸리는 하중을 상기 압력 센서에 의해 검지하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 해당 세탁기를 바닥면 상에 다리를 세워 지지하는 다리부에 상기 압력 센서를 설치하고, 상기 다리부에 걸리는 하중을 상기 압력 센서에 의해 검지하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
8. 제6항에 있어서, 복수의 상기 현수봉 피봇부의 전체에 각각 상기 압력 센서를 설치한 것을 특징으로 하는 세탁기.
9. 제6항에 있어서, 복수의 상기 현수봉 피봇부의 전체가 아닌 적어도 한 부위에 상기 압력 센서를 설치한 것을 특징으로 하는 세탁기.
10. 제9항에 있어서, 상기 세탁 탈수조를 저속으로 회전시키면서 상기 압력 센서에 의한 검지를 복수회 행하고, 상기 측정 수단은 그 검지값에 기초하여 부하량, 물의 중량, 편심 하중 또는 진동을 추정하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
11. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 기체 프레임의 진동을 외력으로 변환하여 상기 압력 센서에 의해 검지하도록 상기 압력 센서를 상기 기체 프레임에 부착하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
12. 외형을 이루는 기체 프레임과, 기체 프레임의 내부에 현수하여 지지된 외조와, 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 설치된 세탁 탈수조를 구비한 세탁기에 있어서,

    a) 외조에 걸리는 하중과 상기 외조에 발생하는 진동에 의한 외력을 받는 부위에 설치되고, 자화 왜곡 소자 및, 상기 외력에 의해 발생하는 상기 자화 왜곡 소자의 자기 특성의 변화를 검출하도록 상기 자화 왜곡 소자에 근접하여 배치된 코일을 포함하는 압력 센서와,

    b) 상기 압력 센서의 코일의 출력에 기초하여 상기 하중 및 진동을 측정하는 측정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 세탁기.
13. 제12항에 있어서, 상기 측정 수단은 상기 하중을 측정하는 중량 측정 모드와, 상기 진동을 구하는 진동 측정 모드를 절환 가능하게 구비한 것을 특징으로 하는 세탁기.
14. 제13항에 있어서, 상기 세탁 탈수조가 회전하고 있을 때는 상기 측정 수단을 상기 진동 측정 모드로 설정하고, 상기 세탁 탈수조가 정지하고 있을 때는 상기 측정 수단을 상기 중량 측정 모드로 설정하도록 절환을 행하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 세탁기.
15. 제12항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 측정 수단에 의해 얻어지는 진동의 크기가 소정의 임계치보다 클 때 회전 이상이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
16. 제15항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 측정 수단에 의해 얻어지는 하중의 크기에 기초하여 상기 소정의 임계치를 설정하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
17. 제12항에 있어서, 상기 측정 수단은 상기 외조에 작용하는 하중 및 진동을 동시에 측정하는 중량 진동 측정 모드를 구비한 것을 특징으로 하는 세탁기.
18. 제12항에 있어서, 상기 외조는 복수개의 현수봉으로 현수하여 지지되고, 상기 압력 센서는 상기 현수봉의 단부에 형성된 현수봉측 받침부로 일단부가 받쳐지고, 상기 기체 프레임에 배치된 기체 프레임측 받침부로 타단부가 받쳐지는 것을 특징으로 하는 세탁기.
19. 제18항에 있어서, 상기 복수개의 현수봉 중 상기 압력 센서가 배치된 현수봉은 상기 외조측을 향해 돌출하는 돌기를 구비한 것을 특징으로 하는 세탁기.
20. 제19항에 있어서, 상기 외조의 주위면의 상기 돌기가 충돌하는 부분의 두께를 상기 외조의 다른 주위면보다 두껍게 형성하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
21. 제2항, 제3항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 세탁 운전 또는 헹굼 운전중에 상기 압력 센서에 의해 소정 이상의 진동을 검지한 경우, 수류를 약하게 하도록 교반기의 회전 속도를 저하시키는 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
22. 제2항, 제3항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 탈수 운전중에 상기 압력 센서에 의해 소정 이상의 진동을 검지한 경우, 세탁 탈수조 내의 세탁물의 재배치를 위한 불균형 수정 운전을 실행하는 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
23. 회전 가능한 용기내에 물체를 수용하여 상기 용기를 회전 운동시키는 장치에 있어서,

    a) 상기 용기에 걸리는 부하 및 회전 운동시에 발생하는 진동에 의한 외력을 받는 부위에 설치되고, 자화 왜곡 소자 및, 상기 외력에 의해 발생하는 상기 자화 왜곡 소자의 자기 특성의 변화를 검출하도록 상기 자화 왜곡 소자에 근접하여 배치된 코일을 포함하는 압력 센서와,

    b) 상기 압력 센서의 코일의 출력에 기초하여 상기 부하 및 진동을 측정하는 측정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 회전 용기를 갖춘 장치．