KR20010036907A - 언밸런스 감지용 볼압력 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기의 탈수행정시 진동에 의한 볼의 움직임을 방지할 수 있도록 볼지지대의 형상을 변경하여 언밸런스 감지 및 수위 감지의 성능을 향상시킨 언밸런스 감지용 볼압력 센서에 관한 것으로서,

수위 변화에 따라 압축 또는 팽창하는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈의 압축 또는 팽창에 따라 상하이동되는 강자성 재질의 코어(core)와, 상기 코어의 상하이동시 대향되는 면적에 따라 인덕턴스(L)가 변화되는 코일과, 상기 코어를 사이에 두고 상기 벨로우즈와 대향되도록 배치되는 스프링과, 세탁조의 진동 또는 외부충격에 따라 상하이동되어 상기 코일의 인덕턴스(L)를 변화시키는 강자성 재질의 볼(ball)과, 상기 볼과 접촉되는 경사면을 갖고 세탁조의 진동 또는 외부충격에 따라 상기 볼이 경사면을 따라 이동되도록 하는 볼지지대를 포함하는 언밸런스 감지용 볼압력 센서에 있어서; 상기 볼지지대는 나선형태의 경사면이 형성되고, 탈수동작시 세탁조의 회전방향과 동일한 방향으로 볼의 회전이 이루어지지 않도록 경사면에 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

언밸런스 감지용 볼압력 센서 {Ball pressure sensor for unbalance check}

본 발명은 세탁기에 적용되어 언밸런스 감지 또는 수위 감지를 수행할 수 있는 볼압력 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세탁기의 탈수행정시 진동에 의한 볼의 움직임을 방지할 수 있도록 볼지지대의 형상을 변경한 언밸런스 감지용 볼압력 센서에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 세탁기의 주요 구성을 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 참조번호 1은 세탁물을 넣기 위한 세탁내조를 나타내고, 2는 상기 세탁내조(1)를 감싸는 세탁외조를 나타내고, 3은 상기 세탁내조(1)의 내부에 설치된 펄세이터를 회전시키기 위한 동력을 발생시키는 모터를 나타내며, 4는 상기 세탁외조(2) 내의 수위를 감지하기 위한 수위센서를 나타낸다.

상기와 같은 일반적인 세탁기에서는 세탁행정이 완료되면 배수를 수행하고 탈수행정으로 진입하게 되는데, 상기 탈수행정은 포풀림 단계, 밸런싱 단계, 간헐탈수 단계, 정상탈수 단계를 포함한다. 이때, 상기 밸런싱 단계에서는 100rpm 정도로 소정시간 회전시켜 세탁물이 세탁내조의 내부에서 고르게 퍼져서 세탁내조가 균형을 이루도록 한다.

상기 밸런싱 단계가 수행된 후에도 세탁물의 치우침 즉, 언밸런스가 발생되면 정상탈수 단계에서 세탁내조가 심하게 흔들리게 되고 그에 따라 세탁기의 외부케이스를 타격함으로써 소음이 발생하는 동시에 기기의 손상이 발생하게 된다.

상기와 같은 이유로 인해 최근에는 수위센서(4)에 언밸런스를 감지하는 기능을 추가하여 볼압력 센서로 구현함으로써 하나의 장치로서 언밸런스 감지 및 수위 감지가 수행되도록 하고 있다.

도 2는 종래 기술에 의한 세탁기에 적용되어 언밸런스와 수위를 측정하는 볼압력 센서의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 3은 종래 기술의 볼압력 센서에서 사용하는 볼지지대의 형상을 나타내는 사시도(A) 및 정면도(B)이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 참조번호 11은 상기 세탁외조(2) 내의 수위 변화에 따라 압축 또는 팽창하는 벨로우즈를 나타내고, 12는 상기 벨로우즈(11)의 상측에 고정되어 상기 벨로우즈(11)의 압축 또는 팽창에 따라 상하이동되는 코어(core)를 나타내고, 13은 환형으로 형성되어 상기 코어(12)의 상하이동의 경로를 제공하는 동시에 상기 코어(12)의 상하이동시 대향되는 면적에 따라 인덕턴스(L)가 변화되는 코일을 나타내고, 14는 상기 코어(12)를 사이에 두고 상기 벨로우즈(11)와 대향되도록 배치되어 상기 코어(12)의 이동량을 줄여주는 스프링을 나타낸다.

또한, 참조번호 15는 상기 스프링(14)의 내부에 배치되어 세탁내조(1)의 진동 또는 외부충격에 따라 상하이동되어 상기 코일(13)의 인덕턴스(L)를 변화시키는 볼(ball)을 나타내고, 16은 상기 볼(15)과 접촉되는 경사면을 갖고 세탁내조(1)의 진동 또는 외부충격에 따라 상기 볼(15)이 경사면을 따라 이동되도록 하는 볼지지대를 나타내고, 17은 상기 스프링(14)과 볼(15)의 분해 및 결합이 용이하도록 하는 뚜껑을 나타낸다.

상기에서 코어(12)와 볼(15)은 코일(13)의 인덕턴스(L)를 변화시킬 수 있도록 강자성 재질로 만들어진다.

상기와 같은 구성을 갖는 볼압력 센서에서 수위 및 언밸런스의 감지동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 수위 감지동작을 설명하면, 세탁기의 세탁행정 및 헹굼행정에서 수위의 감지가 이루어지게 되는데 외부로부터 급수가 수행되어 상기 세탁외조(2) 내부의 수위가 높아짐에 따라 상기 벨로우즈(11) 내부의 압력이 증가하게 되고, 그에 따라 상기 코어(12)가 상측으로 이동되어 상기 코일(13)과의 대향면적이 커지면 상기 코일(13)은 그 인덕턴스(L)가 증가한다.

상기 인덕턴스(L)의 변경은 코일(13)과 커패시터(미도시)로 이루어진 LC공진회로에서 공진주파수를 변화시키기 때문에 상기 공진주파수의 변화량을 세탁기 시스템의 마이컴(미도시)에서 측정하여 수위를 측정하게 된다. 즉, 상기 코어(12)와 코일(13)의 대향면적이 증가할수록 공진주파수가 높아지기 때문에 공진주파수에 따라 수위를 측정할 수 있다.

한편, 언밸런스 감지동작을 설명하면, 세탁기의 탈수행정에서 언밸런스의 감지가 이루어지게 되는데 배수가 이루어진 상태이기 때문에 상기 코어(12)와 코일(13)은 그 대향면적이 없게 된다. 이때, 탈수행정시 세탁물의 치우침으로 인하여 세탁내조(1)의 진동이 발생하고, 그 정도가 커지면 상기 세탁외조(2)가 세탁기의 외부케이스를 타격하게 되어 그 충격파가 볼압력 센서로 전달된다. 이때, 상기 볼압력 센서에서는 충격에 의해 볼(15)이 볼지지대(16)의 경사면을 따라 상측으로 이동함으로써 상기 코일(13)의 인덕턴스(L)를 변경시킨다. 결국, 상기 볼(15)의 이동량에 따라 공진주파수의 변화량이 결정되기 때문에 그 변화량을 분석함으로써 언밸런스를 감지하게 된다.

그런데, 세탁기의 탈수동작에서는 세탁내조가 고속으로 회전하기 때문에 세탁기 전체가 진동하게 되는데, 상기 진동이 볼압력 센서로 전달되는 경우가 발생된다. 즉, 탈수동작에 의한 진동의 발생시 볼(15)이 볼지지대(16)의 경사면과 스프링(14)의 내벽을 따라 탈수조의 회전방향과 동일한 방향으로 회전하게 된다.

따라서, 세탁외조(2)가 세탁기의 외부케이스를 타격하지 않아도 과도진동에 의해 볼(15)이 스프링(14)의 내벽을 따라 움직이다가 회전하는 현상이 발생하면 언밸런스가 아닌 경우에도 볼(15)이 코일(13) 안에서 상하 이동되어 상기 코일(13)의 인덕턴스(L)를 변화시키게 된다.

결국, 종래 기술에 의한 볼압력 센서에서는 탈수동작시 과도진동이 발생되는 경우에 언밸런스로 오인식하게 되어 언밸런스의 감지성능을 저하시키는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 언밸런스의 감지를 위한 볼이 탈수조의 회전방향과 동일한 방향으로 회전이 이루어지지 않도록 볼지지대의 경사면에 걸림턱을 형성시킴으로써 언밸런스의 감지성능을 향상시킬 수 있는 언밸런스 감지용 볼압력 센서를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 볼지지대의 경사면을 나선형태로 하여 일측방향으로의 볼이동은 원할하게 이루어질 수 있도록 하는 언밸런스 감지용 볼압력 센서를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 세탁기의 주요 구성을 나타내는 단면도,

도 2는 종래 기술에 의한 언밸런스 감지용 볼압력 센서의 구성을 나타내는 단면도,

도 3은 종래 기술에 의한 볼지지대의 형상을 나타내는 도면,

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 언밸런스 감지용 볼압력 센서에 사용되는 볼지지대의 형상을 나타내는 도면,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 볼지지대의 형상을 나타내는 도면.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

11 : 벨로우즈 12 : 코어(core)

13 : 코일 14 : 스프링

15 : 볼(ball) 16 : 볼지지대

17 : 뚜껑 26 : 볼지지대

27 : 경사면 28 : 걸림턱

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 세탁조 내의 수위 변화에 따라 압축 또는 팽창하는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈의 상측에 고정되어 상기 벨로우즈의 압축 또는 팽창에 따라 상하이동되는 강자성 재질의 코어(core)와, 환형으로 형성되어 상기 코어의 상하이동의 경로를 제공하는 동시에 상기 코어의 상하이동시 대향되는 면적에 따라 인덕턴스(L)가 변화되는 코일과, 상기 코어를 사이에 두고 상기 벨로우즈와 대향되도록 배치되는 스프링과, 상기 스프링의 내부에 배치되어 세탁조의 진동 또는 외부충격에 따라 상하이동되어 상기 코일의 인덕턴스(L)를 변화시키는 강자성 재질의 볼(ball)과, 상기 볼과 접촉되는 경사면을 갖고 세탁조의 진동 또는 외부충격에 따라 상기 볼이 경사면을 따라 이동되도록 하는 볼지지대를 포함하여 수위 또는 언밸런스를 감지하는 볼압력 센서에 있어서; 상기 볼지지대는 나선형태의 경사면이 형성되고, 탈수동작시 세탁조의 회전방향과 동일한 방향으로 볼의 회전이 이루어지지 않도록 경사면에 걸림턱이 형성되는 언밸런스 감지용 볼압력 센서를 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 볼지지대의 경사면은 서로 다른 경사각도를 갖는 2개 이상의 영역으로 나누어지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명이 적용된 볼지지대의 형상을 나타내는 사시도(A) 및 정면도(B)이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 볼지지대(26)는 그 상면에 나선형태의 경사면(27)이 형성되어 있고, 볼(15)이 일측방향으로 만 회전이 이루어지도록 상기 경사면(27)의 소정위치에 걸림턱(28)이 형성되어 있다. 이때, 상기 걸림턱(28)은 볼(15)이 세탁기의 탈수동작시 탈수조의 회전방향과 동일한 방향으로 회전이 이루어지지 않도록 형성된다. 즉, 상기 걸림턱(28)은 한 방향에 대한 볼(15)의 회전현상을 없애도록 한다. 여기서, 세탁기의 제조회사에 따라 탈수동작시 탈수조의 회전방향이 다르기 때문에 본 발명에 의한 볼지지대(26)에서는 걸림턱(28)의 방향이 바뀔 수 있다.

또한, 상기 볼지지대(26)의 경사면(27)은 서로 다른 경사각도를 갖는 2개 이상의 영역으로 나누어질 수 있다.

결국, 상기와 같은 볼지지대(26)를 갖는 본 발명에 의한 언밸런스 감지용 볼압력 센서에서는 볼(15)이 탈수동작에 의한 진동에 의해서는 회전되지 않고, 언밸런스 발생으로 인한 충격에 의해서만 회전이 이루어져 코일(13)의 인덕턴스(L)를 변경시키게 된다.

한편, 본 발명에 의한 언밸런스 감지용 볼압력 센서의 볼지지대(26)에서 걸림턱(28)의 형상은 도 4에 도시된 바와 같이 직선형태로 이루어지는 경우가 일반적이나, 도 5에 도시된 바와 같이 곡면을 이룰 수 도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 언밸런스 감지용 볼압력 센서는 걸림턱을 이용하여 볼이 탈수조의 회전방향과 동일한 방향으로 회전이 이루어지지 않도록 하기 때문에 탈수동작으로 인한 진동을 언밸런스로 오인식하는 경우를 방지하여 언밸런스 측정의 정확성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 세탁조 내의 수위 변화에 따라 압축 또는 팽창하는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈의 상측에 고정되어 상기 벨로우즈의 압축 또는 팽창에 따라 상하이동되는 강자성 재질의 코어(core)와, 환형으로 형성되어 상기 코어의 상하이동의 경로를 제공하는 동시에 상기 코어의 상하이동시 대향되는 면적에 따라 인덕턴스(L)가 변화되는 코일과, 상기 코어를 사이에 두고 상기 벨로우즈와 대향되도록 배치되는 스프링과, 상기 스프링의 내부에 배치되어 세탁조의 진동 또는 외부충격에 따라 상하이동되어 상기 코일의 인덕턴스(L)를 변화시키는 강자성 재질의 볼(ball)과, 상기 볼과 접촉되는 경사면을 갖고 세탁조의 진동 또는 외부충격에 따라 상기 볼이 경사면을 따라 이동되도록 하는 볼지지대를 포함하여 수위 또는 언밸런스를 감지하는 볼압력 센서에 있어서,

   상기 볼지지대는 나선형태의 경사면이 형성되고, 탈수동작시 세탁조의 회전방향과 동일한 방향으로 볼의 회전이 이루어지지 않도록 경사면에 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 볼압력 센서.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 볼지지대의 경사면은 서로 다른 경사각도를 갖는 2개 이상의 영역으로 나누어지는 것을 특징으로 하는 볼압력 센서.