KR20010096790A - 교반식 세탁기의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세정행정에서 세탁조의 회전력에 의해 세정성능을 향상시킬 수 있는 교반식 세탁기의 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 교반식 세탁기의 제어방법은 세탁수를 저수하기 위한 저수조(12)와, 저수조(12) 내에 구성되어 의류가 투입되어 세탁 및 탈수를 행하는 세탁조(14)와, 세탁조(14) 내에 회전 가능하게 설치된 교반봉(16)과, 상기 교반봉(16) 및 세탁조(14)의 회전작동을 위한 상 하부 교반샤프트(33)(34) 및 스핀샤프트(35)와 상기 상부 교반샤프트(33)의 정역회전 제어를 위한 교반기어기구로 구성된 트랜스미션(30)과, 상기 트랜스미션(30)을 통해 각 샤프트(33)(34)(35)의 회전작동에 필요한 구동력을 제공하는 구동모터(20)와, 원웨이 스프링(48)을 통해 구동모터(20)의 회전작동 방향에 따라 하부 교반샤프트(34)와 기어박스(32)가 일체/분리 회전되도록 하는 클러치기구(40)를 포함하여 이루어진 교반식 세탁기에 있어서; 상기 구동모터(20)가 일측방향으로 회전작동함으로써, 원웨이 스프링(48)이 풀림상태가 되어 기어박스(32)가 고정된 상태에서 구동모터(20)와 연결된 하부 교반샤프트(34)만이 일측으로 회전하며, 상기 하부 교반샤프트(34)와 연동되는 교반기어기구의 작동으로 상부 교반샤프트(33)가 정역회전 함으로써 상기 상부 교반샤프트(33)와 연결된 교반봉(16)이 저속으로 정역회전되는 교반모드와, 구동모터(20)가 상기 교반모드에서와 반대방향으로 회전작동함으로써, 원웨이 스프링(48)이 조임상태가 되어 구동모터(20)와 연결된 하부 교반샤프트(34) 및 기어박스(32)가 상기 원웨이 스프링(48)에 의해 결속된상태에서 고속회전하며, 기어박스(32) 내의 상부 교반샤프트(33)에 연결된 교반봉(16)과, 기어박스(32)에 고정된 스핀샤프트(35)에 연결된 세탁조(14)가 일체로 일방향 고속회전함으로써, 세탁수가 원심력에 의해 세탁조(14)와 저수조(12) 사이의 공간으로 배출된 다음 저수조(12) 상단을 통해 다시 세탁조(14) 내로 순환되는 스핀모드가 조합되어 세정 및 헹굼작용을 실행하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 교반식 세탁기의 제어방법에 의하면 세탁조(14)와 교반봉(16)이 동시 회전되어 빨랫감(W)에 묻어 있는 오염물질을 여과하는 스핀모드와 교반봉(16)만에 의한 교반모드가 조합된 세정행정을 거치게 될 뿐만 아니라, 세탁수와 세제의 사용량이 각 세정단계의 특성에 맞게 적절히 조절됨으로써 보다 효과적이고 경제적인 세정 및 헹굼작용을 수행할 수 있게 된다.

Description

교반식 세탁기의 제어방법{Control method for Agitator type washing machine}

본 발명은 세탁기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 세정행정에서 세탁조의 회전작용에 의해 세정 및 헹굼작용을 보다 효율적으로 이룰 수 있는 교반식 세탁기의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 주로 전동기를 통한 기계적인 작동에 의해 의류 등을 세탁하기 위한 것으로, 그 구조와 세탁방식에 따라 교반식(agitator type)과 드럼식(drum type) 및 와권식(pulsator type)으로 구분되며, 대략, 세탁에 직접 기여하는 세탁부와, 상기 세탁부의 작동을 위한 동력을 공급하는 구동부 및 외형을 형성하는 케이스 등으로 구성된다.

상기 교반식 세탁기의 세탁부는 도 1 및 도 2에 나타난 것과 같이 케이스(10) 내에 설치된 저수조(12)와, 저수조(12)에 내장된 세탁조(14), 세탁조(14) 내에 장착된 교반봉(16) 및, 급, 배수밸브(17)(18) 등을 포함하여 이루어져 있는데, 상기 저수조(12)는 케이스(10) 내에서 서스펜션 수단에 의해 지지되어 있으며, 세탁조(14)는 그 벽면에 다수개의 누수홀(14a)이 구비된 형태로서 회전 가능하게 장착되어 있다.

구동부는 구동모터(20) 및, 상기 구동모터(20)의 구동력을 전달받아 교반봉(16)과 세탁조(14)를 회전시키는 트랜스미션(30)과 클러치기구(40) 및, 구동모터(20)의 구동력을 클러치기구(40)로 전달하는 벨트연결수단과, 상기 트랜스미션(30)의 안정적인 고정상태 유지를 위한 브레이크 수단을 포함하여 이루어져 있다.

상기 트랜스미션(30)은 도 3에 나타난 것과 같이 기어박스(32)와, 상기 기어박스(32) 내의 교반 기어수단(도 5 참조)을 통해 서로 연결되는 상 하부 교반샤프트(33)(34)를 비롯하여, 기어박스(32)에 고정 장착된 스핀 샤프트(35)를 포함하여 이루어져 있는데, 상기 상부 교반샤프트(33)는 스핀 샤프트(35)에 회전 가능하게 내장된 구조로서 교반봉(16)과 연결되어 있고, 스핀 샤프트(35)는 기어박스(32)에 고정 장착됨과 더불어 세탁조(14)에 연결되어 있으며, 하부 교반샤프트(34)는그 하단에 세레이션부(341)(도 4 참조)가 형성된 구조로서 기어박스(32)의 하방으로 그 선단이 돌출되어 있다.

클러치 기구(40)는 도 4에 나타난 것과 같이 기어박스(32) 하단에 고정 부착된 스핀샤프트 블록(42) 및 상기 스핀샤프트 블록(42)의 일측에 장착되어 하부 교반샤프트(34)의 세레이션부(341)에 결합됨과 더불어 벨트연결수단의 풀리(44)에 고정된 스프링 블록(46)과, 상기 스핀샤프트 블록(42) 및 스프링 블록(46)을 감싸는 형태로 장착된 원웨이 스프링(48)으로 이루어져 있다. 여기서, 상기 원웨이 스프링(48)은 그 회전방향에 따라 조임/풀림 상태가 제어되는 기구적인 특성을 갖고 있다.

그리고, 트랜스미션(30)의 기어박스(32) 내에 구성된 교반 기어수단은 도 5에 나타난 것과 같이 상부 교반샤프트(33)의 하단에 부착된 피니언 기어(50)와, 상기 피니언 기어(50)와 치합되는 랙기어부(521)가 형성된 편심 크랭크(52)와, 상기 편심 크랭크(52)와 동일 회전축 상에 연결된 제1기어(54) 및, 상기 제1기어(54)와 치합되며 하부 교반샤프트(34)의 상단에 부착된 제2기어(56)로 이루어져 있다.

브레이크 수단은 기어박스(32) 하단에 구비된 브레이크 디스크(60)와, 상기 브레이크 디스크(60)와 대응하는 형태로서 서스펜션 수단의 프레임(19) 상면에 구성된 브레이크 마찰부(62) 및, 구동모터(20)의 작동방향에 따라 기어박스(32)를 상하 위치 조절함으로써 브레이크 디스크(60)와 브레이크 마찰부(62)의 분리/밀착상태를 제어하는 위치조절기구(미도시)를 포함하여 이루어져 있다.(도 2 참조)

상술한 바와 같이 구성된 교반식 세탁기의 제어방법은 급수밸브(17)에 의해세탁조(14) 내로 세탁수가 급수되는 급수행정과, 급수행정 종료 후 도 6에 나타난 것과 같이 교반봉(16)의 회전 작동으로 세탁수와 빨랫감(W)을 일정 시간동안 교반시키는 세정행정과, 세정행정 종료 후 배수밸브(18)를 통해 세탁수를 배수한 다음, 세제가 함유되지 않은 맑은 물 즉, 헹굼수를 급수하여 일정 횟수만큼 빨랫감(W)을 헹구는 헹굼행정과, 헹굼행정 종료 후 세탁조(14)를 고속으로 회전시켜 빨랫감(W)을 탈수하는 탈수행정으로 이루어진다.

이와 같은 제어방법 중, 급수행정에서는 급수밸브(30)를 통해 유입되는 물이 세제통(31)을 거치면서 세제와 혼합된 세탁수가 공급되고, 세정행정에서는 세탁수에 함유된 세제의 화학작용과 함께 교반봉(16)에 의한 물리적인 작용으로 빨랫감(W)에 묻어 있는 오염물질이 제거되는 세정작용이 진행되는데, 이때 상기 교반봉(16)은 트랜스미션(30)에 의해 그 회전방향이 간헐적으로 반전되는 정역회전을 반복함으로써 좌우방향 수류와 상하방향 수류가 조합된 양방향 수류를 형성하여 세정작용을 이루게 된다.

이어서, 진행되는 헹굼행정에서는 세제가 혼합되지 않은 헹굼수가 공급된 상태에서 세정행정에서와 마찬가지로 교반봉(16)의 교반작동에 의해 발생하는 양방향 수류에 의해 빨랫감(W)에 묻어있는 세제성분이 제거되고, 탈수행정에서는 헹굼수가 배수된 다음, 세탁조(14)가 일측방향으로 빠르게 회전함으로써 빨랫감(W)이 세탁조(14) 내벽에 밀착된 상태에서 원심력에 의해 빨랫감(W)의 물기가 누수홀(14a)을 통해 빠져나가게 된다. 상기 탈수행정에서는 세탁조(14)와 교반봉(16)이 동시에 같은 방향으로 회전함으로써 빨랫감(W)이 교반봉(16)에 걸려훼손되는 것이 방지되며, 배수밸브(18)가 개방됨으로써 세탁조(14)의 누수홀(14a)을 통해 배출된 물기를 세탁기의 외부로 배수하게 된다.

한편, 각 행정에서 세탁조(14)와 교반봉(16)의 회전작동은 전술한 바와 같은 구동부에 의해 이루어지는데, 구동부의 작동에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 세정행정에서는, 구동모터(20)의 회전작동에 의해 풀리(44)가 일측방향(시계방향)으로 회전하게 되고, 풀리(44)와 연결된 스프링 블록(42) 및 상기 스프링 블록(42)과 세레이션 결합된 하부 교반샤프트(34)가 회전하게 되는데, 이때에는 원웨이 스프링(48)이 풀림상태이고, 브레이크 디스크(60)와 브레이크 마찰부(62)가 밀착된 상태를 유지하기 때문에 기어박스(32)는 움직이지 않는 상태가 된다. 그리고, 하부 교반샤프트(34)가 회전함에 따라 기어박스(32) 내의 제2기어(56) 및 상기 제2기어(56)와 치합된 제1기어(54)가 회전하게 되며, 제1기어(54)와 동일 회전축상에 연결된 편심 크랭크(52)가 작동하게 된다.

이때, 상기 편심 크랭크(52)는 그 구조상 회전축을 중심으로 직선 왕복운동을 하게 되며, 이에 따라 편심 크랭크(52)의 랙기어부(521)와 치합된 피니언 기어(50)에 의해 상부 교반샤프트(33)가 회전 왕복운동을 하게 됨으로써, 결과적으로 교반봉(16)의 정역 회전작동이 이루어진다.

그리고, 탈수행정에서는, 구동모터(20)의 회전작동이 세정행정에서와 반대방향(반시계방향)으로 이루어지고, 풀리(44)와 연결된 스프링 블록(46) 및 상기 스프링 블록(46)과 세레이션 결합된 하부 교반샤프트(34) 역시 반시계방향으로 회전하게 되는데, 이때에는 원웨이 스프링(48)이 조여짐으로써 스프링 블록(46)과 스핀샤프트 블록(42)이 결속되고, 위치조절기구의 작동으로 브레이크 디스크(60)와 브레이크 마찰부(62)가 분리된다. 따라서, 스핀샤프트 블록(42)과 함께 기어박스(32) 및 스핀샤프트(35)가 회전하게 되고, 상부 교반샤프트(33) 역시 동일 방향으로 회전하게 됨으로써 세탁조(14)와 교반봉(16)이 함께 회전하여 탈수작용을 수행하게 된다.

한편, 이러한 종래의 교반식 세탁기의 제어방법에 의하면 세정행정에서 교반봉(16)의 작동 특성상, 전술한 바와 같이 좌우방향의 수류와 함께 상하방향의 수류가 조합된 양방향 수류가 형성되는데, 이에 따르면 드럼식이나 와권식 세탁기에 비해 세탁과정에서 빨랫감(W)이 엉키지는 않게 되나, 교반봉(16)과 빨랫감(W)이 마찰되기 때문에 빨랫감(W)의 손상이 심하고, 많은 양의 세탁수를 필요로 할 뿐만 아니라, 교반봉(16)의 작용만으로는 강한 수류를 형성할 수 없는 등 세탁력이 약하다는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 교반봉만의 작동에 의한 일반적인 교반모드와, 교반봉과 세탁조가 함께 고속으로 회전하여 세탁수가 순환하는 스핀모드의 조합을 통해 이루어짐으로써 세탁기의 세정능력 향상에 도움이 되는 교반식 세탁기의 제어방법 제공을 목적으로 한다.

도 1은 교반식 세탁기의 구조를 나타낸 부분절개 사시도이다.

도 2는 교반식 세탁기의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 3은 교반식 세탁기의 트랜스미션 구조를 나타낸 사시도이다.

도 4는 교반식 세탁기의 클러치기구 구성을 나타내는 도 3의 A부를 확대한 분해 사시도이다.

도 5는 교반식 세탁기의 트랜스미션에 적용된 교반 기어수단의 구성을 나타낸 사시도이다.

도 6은 종래 제어방법에 따른 교반식 세탁기의 세정 및 헹굼작용 상태를 나타낸 상태도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어방법에 의한 교반식 세탁기의 세정 및 헹굼작용 상태를 나타낸 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 케이스 12: 저수조

13: 저수조커버 14: 세탁조

14a: 누수홀 16: 교반봉

17: 급수밸브 18: 배수밸브

19: 프레임 20: 구동모터

30: 트랜스미션 32: 기어박스

33: 상부 교반샤프트 34: 하부 교반샤프트

341: 세레이션부 35: 스핀샤프트

40: 클러치기구 42: 스핀샤프트 블록

44: 풀리 46: 스프링 블록

48: 원웨이 스프링 50: 피니언 기어

52: 편심 크랭크 521: 랙기어부

54: 제1기어 56: 제2기어

60: 브레이크 디스크 62: 브레이크 마찰부

W: 빨랫감

상기 목적을 이루기 위하여 제공되는 교반식 세탁기의 제어방법은 구동모터가 일측방향으로 회전작동함으로써, 원웨이 스프링이 풀림상태가 되어 기어박스가고정된 상태에서 구동모터와 연결된 하부 교반샤프트만이 일측으로 회전하며, 상기 하부 교반샤프트와 연동되는 교반기어기구의 작동으로 상부 교반샤프트가 정역회전 함으로써 상기 상부 교반샤프트와 연결된 교반봉만이 저속으로 정역회전되는 교반모드와; 구동모터가 상기 교반모드에서와 반대방향으로 회전작동함으로써, 원웨이 스프링이 조임상태가 되어 구동모터와 연결된 하부 교반샤프트 및 기어박스가 상기 원웨이 스프링에 의해 결속된 상태에서 고속회전하며, 기어박스 내의 상부 교반샤프트에 연결된 교반봉과, 기어박스에 고정된 스핀샤프트에 연결된 세탁조가 일체로 일방향 고속회전함으로써, 세탁수가 원심력에 의해 세탁조와 저수조 사이의 공간으로 배출된 다음 저수조 상단을 통해 다시 세탁조 내로 순환되는 스핀모드가 조합되어 세정 및 헹굼작용을 실행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스핀모드에서는 적은 양의 세탁수가 급수되어, 세제의 함유비율이 높은 농축 세탁수가 만들어진 상태에서, 교반봉과 세탁조가 일체로 고속 회전됨으로써 세정작용이 수행되고, 상기 스핀모드가 탈수행정 수행을 위한 배수 전에 실행되어, 빨랫감이 세탁조 내에 고르게 분산 배치되도록 함으로써, 탈수행정 시 빨랫감의 불균일한 배치로 인해 세탁조가 언밸런스 상태가 되는 것이 방지되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 7을 참조로 하여 상세하게 설명하며, 본 발명의 구성 중 종래구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략하기로 한다.

우선, 본 발명의 실시예에 따른 교반식 세탁기의 제어방법은 교반봉(16)의정역 회전작동만으로 빨랫감(W)이 세정되는 교반모드와, 세탁조(14)와 교반봉(16)이 동일 방향으로 빠르게 회전하여 원심력에 의해 빨랫감(W)이 세탁조(14) 내벽에 압착된 상태에서 세탁수가 빨랫감(W)을 통과함으로써 빨랫감(W)이 세정되고, 세탁수가 다시 세탁조 내로 순환되는 스핀모드가 조합된 세정행정을 포함하여 이루어진다.

상기 스핀모드에서는 세탁조(14)와 교반봉(16)의 작동이 기본적으로 탈수행정 시와 동일하게 이루어지나, 탈수행정과는 달리 배수밸브(18)가 차단된 상태이기 때문에 누수홀(14a)을 통해 세탁조(14)의 외부로 배출된 세탁수가, 저수조(12)의 외부로는 배출되지 않고 저수조(12)와 세탁조(14) 사이의 공간을 통해 위로 밀려올라가게 되며, 저수조(12) 상단에 부착된 저수조커버(13)의 구조상 아래로 떨어져 세탁조(14) 내로 순환하게 된다.

상기 스핀모드는 그 설정에 따라, 적은 양의 세탁수가 급수되어 세제의 함유비율이 높은 농축 세탁수가 만들어진 상태에서, 교반모드에 앞서 실행됨으로써 세정효과를 높이게도 되는데, 이 경우에는 세정행정이 시작되면, 먼저 전술한 바와 같이 세제의 함유비율이 높은 고농축 세탁수가 공급되고, 세탁조(14) 및 교반봉(16)의 회전 작동없이 일정한 시간이 경과하는 이른바 불림과정이 진행됨으로써 상기 고농축 세탁수가 빨랫감(W)에 깊숙히 침투하게 된다. 불림과정에서는 세탁수에 함유된 세제성분이 빨랫감(W)에 묻어 있는 오염물질과 결합하여 오염물질이 빨랫감(W)으로부터 분리된다.

그리고, 스핀모드에 의한 세정작용이 진행되면, 세탁조(14)와 교반봉(16)이함께 빠른 속도로 회전함으로써 빨랫감(W)이 세탁조(14)의 내벽에 압착되고, 세탁수가 빨랫감(W)에 묻어 있는 오염물질과 함께 누수홀(14a)을 통해 세탁조(14)의 외부로 배출되는 여과작용이 진행된다.

스핀모드에서는 세탁조(14)와 교반봉(16)의 고속회전 작동이 간헐적으로 수차례 반복되도록 함으로써 전술한 바와 같이 세탁조(14)의 외부로 배출된 세탁수를 다시 세탁조(14)로 되돌려 한번 급수된 세탁수를 그 세정능력이 한계에 이를 때까지 반복하여 효율적으로 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 바와 같은 스핀모드는 세정행정에서 뿐만 아니라, 헹굼행정에서도 실행되어 헹굼작용 시의 효율성을 높일 수 있는데, 특히, 탈수행정을 위한 배수작동 전에 실행되도록 하면, 세탁조(14)의 빠른 회전에 따라 발생하는 고속수류에 의해 빨랫감(W)이 세탁조(14) 내에 고르게 분산 배치되기 때문에, 탈수행정 시 빨랫감(W)의 불균일한 배치로 인해 세탁조가 언밸런스 상태가 되는 것이 방지된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 교반식 세탁기의 제어방법에 의하면, 세탁조와 교반봉이 동시 회전되어 빨랫감에 묻어 있는 오염물질을 여과하는 스핀모드와 교반봉만에 의한 교반모드가 조합된 세정행정을 거치게 될 뿐만 아니라, 세탁수와 세제의 사용량이 각 세정단계의 특성에 맞게 적절히 조절됨으로써 보다 효과적이고 경제적인 세정작용을 수행할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 세탁수를 저수하기 위한 저수조와,

   저수조 내에 구성되어 의류가 투입되어 세탁 및 탈수를 행하는 세탁조와,

   세탁조 내에 회전 가능하게 설치된 교반봉과,

   상기 교반봉 및 세탁조의 회전작동을 위한 상 하부 교반샤프트 및 스핀샤프트와 상기 상부 교반샤프트의 정역회전 제어를 위한 교반기어기구로 구성된 트랜스미션과,

   상기 트랜스미션을 통해 각 샤프트의 회전작동에 필요한 구동력을 제공하는 구동모터와,

   원웨이 스프링을 통해 구동모터의 회전작동 방향에 따라 하부 교반샤프트와 기어박스가 일체/분리 회전되도록 하는 클러치기구

   를 포함하여 이루어진 교반식 세탁기에 있어서;

   상기 구동모터가 일측방향으로 회전작동함으로써, 원웨이 스프링이 해제상태가 되어 기어박스가 고정된 상태에서 구동모터와 연결된 하부 교반샤프트만이 일측으로 회전하며, 상기 하부 교반샤프트와 연동되는 교반기어기구의 작동으로 상부 교반샤프트가 정역회전 함으로써 상기 상부 교반샤프트와 연결된 교반봉이 저속으로 정역회전되는 교반모드와,

   구동모터가 상기 교반모드에서와 반대방향으로 회전작동함으로써, 원웨이 스프링이 조임상태가 되어 구동모터와 연결된 하부 교반샤프트 및 기어박스가 상기원웨이 스프링에 의해 결속된 상태에서 일체로 고속회전하며, 기어박스 내의 상부 교반샤프트에 연결된 교반봉과 기어박스에 고정된 스핀샤프트에 연결된 세탁조가 일체로 일방향 고속회전함으로써, 세탁수가 원심력에 의해 세탁조와 저수조 사이의 공간으로 배출된 다음 저수조 상단을 통해 다시 세탁조 내로 순환되는 스핀모드

   가 조합되어 세정 및 헹굼작용을 실행하는 것을 특징으로 하는 교반식 세탁기의 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 스핀모드에서는

   적은 양의 세탁수가 급수되어, 세제의 함유비율이 높은 농축 세탁수가 만들어진 상태에서, 교반봉과 세탁조가 일체로 고속 회전됨으로써 세정작용이 수행되는 것을 특징으로 하는 교반식 세탁기의 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 스핀모드가

   탈수행정 수행을 위한 배수 전에 실행되어, 빨랫감이 세탁조 내에 고르게 분산 배치되도록 함으로써, 탈수행정 시 빨랫감의 불균일한 배치로 인해 세탁조가 언밸런스 상태가 되는 것이 방지되는 교반식 세탁기의 제어방법.