KR20030009848A - 세탁기용 수위감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기용 수위감지장치에 관한 것으로서, 본 발명은 세탁수 및 공기 등의 유체가 그 수위 증감에 의해 출입 가능한 에어챔버와, 상기 에어챔버로 공급되는 유체를 전달하는 호스와, 상기 호스를 통해 전달된 유체에 의한 압력이 전달될 수 있도록 유체유입구가 구비된 하부케이스 및 상기 하부케이스의 상측에 분리 가능하게 결합되며 그 중앙부에는 중공 원형의 보빈부가 구비된 상부케이스와, 상기 유체의 압력 증감에 의해 상하 이동 가능하도록 상기 하부케이스 상에 설치되는 다이아프램과, 상기 다이아프램이 상하 이동함에 따라 상기 상부케이스의 보빈부 내측에서 상하 이동하는 코어와, 상기 보빈부의 외주면 상에 권회되는 코일을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기용 수위감지장치를 제공하여, 수위감지장치의 출력 주파수 특성을 결정짓는 보빈 코일의 인덕턴스(L) 값을 안정화시킴으로써 용량이 일정한 캐퍼시터의 조립만으로 소망하는 주파수 특성을 얻을 수 있도록 하여 소망하는 주파수 특성을 얻기 위해 불가피 했던 다수개의 캐퍼시터의 조합작업을 삭제하여 작업 공정을 단순화하고, 또한 수위감지장치의 구조도 단순화 할 수 있도록 한 것이다.

Description

세탁기용 수위감지장치{device for sensing water level in washing machine}

본 발명은 세탁기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 세탁조 내측으로 공급되는 세탁수의 수위를 감지하여 각 세탁행정에 따른 급수 및 배수 동작이 원활히 이루어질 수 있도록 하는 세탁기용 수위 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자동 세탁기 등에는 자동으로 수위를 감지하여 제어부에 출력함으로써 제어부의 제어에 따라 급수 및 배수가 가능하도록 하는 수위감지장치가 설치되는데, 이러한 수위감지장치는 세탁조 내의 세탁물 양에 따라 급수밸브를 개방시켜 세탁조 내에 급수를 시작하고, 상기 급수된 세탁수의 수위에 따른 공기압력의 상승으로 급수밸브를 차단시켜 급수가 중단되도록 하여 자동으로 세탁조 내의 수위를 조절 가능하게 함으로써, 물의 낭비를 방지하고 세탁수 공급량을 적절히 조절하여 효율적인 세탁을 수행함과 아울러 전자동 세탁을 실현할 수 있도록 구성되는 것이다.

도 1은 일반적인 세탁기용 수위감지장치의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도로서, 상기 도 1을 참조하여 일반적인 세탁기용 수위감지장치의 구조 및 작동을 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 수위감지장치는 세탁조(미도시) 측으로부터 세탁수나 공기 등의 유체가 유입될 수 있도록 유체유입구(1a)가 구비된 하부케이스(1) 및 상기 하부케이스(1)의 상측에 설치되는 상부케이스(2)와, 상기 하부케이스(1) 상에 설치되는 다이아프램(20)과, 상기 다이아프램(20) 상면에 부착되는 작동구(30)와, 상기 작동구(30)의 상측에 설치되는 코어(40)와, 상기코어(40)를 유체 압력방향의 반대방향으로 탄력적으로 지지하는 압축코일 스프링(80)과, 상기 상부케이스(2)의 내측에 설치되는 보빈(50) 및 상기 보빈(50)의 외주면에 권회된 코일(60)로 구성된다.

전술한 구성으로 이루어진 상기 수위감지장치는 세탁기의 작동에 의해 세탁조 내측으로 급수가 이루어짐에 의해 세탁조 내의 세탁수 수위가 상승하게 되면, 세탁조의 저부에 형성된 에어챔버(미도시)를 통하여 호스(미도시)를 따라 세탁수의 수위도 상승하게 되고, 따라서 상기 에어챔버의 내부압력도 상승하게 된다.

이어서, 상승한 상기 내부압력이 유체유입구(1a)를 통하여 상기 다이아프램(20)으로 전달되어 압축코일 스프링(80)의 탄성을 극복하며 다이아프램(20)을 상측으로 밀어 올리게 된다.

이 때, 상기 압축코일 스프링(80)은 수위에 따른 압력에 비례하여 변위를 일으키게 되고, 그 압축코일 스프링(80)의 변위 만큼 다이아프램(20) 상면에 설치된 작동구(30)와 코어(40)가 상승하게 되며, 상기 코어(40)의 이동거리에 따라 보빈(50) 및 코일(60)과의 상호 작용으로 자속밀도가 변하게 되고, 상기 자속밀도의 변화는 주파수 변환회로에서 인덕턴스(L)를 변화시켜 캐퍼시턴스(C)와 공진을 일으킴에 의해 아래 식과 같이 출력 주파수(f) 값이 변하게 된다.

f =

한편, 전술한 출력 주파수(f)는 상기 인덕턴스(L) 값에 의해 그 특성이 크게 영향을 받게 되며, 이러한 인덕턴스(L) 값은 상기 보빈(50)의 외주면 상에 권회되는 코일(60)의 권선상태(권회된 코일의 정렬상태 또는 비정렬상태)에 따라 크게 좌우된다.

즉, 도 2a에 나타낸 바와 같이 보빈(50)의 외주면 상에 코일(60)이 정렬된 상태로 권회되어 있는 경우에는 인덕턴스(L) 값이 일정하게 되어 용량이 일정한 캐퍼시터의 조립만으로도 소망하는 주파수 특성을 얻을 수 있게 된다.

그러나, 종래의 코일(60) 권선구조는 보빈(50)에 코일(60)을 권회하는 와인딩 작업시 코일(60)의 정렬불량이 발생할 소지가 많으며, 코일의 정렬상태가 불량하게 될 경우(도 2b 참조) 인덕턴스(L) 값의 변화에 따른 출력 주파수의 특성 변화를 초래하므로 원하는 주파수 특성을 얻기 위해서는 용량이 각기 다른 다수개의 캐퍼시터들을 조합해야 하는 작업이 불가피하게 되어 생산성 저하가 심화되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 세탁수의 수위를 결정하기 위한 수위감지장치의 출력 주파수 특성을 결정짓는 보빈 코일의 인덕턴스(L) 값을 안정화시킴으로써 용량이 일정한 캐퍼시터의 조립만으로도 소망하는 주파수 특성을 얻을 수 있도록 하여 소망하는 주파수 특성을 얻기 위해 불가피 했던 다수개의 캐퍼시터의 조합작업을 삭제하여 작업 공정을 단순화하고, 또한 수위감지장치의 구조도 단순화할 수 있도록 한 세탁기용 수위감지장치의 제공을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 세탁기용 수위감지장치의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 2a, 도 2b는 도 1에 도시된 보빈에 권회되는 코일의 정렬상태와 비정렬상태를 각각 비교하여 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수위감지장치의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 4는 도 3의 "A"부 확대도로서, 코일의 구조 및 권선상태를 나타낸 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1....하부케이스, 1a....유체유입구,

100....상부케이스, 150....보빈부,

160....코일, 160a....동선,

160b....피복층, 160c....접착피복층.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 세탁수 및 공기 등의 유체가 그 수위 증감에 의해 출입 가능한 에어챔버와, 상기 에어챔버로 공급되는 유체를 전달하는 호스와, 상기 호스를 통해 전달된 유체에 의한 압력이 전달될 수 있도록 유체유입구가 구비된 하부케이스 및 상기 하부케이스의 상측에 분리 가능하게 결합되며 그 중앙부에는 중공 원형의 보빈부가 구비된 상부케이스와, 상기 유체의 압력 증감에 의해 상하 이동 가능하도록 상기 하부케이스 상에 설치되는 다이아프램과, 상기 다이아프램이 상하 이동함에 따라 상기 상부케이스의 보빈부 내측에서 상하 이동하는 코어와, 상기 보빈부의 외주면 상에 권회되는 코일을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기용 수위감지장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 도시된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서, 본 발명에 따른 세탁기용 수위감지장치의 주요 구성요소 중 동일한 부재에 대해서는 도 1 및 도 2에 따라 전술한 종래의 기술을 참조하여 동일한 번호를 부여하며, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수위감지장치의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3의 "A"부 확대도로서, 코일의 구조 및 권선상태를 나타낸 단면도로서, 상기 도면을 참조하여 본 발명에 따른 세탁기용 수위감지장치의 바람직한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 수위감지장치는 세탁조(미도시) 측으로부터 에어챔버와 호스를 통해 출입되는 세탁수나 공기 등의 유체가 유입될 수 있도록유체유입구(1a)가 구비된 하부케이스(1)와 상기 하부케이스(1)의 상측에 분리 가능하게 결합되는 상부케이스(100)에 의해 외관을 이루게 된다.

상기 하부케이스(1)의 내측 저면에는 상기 유체유입구(1a)로부터 전달되는 유체의 압력증감에 의해 상승 또는 하강이가능하게 되는 다이아프램(20)이 설치되고, 상기 다이아프램(20)의 상면에는 작동구(30) 및 코어(40)가 설치되어, 상기 작동구(30) 및 코어(40)는 다이아프램(20)이 상하 이동하는 변위 만큼 상하로 이동이 가능하게 된다.

그리고, 상기 상부케이스(100)의 중앙부 내측에는 압력변화에 따라 상기 코어(40)가 이동 가능하도록 중공 원통형으로 된 보빈부(150)가 상기 코어(40)의 이동방향과 평행하게 형성되며, 상기 보빈부(150)의 내측에는 상기 코어(40)를 유체 압력 방향의 반대방향으로 탄력적으로 지지하는 압축코일 스프링(80)이 설치되고, 상기 보빈부(150)의 외주면에는 코일(160)이 권회된다.

이 경우, 상기 보빈부(150)는 보빈 설치에 따른 작업 공정의 증가 및 부품수의 증가를 방지하기 위하여 상기 상부케이스(100)와 일체로 형성함이 바람직한데, 이는 상기 보빈부(150)를 상부케이스(100)의 성형 시에 일체로 형성한 후, 상부케이스(100)와 하부케이스(1)를 조립하기 전에 상기 보빈부(150) 외주면에 코일(160)을 삽입설치함으로써 가능하게 된다.

한편, 상기 보빈부(150)에 권회되는 코일(160)은 매우 양호한 권선의 정렬상태를 유지할 수 있는 셀프 본디드 와이어(self bonded wire)를 채용함이 바람직한데, 상기 셀프 본디드 와이어는 전기 전도성을 갖는 재질로 된 동선(160a)과, 에나멜수지 등과 같은 절연 재질로 이루어져 상기 동선(160a)의 외면을 커버하는 피복층(160b)과, 접착성을 갖는 재질로서 상기 피복층(160b)의 외면을 감싸는 접착피복층(160c)으로 이루어지는 것으로서, 상기 셀프 본디드 와이어는 권선의 정렬상태가 일정하여 안정된 인덕턴스(L)를 제공할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 수위감지장치에 의하면, 코어(40)의 이동거리 변화에 따른 인덕턴스(L) 값을 안정화 시키게 됨으로써, 소망하는 주파수 특성을 얻기 위해서 용량이 각기 다른 다수개의 캐퍼시터들을 조합해야 하는 종래의 문제점을 해소할 수 있는 것이다.

또한, 상기 보빈부(150) 외주면 상에 권회된 코일(160)의 외측에 우레탄 등과 같은 코팅부재(170)를 충진시켜 코일(160)에 고정력을 부여할 수 있으며, 상기 코팅부재(170)를 절연재질로 형성함으로써 코일(160)의 절연성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구성한 것으로서, 단순히 전술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 세탁수의 수위를 결정하기 위한 수위감지장치의 출력 주파수 특성을 결정짓는 보빈 코일의 인덕턴스(L) 값을 안정화시킴으로써 용량이 일정한 캐퍼시터의 조립만으로도 소망하는 주파수 특성을 얻을 수 있도록 하여 소망하는 주파수 특성을 얻기 위해 불가피 했던 캐퍼시터의 조합작업을 삭제하여 작업 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 상부케이스 상에 보빈부를 일체로 형성함으로써 작업공정을 단순화 시키고, 부품수를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 효과가 있다.

셋째, 코일의 외측에 절연성을 갖는 코팅부재를 충진시킴으로써 코일의 고정력 과 절연성능을 향상시킬 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 세탁수 및 공기 등의 유체가 그 수위 증감에 의해 출입 가능한 에어챔버와,

   상기 에어챔버로 공급되는 유체를 전달하는 호스와,

   상기 호스를 통해 전달된 유체에 의한 압력이 전달될 수 있도록 유체유입구가 구비된 하부케이스 및 상기 하부케이스의 상측에 분리 가능하게 결합되며 그 중앙부에는 중공 원형의 보빈부가 구비된 상부케이스와,

   상기 유체의 압력 증감에 의해 상하 이동 가능하도록 상기 하부케이스 상에 설치되는 다이아프램과,

   상기 다이아프램이 상하 이동함에 따라 상기 상부케이스의 보빈부 내측에서 상하 이동하는 코어와,

   상기 보빈부의 외주면 상에 권회되는 코일을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기용 수위감지장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보빈부의 외주면에 권회된 코일의 외면을 감싸면서 고정력을 부여하는 코팅부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기용 수위감지장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 코팅부재는 절연재질로 된 것을 특징으로 하는 세탁기용 수위감지장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 코일은 그 외주면에 접착력을 갖는 접착피복층이 구비되어 그 자체적으로 정렬된 권선상태를 유지할 수 있는 셀프 본디드 와이어(self bonded wire)인 것을 특징으로 하는 세탁기용 수위감지장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 보빈부는 상기 상부케이스에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 세탁기용 수위감지장치.