KR20050076526A - 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 일 실시 형태는 드럼 세탁기의 안쪽 벽면을 미러로 사용하고, 터브의 외면에 진동 변위 감지를 위한 광센서를 상기 안쪽 벽면을 수직으로 마주 보도록 2개 이상 결합하여 구성된다. 그리고, 본 발명의 다른 실시 형태는 드럼 세탁기의 터브에 미러를 부착하고, 세탁기 안쪽 벽면에 진동 변위 감지를 위한 광센서를 미러를 수직으로 마주 보도록 2개 이상 결합하여 구성된다. 이러한 본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치는 구조가 간단하고 저가로 구현할 수 있는 광소자를 사용하는 비접촉 방식 진동 변위 센서를 이용하여 세탁기 터브의 진동 변위를 직접 측정하여, 세탁물의 편심량을 산출하고 고속 탈수 시의 진동 변위를 미리 예측하기 때문에 정확도가 우수하다. 또한 고속 탈수 진입 이전에 세탁물의 편심 상태를 완화시키는 방법에 유용한 정보를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 모터의 회전 속도에 관계없이 터브의 진동 변위를 직접 측정하기 때문에 고속 탈수 진입 후에도 실시간으로 진동 변위를 모니터링할 수 있으므로 탈수 행정 제어 알고리즘에 유용하다.

Description

드럼 세탁기의 편심량 감지 장치{APPARATUS SENSING PARTIAL DISPOSITION FOR DRUM WASHING MACHINE}

본 발명은 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 드럼 세탁기의 고속 탈수 시 세탁물의 편심에 의해 발생하는 이상 진동 및 소음을 제어하기 위하여 진동 변위 센서를 드럼 세탁기에 장착하여 저속 회전에서의 터브의 진동 변위를 직접 감지함으로써 세탁물의 편심량 산출 및 고속 탈수 시의 터브의 진동 변위를 미리 예측할 수 있도록 한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세탁, 헹굼 및 탈수 행정을 수행하여 세탁물을 세탁하는 장치이다. 세탁기는 방식에 따라서 세탁조의 하부에 작은 날개가 붙은 회전날개가 회전할 때 생기는 수류가 세탁물에 충격을 주어 세탁하는 펄세이터 방식, 세탁조의 중앙에 날개가 붙어 있는 큰 교반 날개가 규칙적으로 방향이 반전되면서 수류를 형성하여 세탁하는 에지테이터 방식, 드럼 내에 세탁물 넣고 드럼을 회전시켜 낙차에 따른 충격과 세제의 세정력으로 세탁하는 드럼 방식으로 구분된다.

특히 드럼 방식은 다른 방식에 비해 세탁물의 손상이 적고 세액이 적게 드는 장점이 있어 유럽 등에서 널리 쓰이고 있으며 전세계적으로도 점차 시장점유율이 증가하는 추세에 있다.

이하, 도면에 의해 설명하면, 도 1은 통상 드럼 세탁기의 요부 구성도로서 이에 도시한 바와 같이, 급수와 배수 관련부를 제외하면 본체(1), 댐퍼(2)와 스프링(3)에 의해 고정되어 있는 터브(4) 내부에서 모터(5)에 의해 회전하는 드럼(6) 등으로 구성된다.

이와 같은 드럼 세탁기의 세탁 행정을 고려해보면, 예를 들어 드럼 세탁기의 드럼(6) 내부에 세탁물을 투입하여 포량을 감지한 후 포량에 따라 수위, 세제량 및 전체 세탁 시간을 결정한다. 이로부터 세탁 행정과 헹굼 행정을 마친 후 탈수 행정으로 진입하는데 탈수 행정은 분당 1000회 이상으로 드럼을 고속 회전시킴으로써 원심력을 이용하여 탈수를 수행한다.

이때 드럼(6) 내의 세탁물이 편중되어 터브(4) 및 본체(1)에 심한 진동이 전달되고 동시에 소음이 발생할 수 있다. 특히 세탁기의 심한 진동은 탈수 행정의 효율을 상당히 저하시키므로 진동량을 정확히 감지하여 진동량에 따라서 세탁물이 편심 상태를 해결해 주는 방안을 강구할 필요성이 있다.

현재의 드럼 세탁기에 적용되는 방안으로는 모터의 저속 회전 시 감지되는 세탁물의 편심 량이 미리 정해놓은 한계 값을 넘는다고 판단되면 세탁물을 뒤섞어 편심을 줄인 후 고속 탈수로 진입하는 방식을 취한다. 이때 저속 회전 시 세탁물의 편심을 감지하기 위하여 별도의 센서를 사용하지 않고 세탁물의 편심에 따른 모터의 전류량, 속도 변화량 및 세탁물의 무게 등을 측정하여 산출한다.

이러한 방식은 모터가 회전할 때 편심에 의해 측정되는 부수적인 여러 인자들을 측정함으로써 간접적으로 편심을 산출하는 방식이므로 정확도에 한계가 있으며, 세탁물의 무게를 미리 알고 있어야 한다는 단점이 있다. 또한 편심의 종류에는 회전체를 원심력 방향으로 진동시키는 평면 편심과 회전축 방향으로 진동 시키는 대각 편심이 있는데 상기와 같은 방식으로는 두 가지 편심을 구별하지 못하는 결정적인 단점 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 드럼 세탁기의 고속 탈수시 세탁물의 편심에 의해 발생하는 이상 진동 및 소음을 제어하기 위하여 진동 변위 센서를 드럼 세탁기에 장착하여 저속 회전에서 터브의 진동 변위를 세탁물의 무게에 관계없이 직접 감지함으로써 세탁물의 평면 편심량 및 대각 편심량을 구분하여 산출하고 또한 고속 탈수 시의 터브의 진동 변위를 미리 예측하여 고속 탈수 이전에 세탁물의 편심을 줄일 수 있게 되는 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치를 제공하고자 함에 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 일 실시 형태는 드럼 세탁기의 안쪽 벽면을 미러로 사용하고, 터브의 외면에 진동 변위 감지를 위한 광센서를 상기 안쪽 벽면을 수직으로 마주 보도록 2개 이상 결합하여 구성된다.

본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 다른 실시 형태는 드럼 세탁기의 터브에 미러를 부착하고, 세탁기 안쪽 벽면에 진동 변위 감지를 위한 광센서를 미러를 수직으로 마주 보도록 2개 이상 결합하여 구성된다.

상기 진동 변위 감지를 위한 광센서는 선행 특허 진동 변위 산출 시스템 및 그 방법(특허출원번호: 03-033673)에서 고안한 것을 채용한다.

그리고, 드럼 세탁기의 모터 회전 시 상기의 광센서를 이용하여 터브의 진동 변위를 검출하는 방식은 선행 특허 진동 변위 산출 방법(특허출원번호 03-055544)을 이용한다.

이와 같은 본 발명의 제 1특징은 선행 특허 진동 변위 산출 시스템 및 그 방법(특허출원번호: 03-033673)에서 고안한 광센서를 2개 이상 드럼 세탁기의 안쪽 벽면을 마주 보도록 터브에 장착하거나, 터브에 미러를 장착한 후 2 개 이상의 광센서가 미러를 마주 보도록 세탁기 안쪽 벽면에 장착하는 구조를 갖는다.

본 발명의 제 2 특징은 모터 회전 시 상기의 광센서를 이용하여 터브의 진동 변위를 검출하는 방식은 선행 특허 진동 변위 산출 방법(특허출원번호 : 03-055544)의 방식과 동일하다.

본 발명의 제 3 특징은 모터의 저속 회전 시 위 제 2 특징의 방법으로 검출한 터브의 진동 변위 값을 이용하여 평면 편심량, 대각 편심량 및 고속 탈수 시 발생하는 터브의 진동 변위를 산출하는 알고리즘을 포함한다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 일 실시형태를 보인 요부 평면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 다른 실시형태를 보인 요부 평면도이며, 도 4 및 도 5는 터브의 진동 변위 간의 상관 관계식을 도출하기 위한 실험 방법 설명도이다.

본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 한 실시 형태는 도 2에 도시된 바와 같이 드럼 세탁기의 안쪽 벽면(8)을 미러로 사용하고, 진동 변위 감지를 위한 광센서(7)를 2개 이상 드럼 세탁기의 안쪽 벽면(8)을 수직으로 마주 보도록 터브(9)에 결합한 구성으로 되어 있다.

본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 다른 실시 형태는 도 3에 도시한 바와 같이 터브(9)에 미러(10)를 부착하고, 2 개 이상의 광센서(7)를 미러(10)를 수직으로 마주 보도록 세탁기 안쪽 벽면(8)에 장착한 구성으로 되어 있다.

드럼 세탁기의 모터 회전 시 상기의 광센서를 이용하여 터브의 진동 변위를 검출하는 방식은 선행 특허 진동 변위 산출 방법의 방식과 동일하며, 모터가 저속으로 회전할 때의 터브의 진동 변위로부터 평면 편심량, 대각 편심량을 산출하고 또한 고속 탈수시 발생하는 터브의 진동 변위를 예측하기 위해서는 발생할 수 있는 대부분의 편심 상태에 대하여 모터의 저속 회전 시 터브의 진동 변위와 함께 고속 탈수 시 터브의 진동 변위를 선행적으로 측정하여 상관 관계식을 도출해냄은 필수적이다.

그리고, 발생할 수 있는 대부분의 편심 상태에 대하여 모터의 저속 회전 및 고속 탈수 시 터브의 진동 변위 간의 상관 관계식을 도출하기 위한 실험 방법은 도 4와 같이, 드럼 세탁기에서 길이 L인 드럼(11) 내부에 질량 m1, 질량 m2인 추를 각각 위치 p1과 p2에 두어 모터(12)를 ω의 각속도로 회전시킬 때, m1,m2,p1,p2를 변화시키면 다양한 평면 편심과 대각 편심을 발생시킬 수 있다. 이때 평면 편심은 회전체를 원심력 방향으로 진동시키며 대각 편심은 회전체를 회전축 방향으로 진동 시킨다. 도 5에서 α는 두 편심을 드럼의 앞쪽에서 보았을 때의 상호 각도를 의미한다.

상기와 같은 실험 방법으로 얻은 다수의 저속 회전 시 터브의 진동 변위 데이타와 고속 회전 시 터브의 진동 변위 데이터 사이의 상관 관계식을 도출한다. 또한, 고속 회전 시의 진동 변위 중 회전체의 원심력 방향 진동 변위와 평면 편심량 상호간, 회전축 방향 진동 변위 대각 편심량 상호간에는 선형적이 관계가 있으르모 이로부터 편심량을 계산할 수 있다.

그러므로, 이렇게 얻어진 상관 관계식을 사용하여 임의의 편심 상태에서 측정한 저속 회전시 터브의 진동 변위로부터 평면 편심량 및 대각 편심량을 산출할 뿐만 아니라 고속 회전시의 터브의 진동 변위를 예측한다.

이상에서 설명한 바와 같은 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치는 구조가 간단하고 저가로 구현할 수 있는 광소자를 사용하는 비접촉 방식 진동 변위 센서를 이용하여 세탁기 터브의 진동 변위를 직접 측정하여, 세탁물의 편심량을 산출하고 고속 탈수 시의 진동 변위를 미리 예측하기 때문에 정확도가 우수하다. 또한 고속 탈수 진입 이전에 세탁물의 편심 상태를 완화시키는 방법에 유용한 정보를 제공할 수 있다.

뿐만 아니라, 모터의 회전 속도에 관계없이 터브의 진동 변위를 직접 측정하기 때문에 고속 탈수 진입 후에도 실시간으로 진동 변위를 모니터링할 수 있으므로 탈수 행정 제어 알고리즘에 유용하다.

도 1은 통상 드럼 세탁기의 요부 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 일 실시형태를 보인 요부 평면도.

도 3은 본 발명에 의한 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치의 다른 실시형태를 보인 요부 평면도.

도 4 및 도 5는 터브의 진동 변위 간의 상관 관계식을 도출하기 위한 실험 방법 설명도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

7 : 광센서 8 : 안쪽 벽면

9 : 터브 10 : 미러

11 : 드럼 12 : 모터

Claims (2)

1. 드럼 세탁기의 안쪽 벽면(8)을 미러로 사용하고, 터브(9)의 외면에 진동 변위 감지를 위한 광센서(7)를 상기 안쪽 벽면(8)을 수직으로 마주 보도록 2개 이상 결합하여 구성된 것을 특징으로 하는 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치.
2. 드럼 세탁기의 터브(9)에 미러(10)를 부착하고, 세탁기 안쪽 벽면(8)에 진동 변위 감지를 위한 광센서(7)를 미러(10)를 수직으로 마주 보도록 2개 이상 결합하여 구성된 것을 특징으로 하는 드럼 세탁기의 편심량 감지 장치.