KR20110022367A - 세탁장치 - Google Patents

Abstract

세탁장치에 있어 드럼을 과도영역 이상으로 회전시키는 경우 드럼의 진동을 줄이면서 상기 과도영역을 통과하는 방법을 제공한다. 본 발명에 의한 제어방법이 적용되는 세탁장치는 일실시예는 드럼과, 복수의 전방볼들을 가지고 상기 드럼의 전방부에 장착된 전방볼밸런서와, 복수의 후방볼들을 가지고 상기 드럼의 후방부에 장착된 후방볼밸런서를 포함할 수 있다.

세탁장치, 과도영역, 진동모드, 볼밸런서

Description

세탁장치{Laundry Machine}

본 발명은 세탁물을 처리하는 세탁장치에 관한 것이다.

일반적으로 세탁장치는 세탁기와 건조기가 있다. 세탁기는 펄세이터 방식의 세탁기와 드럼세탁기가 있으며, 세탁기 중에는 세탁만을 수행하는 것이 아니라 건조도 함께 수행될 수 있는 건조겸용 세탁기도 있다.

건조기는 젖은 세탁물을 열풍 등을 이용하여 건조시키는 세탁장치이다.

드럼 세탁기는 터브가 수평으로 배치되며, 그 내부에 드럼 또한 수평으로 배치된다. 세탁물은 상기 드럼 내부에 위치되어 드럼이 회점됨에 따라 텀블되며 세탁된다.

터브는 세탁수를 수용하는 역할을 하며, 드럼은 세탁물이 위치되어 세탁이 이루어지는 곳이다.

상기 드럼은 터브 내에 회전가능하게 설치된다.

상기 드럼은 후면에 회전축이 연결되며, 상기 회전축은 모터로부터 회전력을 전달받는다. 그래서, 상기 모터의 회전에 의해 그 회전력이 회전축을 통해 드럼으로 전달되어 드럼이 회전되게 된다.

세탁시는 물론 헹굼시 그리고 탈수시에 드럼이 회전되는데 상기 드럼은 회전하면서 진동하게 된다.

상기 회전축은 터브의 후벽면을 관통하면서 터브밖으로 돌출된다. 종래의 세탁기 중에는 터브의 후벽면에 베어링하우징이 인서트 몰딩으로 삽입되어 있는 경우가 있다. 또는, 터브 후벽에 베어링하우징이 체결되는 구조도 있다.

상기 베어링하우징에 의해 상기 회전축이 지지되는데, 드럼의 진동은 회전축을 통해 터브로 베어링하우징 및 터브로 전달되게 된다.

그래서, 터브가 드럼과 함께 진동하며, 그와 같은 진동을 완충시키기 위해 상기 터브에는 완충 지지부재가 연결된다.

즉, 종래의 세탁기는 드럼의 진동이 그대로 터브로 전달되는 구조이며, 그와 같은 진동은 터브에 연결된 완충지지부재를 통해 지지되는 구조이다.

세탁장치에 있어 드럼을 과도영역 이상으로 회전시키는 경우 드럼의 진동을 줄이면서 상기 과도영역을 통과하는 방법을 제공한다.

특히, 과도영역이 드럼 회전속도의 비교적 넓은 범위에 걸쳐 있을 때 진동량을 줄이면서 과도영역을 통과하는 방법을 제공한다.

아울러, 터브가 고정되고 드럼의 진동이 터브를 통하지 않고 직접 서스펜션유닛을 통해 완충되도록 만들어진 새로운 구조의 세탁장치에 대해 진동량을 줄이면서 과도영역을 통과하는 방법을 제공한다.

본 발명에 의한 제어방법이 적용되는 세탁장치는 일실시예는 드럼과, 복수의 전방볼들을 가지고 상기 드럼의 전방부에 장착된 전방볼밸런서와, 복수의 후방볼들을 가지고 상기 드럼의 후방부에 장착된 후방볼밸런서를 포함할 수 있다.

그리고, 그 제어방법의 일실시예는, 드럼을 제1회전속도에서 정속회전하며 제1언밸런스를 감지하여 제1허용언밸런스와 비교하는 제1정속회전단계; 드럼을 제1회전속도보다 큰 제2회전속도에서 제2언밸런스를 감지하여 제2허용언밸런스와 비교하는 제2정속회전단계; 가속하여 과도영역에 진입하는 제1과도영역단계; 상기 과도영역 중 회전축에 대한 수직방향 변위가 드럼의 전방부와 후방부가 서로 반대방향이 되는 제3회전속도에서 제1설정시간 동안 정속회전하는 제3정속회전단계; 상기 제3회전속도이상으로 가속하여 상기 과도영역을 탈출하는 제2과도영역단계;를 포함 할 수 있다.

세탁장치에 있어 드럼을 과도영역 이상으로 회전시키는 경우 드럼의 진동을 줄이면서 상기 과도영역을 효과적으로 통과할 수 있다.

특히, 과도영역이 드럼의 회전속도에 대해 넓은 범위로 걸쳐 있는 경우 드럼의 진동량을 줄이면서 효과적으로 과도영역을 통과할 수 있다.

도1은 본 발명의 일실시예적인 세탁장치의 부분 분해 사시도를 나타낸다.

상기 세탁장치는 터브가 캐비닛에 고정적으로 지지된다. 상기 터브는 전방부를 구성하는 터브프론트(100)와 후방부를 구성하는 터브레어(120)를 포함한다. 상기 터브프론트(100)와 터브레어(120)는 나사로 조립되며, 내부에 드럼이 수용되는 공간을 형성한다. 상기 터브레어(120)은 후면에 개구부를 갖는다. 상기 터브레어(120) 후면의 내주는 후방가스켓(250)의 외주부와 연결된다. 그리고, 상기 후방가스켓(250)의 내주부는 터브백(130)과 연결된다. 상기 터브백(130)은 중앙에 회전축이 관통하는 관통홀이 형성된다. 상기 후방가스켓(250)은 상기 터브백(130)의 진동이 상기 터브레어(120)로 전달되지 않도록 유연한 재질로 만들어진다.

상기 터브레어(120)는 후면을 가진다. 상기 터브레어(120)의 후면과 터브백(130) 및 상기 후방가스켓(250)은 터브의 후벽면을 구성한다. 상기 후방가스켓(250)은 상기 터브백(130) 및 터브레어(120)와 각각 실링되도록 연결되어 터브 내의 세탁수가 누수되지 않도록 한다. 상기 터브백(130)은 드럼 회전시 드럼과 함 께 진동되는데, 이때 터브레어(120)와 간섭되지 않도록 충분한 간격으로 터브레어(120)와 이격되어 있다. 상기 후방가스켓(250)은 유연한 재질로 이루어져 있기 때문에 터브백(130)이 터브레어(120)에 간섭되지 않고 상대 운동하는 것을 허용한다. 후방가스켓(250)은 터브백(130)의 그러한 상대 운동을 허용하기 위해 충분한 길이로 연장될 수 있는 주름부(252)를 가질 수 있다.

상기 터브프론트(100)의 전방부에는 터브와 드럼 사이로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 이물끼임방지부재(200)가 연결된다. 상기 이물끼임방지부재(200)는 유연한 재질로 만들어지며, 상기 터브프론트(100)에 고정 설치된다. 상기 이물끼임방지부재(200)는 상기 후방가스켓(250)과 동일한 재질로 만들어질 수 있다. 상기 이물끼임방지부재(200)는 편의상 전방가스켓이라 칭한다.

드럼은 드럼프론트(300), 드럼센터(320), 드럼백(340) 등으로 구성된다. 그리고, 상기 드럼의 전방부 및 후방부에는 볼밸런서(310, 330)가 각각 설치된다. 상기 드럼백(340)은 스파이더(350)와 연결되며, 상기 스파이더(350)는 회전축(351)과 연결된다. 상기 드럼은 상기 회전축(351)을 통해 전달된 회전력에 의해 상기 터브 내에서 회전하게 된다.

상기 회전축(351)은 상기 터브백(130)을 관통하여 모터와 직결식으로 연결된다. 구체적으로는 상기 모터의 로터와 상기 회전축(351)이 직결된다. 상기 터브백(130)의 후면에는 베어링하우징(400)이 결합된다. 그리고, 상기 베어링하우징(400)은 상기 모터와 상기 터브백(130) 사이에서 상기 회전축(351)을 회전가능하게 지지하게 된다.

상기 베어링하우징(400)에는 스테이터가 고정설치된다. 그리고, 상기 스테이터를 둘러싸고 상기 로터가 위치된다. 전술한 바와 같이 상기 로터는 상기 회전축(351)과 직결된다. 상기 모터는 아우터로터 타입의 모터로서 상기 회전축(351)과 직결된다.

상기 베어링하우징(400)은 캐비닛 베이스(600)로부터 서스펜션유닛을 통해 지지된다. 상기 서스펜션유닛은 수직 지지 3개와 전후 방향에 대해 경사적으로 지지하는 경사 지지 2개를 포함하고 있다.

상기 서스펜션유닛은 제1실린더스프링(520), 제2실린더스프링(510), 제3실린더스프링(500), 제1실린더댐퍼(제2실린더댐퍼 반대측에 대칭적으로 설치되며 도면에는 나타나지 않음), 제2실린더댐퍼(530)을 포함할 수 있다.

제1실린더스프링(520)은 제1서스펜션브라켓(450)과 베이스(600) 사이에 연결된다. 그리고, 상기 제2실린더스프링(510)은 상기 제2서스펜션브라켓(440)과 베이스(600) 사이에 연결된다.

상기 제3실린더스프링(500)은 상기 베어링하우징(400)과 베이스(600) 사이에 직접 연결된다.

상기 제1실린더댐퍼은 제1서스펜션브라켓(450)과 베이스 후방부 사이에서 경사져 설치되고 있으며, 상기 제2실린더댐퍼(530)은 제2서스펜션브라켓(440)과 베이스 후방부 사이에서 경사져 설치되고 있다.

상기 서스펜션유닛 중 상기 실린더스프링들은 캐비닛 베이스(600)에 완전 고정식으로 연결되지 않고 드럼의 전후 및 좌우 방향 움직임을 허용하도록 어느 정도 의 탄성 변형을 허용하도록 연결될 수 있다. 즉, 베이스에 연결된 그 지지점에 대해 전후 및 좌우로 어느 정도 회전을 허용하도록 탄성적으로 지지된다.

서스펜션 중 수직으로 설치되는 것은 드럼의 진동을 탄성적으로 완충시키고, 상기 경사적으로 설치되는 것은 그 진동을 감쇠시키도록 구성될 수 있다. 즉, 스프링과 댐핑수단을 포함하는 진동계에서 상기 수직으로 설치되는 것이 스프링의 역할을 하고 경사적으로 설치되는 것이 댐핑수단의 역할을 하도록 구성될 수 있다.

상기 터브프론트 및 터브레어는 캐비닛에 고정 설치되며, 드럼의 진동은 상기 서스펜션유닛에 의해 완충 지지된다. 실질적으로 터브와 드럼의 지지구조가 분리된 형태라 할 수 있고, 또 드럼의 진동하더라도 터브는 진동하지 않는 형태라 할 수 있다.

상기 베어링하우징과 서스펜션브라켓들은 제1웨이트(431) 및 제2웨이트(430)에 의해 연결된다.

이하에서는 볼밸런서에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 드럼 내에 세탁물이 놓여진 상태에서 드럼이 회전하는 경우 그 세탁물에 의해 언밸런스가 발생할 수 있다. 상기와 같은 언밸런스는 특히 탈수과정에서 드럼의 진동을 크게하는 요인이 되기 때문에 언밸런스(Unbalance; UB)를 가급적 줄이는 것이 바람직하다. 특히, 드럼의 회전속도가 증가됨에 따라 그 세탁장치의 고유진동수 영역을 만나게 되는데 이때 언밸런스가 크면 진동량이 너무 커서 문제가 될 수 있다.

드럼 내에서 세탁물이 완전히 균일하게 분포되는 것은 거의 불가능할 수 있 기 때문에 언발런서를 가급적 줄이도록 하는 것이 중요하다. 그리고, 어떤 세탁장치에 대해 그 세탁장치의 특성을 고려하여 허용 언밸런스양을 설정하는 것이 필요할 수도 있다. 그래서, 언밸런스를 감지하여 허용 언밸런스와 비교하여 드럼의 회전을 제어하는 것이 필요하다.

언밸런스를 줄이기 위해서는 여러가지 방법이 있을 수도 있겠으나, 드럼 내의 세탁물의 위치를 변동시키도록 하는 소위 포분산 내지 포고름 작동을 하기도 한다.

또한, 언밸런스를 줄이기 위해 세탁물의 그 언밸런스의 위치에 대해 반대 위치에 유동체가 위치하도록 하여 세탁물의 언밸런스를 상쇄하여 줄이는 것을 생각할 수도 있다. 즉, 밸런서를 이용하는 것을 생각할 수 있다.

본 실시예에서는 그와 같은 밸런서로서 볼밸런서를 사용하게 되며, 드럼의 전방부 및 후방부에 각각 1개씩 사용하고 있다.

본 실시예에서는 도2에 보이는 바와 같이, 드럼 전방부에 전방볼밸런서(310)가, 드럼의 후방부에 후방볼밸런서(330)가 장착된다. 구체적으로 상기 전방볼밸런서(310)는 드럼프론트(300)의 전면부에 장착되며, 후방볼밸런서(330)는 드럼백(340)의 후면부에 장착된다. 그와 같은 장착을 위해 상기 드럼프론트(300)의 전면부에는 후방으로 함몰되어 홈으로 형성된 전방장착홈을 가질 수 있으며, 또한, 드럼백(340)은 전방으로 함몰되어 홈으로 형성되는 후방장착홈을 가질 수 있다.

본 실시예에서는 상기 전방볼밸런서(310)와 후방볼밸런서(330)는 동일하다. 그러나, 반드시 동일한 볼밸런서가 드럼 전방 및 후방에 장착되어야 하는 것은 아 니다.

도3에는 전방볼밸런서(310)의 단면구조를 나타내고 있다.

먼저, 전방볼밸런서(310)는 레이스(31)와 볼(32)과 오일(33)을 포함하여 구성된다. 상기 레이스(31)는 상기 볼(32)이 움직일 수 있는 내부 공간인 볼수용부(31a)를 갖는 링과 같은 형태를 가질 수 있다. 상기 볼수용부(31a)의 단면형상은 도면에 보이는 바와 같이 대략 4각형일 수 있다.

그리고, 상기 볼수용부(31a)에는 복수개의 볼(32)이 수용된다. 수용되는 볼(32)의 갯수, 볼(32)의 직경 등은 상쇄시키고자 하는 언밸런스량을 고려하여 결정하되, 세탁장치의 진동특성을 고려할 수 있다.

그리고, 상기 볼수용부(31a)에는 오일(33)이 충진되는데 그 충진되는 오일(33)의 양 및 점성도는 볼(32)의 움직임에 영향을 주게 되므로 이를 고려함이 바람직하다. 볼밸런스의 볼(32)이 요구되는 움직임을 갖도록 오일(33)의 양 및 점성도가 결정될 수 있다. 그리고, 그 세탁장치의 진동특성을 고려할 수도 있다.

본 실시예에서 볼(32)은 14개 수용되며, 그 직경은 18.55~19.55mm로서 19.05mm정도이다. 그리고, 상기 레이서는 그 볼수용부(31a)의 단면적이 410~413㎟로서 412㎟정도이고, 상기 볼수용부(31a) 단면적의 중심의 직경은 500~510mm로서 505mm정도이다. 그리고, 상기 오일(33)은 실리콘 오일계열로서 PDMS (poly dimethylsiloxane)가 사용된다. 상기 오일(33)은 상온에서 300cs의 점성도를 가지며, 그 충진되는 양은 340~360cc로서 350cc정도이다. 본 발명은 그와 같은 볼밸런서의 특성치들에 한정되는 것은 아니다.

이하에서는 드럼이 언밸런스를 가지고 회전할 때 볼밸런서 내의 볼의 움직임을 이용하는 방법에 대해 설명한다. 볼밸런서는 드럼에 장착되어 함께 회전하게 되므로 볼밸런서 내의 볼의 움직임 제어는 결국 드럼의 회전 제어를 통해 이루어질 수 있다.

특히, 드럼의 회전속도가 그 세탁장치의 고유진동수에 가까울 경우에는 드럼의 진동이 심화될 수 있기 때문에 이때 볼이 어떻게 제어되는가가 중요하다.

종래의 세탁장치는 일반적으로 200~270rpm 정도에서 고유진동모드가 나타나는데 이 구간을 과도영역이라 일컬으기도 한다. 이와 같은 과도영역에서는 고유진동모드가 복수개 있을 수 있으며, 드럼의 회전속도를 상기 과도영역 이상으로 회전시켜야 할 경우에는 가급적 드럼의 진동량이 작아지도록 제어되는 것이 중요하다.

과도영역은 일반적으로 드럼의 회전속도 범위로 정의할 수 있는데, 전술한 바와 같이 고유진동수가 포함된 영역이라 할 수 있다. 진동계에서 고유진동수는 질량과 강성(예컨대, 스프링상수)에 의해 결정되는데, 세탁장치에서는 포량에 따라 질량이 달라질 수 있기 때문에 이를 고려하여 과도영역을 범위로 고려하여 제어하는 것이 바람직하다.

도4는 질량과 고유진동수의 관계를 나타낸 그래프이다. 어떤 두 세탁장치의 진동계에 있어서 포량을 제외한 질량이 각각 m0, m1이라고 하고, 최대 수용할 수 있는 포량은 △m이라고 가정하자. 그렇다면, 위 두 세탁장치의 과도영역은 각각 △nf0 및 △nf1를 고려하여 결정될 수 있다. 여기서, 포량에 함유되었던 물의 양은 일단 논의에서 제외한다.

그런데, 상기와 같은 두 세탁장치의 과도영역은 도4에 보이는 바와 같이 질량이 더 낮은 m1의 세탁장치의 경우가 그 범위가 더 넓어짐을 알 수 있다. 즉, 진동계에서 질량이 작아짐에 따라 포량의 변화를 고려한 과도영역의 범위는 더 넓어진다고 할 수 있다.

위와 같은 과도영역 범위를 종래의 세탁장치와 전술한 본 실시예에서의 세탁장치에 대하여 살펴본다.

먼저, 종래의 세탁장치에서는 드럼의 진동이 터브로 그대로 전달되어 터브가 함께 진동하는 구조이다. 따라서, 종래 세탁장치에서 진동을 고려함에 있어서는 터브를 고려하지 않을 수 없다. 그런데, 터브는 그 자체의 무게 뿐만 아니라 밸런싱을 위해 전방면 또는 후방면이나 원주면 등에 상당한 무게를 가지는 웨이트를 가지는 것이 일반적이다. 따라서, 종래의 세탁장치는 그 진동시스템에 있어 질량이 크다 할 수 있다.

반면, 본 실시예의 세탁장치는 터브에 웨이트가 없을 뿐만 아니라 터브는 드럼과 지지구조에 있어 분리되어 있으므로 드럼의 진동에 고려되지 않아도 무방할 수 있다. 그래서, 본 실시예에의 세탁장치는 진동계를 고려할 때 질량이 상대적으로 작다할 수 있다.

그렇다면, 상기와 같은 종래의 세탁장치와 본 실시예의 세탁장치를 도4에서 전자는 m0의 질량을 갖고, 후자는 m1의 질량을 갖는다고 할 수 있고, 결국, 본 실시예의 세탁장치의 과도영역의 범위가 더 넓음을 알 수 있다.

더욱이, 상기에서는 포량에 함유된 물의 양을 고려하지 않았었는데, 그 물의 양을 단순히 고려한다면, 도4에서 △m은 더욱 커지게 되므로 과도영역의 범위차는 더욱 크게 될 수 있다. 또한, 종래의 세탁장치에서는 드럼이 회전됨에 따라 세탁물로부터 이탈하는 물이 드럼을 빠져 나오더라도 일단 터브로 낙하하게 되므로 탈수에 의해 물의 질량이 줄어드는 영향이 작다. 그러나, 본 실시예의 세탁장치에서는 터브와 드럼은 진동적으로 분리되어 있다 할 수 있으므로 드럼 밖으로 나온 물의 질량은 즉시 드럼 진동에 영향을 주게 된다. 즉, 세탁물에 함유되었던 물의 질량 변화가 본 실시예의 세탁장치에서는 종래의 세탁장치보다 더 크게 영향을 줄 수 있다.

위와 같은 이유 때문에 종래의 세탁장치에서는 과도영역이 대략 200~270rpm 정도이나, 본 실시예의 세탁장치에서는 200~350rpm 정도로 차이가 있다.

한편, 과도영역에서 드럼의 진동량을 줄이는 방법으로서는 언밸런스량을 줄이는 것을 생각할 수 있다. 이를 위해 과도영역에 진입하기 전에 드럼 내에 있는 세탁물을 가급적 고르게 분산시키는 포고름을 수행하기도 한다.

그리고, 볼밸런서를 이용하는 경우 그 볼들의 위치가 세탁물의 언밸런스의 반대측에 위치하는 동안에 과도영역을 신속히 통과하는 것을 생각할 수 있다. 이때, 과도영역의 중간에서 상기 볼들의 위치는 언밸런스의 정반대의 위치에 위치되는 것이 바람직하다. 여기서, 볼들의 위치와 언밸런스 위치의 관계는 언밸런스의 원심력 중심에 대한 볼들의 원심력 중심의 각도(이하 '원심력 중심 각도'라 한다)로 정의할 수 있다. 또는, 볼들의 위치와 언밸런스 위치의 관계는 언밸런스의 원심력 중심에 대해 언밸런스로부터 가장 가까이 위치하는 볼이 이루는 각도(이하 '최 근접 볼 각도'라 한다)로 정의할 수 있다.

도5에는 언밸런스(UB)와 볼들의 위치관계를 나타내고 있다. 도5에서 볼들과 언밸런스의 위치관계는 최근접 볼 각도가 θ1, 원심력 중심 각도는 θ2가 된다. 편의상 볼과 언밸런스의 각도라 하면 θ1 또는 θ2를 의미하는 것으로 한다.

볼은 스틸볼이 사용될 수 있는데, 그 크기가 일정하다면 그리고 모두 함께 나란히 붙어 있다면, 도4에 보이는 바와 같이 그 원심력 중심은 P1이 된다.

볼들은 드럼이 회전됨에 따라 그 마찰력에 의해 회전하게 된다. 볼들은 그 회전 움직임에 대해 드럼에 구속된 상태가 아니기 때문에 드럼과는 다른 속도로 회전하게 된다. 그러나, 언밸런스는 드럼 내벽에 밀착된 세탁물로서 충분한 마찰력과 드럼 내벽의 리프트로 인해 드럼과 거의 같은 속도로 회전할 수 있다. 그래서, 언밸런스의 회전속도와 볼들의 회전속도는 다르다. 드럼의 회전에 의해 볼들이 회전하게 되므로 언밸런스의 회전속도가 볼들의 회전속도보다 빠르게 된다. 정확하게는 회전각속도가 빠르다 할 수 있다.

드럼의 회전속도가 점점 빨라지게 되면 볼들은 원심력에 의해 레이서의 볼수용부 중 바깥측 원주면에 밀착하게 되는데 원심력이 커져 상기 원주면과 볼들 사이의 마찰력이 일정치 이상이 되면 볼들은 드럼과 같은 회전속도를 가지고 회전하게 될 것이다. 이러한 경우에는 볼들이 언밸런스와 마찬가지로 드럼에 대해 일정한 위치를 가지게 된다. 본 명세서에서는 편의상 위와 같이 볼들이 드럼에 일정한 위치를 가지고 회전하게 되는 경우를 '볼밸런싱위치'라고 하거나, '볼밸런싱되다'라고 표현하기로 한다.

위와 같이 볼밸런싱 되는 회전속도 중 최저 회전속도는 볼밸런서에 따라 다를 수 있다. 그리고, 볼밸런서를 수직으로 설치하는 경우와 수평으로 설치하는 경우에 따라서도 다를 수 있다. 수직으로 설치하는 경우에는 볼들이 중력의 영향으로 레이스의 볼수용부 중 바깥 원주면에 닿는 것이 위치에 따라 다를 수 있기 때문이다. 볼밸런싱이 이루어질 수 있는 회전속도에서 정속회전을 일정시간 유지하면 볼들은 언밸런스의 위치와 정반대의 위치에 자리를 잡을 수 있기도 하다. 도5를 보면, P2의 위치라 할 수 있다.

한편, 과도영역 이하의 회전속도에서는 원심력이 낮아서 볼밸런싱되지 않을 수 있다. 그래서, 과도영역을 통과할 때에는 볼밸런싱을 수행한 후 통과한다기 보다 정속회전을 하면서 볼들의 위치를 파악하여 과도영역을 통과하는 동안 볼들의 위치가 언밸런스의 반대측에 위치하도록 할 수 있다. 즉, 볼밸런싱을 하지 못하더라도 볼들이 언밸런스의 반대측에 위치하는 동안 과도영역을 통과하도록 제어할 수 있다. 예컨대, 도5를 참고로 하면, 볼과 언밸런스의 각도(θ1 또는 θ2)가 90도 이상인 동안 과도영역을 통과하도록 제어할 수 있다. 이때, 과도영역의 중간 부분에서 상기 각도가 180도가 된다면 더욱 바람직할 수 있다.

그런데, 이때 과도영역의 범위가 넓어서 과도영역을 통과하지 못한 상태에서 볼들이 언밸런스와 90도 이내의 각도로 된다면 언밸런스에 볼들의 질량이 가산되어 진동을 심화시키는 문제가 있을 수 있다.

볼들이 언밸런스와 90도 이내의 각도가 되지 않는다고 하더라도 언밸런스와 볼들의 각도는 180도에 가까울수록 진동을 줄이는데 바람직하다.

따라서, 본 실시예의 세탁장치와 같이 과도영역의 범위가 넓은 경우에는 과도영역을 한번에 가속하여 통과하는 것이 바람직하지 않을 수 있다.

이하에서는 도6을 참조하여 상기와 같은 세탁장치에서 탈수를 수행하기 위해 과도영역을 통과하는 제어방법을 시간에 따른 드럼의 회전속도 그래프를 이용하여 설명한다. 도6에서 a구간은 제1정속회전단계, b구간은 제2정속회전단계, c1구간은 제1과도영역단계, c2구간은 제3정속회전단계, c3는 제2과도영역단계를 나타낸다.

먼저, a 구간에서는 포고름 또는 포풀림을 하고, 제1회전속도에서 정속회전하면서 제1언밸런스를 감지하여 제1허용언밸런스와 비교한다.

이때, 상기 감지된 제1언밸런스가 제1허용언밸런스 이하인 경우에는 제2회전속도까지 가속하고 정속회전한다(b구간). b구간에서는 제2언밸런스를 감지하여 제2허용언밸러스와 비교한다. 상기 감지된 제2언밸런스가 제2허용언밸런스 이하인 경우에는 과도영역구간인 c구간을 통과하기 위한 준비를 한다.

먼저, c1구간을 통과하기 위해, b구간에서 정속회전을 하면서 볼의 위치를 파악하여 가속시점 t1을 결정한다. c1구간에서 언밸런스와 볼의 각도는 90도 이상이 되도록 t1 및 그 가속기울기를 결정할 수 있다. 이때, c1 구간의 중간에서 언밸런스와 볼의 각도가 180도를 이루도록 t1과 가속기울기를 결정할 수 있다.

상기 c1 구간을 통과하여 제3회전속도에 도달하면, 설정시간 동안 정속회전을 수행한다(c2구간). c1구간에서 언밸런스와 볼의 각도는 180도를 지나 다시 점점가까워지게 된다. 그래서, c2구간에서 정속회전을 하면서 나머지 과도영역인 c3 구간을 통과할 준비를 한다.

c2구간에서는 언밸런스와 볼의 각도가 다시 증대되도록 하여 언밸런스와 볼의 각도가 적어도 90 이상에서 c3구간을 통과하도록 하기 위한 구간이다.

c2구간에서는 언밸런스와 볼의 각도가 90 이내가 될 수 있다. 그러나, 정속회전이 계속되면서 상기 각도는 다시 90도 이상으로 증대되게 된다. 그리고, 그와 같이 90도 이상의 상태에서 c3구간을 통과하도록 하는 것이다.

여기서, c2구간에서 볼밸런싱되도록 할 수 있다. 즉, 언밸런스와 볼의 각도가 180도가 된 상태에서 유지되도록 할 수 있다. 이를 위해 상기 c2구간은 볼밸런싱이 될 때까지 유지될 필요가 있다. 만약, c2구간에서 볼밸런싱을 하지 않는다면, c2구간의 중간에서 볼들과 언밸런스의 각도가 180도로 되는 구간을 포함하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

이와 같이 c2구간에서 볼밸런싱되면 c3구간에서 드럼의 진동은 더욱 작아질 수 있으므로 바람직하다.

그리고, 그와 같이 c2구간에서 볼밸런싱된다면 볼들의 위치가 거의 변하지 않ㅇ르 수 있기 때문에 c3구간이 넓다하더라도 그 과도영역을 통과하는데 무리가 없을 수 있다. 따라서, c1구간보다는 c3구간의 회전속도 범위가 더 넓을 수 있다.

또한, c2구간에서 볼밸런싱되면 c3구간에서 볼들의 위치를 고려할 필요가 없으므로 신속히 통과할 수 있다. 따라서, c3구간은 c1구간보다 가속기울기가 더 클 수 있다.

c1구간에서는 볼들이 움직이고 있기 때문에 지나치게 빨리 회전속도를 높이면 진동이 불안정해 질 수 있다.

한편, 상기 제3회전속도는 c1구간에서 드럼의 회전축에 대한 수직방향 진동이 점점 작아지면서 c2구간으로 넘어가도록 결정되는 것이 바람직하다.

c2구간에서는 볼들과 언밸런스의 각도가 90도 이내로 될 수도 있기 때문에 드럼의 진동이 충분히 작아진 상태에서 진행되는 것이 바람직하다.

그래서, c2구간에서 상기 드럼의 진동량의 평균치는 상기 c1구간에서의 최대 진동량의 절반 이하가 되는 것이 바람직하다.

한편, c2구간을 결정함에 있어서는, c3구간에서 드럼의 진동량이 c1구간에서보다 작도록 하는 것이 바람직하다. c3구간에서는 c1구간보다 회전속도가 높기 때문에 상대적으로 진동량이 작도록 하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 c3구간에서의 드럼의 최대진동량은 c1구간에서의 최대진동량의 절반 이하가 되도록 한다.

본 실시예에서는 탈수를 수행하는 것을 예로 들었지만, 탈수 이외에도 드럼을 과도영역 이상으로 회전하는 경우가 있다면 그에 적용될 수도 있다.

도1은 본 발명을 따르는 세탁장치의 일실시예를 나타낸다.

도2는 도1의 세탁장치의 부분 단면도이다.

도3은 전방볼밸런서의 단면을 나타낸다.

도4는 질량과 고유진동수의 관계를 나타낸다.

도5는 드럼 회전에 따른 언밸런스와 볼들의 위치관계를 나타낸다.

도6은 본 발명을 따르는 탈수방법의 일실시예를 나타낸다.

* 도면의 주요부분에 대한 설명 *

100:터브프론트 120:터브레어

130:터브백 200:전방가스켓

250:후방가스켓 300:드럼프론트

310:전방볼밸런서 320:드럼센터

330:후방볼밸런서 340:드럼백

350:스파이더 351:회전축

400:베어링하우징 430, 431: 웨이트

440, 450:서스펜션브라켓 500, 510, 520:실린더스프링

530:실린더댐퍼 600:베이스

620:캐비닛레어 630:캐비닛라이트

640:캐비닛레프트

Claims (15)

1. 볼밸런서가 장착된 드럼을 포함하는 세탁장치의 제어방법에 있어서,

   드럼을 제1회전속도에서 정속회전하며 제1언밸런스를 감지하여 제1허용언밸런스와 비교하는 제1정속회전단계;

   언밸런스와 볼들의 각도가 90도 이상인 상태에서 가속을 시작하여 과도영역에 진입하는 제1과도영역단계;

   언밸런스와 볼들의 각도를 다시 증대시키기 위해 제3회전속도에서 정속회전하는 제3정속회전단계;

   언밸런스와 볼들의 각도가 90도 이상인 상태에서 상기 제3회전속도 이상으로 가속하여 상기 과도영역을 탈출하는 제2과도영역단계;

   를 포함하는 세탁장치의 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3정속회전단계의 유지시간은 상기 볼밸런서가 볼밸런싱되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
3. 제2항에 있어서, 제1과도영역단계는 제2과도영역단계보다 그 회전속도의 범위가 더 작은 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 제2과도영역단계는 제1과도영역단계보다 가속기울기가 큰 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제3회전속도는 상기 제1과도영역단계에서 상기 드럼의 회전축에 대한 수직방향 진동이 점점 작아지면서 상기 제3정속회전단계로 넘어가도록 결정되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 제3회전속도는 상기 제3정속회전단계에서 상기 드럼의 진동량의 평균치가 상기 제1과도영역단계에서의 최대 진동량의 절반 이하가 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1과도영역단계는 언밸런스와 볼들의 상기 각도가 180도로 되는 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 제2과도영역단계는 언밸런스와 볼들의 상기 각도가 180도로 되는 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 제3정속회전단계의 유지시간은 상기 볼밸런서가 볼밸런싱되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 제2과도영역단계에서 상기 드럼의 회전축에 대한 수직방향 진동의 최대 진동량은 상기 제1과도영역단계에서의 최대 진동량의 절반 이하로 되는 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
11. 제1항에 있어서, 드럼을 제1회전속도보다 큰 제2회전속도에서 제2언밸런스를 감지하여 제2허용언밸런스와 비교하는 제2정속회전단계를 추가로 포함하는 세탁장치의 제어방법.
12. 볼밸런서가 장착된 드럼을 포함하는 세탁장치의 제어방법에 있어서,

    언밸런스와 볼들의 각도가 90도 이상인 상태에서 가속을 시작하여 과도영역을 통과하는 과도영역단계;

    상기 각도가 90도 이하로 되기 전에 제3회전속도에서 정속회전하여 이후의 과도영역 부분에서도 언밸런스와 볼들의 각도가 90도 이상인 상태에서 통과하도록 하는 정속회전단계;

    를 포함하는 세탁장치의 제어방법.
13. 제1항 또는 제12항에 있어서, 상기 세탁장치는:

    캐비닛;

    상기 캐비닛에 고정 설치되는 터브;

    상기 드럼과 연결된 회전축, 상기 회전축을 회전가능하게 지지하는 베어링하 우징, 및 상기 회전축과 연결된 모터를 포함하는 구동부;

    상기 구동부와 상기 터브 후면의 후방개구부 사이를 유연하게 연결하는 연결부재;

    상기 구동부와 연결되어 완충지지하는 서스펜션유닛;

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁장치 제어방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 볼밸런서는 볼의 개수는 14개, 그 볼의 직경은 18.55~19.55mm, 볼이 수용되는 공간인 레이서의 볼수용부의 단면적은 410~413㎟, 상기 볼수용부 단면적의 중심의 직경은 500~510mm인 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 전방밸런서 및 후방밸런서는 각각 그 볼수용부에 300cs의 점성도를 갖는 오일이 340~360cc 주입된 것을 특징으로 하는 세탁장치의 제어방법.

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