KR20160087351A - 세탁물 처리 장치용 광학 센서 - Google Patents

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KR20160087351A
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요한 셴클
게오르그 빌헬름
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이엠젯-하나우어 게엠베하 운트 체오. 카게아아
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Abstract

본 발명은, 예를 들어 세탁기 내부에 힘 센서로서 사용될 수 있고, 개구 종축(32)을 구비하여 하우징 내부 공간(26)을 연결하는 관통 개구(28)를 갖춘 센서 하우징(20), 또한 관통 개구 내에서 축방향으로 이동 가능하게 안내되고 하우징 내부 공간으로 돌출하는 가이드 로드(30), 및 하우징 내부 공간에 제공되어 있고 가이드 로드와 운동 결합 되어 있으며 특히 확산성으로 반사 작용하는 반사면(48)을 갖는 반사면 지지체(46)를 포함하는, 광학 센서에 관한 것이다. 이 광학 센서는 또한 발광 요소(54) 및 수광 요소(56)를 포함하며, 이들 2개의 요소는 센서 하우징에 대해 상대적으로 고정 배치되어 있고, 반사면 지지체의 축방향 위치에 의존하는, 반사면으로부터의 간격을 갖는다. 일 실시예에 따라, 발광 요소 및 수광 요소는 개구 종축을 기준으로 서로 마주 놓여 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 센서 하우징(20)에 대해 상대적으로 기울어진 반사면 지지체(46)의 경사도가 센서에 의해서 제공되는 측정 결과에 미치는 오류적인 영향이 줄어들 수 있다.

Description

세탁물 처리 장치용 광학 센서{OPTICAL SENSOR FOR A LAUNDRY TREATING DEVICE}
본 발명은, 장치 내에서 발생하는 힘을 측정하기 위하여, 가정용 세탁기 또는 다른 세탁물 처리 장치에서 사용될 수 있는 광학 센서와 관련이 있다. 소위 상부 개방식 세탁기(open top washing machine)에서, 예를 들어 광학 센서는, 기계 하우징 내의 다수의 지지 바에 걸려 있는 통(tub)이 다수의 지지 바 중 하나에 가하는 힘을 측정하기 위해서 사용될 수 있다. 이와 같은 힘 측정을 참조해서 예를 들어 통 내부에 채워진 세탁물의 양, 세탁물의 흡수성, 세탁물의 습윤 중량(wet weight), 세탁물의 수분 질량(moist mass) 및 기계의 다른 수많은 작동 상태가 추론될 수 있다. 그러나 이 센서의 적용 분야는 세탁물 처리 장치 내에서의 힘 측정에만 한정되어 있지 않다. 원칙적으로 이 센서는, 제2 성분에 대해 상대적인 제1 성분의 위치 변경이 광에 의해서(다시 말해 광학적으로) 검출되어야만 하는 모든 측정 사용 예를 위해서 개방되어 있다.
독일 특허공개공보 DE 10 2010 013 386 A1호에는 반사면 지지체가 측정 로드와 결합 되어 있고 코일 스프링을 이용해서 센서 하우징에 대해 상대적인 정지 위치로 압축 응력을 받는 광학 센서가 이 공개공보의 도 4와 연계해서 공지되어 있다. 이 반사면 지지체는 2개의 반사면을 제공하고, 이들 2개의 반사면은 측정 로드의 로드 축에 대해 편심으로 변위된 상태에서 광선빔에 의해 조사된다. 관련 광선빔을 방사하는 요소로부터의 반사면 지지체의 축방향 간격에 따라, 검출기에 의해서 검출되는 반사된 방사선의 세기가 변경된다.
본 발명은, 개구 종축을 구비하여 하우징 내부 공간을 하우징 외부 공간과 연결하는 관통 개구를 갖춘 센서 하우징, 관통 개구 내에서 축방향으로 이동 가능하게 안내되고 하우징 내부 공간으로 돌출하는 가이드 로드, 하우징 내부 공간에 제공되어 있고 가이드 로드와 운동 결합 되어 있으며 반사면을 갖는 반사면 지지체, 그리고 2개 모두 센서 하우징에 대해 상대적으로 고정 배치되어 있고 반사면 지지체의 축방향 위치에 의존하는, 반사면으로부터의 간격을 갖는 발광 요소 및 수광 요소를 포함하는 광학 센서로부터 출발한다.
본 발명에 따라, 이와 같은 센서에서는 다음과 같은 조건 (a) 내지 (d) 중 한 가지 이상이 충족되어 있다.
(a) 발광 요소와 수광 요소가 개구 종축을 기준으로 서로 마주 놓여 있음.
(b) 발광 요소의 주 발광빔의 빔축과 수광 요소의 주 수광빔의 빔축이 개구 종축을 기준으로 서로 마주 놓여 있음.
(c) 정상적인 작동 중에 발생하는, 발광 요소와 수광 요소에 대해 상대적인 반사면의 축방향 간격들의 적어도 한 부분을 위해, 발광 요소로부터 발광된 광선빔이 개구 종축에 의해 관통되는 영역에서 반사면에 충돌함.
(d) 정상적인 작동 중에 발생하는, 발광 요소와 수광 요소에 대해 상대적인 반사면의 축방향 간격들의 적어도 한 부분을 위해, 개구 종축이 반사면으로부터 수광 요소의 방향으로 진행하는 광선을 관통시킴.
상기 조치들은 각각 독자적으로 그러나 또한 함께, 발광 요소로부터 발광되는 광선빔이 (개구 종축을 기준으로) 비교적 축에 가깝게 반사면에 입사되는 한 가지 형상을 조장할 수 있다. 이때, 반사면 지지체의 기울어짐은 수광 요소에 의해 검출되는 방사선 세기에 전혀 작용을 미치지 않거나 어느 경우든 현저한 작용을 미치지는 않는다. 그에 상응하게, 예를 들어 세탁기의 거친 작업 환경에서 종종 피할 수 없는 이와 같은 기울어짐은, (있다 하더라도) 측정 신호에 다만 적은 영향만을 미친다. 광학 센서에 의해서 달성될 수 있는 측정 정확성은 그에 상응하게 높다.
발광 요소의 주 발광빔 및/또는 수광 요소의 주 수광빔은 개구 종축과 실질적으로 평행한 빔축을 갖는 한편, 반사면은 개구 종축과 실질적으로 평행한 표면 법선을 갖는다.
일 실시예에 따라, 발광 요소로부터 반사면의 방향으로 발광되는, 통상적으로 발산성의 광선빔은 개구 종축과 평행하지만 이 개구 종축에 대해 방사 방향으로 변위된 상태로 진행하는 광선빔축을 갖는다. 다른 일 실시예에서는, 이 광선빔이 개구 종축에 대해 동일한 축으로 놓여 있는데, 다시 말하자면 광선빔축과 개구 종축이 일치한다. 원칙적으로는, 이와 같은 광선빔의 광선빔축이 개구 종축에 대해 비스듬하게 진행하는 것도 자유롭게 생각할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 반사면 지지체가 가이드 로드와 분리가 불가능하게 연결되어 있다. 이 목적을 위해, 반사면 지지체는 가이드 로드에 일체로 분사된 플라스틱 몸체에 의해서 형성될 수 있다. 반사면 지지체와 가이드 로드 사이에서는 예를 들어 나사 결합과 같은 대안적인 연결 형태를 당연히 생각할 수 있다.
하우징 내부 공간에는, 개구 종축에 대해 동심으로 배치된 코일 스프링이 제공될 수 있으며, 이 코일 스프링은 센서 하우징에 대해 상대적으로 반사면 지지체에 축방향으로 압축 응력을 가하기 위해서 이용된다. 한 대안적인 실시예에서는, 하우징 내부 공간에 다수의 코일 스프링이 제공되어 있으며, 이들 코일 스프링은 실질적으로 동일한 각도 간격으로 개구 종축 둘레에 분포된 상태로 배치되어 있다. 센서가 세탁기 내부에 설치되도록 의도된 경우에, 한 가지 변형예 또는 다른 변형예는 세탁기가 어떤 최대 부하 용량(load capacity)을 갖는지에 따라서 선택될 수 있다. 최대 부하 용량이 더 큰 경우에는 다수의 코일 스프링을 구비하는 변형예가 선택될 수 있으며, 최대 부하 용량이 더 작은 경우에는 소수의 코일 스프링을 구비하는 변형예가 선택될 수 있다.
일 실시예에 따라, 센서 하우징에 대해 상대적으로 반사면 지지체에 축방향 압축 응력을 가하기 위해 선택적으로 상이한 개수의 코일 스프링이 센서에 장착될 수 있다. 이 목적을 위해, 센서 하우징 및/또는 반사면 지지체에는 적합한 위치 설정 형상부들이 형성될 수 있으며, 이들 형상부는 선택적으로 개구 종축에 대해 중심에 배치된 하나의 코일 스프링이 센서에 장착되는 것을 허용하거나, 실질적으로 동일한 각도 간격을 두고 개구 종축 둘레에 분포 배치된 다수의 코일 스프링이 센서에 장착되는 것을 허용한다.
반사면은 개구 종축에 대해 중심인 홈 내부에 형성될 수 있으며, 이 홈은 광 발송 요소 및 수광 요소 쪽을 향하는 반사면 지지체의 측에 형성되어 있다.
한 개선예에 따라, 가이드 로드는 하우징 내부 공간 외부에 있는 로드 단부 영역에서 별도로 제작된 커플링 부재와 연결될 수 있으며, 이 커플링 부재는 바 형태의 연결 요소를 일체로 결합하도록 형성되어 있다. 이 커플링 부재는 예를 들어 가이드 로드와 나사 결합될 수 있다. 바람직하게, 가이드 로드와 커플링 부재의 연결은 분리 가능하다.
연결 요소를 일체로 결합시키기 위해, 커플링 부재는 가로 관통구를 구비할 수 있으며, 이 가로 관통구는 연결 요소의 단부 후크(end hook)가 커플링 부재 내부에 걸리는 것을 허용한다. 연결 요소는 예를 들어 또 다른 지지 바들과 함께 세탁기의 기계 하우징 내에서 세탁통을 지지하는 지지 바일 수 있다.
센서 하우징은 하우징 하부 및 덮개부를 구비할 수 있으며, 이 경우 하우징 하부는 포트(pot) 바닥, 포트 케이싱 및 포트 개구를 갖는 포트 형태의 하우징 섹션을 형성한다. 센서 하우징을 외부로 폐쇄하기 위하여, 덮개부는 포트 형태의 하우징 섹션 상에 올려져 있다. 가이드 로드용 관통 개구는 포트 바닥을 통과해서 연장된다.
이와 같은 형태의 센서 하우징 실시예에서는, 발광 요소 및 수광 요소를 지지하는 회로 기판이 포트 개구의 전체 개구 크기에 걸쳐 이 포트 개구 위를 덮는 것이 제공될 수 있다. 이와 같은 회로 기판을 센서 하우징에 대해 상대적으로 고정시키기 위하여, 회로 기판은 덮개부와 포트 케이싱 사이에 축방향으로 고정될 수 있다.
본 발명의 한 개선예에 따라, 반사면 지지체는, 개구 종축에 대해 수직인 플레이트 평면을 갖고 가이드 로드의 축방향 단부 위를 가로지르는 플레이트 부재를 형성할 수 있다. 플레이트 부재는 가이드 로드로부터 떨어져서 마주하는 자신의 플레이트 측에 반사면을 구비하는 한편, 자신의 다른 플레이트 측에서는 센서 하우징에 대해 상대적으로 반사면 지지체에 압축 응력을 가하기 위한 하나 또는 다수의 압축 스프링을 위해 지지 장소를 제공해준다.
전술된 유형의 광학 센서를 제조하기 위한 방법의 일 실시예에서는, 반사면 지지체가 가이드 로드와 함께 하나의 부분-구성 유닛으로 연결된다. 이 부분-구성 유닛은 추후에 가이드 로드가 관통 개구 내부로 삽입된 상태에서 센서 하우징 내부에 설치된다.
또 다른 한 가지 관점에 따라, 본 발명은, 장치 하우징, 이 장치 하우징 내에 다수의 지지 바를 통해 걸려 있고 회전할 수 있는 세탁물 처리 드럼을 내부에 구비하는 통, 그리고 전술된 유형의 하나 이상의 광학 센서를 포함하는 세탁물 처리 장치를 제공한다. 센서의 가이드 로드는 지지 바들 중 하나와 결합 되어 있거나 지지 바들 중 하나와 일체로 함께 걸려 있으며, 그와 달리 센서 하우징은 장치 하우징에 지지 되어 있다.
장치 하우징에는, 지지 쉘이 각각의 광학 센서에 할당된 상태로 형성될 수 있으며, 이 지지 쉘 내부에 관련 센서가 삽입되어 있다. 이때, 지지 쉘은 쉘 바닥 영역에 가이드 로드를 관통시키기 위한 개구를 구비할 수 있다.
세탁물 처리 장치에서는, 다수의 지지 바 중 하나의 광학 센서에 할당된 하나 이상의 지지 바가 센서에 가까운 바 단부의 영역에서 하나의 후크로 형성될 수 있으며, 이 후크는 가이드 로드의 가로 관통구 내부에 또는 이 가이드 로드와 연결된 센서의 커플링 부재의 가로 관통구 내부에 걸려 있다.
세탁물 처리 장치를 위한 제조 방법의 일 실시예에서는, 센서가 하나의 구성 유닛으로 예비 조립된다. 그 다음에, 지지 바들 중 하나가 센서 하우징으로부터 외부로 돌출하는 상기 예비 조립된 구성 유닛의 가이드 로드의 한 부분과 결합 된다.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 계속해서 설명한다.
도 1은 상부 개방식 가정용-세탁기의 일 실시예를 개략적으로 도시하고,
도 2는 세탁기의 지지 바와 결합 된 일 실시예에 따른 광학 센서의 부분 단면도를 도시하며,
도 3은 도 2의 센서 구성 요소들을 90° 회전된 도면으로 도시하고,
도 4는 도 2 및 도 3의 실시예에 따른 센서에서, 반사면에 대해 상대적인 발광 요소 및 수광 요소의 배열 형상을 개략적으로 도시하며,
도 5는 도 2 및 도 3의 실시예에 따른 센서에서, 개구 종축을 기준으로 발광 요소 및 수광 요소의 상대적인 위치를 개략적으로 도시하고,
도 6은 일 변형예에 따라, 반사면에 대해 상대적인 발광 요소 및 수광 요소의 배열 형상을 개략적으로 도시하며, 그리고
도 7은 또 다른 일 실시예에 따라, 세탁기용 광학 센서가 집적되어 있는 지지 바-구성 유닛의 단면도를 도시한다.
먼저 도 1을 참조한다. 도 1에는 일반적으로 도면 부호 10으로 표기되어 있는, 가정에서 사용할 수 있는 세탁기가 도시되어 있으며, 이와 같은 세탁기는 기계 하우징(12) 및 이 기계 하우징(12) 내부에 걸려 있는 통(14)을 포함한다. 통(14)을 걸기 위해서 4개의 지지 바(16)가 이용되며, 이들 지지 바는 통(14)으로부터 기계 하우징(12)의 상부 모서리 영역들 중 한 모서리 영역으로 각각 돌출한다. 도시된 예의 경우에는 각각의 지지 바(16)에 하나의 광학 센서(18)가 할당되어 있으며, 이 광학 센서는 통(14)으로부터 관련 지지 바(16)에 가해지는 힘을 측정하기 위해서 이용된다.
각각의 센서(18)는 기계 하우징(12)과 관련 지지 바(16) 사이에 결합 되어 있다. 센서는 기계 하우징(12)에 대해 상대적인 관련 지지 바(16)의 위치 변경에 반응한다. 지지 바(16)와 기계 하우징(12) 간의 상대적인 위치에 따라, 센서(18)는 상이한 강도의 센서 신호를 출력한다. 이로부터, 센서(18)의 센서 신호를 수신하는, 도면에는 상세하게 도시되어 있지 않은, 제어 유닛이 관련 지지 바(16)의 힘을 대표하는 정보를 검출할 수 있다. 다양한 지지 바(16)를 위해 제어 유닛이 획득하는 힘 정보로부터, 제어 유닛은 세탁 프로그램과 관련된 다양한 파라미터를 추론할 수 있는데, 예를 들면 통(14) 내부에 채워진 더러운 세탁물의 양, 통(14) 내부로 유입되는 물의 양 등을 추론할 수 있다. 모든 지지 바(16)에 하나의 센서(18)가 장착될 필요가 없음은 자명하다. 다른 실시예들에서는, 지지 바(16) 중에 일부의 지지 바에만 각각 하나의 센서(18)가 장착되는 경우, 예를 들어 서로 마주 놓인 2개의 지지 바에 하나의 센서가 장착되는 경우도 충분할 수 있다.
센서(18)의 구조를 위해 그리고 개별 지지 바(16)에 센서를 일체로 결합시키기 위해, 이제는 도 2 및 도 3이 참조된다. 이들 도면에 도시된 그리고 이하에서 설명되는 세부 내용은 적어도 하나의 센서(18) 및 해당 지지 바(16)에 적용된다. 모든 센서(18)가 동일한 형태로 구성될 수 있음은 자명하다.
도 2 및 도 3에 따라, 센서(18)는 하우징 하부(22) 및 덮개부(24)를 갖추어 2개의 부분으로 구성된 센서 하우징(20)을 구비한다. 함께 조립된 상태에서, 하우징 하부(22)와 덮개부(24)는 하우징 내부 공간(26)을 제한하며, 이 하우징 내부 공간은 외부로 밀폐되어 있고, 예를 들어 공기와 상이한 기체 또는 액상 혹은 젤 형태의 매질로 채워질 수 있다. 하우징 내부 공간(26) 내에는, 가이드 로드(30)의 로드 단부와 단단히 결합되어 있는 반사면 지지체(28)가 제공되어 있다. 가이드 로드(30)는 하우징 하부(22) 내에 형성되어 있는 관통 개구(28)를 통해 연장되고, 관련 로드 단부에 의해서 하우징 내부 공간(26)으로 돌출한다. 관통 개구(28)는 가이드 로드(30)의 로드 축과 일치하는 개구 종축(32)을 규정한다. 가이드 로드(30)는 관통 개구(28) 내에서 로드의 종방향으로, 다시 말해 축방향으로 이동 가능하게 뻗어 있다. 가이드 로드의 다른 축방향 단부에 의해서는, 가이드 로드가 센서 하우징(20)으로부터 외부로 돌출하고, 이 외부로 돌출하는 축방향 단부의 영역에서 커플링 부재(34)와 결합 되어 있다. 커플링 부재(34)는 예를 들어 플라스틱 부분이고, 예를 들어 나사 결합에 의해서 가이드 로드(30)와 분리 가능하게 연결되어 있다. 커플링 부재(34)는 센서(18)와 지지 바(16) 사이에서 어댑터로서 이용된다. 이 커플링 부재는 가로 관통구(36)를 구비하며, 이 가로 관통구 내부에는 지지 바(16)의 후크 형태로 구부러진 단부 섹션(38)이 걸릴 수 있다. 이로써, 센서(18)와 지지 바(16) 간의 기계적인 결합을 위해, 지지 바가 센서(18)를 관통해서 삽입될 필요가 없어진다.
센서(18)는 세탁기(10) 내부에 정상적으로 설치된 경우에는 도 2에서 파선으로 지시된 시트 쉘(40)(seat shell)을 구비하며, 이 시트 쉘은 자신의 쉘 바닥 영역에 개구(42)를 구비하고, 이 개구를 하우징 하부(22)의 축방향 하우징 연장부(44)가 관통한다. 시트 쉘(40)은 예를 들어 볼면(ball surface) 형태의 시트면을 형성하고, 이 시트면 상에 상응하게 형성된 하우징 외부면을 갖는 센서(18)가 올려져 있다. 도시된 예에서, 이 하우징 외부면은 하우징 하부(22)에 의해서 형성되어 있다. 시트 쉘(40)은 예를 들어 기계 하우징(12)의 부분인 적합하게 형성된 판금 부재에 의해서 형성될 수 있다. 개구(42)의 크기는, 하우징 하부(22)가 볼 조인트(ball joint)의 형태에 따라 시트 쉘(40)에 대해 상대적으로 회전할 수 있을 정도로, 다시 말하자면 시트 쉘(40)이 하우징 하부(22)의 피봇팅 가능한 지지를 위한 베어링 컵(bearing cup)을 형성할 정도로 정해져 있다.
반사면 지지체(28)는 방사 방향 평면에 있는 하우징 내부 공간(26)을 대부분 채우는 플레이트 부재(46)를 형성하며, 이 플레이트 부재의 플레이트 법선은 개구 종축(32)과 평행하게 진행하고, 가이드 로드(30)로부터 떨어져서 마주하는 자신의 플레이트 측에서 (도 2 및 도 3의 도면에서는 상부 플레이트 측에서) 반사면(48)을 형성한다. 반사면(48)은 도시된 예의 경우에 홈(50)의 바닥에 형성되어 있으며, 이 홈은 플레이트 부재(46)의 플레이트 상부면 내부에 형성되어 있다. 홈(50)은 예를 들어 원형을 가질 수 있고, 개구 종축(32)에 대해 동심으로 배치되어 있다. 반사면(48)은 예를 들어 확산성으로 반사 작용하는, 예를 들어 백색의 플라스틱 몸체에 의해서 또는 대안적으로는 플레이트 부재(46) 상에 제공된 금속화 층에 의해서 형성되어 있다.
축방향으로 플레이트 부재(46) 위의 센서(18) 내부에는 회로 기판(52)이 내장되어 있으며, 이 회로 기판은 발광 요소(54)(예컨대 LED) 및 수광 요소(56)(예컨대 포토 트랜지스터(photo transistor))를 위한 지지체로서 이용된다. 발광 요소(54)와 수광 요소(56)는 도 5에 도시된 바와 같이 개구 종축(32)을 기준으로 서로 마주 놓여 있다. 다른 말로 표현하자면, 개구 종축(32)이 2개의 요소(54, 56) 사이를 통과한다. 발광 요소(54)는 주빔(58)(도 4)을 이용하는 발광 특성을 가지며, 이 주빔의 빔축(60)은 개구 종축(32)과 평행하게 그리고 이로써 반사면(48)에 대해 수직으로 진행한다. 그와 유사한 방식으로, 수광 요소(56)는 주빔(62)을 이용하는 수광 특성을 가지며, 이 주빔의 빔축(64)은 개구 종축(32)과 평행하게 그리고 이로써 반사면(48)에 대해 수직으로 진행한다. 반사면(48)이 (예를 들어 람베르트식 방사체의 형태를 따라) 확산성으로 반사 작용을 하는 한, 2개의 주빔(58, 62)은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 반사면(48)의 장소에서 겹치는 부분이 없다. 그럼에도, 반사면(48)이 발광 요소(54)로부터 발송되는 광에 대해 행사하는 확산성 반사 작용으로 인해, 충분한 광량이 반사면(48)으로부터 수광 요소(54)에 도달하게 된다. 예를 들어 이와 같은 상황은 도 4에서 파선의 광선(66)으로 지시되어 있다. 그와 달리 반사면(48)이 분산 특성을 갖지 않고 입사광을 다만 공지된 반사 법칙, 즉 입사각 = 반사각에 따라서만 반사 작용을 하는 한, 반사면(48)의 장소에서 주빔(58, 62)의 중첩은 추천할 만하다.
특정 실시예들에서, 발광 요소(54)와 수광 요소(56)의 상호 간격은 수 밀리미터의 범위 이내, 예를 들어 약 1 내지 3 mm의 범위 이내이다.
반사면(28)은 스프링 어셈블리에 의해서 센서 하우징(20)에 대해 상대적으로 축방향으로 정지 위치로 압축 응력을 받는다. 도 2 및 도 3에 도시된 예의 경우에는 이 목적을 위해 소수의 압축 코일 스프링(68)이 제공되어 있으며, 이 압축 코일 스프링은 가이드 로드(30)에 대해 동심으로 배치되어 있고, 이 가이드 로드를 둘러싼다. 압축 코일 스프링(68)은 한 편으로는 하우징 하부(22)에서 그리고 다른 한 편으로는 반사면 지지체(28)의 플레이트 부재(46)의 하부면에서 지지된다. 압축 코일 스프링(68)의 안정적인 위치 설정을 위해, 하우징 하부(22)에는 홈(70)이 제공되어 있으며, 이 홈 내부에 압축 코일 스프링(68)이 삽입되어 있다. 홈(70)은 코일 스프링(68)이 하우징 하부(22)에 대해 상대적으로 빠져나가는 현상을 방지해준다.
중심에 배치된 소수의 스프링 대신에, 센서(18)에는 대안적으로 다수의 스프링 요소(예를 들어 압축 코일 스프링)(72)가 장착될 수 있으며, 이들 스프링 요소는 원주 방향으로 가이드 로드(30) 둘레에 분포된 상태에서 하우징 내부 공간(26)으로 삽입되어 있다. 도 2 및 도 3에서는 스프링 요소(72)가 다만 부착물 형태로만 암시되어 있다. 예를 들어 총 3개의 스프링 요소(72)가 상호 약 120° 각도로 간격을 두고 제공될 수 있다. 특정 실시예들에서는, 센서(18)에 작용하는 예상되는 힘에 따라 선택적으로 하나의 중앙 압축 스프링(68) 또는 다수의 주변 압축 스프링(72)이 센서(18)에 장착될 수 있다. 센서(18)가 그 내부로 삽입되어야만 하는 세탁기가 세탁물에 대해 비교적 적은 최대 부하 용량(예컨대 5kg)을 가지면, 단 하나의 압축 스프링(68)으로도 충분할 수 있다. 그와 달리, 세탁기가 비교적 큰 용량(예컨대 10kg 또는 12kg)을 위해 설계되어 있다면, 중앙 압축 스프링(68)으로는 충분치 않고, 그 대신에 다수의 압축 스프링(72)이 사용되어야만 할 수도 있다. 센서(18)에 압축 스프링(72)이 장착된 경우에 스프링의 안정적인 위치 설정을 보장하기 위하여, 하우징 하부에는 위치 설정 돌출부(74)가 제공되어 있으며, 이 위치 설정 돌출부는 하우징 하부(22)에 대하여 측면으로 빠져나가는 현상으로부터 압축 스프링(72)을 보호해준다. 반사면 지지체(28)(더 정확하게 말하자면 플레이트 부재(46)의 하부면)에도 예를 들어 돌출부 또는 홈 형태의 적합한 형상부가 형성될 수 있음은 자명하며, 이와 같은 형상부에 의해서는 압축 스프링(72)이 측면으로 빠져나가는 현상에 대한 고정 상태가 제공된다.
하우징 하부(22)는 포트 바닥(78) 및 포트 케이싱(80)을 갖는 포트(pot) 형태의 하우징 섹션(76)을 형성한다. 포트 형태의 하우징 섹션(76)은 포트 케이싱(80)의 상단부에 포트 개구(82)를 구비한다. 회로 기판(52)은 포트 개구(82) 위를 실질적으로 완전히 덮고, 포트 케이싱(80)의 상부 에지와 덮개부(24) 사이에 고정되어 있다. 조립 시에는, 회로 기판(52)이 먼저 포트 케이싱(80) 위에 올려지고, 그 다음에 덮개부(24)가 회로 기판(52) 및 포트 케이싱(80) 위로 뒤집힌다. 도면 부호 (84)에서는 포트 케이싱(80)의 외부 둘레면 및 덮개부(24)의 내부 둘레면에서 상호 작용하는 로킹 형상부가 형성되어 있으며, 이들 로킹 형상부는 하우징 하부(22)에서 덮개부(24)의 분리 가능한 로킹을 허용한다.
하우징 하부(22)는 방사 방향의 위치 설정 연장부(86)를 구비하며, 이 위치 설정 연장부는 세탁기의 기계 하우징의 도면에 상세하게 도시되지 않은 리세스 내부에 맞물리고, 그럼으로써 센서(18)가 시트 쉘(40) 내에서 비틀리는 현상을 방지해주는 작용을 한다.
센서(18)를 조립할 때, 반사면 지지체(28)가 예를 들어 분사에 의해서 분리가 불가능하게 고정되어 있는 가이드 로드(30)의 자유 단부는, 이 가이드 로드의 자유 단부가 하우징 연장부(44)의 하단부에서 밖으로 빠지게 될 때까지, 하우징 하부(22)의 관통 개구(28) 내부에 전방으로 삽입된다. 그 다음에는 회로 기판(52) 및 덮개부(24)가 하우징 하부(22) 상에 올려진다. 그 후에는, 이렇게 생성되고 예비 조립된 센서-구성 유닛이 커플링 부재(34)의 중개 작용에 의해서 지지 바(16)와 연결될 수 있다.
도 6은 동일하거나 동일한 작용을 하는 요소들이 이전 도면들에서와 동일한 도면 부호들로 표기되어 있지만 소문자에 의해서 보완된 한 변형예를 보여준다. 이하에서 달리 언급되지 않는 한, 이들 요소를 설명하기 위해 이전의 실시예들을 참조한다.
도 6에 따른 변형예에서는, 발광 요소(54a) 및 수광 요소(56a)가 개구 종축(32a)을 기준으로 비스듬하게 기울어진 방향으로 배치되어 있는데, 다시 말하자면 발광 요소(54a)의 빔축(60a)이 개구 종축(32a)과 평행하지 않고 오히려 개구 종축에 대하여 소정의 각을 형성한다. 동일한 내용이 수광 요소(56a)의 빔축(64a)에 대해서도 적용된다. 발광빔(58a)과 수광빔(62a)은 반사면(48a)의 위치에서 상호 겹쳐 있으며, 이 경우 개구 종축(32a)은 발광빔(58a) 및 수광빔(62a)이 반사면(48a)에 충돌하는 바로 그 영역을 관통한다. 도 6에 따른 변형예는 예를 들어 반사면(48a)이 분산 특성을 갖지 않고 오히려 예를 들어 금속화에 의해서 형성된 실시예들에 적합하다. 어떤 경우에도 작용 원리는 도 4에 따른 실시예에서와 동일하다. 발광 요소에 대해 상대적인 반사면의 간격 변경은 수광 요소에 도달하는 광의 방사선 강도의 변동을 야기한다. 사용된 압축 스프링(들)의 스프링 특성을 고려하면, 수광 요소로부터 송출되는 측정 신호로부터는 가이드 로드(30)에서 당기는 힘이 추론될 수 있다.
마지막으로 도 7을 참조하라. 본 도면에서도, 동일하거나 동일한 작용을 하는 요소들은 이전의 도면들에서와 동일한 도면 부호로 표기되어 있지만 재차 소문자에 의해서 보완되어 있다. 이하에서 달리 언급되지 않는 한, 이들 요소를 설명하기 위해 이전의 실시예들을 참조한다.
도 7에 따른 실시예에서, 세탁기(10b)의 통(14b)을 기계 하우징(12b) 내부에 매달 때에 사용되는 현가 시스템은 지지 바(16b)를 포함하는 하나 이상의 지지 바-구성 유닛(88b)을 포함하며, 이 지지 바의 한 바 단부에는 광학 센서(18b)가 있고, 이 지지 바의 다른 바 단부에는 스프링 탄성적인 댐퍼 유닛(90b)(damper unit)이 있다. 지지 바(16b)는 일체로 연결된 상태에서 광학 센서(18b) 내부까지 연장되고, 이 광학 센서의 가이드 로드(30b)를 형성한다. 다른 말로 표현하자면, 가이드 로드(30b)는 지지 바(16b)에 통합된 부분이다. 센서 하우징(20b) 내부에서는 센서(18b)가 예를 들어 도 2 및 도 3의 실시예에 따른 센서(20)와 동일하게 형성되어 있다.
댐퍼 유닛(90b)은 댐퍼 하우징(92b)을 포함하고, 이 댐퍼 하우징 내에는 본 실시예에서 압축 코일 스프링으로 형성된 댐퍼 스프링(94b)이 수용되어 있다. 지지 바(16b)는 댐퍼 스프링(94b)을 관통해서 연장되고, 최종 스토퍼(96b)(end stopper)의 중간 접속에 의해서 댐퍼 스프링(94b)의 축방향 스프링 단부에 작용한다. 이 댐퍼 스프링의 다른 스프링 단부 영역에서는 댐퍼 스프링(94b)이 댐퍼 하우징(92b)에서 지지된다. 통(14b)과 단단히 연결되어 있는 시트 쉘(98b)은 댐퍼 유닛(90b)을 위한 시트(seat)를 제공해준다.
세탁기(10b)를 제조할 때에는 지지 바-구성 유닛(88b)이 그 자체로서 예비 조립된다. 그 다음에는, 이와 같은 예비 조립된 구성 유닛을 세탁기(10b) 내부에 설치하기 위해, 광학 센서(18b)가 시트 쉘(40b) 내부로 삽입되고, 댐퍼 유닛(90b)이 시트 쉘(98b) 내부로 삽입된다. 이와 같은 상황을 가능하게 하기 위해, 시트 쉘(40b, 98b) 내에 상세하게 도시되지 않은 삽입 슬롯이 제공되어 있음으로써, 결과적으로 지지 바-구성 유닛(88b)은 측면에서 시트 쉘(40b, 98b) 내부로 삽입될 수 있다.

Claims (13)

  1. - 개구 종축을 구비하여 하우징 내부 공간을 하우징 외부 공간과 연결하는 관통 개구를 갖춘 센서 하우징,
    - 상기 관통 개구 내에서 축방향으로 이동 가능하게 안내되고 상기 하우징 내부 공간으로 돌출하는 가이드 로드,
    - 상기 하우징 내부 공간에 제공되어 있고 가이드 로드와 운동 결합 되어 있으며 반사면을 갖는 반사면 지지체, 및
    - 센서 하우징에 대해 상대적으로 고정 배치되어 있고, 반사면으로부터의 간격이 상기 반사면 지지체의 축방향 위치에 의존하는 발광 요소 및 수광 요소를 포함하는 광학 센서에 있어서,
    다음과 같은 조건들, 즉
    (a) 상기 발광 요소와 상기 수광 요소가 개구 종축을 기준으로 서로 마주 놓여 있으며;
    (b) 상기 발광 요소의 주 발광빔의 빔축과 상기 수광 요소의 주 수광빔의 빔축이 개구 종축을 기준으로 서로 마주 놓여 있으며;
    (c) 정상적인 작동 중에 발생하는, 상기 발광 요소와 상기 수광 요소에 대해 상대적인 반사면의 축방향 간격들의 적어도 한 부분을 위해, 상기 발광 요소로부터 발광된 광선빔이 개구 종축에 의해 관통되는 영역에서 반사면에 충돌하며;
    (d) 정상적인 작동 중에 발생하는, 상기 발광 요소와 상기 수광 요소에 대해 상대적인 반사면의 축방향 간격들의 적어도 한 부분을 위해, 개구 종축이 반사면으로부터 상기 수광 요소의 방향으로 진행하는 광선을 관통시키는 조건들 중 한 가지 이상을 충족하는 것을 특징으로 하는 광학 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 요소의 주 발광빔 및/또는 상기 수광 요소의 주 수광빔이 개구 종축과 실질적으로 평행한 빔축을 갖는 한편, 반사면은 개구 종축과 실질적으로 평행한 표면 법선을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 센서.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반사면 지지체가 가이드 로드와 분리가 불가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 센서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반사면 지지체가 상기 가이드 로드에 일체로 분사된 플라스틱 몸체에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 센서.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사면이 개구 종축에 대해 중심인 홈 내부에 형성되어 있으며, 상기 홈이 광 발송 요소 및 수광 요소 쪽을 향하는 반사면 지지체의 측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 센서.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 하우징에 대해 상대적으로 상기 반사면 지지체에 축방향 압축 응력을 가하기 위해, 상기 센서 하우징 및/또는 상기 반사면 지지체에 형성된 위치 설정 형상부들을 구비하며, 이들 형상부는 선택적으로 개구 종축에 대해 중심에 배치된 하나의 코일 스프링이 센서에 장착되는 것을 허용하거나, 실질적으로 동일한 각도 간격을 두고 개구 종축 둘레에 분포 배치된 다수의 코일 스프링이 센서에 장착되는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 광학 센서.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항 또는 제1항의 전제부에 따른 광학 센서에 있어서,
    상기 가이드 로드가 상기 하우징 내부 공간 외부에 있는 로드 단부 영역에서 별도로 제작된 커플링 부재와 연결되어 있으며, 상기 커플링 부재는 바 형태의 연결 요소를 일체로 결합하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 센서.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 커플링 부재가 가로 관통구를 구비하며, 상기 가로 관통구는 상기 연결 요소의 단부 후크가 상기 커플링 부재 내부에 걸리는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 광학 센서.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 하우징이 하우징 하부 및 덮개부를 구비하며, 상기 하우징 하부는 포트 바닥, 포트 케이싱 및 포트 개구를 갖는 포트 형태의 하우징 섹션을 형성하며, 상기 관통 개구는 포트 바닥을 통과해서 연장되며, 상기 덮개부는 포트 형태의 하우징 섹션 상에 올려져 있는 것을 특징으로 하는 광학 센서.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 발광 요소 및 상기 수광 요소를 지지하는 회로 기판이 포트 개구의 전체 개구 크기에 걸쳐 상기 포트 개구 위를 덮고 그리고/또는 상기 덮개부와 상기 포트 케이싱 사이에 축방향으로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 센서.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사면 지지체는, 개구 종축에 대해 수직인 플레이트 평면을 갖고 가이드 로드의 축방향 단부 위를 가로지르는 플레이트 부재를 형성하며, 상기 플레이트 부재는 상기 가이드 로드로부터 떨어져서 마주하는 자신의 플레이트 측에 반사면을 구비하는 한편, 자신의 다른 플레이트 측에서는 상기 센서 하우징에 대해 상대적으로 상기 반사면 지지체에 압축 응력을 가하기 위한 하나 또는 다수의 압축 스프링을 위해 지지 장소를 제공해주는 것을 특징으로 하는 광학 센서.
  12. - 장치 하우징,
    - 상기 장치 하우징 내에 다수의 지지 바를 통해 걸려 있고 회전할 수 있는 세탁물 처리 드럼을 내부에 구비하는 통, 및
    - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 또는 제1항의 전제부에 따른 하나 이상의 광학 센서를 포함하는 세탁물 처리 장치로서, 상기 광학 센서의 가이드 로드가 지지 바들 중 하나와 결합 되어 있거나 지지 바들 중 하나와 일체로 함께 걸려 있으며, 상기 광학 센서의 센서 하우징이 상기 장치 하우징에 지지 되어 있는 세탁물 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    다수의 지지 바 중 하나의 광학 센서에 할당된 하나 이상의 지지 바가 센서에 가까운 바 단부의 영역에서 하나의 후크로 형성되어 있으며, 상기 후크가 상기 가이드 로드의 가로 관통구 내부에 또는 상기 가이드 로드와 연결된 상기 센서의 커플링 부재의 가로 관통구 내부에 걸려 있는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
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