KR20160094135A

KR20160094135A - 세탁기 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20160094135A
Application number: KR1020150015343A
Authority: KR
Inventors: 김현오; 박준현; 이성모
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2016-08-09
Also published as: CN105839335A; US20160251794A1; US10246809B2; KR102338469B1

Abstract

세탁기는 회전력을 생성하는 교류 모터, 상기 회전력을 회전조와 펄세이터에 선택적으로 전달하는 클러치 어셈블리, 상기 클러치 어셈블리의 회전 속도를 검출하는 속도 검출부, 탈수 행정 시 미리 정해진 목표 속도와 상기 클러치 어셈블리의 회전 속도를 기초로 상기 교류 모터의 가동과 가동 중지를 반복하는 제어부를 포함하고, 상기 교류 모터의 가동 시에 상기 제어부는 상기 교류 모터의 회전력을 단계적으로 증가시킬 수 있다.

Description

세탁기 및 그 제어 방법{WASHING APPARUTUS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

개시된 발명은 세탁기 및 그 제어 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게 교류 모터를 포함하는 세탁기 및 그 제어 방법에 관한 발명이다.

일반적으로 세탁기는 세탁물과 물 사이의 마찰력 등을 이용하여 세탁물을 세탁하는 장치로써, 프런트 로드 타입 세탁기와 탑 로드 타입 세탁기로 구분할 수 있다.

프런트 로드 타입 세탁기는 세탁물을 수용하는 회전조가 회전하는 동안 세탁물의 낙하를 이용하여 세탁이 이루어지며, 탑 로드 타입 세탁기는 세탁물이 수용되는 회전조와 함께 회전조 바닥에 수류를 발생시키는 펄세이터를 마련하고, 펄세이터가 생성하는 수류를 이용하여 세탁이 이루어진다.

또한, 프런트 로드 타입 세탁기와 탑 로드 타입 세탁기는 모두 회전조를 회전에 의한 원심력을 이용하여 세탁물을 탈수 시킨다.

이처럼 세탁기는 회전조 또는 펄세이터의 회전을 이용하여 동작하며, 세탁기는 회전조 또는 펄세이터에 회전력을 회전력을 제공하는 장치로써 모터를 널리 이용한다.

이와 같이 세탁기에 널리 이용되는 모터는 크게 모터의 회전 속도를 정밀하게 제어하는 제어형 모터(소위 서보 모터)와 모터의 회전 속도를 제어하지 않는 비제어형 모터로 구분될 수 있다.

제어형 모터는 모터의 회전 속도를 검출하는 속도 센서 및 모터의 구동 전류를 검출하는 전류 센서를 포함하며, 검출된 모터의 회전 속도에 따라 구동 전류를 정밀하게 제어한다. 이와 같은 제어형 모터는 부하에 무관하게 모터의 회전 속도를 정밀하게 제어할 수 있다.

이에 반하여 비제어형 모터는 통상적으로 모터로 전원이 공급되는 온 시간과 모터로의 전원 공급이 차단되는 오프 시간을 통하여 모터의 회전을 제어할 뿐이다. 이와 같은 비제어형 모터는 가격이 비교적 저렴하다.

세탁기가 비제어형 모터를 포함하는 경우, 모터의 회전 속도를 정밀하게 제어하기 곤란하여 탈수 행정 시에 공진 현상이 지속적으로 발생할 염려가 있다. 여기서, 공진 현상이란 탈수 행정 시에 회전조의 진동 주파수와 모터에 의한 회전 주파수가 일치하여 회전조가 매우 심하게 진동하는 현상을 의미한다.

종래 비제어형 모터를 이용하는 세탁기의 경우, 모터의 온 시간과 오프 시간만을 통하여 회전조의 회전을 제어하므로 회전조의 회전 속도가 회전조의 공진 송도를 회피하기 곤란하였다.

개시된 발명의 일 측면은 비제어형 모터를 포함하는 세탁기에 있어서 탈수 행정 시에 공진 현상을 최소화하는 세탁기를 제공하고자 한다.

또한, 개시된 발명의 다른 일 측면은 클러치 어셈블리를 포함하는 세탁기에 있어서, 구동 모터의 가동 시에 발생하는 소음 및 진동을 최소화하는 세탁기를 제공하고자 한다.

또한, 개시된 발명의 또 다른 일 측면은 속도 검출기를 포함하는 세탁기에 있어서, 속도 검출기의 고장을 검출할 수 있는 세탁기를 제공하고자 한다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 세탁기는 회전력을 생성하는 교류 모터, 상기 회전력을 회전조와 펄세이터에 선택적으로 전달하는 클러치 어셈블리, 상기 클러치 어셈블리의 회전 속도를 검출하는 속도 검출부, 탈수 행정 시 미리 정해진 목표 속도와 상기 클러치 어셈블리의 회전 속도를 기초로 상기 교류 모터의 가동과 가동 중지를 반복하는 제어부를 포함하고, 상기 교류 모터의 가동 시에 상기 제어부는 상기 교류 모터의 회전력을 단계적으로 증가시킬 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 교류 모터의 가동 시에 상기 제어부는 외부 전원으로부터 공급된 교류 전력의 위상을 제어하고, 상기 위상이 제어된 교류 전력을 상기 교류 모터로 공급할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 교류 모터의 가동 시에 상기 제어부는 상기 외부 전원으로부터 공급된 교류 전류의 한 주기 내에서 적어도 일부를 상기 교류 모터로 공급할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 외부 전원으로부터 상기 교류 모터로 공급되는 전력을 도통하거나 차단하는 구동 스위치 유닛을 더 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 교류 모터의 가동 시에 상기 제어부는 상기 외부 전원으로부터 공급된 교류 전력의 한 주기 내의 도통 시간 동안 상기 구동 스위치 유닛을 온시킬 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 교류 모터의 가동 시에 상기 제어부는 상기 도통 시간을 단계적으로 증가시킬 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 제어부는 상기 교류 모터의 가중 중에 상기 회전 속도가 상기 목표 속도와 허용 오차의 합보다 크면 상기 교류 모터의 가동을 중지할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 제어부는 상기 교류 모터의 가중 중지 중에 상기 회전 속도가 상기 목표 속도와 허용 오차의 차이보다 작으면 상기 교류 모터의 가동을 중지할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 목표 속도는 상기 탈수 행정의 수행 시간에 따라 변화할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 속도 검출부는 상기 클러치 어셈블리와 함께 회전하는 위치 표시 부재, 상기 위치 표시 부재를 검출하고, 상기 위치 표시 부재의 검출 여부에 대응하는 전기적 신호를 출력하는 속도 센서를 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 제어부는 상기 교류 모터가 가동된 이후 상기 회전 속도가 "0"이면 상기 속도 센서의 고장을 경고할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 제어부는 상기 교류 모터가 최대 가동된 이후 상기 회전 속도가 미리 정해진 기준 속도보다 작으면 상기 위치 표시 부재의 누락을 경고할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 세탁기의 제어 방법은 탈수 행정 시에 회전력을 생성하는 교류 모터를 가동하고, 상기 회전력을 회전조와 펄세이터로 전달하는 클러치 어셈블리의 회전 속도를 검출하고, 탈수 행정 시 미리 정해진 목표 속도와 상기 클러치 어셈블리의 회전 속도를 기초로 상기 교류 모터의 가동과 가동 중지를 반복하는 것을 포함하고, 상기 교류 모터를 가동하는 것은 상기 교류 모터의 회전력을 단계적으로 증가시키는 것을 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 교류 모터의 회전력을 단계적으로 증가시키는 것은 외부 전원으로부터 공급된 교류 전력의 위상을 제어하고, 상기 위상이 제어된 교류 전력을 상기 교류 모터로 공급하는 것을 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 위상이 제어된 교류 전력을 상기 교류 모터로 공급하는 것은 상기 외부 전원으로부터 공급된 교류 전류의 한 주기 내에서 적어도 일부를 상기 교류 모터로 공급하는 것을 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 교류 모터의 가동과 가동 중지를 반복하는 것은 상기 교류 모터의 가중 중에 상기 회전 속도가 상기 목표 속도와 허용 오차의 합보다 크면 상기 교류 모터의 가동을 중지하는 것을 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 교류 모터의 가동과 가동 중지를 반복하는 것은 제어부는 상기 교류 모터의 가중 중지 중에 상기 회전 속도가 상기 목표 속도와 허용 오차의 차이보다 작으면 상기 교류 모터의 가동을 중지하는 것을 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 제어 방법은 상기 교류 모터가 가동된 이후 상기 회전 속도가 "0"이면 상기 클러치 어셈블리의 회전 속도를 검출하는 속도 검출부의 고장을 경고하는 것을 더 포함할 수 있다.

실시 형태에 따라 상기 제어 방법은 상기 교류 모터가 최대 가동된 이후 상기 회전 속도가 미리 정해진 기준 속도보다 작으면 상기 클러치 어셈블리의 회전 속도를 검출하는 속도 검출부의 고장을 경고하는 것을 더 포함할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따르면, 비제어형 모터를 포함하는 세탁기에 있어서 탈수 행정 시에 공진 현상을 최소화하는 세탁기를 제공할 수 있다.

또한, 개시된 발명의 다른 일 측면에 따르면 클러치 어셈블리를 포함하는 세탁기에 있어서, 구동 모터의 가동 시에 발생하는 소음 및 진동을 최소화하는 세탁기를 제공할 수 있다.

또한, 개시된 발명의 또 다른 일 측면에 따르면 속도 검출기를 포함하는 세탁기에 있어서, 속도 검출기의 고장을 검출할 수 있는 세탁기를 제공할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 의한 세탁기의 외관을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 의한 세탁기의 하부를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 클러치 어셈블리를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 클러치 어셈블리를 분리하여 도시한다.
도 5는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 클러치 어셈블리의 클러치 보스와 클러치 커플링을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 의한 세탁기의 동작을 제어하는 제어 구성을 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 속도 검출부를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 모터 구동부를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 의한 세탁기가 구동 모터의 가동 시간을 기초로 구동 모터를 가동 또는 가동 중지하는 일 예를 도시한다.
도 10은 일 실시예에 의한 세탁기가 회전조의 회전 속도 제어를 설명하기 위한 도면을 도시한다.
도 11은 일 실시예에 의한 세탁기가 회전조의 회전 속도를 제어하는 방법의 일 예를 도시한다.
도 12는 도 11에 도시된 방법에 따라 구동 모터를 제어하는 경우 회전조의 회전 속도를 도시한다.
도 13은 일 실시예에 의한 세탁기의 회전조의 회전 속도 제어를 설명하기 위한 도면을 도시한다.
도 14는 일 실시예에 의한 세탁기가 회전조의 회전 속도를 제어하는 방법의 일 예를 도시한다.
도 15는 도 14에 도시된 방법에 따라 구동 모터를 제어하는 경우 회전조의 회전 속도를 도시한다.
도 16은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 클러치 어셈블리의 클러치 보스와 클러치 커플링의 단면을 도시한다.
도 17 및 도 18은 일 실시예에 의한 세탁기가 구동 모터를 가동할 때의 클러치 보스와 클러치 커플링의 단면을 도시한다.
도 19는 일 실시예에 의한 세탁기가 구동 모터의 회전력을 제어하는 방법의 일 예를 도시한다.
도 20은 도 19에 도시된 방법에 의하여 구동 모터에 공급되는 구동 전압의 일 예를 도시한다.
도 21은 일 실시예에 의한 세탁기가 구동 모터의 회전력을 제어하는 방법의 다른 일 예를 도시한다.
도 22는 일 실시예에 의한 세탁기가 속도 검출부의 고장을 검출하는 방법의 일 예를 도시한다.
도 23은 일 실시예에 의한 세탁기가 속도 검출부의 고장을 검출하는 방법의 일 예를 도시한다.
도 24, 도 25, 도 26, 도 27, 도 28 및 도 29는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 위치 표시 부재의 누락과 속도 센서가 검출하는 회전 속도 사이의 관계를 도시한다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다.

구체적으로, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 사용한 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 메모리에 저장된 소프트웨어, FPGA (field-programmable gate array) 또는 ASIC (application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어를 의미할 수 있다. 그러나, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등은 접근할 수 있는 저장 매체에 저장되고 하나 또는 그 이상의 프로세서에 의하여 수행되는 구성일 수 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 첨부한 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낼 수 있다.

도 1은 일 실시예에 의한 세탁기의 외관을 도시하고, 도 2는 일 실시예에 의한 세탁기의 하부를 도시한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 세탁기(1)는 외관을 형성하는 캐비닛(10), 물을 수용하는 수조(20), 수조(20) 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전조(30), 회전조(30) 내부에서 수류를 발생시키는 펄세이터(40), 물을 공급하는 급수부(50), 세제를 공급하는 세제 공급부(60), 물을 배출하는 배수부(70), 회전력을 생성하는 구동 모터(80), 구동 모터(80)의 회전력을 클러치 어셈블리(90)으로 전달하는 풀리 유닛(90) 및 회전력을 회전조(30)와 펄세이터(40)에 선택적으로 전달하는 클러치 어셈블리(100)을 포함한다.

캐비닛(10)의 상부에는 회전조(30)의 내부로 세탁물을 투입할 수 있도록 하는 투입구(11)가 형성되고, 투입구(11)는 캐비닛(10)의 상부에 설치된 도어(13)에 의해 개폐된다.

수조(20)는 상부가 개방된 원통형으로 구성될 수 있으며, 그 내부에 세탁을 위한 물을 수용할 수 있다. 또한, 수조(20)의 저면에는 수조(20)에 수용된 물을 배출하기 위한 배수구(20a)가 마련될 수 있다.

수조(20)는 댐퍼(21)에 의해 캐비닛(10)에 걸린 상태로 지지된다. 댐퍼(21)는 회전조(30) 또는 펄세이터(40)의 회전 시에 수조(20)에서 발생되는 진동을 감쇠시키며, 수조(20)의 외면과 캐비닛(10)의 내면 사이에 마련된다.

회전조(30)는 세탁물을 후술할 투입하기 위하여 상부가 개방된 원통형으로 구성될 수 있으며, 수조(20) 내부에 회전 가능하게 마련된다.

회전조(30)는 내부에 세탁물과 물을 수용하며, 회전조(30)의 측면에는 복수의 탈수공(31)이 형성되어 회전조(30)의 내부 공간과 수조(20)의 내부 공간을 연통시킨다.

회전조(30)의 상부에는 회전조(30)의 회전 시에 회전조(30)에 발생하는 불평형 하중(unbalance)을 상쇄시키는 밸런서(33)가 장착되며, 밸런서(33)는 회전조(30)가 안정적으로 회전할 수 있도록 한다.

펄세이터(40)는 회전조(30)의 저면 내측에 마련될 수 있으며, 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하며 수류를 발생시킨다. 펄세이터(40)에 의하여 발생된 수류에 의해 회전조(30) 내의 세탁물이 물과 교반되고, 세탁물과 물 사이의 마찰에 의하여 세탁이 이루어진다.

급수부(50)는 수조(20)의 상부에는 마련되며, 외부 급수원(미도시)으로부터 수조(20) 내부에 물을 공급한다.

급수부(50)는 외부 급수원(미도시)로부터 수조(20)로 물을 안내하는 급수관(51) 및 급수관(51) 상에 마련되어 급수관(51)를 개폐하는 급수 밸브(53)를 포함한다.

급수관(51)은 그 일단이 아래에서 설명할 세제 공급부(60)와 연결되며, 급수관(51)에 의하여 공급된 물은 세제 공급부(60)를 경유하여 수조(20)에 공급된다.

세제 공급부(60)는 세제를 수용하는 세제함(63), 세제함(63)을 수용하는 세제함 케이스(61)를 포함한다.

세제함 케이스(61)는 캐비닛(10)에 고정되어 마련되며, 전술한 급수관(51)의 일단과 연결된다. 또한, 세제함 케이스(61)의 저면에는 세제 공급부(60)를 경유한 물을 수조(20)로 배출시키기 위한 배출구(61a)가 마련된다.

세제함(63)은 세제함 케이스(61)에 착탈 가능하게 장착되며, 사용자는 세제함(63)을 세제함 케이스(61)로부터 돌출시켜 세제함(63)에 세제를 투입할 수 있다.

세제함(63)은 급수관(51)와 연통되며, 급수관(51)를 통하여 공급된 물이 세제함(63)에 수용된 세제와 혼합되도록 한다. 이와 같이, 급수부(50)에 의하여 공급된 물은 세제함(63)을 경유하는 동안 세제함(63)에 수용된 세제와 혼합되고, 세제와 혼합된 물은 세제함 케이스(61)의 저면에 마련된 배출구(61a)를 통하여 수조(20)로 공급된다.

배수부(70)는 수조(20)의 하측에 마련될 수 있으며, 수조(20)에 수용된 물을 캐비닛(10) 외부로 배출시킨다.

배수부(70)는 수조(20)에 수용된 물을 수조(20) 외부로 안내하는 제1 배수관(71), 제1 배수관(71)을 개폐하는 배수 밸브(72), 배수 밸브(72)를 구동하는 배수 모터(73), 배수 밸브(72)를 통과한 물을 캐비닛(10) 외부로 안내하는 제2 배수관(74)을 포함한다.

제1 배수관(71)은 그 일단이 수조(20)의 저면에 마련된 배수공(20a)과 연결되며, 그 타단이 배수 밸브(72)와 연결된다.

배수 밸브(72)는 제1 배수관(71)의 일단에 마련되며, 제1 배수관(71)을 개폐한다. 배수 밸브(72)가 개방되면 수조(20)의 물이 제1 배수관(71) 및 제2 배수관(72)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.

배수 밸브(72)는 배수 모터(73)로부터 배수 밸브(72)의 개폐를 위한 구동력을 전달받을 수 있다.

배수 모터(73)는 링크 와이어(73a)를 통하여 배수 밸브(72)의 개방과 폐쇄를 구동한다. 구체적으로, 배수 모터(73)가 가동되면 배수 밸브(72)가 개방되고 수조(20)의 물이 배수되고, 배수 모터(73)가 가동되지 않으면 배수 밸브(73)가 폐쇄될 수 있다.

또한, 배수 모터(73)는 링크 와이어(73a)를 통하여 클러치 어셈블리(100)의 동작 모드를 전환할 수 있다. 아래에서 설명하는 바와 같이 클러치 어셈블리(100)는 회전력을 펄세이터(40)에 전달하는 세탁 모드와 회전력을 회전조(30) 및 펄세이터(40)에 전달하는 탈수 모드로 동작할 수 있다.

예를 들어, 배수 모터(73)가 가동되면 클러치 어셈블리(100)는 탈수 모드로 동작하고, 배수 모터(72)가 가동되지 않으면 클러치 어셈블리(100)는 세탁 모드로 동작할 수 있다.

제2 배수관(74)는 그 일단이 배수 밸브(72)와 연결되고 그 타단이 캐비닛(10) 외부로 연장되며, 제1 배수관(71)을 통하여 배출되는 물을 캐비닛(10) 외부로 안내한다.

구동 모터(80)는 외관을 형성하는 모터 하우징(81), 회전 자기장을 생성하는 고정자(82), 회전 자기장에 의하여 회전하는 회전자(83) 및 회전자(83)와 결합되어 회전자(83)와 함께 회전하는 구동 샤프트(85)을 포함하며, 구동 모터(80)는 회전조(30) 및 펄세이터(40)를 회전시키기 위한 회전력을 생성한다.

고정자(82)는 모터 하우징(81) 내부에 고정되며, 중공을 갖는 원통 형상을 갖을 수 있다. 또한, 고정자(82)는 전류가 도통되면 회전 자기장을 생성하는 코일을 포함하며, 코일은 고정자(82)의 내주면을 따라 배치된다.

회전자(83)는 고정자(82) 내부에 회전 가능하게 마련되며, 고정자(82)가 생성하는 회전 자기장과의 상호 작용에 의하여 회전한다.

구동 샤프트(85)은 회전자(83)와 결합되어 회전자(83)와 함께 회전하며, 회전자(83)의 회전력을 아래에서 설명할 풀리 유닛(90)에 전달한다.

이와 같은 구동 모터(80)는 고정자(82)가 생성하는 회전 자기장에 의하여 유도 전류가 회전자(83)에 생성되고, 이와 같은 유도 전류에 의한 자기장과 고정자(82)가 생성하는 회전 자기장 사이의 상호 작용에 의하여 회전자(83)가 회전하는 유도 전동기(Induction Motor: IM)을 채용할 수 있다.

그러나, 세탁기(1)에 포함된 구동 모터(80)가 유도 전동기에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 구동 모터(80)는 회전자(83)가 자기장을 생성하는 영구 자석을 포함하는 동기 전동기(Synchronous Motor: SM)를 채용할 수도 있다.

다만, 이하에서는 세탁기(1)에 포함된 구동 모터(80)는 유도 전동기를 채용한 것으로 가정한다.

풀리 유닛(90)는 구동 모터(80)로부터 회전력을 전달받는 구동 풀리(91), 클러치 어셈블리(100)으로 회전력을 전달하는 종동 풀리(93) 및 구동 풀리(131)의 회전력을 종동 풀리(133)에 전달하는 풀리 벨트(132)를 포함한다. 이때, 구동 풀리(91)는 구동 모터(80)의 구동 샤프트(85)과 연결되고, 종동 풀리(93)는 클러치 어셈블리(90)의 종동 샤프트(140)과 연결된다.

회전력의 전달 과정을 간략히 설명하면, 구동 모터(80)는 외부 전원으로부터 공급되는 교류 전원을 이용하여 회전력을 생성하고, 생성된 회전력을 풀리 유닛(90)에 전달한다. 또한, 풀리 유닛(90)은 구동 모터(80)로부터 전달받은 회전력을 풀리 벨트(92)를 통하여 클러치 어셈블리(100)에 전달한다.

이처럼, 구동 모터(80)에 의하여 생성된 회전력은 풀리 유닛(90)를 통하여 클러치 어셈블리(100)에 전달되기 때문에 구동 모터(80)의 회전 속도와 클러치 어셈블리(100)의 회전 속도는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 구동 모터(80)와 연결된 구동 풀리(81)의 직경이 클러치 어셈블리(100)과 연결된 종동 풀리(93)의 직경보다 작으면, 구동 모터(80)의 회전력은 풀리 유닛(90)에 의하여 감속되어 클러치 어셈블리(100)에 전달될 수 있다.

클러치 어셈블리(100)은 풀리 유닛(80)으로부터 전달받은 회전력을 회전조(30) 및 펄세이터(40)에 선택적으로 전달한다. 구체적으로, 세탁 행정 또는 헹굼 행정 시에 클러치 어셈블리(100)은 풀리 유닛(80)으로부터 전달받은 회전력을 감속하여 펄세이터(40)에 전달하고, 탈수 행정 시에 클러치 어셈블리(100)은 풀리 유닛(80)으로부터 전달받은 회전력을 그대로 회전조(30) 및 펄세이터(40)에 전달한다. 따라서, 탈수 행정 시에는 클러치 어셈블리(100)의 회전 속도와 회전조(30)의 회전 속도가 동일하다.

클러치 어셈블리(100)에 대해서는 아래에서 더욱 자세하게 설명한다.

도 3은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 클러치 어셈블리를 도시하고, 도 4는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 클러치 어셈블리를 분리하여 도시하며, 도 5는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 클러치 어셈블리의 클러치 보스와 클러치 커플링을 도시한다.

도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 클러치 어셈블리(100)는 상부 하우징(112)과 하부 하우징(111)이 결합되어 형성되는 클러치 하우징(110)이 외관을 형성한다. 클러치 하우징(110)에는 세탁축(145)과 탈수축(155)이 클러치 하우징(110)의 상부로 돌출되도록 설치된다.

탈수축(155)은 그 중심부가 비어있는 원통형의 샤프트로 형성되고, 탈수축(155)의 중공에 세탁축(145)이 삽입될 수 있다. 탈수축(155)과 세탁축(145)은 동시에 또는 별개로 회전 가능하도록 서로 결합된다. 세탁축(145)은 탈수축(155)보다 더 상부로 돌출되도록 연장되어, 펄세이터(40)에 결합된다. 탈수축(155)은 회전조(30)에 결합된다. 세탁축(145)은 펄세이터(40)를 회전하게 하고, 탈수축(155)은 회전조(30)를 회전하게 한다.

클러치 하우징(110)의 하부에는 하측으로 돌출되어 하우징 기어(151)가 형성될 수 있다. 하우징 기어(151)는 클러치 하우징(110)의 내부에서 탈수축(155)과 연결될 수 있다. 즉, 하우징 기어(151)가 회전하면 탈수축(155) 및 탈수축(155)에 연결된 회전조(30)가 회전하게 된다.

하우징 기어(151)는 중심부가 비어있도록 형성될 수 있다. 하우징 기어(151)의 중공으로는 종동 샤프트(140)가 삽입될 수 있다. 종동 샤프트(140)는 하우징 기어(151)의 중공을 관통하여 세탁축(145)과 연결된다. 따라서, 종동 샤프트(140)가 회전하면 세탁축(145) 및 세탁축(145)에 결합된 펄세이터(40)가 회전하게 된다.

종동 샤프트(140)는 봉 형상의 샤프트 본체(141)가 몸체를 형성한다. 샤프트 본체(141)의 상부에는 샤프트 기어(142)가 형성될 수 있다. 샤프트 기어(142)는 클러치 하우징(110)의 내부에 마련된 감속 기어(미도시)와 결합될 수 있다. 감속 기어(미도시)는 종동 샤프트(140)의 샤프트 기어(142)와 기어 비 조절을 통하여 종동 샤프트(140)와 세탁축(145)의 회전 속도를 같거나 다르게 할 수 있다.

샤프트 본체(141)의 하부에는 클러치 보스(180)와 결합을 위한 보스 결합부(143)가 형성될 수 있다. 보스 결합부(143)는 클러치 보스(180)와 견고한 결합을 위하여 그 단면이 원형이 아닌 다각형의 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 실시 형태에 따라 보스 결합부(143)의 단면의 형상은 원형 및 다른 다각형을 포함할 수 있다.

샤프트 본체(141)의 샤프트 하단(144)은 종동 풀리(93)와 결합된다. 따라서, 구동 모터(80)가 회전하면 종동 샤프트(140)는 회전하게 된다.

클러치 보스(180)는 보스 본체(181)와, 보스 본체(181)의 중심부가 개방되어 형성된 샤프트 결합홀(183)을 포함하여 구성된다. 샤프트 결합홀(183)은 샤프트 본체(141)의 보스 결합부(143)에 대응되는 형상으로 형성되어 종동 샤프트(140)와 클러치 보스(180)가 견고하게 결합될 수 있도록 한다. 클러치 보스(180)는 종동 풀리(93)에 의해 회전하는 종동 샤프트(140)의 회전력을 클러치 커플링(170), 하우징 기어(151) 및 탈수축(155)을 통해 회전조(30)에 전달해야 하므로 종동 샤프트(140)와 견고하게 결합될 필요가 있다.

보스 본체(181)의 상부에는 클러치 커플링(170)의 커플링 돌기(173)와 결합을 위한 복수의 보스 돌기(182)가 형성된다.

보스 본체(181)의 하부에는 회전하는 클러치 보스(180)에서 발생하는 소음을 감소하게 하기 위한 보스 러버(184)가 결합될 수 있다. 보스 러버(184)는 보스 본체(181)의 밑면과 측면을 덮도록 형성될 수 있다.

클러치 하우징(110)의 하부면과 클러치 보스(180) 사이에는 클러치 커플링(170)이 배치된다.

클러치 커플링(170)은 클러치 보스(180)와 결합하여 회전력을 종동 샤프트(140), 클러치 보스(180)를 통해 전달받아 하우징 기어(151), 탈수축(155) 및 회전조(30)에 전달하도록 구성된다.

클러치 커플링(170)은 종동 샤프트(140)의 본체가 관통할 수 있도록 중심부가 뚫려 샤프트 관통홀(172)이 형성된다. 샤프트 관통홀(172)의 내면에는 하우징 기어(151)와 맞물려 고정될 수 있도록 커플링 치형(171)이 형성된다.

클러치 커플링(170)의 중심부에 둘레를 따라 반경 방향 외측으로 돌출되어 안착부(175)가 형성된다. 안착부(175)의 상면에는 커플링 탄성부재(176)가 안착되고, 안착부(175)의 하면에는 커플링 레버(130)가 접촉된다.

클러치 커플링(170)의 하부에는 반경 방향 내측으로 돌출되어 복수의 커플링 돌기(173)가 형성된다. 복수의 커플링 돌기(173)의 사이에는 커플링 홈(174)이 형성된다. 커플링 돌기(173)는 커플링 홈(174)이 클러치 보스(180)의 보스 돌기(182)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있도록 형성된다.

클러치 커플링(170)은 커플링 치형(171)이 하우징 기어(151)와 결합되도록 클러치 하우징(110)의 하부에 배치된다. 종동 샤프트(140)는 샤프트 관통홀(172)을 관통하여 클러치 커플링(170)의 하부에서 클러치 보스(180)와 결합된다.

커플링 치형(171)이 하우징 기어(151)의 톱니를 따라서 슬라이딩되면서 클러치 커플링(170)은 상하로 이동 가능하도록 배치된다.

클러치 커플링(170)이 하강하면 클러치 보스(180)의 보스 돌기(182)가 커플링 홈(174)에 삽입되고, 클러치 커플링(170)과 클러치 보스(180)가 결합된다. 따라서, 종동 샤프트(140)가 회전하면 종동 샤프트(140)에 고정된 클러치 보스(180)가 회전하고, 그에 따라 클러치 커플링(170)도 회전한다. 클러치 커플링(170)이 회전하면 커플링 치형(171)에 의해 결합된 하우징 기어(151)가 회전하고, 그에 따라 탈수축(155) 및 회전조(30)가 회전한다. 다시 말해, 클러치 어셈블리(100)는 탈수 모드로 동작한다.

클러치 커플링(170)이 상승하면 클러치 보스(180)와 클러치 커플링(170)은 이격되어 서로 연결되지 않는다. 따라서, 클러치 커플링(170)은 회전하지 않고 하우징 기어(151), 탈수축(155) 및 회전조(30)도 회전하지 않게 된다. 다시 말해, 클러치 어셈블리(100)는 세탁 모드로 동작한다.

커플링 레버(130)는 레버 상부(131)와 레버 하부(132)를 포함하여 구성된다. 레버 상부(131)와 레버 하부(132)는 제1회전 중심홀(136)을 기준으로 소정의 각도를 가지도록 형성된다.

레버 하부(132)의 하단에서 전방으로 돌출되어 커플링 가이드(133)가 형성될 수 있다. 커플링 가이드(133)는 레버 하부(132)의 하단에서 양쪽으로 나뉘어져 두 개가 형성될 수 있다. 두 개의 커플링 가이드(133)는 일측이 개방된 환형으로 형성될 수 있다.

각각의 커플링 가이드(133)의 단부에는 상측으로 돌출되어 제1 접촉돌기(134)가 형성된다. 제1접촉돌기(134)는 클러치 커플링(180)의 안착부(175)의 하면에 접촉된다.

레버 상부(131)의 상단에서 전방으로 돌출되어 제1 스토퍼(135)가 형성될 수 있다. 제1 스토퍼(135)는 하우징 측면에 접촉되어 커플링 레버(130)의 회동을 한정하는 기능을 수행한다.

커플링 레버(130)는 레버 홀더(160)에 회동 가능하게 설치된다. 레버 홀더(160)는 하부 하우징(111)의 하부면에 장착된다. 레버 홀더(160)는 환형의 홀더 플레이트(161)가 외형을 형성한다.

홀더 플레이트(161)의 소정의 거리를 가지고 이격되어 형성된 두 개의 제1 장착부(164)가 마련된다. 제1 장착부(164)에는 제1 장착홀(165)이 형성된다. 두 개의 제1 장착부(164)의 사이에 제1 회전 중심홀(136)이 배치되도록 커플링 레버(130)가 레버 홀더(160)에 결합된다. 두 개의 제1 회전중심홀(136) 사이에는 제1 탄성부재(137)가 배치된다. 제11결합핀(138)이 제1 장착홀(165), 제1 회전 중심홀(136) 및 제1 탄성부재(137)를 관통하면서 커플링 레버(130)와 레버 홀더(160)를 결합한다.

커플링 레버(130)는 제1 회전중심홀(136)을 회전 중심으로 하여 커플링 가이드(133)가 상승 및 하강할 수 있도록 회동한다. 또한, 커플링 레버(130)의 커플링 가이드(133)는 클러치 커플링(170)과 접촉하여 클러치 커플링(170)을 상하로 이동하게 한다.

제1 탄성부재(137)는 그 자체의 탄성에 의해 커플링 레버(130)의 커플링 가이드(133)가 하강하도록 커플링 레버(130)를 가압한다.

홀더 플레이트(161)에는 홀더 플레이트(161)를 관통하여 형성된 복수의 결합홀(163)이 형성될 수 있다. 결합홀(163)에 체결부재(미도시)가 관통하여 하부 하우징(111)에 삽입되면서 레버 홀더(160)가 클러치 하우징(110)에 결합될 수 있다.

클러치 레버(120)는 레버 본체(121)의 단부에 형성된 제2 회전 중심홀(126)을 기준으로 수평 방향을 따라 회동 가능하도록 하우징 측면에 장착된다. 하우징 측면에는 클러치 레버(120)가 설치될 수 있도록 소정의 거리를 가지고 이격되어 두 개의 제2 장착부(111a)가 형성된다. 제2 장착부(111a)에는 제2 장착홀(111b)이 형성되고, 두 개의 제2 장착부(111a) 사이에 제2 회전중심홀(126)이 배치되도록 클러치 레버(120)가 제2장착부(111a)에 장착된다. 제2 회전중심홀(126)과 제2 장착홀(111b) 중 하나의 사이에는 제2 탄성부재(127)가 배치된다. 제2 결합핀(128)이 제21장착홀(111b), 제2 회전중심홀(126) 및 제2 탄성부재(127)를 관통하면서 클러치 레버(120)와 클러치 하우징(110)을 결합한다.

레버 본체(121)의 단부에는 레버 가이드(123)와 제2 스토퍼(122)가 형성될 수 있다. 레버 가이드(123)와 제2 스토퍼(122)는 제2 회전중심홀(126)을 기준으로 서로 반대 방향을 향하도록 레버 본체(121)의 단부에서 나뉘어져 형성된다.

레버 가이드(123)와 제2 스토퍼(122)는 하우징 측면에 인접하게 형성되는데, 제2 스토퍼(122)는 하우징 측면을 향하도록 절곡되어 형성된다.

레버 가이드(123)는 커플링 레버(130)의 레버 상부(131)와 접촉 또는 분리된다. 특히, 레버 가이드(123)에 있어서 하우징 측면과 인접하는 면의 반대쪽 면에 레버 상부(131)와 접촉 또는 분리된다. 레버 가이드(123)에서 레버 상부(131)와 인접하는 부분에는 제2 접촉돌기(124)가 돌출되어 형성된다.

레버 본체(121)에 있어서, 레버 가이드(123)와 제2 스토퍼(122)가 형성된 부분의 반대쪽 단부에는 클러치 레버(120)를 구동하기 위한 배수 모터(73)가 연결되는 연결부(125)가 형성된다.

클러치 레버(120)는 제2 회전중심홀(126)을 중심으로 수평 방향으로 회동 가능하게 구성된다. 제2 탄성부재(127)는 클러치 레버(120)를 제2 스토퍼(122)가 위치하는 방향으로 가압한다. 따라서, 외력이 가해지지 않으면 제2 스토퍼(122)가 하우징 측면에 접촉하는 상태를 유지하게 된다.

클러치 레버(120)가 제2 스토퍼(122)가 위치하는 방향으로 회동하면 레버 가이드(123)는 커플링 레버(130)의 레버 상부(131)를 밀어 젖힌다. 레버 상부(131)가 젖혀지면 커플링 가이드(133)는 상승하게 되고, 클러치 커플링(170) 역시 상승하게 된다. 클러치 커플링(170)의 상승에 의해 클러치 커플링(170)과 클러치 보스(180)는 분리된다. 다시 말해, 클러치 어셈블리(100)는 세탁 모드로 동작한다.

이때, 제1 탄성부재(137)와 커플링 탄성부재(176)의 탄성력에 의해 클러치 커플링(170)과 커플링 가이드(133)는 하방으로 가압되는데 이보다 더 큰 힘을 받아야 클러치 커플링(170)과 커플링 가이드(133)가 상승할 수 있을 것이다. 따라서, 제2 탄성부재(127)의 탄성력은 제1 탄성부재(137)의 탄성력과 커플링 탄성부재(176)의 탄성력을 합한 것보다 크게 형성될 수 있다.

반면에, 배수 모터(73)에 의해 클러치 레버(120)가 제2 탄성부재(127)의 탄성을 극복하고 레버 가이드(124)가 연장된 방향으로 회동하면, 레버 가이드(123)는 더 이상 레버 상부(131)를 밀어내지 않고, 레버 상부(131)와 이격된다.

커플링 레버(130)에 가해지는 외력이 사라지면 제2 탄성부재(127) 및 커플링 탄성부재(176)의 탄성력에 의해 커플링 레버(130)는 커플링 가이드(133)가 하강하도록 회동하고, 클러치 커플링(170) 역시 하강하게 된다. 클러치 커플링(170)이 하강하면 클러치 보스(180)와 결합하여 클러치 보스(180)와 클러치 커플링(170)은 동시에 회전하게 된다. 다시 말해, 클러치 어셈블리(100)는 탈수 모드로 동작한다.

이상에서 설명한 바와 같이 클러치 어셈블리(100)는 배수 모터(73)의 가동 여부에 따라 회전력을 펄세이터(40)로 전달하는 세탁 모드와 회전력을 펄세이터(40)와 회전조(30)로 전달하는 탈수 모드로 동작할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 의한 세탁기의 동작을 제어하는 제어 구성을 도시하고, 도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 속도 검출부를 도시하며, 도 8은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 모터 구동부를 도시한다.

도 6, 도 7a, 도 7b 및 도 8을 참조하면, 세탁기(1)는 앞서 설명한 캐비닛(10), 수조(20), 회전조(30), 펄세이터(40), 급수부(50), 세제 공급부(60), 배수부(70), 구동 모터(80), 풀리 유닛(90) 및 클러치 어셈블리(100)와 함께, 사용자와 상호작용하는 유저 인터페이스(220), 회전조(30) 또는 펄세이터(40)의 회전 속도를 검출하는 속도 검출부(230), 구동 모터(80)를 구동하는 모터 구동부(240), 세탁기(1)에 포함된 각종 구성의 동작을 제어하는 제어부(210)를 포함한다.

도 6에 도시된 급부 밸브(53) 및 배수 모터(73)는 앞서 설명하였으므로 여기서는 그 설명을 생략한다.

유저 인터페이스(220)는 입력 버튼 유닛(221) 및 디스플레이(223)를 포함할 수 있다.

입력 버튼 유닛(221)은 사용자로부터 세탁과 관련된 각종 설정값과 세탁기(1)에 대한 제어 명령을 입력받고, 사용자로부터 입력된 설정값과 제어 명령에 대응하는 전기적 신호를 제어부(210)로 출력한다.

예를 들어, 사용자로부터 세탁기(1)에 대한 제어 명령을 입력받는 복수의 조작 버튼 ?? 세탁 동작을 위한 설정을 입력받는 다이얼을 포함할 수 있다. 세탁기(1)는 다이얼을 통하여 사용자로부터 세탁 코스를 입력받고, 조작 버튼을 통하여 세탁 온도, 헹굼 횟수 및 탈수 세기 등의 부가적인 세탁 설정을 입력받을 수 있다. 이와 같은 조작 버튼은 푸시 스위치, 멤브레인 스위치 또는 터치 패드 등을 채용할 수 있다.

디스플레이(223)는 제어부(210)의 제어 신호에 따라 세탁기(1)의 동작 정보를 사용자에게 시각적 영상으로 표시할 수 있다.

예를 들어, 세탁 동작 전에 세탁기(1)는 디스플레이(223)를 통하여 사용자가 선택한 세탁 코스, 사용자가 입력한 세탁 온도, 헹굼 횟수 및 탈수 세기 등의 부가적인 세탁 설정, 세탁 완료까지 예상되는 예상 세탁 시간 등을 표시할 수 있다. 또한, 세탁 동작 중에 세탁기(1)는 디스플레이를 통하여 진행 중인 행정 정보(예를 들어, 세탁 행정인지 헹굼 행정인지 탈수 행정인지 등), 세탁 완료까지 남은 잔여 세탁 시간 등을 표시할 수 있다.

이와 같은 디스플레이(223)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널, 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등을 채용할 수 있다.

또한, 유저 인터페이스(220)는 입력 수단과 표시 수단이 일체화된 터치 스크린을 포함할 수 있다.

터치 스크린 패널은 디스플레이를 통하여 사용자가 선택할 수 있는 설정값 또는 제어 명령을 표시한다. 사용자가 디스플레이 패널에 표시된 설정값 또는 제어 명령 가운데 어느 하나를 선택하여 터치하면, 터치 스크린 패널은 터치 패널을 통하여 사용자의 터치 좌표를 검출하고, 검출된 터치 좌표와 설정값 또는 제어 명령이 표시된 좌표를 비교하여 사용자가 입력한 설정값 또는 제어 명령을 인식할 수 있다.

속도 검출부(230)는 위치 표시 부재(231) 및 속도 센서(233)를 포함한다.

위치 표시 부재(position indicating member)(231)는 구동 모터(80) 또는 클러치 어셈블리(100)에 설치되어 구동 모터(80) 또는 클러치 어셈블리(100)의 회전을 나타내며, 속도 센서(233)는 위치 표시 부재(231)를 감지하고 위치 표시 부재(231)의 감지 여부에 대응하는 전기적 신호를 제어부(210)로 출력한다. 또한, 제어부(210)는 속도 센서(233)로부터 출력된 전기적 신호를 기초로 회전조(30)의 회전 속도를 판단할 수 있다.

예를 들어, 속도 센서(233)는 위치 표시 부재(231)가 감지되면 "하이 신호"를 출력하고, 위치 표시 부재(231)가 감지되지 않으면 "로우 신호"를 출력할 수 있다. 구동 모터(80) 또는 클러치 어셈블리(100)가 회전하면 속도 센서(233)는 주기적으로 위치 표시 부재(231)를 검출할 수 있으며, 속도 센서(233)는 펄스 형태의 전기적 신호를 출력하게 된다.

제어부(210)는 속도 센서(233)로부터 출력되는 전기적 펄스를 분석하여 전기적 펄스의 주파수 또는 주기를 산출하고, 산출된 전기적 펄스의 주파수 또는 주기를 기초로 회전조(30)의 회전 속도를 판단할 수 있다.

위치 표시 부재(231)는 구동 샤프트(85) 또는 종동 샤프트(140)과 같이 회전하는 구성에 위치시킬 수 있다. 또한, 속도 센서(233)는 모터 하우징(111) 또는 클러치 하우징(110) 등과 같이 고정된 구성에 위치시킬 수 있다.

예를 들어, 위치 표시 부재(231)는 종동 샤프트(140)와 동일한 회전 속도로 회전하는 클러치 보스(180)에 마련될 수 있다. 구체적으로, 도 7a에 도시된 바와 같이 클러치 보스(180)의 외주면을 따라서 1 또는 2 이상의 위치 표시 부재(231a, 231b, 231c, 231d, 231e, 231f)(도면에서는 6개의 위치 표시 부재가 표시되었으나 이에 한정되는 것은 아니다)가 등간격으로 배치될 수 있다.

위치 표시 부재(231)는 클러치 어셈블리(100)의 클러치 보스(180)에 마련되는 경우, 속도 센서(233)는 클러치 보스(180)와 인접한 위치에 마련될 수 있다. 구체적으로, 속도 센서(233)는 도 7b에 도시된 바와 같이 센서 지지체(233a)에 의하여 지지되어, 클러치 보스(180)의 외주면과 인접하게 설치될 수 있다. 여기서, 센서 지지체(233a)는 클러치 하우징(110)의 저면으로부터 하측으로(종동 풀리를 향하여) 연장되어 마련될 수 있다.

이처럼, 속도 센서(233)가 복수의 위치 표시 부재(231a, 231b, 231c, 231d, 231e, 231f)가 설치된 클러치 보스(180)와 인접하게 설치됨으로써, 클러치 보스(180)가 회전하는 동안 속도 센서(233)는 주기적으로 위치 표시 부재(231a, 231b, 231c, 231d, 231e, 231f)를 감지할 수 있다.

다만, 위치 표시 부재(231a, 231b, 231c, 231d, 231e, 231f)의 위치가 클러치 보스(180)에 한정되는 것은 아니며, 다양한 위치에 마련될 수 있다.

예를 들어, 위치 표시 부재(231)는 종동 샤프트(140)과 결합된 종동 풀리(93)에 마련되고, 속도 센서(233)는 클러치 하우징(110)의 하부에 마련될 수 있다. 위치 표시 부재(231)는 종동 풀리(93)와 함께 회전하며, 위치 표시 부재(231)가 회전하는 동안 속도 센서(233)가 주기적으로 위치 표시 부재(231)를 검출할 수 있다.

다른 예로, 위치 표시 부재 (231)는 클러치 하우징(110) 내부에 마련된 감속 기어(미도시)의 외면에 마련되고, 속도 센서(233)는 클러치 하우징(110)의 일측에 마련될 수 있다. 위치 표시 부재(231)는 감속 기어(미도시)와 함께 회전하고, 위 표시 부재(231)가 회전하는 동안 속도 센서(233)가 주기적으로 위치 표시 부재(231)를 검출할 수 있다.

또 다른 예로, 위치 표시 부재(231)는 구동 샤프트(115)과 결합된 구동 풀리(91)에 마련되고, 속도 센서(233)는 모터 하우징(111)의 하부에 마련될 수 있다. 위치 표시 부재(231)는 구동 풀리(91)와 함께 회전하며, 위치 표시 부재(231)가 회전하는 동안 속도 센서(233)가 주기적으로 위치 표시 부재(231)를 검출할 수 있다.

위치 표시 부재(231)와 속도 센서(233)는 각각 회전체의 회전 변위 또는 회전 속도를 검출하는 다양한 구성을 채용할 수 있다.

예를 들어, 위치 표시 부재(231)는 자기장을 생성하는 영구 자석, 광을 반사하는 반사판, 속도 센서(233)를 향하여 돌출된 돌기 등을 포함할 수 있다. 또한, 속도 센서(233)는 위치 표시 부재(231)에 따라 자기장을 검출하는 홀 센서(Hall sensor) 또는 자기 저항 센서(magnetoresistive sensor, MR sensor), 광을 발신하고 반사판으로부터 반사된 광을 검출하는 적외선 센서, 돌기에 의하여 가압되는 마이크로 스위치 등을 포함할 수 있다.

구체적으로, 위치 표시 부재(231)가 영구 자석을 포함하면 속도 센서(233)는 홀 센서 또는 자기 저항 센서를 포함할 수 있으며, 위치 표시 부재(231)가 반사판을 포함하면 속도 센서(233)는 적외선 센서를 포함할 수 있고, 위치 표시 부재(231)가 돌기를 포함하면 속도 센서(233)는 마이크로 스위치를 포함할 수 있다.

이하에서는 이해를 돕기 위하여 위치 표시 부재(231)는 영구 자석을 포함하고, 속도 센서(233)는 홀 센서 또는 자기 저항 센서를 포함하는 것으로 가정하여 설명한다.

모터 구동부(240)는 아래에서 설명할 제어부(210)의 구동 신호에 따라 구동 모터(80)로 전력을 공급하거나 구동 모터(80)로 공급되는 전력을 차단하는 구동 스위치 유닛(241)을 포함한다.

구동 스위치 유닛(241)은 도 8에 도시된 바와 같이 외부 전원(PS)과 구동 모터(80)와 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 구동 스위치 유닛(241)이 "온"되면 구동 모터(80)에 전원이 공급되어 구동 모터(80)가 가동되고, 구동 스위치 유닛(241)이 "오프"되면, 구동 모터(80)으로의 전원 공급이 차단되어 구동 모터(80)가 정지한다.

이처럼, 세탁기(1)는 구동 모터(80)의 회전 속도를 제어하기 위하여 구동 모터(80)에 전원을 공급하거나 전원을 차단하며, 구동 모터(80)에 공급되는 구동 전압의 크기를 조절하거나 구동 전압의 주파수를 조절하는 것은 아니다.

구동 스위치 유닛(241)는 제어부(210)로부터 출력된 구동 신호에 따라 외부 전원(PS)으로부터 구동 모터(80)로 공급되는 전력을 도통시키거나 차단하는 고전압 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 스위치 유닛(241)은 릴레이(relay), 포토 커플러(photo-coupler), 사이리스터(thyristor), 트라이악(TRIAC), 전력 양극성 접합 트랜지스터(power bipolar junction transistor, power BJT), 전력 금속산화물 전계 효과 트랜지스터(power Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor, power MOSFET), 정전 유도 트랜지스터(static induction transistor, SIT), 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT) 등을 포함할 수 있다.

구동 스위치 유닛(241)는 앞서 설명한 고전압 스위치와 함께 외부 전원(PS)으로부터 입력되는 교류 전력의 전압 및 전류가 "0"이되는 시점을 검출하는 제로 교차 검출 회로(zero-crossing detector), 고전압이 공급 또는 차단되는 외부 전원(PS) 및 구동 모터(80)로부터 저전압 소자로 구성된 제어부(210)를 격리시키는 포터 커플러 등을 더 포함할 수 있다.

제어부(210)는 세탁기(1)를 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하는 메모리(213), 메모리(213)에 저장된 프로그램에 따라 데이터를 처리하는 프로세서(211)를 포함할 수 있다.

메모리(213)는 세탁기(1)을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 저장하거나, 유저 인터페이스를 통하여 입력된 설정값 및 제어 명령, 속도 검출부(230)로부터 입력된 회전 속도, 프로세서(211)가 출력하는 제어 신호 등을 기억할 수 있다.

메모리(213)는 S램(Static Random Access Memory, S-RAM), D랩(Dynamic Random Access Memory, D-RAM 등의 휘발성 메모리(미도시)와 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리(미도시)를 포함할 수 있다.

비휘발성 메모리는 휘발성 메모리의 보조 기억 장치로서 동작할 수 있으며, 세탁기(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 저장할 수 있다. 비휘발성 메모리는 세탁기(1)의 전원이 차단되더라도 저장된 데이터를 유지할 수 있다.

휘발성 메모리는 비휘발성 메모리로부터 제어 프로그램 및 제어 데이터를 로딩하여 일시적으로 기억하거나, 유저 인터페이스를 통하여 입력된 설정값 및 제어 명령, 속도 검출부(230)로부터 입력된 회전 속도, 아래에서 설명할 프로세서(211)가 출력하는 제어 신호 등을 일시적으로 기억할 수 있다. 휘발성 메모리는 비휘발성 메모리와 달리 세탁기(1)의 전원이 차단되면 기억된 데이터를 손실할 수 있다.

프로세서(211)는 메모리(213)에 기억된 제어 프로그램 및 제어 데이터에 따라 설정값, 제어 명령, 회전 속도 등을 처리하고, 구동 모터(80)를 제어하는 구동 신호, 급수 밸브(53) 및 배수 모터(73)를 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(211)는 사용자가 입력한 설정값 및 제어 명령에 따라 세탁 시간, 헹굼 횟수, 탈수 시간 등을 판단한다. 세탁 행정 및 헹굼 행정 동안 프로세서(211)는 급수 밸브(53)를 개방하는 제어 신호, 구동 모터(80)를 시계방향 및 반시계방향으로 회전시키는 구동 신호 및 배수 모터(73)를 가동하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 또한, 탈수 행정 동안 프로세서(211)는 배수 모터(73)를 가동하는 제어 신호, 속도 검출부(230)가 검출하는 클러치 어셈블리(100)의 회전 속도에 따라 구동 모터(80)를 가동시키거나 가동을 정지시키는 구동 신호를 출력할 수 있다.

이상에서는 프로세서(211)와 메모리(213)를 구분하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 프로세서(211)와 메모리(213)가 단일 칩으로 구성될 수 있다

이처럼, 제어부(210)는 세탁기(1)에 포함된 각종 구성의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 아래에서 설명할 세탁기(1)의 동작은 제어부(210)의 제어 동작에 의한 것으로 해석할 수 있다.

이상에서는 세탁기(1)의 구성에 대하여 설명하였다.

이하에서는 세탁기(1)의 동작 특히 탈수 행정에 대하여 설명한다.

사용자는 유저 인터페이스(210)를 통하여 세탁 코스를 선택하고, 각각의 세탁 코스에 따라 세탁 온도, 헹굼 횟수, 탈수 세기 등의 세부 설정값을 입력할 수 있다. 이후, 사용자가 유저 인터페이스(210)를 통하여 동작 개시 명령을 입력하면 세탁기(1)는 아래에서 설명할 일련의 동작을 수행할 수 있다.

우선, 세탁기(1)는 세탁 행정 또는 헹굼 행정 시에 수조(20)에 공급되는 물의 양을 결정하기 위하여 세탁물의 양을 검출할 수 있다.

예를 들어, 세탁기(1)는 구동 모터(80)를 미리 정해진 시간 동안 가동하고, 구동 모터(80)에 공급되는 구동 전류와 클러치 어셈블리(100) 회전 속도의 변화를 기초로 회전조(30)에 수용된 세탁물의 양을 검출할 수 있다. 다시 말해, 회전조(30)에 수용된 세탁물의 양이 많을 수록 클러치 어셈블리(100)의 회전 가속도가 작은 것을 이용하여 세탁기(1)는 세탁물의 양의 산출할 수 있다. 이후, 세탁기(1)는 검출된 세탁물의 양에 따라 세탁 행정 또는 헹굼 행정 시에 수조(20)에 공급되는 물의 양을 판단할 수 있다.

뿐만 아니라, 세탁기(1)는 세탁물의 양을 산출하지 않은 채 구동 모터(80)에 공급되는 구동 전류와 클러치 어셈블리(100) 회전 속도의 변화를 기초로 수조(20)에 공급되는 물의 양을 직접 판단할 수도 있다.

다른 예로, 세탁기(1)는 수조(20)를 지지하는 댐퍼(21)에 무게를 감지하는 무게 센서를 마련하고, 무게 센서의 출력을 기초로 회전조(30)에 수용된 세탁물의 양을 검출할 수 있다.

이후, 세탁기(1')는 세탁 행정을 수행한다.

세탁 행정은 수조(20)에 물을 공급하는 급수, 펄세이터(40)를 회전시켜 세탁물을 세탁하는 세탁, 수조(30)로부터 물을 배출시키는 배수 및 회전조(30)를 회전시켜 세탁물로부터 물을 분리하는 중간 탈수를 포함한다.

급수 동안 세탁기(1)는 급수 밸브(53)를 개방하여 수조(20)에 물과 세제를 공급한다.

세탁 동안 세탁기(1)는 펄세이터(40)를 시계방향과 반시계방향으로 교대로 회전시킴으로써 회전조(30) 내부에 회전하는 수류를 발생시킨다. 이와 같이 회전하는 수류에 의하여 회전조(30) 내부의 세탁물이 세탁된다. 특히, 세탁기(1)는 클러치 어셈블리(100)를 세탁 모드로 전환함으로써 구동 모터(80)의 회전력을 펄세이터(40)로 전달할 수 있다.

배수 동안 세탁기(1)는 배수 모터(73)를 가동함으로써 배수 밸브(72)를 개방한다. 또한, 배수 모터(73)의 가동에 의하여 클러치 어셈블리(100)는 탈수 모드로 전환된다.

중간 탈수 동안 세탁기(1)는 회전조(40)를 회전시키기 위하여 구동 모터(80)를 가동한다. 이때 배수 모터(73)의 가동을 유지함으로써 클러치 어셈블리(100)가 탈수 모드를 유지하도록 한다. 이처럼, 클러치 어셈블리(100)가 탈수 모드로 동작하므로 구동 모터(80)의 회전력은 회전조(30)와 펄세이터(40) 모두에 전달될 수 있다.

이후, 세탁기(1')는 헹굼 행정을 수행한다.

헹굼 행정은 수조(20)에 물을 공급하는 급수, 펄세이터(40)를 회전시켜 세탁물을 헹구는 헹굼, 수조(30)로부터 물을 배출시키는 배수 및 회전조(30)를 회전시켜 세탁물로부터 물을 분리하는 중간 탈수를 포함한다.

헹굼 동안 세탁기(1)는 펄세이터(40)를 시계방향과 반시계방향으로 교대로 회전시킴으로써 회전조(30) 내부에 회전하는 수류를 발생시킨다. 이와 같이 회전하는 수류에 의하여 회전조(30) 내부의 세탁물이 헹궈진다. 급수, 배수 및 중간 탈수는 앞서 설명한 세탁 행정의 급수, 배수 및 중간 탈수와 동일하다.

이후, 세탁기(1')는 탈수 행정을 수행한다. 탈수 행정 동안 세탁기(1)는 클러치 어셈블리(100)를 탈수 모드로 유지시켜 구동 모터(80)의 회전력이 회전조(30)와 펄세이터(40) 모두에 전달되도록 한다.

탈수 행정은 회전조(30)의 회전 속도를 서서히 증가시키는 간헐 탈수와 회전조(30)를 고속으로 회전시키는 본 탈수를 포함한다. 탈수 행정 뿐만 아니라 앞서 설명한 세탁 행정의 중간 탈수와 헹굼 행정의 중간 탈수도 간헐 탈수 동작과 본 탈수 동작을 포함할 수 있다.

간헐 탈수와 본 탈수에 대해서는 아래에서 더욱 자세하게 설명한다.

이상에서는 세탁기(1)의 동작이 세탁 행정, 헹굼 행정 및 탈수 행정을 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 세탁기(1)는 사용자의 선택에 따라 세탁 행정, 헹굼 행정 및 탈수 행정 가운데 일부만 수행할 수도 있다. 구체적으로, 사용자는 애벌 빨래를 위하여 세탁 행정만을 수행하도록 세탁기(1)를 조작할 수 있으며, 손 빨래 이후 탈수 행정만 수행하도록 세탁기(1)를 조작할 수도 있다.

앞서 설명한 바와 같이 탈수 행정은 간헐 탈수와 본 탈수를 포함한다.

간헐 탈수 동안 세탁기(1)는 세탁물로부터 분리된 물이 배수되도록 회전조(30)의 회전 속도를 서서히 증가시키고, 본 탈수 동안 세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도를 최대 회전 속도로 유지한다. 회전조(30)의 회전 속도를 급격히 증가시키면 세탁물로부터 분리된 물이 미쳐 배수되지 못하고 수조(20)의 하부에 고이게 된다. 이처럼, 수조(20)의 하부에 고인 물은 회전조(30)의 회전을 방해하며, 구동 모터(80)의 부하가 증가한다.

구동 모터(80)의 부하가 일정한 크기 이상이 되면 구동 모터(80)의 동작이 중단된다. 이처럼 구동 모터(80)의 부하가 급격하게 증가하는 것을 방지하기 위하여 세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도를 서서히 증가시키는 간헐 탈수를 수행한다.

교류 모터를 이용하여 세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도를 서서히 증가시키기 위하여 구동 모터(80)의 가동과 가동 중지를 반복한다.

세탁기(1)는 다양한 조건을 기초로 구동 모터(80)의 가동과 구동 모터(80)의 가동 중지를 판단될 수 있다. 예를 들어, 세탁기(1)는 세탁물의 양에 따라 구동 모터(80)가 가동되는 시점과 구동 모터(80)의 가동되는 시점이 판단할 수 있다.

또한, 구동 모터(80)가 가동되는 시점과 구동 모터(80)의 가동되는 시점을 판단하기 위하여 회전조(30)의 회전 중에 발생하는 공진 현상이 고려될 수 있다.

탈수 행정 특히 간헐 탈수 동안의 회전조(30)의 회전 속도는 적어도 하나 이상의 공진 속도를 통과한다.

공진은 회전조(30)의 회전에 의하여 수조(20)의 진동이 매우 커지는 현상으로, 특정한 회전 속도에서 수조(20)의 진동이 증폭된다. 공진 현상이 발생하면 세탁기(1)의 진동 및 진동에 의한 소음이 매우 커지게 되고, 심한 경우 세탁기(1)가 파손될 염려가 있다.

회전조(30)의 회전에 의한 공진은 크게 2종류로 구분될 수 있다. 회전조(30)의 크기에 따라 차이가 있으나, 회전조(30)의 회전 속도가 대략 100rpm에서 발생하는 제1 공진과 회전조(30)의 회전 속도가 대략 300rpm에서 발생하는 제2 공진이 존재한다. 제1 공진 동안 회전조(30)를 수용하는 수조(20) 전체가 좌우로 심하게 진동한다. 또한, 제2 공진 동안 회전조(30)를 수용하는 수조(20)의 상부와 하부가 서로 반대 방향으로 진동한다.

이러한, 제1 공진 및 제2 공진은 특정 회전 속도에서만 발생하는 것이 아니라, 연속적인 회전 속도 범위에서 발생할 수 있다. 이하에서는 제1 공진이 발생하는 회전 속도 영역을 제1 공진 영역(R1)이라 하고, 제2 공진이 발생하는 회전 속도의 영역을 제2 공진 영역(R2)이라 한다.

이와 같은 공진 현상에 의한 진동은 회전조(30)의 회전 속도가 공진 영역을 통과하는 횟수를 감소시키거나, 회전조(30)를 수용하는 수조(20)의 무게를 증가시킴으로써 최소화할 수 있다.

이와 같이 회전조(30)의 회전 속도가 공진 영역을 통과하는 시간 또는 회전조(30)의 회전 속도가 공진 영역을 통과하는 횟수를 감소시키도록 구동 모터(80)의 가동과 구동 모터(80)의 가동 중지가 반복될 수 있다.

예를 들어, 세탁기(1)는 구동 모터(80)의 가동 시간을 기초로 미리 정해진 시간 동안 구동 모터(80)를 가동하고, 미리 정해진 시간 동안 구동 모터(80)의 가동을 중지할 수 있다.

도 9는 일 실시예에 의한 세탁기가 구동 모터의 가동 시간을 기초로 구동 모터를 가동 또는 가동 중지하는 일 예를 도시한다.

도 9에 도시된 바와 같이 세탁기(1)는 미리 정해진 온 타임(Ton) 동안 구동 모터(80)를 가동하고, 오프 타임(Toff) 시간 동안 구동 모터(80)의 가동을 중지하는 것을 반복할 수 있다.

구체적으로, 세탁기(1)의 제어부(210)는 도 9의 (a)에 도시된 바와 같은 구동 신호를 모터 구동부(240)에 전달할 수 있다. 즉, 제어부(210)는 온 타임(Ton) 시간 동안 구동 스위치 유닛(241)을 온시키고, 오프 타임(Toff) 시간 동안 구동 스위치 유닛(241)을 오프시키는 것을 반복한다.

도 9의 (a)에 도시된 구동 신호에 의하여, 구동 모터(80)에는 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 구동 전압이 공급된다. 즉, 구동 스위치 유닛(241)이 온된 시간 동안 외부 전원(PS)의 전력이 구동 모터(80)에 공급되고, 구동 스위치 유닛(241)이 오프된 시간 동안 외부 전원(PS)의 전력 공급이 차단된다.

그 결과, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이 회전조(30)의 회전 속도가 변화한다. 즉, 구동 스위치 유닛(241)이 온된 시간 동안 회전조(30)의 회전 속도가 증가하고, 구동 스위치 유닛(241)이 오프된 시간 동안 회전조(30)의 회전 속도가 감소한다.

구동 스위치 유닛(241)의 온 타임(Ton)과 오프 타임(Toff)을 적절하게 설정함으로써 도 9의 (c)의 제1 속도 그래프(SG1)에 도시된 바와 같이 회전조(30)의 회전 속도가 제1 공진 영역(R1)과 제2 공진 영역(R2)을 한번 통과하도록 할 수 있다.

그러나, 세탁물의 양이 증가하거나 구동 모터에 전기 에너지를 공급하는 전원이 불안정한 경우, 도 9의 (c)의 제2 속도 그래프(SG2)에 도시된 바와 같이 회전조의 회전 속도가 제1 공진 영역(R1)과 제2 공진 영역(R2)을 여러 번 통과할 수 있다. 그 결과, 간헐 탈수 동작 동안 회전조의 진동이 매우 커질 수 있다.

다른 예로, 사전에 목표 속도를 설정하고, 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도가 되도록 세탁기(1)는 구동 모터(80)를 가동할 수 있다. 여기서, 목표 속도는 세탁기(1)의 설계자가 사전에 설정하여 제어부(210)의 메모리(213)에 저장할 수 있다.

구체적으로, 세탁기(1)는 속도 검출부(230)가 검출한 회전 속도와 목표 속도를 비교하고, 비교 결과에 따라 구동 모터(80)에 공급되는 전력을 조절할 수 있다.

세탁기(1)는 구동 모터(80)에 공급되는 전력을 조절하기 위하여 다양한 방법을 이용할 수 있다. 세탁기(1)는 구동 모터(80)에 공급되는 전력의 위상을 제어하거나, 구동 모터(80)에 간헐적으로 전력을 공급할 수도 있다.

구동 모터(80)에 공급되는 전력의 위상을 제어하는 것은 통상 "위상 제어(phase control)"라 불리며, 구동 모터(80)에 간헐적으로 전력을 공급하는 것은 통상 "히스테리시스 제어(hysteresis control)"라 불린다.

우선, "위상 제어"를 이용하여 세탁기(1)가 회전조(30)의 회전 속도를 제어하는 것을 설명한다.

도 10은 일 실시예에 의한 세탁기가 회전조의 회전 속도 제어를 설명하기 위한 도면을 도시한다.

외부 전원(PS)은 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 입력 전압(Vin)을 세탁기(1)에 공급한다. 이때, 외부 전원(PS)으로부터 입력되는 입력 전압(Vin)은 50[Hz] 또는 60[Hz]의 주파수와 110[V] 또는 220[V]의 전압을 갖는 교류 전압일 수 있다.

세탁기(1)의 제어부(210)는 제로 교차 검출 회로(미도시)를 이용하여 입력 전압(Vin)의 전압이 "0"이 되는 시점(이후, "제로 크로싱"이라 한다)을 검출할 수 있다.

제로 크로싱(ZC)이 검출되면 제어부(210)는 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 제로 크로싱(ZC)으로부터 오프 타임(Toff) 시간 동안 모터 구동부(240)의 구동 스위치 유닛(241)을 오프시킨다. 이때, 오프 타임(Toff)은 입력 전압(Vin)의 반주기보다 짧은 시간으로 설정될 수 있으며, 회전조(30)의 회전 속도에 따라 변화할 수 있다. 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도를 초과하면 오프 타임(Toff)이 증가하고, 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도 미만이면 오프 타임(Toff)이 감소한다.

구동 스위치 유닛(241)이 오프되면, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 구동 모터(80)에 구동 전압(Vout)이 공급되지 않는다.

제로 크로싱(ZC)으로부터 오프 타임(Toff)이 경과하면, 제어부(210)는 구동 스위치 유닛(241)을 온시킨다.

구동 스위치 유닛(241)이 온되면, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 구동 모터(80)에 구동 전압(Vout)이 공급된다. 이때, 구동 모터(80)의 인덕턴스(inductance)로 인하여 구동 전압(Vout)은 정현파(sine wave)의 형태를 갖는다.

이후, 제로 크로싱(ZC)이 다시 검출되면, 제어부(210)는 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 모터 구동부(240)의 구동 스위치 유닛(241)을 오프시킨다. 구동 스위치 유닛(241)이 오프되면, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 구동 모터(80)에 구동 전압(Vout)의 공급이 다시 중단된다.

이상에서 설명한 "위상 제어"에 의하면, 외부 전원(PS)으로부터 공급되는 입력 전력 가운데 일부만이 구동 모터(80)에 전달되고, 구동 모터(80)에 공급되는 구동 전력에 따라 구동 모터(80)의 회전 속도가 변화한다.

이때, 제어부(210)는 오프 타임(Toff)을 조절함으로써 구동 모터(80)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(210)가 오프 타임(Toff)을 증가시키면 구동 모터(80)에 공급되는 구동 전력이 감소하고 구동 모터(80)의 회전 속도가 감소한다. 또한, 제어부(210)가 오프 타임(Toff)을 감소시키면 구동 모터(80)에 공급되는 구동 전력이 증가하고 구동 모터(80)의 회전 속도가 증가한다.

또한, 입력 전압(Vin)의 주파수는 미리 정해져 있으므로 제어부(210)는 입력 전압(Vin)의 반주기(Tcycle)에 대한 구동 스위치 유닛(241)을 턴온하는 시간(Ton)의 비율을 나타내는 듀티비를 조절함으로써 구동 모터(80)의 회전 속도를 제어할 수 있다.

제어부(210)가 오프 타임(Toff)을 조절하는 것과 제어부(210)가 구동 신호의 듀티비를 조절하는 것은 동일한 의미다. 제어부(210)가 오프 타임(Toff)를 증가시키면 구동 신호의 듀티비가 감소하고, 제어부(210)가 오프 타임(Toff)를 감소시키면 구동 신호의 듀티비가 증가한다.

또한, 제어부(210)가 구동 신호의 듀티비를 증가시키는 것은 제어부(210)가 오프 타임(Toff)을 감소시키는 것을 의미하고, 제어부(210)가 구동 신호의 듀티비를 감소시키는 것은 제어부(210)가 오프 타임(Toff)을 증가시키는 것을 의미한다.

이하에서는 세탁기(1)가 "위상 제어"를 이용하여 회전조(30)의 회전 속도를 제어하는 구체적인 방법을 설명한다.

도 11은 일 실시예에 의한 세탁기가 회전조의 회전 속도를 제어하는 방법의 일 예를 도시하고, 도 12는 도 11에 도시된 방법에 따라 구동 모터를 제어하는 경우 회전조의 회전 속도를 도시한다.

도 11 및 도 12를 참조하여, 탈수 행정 동안 세탁기(1)가 회전조(30)의 회전 속도를 제어하는 방법(1100)를 설명한다.

탈수 행정이 개시되면, 세탁기(1)는 구동 모터(80)를 가동한다(1110).

이때, 세탁기(1)는 구동 모터(80)의 회전력이 회전조(30) 및 펄세이터(40)에 공급되도록 클러치 어셈블리(100)를 탈수 모드로 유지시킨다. 다시 말해, 간헐 탈수 동안 제어부(210)는 배수 모터(73)를 가동한다.

또한, 제어부(210)는 외부 전원(PS)의 전력이 구동 모터(80)로 제공되도록 모터 구동부(241)의 구동 스위치 유닛(241)을 턴온시킨다. 구동 스위치 유닛(241)이 턴온되면 외부 전원(PS)의 전력이 구동 모터(80)로 제공되고, 구동 모터(80)가 회전한다.

세탁기(1)는 회전조(30)의 목표 속도를 설정한다(1120).

앞서 설명한 바와 같이 회전조(30)의 목표 속도는 세탁기(1)의 설계자가 사전에 설정하여 제어부(210)의 메모리(213)에 저장될 수 있다.

이때, 목표 속도는 탈수 행정이 진행됨에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이 탈수 행정 개시 시와 제1 시점(T1) 사이에는 목표 속도가 제1 목표 속도(S1)까지 증가하고, 제1 시점(T1)부터 제2 시점(T2)까지는 목표 속도가 제1 목표 속도(S1)으로 유지될 수 있다. 또한, 제2 시점(T2)과 제3 시점(T3) 사이에는 목표 속도가 제2 목표 속도(S2)까지 증가하고, 제3 시점(T3)과 제4 시점(T4) 사이에는 목표 속도가 제2 목표 속도(S2)로 유지될 수 있다. 또한, 제3 시점(T3)과 제4 시점(T4) 사이에는 목표 속도가 제3 목표 속도(S3)까지 증가하고, 제4 시점(T3) 이후에는 목표 속도가 제3 목표 속도(S3)로 유지될 수 있다.

제어부(210)는 메모리(213)로부터 탈수 행정이 수행된 시간에 대응하는 목표 속도를 로드하여 목표 속도를 설정할 수 있다.

세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도를 검출한다(1130).

세탁기(1)의 제어부(210)는 속도 검출부(230)가 출력하는 전기적 신호를 기초로 클러치 어셈블리(100) 및 회전조(30)의 회전 속도를 검출한다.

앞서 설명한 바와 같이 클러치 어셈블리(100)의 탈수 모드에서 클러치 어셈블리(100)는 구동 모터(80)로부터 제공받은 회전력을 그대로 회전조(30) 및 펄세이터(40)에 전달한다. 따라서, 제어부(210)는 회전조(30)의 회전 속도를 검출하기 위하여 속도 검출부(230)를 이용하여 클러치 어셈블리(100)의 회전 속도를 검출할 수 있다.

또한, 구동 풀리(91)의 직경과 종동 풀리(93)의 직경 사이의 차이에 의하여 구동 모터(80)의 회전 속도와 클러치 어셈블리(100)의 회전 속도는 서로 다를 수 있다. 다시 말해, 제어부(210)는 구동 풀리(91)의 직경과 종동 풀리(93)의 직경 사이의 비율과 구동 모터(80)의 회전 속도를 이용하여 클러치 어셈블리(100) 및 회전조(30)의 회전 속도를 산출할 수 있다. 따라서, 제어부(210)는 회전조(30)의 회전 속도를 검출하기 위하여 구동 모터(80)의 회전 속도를 검출할 수 있다.

세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도 미만인지 판단한다(1140).

세탁기(1)의 제어부(210)는 회전조(30)의 회전 속도와 앞서 1120 단계에서 설정된 목표 속도를 비교하고, 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도보다 작은지를 판단할 수 있다.

회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도 미만인 것으로 판단되면(1140의 예), 세탁기(1)는 구동 신호의 듀티비를 증가시킨다(1150).

회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도 미만이면 세탁기(1)의 제어부(210)는 회전조(30)의 회전 속도를 증가시키기 위하여 구동 모터(80)에 공급되는 전력을 증가시킨다. 구체적으로, 제어부(210)는 구동 스위치 유닛(241)이 오프되는 오프 타임(Toff)을 감소시키고, 구동 스위치 유닛(241)이 온되는 온 타임(Ton)을 증가시킬 수 있다.

다시 말해, 제어부(210)는 모터 구동부(240)를 제어하는 구동 신호의 온 타임 듀티비를 증가시킬 수 있다.

세탁기(1)는 탈수 행정이 종료되었는지 판단한다(1180).

구체적으로 세탁기(1)의 제어부(210)는 탈수 행정이 수행된 시간과 사용자가 입력한 탈수 시간을 비교하고, 탈수 행정이 수행된 시간이 탈수 시간 보다 크면 탈수 행정을 종료할 수 있다.

탈수 행정이 종료된 것으로 판단되면(1180의 예), 세탁기(1)는 동작을 중지한다. 탈수 행정이 종료되지 않은 것으로 판단되면(1180의 아니오), 세탁기(1)는 탈수 행정의 진행 시간에 따라 목표 속도를 재설정한다(1120).

또한, 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도 미만이 아닌 것으로 판단되면(1140의 아니오), 세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도를 초과하는지 판단한다(1160).

세탁기(1)의 제어부(210)는 회전조(30)의 회전 속도와 앞서 1120 단계에서 설정된 목표 속도를 비교하고, 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도보다 큰지를 판단할 수 있다.

회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도를 초과한 것으로 판단되면(1160의 예), 세탁기(1)는 구동 신호의 듀티비를 감소시킨다(1170).

회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도를 초과하면 세탁기(1)의 제어부(210)는 회전조(30)의 회전 속도를 감소시키기 위하여 구동 모터(80)에 공급되는 전력을 감소시킨다. 구체적으로, 제어부(210)는 구동 스위치 유닛(241)이 오프되는 오프 타임(Toff)을 증가시키고, 구동 스위치 유닛(241)이 온되는 온 타임(Ton)을 감소시킬 수 있다.

다시 말해, 제어부(210)는 모터 구동부(240)를 제어하는 구동 신호의 온 타임 듀티비를 감소시킬 수 있다.

세탁기(1)는 탈수 행정이 종료되었는지 판단한다(1180). 이후 세탁기(1)의 동작은 앞서 설명한 바와 동일하다.

회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도를 초과하지 않은 것으로 판단되면(1160의 아니오), 세탁기(1)는 탈수 행정이 종료되었는지 판단한다(1180).

회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도보다 작지도 크지도 않으면, 제어부(210)는 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도와 동일한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(210)는 구동 신호의 듀티비를 변화시키지 않는다.

이상에서 설명한 세탁기(1)의 위상 제어 방법(1100)에 의하면, 회전조(30)의 회전 속도는 도 12에 도시된 바와 같이 변화할 수 있다. 다시 말해, 회전조(30)의 회전 속도는 진동하면서 서서히 목표 속도에 도달할 수 있다.

특히, 제1 목표 속도(S1)를 제1 공진 영역(R1)과 제2 공진 영역(R2) 사이의 회전 속도로 설정하고 제2 목표 속도(S2)를 제2 공진 영역(R2) 보다 크게 설정하면, 회전조(30)의 회전 속도는 도 12에 도시된 바와 같이 제1 공진 영역(R1)과 제2 공진 영역(R2)을 한차례씩 통과한다.

다음으로, "히스테리시스 제어"를 이용하여 세탁기(1)가 회전조(30)의 회전 속도를 제어하는 것을 설명한다.

도 13은 일 실시예에 의한 세탁기가 회전조의 회전 속도 제어를 설명하기 위한 도면을 도시한다.

외부 전원(PS)은 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 입력 전압(Vin)을 세탁기(1)에 공급한다. 이때, 외부 전원(PS)으로부터 입력되는 입력 전압(Vin)은 50[Hz] 또는 60[Hz]의 주파수와 110[V] 또는 220[V]의 전압을 갖는 교류 전압일 수 있다.

세탁기(1)의 제어부(210)는 속도 검출부(230)가 검출한 회전 속도가 일정한 속도 범위 이내인지 판단하고, 회전 속도가 일정한 속도 범위를 벗어나면 구동 모터(80)를 가동하거나 구동 모터(80)의 가동을 중지할 수 있다. 이때, 일정한 속도 범위는 목표 속도를 기준으로 설정될 수 있다.

구체적으로, 회전조(30)의 회전 속도가 일정한 속도 범위보다 크면 제어부(210)는 구동 모터(80)의 가동을 중지하기 위하여 모터 구동부(240)의 구동 스위치 유닛(241)을 오프시킨다. 또한, 회전조(30)의 회전 속도가 일정한 속도 범위보다 작으면 제어부(210)는 구동 모터(80)를 가동하기 위하여 구동 스위치 유닛(241)을 온시킨다.

특히, 구동 스위치 유닛(241)을 온 또는 오프시키는 구동 신호는 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 입력 전압(Vin)의 전압이 "0"이 되는 시점(이후, "제로 크로싱"이라 한다)에 동기화될 수 있다. 다시 말해, 제로 크로싱이 검출되면 제어부(210)는 구동 신호를 온에서 오프로 전환하거나, 구동 신호를 오프에서 온으로 전환할 수 있다.

이처럼, 구동 신호를 전환할 때 제로 크로싱을 이용하면 구동 스위치 유닛(241)이 외부 전원(PS)으로부터 입력되는 고전압을 차단하는 부담을 감소시킬 수 있다.

도 13의 (b)에 도시된 구동 신호에 따라 도 13의 (c)에 도시된 바와 같은 구동 전압(Vout)이 구동 모터(80)에 공급된다.

이상에서 설명한 "히스테리시즈 제어"에 의하면, 외부 전원(PS)으로부터 구동 모터(80)로의 전력 공급과 전력 차단이 반복된다. 전력 공급과 전력 차단에 따라 구동 모터(80)의 회전 속도가 변화한다.

이하에서는 세탁기(1)가 "히스테리시스 제어"를 이용하여 회전조(30)의 회전 속도를 제어하는 구체적인 방법을 설명한다.

도 14는 일 실시예에 의한 세탁기가 회전조의 회전 속도를 제어하는 방법의 일 예를 도시하고, 도 15는 도 14에 도시된 방법에 따라 구동 모터를 제어하는 경우 회전조의 회전 속도를 도시한다.

도 14 및 도 15를 참조하여, 탈수 행정 동안 세탁기(1)가 회전조(30)의 회전 속도를 제어하는 방법(1100)를 설명한다.

탈수 행정이 개시되면, 세탁기(1)는 구동 모터(80)를 가동한다(1210).

세탁기(1)는 회전조(30)의 목표 속도를 설정한다(1220).

세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도를 검출한다(1230).

앞서 설명한 바와 같이 클러치 어셈블리(100)의 탈수 모드에서 클러치 어셈블리(100)는 구동 모터(80)로부터 제공받은 회전력을 그대로 회전조(30) 및 펄세이터(40)에 전달한다. 따라서, 제어부(210)는 회전조(30)의 회전 속도를 검출하기 위하여 클러치 어셈블리(100)의 회전 속도를 검출할 수 있다.

세탁기(1)는 구동 모터(80)가 가동 중인지를 판단한다(1240).

세탁기(1)의 제어부(210)는 다양한 방법으로 구동 모터(80)가 가동 중인지 판단할 수 있다.

예를 들어, 모터 구동부(240)로 출력되는 구동 신호를 기초로 구동 모터(80)가 가동 중인지 판단할 수 있다. 구체적으로, 구동 신호가 구동 스위치 유닛(241)을 온시키는 온 신호이면, 제어부(210)는 구동 모터(80)가 가동 중인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 구동 신호가 구동 스위치 유닛(241)을 오프시키는 오프 신호이면, 제어부(210)는 구동 모터(80)의 가동이 중지된 것으로 판단할 수 있다.

다른 예로, 제어부(210)는 구동 모터(80)를 가동하거나 가동 중지할 때 구동 모터(80)의 가동 정보를 제어부(210) 내의 메모리(213)에 저장하고, 메모리(213)에 저장된 가동 정보를 기초로 구동 모터(80)가 가동 중인지 판단할 수 있다.

구체적으로, 구동 모터(80)를 가동할 때 제어부(210)는 메모리(213)에 구동 모터(80)의 가동을 저장하고, 구동 모터(80)의 가동을 중지할 때 제어부(210)는 메모리(213)에 구동 모터(80)의 가동 중지를 저장할 수 있다. 이후, 메모리(213)에 구동 모터(80)의 가동이 저장되었으면 제어부(210)는 구동 모터(80)가 가동 중인 것으로 판단하고, 메모리(213)에 구동 모터(80)의 가동 중지가 저장되었으면 제어부(210)는 구동 모터(80)의 가동이 중지된 것으로 판단할 수 있다.

구동 모터(80)가 가동 중이면(1240의 예), 세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도와 허용 오차의 합보다 큰지를 판단한다(1250).

세탁기(1)의 제어부(210)는 회전조(30)의 회전 속도를 앞서 1220 단계에서 설정된 목표 속도와 허용 오차의 합과 비교하고, 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도와 허용 오차의 합보다 큰지를 판단할 수 있다. 이때, 허용 오차는 목표 속도, 구동 모터(80)의 가동 및 가동 중지에 의한 진동 등을 고려하여 설정될 수 있다.

회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도와 허용 오차의 합보다 큰 것으로 판단되면(1250의 예), 세탁기(1)는 구동 모터(80)의 가동을 중지한다(1260).

제어부(210)는 회전조(30)의 회전 속도를 감소시키기 위하여 구동 모터(80)로의 전력 공급을 차단한다. 구체적으로, 제어부(210)는 구동 스위치 유닛(241)를 오프시키는 구동 신호를 출력할 수 있다.

세탁기(1)는 탈수 행정이 종료되었는지 판단한다(1290).

탈수 행정이 종료된 것으로 판단되면(1280의 예), 세탁기(1)는 동작을 중지한다. 탈수 행정이 종료되지 않은 것으로 판단되면(1280의 아니오), 세탁기(1)는 탈수 행정의 진행 시간에 따라 목표 속도를 재설정한다(1220).

또한, 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도와 허용 오차의 합보다 크지 않은 것으로 판단되면(1240의 아니오), 세탁기(1)는 탈수 행정이 종료되었는지 판단한다(1290). 이후 세탁기(1)의 동작은 앞서 설명한 바와 동일하다.

구동 모터(80)가 가동 중이지 않으면(1240의 아니오), 세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도와 허용 오차의 차이보다 작은지를 판단한다(1270).

세탁기(1)의 제어부(210)는 회전조(30)의 회전 속도를 앞서 1220 단계에서 설정된 목표 속도와 허용 오차의 차이와 비교하고, 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도와 허용 오차의 차이보다 작은지를 판단할 수 있다. 이때, 허용 오차는 목표 속도, 구동 모터(80)의 가동 및 가동 중지에 의한 진동 등을 고려하여 설정될 수 있다.

회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도와 허용 오차의 차이보다 작은 것으로 판단되면(1270의 예), 세탁기(1)는 구동 모터(80)를 가동한다(1280).

제어부(210)는 회전조(30)의 회전 속도를 감소시키기 위하여 구동 모터(80)로 전력을 공급한다. 구체적으로, 제어부(210)는 구동 스위치 유닛(241)를 온시키는 구동 신호를 출력할 수 있다.

세탁기(1)는 탈수 행정이 종료되었는지 판단한다(1290). 이후 세탁기(1)의 동작은 앞서 설명한 바와 동일하다.

또한, 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도와 허용 오차의 차이보다 작지 않은 것으로 판단되면(1270의 아니오), 세탁기(1)는 탈수 행정이 종료되었는지 판단한다(1290). 이후 세탁기(1)의 동작은 앞서 설명한 바와 동일하다.

이상에서 설명한 세탁기(1)의 히스테리시스 제어 방법(1200)에 의하면, 회전조(30)의 회전 속도는 도 15에 도시된 바와 같이 변화할 수 있다. 다시 말해, 회전조(30)의 회전 속도는 목표 속도를 중심으로 진동한다.

이상에서는 탈수 행정 중에 세탁기(1)가 회전조(30)의 회전 속도를 제어하는 방법에 대하여 설명하였다.

이하에서는 탈수 행정 중에 클러치 어셈블리(100)에 의한 소음 및 클러치 어셈블리(100)의 마모를 감소시키는 방법에 대하여 설명한다.

도 16은 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 클러치 어셈블리의 클러치 보스와 클러치 커플링의 단면을 도시하고, 도 17 및 도 18은 일 실시예에 의한 세탁기가 구동 모터를 가동할 때의 클러치 보스와 클러치 커플링의 단면을 도시한다.

클러치 어셈블리(100)가 탈수 모드로 동작하는 경우, 도 16에 도시된 바와 같이 클러치 보스(180)의 보스 돌기(182)가 클러치 커플링(170)의 커플링 홈(174)에 삽입됨으로써 클러치 보스(180)와 클러치 커플링(170)이 결합된다. 예를 들어, 도 16의 확대 도면에 도시된 바와 같이 제1 보스 돌기(182a)는 제1 커플링 돌기(173a)와 제2 커플링 돌기(173b) 사이에 형성된 제1 커플링 홈(174a)에 삽입된다.

클러치 보스(180)와 클러치 커플링(170)이 원활히 결합되도록 커플링 홈(174)의 폭은 보스 돌기(182)의 폭보다 크다. 그 결과 보스 돌기(182)와 커플링 돌기(173) 사이에 간격이 발생한다. 예를 들어, 도 16의 확대 도면에 도시된 바와 같이 제1 보스 돌기(182a)와 제1 커플링 돌기(173a) 사이에는 제1 유격(D1)이 발생하고, 제1 보스 돌기(182a)와 제2 커플링 돌기(173b) 사이에는 제2 유격(D2)이 발생한다. 이와 같은 유격(D1, D2)은 보스 돌기(182)의 마모와 커플링 돌기(173)의 마모의 원인될 뿐만 아니라, 소음의 원인된다.

구동 모터(80)가 가동되지 않고 클러치 어셈블리(100)가 회전하지 않으면(예를 들어, 탈수 행정이 진행되기 전의 경우), 보스 돌기(182)와 클러치 돌기(173)는 일정한 간격을 유지한다.

이때, 구동 모터(80)가 가동되면 구동 모터(80)로부터 전달된 회전력에 의하여 보스 돌기(182)가 클러치 돌기(173)에 충격을 가하게 된다. 예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이 클러치 보스(180)에 반시계 방향의 회전력이 전달되면 회전력에 의하여 제1 보스 돌기(182a)는 제1 커플링 돌기(173a)에 충격을 가하게 되고, 제1 보스 돌기(182a)와 제1 커플링 돌기(173a) 사이의 충돌에 의하여 소음이 발생하고 제1 보스 돌기(182a)와 제1 커플링 돌기(173a)가 마모된다.

또한, 구동 모터(80)가 가동되지 않고 클러치 어셈블리(100)가 회전하면(예를 들어, 탈수 행정의 진행 중에 회전조의 회전 중에 구동 모터의 가동이 중지된 경우), 보스 돌기(182)는 회전 반대 방향의 커플링 돌기(173)과 접촉하고, 회전 방향의 커플링 돌기(173)와는 일정한 간격을 유지한다. 예를 들어, 회전조(30)가 반시계 방향으로 회전하는 경우, 도 18에 도시된 바와 같이 제1 보스 돌기(182a)는 제2 클러치 돌기(173b)와 접촉하고 제1 클러치 돌기(173a)와는 일정한 간격을 유지한다.

이때, 구동 모터(80)가 가동되면 구동 모터(80)로부터 전달된 회전력에 의하여 보스 돌기(182)가 클러치 돌기(173)에 충격을 가하게 된다. 예를 들어, 도 18에 도시된 바와 같이 클러치 보스(180)에 반시계 방향의 회전력이 전달되면 회전력에 의하여 제1 보스 돌기(182a)는 제1 커플링 돌기(173a)에 충격을 가하게 되고, 제1 보스 돌기(182a)와 제1 커플링 돌기(173a) 사이의 충돌에 의하여 소음이 발생하고 제1 보스 돌기(182a)와 제1 커플링 돌기(173a)가 마모된다.

이처럼, 탈수 행정 중에 회전조(30)의 회전이 개시될 때 뿐만 아니라 회전조(30)의 회전 중에 구동 모터(80)가 가동과 가동 중지를 반복할 때마다 보스 돌기(182)와 커플링 돌기(173)는 서로 충돌한다.

보스 돌기(182)와 커플링 돌기(173)가 서로 충돌할 때 충격을 최소하기 위하여 세탁기(1)는 구동 모터(80)의 가동 개시 시에 구동 모터(80)의 회전력을 서서히 증가시킬 수 있다.

도 19는 일 실시예에 의한 세탁기가 구동 모터의 회전력을 제어하는 방법의 일 예를 도시하고, 도 20은 도 19에 도시된 방법에 의하여 구동 모터에 공급되는 구동 전압의 일 예를 도시한다.

도 19 및 도 20을 참조하면, 세탁기(1)는 구동 모터(80)를 가동할지 판단한다(1310).

세탁기(1)의 제어부(210)는 다양한 경우에 구동 모터(80)를 가동할 수 있다.

예를 들어, 세탁기(1)의 탈수 행정(중간 탈수를 포함한다)이 개시될 때 제어부(210)는 구동 모터(80)를 가동할 수 있다. 또한, 탈수 행정 중에 회전조(30)의 회전 속도가 목표 속도와 허용 오차의 차이보다 작으면 제어부(210)는 구동 모터(80)를 가동할 수 있다.

다시 말해, 제어부(210)는 회전조(30)의 회전을 개시할 때 뿐만 아니라 회전조(30)의 회전 속도를 유지하기 위하여 구동 모터(80)를 가동할 수 있다.

구동 모터(80)를 가동하는 것으로 판단되지 않으면(1310의 아니오), 세탁기(1)는 기존의 동작을 계속한다.

또한, 구동 모터(80)를 가동하는 것으로 판단되면(1310의 예), 세탁기(1)는 구동 모터(80)에 공급되는 전력에 대하여 제1 듀티비로 위상 제어를 수행한다(1320).

앞서 설명한 바와 같이 "위상 제어"는 구동 모터(80)에 공급되는 전력의 위상을 제어하는 것이다. 다시 말해, "위상 제어"에 의하면 세탁기(1)는 외부 전원(PS)으로부터 공급되는 전력 가운데 일부만을 구동 모터(80)에 공급한다.

이때, 제1 듀티비는 다양한 값으로 설정될 수 있다.

예를 들어, 제1 듀티비는 0.2(20%)로 설정될 수 있다. 제1 듀티비가 0.2로 설정되면, 도 20의 제1 사이클에 도시된 바와 같이 제어부(210)는 모터 구동부(240)에 0.2의 듀티비를 갖는 구동 신호를 출력할 수 있다. 그 결과, 구동 모터(80)에는 도 20의 제1 사이클에 도시된 구동 전압이 공급되고, 외부 전원(PS)으로부터 공급되는 입력 전력 가운데 대략 20%의 전력이 구동 모터(80)에 공급된다.

이후, 세탁기(1)는 구동 모터(80)에 공급되는 전력에 대하여 제2 듀티비로 위상 제어를 수행한다(1330).

이때, 제2 듀티비는 제1 듀티비보다 큰 값으로 설정될 수 있다.

예를 들어, 제2 듀티비는 0.2(40%)로 설정될 수 있다. 제2 듀티비가 0.4로 설정되면, 도 20의 제2 사이클에 도시된 바와 같이 제어부(210)는 모터 구동부(240)에 0.4의 듀티비를 갖는 구동 신호를 출력할 수 있다. 그 결과, 구동 모터(80)에는 도 20의 제2 사이클에 도시된 구동 전압이 공급되고, 외부 전원(PS)으로부터 공급되는 입력 전력 가운데 대략 40%의 전력이 구동 모터(80)에 공급된다.

이후, 세탁기(1)는 구동 모터(80)에 공급되는 전력에 대하여 제3 듀티비로 위상 제어를 수행한다(1340).

이때, 제3 듀티비는 제1 듀티비 및 제2 듀티비보다 큰 값으로 설정될 수 있다.

예를 들어, 제3 듀티비는 0.6(60%)로 설정될 수 있다. 제3 듀티비가 0.6로 설정되면, 도 20의 제3 사이클에 도시된 바와 같이 제어부(210)는 모터 구동부(240)에 0.6의 듀티비를 갖는 구동 신호를 출력할 수 있다. 그 결과, 구동 모터(80)에는 도 20의 제3 사이클에 도시된 구동 전압이 공급되고, 외부 전원(PS)으로부터 공급되는 입력 전력 가운데 대략 60%의 전력이 구동 모터(80)에 공급된다.

이후, 세탁기(1)는 구동 모터(80)에 공급되는 전력에 대하여 제4 듀티비로 위상 제어를 수행한다(1350).

이때, 제4 듀티비는 제1 듀티비, 제2 듀티비 및 제3 듀티비보다 큰 값으로 설정될 수 있다.

예를 들어, 제4 듀티비는 0.8(80%)로 설정될 수 있다. 제4 듀티비가 0.8로 설정되면, 도 20의 제4 사이클에 도시된 바와 같이 제어부(210)는 모터 구동부(240)에 0.8의 듀티비를 갖는 구동 신호를 출력할 수 있다. 그 결과, 구동 모터(80)에는 도 20의 제4 사이클에 도시된 구동 전압이 공급되고, 외부 전원(PS)으로부터 공급되는 입력 전력 가운데 대략 80%의 전력이 구동 모터(80)에 공급된다.

이후, 세탁기(1)는 외부 전원(PS)으로부터 공급되는 전력 전부를 구동 모터(80)에 공급한다(1360).

세탁기(1)의 제어부(210)는 1(100%)의 듀티비를 갖는 구동 신호를 모터 구동부(240)에 출력할 수 있다. 그 결과, 구동 모터(80)에는 도 20의 제5 사이클에 도시된 바와 같이 입력 전압과 동일한 구동 전압이 구동 모터(80)에 공급된다.

다만, 구동 모터(80)의 회전력을 제어하는 방법은 이상에서 설명한 방법에 한정되는 것은 아니다.

도 21은 일 실시예에 의한 세탁기가 구동 모터의 회전력을 제어하는 방법의 다른 일 예를 도시한다.

도 21을 참조하면, 세탁기(1)는 구동 모터(80)를 가동할지 판단한다(1410).

구동 모터(80)를 가동하는 것으로 판단되지 않으면(1410의 아니오), 세탁기(1)는 기존의 동작을 계속한다.

또한, 구동 모터(80)를 가동하는 것으로 판단되면(1410의 예), 세탁기(1)는 듀티비를 초기화한다(1420).

세탁기(1)의 제어부(210)는 듀티비에 초기값을 입력할 수 있다. 이때, 초기값은 "0"일 수 있다.

이후, 세탁기(1)는 위상 제어를 수행한다(1430).

세탁기(1)의 제어부(210)는 앞서 설정된 듀티비를 기초로 구동 모터(80)에 공급되는 전력에 대하여 위상 제어를 수행한다.

이후, 세탁기(1)는 듀티비가 "1(100%)" 이상인지 판단한다(1450).

세탁기(1)의 제어부(210)는 앞서 설정된 듀티비와 "1"을 비교하여, 듀티비가 "1(100%)"이상인지 판단할 수 있다.

듀티비가 "1(100%)" 이상이 아니면(1450의 아니오), 세탁기(1)는 듀티비를 증가시킨다.

듀티비가 "1(100%)" 이상이 아니면 세탁기(1)의 구동 모터(80)가 풀 가동되는 것이 아니므로 세탁기(1)의 제어부(210)는 듀티비를 미리 정해진 만큼 증가시킨다. 예를 들어, 제어부(210)는 듀티비를 0.2(20%) 증가시킬 수 있다.

이후, 세탁기(1)는 다시 위상 제어를 수행한다.

또한, 듀티비가 "1(100%)" 이상이면(1450의 예), 세탁기(1)는 구동 모터(80)를 풀 가동한다.

세탁기(1)의 제어부(210)는 외부 전원(PS)으로부터 공급되는 전력 전부를 구동 모터(80)에 공급한다. 구체적으로, 제어부(210)는 1(100%)의 듀티비를 갖는 구동 신호를 모터 구동부(240)에 출력할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 구동 모터(80)의 가동 개시 시에 세탁기(1)는 구동 모터(80)가 출력하는 회전력을 서서히 증가시키기 위하여 "위상 제어"를 수행할 수 있다. 그 결과, 구동 모터(80)의 회전력은 서서히 증가하고, 클러치 보스(180)의 보스 돌기(182)와 클러치 커플링(170)의 커플링 돌기(173) 사이의 충격에 의하여 마모 및 소음이 감소한다.

구체적으로, "위상 제어"를 수행하지 않으면 클러치 어셈블리(100)로부터 대략 59.68[dB]의 소음이 발생하고, 114.83[m/s²]의 진동이 발생하였으나, "위상 제어"를 수행하면 클러치 어셈블리(100)로부터 대략 55.65[dB]의 소음이 발생하고, 26.01[m/s²]의 진동이 발생하였다.

이상에서 설명한 바와 같이 세탁기(1)의 탈수 행정 시에 회전조(30)의 회전 속도를 제어하기 위해서 속도 검출부(230)가 중요한 역할을 수행한다.

이하에서는 속도 검출부(230)의 고장을 검출하기 위한 방법을 설명한다.

도 22는 일 실시예에 의한 세탁기가 속도 검출부의 고장을 검출하는 방법의 일 예를 도시한다.

도 22를 참조하면, 세탁기(1)는 구동 모터(80)를 가동할지 판단한다(1510).

구동 모터(80)를 가동하는 것으로 판단되지 않으면(1510의 아니오), 세탁기(1)는 기존의 동작을 계속한다.

또한, 구동 모터(80)를 가동하는 것으로 판단되면(1510의 예), 세탁기(1)는 구동 모터(80) 가동 이후 기준 시간이 경과하였는지 판단한다(1520).

세탁기(1)의 제어부(210)는 구동 모터(80)를 가동한 이후 경과된 시간을 카운팅하고, 구동 모터(80)를 가동한 이후 경과된 시간과 기준 시간을 비교할 수 있다.

구동 모터(80) 가동 이후 기준 시간이 경과하지 않은 것으로 판단되면(1520의 아니오), 세탁기(1)는 구동 모터(80)의 가동을 계속한다.

또한, 구동 모터(80) 가동 이후 기준 시간이 경과한 것으로 판단되면(1520의 예), 세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도를 검출한다(1530).

이후, 세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도가 "0"인지 판단한다(1540).

세탁기(1)의 제어부(210)는 속도 검출부(230)가 출력하는 전기적 신호를 기초로 회전조(30)의 회전 속도를 검출하고, 검출된 회전 속도와 "0"을 비교할 수 있다.

회전조(30)의 회전 속도가 "0"이 아니면(1540의 아니오), 세탁기(1)는 정상 동작으로 판단한다.

또한, 회전조(30)의 회전 속도가 "0"이면(1540의 예), 세탁기(1)는 속도 센서(233)의 고장을 표시한다(1550).

구동 모터(80)를 가동한 후에 회전조(30)가 회전하지 않는 것으로 판단되면, 세탁기(1)의 제어부(210)는 구동 모터(80)의 고장 또는 속도 검출부(230)의 고장으로 판단할 수 있다.

이때, 세탁기(1)는 구동 모터(80)의 고장을 검출하기 위한 별도의 보호 회로가 마련되므로, 회전조(30)의 회전이 검출되지 않으면 제어부(230)는 속도 센서(233)의 고장으로 판단할 수 있다.

따라서, 제어부(230)는 유저 인터페이스(220)를 통하여 사용자에게 속도 센서(233)의 고장을 표시한다.

이상에서 설명한 바와 같이 구동 모터(80)를 가동한 후 회전조(30)의 회전이 검출되지 않으면 세탁기(1)는 속도 센서(233)의 고장을 판단할 수 있다.

도 23은 일 실시예에 의한 세탁기가 속도 검출부의 고장을 검출하는 방법의 일 예를 도시한다.

도 23를 참조하면, 세탁기(1)는 구동 모터(80)를 최대로 가동한다(1610).

구동 모터(80)를 최대로 가동하기 위하여 세탁기(1)의 제어부(210)는 외부 전원(PS)으로부터 공급되는 전력을 모두 구동 모터(80)에 공급할 수 있다. 구체적으로, 제어부(210)는 구동 스위치 유닛(241)을 온시키는 온 신호를 모터 구동부(240)에 출력할 수 있다.

이후, 세탁기(1)는 구동 모터(80) 가동 이후 기준 시간이 경과하였는지 판단한다(1620).

구동 모터(80) 가동 이후 기준 시간이 경과하지 않은 것으로 판단되면(1620의 아니오), 세탁기(1)는 구동 모터(80)의 가동을 계속한다.

또한, 구동 모터(80) 가동 이후 기준 시간이 경과한 것으로 판단되면(1620의 예), 세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도를 검출한다(1630).

이후, 세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도가 기준 속도보다 작은지 판단한다(1640).

세탁기(1)의 제어부(210)는 속도 검출부(230)가 출력하는 전기적 신호를 기초로 회전조(30)의 회전 속도를 검출하고, 검출된 회전 속도와 기준 속도를 비교할 수 있다.

이때 기준 속도는 회전조(30)의 최대 회전 속도보다 작은 회전 속도로 설정할 수 있다. 예를 들어, 회전조(30)의 최대 회전 속도가 대략 710[rpm]이면 기준 속도는 대략 650[rpm]으로 설정할 수 있다.

회전조(30)의 회전 속도가 기준 속도보다 작지 않으면(1640의 아니오), 세탁기(1)는 정상 동작으로 판단한다.

또한, 회전조(30)의 회전 속도가 기준 속도보다 작으면(1640의 예), 세탁기(1)는 위치 표시 부재(233)의 누락을 표시한다(1550).

구동 모터(80)가 최대로 가동되었음에도 불구하고 회전조(30)의 회전 속도가 기준 속도보다 작으면 제어부(210)는 위치 표시 부재(233)의 누락으로 판단할 수 있다.

뿐만 아니라, 제어부(210)는 회전조(30)의 회전 속도에 따라 누락된 위치 표시 부재(233)의 개수를 판단할 수 있다. 회전조(30)의 회전 속도에 따라 누락된 위치 표시 부재(233)의 개수를 판단하는 것에 대해서는 아래에서 자세하게 설명한다.

이상에서 설명한 바와 같이 구동 모터(80)를 최대로 가동한 후 회전조(30)의 회전 속도가 기준 속도에 도달하지 못하면 세탁기(1)는 위치 표시 부재(231)의 누락을 판단할 수 있다.

도 24, 도 25, 도 26, 도 27, 도 28 및 도 29는 일 실시예에 의한 세탁기에 포함된 위치 표시 부재의 누락과 속도 센서가 검출하는 회전 속도 사이의 관계를 도시한다.

앞서 설명한 바와 같이 세탁기(1)는 회전조(30)의 회전 속도에 따라 누락된 위치 표시 부재(233)의 개수를 판단할 수 있다.

회전조(30)의 회전 속도는 다양한 변수에 의하여 변화할 수 있다. 예를 들어, 구동 모터(80)에 공급되는 입력 전압의 크기 및 주파수, 회전조(30)에 수용된 세탁물의 양 등에 따라 회전조(30)의 회전 속도는 달라질 수 있다.

이하에서는 이해를 돕기 위하여 외부 전원(PS)으로부터 60[Hz], 120[V]의 전압이 공급되고, 외부 전원(PS)으로부터 공급되는 입력 전압은 대략 15%의 오차가 있는 것으로 가정한다. 또한, 회전조는 500[g]의 부하를 수용한 것으로 가정한다. 또한, 속도 검출부(230)가 앞서 설명한 도 7a에 도시된 바와 같이 6개의 위치 표시 부재(231a, 231b, 231c, 231d, 231e, 231f, 도 7a 참조)를 포함한 것으로 가정한다.

도 24를 참조하면, 6개의 위치 표시 부재(231)가 모두 부착된 경우, 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 710[rpm]이다. 실험에 의하면, 입력 전압이 103[V]인 경우 회전조(30)의 최대 회전 속도는 대략 694[rpm]이고, 입력 전압이 138[V]인 경우 회전조(30)의 최대 회전 속도는 대략 717[rpm]이다.

도 25를 참조하면, 1개의 위치 표시 부재(231a)가 누락된 경우, 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 605[rpm]이다. 실험에 의하면, 입력 전압이 103[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 598[rpm]이고, 입력 전압이 138[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 610[rpm]이다.

2개의 위치 표시 부재(231)가 누락된 경우, 누락된 위치 표시 부재(231)의 위치에 따라 속도 검출부(230)가 검출하는 회전조(30)의 최대 회전 속도가 달라질 수 있다.

도 26를 참조하면, 서로 인접한 2개의 위치 표시 부재(231a, 231b)가 누락된 경우, 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 510[rpm]이다. 실험에 의하면, 입력 전압이 103[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 493[rpm]이고, 입력 전압이 138[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 524[rpm]이다.

또한, 어느 하나의 위치 표시 부재(231b) 양측에 위치하는 위치 표시 부재(231a, 231c)가 누락된 경우, 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 502[rpm]이다. 실험에 의하면, 입력 전압이 103[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 493[rpm]이고, 입력 전압이 138[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 513[rpm]이다.

또한, 서로 마주보는 위치 표시 부재(231a, 231d)가 누락된 경우, 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 490[rpm]이다. 실험에 의하면, 입력 전압이 103[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 481[rpm]이고, 입력 전압이 138[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 498[rpm]이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 2개의 위치 표시 부재(231)가 누락된 경우, 누락된 위치 표시 부재(231)의 위치에 따라 속도 검출부(230)가 검출하는 회전조(30)의 최대 회전 속도는 대략 490[rpm] 내지 510[rpm]이다.

3개의 위치 표시 부재(231)가 누락된 경우, 누락된 위치 표시 부재(231)의 위치에 따라 속도 검출부(230)가 검출하는 회전조(30)의 최대 회전 속도가 달라질 수 있다.

도 27을 참조하면, 서로 인접한 3개의 위치 표시 부재(231a, 231b, 231c)가 누락된 경우, 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 400[rpm]이다. 실험에 의하면, 입력 전압이 103[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 390[rpm]이고, 입력 전압이 138[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 411[rpm]이다.

또한, 서로 인접한 2개의 위치 표시 부재(231a, 231b)와 인접하지 않는 위치 표시 부재(231d)가 누락된 경우, 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 390[rpm]이다. 실험에 의하면, 입력 전압이 103[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 383[rpm]이고, 입력 전압이 138[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 395[rpm]이다.

또한, 서로 인접하지 않는 3개의 위치 표시 부재(231a, 231c, 231e)가 누락된 경우, 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 350[rpm]이다. 실험에 의하면, 입력 전압이 103[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 346[rpm]이고, 입력 전압이 138[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 357[rpm]이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 3개의 위치 표시 부재(231)가 누락된 경우, 누락된 위치 표시 부재(231)의 위치에 따라 속도 검출부(230)가 검출하는 회전조(30)의 최대 회전 속도는 대략 350[rpm] 내지 400[rpm]이다.

4개의 위치 표시 부재(231)가 누락된 경우, 누락된 위치 표시 부재(231)의 위치에 따라 속도 검출부(230)가 검출하는 회전조(30)의 최대 회전 속도가 달라질 수 있다.

도 28을 참조하면, 서로 인접한 4개의 위치 표시 부재(231a, 231b, 231c, 231d)가 누락된 경우, 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 280[rpm]이다. 실험에 의하면, 입력 전압이 103[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 277[rpm]이고, 입력 전압이 138[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 282[rpm]이다.

또한, 서로 인접한 3개의 위치 표시 부재(231a, 231b, 231c)와 인접하지 않는 위치 표시 부재(231e)가 누락된 경우, 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 390[rpm]이다. 실험에 의하면, 입력 전압이 255[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 251[rpm]이고, 입력 전압이 138[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 260[rpm]이다.

또한, 서로 마주 보는 2쌍의 위치 표시 부재(231a와 231b, 231d와 231e)가 누락된 경우, 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 235[rpm]이다. 실험에 의하면, 입력 전압이 103[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 229[rpm]이고, 입력 전압이 138[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 238[rpm]이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 4개의 위치 표시 부재(231)가 누락된 경우, 누락된 위치 표시 부재(231)의 위치에 따라 속도 검출부(230)가 검출하는 회전조(30)의 최대 회전 속도는 대략 235[rpm] 내지 280[rpm]이다.

도 29를 참조하면, 5개의 위치 표시 부재(231a, 231b, 231c, 231d, 231e)가 누락된 경우, 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 78[rpm]이다. 실험에 의하면, 입력 전압이 103[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 76[rpm]이고, 입력 전압이 138[V]인 경우 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 79[rpm]이다.

요약하면, 구동 모터(80)를 최대로 가동할 때 위치 표시 부재(231)가 누락되지 않으면 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 710[rpm]이고, 위치 표시 부재(231)가 하나 누락되면 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 605[rpm]이다.

또한, 위치 표시 부재(231)가 2개 누락되면 속도 검출부(230)가 검출하는 회전조(30)의 최대 회전 속도는 대략 490[rpm] 내지 510[rpm]이고, 위치 표시 부재(231)가 3개 누락되면 속도 검출부(230)가 검출하는 회전조(30)의 최대 회전 속도는 대략 350[rpm] 내지 400[rpm]이다.

또한, 위치 표시 부재(231)가 4개 누락되면 속도 검출부(230)가 검출하는 회전조(30)의 최대 회전 속도는 대략 235[rpm] 내지 280[rpm]이고, 위치 표시 부재(231)가 5개 누락되면 속도 검출부(230)에 의하여 검출되는 최대 회전 속도는 대략 78[rpm]이다.

이와 같이 누락된 위치 표시 부재(231)의 개수에 따라 속도 검출부(230)가 검출하는 최대 회전 속도가 상이하므로, 복수의 기준 속도를 설정하고 누락된 위치 표시 부재(231)의 개수를 판단할 수 있다.

이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.

1: 세탁기 10: 캐비닛
20: 수조 30: 회전조
40: 펄세이터 50: 급수부
53: 급수 밸브 60: 세제 공급부
70: 배수부 72: 배수 밸브
73: 배수 모터 80: 구동 모터
85: 구동 샤프트 90: 풀리 유닛
100: 클러치 어셈블리 110: 클러치 하우징
120: 클러치 레버 130: 커플링 레버
140: 종동 샤프트 170: 클러치 커플링
173: 커플링 돌기 180: 클러치 보스
182: 보스 돌기 210: 제어부
220: 유저 인터페이스 230: 속도 검출부
231: 위치 표시 부재 233: 속도 센서
240: 모터 구동부 241: 구동 스위치 유닛

Claims

회전력을 생성하는 교류 모터;
상기 회전력을 회전조와 펄세이터에 선택적으로 전달하는 클러치 어셈블리;
상기 클러치 어셈블리의 회전 속도를 검출하는 속도 검출부;
탈수 행정 시 미리 정해진 목표 속도와 상기 클러치 어셈블리의 회전 속도를 기초로 상기 교류 모터의 가동과 가동 중지를 반복하는 제어부를 포함하고,
상기 교류 모터의 가동 시에 상기 제어부는 상기 교류 모터의 회전력을 단계적으로 증가시키는 세탁기.
제1항에 있어서,
상기 교류 모터의 가동 시에 상기 제어부는 외부 전원으로부터 공급된 교류 전력의 위상을 제어하고, 상기 위상이 제어된 교류 전력을 상기 교류 모터로 공급하는 세탁기.
제2항에 있어서,
상기 교류 모터의 가동 시에 상기 제어부는 상기 외부 전원으로부터 공급된 교류 전류의 한 주기 내에서 적어도 일부를 상기 교류 모터로 공급하는 세탁기.
제3항에 있어서,
상기 외부 전원으로부터 상기 교류 모터로 공급되는 전력을 도통하거나 차단하는 구동 스위치 유닛을 더 포함하는 세탁기.
제4항에 있어서,
상기 교류 모터의 가동 시에 상기 제어부는 상기 외부 전원으로부터 공급된 교류 전력의 한 주기 내의 도통 시간 동안 상기 구동 스위치 유닛을 온시키는 세탁기.
제5항에 있어서,
상기 교류 모터의 가동 시에 상기 제어부는 상기 도통 시간을 단계적으로 증가시키는 세탁기.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 교류 모터의 가중 중에 상기 회전 속도가 상기 목표 속도와 허용 오차의 합보다 크면 상기 교류 모터의 가동을 중지하는 세탁기.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 교류 모터의 가중 중지 중에 상기 회전 속도가 상기 목표 속도와 허용 오차의 차이보다 작으면 상기 교류 모터의 가동을 중지하는 세탁기.
제1항에 있어서,
상기 목표 속도는 상기 탈수 행정의 수행 시간에 따라 변화하는 세탁기.
제1항에 있어서,
상기 속도 검출부는,
상기 클러치 어셈블리와 함께 회전하는 위치 표시 부재;
상기 위치 표시 부재를 검출하고, 상기 위치 표시 부재의 검출 여부에 대응하는 전기적 신호를 출력하는 속도 센서를 포함하는 세탁기.
제10항에 있어서,
상기 제어부는 상기 교류 모터가 가동된 이후 상기 회전 속도가 "0"이면 상기 속도 센서의 고장을 경고하는 세탁기.
제10항에 있어서,
상기 제어부는 상기 교류 모터가 최대 가동된 이후 상기 회전 속도가 미리 정해진 기준 속도보다 작으면 상기 위치 표시 부재의 누락을 경고하는 세탁기.
탈수 행정 시에 회전력을 생성하는 교류 모터를 가동하고;
상기 회전력을 회전조와 펄세이터로 전달하는 클러치 어셈블리의 회전 속도를 검출하고;
탈수 행정 시 미리 정해진 목표 속도와 상기 클러치 어셈블리의 회전 속도를 기초로 상기 교류 모터의 가동과 가동 중지를 반복하는 것을 포함하고,
상기 교류 모터를 가동하는 것은 상기 교류 모터의 회전력을 단계적으로 증가시키는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 교류 모터의 회전력을 단계적으로 증가시키는 것은,
외부 전원으로부터 공급된 교류 전력의 위상을 제어하고;
상기 위상이 제어된 교류 전력을 상기 교류 모터로 공급하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 위상이 제어된 교류 전력을 상기 교류 모터로 공급하는 것은,
상기 외부 전원으로부터 공급된 교류 전류의 한 주기 내에서 적어도 일부를 상기 교류 모터로 공급하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 교류 모터의 가동과 가동 중지를 반복하는 것은,
상기 교류 모터의 가중 중에 상기 회전 속도가 상기 목표 속도와 허용 오차의 합보다 크면 상기 교류 모터의 가동을 중지하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 교류 모터의 가동과 가동 중지를 반복하는 것은,
제어부는 상기 교류 모터의 가중 중지 중에 상기 회전 속도가 상기 목표 속도와 허용 오차의 차이보다 작으면 상기 교류 모터의 가동을 중지하는 것을 포함하는 세탁기의 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 목표 속도는 상기 탈수 행정의 수행 시간에 따라 변화하는 세탁기의 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 교류 모터가 가동된 이후 상기 회전 속도가 "0"이면 상기 클러치 어셈블리의 회전 속도를 검출하는 속도 검출부의 고장을 경고하는 것을 더 포함하는 세탁기의 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 교류 모터가 최대 가동된 이후 상기 회전 속도가 미리 정해진 기준 속도보다 작으면 상기 클러치 어셈블리의 회전 속도를 검출하는 속도 검출부의 고장을 경고하는 것을 더 포함하는 세탁기의 제어 방법.