KR20160119533A - 의류처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 의류처리장치에 관한 것으로서, 외관을 형성하는 캐비닛, 상기 캐비닛 내부에 회전가능하게 구비되는 드럼 및 상기 드럼을 회전시키는 구동부를 포함하고 상기 구동부는, 회전력을 발생시켜 상기 드럼이 회전하도록 회전력을 전달하도록 구비되는 제1구동부 및 상기 제1구동부가 발생시킨 회전력과 상기 드럼에 전달되는 회전력의 비를 가변시키도록 구비되는 제2구동부를 포함하며, 상기 제1구동부는 회전자기를 발생시키도록 구비되는 제1스테이터부 상기 제1스테이터부의 반경방향 외측에 회전가능하도록 구비되며 상기 제1스테이터부에서 발생시킨 회전자기의 자속을 변화시키는 자속변환부 및 상기 자속변환부의 반경방향 외측에 회전자기에 의해 회전가능하도록 구비되는 제1로터부를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 자속변환부는 상기 제2구동부와 일체로 회전 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치에 관한 것이다.

Description

의류처리장치{Laundry Treating Apparatus}
본 발명은 의류처리장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 벨트 드라이브 타입의 의류처리장치를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 종래의 의류처리장치는 의류처리창치의 외관을 형성하는 케비닛(1), 상기 케비닛(1) 내부에 구비되며 세탁수를 수용하는 터브(2), 상기 터브(2)내부에 회전가능하게 구비되어 세탁물을 수용하는 드럼(3)을 포함할 수 있다.
상기 케비닛(1) 및 상기 터브(2)는 내부와 외부를 연통시키기 위한 인출구를 구비하고 있고, 상기 의류처리장치는 상기 인출구를 개폐하는 도어(11)를 더 포함한다.
상기 케비닛(1)은 상기 드럼(3)이 회전하면서 발생시키는 진동을 감소시키기 위하여 스프링(4)과 댐퍼(5)를 더 포함한다.
상기 터브(2)의 하부면에 회전력을 발생시키는 동력부(6)를 더 포함한다.
상기 동력부(6)는 회전력을 발생시키는 모터(64), 상기 모터(64)에서 발생된 회전력에 의해 회전가능하게 구비되는 제1풀리(62), 상기 제1풀리(62)보다 큰 직경을 가지게 구비되는 제2풀리(63), 상기 제1풀리(62)와 상기 제2풀리(63)을 연통시켜 같이 회전시키는 벨트(65), 일단이 상기 제2풀리(63)의 일면과 일체로 구비되고, 타단이 상기 드럼(3)에 일체로 구비되어 상기 동력부(6)에서 발생된 회전력을 상기 드럼(3)으로 전달하는 샤프트(61)를 포함한다.
보다 자세하게는, 상기 모터(64)에서 발생되는 회전력은 상기 제2풀리(63)보다 작은 직경을 가지는 제1풀리(62)로 전달되는데 이를 위하여 상기 제1풀리(62) 및 상기 제2풀리(63)은 벨트(65)로 연결되어 있다. 서로 다른 지름을 갖는 상기 제1풀리(62) 및 상기 제2풀리(63)에 의해 저속 및 고토크(High Torque)를 상기 드럼(3)으로 전달한다.
상기 샤프트(61)가 회전할 때 래디얼 하중이 생기기 때문에 이를 감소시키기 위하여 상기 터브(2)는 베어링하우징(22) 및 상기 베어링하우징(22)내부에 구비되어 회전가능하게 구비되는 베어링(21)을 더 포함한다.
종래의 풀리를 이용하여 감속을 시키는 벨트 드라이브 감속기구는 상기 벨트(65)의 회전에 의한 소음이 발생되는 문제가 있다.
또한, 상기 벨트(65)가 절단되는 벨트 절단 불량문제가 있다.
또한, 제1풀리(62) 및 제2풀리(63)을 상기 케비닛(1)내부에 구비하고 그 내부에서 상기 벨트(65)가 회전하기 위한 공간을 확보해야 하기 때문에 조립이 어려운 문제가 있었다.
또한, 상기 벨트(65)가 상기 제1풀리(62) 및 상기 제2풀리(63)과 접촉된 상태에서 상기 제1풀리(62)는 고속으로 회전하고, 상기 제2풀리(63)는 고토크(High Torque)로 회전하게 되면서 마찰로 인하여 모터 효율이 감소되는 문제가 있었다.
또한, 상기 벨트(65)가 상기 제1풀리(62) 및 상기 제2풀리(63)와 접촉한 상태이기 때문에 과대한 부하가 상기 동력부(6)에 걸린 경우, 모터(602)의 연소위험이 있는 문제가 있었다.
도 2는 종래의 다이렉트 드라이브 타입의 의류처리장치를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 종래의 의류처리장치는 의류처리창치의 외관을 형성하는 케비닛(10), 상기 케비닛(10) 내부에 구비되며 세탁수를 수용하는 터브(20), 상기 터브(20)내부에 회전가능하게 구비되어 세탁물을 수용하는 드럼(30)을 포함할 수 있다.
상기 케비닛(10)은 상기 드럼(30)이 회전하면서 발생시키는 진동을 감소시키기 위하여 스프링(40)과 댐퍼(50)를 더 포함한다.
상기 케비닛(10) 및 상기 터브(20)는 내부와 외부를 연통시키기 위한 인출구를 구비하고 있고, 상기 의류처리장치는 상기 인출구를 개폐하는 도어(101)를 더 포함한다.
상기 드럼(30)을 회전시키기 위한 동력부(60)를 더 포함한다. 상기 동력부(60)에서는 회전력을 발생시키고, 상기 동력부(60)에서 발생된 회전력은 샤프트(601)로 전달되어 상기 샤프트(601)와 일체로 회전가능하도록 구비된 상기 드럼(30)에 회전력을 전달한다.
상기 샤프트(601)가 회전할 때 래디얼 하중이 생기기 때문에 이를 감소시키기 위하여 상기 터브(20)는 베어링하우징(202) 및 상기 베어링하우징(202)내부에 구비되어 회전가능하게 구비되는 베어링(201)을 더 포함한다.
상기 동력부(60)는 회전자기를 발생시키는 스테이터(6021)와 상기 스테이터(6021)로 부터 발생된 회전자기에 의해 회전하는 로터(6023)를 더 포함하게 구비된다.
도 2에 도시된 종래의 다이렉트 드라이브 타입의 의류처리장치는 상기 드럼(3)을 회전시키는 것만 가능할 뿐 감속을 하여 고토크(High Torque)를 전달하기 위하여 기어를 더 포함할 수 밖에 없다.
다이렉트 드라이브 타입의 의류처리장치에 자속의 변화를 유도하여 드럼(3)의 회전속도를 감속하려는 시도가 있었다.
하지만, 드럼(3)을 고속 회전시킬 때에 자속변환부나 로터내부에 구비되는 자석에 높은 주기의 자속 변화가 일어나고, 와젼류(Eddy Current)가 발생함으로써 자속변환부나 로터내부에 구비되는 자석이 발열되어 전달효율이 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은 진동 소음을 감소시킬 수 있는 구동부를 포함하는 의류처리장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 벨트 절단 불량을 없앨 수 있는 구동부를 포함하는 의류처리장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 벨트를 없앰으로써, 조립을 간략화하는 구동부를 포함하는 의류처리장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 접촉하지 않는 구동부를 제공함으로 인하여 모터의 효율을 향상시키는 의류처리장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 하나의 구동부가 전달하는 감속비가 변동가능하여 드럼의 고속구동모드 및 저속구동모드를 구현할 수 있는 의류처리장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 자속변환부나 로터내부에 구비되는 자석의 발열을 억제하여 높은 전달효율을 갖는 구동부를 포함하는 의류처리장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위하여, 외관을 형성하는 캐비닛, 상기 캐비닛 내부에 회전가능하게 구비되는 드럼 및 상기 드럼을 회전시키는 구동부;를 포함하고 상기 구동부는, 회전력을 발생시켜 상기 드럼이 회전하도록 회전력을 전달하도록 구비되는 제1구동부 및 상기 제1구동부가 발생시킨 회전력과 상기 드럼에 전달되는 회전력의 비를 가변시키도록 구비되는 제2구동부;를 포함하며, 상기 제1구동부는 회전자기를 발생시키도록 구비되는 제1스테이터부, 상기 제1스테이터부의 반경방향 외측에 회전가능하도록 구비되며 상기 제1스테이터부에서 발생시킨 회전자기의 자속을 변화시키는 자속변환부 및 상기 자속변환부의 반경방향 외측에 회전자기에 의해 회전가능하도록 구비되는 제1로터부를 포함하는 것을 특징으로 하고,상기 자속변환부는 상기 제2구동부와 일체로 회전 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
또한, 상기 제2구동부는 회전자기를 발생시키도록 구비되는 제2스테이터부; 및 상기 제2스테이터부에서 발생된 회전자기에 의해 회전가능하도록 구비되는 제2로터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
또한, 상기 제1스테이터부에 권선되도록 구비되어 회전자기를 발생시키는 제1코일에 전류를 공급하는 제1인버터구동회로 및 상기 제2스테이터부에 권선되도록 구비되어 회전자기를 발생시키는 제2코일에 전류를 공급하는 제2인버터구동회로;를 더 포함하고, 상기 제1인버터구동회로 및 상기 제2인버터구동회로는 상호 독립적으로 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
또한, 상기 드럼이 기 설정된 속도 이상으로 회전하도록 구동되어야 하는 경우, 상기 제1인버터구동회로 및 상기 제2인버터구동회로는 상기 자속변환부의 각회전속도와 상기 제1로터의 각회전속도가 동일하도록 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
또한, 상기 드럼이 기 설정된 속도 이하로 회전하도록 구동되어야 하는 경우, 상기 제2인버터구동회로는 상기 제2로터가 고정되도록 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
또한, 상기 제2인버터구동회로는 상기 제2로터를 고정시키기 위하여 상기 제2코일에 직류를 공급하는것을 특징으로 하는 의류처리장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
또한, 상기 자속변환부를 선택적으로 고정시키기 위한 자속변환부고정장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
또한, 상기 제1스테이터부에 권선되도록 구비되어 회전자기를 발생시키는 제1코일, 상기 제2스테이터부에 권선되도록 구비되어 회전자기를 발생시키는 제2코일, 상기 제1코일과 상기 제2코일의 사이에 구비되어 상기 제1코일과 상기 제2코일의 전기적 연결을 선택적으로 개폐하도록 구비되는 스위치 및 상기 제1코일에 전류를 공급하도록 구비되는 인버터구동회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
또한, 상기 드럼이 기 설정된 속도 이상으로 회전하도록 구동되어야 하는 경우, 상기 스위치는 상기 제1코일과 상기 제2코일이 전기적으로 연결되도록 작동하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
또한, 상기 드럼이 기 설정된 속도 이하로 회전하도록 구동되어야 하는 경우, 상기 스위치는 상기 제1코일과 상기 제2코일의 전기적 연결을 끊어지도록하여 상기 인버터구동회로가 제1코일에만 전류를 공급하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
또한, 상기 드럼이 기 설정된 속도 이하로 회전하도록 구동되어야 하는 경우, 상기 자속변환부고정장치는 상기 자속변환부를 고정하여 상기 자속변환부가 회전하는 것을 방지하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치를 제공하는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
본 발명은 진동 소음을 감소시킬 수 있는 자기기어장치를 포함하는 의류처리장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 벨트 절단 불량을 없앨 수 있는 자기기어장치를 포함하는 의류처리장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 벨트를 없앰으로써, 조립을 간략화하는 자기기어장치를 포함하는 의류처리장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 접촉하지 않는 자기기어장치를 제공함으로 인하여 모터의 효율을 향상시키는 자기기어장치를 포함하는 의류처리장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 하나의 구동부가 전달하는 감속비가 변동가능하여 드럼의 고속구동모드 및 저속구동모드를 구현할 수 있는 의류처리장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 자속변환부나 로터내부에 구비되는 자석의 발열을 억제하여 높은 전달효율을 갖는 자기기어장치를 포함하는 의류처리장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 벨트 드라이브 타입의 의류처리장치를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 다이렉트 드라이브 타입의 의류처리장치를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명 의류처리장치를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명 의류처리장치의 구동부를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명 의류처리장치의 제2구동부를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명 의류처리장치의 전류공급부를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 의류처리장치의 구동부의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명 의류처리장치의 전류공급부의 다른 실시예를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
의류처리장치는 세탁물을 세탁하는 세탁장치, 세탁물을 건조시키는 건조장치 및 세탁과 건조를 모두 수행하는 세탁 및 건조장치로 구비될 수 있는데 의류처리장치가 세탁장치로 구비되기 위해서는 세탁수를 수용하는 터브(200)가 필요하고 건조장치로 구비되기 위해서는 터브(200)가 필요하지 않다.
이하 설명의 편의상 터브(200)가 구비된 세탁장치로 본 발명 의류처리장치를 설명한다. 다만, 본 발명 의류처리장치는 세탁장치에만 한정되지 않고 건조장치 또는 세탁 및 건조장치로 모두 사용될 수 있다.
도 3을 참고하면, 본 발명 의류처리장치는 외관을 형성하는 캐비닛(100), 캐비닛(100)의 내부에 구비되어 세탁수를 수용하는 터브(200), 터브(200)의 내부에 회전가능하도록 구비되어 세탁물을 수용하는 드럼(300), 드럼(300)을 회전시키는 동력을 발생시키는 구동부(400), 드럼(300)이 회전하면서 생긴 진동을 감쇄시키도록 구비되는 진동부(500), 의류를 드럼(300)에 투입하기 위하여 구비되는 도어(700) 및 사용자가 의류처리장치의 작동을 입력하고 현재 의류처리장치의 작동상태를 확인할 수 있는 컨트롤패널(800)을 포함할 수 있다.
캐비닛(100)은 의류처리장치의 외관을 형성하도록 구비되기만 하면 족하며 도 3에 도시된 형상에 한정되지 아니하다.
드럼(300)은 회전 하면서 진동을 발생시키고, 그 진동은 구조적으로 터브(200)로 전달되어 터브(200)가 진동하게 되는데, 터브(200)로 전달되는 진동으로 인하여 터브(200)와 캐비닛(100)이 충돌하는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 이를 방지하기 위하여 터브(200)의 진동을 감쇄시키는 진동부(500)를 구비하는데 진동부(500)는 탄성부재로 구비되는 제1진동부(510) 및 댐퍼의 역할을 하도록 댐핑부재로 구비되는 제2진동부(530)로 구비될 수 있다.
도 3에서 제1진동부(510)는 터브(200)의 상면과 캐비닛(100)의 상면을 연결하도록 구비되게 도시되어 있고, 제2진동부(530)는 터브(200)의 하면과 캐비닛(100)의 하면을 연결하도록 구비되도록 도시되어 있으나, 도 3에 도시된 형상 및 위치에 한정되지 아니하고 진동부(500)는 터브(200)의 진동을 감쇄시키도록 구비되기만 하면 족하다.
세탁물이 드럼(300)의 내부로 인입 및 인출이 가능하도록 구비되기 위해서는 터브(200), 드럼(300), 캐비닛(100)의 일면은 개구부가 형성 되어 연통되게 구비되는 것이 바람직하다.
나아가 도어(700)는 캐비닛(100)에 회동 가능하게 구비되어 캐비닛(100)을 개폐하도록 구비되며, 도어(700)의 내측면은 드럼(300)을 향하여 돌출되도록 구비되어 드럼(300) 및 터브(200)에서 세탁물 및 세탁수가 넘치는 것을 방지하도록 구비되는 것이 바람직하다.
도면에 도시되지 아니하였지만, 도어(700)의 내측면과 드럼(300)의 사이 및 도어(700)의 내측면과 터브(200)의 사이에는 가스켓(미도시)을 구비하여 세탁물 및 세탁수가 넘치는 것을 방지할 수 있으며, 나아가 드럼(300)에서 발생되는 진동이 터브(200) 및 캐비닛(100)으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
도면에는 캐비닛(100), 터브(200) 및 드럼(300)의 전방면에 개구부가 구비되며, 도어(700)가 캐비닛(100)의 전방면에 구비되도록 도시되었지만 도어(700)는 캐비닛(100)에 구비되며 캐비닛(100), 터브(200) 및 드럼(300)에 형성된 개구부를 개폐하도록 구비되면 족하지 그 위치에 한정되지 아니한다.
즉, 예를들면 드럼(300)이 기울어진 상태(Tilting)된 상태도 구비된다면, 터브(200) 및 캐비닛(100)의 개구부 또한 기울어진 드럼(300)의 개구부와 연통되도록 구비될 것이고 그에 따라 도어(700) 또한 캐비닛(100)의 전방면이 아닌 측면이 기울어지도록 구비될 수 있는 것이다.
구동부(400)는 회전력을 발생시켜 드럼(300)을 회전시키도록 구비되는 제1구동부(410), 제1구동부(410)가 발생시키는 회전력을 변화시키도록 구비되는 제2구동부(430)를 포함할 수 있다.
도 4는 제1구동부를 도시한 것이다.
도 4를 참고하면 제1구동부(410)은 회전자기를 발생시키는 제1스테이터부(411), 제1스테이터부(411)에서 발생한 회전자기의 자속을 변화시키는 자속변환부(413) 및 자속변환부(413)에 의해 변화된 자속으로 인하여 회전 가능하도록 구비되는 제1로터부(415)를 포함할 수 있다.
제1스테이터부(411)는 중심부가 중공형상으로 구비되며 복수개의 돌출부가 원주방향을 향하여 돌출되게 구비되는 제1스테이터코어(4111) 및 제1스테이터코어(4111)에 감기도록 구비되는 제1코일(4113)을 포함할 수 있다.
전류공급부(미도시)는 제1코일(4113)에 전류를 흐르게 구비되며, 제1코일(4113)은 제1스테이터코어(4111)에 감기도록 구비되어 있기 때문에 제1스테이터코어(4111)에 회전자기가 발생된다.
제1로터부(415)는 제1로터부(415)의 내주면에 위치하며 복수개의 자석을 구비하는 제1로터자석부(4153), 제1로터자석부(4153)을 지지하도록 구비되는 제1로터하우징(4151)을 포함할 수 있다.
제1로터자석부(4153)에 구비되는 복수개의 자석은 제1구동부(410)의 중심을 향하여 N극과 S극이 교대로 위치하도록 구비되는 것이 보다 바람직하다.
전술한 제1구동부(410)의 구성은 관련 기술분야에서 일반적으로 사용되는 BLDC 모터와 동일하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.
도 5는 제2구동부를 도시한 것이다.
제2구동부(430)는 회전자기를 발생시키는 제2스테이터부(431) 및 제2스테이터부(431)에서 발생시킨 회전자기에 의해 회전 가능하도록 구비되는 제2로터부(433)을 포함할 수 있다.
제2스테이터부(431)는 중심부가 중공형상으로 구비되며 복수개의 돌출부가 원주방향을 향하여 돌출되도록 구비되는 제2스테이터코어(4311) 및 제2스테이터코어(4311)에 감기도록 구비되는 제2코일(4313)을 포함할 수 있다.
제2로터부(433)는 제2로터부(433)의 내주면에 위치하며 복수개의 자석을 구비하는 제2로터자석부(4333), 제2로터자석부(4333)을 지지하도록 구비되는 제2로터하우징(4331)을 포함할 수 있다.
제2로터자석부(4333)에 구비되는 복수개의 자석은 제2구동부(430)의 중심을 향하여 N극과 S극이 교대로 위치하도록 구비되는 것이 보다 바람직하다.
제2구동부(430)는 제1구동부(410)와 달리 제2스테이터부(431)와 제2로터부(433)사이에 자속변환부(413)을 구비하지 않는 것을 특징으로 한다.
도 3, 도 4 및 도 5를 참고하여 설명하자면, 제1구동부(410)는 드럼(300)을 회전시키기 위하여 드럼(300)을 회전시키는 샤프트(470)를 직접 회전시키는 직접구동(Direct Driving)타입으로 구비될 수 있다.
따라서 제1구동부(410)는 드럼(300)의 후면부에 구비되는 것이 보다 바람직하다. 나아가 제2구동부(430)는 제1구동부(410)의 자속변환부(413)에 체결되도록 구비될 수 있다.
보다 자세하게는 제2스테이터부(431)에 의해 회전하는 제2로터하우징(4331)이 자속변환부(413)와 체결되어 일체로 회전하도록 구비되는 것이 바람직하다.
즉, 제1구동부(410)는 샤프트(470)를 회전시켜 궁극적으로 드럼(300)을 회전시키는 역할을 할 수 있고 제2구동부(430)는 후술하겠지만 드럼(300)의 회전에 직접적으로 관여하지 아니하고 자속변환부(413)를 회전시키도록 구비될 수 있다.
자속변환부(413)는 제1스테이터부(411)에서 발생되는 회전자기가 제1로터부(415)로 전될되는 도중 감속비를 변화시키는 역할을 하도록 구비될 수 있다.
자속변환부(413)의 각회전속도와 제1구동부(410)의 감속비는 아래 식을 참고할 수 있다.
Figure pat00001
Gr=감속비,
Figure pat00002
=제1스테어터부(411)에서 발생되는 회전자기의 각회전속도.
Figure pat00003
=자속변환부(413)의 각회전속도, Ns=자속변환부(413)의 극수, Nh=제1스테이터부(411)의 자극의 개수이다.
즉, 상기 기술된 식을 참고하면 제1구동부(410)의 제1스테이터부(411)에서 발생되는 회전자기의 각회전속도와 제1구동부(410)의 제1로터부(415)의 각회전속도의 감속비는 자속변환부(413)의 각회전속도와 반비례 하는 것을 할 수 있다.
환언하자면, 자속변환부(413)의 각회전속도가 작으면 작을수록 감속비는 증가하여 드럼(300)의 저속구동이 가능하게 되고, 자속변환부(413)의 각회전속도가 크면 클수록 감속비는 감소하여 드럼(300)의 고속구동이 가능하게 된다.
이론적으로는 자속변환부(413)의 각회전속도가 크면 클수록 드럼(300)의 고속구동이 용이하다 볼 수 있으나, 실제로 자속변환부(413)가 고속으로 회전하는 경우 제1스테이터부(411)에서 발생되는 회전자기가 고속으로 회전하는 자속변환부(413)를 지나가면서 급격한 자속의 변화가 발생하게 되고 와젼류(eddy current)가 발생함으로써 자속변환부(413) 또는 제1로터부(415)가 발열되어 전달효율이 떨어지는 문제가 발생한다.
즉, 이를 해결하기 위해서 본 발명 의류처리장치는 드럼(300)을 고속구동 시키는 경우 제1스테이터부(411)에서 발생되는 회전자기의 각회전속도와 자속변환부(413)의 각회전속도를 동기화 시키도록 구비될 수 있다.
이를 실현하기 위한 두 가지 실시예를 이하 설명하도록 한다.
우선 제1실시예를 설명하자면, 드럼(300)을 고속구동 할 경우, 전술한 바와 같이 제1구동부(410)에 구비된 제1스테이터부(411)에서 발생하는 회전자기의 각회전속도와 제2구동부(430)의 제2로터부(433)에 일체로 회전 가능하도록 구비되는 자속변환부(413)의 각회전속도를 동기화 시키기 위하여 도 7에 도시된 바와 같이 인버터구동회로(630)를 포함할 수 있다.
도 7을 참고하면 인버터구동회로(630)는 제1스테이터부(411)에 전류를 공급하여 제1스테이터부(411)가 회전자기를 형성하도록 구비되는 제1인버터구동회로(6301), 제2스테이터부(431)에 전류를 공급하여 제2스테이터부(431)가 회전자기를 형성하도록 구비되는 제2인버터구동회로(6303)을 더 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5를 추가적으로 참고하여 예시적으로 설명하자면, 제1스테이터코어(4111)는 원주방향 외측을 향하여 돌출되어 제1코일(4113)이 권선되는 돌출부(미도시)를 포함하고 있고, 제1코일(4113)은 U11, V11, W11, U12, V12, W12 6개로 구비될 수 있다.
또한 같은 원리로 제2코일(4313)은 U21, V21, W21, U22, V22, W22 6개로 구비될 수 있다.
인버터구동회로(630)이 제1코일(4113) 및 제2코일(4313)에 삼상전류를 공급하여 제1스테이터부(411) 및 제2스테이터부(431)에서 회전자기를 발생시키는 것은 관련 기술분야에서 일반적으로 쓰이는 제어방법이므로 이에 대해서는 자세한 설명은 생략하도록 한다.
제1인버터구동회로(6301) 및 제2인버터구동회로(6303)는 제1코일(4113) 및 제2코일(4313)에 삼상전류를 공급하여 회전자기를 발생시키는 현재 일반적으로 사용하는 BLDC모터의 삼상회로(three-phase-circuit)와 동일하도록 구비될 수 있다.
보다 자세하게는 제1인버터구동회로(6301)는 제1코일(4113)에 삼상전류를 공급하고, 제2인버터구동회로(6303)는 제2코일(4313)에 삼상전류를 공급하도록 구비될 수 있는데, 제1인버터구동회로(6301)와 제2인버터구동회로(6303)은 독립적으로 제어 가능하도록 구비될 수 있다.
드럼(300)의 고속구동 모드에서는 전술한 바와 같이 제1스테이터부(411)에서 발생하는 회전자기의 각회전속도와 자속변환부(413)의 각회전속도의 차이가 크면 와전류(eddy current)가 발생하여 전달효율이 떨어지는 문제가 발생하기 때문에 이를 해결하기 위해서, 제1스테이터부(411)의 각회전속도와 자속변환부(413)의 각회전속도를 동기화 하도록 구비될 수 있다.
이를 실현하기 위하여 자속변환부(413)는 제2구동부(430)의 제2로터부(433)와 일체로 회전 가능하도록 구비되기 때문에 제2스테이터부(431)의 제2코일(4313)에 삼상전류를 공급하는 제2인버터구동회로(6303)는 자속변환부(413)의 각회전속도가 제1스테이터부(411)에서 발생하는 회전자기의 각회전속도와 동기화되도록 삼상전류의 공급을 제어하도록 구비될 수 있다.
또한, 드럼(300)의 저속구동 모드에서는 제2인버터구동회로(6303)은 제2스테이터부(431)의 제2코일(4313)에 직류를 공급할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 제2코일(4313)에 직류를 공급하면 제2스테이터부(431)에 회전자기가 발생하지 않고 정적인 자극이 형성되기 때문에 제2로터부(433)은 회전하지 않고 고정된다.
제2로터부(433)가 회전하지 않고 고정된 상태이기 때문에 제2로터부(433)와 일체로 회전가능하도록 구비된 자속변환부(413) 또한 회전하지 않고 고정된다.
전술한 바와 같이 자속변환부(413)이 고정되도록 구비되면, 다른 요소를 변화시키지 아니하고 제1구동부(410)가 전달하는 회전력의 감속비는 커지게 되는 효과가 있다.
이하 도 8 및 도 9를 참고하여 제2실시예를 설명한다.
제2실시예는 앞서 설명한 제1실시예와 비교하여 인버터구동회로(630) 및 자속변환부(413)에 구비된 자속변환부고정장치(4131)를 제외하고 기본적인 시스템 및 구성이 동일하기 때문에 중복적인 설명은 생략한다.
제1실시예의 경우 드럼(300)의 고속구동 모드에서는 제1스테이터부(411)에서 발생하는 회전자기의 각회전속도와 자속변환부(413)과 일체로 회전가능하도록 구비되는 제2로터부(433)의 각회전속도를 동기화하기 위하여 각각 독립적으로 제어 가능한 제1인버터구동회로(6301) 및 제2인버터구동회로(6303)을 구비한 반면, 제2실시예에서는 도 9에 도시된 바와 같이 제1코일(4113) 및 제2코일(4313)에 접속되어 삼상전류를 공급하는 하나의 인버터구동회로(630)을 구비할 수 있다.
제1스테이터부(411)에서 발생시키는 회전자기의 각회전속도와 자속변환부(413)의 각회전속도를 동기화하여 드럼(300)을 고속구동 해야하는 경우에는 인버터구동회로(630)에 구비되어 있는 스위치(670)을 제1코일(4113)과 제2코일(4313)을 접속시키도록 가동시킬 수 있다.
반면에 드럼(300)을 저속구동 시켜야 하는 경우에는 스위치(670)를 이동시켜 제1코일(4113)과 제2코일(4313)의 전기적 연결을 끊을 수 있다.
보다 바람직하게는 삼상전류를 공급하는 제1코일(4113)과 인버터구동회로(630)를 먼저 직렬로 연결하고, 제1코일(4113)과 제2코일(4313)을 직렬로 연결하며, 제1코일(4113)과 제2코일(4313)의 사이에 제1코일(4113)과 제2코일(4313)의 연결을 개폐하도록 구비되는 스위치(670)을 포함할 수 있다.
즉, 제1코일(4113)과 제2코일(4313)이 연결되도록 스위치(670)를 제어하는 경우 인버터구동회로(630)에서 공급하는 동일한 삼상전류가 제1코일(4113)과 제2코일(4313)으로 공급되어 드럼(300)의 고속구동 모드에서 제1스테이터부(411)에서 발생한 회전자기의 각회전속도와 자속변환부(413)의 각회전속도가 동기화 될 수 있다.
반면, 드럼(300)의 저속구동 모드에서는 제1코일(4113)과 제2코일(4313)이 개방되도록 스위치(670)가 제어될 수 있다. 인버터구동회로(630)는 제1코일(4113)에만 삼상전류를 공급하고, 전기적으로 단절된 제2코일(4313)에는 삼상전류를 공급하지 않도록 구비될 수 있다.
이로 인하여 불필요한 전력의 낭비를 막을 수 있는 효과가 있다.
다만, 전술한 바와 같이 본 발명 의류처리장치는 드럼(300)의 저속구동 모드에서는 자속변환부(413)가 고정시켜 감속비를 최대화 하는 것을 목적으로 하는데 스위치(670)가 개방되어 제2코일(4313)로 삼상전류가 공급되지 않는다고 하여 자속변환부(413)가 고정되지 않는다.
따라서, 제2실시예에서는 도 8에 도시된 바와 같이 자속변환부(413)를 고정하도록 구비되는 자속변환부고정장치(4131)을 더 포함할 수 있다.
다만 도면에는 자속변환부고정장치(4131)은 구동대상부의 하우징(미도시)에 구비되어 자속변환부(413)에 수직으로 압력을 가하여 고정시키는 형상으로 도시되어 있으나, 자속변환부고정장치(4131)는 자속변환부(413)를 고정하도록 구비되면 족하며 장착되는 위치나 형상은 이에 한정되지 아니한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
캐비닛100 터브200 드럼300
구동부400 진동부500 전류공급부600
도어700 컨트롤패널800 제1구동부410
제2구동부430 베어링하우징450 샤프트470
인버터구동회로630 스위치670

Claims (11)

  1. 외관을 형성하는 캐비닛;
    상기 캐비닛 내부에 회전가능하게 구비되는 드럼; 및
    상기 드럼을 회전시키는 구동부;를 포함하고,
    상기 구동부는,
    회전력을 발생시켜 상기 드럼이 회전하도록 회전력을 전달하도록 구비되는 제1구동부; 및
    상기 제1구동부가 발생시킨 회전력과 상기 드럼에 전달되는 회전력의 비를 가변시키도록 구비되는 제2구동부;를 포함하며,
    상기 제1구동부는,
    회전자기를 발생시키도록 구비되는 제1스테이터부;
    상기 제1스테이터부의 반경방향 외측에 회전가능하도록 구비되며 상기 제1스테이터부에서 발생시킨 회전자기의 자속을 변화시키는 자속변환부; 및
    상기 자속변환부의 반경방향 외측에 회전자기에 의해 회전가능하도록 구비되는 제1로터부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 자속변환부는 상기 제2구동부와 일체로 회전 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2구동부는,
    회전자기를 발생시키도록 구비되는 제2스테이터부; 및
    상기 제2스테이터부에서 발생된 회전자기에 의해 회전가능하도록 구비되는 제2로터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1스테이터부에 권선되도록 구비되어 회전자기를 발생시키는 제1코일에 전류를 공급하는 제1인버터구동회로; 및
    상기 제2스테이터부에 권선되도록 구비되어 회전자기를 발생시키는 제2코일에 전류를 공급하는 제2인버터구동회로;를 더 포함하고,
    상기 제1인버터구동회로 및 상기 제2인버터구동회로는 상호 독립적으로 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 드럼이 기 설정된 속도 이상으로 회전하도록 구동되어야 하는 경우,
    상기 제1인버터구동회로 및 상기 제2인버터구동회로는 상기 자속변환부의 각회전속도와 상기 제1로터의 각회전속도가 동일하도록 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 드럼이 기 설정된 속도 이하로 회전하도록 구동되어야 하는 경우,
    상기 제2인버터구동회로는 상기 제2로터가 고정되도록 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2인버터구동회로는 상기 제2로터를 고정시키기 위하여 상기 제2코일에 직류를 공급하는것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 자속변환부를 선택적으로 고정시키기 위한 자속변환부고정장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1스테이터부에 권선되도록 구비되어 회전자기를 발생시키는 제1코일;
    상기 제2스테이터부에 권선되도록 구비되어 회전자기를 발생시키는 제2코일;
    상기 제1코일과 상기 제2코일의 사이에 구비되어 상기 제1코일과 상기 제2코일의 전기적 연결을 선택적으로 개폐하도록 구비되는 스위치; 및
    상기 제1코일에 전류를 공급하도록 구비되는 인버터구동회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 드럼이 기 설정된 속도 이상으로 회전하도록 구동되어야 하는 경우,
    상기 스위치는 상기 제1코일과 상기 제2코일이 전기적으로 연결되도록 작동하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 드럼이 기 설정된 속도 이하로 회전하도록 구동되어야 하는 경우,
    상기 스위치는 상기 제1코일과 상기 제2코일의 전기적 연결을 끊어지도록하여 상기 인버터구동회로가 제1코일에만 전류를 공급하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 드럼이 기 설정된 속도 이하로 회전하도록 구동되어야 하는 경우,
    상기 자속변환부고정장치는 상기 자속변환부를 고정하여 상기 자속변환부가 회전하는 것을 방지하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
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