KR20180088367A - 세탁기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이상 진동의 전조의 유무를 적절히 판정함과 동시에 탈수 행정 시에 이상 진동이 발생하지 않도록 적절히 제어한다. 제어부는 연산부와, 판정부와, 모터 회전 제어부를 구비한다. 연산부는 급수 행정에 있어서의 수위 센서의 검지 결과에 기초하여 소정 시간당의 수위의 변화량을 나타내는 수위 변화율을 연산한다. 판정부는 연산부에서 연산된 급수 행정 중의 수위 변화율에 기초하여 방수성을 갖는 세탁물이 드럼에 수용되어 있는지를 판정한다. 모터 회전 제어부는 방수성을 갖는 세탁물이 드럼에 수용되어 있다고 판정된 경우에, 탈수 행정에 있어서 드럼을 소정의 회전수 이하로 회전시키도록 구동 모터의 동작을 제어한다.

Description

세탁기 및 그 제어방법

본 발명은 탈수 행정 시에 이상 진동이 발생하지 않도록 제어하는 세탁기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기(예를 들어, 전자동 세탁기)는 물(세탁수 또는 헹굼수)의 담수를 위한 외조(이하, ‘터브’라 한다)와, 이 터브의 내부에 회전 가능하게 설치되어 세탁물을 수용하는 세탁조 겸용 탈수조(이하, ‘드럼’이라 한다)와, 이 드럼의 내부에 회전 가능하게 설치되어 수류를 발생시키는 펄세이터와, 이 드럼 및 펄세이터를 회전시키기 위한 구동력을 발생하는 모터를 포함하여 수류와 세제의 계면활성작용으로 세탁물의 오염을 제거하는 장치이다.

세탁기는 세제가 용해된 물(구체적으로, 세탁수)로 세탁물의 오염을 분리해내는 세탁 행정과, 세제가 포함되지 않은 물(구체적으로, 헹굼수)로 세탁물의 거품이나 잔류 세제를 헹구어 주는 헹굼 행정과, 고속 회전으로 세탁물에 함유된 수분을 제거해주는 탈수 행정 등의 일련의 동작으로 세탁을 진행한다.

이러한 일련의 동작으로 세탁을 진행하는 세탁기는, 탈수 행정 시에 드럼이 고속으로 회전하면, 원심력에 의해 세탁물이 드럼의 내주면에 가압되어 드럼 내의 물이나 세탁물에 함유되어 있는 물이 탈수공을 통해 드럼으로부터 배출되도록 되어 있다.

그러나, 세탁물 중에 방수성 침구나 나일론 커버, 레인 코트 등의 방수성을 갖는 세탁물이 포함되어 있는 경우에는, 세탁 행정이나 헹굼 행정 시에 방수성 세탁물 내에 물이 남아 있거나, 방수성 세탁물이 드럼의 내주면에 붙어 탈수공이 막힘으로써 배수 행정 시에 물이 다 빠지지 않는 상태가 발생할 수 있다.

이러한 상태로 탈수 행정을 개시하여 드럼의 회전 속도가 1000rpm 이상에 도달하면, 방수성 세탁물 내에 남아 있던 물이 이동하여 이상 진동이 발생하고, 터브가 크게 흔들리며 움직이는 문제가 있다.

따라서, 이러한 탈수 행정 시에 발생하는 진동 문제에 대처할 수 있도록 다양한 검토가 이루어지고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1(일본 공개특허공보 평6-98989호), 특허문헌2(일본 공개특허공보 2001-104680호)의 발명에서는, 배수 행정 시에 배수에 필요한 시간을 측정하여 측정된 시간이 소정 시간보다 짧은 경우에는, 방수성을 갖는 세탁물이 수용되어 있어 물이 다 빠지지 않았다고 판정하고, 드럼의 내주면에 붙은 세탁물을 떼어 내는 동작을 실시하거나, 이상 진동을 회피할 수 없는 경우에는 세탁기의 운전을 정지하도록 하고 있다.

그러나, 특허 문헌 1, 2의 발명과 같이, 배수 시간을 측정하는 것만으로는 방수성 의류의 유무를 정확하게 판정할 수 없는 문제가 있었다.

구체적으로, 드럼 내에 있는 방수성 의류의 편중 상태나 위치 등에 따라 배수에 필요한 시간이 각각 변동하게 된다. 예를 들면, 방수성 의류가 물을 머금고 있는 경우에는, 그 머금고 있는 물만큼 배수 시간이 짧아진다. 한편, 방수성 의류가 탈수공을 부분적으로 막고 있는 경우에는, 원활하게 배수가 이루어지지 않기 때문에 그만큼 배수 시간이 길어진다.

상술한 문제를 해결하기 위하여 개시된 본 발명의 일 측면은 이상 진동의 전조의 유무를 적절하게 판정함과 함께 탈수 행정 시에 이상 진동이 발생하지 않도록 적절하게 제어하는 세탁기 및 그 제어방법을 제안한다.

이를 위해 본 발명은 터브와, 터브 내부에 회전 가능하게 설치된 드럼과, 터브 내에 물을 공급하는 급수부와, 드럼을 회전시키는 구동부와, 급수 행정, 배수 행정 및 탈수 행정을 포함하는 세탁 동작을 실시하도록 급수부 및 구동부를 제어하는 제어부를 구비하는 세탁기에 있어서, 터브 내의 수위를 검지하는 수위 검지부; 급수 행정 또는 배수 행정 중에 수위 검지부의 검지 결과에 따라 소정 시간당 수위 변화량을 나타내는 수위 변화율을 연산하는 연산부; 급수 행정 또는 배수 행정 중의 수위 변화율에 따라 이상 진동의 전조 유무를 판정하는 판정부;를 포함하고, 제어부는, 판정부의 판정 결과에 따라 구동부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이는, 급수 행정 또는 배수 행정에 있어서 소정 시간당의 수위 변화량, 즉, 수위 변화율에 따라 이상 진동의 전조의 유무(구체적으로는, 방수성을 갖는 세탁물의 유무)를 판정하고 있다. 이하, 급수 행정에 대하여 설명한다.

구체적으로, 세탁물 중에 방수성 의류가 포함되어 있지 않고, 일반 의류만이 있을 경우에는, 일정한 유량으로 급수를 개시한 후 대략 일정한 속도로 수위가 상승하여 소정의 설정 수위에 이르기 때문에 수위 변화율은 대략 일정해진다.

한편, 세탁물 중에 방수성 의류가 포함되어 있는 경우에는, 드럼의 공간 용적이 방수성 의류에 의하여 구분됨으로써 감소한 상태가 되기 때문에 일정한 유량으로 급수를 개시하고 나서 대략 일정한 속도로 수위가 상승한 후, 드럼의 공간 용적이 감소하고 있는 위치까지 물이 도달하면, 수위 변화율이 급격하게 커진다. 즉, 세탁물 중에 방수성 의류가 포함되어 있으면, 수위 변화율이 급격하게 커지는 변곡점이 존재한다.

따라서, 본 발명에서는 이 변곡점의 존재를 고려하여 변곡점 전의 대략 일정한 속도로 수위가 상승할 때의 제1 수위 변화율과, 변곡점 후의 급격하게 수위가 높아지는 제2 수위 변화율의 비율이, 소정의 임계치보다 커진 경우에 이상 진동의 전조 있음, 즉, 세탁물 중에 방수성 의류가 포함되어 있다고 판정하도록 하고 있다.

그리고, 판정부의 판정 결과에 따라 구동부의 동작을 적절히 제어함으로써 방수성 의류가 물을 머금고 있었던 것에 기인하여 탈수 행정 시의 이상 진동의 발생을 방지할 수 있다.

제어부는, 판정부에서 이상 진동의 전조가 있다고 판정된 경우, 탈수 행정 시에 드럼을 소정 회전수 이하로 회전시키도록 구동부의 동작을 제어하거나 또는 구동부의 동작을 정지시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

이는, 방수성을 갖는 세탁물이 드럼에 수용되어 있고, 이상 진동의 전조 있음으로 판정된 경우에는, 탈수 행정에 있어서 드럼을 소정의 회전수 이하로 회전시키도록 하고 있다. 구체적으로, 통상의 탈수 행정에서 드럼의 최고 회전수가 1000rpm 정도로 설정되어 있는 경우, 방수성을 갖는 세탁물이 드럼에 수용되어 있다고 판정되었을 때에, 탈수 행정 시에 드럼의 최고 회전수를, 예를 들면, 300rpm 정도로 설정하면 된다.

이로써, 방수성 의류가 물을 머금고 있었던 것에 기인하여 탈수 행정 시의 이상 진동의 발생을 방지하면서, 세탁기의 운전을 정지시키지 않고, 탈수 행정을 완료시킬 수 있다.

또한, 방수성을 갖는 세탁물이 드럼에 수용되어 있고, 이상 진동의 전조 있음으로 판정된 경우에는, 그 이후의 세탁 행정을 정지하도록 하고 있다. 이로써, 방수성 의류가 물을 머금고 있었던 것에 기인하여 탈수 행정 시의 이상 진동의 발생을 방지할 수 있다.

연산부는, 드럼에 수용된 방수성 의류에 의해 드럼의 공간 용적이 구분됨에 따라 터브 내의 수위가 급등하는 수위 변화율을 연산하는 것을 특징으로 한다.

이는, 방수성을 갖는 세탁물이 드럼이 수용되어 있고, 방수성 의류에 의해 드럼의 공간 용적이 구분됨으로써 터브 내의 수위가 급격히 상승하게 된다. 즉, 세탁물 중에 방수성 의류가 포함되어 있으면, 수위 변화율이 급격하게 커지는 변곡점이 존재할 수 있다.

연산부는, 수위 변화율의 연산을, 급수 행정 중 또는 배수 행정 중에 다른 시간으로 적어도 2회 이상 실시하는 것을 특징으로 한다.

이는, 급수 행정 중 또는 배수 행정 중에 다른 타이밍으로 적어도 2회 이상 수위 변화율을 연산하도록 하고 있다.

판정부는, 연산부에서 다른 시간으로 연산된 2개의 상기 수위 변화율의 비율에 따라 이상 진동의 전조 유무를 판정하는 것을 특징으로 한다.

이는, 다른 타이밍으로 연산된 2개의 수위 변화율의 비율에 따라 이상 진동의 전조의 유무(구체적으로는, 방수성을 갖는 세탁물의 유무)를 판정하도록 하고 있다.

연산부는, 수위 변화율의 연산을, 적어도 1회는 수위가 터브의 바닥부로부터 드럼의 바닥부의 사이 또는 그 인접하는 영역에 있을 때 실시하는 것을 특징으로 한다.

이는, 수위가 터브의 바닥부로부터 드럼의 바닥부의 사이, 또는 그 인접하는 영역에 있을 때 적어도 1회 수위 변화율을 연산하도록 하고 있다. 이로써, 변곡점 전의 수위 변화율과, 변곡점 후의 수위 변화율이 얻어지도록 하고 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의한 세탁기는, 판정부에서 이상 진동의 전조가 있다고 판정된 경우, 소정의 알림 동작을 실시하는 알림부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이는, 방수성을 갖는 세탁물이 드럼에 수용되어 있고, 이상 진동의 전조 있음으로 판정되면, 알림부에 의해 그 내용을 나타내는 소정의 알림 동작이 이루어진다. 예를 들면, 표시 패널에 에러 메시지를 표시하거나 LED를 점등시키는 등 시각적으로 외부에 알리면 된다. 또한, 알림 버저를 울림으로써 청각적으로 외부에 알려도 된다. 이로써, 사용자에게 주의를 환기시킴과 함께, 안전에 대한 신뢰성이 높은 세탁기를 제공할 수 있다.

알림부는, 통신 기능을 갖는 외부 단말 장치에 대해 판정부의 판정 결과를 전송하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이는, 판정부의 판정 결과가 외부의 단말 장치에 대하여 송신된다. 예를 들면, 스마트 폰이나 태블릿 등의 단말 장치에 대하여, 방수성을 갖는 세탁물이 드럼에 수용되어 있는 것을 나타내는 메시지를 송신하도록 하면, 사용자에게 주의를 환기시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의한 세탁기는, 터브의 진동을 검지하는 진동 센서;를 더 포함하고, 제어부는, 급수 행정에서부터 상기 탈수 행정까지를 연속해서 실시하는 경우, 판정부의 판정 결과에 따라 구동부의 동작을 제어하고, 급수 행정에서부터 탈수 행정까지의 사이에 세탁 동작을 일시 정지시킨 경우, 세탁 동작을 재개시킨 후의 탈수 행정 시에, 진동 센서에 의해 이상 진동의 전조를 검지하여 구동부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이는, 급수 행정에서부터 탈수 행정까지의 사이에 세탁 동작이 일시 정지했는지 아닌지에 따라 판정부의 판정 결과 또는 진동 센서의 검출 결과의 어느 쪽에 기초하여 구동부의 동작을 제어할지를 결정하도록 하고 있다.

구체적으로, 급수 행정부터 탈수 행정까지를 연속해서 실시하는 경우에는, 판정부의 판정 결과에 따라 구동부의 동작을 제어하면 된다. 그러나 예를 들면, 급수 행정의 도중에 일시 정지한 경우에는, 수위 변화율을 정확하게 연산할 수 없게 된다. 따라서, 세탁 동작을 일시 정지시킨 경우에는, 진동 센서의 검출 결과에 따라 구동부의 동작을 제어하면 된다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의한 세탁기는, 세탁물을 넣고 빼는 투입구를 개폐 가능하게 하는 덮개; 덮개의 개폐 상태를 검지하는 개폐 검지부; 세탁 동작의 정지 중에 사용자의 조작에 따라 상기 세탁 동작을 재개시키는 재개 스위치;를 더 포함하고, 제어부는, 개폐 검지부에서 덮개가 열렸다가 닫힌 것이 검지된 후에 재개 스위치가 조작되면, 탈수 행정 시에 드럼을 통상의 회전수로 회전시키도록 구동부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이는, 방수성을 갖는 세탁물이 드럼에 수용되어 있다고 판정된 경우, 세탁 동작이 정지한다. 그리고 세탁 동작의 정지 중에, 사용자가 덮개를 연 후에 다시 덮개를 닫고 재개 스위치를 조작하면, 사용자가 방수성 의류가 머금고 있는 물을 제거한 것이라고 판단하고, 탈수 행정에 있어서 드럼을 통상의 회전수로 회전시키도록 하고 있다. 이로써, 탈수 행정 시의 드럼을 통상의 회전수로 회전시켜도 이상 진동의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의한 세탁기는, 구동부에 연결되어 세탁물을 교반하는 펄세이터;를 더 포함하고, 제어부는, 판정부에서 이상 진동의 전조가 있다고 판정된 경우, 급수 행정 후에 실시되는 세탁 행정 또는 상기 헹굼 행정 시에 펄세이터를 소정 회전수 이상으로 회전시키도록 구동부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이는, 방수성을 갖는 세탁물이 드럼에 수용되어 있고, 이상 진동의 전조 있음으로 판정된 경우에는, 세탁 행정 또는 헹굼 행정에 있어서 펄세이터를 소정의 회전수 이상으로 회전시키도록 하고 있다. 이로써, 방수성 의류가 머금고 있는 물이 펄세이터의 고속 회전에 의하여 제거되어, 탈수 행정 시의 드럼을 통상의 회전수로 회전시켜도 이상 진동의 발생을 방지할 수 있다.

구동부는, 환형의 스테이터와, 스테이터에 대하여 각각 독립적으로 회전 가능한 제1 로터 및 제2 로터를 구비하고, 제1 로터 또는 제2 로터 중 하나는 드럼에 연결되고, 제1 로터 또는 제2 로터 중 다른 하나는 펄세이터에 연결되는 것을 특징으로 한다.

이는, 스테이터에 대하여 각각 독립적으로 회전 가능한 제1 로터 및 제2 로터를 구비한 이른바 듀얼 로터 모터로 구동부를 구성하고 있다. 이로써, 드럼과 펄세이터를 독립적으로 회전 구동시켜, 방수성 의류가 머금고 있는 물을 보다 제거하기 쉽게 하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의한 세탁기는, 터브의 진동을 검지하는 진동 센서;를 더 포함하고, 제어부는, 탈수 행정 시에 진동 센서에 의해 이상 진동의 전조를 검지하여 구동부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이는, 세탁 행정 또는 헹굼 행정에서 펄세이터를 소정의 회전수 이상으로 회전시킨 후, 탈수 행정에서 진동 센서에 의해 이상 진동의 전조를 검지하도록 하고 있다. 이로써, 펄세이터를 고속 회전시킨 것만으로는, 방수성 의류가 머금고 있는 물을 다 제거하지 못한 경우여도, 진동 센서의 검출 결과에 따라 구동부의 동작을 적절히 제어함으로써 이상 진동의 발생을 방지할 수 있다.

제안된 세탁기 및 그 제어방법에 의하면, 급수 행정 중 또는 배수 행정 중의 수위 변화율에 기초하여 이상 진동의 전조의 유무를 적절하게 판정할 수 있다. 또한 방수성 의류가 드럼에 수용되어 있고, 이상 진동의 전조가 있다고 판정된 경우에는 구동부의 동작을 적절하게 제어함으로써 탈수 행정 시에 이상 진동의 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태1에 의한 세탁기의 전체 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 세탁기의 전체 구성을 도시한 종단면도이다.
도 3은 세탁기의 제어 동작을 설명하는 블록도이다.
도 4는 급수 행정에 있어서 변곡점 수위를 넘기 전의 수위 변화를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5는 급수 행정에 있어서 변곡점 수위를 넘은 후의 수위 변화를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 6은 일반 의류의 수위 변화율과 방수성 의류의 수위 변화율을 도시한 그래프도이다.
도 7은 방수성 의류의 유무를 판정하기 위한 동작 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 세탁기의 제어 동작을 설명하는 블록도이다.
도 9는 율동 성분에 기초하는 이상 진동의 전조 검지를 실시하는 동작 흐름도이다.
도 10은 진동 진폭에 기초하는 이상 진동의 전조 검지를 실시하는 동작 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태 3에 의한 세탁기에 탑재하는 구동 모터의 구성을 도시한 측단면도이다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예이며, 본 출원의 출원 시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 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 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1구성 요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

＜제1 실시 형태＞

도 1은 본 발명의 실시 형태1에 의한 세탁기의 전체 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 세탁기의 전체 구성을 도시한 종단면도이다.

도 1 및 도 2에서, 본 발명의 실시 형태에 의한 세탁기(10)는 직사각형 상자형의 케이스(11)를 구비하고 있다. 케이스(11)의 상부에는, 사용자가 조작을 행하기 위한 조작부(12)가 형성되어 있다. 조작부(12)는 조작 스위치(13), 표시 패널(14), LED(15) 등을 구비한다(도 3 참조). 세탁기(10)는 조작 스위치(13)를 조작함으로써 "급수", "세탁", "헹굼", "탈수"의 각 처리를 연속해서 자동적으로 수행할 수 있다.

케이스(11)의 내부에는, 외측 수조(20; 이하, ‘터브’라 한다)나 내측 수조(30; 이하, ‘드럼’이라 한다), 구동 장치(40), 펄세이터(45), 밸런서(35) 등이 설치되어 있다.

터브(20)는 상측 방향으로 개구하는 바닥이 있는 원통형의 용기로 구성되고, 케이스(11)의 중앙부에 설치되어 있다. 터브(20)는 케이스(11)의 내부를 자유롭게 선회할 수 있도록 복수의 서스펜션(21)을 통하여 케이스(11)에 매달려 지지되어 있다.

드럼(30)은 상측 방향으로 개구하는 바닥이 있는 원통형의 용기로 구성되고, 상측 방향의 투입구(11a)로부터 세탁물(C)을 넣고 뺄 수 있도록 되어 있다. 투입구(11a)는 덮개(11b)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 드럼(30)은 터브)20)보다 한 단계 작은 용기로 구성되고, 터브(20) 내에 회전 가능하게 설치되어 있다. 구체적으로, 드럼(30)은 터브(20)의 내측에 쌍방의 중심을 세로축(J)에 일치시킨 상태로 터브(20)에 수용되어 있고, 구동 장치(40)의 구동에 의해 대략 연직 방향으로 뻗는 세로축(J) 둘레로 회전한다.

드럼(30)의 둘레 벽부에는 안팎으로 관통하는 복수의 탈수공(31)이 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있다.

구동 장치(40)는 터브(20)의 하부에 설치되어 있다. 구동 장치(40)는 구동 모터(41)와 동력 전달 장치(42)를 구비하고 있다. 동력 전달 장치(42)는 터브(20)의 중심에 위치하는 제1 회전축(43) 및 제2 회전축(44)을 구비하고 있다. 제1 회전축(43)은 터브(20)의 바닥부를 관통하여 드럼(30)에 장착되어 있다. 제2 회전축(44)은 터브(20)의 바닥부 및 드럼(30)의 바닥부를 관통하여 드럼(30)의 내부에 돌출되어 펄세이터(45)에 장착되어 있다.

동력 전달 장치(42)는 구동 모터(41)의 구동에 의해 각 행정에 따라 전환하면서 제1 회전축(43) 및 제2 회전축(44)을 독립 또는 일체로 정역반전 가능하게 회전시킨다. 예를 들면, 세탁 행정이나 헹굼 행정에서는, 제2 회전축(44)이 구동되고, 펄세이터(45)가 일정한 주기로 정역반전하면서 회전한다. 탈수 행정에서는, 제1 회전축(43)이 구동되어 드럼(30)이 고속으로 회전한다.

터브(20)의 바닥부에는 배수 호스(22)가 접속되어 있다. 배수 호스(22)에는 배수 펌프(23)가 접속되어 있다. 배수 펌프(23)에는 케이스(11)의 외부에 설치된 기기 외부 호스(24)가 접속되어 있다. 배수 펌프(23)는 각 행정에 대응하여 배수 동작을 수행한다. 터브(20)의 상측 방향 위치에는 각 행정에 대응하여 터브(20)에 물을 공급하는 급수 장치(25)가 설치되어 있다.

또한, 터브(20)에는 기밀실(26)이 일체로 설치되어 있다. 기밀실(26)은 터브(20)의 외주벽의 하측 위치에 설치되어 있고, 연통 구멍(26a)을 통하여 터브(20)의 내부에 연통하고 있다. 기밀실(26)의 상부에는 서브 호스(27)가 접속되어 있다. 서브 호스(27)에는 터브(20) 내의 수위를 검지하는 수위 센서(28)(수위 검지부)가 접속되어 있다. 수위 센서(28)는 케이스(11)의 상부에 형성되어 있다.

그리고, 급수 장치(25)로부터 터브(20) 내에 물이 공급되면, 그 일부가 연통 구멍(26a)을 통하여 기밀실(26)에도 유입한다. 터브(20) 내의 수위가 서서히 상승함으로써 터브(20)에 연통하고 있는 기밀실(26) 내의 공기압도 서서히 상승한다. 기밀실(26)과 수위 센서(28)는 서브 호스(27)를 통하여 기밀하게 접속되어 있으므로, 수위 센서(28)는 이 공기압의 변화에 따른 발진 주파수를 출력한다.

여기에서, 예를 들면, 세탁 행정이나 헹굼 행정 시에는, 배수 펌프(23)가 정지한 상태로, 급수 장치(25)로부터 드럼(30)에 물이 공급되어, 터브(20) 및 드럼(30)에 물이 저장된다. 그 상태로 펄세이터(45)가 회전함으로써 세탁물(C)이 물과 함께 교반되어 세탁 행정이나 헹굼 행정이 이루어진다.

또한, 중간 탈수 행정이나 탈수 행정 시에는, 배수 펌프(23)를 동작시키면서 드럼(30)을 고속으로 회전시킨다. 그 결과, 세탁물(C)에 함유되어 있는 물은 원심력의 작용에 의해 탈수공(31)을 통하여 드럼(30)으로부터 배출된다. 드럼(30)으로부터 배출된 물은 배수 호스(22) 및 기기 외부 호스(24)를 통해 세탁기(10)의 터브(20) 및 드럼(30)의 밖으로 배수된다.

밸런서(35)는 드럼(30)의 상측 방향의 개구부에 설치되어 있다. 밸런서(35)는 원환형의 부재이며, 그 내부에 염수 등의 고비중의 액체가 봉입되어 있다. 밸런서(35)는 드럼(30)의 회전 시에 세탁물(C)의 편중에 의하여 발생하는 중량 밸런스의 불균형을 조정하여, 진동을 억제하기 위하여 설치되어 있다. 단, 밸런서(35)는 유체 밸런서에 한정되지 않고, 볼 밸런서여도 된다.

구동 장치(40)는, 케이스(11)의 상부에 설치된 제어부(50)에 의하여 제어된다. 제어부(50)는 CPU(Central Processing Unit)나 ROM(Read Only Memory) 등을 구비하고, CPU는 ROM에 미리 기억되어 있는 제어 프로그램을 판독하여 실행함으로써 급수, 세탁, 중간 탈수, 헹굼, 배수 및 탈수의 각 행정을 차례로 실행한다.

그런데, 통상, 드럼(30)에 담겨 있는 물의 대부분은 탈수공(31) 등을 통해 배수되기 때문에 탈수 행정 시에 드럼(30)에 다량의 물이 남아 있는 일은 없다. 그러나 방수성 침구나 나일론 커버, 레인 코트 등의 물을 통과시키지 않는 의류 등이 세탁되는 경우에, 간혹, 방수성을 갖는 세탁물(C)이 퍼져, 헹굼 행정 종료 후에 드럼(30) 내에 있어서, 다량의 물을 머금고 있는 상태가 되는 경우가 있다.

이러한 상태가 발생하면, 탈수 행정에 있어서, 방수성의 세탁물(C)이 머금고 있는 물이 순간적으로 이동했을 때에, 밸런서(35)의 유체가 언밸런스 부하에 추종하지 못해, 세탁기(10)가 이상 진동을 일으키는 경우가 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는 방수성 침구 등의 방수성을 갖는 세탁물(C)에 기인하여 발생하는 이상 진동을 방지할 수 있도록 하고 있다. 구체적으로, 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 세탁기의 제어 동작을 설명하는 블록도이다.

도 3에서, 제어부(50)에는 구동 모터(41), 수위 센서(28), 조작부(12) 등이 접속되어 있다. 제어부(50)는 조작부(12)에 의하여 입력된 각 처리에 대응하여 CPU가 제어 프로그램을 실행함으로써 실현되는 소프트웨어상의 다양한 수단을 구비하고 있다.

즉, 제어부(50)는 급수 행정에 있어서의 수위 센서(28)의 검지 결과에 기초하여 소정 시간당의 수위의 변화량을 나타내는 수위 변화율을 연산하는 연산부(51)와, 연산부(51)에서 연산된 급수 행정 중의 수위 변화율에 기초하여 방수성을 갖는 세탁물(C)이 드럼(30)에 수용되어 있는지를 판정하는 판정부(52)와, 구동 모터(41)의 회전을 제어하는 모터 회전 제어부(53)를 갖고 있다. 또한, 제어부(50)는 각 행정에 대응하여 배수 펌프(23)나 급수 장치(25) 등의 동작을 제어한다.

이하, 급수 행정 중의 수위 변화율에 근거하여, 이상 진동의 전조의 유무, 즉, 방수성을 갖는 세탁물(C)의 유무를 어떻게 판정하는지에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 방수성을 갖지 않는 세탁물을 일반 의류(C1), 방수성을 갖는 세탁물을 방수성 의류(C2)라고 부른다.

도 4는 급수 행정에 있어서 변곡점 수위를 넘기 전의 수위의 변화를 도시한 개략적인 단면도이다.

도 4에서, 급수 장치(25)로부터 드럼(30)을 향해 물이 공급되면, 드럼(30)의 탈수공(31) 등을 통과하여 터브(20)에도 물이 저장된다. 도 4에서는, 방수성 의류(C2)가 상측 방향으로 개구하는 주머니형으로 되어 있고, 그 내부에 일반 의류(C1)가 수용된 상태를 나타내고 있다. 이때, 급수 장치(25)로부터 공급된 물은 방수성 의류(C2)의 상측 가장자리부에 닿아 그대로 터브(20)를 향해 흐름과 동시에 그 일부가 방수성 의류(C2)의 내부에 머물게 된다.

도 5는 급수 행정에 있어서 변곡점 수위를 넘은 후의 수위의 변화를 도시한 개략적인 단면도이다.

그리고, 도 5에 도시한 바와 같이, 드럼(30)의 공간 용적이 방수성 의류(C2)에 의하여 구분됨으로써 감소하고 있는 위치까지 물이 도달하면, 그 후에는 터브(20) 내의 수위가 급격하게 상승하게 된다. 즉, 세탁물 중에 방수성 의류(C2)가 포함되어 있으면, 수위 변화율이 급격하게 커지는 변곡점이 존재한다.

이하, 도 6을 참조하여 변곡점 수위에 대하여 설명한다.

도 6은 일반 의류의 수위 변화율과 방수성 의류의 수위 변화율을 도시한 그래프도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 세탁물 중에 방수성 의류(C2)가 포함되어 있지 않고, 일반 의류(C1)뿐인 경우에는, 일정한 유량으로 급수를 개시한 후 대략 일정한 속도로 수위가 상승해 소정의 설정 수위에 이르기 때문에 수위 변화율은 대략 일정해진다.

또한, 수위 변화율이 대략 일정한지에 대해서는, 급수 행정에 있어서, 급수 개시로부터 소정 시간 후에 연산한 제1 수위 변화율 Δ1과 제1 수위 변화율 Δ1보다 후에 연산한 제2 수위 변화율 Δ2의 비율이 소정의 임계치보다 큰지 아닌지로 판정할 수 있다.

여기에서, 제1 수위 변화율 Δ1은 급수 개시로부터 수위 S1에 이를 때까지의 시간 t1과, 수위 S2에 이를 때까지의 시간 t2에 의하여 연산할 수 있다. 즉, Δ1=(S2-S1)/(t2-t1)이 된다.

또한, 제2 수위 변화율 Δ2도 마찬가지로 수위 S3에 이를 때까지의 시간 t3과, 수위 S4에 이를 때까지의 시간 t4에 의하여 연산할 수 있다. 즉, Δ2=(S4-S3)/(t4-t3)이 된다.

그리고, 도 6의 그래프도를 보면 알 수 있듯이, 일반 의류(C1)의 경우에는 제1 수위 변화율 Δ1과 제2 수위 변화율 Δ2는 급수 개시로부터 설정 수위에 이를 때까지의 어느 구간을 비교해도 대략 동일한 기울기를 나타내고 있다. 이에 따라 제1 수위 변화율 Δ1에 대한 제2 수위 변화율 Δ2의 비율 Δ2/Δ1은, 대략 1이 되어 소정의 임계치(예를 들면, 3~6)보다 작기 때문에 판정부(52)에 있어서 방수성 의류(C2)가 포함되어 있지 않다고 판정된다.

한편, 세탁물 중에 방수성 의류(C2)가 포함되어 있는 경우에는, 일정한 유량으로 급수를 개시하고 나서 대략 일정한 속도로 수위가 상승한 후, 변곡점 수위를 넘은 시점에 수위 변화율이 급격하게 커진다.

따라서, 제1 수위 변화율 Δ1은 급수 개시로부터 변곡점 수위보다 낮은 수위 S1에 이를 때까지의 시간 T1과, 수위 S2에 이를 때까지의 시간 T2에 의해 연산하면 된다. 즉, Δ1=(S2-S1)/(T2-T1)가 된다.

또한, 제2 수위 변화율 Δ2는 변곡점 수위보다 높은 수위 S3에 이를 때까지의 시간 T3과, 수위 S4에 이를 때까지의 시간 T4에 의하여 연산하면 된다. 즉, Δ2=(S4-S3)/(T4-T3)이 된다.

그리고, 도 6의 그래프도를 보면 알 수 있듯이, 방수성 의류(C2)의 경우에는 변곡점 수위의 전후로 수위 변화율이 급격하게 변화하고 있다. 이에 따라 제1 수위 변화율 Δ1에 대한 제2 수위 변화율 Δ2의 비율 Δ2/Δ1은, 예를 들면, 10 정도가 되어, 소정의 임계치(예를 들면, 3~6)보다 크기 때문에 판정부(52)에서 방수성 의류(C2)가 포함되어 있다고 판정된다.

그리고, 방수성 의류(C2)가 드럼(30)에 수용되어 있다고 판정된 경우에, 제어부(50)는 중간 탈수 행정이나 최종 탈수 행정에 있어서 드럼(30)을 소정의 회전수 이하로 회전시키도록 구동 모터(41)의 회전을 제어한다.

구체적으로, 통상의 탈수 행정에 있어서의 드럼(30)의 최고 회전수가 1000rpm 정도로 설정되어 있는 경우이면, 방수성 의류(C2)가 드럼(30)에 수용되어 있다고 판정되었을 때에, 탈수 행정에 있어서의 드럼(30)의 최고 회전수를 예를 들면, 300rpm 정도로 설정하면 된다.

이로써, 방수성 의류(C2)가 물을 머금고 있었던 것에 기인한 탈수 행정 시의 이상 진동의 발생을 방지하면서, 세탁기(10)의 운전을 정지시키지 않고, 탈수 행정을 완료시킬 수 있다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(50)에는 알림 버저(16)(알림부)가 접속되어 있다. 방수성 의류(C2)가 드럼(30)에 수용되어 있다고 판정부(52)에서 판정된 경우에, 알림 버저(16)를 울림으로써 청각적으로 외부에 알려 사용자에게 주의를 환기시킬 수 있다. 또한, 표시 패널(14)이나 LED(15)를 알림부로서 이용하여 표시 패널(14)에 에러 메시지를 표시하거나 LED(15)를 점등시키는 것에 의해 시각적으로 외부에 알려도 된다.

도 7은 방수성 의류의 유무를 판정하기 위한 동작 흐름도이다.

도 7에서, 스텝 S101에서는 세탁 행정을 실시할 때에, 급수 장치(25)로부터 터브(20) 내에 물을 공급하고, 스텝 S102로 진행한다.

스텝 S102에서는 급수를 개시한 후의 경과시간 T와, 경과시간 T에 있어서의 터브(20) 내의 수위 S를 취득하고, 스텝 S103으로 진행한다. 또한, 경과시간 T와 수위 S는, 급수 개시로부터 설정 수위에 이를 때까지 순서대로 취득하는 것으로 한다.

스텝 S103에서는 급수 개시로부터 소정의 수위 S1에 이를 때까지의 시간 T1과, 수위 S2에 이를 때까지의 시간 T2에 기초하여 제1 수위 변화율 Δ1을 연산하고, 스텝 S104로 진행한다. 즉, Δ1=(S2-S1)/(T2-T1)가 된다.

스텝 S104에서는 수위 S2보다 높은 수위 S3에 이를 때까지의 시간 T3과, 수위 S4에 이를 때까지의 시간 T4에 기초하여 제2 수위 변화율 Δ2를 연산하고, 스텝 S105로 진행한다. 즉, Δ2=(S4-S3)/(T4-T3)이 된다.

스텝 S105에서는 제1 수위 변화율 Δ1에 대한 제2 수위 변화율 Δ2의 비율 Δ2/Δ1이, 소정의 임계치보다 큰지를 판단한다. 스텝 S105에서의 판단이 "YES"인 경우에는 스텝 S109로 분기한다. 스텝 S105에서의 판단이 "NO"인 경우에는 스텝 S106으로 분기한다.

스텝 S106에서는 드럼(20) 내의 수위가 설정 수위에 이르렀는지를 판단한다. 스텝 S106에서의 판단이 "YES"인 경우에는 스텝 S107로 분기한다. 스텝 S106에서의 판단이 "NO"인 경우에는 스텝 S104로 분기하고, 제2 수위 변화율 Δ2를 다시 연산한다. 또한, 이 재연산 시에는 수위 S3, S4는 전회보다 높은 수위로 갱신되어 제2 수위 변화율 Δ2가 연산된다.

스텝 S107에서는 급수 개시로부터 설정 수위에 이를 때까지 사이에 Δ2/Δ1이 소정의 임계치보다 커지는 일은 없었기 때문에, 세탁물 중에 방수성 의류(C2)가 포함되어 있지 않다고 판단하고, 스텝 S108로 진행한다.

스텝 S108에서는 중간 탈수 행정이나 최종 탈수 행정에 있어서, 드럼(30)을 통상의 회전수(예를 들면, 1000rpm)로 회전시키도록 구동 모터(41)의 회전수를 설정하고, 처리를 종료한다.

스텝 S109에서는 급수 개시로부터 설정 수위에 이를 때까지 사이에, Δ2/Δ1이 소정의 임계치보다 커지고 있으므로, 세탁물 중에 방수성 의류(C2)가 포함되어 있다고 판단하고, 스텝 S110로 진행한다.

스텝 S110에서는, 중간 탈수 행정이나 최종 탈수 행정에 있어서, 드럼(30)을 소정의 회전수 이하(예를 들면, 300rpm)로 회전시키도록 구동 모터(41)의 회전수를 설정하고, 처리를 종료한다.

또한, 본 실시 형태에서는 급수 행정 중에 수위 변화율을 연산하도록 하고 있지만, 배수 행정 중에 수위 변화율을 연산하는 것도 가능하다. 구체적으로, 배수 행정에서는, 도 6의 그래프도를 반전시킨 것 같은 시간의 경과와 함께 수위가 낮아지도록 변화하는 그래프가 된다.

여기에서, 세탁물 중에 방수성 의류(C2)가 포함되어 있지 않고, 일반 의류(C1)뿐이었을 경우에는, 설정 수위까지 물이 머물러 있는 상태로, 일정한 유량으로 배수를 개시하고 나서 대략 일정한 속도로 수위가 하강하여 배수가 종료되기 때문에 수위 변화율은 대략 일정해진다.

한편, 세탁물 중에 방수성 의류(C2)가 포함되어 있는 경우에는, 설정 수위까지 물이 머물러 있는 상태로, 일정한 유량으로 배수를 개시하고 나서 대략 일정한 속도로 수위가 하강한 후, 변곡점 수위를 하회한 시점에 수위 변화율이 급격하게 작아진다.

이와 같이, 배수 행정에 있어서도, 세탁물 중에 방수성 의류(C2)가 포함되어 있는 경우에는, 변곡점 수위의 전후로 수위 변화율이 급격하게 변화하고 있는 점에서, 판정부(52)에 있어서 방수성 의류(C2)의 유무를 판정하는 것이 가능해진다.

<실시 형태2>

도 8은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 세탁기의 제어 동작을 설명하는 블록도로서, 본 발명의 실시 형태1과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 차이점에 대해서만 설명한다.

도 8에서, 제어부(50)에는 구동 모터(41), 수위 센서(28), 조작부(12), 알림 버저(16) 외에도, 진동 센서(36), 개폐 센서(37)(개폐 검지부), 및 통신부(38)(알림부)가 접속되어 있다.

진동 센서(36)는 세탁기(10)의 터브(20)에 설치되어 터브(20)의 진동을 검지한다.

개폐 센서(37)는 덮개(11b)의 개폐 상태를 검지하는 것이며, 근접 센서나 자기 센서로 구성되어 있다. 개폐 센서(37)는 케이스(11)에 있어서의 투입구(11a)의 둘레 가장자리부에 설치되어 있다. 덮개(11b)에는 개폐 센서(37)에 대응하는 위치에 영구자석(도시 생략)이 설치되어 있고, 덮개(11b)가 닫힌 상태에서는 개폐 센서(37)와 영구자석이 대향한다. 한편, 덮개(11b)가 열린 상태에서는 개폐 센서(37)로부터 영구자석이 떨어지게 된다. 이로써, 덮개(11b)의 개폐 상태를 개폐 센서(37)로 검지할 수 있다.

통신부(38)는 통신 기능을 갖는 외부의 단말 장치(60)에 대하여 방수성을 갖는 세탁물(C)이 드럼(30)에 수용되어 있는 것을 나타내는 메시지를 송신한다. 단말 장치(60)는 예를 들면, 스마트 폰이나 태블릿 등이며, 단말 장치(60)의 표시 모니터에 에러 메시지가 표시됨으로써 사용자에게 주의를 환기시킬 수 있다.

여기에서, 제어부(50)는 급수 행정부터 탈수 행정까지의 사이에 세탁 동작이 일시 정지했는지 아닌지에 의해 구동 모터(41)의 동작을 변경하도록 하고 있다. 구체적으로, 급수 행정부터 탈수 행정까지가 연속해서 실시되는 경우에는, 판정부(52)에서 수위 변화율에 기초하여 방수성 의류(C2)가 드럼(30)에 수용되어 있다고 판정되었을 때에, 제어부(50)는 중간 탈수 행정이나 최종 탈수 행정에 있어서 드럼(30)을 소정의 회전수 이하로 회전시키도록 구동 모터(41)의 회전을 제어한다.

그러나 예를 들면, 급수 행정의 도중에 일시 정지한 경우에는, 수위 변화율을 정확하게 연산할 수 없게 된다. 따라서, 급수 행정부터 탈수 행정까지의 사이에 세탁 동작을 일시 정지시킨 경우에는, 세탁 동작을 재개시킨 후의 중간 탈수 행정이나 최종 탈수 행정에 있어서, 진동 센서(36)에 기초하여 이상 진동의 전조를 검지하도록 하고 있다. 그리고 제어부(50)는 진동 센서(36)의 검지 결과에 기초하여 구동 모터(41)의 회전을 정지하도록 제어한다.

이하, 이상 진동의 전조 검지에 대하여 설명한다.

제어부(50)는 연산부(51), 판정부(52), 모터 회전 제어부(53) 외에도, 드럼(30)의 이상 진동의 전조 검지에 이용되는 율동(律動) 검지부(55) 및 변화율 검지부(56)와, 드럼(30) 내의 세탁물(C)의 언밸런스 상태를 검지하는 언밸런스 검지부(57)를 구비하고 있다.

여기에서, 본원 발명에서는 세탁기(10)의 운전 중에 진동 센서(36)의 출력을 해석하여 이상 진동 발생 직전에 진동 센서(36)의 출력 신호에 있어서 특유의 거동을 나타내는 것을 발견하였다. 구체적으로는, 이상 진동 발생 전에, 진동 센서(36)의 출력 신호에 드럼(30)의 회전 주기보다 긴 주기의 율동 성분에 유래하는 파라미터가 특히 커지는 것을 발견했다.

율동 검지부(55)는 이 발견에 기초하여 마련된 것이며, 세탁기(10)의 탈수 행정 중에 진동 센서(36)의 출력 신호를 취득하여, 이 출력 신호로부터 드럼(30)의 회전 주기보다 긴 주기의 율동 성분을 추출하고, 이 율동 성분에 소정의 신호 처리를 실시하여 세탁기(10)의 이상 진동의 전조를 검지하기 위한 율동에 유래하는 파라미터 R을 산출해, 이 파라미터 R값이 미리 설정된 제1 임계치 Th1을 넘는 경우에 이상 진동의 전조가 있다고 판정한다. 또한, 제1 임계치 Th1은 고정값이다. 여기에서, 파라미터 R은 예를 들면 진동 센서(36)로 취득되는 진동 성분을 FFT 등에 의하여 분해하여, 소정 주파수의 진동 성분의 강도를 산출한 것이다. 또한, 강도 이외의 값이어도 상관없다.

또한, 본원 발명에서는 이상 진동 발생 전에, 드럼(30)의 진동 진폭이 급격하게 변화하고 있는 것을 발견하였다. 변화율 검지부(56)는 이 발견에 기초하여 마련된 것이며, 진동 센서(36)의 출력 신호를 취득하고, 이 출력 신호에 소정의 신호 처리를 실시하여 진동 진폭의 변화율 RV를 산출하고, 이 변화율 RV가 미리 설정된 제2 임계치 Th2를 넘는 경우에 이상 진동의 전조가 있다고 판정한다.

언밸런스 검지부(57)는 진동 센서(36) 외에, 기계적 스위치 또는 적외선 센서 등을 이용하여 드럼(30) 내의 세탁물의 언밸런스 상태를 검지하는 것이다.

모터 회전 제어부(53)는 언밸런스 검지부(57)의 검지 결과, 율동 검지부(55)의 판정 결과 및 변화율 검지부(56)의 판정 결과에 기초하여 구동 모터(41)의 회전을 제어한다.

-이상 진동의 전조 검지-

다음으로, 제어부(50)가 실행하는 탈수 행정에 있어서의 이상 진동의 전조를 검지하는 이상 진동 전조 검지 처리에 대하여 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다.

도 9는 율동 성분에 기초하는 이상 진동의 전조 검지를 실시하는 동작 흐름도이고, 도 10은 진동 진폭에 기초하는 이상 진동의 전조 검지를 실시하는 동작 흐름도이다.

<율동에 근거하는 전조 검지>

율동 성분에 기초하는 이상 진동의 전조 검지에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다. 이 이상 진동의 전조 검지는, 세탁 행정 및 헹굼 행정 후의 탈수 행정 중에 실행하는 것이다.

도 9에서, 스텝 S201에서 제어부(50)는 진동 센서(36)로부터 전송되는 터브(20)의 진동 상태를 나타내는 출력 신호를 취득하고, 스텝 S202로 진행한다.

스텝 S202에서는 취득한 출력 신호에 소정의 신호 처리를 실시하여, 드럼(30)의 회전 주기보다 긴 주기의 율동 성분을 추출하고, 스텝 S203으로 진행한다. 여기에서, 제어부(50)는 드럼(30)의 회전수에 따라 추출하는 율동 성분을 변경하고 있다. 즉, 드럼(30)의 내측에 비닐 봉투를 전체면에 깔아 대형 방수포가 존재함과 함께 언밸런스를 부가한 상태로 이상 진동을 발생시키는 모의 실험을 본원 발명에서 실시한 결과, 이상 진동의 발생 전에 검출된 율동 성분 중 가장 강도가 큰 주파수(피크 주파수)는 드럼(30)의 회전수가 커짐에 따라 그 주파수도 커지는 경향이 있었다. 즉, 드럼(30)의 회전수와 이상 진동 발생 직전에 검출된 율동 성분의 피크 주파수의 사이에는 개략 1차 함수로 나타낼 수 있는 관계가 존재한다.

스텝 S203에서 제어부(50)는 추출한 율동 성분으로부터 이상 진동의 전조를 검지하기 위한 율동에 유래하는 파라미터 R을 계산하고, 스텝 S204로 진행한다.

스텝 S204에서는, 이 파라미터 R값이 미리 설정된 제1 임계치 Th1보다 큰지를 판단한다. 스텝 S204에서의 판단이 "YES"인 경우에는 스텝 S205로 분기한다. 스텝 S204에서의 판단이 "NO"인 경우에 제어부(50)는 이상 진동의 전조 없음으로 판정하고, 처리를 스텝 S201로 피드백한다.

스텝 S205에서 제어부(50)는 이상 진동의 전조 있음으로 판정하고 구동 모터(41)의 회전을 정지하여, 처리를 종료한다. 여기에서, 제어부(50)에 의해 검지되는 율동 성분은, 드럼(30)의 회전 주기보다 긴 주기의 것을 주로 추출하고 있다.

<진동 진폭의 변화율에 근거하는 전조 검지>

다음으로, 진동 진폭의 변화율에 기초하는 이상 진동의 전조 검지에 대하여 도 10을 참조하여 설명한다. 이 이상 진동의 전조 검지도 세탁 행정 및 헹굼 행정 후의 탈수 행정 중에 실행하는 것이다.

도 10에서, 스텝 S301에서 제어부(50)는 진동 센서(36)로부터 전송되어 터브(20)의 진동 상태를 나타내는 출력 신호를 취득하고, 스텝 S302로 진행한다.

스텝 S302에서 제어부(50)는 취득한 출력 신호에 소정의 신호 처리를 실시하여, 터브(20)의 진동 진폭의 변화율 RV를 산출하고, 스텝 S303으로 진행한다.

스텝 S303에서는 이 산출한 진동 진폭의 변화율 RV가 미리 설정된 제2 임계치 Th2보다 큰지를 판단한다. 스텝 S303에서의 판단이 "YES"인 경우에는 스텝 S304로 분기한다. 스텝 S303에서의 판단이 "NO"인 경우에는 제어부(50)는 이상 진동의 전조 없음으로 판정하고, 처리를 스텝 S301로 피드백한다.

스텝 S304에서 제어부(50)는 이상 진동의 전조 있음으로 판정하고 구동 모터(41)의 회전을 정지하여, 처리를 종료한다.

이상 진동의 전조 검지에 의하면, 진동 센서(36)의 출력에 기초하여 드럼(30)에 있어서의 이상 진동의 전조의 유무를 판정하도록 하였다. 구체적으로는, 진동 센서(36)의 출력 신호에 소정의 신호 처리를 실시하여, 드럼(30)의 회전 주기의 소정 정수분의 1주기의 율동 성분을 추출하여, 이 율동 성분으로부터 이상 진동의 전조를 검지하기 위한 파라미터 R을 구하고, 이 파라미터 R에 근거하여 이상 진동의 전조의 유무를 판정하여, 이상 진동의 전조 있음으로 판정한 경우에 드럼(30)의 회전을 정지하도록 하였다. 이에 따라 이상 진동을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 이상 진동의 전조 검지에 의하면, 터브(20)의 진동 진폭의 변화율 RV가 제2 임계치 Th2를 넘은 경우에 이상 진동의 전조라고 판정하고, 드럼(30)의 회전을 정지하도록 했다. 이에 따라 이상 진동을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 이 진동 진폭의 급격한 변화와 율동 성분은 별개로 발생하고 있기 때문에 이 율동 성분의 검지와 함께 보다 정확도 높게 이상 진동의 전조를 검지할 수 있다.

그런데, 본 실시 형태에서는, 이상 진동의 전조 있음으로 판정한 경우에 드럼(30)의 회전을 정지하도록 하고 있다. 이때, 알림 버저(16)를 울리거나 단말 장치(60)에 대하여 에러 메시지가 송신되는 등으로 사용자에게 주의를 환기시킬 수 있다.

그리고, 세탁기(10)에 있어서 세탁 동작이 정지한 것을 알게 된 사용자는 세탁 동작을 재개시키기 위하여 우선, 덮개(11b)를 열고, 방수성 의류(C2)가 머금고 있는 물을 제거한 후에, 다시 덮개(11b)를 닫는다. 이러한 덮개(11b)의 개폐 상태는 개폐 센서(37)로 검지된다. 그리고, 사용자는 재개 스위치(17)를 조작함으로써 세탁 동작을 재개시킨다.

제어부(50)는 세탁 동작의 정지 중에, 사용자가 덮개(11b)를 연 후에 다시 덮개(11b)를 닫고 재개 스위치(17)를 조작한 경우에는, 사용자가 방수성 의류(C2)가 머금고 있는 물을 제거한 것이라고 판단하여, 탈수 행정에 있어서 드럼(30)을 통상의 회전수로 회전시키도록 구동 모터(41)의 구동을 제어한다. 이로써, 탈수 행정 시의 드럼(30)을 통상의 회전수로 회전시켜도 이상 진동의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 방수성을 갖는 세탁물(C)이 드럼(30)에 수용되어 있다고 판정부(52)에서 판정된 경우에, 중간 탈수 행정이나 최종 탈수 행정에 있어서 드럼(30)을 소정의 회전수 이하로 회전시키도록 구동 모터(41)의 동작을 제어하도록 했지만, 이 형태로 한정하는 것은 아니다.

예를 들면, 방수성을 갖는 세탁물(C)이 드럼(30)에 수용되어 있다고 판정부(52)에서 판정된 경우에, 그 이후의 세탁 행정을 중지하기 위하여, 구동 모터(41)의 동작을 정지하도록 제어해도 된다. 그 후, 사용자가 세탁 동작을 재개시킬 때는, 상기 설명한 순서와 마찬가지로 덮개(11b)의 개폐 상태나 재개 스위치(17)의 조작에 따라, 탈수 행정에 있어서 드럼(30)을 통상의 회전수로 회전시키도록 하면 된다.

<실시 형태 3>

도 11은 본 발명의 실시 형태 3에 의한 세탁기에 탑재하는 구동 모터의 구성을 도시한 측단면도이다.

본 실시 형태 3에 의한 세탁기(10)에서는 드럼(30)과 펄세이터(45)를 독립적으로 회전 구동시키는 것이 가능하도록, 구동 모터(41)를 이른바 듀얼 로터 모터로 구성하고 있다.

도 11에서, 구동 모터(41)는 아우터 로터(46)(제2 로터), 이너 로터(47)(제1 로터), 이너 샤프트(43)(제1 회전축), 아우터 샤프트(44)(제2 회전축), 환형의 스테이터(48) 등으로 구성되어 있다. 즉, 이 구동 모터(41)는 1개의 스테이터(48)의 직경 방향의 외측 방향 및 내측 방향에 아우터 로터(46) 및 이너 로터(47)를 구비한 이른바 듀얼 로터 모터이다.

그리고, 아우터 로터(46) 및 이너 로터(47)가 클러치나 가감속기 등을 통하지 않고 펄세이터(45)나 드럼(30)에 연결되어 있어 이것들을 직접 구동하도록 구성되어 있다.

아우터 로터(46) 및 이너 로터(47)는 스테이터(48)의 코일을 공용하고 있고, 코일에 전류를 공급함으로써 이 구동 모터(41)는 아우터 로터(46) 및 이너 로터(47)의 각각을 독립적으로 회전 구동할 수 있게 되어 있다. 스테이터(48)는 터브(20)의 바닥면에 설치된 베어링 브래킷(70)에 장착되어 있다.

아우터 로터(46)는, 평평한 바닥이 있는 원통형의 부재이며, 중심부분이 개구된 바닥벽부(46a)와, 바닥벽부(46a)의 둘레 가장자리에 세워 설치된 로터 요크(46b)와, 원호형의 영구자석으로 이루어지는 복수의 아우터 마그넷(46c)을 갖고 있다.

이너 로터(47)는, 아우터 로터(46)보다 외경이 작은 평평한 바닥이 있는 원통형의 부재이며, 중심부분이 개구된 내측 바닥벽부(47a)와, 내측 바닥벽부(47a)의 주위에 세워 설치된 내측 둘레 벽부(47b)와, 직사각형 판형의 영구자석으로 이루어지는 복수의 이너 마그넷(47c)을 갖고 있다.

이너 샤프트(43)는, 원기둥형의 축부재이며, 이너 베어링(73), 아우터 샤프트(44), 및 볼베어링(71, 72)을 통하여 베어링 브래킷(70)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이너 샤프트(43)의 하단부는, 아우터 로터(46)에 연결되어 있다. 이너 샤프트(43)의 상단부는, 펄세이터(45)에 연결되어 있다.

아우터 샤프트(44)는, 이너 샤프트(43)보다 짧고, 이너 샤프트(43)의 외경보다 큰 내경을 갖는 원통형의 축부재이며, 상하의 이너 베어링(73, 73), 이너 샤프트(43), 및 볼베어링(71, 72)을 통하여 베어링 브래킷(70)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 아우터 샤프트(44)의 하단부는, 이너 로터(47)에 연결되어 있다. 아우터 샤프트(44)의 상단부는, 드럼(30)에 연결되어 있다.

스테이터(48)는, 아우터 로터(46)의 내경보다 외경이 작고 이너 로터(47)의 외경보다 내경이 큰 원환형의 부재로 형성되어 있다. 스테이터(48)는 복수의 티스(48a)나 코일 등이 수지에 매설된 상태로 구비되어 있다.

이와 같이 구성된 구동 모터(41)에서는 드럼(30)과 펄세이터(45)를 독립적으로 회전 구동시키는 것이 가능하게 되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 방수성을 갖는 세탁물(C)이 드럼(30)에 수용되어 있다고 판정된 경우에, 방수성 의류(C2)가 머금고 있는 물을 제거하기 위한 제어를 실시하도록 하고 있다.

구체적으로, 제어부(50)는 방수성을 갖는 세탁물(C)이 드럼(30)에 수용되어 있다고 판정부(52)에서 판정된 경우에, 급수 행정 후에 실시되는 세탁 행정 또는 헹굼 행정에 있어서, 펄세이터(45)와 드럼(30)을 소정의 독립 구동(예를 들면, 독립 구동에 의한 상반 회전이나 동상(동상(同相)) 속도차 회전 등)시키도록 구동 모터(41)의 동작을 제어한다. 그 후의 탈수 행정에서는, 드럼(30)을 통상의 회전수로 회전시키도록 구동 모터(41)의 구동을 제어한다.

이로써, 방수성 의류(C2)가 머금고 있는 물이 펄세이터(45)와 드럼(30)의 독립 구동에 의하여 제거되어, 탈수 행정 시의 드럼(30)을 통상의 회전수로 회전시켜도 이상 진동의 발생을 방지할 수 있다.

그런데, 펄세이터(45)와 드럼(30)의 독립 구동만으로는, 방수성 의류(C2)가 머금고 있는 물을 다 제거하지 못하는 경우가 있다. 이 경우에, 탈수 행정에 있어서 드럼(30)을 통상의 회전수로 계속해서 회전시키면, 이상 진동이 발생할 우려가 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 탈수 행정에 있어서 진동 센서(36)의 검출 결과에 기초하여 구동 모터(41)의 동작을 적절히 제어하도록 하고 있다. 구체적으로, 제어부(50)는 탈수 행정에 있어서, 진동 센서(36)에 기초하여 이상 진동의 전조를 검지하여 구동 모터(41)의 동작을 정지하도록 제어한다.

또한, 이상 진동의 전조의 검지에 대해서는 상기 실시 형태 2와 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.

또한, 본 실시 형태3과 같은, 아우터 로터(46) 및 이너 로터(47)를 구비한 구동 모터(41)는, 상기 실시 형태1, 2에 대해서도 적용 가능하다.

발명의 실시를 위한 형태

<그 외의 실시 형태>

상기 실시 형태에 대해서는, 이하와 동일한 구성으로 해도 된다.

본 실시 형태에서는, 수위 검지부(28)로서 압력 센서를 이용한 구성에 대하여 설명했지만, 이 형태로 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 정전 용량 센서, 초음파 센서, 화상 센서, 광 센서, 전파 센서, 열 센서 등을 수위 검지부로서 이용해도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 수위 검지부(28)로서의 압력 센서를 터브(20)의 외측에 설치하고 있지만, 터브(20)의 내측에 설치한 구성으로 해도 된다.

그 밖에 본 발명은 상기 각 실시 예에 한정되지 않으며 또 각 실시 예에 기재된 구성을 조합할 수도 있고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변형할 수 있음은 말할 필요도 없다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 이상 진동의 전조의 유무를 적절히 판정함과 함께 탈수 행정에 있어서 이상 진동이 발생하지 않도록 적절히 제어할 수 있다는 실용성 높은 효과를 얻을 수 있는 점에서, 매우 유용하여 산업상 이용가능성이 높다.

Claims (20)

1. 터브와, 상기 터브 내부에 회전 가능하게 설치된 드럼과, 상기 터브 내에 물을 공급하는 급수부와, 상기 드럼을 회전시키는 구동부와, 급수 행정, 배수 행정 및 탈수 행정을 포함하는 세탁 동작을 실시하도록 상기 급수부 및 상기 구동부를 제어하는 제어부를 구비하는 세탁기에 있어서,
   상기 터브 내의 수위를 검지하는 수위 검지부;
   상기 급수 행정 또는 상기 배수 행정 중에 상기 수위 검지부의 검지 결과에 따라 소정 시간당 수위 변화량을 나타내는 수위 변화율을 연산하는 연산부;
   상기 급수 행정 또는 상기 배수 행정 중의 수위 변화율에 따라 이상 진동의 전조 유무를 판정하는 판정부;를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 판정부의 판정 결과에 따라 상기 구동부의 동작을 제어하는 세탁기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 판정부에서 이상 진동의 전조가 있다고 판정된 경우, 상기 탈수 행정 시에 상기 드럼을 소정 회전수 이하로 회전시키도록 상기 구동부의 동작을 제어하거나 또는 상기 구동부의 동작을 정지시키도록 제어하는 세탁기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 연산부는,
   상기 드럼에 수용된 방수성 의류에 의해 상기 드럼의 공간 용적이 구분됨에 따라 상기 터브 내의 수위가 급등하는 수위 변화율을 연산하는 세탁기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연산부는,
   상기 수위 변화율의 연산을, 상기 급수 행정 중 또는 상기 배수 행정 중에 다른 시간으로 적어도 2회 이상 실시하는 세탁기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 판정부는,
   상기 연산부에서 다른 시간으로 연산된 2개의 상기 수위 변화율의 비율에 따라 상기 이상 진동의 전조 유무를 판정하는 세탁기.
6. 제4항에 있어서,
   상기 연산부는,
   상기 수위 변화율의 연산을, 적어도 1회는 상기 수위가 상기 터브의 바닥부로부터 상기 드럼의 바닥부의 사이 또는 그 인접하는 영역에 있을 때 실시하는 세탁기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 판정부에서 이상 진동의 전조가 있다고 판정된 경우, 소정의 알림 동작을 실시하는 알림부;를 더 포함하는 세탁기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 알림부는,
   통신 기능을 갖는 외부 단말 장치에 대해 상기 판정부의 판정 결과를 전송하도록 구성되어 있는 세탁기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 터브의 진동을 검지하는 진동 센서;를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 급수 행정에서부터 상기 탈수 행정까지를 연속해서 실시하는 경우, 상기 판정부의 판정 결과에 따라 상기 구동부의 동작을 제어하고,
   상기 급수 행정에서부터 상기 탈수 행정까지의 사이에 세탁 동작을 일시 정지시킨 경우, 상기 세탁 동작을 재개시킨 후의 상기 탈수 행정 시에, 상기 진동 센서에 의해 이상 진동의 전조를 검지하여 상기 구동부의 동작을 제어하는 세탁기.
10. 제3항에 있어서,
    세탁물을 넣고 빼는 투입구를 개폐 가능하게 하는 덮개;
    상기 덮개의 개폐 상태를 검지하는 개폐 검지부;
    상기 세탁 동작의 정지 중에 사용자의 조작에 따라 상기 세탁 동작을 재개시키는 재개 스위치;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 개폐 검지부에서 상기 덮개가 열렸다가 닫힌 것이 검지된 후에 상기 재개 스위치가 조작되면, 상기 탈수 행정 시에 상기 드럼을 통상의 회전수로 회전시키도록 상기 구동부의 동작을 제어하는 세탁기.
11. 제1항에 있어서,
    상기 구동부에 연결되어 세탁물을 교반하는 펄세이터;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 판정부에서 상기 이상 진동의 전조가 있다고 판정된 경우, 상기 급수 행정 후에 실시되는 상기 세탁 행정 또는 상기 헹굼 행정 시에 상기 펄세이터를 소정 회전수 이상으로 회전시키도록 상기 구동부의 동작을 제어하는 세탁기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 구동부는,
    환형의 스테이터와, 상기 스테이터에 대하여 각각 독립적으로 회전 가능한 제1 로터 및 제2 로터를 구비하고,
    상기 제1 로터 또는 상기 제2 로터 중 하나는 상기 드럼에 연결되고,
    상기 제1 로터 또는 상기 제2 로터 중 다른 하나는 상기 펄세이터에 연결되는 세탁기.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 터브의 진동을 검지하는 진동 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 탈수 행정 시에 상기 진동 센서에 의해 상기 이상 진동의 전조를 검지하여 상기 구동부의 동작을 제어하는 세탁기.
14. 터브와, 상기 터브 내부에 회전 가능하게 설치된 드럼과, 상기 터브 내에 물을 공급하는 급수부와, 상기 드럼을 회전시키는 구동부를 구비하고, 상기 급수부 및 상기 구동부를 제어하여 급수 행정, 배수 행정 및 탈수 행정을 포함하는 세탁 동작을 실시하는 세탁기의 제어방법에 있어서,
    상기 급수 행정 또는 상기 배수 행정 중에 수위 검지부에 의해 상기 터브 내의 수위를 검지하고;
    상기 검지된 수위의 소정 시간당 변화량을 나타내는 수위 변화율을 연산하고;
    상기 연산된 상기 급수 행정 또는 상기 배수 행정 중의 수위 변화율에 따라 이상 진동의 전조 유무를 판정하고;
    상기 판정부의 판정 결과에 따라 상기 구동부의 동작을 제어하는 것;을 포함하는 세탁기의 제어방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 구동부의 동작을 제어하는 것은,
    상기 이상 진동의 전조가 있다고 판정된 경우, 상기 탈수 행정 시에 상기 드럼을 소정 회전수 이하로 회전시키는 세탁기의 제어방법.
16. 제14항에 있어서,
    상기 구동부의 동작을 제어하는 것은,
    상기 이상 진동의 전조가 있다고 판정된 경우, 상기 구동부의 동작을 정지시키는 세탁기의 제어방법.
17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수위 변화율을 연산하는 것은,
    상기 급수 행정 중 또는 상기 배수 행정 중에 다른 시간으로 적어도 2회 이상 실시하는 세탁기의 제어방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 이상 진동의 전조 유무를 판정하는 것은,
    상기 다른 시간으로 연산된 2개의 상기 수위 변화율의 비율에 따라 상기 이상 진동의 전조 유무를 판정하는 세탁기의 제어방법.
19. 제14항에 있어서,
    상기 구동부에 연결되어 세탁물을 교반하는 펄세이터;를 더 구비하고, 상기 급수부, 상기 구동부 및 상기 펄세이터를 제어하여 급수 행정, 배수 행정 및 탈수 행정을 포함하는 세탁 동작을 실시하는 세탁기의 제어방법에 있어서,
    상기 구동부의 동작을 제어하는 것은,
    상기 이상 진동의 전조가 있다고 판정된 경우, 상기 급수 행정 후에 실시되는 상기 세탁 행정 또는 상기 헹굼 행정 시에 상기 펄세이터를 소정 회전수 이상으로 회전시키는 세탁기의 제어방법.
20. 제19항에 있어서,
    상기 터브의 진동을 검지하는 것;을 더 포함하고,
    상기 구동부의 동작을 제어하는 것은,
    상기 탈수 행정 시에 상기 터브의 진동에 의해 이상 진동의 전조를 검지하여 상기 구동부의 동작을 제어하는 세탁기의 제어방법.

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