KR20180112964A

KR20180112964A - 의류 처리장치의 제어방법

Info

Publication number: KR20180112964A
Application number: KR1020170044041A
Authority: KR
Inventors: 이상현; 구본권; 차승철; 최제광
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2017-04-05
Publication date: 2018-10-15
Also published as: KR102248075B1

Abstract

본 발명은 외형을 이루는 케이스, 케이스 내부에 고정되어 세탁수를 저장하는 저수조, 저수조 내에 회전 가능하게 설치되어 세탁물을 수용하는 회전조, 회전조의 하부에 회전 가능하게 장착되는 펄세이터, 및 회전조와 펄세이터를 선택적으로 회전시키는 구동장치를 포함하는 의류 처리장치의 제어방법에 관 것이다. 구체적으로, 펄세이터를 기 설정된 회전 속도까지 가속하는 단계, 및 펄세이터의 회전을 정지시키는 단계를 포함한다. 이때, 펄세이터를 가속하는 단계는, 정지 상태의 상기 펄세이터를 제1 가속도로 제1 회전 속도에 도달할 때까지 가속하는 제1 가속 단계, 펄세이터를 제1 가속도와 다른 제2 가속도로 제1 회전 속도에서 제2 회전 속도까지 가속하는 제2 가속 단계, 및 펄세이터를 제2 가속도와 다른 제3 가속도로 제2 회전 속도에서 설정된 회전 속도까지 가속하는 제3 가속 단계를 포함한다.

Description

의류 처리장치의 제어방법{CONTROL METHOD FOR LAUNDRY TREATING APPARATUS}

본 발명은 의류 처리장치의 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 BLDC 모터를 이용하여 세탁/헹굼/탈수 행정을 수행할 수 있도록 한 의류 처리장치의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 의류 처리장치는 세제의 유화작용 및 펄세이터의 회전에 따른 수류의 마찰 및 충격을 이용하여 의복, 침구 등의 오염물질을 제거하는 가전기기이다. 최근에는 센서에 의해 세탁물의 양과 종류를 감지하여 세탁방법을 자동 설정하고, 세탁물의 양과 종류에 따라 적절한 수위까지 급수 후 마이크로프로세서 제어로 세탁을 수행한다.

한편, 이러한 의류 처리장치는 세탁물의 투입방향에 따라 세탁물을 상방에서 하방으로 투입하는 탑로딩 방식의 의류 처리장치와, 세탁물을 전방에서 후방으로 투입하는 프론트로딩 방식의 의류 처리장치로 구분될 수 있다.

여기서, 탑로딩 방식의 의류 처리장치는 캐비닛 내에 설치된 저수조와, 조 내부에 다수의 탈수공을 갖는 회전조 겸용 회전조가 회전 가능하게 설치된다. 회전조의 하부 중앙에는 펄세이터가 회전 가능하게 설치된다. 그리고 저수조의 하부에는 회전조 및 펄세이터를 회전하기 위한 클러치와 모터를 포함하여 구성된 구동장치가 설치된다.

한편, 세탁을 수행하는 과정에서는 펄세이터를 가속하고 감속하는 과정들이 수 차례 반복될 수 있다. 이때, 정지해 있는 펄세이터를 급 가속시켜야 하므로, 모터 등의 구동장치가 파손될 염려가 있다. 그렇다고 펄세이터를 천천히 가속시키면, 가속 시간이 길어져 의류 처리장치의 에너지 효율이 나빠질 수 있다.

본 발명의 과제는 모터 등의 구동장치가 파손되는 것을 방지하면서도 펄세이터를 빠르게 가속시킬 수 있는 의류 처리장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 외형을 이루는 케이스, 상기 케이스 내부에 고정되어 세탁수를 저장하는 저수조, 상기 저수조 내에 회전 가능하게 설치되어 세탁물을 수용하는 회전조, 상기 회전조의 하부에 회전 가능하게 장착되는 펄세이터, 및 상기 회전조 및 상기 펄세이터를 선택적으로 회전시키는 구동장치를 포함하는 의류 처리장치의 제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 과제를 해결하기 위하여, 예시적인 실시예들에 따른 의류 처리장치의 제어방법은, 상기 펄세이터를 기 설정된 회전 속도까지 가속하는 단계, 및 상기 펄세이터의 회전을 정지시키는 단계를 포함한다. 이때, 상기 펄세이터를 가속하는 단계는, 정지 상태의 상기 펄세이터를 제1 가속도로 제1 회전 속도에 도달할 때까지 가속하는 제1 가속 단계, 상기 펄세이터를 상기 제1 가속도와 다른 제2 가속도로 상기 제1 회전 속도에서 제2 회전 속도까지 가속하는 제2 가속 단계, 및 상기 펄세이터를 상기 제2 가속도와 다른 제3 가속도로 상기 제2 회전 속도에서 상기 설정된 회전 속도까지 가속하는 제3 가속 단계를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 가속도는 상기 제2 가속도보다 더 클 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제3 가속도는 상기 제2 가속도보다 더 클 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제3 가속도는 상기 제1 가속도보다 더 클 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 가속도는 250 RPM/s 내지 300 RPM/s일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 가속도는 280 RPM/s일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 회전 속도는 1 RPM 내지 20 RPM일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제1 회전 속도는 3 RPM 내지 5 RPM일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 가속도는 100 RPM/s 내지 200 RPM/s일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 가속도는 160 RPM/s일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 회전 속도는 20 RPM 내지 80 RPM일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 회전 속도는 40 RPM일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제3 가속도는 250 RPM/s 내지 500 RPM/s일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제3 가속도는 330 RPM/s일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 설정된 회전 속도는 80 RPM 내지 170 RPM일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 설정된 회전 속도는 125RPM일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 의류 처리장치의 제어방법은, 상기 펄세이터의 회전 속도를 상기 설정된 회전 속도로 기 설정된 시간 동안 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 의류 처리장치의 제어방법은 펄세이터를 가속하는 단계를 세분화함으로써 가속에 필요한 시간을 줄일 수 있고 가속에 필요한 전력량을 최소화할 수 있다. 또한, 가속 단계에서 BLDC 모터나 기어들이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 의류 처리장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 구동장치를 나타내는 저면 사시도이다.
도 3은 도 1의 구동장치를 나타내는 측면도이다.
도 4는 구동장치의 클러치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 세탁행정의 과정들을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 도 5의 교반 단계를 설명하기 위한 그래프이다.

이하, 본 발명의 일실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 의류 처리장치를 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 구동장치를 나타내는 저면 사시도이다. 도 3은 도 1의 구동장치를 나타내는 측면도이다. 도 4는 구동장치의 클러치를 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 의류 처리장치(100)는 외형을 이루는 케이스(110), 케이스(110) 내부에 고정되어 세탁수를 저장하는 저수조(120), 저수조(120) 내부에 회전 가능하게 설치되어 세탁물을 수용하는 회전조(130), 저수조(120)에 세탁수를 공급하는 급수부(140), 저수조(120) 내부의 세탁수를 외부로 배출하는 배수부(150), 및 회전조(130)를 회전시키는 구동장치(200)를 포함한다. 이때, 상기 세탁수는 물 또는 세제가 포함된 물을 의미할 수 있다.

케이스(110)는 의류 처리장치(100)의 외형을 이루며, 내부에는 상술한 각 구성요소들을 수용하는 공간이 형성된다. 케이스(110)는 상부 하우징(112)과 하부 하우징(114)으로 구분될 수 있다.

상부 하우징(112)에는 세탁물을 투입하기 위한 개구가 형성되며, 상기 개구는 도어(114)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다. 또한, 상부 하우징(112)에는 의류 처리장치(100)를 제어하거나 또는 의류 처리장치(100)의 동작 상태를 나타내는 컨트롤 패널(116)이 구비될 수 있다. 하부 하우징(114)은 상부 하우징(112)의 하부에 구비되며, 내부에 저수조(120), 회전조(130) 등이 수용되는 공간을 형성한다. 또한, 하부 하우징(114)은 서스펜션(126)을 매개로 저수조(120)를 완충 가능하게 지지할 수 있다.

저수조(120)의 상면에는 상부 하우징(112)의 개구와 연통되는 저수조 개구부(112)가 형성되고, 저수조(120) 하부에는 회전조(130)의 펄세이터(136)를 회전시키기 위한 구동장치(200)가 결합될 수 있다.

한편, 저수조(120)는 하부 하우징(118)의 내측면에 고정된 서스펜션(126)에 의해 부유 상태로 지지될 수 있다. 이에 따라, 회전조(130)에서 발생하여 저수조(120)로 전달된 진동은 서스펜션(126)에서 감쇄될 수 있다.

회전조(130)의 상부에는 저수조 개구부(112)와 연통되는 투입구(132)가 형성되고, 내주면에는 내부의 세탁수를 회전조(130) 외부로 배출하기 위한 복수개의 탈수공들(도시되지 않음)이 형성되고, 하부에는 회전 가능하게 장착되어 세탁수의 수류를 형성하는 펄세이터(136)가 구비될 수 있다. 상기 펄세이터(136)는 저수조의 저면(124)을 관통하는 구동장치(200)에 의해 회전할 수 있다. 이때, 펄세이터(136)는 회전조(130)와 함께 회전할 수도 있고, 이와 달리 회전조(130)와는 별개로 독립적으로 회전할 수도 있다. 또한, 회전조(130)에는 세탁물의 불균일 분포에 의한 불균형을 해소하기 위한 밸런서(134)가 구비될 수 있다.

급수부(140)는 세탁수의 공급을 제어하는 급수 밸브(142), 및 급수 밸브(142)를 통해 공급된 세탁수를 저수조(120)로 안내하는 급수 유로(144)를 포함할 수 있다. 이때, 급수 유로(144)에는 세제를 공급하기 위한 별도의 세제공급장치(도시되지 않음)가 더 구비될 수 있다.

배수부(150)는 일단이 저수조(120)의 하부에 연결된 연결 호스(152), 연결 호스(152)의 타단에 연결되며 세탁수의 배수를 조절하는 배수 밸브(154), 및 세탁수를 외부로 안내하는 배수 유로(156)를 포함할 수 있다. 이때, 배수 밸브(154)는 구동장치(200)의 클러치(230)의 작동에 따라 개폐될 수 있다.

구동장치(200)는 저수조(120) 하부에 고정되는 장착 플레이트(210), 장착 플레이트(210)에 설치되어 회전력을 발생시키는 BLDC 모터(220), BLDC 모터(220)의 회전력을 회전조(130) 또는 펄세이터(136)에 선택적으로 전달하는 클러치(230), 및 BLDC 모터(220)의 회전력을 클러치(230)로 전달하는 동력 전달부(240)를 포함할 수 있다.

장착 플레이트(210)는 저수조의 저면(124) 하부에 설치되어 구동장치(200)의 각 구성들이 장착될 수 있다. 장착 플레이트(210)는 BLDC 모터(220)가 장착되는 모터 장착부(212), 클러치(230)가 장착되는 클러치 장착부(214), 및 각종 전장부품들(도시되지 않음)들이 장착되는 전장 장착부(216)를 포함할 수 있다.

한편, 모터 장착부(212)는 BLDC 모터(220)의 설치 공간을 확보하기 위하여 모터가 장착되는 방향의 반대 방향으로 함입되는 형태로 형성되며, 모터 장착부(212)의 외주면에는 BLDC 모터(220)의 체결을 위한 복수개의 체결홀들(도시되지 않음)이 형성될 수 있다. 또한, 클러치 장착부(214)에는 후술할 상부 및 하부 세탁축(232a, 232b)이 삽입되는 회전축홀(도시되지 않음)이 형성되며, 클러치 장착부(214)의 외주면에는 클러치 하우징(231)이 결합되는 복수개의 체결홀들(도시되지 않음)이 형성될 수 있다.

BLDC 모터(220)는 외관을 이루는 모터 하우징(225), 모터 하우징(225)의 내측에 고정되어 자기장을 형성하는 스테이터, 상기 스테이터의 자기장 변화에 따라 회전하는 로터, 및 상기 로터와 함께 회전하는 회전축(226)을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에서 설명하는 BLDC 모터(220)는 일반적인 BLDC 모터와 동일 또는 유사한 모터일 수 있다. 특히, 이너 로터형의 BLDC 모터가 사용되는 것이 바람직하나, 아웃터 로터형 BLDC 모터의 사용을 배제하는 것은 아니며, 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.

모터 하우징(225)은 상기 스테이터 및 상기 로터의 외부면을 감싸도록 사출 성형에 의해 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 모터 하우징(225)이 사출 성형에 의해 일체로 형성될 경우 BLDC 모터(220)의 불필요한 내부 공간을 축소할 수 있으며, BLDC 모터(220)의 전체적인 크기를 축소할 수 있다.

또한, 모터 하우징(225)의 외측면에는 장착 플레이트(210)로 연장되는 한쌍의 지지 브라켓(227)이 구비될 수 있다. 지지 브라켓(227)은 모터 하우징(225)과 동일한 재질로 형성되며, 모터 하우징(225)과 일체로 형성될 수 있다. 모터 하우징(225)이 사출 성형으로 형성되는 경우 그 크기가 작아질 수 있는데, 이 경우 BLDC 모터(220)의 회전축과 클러치(230)의 회전축(226) 위치가 다르게 형성될 수 있다. 이때, 지지 브라켓(227)이 BLDC 모터(220)의 회전축(226) 위치를 보상할 수 있다.

한편, 종래에는 BLDC 모터(220) 대신 인버터 모터가 주로 사용되었다. 이러한 인버터 모터를 사용하는 의류 처리장치의 경우 스위칭 동작에 의해 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터, 직류 전원의 전압을 검출하는 전압 검출부, 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부, 및 검출되는 출력 전류에 기초하여 인버터를 제어하는 제어부가 필수적으로 구비되어야 한다. 따라서, 구동부가 구조적으로 복잡해질 수밖에 없는 문제점이 있다.

이에 반해, 본 발명에서는 BLDC 모터(220)를 사용함에 따라 구동장치(200)의 구조를 단순화할 수 있다. 또한, BLDC 모터(220)의 외형을 사출 성형함에 따라 구동장치(200)의 설치 공간을 충분히 확보할 수 있다.

클러치(230)는 동력 전달부(240)를 통해 BLDC 모터(220)의 회전력을 전달받고, 회전 속도를 적절히 감속하여 회전조(130) 또는 펄세이터(136)에 선택적으로 전달할 수 있다. 물론 클러치(230)는 BLDC 모터(220)의 회전력을 회전조(130)와 펄세이터(136)에 동시에 전달할 수도 있다. 또한, 클러치(230)는 BLDC 모터(220)에서 전달받은 회전력을 배수부(150)의 배수밸브(154)로 전달할 수도 있다. 이 경우 배수밸브(154)가 개방되어, 저수조(120)에 수용된 세척수가 외부로 배출될 수 있다.

클러치(230)는 저수조의 저면(124) 하부에 체결되는 클러치 하우징(231), 클러치 하우징(231)의 중심부에 위치하며 저수조의 저면(124)을 관통하여 펄세이터(136)에 체결되는 상부 세탁축(232a), 상부 세탁축(232a)과 동축을 형성하며 저수조의 저면(124)을 관통하여 회전조(130)에 체결되는 상부 탈수축(233a), 동력 전달부(240)로부터 BLDC 모터(220)의 회전력을 전달받는 하부 세탁축(232b), 하부 세탁축(232b)과 동축을 형성하며 상부 탈수축(233a)에 연결되는 하부 탈수축(233b), 하부 세탁축(232b)의 회전 속도를 감속하여 상부 세탁축(232a)으로 전달하는 기어부(234), 기어부(234)를 수용하는 드럼(235), 하부 세탁축(232b)과 하부 탈수축(233b)을 연결하는 스프링 블록(236), 및 상부 및 하부 탈수축(233a, 233b)의 회전을 구속하는 브레이크 어셈블리를 포함할 수 있다.

상부 탈수축(233a)의 상단부는 회전조(130)의 하측에 결합되며, BLDC 모터(220)의 회전력을 회전조(130)로 전달할 수 있다. 예를 들면, 상부 탈수축(233a)의 상단부는 팔각형 형상을 가짐으로써 회전력을 회전조(130)에 효율적으로 전달할 수 있다. 상부 탈수축(233a), 드럼(235), 및 하부 탈수축(233b)은 억지끼움으로 서로 결합될 수 있다.

또한, 상부 탈수축(233a)의 회전을 지지하기 위하여, 상부 탈수축(233a)과 상부 세탁축(232a)의 사이에는 복수개의 베어링이 개재될 수 있다. 그리고 상부 세탁축(232a)이 일정한 높이에 고정되기 위하여 상부 세탁축(232a)에는 돌출부가 형성된다.

드럼(235)의 내주면에는 동력을 상부 세탁축(232a)으로 전달하면서, BLDC 모터의 회전수를 감속시키는 다수개의 유성 기어(234a)가 설치될 수 있다. 유성 기어(234a)의 중심에는 길이 방향으로 관통홀이 형성되며, 각 관통홀에는 캐리어(234c)와 축 연결되는 축이 결합될 수 있다. 이에 따라, 유성 기어(234a)는 상기 축을 중심으로 자전할 수 있다.

그리고 유성 기어(234a)는 상기 축의 상/하부를 지지해주는 캐리어(234c) 사이에서 태양 기어(234b)와 맞물려 태양 기어(234b)의 외주면을 따라 공전할 수 있다. 즉, 탈수 시에는 유성 기어(234a)와 드럼(235)이 동시에 회전하므로, 유성 기어(234a)는 자전하면서 태양 기어(234b) 주위를 공전할 수 있다. 이때, 캐리어(234c)의 상부에는 라운드 처리된 팔각형의 홈이 형성되어 상부 세탁축(232a)의 하단부와 형합될 수 있다.

한편, 하부 탈수축(233b)의 내부에는 BLDC 모터의 동력을 유성 기어(234a)로 전달하는 하부 세탁축(232b)이 결합된다. 하부 세탁축(232b)과 하부 탈수축(233b)의 사이에는 복수개의 베어링이 개재되어 하부 세탁축(232b)을 지지할 수 있다. 하부 세탁축(232b)의 상단에는, 유성 기어(234a)와 맞물려 하부 세탁축(232b)의 동력을 유성 기어(234a)로 전달하는 위한 태양 기어(234b)가 구비된다. 이에 따라, BLDC 모터(220)에서 발생한 동력은 하부 세탁축(232b), 태양 기어(234b), 유성 기어(234a), 및 캐리어(234c)를 순차적으로 거쳐 상부 세탁축(232a)으로 전달될 수 있다.

그리고 상부 탈수축(233a)의 하부, 드럼(235), 및 하부 탈수축(233b) 상부의 외측에는, 상부 클러치 하우징(231a)과 하부 클러치 하우징(231b)으로 구성되는 클러치 하우징(231)이 나사 결합될 수 있다. 클러치 하우징(231)은 드럼(235)을 보호하는 역할을 하며 상부 및 하부 탈수축(233a, 233b)과는 베어링을 통해 결합되어 상부 및 하부 탈수축(233a, 233b)을 지지해줄 수 있다. 또한, 클러치 하우징(231)은 장착 플레이트(210)에 결합됨으로써 클러치 하우징(231) 내부의 구성품들을 저수조(120) 하부에 고정시킬 수 있다.

상기 브레이크 어셈블리는 하부 클러치 하우징(231b)의 측면을 관통하여 클러치 하우징(231)의 외부로 돌출될 수 있다. 상기 브레이크 어셈블리는 탈수축(233a, 233b)의 회전을 구속할 수 있다. 예를 들어, 세탁 시에는 탈수축(233a, 233b)의 회전을 구속하여 세탁축(232a, 232b)만 회전하도록 할 수 있고, 탈수 시에도 필요에 따라 탈수축(233a, 233b)의 회전을 순간적으로 구속할 수 있다.

상기 브레이크 어셈블리는 별도의 작동체(도시되지 않음)에 의해 작동되는 브레이크 레버(238), 상부 클러치 하우징(231a), 브레이크 레버(238) 및 하부 클러치 하우징(231b)을 관통하여 서로 연결시키는 관통축(238a), 관통축(238a)에 결합하여 브레이크 레버(238)에 탄력을 주기 위한 브레이크 스프링(238b), 브레이크 레버(238)와 연결되며 드럼(235)에 제동을 걸어주기 위한 브레이크 밴드(238c)를 포함할 수 있다.

이때, 브레이크 레버(238)를 작동시키는 상기 작동체는 다단 동작에 의하여 구분 동작할 수 있다. 예를 들어, 상기 작동체가 1단 또는 2단 동작을 하면서 상기 브레이크 어셈블리의 브레이크 레버(238)를 당기고 복귀시키는 동작에 의하여 상기 브레이크 어셈블리가 제어될 수 있다.

상기 작동체가 동작을 하지 않을 때, 즉 오프 상태에서는 상기 브레이크 어셈블리의 브레이크 밴드(238c)가 수축되어 드럼(235)을 감싸며 구속한다. 이와 반대로, 상기 작동체가 1단 또는 2단 동작을 하게 되면 브레이크 밴드(238c)는 이완되고, 드럼(235)은 브레이크 밴드(238c)로부터의 구속이 해제되어 자유롭게 회전할 수 있다.

드럼(235)이 브레이크 밴드(238c)에 의해 구속되면 상부 및 하부 탈수축(233a, 233b)의 회전도 구속되고, 회전조(130)는 회전하지 않게 된다. 이와 반대로, 드럼(235)이 구속에서 해제되면 상부 및 하부 탈수축(233a, 233b)은 회전 가능한 상태가 되므로, 회전조(130)도 자유로운 회전이 가능해진다.

한편, 상기 작동체의 측부에는 브레이크 레버(238)의 동작에 연동되는 배수밸브(154)가 위치할 수 있다. 이때, 배수밸브(154)와 브레이크 레버(238)는 별도의 연결링크에 의해 연결될 수 있으며, 상기 연결링크를 통해 브레이크 레버(238)와 배수밸브(154)가 연동될 수 있다.

의류 처리장치(100)에서 수행되는 여러 행정들 중에서, 세탁 행정과 탈수 행정을 예로 들어 구동장치(200)의 작동 과정을 구체적으로 살펴보자.

먼저, 세탁 행정에서는 브레이크 레버(238)를 미는 방향으로 작동시킬 수 있다. 이 경우 브레이크 레버(238)에 연동되는 클러치 스프링(237)은 그 직경이 증가되도록 비틀리고, 클러치 스프링(237)은 스프링 블록(236)의 외주면과 이격될 수 있다. 이에 따라, BLDC 모터(220)의 회전력은 하부 세탁축(232b), 기어부(234) 및 상부 세탁축(232a)을 순차적으로 거쳐 펄세이터(136)로 전달될 수 있다.

이와 다르게, 탈수축(233a, 233b)에는 BLDC 모터(220)의 회전력이 전달되지 않는다. 다만, 이는 BLDC 모터(220)의 회전력이 회전조(130)로 직접 전달되지는 않는다는 의미이고, 회전조(130)가 회전할 수 없도록 고정된다는 의미는 아니다. 즉, 회전조(130)는 구속이 없는 상태이며, 펄세이터(136)의 회전력이 세탁물과의 마찰을 통해 회전조(130)로 전달되는 경우에는 회전조(130)도 회전할 수 있다.

탈수 행정에서는 브레이크 레버(238)를 당기는 방향으로 작동시킬 수 있다. 이 경우 브레이크 레버(238)에 연동되는 클러치 스프링(237)은 그 직경이 감소되도록 비틀리고, 하부 탈수축(233b) 및 스프링 블록(236)에 동시에 맞물리게 된다. 이에 따라, BLDC 모터(220)의 회전력은 하부 세탁축(232b)뿐만 아니라 하부 탈수축(233b)에도 전달될 수 있고, 하부 탈수축(233b)으로 전달된 회전력은 상부 탈수축(233a)을 통해 회전조(130)로 전달될 수 있다. 따라서, 회전조(130)가 펄세이터(136)와 동일한 방향으로 함께 회전하게 된다.

상술한 바와 같이, 본원발명의 예시적인 실시예들에 따른 의류 처리장치(100)는 클러치(230)를 조작하여 회전조(130)와 펄세이터(136)를 함께 회전시킬 수도 있고, 또는 펄세이터(136)만 회전시킬 수도 있다. 이하에서는 상술한 의류 처리장치(100)를 제어하는 방법에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

일반적으로, 의류 처리장치(100)는 세탁행정, 헹굼행정, 탈수행정 등을 선택적으로 실시하게 된다. 이때, 세탁행정, 헹굼행정 및 탈수행정은 순차적으로 수행될 수도 있고, 이와 달리 선택된 코스에 따라 세탁행정, 헹굼행정 및 탈수행정 중에서 선택된 행정들만 수행될 수도 있다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 세탁행정 만을 예로 들어 설명하기로 한다. 다만, 이로 인하여 본 발명이 세탁행정에서만 적용될 수 있는 것으로 제한되는 것은 아니며, 펄세이터(136)를 회전시키는 모든 행정에서 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.

도 5는 세탁행정의 과정들을 설명하기 위한 순서도이다. 도 6은 도 5의 교반 단계를 설명하기 위한 그래프이다.

도 5를 참조하면, 먼저 회전조(130)에 투입된 세탁물의 포량을 감지한다(S10).

세탁물의 포량에 따라 BLDC 모터(220)에 가해지는 부하량이 달라질 수 있는데, 부하량이 달라지면 BLDC 모터(220)로 입력되는 전류량도 달라질 수 있다. 따라서, 의류 처리장치(100)에 기 저장되어 있는 건포량 및 습포량에 따른 BLDC 모터(220)의 전류량과 현재 BLDC 모터(220)로 입력되는 전류량을 비교함으로써 회전조(130)에 투입된 포량을 산출할 수 있다.

한편, 의류 처리장치(100)에는 포량에 따른 세탁수 필요량이 테이블화되어 저장될 수 있다. 따라서, 포량이 산출되면 필요한 세탁수의 양이 산출될 수 있고, 급수부(140)를 작동시켜 저수조(120)에 세탁수를 공급할 수 있다(S20). 이때, 세제 등이 세탁수와 함께 저수조(120)로 공급될 수 있다.

급수가 완료되면, 펄세이터(136)를 회전시켜 세탁물과 세탁수를 교반한다(S30). 상기 교반 단계(S30)는 기 설정된 시간 동안 지속되며, 이를 통해 세탁물로부터 오염물질이 분리될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 브레이크 레버(238)를 미는 방향으로 작동시켜 클러치 스프링(237)을 스프링 블록(236)과 이격시킨다. 이에 따라, BLDC 모터(220)의 회전력은 세탁축(232a, 232b)을 통해 펄세이터(136)로 전달될 수 있다. 펄세이터(136)는 회전하여 세탁물과 세탁수를 교반할 수 있다. 한편, 상기 교반 단계(S30)에서 펄세이터(136)는 시계 방향 회전과 반시계 방향 회전을 교번적으로 반복할 수 있다. 이는 세탁 성능을 향상시키기 위함이다.

상기 교반 단계(S30)가 완료되면(즉, 설정된 시간이 경과하면) 배수부(150)를 작동시켜 저수조(120) 내부의 물을 배출한다(S40). 이에 따라, 오염물질이 포함된 세탁수가 외부로 배출될 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 교반 단계(S30)는 다시 펄세이터(136)를 가속하는 단계(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ), 펄세이터(136)의 회전 속도를 일정하게 유지하는 단계(Ⅳ), 및 펄세이터(136)를 감속하는 단계(Ⅴ)를 포함할 수 있다. 이때, 펄세이터(136)를 회전시킨다는 것은 BLDC 모터(220)에 전류를 인가한다는 의미이다. 따라서, 펄세이터(136)를 가속한다는 것은 BLDC 모터(220)에 인가되는 전류 량을 증가시키는 것을 의미할 수 있다.

한편, 상기 펄세이터(136)를 가속하는 단계(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ), 펄세이터(136)의 회전 속도를 일정하게 유지하는 단계(Ⅳ), 및 펄세이터(136)를 감속하는 단계(Ⅴ)는 상기 교반 단계(S30)를 수행하는 동안 복수회 반복될 수 있다.

본 발명에서는, 펄세이터(136)의 가속 성능을 충분히 확보하면서도 필요 전력량을 최소화하기 위하여, 상기 가속 단계(Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ)를 다시 3개의 단계로 세분화하였다. 구체적으로, 상기 가속 단계는 초기 기동성을 확보하는 제1 가속 단계(Ⅰ), 기어들의 파손을 방지하기 위한 제2 가속 단계(Ⅱ), 및 목표 회전 속도(RS3)까지 가속하는 제3 가속 단계(Ⅲ)를 포함할 수 있다. 이하에서는 가속 단계를 구성하는 각 단계에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 제1 가속 단계(Ⅰ)는 정지해 있는 펄세이터(136)를 가속하여 초기 기동성을 확보하는 단계이다. 상기 제1 가속 단계(Ⅰ) 에서는 펄세이터(136)의 회전 속도를 제1 가속도(S1)로 증가시켜 제1 회전 속도(RS1)까지 가속시킬 수 있다.

정지된 상태(A 지점)의 펄세이터(136)를 회전시키기 위해서는 순간적으로 큰 힘이 필요하다. 펄세이터(136)의 관성을 극복해야 하기 때문이다. 또한, 정지해 있던 BLDC 모터(220)의 기동 신뢰성을 확보하기 위해서는 일정 크기 이상의 전류를 인가해줄 필요가 있다. 따라서, 펄세이터(136) 가속 초기에는 BLDC 모터(220)에 보다 많은 양의 전류를 인가할 필요가 있다.

따라서, 제1 가속 단계(Ⅰ)에서는 BLDC 모터(220)에 인가하는 전류량을 후술하는 제2 가속 단계(Ⅱ)보다 더 급격히 증가시키는 것이 바람직하다. 즉, 제1 가속 단계(Ⅰ)에서 펄세이터(136)의 가속도(제1 가속도, S1)는 제2 가속 단계(Ⅱ)에서 펄세이터(136)의 가속도(제2 가속도, S2)보다 더 클 수 있다.

다만, 제1 가속 단계(Ⅰ)에서 펄세이터(136)를 너무 빨리 가속시키면 BLDC 모터(220)를 기동시키는데 필요한 전류량이 크게 증가할 수 있다. 이는 의류 처리장치의 에너지 효율에 나쁜 영향을 미치므로, 제1 가속도(S1)는 적절히 제한될 필요가 있다. 본 발명의 발명자들은 여러 차례의 실험을 통해, 제1 가속도(S1)를 250 RPM/s 내지 300 RPM/s, 보다 바람직하게는 280 RPM/s로 설정하면 초기 기동성을 확보하면서도 에너지를 효율적으로 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.

상기 제1 가속 단계(Ⅰ)는 펄세이터(136)의 회전 속도가 제1 회전 속도(RS1)에 도달할 때(B 지점)까지 지속될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 회전 속도(RS1)는 1 RPM 내지 20 RPM일 수 있으며, 보다 바람직하게는 3 RPM 내지 5 RPM일 수 있다.

펄세이터(136)의 회전 속도가 제1 회전 속도(RS1)에 도달하면(B 지점), 펄세이터(136)의 가속도를 감소시켜 제2 가속 단계(Ⅱ)를 수행한다. 즉, 상기 제1 가속도(S1)보다 낮은 제2 가속도(S2)로 펄세이터(136)의 회전 속도가 제2 회전 속도(RS2)에 도달(C 지점)할 때까지 가속한다.

이와 같이, 펄세이터(136)의 가속도를 감소시키는 것은 기어들의 파손을 방지하기 위함이다. 즉, 상기 제2 가속 단계는 회전력을 전달하는 기어들이 서로 맞물리는 시간을 확보하여 기어들의 파손을 방지하는 단계이다.

구체적으로, 상기 교반 단계(S30)에서 BLDC 모터(220)의 회전력은 하부 세탁축(232b), 기어부(234) 및 상부 세탁축(232a)을 순차적으로 거쳐 펄세이터(136)로 전달될 수 있다. 즉, 하부 세탁축(232b), 기어부(234) 및 상부 세탁축(232a)의 기어들이 서로 맞물리면서 회전력이 전달되는 것이다. 그런데, 상기 기어들 간에는 어느 정도 유격이 존재할 수 있고, 이로 인해 펄세이터(136)의 기동 초반에는 상기 기어들이 서로 맞물리지 못한 상태일 수 있다. 이 상태에서 펄세이터(136)를 급격히 가속하게 되면 상기 기어들이 파손될 염려가 있는 것이다.

상기 제2 가속 단계(Ⅱ)는 일정 시간 동안 펄세이터(136)를 비교적 천천히 가속시키면서(즉, BLDC 모터(220)를 비교적 천천히 가속시키면서) 상기 기어들이 맞물리도록 하는 단계이다. 이에 따라, 기어들이 파손되는 것을 방지할 수 있고, 후술하는 제3 가속 단계(Ⅲ)에서 펄세이터(136)를 보다 빠르게 가속할 수 있다.

상기 제2 가속 단계(Ⅱ)에서 펄세이터(136)의 가속도(제2 가속도, S2)는 상기 제1 가속도(S1)보다 더 작을 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 가속도(S2)는 100 RPM/s 내지 200 RPM/s일 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 제2 가속도(S2)는 160 RPM/s일 수 있다.

상기 제2 가속 단계(Ⅱ)는 펄세이터(136)의 회전 속도가 제2 회전 속도(RS2)에 도달할 때(C 지점)까지 지속될 수 있다. 이때, 상기 제2 회전 속도(RS2)는 구동장치(200)의 기어들이 서로 맞물린 상태의 펄세이터(136)의 회전 속도일 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 회전 속도(RS2)는 20 RPM 내지 80 RPM일 수 있으며, 보다 바람직하게는 40 RPM일 수 있다.

펄세이터(136)의 회전 속도가 제2 회전 속도(RS2)에 도달하면(C 지점), 펄세이터(136)의 가속도를 증가시켜 제3 가속 단계(Ⅲ)를 수행한다. 즉, 동력 전달을 위한 기어들이 서로 맞물린 이후에는 펄세이터(136)의 회전 가속도를 증가시켜 목표 회전 속도(제3 회전 속도, RS3)까지 빠르게 가속 시킨다.

상기 제1 가속 단계(Ⅰ)를 통해 펄세이터(136)의 초기 기동성을 확보하였고, 상기 제2 가속 단계(Ⅱ)를 통해 원활한 동력 전달이 이루어질 수 있게 되었다. 따라서 제3 가속 단계(Ⅲ)에서는 목표 회전 속도(제3 회전 속도, RS3)까지 빠르게 가속시킬 수 있는 것이다. 즉, 제3 가속 단계(Ⅲ)에서 펄세이터(136)의 가속도(제3 가속도, S3)는 제2 가속 단계(Ⅱ)에서 펄세이터(136)의 가속도(제2 가속도, S2)보다 더 클 수 있다. 이에 따라, 가속에 필요한 전체 시간을 줄일 수 있다. 또한, 경우에 따라서는, 상기 제3 가속도(S3)는 제1 가속 단계(Ⅰ)에서 펄세이터(136)의 가속도(제1 가속도, S1)보다 더 크게 설정될 수도 있다.

다만, 제3 가속 단계(Ⅲ)에서 펄세이터(136)를 너무 빨리 가속시키면 세탁물이 일 방향으로 쏠려 언밸런스가 발생할 염려가 있다. 따라서, 제3 가속도(S3)는 적절히 제한될 필요가 있다.

예를 들면, 상기 제3 가속도(S3)는 250 RPM/s 내지 500 RPM/s일 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 제3 가속도(S3)는 330 RPM/s일 수 있다.

상기 제3 가속 단계(Ⅲ)는 펄세이터(136)의 회전 속도가 제3 회전 속도(RS3)에 도달할 때(D 지점)까지 지속될 수 있다. 이때, 상기 제3 회전 속도(RS3)는 교반 단계(S30)의 목표 회전 속도로서, 효율적인 세탁 성능을 얻기 위하여 설정된 회전 속도일 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 회전 속도(RS3)는 80 RPM 내지 170 RPM일 수 있으며, 보다 바람직하게는 125 RPM일 수 있다.

상술한 바와 같이, 펄세이터(136)를 가속하는 단계를 세분화함으로써 가속에 필요한 시간을 줄일 수 있고 가속에 필요한 전력량을 최소화할 수 있다. 또한, 가속 단계에서 BLDC 모터(220), 및 동력을 전달하는 기어들이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

100: 의류 처리장치 110: 케이스
120: 저수조 130: 회전조
136: 펄세이터 140: 급수부
150: 배수부 200: 구동장치
210: 장착 플레이트 220: BLDC 모터
230: 클러치 240: 동력 전달부

Claims

외형을 이루는 케이스, 상기 케이스 내부에 고정되어 세탁수를 저장하는 저수조, 상기 저수조 내에 회전 가능하게 설치되어 세탁물을 수용하는 회전조, 상기 회전조의 하부에 회전 가능하게 장착되는 펄세이터, 및 상기 회전조 및 상기 펄세이터를 선택적으로 회전시키는 구동장치를 포함하는 의류 처리장치의 제어방법에 있어서,
상기 펄세이터를 기 설정된 회전 속도까지 가속하는 단계; 및
상기 펄세이터의 회전을 정지시키는 단계를 포함하고,
상기 펄세이터를 가속하는 단계는,
정지 상태의 상기 펄세이터를 제1 가속도로 제1 회전 속도에 도달할 때까지 가속하는 제1 가속 단계;
상기 펄세이터를 상기 제1 가속도와 다른 제2 가속도로 상기 제1 회전 속도에서 제2 회전 속도까지 가속하는 제2 가속 단계; 및
상기 펄세이터를 상기 제2 가속도와 다른 제3 가속도로 상기 제2 회전 속도에서 상기 설정된 회전 속도까지 가속하는 제3 가속 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 가속도는 상기 제2 가속도보다 더 큰 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 제3 가속도는 상기 제2 가속도보다 더 큰 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 제3 가속도는 상기 제1 가속도보다 더 큰 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 가속도는 250 RPM/s 내지 300 RPM/s인 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제5항에 있어서, 상기 제1 가속도는 280 RPM/s인 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 회전 속도는 1 RPM 내지 20 RPM인 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제7항에 있어서, 상기 제1 회전 속도는 3 RPM 내지 5 RPM인 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 가속도는 100 RPM/s 내지 200 RPM/s인 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제9항에 있어서, 상기 제2 가속도는 160 RPM/s인 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 회전 속도는 20 RPM 내지 80 RPM인 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제11항에 있어서, 상기 제2 회전 속도는 40 RPM인 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 제3 가속도는 250 RPM/s 내지 500 RPM/s인 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제13항에 있어서, 상기 제3 가속도는 330 RPM/s인 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 설정된 회전 속도는 80 RPM 내지 170 RPM인 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제15항에 있어서, 상기 설정된 회전 속도는 125RPM인 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 펄세이터의 회전 속도를 상기 설정된 회전 속도로 기 설정된 시간 동안 유지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의류 처리장치의 제어방법.