KR20190016162A - 다방변밸브 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세탁기용 다방변 밸브(급수유로 개폐장치)를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 다방변 밸브는 입수구의 급수를 개폐하는 입수구 밸브장치; 입수구 밸브장치를 통해 유입된 물을 각 포트로 유출하는 출수구 밸브장치; 출수구의 유로를 개폐하는 다이어프램 작동장치; 다어프램장치의 작동을 제어하는 구동제어장치; 등으로 구성되어 급수유로를 개폐하는 장치로서 입수구 밸브장치를 통해 밸브바디(몸체)내부로 유입된 직수를 각 출구포트로 유출되게 밸브바디 상측 중앙부에 유로공간과 각 유출구 홀이 구비됨과 동시에 각 출구포트에 다이어프램 작동장치가 장착되도록 밸브바디 하측에 연통공이 원주상으로 여러개 마련된 밸브바디; 밸브바디 상측 중앙부 유로공간에 조립되어 각 출구포트로의 유로공간을 마련하면서 밀폐부재(오링)로 외부누출을 차단하는 밸브덮개: 밸브바디의 다이어프램 장치를 덮어서 고정하면서 하측 내부에 다이어프램을 작동시키는 구동제어장치가 장착되는 밸브바디 지지대: 밸브바디 지지대 하측 내부중앙에 장착되어 내접기어장치의 구동회전을 제어하는 스테핑모터; 스테핑모터의 출력축과 직결 연결되어 마그넷트를 원주상으로 구동회전시키는 내접기어장치; 내접기어장치의 종동기어에 장착되어 스테핑모터에 의해 원주상으로 회전제어 되면서 다이어프램 장치의 철심(요크봉)을 작동시키는 마그넷트;를 포함한다

Description

다방변밸브 제어장치{Washing machine water control device}
본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세탁기 내부로 유입된 물을 분배하는 다방변밸브 제어장치(급수유로 개폐장치)에 관한 것이다
통상적으로 드럼세탁기는 세탁수와 헹굼수등의 담수를 위한 수조와, 수조의 내부에 회전가능하게 설치되어 세탁포를 수용하는 드럼, 드럼을 회전시키기 위해 구동력을 발생하는 모터, 원통형의 드럼이 회전할 때 그 내부의 세탁포가 드럼 내벽을 따라 상승하였다가 낙하하는 동작을 통해 세탁이 이루어지도록 하는 장치이다. 이러한 드럼세탁기는 세제가 용해된 물(세탁수)로 세탁포의 오염을 분리해 내는 세탁행정과, 세제가 포함되지 않은 물(헹굼수)로 세탁포의 거품이나 잔류 세제를 헹구어 주는 헹굼행정과, 세탁포를 탈수시키는 탈수행정 등의 일련의 동작으로 세탁을 진행한다. 이러한 행정을 이루기 위해 급수유로 밸브를 통해 세탁기 내부로 유입된 물의 유로를 변경하여 용도에 따라 필요한 곳으로 물을 공급하는 급수유로전환장치에 대한 개발이 이루어지고 있다.
상기와 같은 장치의 예로, 미국공개특허 제2010-0000586호(2010.01.07 공개)와 유럽등록특허 제01293596호(2007.03.07 등록)는 세탁기 내부로 유입된 물의 유로를 전환시키는 기술을 공개한 바 있다.
그러나, 이러한 종래 기술은 단순히 급수유로를 전환시켜주는 구조로서, 직수압력을 일정하게 유지시킨 상태로 다른 유로로 누수가 되지 않고 용도에 따라 필요한 곳으로 물을 공급하기 힘든 구조로 이루어져 있으며 특히 국내 공개특허 기술은 현실적으로 상품화되어 사용할 수 없는 기술로서 회전판 디스크 방식(유로절환판)은 각유로간 직수압 밀폐가 어렵고 밀폐를 강하게 하면 회전판 디스크의 회전마찰저항이 커짐과 아울러 회전판 디스크의 내구성에 문제를 일으킬 수 있다 더구나 캠축 회전에 의한 각출구포트 위치제어 방식은 출구포트 정지위치가 정확하지 않으며 별도의 위치측정 감지장치(센샤)가 필요하다
특허문헌1 : 미국공개특허 제2010-0000586호(2010.01.07 공개) 특허문헌2 : 유럽등록특허 제01293596호(2007.03.07 등록) 특허문헌3 : 대한민국공개특허 제10-2006-0100618호 특허문헌4 : 대한민국공개특허 10-2014-0045760(2014. 4.17공개) 특허문헌5 : 대한민국공개특허 10-2014-0145861(2014.12.24공개)
본 발명은 상기에서와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로 본 발명의 실시 예는 현행 각세탁기 제조업체에서 사용되는 다이어프램 작동방식의 유로전환장치 밸브와 성능은 동일하게 하면서 각 출구포트수에 해당하는 다수의 솔레노이드 구동원을 사용하지 않고 하나의 소형 스테핑모터와 상기 구동원에 의해 원주방향으로 회전하는 단 하나의 마그넷트로 급수유로를 아주 효과적으로 전환시키는 다방변 급수유로개폐장치를 제공하고자 한다
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 다방변 급수유로 개폐장치는 직수가 1차적으로 유입되는 입수구 제어장치; 상기 입수구를 통해 유입된 물을 각포트로 유출하는 다방변의 유출구와 출구포트를 가진 밸브바디; 상기 밸브바디 유출구 중앙에 고정되며, 상기 유출구의 외부누수를 밀폐부재(오링)로 차단하는 밸브바디 덮개; 상기 밸브바디 하부에 원주상으로 배열 조립되어 각 출구포트의 유로를 개폐하는 다이어프램 장치; 다이어프램장치를 고정하는 밸브바디 지지대; 밸브바디 지지대에 고정되어 다이어프램 작동을 제어하는 구동제어장치; 로 구성되어 있으며 구동제어장치는 각 출수구의 다이어프램 철심(요크봉)위치에 마그넷트를 원주방향으로 회전이동시키는 내접기어장치;
내접기어장치를 회전제어하는 스테핑모터; 내접기어 장치의 종동측 기어 원주상에 장착되어 다이어프램장치의 철심(요크봉)을 작동시키는 마그넷트; 로 구성되는 급수유로 개폐장치로서 상기 마그넷트의 회전에 의해 각포트에 해당하는 다이어프램 구동장치의 철심(요크봉)이 마그넷트 자력에 의해 작동되어(솔레노이드코일의 전자석 역할)급수유로를 개폐한다
본 발명의 실시 예에 따른 세탁기용 급수유로개폐 장치는 종래의 다이어프램 장치를 이용해 직수압에 의한 급수유로 개폐성능은 그대로 유지하면서 다수의 솔레노이드 구동장치 대신 스테핑모터와 동력전달 기어유닛(내접기어장치),단 하나의 마그넷트만으로 아주 효과적으로 급수유로를 전환시킬 수 있다 본 발명에 따른 급수유로개폐 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다
첫째 본 발명은 여러개의 솔레노이드 구동원 대신 어떤 환경에서도 반영구적으로 사용할 수 있는 단 하나의 자석만으로 여러개의 솔레노이드 코일을 대체 할 수 있어 코일단선 불량을 근본적으로 없앨 수 있다 더욱이 물과 관련 있는 밸브장치의 구동원인 솔레노이드 코일을 보호하기 위해 종래의 방식은 코일을 몰딩해서 사용하므로 온도변화에 의해 코일단선이 발생하는 문제가 많았다
둘째 종래의 급수유로 개폐장치는 각포트 수만큼 솔레노이드 구동장치가 부착되어야 하므로 부품수가 많아지고 조립공수가 올라감과 동시에 제품의 크기가 커지고
장치가 복잡해져 제품의 제조원가가 높아지는 문제가 있었다 또한 종래의 방식은 세탁기 제어장치에서 각 구동장치의 전원단자에 유사한 하우징이 개별 연결되어야 하므로 오조립의 원인이 되었고 또한 세탁기 제어장치에서 솔레노이드 코일을 각각 개별로 제어해야 하는 단점이 있었다 본 발명은 솔레노이드 구동장치가 필요 없어 구조가 간단하고 스테핑모터의 회전제어만으로 구동이 가능하다
세째 기존 공개특허와 달리 본 발명은 어떠한 회전마찰판도 구비하지 않으며 더욱이 본 발명은 내접기어 장치자체에 형성된 스토퍼에 의해 스테핑모터의 구동원점 감지장치를 필요로 하지 않는다
도 1은 종래(현행) 세탁기에 사용되는 급수유로 개폐장치의 제품도이다
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 급수유로 개폐장치의 제품도이다
도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 급수유로 개폐장치의 대표도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 급수유로 개폐장치의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 뷰방향을 달리한 급수유로 개폐장치의 분해 사시도이다.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 급수유로 개폐장치의 내부구조를 나타내는 단면도이다.
도 7는 도 6의 뷰방향을 달리한 내부 구조를 나타내는 단면도이다.
도 8는 본 발명의 실시 예에 따른 급수유로 개폐장치의 마그넷트 장착위치도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 급수유로 개폐장치의 마그넷트 자력에 의한 철심작동도이다.
도10는 본 발명의 실시 예에 따른 급수유로 개폐장치의 내접기어장치도이다.
도11는 본 발명의 실시 예에 따른 급수유로 개폐장치의 스테핑모터의 구동원점 스토퍼위치도이다.
도12는 본 발명의 실시 예에 따른 급수유로 개폐장치의 마그넷트작동 위치도이다.
도13는 본 발명의 실시 예에 따른 급수유로 개폐장치의 밸브바디 입수구/출수구를 나타낸 도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들에 의하여 급수유로 개폐장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 상세히 설명하도록 한다 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다 도 4~ 도 6를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 세탁기용 급수유로개폐장치는,입수구밸브장치(A), 출수구 밸브바디(20),밸브바디덮개(21),다이어프램작동장치(E)밸브바디지지대(40),스테핑모터(50),내접구동 기어장치(F), 마그넷트(51)를 포함한다. 입수구밸브장치(A)는 다이어프램 작동방식의 밸브로서 세탁기에 유입되는 직수를 1차적으로 개폐 제어한다 전원OFF시 입수구 밸브장치는 항상 차단된 상태이며
하단측 유로개폐장치가 원하는 출구포트로 위치가 제어된 후 입수구장치에 전원이 인가되면 입수구 밸브장치(A)가 개방되어 직수가 개방된 출구포트로만 유로가 형성되어 직수가 흐른다 일정시간후 세탁기 제어부에서 전원을 차단하면 입수구 밸브장치가 차단되어 직수가 차단되며 출구포트가 개방되어 있어도 직수유입은 더 이상 이루어지지 않는다 입수구밸브장치(A)는 출수구 밸브바디(20)에 직결 연결되며 있으며 오링(3)과 스크류(4)에 의해 고정되어 있고 입수구밸브바디(1), 밸브지지브라켓트(2),다이어프램장치(11~16),다이어프램 작동 솔레노이드(10),입수구필터(5)등으로 구성되어 있다 입수구밸브장치(A)와 직결 연결되어 있는 밸브바디(20)는 입수구밸브장치(A)가 연결되도록 입수구 구멍(도15)이 형성되어 있으며 입수구 구멍은 밸브바디(20)의 중앙부 홈(25)과 직결되며 중앙부 홈(25)은 입수구 구멍에서 들어온 직수를 각 출구포트(26)로 나갈 수 있도록 유출구가 형성(도15)되어 있으며 밸브바디덮개(21)에 의해 유입된 직수가 흘러 나갈 수 있는 유로공간이 마련되며 밸브바디(20)와 밸브바디덮개(21) 사이에는 직수압에 의해 누수가 되지 않도록 밀폐부재(오링 : 22,23)가 조립되어 있으며 체결스크류(24)에 의해 고정되어 있다 또한 밸브바디의 상측에는 출수구 포트(26)가 원주상으로 배열되어 있으며 출수구 포트 수는 유저의 사용용도에 따라 가변될 수 있는 배치구조이다 밸브바디(20)의 하측에는 다이어프램 작동장치(30~35)가 구비되도록 출구포트 수만큼 다이어프램
조립공(44)이 마련되어 있으며 각 출구포트와 직결되어 있다 밸브바디(20) 하부에는 다이어프램 장치(30~35)를 덮어서 고정하는 밸브바디 지지대(40)가 조립된다
밸브바디지지대(40) 상측부에는 다이어프램 장치의 가동철심 가이드보빈(30)이 조립되도록 연통공이 형성되어 있으며 밸브바디지지대(40)는 밸브바디(20)와 체결스크류(41)에 의해 고정된다 밸브바디지지대(40) 하측 내부에는 구동제어장치(F)가 안착되도록 구조가 형성되어 있다 구동제어장치(F)는 스테핑모터(50)내접기어장치(52,53),마그넷트로 구성되어 있다 스테핑모터(50)는 내접기어장치의 구동원으로서 외부 펄스신호에 의해서 일정각도 단위로 회전제어가 이루어지며 밸브바디지지대(40) 하측내부 중앙부에 스크류(54)에 의해 고정 장착된다 스테핑모터(50)와 구동 연결되는 내접기어장치(52,53)는 원동측 내접기어(52) 종동측 내접기어(53)로 이루어지며 원동측 내접기어(52)는 스테핑모터(50)의 출력축에 구동 연결되어 있으며 원동측 내접기어(52)에 구동연결되는 종동측 내접기어(53)는 밸브바디 지지대 내부 가이드에서 원통회전을 하며 종동측 내접기어(53)의 원주상에는 마그넷트(51)가 조립 안착되어 있다 이 마그넷트(51)의 위치 이동에 의해 밸브바디(20)의 각 다이어프램 조립공(44)에 조립된 다이어프램장치의 가동철심(32 : 요크봉)이 마그넷트의 자기장 밸런스에 의해 위치변화(흡착)되어 그 해당 출구포트의 개방이 이루어진다 상기 마그넷트(2극 자석)의 위치이동이 솔레노이드코일 역할을 하는 것이다 마그넷트의 위치제어는 스테핑모터의 외부펄스 신호에 의해 스텝이동량(스텝각)이 정해지며 출구수와 내접기어의 감속비에 의해서 스텝이동량이 정해진다 스테핑모터(50)의 원점기준은 종동측내접기어(53) 하부와밸브바디지지대(40)에 구비된 스토퍼(도13)에 의해 원점 기준이 설정된다 별도의 원점센샤 장치가
필요 없다 밸브바디 지지대(40) 하측에는 구동제어장치(F)를 보호하는 모터카버(60)는 원터치에 의해 조립되어 덮여지도록 이루어져 있다
A : 입수구 밸브장치
B : 출수구 밸브장치
C : 밸브바디 직수 유입/유출구 장치
D : 밸브바디 지지대
E : 다이어프램 작동장치
F : 구동제어장치(스테핑모터/내접기어 유닛/마그넷트)
1 : 입수구 밸브바디 3 : 입수구 연결오링 5 : 직수필터
10 : 솔레노이드 전자석 16 : 입수구 다이어프램
20 : 출수구 밸브바디 21 : 밸브바디 덮개 22 : 오링
25 : 밸브바디 유로공간 홀 26 : 출구포트
30 : 다이어프램 지지대 32 : 철심(요크봉) 35 : 출수구 다이어프램
40 : 밸브바디 지지대 41 : 밸브바디 유입구 장치 44 : 다이어프램 조립공
50 : 스테핑모터 51 : 마그넷트 52 : 원동측 내접기어
53 : 종동측 내접기어 54 : 종동측 내접기어 회전정지 스토퍼
60 : 모터카바

Claims (1)

  1. 청구항 1
    입수구의 급수를 1차적으로 제어하는 입수구 밸브장치; 입수구 밸브장치를 통해 밸브바디 내부로 유입된 물을 각 포트로 유출하도록 밸브 상측 중앙부에 유로공간이 형성되어 있고 그 하측에는 다이어프램 조립공이 원주상으로 여러개 마련된 밸브바디; 상기 밸브바디 중앙부 유로공간에 고정되며 입수구 밸브장치를 통해 유입된 직수를 밸브바디의 각포트로 유입되게 유로공간을 마련해 주는 밸브바디 덮개; 밸브바디의 하부에 원주상으로 마련된 연통공에 장착되어 각 출수구의 유로를 개폐하는 다이어프램 장치; 밸브바디의 다이어프램 장치를 고정함과 동시에 하부측에 다이어프램작동 제어장치가 구비되도록 마련된 밸브바디 지지대: 밸브바디 지지대 하측 내부 중앙에 고정되어 마그넷트 구동위치를 제어하는 스테핑모터: 스테핑모터 출력축과 구동 연결되는 내접기어 장치; 내접기어의 종동측기어 원주상에 장착되어 다이어프램작동을 제어하는 마그넷트; 를 포함하는 급수유로개폐장치에 있어서
    상기 내접기어의 종동기어 원주상에 장착된 마그넷트(2극 자석)로 다이어프램 장치의 철심(요크봉)을 자기이동(자기밸런스)시켜 솔레노이드코일(전자석) 역할을 하게 하는 급수유로개폐장치.


    청구항 2
    제1항에 있어서,
    상기 밸브바디는 입수구 밸브장치를 통해 유입된 물을 각 출구포트로 유출하도록 유출구 홀이 출구포트수만큼 원주상으로 형성됨과 아울러 밸브 덮개에 의해 상측에유로공간이 마련되고 하부측 외주면에는 일정 원형패턴의 다이어프램 조립공이 형성되어 있는 급수유로개폐장치

    청구항 3
    제1항에 있어서,
    상기 밸브바디지지대 하측 내부중앙에 장착된 스테핑모터와 구동 연결되어 마그넷트를 원주상으로 회전하게 하는 내접기어장치가 구비됨과 동시에 스테핑모터의 원점인식 스토퍼가 내접기어 장치에 형성된 급수유로개폐장치.
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