KR20190117047A - 세탁기 및 회전 장치 - Google Patents

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포칼 워크스 코., 리미티드
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Abstract

<과제>
소음을 저감할 수 있는 세탁기를 제공한다.
<해결 수단>
세탁조(30); 세탁조(30)를 수납하는 수조(20); 세탁조(30)의 회전축(28)을 중심으로 각각 회전 가능하게 마련되어 있는 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44); 및 제1밸런서(42)와 제2밸런서(44)를 각각 회전시키는 구동부를 구비하고, 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)는, 세탁조(30)와 수조(20) 사이에 마련되어 있다. 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)가 이동하여 편심 하중을 해소하기 때문에, 세탁조(30)의 진동이 억제되어 소음이 저감된다.

Description

세탁기 및 회전 장치 {Washing machine and rotation device thereof}
본 발명은, 세탁기 및 회전 장치에 관한 것이다.
의류 등을 세탁하는 전자동식의 세탁기가 보급되어 있다. 이와 같은 세탁기는, 세탁물을 세탁한 후에 세탁조를 고속 회전시켜 탈수를 한다. 탈수시에 세탁물이 치우치면, 세탁조가 진동하여 소음이 발생하는 경우가 있다. 이와 같은 소음을 저감하는 기술로서, 특허문헌 1에는, 각각 추를 구비하고 회전하는 2개의 밸런스부에 의해 드럼의 편심 하중을 해소하는 드럼식 세탁기가 개시되어 있다.
일본국 특허공개공보 2012-143429호 공보
세탁기의 소음은, 낮이라면 주위의 잡음에 묻히기 때문에 그다지 문제가 되지 않지만, 야간에는 소리가 울려 이웃에 폐가 되는 경우가 있다. 맨션이나 아파트 등의 집합 주택에서는, 야간의 세탁이 금지되는 경우도 있다. 낮에는 일을 하는 혼자 사는 경우, 야간에 세탁할 수 없기 때문에 휴일을 희생하여 세탁을 하게 된다. 이와 같은 상황에서 본 발명자들은, 세탁기의 소음 저감에 관해 개선의 여지가 있다고 생각했다.
본 발명은, 이와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 소음을 저감할 수 있는 세탁기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시예는, 세탁기이다. 이 세탁기는, 세탁조; 세탁조를 수납하는 수조; 세탁조의 회전축을 중심으로 각각 회전 가능하게 마련되어 있는 제1밸런서 및 제2밸런서; 및 제1밸런서와 제2밸런서를 각각 회전시키는 구동부를 구비하고, 제1밸런서 및 제2밸런서는, 세탁조와 수조 사이에 마련되어 있다.
이 실시예에 의하면, 각각 회전하는 제1밸런서 및 제2밸런서에 의해 세탁조의 편심 하중을 해소할 수 있다. 또한, 제1밸런서 및 제2밸런서가 세탁조에 가까운 위치에서 편심 하중을 해소할 수 있기 때문에, 효율적으로 세탁조의 진동을 억제하여 소음을 저감할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 회전 장치이다. 이 회전 장치는, 회전체의 편심 하중 위치 및 편심량을 검출하는 편심 검출부; 제1밸런서 및 제2밸런서를 각각 회전체 회전축을 중심으로 회전시키는 구동부; 및 제1밸런서와 제2밸런서를, 회전체의 중심 및 편심 하중 위치를 지나는 선분에 대해 대칭 위치에서 회전시키는 한편, 회전체의 편심량에 상응하여 각각의 회전체에 대한 위상차를 조정하는 제어부를 구비한다.
한편, 이상의 구성 요소의 임의의 조합이나 본 발명의 구성 요소나 표현을, 방법, 장치, 시스템 등의 사이에서 서로 치환한 것도, 본 발명의 실시예로서 유효하다.
본 발명에 의하면, 소음을 저감할 수 있는 세탁기를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 세탁기의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 실시예에 따른 세탁기의 주요 부분의 단면도이다.
도 3은 실시예에 따른 제1밸런서, 제2밸런서, 메인 모터, 및 구동부를 포함하는 부분 단면 사시도이다.
도 4는 실시예에 따른 제1밸런서, 제2밸런서, 메인 모터, 및 구동부를 포함하는 부분 단면도이다.
도 5는 실시예에 따른 구동부를 포함하는 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 세탁기의 세탁시의 각 밸런서의 위치를 나타내는 상면 개략도이다.
도 7은 실시예에 따른 세탁기의 탈수시의 각 밸런서의 위치를 나타내는 상면 개략도이다.
도 8은 실시예에 따른 세탁기의 하중 센서 및 무게 센서의 출력을 나타내는 도면이다.
도 9는 실시예에 따른 제어부에 있어서의 처리의 플로우 차트를 나타내는 도면이다.
도 10은 변형예 1에 따른 세탁기의 주요 부분의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 11은 변형예 1에 따른 제어부에 있어서의 처리의 플로우 차트를 나타내는 도면이다.
도 12는 변형예 2에 따른 구동부의 단면 사시도이다.
도 13은 변형예 2에 따른 구동부의 단면도이다.
실시예를 구체적으로 설명하기 전에 개요를 설명한다. 실시예는, 의류 등의 세탁물의 세탁 및 탈수하는 세탁기에 관한 것이다. 세탁기는, 세탁조, 세탁조를 수납하는 수조, 세탁조의 회전축을 중심으로 회전하는 2개의 밸런서를 구비한다. 각 밸런서는, 세탁조와 수조 사이에 마련되어 있고, 세탁조의 저면을 따라 연장되는 아암과, 아암의 선단에 장착된 추를 구비한다. 탈수시에는, 세탁물의 치우침에 의한 세탁조의 편심 하중을 해소하는 위치에서 각 밸런서가 회전한다. 이에 의해 편심 하중이 해소되어 세탁조의 진동이 억제되기 때문에, 탈수시의 소음이 저감된다. 이하, 실시예에 따른 세탁기를 구체적으로 설명한다.
한편, 이하의 설명에 있어서, "평행", "수직"은, 완전한 평행, 수직뿐만 아니라, 오차 범위에서 평행, 수직으로 어긋난 경우도 포함하는 것으로 한다. 또한, "거의"는, 대략의 범위에서 동일하다는 의미이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 실시예에 따른 세탁기(100)의 구성을 설명한다. 각 도면에 나타내는 바와 같이, X축, y축, z축으로 이루어지는 직교 좌표계가 규정된다. X축과 y축은, 세탁기(100)의 저면에 있어서 서로 직교한다. z축은, X축 및 y축에 대해 수직한 방향으로 연장된다. 또한, X축, y축, z축의 각 정 방향은, 도면에 있어서의 화살표의 방향으로 규정되고, 역 방향은, 화살표와 반대 방향으로 규정된다. X축의 정 방향측을 "우측", X축의 역 방향측을 "좌측"이라 하는 경우가 있다. y축의 정 방향측을 "앞측" 혹은 "정면측", 역 방향측을 "후측" 혹은 "배면측", z축의 정 방향측을 "상측" 혹은 "상면측", 역 방향측을 "하측" 혹은 "저면측"이라 하는 경우가 있다.
도 1은, 실시예에 따른 세탁기(100)의 구성을 나타내는 개략도이다. 세탁기(100)는, 케이스(10) 내에, 수조(20), 세탁조(30), 메인 모터(40), 제1밸런서(42), 제2밸런서(44), 구동부(50), 제어부(12)를 구비한다.
수조(20)는, 세탁조(30)를 수납하고, 서스펜션(22)에 지지되어 있다. 서스펜션(22)은, 상단이 케이스(10)에 장착되고, 하단이 세탁조(30)에 장착되어 있다. 세탁조(30)는, 도시되지 않는 복수의 서스펜션(22)에 지지되어 있다. 세탁조(30)는, 세탁물이 투입되어 회전한다. 세탁조(30)의 내부에는 펄세이터(34)가 회전 가능하게 마련되어 있다. 메인 모터(40)는, 회전축(28)을 통해 세탁조(30) 및 펄세이터(34)를 회전시킨다. 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)는, 수조(20)와 세탁조(30) 사이에 회전축(28)을 중심으로 회전 가능하게 마련되어 있다. 구동부(50)는, 회전축(28)에 접속되어 있고, 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)를 각각 회전시킨다.
수조(20)의 하부에는, 세탁수를 배출하기 위한 배수관(31) 및 배수 밸브(32)가 마련되어 있다. 세탁시에는, 배수 밸브(32)가 닫혀 수조(20) 및 세탁조(30)에 세탁수가 축적된다. 이 상태로, 세탁조(30) 및 펄세이터(34)가 회전하여 세탁물을 세탁한다. 탈수시에는, 배수 밸브(32)가 개방되어 수조(20) 및 세탁조(30)로부터 세탁수를 기체 밖으로 배출한다. 나아가 세탁조(30)가 회전하여, 세탁물에 남아있는 세탁수를 수조(20)로부터 기체 밖으로 배출한다. 세탁조(30)의 측벽에는, 도시하지 않는 무수의 구멍이 형성되어 있다. 세탁물로부터 나온 세탁수는 수조(20)측으로 나와, 나아가 배수관(31)을 통해 기체 밖으로 배출된다.
제어부(12)는, 편심 검출부(14), 밸런서 위치 검출부(16), 구동 제어부(18)를 구비한다. 편심 검출부(14)는, 하중 센서(24)의 출력으로부터 세탁조(30)의 편심 하중 위치 및 편심량을 검출한다. 하중 센서(24)는, 지지부로서의 서스펜션(22)과 케이스(10)의 접속부에 마련되어 있다. 밸런서 위치 검출부(16)는, 수조(20)의 측벽에 마련되어 있는 무게 센서(26)의 출력으로부터, 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)의 위치를 검출한다. 무게 센서(26)는, 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)에 각각 마련되어 있는 후술하는 추를 검출한다. 구동 제어부(18)는, 편심 검출부(14) 및 밸런서 위치 검출부(16)의 검출 결과에 따라 구동부(50)를 제어하여, 세탁조(30)와 함께 회전하는 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)를, 각각 세탁조(30)의 편심 하중을 해소하는 위치로 이동시킨다.
도 2는, 세탁기(100)의 주요 부분의 단면도이다. 도 3 및 도 4는 각각, 제1밸런서(42), 제2밸런서(44), 메인 모터(40), 및 구동부(50)를 포함하는 부분 단면 사시도, 부분 단면도이다. 도 3 및 도 4에는, 메인 모터(40) 및 구동부(50)의 단면이 도시되어 있다.
제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)는, 각각 아암(41) 및 추(43)를 구비한다. 아암(41)은, 회전축(28)으로부터 세탁조(30)의 저면을 따라 수조(20)의 측면을 향해 xy 평면에 대해 평행하게 연장된다. 추(43)는, 일단이 연결 부재(45)에 의해 연결된 3개의 봉상 부재를 포함하여 구성된다. 각 봉상 부재는, 동일하게 거의 직각으로 굴곡된다. 추(43)는, 연결 부재(45)와 반대측이 아암(41)에 고정되어 있고, 연결 부재(45)측이 세탁조(30)의 측면을 따라 상측으로 연장된다. 제1밸런서(42)는, 아암(41)의 하면측에 추(43)가 장착된다. 제2밸런서(44)는, 아암(41)의 상면측에 추(43)가 장착된다. 이에 의해, 각 밸런서에 있어서, 동일한 형상의 추(43)의 상하 방향의 위치를 맞출 수 있다. 또한, 동일한 아암(41)을 사용하여 구성하고, 각 밸런서에 있어서 회전축(28)에서 추(43)까지의 회전 반경을 거의 동일하게 한다. 제1밸런서(42)와 제2밸런서(44)의 밸런스를 간단히 취할 수 있게 된다.
추(43)의 수조(20)측의 면에는, 무게 센서(26)에 의한 피검출부로서 철편(48)이 마련되어 있다. 무게 센서(26)는, 자기 센서이고, 철편(48)을 검출한다. 제1밸런서(42)와 제2밸런서(44)는, 추(43)에 마련되어 있는 철편(48)의 폭이 상이하다. 무게 센서(26)에 의한 검출되는 방법이 다르기 때문에, 어느 한 추(43)를 판정하여 각 밸런서의 위치를 검출할 수 있다. 한편, 제1밸런서(42)를 검출하는 제1무게 센서와, 제2밸런서(44)를 검출하는 제2무게 센서를 구비하는 구성이어도 좋다. 한편, 무게 센서(26)를 광센서로 하여, 추(43)에 반사판을 마련해도 좋다.
추(43)의 연결 부재(45)측에는, 차륜(46)이 장착되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 세탁조(30)의 외주면에는, 수조(20)측에서 차륜(46)에 접하는 환상 부재(36)가 마련되어 있다. 환상 부재(36)는, 세탁조(30)의 전체 둘레에 마련되어 있고, 차륜(46)에 접하여 추(43)를 지지한다. 이 구성에 의해, 아암(41)에 걸리는 부하를 저감할 수 있다. 또한, 수조(20)나 세탁조(30)에 추(43)가 접촉하여 손상되는 것을 억제할 수 있다. 차륜(46)이 수조(20)의 내주면에 접하는 구성이어도 좋다.
추(43)를 구성하는 봉상 부재는, 스테인리스로 이루어지는 각부재에 텅스텐으로 이루어지는 부재를 채워 넣어 형성한다. 비중이 높은 부재를 내식성이 높은 부재로 커버하는 것에 의해, 추(43)를 소형화하는 동시에 열화를 억제할 수 있다. 수지 재료로 추(43)를 형성해도 좋다. 또한, 추(43)의 세탁조(30)측의 면을 z축에 대해 경사지는 경사면(47)으로 한다. 경사면(47)은, 상측이 수조(20)측으로 기울도록 형성한다. 탈수시에 추(43)에 부착된 물이 원심력으로 상측으로 빠지기 쉬워진다. 나아가, 봉상 부재의 사이에 물이 빠지는 틈을 마련해도 좋고, 각 봉상 부재에 관통 구멍을 형성해도 좋다. 탈수시에 세탁조(30)로부터 나온 물이 추(43)를 빠져나가기 쉬워진다. 한편, 추(43)는, 세탁조(30)의 측면을 따라 굴곡되는 판상 부재로 구성해도 좋고, 이 판상 부재에 경사면이나 관통 구멍을 형성해도 좋다. 더욱 간단한 구성으로 할 수 있다.
도 5는, 실시예에 따른 구동부(50)를 포함하는 단면도이다. 구동부(50)는, 회전축(28), 메인 축(52), 제1밸런서 축(56), 제2밸런서 축(60), 클러치(64), 구동 기구(70)를 구비한다. 회전축(28)은, 메인 모터(40)로부터 z축에 대해 평행하게 상측으로 연장되어, 수조(20) 및 세탁조(30)를 관통하고, 상단부에 펄세이터(34)가 고정되어 있다. 회전축(28)에는, 내측에서 차례로, 메인 축(52), 제1밸런서 축(56), 및 제2밸런서 축(60)이 동축으로 장착되어 있다. 메인 축(52), 제1밸런서 축(56), 및 제2밸런서 축(60)은, 각각 거의 원통 형상으로 형성되어 있다. 메인 축(52)은 제1밸런서 축(56) 및 제2밸런서 축(60)을 관통하고, 제1밸런서 축(56)은 제2밸런서 축(60)을 관통한다. 각 축의 상단부에는, 세탁수의 누설을 방지하는 도시되지 않는 패킹이 장착되어 있다.
메인 축(52)은, 상단부에 세탁조(30)가 고정되고, 하단부에 메인 축기어(54)가 고정되어 있다. 제1밸런서 축(56)은, 상단부에 제1밸런서(42)가 고정되고, 하단부에 제1밸런서 기어(58)가 고정되어 있다. 제2밸런서 축(60)은, 상단부에 제2밸런서(44)가 고정되고, 하단부에 제2밸런서 기어(62)가 고정되어 있다.
클러치(64)는, 제1클러치(66) 및 제2클러치(68)를 구비한다. 제1클러치(66)는, 메인 축(52)의 하단부에 고정되어 있다. 제2클러치(68)는, 회전축(28)에 연결되어 상하로 이동 가능하게 마련되어 있다. 도 5에 나타내는 상태에서는, 제1클러치(66)와 제2클러치(68)가 떨어져 있고, 클러치(64)에 있어서 메인 모터(40)의 구동력이 차단된다. 이 상태에서 메인 모터(40)가 구동되면, 회전축(28)과 함께 펄세이터(34)는 회전하지만, 메인 축(52)은 회전하지 않는다. 제2클러치(68)가 상측으로 이동하여 제1클러치(66)에 맞물리면, 메인 모터(40)의 구동력이 메인 축(52)에 전달된다. 이 상태에서 메인 모터(40)가 구동되면, 회전축(28)과 함께 메인 축(52)이 회전하고, 세탁조(30) 및 펄세이터(34)가 모두 회전한다. 클러치(64)의 전환으로, 세탁시에는 세탁조(30)를 정지시킨 상태에서 펄세이터(34)를 회전시키고, 탈수시에는 세탁조(30)와 펄세이터(34)를 모두 회전시킨다.
구동 기구(70)는, 수조(20)의 저면에 고정되어 있는 상판(72)과, 상판(72)에 복수의 기둥(76)으로 연결된 하판(74) 사이에 마련되어 있는 복수의 기어 및 모터를 구비한다. 상판(72)은, 상측 축구멍(73), 상측 베어링(75)을 구비한다. 상측 베어링(75)은, 상측 축구멍(73)에 고정되어 있고, 제2밸런서 축(60)을 회전 가능하게 지지한다. 하판(74)은, 하측 축구멍(77), 하측 베어링(78)을 구비한다. 하측 베어링(78)은, 하측 축구멍(77)에 고정되어 있고, 메인 축(52)을 회전 가능하게 지지한다.
구동 기구(70)에 있어서 메인 모터(40)의 구동력이 전달되는 경로는 다음과 같다. 클러치(64)가 접속되어 회전축(28)과 함께 메인 축(52)이 회전하면, 메인 축기어(54)로부터, 제1전달 기어(82), 제2전달 기어(84), 제1유성 기어(86), 제1밸런서 기어(58)의 차례로 구동력이 전달되어, 제1밸런서 축(56)과 함께 제1밸런서(42)가 회전한다. 또한, 제2전달 기어(84)로부터, 제2유성 기어(88), 제2밸런서 기어(62)의 차례로 구동력이 전달되어, 제2밸런서 축(60)과 함께 제2밸런서(44)가 회전한다.
제1전달 기어(82)는, 상판(72) 및 하판(74)에 연결된 기어 축(80)에 회전 가능하게 장착되어 있다. 제1전달 기어(82)는 2단 기어이고, 하측 기어(82a)가 메인 축기어(54)에 맞물리고, 상측 기어(82b)가 제2전달 기어(84)에 맞물려 있다. 제1전달 기어(82)는, 회전축(28)의 둘레 방향으로 등간격으로 3군데에 마련되어 있다. 제1전달 기어(82)는, 회전축(28)과는 다른 기어 축(80)을 중심으로 하여 세탁조(30)의 회전에 따라 회전하는 회전 기구를 구성한다.
제2전달 기어(84)는, 제1밸런서 축(56)에 회전 가능하게 장착되어 있다. 제2전달 기어(84)는 3단 기어이고, 중가 기어(84a)가 제1전달 기어(82)에 맞물려 있다. 또한, 하단 기어(84b)가 제1링기어 박스(90)에 마련되어 있는 제1유성 기어(86)에 맞물리고, 상단 기어(84c)가 제2링기어 박스(94)에 마련되어 있는 제2유성 기어(88)에 맞물려 있다.
제1유성 기어(86)는, 제1링기어 박스(90)에 회전 가능하게 수납되어 있다. 제1유성 기어(86)는 2단 기어이고, 제1상측 유성 기어(86a)가 제2전달 기어(84)에 맞물리고, 제1하측 유성 기어(86b)가 제1밸런서 기어(58)에 맞물려 있다. 제2유성 기어(88)는, 제2링기어 박스(94)에 회전 가능하게 수납되어 있다. 제2유성 기어(88)는 2단 기어이고, 제2하측 유성 기어(88a)가 제2전달 기어(84)에 맞물리고, 제2상측 유성 기어(88b)가 제2밸런서 기어(62)에 맞물려 있다. 제1유성 기어(86) 및 제2유성 기어(88)는, 각각 회전축(28)의 둘레 방향으로 등간격으로 3군데에 마련되어 있다.
메인 축기어(54)로부터 제1밸런서 기어(58) 및 제2밸런서 기어(62)까지의 각 기어는, 메인 축(52)로부터의 입력과, 제1밸런서 축(56) 및 제2밸런서 축(60)으로의 출력이 동일해지는 기어비로 한다. 이에 의해, 세탁조(30)와, 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)가 등속으로 회전한다.
제1링기어 박스(90)의 외주에 형성되어 있는 제1외주 기어(92)는, 제1모터(91)의 제1구동 기어(93)에 맞물려 있다. 제2링기어 박스(94)의 외주에 마련되어 있는 제2외주 기어(96)는, 도 5에는 도시되지 않는 제2모터의 제2구동 기어에 맞물려 있다. 제1모터(91) 및 제2모터는, 각각 하판(74)에 고정되어 있다. 제1모터(91)가 구동되면, 제1링기어 박스(90)가 제1유성 기어(86)와 함께 회전축(28)을 중심으로 회전하고, 메인 축(52)의 회전과 제1밸런서 축(56)의 회전에 위상차가 생긴다. 제2모터가 구동되면, 마찬가지로 메인 축(52)의 회전과 제2밸런서 축(60)의 회전에 위상차가 생긴다. 이에 의해, 각 모터를 구동시켜, 세탁조(30)에 대해 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)를 각각 세탁조(30)에 대해 임의의 위치에서 회전시킬 수 있다.
제2전달 기어(84), 제1유성 기어(86), 제1링기어 박스(90), 및 제1모터(91)는, 제1전달 기어(82)와 제1밸런서 기어(58)를 접속하고, 세탁조(30)의 회전과 제1밸런서 축(56)의 회전 사이에 위상차를 형성하는 제1구동 기구이다. 제2전달 기어(84), 제2유성 기어(88), 제2링기어 박스(94), 및 제2모터는, 제1전달 기어(82)와 제2밸런서 기어(62)를 접속하고, 세탁조(30)의 회전과 제2밸런서 축(60)의 회전 사이에 위상차를 형성하는 제2구동 기구이다.
도 6 및 도 7을 참조하여 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)의 동작을 설명한다. 도 6에 나타내는 세탁물(200)의 세탁시에는, 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)는, 각각의 추(43)가 회전 중심(O)에 대해 거의 점대칭이 되는 위치에서, 파선으로 나타내는 화살표 방향으로 세탁조(30)와 함께 회전한다. 밸런스가 잡힌 상태로 되어, 세탁조(30)의 회전에 미치는 영향이 억제된다.
탈수시에 세탁조(30)가 회전하기 시작하면, 도 7에 나타내는 바와 같이 세탁물(200)이 치우치는 경우가 있다. 이 경우, 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)는, 각각 작용하는 원심력 Fw1 및 Fw2의 협력이, 세탁물(200)의 중심인 편심 하중 위치(m)에 작용하는 원심력 Fm과 균형되는 위치로 이동한다. 각 밸런서는, 회전 중심(O) 및 편심 하중 위치(m)를 지나는 선분에 대해 대칭 위치이고, 편심량에 상응한 위상차(θ1, θ2)를 형성하는 위치로 이동하여 회전한다.
도 8은, 제어부(12)에 있어서의 처리의 플로우 차트를 나타내는 도면이다. 제어부(12)는, 탈수 시작부터 종료까지, 도 8에 나타내는 처리를 소정의 주기로 반복 실행한다. 우선 제어부(12)의 편심 검출부(14)가, 하중 센서(24)의 출력으로부터 세탁조(30)에 있어서의 세탁물(200)의 편심 하중 위치 및 편심량을 검출한다(S11). 또한, 밸런서 위치 검출부(16)가, 무게 센서(26)의 출력으로부터 각 밸런서의 위치를 검출한다(S12).
도 9는, 하중 센서(24) 및 무게 센서(26)의 출력을 나타내는 도면이다. 도 9(a)는, 탈수를 시작하여 세탁물(200)에 치우침이 발생한 상태에서의 각 센서의 출력을 나타내는 도면이다. 상측이 하중 센서(24)의 출력이고, 하측이 무게 센서(26)의 출력이다. 하중 센서(24)의 출력 파형의 1주기는, 세탁조(30)의 1회전에 대응한다. 진폭(a)은, 세탁조(30)의 편심량이고, 세탁물(200)의 편심 하중의 크기를 나타낸다. 도 9에는, 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)의 각각의 추(43)의 검출 결과를 나누어 나타내고 있다. 추(43)에 마련되어 있는 철편(48)의 크기의 차이에 의해, 각 밸런서의 추(43)의 검출 파형은 폭이 상이하다.
편심 검출부(14)는, 하중 센서(24)의 출력에 있어서 극대치가 되는 위치를 편심 하중 위치로서 검출한다. 또한, 편심량으로서 진폭(a)을 검출한다. 밸런서 위치 검출부(16)는, 각 밸런서의 위치로서 편심 하중 위치와 추(43)의 검출 파형의 위상차(θ1, θ2)를 검출한다.
도 8의 플로우 차트를 다시 참조하여, 구동 제어부(18)가 구동부(50)의 제1모터(91) 및 제2모터를 구동시켜, 각 밸런서를 세탁조(30)의 회전에 대해 상대적으로 이동시킨다(S13). 구동 제어부(18)는, 진폭(a)의 크기에 따라, 위상차(θ1, θ2)가 90°에서 180° 사이에서 동일해지도록 조정한다. 진폭(a)이 클수록, 위상차(θ1, θ2)도 크게 한다. 여기서, 편심 검출부(14)가 진폭(a)을 검출하고(S14), 진폭(a)이 미리 설정되어 있는 소정값 미만인지 여부를 판정한다(S15). 진폭(a)이 소정값 이상인 경우(S15의 N), S13으로 돌아가서, 구동 제어부(18)가 각 밸런서의 위치를 다시 조정한다. 진폭(a)이 소정값 미만인 경우(S15의 Y), 처리를 종료한다.
도 9(b)에, 진폭(a)이 소정값 미만이 된 상태의 센서 출력을 나타낸다. 진폭(a)이 소정값 미만이 될 때까지 위상차(θ1, θ2)의 조정을 반복하면, 각 밸런서에 가해지는 힘과 세탁물(200)에 가해지는 힘이 균형된 상태가 되고, 편심 하중이 해소되어 세탁조(30)의 진동이 억제되고, 세탁기(100)의 소음이 저감된다.
이상, 실시예에 따른 세탁기(100)를 설명했다. 세탁기(100)는, 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)가 수조(20)와 세탁조(30) 사이에 마련되어 있다. 세탁조(30)에 가까운 위치에 밸런서를 마련하는 것에 의해, 세탁조(30)의 편심 하중과 밸런서가 축 방향으로 어긋난 위치에서 회전하는 축 어긋남에 의해 요동하는 것을 억제하여, 더욱 효율적으로 편심 하중을 해소할 수 있다. 또한, 추(43)가 세탁조(30)의 저면으로부터 측면을 따라 상측으로 연장된다. 탈수시의 세탁물(200)과 추(43)를 회전축 방향에 서 거의 동일한 위치로 하는 것에 의해, 더욱 효율적으로 편심 하중을 해소하여 세탁조(30)의 진동을 억제할 수 있다. 세탁조(30)가 저속으로 회전하는 상태부터 편심 하중을 해소할 수 있기 때문에, 탈수 시작 초기에서 종료할 때까지 소음을 저감할 수 있다.
본 발명의 실시예를 설명했다. 이 실시예는 예시이고, 그것들의 각 구성 요소 혹은 각 처리 프로세스의 조합에 다양한 변형예가 가능하고, 또한 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 자명하다.
(변형예 1)
도 10은, 변형예 1에 따른 세탁기(100)의 주요 부분의 단면도이다. 변형예 1에 따른 세탁기(100)는, 수조(20)에 장착된 가속도 센서(25)를 구비한다. 편심 검출부(14)는, 하중 센서(24) 및 가속도 센서(25)의 출력으로부터, 세탁조(30)의 편심 하중 위치 및 편심량을 검출한다.
도 11은, 변형예 1에 따른 제어부(12)에 있어서의 처리의 플로우 차트를 나타내는 도면이다. 제어부(12)는, 도 11에 나타내는 처리를 소정의 주기로 반복 실행한다. 우선 편심 검출부(14)가, 세탁조(30)의 회전 속도가 미리 설정되어 있는 소정 속도 미만인가를 판정한다(S21). 세탁조(30)의 회전 속도는, 종래 공지의 기술에 의해 검출할 수 있다. 세탁조(30)의 회전 속도가 소정 속도 미만인 경우(S21의 Y), 편심 검출부(14)는 하중 센서(24)의 출력으로부터 세탁조(30)에 있어서의 편심 하중 위치 및 편심량을 검출한다(S22). 세탁조(30)의 회전 속도가 소정 속도 이상인 경우(S21의 N), 편심 검출부(14)는 가속도 센서(25)의 출력으로부터 세탁조(30)에 있어서의 편심 하중의 위치 및 편심량을 검출한다(S23). 가속도 센서(25)로부터 출력되는 파형은, 하중 센서(24)의 출력과 마찬가지로, 1주기가 세탁조(30)의 1회전에 대응하고, 진폭이 세탁물(200)의 편심 하중의 크기에 대응한다.
다음으로 밸런서 위치 검출부(16)가 무게 센서(26)의 출력으로부터 각 밸런서의 위치를 검출한다(S24). 편심 검출부(14)는, 각 밸런서와 편심 하중 위치의 위상차(θ1, θ2)를 검출한다(S25). 구동 제어부(18)는, 편심 하중을 해소하도록 각 밸런서를 이동시킨다(S26). 편심 검출부(14)는, 각 센서의 출력에 있어서의 진폭(a)을 검출하고(S27), 진폭(a)이 미리 설정되어 있는 소정값 미만인지 여부를 판정한다(S28). 진폭(a)이 소정값 이상인 경우(S28의 N), S21로 돌아간다. 진폭(a)이 소정값 미만인 경우(S28의 Y), 처리를 종료한다.
이상, 변형예 1을 설명했다. 가속도 센서(25)는, 회전수의 2승에 비례하여 검출 감도가 상승하기 때문에, 세탁조(30)가 고속 회전한 경우의 검출 정밀도가 하중 센서(24)를 상회한다. 여기서, 세탁조(30)의 회전 속도에 상응하여 사용하는 센서를 전환하는 것에 의해, 편심 하중 위치 및 편심량을 더욱 고정밀도로 검출할 수 있다. 편심 하중을 단시간에 해소할 수 있게 되고, 세탁조(30)의 진동을 더욱 억제하여 세탁기(100)의 소음을 저감할 수 있다.
(변형예 2)
도 12 및 도 13은, 변형예 2에 따른 구동부(50)의 단면 사시도, 단면도이다. 구동부(50)는, 회전축(28), 메인 축(52), 제1밸런서 축(57), 제2밸런서 축(61), 클러치(64), 구동 기구(71)를 구비한다. 제1밸런서 축(57) 및 제2밸런서 축(61)은, 각각 거의 원통 형상으로 형성되어 있다. 메인 축(52)은, 제1밸런서 축(57) 및 제2밸런서 축(61)을 관통하고, 제1밸런서 축(57)은 제2밸런서 축(61)을 관통한다. 메인 축(52)의 하단에는, 메인 축기어(54) 및 제1클러치(66)가 마련되어 있다. 메인 축기어(54)와 제1클러치(66)는 일체로 형성되어 있고, 회전축(28)과 함께 회전한다. 제1밸런서 축(57)의 상단에는, 제1밸런서(42)가 고정되어 있다. 제2밸런서 축(61)의 상단에는, 제2밸런서(44)가 고정되어 있다.
구동 기구(71)는, 제1밸런서 연결축(101), 제2밸런서 연결축(102), 각 축에 마련되어 있는 복수의 기어, 도시되지 않는 모터를 포함한다. 제1밸런서 연결축(101)은, 거의 원통 형상으로 형성되어 있고, 하단에 제1하측 연결 기어(112), 상단에 제1상측 연결 기어(114)가 마련되어 있다. 제2밸런서 연결축(102)은, 회전축(28)과 평행하게 연장되어 제1밸런서 연결축(101)을 관통한다. 제2밸런서 연결축(102)은, 하단에 제2하측 연결 기어(124), 상단에 제2상측 연결 기어(126)가 마련되어 있다.
제2밸런서 연결축(102)에는, 제2하측 연결 기어(124)의 상측에, 중간 기어(104)가 회전 가능하게 마련되어 있다. 중간 기어(104)는, 제1벨트(106)를 통해 메인 축기어(54)에 연결되어 있고, 하단에 하측 중간 기어(108), 상단에 상측 중간 기어(118)가 고정되어 있다. 하측 중간 기어(108)는, 제1링기어 박스(90)에 마련되어 있는 제1유성 기어(86)에 맞물려 있다. 상측 중간 기어(118)는, 제2링기어 박스(94)에 마련되어 있는 제2유성 기어(88)에 맞물려 있다. 제1링기어 박스(90) 및 제2링기어 박스(94)는, 제1밸런서 연결축(101) 및 제2밸런서 연결축(102)에 대해 회전 가능하게 마련되어 있다.
제2유성 기어(88)는, 제2하측 유성 기어(88a)가 상측 중간 기어(118)에 맞물리고, 제2상측 유성 기어(88b)가 제1밸런서 연결축(101)의 제1하측 연결 기어(112)에 맞물려 있다. 제1밸런서 연결축(101)의 상단에 마련되어 있는 제1상측 연결 기어(114)는, 제2벨트(116)를 통해 제1밸런서 축(57)에 연결되어 있다. 제1유성 기어(86)는, 제1상측 유성 기어(86a)가 하측 중간 기어(108)에 맞물리고, 제1하측 유성 기어(86b)가 제2밸런서 연결축(102)의 제2하측 연결 기어(124)에 맞물려 있다. 제2밸런서 연결축(102)의 상단에 마련되어 있는 제2상측 연결 기어(126)은, 제3벨트(128)를 통해 제2밸런서 축(61)에 연결되어 있다.
상술한 구성에 의해, 메인 축(52)의 구동력이, 메인 축기어(54), 제1벨트(106), 중간 기어(104), 제2유성 기어(88), 제1밸런서 연결축(101), 및 제2벨트(116)를 통해, 제1밸런서 축(57)에 전달되어 제1밸런서(42)가 회전한다. 또한, 제1유성 기어(86), 제2밸런서 연결축(102), 및 제3벨트(128)를 통해, 제2밸런서 축(61)에 전달되어 제2밸런서(44)가 회전한다. 각 기어는, 메인 축(52)로부터의 입력과, 제1밸런서 축(57) 및 제2밸런서 축(61)으로의 출력이 동일해지는 기어비로 한다. 이에 의해, 세탁조(30)와, 제1밸런서(42) 및 제2밸런서(44)가 등속으로 회전한다.
구동 기구(71)는, 도시되지 않는 제1모터 및 제2모터를 구비한다. 제1모터는, 제1링기어 박스(90)의 제1외주 기어(92)에 맞물려 회전하는 구동 기어를 구비한다. 제2모터는, 제2링기어 박스(94)의 제2외주 기어(96)에 맞물려 회전하는 구동 기어를 구비한다. 제1모터가 구동되면, 메인 축(52)의 회전과 제1밸런서 축(57)의 회전에 위상차가 생긴다. 제2모터가 구동되면, 마찬가지로 메인 축(52)의 회전과 제2밸런서 축(61)의 회전에 위상차가 생긴다. 각 모터의 구동을 제어하여, 세탁조(30)의 편심 하중을 해소하는 위치에서 각 밸런서를 회전시킬 수 있다.
이상, 변형예 2를 설명했다. 회전축(28) 주변을 간단한 구조로 하는 것에 의해, 조립하기 쉬워져 생산성이 향상된다.
한편, 실시예로서 회전축(28)이 연직 방향으로 연장되는 수직형 세탁기(100)에 대해 설명했지만, 본 발명은 회전축(28)이 연직 방향에 대해 경사지는 이른바 드럼식 세탁기에도 적용 가능하다. 또한, 세탁기에 한정되지 않고, 편심 가능성이 있는 회전체를 구비하는 회전 장치에도 적용 가능하다.
12: 제어부
14: 편심 검출부
16: 밸런서 위치 검출부
18: 구동 제어부
20: 수조
24: 하중 센서
25: 가속도 센서
28: 회전축
30: 세탁조
36: 환상 부재
41: 아암
42: 제1밸런서
43: 추
44: 제2밸런서
46: 차륜
50: 구동부
100: 세탁기

Claims (21)

  1. 세탁조;
    상기 세탁조를 수납하는 수조;
    상기 세탁조의 회전축을 중심으로 각각 회전 가능하게 마련되어 있는 제1밸런서 및 제2밸런서; 및
    상기 제1밸런서 및 상기 제2밸런서를 각각 회전시키는 구동부를 구비하고,
    상기 제1밸런서 및 상기 제2밸런서는, 상기 세탁조와 상기 수조 사이에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1밸런서 및 상기 제2밸런서를 각각, 상기 세탁조의 편심 하중을 해소하는 위치에서 회전시키는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1밸런서 및 상기 제2밸런서는, 각각, 상기 세탁조의 저면을 따라 연장되는 아암과, 상기 아암의 선단부에서 상기 세탁조의 측면을 따라 연장되는 추를 구비하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 추는, 상기 세탁조 또는 상기 수조에 접하는 차륜을 구비하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차륜은, 상기 추의 선단부에 마련되어 있고,
    상기 세탁조는, 상기 차륜을 상기 수조측에서 지지하는 환상 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추는, 상기 세탁조의 측면을 따라 굴곡되는 판상 부재인 것을 특징으로 하는 세탁기.
  7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추는, 복수의 봉상 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 추는, 상기 세탁조측의 측면이 회전축에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추는, 복수의 관통 구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  10. 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1밸런서 및 상기 제2밸런서는, 상기 회전축에서 상기 추까지의 회전 반경이 동일한 것을 특징으로 하는 세탁기.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1밸런서의 회전축 및 상기 제2밸런서의 회전축은, 상기 세탁조의 회전축과 동축으로 마련되어 있고, 상기 세탁조의 회전축과 함께 상기 수조의 저면을 관통하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 세탁조의 회전축은, 상기 제1밸런서의 회전축 및 상기 제2밸런서의 회전축을 관통하고 있고, 상기 제1밸런서 회전축은, 상기 제2밸런서의 회전축을 관통하고 있는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 세탁조의 회전축과는 상이한 축을 중심으로 하여, 상기 세탁조의 회전에 따라 회전하는 회전 기구;
    상기 회전 기구와 상기 제1밸런서의 회전축을 접속하고, 상기 세탁조의 회전과 상기 제1밸런서의 회전 사이에 위상차를 형성하는 제1구동 기구; 및
    상기 회전 기구와 상기 제2밸런서의 회전축을 접속하고, 상기 세탁조의 회전과 상기 제2밸런서의 회전 사이에 위상차를 형성하는 제2구동 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 세탁조의 편심 하중 위치를 검출하는 편심 검출부와,
    상기 제1밸런서 및 상기 제2밸런서의 각각의 회전 위치를 검출하는 밸런서 위치 검출부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 편심 검출부 및 상기 밸런서 위치 검출부의 검출 결과에 따라, 상기 제1밸런서 및 상기 제2밸런서의 각각의 회전 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  15. 회전체의 편심 하중 위치 및 편심량을 검출하는 편심 검출부;
    제1밸런서 및 제2밸런서를 각각 상기 회전체 회전축을 중심으로 회전시키는 구동부; 및
    상기 제1밸런서와 상기 제2밸런서를, 상기 회전체의 중심 및 편심 하중 위치를 지나는 선분에 대해 대칭 위치에서 회전시키는 한편, 상기 회전체의 편심량에 상응하여 각각의 상기 회전체에 대한 위상차를 조정하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 편심량이 소정값보다 작아질 때까지 상기 위상차의 조정을 반복 실행하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 회전체를 지지하는 지지부에 장착되어 있는 하중 센서를 더 구비하고,
    상기 편심 검출부는, 상기 하중 센서의 출력으로부터 편심 하중 위치 및 편심량을 검출하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 회전체의 진동을 검출하는 가속도 센서를 더 구비하고,
    상기 편심 검출부는, 편심 하중 위치 및 편심량의 검출에 사용하는 센서를, 상기 회전체의 회전 속도에 상응하여 상기 하중 센서 또는 상기 가속도 센서로 전환하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1밸런서 및 상기 제2밸런서를 검출하는 밸런서 검출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 밸런서 검출부는, 상기 제1밸런서를 검출하는 제1검출부와, 상기 제2밸런서를 검출하는 제2검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 제1밸런서는, 상기 밸런서 검출부에 의해 검출되는 제1피검출부를 구비하고,
    상기 제2밸런서는, 상기 밸런서 검출부에 의해 상기 제1피검출부와는 검출되는 방법이 상이한 제2피검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
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