KR20220024687A - 세탁물 처리 기기 - Google Patents
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Abstract
세탁물 처리 기기(10)는 터브(30), 터브 내부에 회전가능하게 장착된 드럼(50), 무선 전력을 공급하도록 구성된 적어도 하나의 트랜스미터 코일(620); 드럼 주변에서 드럼에 센터링되기 장착되고 내부에 획정된 환형 채널을 가지는 적어도 하나의 고리형 하우징(500); 중력 및/또는 관성력의 작용 하에 자유롭게 움직이도록 상기 채널에 배치된 적어도 하나의 밸런싱 유닛(400)으로서, 상기 밸런싱 유닛은 상기 트랜스미터 코일로부터 무선 전력을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 리시버 코일(630) 및 상기 리시버 코일에 의해 전력을 공급받은 액추에이터 수단(200, 201)을 갖는 것인 밸런싱 유닛; 하우징에서 밸런싱 유닛의 위치를 검출하도록 구성된 감지 요소(625, 410); 및 적어도 하나의 밸런싱 유닛의 위치결정을 관리하고 적어도 하나의 밸런싱 유닛의 위치를 기반으로 트랜스미터 코일을 구동하도록 구성된 밸런싱 제어 유닛(700)을 포함하고, 불균형 레벨 및/또는 위치가 감지 요소 및 드럼 속도에 의해 추정된다. 상기 액추에이터 수단은 트랜스미터 코일로부터 전력을 공급받을 때 마찰력 요소에 작용하여 상기 고리형 하우징과 밸런싱 유닛 사이의 마찰력을 변화시켜서 환형 채널에서 밸런싱 유닛 운동을 가능하게 하거나 제동한다.
Description
본 발명은 드럼 내 세탁물의 균일하지 않은 분배에 의해 발생된 불균형을 보상하기 위한 와셔 또는 건조기 기기용 밸런싱 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 세탁기는 의복을 적재할 수 있는 드럼 및 드럼을 회전시키고 세탁 단계, 헹굼 단계 및 탈수 단계와 같은 세탁 사이클에서 일련의 단계를 수행하는 모터를 포함한다.
탈수 단계에서 드럼의 회전 중, 세탁물이 드럼에 균일하지 않게 분배되고 소정 질량이 드럼의 일부에 집중될 때, 드럼의 편심 회전으로 인해 진동 및 소음이 발생한다. 이러한 편심 회전이 심해지는 경우, 드럼, 드럼을 지지하는 베어링, 또는 터브와 같은, 세탁기의 일부 부품이 손상될 수 있다.
정상적으로 위에 나열된 손상을 방지하기 위해서, 탈수 전 불균형 레벨을 측정하는, 불균형 측정 체크가 시행된다. 과도한 불균형의 경우, 기기 제어는 드럼에서 세탁물을 더 잘 재분배하려고 하고, 여러 번 시도 후, 불균형 레벨이 여전히 높다면, 감소된 rpm으로 탈수를 수행한다.
발생된 소음 및 진동, 리밸런싱 시도로 인한 더 긴 세탁/건조 사이클 지속 기간 및 과도한 불균형 레벨의 경우에 탈수 rpm 속도가 감소될 때 불량한 건조 성능 때문에 불균형은 고객 만족도에 여러가지 부정적인 영향을 갖는다.
더욱이, 발생된 기계 진동은 기계 구조에 상당한 응력을 발생시켜서 더 크고, 더 견고하며 값비싼 부품의 사용에 의해 와셔 설계에서 부분적으로 보상되는 기기 신뢰성을 감소시킨다.
따라서, 세탁기 설계에서, 드럼의 내부로부터 발생되는 불균형 하중을 오프셋하는 밸런서의 사용은 드럼 회전을 안정시키는 데에 유리하다.
공지된 밸런서 시스템은, 밸런서 링에서 자유롭게 이동하는 전형적으로 구형 형상인, 일부 질량이 위치되는 중공 공간을 갖는 밸런서 링을 사용한다. 종종, 밸런서 링은 밸런싱 질량의 이동 속도를 제한하도록 유체로 채워진다. 이런 공지된 밸런서 시스템이 불균형 레벨을 감소시키는 데 일조할지라도, 시스템은 여러 단점을 갖는다:
- 세탁시 낮은 rpm에서 질량은 텀블링 중 이동하여서 불균형, 소음 및 와셔 모터에 대한 저항력을 발생시킨다.
- 탈수시 밸런싱 공정은 매우 느리고 복잡하여, 드럼에 존재하는 불균형을 상쇄시키기 위해서 질량이 이동할 때까지 몇 분 소요될 수 있다.
밸런싱 공정을 개선하기 위해서 활성 밸런서가 공개되고, 예를 들어 EP 3378982는 터브에 제공된 전송 코일로부터 무선 전력을 수용하는 밸런싱 유닛을 구비한 밸런서를 공개한다. 전송 코일은 단기간에 밸런싱 유닛에 충분한 무선 전력을 전달하도록 전송 제어기의 제어 하에 전송 변환기에 의해 전력을 공급받는다.
또한, EP 2 955 263 및 JP 2005 021505는 기기의 고정부에 고정된 트랜스미터 코일로부터 무선 전력을 공급받는 모터/액추에이터를 구비한 밸런싱 유닛을 공개한다. EP3594402는 능동적으로 이동 가능한 밸런서 질량을 구비한 세탁기 및 그것의 제어 방법을 개시한다.
이러한 개시에서 마찰력과 협동작용하는 중력 또는 관성력의 작용이 이용되지 않고, 이는 유리하게도 본 발명에서 공개된다.
더욱이 본 발명에서 하나의 액추에이터 수단의 작용을 이용하면 밸런스 유닛과 하우징 사이의 마찰력을 변경함으로써 밸런싱 유닛 위치를 바꿀 수 있다. 액추에이터 수단은 밸런싱 유닛 휠을 제동하거나 하나의 밸런서 하우징 측에 직접 접촉할 수 있고, 전술한 발명에서 기계 모터/액추에이터는 하우징과 접속하는 기계 기어를 가지고 액추에이터/모터에 의해 수행된 기계적 작업을 통해 운동을 얻는다.
W0 2018/236155A1은 하나의 트랜스미터 코일(240)로부터 밸런싱 유닛 코일(310)로 전력을 전송하는 무선 전송 링크를 개시하고 여기서 트랜스미터 코일과 밸런싱 코일은 평행한 권선 축을 갖는다. 동일한 구성이 이미 나열된 개시에 공개되고, 그 전부에서, 드럼 회전 중 단지 제한된 시간 동안 무선 전력 전송이 가능하다. 본 발명에서, 밸런싱 유닛 리시버 코일 권선 축은 드럼 축에 수직이고 트랜스미터 코일 권선은 드럼 축에 평행하다. 리시버 코일과 트랜스미터 코일 사이의 권선 축 구성은 드럼 회전 중 일정한 효율적인 무선 전력 전송을 보장한다.
본 발명의 목적은 균일하지 않은 세탁물 분배에 의해 발생된 불균형을 보상할 수 있는 와셔를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 밸런싱 유닛이 배치되는 중공 채널을 가지는 고리 모양인 하우징이 있다. 고리 모양인 하우징은 회전 축을 중심으로 둔 드럼에 고정된다. 고리에서 밸런싱 유닛 위치는 와셔의 고정부에 위치결정된 밸런싱 제어 유닛에 의해 원격 제어될 수 있다.
고리형 중공 채널에서 밸런싱 유닛 원격 위치 제어는 밸런싱 유닛과 하우징 중공 채널 사이의 마찰력을 변화시킬 수 있는 마찰력 요소에 작용하는 밸런싱 유닛에서 액추에이터 수단에 의해 수행된다. 액추에이터 수단은 트랜스미터 코일로부터 무선 전력을 수용하는 밸런싱 유닛에 존재하는 리시버 코일에 의해 전력을 받는다.
밸런싱 유닛과 하우징 채널 사이의 밸런싱 유닛 마찰력을 변화시킴으로써 액추에이터 수단은 중력 및/또는 관성력의 작용으로 인해 밸런싱 유닛 이동을 허용하거나 막을 수 있다.
수평 축 와셔에 존재하는 중력 작용은 드럼 회전 중 밸런싱 유닛에 작용하고; 관성력은 드럼 회전 속도 가속 또는 감속에 의해 또는 드럼 불균형으로 인한 드럼 워블링 운동에 의해 발생될 수 있다.
밸런싱 제어 유닛 기능부는 완전한 와셔 작동을 관리하는 기기 제어 유닛의 통제 하에 작동한다. 위치 검출 요소는 밸런싱 제어 유닛에 밸런싱 유닛 위치에 대한 정보를 제공한다. 위치 정보는 결과적인 드럼 불균형을 무효화하는 밸런싱 유닛 위치를 변화시키도록 드럼 불균형 레벨 및/또는 위치에 대한 정보를 제공하는 불균형 감지 요소로부터 측정과 함께 사용된다. 불균형 측정은 기기 제어 유닛에 의해 제공될 수 있고/있거나 세탁 유닛 운동 진폭 및/또는 드럼 불균형 위치를 제공하는 부가 불균형 감지 요소로 직접 측정될 수 있다.
수평 축 와셔에서 중력의 작용 하에 한 번의 드럼 회전 턴 중 밸런싱 유닛은 전방으로, 즉, 동일한 드럼 회전 방향으로 이동하도록 절반의 회전 기간에 밀리고 다른 절반의 기간에 후방으로 이동하고, 즉, 드럼 회전 기간에 대해 후방으로 이동하도록 밀린다.
유사하게 드럼 회전 속도를 감속 또는 가속시키면 관성력이 작용하여 밸런싱 유닛을 드럼 회전 방향에 대해 전방으로 또는 후방으로 이동시키도록 밀어준다.
따라서, 중력 또는 관성력이 전방 또는 후방 방향으로 밀 때 정상적으로 하우징 채널에서 운동을 차단하는 밸런싱 유닛 마찰력을 감소시킴으로써, 전방으로 또는 후방으로 위치를 변화시킬 수 있다.
마찰력을 변화시키는 액추에이터 수단은 트랜스미터 코일과 밸런싱 유닛 리시버 코일 사이의 자기 결합으로부터 무선으로 전력을 공급받는다. 트랜스미터 코일과 밸런싱 유닛 리시버 코일 사이의 위치 구성은, 밸런싱 유닛이 트랜스미터 코일 권선과 대면하는 중공 채널에서 이동할 때 일정한 자기 결합을 보장한다.
다른 유리한 실시예에서, 트랜스미터 코일은 고리형 하우징에 평행하게 그리고 드럼 축에 동축으로 권취되고, 드럼 축 둘레에서 센터링되게 권취된다. 밸런싱 유닛 리시버 코일 권선 축은 드럼 축에 수직이고 트랜스미터 코일과 자기 결합을 증가시키도록 페라이트 코어 둘레에 권취될 수 있다. 수신된 무선 전력을 증가시키도록, 1개 초과의 리시버 코일을 밸런싱 유닛에서 예상할 수 있다. 밸런싱 유닛에서 리시버 코일은 공진 회로를 형성하고 임피던스 적응 회로는 액추에이터 수단에 전송되는 전력을 최대화한다.
수평 축 와셔에 대한 제1 실시예에서, 2개의 밸런싱 유닛을 구비한 고리형 하우징은 그 주변에서 드럼 외부에 고정되고 트랜스미터 코일은 밸런싱 유닛 하우징을 대면하는 와셔 터브에 고정된다. 밸런싱 유닛 코일은 공진 회로의 일부이고, 밸런싱 유닛을 위한 상이한 공진 주파수 설정은 트랜스미터 코일 무선 전력 전송 주파수 변화를 통해 활성화되도록 밸런싱 유닛을 선택할 수 있다.
밸런싱 유닛 위치결정은 밸런싱 유닛 코일에 자기로 결합된 트랜스미터 코일을 또한 구동하는 밸런싱 제어 유닛에 의해 관리된다. 검출 코일은 트랜스미터 코일에 가까운 터브 주변에 위치결정된다. 밸런싱 유닛을 포함하는 하우징과 드럼이 회전할 때, 검출 코일에 접근하는 트랜스미터 코일에 의해 유도된 자기장을 생성하는 코일은 검출 코일에 전압 출력 변화를 유도하여서 밸런싱 유닛 통과를 검출할 수 있도록 허용한다.
검출 코일 위치 및 드럼 회전 속도를 인지함으로써, 밸런싱 제어 유닛은 밸런싱 유닛 순간 위치를 계산할 수 있다. 드럼 회전 속도는 동일한 밸런싱 유닛의 2개의 연속 검출 간 시간 차이로서 계산될 수 있다. 더욱이, 밸런싱 제어 유닛은 연관된 검출 코일 전압을 최대화함으로써 트랜스미터 코일 주파수를 밸런싱 유닛 코일의 공진 주파수로 조정할 수 있다.
하나의 밸런싱 유닛의 위치를 변화시키도록, 밸런싱 제어 유닛은 선택된 밸런싱 유닛의 공진 주파수로 트랜스미터 코일을 구동하여서, 원하는 방향으로 이동시키기 위해서 중력 또는 관성력이 작용할 때 마찰력을 감소시키도록 액추에이터 수단에 전력을 공급한다. 전력 공급 시간을 감소시킴으로써 밸런싱 제어 유닛은 위치 변화량을 제한할 수 있다.
밸런싱 유닛은 하우징 원형 프로파일에 맞는 원호 형상이다. 드럼 축에 더 가까운, 즉 반경 방향으로 외부의 밸런싱 유닛 측에서, 정상적으로 전자기 액추에이터 핀이 밀어줌으로써 차단되는 휠이 있다. 휠은 밸런싱 유닛과 하우징 사이의 마찰력을 변화시키는 마찰력 요소로서 작용한다. 탈수 단계에서, 세탁물이 드럼에서 위성화되고 제동된 휠과 하우징 표면 사이의 마찰력이 밸런싱 유닛을 그 위치에서 제동된 상태로 유지하도록 보장하는 속도로 드럼이 회전하고 있다.
전자기 액추에이터에 전력을 공급함으로써, 자기장은 액추에이터 핀을 후퇴시켜서 그 제동 기능을 해제한다. 유리하게도, 휠은 낮은 회전 마찰을 가지고, 이는 자유롭게 회전할 때 밸런싱 유닛에 대해 낮은 마찰 계수 Cf를 허용한다. 휠 제동을 해제하면 밸런서 유닛 마찰을 슬라이딩에서 롤링으로 변경하여서 밸런서 하우징에서 운동을 허용한다.
밸런싱 유닛이 중력 작용 하에 이동할 수 있다면, (드럼 회전 방향에 대해) 하우징 측에서 각각의 드럼 회전 기간 동안 전방 및 후방으로 이동한다.
전방 및 후방 운동 진폭은 드럼 회전 속도 및 밸런싱 유닛과 하우징 사이의 회전 마찰력에 의존한다.
중력이 작용하여 원하는 운동 방향으로 밀고 있을 때, 드럼 회전과 동기화되는, 휠 회전을 허용하는 전자기 액추에이터에 주기적으로 전력을 공급함으로써, 하우징에서 밸런싱 유닛을 단계적으로 이동시킬 수 있다.
불균형으로 인한 드럼 축 운동과 연관된 관성력의 효과는 드럼 속도에 따라 증가한다. 드럼 회전 속도가 세탁 유닛의 공진 주파수보다 높을 때 그것은 불균형에 반대 방향으로 밸런싱 유닛을 이동시키도록 작용한다. 그것의 밸런싱 작용은 또한 통상적인 볼 밸런서에서 사용된다. 이 경우에 유리하게도 불균형에 반대 방향으로 밸런싱 유닛을 이동시키도록 중력이 작용할 때 마찰력 감소에 의해 구동되는 제어된 밸런싱 공정을 지원할 것이다.
액추에이터 수단 제동 기능은 다른 실시예에서 휠에 작용하는 핀으로서 또는 공지된 것과 같은 브레이크 플레이트, 전자기 파워 온 또는 파워 오프 브레이크로서 구현될 수 있다. 파워 오프 제동 상태는 스프링 또는 영구 자석을 사용해 획득될 수 있다. 영구 자석을 구비한 파워 오프 브레이크는 전기자 플레이트를 끌어당겨서 그것을 마찰면에서 밀어서 밸런싱 유닛 휠을 제동하는 데 사용한다. 브레이크를 분리하기 위해서, 영구 자석의 자속을 상쇄하는 반대 자기장을 설정하는 코일에 전력이 인가된다.
다른 실시예에서, 구동 샤프트로부터 휠로 기계 토크를 전송하는 전기 제어 클러치가 있다. 구동 샤프트는 높은 감속비로 액추에이터 또는 모터에 의해 구동되는 기어 시스템의 일부이다. 모터 또는 액추에이터가 활성화되지 않을 때, 구동 샤프트는 실질적으로 차단된다. 전기 제어 클러치는 정상적으로 액추에이터 수단으로서 작용하여, 결합될 때 휠을 제동하고, 휠을 구동 샤프트에 연결하거나 구동 샤프트가 휠로부터 분리될 때 자유롭게 회전시킨다. 클러치가 결합된 상태에서 모터 또는 액추에이터를 활성화시킬 때, 구동 샤프트 토크는 휠로 전달된다.
유리하게도 드럼 회전 속도에서, 휠 회전 마찰력이 밸런싱 유닛 운동을 제동하여, 적당한 타이밍과 회전 방향 선택으로 기어 시스템의 액추에이터 또는 모터 부분을 활성화할 때, 구동 샤프트 부가 토크는 밸런싱 유닛을 이동시키는 중력 및 관성력 작용을 지원할 수 있다.
이 실시예는 유리하게도 최대 드럼 회전 속도로 연장되고 여기서 밸런싱 유닛을 이동시킬 수 있다. 구동 샤프트는 드럼 속도로 밸런싱 유닛 운동으로 지지 토크를 제공할 수 있고 여기서 휠 회전 마찰력은 액추에이터 수단의 상태에 독립적으로 제동된 상태로 유지할 것이다.
휠 회전 마찰 계수를 최소화하도록 휠 레이스를 형성하는 밸런서 하우징 측과 접촉점 프로파일을 최적화할 수 있다. 부가 작용은, 낮은 회전 마찰이 건축 자재, 예컨대 강을 선택하고 밸런싱 유닛 총 질량에 대해 하우징에 대한 훨씬 더 높은 질량을 선택하도록 보장한다.
다른 실시예는 형상을 변화시킴으로써 휠을 제동하는 압전 액추에이터로 만들어진 액추에이터 수단을 사용할 수 있다.
하나의 부가 실시예는 하우징과 밸런싱 유닛의 마찰력을 변화시키도록 마찰 요소로서 액추에이터 핀을 직접 사용할 수 있다. 하우징 측에 대해 직접 밀어주는 핀은 하우징에서 밸런싱 유닛 운동을 제동하는 마찰력을 생성할 수 있다.
또한, 세탁시 드럼이 낮은 rpm으로 회전할 때 파킹 기능은 밸런싱 유닛을 하우징에서 고정된 위치에 유지한다. 이 기능은 위성화 속도 이상인 rpm으로 수행되는 세탁물 불균형 보상에 엄격히 요구되지 않는다. 그러나, 패시브 볼 밸런서에서와 유사한 단점, 예컨대 소음을 피하면서 밸런싱 유닛을 낮은 rpm으로 차단시키는 것이 바람직하다.
파킹 기능은 개구를 가지는 하우징 내부측에 핀을 밀어주는 스프링에 의해 지지되는 핀으로 가동성 파킹 질량을 예상한다. 드럼이 저속으로 회전하고 있을 때, 밸런싱 유닛은 바닥에 안착된다. 개구에 도달했을 때 옆으로 밀어주는 핀이 진입하여 드럼과 회전하기 시작하는 밸런싱 유닛을 로킹한다. 상단에 도달했을 때, 중력과 스프링력은 파킹 질량을 이동시켜서 개구로 완전히 진입하여 강자성 부품과 접촉한다. 자기력은 파킹 질량을 개구에 유지하기에 충분하여서 밸런싱 유닛과 하우징 사이에 안정적인 기계적 로킹 기능을 생성한다.
드럼이 가속되어서, 회전 속도를 높이고 파킹 질량을 유지하는 자기력보다 높은 원심력을 발생시키는 속도에 도달했을 때, 그것은 이동하여서 개구를 이탈하여 밸런싱 유닛 운동을 언로킹한다. 자기력의 작용은 파킹 기능에 충분한 히스테리시스를 확보하는 것이다. 40 ~ 50 rpm의 범위에 있을 수 있는 로킹 속도와 대략 90 ~ 100 rpm일 수 있는 언로킹 속도 사이에 충분히 큰 전환 드럼 속도를 설정한다.
그것은 불안정한 상태를 피하는 신뢰성있는 작동을 보장한다.
다른 실시예는 운동을 방지하는 밸런싱 유닛과 하우징 사이에 충분한 마찰력을 저속 드럼 속도로 보장하는 하우징 대향측에 대해 밸런싱 유닛을 휠로 밀어주는 질량에 고정된 스프링을 이용한다.
비용과 전력 소비를 최소화하기 위해서, 트랜스미터 코일로부터 밸런싱 유닛 코일로 상이한 무선 전력 전송 레벨을 예상할 수 있다. 매우 짧은, 높은 레벨은 액추에이터 수단 제동 기능을 결합 또는 분리하고, 중간 레벨은 브레이크를 결합되거나 분리된 상태로 유지하며 낮은 레벨은 검출 코일에 의한 밸런싱 유닛 통과를 검출하기에 충분하다.
이 실시예에서, 트랜스미터 코일을 구동하고 검출 코일 전압을 판독함으로써 밸런싱 제어 유닛이 밸런싱 유닛과 접속하는 것이 관찰될 수 있다.
다른 실시예에서 밸런싱 유닛에는 가속도계 또는 중력 센서가 포함되고 이는 다른 것들 중에서 위치를 추정하여, 검출 코일을 대체하는 데 사용될 수 있다. 밸런싱 유닛에 의해 경험되는 드럼 회전 축에 수직인 평면에서 가속 벡터 성분은 불균형에 대한 위치에 의존한다. 수평 축 와셔에서 가속도의 주기적인 부가 성분이 존재하고 이는 드럼 회전 중 중력 방향 변화와 연관된다.
밸런싱 유닛에서 마이크로컨트롤러는 밸런싱 제어 유닛으로 가속 센서 측정값을 전송하도록 간단한 무선 양방향 통신 프로토콜을 구현할 수 있다.
밸런싱 유닛과 고리형 하우징이 드럼에 고정되면, 금속 드럼 벽은 트랜스미터 코일과 밸런싱 유닛 리시버 코일 사이의 자기 결합을 방지할 것이다.
이 실시예에서, 트랜스미터 코일은 2개의 밸런싱 유닛과 함께 하우징 채널 내에 있고, 그것은 측면 중 하나에서 채널 내에 권취되고, 권선은 드럼 회전 축 둘레에 센터링되게 권취된다. 밸런싱 유닛 코일은 하우징 채널에 배치되는 트랜스미터 코일에 전자기로 결합된다. 트랜스미터 코일은 터브에 대면한 드럼의 외부측에 위치결정된 공급 코일에 전기적으로 연결된다.
드럼 상의 공급 코일에 대면한 터브 상의 부가 공급 코일은 그 사이에 무선 전력 전송 링크를 생성한다. 터브에 고정된 공급 코일은, 채널에서 트랜스미터 코일에 전기적으로 연결되고 차례로 밸런싱 유닛 코일에 무선으로 전력을 공급하는 드럼 외부측에서 공급 코일로 무선 전력을 전송한다.
본 발명에 따른 세탁물 처리 기기용 밸런싱 시스템의 다른 장점과 특징은 단지 비제한적인 예로서 제공된 다음 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 밸런싱 시스템 대상체를 구비한 수평 축 와셔의 제1 가능한 실시예의 단면도이다.
도 2는 하우징에 밸런싱 유닛을 도시한 정면도이다.
도 3은 도 2의 상세도이다.
도 4는 도 3의 선 I - I 에 따른 단면도이다.
도 5는 도 4의 선 I - I 에 따른 단면도이다.
도 6은 가능한 액추에이터 수단의 단면도이다.
도 7은 트랜스미터 코일 및 검출 코일의 정면도이다.
도 8은 도 1의 선 I - I 에 따라 절취된 단면도이다.
도 9는 밸런싱 제어 유닛의 전기 블록도이다.
도 10은 밸런싱 유닛의 전기 블록도를 도시한다.
도 11은 밸런싱 제어 유닛이 밸런싱 유닛 위치를 변화시키는 방법의 타이밍도를 도시한다.
도 12는 다른 가능한 액추에이터 수단, 파워 오프 브레이크, 영구 자석을 구비한 자기 유형을 도시한다.
도 13은 분리된 상태에서 자기 유형의 파워 오프 브레이크를 도시한다.
도 14는 본 발명의 밸런싱 시스템 대상체를 구비한 수평 축 와셔의 다른 가능한 실시예의 단면도이다.
도 15는 도 14의 실시예의 무선 전력 전송 스킴을 도시한다.
도 16은 파킹 요소를 구비한 밸런싱 유닛의 상세도를 도시한다.
도 17은 파킹 요소의 단면도를 도시한다.
도 18a 및 도 18b는 각각 기계 차단 상태 및 비차단 상태에서 파킹 요소를 도시한다.
도 2는 하우징에 밸런싱 유닛을 도시한 정면도이다.
도 3은 도 2의 상세도이다.
도 4는 도 3의 선 I - I 에 따른 단면도이다.
도 5는 도 4의 선 I - I 에 따른 단면도이다.
도 6은 가능한 액추에이터 수단의 단면도이다.
도 7은 트랜스미터 코일 및 검출 코일의 정면도이다.
도 8은 도 1의 선 I - I 에 따라 절취된 단면도이다.
도 9는 밸런싱 제어 유닛의 전기 블록도이다.
도 10은 밸런싱 유닛의 전기 블록도를 도시한다.
도 11은 밸런싱 제어 유닛이 밸런싱 유닛 위치를 변화시키는 방법의 타이밍도를 도시한다.
도 12는 다른 가능한 액추에이터 수단, 파워 오프 브레이크, 영구 자석을 구비한 자기 유형을 도시한다.
도 13은 분리된 상태에서 자기 유형의 파워 오프 브레이크를 도시한다.
도 14는 본 발명의 밸런싱 시스템 대상체를 구비한 수평 축 와셔의 다른 가능한 실시예의 단면도이다.
도 15는 도 14의 실시예의 무선 전력 전송 스킴을 도시한다.
도 16은 파킹 요소를 구비한 밸런싱 유닛의 상세도를 도시한다.
도 17은 파킹 요소의 단면도를 도시한다.
도 18a 및 도 18b는 각각 기계 차단 상태 및 비차단 상태에서 파킹 요소를 도시한다.
도면에서 동일한 부분은 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 1에서 수평 축 와셔(10)의 중요한 구조 부품의 단면도가 도시되어 있다. 특히 드럼(50)이 회전가능하게 장착되는 터브(30)로 구성된 세탁 유닛이 도시되어 있다. 세탁 유닛은 스프링(40) 및 덤퍼(80)를 통하여 캐비닛(20)에 매달려 있다.
드럼(50)의 외부 주변에서 터브(30)에 지지 요소(62)로 고정된 트랜스미터 코일(620)을 대면하는 고리형 하우징(500)이 고정된다.
도 2는 2개의 밸런싱 유닛(400)이 배치되는 드럼(50) 축(331, 341)에 평행한 축 방향으로 내부측을 갖는 하우징(500) 채널 내부 내용물의 정면도를 도시한다.
도 3은 하우징(500)에서 하나의 밸런싱 유닛(400)의 상세도를 도시한다. 밸런싱 유닛(400)은 채널 내부측(331)에서 움직일 수 있게 하는 휠(430)을 가지고 전기적으로 직렬로 연결되고 반경 방향에 평행하게, 즉 트랜스미터 코일(620)을 대면하는 드럼 축에 수직으로 배치된 3개의 리시버 코일(630)을 갖는다.
밸런싱 유닛 리시버 코일(630)은 드럼 회전 축에 수직인 반경 방향으로 연장되는 원통형 페라이트 코어 둘레에 권취된다. 밸런싱 유닛 리시버 코일 페라이트 코어 축을 통과하고 드럼 회전 축에 수직인 평면에서 트랜스미터 코일(620) 권선 와이어를 돌출시킬 때 그것은 반경 방향으로 리시버 코일(630) 치수에 대해 센터링되어, 자기 결합을 극대화한다.
트랜스미터 코일(620)과 밸런싱 유닛 리시버 코일(630) 사이의 위치 구성은, 트랜스미터 코일(620) 권선과 대면하는 중공 채널에서 밸런싱 유닛(400)이 이동할 때 일정한 자기 결합을 보장한다.
도 3에 나타낸 선 I - I을 따라 절취되는 도 4의 단면도에 도시된 대로, 휠(430)은 채널 하우징 측(331) 레이스에서 이동하는 뾰족한 모양을 갖는다. 휠은 저 마찰 베어링(440)으로 샤프트(450)에 고정된다. 샤프트(450)는 스프링(460)으로 밸런싱 유닛 구조체(480)에 매달려 있다. 드럼(30)이 최대 속도로 회전할 때 구조체(480)는 하우징 측(331)에 바로 안착되어서 높은 원심력이 밸런싱 유닛(400) 질량에 작용하는 상태로 휠(430)을 로딩하는 것을 피한다.
휠(430) 레이스를 형성하는 하우징 측(331)과 휠(430) 사이의 접촉점 프로파일은 그것의 회전 마찰 계수를 최소화하도록 설계될 수 있다. 낮은 회전 마찰을 보장하는 부가 작용은 밸런싱 유닛(400) 총 질량에 대해 하우징(500)에 대한 훨씬 높은 질량 및 건축 자재, 예컨대 강을 선택하는 것이다.
휠(430)은 도 4의 선 I - I을 따라 절취된 반경 방향으로 도 5의 단면도에 도시된 바와 같은 개구를 하나의 측면에 가지는데, 이 개구에 액추에이터(200)의 뾰족한 핀(들)(240)이 진입할 수 있다. 액추에이터(200)의 가동성 부품(240)이 연장된 위치에 있을 때, 그 핀(240)은 휠(430)과 간섭하고 운동을 차단하며 후퇴될 때 휠(430)은 자유롭게 회전한다.
도 6에 상세히 도시된 액추에이터(200)는 안내 공간(231)에서 이동할 수 있는 강자성 실린더(230)를 가지고 연장부(240)를 갖는다. 스프링(220)은 그것을 연장된 상태로 유지한다. 전압이 핀(260)을 통하여 권선(250)에 인가될 때, 강자성 실린더(230)에 작용하는 자기장은 권선을 이동시켜서 스프링을 밀고 연장부(240)를 후퇴시킨다.
트랜스미터 코일(620)은 전력을 리시버 코일(630)로 전송할 때, 액추에이터(200)에 전력을 공급하여 연장부(240)를 후퇴시키고 하우징에서 밸런싱 유닛 운동을 가능하게 한다. 이 상태에서 밸런싱 유닛은 중력 및/또는 관성력의 작용 하에 휠(430)로 하우징 측(331)에서 이동할 수 있다.
도 7은 지지 요소(62)에 장착된 트랜스미터 코일(620)의 정면도를 도시한다. 상단에 밸런싱 유닛(400) 통과를 검출하는 검출 기능을 가지는 소직경 코일(625)이 있다. 트랜스미터 코일(620)은 드럼(50) 직경과 비슷한 반경, 예를 들어 40 ~ 60cm를 가지고 검출 코일 반경은 예를 들어 2 ~ 10cm일 수 있다. 트랜스미터 코일로부터 유도 전압이 최소이거나 환언하면 순 결합 자속이 영(zero)이 되도록 검출 코일(625)은 트랜스미터 코일(620) 권선에 중첩하여 위치결정된다.
직렬로 연결된 트랜스미터 코일(620)과 밸런싱 유닛 코일 사이의 자기 결합은 각각의 밸런싱 유닛 코일(630)에서 전류를 유도한다. 드럼(50) 회전 중, 밸런싱 유닛 코일(630) 중 하나는 검출 코일(625)에 대응하는 위치로 이동할 때, 전자기장은 검출 코일(625)에서 전압을 유도하여서, 밸런싱 유닛(400) 통과를 검출할 수 있다.
검출 코일(625) 권선 축은 트랜스미터 권선을 통과하는 드럼 축에 평행하다. 트랜스미터 코일(620)은 드럼(50) 축에 대해 센터링되게 권취되고 드럼 반경 치수와 비슷한 권선 축에 대한 반경 치수를 갖는다. 권선 축에 대한 검출 코일(625) 치수는 드럼 축에 수직인, 반경 방향으로 밸런싱 유닛 리시버 코일(630) 권선 치수와 비슷한 치수를 갖는다. 검출 코일(625)은 또한 트랜스미터 코일(620) 주변을 따라 더 큰 치수 연장되는 타원형 형상을 가질 수 있다. 그것은 권선과 중첩되는 트랜스미터 코일(620)에 위치결정된다. 12시 위치에서, 중력은 반대 방향을 갖는 드럼(50) 가속력에 정렬된다.
도 8은 도 1의 선 I - I을 따라 절취된 단면도를 도시하고 여기에서 검출 코일(625) 권선과 함께 드럼(50) 축에 수직인 반경 방향으로 연장되는 평평한 트랜스미터 코일 권선(620)을 볼 수 있다. 그것은 지지 요소(62)로 터브(30)에 고정된다. 하우징(500)은 트랜스미터 코일(620)에 대면하는 드럼(50)에 고정된다. 하우징(500) 내에 코일(630)과 밸런싱 유닛(400)이 있다. 코일(630)은 드럼 축에 수직인 반경 방향으로 연장되는 페라이트 코어 둘레에 권취된다. 코일은 반경 방향으로, 즉 드럼 축에 수직인 방향으로 트랜스미터 코일 권선 와이어(620) 치수에 대해 센터링되도록 드럼 축으로부터 거리를 가지고 위치결정된다. 드럼 축에 대해, 축 방향으로 트랜스미터 코일(620)과 리시버 코일(630) 사이의 거리는 1 ~ 3cm의 범위에 있을 수 있다.
도 9는 트랜스미터 코일(620) 및 검출 코일(625)을 구비한 밸런싱 제어 유닛(700)의 블록도를 도시한다. 그것의 제어 기능부(710)는 드럼에 존재하는 불균형을 보상하도록 밸런싱 유닛(400) 위치를 평가하여 변화시킨다. 제어 기능부(710)는 기기 제어 유닛 (미도시)의 통제 하에 작동하고, 그것은 전압 발생기(725)로 트랜스미터 코일(620) 공진 회로를 구동하고 밸런싱 유닛(400) 위치를 평가하도록 검출 코일(625) 입력을 판독한다. 그것은 드럼 회전 속도에 대한 정보 및 불균형 감지 요소(740)로부터 불균형 레벨 및/또는 위치를 포함하는 다른 정보를 교환하는 인터페이스(730)를 통하여 기기 제어 유닛과 통신한다.
트랜스미터 코일(620) 회로 공진 주파수를 변경하도록, 공진 커패시턴스는 스위치(721)를 통하여 선택되는 고정 커패시터(722) 및 보상 커패시터(723)로 형성된다. 밸런싱 제어 유닛(700)은 트랜스미터 코일(620)을 구동하는 전압 및 주파수(725)를 변경함으로써 그리고 트랜스미터 코일(620) 회로 공진 주파수를 변경함으로써 밸런싱 유닛 코일(630)로 전송된 전력 및 주파수를 변경할 수 있다.
밸런싱 제어 유닛(700)은 밸런싱 유닛 위치 검출을 허용하는 두 밸런싱 유닛(400)에서 회로에 공급하기에 충분한 낮은 전력 레벨 전송을 설정하고; 밸런싱 유닛 액추에이터(200)의 파워 온에 충분한 높은 전력 레벨 전송이 활성화되어서 밸런싱 유닛(400)을 이동시킨다. 높은 전력 전송 모드로 작동할 때 그것은 밸런싱 유닛 코일(630) 공진 주파수에 가깝도록 구동 전압 주파수(725)를 조정하는 코일(620) 전류 및 전압을 모니터링한다. 밸런싱 유닛 트랜스미터 코일(630)에 의해 검출 코일(625) 유도 전압을 최대화하도록 무선 전력 전송 주파수를 조절함으로써 조정 작동이 수행될 수 있다.
일반적으로, 코일(620) 공진 회로 주파수는 저 전력 전송 모드에서 밸런싱 유닛 코일(630) 회로 공진 주파수보다 약간 더 높고 고 전력 전송 모드에서 더 가깝도록 설정된다.
더욱이, 높은 전력 레벨이 전송되어서 액추에이터에 전력을 공급할 때, 검출 코일(625)에서 발생된 전압 진폭은 액추에이터(200)에 공급된 실제 전압에 대한 정보를 제공한다. 이 피드백 정보는 무선 전력 링크에서 구성요소 공차로 인한 손실을 보상하거나 심지어 선형 응답 유형의 액추에이터가 사용되는 경우에 액추에이터(200)에 공급하는 전압 또는 전류의 가능한 선형 제어를 허용할 수 있다.
도 10은 밸런싱 유닛(400)에 존재하고, 커패시터(462)와 공진 회로를 형성하는 코일(630)로부터 전력을 수용하고 액추에이터(200)를 구동하는 전자장치의 기능 블록도를 도시한다. 인터페이스 블록(463)은 전송되는 전력을 최대화하도록 임피던스 적응 기능을 수행한다. 더욱이, 액추에이터(200)에 공급하는 임피던스 적응 전압을 정류 및 필터링한다.
탈수를 하기 전, 기기 제어 유닛은 세탁물 위성화를 보장하도록 드럼(50) 회전 속도를 설정한다. 이 상태에서, 공지된 방법, 예컨대 모터 토크 감지 알고리즘을 사용해 또는 세탁 유닛에 위치된 가속도계를 통하여 불균형 레벨 및/또는 위치를 측정하여서, 이 정보를 밸런싱 제어 유닛에 제공한다. 밸런싱 제어 유닛(700)은 또한 도 8에 도시된 대로 와셔 터브(30)에 고정된 가속도계(740)로 세탁 유닛 운동을 직접 측정할 수 있다. 그것은 드럼(50) 불균형 질량 및 위치 변화에 대한 피드백 신호로서 세탁 유닛(30) 운동 진폭을 사용할 수 있다.
불균형 레벨이 너무 높다면, 기기 제어 유닛은 밸런싱 제어 유닛(700)에 의해 관리된 밸런싱 공정을 활성화하여서, 하우징(500)에서 밸런싱 유닛(400) 위치를 변화시켜 드럼(50)에서 불균형을 보상한다.
도 11에서 밸런싱 제어 유닛(700)이 하우징(500)에서 2개의 밸런싱 유닛(400) 위치를 검출 및 변화시키는 방법을 2개의 타이밍도로 도시한다. 제1 타임도에 2개의 밸런싱 유닛(400)의 통과 검출과 연관된 주기적 기준 펄스(261) 및 검출 코일(625) 펄스(262, 263)가 도시되어 있다. 펄스(261) 반복 주기는 드럼 회전 주기와 동일하고, 그것은 기기 제어 유닛으로부터 발생될 수 있다. 그것은 또한 하나의 밸런스 유닛 통과(262 또는 263)의 2개의 연속 전압 검출 사이의 시간 차이를 측정한 밸런싱 제어 유닛(700)에서 내부에 발생될 수 있다.
드럼 회전 주기(T)로 나눈 제1 밸런싱 유닛 검출과 제2 밸런싱 유닛 검출(D) 사이의 시간 차이는 밸런싱 유닛 상대 위치 P=D/T의 추정치를 제공할 수 있다.
밸런스 유닛(400) 통과 검출(262, 263)은 검출 코일(625)에서 코일(630)에 의해 유도된 전압 펄스로부터 발생된다.
밸런싱 공정은 드럼 회전 속도를 일정하게 유지하면서 이루어진다. 밸런싱 유닛의 위치 검출을 수행하는 밸런싱 제어 유닛(700)은 양자택일적으로 2개의 밸런싱 유닛 공진 주파수에서 각각의 드럼(50) 회전 주기, 낮은 무선 전력을 전송할 수 있다. 그것은 2개의 연속 드럼 턴시 위치 검출을 수행하는 최소 전력 소비로 검출된 전압을 최대화한다.
도 11의 제2 타임 그래프는 코일(620)을 통하여 밸런싱 제어 유닛(700)에 의해 전송된 전력 레벨을 보여준다. 밸런싱 공정에서, 낮은 전력 레벨 전송(270)은 위치 검출 기능을 허용하는 밸런싱 유닛(400) 전자 회로에 전력을 공급하기에 충분하다.
유지 레벨(273)이 뒤따르는 활성화 피크(271)를 특징으로 하는 높은 전력 레벨 전송은 액추에이터(200) 제동 기능을 해제하여 선택된 밸런싱 유닛(400)의 운동을 허용한다.
활성화 피크(271)는 액추에이터(200) 강자성 실린더(230)를 이동시키는 데 충분한 전력을 제공하고 유지 레벨(273)은 후퇴된 상태를 유지하는 데 필요한 낮은 전력을 제공하면서 한다. 이 접근법은 밸런싱 제어 유닛(700)에서 상당한 전력 소비를 절감한다.
하나의 밸런싱 유닛(400)의 위치를 변경하는 밸런싱 제어 유닛(700)은 공진 주파수를 선택해야 하고 적절한 활성화 타이밍으로 드럼 회전 방향에 대해 운동 방향을 전방으로 또는 후방으로 설정할 수 있다.
도 11에 도시된 대로, 드럼(50) 회전 중, 전력 활성화(271)는 통과 검출(262) 뒤에 수행된다. 이 실시예에서 12시 방향에 위치결정된, 검출 코일(625)의 위치를 파악할 때, 밸런싱 유닛(400)은, 중력의 작용 하에, 드럼(50) 회전 방향에 대해 하우징(500)에서 전방으로 이동할 것이다. 1/2 드럼 회전 주기의 활성화 지연에 의해, 드럼(50) 회전 방향에 대해 후방으로 운동이 이루어질 것이다.
하나의 드럼 턴에서 최대 밸런싱 유닛(400) 운동이 획득되어서, 운동량을 감소시킬 수 있는 시간을 감소시킴으로써, 활성화 시간(273)을 드럼(50) 회전 주기의 1/2을 약간 초과하여 유지한다. 1/2 턴 회전에서 밸런싱 유닛 변위는 회전 속도에 의존하고, 회전 속도가 더 높을수록 중력 작용 시간이 더 짧아서 더 낮은 변위를 유발하는 것으로 관찰될 수 있다.
다음 드럼 회전 주기에서 밸런싱 제어 유닛(700)은 이동된 밸런싱 유닛(400)의 새로운 위치를 평가할 수 있다.
높은 전력 전송 중 선택되지 않은 밸런싱 유닛은 리시버 코일 공진 주파수와 다른 주파수에서 전자기 전송된 전력인 최소 전력만 소모할 것이다.
밸런싱 유닛(400) 위치 변화는 드럼 회전 주기마다 단계적으로 수행될 수 있다.
원하는 밸런싱 유닛의 위치 변화를 완료한 후, 밸런싱 제어 유닛(700)은 기기 제어 유닛에 새로운 불균형 레벨 체크를 요구하고 필요하다면 채널에서 새로운 밸런싱 유닛 위치 변화를 실행할 수 있다.
드럼 회전 속도를 증가시킴으로써 중력의 작용으로 인한 밸런싱 유닛 운동은 더 적어진다. 밸런싱 유닛 하우징과 밸런싱 유닛 휠(430) 회전 마찰 계수에 따라, 소정의 임계 속도, 예를 들어 400 ~ 600 rpm을 초과하는 위치 변화는 어려울 수 있다. 불균형으로 인한 드럼 축 운동에 연관된 관성력은 이 속도 범위에서 중력에 대해 중요해질 수 있다. 더욱이, 세탁 유닛(30) 공진 주파수를 초과하는 속도에서, 드럼 워블링 운동에 연관된 이 관성력이 작용하여 밸런싱 유닛(400)을 불균형 위치로부터 멀어지게 이동시킨다.
그것은 예를 들어 500 rpm의 드럼 속도를 초과하여 추가로 제어된 밸런싱 단계를 수행하기 위해서 불균형 관성력을 활용하여 연장된 밸런싱 기회를 허용한다. 사실상, 회전 속도를 추가로 증가시킴으로써 예를 들어 400 rpm에서 드럼의 균형을 맞추면, 부가적 물 추출은 세탁물 질량 분배에 변화를 초래하여서 불균형을 발생시킬 수 있다. 관성 밸런싱 힘 작용은 또한 통상적인 볼 밸런서에서 사용된다. 이 경우에, 큰 장점은 밸런싱 유닛 위치를 계속 파악하고 그 운동을 가능하게 하는 시기를 결정할 수 있다는 것이다.
임의의 경우에 최대 탈수 속도에 도달하기 전, 회전 마찰 작용이 밸런싱 유닛 운동을 허용하는 더 낮은 rpm 속도에서 실행되는 완벽한 드럼(50) 밸런싱을 항상 가능하게 한다.
수직 축 와셔의 주변에 고정된 밸런서 하우징(500)에서 밸런싱 유닛 위치를 변화시키는 데 동일한 작동 원리가 적용될 수 있다. 이 경우에 낮은 rpm에서 밸런싱 유닛을 이동시키기 위해서 작용하는 힘은 적절히 밸런싱 유닛 운동을 해제하는 수직 축 드럼 회전 속도를 가속 또는 감속함으로써 발생된 관성력이다.
다른 실시예는 휠(430) 허브에 직접 작용하는 플레이트를 구비한 표준 파워 온 및 파워 오프 브레이크와 같은 액추에이터 수단을 사용한다. 이전의 전자기 액추에이터와 매우 유사한 파워-오프 스프링 유형은 코일 및 압력 플레이트를 가져서, 휠 허브(440)를 제동하고, 가동성 실린더(230)의 기능을 수행한다. 액추에이터 코일에 전기가 인가되지 않을 때, 휠 허브(430)에 플레이트를 밀어주는 스프링이 있다. 코일에서 전류가 흐르고 있을 때 자기장은 플레이트를 끌어당겨 클램핑력을 해제하여 휠 허브(440)를 제동한다.
표준 파워 오프 브레이크, 자기 유형(201)에 대한 제2 실시예가 도 12에 도시되어 있다. 이 실시예에서 영구 자석(270)에 의해 발생된 자기장 라인은 전기자 플레이트(240)를 끌어당겨 외부 극 마찰면(281)에 밀어서, 샤프트(450)에 장착된 휠 허브(440)를 제동한다.
브레이크를 분리하기 위해서, 영구 자석(270)의 자속을 상쇄하는 반대 자기장을 설정하는 코일(250)에 전력이 인가된다.
그것은 인력과 연관된 제동력을 해제하고 예를 들어 다이어프램 스프링으로, 전기자 플레이트(240)가 도 13에 나타난 것처럼 떼어놓아서, 허브(440)가 자유롭게 회전할 수 있도록 허용한다. 영구 자석 브레이크는 유리하게도 그 크기에 대해 매우 높은 토크를 가지고, 영구 자속을 상쇄하는 코일(270) 전류를 변화시킴으로써 선형 제동 기능을 또한 구현할 수 있다.
다른 실시예에서, 구동 샤프트로부터 휠(430)로 기계 토크를 전송하는 전기 제어 클러치가 있다. 구동 샤프트는 높음 감속비로 액추에이터 또는 모터에 의해 구동된 기어 시스템의 일부이다. 모터 또는 액추에이터가 활성화되지 않을 때 구동 샤프트가 실질적으로 차단된다. 전기 제어 클러치는 정상적으로 액추에이터 수단으로 작용하여서, 결합시 휠(430)을 제동하고, 휠을 구동 샤프트에 연결하거나 구동 샤프트가 휠(430)로부터 자유롭게 회전하도록 한다. 결합된 상태에서 클러치로 모터 또는 액추에이터를 활성화할 때 구동 샤프트 토크가 휠(430)로 전송된다.
유리하게도, 휠(430) 회전 마찰력이 밸런싱 유닛(400) 운동을 제동하여서, 적절한 타이밍과 회전 방향 선택으로 액추에이터 또는 모터를 활성화하는 드럼(50) 회전 속도에서, 구동 샤프트 부가 토크는 밸런싱 유닛(400)을 이동시키는 중력 및 관성력 작용을 지원할 수 있다. 그것은 휠(430) 회전 마찰력이 분리된 상태에서 심지어 액추에이터 수단(200, 201)으로 밸런싱 유닛(400) 운동을 제동하는 지점 위로 최대 드럼(50) 회전 속도를 확장할 수 있다.
제동 전기자 플레이트(240)가 구동 샤프트 토크를 전송하여서 밸런서 휠(430) 허브를 밀어준다면 파워 온 또는 파워 오프 전자기 브레이크(201)는 전기 클러치 기능부로서 사용될 수 있다.
모터 또는 액추에이터, 구동 샤프트 기어 시스템의 일부 및 클러치 활성화부는 밸런싱 유닛 리시버 코일로부터 전력을 공급받는다.
도 14에 도시된 다른 실시예에서 2개의 밸런서 하우징은 드럼(50) 주변의 내부측에 위치결정된다. 트랜스미터 코일(620a, 620b)은 밸런싱 유닛(400)과 함께 2개의 밸런서 하우징(500)에 위치되어서 밸런싱 유닛 코일(630)과 결합 계수를 향상시킨다. 코일(620a, 620b)은, 터브(30)에 고정된 코일(621)로부터 무선 전력을 수용하는 드럼 외부 주변에 고정된 코일(622)에 전기적으로 연결된다.
페라이트 차폐부(501)는 코일 자기장을 폐쇄하여 드럼(50) 표면에서 유도된 와상 전류에 연관된 전력 손실을 감소시키는 데 사용될 수 있다.
전체 무선 전력 전송 스킴이 도 15에 도시되어 있다. 지지 요소(62)로 터브(30)에 고정된 코일(621)은 중간 코일(622)에 무선으로 전력을 전송한다. 중간 코일(622)은 하우징(500a, 500b) 내에서 드럼(50) 내부측에 고정되는 2개의 트랜스미터 코일(620a, 620b)과 직렬로 전기적으로 연결된다. 커패시터(510)는 코일(622, 620a, 620b) 시리즈의 전체 임피던스를 감소시킬 수 있다.
수평 축 와셔에 대한 밸런싱 유닛(400) 위치를 검출하도록, 드럼(50) 회전 중 밸런싱 유닛에 측정된 중력 방향 변화가 사용될 수 있다. 검출 기능부는 밸런싱 유닛(400)에서 위치결정되는 가속도계(410) 또는 경사계를 사용할 수 있다. 수직 축 와셔에서, 밸런싱 유닛 위치에 대한 기준으로서 드럼 축에 직교하는 평면에서 2개의 가속 성분의 가속 측정치가 사용될 수 있다. 상기 평면에서 합성 벡터로 형성된 각도는 불균형의 드럼 워블링 효과에 기인하고 그 각도는 상대 위치와 관련될 수 있다. 수평 축 와셔에서 이런 기여는 낮은 드럼 rpm에서 중력에 대해 무시되는 제1 근사치일 수 있다. 더욱이, 밸런싱 유닛에서 3축 가속도계의 사용은 드럼 정적 및 동적 불균형 위치에 대한 정보를 얻을 수 있다.
밸런싱 유닛(400)에 위치결정되는 센서(410)에 의해 획득되는 측정 데이터는 무선 통신 링크(465)를 통하여 전송되어서 밸런싱 유닛(400)에서 제어 기능부와 밸런싱 제어 유닛(700) 사이의 통신 프로토콜을 구현할 수 있다. 밸런싱 유닛 제어 기능부는 코일(630)로부터 전력을 공급받을 수 있고 무선 통신 링크(465)는 무선 전력을 전송하는 동일한 전자기 링크를 사용할 수 있다. 이 실시예에서, 밸런싱 유닛 제어 기능부는 또한 모터 또는 액추에이터(200, 201)를 직접 구동할 수 있는 마이크로프로세서로 실행될 것이다.
세탁시 낮은 드럼 선회 속도에서, 하우징 측(331)에 대해 밸런싱 유닛을 밀어주는 실질적인 원심력은 없다. 이 상태에서 중력은 드럼 회전 중 하우징 바닥측에 밸런싱 유닛을 유지할 것이다. 신뢰성있는 작동을 보장하기 위해서, 밸런싱 공정을 수행하는 경우를 제외하고는 하우징(500)에서 지속적으로 밸런싱 유닛(400)이 차단되는 것이 바람직하다. 낮은 rpm에서 운동을 방지하는 한 가지 실시예는 스프링(460)을 가져서 밸런싱 유닛 휠(430)을 내부측(331)에 밀어 내부측(331, 341) 사이에 힘을 가한다. 드럼 회전 속도를 증가시키면, 가속력이 밸런싱 유닛을 하우징 측(331)에 밀어서 하우징 내부측(341)에 작용하는 힘을 해제한다.
하나의 다른 실시예는 밸런싱 유닛(400s)에 존재하는, 파킹 요소(350)와 상호작용하는, 밸런서 하우징 내부측(341)에 개구(342)를 생성하는 밸런싱 유닛을 위한 파킹 위치를 사용할 것이다. 도 16의 상세도에 파킹 요소(350)에 의해 파킹 위치(342)에서 차단된 밸런싱 유닛이 도시되어 있다. 파킹 요소(350)는 개구(342)로 진입할 수 있는 연장부를 가져서 밸런싱 유닛(400)과 하우징(500) 사이에 기계적 결합을 생성하여 그것이 드럼 회전 중 함께 회전하도록 보장한다.
도 17은 안내 하우징(358)에서 이동할 수 있는 원통형 형상의 파킹 질량(351)를 가지는 파킹 요소(350)의 단면도를 상세히 도시한다. 파킹 질량(351)는 하우징(358)에 고정된 제2 자기 링(355)의 자기장과 상호작용하는 자기 링(356)을 가지고 개구(342)로 진입하도록 연장된 상태로 파킹 요소를 유지하기에 충분한 척력을 발생시킨다.
파킹 질량의 일측에 스프링(354)이 있고 이는 자석 척력과 상호작용하고 반대쪽 핀(352)을 밸런싱 유닛(400) 외부에 유지하여서 측면(341)에 대해 밀어준다. 낮은 rpm에서 드럼(50) 회전 중 바닥측에 밸런싱 유닛(400)이 체류할 때 파킹 질량 연장부(352)는 개구(342)에 도달하고 진입하여 하우징과 기계적 결합을 생성할 때까지 표면(341)에서 슬라이딩한다. 일단 밸런싱 유닛(400)이 로킹되고 위로 이송되면 중력 방향은 스프링 및 자기력과 정렬되어서 도 18a에 도시된 대로 강자성 링(357)에 접촉할 때까지 파킹 질량(351)를 밸런싱 유닛(400)으로부터 완전히 바깥쪽으로 이동시킨다.
강자성 링(357)과 파킹 질량 자기 링(356) 사이의 자기 인력이 파킹 질량 중량보다 높으면, 파킹 질량은 개구(342) 내부에 안정적으로 체류할 것이다.
소정의 드럼 속도에서, 드럼 회전 속도를 증가시키면, 가속력뿐만 아니라 중력이 자석(356)과 강자성 링 사이에 작용하는 자기력보다 높을 때, 파킹 질량(351)가 도 18b에 도시된 대로 하우징(358)에서 완전히 뒤로 밀려서, 하우징(500)과 기계적 차단을 해제한다. 이렇게 설계된 파킹 요소는 히스테리시스에 대한 응답을 도입하여서 드럼 속도가 파킹 위치에서 차단 상태로부터 탈수시 제동 상태로 전환시 탈수로 증가할 때 밸런싱 유닛(400)에 대한 불안정한 상태가 존재하지 않도록 보장한다. 그것은 100% 마진을 갖는 설계를 허용하여서 신뢰할 수 있는 거동을 제공한다.
사실상 전체 힘 스프링 자기 반발 mg가 파킹 질량 m과 제1 로킹을 보장하도록 설정된다. 강자성 링과 파킹 질량 자석 사이의 자기 유지력은 2mg이도록 설정될 수 있다. 그것은 100% 마진을 가지고 원심 가속도 3g로 파킹 요소가 해제되도록 보장할 것이다. 50 cm 드럼 직경을 가정하면 그것은 대략 95 rpm에 대응한다.
밸런싱 공정은 다음 단계를 포함할 수 있다:
- 드럼 회전 속도는 세탁물 위성화를 보장하는 레벨로 설정된다.
- 공지된 방법으로, 불균형 레벨 및 위치는 기기 제어 유닛에 의해 추정된다. 불균형 정보는 밸런싱 제어 유닛(700)으로 전송된다.
- 검출 코일(625) 전압 펄스에 의해 밸런싱 유닛(400) 위치를 평가하기에 충분한, 제1 저 전력 전송 레벨(270)이 트랜스미터 코일(620)에서 활성화된다.
- 선택된 밸런싱 유닛 리시버 코일의 공진 주파수에서 무선 전력 전송은 원하는 방향으로 이동시키도록 적절한 타이밍으로 전송된다. 무선 전력 레벨은 더 높은 전력 전송(271)으로 구성되어서, 원하는 모터/액추에이터(200, 201) 활성화를 위한 필요한 전력을 제공한 후 더 낮은 유지 전력 레벨(273)이 뒤따른다.
- 제1 저 전력 전송 레벨(270)과 새로운 밸런싱 유닛 위치 평가, 필요하다면, 새로운 밸런싱 유닛 위치 변화 실행으로 복귀한다.
불균형 위치를 파악하지 않고 가능한 밸런싱 공정이 수행될 수 있다.
그것은 불균형 레벨과 관련된 정보, 예를 들어 세탁 유닛 운동 진폭만 필요로 하고, 다음을 포함한다:
- 기기 제어 유닛은 드럼 회전 속도를 설정하여서 드럼에서 세탁물 위성화를 보장한다.
- 세탁 유닛 운동 진폭이 측정된다.
- 2개의 밸런싱 유닛(400) 중 하나가 제1 방향으로 이동되고, 불균형 레벨이 증가하면, 세탁 유닛 운동 진폭이 최소화될 때까지 반대 방향으로 이동된다.
- 2개의 밸런싱 유닛(400)은 드럼 회전 방향에 대해 하나는 후방으로 다른 하나는 전방으로 이동되어서 거리를 유지하고, 세탁 유닛(30) 운동 진폭이 증가하면, 세탁 유닛(30) 운동 진폭이 최소화될 때까지 반대 방향으로 이동된다.
- 이 상태에서 밸런싱 유닛(400)의 생성된 밸런싱 힘은 균일하지 않은 세탁물로 인한 드럼(50)에 존재하는 불균형에 반대이고 정렬된다.
- 2개의 밸런싱 유닛(400)은 더 가까워지거나 떨어져 분리되게 이동되어서 세탁 유닛(30) 운동 진폭 및 불균형 레벨을 추가로 최소화한다.
- 필요하다면 드럼(50)에서 결과적인 불균형이 상쇄될 때까지 마지막 두 단계가 반복된다.
일반적으로 물 추출 과정에서, 드럼(50) 회전 속도를 증가시킴으로써, 세탁물 위성화 속도에서 시작하여 병렬 연속 밸런싱 공정이 있을 것이고, 정의된 불균형 레벨 또는 대응하는 세탁 유닛(30) 운동 진폭 레벨이 초과되지 않도록 보장한다.
드럼(50)에서 세탁물 분배로 시작하여, 드럼 속도는 세탁물을 위성화시키도록 증가될 것이다. 밸런싱 유닛(400) 위치를 적절히 조절하면서 드럼 속도가 추가로 증가되어서, 드럼(50) 속도가 세탁 유닛(30) 공진 주파수보다 높은 회전 속도에 도달할 때가지 액추에이터 수단(200, 201)을 활성화시킨다.
세탁 유닛(30) 공진 주파수보다 높은 속도에서 관성력은 불균형으로부터 멀어지는 방향으로 밸런싱 유닛(400) 운동을 지원한다.
그러나 소정의 드럼(50) 속도를 초과할 때, 액추에이터 수단(200, 201)이 분리될지라도 휠(430) 회전 마찰력은 밸런싱 유닛(400) 운동을 제동할 것이다. 액추에이터 수단(201)이 기어 모터 또는 액추에이터 구동부의 구동 샤프트 부분과 맞물리는 전기 제어 클러치로서 구현된다면, 그것은 활성화되어서 밸런싱 유닛(400)을 이동시키도록 중력 및 관성력 작용을 지원한다.
높은 드럼(50) 회전 속도에서 물의 대부분이 추출되었고 세탁물로부터 부가적 물 추출로 인한 드럼(50) 불균형 변화는 매우 제한적이라는 것을 관찰할 수 있다. 작은 불균형 변화 보상은 밸런싱 유닛(400)에 대한 제한된 위치 변화를 요구한다. 구동 샤프트 기반의 기계적 지지부는 휠(430)에 낮은 rpm과 높은 토크, 즉 예를 들어 0.1 ~ 0.8 cm/s 범위의 낮은 밸런싱 유닛(400) 운동 속도를 전달하도록 설계될 수 있다.
유리하게도, 구동 샤프트는 액추에이터 수단(201)의 전기자 플레이트(240)에 기계적으로 결합될 수 있어서 회전 마찰이 지배적일 때 중력 또는 관성력의 작용을 지원할 수 있다. 상당한 감소 인자를 가지고, 모터 또는 액추에이터 부분 기어 시스템의 일부가 되면서, 토크를 전송하지 않을 때, 그것은 실질적으로 차단되어서 액추에이터 수단(201) 제동 작용을 허용한다.
Claims (19)
- 세탁물 처리 기기(10)로서,
터브(tub)(30), 상기 터브(30) 내부에 회전가능하게 장착된 드럼(50), 무선 전력을 공급하도록 구성된 적어도 하나의 트랜스미터 코일(620); 드럼 주변에서 드럼(50)에 센터링되게 장착되고 내부에 획정된 환형 채널을 가지는 적어도 하나의 고리형 하우징(500); 중력 및/또는 관성력의 작용 하에 자유롭게 움직이도록 상기 채널에 배치된 적어도 하나의 밸런싱 유닛(400)으로서, 상기 밸런싱 유닛(400)은 상기 트랜스미터 코일(620)로부터 무선 전력을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 리시버 코일(630) 및 상기 리시버 코일(630)에 의해 전력을 공급받는 액추에이터 수단(200, 201)을 갖는 밸런싱 유닛; 상기 하우징(500)에서 밸런싱 유닛(400)의 위치를 검출하도록 구성된 감지 요소(625, 410); 및 상기 적어도 하나의 밸런싱 유닛(400)의 위치결정을 관리하고 상기 적어도 하나의 밸런싱 유닛(400)의 위치를 기반으로 상기 트랜스미터 코일(620)을 구동하도록 구성된 밸런싱 제어 유닛(700)을 포함하고, 불균형 레벨 및/또는 위치가 감지 요소(740) 및 드럼(50) 속도에 의해 추정되는 것인 세탁물 처리 기기에 있어서,
상기 액추에이터 수단(200, 201)은 상기 트랜스미터 코일(620)로부터 전력을 공급받을 때 마찰력 요소(430)에 작용하여서 상기 고리형 하우징(500)과 상기 밸런싱 유닛(400) 사이의 마찰력을 변화시켜 환형 채널(500)에서의 밸런싱 유닛(400) 운동을 가능하게 하거나 제동하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 바람직하게는 제1항에 있어서,
터브(30), 상기 터브(30) 내부에 회전가능하게 장착된 드럼(50), 드럼 주변에서 드럼(50)에 센터링되게 장착되고 내부에 획정된 환형 채널을 가지는 적어도 하나의 고리형 하우징(500); 상기 채널에 이동가능하게 배치된 적어도 하나의 밸런싱 유닛(400)으로서, 상기 밸런싱 유닛(400)은 적어도 하나의 트랜스미터 코일(620)로부터 무선 전력을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 리시버 코일(630) 및 상기 리시버 코일(630)에 의해 전력을 공급받는 액추에이터 또는 구동 수단(200, 201)을 갖고, 상기 적어도 하나의 트랜스미터 코일(620)은 무선 전력을 상기 밸런싱 유닛 코일(630)에 전달하도록 구성되고 권선을 가지며, 상기 트랜스미터 코일(620)은 드럼 축과 동축인 축 둘레에서 권취되고, 상기 권선은 드럼(50) 축 둘레에 센터링되게 권취되는 것인 밸런싱 유닛; 상기 하우징(500)에서 밸런싱 유닛(400)의 위치를 검출하도록 구성된 감지 요소(625, 410); 및 적어도 하나의 밸런싱 유닛(400)의 위치결정을 관리하고 적어도 하나의 밸런싱 유닛(400)의 위치를 기반으로 트랜스미터 코일(620)을 구동하도록 구성된 밸런싱 제어 유닛(700)을 포함하고, 불균형 레벨 및/또는 위치가 감지 요소(740) 및 드럼(50) 속도에 의해 추정되고, 적어도 하나의 밸런싱 유닛 액추에이터 또는 구동 수단(200, 201)은 상기 채널에서의 상기 밸런싱 유닛(400)의 위치를 변화시키도록 구성되고,
상기 밸런싱 유닛(400) 리시버 코일(630)은 드럼(50) 축에 수직이고 상기 드럼(50) 축에 대해 방사상으로 연장되는 축 둘레에서 권취되고 상기 드럼(50) 축 방향으로 권선 돌출부는 상기 트랜스미터 코일(620) 권선과 중첩되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제1항 및 제2항에 있어서,
상기 트랜스미터 코일(620)은 상기 기기(30)의 고정부에 고정되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제2항 및 제3항에 있어서,
상기 트랜스미터 코일 권선(620)을 통과하고 상기 드럼(50) 축 둘레에서 반경 방향으로 회전함으로써 생성되는 평면에서 밸런싱 유닛 리시버 코일(630) 권선의 돌출부는 상기 트랜스미터 코일(620) 권선에 대해 센터링되게 배치되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제1항 내지 제4항에 있어서,
상기 마찰 요소는 밸런싱 유닛 휠(430)로서 구성되고 상기 밸런싱 유닛 리시버 코일(630)에 의해 전력을 공급받은 액추에이터 수단(200, 201)이 작용하여 휠 (430) 제동력을 변화시키는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제1항 내지 제4항에 있어서,
상기 하우징(500)과 밸런싱 유닛(400) 마찰력을 변화시키도록 상기 밸런싱 유닛 리시버 코일(630)에 의해 전력을 공급받은 상기 액추에이터 수단(200)은 상기 하우징(500)의 일측을 기계적으로 밀어줌으로써 직접 마찰 요소로서 작용하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제1항 내지 제5항에 있어서,
상기 밸런싱 유닛 리시버 코일(630)에 의해 전력을 공급받은 상기 액추에이터 수단(201)은 전기자 플레이트(240)에 의해 마찰력 요소 휠(430) 허브(440)에 작용하는 일종의 전자기 브레이크(201)인 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제7항에 있어서,
상기 밸런싱 유닛 리시버 코일(630)에 의해 전력을 공급받은 상기 액추에이터 수단(201)은 액추에이터 또는 구동 수단 기어 시스템의 일부인 샤프트에 의해 구동된 전기자 플레이트(240)와 마찰력 요소 휠(430) 허브(440)를 연결하는 일종의 전기 제어 클러치(201)인 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제1항 내지 제6항에 있어서,
상기 밸런싱 유닛 리시버 코일(630)에 의해 전력을 공급받은 상기 액추에이터 수단(200, 201)은 연장 핀(240)을 구비한 전자기 액추에이터(200)인 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제1항 내지 제9항에 있어서,
상기 하우징(500)에서 상기 밸런싱 유닛의 위치를 검출하도록 구성된 감지 요소는, 상기 트랜스미터 코일(620)에 의해 유도된, 밸런싱 유닛(400) 리시버 코일(630) 전류에 의해 유도된 전압을 검출하는, 기기의 고정부(30)에 위치결정된 적어도 하나의 코일(625)인 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제1항 내지 제9항에 있어서,
상기 하우징(500)에서 상기 밸런싱 유닛(400)의 위치를 검출하도록 구성된 감지 요소(410)는 상기 밸런싱 유닛(400)에 위치결정된 가속도계(410)이고, 위치 검출은 중력 방향으로 산출되거나 밸런싱 유닛 상대 위치는 상기 드럼(50) 축에 직교하는 평면에서 2개의 가속 벡터 성분의 위상 차에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제1항 내지 제11항에 있어서,
상기 밸런싱 유닛(400)에서 상기 리시버 코일(630)은 공진 회로를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제12항에 있어서,
상기 하우징(500)에서 상기 밸런싱 유닛(400)은 다른 공진 주파수를 갖는 리시버 코일(630)을 갖는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제1항 내지 제13항에 있어서,
상기 전자기 액추에이터(200, 201) 제동력을 변화시키도록 상기 트랜스미터 코일(620) 구동부(725)는 적어도 2개의 다른 전력 레벨(271, 273)을 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제1항 내지 제14항에 있어서,
하나의 하우징 채널측(341)의 적어도 표면에 하나의 개구(342)가 있고, 이 개구에 파킹 핀(352, 240)이 진입할 수 있는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 기기. - 제1항 내지 제15항에 따른 세탁물 처리 기기(10)의 제어 방법으로서, 상기 세탁물 처리 기기는 터브(30), 상기 터브(30) 내부에 회전가능하게 장착된 드럼(50), 무선 전력을 공급하도록 구성된 적어도 하나의 트랜스미터 코일(620); 드럼 주변에서 드럼(50)에 센터링되게 장착되고 내부에 획정된 환형 채널을 가지는 적어도 하나의 고리형 하우징(500); 중력 및/또는 관성력의 작용 하에 자유롭게 움직이도록 상기 채널에 배치된 적어도 2개의 밸런싱 유닛(400)으로서, 상기 밸런싱 유닛(400)은 각각 상기 트랜스미터 코일(620)로부터 무선 전력을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 리시버 코일(630)을 가지고, 상기 2개의 밸런싱 유닛 리시버 코일(630)은 다른 주파수에서 공명하도록 구성되고, 상기 밸런싱 유닛은 각각 상기 트랜스미터 코일(620)로부터 전력을 공급받을 때 마찰력 요소(430)에 작용하여 상기 고리형 하우징(500)과 상기 밸런싱 유닛(400) 사이의 마찰력을 변화시켜서 환형 채널(500)에서 밸런싱 유닛(400) 운동을 가능하게 하거나 제동하는 액추에이터 수단(200, 201)을 갖는 것인 밸런싱 유닛; 상기 하우징(500)에서 밸런싱 유닛(400)의 위치를 검출하도록 구성된 감지 요소(625, 410); 및 상기 적어도 하나의 밸런싱 유닛(400)의 위치결정을 관리하고 상기 적어도 2개의 밸런싱 유닛(400)의 위치를 기반으로 상기 트랜스미터 코일(620)을 구동하도록 구성된 밸런싱 제어 유닛(700)을 포함하고, 불균형 레벨 및/또는 위치가 감지 요소(740) 및 드럼(50) 속도에 의해 추정되고, 상기 방법은:
- 상기 드럼(50) 회전 속도는 일정하고 세탁물 위성화(satellization) 속도보다 높게 설정되고, 상기 밸런싱 유닛(400)은 상기 마찰력 요소(430)와 상기 하우징(500) 사이에 작용하는 마찰력에 의해 상기 하우징(500)에서 제동되고,
- 상기 감지 요소(625, 410) 검출 시간 또는 위상 차이 및 드럼(50) 회전 주기로부터, 상기 밸런싱 유닛(400) 위치가 추정되고,
- 하나의 밸런싱 유닛(400)을 상기 드럼 회전 방향에 대해 전방으로 또는 후방으로 이동시키기 위해, 상기 밸런싱 제어 유닛(700)은 상기 하우징(500)과의 마찰력을 감소시켜서 선택된 밸런싱 유닛(400) 리시버 코일(630) 공진 주파수에서 무선 전력을 전송하고, 드럼(50) 회전 중, 중력에 평행한 순간 속도 성분이 동일한 중력 방향 또는 반대 방향을 가질 때 액추에이터 수단(200, 201)에 전력을 공급하는 것을 포함하는 것인 세탁물 처리 기기의 제어 방법. - 제1항 내지 제15항에 따른 세탁물 처리 기기(10)의 제어 방법으로서, 상기 세탁물 처리 기기는 터브(30), 상기 터브(30) 내부에 회전가능하게 장착된 드럼(50), 무선 전력을 공급하도록 구성된 적어도 하나의 트랜스미터 코일(620); 드럼 주변에서 드럼(50)에 센터링되게 장착되고 내부에 획정된 환형 채널을 가지는 적어도 하나의 고리형 하우징(500); 중력 및/또는 관성력의 작용 하에 자유롭게 움직이도록 상기 채널에 배치된 적어도 2개의 밸런싱 유닛(400)으로서, 상기 밸런싱 유닛(400)은 각각 상기 트랜스미터 코일(620)로부터 무선 전력을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 리시버 코일(630)을 가지고, 상기 2개의 밸런싱 유닛 리시버 코일(630)은 다른 주파수에서 공명하도록 구성되고, 상기 밸런싱 유닛은 각각 상기 트랜스미터 코일(620)로부터 전력을 공급받을 때 마찰력 요소(430)에 작용하여 상기 고리형 하우징(500)과 상기 밸런싱 유닛(400) 사이의 마찰력을 변화시켜서 환형 채널(500)에 밸런싱 유닛(400) 운동을 가능하게 하거나 제동하는 액추에이터 수단(200, 201)을 갖는 것인 밸런싱 유닛; 상기 하우징(500)에서 밸런싱 유닛(400)의 위치를 검출하도록 구성된 감지 요소(625, 410); 및 상기 적어도 2개의 밸런싱 유닛(400)의 위치결정을 관리하고 상기 적어도 2개의 밸런싱 유닛(400)의 위치를 기반으로 상기 트랜스미터 코일(620)을 구동하도록 구성된 밸런싱 제어 유닛(700)을 포함하고, 불균형 레벨 및/또는 위치가 감지 요소(740) 및 드럼(50) 속도에 의해 추정되고, 상기 방법은:
- 상기 드럼(50) 회전 속도는 일정하고 세탁물 위성화 속도보다 높게 설정되고, 상기 밸런싱 유닛(400)은 상기 마찰력 요소(430)와 상기 하우징(500) 사이에 작용하는 마찰력에 의해 상기 하우징(500)에서 제동되고,
- 상기 감지 요소(625, 410) 검출 시간 또는 위상 차이 및 드럼(50) 회전 주기로부터, 상기 밸런싱 유닛(400) 위치가 추정되고,
- 하나의 밸런싱 유닛(400)을 상기 드럼 회전 방향에 대해 전방으로 또는 후방으로 이동시키기 위해, 상기 밸런싱 제어 유닛(700)은 상기 하우징(500)과의 마찰력을 감소시켜서 선택된 밸런싱 유닛(400) 리시버 코일(630) 공진 주파수에서 무선 전력을 전송하며, 액추에이터 수단(200, 201)에 전력을 공급하고,
- 상기 밸런싱 제어 유닛(700)은 시간 Tl 동안 드럼(50) 회전 속도를 일정한 비율로 가속 또는 감속시키고,
- 상기 밸런싱 제어 유닛(700)은 각각의 드럼(50) 회전 주기에서 선택된 밸런싱 유닛(400) 위치를 체크하고 원하는 위치에 도달하면 무선 전력 전송 및 드럼 (50) 가속 또는 감속을 종료하고,
- 그렇지 않으면 시간 Tl의 종반에 상기 하우징(500)에서 선택된 밸런싱 유닛(400) 운동이 정지되거나 원하는 위치에 도달할 때까지 상기 밸런싱 제어 유닛(700)은 시간 T2 동안 무선 전력 전송을 유지한 후, 무선 전력 전송을 종료하고,
- 상기 밸런싱 제어 유닛(700)은 드럼(50) 속도를 감속 또는 가속하여서 초기 속도로 복귀시키는 것을 포함하는 것인 세탁물 처리 기기의 제어 방법. - 제16항 및 제17항에 있어서,
- 상기 드럼(50) 회전 속도는 일정하고 세탁물 위성화 속도보다 높게 설정되고, 상기 밸런싱 유닛(400)은 상기 마찰력 요소(430)와 상기 하우징(500) 사이에 작용하는 마찰력에 의해 상기 하우징(500)에서 제동되고,
- 상기 불균형 레벨이 측정되고 상기 밸런싱 유닛(400) 중 하나가 이동되고, 상기 불균형 레벨 변화가 검출될 때까지, 그 위치에서 밸런싱 유닛(400) 질량으로부터 유발된 보상 벡터가 계산되고,
- 상기 밸런싱 유닛(400)에 의해 발생된 보상 벡터 방향은 변화되어서 상기 밸런싱 유닛들 사이에 동일한 거리를 유지하고 불균형 레벨 최소값에 도달할 때까지 일 방향 또는 반대 방향으로 두 밸런싱 유닛(400)을 이동시키고,
- 불균형 레벨 최소값에 도달할 때까지 보상 벡터 방향을 일정하게 유지하면서, 상기 밸런싱 유닛(400)들 사이의 상대 거리를 변화시킴으로써 보상 벡터 진폭이 조정되고,
- 상기 드럼(50)에서 결과적인 불균형이 상쇄될 때까지 마지막 두 단계가 되풀이하여 반복되는 것인 세탁물 처리 기기의 제어 방법. - 제16항 내지 제18항에 있어서,
상기 액추에이터 수단(201)은 구동 샤프트에 기계적으로 연결된 제동 전기자 플레이트(240)를 가지는 전기 제어 클러치로서 작용하고 상기 구동 샤프트는 액추에이터 또는 구동 샤프트 기어 시스템의 일부이고, 상기 방법은:
- 상기 액추에이터 또는 구동 수단은 전력을 공급받지 않고, 상기 드럼(50) 회전 속도는 증가되고 상기 밸런싱 유닛(400) 위치는 상기 액추에이터 수단(201)에 의해 계속 조절되고, 제동 전기자 플레이트(240)가 상기 밸런싱 유닛 휠(430) 허브에 작용한 상태에서, 상기 밸런싱 유닛(400)과 상기 하우징(500) 사이의 제동력을 변화시킴으로써 상기 드럼(50)의 균형을 맞추고,
- 감지 요소(625, 410) 검출 시간 또는 위상 차이로부터, 상기 밸런싱 유닛(400) 위치는 더 이상 변하지 않고, 상기 구동 샤프트 기어 시스템의 액추에이터 또는 구동 수단 부분은 중력과 관성력의 작용을 지원하는 적절한 타이밍과 회전 방향으로 활성화되어서, 전기자 플레이트(240)를 통하여 밸런싱 유닛 휠(430)로 구동 샤프트 토크를 전송하는 것을 포함하는 것인 세탁물 처리 기기의 제어 방법.
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