KR960000022Y1 - 세탁기의 압력센서 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

세탁기의 압력센서

제 1 도는 본 고안의 실시예에 관한 압력센서를 나타낸 분해 사시도

제 2 도는 제 1 도에 도시된 압력센서를 도시해 놓은 단면조립도

제 3 도는 제 1 도에 도시된 변형전극을 나타낸 도면

제 4 도는 제 1 도에 도시된 양면 PCB를 나타낸 도면

제 5 도는 제 1 도에 도시된 변형전극과 PCB에 형성된 고정전극사이에서 정전용량의 변화를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이스 2 : 하부커버

3 : 고무다이아프램 4 : 푸셔

5 : 스페이서 6 : 변형전극

7 : PCB 8 : 페스너(FASTNER)

9 : 우레탄 10 : 브라켓트

11,11′: 외주전극 12 : 고정전극

13 : 암 14 : 중앙부위원판

본 고안은 압력의 변화에 대응하여 주파수의 출력이 가능한 세탁기의 압력센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁조내의 수위변화에 따른 압력의 변화를 양면 PCB의 아랫면에 형성한 고정전극과 압력에 따라 변형하는 변형전극사이에 형성되는 정전용량의 변화로 변환시킨 다음 R-C발진회로에 의해 주파수의 출력을 내게 하는 압력센서에 관한 것이다.

세탁기내에 설치되어 세탁조의 수위를 측정할 수 있는 압력센서는 , 세탁조내의 세탁물량에 따라 공급되는 급수 수위를 조절 및 제어할 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 즉 세탁조내에 공급된 현재의 수위를 압력센서에 의해 측정하고, 측정된 현재의 수위와 설정된 수위와의 비교에 의하여 설정조건과 일치하면 급수를 중단하고 세탁을 시작함으로써 물의 낭비를 방지하고 적당한 량의 급수로 효율적인 세탁을 수행과 더불어 전자동 세탁을 실현할 수 있다.

지금까지 사용되고 있는 L-C발진회로를 응용한 압력센서는 세탁물량이 채워지는 상태가 세탁조에서 튜브를 통해 압력센서몸체로 공급함으로, 즉 세탁조내의 수위변화에 따른 압력변화가 센서몸체내의 다이아프램으로 가해져 코일의 인덕턴스변화와 콘텐서 및 인버터가 발진동작을 하게 되고, 출력단에서는 이를 측정하여 급수밸브를 개방 및 차단시켜 세탁조의 수위를 조정해 주게 된다.

따라서, 종래의 압력센서에서 사용되는 L-C 발진회로는 코일과 코어의 사용에 따른 부피가 증가할 뿐만 아니라 구조도 복잡해진다는 단점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 결점을 해소하기 위해 본 출원인에 의해 R-C 발진회로를 응용하여 압력센서장치(특허출원 92-6099)와 세착기의 수위제어장치(특허출원 92-6100)등이 발명된 것중 압력센서의 내부구조를 개량시킨 것으로, 양면 PCB의 아랫면에 형성한 고정전극과 압력에 따라 변형하는 변형전극을 개선시켜 그 사이에서 형성된 콘덴서의 용량변화가 유발, 즉 세탁조내의 수위변화에 따른 2 전극의 정전용량의 변화를 발진주파수의 변화로 출력시켜 정확히 세탁조의 수위를 측정할 수 있는 세탁기의 압력센서를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 압력센서는, 브라켓트(10)가 올려지는 케이스(1)내와 최초압력이 전달되는 하부커버(2) 사이에는 부품이 조립되어 발진회로를 구성하는 윗면과 고정전극(12)이 설치되는 아랫면을 가진 PCB(7) 이를 보호하기 위한 우레탄(9), 탄성체로서 스프링 역할 및 압력에 따라 변화하는 가변전극으로서의 기능을 갖는 변형전극(6), 상기 PCB(7)가 밀착되도록 해 주는 스폐이서(5) 및, 가해진 압력이 힘으로 변환되어 상기 변형전극(6)에 변형을 유발시키는 고무다이어프램(3)과 푸셔(4)가 설치되고 페스너(8)로 견고히 조립한 것을 그 특징으로 한다.

이하 본 고안의 실시예를 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

제 1 도는 본 고안의 실시예에 관한 압력센서를 나타낸 분해사시도로서, 본 고안의 압력센서는 상대압력을 측정하기 위한 센서로서 케이스(1)와 최초압력이 전달되는 하부커버(2) 사이에서 가해진 압력이 힘으로 변환되어 변형전극(6)에 변형을 유발시키는 고무다이아프램(3)과 푸셔(4), 양면 PCB(7)가 밀착되도록 해 주는 스페이서(5), 탄성체로서 스프링 역할 및 압력에 따라 변화하는 가변전극으로서의 기능을 갖는 변형전극(6) 및 아랫면의 고정전극(12 : 제 4 도참조)이 형성된 양면 PCB(7)가 차례로 조립되어 외부튜브(도시되지 않음)를 통해 설치됨으로 세탁조의 소망수위에서 급수, 배수 및 세탁기의 운전관계를 연속적으로 유기적으로 제어하여 절수 및 절전의 효과를 거둘 수 있다.

이와같이 조립된 다음 제 2 도에 도시된 바와 같이 페스너(8 : FASTNER)와 우레탄(9)을 이용하여 결합되는 본 고안의 압력센서는 케이스(1)상에 브라켓트(10)가 설치되어 완성제품으로 사용되어 진다.

여기서 고무다이아프램(3)의 윗면에 항상 대기압이 작용하고 있어 대기와 통하는 구멍(도시되지 않음)이 가공되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 압력센서는 브라켓트(10)를 통해 세탁조의 몸체에 부착된다.

본 고안의 압력센서에 관한 작동을 제 2 도에 도시된 단면 조립도를 이용하여 설명하면 다음과 같다.

세탁조에 연결된 고무튜브가 하부커버(2)에 끼워짐에 따라 세탁조내의 수위 변화에 따른 압력변화가 상기 고무튜브를 통해 하부커버(2)의 내부로 작용한다. 상기 세탁조내의 압력이 증가하면 케이스(1)와 하부커버(2)사이에 조립된 고무다이아프램(3)이 윗쪽 방향으로 변형이 유발하게 된다.

상기 고무다이아프램(3)은 동그란 원판형상으로 가해진 압력에 의해 중앙 부위가 상하로 용이하게 변형되도록 요철되어 있고, 또한 가해진 압력에 의해 누설이 발생하지 않도록 하부커버(2) 및 스페이서(5) 사이에 위치하고 그 상하부분이 페스너(8)와 우레탄(9)에 의해 견고히 밀착된다.

여기서 상기 우레탄(9)은 진동흡수 및 습기차단을 위하여 코팅되어 진다.

상기 고무다이아프램(3)의 윗쪽에는 푸셔(4)가 고정되어 있고, 이 푸셔(4)는 가압에 의한 고무다이아프램(3)의 변형을 가압에 비례하는 힘으로 변환한다. 따라서, 이 푸셔(4)의 힘을 이용하여 그 위에 설치된 탄성체이고 스프링과 가변전극으로서의 기능을 갖는 변형전극(6 : 제 3 도 참조)에 변위를 유발시킨다.

즉, 상기 푸셔(4)에 의해 제 3 도에 도시된 변형전극(6)의 중앙에 힘이 가해지게 되면, 상기 변형전극(6)은 제 5 도의 점선과 같이 변형이 유발되고 있어 양면 PCB (7)의 아랫면에 형성된 고정전극(12)의 표면까지 거리가 가까워지게 된다.

상기한 바와 같이 작동되는 본 고안의 압력센서에 있어서 양면 PCB (7)은 아랫면의 고정전극(12)과 윗면으로 능동소자와 R. C로 구성되는 R-C 발진회로가 설치되고 있으므로, 조립되어진 케이스(1)와 하부커버(2)내에서 변형전극(6)과 양면 PCB (7)의 고정전극(12) 사이에 형성된 캐패시턴스가 변화하여 발진주파수(f=K/RC : K는 비례상수)가 변화하게 된다.

제 3 도는 제 1 도에 도시된 변형전극을 나타낸 것으로, 변형전극(6)은 제 2 도에 도시된 바와 같이 스페이서(5)와 양면 PCB (7)의 고정전극(12) 사이에 설치되는 바, 이때 상기 변형전극(6)의 외주전극(11)은 접지전위에 연결되어 있는 상기 고정전극(12) 위쪽의 외주전극(11')에 연결된다.

따라서, 상기 변형전극(6)에서는 외주전극(11)이 항상 접지전위로 있는 한편, 탄성체로서 변형이 유발되는 암(13)과, 이 암(13)으로 연결되는 그 중앙부위원판(14)이 정전용량을 형성하기 위한 전극으로서의 기능과 함께 탄성체로 역할함으로 압력을 제거하면 자체의 복원력에 의해 초기상태로 복원되어 진다.

제 4 도는 제 1 도에 도시된 양면 PCB를 나타낸 것으로, 양면 PCB (7)는 윗면이 제 4 도(a)에 도시된 바와 같이 IC. 저항 및 콘덴서등이 조립되는 부품면이고, 아랫면인 전극면이 제 4 도(b)에 도시된 바와 같이 외주전극(11')과 전술한 바 있는 변형전극(6)의 중앙부위원판(14)과 대향면적을 형성하여 정전용량을 형성하는 고정전극(12)으로 되어 있다.

제 2 도에 도시된 바와 같이 양면 PCB (7)의 윗면은 페스너(8)와 우레탄(9)에 의해 진동 및 습기를 차단하여 내구수명을 연장시켜 준다.

상기 변형전극(6)과 고정전극(12) 사이에서 정전용량의 변화는 제 5 도에 도시된 바와 같이 압력의 변화에 의한 주파수의 변화로서, 세탁조의 수위가 증가하면 고무튜브에 의해 압력이 전달되어 고무다이아프램(3)이 변형되고, 이로 인해 푸셔(4)의 상승과 함께 변형전극(6)의 중앙부위원판(14)과 양면 PCB (7)의 고정전극(12)사이의 거리가 변화된다.

이는 마주하는 전극의 단면적을 A, 변형전의 거리를 ℓ₁로 하면, 상기한 바와 같이 중앙부위원판(14)과 고정전극(12) 사이에 형성되는 정전용량은 C_D=εA/ℓ₁이다.

또 세탁조의 수위가 증가하여 가압에 의해 전술한 변형전극(6)의 중앙부위원판(l4)과 양면 PCB (7)의 고정전극(12) 사이의 거리가 ℓ₂로 하면 정전용량은 C_D=ε/ℓ₂로 변화한다.

따라서, 상기 양면 PCB(7)는 윗면에 IC, 저항 및 콘덴서등이 조립되어 있어 이 발진회로에 의해 R-C 발진회로가 구성됨으로 압력에 대응하는 주파수의 출력이 나타난다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 양면 PCB의 아랫면에 형성한 고정전극과 압력에 따라 변형하는 변형전극을 개선시켜 그 사이에서 형성된 콘덴서의 용량변화가 유발, 즉 세탁조내의 수위변화에 따른 2 전극의 정전용량의 변화를 발진주파수의 변화로 출력시켜 정확히 세탁조의 수위를 측정할 수 있는 세탁기의 압력센서를 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. (정정)브라켓트(10)가 올려지는 케이스(1)내와 최초압력이 전달되는 하부커버(2) 사이에는 부품이 조립되어 발진회로를 구성하는 윗면과 고정전극(12)이 설치되는 아랫면을 가진 양면 PCB (7), 이를 보호하기 위한 우레탄(9), 탄성체로서 스프링 역할 및 압력에 따라 변화하는 가변전극으로서의 기능을 갖는 변형전극(6), 상기 PCB (7)가 밀착되도록 해 주는 스페이서(5) 및 가해진 압력이 힘으로 변환되어 상기 변형전극(6)에 변형을 유발시키는 고무다이어프램(3)과 푸셔(4)가 설치되고 페스너(8)로 견고히 조립한 것을 특징으로 하는 세탁기의 압력센서.
2. (정정)제1항에 있어서, 상기 PCB(7)의 고정전극(12)과 변형전극(6)의 중앙부위원판(14) 사이에서의 거리가 고무다이아프램(3)의 가압에 따라 변하여 정전용량으로 변화한 것을 특징으로 하는 세탁기의 압력센서.
3. (정정)제1항에 있어서, 상기 변형전극(6)은 탄성체로서 변형이 유발되는 암(13)과, 이 암(13)으로 연결되는 중앙부위원판(14)으로 된 것을 특징으로 하는 세탁기의 압력센서.