KR960014281B1 - 전자동세탁기의 균형 유지장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전자동세탁기의 균형 유지장치

제1도는 일반적인 전자동세탁기의 구성을 보인 종단면도.

제2도는 (a) 및 (b)는 종래 기술에 의한 전자동세탁기의 균형 유지장치를 보인 것으로, (a)는 횡단면도, (b)는 종단면도.

제3도는 (a) 및 (b)는 종래 기술에 의한 전자동세탁기의 균형 유지장치의 작동 원리를 보인 것으로, (a)는 공진 전의 액분포도, (b)는 공진 후의 액분포도.

제4도는 (a) 및 (b)는 종래 기술에 의한 전자동세탁기의 탈수시 진폭을 보인 것으로, (a)는 과도상태의 작용도, (b)는 정상상태의 작용도.

제5도는 본 발명의 일실시예에 따른 전자동세탁기의 균형 유지장치를 보인 구성도.

제6도는 (a) 및 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 전자동세탁기의 균형 유지장치를 보인 것으로, (a)는 횡단면도, (b)는 개략적인 종단면도.

제7도의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 전자동세탁기 균형 유지장치의 작용을 보인 것으로, (a)는 공진점 이하에서 액체의 상태를 보인 작용도, (b)는 공진점 이상에서 액체의 상태를 보인 작용도.

제8도는 본 발명의 일실시예에 따른 전자동세탁기의 균형 유지장치의 회로 구성도.

제9도의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자동세탁기의 균형 유지장치를 보인 것으로, (a)는 횡단면도, (b)는 종단면도.

제10도의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자동 세탁기 균형 유지장치의 작용을 보인 것으로, (a)는 불평형 질량이 적은 경우의 작용도, (b)는 불평향 질량이 많은 경우의 작용도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

23 : 세탁겸 탈수조 27 : 액체 밸런서

31 : 충전용 배러티 32 : 솔레노이드

33 : 회전축 34 : 코일

35 : 영구자석 37 : 액체용기

37a : 외측 내주벽 37b : 내측 내주벽

38 : 배풀 39 : 지지체

39a : 삽입홈 40 : 솔레노이드 코일

41 : 탄성부재 51 : 액체용기

51a : 외측 내주벽 51b : 내측 외주벽

52 : 중간벽 53 : 밸브

54 : 배플 55 : 오리피스부

본 발명은 전자동세탁기의 균형 유지장치에 관한 것으로, 특히 탈수시 세탁겸 탈수조의 균형 유지 동작을 보다 확실하게 할 수 있게 한 전자동세탁기의 균형 유지장치에 관한 것이다.

일반적인 전자동세탁기는, 제1도에 도시한 바와 같이, 케이스(1)의 내부에 고정되는 외조(2)와, 상기 외조(2)의 내부에 회전가능하도록 지지되는 세탁겸 탈수조(3)와, 상기 외조(2)의 하면 일측에 고정되는 모터(4)와, 상기 외조(2)의 하면 중간부에 고정되는 클러치(5)와, 상기 모터(4)와 클러치(5)를 연결하는 V-밸트(6)와, 상기 외조(2)의 하부에 설치되는 배수밸브(7)와, 세탁수를 외부로 배출시키기 위한 배수호스(8)와, 상기 케이스(1)의 상부에 개폐가능하도록 결합되는 덮개(9) 등으로 구성되어 있다.

도면중 미설명 부호 10은 냉각팬, 11은 서스펜션(suspension), 12는 댐퍼를 보인 것이다.

이와 같은 일반적인 전자동세탁기는, 모터(4)에 전원이 인가되면, 회전력이 발생하여 그 회전력이 V-벨트(6)를 거쳐 클러치(5)로 전달되고, 상기 클러치(5)에서는 세탁, 헹굼, 그리고 탈수 모드에 따라 회전력을 적절하여 조절한 후, 도면에는 도시하지 않았으나 펄세이터, 또는 세탁겸 탈수조(3)를 선택적으로 회전시키게 된다.

특히, 탈수시에는 모터(4)의 동력에 의하여 펄세이터와 세탁겸 탈수조(3)를 고속으로 회전시키면서 세탁수를 배수밸브(7)를 통하여 배수호스(8)로 배출시키게 되는 바, 통상적으로 세탁 모드후, 세탁물이 세탁겸 탈수조(3)의 내부 일측으로 쏠린 상태에서 탈수 모드가 진행되어, 세탁물의 편심에 의하여 세탁겸 탈수조(3)를 가진시킴으로써 큰 진동이 발생되게 된다.

이와 같이 세탁물의 편심에 의한 세탁겸 탈수조(3)의 진동을 감소시키기 위하여 세탁겸 탈수조(3)의 상측 주연부에 액체 밸런서(balancer)라 불리우는 균형 유지장치(13)가 구비되어 있다.

상기 균형 유지장치(13)는 제2도의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 환형상의 액체용기(14)의 내부에 수개의 배플(baffle)(15)이 방사상으로 배치됨과 아울러 소금물이 반쯤 충진된 구조로 되어 있다.

상기 배플(15)은 외측에 깊은 흠(15a)이 형성되어 있고, 내측에 얕은 흠(15b)이 각각 형성되어 있다.

상기 균형 유지장치(13)의 작동 원리를 살펴보면, 제3도의 (a)에 도시한 바와같이,공진주파수 이하에서는 소금물(S.W)이 세탁물(C)의 편심방향으로 쏠리게 되므로 그 합력 만큼이 가진력으로 작용하게 되며, 제3도의 (b)에 도시한 바와같이, 공진주파수 이상에서는 세탁물(C)의 편심과 반대방향으로 소금물(S.W)이 쏠려 그 힘의 차이 만큼 가진력으로 작용하게 됨으로써 밸런싱 작용을 수행하게 된다.

즉, 세탁물(C)의 불평형력은 mrω²(M : 불평형 질량, r : 불평형 질량의 편심거리, ω : 회전 주파수)으로 표현되는데 공진주파수를 통과하게 되면, 소금물(S.W)이 불평형 질량의 반대측으로 쏠리게 되어 불평형 가진력이 상쇄되는 것이다.

이때, 배플(15)은 공진주파수 이하에서 소금물(S.W)의 유동을 억제하여 추종을 지연시킴으로써 과도 상태, 즉 공진점 이하에서 소금물(S.W)의 과도한 쏠림 현상을 감소시키는 역할을 수행한다.

제3도에서 FU은 세탁물(C)의 편심에 의하여 발생된 가진력, FL은 소금물(S.W)에 의하여 발생된 액체 밸런싱력을 보인 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 전자동세탁기의 균형 유지장치에 있어서는, 탈수시 세탁겸 탈수조의 균형 유지 동작을 보다 확실하지 못한 단점이 있는 것이 었다.

즉, 공진주파수 이하에서 세탁물(C)의 편심과 소금물(S.W)의 쏠림 현상이 동위상이 되므로 액체용기(14)의 내부에 배플(15)을 설치하더라도 초기 기동시 큰 진동이 발생되는 단점이 있었으며, 심할 경우에는 외조(2)가 케이스(1)의 내벽에 부딪히게 된다.

또한, 제4도의 (a)는 과도상태(공진점 이하)의 진동진폭이며, (b)는 정상상태(공진점 이상)의 밸런싱된 후의 진폭을 보인 것으로, 초기 기동시 과도 상태일 때, 큰 진동이 발생되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 통상 전자동세탁기는 세탁, 헹굼, 탈수가 전과정을 통하여 한번에 수행되므로 세탁물의 편심거리나, 세탁물의 양의 정도에 따라 편심량이 비뀌게 되는데 종래의 균형 유지장치(13)는 세탁물의 편심거리나, 편심량의 변화에 능동적으로 대체하지 못하여 소금물(S.W)이 원할하게 움직이게 됨으로써 감쇠효과가 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 주 목적은 탈수시 세탁겸 탈수조의 균형유지 동작을 보다 확실하게 수행할 수 있도록 한 전자동세탁기의 균형 유지장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기동시 과도 상태의 진동을 감소시킬 수 있도록 한 전자동세탁기의 균형 유지장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 세탁물의 불평형력에 대하여 보다 능동적으로 대체할 수 있도록 한 전자동세탁기의 균형 유지장치를 제공함에 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일실시예로서, 탈수시 세탁겸 탈수조의 회전력으로 전기를 생성시키는 발전수단과, 상기 발전수단에 의하여 생성되는 전기를 충전하기 위한 충전용 배터리와, 상기 충전용 배터리로부터 전원을 인가 받아 온/오프되면서 액체 밸런서를 제어하는 솔레노이드와, 상기 발전수단의 전압과 기준전압을 비교하여 솔레노이드(32)에 전원을 공급 및 차단시키는 제어부로 구성함을 특징으로 하는 전자동세탁기의 균형 유지장치가 제공된다.

상기 발전수단을 세탁겸 탈수조의 회전축에 고정되는 코일과, 상기 외조의 저면 중간부에 코일과 일정간격이 유지되도록 두고 고정되는 영구자석으로 구성된다.

상기 액체 밸런서는 환형상 액체용기의 외측 내주벽과 내측 내주벽의 사이에서 수개의 배플이 직선이동이 가능하도록 설치되며, 상기 배플에 대향되는 내측 내주벽에 솔레노이드가 설치된다.

상기 솔레노이드는 액체용기의 내측 내주벽에 배플과 대응되도록 형성되어 배플이 삽입되는 삽입홈을 갖는 지지체와, 상기 지지체의 외부에 감지는 솔레노이드 코일과, 상기 지지체의 삽입홈에 삽입되어 배플을 탄력지지하는 탄성부재로 구성된다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 실시례로서, 액체 용기의 외측 내주벽과 내측 내주벽의 사이에 일정간격을 두고 형성되는 수개의 중간벽과, 상기 중간벽의 일측단부에 설치되는 밸브와, 상기 외측 내주벽과 중간벽의 사이에 소정의 경사각을 두고 배치되는 수개의 배플과, 상기 밸브의 하단부에 형성되어 중간벽의 외측 소금물의 내측으로 안내하는 오리피스부와, 상기 내측 내주벽과 상기 내측 내주벽과 중간벽의 사이에 충진되는 소금물로 구성함을 특징으로 하는 전자동세탁기의 균형 유지장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 전자동세탁기의 균형 유지장치를 첨부 도면에 도시한 실시례에 따라서 설명하면 다음과 같다.

제5도는 본 발명의 일실시례에 따른 전자동세탁기의 균형 유지장치를 보인 구성도이고, 제6도의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일실시례에 따른 전자동세탁기의 균형 유지장치를 보인 횡단면도 및 종단면도이며, 제8도는 본 발명의 일실시례에 따른 전자동세탁기의 균형 유지장치의 회로 구성도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명은 케이스(21)의 내부에 고정되는 외조(22)와, 상기 외조(22)의 내부에 회전 가능하도록 지지되는 세탁겸 탈수조(23)와, 상기 외조(22)의 하면 일측에 고정되는 모터(24)와, 상기 외조(22)의 하면 중간부에 고정되는 클러치(25)와, 상기 모터(24)와 클러치(25)를 연결하는 V-벨트(26)와, 상기 세탁겸 탈수조(23)의 상측 주연부에 설치되는 액체 밸런서(27)가 구비된 일반적인 전자동세탁기를 전제로 하고 있다.

본 발명의 일실시례에 따른 전자동세탁기의 균형 유지장치는, 탈수시 세탁겸 탈수조(23)의 회전력으로 전기를 생성시키는 발전수단과, 상기 발전수단에 의하여 생성되는 전기를 충전하기 위한 충전용 배터리(31)와, 상기 충전용 배터리(31)로부터 전원을 인가 받아 온/오프되면서 액체 밸런서(27)를 제어하는 솔레노이드(32)와, 상기 발전수단의 전압과 기준 전압을 비교하여 솔레노이드(32)에 전원을 공급 및 차단시키는 제어부로 구성되어 있다.

상기 발전수단은 세탁겸 탈수조(3)의 회전축(33)이 고정되는 코일(34)과, 상기 외조(22)의 저면 중간부에 코일(34)과 일정간격이 유지되도록 두고 고정되는 영구자석(35)으로 구성되어 있다.

상기 충전용 배터리(31)는 솔레노이드(32)에 전원을 공급하는 역할을 하는 것으로, 세탁겸 탈수조(23)의 하면에 통상적인 고정수단에 의하여 고정된다.상기 솔레노이드(32)는 액체 밸런서(27)의 내부에 구성되며, 충전용 배터리(31)와는 파워 코드(power cord) (36)로 연결되어 있다.

즉, 본 발명에 의한 액체 밸런서(27)는 환형상 액체용기(37)의 외측 내부벽(37a)과 내측 내주벽(37b)의 사이에서 수개의 배플(38)이 직선이동이 가능하도록 설치되어있으며, 상기 내측 내주벽(37b)에 솔레노이드(32)가 설치되어 있다.

상기 액체용기(37)의 내부에는 소정량의 소금물이 충진되어 있다.

상기 솔레노이드(32)는 액체용기(37)의 내측 내주벽(37b)에 배플(38)과 대응되도록 형성되어 배플(38)이 삽입되는 삽입홈(39a)을 갖는 지지체(39)와, 상기 지지체(39)의 외부에 감기는 솔레노이드 코일(40)과, 상기 지지체(39)의 삽입흠(39a)에 삽입되어 배플(38)을 탄력지지하는 압축스프링 등의 탄성부재(41)로 구성되어 있다.

상기 제어부는 세탁겸 탈수조(23)의 회전수를 발전수단의 코일(34)에 유기되는 전압으로 검출하여 세탁기의 공진주파수를 기준 전압으로 설명하여 비교함으로써 솔레노이드(32)를 온/오프시키도록 되어 있다.

도면중 미설명 부호 42는 서스펜션을 보인 것이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 일실시례에 따른 전자동세탁기 균형 유지장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제5도에 도시한 바와 같이, 모터(24)에 전원이 인가되면, 회전력이 발생하여, V-벨트(26)를 통하여 클러치(25)로 전달된다.

통상 탈수시에는 클러치(5)의 회전력 조절작용에 의하여 세탁겸 탈수조(23)를 회전시키게 되는 바, 이때 세탁겸 탈수조(23)의 회전축(33)에 고정된 코일(34)이 회전되면서 외조(22)의 저면에 고정된 영구자석(35)과의 작용으로 자계가 발생하여 전압이 발생하게 되며, 그 전압은 충전용 배터리(31)에 충전된다.

또한, 초기 기동시 세탁물의 편심에 의하여 소금물이 동위상이 되지 못하도록 하기 위하여 제6도의 (a) 및 (b), 그리고 제7도에 도시한 바와 같이, 솔레노이드 코일(32)가 작동하지 않으며, 따라서 배플(38)이 닫혀진 상태를 유지하게 됨으로써 소금물의 유동은 없게 된다.

상기 배플(38)은 탄성부재(41)의 탄성력에 의하여 액체용기(37)의 외측 내주벽(37a)과 접촉되는 것이다.

한편, 공진점 통과시 공진 주파수는 세탁겸 탈수조(23)의 회전속도와 관계되고, 회전속도는 코일(34)에 유기되는 전압은 e=Blv(B : 자속밀도, l : 도체길이, v : 회전속도)가 되므로 공진주파수와 일치하는 전압을 설정하여 제8도에 도시한 바와 같이, 발전수단 즉, 코일(34)에서의 전압을 비교기에서 기준전압과 비교하여 기준 전압보다 큰 전압이 걸릴 경우에는 솔레노이드(32)에 전압이 인가되어 제7도의 (b)에 도시한 바와 같이, 배플(38)을 내측 내주벽(37b)의 방향으로 끌어당겨 소금물의 유동을 원활하게 함으로써 제3도의 (b)에 도시한 통상적인 밸런싱 동작을 수행하게 된다.

즉, 솔레노이드(32)의 온/오프 동작에 의하여 공진점 이하에서 배플(38)을 닫아둠으로써 소금물의 유동 억제를 통하여 가진력이 세탁물의 편심만 주어지기 때문에 초기 진동이 줄고, 공진점 이상에는 배플(38)을 열어 소금물의 유동이 원활하게 됨으로써 밸런싱 동작이 가능하게 되는 것이다.

한편, 제9도의 (a) 및 (b)는 본 발명의 다른 실시례에 따른 전자동세탁기의 균형 유지장치를 보인 것으로, 액체용기(51)의 외측 내부벽(51a)과 내측 내주벽(51b)의 사이에 일정간격을 두고 형성되는 수개(도면에서는 4개)의 중간벽(52)와, 상기 중간벽(52)의 일측단부에 설치되는 밸브(53)와, 상기 외측 내부벽(51a)과 중간벽(52)의 사이에 소정의 경사각을 두고 배치되는 수개의 배플(54)과, 상기 밸브(53)의 하단부에 형성되어, 중간벽(52)의 외측 소금물(S.W)을 내측으로 안내하는 오리피스부(55)와, 상기 내측 내주벽(51b)과 중간벽(52)의 사이에 충진되는 소금물(S.W)로 구성되어 있다.

이와 같은 본 발명의 다른 실시례에 따른 전자동세탁기의 균형 유지장치는, 전원이 인가되지 않은 상태에서는 액체용기(51)의 내부 소금물(S.W)은 평형 상태가 되어 중간벽(52)과 내측 내주벽(51b)의 사이에 충진되어 있으며, 전원이 인가되어 세탁겸 탈수조가 회전하게 되면, 액체용기(51)가 회전하게 된다.

이때, 제10도의 (a)에 도시한 바와 같이, 불평형 세탁물(C)이 적을 경우에는 그 반대측에 쏠리는 소금물(S.W)의 압력이 적으므로 밸브(53)는 개방되지 않으며, 반면에 제10도의 (b)에 도시한 바와 같이, 불평형 세탁물(C)이 많을 경우에는 그 반대측에 쏠리는 소금물(S.W)의 압력이 커지게 됨으로써 밸브(53)가 개방되어 많은 양의 소금물(S.W)이 흐르게 된다.

상기 밸브(53)와 90^o를 이루며 배치된 양 밸브(53)는 상대적으로 약간만 개방되어 작은 양의 소금물(S.W)이 흐르게 된다.

이때, 액체용기(51)의 외측 내부벽(51a)과 중간벽(52)의 사이를 흐르는 소금물(S.W)은 배플(54)의 저항을 받게 되므로 감쇠효과가 커지게 되는 것이다.

또한, 밸런스의 성능은 액체용기(51)의 내부에서 외부로 소금물(S.W)이 흐르게 됨과 아울러 소금물(S.W)의 편심거리가 커지기 때문에 소금물(S.W)의 감쇠 원심력은 mrω²로서 반지름(r)이 커짐으로써 상쇠 효과가 커지며, 밸브(53)를 소금물(S.W)이 통과하고, 배플(54)의 저항에 의하여 감쇠효과가 커지게 된다.

상기 액체용기(51)의 외측 내주벽(51a)과 중간벽(52)의 사이를 흐르는 소금물(S.W)은 세탁겸 탈수조가 정지하게 되면, 외리피스부(55)를 통하여 중간벽(52)의 내측으로 되돌아가게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 전자동세탁기의 균형 유지장치는, 기동시 과도 상태의 진동을 감소시키고, 세탁물의 불평형력에 대하여 보다 능동적으로 대처함으로써 탈수시 세탁겸 탈수조의 균형 유지동작을 보다 확실하게 하는 등의 효과가 있다.

Claims (5)

1. 탈수시 세탁겸 탈수조(23)의 회전력으로 전기를 생성시키는 발전수단과, 상기 발전수단에 의하여 생성되는 전기를 충전하기 위한 충전용 배터리(31)와, 상기 충전용 배터리(31)로부터 전원을 인가받아 온/오프되면서 액체 밸런서(27)를 제어하는 솔레노이드(32)와, 상기 발전수단의 전압과 기준 전압을 비교하여 솔레노이드(32)에 전원을 공급 및 차단시키는 제어부로 구성함을 특징으로 하는 전자동세탁기의 균형 유지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 발전수단은 세탁겸 탈수조(23)의 회전축(33)에 고정되는 코일(34)과, 상기 외조(22)의 저면 중간부에 코일(34)과 일정간격이 유지되도록 두고 고정되는 영구자석(35)으로 구성된 것을 특징으로 하는 전자동세탁기의 균형 유지장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 액체 밸런서(27)는 환형상 액체용기(37)의 외측 내주벽(37a)과 내측 내주벽(37b)의 사이에서 수개의 배플(38)이 직선이동이 가능하도록 설치되며, 상기 배플(38)에 대향되는 내측 내주벽(37a)이 솔레노이드(32)가 설치된 것을 특징으로 하는 전자동세탁기의 균형 유지장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 솔레노이드(32)는 액체용기(37)의 내측 내주벽(37b)에 배플(38)과 대응되도록 형성되어 배플(38)이 삽입되는 삽입홈(39a)을 갖는 지지체(39)와, 상기 지지체(39)의 외부에 감지는 솔레노이드 코일(40)과, 상기 지지체(39)의 삽입홈(39a)에 삽입되는 배플(38)을 탄력지지하는 탄성부재(41)로 구성된 것을 특징으로 하는 전자동세탁기의 균형 유지장치.
5. 액체용기(51)의 외측 내부벽(51a)과 내측 내주벽(51b)의 사이에 일정간격을 두고 형성되는 수개의 중간벽(52)과, 상기 중간벽(52)의 일측단부에 설치되는 밸브(53)와, 상기 외측 내주벽(51a)과 중간벽(52)의 사이에 소정의 경사각을 두고 배치되는 수개의 배플(54)과, 상기 밸브(53)의 하단부에 형성되어 중간벽(52)의 외측 소금물(S.W)을 내측으로 안내하는 오리피스부(55)와, 상기 내측 내주벽(51b)과 중간벽(52)의 사이에 충진되는 소금물(S.W)로 구성함을 특징으로 하는 전자동세탁기의 균형 유지장치.