WO2016080770A1 - 세탁기 및 세탁기 구동방법 - Google Patents

세탁기 및 세탁기 구동방법 Download PDF

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WO2016080770A1
WO2016080770A1 PCT/KR2015/012431 KR2015012431W WO2016080770A1 WO 2016080770 A1 WO2016080770 A1 WO 2016080770A1 KR 2015012431 W KR2015012431 W KR 2015012431W WO 2016080770 A1 WO2016080770 A1 WO 2016080770A1
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WO
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washing
pulsator
washing machine
washing tank
rotor
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/012431
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English (en)
French (fr)
Inventor
김병수
고형환
이병호
Original Assignee
주식회사 아모텍
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/30—Driving arrangements 
    • D06F37/40—Driving arrangements  for driving the receptacle and an agitator or impeller, e.g. alternatively
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F33/00—Control of operations performed in washing machines or washer-dryers 

Definitions

  • the present invention relates to a washing machine and a washing machine driving method capable of implementing a twin power by driving the washing tank and the pulsator independently.
  • washing machine is disclosed in the Republic of Korea Patent Publication No. 10-0548310 (January 24, 2006), the outer case forming the appearance, the outer tub that is supported inside the outer case to accommodate the wash water therein, and Washing and dehydration combined inner tub rotatably accommodated inside the outer tub, a pulsator installed in the inner tub so as to rotate relative to form a water flow, and a driving force for rotating the inner tub and the pulsator
  • a driving motor for generating a pressure
  • an inner tank rotating shaft for rotating the inner tank by receiving the driving force of the driving motor
  • a pulsator rotating shaft for rotating the pulsator by receiving the driving force of the driving motor
  • a pulsator rotating shaft connected to the driving motor.
  • Such a conventional washing machine is equipped with a planetary gear set consisting of a sun gear, a ring gear, a planetary gear and a carrier, and decelerates the rotational force of the drive motor and transmits it to the pulsator and the inner tank, and the clutch spring is operated to selectively select the pulsator and the inner tank. It transmits power to rotate the pulsator only or to rotate the pulsator and the inner tank at the same time.
  • the conventional washing machine has a structure in which the pulsator and the inner tank can be rotated only in the same direction, and the pulsator and the inner tank cannot be rotated in opposite directions, and there is a problem in that a twin power cannot be realized.
  • An object of the present invention is to provide a washing machine driving method capable of driving the pulsator and the washing tank independently of each other to form a variety of water flow patterns can be implemented with a twin force.
  • Another object of the present invention is to drive the water to drain the washing water filled in the washing tank in the dehydration stroke, and to drive one or both of the washing tank and the pulsator or to rotate and stop to remove the detergent residues It is to provide a washing machine and a washing machine driving method that can improve the degree of cleaning.
  • Another object of the present invention is to drive the water in the washing tank in the rinsing process, while driving the one or both of the washing tank and the pulsator or driving to repeat the rotation and stop, can remove the detergent residue and rinse stroke It is possible to reduce the number of times to provide a washing machine and a washing machine driving method capable of reducing the washing time.
  • Washing machine of the present invention is a washing machine motor for generating a twin-force by driving the outer rotor and the inner rotor each independently; A washing tub connected to any one of the outer rotor and the inner rotor; A pulsator connected to the other one of the outer rotor and the inner rotor and driven independently of the washing tank; And installed between the washing machine motor and the pulsator to reduce the rotational speed of the other one of the outer rotor and the inner rotor to the pulsator, and installed between the washing machine motor and the washing tank to rotate any one of the outer rotor and the inner rotor. It includes a planetary gear device for transmitting a speed to the washing tank without deceleration, and when the drainage amount of the washing tank drainage reaches a set value, the water supply proceeds while rotating one or both of the washing tank and the pulsator.
  • the set value may be set to the drainage time or the washing tank level.
  • the outer rotor may transmit the rotational force of the inner rotor to the pulsator using an electromagnetic brake or performing a brake action while rotating in the same direction as the inner rotor.
  • the ring gear When the decelerated output is generated from the carrier, the ring gear is set to a fixed state by an electromagnetic brake, or the decelerated by applying a rotation force in the same or opposite direction to the rotation direction of the first input to the ring gear. RPM and torque of the output can be controlled.
  • Washing machine of the present invention is a washing machine motor for generating a twin-force by driving the outer rotor and the inner rotor each independently; A washing tub connected to any one of the outer rotor and the inner rotor; And a pulsator connected to the other one of the outer rotor and the inner rotor and driven independently of the washing tank, and proceeds with draining when the water supply amount reaches the set value when the washing tank is supplied, or one of the washing tank and the pulsator. It is characterized by rotating both.
  • the set value may be set to the water supply time or the washing tank level.
  • the washing machine driving method of the present invention sequentially performs a washing stroke, a dehydrating stroke, a rinsing stroke, and a dehydrating stroke, wherein the dehydrating stroke is performed when the drainage amount reaches a set value when the washing tank is drained, and the drainage amount is a set value. When it is reached, rotating one or both of the pulsator and the wash tub.
  • the dehydration operation is an intermediate dewatering step of rotating the at least one or both of the pulsator and the washing tank when the drainage time of the washing tank reaches the set time, and stops the water supply when the water supply time reaches the set time.
  • the step of stopping the pulsator and the washing tank, and when the drainage of the washing tank may include the dehydration step to proceed with dehydration.
  • the rinsing stroke may include supplying water to the washing tank, and draining water when the water supply amount of the washing tank reaches a set value, and rotating one or both of the pulsator and the washing tank.
  • the rinsing operation is to supply water to the washing tank to proceed with the drainage when the water supply amount of the washing tank reaches a set value, and to rotate one or both of the pulsator and the washing tank, and when the first rinsing stroke is completed It may include a secondary rinsing stroke to perform the rinsing stroke at least once.
  • the washing machine of the present invention includes a washing machine motor of a double rotor-double stator type having an inner rotor and an outer rotor that can be independently controlled by a double stator, and selectively generating an inner rotor output and an outer rotor output;
  • a first inner shaft configured to transfer the inner rotor output or the outer rotor output to a first input;
  • a first outer shaft rotatably coupled to an outer circumference of the first inner shaft and transferring the outer rotor output or the inner rotor output to a second input;
  • a planetary gear device generated; A second inner shaft for delivering a decelerated output generated from the carrier; A second outer shaft rotatably coupled to an outer circumference of the second inner shaft and transmitting an output generated from the ring gear; A pulsator connected to the first inner shaft; And a washing tub connected to the second outer shaft, wherein when the dehydration stroke or the rinsing stroke is carried out, when the drainage amount during the drainage of the washing tub reaches a set value, one or both of the washing tank and the pulsator are in progress at the same time. It is characterized by rotating.
  • the first input has high speed and low torque characteristics
  • the RPM of the second input applied to the ring gear is set smaller than the RPM of the first input applied to the sun gear
  • the output of the carrier is at an RPM of the first input. Deceleration occurs, has a low speed, high torque characteristics, and can be used for washing or rinsing stroke of the washing machine.
  • first and second inputs have high speed and low torque characteristics, respectively, and when the rotation direction and RPM of the first and second inputs are the same, the output of the ring gear has no high speed and low torque characteristics. Has a, can be used for the dehydration stroke of the washing machine.
  • the washing machine of the present invention can drive the pulsator and the washing tank independently, so that a twin force can be implemented to form various water flow patterns.
  • the washing machine driving method of the present invention when the drainage amount reaches a set value when draining the wash water filled in the washing tank in the dehydration stroke, the washing machine proceeds with water supply and drives one or both of the washing tank and the pulsator or repeats rotation and stop. Can be removed to remove detergent residues to improve the degree of cleaning.
  • the washing machine driving method of the present invention when the water supply to the washing tank in the rinsing cycle, if the drainage reaches the set value, the drainage proceeds and drives one or both of the washing tank and the pulsator or rotates and stops repeatedly. Detergent debris can be removed and the number of rinsing cycles can be reduced, thus reducing the washing time.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a washing machine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the washing machine driving apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an enlarged cross-sectional view of a half of a washing machine motor according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 4 is a cross-sectional view of the planetary gear apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view of the washing machine motor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the stator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the stator core according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a washing machine driving apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a washing machine driving apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram of a washing machine control apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flow chart of a washing machine driving method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flow chart of a washing machine driving method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a washing machine according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view of a washing machine motor according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of half of the washing machine motor of FIG.
  • the washing machine includes a case 100 forming an external appearance, an outer tub 110 disposed inside the case 100 to accommodate washing water, and an outer tub.
  • a washing tank 120 rotatably disposed in the inside of the 110 to perform washing and dehydration, a pulsator 130 rotatably disposed in the washing tank 120 to form a washing stream, and a washing tank 120.
  • the washing machine driving device 140 is rotatably disposed in the outer shafts 20 and 22 and the outer shafts 20 and 22 connected to the washing tank 120, and pulsed.
  • Inner shafts 30 and 32 connected to the eater 130, an outer rotor 50 connected to the outer shafts 20 and 22, an inner rotor 40 connected to the inner shafts 30 and 32, And a stator 60 disposed between the inner rotor 40 and the outer rotor 50 with a space therebetween, and a planetary gear device 70.
  • the planetary gear device 70 may increase torque by reducing the rotational speed of any one of the inner shafts 30 and 32 and the outer shafts 20 and 22.
  • the planetary gear device 70 is installed on the inner shafts 30 and 32 to increase the torque by reducing the rotation speed of the inner shafts 30 and 32.
  • the outer shafts 20 and 22 are formed in a cylindrical shape so that the inner shafts 30 and 32 pass through, the first outer shaft 20 connected to the outer rotor 50, and the second connected to the washing tank 120. And an outer shaft 22.
  • the inner shafts 30 and 32 include a first inner shaft 30 connected to the inner rotor 40 and a second inner shaft 32 connected to the pulsator 130.
  • the planetary gear device 70 is integrally formed with a ring gear 72 connecting the first outer shaft 20 and the second outer shaft 22 and the first inner shaft 30. And a plurality of planetary gears 78 geared to the outer surface of the sun gear 74 and the inner surface of the ring gear 72, and the planetary gear 78 are rotatably supported and the output A carrier 76 connected to the two-inner shaft 32.
  • the first outer shaft 20 and the second outer shaft 22 are connected by a ring gear 72 such that the rotation speed of the first outer shaft 20 is maintained as it is. 22). Therefore, the rotation speeds of the first outer shaft 20 and the second outer shaft 22 are the same.
  • first inner shaft 30 is integrally formed with the sun gear 74
  • second inner shaft 32 is connected to the carrier 76 by spline coupling, etc.
  • the carrier 76 is a planetary gear 78 It is rotatably supported in the center of the rotation speed of the first inner shaft 30 is reduced is transmitted to the second inner shaft (32).
  • the inner shafts 30 and 32 are connected by the planetary gear device 70 so that the rotation speed of the inner rotor 40 is reduced and transmitted to the pulsator 130, thereby increasing the torque of the pulsator 130. It can be applied to a large capacity washing machine accordingly.
  • a cylindrical first sleeve bearing 80 and a second sleeve bearing 82 are installed between the outer circumferential surface of the first inner shaft 30 and the inner circumferential surface of the first outer shaft 20 to form the first inner shaft 30. Support rotatably.
  • the third sleeve bearing 84 and the fourth sleeve bearing 86 are installed on upper and lower inner surfaces of the second outer shaft 22 to rotatably support the second inner shaft 32.
  • the outer surface of the first outer shaft 20 is formed with a first connecting portion 90 to which the outer rotor support 56 of the outer rotor 50 is connected, and the inner rotor 40 at the lower end of the first inner shaft 30.
  • the inner rotor support 46 of the second connecting portion 92 is formed.
  • the first connector 90 and the second connector 92 may have a structure that is serration-coupled or spline-coupled by protrusions formed on outer surfaces of the first outer shaft 20 and the first inner shaft 30. It may have a structure in which key grooves are formed to mutually key.
  • first fixing nut 34 is screwed to the lower end of the first outer shaft 20 to prevent the outer rotor support 56 from being separated from the first outer shaft 20, and the first inner shaft (
  • the second fixing nut 36 is screwed to the lower end of the 30 to prevent the inner rotor support 46 of the inner rotor 40 from being separated.
  • a third connection portion 94 is formed on the upper outer surface of the second outer shaft 22 to connect the washing tub 120, and a fourth connection portion is connected to the pulsator 130 on the upper outer surface of the second inner shaft 32. 96 is formed.
  • the third connector 94 and the fourth connector 96 may have a structure that is serration-coupled or spline-coupled by protrusions formed on outer surfaces of the second outer shaft 22 and the second inner shaft 32. It may have a structure in which key grooves are formed to mutually key.
  • a first seal 220 is installed between the second outer shaft 22 and the second inner shaft 32 to prevent the washing water from leaking, and is washed between the second outer shaft 22 and the bearing housing 10.
  • a second seal 210 is mounted to prevent leakage of water.
  • the first bearing 26 is disposed on the outer surface of the first outer shaft 20, and the second bearing 28 is disposed on the outer surface of the second outer shaft 22, so that the outer shafts 20 and 22 are bidirectional. Support rotatably.
  • the first bearing 26 is installed in the first bearing housing 102, and the second bearing 28 is installed in the second bearing housing 10.
  • the first bearing housing 102 is formed of a metal material, and extends outwardly from the first bearing seat 104 and the first bearing seat 104 on which the first bearing 26 is seated to form a cylindrical shape.
  • the cover part 106 is disposed to be wrapped with a predetermined gap on the outer surface of the planetary gear device 70 to protect the planetary gear device, and extends outward from the upper end of the cover part 106 to form a disc and stator ( 60) and the flat plate portion 108 to which the outer tub 110 is fixed.
  • the flat plate 108 is fastened to the second bearing housing by a plurality of bolts 250 in the circumferential direction.
  • the second bearing housing 10 is formed of a metal material, and extends outwardly from the second bearing seat 12 and the second bearing seat 12 on which the second bearing 28 is seated.
  • the flat plate 18 is fastened to the flat plate 108 of the first bearing housing by the bolt 250, and is fixed to the stator support 270 and the outer tub 110 by the bolt 260.
  • the inner rotor 40 includes a first magnet 42 disposed with a predetermined gap on the inner surface of the stator 60 and a first back yoke disposed on the rear surface of the first magnet 42. 44 and an inner rotor support 46 formed integrally with the first magnet 42 and the first back yoke 44 by insert molding.
  • the inner rotor support 46 has an inner surface connected to the second connecting portion 92 of the first inner shaft 30, and the outer surface of the inner rotor support 46 is fixed to the first magnet 42 and the first back yoke 44. do.
  • the pulsator 130 may be sufficiently rotated by the torque of the inner rotor 40 because the rotation torque is not large.
  • the outer rotor 50 includes a second magnet 52 disposed on the outer surface of the stator 60 with a predetermined gap, a second back yoke 54 disposed on the rear surface of the second magnet 52, and an insert.
  • the outer rotor support 56 is formed integrally with the second magnet 52 and the second back yoke 54 by molding.
  • the outer rotor support 56 has an inner surface connected to the first connection portion 90 of the first outer shaft 20 and rotated together with the first outer shaft 20, and the outer surface of the outer rotor support 56 has a second magnet 52 and a first portion.
  • the 200 yoke 54 is fixed.
  • the washing machine motor of the present invention requires high torque driving without deceleration through a ring gear 72 connecting the outer rotor 50 having a large driving torque between the first outer shaft 20 and the second outer shaft 22. Is connected to the washing tank 120.
  • the washing machine motor of the present invention the sun gear 74 and the planetary gear of the planetary gear device 70 connecting the inner rotor 40 with a small drive torque to the first inner shaft 30 and the second inner shaft 32
  • the rotational speed of the inner rotor 40 is decelerated and connected to the pulsator 130 which can be driven at low torque.
  • the stator 60 includes a plurality of split stator cores 62 arranged radially, a bobbin 64 that is a nonmagnetic material wrapped around the outer circumferential surface of the stator core 62, and The first coil 66 wound on one side of the stator core 62, the second coil 68 wound on the other side of the stator core 62, and the stator core 62 are arranged in an annular shape, and the outer tub 110 is disposed. And a stator support 270 fixed thereto.
  • the stator support 270 is formed integrally with the stator core 62 by insert molding after arranging the divided stator cores 62 at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • stator support 270 is molded, for example, with a bulk molding compound (BMC) molding material such as polyester, and the stator support 102 is formed by insert molding, wherein a plurality of stator cores 62 are formed in the mold. Are arranged integrally at regular intervals in the circumferential direction.
  • BMC bulk molding compound
  • stator support 270 is manufactured separately from the stator core 62 and then bolted to the stator support 270.
  • the stator core 62 is formed on the opposite side of the first teeth portion 310 and the first teeth portion 310 on which the first coils 66 are wound.
  • the first driving signal is applied to the first coil 66 and the second driving signal is applied to the second coil 68
  • the inner rotor is applied.
  • the second driving signal is applied only to the second coil 68
  • the outer rotor 50 is rotated, and the first and second coils 66 and the second coil 68 are simultaneously the first and the second.
  • the driving signal is applied, the inner rotor 40 and the outer rotor 50 are rotated at the same time.
  • the first flange portion 316 disposed to face the first magnet 44 is formed at the end of the first tooth portion 310, and the second magnet 54 is formed at the end of the second tooth portion 312.
  • a second flange portion 318 is disposed to face the formation.
  • the first flange 316 and the second flange portion 318 are inward and at a predetermined curvature so as to correspond to the first magnet 42 of the inner rotor 40 and the second magnet 52 of the outer rotor 50, respectively. It forms an outwardly curved surface. Therefore, since the roundness of the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the stator core 62 is increased, the magnetic gap is constant while the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the stator 60 are close to each other while the first magnet 42 and the second magnet 52 are close to each other. Can be maintained.
  • the coupling parts 320 and 322 have a structure directly connected to allow the adjacent stator cores 62 to be energized with each other.
  • the coupling parts 320 and 322 are formed such that the coupling protrusion 322 protrudes on one side of the partition 314, and the coupling groove 320 into which the coupling protrusion 322 is fitted to the other side of the partition 314. ) Is formed, and when the coupling protrusion 322 is fitted into the coupling groove 320 to assemble, the stator cores 62 are radially arranged and have a structure directly connected to each other.
  • the coupling portion forms pinholes at both ends of the partition portion of the stator core, and the pin member is inserted between the pinholes of the two stator cores in a state in which the split stator cores are in contact with each other.
  • the connecting structure is also applicable, and a method of caulking using a caulking member in a state in which the stator cores are in contact with each other is also applicable.
  • stator core is also applicable to an integral cylindrical core type. That is, the structure in which the stator core is integrally formed in an annular shape may be applied, and the stator core may be formed in an arc shape having a predetermined angle and the annular shape is formed by assembling between the cores of the arc shape.
  • the washing machine motor of the present invention forms a first magnetic circuit L1 between one side of the stator 60 on which the inner rotor 40 and the first coil 66 are wound, and the outer rotor 50 and the second coil. Since the second magnetic circuit L2 is formed between the other sides of the stator 60 to which the 68 is wound to form a pair of magnetic circuits that are independent of each other, the inner rotor 40 and the outer rotor 50 are driven separately, respectively. Can be.
  • the first magnetic circuit L1 may include the first magnet 42 of the N pole, the first tooth portion 310 on which the first coil 66 is wound, the inner portion of the partition 314, and the N pole. Via the first magnet 42 and the first back yoke 44 of the S pole adjacent to the first magnet 42.
  • the second magnetic circuit L2 is divided into a second tooth portion 312 facing the second magnet 52 of the N pole, the second magnet 52 of the N pole, and the second coil 68 wound thereon. Via the outer part of the part 314, the 2nd magnet 52 of the S pole, and the 2nd back yoke 54. As shown in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a washing machine driving apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • the washing machine driving apparatus includes an outer shaft 610 connected to the washing tub 120 and a pulsator 130 rotatably disposed in the outer shaft 610. And an inner shaft 620 connected to the outer shaft, an inner rotor 640 connected to the outer shaft 610, an outer rotor 630 connected to the inner shaft 620, an inner rotor 640, and an outer rotor 630. ) And a stator 660 which is disposed with a gap therebetween, and a planetary gear device 670 installed on the inner shaft 620 to increase the torque by reducing the rotation speed of the inner shaft 620.
  • the washing tub 120 and the inner rotor 640 are connected by the outer shaft 610, and the pulsator 130 and the outer rotor 630 are the inner shaft 620. ), The rotational force of the inner rotor 640 is transmitted to the washing tank 120 without deceleration, and the rotational force of the outer rotor 630 is reduced and transmitted to the pulsator 130.
  • the outer rotor 630 and the inner rotor 640 are independently driven by the stator 660 in the same manner as the first embodiment, and the rotation force is pulsed through the planetary gear device 670.
  • the pulsator 130 and the washing tank 120 are independently driven to drive one or both of the pulsator 130 and the washing tank 120, and the rotation directions may be driven in the same direction and in the opposite direction. .
  • a motor without a planetary gear device may also be applied.
  • FIG. 9 is a sectional view of a driving apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • the motor according to the third embodiment has the same structure as the washing machine drive device described in the first embodiment, but has no planetary gear device.
  • the washing tub 120 and the outer rotor 730 are directly connected by the outer shaft 710 so that the rotational force of the outer rotor 730 is washed.
  • the pulsator 130 and the inner rotor 740 are directly connected by the inner shaft 720 so that the rotational force of the inner rotor 720 is transmitted to the pulsator 130.
  • the motor according to the third embodiment independently drives the outer rotor 730 and the inner rotor 740 by the stator 760 to transmit rotational force to the pulsator 130 and the washing tank. It acts as a drive by directly applying to 120.
  • the pulsator 130 and the washing tank 120 are independently driven to drive one or both of the pulsator 130 and the washing tank 120, and the rotation directions may be driven in the same direction and in the opposite direction. .
  • FIG. 10 is a circuit block diagram of a washing machine control apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 11 is a flow chart of a washing machine driving method according to an embodiment of the present invention.
  • the water level monitoring sensor 510, the water supply sensor 520 and the drainage detection sensor 530 is connected to the input side of the control unit 500, the water supply valve 540 on the output side ), A drain valve 550, a first coil 66 (inner rotor 40) and a second coil 68 (outer rotor 50) are connected.
  • the first coil 66 (inner rotor 40) is connected via a first driver (not shown) that generates a first drive signal
  • the second coil 68 (outer rotor 50) is connected to a second coil. It is connected via a second driver (not shown) that generates a drive signal.
  • the control unit 500 is, for example, the rotational position of the outer rotor 50 and the inner rotor 40 detected from the first and second rotor position sensor (not shown) consisting of a Hall sensor, respectively. Based on the PWM control signal is applied to the first and second drivers, and the first and second drivers receive the control signal and output the U, V, and W three-phase outputs to the first and second coils (66, 68). Is applied to the U, V, W three-phase coil to rotate the outer rotor 50 and the inner rotor 40.
  • control unit 500 drives the inverters of the first driver and the second driver according to the washing or rinsing stroke.
  • the first driver and the second driver generates three-phase AC power, and the generated three-phase AC power is selectively and independently applied to the first coil 66 and the second coil 68 of the stator 60. do. Accordingly, the outputs of the inner rotor 40 and the outer rotor 50 driven by the first coil 66 and the second coil 68 of the stator 60 provide rotational forces having high speed and low torque characteristics, respectively. .
  • the input outer shaft 20 connected thereto is fixed while the ring gear 72 connected thereto is also fixed.
  • the first input (i.e., high speed, low torque characteristic input) of the first RPM is input from the inner rotor 40 to the sun gear 74 and the sun gear 74 is rotated, the plurality of planetary gears 78 rotate. While the revolution along the inner circumference of the ring gear 72 is made, the carrier 76 connected to the rotational axis of the planetary gear 78 is also rotated in the same direction as the rotational direction of the inner rotor 40. In this case, the rotation speed of the carrier 76 is decelerated according to the gear ratio of the sun gear and the ring gear, so that the first output of the second RPM having the low speed and high torque characteristics is generated from the carrier 76.
  • the pulsator 130 receives the low speed and the high torque output so that the washing or rinsing stroke can be performed with high efficiency. do.
  • the torque is increased to satisfy the low speed and high torque characteristics required in the washing stroke and the rinsing stroke.
  • the speed ratio (ie, the reduction ratio) obtained from the carrier 78 of the planetary gear device 70 is determined as in Equation 1 below.
  • z r is the number of teeth of the ring gear and z s is the number of teeth of the sun gear.
  • the method of applying the electromagnetic brake to the outer rotor 50 and the ring gear 72 by the second driver is, for example, three-phase AC power applied from the second driver to the second coil 68 of the stator 60. Or a short circuit of the second coil 68 to stop the ring gear 72 connected to the outer rotor 50.
  • the ring gear 72 when performing the washing or rinsing stroke, instead of fixing the ring gear 72 connected to the outer rotor 50 by the electromagnetic brake, the ring gear 72 is controlled to be output through the carrier 76.
  • the shift amount (preferably the deceleration amount) of the first output of the planetary gear device 70 can be controlled.
  • the output of the outer rotor 50 is applied as a second input to the ring gear 72 of the planetary gear device 70 through the first outer shaft 20.
  • the second input applied to the ring gear 72 may be used as a control input for controlling the deceleration amount of the first output of the planetary gear device 70.
  • the planetary gear device output through the carrier 76 ( The first output of 70) is reversed in rotational direction with the first input and an output of RPM decelerated by 1/5 is obtained.
  • the transmission ratio (ie, the reduction ratio) of the carrier output is set to 5: 1, for example, when the first input 250 RPM and the second input (-) 125 RPM , Carrier output is obtained (-) 50RPM.
  • the first output is applied to the electromagnetic brake without changing the rotational direction of the first input.
  • the output of the decelerated RPM is obtained at a reduction ratio smaller than the reduction ratio (5: 1) when the second RPM of the second input is zero. For example, when the first input is 800 RPM and the second input is 200 RPM, the carrier output is 320 RPM.
  • the outer portion is driven by the electromagnetic brake.
  • RPM and torque of the first output can be controlled by controlling the forward RPM of the rotor 50 or by rotating the outer rotor 50 forward or forward.
  • the transmission ratio (ie, the reduction ratio) of the output of the carrier 76 is 5: 1 in the planetary gear device 70 of the sun gear input / carrier output structure, the first input to the sun gear 74 from the inner rotor 40 is performed.
  • the RPM of the first output of the planetary gear device 70 is obtained at 200 RPM when the ring gear 72 is at a stop state, and when the 10 RPM rotational force is applied to the ring gear 72 in the forward direction, the planetary The RPM of the first output of the gear unit 70 is about 208 RPM, and when (-) 10 RPM rotational force is applied to the ring gear 72 in the reverse direction, the RPM of the first output of the planetary gear device 70 is about 190 RPM. Obtained.
  • the minimum rotation is performed in the same direction as the rotation direction of the sun gear 74, for example, about 10 RPM, without the ring gear 72 being fixed, or the ring gear 72 is the sun gear 74, that is,
  • the first of the planetary gear device 70 is output through the carrier 76 by driving the outer rotor 50 in the reverse direction so that the reverse rotation is about (10) RPM in the direction opposite to the rotation direction of the inner rotor 40
  • Decrease amount can be finely controlled by increasing or decreasing the RPM of the output.
  • a second applied to the ring gear 72 as a control input.
  • the second RPM of the input is preferably set smaller than the first RPM of the first input input to the sun gear 74.
  • the second input applied to the ring gear 72 may be in the same or opposite direction as the first input input to the sun gear 74.
  • the second input applied to the ring gear 72 is rotated in the opposite direction to the first input input to the sun gear 74, and the second RPM of the second input applied to the ring gear 72 is the sun gear 74.
  • the carrier output is zero (RPM), that is, the largest deceleration is achieved.
  • the carrier output is 0 RPM.
  • the second input applied to the ring gear 72 is rotated in the direction opposite to the first input input to the sun gear 74, and the second RPM of the second input applied to the ring gear 72 is the sun gear 74. If the carrier output is set smaller than 1/4 of the first RPM of the first input inputted to the first input, the carrier output is rotated in the same direction as the first input inputted to the sun gear 74 and is larger than when the ring gear 72 is fixed. You will get a decelerated output.
  • the carrier output is 50.4 RPM.
  • the second input applied to the ring gear 72 is rotated in the direction opposite to the first input input to the sun gear 74, and the second RPM of the second input applied to the ring gear 72 is the sun gear 74.
  • the carrier output is rotated in a direction opposite to the first input input to the sun gear 74 while the ring gear 72 is fixed. A larger decelerated output can be obtained than in the state.
  • the planetary gear device 70 receives the high speed, low torque characteristic input to the ring gear 72 and the high speed required in the dehydration stroke through the carrier 78 without deceleration (torque conversion).
  • the second output satisfies the low torque characteristic.
  • the sun gear 74 is set to an unfixed state, that is, a state in which free rotation is possible, or the sun gear 74. It is necessary to set to rotate in the same direction, the same RPM as the ring gear 72.
  • a drive signal is applied from the second driver to the second coil 68 of the outer stator to rotate the outer rotor 50 (ie, the ring gear 72) in a forward direction at 1000 RPM of high speed and low torque characteristics,
  • the inner rotor 40 is free to rotate because the driving signal is not applied to the first coil 66, or the inner rotor 40 is rotated in the forward direction at 1000 RPM in the same manner as the outer rotor 50.
  • the rotational force of the high speed and low torque characteristics is transmitted only to the ring gear 72 of the planetary gear device 70 or the rotational force of the first input of the high speed and low torque characteristics to the ring gear 72 and the sun gear 74 in the same manner.
  • the ring gear 72 or the planetary gear device 70 rotatably supported by the first to fourth sleeve bearings 80, 82, 84, 86 and the first and second bearings 26, 28. The whole will rotate at 1000 RPM without deceleration.
  • the rotational force of the high speed and low torque characteristics of the ring gear 72 is transmitted to the washing tank 120 through the second outer shaft 22 so that a dehydration stroke is performed, or the high speed according to the rotation of the entire planetary gear device 70.
  • the rotational force of the low torque characteristic is transmitted to the washing tank 120 and the pulsator 130 through the second outer shaft 22 and the second inner shaft 32 to perform a dehydration stroke.
  • the first input of the high speed and low torque characteristics of the outer rotor 50 and the inner rotor 40 is transmitted from the planetary gear device 70 to the washing tank 120 and the pulsator 130 without deceleration (torque conversion).
  • the dehydration stroke is performed with high efficiency.
  • the carrier output is in the same direction as the ring gear input and is dependent on the RPM of the ring gear, Increasing RPM than the sun gear RPM in proportion to the RPM is obtained, and when the ring gear RPM is smaller than the sun gear RPM, the carrier RPM is in the same direction as the ring gear input and the RPM decelerating than the sun gear RPM in proportion to the RPM of the ring gear is obtained.
  • the carrier output is in the same direction as the ring gear input and is dependent on the RPM of the ring gear.
  • an increase in the speed of the sun gear RPM is obtained, and when the ring gear RPM is smaller than the sun gear RPM, the carrier RPM is in the same direction as the ring gear input and is larger than the ring gear RPM and decelerated in the sun gear RPM to obtain an RPM smaller than the sun gear RPM. Lose.
  • the ring gear 72 of the planetary gear device 70 is inserted and connected between the first outer shaft 20 and the second outer shaft 22 to support the first outer shaft 20.
  • the bearing 26 and the second bearing 28 supporting the second outer shaft 22 are constituted by bearings capable of bidirectional rotation.
  • the planetary gear device 70 is set in a state capable of rotating in both directions, and this structure is rotated in one direction only for maintaining or maintaining the planetary gear device in a conventional fully automatic washing machine. It has a support structure different from that of the support structure.
  • the washing tank 120 and the pulsator 130 are simultaneously or selectively selected by a washing machine motor having a double rotor-double stator structure. And it becomes possible to form the action and the washing water flow in various ways while rotating in the same direction and the opposite direction.
  • the planetary gear device 70 since the planetary gear device 70 is not in a restrained state, when more than a predetermined amount of laundry is put into the washing tank 120, the load is applied to the pulsator 130, and the carrier 76 connected to the pulsator 130 is provided. ) Acts as a brake. Then, when the rotational force of the inner rotor 40 is input to the sun gear 74, the rotational force is output to the ring gear 72 so that the washing tub 120 and the outer rotor 50 connected to the ring gear 72 are the inner rotor 40. ) Rotates in the opposite direction to the direction of rotation, ie counterclockwise (CCW).
  • CCW counterclockwise
  • the ring gear 72 of the planetary gear device 70 is input and output. Since it is connected to the outer shafts 20 and 22 and the washing tank 120, the brake acts. Accordingly, the rotational force of the inner rotor 40 is input to the sun gear 74 and output to the carrier 76. Thus, the pulsator 130 connected to the carrier 76 is rotated at a reduced speed.
  • the control unit 500 holds programs of various washing courses in the memory device, and all washing courses basically include washing strokes, rinsing strokes, and dehydrating strokes, and each stroke includes water supply strokes and drainage strokes before and after. According to the washing course, at least one of the washing stroke, the rinsing stroke, and the dehydrating stroke is repeatedly performed.
  • the washing machine driving method according to the present invention proceeds largely to the washing stroke, intermediate dehydration stroke, rinsing stroke and dehydration stroke.
  • the washing machine is turned on (ON) to proceed with water supply, and when the water supply is completed, the washing administration is performed (S10). Then, when the washing time reaches the set time and the washing administration is completed, the intermediate dehydrating stroke is performed (S20).
  • the intermediate dehydration stroke first drains the wash water filled in the washing tank 120 (S30).
  • the set value may be set by the drainage time or the washing tank level. That is, when the washing water drainage starts, the drain sensor 530 detects this and applies a signal to the control unit 500. Then, the control unit 500 determines whether the drainage time reaches the set time by timing the drainage time, or the level of the washing tank 120 is set according to a signal applied from the water level sensor 510 installed in the washing tank 120. Determine if the water level has been reached.
  • the water supply proceeds and one or both of the pulsator 130 and the washing tank 120 are rotated (S50 and S60).
  • rotating both the pulsator 130 and the washing tank 120 can be rotated in the same direction or opposite to each other, it is preferable to rotate in the opposite direction to generate the vortex.
  • the washing degree of laundry can be improved.
  • the amount of drainage is the amount of wash water discharged from the washing tank 120, the washing power is reduced when the water supply and rinsing proceeds in a state in which the washing water is left in the washing tank 120, too much washing water in the washing tank 120
  • the drainage amount is set to 20% to 50% of the washing tank water level.
  • the water supply proceeds at the same time as the start of the drainage, and the water supply may proceed according to the drainage amount, the water supply may be stopped, and the water supply may be repeated again.
  • the control unit 500 determines whether the water supply time reaches the set time by timing the water supply time according to a signal applied from the water supply sensor 520.
  • the control unit 500 operates the water supply valve 540 to stop the water supply, and cuts off driving signals for the first and second coils 66 and 68, thereby preventing the inner rotor 40 and the outer rotor 50.
  • the drain valve 550 To stop the pulsator and the washing tank, and to operate the drain valve 550 to proceed with the drainage.
  • FIG. 12 is a flow chart of a washing machine driving method according to another embodiment of the present invention.
  • the washing stroke, the intermediate dehydrating stroke, the rinsing stroke, and the dehydrating stroke are sequentially performed.
  • the washing machine is turned on (ON) to proceed with water supply, and when the water supply is completed, the washing administration is performed (S10). Then, when the washing time reaches the set time and the washing administration is completed, an intermediate dehydrating stroke is performed (S20, S30).
  • the rinse stroke is divided into 1st and 2nd steps.
  • the first rinsing stroke proceeds with water supply to the washing tank 120, and determines whether the water supply amount of the washing tank 120 reaches a set value (S40, S50).
  • the set value may be set by the water supply time or the washing tank level.
  • the control unit 500 opens the water supply valve 540 to proceed with water supply to the washing tank, and when the water supply starts, the water supply sensor ( The 520 detects this and applies a signal to the control unit 500. Then, the control unit 500 timing the water supply time to determine whether the water supply time has reached the set time.
  • the control unit determines whether the level of the washing tank 120 has reached the setting level according to a signal applied from the water level sensor 510 installed in the washing tank 120.
  • the control unit 500 operates the drain valve 550 to advance drainage, and drives at least one of the outer rotor 50 and the inner rotor 40 to drive one of the pulsator 130 and the washing tank 120. Or rotate both.
  • the control unit 500 determines whether the drainage time reaches the set time by timing the drainage time according to a signal applied from the drainage sensor 530.
  • the drainage is stopped and the secondary rinsing stroke is performed.
  • the secondary rinsing stroke may be performed at least once.
  • the dehydration stroke is performed (S110).
  • the dehydration stroke may proceed in the same manner as the dehydration stroke described in the first embodiment, and may proceed to a general dehydration stroke.
  • the water supply amount reaches the set value when the water supply proceeds to the washing tank 120
  • the water is discharged, and at least one of the pulsator and the washing tank is driven to remove the detergent residues in which the laundry remains.
  • the present invention can proceed to the water supply when draining the wash water filled in the washing tank in the middle dehydration stroke, driving one or both of the washing tank and the pulsator, or driving to repeat the rotation and stop, can remove the detergent residues It can be applied to a washing machine and a washing machine driving method to improve the.

Abstract

본 발명의 세탁기는 아우터 로터와 인너 로터를 각각 독립적으로 구동하여 쌍동력을 발생하는 세탁기 모터와, 아우터 로터와 아우터 샤프트에 의해 연결되는 세탁조와, 인너 로터와 인너 샤프트에 의해 연결되어 세탁조와 독립적으로 구동되는 펄세이터를 포함하고, 상기 세탁조 배수시 배수량이 설정값에 도달되면 급수를 진행함과 아울러 세탁조 및 펄세이터 중 적어도 하나를 회전시키도록 구성되어, 세탁물의 세정력을 향상시킴과 아울러 세탁시간을 단축할 수 있다.

Description

세탁기 및 세탁기 구동방법
본 발명은 세탁조와 펄세이터를 독립적으로 구동시킬 수 있어 쌍동력 구현이 가능한 세탁기 및 세탁기 구동방법에 관한 것이다.
종래의 세탁기는 한국 등록특허공보 10-0548310(2006년01월24일)에 개시된 바와 같이, 외형을 이루는 아웃케이스와, 상기 아웃케이스의 내부에 지지되어 내부에 세탁수를 수용하는 외조와, 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 수용되는 세탁과 탈수 겸용의 내조와, 상기 내조의 내부에 상대회전 가능하게 설치되어 세탁수류를 형성하는 펄세이터(Pulsator)와, 상기 내조 및 펄세이터를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터의 구동력을 전달받아 내조를 회전시키는 내조회전축과, 상기 구동모터의 구동력을 전달받아 펄세이터를 회전시키는 펄세이터회전축과, 구동모터에 연결되고 펄세이터 회전축에 연결되는 선기어, 선기어와 링기어에 동시에 맞물리는 복수의 유성기어와, 유성기어를 자전 및 공전 가능하게 지지하는 캐리어와, 세탁시 또는 탈수시 상기 내조와 펄세이터의 회전을 제어하기 위한 클러치 스프링을 포함하여 구성된다.
이와 같은 종래의 세탁기는 선기어, 링기어, 유성기어 및 캐리어로 구성된 유성기어 셋트가 구비되어, 구동모터의 회전력을 감속하여 펄세이터 및 내조로 전달하고, 클러치 스프링이 작동되어 펄세이터와 내조로 선택적으로 동력을 전달하여 펄세이터만 회전시키거나 펄세이터와 내조를 동시에 회전시킨다.
하지만, 종래의 세탁기는 펄세이터와 내조가 동일한 방향으로만 회전시킬 수 있는 구조로서, 펄세이터와 내조를 서로 반대방향으로 회전시킬 수 없고, 쌍동력 구현이 불가능한 문제가 있다.
본 발명의 목적은 펄세이터와 세탁조를 각각 독립적으로 구동할 수 있어 쌍동력 구현이 가능하여 다양한 수류 패턴을 형성할 수 있는 세탁기 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탈수행정에서 세탁조에 채워진 세탁수를 배수할 때 급수를 진행함과 아울러 세탁조와 펄세이터 중 하나 또는 둘 다를 구동하거나 회전과 정지를 반복하도록 구동하여 세제 찌꺼기를 제거할 수 있어 세정도를 향상시킬 수 있는 세탁기 및 세탁기 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 헹굼행정에서 세탁조에 급수를 진행할 때 배수를 진행함과 아울러 세탁조와 펄세이터 중 하나 또는 둘 다를 구동하거나 회전과 정지를 반복하도록 구동하여 세제 찌꺼기를 제거할 수 있고 헹굼행정 횟수를 줄일 수 있어 세탁시간을 감소시킬 수 있는 세탁기 및 세탁기 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 세탁기는 아우터 로터와 인너 로터를 각각 독립적으로 구동하여 쌍동력을 발생하는 세탁기 모터; 상기 아우터 로터와 인너 로터 중 어느 하나와 연결되는 세탁조; 상기 아우터 로터와 인너 로터 중 나머지 하나와 연결되고 상기 세탁조와 독립적으로 구동되는 펄세이터; 및 상기 세탁기 모터와 펄세이터 사이에 설치되어 아우터 로터와 인너 로터 중 나머지 하나의 회전속도를 감속하여 펄세이터에 전달하고, 상기 세탁기 모터와 세탁조 사이에 설치되어 아우터 로터와 인너 로터 중 어느 하나의 회전속도를 감속없이 세탁조에 전달하는 유성기어 장치;를 포함하고, 상기 세탁조 배수시 배수량이 설정값에 도달되면 급수를 진행함과 동시에 세탁조 및 펄세이터 중 하나 또는 둘 다를 회전시키는 것을 특징으로 한다.
상기 세탁조 배수시 배수량이 설정값에 도달되면 급수를 진행함과 동시에 세탁조 및 펄세이터 중 하나가 회전 및 정지를 반복하도록 구동하거나, 세탁조 및 펄세이터 둘 다가 동일방향 또는 서로 반대방향으로 회전 및 정지를 반복하도록 구동할 수 있다.
상기 설정값은 배수시간 또는 세탁조 수위로 설정될 수 있다.
상기 아우터 로터는 전자 브레이크를 사용하거나 상기 인너 로터와 동일한 방향으로 회전되면서 브레이크 작용을 수행하여 인너 로터의 회전력을 펄세이터로 전달할 수 있다.
상기 캐리어로부터 감속된 출력이 발생될 때, 상기 링기어는 전자 브레이크에 의해 고정상태로 설정되거나, 상기 링기어에 제1입력의 회전방향과 동일방향 또는 반대방향의 회전력을 인가함에 의해 상기 감속된 출력의 RPM과 토크를 제어할 수 있다.
본 발명의 세탁기는 아우터 로터와 인너 로터를 각각 독립적으로 구동하여 쌍동력을 발생하는 세탁기 모터; 상기 아우터 로터와 인너 로터 중 어느 하나와 연결되는 세탁조; 및 상기 아우터 로터와 인너 로터 중 나머지 하나와 연결되고 상기 세탁조와 독립적으로 구동되는 펄세이터를 포함하고, 상기 세탁조 급수시 급수량이 설정값에 도달되면 배수를 진행함과 아울러 세탁조 및 펄세이터 중 하나 또는 둘 다를 회전시키는 것을 특징으로 한다.
상기 설정값은 급수시간 또는 세탁조 수위으로 설정될 수 있다.
본 발명의 세탁기 구동방법은 세탁행정, 탈수행정, 헹굼행정 및 탈수행정을 순차적으로 수행하고, 상기 탈수행정은 세탁조 배수시 배수량이 설정값에 도달되면 급수를 진행하는 단계와, 상기 배수량이 설정값에 도달되면 펄세이터와 세탁조 중 하나 또는 둘 다를 회전시키는 단계를 포함한다.
상기 탈수행정은 세탁조 배수시간이 설정시간에 도달하면, 급수를 진행함과 아울러 펄세이터와 세탁조 중 적어도 하나 또는 둘 다를 회전시키는 중간 탈수단계와, 급수시간이 설정시간에 도달되면 급수를 정지함과 아울러 펄세이터와 세탁조 를 정지하는 단계와, 세탁조 배수가 완료되면 탈수를 진행하는 본 탈수단계를 포함할 수 있다.
상기 헹굼행정은 세탁조에 급수하는 단계와, 상기 세탁조의 급수량이 설정값에 도달되면 배수를 진행함과 아울러 펄세이터와 세탁조 중 하나 또는 둘 다를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 헹굼행정은 세탁조에 급수를 진행하여 상기 세탁조의 급수량이 설정값에 도달되면 배수를 진행함과 아울러 펄세이터와 세탁조 중 하나 또는 둘 다를 회전시키는 1차 헹굼행정과, 상기 1차 헹굼행정이 완료되면 본 헹굼행정을 적어도 한번 이상 수행하는 2차 헹굼행정을 포함할 수 있다.
본 발명의 세탁기는 더블 스테이터에 의해 독립적으로 제어 가능한 인너 로터와 아우터 로터를 구비하고, 선택적으로 인너 로터 출력과 아우터 로터 출력을 발생하는 더블 로터-더블 스테이터 방식의 세탁기 모터; 상기 인너 로터 출력 또는 아우터 로터 출력을 제1입력으로 전달하는 제1 인너 샤프트; 상기 제1 인너 샤프트의 외주에 회전 가능하게 결합되며, 상기 아우터 로터 출력 또는 인너 로터 출력을 제2입력으로 전달하는 제1 아우터 샤프트; 상기 제1 인너 샤프트를 통하여 선기어에 제1입력이 인가될 때 캐리어로부터 감속된 출력이 발생되고, 상기 제2 아우터 샤프트를 통하여 링기어로 제2입력이 인가될 때 감속없이 제2입력이 출력으로 발생되는 유성기어 장치; 상기 캐리어로부터 발생된 감속된 출력을 전달하는 제2 인너 샤프트; 상기 제2 인너 샤프트의 외주에 회전 가능하게 결합되며, 상기 링기어로부터 발생된 출력을 전달하는 제2 아우터 샤프트; 상기 제1 인너 샤프트에 연결되는 펄세이터; 및 상기 제2 아우터 샤프트에 연결되는 세탁조;를 포함하며, 탈수행정 또는 헹굼행정을 진행할 때, 상기 세탁조 배수시 배수량이 설정값에 도달되면 급수를 진행함과 동시에 세탁조 및 펄세이터 중 하나 또는 둘 다를 회전시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제1입력은 고속, 저토크 특성을 가지며, 상기 링기어에 인가되는 제2입력의 RPM은 선기어에 인가되는 제1입력의 RPM보다 작게 설정되고, 상기 캐리어의 출력은 제1입력의 RPM에서 감속이 발생하며 저속, 고토크 특성을 가지며, 상기 세탁기의 세탁 또는 헹굼 행정에 이용될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 입력은 각각 고속, 저토크 특성을 가지며, 상기 제1 및 제2 입력의 회전방향과 RPM이 동일한 경우 상기 링기어의 출력은 변속이 발생하지 않고 고속, 저토크 특성을 가지며, 상기 세탁기의 탈수 행정에 이용될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 세탁기는 펄세이터와 세탁조를 각각 독립적으로 구동할 수 있어 쌍동력 구현이 가능하여 다양한 수류 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 세탁기 구동방법은 탈수행정에서 세탁조에 채워진 세탁수를 배수할 때 배수량이 설정값에 도달되면 급수를 진행함과 아울러 세탁조와 펄세이터 중 하나 또는 둘 다를 구동하거나 회전과 정지를 반복하도록 구동하여 세제 찌꺼기를 제거할 수 있어 세정도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 세탁기 구동방법은 헹굼행정에서 세탁조에 급수를 진행할 때 배수량이 설정값에 도달되면 배수를 진행함과 아울러 세탁조와 펄세이터 중 하나 또는 둘 다를 구동하거나 회전 및 정지를 반복하도록 구동하여 세제 찌꺼기를 제거할 수 있고 헹굼행정 횟수를 줄일 수 있어 세탁시간을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기 구동장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기 모터의 절반에 대한 확대단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 유성기어 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기 모터의 횡 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시에예에 따른 스테이터의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터 코어의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기 구동장치의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 세탁기 구동장치의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기 제어장치의 개략 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기 구동방법의 순서도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기 모터의 단면도, 도 3은 도 2의 세탁기 모터의 절반에 대한 확대단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기는 외형을 이루는 케이스(100)와, 케이스(100)의 내부에 배치되어 세탁수를 수용하는 외조(110)와, 외조(110)의 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁과 탈수를 수행하는 세탁조(120)와, 세탁조(120) 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁 수류를 형성하는 펄세이터(130)와, 세탁조(120)의 하부에 설치되어 세탁조(120)와 펄세이터(130)를 동시에 또는 선택적으로 구동시키는 세탁기 구동장치(140)를 포함한다.
세탁기 구동장치(140)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 세탁조(120)와 연결되는 아우터 샤프트(20,22)와, 아우터 샤프트(20,22)의 내부에 회전 가능하게 배치되고 펄세이터(130)와 연결되는 인너 샤프트(30,32)와, 아우터 샤프트(20,22)와 연결되는 아우터 로터(50)와, 인너 샤프트(30,32)와 연결되는 인너 로터(40)와, 인너 로터(40)와 아우터 로터(50) 사이에 공극을 두고 배치되는 스테이터(60)와, 유성기어 장치(70)를 포함한다.
유성기어 장치(70)는 인너 샤프트(30,32)와 아우터 샤프트(20,22) 중 어느 하나는 회전속도를 감속하여 토크를 증가시킬 수 있다.
본 실시예에서는 인너 샤프트(30,32)에 유성기어 장치(70)가 설치되어 인너 샤프트(30,32)의 회전속도를 감속하여 토크를 증대시킨다.
아우터 샤프트(20,22)는 인너 샤프트(30,32)가 통과하도록 원통 형태로 형성되고, 아우터 로터(50)에 연결되는 제1아우터 샤프트(20)와, 세탁조(120)에 연결되는 제2아우터 샤프트(22)를 포함한다.
그리고, 인너 샤프트(30,32)는 인너 로터(40)에 연결되는 제1인너 샤프트(30)와, 펄세이터(130)에 연결되는 제2인너 샤프트(32)를 포함한다.
유성기어 장치(70)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1아우터 샤프트(20)와 제2아우터 샤프트(22) 사이를 연결하는 링기어(72)와, 제1인너 샤프트(30)에 일체로 연결되는 선기어(74)와, 선기어(74)의 외면 및 링기어(72)의 내면에 기어 물림되는 복수의 유성기어(78)와, 유성기어(78)가 회전 가능하게 지지되고 출력이 제2인너 샤프트(32)에 연결되는 캐리어(76)를 포함한다.
이러한 유성기어 장치(70)는 제1아우터 샤프트(20)와 제2아우터 샤프트(22)가 링기어(72)에 의해 연결되어 제1아우터 샤프트(20)의 회전속도가 그대로 제2아우터 샤프트(22)로 전달된다. 따라서, 제1아우터 샤프트(20)와 제2아우터 샤프트(22)의 회전속도는 동일하다.
그리고, 제1인너 샤프트(30)는 선기어(74)와 일체로 형성되고, 제2인너 샤프트(32)는 캐리어(76)가 스플라인 결합 등에 의해 연결되고, 캐리어(76)는 유성기어(78)의 중앙에 회전 가능하게 지지되어 제1인너 샤프트(30)의 회전속도가 감속되어 제2인너 샤프트(32)로 전달된다.
이와 같이, 인너 샤프트(30,32)는 유성기어 장치(70)에 의해 연결되어 인너 로터(40)의 회전속도가 감속되어 펄세이터(130)로 전달되므로 펄세이터(130)의 토크를 증대시킬 수 있고, 이에 따라 대용량 세탁기에 적용이 가능하다.
제1인너 샤프트(30)의 외주면과 제1아우터 샤프트(20)의 내주면 사이에는 원통 형태의 제1슬리브 베어링(80) 및 제2슬리브 베어링(82)이 설치되어 제1인너 샤프트(30)를 회전 가능하게 지지한다.
그리고, 제2아우터 샤프트(22)의 상단 및 하단 내면에는 제3슬리브 베어링(84) 및 제4슬리브 베어링(86)이 설치되어 제2인너 샤프트(32)를 회전 가능하게 지지한다.
제1아우터 샤프트(20)의 외면에는 아우터 로터(50)의 아우터 로터 지지체(56)가 연결되는 제1연결부(90)가 형성되고, 제1인너 샤프트(30)의 하단에는 인너 로터(40)의 인너 로터 지지체(46)가 연결되는 제2연결부(92)가 형성된다.
제1연결부(90) 및 제2연결부(92)는 제1아우터 샤프트(20) 및 제1인너 샤프트(30)의 외면에 형성된 돌기에 의해 세레이션(Serration) 결합되거나 스플라인 결합되는 구조를 가질 수 있고, 키홈을 형성하여 상호 키 결합되는 구조를 가질 수 있다.
여기에서, 제1아우터 샤프트(20)의 하단에는 아우터 로터 지지체(56)가 제1아우터 샤프트(20)에서 이탈되는 것을 방지하는 제1고정너트(34)가 나사 체결되고, 제1인너 샤프트(30)의 하단에는 인너 로터(40)의 인너 로터 지지체(46)가 이탈되는 것을 방지하는 제2고정너트(36)가 나사 체결된다.
제2아우터 샤프트(22)의 상단 외면에는 세탁조(120)가 연결되는 제3연결부(94)가 형성되고, 제2인너 샤프트(32)의 상단 외면에는 펄세이터(130)가 연결되는 제4연결부(96)가 형성된다.
제3연결부(94) 및 제4연결부(96)는 제2아우터 샤프트(22) 및 제2인너 샤프트(32)의 외면에 형성된 돌기에 의해 세레이션(Serration) 결합되거나 스플라인 결합되는 구조를 가질 수 있고, 키홈을 형성하여 상호 키 결합되는 구조를 가질 수 있다.
제2아우터 샤프트(22)와 제2인너 샤프트(32) 사이에는 세탁수가 누수되는 것을 방지하는 제1시일(220)이 장착되고, 제2아우터 샤프트(22)와 베어링 하우징(10) 사이에는 세탁수가 누수되는 것을 방지하는 제2시일(210)이 장착된다.
제1아우터 샤프트(20)의 외면에는 제1베어링(26)이 배치되고, 제2아우터 샤프트(22)의 외면에는 제2베어링(28)이 배치되어, 아우터 샤프트(20,22)를 양방향으로 회전 가능하게 지지한다.
제1베어링(26)은 제1베어링 하우징(102)에 설치되고, 제2베어링(28)은 제2베어링 하우징(10)에 설치된다.
제1베어링 하우징(102)은 금속재질로 형성되고, 제1베어링(26)이 안착되는 제1베어링 안착부(104)와, 제1베어링 안착부(104)에서 외측방향으로 연장되어 원통형태를 이루고 유성기어 장치(70)의 외면에 일정 갭을 두고 감싸지게 배치되어 유성기어 장치를 보호하는 커버부(106)와, 커버부(106)의 상단에서 외측방향으로 연장되어 원판 형태를 이루고 스테이터(60) 및 외조(110)가 고정되는 평판부(108)를 포함한다.
평판부(108)는 원주방향으로 제2베어링 하우징에 복수의 볼트(250)로 체결된다.
제2베어링 하우징(10)은 금속재질로 형성되고, 제2베어링(28)이 안착되는 제2베어링 안착부(12)와, 제2베어링 안착부(12)에서 외측방향으로 연장되어 제2시일(210)이 고정되는 제2시일 고정부(14)와, 제2시일 고정부(14)에서 하측방향으로 절곡되어 원통 형태를 이루는 연결부(16)와, 연결부(16)의 하단에서 외측방향으로 연장되어 외조(110)에 고정되는 평판부(18)를 포함한다.
평판부(18)는 볼트(250)에 의해 제1베어링 하우징의 평판부(108)와 체결되고, 볼트(260)에 의해 스테이터 지지체(270) 및 외조(110)에 고정된다.
인너 로터(40)는 도 4에 도시된 바와 같이, 스테이터(60)의 내면에 일정 갭을 두고 배치되는 제1마그넷(42)과, 제1마그넷(42)의 배면에 배치되는 제1백요크(44)와, 인서트 몰딩에 의해 제1마그넷(42) 및 제1백요크(44)와 일체로 형성되는 인너 로터 지지체(46)를 포함한다.
인너 로터 지지체(46)는 그 내면이 제1인너 샤프트(30)의 제2연결부(92)에 연결되고, 그 외면은 그 외면에는 제1마그넷(42) 및 제1백요크(44)가 고정된다.
따라서, 인너 로터(40)가 회전되면 인너 샤프트(30,32)가 회전되고, 인너 샤프트(30,32)에 연결된 펄세이터(130)가 회전된다.
여기에서, 펄세이터(130)는 회전토크가 크지 않기 때문에 인너 로터(40)의 토크에 의해 충분히 회전될 수 있다.
그리고, 아우터 로터(50)는 스테이터(60)의 외면에 일정 갭을 두고 배치되는 제2마그넷(52)과, 제2마그넷(52)의 배면에 배치되는 제2백요크(54)와, 인서트 몰딩에 의해 제2마그넷(52) 및 제2백요크(54)와 일체로 형성되는 아우터 로터 지지체(56)을 포함한다.
아우터 로터 지지체(56)는 그 내면이 제1아우터 샤프트(20)의 제1연결부(90)에 연결되어 제1아우터 샤프트(20)와 같이 회전되고, 그 외면은 제2마그넷(52) 및 제2백요크(54)이 고정된다.
따라서, 아우터 로터(50)가 회전되면 아우터 샤프트(20,22)가 회전되고 아우터 샤프트(20,22)와 연결된 세탁조(120)가 회전된다.
본 발명의 세탁기 모터는 구동 토크가 큰 아우터 로터(50)를 제1아우터 샤프트(20)와 제2아우터 샤프트(22) 사이를 연결하는 링기어(72)를 통하여 감속없이 고토크 구동을 필요로 하는 세탁조(120)와 연결한다.
또한, 본 발명의 세탁기 모터는 구동 토크가 작은 인너 로터(40)를 제1인너 샤프트(30)와 제2인너 샤프트(32)를 연결하는 유성기어 장치(70)의 선기어(74), 유성기어(78) 및 캐리어(76)를 통하여 인너 로터(40)의 회전속도를 감속하여 저토크에서 구동 가능한 펄세이터(130)와 연결한다.
스테이터(60)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 방사상으로 배열되는 다수의 분할형 스테이터 코어(62)와, 스테이터 코어(62)의 외주면에 감싸지는 비자성체인 보빈(64)과, 스테이터 코어(62)의 일측에 감겨지는 제1코일(66)과, 스테이터 코어(62)의 타측에 감겨지는 제2코일(68)과, 스테이터 코어(62)가 환형으로 배열되고 외조(110)에 고정되는 스테이터 지지체(270)를 포함한다.
스테이터 지지체(270)는 금형에 원주방향으로 분할형 스테이터 코어(62)를 일정 간격을 두고 배열한 후 인서트 몰딩에 의해 스테이터 코어(62)와 일체로 형성된다.
즉, 스테이터 지지체(270)는 예를 들어, 폴리에스터와 같은 BMC(Bulk Molding Compound) 몰딩재로 몰딩하여 스테이터 지지체(102)을 인서트 몰딩 방식으로 성형하고, 이때 금형에 복수의 스테이터 코어(62)를 원주방향으로 일정 간격을 두고 배열하여 일체로 형성된다.
스테이터 지지체(270)는 인서트 몰딩에 의해 스테이터 코어와 일체로 형성되는 구조 이외에, 스테이터 코어(62)와 별도로 제조된 후 스테이터 지지체(270)와 볼트 체결되는 구조도 적용이 가능하다.
스테이터 코어(62)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1코일(66)이 감겨지는 제1티스부(310)와, 제1티스부(310)의 반대쪽에 형성되어 제2코일(68)이 감겨지는 제2티스부(312)와, 제1티스부(310)와 제2티스부(312) 사이를 구획하는 구획부(314)와, 구획부(314)의 측방향 양쪽 끝부분에 형성되어 분할형 스테이터 코어(62) 사이를 상호 연결하는 결합부(320,322)를 포함한다.
여기에서, 제1코일(66)로는 제1구동신호가 인가되고, 제2코일(68)에는 제2구동신호가 인가되기 때문에, 제1코일(66)로만 제1구동신호가 인가되면 인너 로터(40)만 회전되고, 제2코일(68)로만 제2구동신호가 인가되면 아우터 로터(50)만 회전되고, 제1코일(66)과 제2코일(68)에 동시에 제1 및 제2 구동신호가 인가되면 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)가 동시에 회전된다.
제1티스부(310)의 끝부분에는 제1마그넷(44)과 마주보게 배치되는 제1플랜지부(316)가 형성되고, 제2티스부(312)의 끝부분에는 제2마그넷(54)과 마주보게 배치되는 제2플랜지부(318)가 형성된다.
제1플랜지(316)와 제2플랜지부(318)는 인너 로터(40)의 제1마그넷(42)과, 아우터 로터(50)의 제2마그넷(52)에 각각 대응하도록 소정 곡률로 내향 및 외향 곡면을 이루고 있다. 따라서, 스테이터 코어(62)의 내주면 및 외주면의 진원도가 높아지므로 스테이터(60)의 내주면 및 외주면과 제1마그넷(42) 및 제2마그넷(52)과의 사이가 근접되면서도 일정한 자기갭(gap)을 유지할 수 있다.
인접한 스테이터 코어(62) 사이는 자기회로를 형성할 수 있도록 상호 직접 연결된 구조를 가져야된다. 따라서, 결합부(320,322)는 인접한 스테이터 코어(62) 사이가 서로 통전될 수 있도록 직접 연결된 구조를 갖는다.
이러한 결합부(320,322)는 일 예로, 구획부(314)의 일측에 결합돌기(322)가 돌출되게 형성되고, 구획부(314)의 타측에 결합돌기(322)가 끼움 결합되는 결합홈(320)이 형성되어, 결합돌기(322)를 결합홈(320)에 끼워 조립하면 스테이터 코어(62)가 방사상으로 배열되고, 상호 직접 연결된 구조를 갖게 된다.
그리고, 결합부는 이러한 구조 이외에, 스테이터 코어의 구획부 양쪽 끝부분에 핀홀을 형성하고, 분할형 스테이터 코어 사이를 상호 접촉시킨 상태에서 핀 부재를 두 스테이터 코어의 핀홀 사이에 끼움 결합하여 스테이터 코어 사이를 연결하는 구조도 적용이 가능하고, 스테이터 코어 사이를 상호 접촉시킨 상태에서 코킹부재를 이용하여 코킹하는 방법도 적용이 가능하다.
스테이터 코어는 위에서 설명한 바와 같은 분할 코어 형태 이외에, 일체형의 통 코어 형태도 적용이 가능하다. 즉, 스테이터 코어가 환형으로 일체로 형성되는 구조가 적용될 수 있고, 스테이터 코어가 일정 각도를 갖는 호 형태로 형성되고 호 형태의 코어들 사이가 상호 조립되어 환형을 이루는 형태도 적용이 가능하다.
이와 같은 본 발명의 세탁기 모터는 인너 로터(40)와 제1코일(66)이 감겨지는 스테이터(60)의 일측 간에 제1자기 회로(L1)를 형성하고, 아우터 로터(50)와 제2코일(68)이 감겨지는 스테이터(60)의 타측 간에 제2자기 회로(L2)를 형성하여 각각 서로 독립적인 한 쌍의 자기 회로를 형성하므로 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)가 각각 별도로 구동될 수 있다.
구체적으로, 제1자기회로(L1)는 N극의 제1마그넷(42), 제1코일(66)이 감겨지는 제1티스부(310), 구획부(314)의 내측부분, N극의 제1마그넷(42)에 인접한 S극의 제1마그넷(42) 및 제1백요크(44)를 경유한다.
그리고, 제2자기회로(L2)는 N극의 제2마그넷(52), N극의 제2마그넷(52)에 대향하고 제2코일(68)이 감겨지는 제2티스부(312), 구획부(314)의 외측부분, S극의 제2마그넷(52), 제2백요크(54)를 경유한다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기 구동장치의 단면도이다.
제2실시예에 따른 세탁기 구동장치는 도 8에 도시된 바와 같이, 세탁조(120)와 연결되는 아우터 샤프트(610)와, 아우터 샤프트(610)의 내부에 회전 가능하게 배치되고 펄세이터(130)와 연결되는 인너 샤프트(620)와, 아우터 샤프트(610)와 연결되는 인너 로터(640)와, 인너 샤프트(620)와 연결되는 아우터 로터(630)와, 인너로터(640)와 아우터 로터(630) 사이에 공극을 두고 배치되는 스테이터(660)와, 인너 샤프트(620)에 설치되어 인너 샤프트(620)의 회전속도를 감속하여 토크를 증대시키는 유성기어 장치(670)를 포함한다.
이와 같이, 제2실시예에 따른 세탁기 구동장치는 세탁조(120)와 인너 로터(640)가 아우터 샤프트(610)에 의해 연결되고, 펄세이터(130)와 아우터 로터(630)가 인너 샤프트(620)에 의해 연결되어, 인너 로터(640)의 회전력이 감속없이 세탁조(120)로 전달되고, 아우터 로터(630)의 회전력이 감속되어 펄세이터(130)로 전달된다.
제2실시예에 따른 세탁기 구동장치는 제1실시예와 동일하게 스테이터(660)에 의해 아우터 로터(630)와 인너로터(640)를 독립적으로 구동하여 유성기어 장치(670)를 통하여 회전력을 펄세이터(130)와 세탁조(120)에 인가함에 의해 동일한 구동장치로서 역할을 한다. 그 결과 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 독립적으로 구동하여 펄세이터(130)와 세탁조(120) 중 어느 하나 또는 모두를 구동하며, 회전방향을 상호 동일방향 및 반대방향으로 구동할 수 있다.
그리고, 제2실시예에 따른 세탁기 구동장치에서 유성기어 장치가 없는 모터도 적용이 가능하다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 구동장치의 단면도이다.
제3실시예에 따른 모터는 제1실시예에서 설명한 세탁기 구동장치 구조와 동일하고, 다만, 유성기어 장치가 없는 형태이다.
즉, 제3실시예에 따른 구동장치는 도 9에 도시된 바와 같이, 세탁조(120)와 아우터 로터(730) 사이가 아우터 샤프트(710)에 의해 직접 연결되어 아우터 로터(730)의 회전력이 세탁조(120)로 전달되고, 펄세이터(130)와 인너 로터(740)가 인너 샤프트(720)에 의해 직접 연결되어 인너 로터(720)의 회전력이 펄세이터(130)로 전달된다.
제3실시예에 따른 모터는 제1 및 제2 실시예의 모터와 유사하게 스테이터(760)에 의해 아우터 로터(730)와 인너로터(740)를 독립적으로 구동하여 회전력을 펄세이터(130)와 세탁조(120)에 직접 인가함에 의해 구동장치로서 역할을 한다. 그 결과 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 독립적으로 구동하여 펄세이터(130)와 세탁조(120) 중 어느 하나 또는 모두를 구동하며, 회전방향을 상호 동일방향 및 반대방향으로 구동할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기 제어장치의 회로 블럭도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기 구동방법의 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기 제어장치는 제어유닛(500)의 입력측에 수위 감시센서(510), 급수 감지센서(520) 및 배수 감지센서(530)가 연결되고, 출력측에 급수밸브(540), 배수밸브(550), 제1코일(66)(인너 로터(40)) 및 제2코일(68)(아우터 로터(50))이 연결되어 있다.
제1코일(66)(인너 로터(40))에는 제1구동신호를 발생하는 제1드라이버(도시되지 않음)를 통하여 연결되고, 제2코일(68)(아우터 로터(50))에는 제2구동신호를 발생하는 제2드라이버(도시되지 않음)를 통하여 연결된다.
제어유닛(500)은 각각 예를 들어, 홀 센서(Hall sensor)로 이루어진 제1 및 제2 로터위치 감지센서(도시되지 않음)로부터 검출된 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)의 회전위치에 기초하여 PWM 방식의 제어신호를 제1 및 제2 드라이버로 인가하며, 제1 및 제2 드라이버는 제어신호를 받아서 U, V, W 3상 출력을 제1 및 제2 코일(66,68)의 U, V, W 3상 코일로 인가하여 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)를 회전 구동한다.
이하에 본 발명에 따른 세탁기 구동장치와 이를 이용한 구동방법을 도 10 및 도 11을 참고하여 설명한다.
세탁 또는 헹굼 행정을 수행할 경우에 상기 제어유닛(500)은 세탁 또는 헹굼 행정에 따라 제1드라이버 및 제2드라이버의 인버터를 구동시킨다.
그러면, 상기 제1드라이버 및 제2드라이버가 3상 교류전력을 발생시키고, 발생된 3상 교류전력은 스테이터(60)의 제1코일(66) 및 제2코일(68)에 선택적, 독립적으로 인가된다. 이에 따라 스테이터(60)의 제1코일(66) 및 제2코일(68)에 의해 구동되는 인너 로터(40) 및 아우터 로터(50)의 출력은 각각 고속, 저토크 특성을 가지는 회전력을 제공한다.
먼저, 세탁 또는 헹굼 행정을 수행할 때, 제1드라이버로부터 인너 스테이터의 제1코일(66)로 3상 교류전력을 인가하면, 인너 로터(40)가 회전되고, 인너 로터(40)의 고속, 저토크 특성 출력은 인너 로터(40)와 연결된 제1인너 샤프트(30)로 전달된다. 즉, 인너 로터(40)의 출력은 제1인너 샤프트(30)를 통하여 유성기어장치(70)의 선기어(74)에 제1RPM의 제1입력으로 인가된다.
이 경우, 전자 브레이크에 의해 아우터 로터(50)를 고정시키면 이와 연결된 입력 아우터 샤프트(20)가 고정되면서 이와 연결된 링기어(72)도 고정된다. 이에 따라, 인너 로터(40)로부터 제1RPM의 제1입력(즉, 고속, 저토크 특성 입력)이 선기어(74)에 입력되어 선기어(74)가 회전되면, 다수의 유성기어(78)는 자전하면서 링기어(72)의 내주부를 따른 공전이 이루어짐에 따라 유성기어(78)의 회전축과 연결된 캐리어(76)도 인너 로터(40)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전된다. 이 경우, 캐리어(76)의 회전속도는 선기어와 링기어의 기어 잇수에 따라 설정되는 변속비에 따라 감속이 이루어져서 캐리어(76)로부터 저속, 고토크 특성을 갖는 제2RPM의 제1출력이 발생한다.
유성기어장치(70)의 캐리어(76)는 제2인너 샤프트(32)에 제1출력을 전달함에 따라 펄세이터(130)는 저속, 고토크 출력을 전달받아 세탁 또는 헹굼 행정이 고효율로 이루어지게 된다.
상기 제1RPM의 제1입력이 제2RPM의 제1출력으로 감속되면서 토크는 증대되어 세탁 행정 및 헹굼 행정에서 요구되는 저속, 고토크 특성을 만족시킨다.
상기 링기어(72)를 고정할 때 유성기어장치(70)의 캐리어(78)로부터 얻어지는 변속비(즉, 감속비)는 하기 수학식 1과 같이 결정된다.
수학식 1
Figure PCTKR2015012431-appb-M000001
여기서, zr은 링기어의 잇수이고, zs는 선기어의 잇수이다.
제2드라이버에 의해 아우터 로터(50)와 링기어(72)에 전자 브레이크를 인가하는 방법은 예를 들어, 제2드라이버로부터 스테이터(60)의 제2코일(68)로 인가되는 3상 교류전력을 차단하거나 또는 제2코일(68)을 단락시켜서 아우터 로터(50)와 연결된 링기어(72)를 정지시키는 방법을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 세탁 또는 헹굼 행정을 수행할 때, 전자 브레이크에 의해 아우터 로터(50)와 연결된 링기어(72)를 고정시키는 대신에 링기어(72)를 제어하여 캐리어(76)를 통하여 출력되는 유성기어장치(70)의 제1출력의 변속량(바람직하게는 감속량)을 제어할 수 있다.
즉, 아우터 로터(50)의 출력은 제1아우터 샤프트(20)를 통하여 유성기어장치(70)의 링기어(72)에 제2입력으로 인가된다. 링기어(72)에 인가되는 제2입력은 유성기어장치(70)의 제1출력의 감속량을 제어하기 위한 제어입력으로 사용될 수 있다.
이 경우, 제2입력이 제1입력의 회전방향과 반대방향이고, 제2입력의 제2RPM이 제1입력의 제1RPM의 1/2인 경우, 캐리어(76)를 통하여 출력되는 유성기어장치(70)의 제1출력은 제1입력과 회전방향이 반대이고 1/5로 감속된 RPM의 출력이 얻어진다. 예를 들어, 선기어 입력/캐리어 출력 구조의 유성기어장치에서 캐리어 출력의 변속비(즉, 감속비)가 예를 들어, 5:1로 설정된 경우, 제1입력 250RPM, 제2입력 (-)125RPM일 때, 캐리어 출력은 (-)50RPM이 얻어진다.
또한, 제2입력이 제1입력의 회전방향과 동일한 방향이고, 제2입력의 제2RPM이 제1입력의 제1RPM보다 작은 경우, 제1출력은 제1입력과 회전방향의 변경없이 전자 브레이크에 의해 제2입력의 제2RPM이 제로인 경우의 감속비(5:1) 보다 더 작은 감속비로 감속된 RPM의 출력이 얻어진다. 예를 들어, 제1입력 800RPM, 제2입력 200RPM일 때, 캐리어 출력은 320RPM이 얻어진다.
상기와 같이, 본 발명에서는 세탁 또는 헹굼 행정을 위해, 인너 로터(40)의 회전력을 동력원으로 이용하여 유성기어장치(70)로부터 감속된 제2RPM의 제1출력을 얻을 때, 전자 브레이크에 의해 아우터 로터(50)의 순방향 RPM을 제어하거나 아우터 로터(50)를 역회전 또는 정회전시키는 방법으로 제1출력의 RPM과 토크를 제어할 수 있다.
본 발명에서는 선기어 입력/캐리어 출력 구조의 유성기어장치(70)에서 캐리어(76) 출력의 변속비(즉, 감속비)가 5:1이면, 인너 로터(40)로부터 선기어(74)에 입력되는 제1입력의 RPM이 1000RPM인 경우, 링기어(72)가 정지상태일 때 유성기어장치(70)의 제1출력의 RPM은 200RPM으로 얻어지고, 링기어(72)에 순방향으로 10RPM 회전력이 인가되면 유성기어장치(70)의 제1출력의 RPM은 약 208RPM이 얻어지며, 링기어(72)에 역방향으로 (-)10RPM 회전력이 인가되면 유성기어장치(70)의 제1출력의 RPM은 약 190RPM이 얻어진다.
상기와 같이, 링기어(72)를 고정시키지 않고 예를 들어, 10RPM 정도로 선기어(74)의 회전방향과 동일방향으로 최소 회전이 이루어지도록 하거나, 또는 링기어(72)를 선기어(74), 즉 인너 로터(40)의 회전방향과 반대방향으로 (-) 10RPM 정도로 역회전이 이루어지도록 아우터 로터(50)를 역방향으로 구동함에 의해 캐리어(76)를 통하여 출력되는 유성기어장치(70)의 제1출력의 RPM을 증가시키거나 감소시킴에 의해 감속량을 미세하게 제어할 수 있다.
즉, 인너 로터(40)로부터 제1RPM의 제1입력이 선기어(74)에 입력될 때, 전자 브레이크를 간헐적으로 해제함에 의해 링기어(72)를 완전히 고정시키지 않고 선기어(74)의 회전방향과 동일방향으로 링기어(72)의 회전이 이루어지도록 하면 캐리어(76)를 통한 유성기어장치(70)의 제1출력은 링기어(72)를 완전히 고정시킨 경우의 제2RPM 보다 RPM이 증가하게 되고, 상기와 반대로 링기어(72)를 선기어(74)의 회전방향과 반대방향으로 역회전이 이루어지도록 하면 캐리어(76)를 통한 유성기어장치(70)의 제1출력은 제2RPM 보다 RPM이 감소하게 된다.
본 발명에서는 세탁 또는 헹굼 행정을 수행하기 위하여 선기어(74)에 입력되는 제1RPM의 제1입력을 감속시킴에 의해 토크를 증대시키고자할 때, 제어입력으로 링기어(72)에 인가되는 제2입력의 제2RPM은 선기어(74)에 입력되는 제1입력의 제1RPM보다 작게 설정되는 것이 바람직하다. 이 경우, 링기어(72)에 인가되는 제2입력은 선기어(74)에 입력되는 제1입력과 동일방향 또는 반대방향일 수 있다.
이 경우, 링기어(72)에 인가되는 제2입력이 선기어(74)에 입력되는 제1입력의 반대방향으로 회전되고, 링기어(72)에 인가되는 제2입력의 제2RPM이 선기어(74)에 입력되는 제1입력의 제1RPM의 1/4인 경우, 캐리어 출력은 제로(0)RPM, 즉 가장 큰 감속이 이루어지게 된다.
예를 들어, 제1입력 800RPM, 제2입력 (-)200RPM일 때, 캐리어 출력은 0RPM이 얻어진다.
또한, 링기어(72)에 인가되는 제2입력이 선기어(74)에 입력되는 제1입력의 반대방향으로 회전되고, 링기어(72)에 인가되는 제2입력의 제2RPM이 선기어(74)에 입력되는 제1입력의 제1RPM의 1/4보다 작게 설정되는 경우 캐리어 출력은 선기어(74)에 입력되는 제1입력과 동일방향으로 회전되면서 링기어(72)가 고정상태일 때보다 더 큰 감속된 출력을 얻을 수 있게 된다.
예를 들어, 제1입력 600RPM, 제2입력 (-)87RPM일 때, 캐리어 출력은 50.4RPM이 얻어진다.
더욱이, 링기어(72)에 인가되는 제2입력이 선기어(74)에 입력되는 제1입력의 반대방향으로 회전되고, 링기어(72)에 인가되는 제2입력의 제2RPM이 선기어(74)에 입력되는 제1입력의 제1RPM의 1/4보다 크고 1/2보다 작게 설정되는 경우, 캐리어 출력은 선기어(74)에 입력되는 제1입력과 반대방향으로 회전되면서 링기어(72)가 고정상태일 때보다 더 큰 감속된 출력을 얻을 수 있게 된다.
예를 들어, 제1입력 1200RPM, 제2입력 (-)400RPM일 때, 캐리어 출력은 (-)80RPM이 얻어진다.
한편, 탈수 행정을 수행할 때, 유성기어장치(70)는 링기어(72)로 고속, 저토크 특성의 입력을 받아서 감속(토크 변환) 없이 캐리어(78)를 통하여 탈수 행정에서 요구되는 고속, 저토크 특성을 만족시키는 제2출력을 발생한다.
이 경우, 유성기어장치(70)가 고속, 저토크 특성의 입력을 받아서 감속(토크 변환) 없이 출력하기 위해서는 선기어(74)를 비고정 상태, 즉 자유회전이 가능한 상태로 설정하거나 선기어(74)를 링기어(72)와 동일 방향, 동일 RPM으로 회전하도록 설정하는 것이 필요하다.
이에 따라 제2드라이버로부터 아우터 스테이터의 제2코일(68)로 구동신호를 인가하여, 아우터 로터(50)(즉, 링기어(72))를 고속, 저토크 특성의 1000RPM으로 순방향으로 회전시키고, 제1코일(66)에는 구동신호를 인가하지 않아 인너 로터(40)가 자유회전되거나, 인너 로터(40)를 아우터 로터(50)와 동일하게 1000RPM으로 순방향으로 회전 구동한다.
그 결과, 유성기어장치(70)의 링기어(72)에만 고속, 저토크 특성의 회전력이 전달되거나 링기어(72)와 선기어(74)에 동일하게 고속, 저토크 특성의 제1입력의 회전력이 전달되면, 제1 내지 제4 슬리브 베어링(80,82,84,86)과 제1 및 제2 베어링(26,28)에 회전 가능하게 지지된 링기어(72) 또는 유성기어장치(70) 전체가 감속없이 1000RPM으로 회전하게 된다.
따라서, 링기어(72)의 고속, 저토크 특성의 회전력은 제2아우터 샤프트(22)를 통하여 세탁조(120)에 전달되어 탈수 행정이 이루어지거나, 유성기어장치(70) 전체의 회전에 따라 고속, 저토크 특성의 회전력이 제2아우터 샤프트(22)와 제2인너 샤프트(32)를 통하여 세탁조(120)와 펄세이터(130)에 전달되어 탈수 행정이 이루어진다.
그 결과, 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)의 고속, 저토크 특성의 제1입력이 유성기어장치(70)에서 감속(토크 변환) 없이 세탁조(120)와 펄세이터(130)에 전달되어 탈수 행정이 이루어짐에 따라 탈수 행정이 고효율로 이루어지게 된다.
본 발명에 따른 유성기어장치의 작용을 정리하면 다음과 같다.
우선, 링기어에 인가되는 입력이 선기어 입력과 반대방향이고, 링기어의 RPM이 선기어 RPM보다 더 높게 증가함에 따라, 캐리어 출력은 링기어 입력과 동일한 방향이고 링기어의 RPM에 종속되면서 링기어의 RPM에 비례하여 선기어 RPM보다 증속된 RPM이 얻어지고, 링기어 RPM이 선기어 RPM보다 작은 경우 캐리어 RPM은 링기어 입력과 동일한 방향이고 링기어의 RPM에 비례하여 선기어 RPM보다 감속된 RPM이 얻어진다.
또한, 링기어에 인가되는 입력이 선기어 입력과 동일한 방향이고, 링기어의 RPM이 선기어 RPM보다 더 높게 증가함에 따라, 캐리어 출력은 링기어 입력과 동일한 방향이고 링기어의 RPM에 종속되면서 링기어의 RPM에 비례하여 선기어 RPM보다 증속된 RPM이 얻어지고, 링기어 RPM이 선기어 RPM보다 작은 경우 캐리어 RPM은 링기어 입력과 동일한 방향이고 링기어 RPM보다 크고 선기어 RPM에서 감속되어 선기어 RPM보다 작은 RPM이 얻어진다.
본 발명에서는 제1아우터 샤프트(20)와 제2아우터 샤프트(22) 사이에 유성기어장치(70)의 링기어(72)가 삽입되어 연결되고, 제1아우터 샤프트(20)를 지지하는 제1베어링(26)과, 제2아우터 샤프트(22)를 지지하는 제2베어링(28)은 양방향 회전이 가능한 베어링으로 구성되어 있다.
그 결과, 본 발명에서는 유성기어장치(70)가 양방향 회전이 가능한 상태로 설정되어 있으며, 이러한 구조는 종래의 전자동세탁기에서 유성기어장치가 고정된 상태를 유지하거나 또는 탈수행정을 위해 일방향으로만 회전되는 지지구조와 다른 지지구조를 갖는다.
본 발명에서는 유성기어장치(70)가 양방향 회전이 가능한 상태로 설정되어 있기 때문에 더블 로터-더블 스테이터로 구성된 쌍동력 구조의 세탁기 모터에 의해 세탁조(120)와 펄세이터(130)를 동시에 또는 선택적으로, 그리고 동일방향 및 상호 반대방향으로 회전시키면서 다양한 방식의 세탁 수류와 작용을 형성하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에서는 유성기어장치(70)가 구속된 상태에 있지 않기 때문에 세탁조(120) 내부에 일정량 이상의 세탁물이 투입된 경우 펄세이터(130)에 부하가 걸리게 되고, 펄세이터(130)와 연결된 캐리어(76)가 브레이크 장치로 작용하게 된다. 그러면, 인너 로터(40)의 회전력이 선기어(74)로 입력될 때 회전력이 링기어(72)로 출력되어 링기어(72)와 연결된 세탁조(120) 및 아우터 로터(50)가 인너 로터(40)의 회전방향과 반대인 역방향, 즉 반시계 방향(CCW)으로 회전하게 된다.
그러나, 세탁조(120) 내부에 세탁물이 없거나 세탁물이 설정치 이하로 적을 경우(펄세이터(130)에 부하가 없거나 부하가 적을 경우), 유성기어장치(70)의 링기어(72)가 입력 및 출력 아우터 샤프트(20,22) 및 세탁조(120)에 연결된 상태이므로 브레이크 작용을 하게 되고, 이에 따라 인너 로터(40)의 회전력이 선기어(74)로 입력되고 캐리어(76)로 출력된다. 따라서, 캐리어(76)에 연결된 펄세이터(130)가 감속된 속도로 회전된다.
제어유닛(500)은 메모리장치에 각종 세탁코스의 프로그램을 보유하고 있으며, 모든 세탁코스는 기본적으로 세탁행정, 헹굼행정, 탈수행정을 포함하고 있으며, 또한 각 행정에는 급수행정과 배수행정이 전후로 포함되어 있으며, 세탁코스에 따라 세탁행정, 헹굼행정, 탈수행정 중 적어도 하나를 다수회 반복하여 수행한다.
도 11을 참고하면, 본 발명에 따른 세탁기 구동방법은 크게 세탁행정, 중간 탈수행정, 헹굼행정 및 탈수행정을 순차적으로 진행한다.
먼저, 세탁기 전원을 온(ON)하여 급수를 진행하고 급수가 완료되면 세탁행정을 수행한다(S10). 그리고, 세탁시간이 설정시간에 도달하여 세탁행정이 완료되면 중간 탈수행정을 수행한다(S20).
중간 탈수행정은 우선 세탁조(120)에 채워진 세탁수를 배수한다(S30).
그리고, 세탁수 배수시 배수량이 설정값에 도달되었는지 판단한다(S40). 여기에서, 설정값은 배수시간 또는 세탁조 수위에 의해 설정될 수 있다. 즉, 세탁수 배수가 시작되면 배수감지센서(530)가 이를 감지하여 제어유닛(500)으로 신호를 인가한다. 그러면, 제어유닛(500)은 배수시간을 타이밍하여 배수시간이 설정시간에 도달하였는가를 판단하거나, 세탁조(120)에 설치된 수위감지센서(510)에서 인가되는 신호에 따라 세탁조(120) 수위가 설정수위에 도달되었는가를 판단한다.
배수량이 설정값에 도달되면, 급수를 진행함과 아울러 펄세이터(130)와 세탁조(120) 중 하나 또는 둘다를 회전시킨다(S50,S60). 펄세이터(130)와 세탁조(120) 모두를 회전시키는 경우 동일방향 또는 상호 반대방향으로 회전시킬 수 있으며, 와류 발생을 위해 상호 반대방향으로 회전시키는 것이 바람직하다.
그러면, 세탁조(120)로 새로운 물이 공급됨과 아울러 배수가 동시에 진행되면서 펄세이터(130) 및 세탁조(120) 중 적어도 하나가 구동되면서 세탁물에 남아 있는 세제 찌꺼기를 제거한다. 따라서, 세탁물의 세정도를 향상시킬 수 있다.
이때, 배수량은 세탁조(120)에서 배출되는 세탁수의 양으로서, 세탁조(120)에 세탁수가 너무 많이 남아있는 상태에서 급수와 헹굼이 진행되면 세정력이 저하되고, 세탁조(120)에 세탁수가 너무 많이 배출된 상태에서 펄세이터(130) 및 세탁조(120)가 회전되면 모터(140)에 무리가 감과 아울러 세탁물이 손상될 우려가 있기 때문에 다양한 시험을 거쳐 배수량을 설정해야된다. 따라서, 배수량은 세탁조 수위의 20%~50%로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 배수량이 설정값에 도달되면 펄세이터와 세탁조는 둘 중 하나만 회전될 수 있고, 둘 다 회전될 수 있으며, 회전과 정지를 반복하는 간헐적으로 회전될 수 있다.
그리고, 배수시작과 동시에 급수가 진행되는 것도 가능하고, 배수량에 따라 급수를 진행하고, 급수를 정지하고, 다시 재급수하는 과정을 반복하여 진행할 수 있다.
그리고, 급수시간이 설정시간에 도달되었는가를 판단한다(S70). 즉, 제어유닛(500)은 급수감지센서(520)로부터 인가되는 신호에 따라 급수시간을 타이밍하여 급수시간이 설정시간에 도달되었는지를 판단한다.
급수시간이 설정시간에 도달된 것으로 판단되면, 급수를 정지함과 아울러 펄세이터(130) 및 세탁조(120)를 정지한 후 배수를 진행한다(S80). 즉, 제어유닛(500)은 급수밸브(540)를 작동하여 급수를 정지하고, 제1 및 제2 코일(66,68)에 대한 구동신호를 차단함에 의해 인너 로터(40) 및 아우터 로터(50)를 정지하여 펄세이터 및 세탁조를 정지시키며, 배수밸브(550)를 작동시켜 배수를 진행한다.
세탁조(120)의 배수가 완료되면 본 탈수를 진행한다(S90).
본 탈수가 완료되면, 헹굼행정을 진행한다(S100).
그리고, 헹굼행정이 완료되면, 위에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 탈수행정한 후 전원을 오프(OFF)하여 세탁을 완료한다(S110).
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동방법의 순서도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동방법은 세탁행정, 중간 탈수행정, 헹굼행정 및 탈수행정을 순차적으로 진행한다.
먼저, 세탁기 전원을 온(ON)하여 급수를 진행하고 급수가 완료되면 세탁행정을 수행한다(S10). 그리고, 세탁시간이 설정시간에 도달하여 세탁행정이 완료되면 중간 탈수행정을 수행한다(S20,S30).
중간 탈수행정은 위의 제1실시예에서 설명한 중간 탈수행정과 동일하게 진행하므로 자세한 설명은 생략한다.
중간 탈수행정이 완료되면, 헹굼행정을 1차 및 2차로 나누어 진행한다.
1차 헹굼행정은 세탁조(120)에 급수를 진행하고, 세탁조(120)의 급수량이 설정값에 도달되었는가를 판단한다(S40,S50). 여기에서, 설정값은 급수시간 또는 세탁조 수위에 의해 설정될 수 있다.
상기 단계(S50)의 판단시에, 설정값이 급수시간에 의해 설정될 경우, 제어유닛(500)은 급수밸브(540)를 개방하여 세탁조로 급수를 진행하고, 급수가 시작되면 급수감지센서(520)가 이를 감지하여 제어유닛(500)으로 신호를 인가한다. 그러면, 제어유닛(500)은 급수시간을 타이밍하여 급수시간이 설정시간에 도달하였는가를 판단한다.
설정값이 급수시간에 의해 설정될 경우, 제어유닛은 세탁조(120)에 설치된 수위감지센서(510)에서 인가되는 신호에 따라 세탁조(120) 수위가 설정수위에 도달되었는가를 판단한다.
세탁조(120)의 급수량이 설정값에 도달되면, 배수를 진행함과 아울러 펄세이터와 세탁조 중 하나 또는 둘 다를 회전시킨다(S60,S70). 즉, 제어유닛(500)은 배수밸브(550)를 작동하여 배수를 진행하고, 아우터 로터(50) 및 인너 로터(40) 중 적어도 하나를 구동하여 펄세이터(130) 및 세탁조(120) 중 하나 또는 둘 다를 회전시킨다.
또한, 세탁조(120)의 급수량이 설정값에 도달되면 펄세이터와 세탁조는 둘 중 하나만 회전될 수 있고, 둘 다 회전될 수 있으며, 회전과 정지를 반복하는 간헐적으로 회전될 수 있다.
그리고, 배수시간이 설정시간에 도달되었는가를 판단한다(S80). 즉, 제어유닛(500)은 배수감지센서(530)로부터 인가되는 신호에 따라 배수시간을 타이밍하여 배수시간이 설정시간에 도달되었는지를 판단한다.
배수시간이 설정시간에 도달된 것으로 판단되면, 배수를 정지하고, 2차 헹굼행정을 진행한다.(S90,S100) 여기에서, 2차 헹굼행정은 적어도 1회 이상 진행될 수 있다.
2차 헹굼행정이 완료되면, 탈수행정을 진행한다(S110). 여기에서, 탈수행정은 제1실시예에서 설명한 탈수행정과 동일한 방법으로 진행될 수 있고, 일반적인 탈수행정으로 진행될 수 있다.
이와 같이, 세탁기의 1차 헹굼 행정에서, 세탁조(120)에 급수가 진행될 때 급수량이 설정값에 도달되면 배수를 진행함과 아울러 펄세이터 및 세탁조 중 적어도 하나를 구동하여 세탁물이 남아 있는 세제 찌꺼기를 제거함으로써, 세탁물의 세정도를 향상시킬 수 있고, 헹굼행정 횟수를 대폭 줄일 수 있어 물을 절약함과 아울러 세탁시간을 단축할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명은 중간 탈수행정에서 세탁조에 채워진 세탁수를 배수할 때 급수를 진행함과 아울러 세탁조와 펄세이터 중 하나 또는 둘 다를 구동하거나 회전과 정지를 반복하도록 구동하여 세제 찌꺼기를 제거할 수 있어 세정도를 향상시킬 수 있는 세탁기 및 세탁기 구동방법에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 아우터 로터와 인너 로터를 각각 독립적으로 구동하여 쌍동력을 발생하는 세탁기 모터;
    상기 아우터 로터와 인너 로터 중 어느 하나와 연결되는 세탁조;
    상기 아우터 로터와 인너 로터 중 나머지 하나와 연결되고 상기 세탁조와 독립적으로 구동되는 펄세이터; 및
    상기 세탁기 모터와 펄세이터 사이에 설치되어 아우터 로터와 인너 로터 중 나머지 하나의 회전속도를 감속하여 펄세이터에 전달하고, 상기 세탁기 모터와 세탁조 사이에 설치되어 아우터 로터와 인너 로터 중 어느 하나의 회전속도를 감속없이 세탁조에 전달하는 유성기어 장치;를 포함하고,
    상기 세탁조 배수시 배수량이 설정값에 도달되면 급수를 진행함과 동시에 세탁조 및 펄세이터 중 하나 또는 둘 다를 회전시키는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세탁조 배수시 배수량이 설정값에 도달되면 급수를 진행함과 동시에 세탁조 및 펄세이터 중 하나가 회전 및 정지를 반복하도록 구동하거나,
    세탁조 및 펄세이터 둘 다가 동일방향 또는 서로 반대방향으로 회전 및 정지를 반복하도록 구동하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 설정값은 배수시간 또는 세탁조 수위로 설정되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아우터 로터는 전자 브레이크를 사용하거나 상기 인너 로터와 동일한 방향으로 회전되면서 브레이크 작용을 수행하여 인너 로터의 회전력을 펄세이터로 전달하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어로부터 감속된 출력이 발생될 때, 상기 링기어는 전자 브레이크에 의해 고정상태로 설정되거나, 상기 링기어에 제1입력의 회전방향과 동일방향 또는 반대방향의 회전력을 인가함에 의해 상기 감속된 출력의 RPM과 토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  6. 아우터 로터와 인너 로터를 각각 독립적으로 구동하여 쌍동력을 발생하는 세탁기 모터;
    상기 아우터 로터와 인너 로터 중 어느 하나와 연결되는 세탁조; 및
    상기 아우터 로터와 인너 로터 중 나머지 하나와 연결되고 상기 세탁조와 독립적으로 구동되는 펄세이터를 포함하고,
    상기 세탁조 급수시 급수량이 설정값에 도달되면 배수를 진행함과 아울러 세탁조 및 펄세이터 중 하나 또는 둘 다를 회전시키는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 설정값은 급수시간 또는 세탁조 수위로 설정되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  8. 세탁행정, 중간 탈수행정, 헹굼행정 및 탈수행정을 순차적으로 수행하고,
    상기 탈수행정은 세탁조 배수시 배수량이 설정값에 도달되면 급수를 진행하는 단계; 및
    상기 배수량이 설정값에 도달되면 펄세이터와 세탁조 중 하나 또는 둘 다를 회전시키는 단계:를 포함하는 세탁기 구동방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 탈수행정은 세탁조 배수시간이 설정시간에 도달하면, 급수를 진행함과 아울러 펄세이터와 세탁조 중 적어도 하나 또는 둘 다를 회전시키는 중간 탈수단계;
    급수시간이 설정시간에 도달되면 급수를 정지함과 아울러 펄세이터와 세탁조 를 정지하는 단계; 및
    세탁조 배수가 완료되면 탈수를 진행하는 본 탈수단계:를 포함하는 세탁기 구동방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 헹굼행정은 세탁조에 급수하는 단계; 및
    상기 세탁조의 급수량이 설정값에 도달되면 배수를 진행함과 아울러 펄세이터와 세탁조 중 하나 또는 둘 다를 회전시키는 단계:를 포함하는 세탁기 구동방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 설정값은 급수시간 또는 세탁조 수위로 설정되는 것을 특징으로 하는 세탁기 구동방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 헹굼행정은 세탁조에 급수를 진행하여 상기 세탁조의 급수량이 설정값에 도달되면 배수를 진행함과 아울러 펄세이터와 세탁조 중 하나 또는 둘 다를 회전시키는 1차 헹굼행정과,
    상기 1차 헹굼행정이 완료되면 본 헹굼행정을 적어도 한번 이상 수행하는 2차 헹굼행정을 포함하는 세탁기 구동방법.
  13. 더블 스테이터에 의해 독립적으로 제어 가능한 인너 로터와 아우터 로터를 구비하고, 선택적으로 인너 로터 출력과 아우터 로터 출력을 발생하는 더블 로터-더블 스테이터 방식의 세탁기 모터;
    상기 인너 로터 출력 또는 아우터 로터 출력을 제1입력으로 전달하는 제1 인너 샤프트;
    상기 제1 인너 샤프트의 외주에 회전 가능하게 결합되며, 상기 아우터 로터 출력 또는 인너 로터 출력을 제2입력으로 전달하는 제1 아우터 샤프트;
    상기 제1 인너 샤프트를 통하여 선기어에 제1입력이 인가될 때 캐리어로부터 감속된 출력이 발생되고, 상기 제2 아우터 샤프트를 통하여 링기어로 제2입력이 인가될 때 감속없이 제2입력이 출력으로 발생되는 유성기어 장치;
    상기 캐리어로부터 발생된 감속된 출력을 전달하는 제2 인너 샤프트;
    상기 제2 인너 샤프트의 외주에 회전 가능하게 결합되며, 상기 링기어로부터 발생된 출력을 전달하는 제2 아우터 샤프트;
    상기 제1 인너 샤프트에 연결되는 펄세이터; 및
    상기 제2 아우터 샤프트에 연결되는 세탁조;를 포함하며,
    탈수행정 또는 헹굼행정을 진행할 때, 상기 세탁조 배수시 배수량이 설정값에 도달되면 급수를 진행함과 동시에 세탁조 및 펄세이터 중 하나 또는 둘 다를 회전시키는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1입력은 고속, 저토크 특성을 가지며,
    상기 링기어에 인가되는 제2입력의 RPM은 선기어에 인가되는 제1입력의 RPM보다 작게 설정되고, 상기 캐리어의 출력은 제1입력의 RPM에서 감속이 발생하며 저속, 고토크 특성을 가지며, 상기 세탁기의 세탁 또는 헹굼 행정에 이용되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 입력은 각각 고속, 저토크 특성을 가지며,
    상기 제1 및 제2 입력의 회전방향과 RPM이 동일한 경우 상기 링기어의 출력은 변속이 발생하지 않고 고속, 저토크 특성을 가지며, 상기 세탁기의 탈수 행정에 이용되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
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