KR100326999B1 - 복합센서를구비한세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁량, 수위 및 언밸런스를 모두 감지할 수 있는 단일의 복합센서를 마련하여 세탁기 내부구조를 간단화시킬 수 있는 세탁기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 이러한 세탁기는, 본체, 상기 본체 내부에 마련되는 수조, 상기 수조 내부에 회전가능하도록 설치되는 세탁조, 및 상기 본체의 내벽에 일단이 체결되며 타단이 상기 수조의 외벽에 체결되어 상기 수조를 현가하는 현가봉을 구비한 세탁기에 있어서, 상기 현가봉의 일단과 연결되어 상기 현가봉이 상기 수조의 하중변화로 인하여 승하강되면 이 승하강 변위에 따라 세탁량, 수위 및 언밸런스에 해당하는 전압신호를 출력하는 복합센서를 구비한다, 그 결과, 종래의 복수의 센서들을 사용할때보다 세탁기 내부구조가 매우 간단하게 되고 신호처리과정도 용이해지는 효과가 있다.

Description

복합센서를 구비한 세탁기

본 발명은 복합센서를 구비한 세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁조내의 세탁량(즉, 세탁물 무게), 급수량(즉, 수위) 및 언밸런스를 모두 감지할 수 있는 복합센서를 구비한 세탁기에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기는 모터를 동력으로 하여 회전날개를 회전시켜서 수류를 형성하고, 이 수류가 세탁물에 충격을 가하여 세탁물을 세탁하는 장치이다.

이러한 세탁기에서는 급수, 세탁, 헹굼, 그리고 탈수등의 행정이 미리 프로그램화되어 있어, 사용자가 원하는 세탁모드를 선택하면 정해진 프로그램에 따라 자동으로 세탁기가 동작하게 된다. 즉, 세탁기가 세탁조내에 담겨진 세탁물 무게인 세탁량을 감지하고, 감지된 세탁량에 따라 적절한 수위를 설정하며, 설정된 수위까지 급수한 후 세탁행정 및 헹굼행정을 수행하고, 헹굼행정이 완료되면 탈수행정을 수행하여 세탁을 완료한다. 따라서, 이러한 전자동 세탁을 수행하기 위하여, 종래의 세탁기에는 세탁량을 감지하는 센서, 급수량을 감지하는 센서 및 언밸런스를 감지하는 센서가 개별적으로 요구되었다.

도 1은 상기한 센서들을 구비한 종래의 세탁기의 단면도를 보인 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 세탁기는 세탁량을 감지하는 세탁량 감지센서(10), 감지된 세탁량에 따라 미리 설정된 수위까지 세탁수가 급수되었는지 감지하는 수위센서(20), 그리고 탈수동작시 세탁조내에서 세탁물의 편심으로 발생되는 세탁조(3)의 언밸런스를 감지하는 언밸런스감지센서(30)를 구비한다.

상기 세탁량 감지센서(10)는 세탁모터(5)의 풀리(6)에 고정부착되어 상기 세탁모터(5)와 연동되어 회전하는 영구자석(11), 상기 영구자석(11)의 접근에 따라 가변되는 전기적 신호를 발생시키는 코일(12)로 이루어진다. 이 감지센서(10)는 상기 세탁모타(5)가 정지한후, 관성력에 의해 회전될 때 세탁조(3)내에 담긴 세탁량에 따라 그 회전수가 변화하는 것을 이용하여 세탁량을 감지하게 된다. 즉, 사용자가 세탁물을 세탁기에 넣고 전원을 온시키면, 세탁기의 제어부(미도시)가 세탁모타(5)를 일정시간동안 회전시킨 후 전원을 차단하여 세탁모터(5)가 관성으로 회전하게 된다. 이러한 관성회전동안에 영구자석(11)에 의해 자화된 코일(12)로부터 발생된 신호의 펄스를 계수하면 세탁량을 알 수 있다. 세탁량이 결정되면, 제어부는 이 세탁량에 따라 적절한 수위를 결정한다.

상기 수위센서(20)는 수조(2)의 저면에 마련되어 수위에 따라 내부의 공기가 압축되는 에어트랩(air trap)(21)과, 상기 에어트랩(21)에서 압축된 공기압에 따라 26㎑-22㎑ 범위의 가변주파수를 출력하는 다이아프램을 이용한 기계식 압력감지부(22)로 이루어진다. 상기 수위센서(20)의 동작은, 세탁기의 수조(2)에 물이 공급되어 수위가 높아짐에 따라 상기 에어트랩(21)내의 공기가 압축되어 다이아프램에 압력을 가함에 따라 26㎑-22㎑ 범위의 가변주파수가 출력되게 된다. 이러한 수위에 따른 가변주파수는 제어부에 입력되고, 이에 따라 현재의 수위를 인식한다. 이후, 상기 제어부는 현재의 수위가 상기 세탁량감지센서(10)에 의해 감지된 세탁량에 따라 미리 결정된 수위에 도달하면, 급수를 중단하고 세탁행정 및 헹굼행정이 순차적으로 수행되도록 한 후, 마지막으로 탈수행정에 들어간다.

상기 언밸런스감지센서(30)의 구성은 수조(2)의 상단 외주면과 소정거리 이격되어 설치되어 세탁조(3)의 언밸런스회전에 기인한 수조(2)의 비정상적인 움직임을 감지하는 레버(31)와, 상기 레버(31)의 일단부와 연결되어 레버(31)의 작동 또는 세탁기도어의 열림에 따라 온(ON)신호를 출력하는 스위치부(32)로 이루어진다. 세탁조(3)의 언밸런스 회전시 그 진동이 수조(2)로 전달되어 좌우로 흔들리면서 상기 레버(31)가 작동하게 되면, 상기 스위치부(32)가 이에 따른 온 신호를 출력하게 되고, 제어부는 이 신호를 분석하여 언밸런스를 인식하는 것이다.

한편, 앞에서 설명되지 않았던 부호 1은 본체, 4는 펄세이터, 8은 수조(2)를 현가하는 현가봉을 나타낸다.

그러나, 이러한 종래의 세탁기는 세탁량, 수위 및 언밸런스를 감지하는 센서들을 각각 마련해야 하므로 제품의 생산비가 상승될 뿐만 아니라, 각각의 센서들을 세탁기내 해당부위에 취부하기 위한 구조도 별도로 마련되어야 하므로, 세탁기 내부구조가 복잡해져서 더 많은 제조공정이 요구되는 단점이 있다.

또한, 세탁량 측정과정에서 상기 세탁량 감지센서(10)가 관성력을 이용하여 세탁량을 측정하기 때문에 세탁물의 편심이 발생할 경우에는 정확한 세탁량을 측정하기 어려워진다. 이렇게 세탁량이 제대로 측정되지 않으면 최적의 급수량도 설정될 수 없게되어, 세탁물의 세탁효과가 저하되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 세탁량, 수위 및 언밸런스를 모두 감지할 수 있는 단일의 복합센서를 마련하여 세탁기 내부구조를 단순화시킬 수 있는 세탁기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 세탁량감지센서, 수위센서 및 언밸런스감지센서를 각각 구비한 종래 세탁기의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 복합센서를 구비한 세탁기의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 복합센서를 구비한 세탁기의 제어블록도이다.

도 4는 본 발명에 따른 복합센서의 내부구조를 보인 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 복합센서의 동작원리를 나타내기 위한 개략적인 회로도이다.

도 6A-6B는 본 발명에 따른 복합센서의 출력특성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

41:본체 42:수조 43:세탁조 50:현가봉

51:고정부재 52:걸림턱 100:복합센서 110:하우징

114:홀 115:영구자석 120:수용부재 121:안착부

122:결합봉 124:핀홀 125:고정핀 130:탄성부재

140:홀소자 142:프린트회로기판 150:커버 151:출력선

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 세탁기는, 본체, 상기 본체내부에 마련되는 수조, 상기 수조 내부에 회전가능하도록 설치되는 세탁조, 및 상기 본체의 내측상부에 일단이 고정되며 타단이 상기 수조의 외측하부에 고정되어 상기 수조를 현가하는 현가봉을 구비한 세탁기에 있어서, 상기 현가봉의 일단에 설치되어 상기 현가봉이 상기 수조의 하중변화 또는 불균형회전으로 인하여 승하강되면 이 승하강 변위에 따라 세탁량, 수위 및 언밸런스에 해당하는 신호를 출력하는 복합센서; 및 세탁개시신호가 입력되고 상기 복합센서로부터 전기적 신호가 입력되면 세탁량으로 감지하고, 급수동작이 개시되고 상기 복합 센서로부터 전기적신호가 입력되면 급수량에 따른 수위로 감지하고, 탈수동작이 개시되고 상기 복합센서로부터 전기적 신호가 입력되면 언밸런스량으로 감지하여 세탁행정을 자동으로 수행하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 복합센서는, 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징의 내부에 마련되며 수조로부터 전달되는 하중의 변화에 따라 상기 현가봉과 함께 상하동하는 영구자석; 영구자석의 아래에 마련되어 상기 수조에 가해지는 하중에 비례하여 압축되는 탄성부재; 상기 영구자석의 상측면과 일정간격을 사이에 두고 마주보도록 설치되어 상기 영구자석의 움직임에 따라 변화하는 자계의 세기에 해당하는 전압신호를 출력하는 홀소자; 상기 흘소자에서 출력된 전압신호를 신호처리에 적당하도록 소정크기로 증폭하는 신호증폭기; 상기 신호증폭기에 의해 증폭된 전압신호를 인가받아 상기 영구자석과 상기 홀소자간의 거리에 반비례하는 상기 전압신호를 비례관계가 되도록 역변환처리하여 출력하는 신호변환부; 및 상기 신호변환부에서 처리된 신호를 외부로 출력하기 위한 출력선을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 복합센서를 구비한 세탁기의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 세탁기의 제어블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 세탁기는, 본체(41), 상기 본체(41)의 상부에 위치하는 도어(49), 상기 본체(41) 내부에 마련되는 수조(42), 상기 수조(42) 내부에 회전가능하도록 설치되는 세탁조(43), 상기 세탁조(43)의 저면에 정역회전가능하게 설치되어 수류를 발생시키는 펄세이터(44), 상기 수조(42)의 아래에 설치된 세탁모타(45), 및 상기 수조(42)의 외부바닥 중심부에 설치되어 세탁시에 세탁모타(45)로부터 회전력을 전달받아 상기 펄세이터(44)를 저속으로 정역회전시키고 탈수시에는 상기 세탁조(43)와 펄세이터(44)를 일방향으로 고속회전시키는 동력전달기구(46)를 포함한다.

또한, 상기 세탁기는, 외부의 급수원과 연결되어 상기 수조(42)내에 세탁수를 급수하는 급수밸브(47), 상기 수조(42)내의 물을 외부로 배수하는 배수밸브(48), 상기 본체(41)의 내벽에 일단(50a)이 체결되며 타단(50b)이 상기 수조(42)의 외벽에 체결되어 상기 수조(42)를 현가하는 현가봉(50), 및 상기 현가봉(5)의 일단(50a)과 연결되어 상기 수조(42)의 하중변화에 의한 상기 현가봉의 승하강 변위에 따라 세탁량, 급수량, 언밸런스에 해당하는 신호를 출력하는 복합센서(100)를 더 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 세탁기는 상술한 구성요소들에 부가하여, 사용자로부터 세탁기의 기능을 입력받는 기능입력부(201), 상기 기능선택부(201)에 의해 선택된 기능 및 현재 수행중인 동작을 표시하는 표시부(202), 세탁기의 동작중 이상상태를 경보하는 경고부(203), 상기 복합센서(100)의 출력신호를 입력받아 세탁량, 급수량 및 언밸런스를 판단하여 제어신호를 출력하는 제어부(200), 상기 제어부(200)의 출력신호에 의거하여 수류의 형성 및 탈수동작을 수행하도록 세탁모타(45)를 제어하는 세탁모터구동부(45a), 상기 제어부(200)의 출력신호에 의거하여 급수가 이루어지도록 급수밸브(47)를 제어하는 급수밸브구동부(47a), 및 상기 제어부(200)의 출력신호에 의거하여 세탁수를 배수하도록 배수밸브(48)를 제어하는 배수밸브구동부(48a)를 더 구비한다.

이외에도, 상기 현가봉(50)으로 상기 수조(42)를 지지하기 위한 구성으로서, 상기 현가봉(50)의 일단(50a)을 통과시키도록 관통홈을 마련하여 상기 현가봉(50)을 본체(41)의 내벽에 고정시키는 고정부재(51), 상기 고정부재(51)에 대향하여 상기 수조(42)의 하단 외벽에 현가봉의 타단(50b)을 결속하도록 관통홈을 갖는 걸림턱(52)이 마련된다. 미설명부호 53은 진동흡수장치인 댐퍼장치(53)이다.

상기 현가봉(50)에 작용하는 수조의 하중은 수조(42)에 수용되는 세탁물과 세탁수의 무게, 그리고 탈수동작시 세탁조(43)의 회전으로 발생되는 수조(42)의 흔들림에 따라 변하며, 이렇게 변화되는 하중은 상기 현가봉(50)에 연결된 복합센서(100)에 전달된다.

상기 복합센서(100)는 현가봉(50)에 전달되는 하중변화에 기초하여, 세탁조(43)에 수용되는 세탁물 무게로 세탁량을 감지하고, 수조(42)에 수용되는 세탁수의 무게로 수위를 감지하고, 탈수시 세탁조(43)의 회전에 따른 수조(42)의 흔들림에 의한 하중변화를 감지하여 언밸런스를 감지한다.

도 4는 이러한 복합센서(100)의 내부구조를 보인 것이고, 도 5는 복합센서(100)의 동작원리를 나타내기 위한 개략적인 회로도이다.

도 4 및 5를 참조하면, 상기 복합센서(100)의 내부구성은, 외관을 형성하는 하우징(110), 상기 하우징(110)의 내부에 마련되며 수조(42)로부터 전달되는 하중의 변화에 따라 상기 현가봉(50)과 함께 상하동하는 영구자석(115), 상기 하우징(110)의 저면(111a)과 상기 영구자석(115)의 사이에 마련되어 상기 수조(42)에 가해지는 하중에 비례하여 압축되는 탄성부재(130), 상기 영구자석(115)의 상측면과 일정간격을 사이에 두고 마주보도록 설치되어 상기 영구자석(115)의 움직임에 따라 변화하는 자계의 세기에 해당하는 전압신호를 출력하는 홀소자(140)를 포함한다.

또한, 상기 홀소자(140)에서 출력된 전압신호를 신호처리에 적당하도록 소정크기로 증폭하는 신호증폭기(144), 상기 홀소자(140)에서 증폭된 전압신호를 인가받아 상기 영구자석(115)과 상기 홀소자(140)간의 거리에 반비례하는 상기 전압신호를 비례관계가 되도록 역변환처리하는 신호변환부(141), 상기 홀소자(140), 상기 신호증폭기(144) 및 상기 신호변환부(141)를 취부하여 상기 하우징(110)의 내부에 고정설치되는 프린트회로기판(142), 상기 하우징(110)의 상단에 마련되어 상기 하우징의 내부를 밀폐하는 커버(150), 및 상기 신호변환부(141)에서 처리된 신호를 상기 커버(150)를 연통하여 외부의 제어부(200)로 출력하기 위한 출력선(151)을 더 포함한다.

상기 하우징(110)의 상부 내측에는 상기 프린트회로기판(142)을 안착시키기 위한 제1걸림턱(112)과, 상기 제1걸림턱(112) 위에 마련되어 상기 커버(150)를 안착시키기 위한 제2걸림턱(113)이 계단식으로 형성된다. 상기 제1걸림턱(112)은 상기 영구자석(115)의 움직임 범위의 최상점으로부터 상기 홀소자(140)가 소정거리 이격되도록 적당한 위치에 형성되고, 상기 제2걸림턱(113)은 상기 프린트회로기판(142) 위에 신호변환부(141)가 마련될 수 있도록 상기 제1걸림턱(112)과 소정거리 이격되어 형성된다.

상기 영구자석(115)과 상기 현가봉(50)의 일단(50a)은 수용부재(120)에 의해 체결되는데, 상기 수용부재(120)는 영구자석(115)을 안착하는 안착부(121), 및 상기 안착부(121)의 하단으로부터 상기 하우징(110)의 하부에 형성된 홀(114)의 외부로 연장하여 상기 현가봉(50)의 일단(50a)과 결합되는 중공의 결합봉(122)으로 구성되어, 상기 현가봉(50)의 일단(50a)이 끼워지게 된다. 그리고 상기 결합봉(122)의 하부와 현가봉(50)의 일단(50a)에는 수평으로 핀홀(124)이 마련되며, 상기 핀홀(124)에 고정핀(125)이 끼워져서 수용부재(120)와 현가봉의 일단(50a)이 체결되므로 상기 영구자석(115)이 현가봉(50)의 움직임에 따라 연동되게 된다.

또한, 결합봉(122)의 직경이 홀(114)의 내경보다 약간 작기 때문에 결합봉(122)과 홀(114) 사이에 틈이 생기는데, 이러한 틈을 밀폐하여 수분침투를방지하기 위하여 밀봉부재(160)가 마련된다.

상기 복합센서(100)의 동작원리를 도 5를 참조로 설명하면, 외부의 정전류원(143)로부터 상기 홀소자(140)에 일방향으로 정전류(I)를 인가하고, 인가된 정전류(I)와 직각되는 방향으로 자계(H)를 가하면, 상기 홀소자(140)의 출력단자는 인가된 자계(H)의 세기에 대응되는 전압신호를 선형적으로 출력한다.

즉, 상기 영구자석(115)이 홀소자(140)에 가까워지면 자계(H)의 세기가 강화되어 홀소자(140)에서 출력되는 전압신호는 커지며, 반대로 상기 영구자석(115)이 홀소자(140)로부터 멀어지면 자계(H)의 세기가 약화되어 상기 홀소자(140)에서 출력되는 전압신호는 약해진다. 여기서, 상기 영구자석(115)과 홀소자(140)간의 거리가 가까워지는 것은 현가봉(50)에 가해지는 하중이 줄어드는 것을 의미하므로 상기 현가봉(50)에 가해지는 하중이 감소할수록 높아지는 전압신호가 상기 홀소자(140)에서 출력된다. 반대로 상기 영구자석(115)과 홀소자(140)간의 거리가 멀어지는 것은 현가봉(50)에 가해지는 하중이 무거워지는 것을 의미하므로 상기 현가봉(50)에 가해지는 하중이 증가할수록 낮아지는 전압신호가 상기 홀소자(140)에서 출력된다.

이렇게 현가봉(50)에 가해지는 하중이 무거워질수록 반비례하는 전압신호를 출력하는 상기 홀소자(140)의 출력신호는, 도 6A에 도시된 바와 같이, 상기 신호변환부(141)에서의 역변환을 통해 하중에 따라 비례하는 전압신호로 출력되게 된다.

제어부(200)는 이러한 신호를 입력받아 세탁량을 감지하고, 감지된 세탁량에 의거하여 급수수위를 결정하고, 급수동작중에 계속적으로 상기 신호변환부(141)로부터 출력되는 신호를 읽어들여 현재의 급수량을 감지한다.

제어부(200)는 탈수행정을 수행하면서 탈수과정시 상기 복합센서(100)로부터 출력되는 전압신호를 내부의 A/D변환단자로 읽어들여 디지털값으로 변환하여 언밸런스를 판단한다. 자세히 설명하면, 언밸런스 정도에 따라서 복합센서(100)의 초기전압특성이 다르게 나타난다는 것을 기초로 하여, 매 간헐탈수마다 출력되는 복합센서(100)의 전압값을 양적개념인 언밸런스량으로 실험을 통해 수치화한 것이다. 예를들어, 현가봉에 가해진 하중이 0.1kg일 때 복합센서(100)의 출력전압이 몇 볼트인지를 측정하면, 간헐탈수시 출력되는 복합센서(100)의 출력전압값에 의해 언밸런스량이 얼마만큼인지를 산출할 수 있다.

이러한 간헐탈수동작시 상기 신호변환부(141)는 도 6B에 도시된 바와 같은 전압신호를 출력하는데, 이를 자세히 설명하면, 간헐탈수동작 중 편심된 세탁물에 의해 세탁조(43)의 언밸런스회전이 발생되면 수조(42)도 앞뒤 또는 좌우로 흔들리고, 이러한 수조(42)의 흔들림으로 현가봉(50)이 상하로 움직여 복합센서(100)내의 영구자석(115)의 위치가 변하면 상기 홀소자(140)와 상기 영구자석(115)간의 이격거리도 변화하고, 이때마다 홀소자(140)는 펄스성분을 갖는 전압신호를 도 6B와 같이 출력하게 된다.

이러한 전압신호는 상기 신호변환부(141)를 거쳐 제어부(200)에 인가되며, 제어부(200)는 언밸런스를 판단하기 위해 미리 설정된 기준값보다 큰 전압의 신호가 입력되면 이 전압값에 대하여 앞에서 설명된 바와 같이 A/D 변환후 기준하중당 출력되는 복합센서(100)의 출력전압값을 적용하여 언밸런스량을 감지하게 된다.

다음은, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 세탁기용 복합센서(100)의 작용효과를 설명한다.

사용자가 세탁모드를 선택한 후 세탁개시 신호를 입력하면, 제어부(90)는 급수수위를 결정하기 위해 세탁량을 감지한다.

즉, 수조(42)내부에 회전가능하도록 설치된 세탁조(43)에 세탁물리 수용되면 이에 따른 하중이 현가봉(50)에 전달되어 상기 현가봉(50)은 하향운동하게 된다. 동시에 현가봉의 일단(50a)과 체결된 영구자석(115) 역시 하향운동하게 된다. 따라서, 홀소자(140)와 영구자석(115)간의 이격거리가 변화하게 되면 홀소자(140)으로부터 이격거리에 대응되는 전압신호가 출력된다. 출력된 전압신호를 전술한 바와 같이 신호증폭기(144)에 의해 증폭된후 상기 신호변환부(141)를 거쳐 제어부(200)에 입력된다. 따라서, 제어부(200)는 입력된 전압신호를 분석하여 세탁량을 감지한다. 그리고, 상기 제어부(200)는 감지된 세탁량에 의거하여 급수수위를 결정하고, 급수밸브(47)를 열어 수조(42)내로 급수를 개시한다.

또, 제어부(200)는 급수동작중에 계속적으로 신호변환부(141)를 통하여 상기 홀소자(140)로부터 출력되는 신호를 읽어들여 수위를 감지한다.

즉, 급수동작으로 수조(42)에 세탁수가 수용되면 이에 따른 하중이 현가봉(50)에 전달되어 상기 현가봉(50)은 하향운동하게 된다. 동시에 현가봉의 일단(50a)과 체결된 영구자석(115) 역시 하향운동하게 된다. 따라서, 홀소자(140)와 영구자석(115)간의 이격거리가 변화하게 되면 홀소자(140)로부터 이격거리에 대응되는 전압신호가 출력된다, 출력된 전압신호를 전술한 바와 같이 신호증폭기(144)에 의해 증폭된후 상기 신호변환부(141)를 거쳐 제어부(200)에 입력된다. 따라서,제어부(200)는 입력된 전압신호를 분석하여 수위를 감지한다. 그리고, 상기 제어부(200)는 감지된 수위가 세탁량에 의거하여 설정된 급수수위와 일치하면 급수밸브(47)를 닫아 급수동작을 완료한다.

이후, 제어부(200)는 선택된 세탁모드에 따라 세탁행정 및 헹굼행정을 수행한다.

그리고, 헹굼행정이 완료된 것으로 판단되면 상기 제어부(200)는 탈수행정에 앞서 배수밸브(48)를 열어 배수동작을 수행한다.

배수동작으로 수조(42)내의 헹굼수가 배수되면 이에 따른 하중의 감소가 현가봉(50)에 전달되어 상기 현가봉(50)은 상향운동하게 된다. 동시에 현가봉의 일단(50a)과 체결된 영구자석(115) 역시 상향운동하게 된다. 따라서, 홀소자(140)와 영구자석(115)간의 이격거리가 변화하게 되며 홀소자(140)로부터 이격거리에 대응되는 전압신호가 출력된다. 출력된 전압신호는 전술한 바와 같이 신호증폭기(144)에 의해 증폭된후 상기 신호변환부(141)를 거쳐 제어부(200)에 입력된다. 따라서, 제어부(200)는 입력된 전압신호를 분석하여 배수완료를 감지한다. 그리고 배수가 완료된 것으로 판단되면 제어부(200)는 탈수행정을 수행한다.

제어부(200)는 탈수행정중 3-4회에 걸쳐 이루어지는 간헐탈수단계에서 신호변환부(141)를 통하여 홀소자(140)로부터 출력되는 신호를 읽어들여 언밸런스량을 감지한다. 상기 탈수행정은 3-4회의 간헐탈수와 본 탈수로 이루어지며, 간헐탈수는 과부하에 의한 세탁모타(45)의 무리를 방지하고 세탁물이 세탁조(43)내에서 어느 정도 고르게 분포되도록 함으로서 탈수동작시 언밸런스를 사전에 방지하고자 수행된다. 그러나 이러한 간헐탈수동작에도 불구하고 세탁물의 지나친 편심으로 인하여 간헐탈수과정시 세탁조(43)가 언밸런스회전하여 수조가 크게 흔들리는 경우가 있다. 이러한 경우 탈수행정의 재수행 여부를 결정하기 위해 언밸런스량을 감지하는데, 이것은 간헐탈수의 3회째 또는 4회째에서 가장 효과적으로 감지된다.

이와 같이 간헐탈수시 편심된 세탁물에 의해 언밸런스회전이 발생되면 현가봉(50)에 수조(42)의 하중이 고르게 전달되지 못하고, 흔들림에 따라 하중이 변화하게 된다.

따라서, 상기 현가봉(50)는 상하로 움직이게 되면, 동시에 현가봉의 일단(50a)과 체결된 영구자석(115) 역시 상하로 움직이게 된다. 이에 따라, 홀소자(140)와 영구자석(115)간의 이격거리가 변화되고, 이때마다 홀소자(140)는 펄스성분을 갖는 전압신호를 출력한다. 출력된 전압신호는 신호증폭기(144)에 의해 증폭된 후 상기 신호변환부(141)를 거쳐 제어부(200)에 입력된다. 제어부(200)는 입력된 신호중 언밸런스를 판단하기 위해 설정된 기준값보다 큰 전압의 신호가 입력되면 이를 계수하여 언밸런스량을 감지한다.

그리고, 제어부(200)는 상기 기준값보다 큰 전압이 일정회수이상 감지되면 탈수행정을 정지함과 동시에 세탁물의 편심을 풀어지게 하기 위하여 헹굼동작을 재수행하고 배수동작을 거쳐 정상적으로 탈수동작이 재수행되도록 한다.

그러나, 제어부(200)는 상기 기준값보다 큰 전압이 일정회수이상 감지되지 않으면, 탈수동작을 정지시킬 정도의 언밸런스는 아닌 것으로 판단하고 세탁모터(45)를 가속시켜 탈수를 계속 진행한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합센서를 구비한 세탁기는 세탁량, 급수량 및 언밸런스량을 하나의 복합센서로 감지하도록 함으로써 종래의 복수의 센서들을 사용할때보다 세탁기 내부구조가 매우 간단하게 되고 신호처리과정도 용이해지는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 본체, 상기 본체 내부에 마련되는 수조, 상기 수조 내부에 회전가능하도록 설치되는 세탁조, 및 상기 본체의 내벽에 일단이 체결되며 타단이 상기 수조의 외벽에 체결되어 상기 수조를 현가하는 현가봉을 구비한 세탁기에 있어서,

   상기 현가봉의 일단과 연결되어 상기 현가봉이 상기 수조의 하중변화로 인하여 승하강되면, 이 승하강 변위에 따라 세탁량, 급수량 및 언밸런스에 해당하는 전압신호를 출력하는 복합센서를 구비하며,

   상기 복합센서는

   외관을 형성하는 하우징;

   상기 하우징의 내부에 마련되며 수조로부터 전달되는 하중의 변화에 따라 상기 현가봉과 함께 상하동하는 영구자석;

   상기 하우징의 저면과 상기 영구자석의 사이에 마련되어 상기 수조에 가해지는 하중에 비례하여 압축되는 탄성부재; 및

   상기 영구자석의 상측면과 일정간격을 두고 마주보도록 설치되어 상기 영구자석의 움직임에 따라 변화하는 자계의 세기에 해당하는 전압신호를 출력하는 홀소자;

   상기 홀소자로부터 출력된 전압신호를 신호처리에 적당하도록 소정 크기로 증폭하는 신호증폭기;

   상기 신호증폭기에 의해 증폭된 전압신호의 인가받아 상기 영구자석과 상기홀소자와의 거리에 반비례하는 전압신호를 비례관계가 되도록 역변환처리하는 신호변환부; 및

   상기 신호변환부에서 처리된 신호를 외부로 출력하기 위한 리드선을 구비하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 복합센서는

   상기 홀소자, 신호증폭기 및 신호변환부를 부착하여 상기 하우징의 내부에 설치되는 프린트회로기판; 및

   상기 하우징의 상단에 마련되어 상기 하우징의 내부를 밀폐하는 커버를 더 구비한 것을 특징으로 하는 세탁기.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 복합센서는

   상기 하우징의 상부내측에 상기 프린트회로기판을 안착시키도록 형성된 제1걸림턱; 및

   상기 제1걸림턱 보다 소정거리 위에 마련되어 상기 커버를 안착시키는 제2걸림턱을 더 구비한 것을 특징으로 하는 세탁기.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 영구자석과 상기 현가봉의 일단은 수용부재에 의해 체결되며, 상기 수용부재는 상기 영구자석을 안착하는 안착부 및 상기 안착부의 하단으로부터 연장되어 상기 현가봉의 일단과 결합되는 중공의 결합봉으로 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 결합봉의 하부중심과 상기 현가봉의 일단에는 수평으로 핀홀이 마련되면, 상기 핀홀에는 고정핀이 끼워지는 것을 특징으로 하는 세탁기.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 결합봉의 외주면과 이 외주면과 마주보는 상기 하우징의 내주면 사이에는 수분침투를 방지하는 밀봉부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
7. 제1항에 있어서,

   세탁개시신호가 입력되고 상기 복합센서로부터 전기적 신호가 입력되면 세탁량으로 감지하고, 급수동작이 개시되고 상기 복합센서로부터 전기적신호가 입력되면 급수량에 따른 수위로 감지하고, 탈수동작이 개시되고 상기 복합센서로부터 전기적 신호가 입력되면 언밸런스량으로 감지하여 세탁행정을 자동으로 수행하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 세탁기.