KR100451076B1 - 전기 세탁기 - Google Patents

Abstract

전기 세탁기의 맞물림 클러치 기구에 있어서의 회전력 전달면들이 반복적으로 접촉 및 분리함으로써 발생하는 소음을 저감한다.

모터의 회전을 세탁조 겸 탈수조에 전달하는 맞물림 클러치 기구의 회전력 전달면들 사이에 완충 부재를 삽입시킴으로써, 모터의 맥동 토크에 의한 접촉음이 저감된다.

Description

전기 세탁기 {ELECTRIC WASHING MACHINE}

본 발명은 전기 세탁기에 관한 것이다.

소위 전자동 전기 세탁기는, 방진 지지 장치를 사용하여 외측 프레임 내에현수 지지된 외조 내에 세탁조 겸 탈수조가 회전 가능하게 설치되어, 이 세탁조 겸 탈수조 내의 바닥부에 교반 날개를 회전 가능하게 설치하여, 외조의 바닥의 외측에 부착된 구동 장치에 의해서 상기 세탁조 겸 탈수조 및 교반 날개를 구동 및 회전시키는 구성이다.

구동 장치는, 모터의 회전을 감속 기어 기구를 거쳐서 교반 날개에 전달하여 교반 날개를 저속으로 일 방향 및 또 다른 방향으로 회전시켜 세탁 및 헹굼 공정을 실시하고, 모터의 회전을 클러치 기구를 거쳐서 세탁조 겸 탈수조에 전달하여 세탁조 겸 탈수조를 한 방향으로 고속 회전시켜 탈수 공정을 실시한다.

이러한 전자동 전기 세탁기가 맞물림 결합식 클러치 기구를 사용하기 때문에, 구동 장치에 있어서의 클러치 기구는 모터의 회전 속도와 세탁조 겸 탈수조의 회전 속도가 서로 경합할 때 모터의 맥동 토크에 의한 맞물림 결합된 회전력 전달면들의 반복적인 접촉 및 분리에 의해 발생하는 접촉음(소음)을 발생시킨다. 이 접촉음은 유도 모터가 모터로서 사용되는 전자동 전기 세탁기에서 특히 크고, 회전 속도는 유도 모터에 공급된 전압의 파형을 위상 제어함으로써 소정의 회전 속도에서 유지하도록 제어된다.

본 발명의 목적은 구동 장치 내의 클러치 기구에서 맞물림 결합된 회전력 전달면들의 반복적인 접촉 및 분리에 의해 발생하는 소음을 저감시키는 것이다.

본 발명의 일 태양에 따라, 전기 세탁기는 외조 내에 회전 가능하게 설치된 세탁조 겸 탈수조와, 이 세탁조 겸 탈수조의 바닥의 내부에 회전 가능하게 설치된교반 날개와, 이 외조의 바닥의 외측에 설치되어 상기 세탁조 겸 탈수조와 교반 날개를 구동하는 구동 장치와, 제어 장치를 포함하고, 상기 구동 장치는 세탁조 겸 탈수조 및 교반 날개의 구동 회전축을 중심으로 하여 수직 방향에 감속 기어 기구, 클러치 기구 및 가역 회전 모터가 직렬로 정렬된 구성을 갖고, 상기 클러치 기구는 서로 맞물림 결합된 회전력 전달면들 사이에 완충 부재를 갖는다.

또한, 본 발명의 다른 태양에 따라, 상기 가역 회전 모터는 인버터 모터이다.

본 발명의 다른 태양에 따라, 상기 클러치 기구는 모터의 회전자에 설치된 맞물림 요철부와 입력축과 활주 가능하게 결합된 슬라이더의 맞물림 돌기 사이의 맞물림 결합에 의한 접촉면을 통하여 회전력을 전달한다.

본 발명의 다른 태양에 따라, 상기 완충 부재는 맞물림 요철부의 회전 방향의 양측의 접촉면들 사이에 개재되도록 설치된다.

본 발명의 다른 태양에 따라, 상기 맞물림 요철부는 모터의 회전자에 설치된 맞물림 요철판으로 형성되고, 슬라이더의 맞물림 돌기는 활주 가능하게 축과 결합한 슬라이더를 성형하는 수지로 만들어진다.

본 발명의 다른 태양에 따라, 상기 맞물림 요철판은 비자성의 금속 또는 수지로 만들어진다.

본 발명의 다른 태양에 따라, 상기 제어장치는 모터로 전력을 단속적으로 공급함으로써 탈수 공정에서 회전 속도를 소정의 회전 속도로 유지하도록 제어한다.

도1은 본 발명에 따른 전자동 전기 세탁기의 일 실시예의 기본 구성을 도시하는 개략적 수직 측단면도.

도2는 도1에 도시된 전자동 전기 세탁기의 구체적인 구성을 도시하는 수직 측단면도.

도3은 도1에 도시된 전자동 전기 세탁기에 있어서의 구동 장치의 내부 구성을 도시하는 수직 측단면도.

도4a는 도3에 도시된 구동 장치에 있어서의 유도 모터의 회전자 코어를 도시하는 평면도.

도4b는 회전자 코어의 일부를 도시하는 수직 측단면도.

도5a는 도3에 도시한 구동 장치에 있어서의 맞물림 클러치 기구의 맞물림 요철판의 평면도.

도5b는 선 A-A의 평면 상에서 취해진 맞물림 요철판의 단면도.

도6a는 도3에 도시된 구동 장치에 있어서의 유도 모터의 회전자의 평면도.

도6b는 선 B-B의 평면 상에서 취해진 회전자의 단면도.

도7은 도3에 도시된 회전자에 삽입된 완충 막대(buffer rod)의 일 실시예를 도시하는 측면도.

도8은 도3에 도시된 구동 장치에 있어서의 맞물림 클러치 기구의 동작 상태를 도시하는 수직 측단면도이며, 맞물림 클러치 기구가 교반 날개 구동 상태에 있는 것을 도시하는 도면.

도9는 도3에 도시된 구동 장치에 있어서의 맞물림 클러치 기구의 동작 상태를 도시하는 수직 측단면도이며, 맞물림 클러치 기구가 세탁조 겸 탈수조 구동 상태에 있는 것을 도시하는 도면.

도10a는 도3에 도시된 구동 장치의 맞물림 클러치 기구에 있어서의 슬라이더를 도시하는 평면도.

도10b는 도3에 도시된 구동 장치의 맞물림 클러치 기구에 있어서의 슬라이더를 도시하는 수직 측단면도.

도10c는 도3에 도시된 구동 장치의 맞물림 클러치 기구에 있어서의 슬라이더를 도시하는 저면도.

도11은 도1에 도시된 전자동 전기 세탁기의 전기적 구성의 일 실시예를 도시하는 블럭도.

도12는 도11에 도시된 전자동 전기 세탁기에 있어서의 마이크로 컴퓨터에 의해 실행되는 제어 처리를 도시하는 흐름도.

도13은 탈수 공정에서의 모터의 회전 속도 특성 챠트.

도14는 탈수 공정의 일정 속도 제어에 있어서의 전력 공급 온(0N) 기간의 초기 단계에서의 공급된 전력의 전압의 위상 제어 파형을 도시하는 챠트.

도15는 탈수 공정의 일정 속도 제어에 있어서의 전력 공급 온 기간의 초기단계에서의 공급된 전력의 전압의 위상 제어에 대한 표.

도16은 탈수 공정의 일정 속도 제어에 있어서의 전력 공급 온 기간의 초기 단계에서의 공급된 전력의 전압의 위상 제어 파형을 도시하는 챠트.

도17은 탈수 공정의 일정 속도 제어에 있어서의 전력 공급 오프(OFF) 기간의 초기 단계에서의 공급된 전력의 전압의 위상 제어 파형을 도시하는 챠트.

도18은 탈수 공정의 일정 속도 제어에 있어서의 전력 공급 오프 기간의 초기 단계에서의 공급된 전력의 전압의 위상 제어에 대한 표.

도19는 도1에 도시된 전자동 전기 세탁기의 구동 장치에 있어서의 컨덴서 분할 위상형의 가역 회전형 유도 모터와 구동 회로의 변형예를 도시하는 블럭도.

도20은 도19에 도시된 구동 장치에 의한 탈수 공정의 속도 제어 특성 챠트.

도21은 도1에 도시된 전자동 전기 세탁기의 탈수 공정에서의 운전 제어 특성 챠트.

도22는 도21에 도시된 탈수 공정에서의 부하량과 제동시의 감속 시간 사이의 관계를 도시하는 그래프.

도23은 도22에 도시된 제동 특성에 기초하는 제동 제어표.

도24는 도1에 도시된 전자동 전기 세탁기의 탈수 공정에서의 운전 제어 특성 챠트.

도25는 도24에 도시된 탈수 공정에서의 부하량과 제동시의 감속 시간 사이의 관계를 도시하는 그래프.

도26은 도25에 도시된 제동 특성에 기초하는 제동 제어에 대한 표.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 세탁조 겸 탈수조

4 : 교반 날개

5 : 외조

6 : 구동 장치

17 : 제어 유닛

45 : 회전자

45c : 맞물림 요철판

45c2 : 맞물림 돌출부

45f : 완충 막대

45f1, 45f3 : 큰 직경 부분

45f2, 45f4 : 작은 직경 부분

47 : 맞물림 클러치 기구

47c : 슬라이더

47f : 맞물림 돌기

도1은 본 발명에 따른 전자동 전기 세탁기의 일 실시예의 기본 구성을 도시하는 개략적 수직 측단면도.

도면 부호 1은 내부 기구를 내장하는 프레임이다. 도면 부호 2는 세탁조 겸 탈수조이며, 상부 에지 내에 유체 밸런서(3)를 구비하고, 교반 날개(4)는 세탁조 겸 탈수조의 바닥부의 내부에 회전 가능하게 구비된다. 도면 부호 5는 구동 장치(6)가 강판으로 만들어진 부착 기부(7)를 사용하여 바닥부의 외측에 부착되는 세탁조 겸 탈수조(2)를 회전 가능하게 내장하는 외조이며, 상기 외조는 외측 프레임(1)의 상측 단부의 4개의 코너로부터 방진 지지 장치에 의해서 현수 및 지지된다. 구동 장치(6)의 내부 구성은 후술된다.

의류 투입 개구(9a)를 갖는 상부면 커버(9)는 프레임(1)의 상부 개구를 덮도록 외측 프레임(1)의 개구단 에지 내에 끼워지고 전방 패널(10) 및 후방 패널(11)은 (도시되지 않은) 부착 나사를 사용하여 외측 프레임(1)에 부착된다.

상부면 커버(9)와 전방 패널(10) 사이에 형성된 전방 패널 박스(12)는 전원 스위치(13), 입력 스위치 그룹(14), 표시 요소 그룹(15), 외조(5) 내의 수위에 대응하는 수위 신호를 발생시키는 수위 센서(16), 그리고 제어 유닛(17)을 포함한다. 이들 부품들은 제어 장치를 구성한다.

상부면 커버(9)와 후방 패널(11) 사이에 형성된 후방 패널 상자(18)는 물 입구측이 수도꼭지(19)에 접속되고, 물 출구측이 물 공급 포트(20)에 접속되는 급수 솔레노이드 밸브(21)를 포함한다. 물 공급 포트(20)는, 세탁조 겸 탈수조(2)의 개구를 향해 배수하도록 형성된다.

상부면 커버(9)에 형성된 의류 투입 개구(9a)는 덮개(22)로 개방 가능하게 덮인다.

외조(5)의 바닥에 형성된 배수구(5a)는 배수 솔레노이드 밸브(23)를 거쳐서 배수 호스(24)에 접속되고, 에어 트랩(air trap; 5b)은 공기 튜브(25)를 거쳐서 상기 수위 센서(16)에 접속된다.

4개의 코너에 레그(26)를 갖는 기부(27)는 프레임(1)의 하측 단부 에지에 부착되고, 기부는 합성 수지로 만들어진다.

도2는 이 전자동 전기 세탁기가 구체적인 구성을 도시하는 수직 측단면도이며, 전자동 전기 세탁기의 일부가 확대 도시되어 있다. 전자동 전기 세탁기는 기본적으로 도1에 도시된 전자동 전기 세탁기와 동일한 구성을 갖기 때문에, 도1에 도시된 전자동 전기 세탁기의 부품에 상응하는 부품은 동일한 참조 부호에 의해 동일시되고 그 설명은 생략될 것이다.

도3은, 상기 구동 장치(6)의 내부 구성을 도시하는 수직 측단면도이다.

이 구동 장치(6)는 세탁조 겸 탈수조(2) 및 교반 날개(4)의 구동 회전축의 중심에 대해 수직 방향으로 감속 기어 기구, 맞물림 클러치 기구 및 가역 회전 유도 모터를 직렬로 정렬하는 구성을 갖는다.

감속 기어 기구는 볼 베어링(33a, 33b)에 의해서 2개로 분할 가능한 감속 기어 외측 케이스(32a, 32b)의 내부에 내외 2중 구조를 갖는 구동 회전축 시스템(34)을 지지하는 데, 2개로 분할 가능한 감속 기어 외측 케이스(32a, 32b)는 케이스의 결합 플랜지를 맞대고 부착 나사(31)를 사용하여 부착 기부(7)에 부착된다.

구동 회전축 시스템(34)은 중공 외측 회전축 시스템과 중공 외측 회전축 시스템의 중공 공간 내에 배치된 내측 회전축 시스템을 갖는다.

외측 회전축 시스템은, 모터의 회전을 세탁조 겸 탈수조(2)에 직접 전달하여 세탁조 겸 탈수조(2)를 구동하는 회전축 시스템이며, 외측 케이스(32a)의 외측으로 연장하고 외조(5)를 관통하여 상측 단부를 세탁조 겸 탈수조(2)에 접속시키는 외측 출력축부(35a)와, 외측 케이스(32b)의 외측으로 연장하는 실린더부 내에 맞물림 클러치 기구와 결합하는 세레이션(35b)과 내측 단부의 플랜지(35c)를 갖는 외측 입력축부(35d)와, 그리고 유성 기어 감속 기구를 수용하는 기어 케이스부(35e)를 포함하고, 기어 케이스부(35e)는 외측 출력축부(35a)와 외측 입력축부(35d) 사이에 배치된다. 유성 기어 감속 기구의 일부를 구성하는 환형 기어(35f)는 기어 케이스부(35e)의 내주연 상에 고착된다.

외측 회전축 시스템의 내부에 설치된 내측 회전축 시스템은 모터의 회전을 감소시키고 교반 날개(4)에 전달하여 교반 날개(4)를 구동하는 회전축 시스템이며, 내측 회전축 시스템은 시일(37)과 금속 베어링(38a, 38b)과 그립 멈춤 링(푸싱 너트; 39)을 사용하여 수밀 상태 및 빠짐 방지 상태에서 외측 출력축부(35a) 내에 설치되고, 외측 출력축부(35a)의 상부로부터 세탁조 겸 탈수조(2) 내에 돌출하여 교반 날개(4)와 부착되는 외측 단부 내의 부착 나사(36a)를 갖고, 내측 단부로부터 기어 케이스부(35e) 내에 돌출하여 유성 기어 감속 기구와 결합하는 내측 단부에 세레이션(36b)을 갖는 내측 출력축부(36c)와, 외측 입력축부(35d)의 내부에 볼 베어링(40a, 40b)에 의해 유지되고, 외측 입력축부(35d)의 외측 단부로부터 외팔보상태에서 연장하는 외측 단부 부분 내에 모터 회전자 끼워 맞춤부(36d)와 고정 나사(36e)를 갖고, 기어 케이스부(35e) 내에 연장하는 내측 단부 부분에 태양 기어(36f)를 갖는 내측 입력축부(36g)와, 기어 케이스(35e) 내에 내측 출력축부(36c)의 세레이션(36b)에 끼워진 캐리어(36h)에 의해 베어링으로 지지되고 기어(35f, 36f)에 맞물려 캐리어(36h)에 감속된 회전력을 전달하는 유성 기어(36i)를 포함한다.

볼 베어링(40a, 40b)은 모터 회전자의 축이 되는 내측 입력축부(36g)를 고정밀도로 지지하기 위해서 외측 입력축부(35d) 내에 외측 링 압입 상태에서 부착된다. 내측 입력축부(36g)가 유도 모터의 회전자를 외팔보 상태로 지지하기 때문에, 손실이 적고 또한 반경 방향으로 큰 하중을 지지하는 데 적합한 구름 베어링의 대표적인 볼 베어링(40a, 40b)이 내측 입력축부(36g)를 지지하는 베어링으로 사용된다. 그러나, 롤러 베어링이 볼 베어링 대신에 사용될 수도 있다.

이러한 종류의 구동 회전축 시스템(34)에서, 외측 회전축 시스템의 구성 부품은 아연으로 전기 도금된 강판을 냉간 프레스 가공을 통하여 형성된다. 우선, 내측 출력축부(36c)는 외측 출력축부(35a) 내에 끼워지고 금속 베어링(38a, 38b)에 의해 지지되어, 시일(37)을 사용하여 수밀 상태로 하여 그립 멈춤 링(39)으로 임시로 가압된 출력축부를 형성한다. 그 다음, 외측 출력축부(35a)의 내측 단부에 위에 기어 케이스부(35e)를 끼워 맞춤으로써 임시로 조립이 수행된다.

외측 출력축부(35a)의 내측 단부 위에 기어 케이스부(35e)를 끼워 맞춤으로써 조립된 작업편은 프레스 가공기에 설치된 다이스에 의해서 둘러싸이도록 지지되고, 외측 출력축부(35a)와 기어 케이스부(35e) 사이의 끼워 맞춤부는 펀치(104)를 사용하여 외측 출력축부(35a)의 단부를 가압하여 넓어지도록 그립 멈춤 링(39)을 압입하고 동시에 가압함으로써 금속 유동(metal-flow) 결합된다.

다른 한편, 입력축부는 볼 베어링(40a, 40b)에 의해서 외측 입력축부(35d) 내에 내측 입력축부(36g)를 설치함으로써 구성된다.

그 다음, 외측 출력축부(35a)와 기어 케이스부(35e) 사이의 끼워 맞춤부를 금속 유동 결합하고 프레스 가공기에 설치된 다이스에 의해 둘러싸이도록 지지함으로써 형성된 부분 조립된 작업편의 기어 케이스(35e) 내에 돌출한 세레이션(36b) 위에 캐리어(36h)를 끼워 맞추고, 이 캐리어(36h)에 유성 기어(36i)를 지지하고, 링 기어(35f)를 삽입하고, 링 기어가 삽입된 작업편 위에 끼워 맞추도록 입력축부를 거꾸로 하여 기어 케이스부(35e)의 개구 에지를 플랜지(35c)로 덮고, 기어 케이스부(35e)의 개구 에지를 분할하고 외주연 에지를 보유하는 것 같이 내부로 플랜지(35c)의 외주연 에지를 절첩하기 위한 링 절삭날을 갖는 펀치를 입력축부가 끼워 맞춤된 작업편 위에 압입함으로써, 입력축부는 기어 케이스부(35e)와 결합된다.

모터는, 절연 상태로 절연 부재(41)를 통하여 나사(42)를 부착하고 외측 케이스(32b)의 하측 단부면에 모터 하우징(43)을 부착하여 하향으로 개방시키고, 개구 단부를 통하여 고정자(44)를 삽입하고, 다수의 절취 기립 돌출부(cut-and-raised projection; 43a)와 절곡 갈고리(43b) 사이에 고정자를 놓아 고정자를 고정함으로써 조립된다. 상세하게는, 모터는, 콘덴서 분할 위상형의 가역 회전 유도모터를 구성하도록 6극 구성의 고정자 권취부(44b)를 고정자 코어(44a)에 권취 및 설정하고, 고정자 코어(44a)의 외주면을 모터 하우징(43)에 고정하도록 고정자 코어(44a)를 모터 하우징(43) 내에 삽입하고, 그 후에 모터 하우징(43)을 외측 케이스(32b)의 하측 단부면에 부착함으로써, 조립된다. 고정자(44)를 갖는 회전자(45)는 내측 입력축부(36g)에 형성된 회전자 끼워 맞춤부(36d)에 끼워 맞춰지고, 고정 나사(36e)에 나사 결합된 고정 너트(46)를 사용하여 고정된다.

회전자(45)에 있어서, 우선 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이, 회전자 코어(45a)용 외측 코어(45a1) 및 내측 코어(45a2)가 적층된다. 외측 코어(45a1) 및 내측 코어(45a2)는 절연 수지층을 형성하기 위한 간극(45a3)이 그들 사이에 발생하는 치수를 갖는다. 외측 코어(45a1)는 다이 캐스팅을 통하여 외측 코어(45a1)의 외주연부에 바구니형의 제2 도체를 형성하기 위한 슬롯(45a4)을 갖고, 토크 변동을 억제하기 위해서 비스듬히 적층된다. 내측 코어(45a2)는 그 중심으로 내측 입력축부(36g)의 단부에 형성된 회전자 끼워 맞춤부를 삽입하는 회전축 끼워 맞춤 구멍(45a5)과, 회전축 끼워 맞춤 구멍(45a5) 둘레에 (후술될) 맞물림 요철판을 끼워 맞추기 위한 4개의 요철판 끼워 맞춤 구멍과, 각 요철판 끼워 맞춤 구멍(45a6)의 양 측면에 접촉을 완충시키기 위한 (후술될) 완충 막대를 삽입 및 고정하기 위한 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)을 갖고, 곧은 상태에서 적층된다.

내측 코어(45a2)의 회전축 끼워 맞춤 구멍(45a5)은 내측 코어(45a2)의 정확도를 보장하고 회전 방지를 위해 적층 두께의 약 80%가 원형으로 형성되고 나머지 약 20%는 각형으로 형성된다. 또한, 외측 코어(45a1)의 내주면과 내측 코어(45a2)의 외주면은, 요철면의 조합에 의해, 간극(45a3) 내에 절연 수지층이 삽입될 때 회전을 방지한다. 또한, 외측 코어(45a1)의 적층 두께 및 내측 코어(45a2)의 적층 두께는, 적층 수를 서로 동일하게 함으로써 치수 차이가 감소된다.

도5a 및 도5b에 도시된 바와 같이, 원형의 비자성 금속판(이 실시예에서는 황동판을 사용함)의 주연부에 동일하게 이격된 4개의 절취 오목부(45c1)를 형성함으로써 형성되어 4개의 절취 오목부(45c1) 사이에 방사상으로 잔류하는 4개의 맞물림 돌출부(45c2)를 형성하고, 완충 막대가 접촉면(45c3)으로부터 돌출하도록 맞물림 돌출부(45c2)의 양측의 접촉면(45c3)내에 완충 막대를 끼워 맞추기 위한 완충 막대 끼워 맞춤 절취 구멍(45c4)을 형성하고, 또한 하부면의 내측 코어(45a2)의 요철판 끼워 맞춤 구멍(45a6)에 끼워 맞추고 부착하기 위한 끼워 맞춤 돌출부(45c5)를 압출 가공에 의해 형성함으로써, 맞물림 요철판(45c)이 형성된다. 이 점에 있어서, 완충 막대 끼워 맞춤 절취 구멍(45c4)의 직경은 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)의 직경보다 크게 형성된다. 맞물림 요철판(45c)은 유사한 형상으로 비자성 수지를 성형하여 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 제작된 회전자 코어(45a)와 맞물림 요철판(45c)에 있어서, 도6a 및 도6b에 도시된 바와 같이, 우선 외측 코어(45a1)에 대하여, 바구니형 제2 도체(45b1)와 냉각 팬(45b2, 45b3)이 알루미늄 다이 캐스트(45b)에 의해 하나의 유닛으로 성형된다.

내측 코어(45a2)에 대하여, 맞물림 요철판(45c)의 끼워 맞춤 돌출부(45c5)는 내측 코어(45a2)의 상부면 상에 맞물림 요철판(45c)을 끼워 맞추고 고정시키도록 요철판 끼워 맞춤 구멍(45a6) 내에 압입된다. 맞물림 요철판(45c)이 내측 코어(45a2)의 상부면과 맞물리고 그 위에 고정된 상태에서, 간극(45a3)에 형성된 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)과 맞물림 요철판(45c)에 형성된 완충 막대 끼워 맞춤 절취 구멍(45c4)이 동심 상태로 서로 연통된다.

그 다음, 외측 코어(45a1)와 내측 코어(45a2)를 결합하는 절연 수지층(45d1)은 절연 수지(PPS)를 외측 코어(45a1)와 내측 코어(45a2) 사이의 간극(45a3) 내에 주입함으로써 형성되고, 회전 검출 센서용 회전 자석 수용부(45d2)는 영구 자석(45e)을 회전 자석 수용부(45d2) 내에 끼워 맞추도록 절연 수지층(45d1)을 연장시킴으로써 형성된다. 또한, 회전 자석 수용부(45d2)는 회전자 코어(45a)의 상측 단부면으로 연장하여 상기 단부면에 끼워 맞춰진 맞물림 요철판의 4개의 맞물림 돌출부(45c2)의 외주연을 둘러싸도록 형성된다. 이 점에 있어, 간극(45a3) 내에 형성된 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)과 맞물림 요철판(45c)에 형성된 완충 막대 끼워 맞춤 절취 구멍(45c4)이 비어있는 상태로 남아 있도록 수지 성형이 수행된다.

간극(45a3) 내에 형성된 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)과 맞물림 요철판(45c)에 형성된 완충 막대 끼워 맞춤 절취 구멍(45c4) 내에 삽입되고 고정될 완충 막대(45f)는 적절한 탄성을 갖고, 우수한 내열 및 내마모성을 갖는 우레탄 고무(열가소성 우레탄 엘라스토머로서 경도 HS90±5)의 성형 부품이다. 도7에 도시된 바와 같이, 완충 막대(45f)는 내측 코어(45a)의 상부면 상에 고정된 큰 직경 부분(45f1)과, 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)을 통하여 관통하는 작은 직경 부분(45f2) 과, 바닥면 상에 고정된 큰 직경 부분(45f3)과, 끼워 맞춤조작부(45f4)를 포함한다. 큰 직경 부분(45f1)은 큰 직경 부분(45f1)이 완충 막대 끼워 맞춤 절취 구멍(45c4) 내에 끼워질 수 있는 직경을 갖고, 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)의 에지에 고정된다. 큰 직경 부분(45f3)은 큰 직경 부분(45f3)이 완충 막대 끼워 맞춤 절취 구멍(45c4)을 통하여 지나갈 수 있는 직경을 갖고, 작은 직경으로 변형되도록 가압되어 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)을 통하여 지나갈 수 있고, 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)의 에지에 고정될 수 있는 테이퍼부를 형성하도록 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)을 통과한 후에 팽창되고 복원된다. 끼워 맞춤 조작부(45f4)는 끼워 맞춤 조작부(45f4)가 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)을 용이하게 통과할 수 있는 구멍을 갖고, 완충 막대(45f)를 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)을 통하여 통과시키고 그에 고정시키기 위한 끌어당기는 조작에 사용될 수 있는 길이를 갖는다.

완충 막대(45f)의 끼워 맞춤 조작부(45f4)는 맞물림 요철판(45c)의 완충 막대 끼워 맞춤 절취 구멍(45c4)으로부터 내측 코어(45a2)의 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)을 통하여 통과하여 반대측에 노출되고, 이 노출된 부분은 큰 직경 부분(45f3)이 가압되어 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)을 통하여 통과하도록 당겨진다. 이 공정의 최종 단계에서, 큰 직경 부분(45f1)은 완충 막대 끼워 맞춤 절취 구멍(45c4) 내에 끼워 맞춰져서 내측 코어(45a2)의 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)의 상부 에지에 고정된다. 끼워 맞춤 조작부(45f4)를 더 당김으로써, 작은 직경 부분(45f2)은 팽창되고, 큰 직경 부분(45f3)은 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)을 통과하고 완충 막대 끼워 맞춤 구멍(45a7)의 하부 에지에 고정되도록복원된다. 이러한 상태에서, 끼워 맞춤 조작부(45f4)를 절취함으로써, 완충 막대(45f)는 큰 직경 부분(45f1)의 일부가 맞물림 돌출부(45c2)의 접촉면(45c3)으로부터 돌출되는 상태로 고정되어 접촉면(45c3)에 대해 접촉을 완충시킨다.

상술한 바와 같은 회전자(45)는 내측 입력축부(36g)에 형성된 모터 회전자 끼워 맞춤부(36d) 내에 끼워 맞춰지고, 고정 너트(46)를 체결함으로써 모터 회전자 끼워 맞춤부(36d)에 고착된다.

도8 내지 도10에 부분적으로 도시된 바와 같이, 맞물림 클러치 기구(47)는 맞물림 결합에 의해서 외측 회전축 시스템(35)을 모터의 회전자(45)에 접속시키고 외측 회전축 시스템(35)에 회전자(45)의 회전력을 전달하여 외측 회전축 시스템(35)을 회전시키거나, 또는 맞물림 결합을 해제하여 외측 회전축 시스템(35)의 회전을 정지시킨다.

축 방향으로의 구동 장치(6)의 전체 크기를 감소시키기 위해서, 맞물림 클러치 기구(47)는 부착 나사(42)를 사용하여 모터 하우징(43)의 내부에 링 형상의 솔레노이드 코일(47a)을 포함하는 링 형상의 솔레노이드 코어(47b)와 함께 부착되고, 외측 입력축부(35d)를 둘러싸도록 고정자 권취부(44b)의 단부 코일에 의해 둘러싸인 내부 공간에 배치된다. 외측 입력축부(35d) 상에 형성된 세레이션(35b)과 축방향으로 활주 가능하게 결합된 절연 수지로 만든 슬라이더(47c)는 회전자(45)의 맞물림 요철판(45c)과 결합하도록 코일 스프링(47d)에 의해 하향으로 밀려지고, 코일 스프링(47d)의 아래로 미는 힘에 대향하여 솔레노이드 코일(47a)의 전자기력에 의해 상승됨으로써, 결합을 해제하고 솔레노이드 코어(47b)에 부착 및 고정되어 회전을 정지한다.

슬라이더(47c)는 PPS 수지를 사용하여 외부 삽입 성형을 통하여 하나의 유닛으로 슬라이더와 일체로 된 철제 흡착 소자(47e)를 포함하는 데, 철제 흡착 소자(47e)는 솔레노이드 코어(47b)에 부착된다. 슬라이더(47c)는 맞물림 요철판(45c)의 절취 오목부(45c1)에 회전 방향으로 작은 간극을 갖도록 여유를 갖고 설치되고, 성형 수지를 사용하여 하나의 유닛으로 슬라이더와 일체로 된 맞물림 돌기(47f)를 포함하는데, 맞물림 돌기(47f)는 회전 토크 전달시 큰 직경 부분(45f1)을 압축함으로써, 맞물림 돌기(45c2)의 양측의 접촉면(45c3)으로부터 돌출한 완충 막대(45f)의 큰 직경 부분(45f1) 및 접촉면(45c3)과 맞물린다. 또한, 외측 입력축부(35d)에 형성된 세레이션(35b)과 축방향으로 활주 가능하게 결합된 세레이션(47g)이 그 내부에 형성된다.

다수의 반경 방향 멈춤 홈(47b1)은 솔레노이드 코어(47b)의 흡착면 상에 형성되고, 다수의 반경 방향 멈춤 홈(47b1)과 결합될 다수의 반경 방향 돌출 스트립(47e1)은 슬라이더(47c)의 흡착 소자(47e)가 솔레노이드 코어(47b)에 흡착될 때 슬라이더(47c)가 선회하는 것을 방지하기 위해 흡착 소자(47e) 상에 형성된다.

완충 막대(45f)가 맞물림 클러치 기구에서 모터의 회전자(45)의 맞물림 요철판(45c)과 슬라이더(47c)의 맞물림 돌기(45c2) 사이의 접촉을 완충시키는 완충 부재이기 때문에, 완충 막대(45f)는 여러 가지 형태로 변형될 수 있고 슬라이더(47c) 측에 설치될 수 있다.

모터 하우징(43)의 바닥 단부는 커버(48)를 끼워 맞추어 덮여 있다. 회전검출 센서의 회전 검출 요소(49; 자기 감지 요소)는 커버에 부착되고, 회전 검출 요소(49)는 회전자(45)의 영구 자석(45d)의 회전 경로에 대향하여 배치된다.

상술한 구동 장치(6)는 부착 나사(50)로 외조(5)의 외측 바닥부 상에 부착 기부를 부착시킴으로써 부착된다. 구동 장치(6)의 외부는 부착 나사(50)에 의해 구동 장치(6)와 함께 부착된 외측 커버(51)로 덮여 있다.

도11은 전자동 전기 세탁기의 전기적 구성의 일 실시예를 도시하는 블럭도이다.

제어 유닛(17)은 마이크로컴퓨터(17a) 둘레에 구성되고, 전원 회로(17b), 제로-크로스(zero-crossing) 신호 발생 회로(17c), 재설정 회로(17d), 전원 릴레이(17e), 급수 솔레노이드 밸브(21)와 배수 솔레노이드 밸브(23)와 맞물림 클러치 기구의 솔레노이드 코일(47a) 및 고정자 권취부[44b(44b1, 44b2)]로의 전력 공급을 제어하는 반도체 교류 스위칭 요소(FLS) 그룹과 다이오드 그룹으로 구성된 구동 회로(17f), 클럭 신호를 발생시키기 위한 발진 회로(17g), 그리고 부저(17h)를 포함한다.

전원 회로(17b)는 제어 회로용 저전압 직류 전압을 발생시키고, 제로-크로스 신호 발생 회로(17c)는 반도체 스위칭 요소 제어용 기준 신호를 발생시키고, 재설정 회로(17d)는 전원이 스위치 온될 때 소정의 초기 상태로 마이크로컴퓨터(17a)를 재설정하기 위한 재설정 신호를 발생시키고, 발진 회로(17g)는 마이크로컴퓨터(17a)를 작동시키기 위한 클럭 신호를 발생시킨다.

모터의 고정자 권취부(44b1, 44b2)로의 전력 공급 제어에 있어서, 구동회로(17f)는 가역 회전 제어를 위해 그리고 역회전 전자기 제동을 위해 2개의 반도체 교류 스위칭 요소(FLS; 17f1, 17f2)를 포함한다. FLS(17f1)는 정회전 전력 공급 제어를 위한 반도체 교류 스위칭 요소이고, FLS(17f2)는 역회전 전력 공급 제어를 위한 반도체 교류 스위칭 요소이다. 도면 부호 44c는 분할 위상 컨텐서이다. 또한, 급수 솔레노이드 밸브(21) 및 배수 솔레노이드 밸브(23)를 제어하기 위한 밸브 제어용 FLS(17f3, 17f4)가 제공된다. 솔레노이드 코일(47a)로의 전력 공급에 대한 제어와 관련하여, 큰 전자기력을 발생시키기에 적합한 직류 구동 전류를 전도하기 위한 다이오드 브릿지(17f5)와 구동 전류를 제어하기 위한 위상 제어용 FLS(17f6)가 제공된다. 솔레노이드 코일 구동 전류는 구동 전류가 큰 전자기력의 필요성 때문에 흡착 소자(47e)를 흡인하는 초기 단계에서는 커지고 이어서 열 발생을 감소시키기 위해 흡착된 후에는 감소되도록 제어된다.

마이크로컴퓨터(17a)는 사전 설정된 제어 처리 프로그램에 따라 전원 스위치(13), 입력 스위치 그룹(14), 수위 센서(16) 및 회전 검출 요소(49)로부터 입력 신호를 획득하여, 표시 요소 그룹(15)과 전원 릴레이(17e)와 구동 회로(17f) 및 부저(17h)를 제어한다.

전원 스위치(13)가 온으로 되면, 전원 릴레이(17e)는 제어 유닛(17)의 마이크로컴퓨터(17a)가 대기 상태가 되도록 온으로 된다.

이어서, 입력 스위치 그룹(14)으로부터 세탁 개시가 지시되면, 입력 스위치 그룹(14)에 의해 설정된 세탁 겸 탈수 모드가 체크되고 설정된 세탁 겸 탈수 모드의 세탁 겸 탈수 공정이 시작된다.

도12는 기본적인 세탁 겸 탈수 모드에서 마이크로컴퓨터(17a)에 의해 실행되는 제어 처리를 도시하고 있다.

<단계 101>

급수 솔레노이드 밸브(21)가 사전 설정 수위까지 외조(5)에 급수하도록 개방된다. 이 사전설정 수위는 다음 단계에서의 의류 양 검출에 적합한 수위이고, 수위 검출은 수위 센서(16)로부터 출력되는 수위 검출 신호를 모니터링함으로써 수행된다.

<단계 102>

의류 양의 검출이 수행된다. 의류 양 검출은 교반 날개(4)가 회전될 때, 세탁될 물품의 저항력의 세기를 토대로 하여 수행되는데, 이는 종래의 세탁기에서와 유사하다. 이렇게 하기 위해서, 전자기적으로 흡착 소자(47e)를 흡인하도록 맞물림 클러치 기구(47)의 솔레노이드 코일(47a)을 여자함으로써 슬라이더(47c)는 모터의 회전자(45)의 맞물림 요철부(45c3)로부터 슬라이더(47c)의 맞물림 돌기(47f)를 분리시키도록 코일 스프링(47d)에 대향하여 위로 당겨지고, 그리고 맞물림 돌출 스트립(47e1)을 멈춤 홈(47b1)과 결합시키도록 솔레노이드 코어(47b)에 흡착 소자(47e)를 흡착시킴으로써 외측 회전축 시스템(35)[세탁조 겸 탈수조(2)]의 회전은 억제 및 정지된다. 이러한 상태 하에서, 회전자(45)를 회전시키도록 모터의 고정자 코일(44b)이 여자되고, 교반 날개(4)를 회전시키도록 내측 입력축부(36g)로부터 유성 기어(36i)를 통해 회전 속도를 감속시킨 후에 회전이 내측 출력축부(36c)에 전달된다. 다음에, 구동 정지시의 관성 회전 속도가 회전 검출 요소(49)로부터의 출력 신호를 토대로 검출되고, 의류 양이 그 감속 특성을 토대로 검출된다. 의류 질은 수위가 변하는 동안 검출 처리를 수행함으로써 검출될 수 있다.

<단계 103>

세탁 수위는 의류 양과 의류 질에 대응하여 결정되고, 세탁 수위까지 급수가 실행된다.

<단계 104>

의류 양과 의류 질에 대응하는 세탁 공정이 수행된다. 세탁 공정은 교반 날개(4)를 한 방향으로 그리고 이어서 다른 방향으로 회전시키는 세탁 방법, 세탁조 겸 탈수조(2)를 한 방향으로 그리고 이어서 다른 방향으로 회전시키는 세탁 방법, 그리고 세탁조 겸 탈수조(2)를 한 방향으로 연속 회전시키는 세탁 방법 중에서 하나의 모드를 선택함으로써 수행될 수 있다.

교반 날개(4)를 한 방향으로 그리고 이어서 다른 방향으로 회전시키는 세탁 방법은, 예를 들어, 면으로 된 속옷 또는 양말과 같은 세탁물을 세탁하도록 강하게 교반시키는 데 적합하다. 세탁조 겸 탈수조(2)를 한 방향으로 그리고 이어서 다른 방향으로 회전시키는 세탁 방법은, 예를 들어, 시트 또는 목욕 타올과 같은 커다란 세탁물을 세탁하도록 교반시켜 세탁물이 서로 얽히는 것을 방지하며 세탁 불균일을 경감시키는 데 적합하다. 세탁조 겸 탈수조(2)를 한 방향으로 연속 회전시키는 세탁 방법은, 예를 들어, 그 형상을 유지하도록 드라이 세탁 표시를 갖는 의류와 같은 세탁물을 세탁하는데 적합하다.

교반 날개(4)를 한 방향으로 그리고 이어서 다른 방향으로 회전시키는 세탁방법은, 슬라이더(47c)를 위로 당기도록 맞물림 클러치 기구(47)의 솔레노이드 코일(47a)을 여자시킴으로써 슬라이더(47c)와 회전자(45)의 맞물림 요철판(45c) 사이의 결합을 해제시키고, 멈춤 돌출 스트립(47e1)을 멈춤 홈(47b1)과 결합시켜 외측 입력축부의 회전을 방지하여 세탁조 겸 탈수조(2)가 정지 상태로 되도록 흡착 소자(47e)를 솔레노이드 코어(47b)에 흡착시키고, 회전자(45)가 한 방향으로 그리고 다음에 다른 방향으로 회전되도록 고정자 코일(44)을 여자시키고, 내측 입력축부(36g)와 유성 기어(36i) 및 내측 출력축부(36c)를 통해서 교반 날개(4)에 회전을 전달함으로써, 수행된다.

세탁조 겸 탈수조(2)를 한 방향으로 그리고 다음에 다른 방향으로 회전시키는 세탁 방법은, 코일 스프링(47d)에 의해 슬라이더(47c)를 아래로 밀어서 슬라이더(47c)의 맞물림 돌기(47f)를 회전자(45)의 맞물림 요철판(45c)의 절취 오목부(45c1)와 결합시키고 슬라이더(47c)를 회전자(45)와 결합 상태가 되도록 맞물림 클러치 기구(47)의 솔레노이드 코일(47a)의 여자화를 소거하고, 회전자(45)가 한 방향으로 그리고 다음에 다른 방향으로 회전되도록 고정자 코일(44)을 여자하고, 외측 입력축부(35d)와 기어 케이스부(35e) 및 외측 출력축부(35a)를 통해 세탁조 겸 탈수조(2)에 회전을 전달함으로써, 수행된다. 이때, 유성 기어 기구는 감속 기능을 상실하기 때문에, 교반 날개(4)는 세탁조 겸 탈수조(2)와 동기하여 함께 회전된다.

세탁조 겸 탈수조(2)를 한 방향으로 연속 회전시키는 세탁 방법은 낮은 값으로 수위를 설정하고, 회전자(45)가 맞물림 클러치 기구(47)의 결합 및 연결 상태하에서 한 방향으로 회전되도록 고정자 코일(44)을 여자함으로써 수행된다.

마이크로컴퓨터(17a)는 입력 스위치 그룹(14)에 의해 설정된 세탁 모드에 대응하는 의류 양 및 의류 질을 결정하고, 맞물림 클러치 기구(47)의 솔레노이드 코일(47a)을 제어하여 맞물림 클러치 기구(47)의 연결 및 해제 상태를 제어함으로써, 세 종류의 세탁 방법의 선택을 수행한다. 또한, 필요하다면 이들 방법을 조합한 세탁 방법이 수행될 수도 있다.

<단계 105>

헹굼 공정이 수행된다. 샤워-탈수 헹굼 및 풀(pool) 헹굼을 조합함으로써 헹굼 공정을 수행하는 것이 바람직하다. 양호한 조합 방법은 초기에 샤워-탈수 헹굼이 수행되고 다음에 풀 헹굼이 수행되는 것이다.

샤워-탈수 헹굼은 배수 상태가 되도록 배수 솔레노이드 밸브(23)를 개방시키고, 고속으로 교반 날개(4) 및 세탁조 겸 탈수조(2)를 회전시키는 탈수 상태하에서 세탁조 겸 탈수조(2) 안에 급수하도록 급수 솔레노이드 밸브(21)를 개방시킴으로써 수행된다.

고속으로 세탁조 겸 탈수조(2)를 회전시키는 탈수에 있어서, 맞물림 클러치 기구(47)는 상술한 세탁조 겸 탈수조(2)를 회전시키는 세탁 방법의 경우와 유사하게, 솔레노이드 코일(47a)의 여자화를 소거함으로써 슬라이더(47d)가 모터의 회전자(45)와 결합하는 상태에 있게 되고, 모터는 고속으로 소정의 방향으로 회전된다.

풀 헹굼은 교반 날개(4) 및 세탁조 겸 탈수조(2)의 정지 상태하에서 외조(5) 내부로 배수하도록 배수 솔레노이드 밸브(23)를 개방하는 동작을 반복하고, 고속으로 세탁조 겸 탈수조(2)를 회전시켜서 탈수를 행하고, 이어서 배수 솔레노이드 밸브(23)를 폐쇄시키고 급수 솔레노이드 밸브(21)를 개방시켜서 세탁조 겸 탈수조(2)에 헹굼수를 모으도록 급수하고, 세탁물을 교반시키도록 교반 날개(4) 또는 세탁조 겸 탈수조(2)를 회전시킴으로써 수행된다.

<단계 106>

탈수 공정이 수행된다. 이 탈수 공정은 헹굼 공정에서의 탈수와 유사한 방식으로 수행된다.

각 단계에 있어서, 마이크로컴퓨터(17a)는 설정 상태 및 공정 처리 상태를 표시하도록 표시 요소 그룹(15)을 제어하고, 이상이 발생되면 부저(17h)를 울린다.

헹굼 공정에서의 탈수와 탈수 공정에서, 세탁조 겸 탈수조(2)를 회전시키도록, 슬라이더(47d)와 모터의 회전자(45)를 연결 상태로 하는 맞물림 클러치 기구(47)는 슬라이더(47d)의 맞물림 돌기(47f)를 모터의 회전자(45)의 맞물림 요철판(45c)의 절취 오목부(45c1)에 끼워 맞추어, 맞물림 돌출부(45c2)의 양측의 접촉면(45c3)으로부터 돌출한 완충 막대(45f)의 큰 직경 부분(45f1) 및 큰 직경 부분(45f1)의 압축에 의한 접촉면(45c3)과 접촉하도록 한다. 상술한 맞물림 상태로 모터를 운전하여 회전 토크를 세탁조 겸 탈수조(2)에 전달하는 회전 상태에 있어서, 회전 속도가 소정의 회전 속도에 도달하여 세탁조 겸 탈수조(2)의 회전 속도와 경합하는 상태가 될 때, 맞물림에 의한 회전 토크의 전달은 모터의 맥동 토크에 의해서 강약으로 되거나 또는 단속하게 된다. 그러나, 이 실시예에 있어서, 완충 막대(45f)의 큰 직경 부분(45f1)이 모터의 회전자(45)에 구비된 맞물림요철판(45c)의 접촉면(45c3)에 돌출되어 있으므로, 토크 전달의 강약 맥동 또는 단속 맥동은 큰 직경 부분(45f1)의 탄성 변형에 의해서 흡수되고, 맞물림 요철판(45c)의 접촉면(45c3)과 슬라이더(47d)의 맞물림 돌기(47f) 사이의 접촉 및 분리가 완화되어 접촉음의 발생을 억제시킨다.

또한, 이 접촉음 발생의 억제 기능은 모터가 단속적으로 운전되는 단속적인 탈수에 있어서 유효하다.

더욱이, 이 맞물림 클러치 기구(47)에 의한 접촉음 발생의 억제 기능은 모터로서 인버터 모터를 사용한 전기 세탁기에 맞물림 클러치 기구(47)가 적용될 때도 유사하게 발휘된다.

탈수 공정에서 접촉음 발생의 억제는 탈수 회전 속도를 소정의 회전 속도로 유지하기 위한 일정 속도 제어에서 모터 제어를 향상시킴으로써 한층 효과적으로 실현될 수 있다.

탈수 공정에 있어서 세탁조 겸 탈수조(2)의 회전 속도를 소정의 회전 속도(예를 들면, 850rpm)로 유지하기 위해서, 제어 유닛(17)에서의 마이크로 컴퓨터(17a)는 컨덴서 분할 위상형의 가역 회전형 유도 모터의 회전자(45)의 회전 속도 [회전 검출 요소(49)의 출력 신호]를 참조하는 동안 고정자 권취부(44b1, 44b2)에 전력을 단속적으로 공급(ON/OFF)함으로써 구동 회로(17f1)의 FLS(17f1)를 제어한다.

도13은 탈수 공정에서 모터의 회전 속도 특성을 도시하고 있다. 이 특성은 모터의 회전 속도가 소정의 회전 속도(예를 들면 850rpm)에 도달할 때 전력 공급을오프하고 소정 시간(예를 들면, 6초)이 경과 후에 전력 공급을 온으로 함으로써 모터의 회전 속도가 소정의 회전 속도로 유지하도록 전력 공급이 단속적으로 제어되는 경우에 기인한다.

상술한 모터로 단속적인 전력 공급의 제어에 있어서, 만일 전전압(full voltage)의 전력이 전력 공급 온(ON)에서 즉시 공급되고 전력 공급이 전력 공급 오프에서 즉시 완전히 차단되면, 회전자(45)에 발생하는 회전 토크 변동은 가파르게 되어 클러치 기구의 회전 토크 전달부에서의 완충 막대(45f)의 완충 효과가 감소된다. 이 실시예에서, 이러한 완충 효과의 감소를 경감하기 위해서 공급된 전력의 전압 파형의 위상 제어는 전력 공급 온 및 오프 기간의 초기 단계에서 수행되어 모터의 회전 토크 변동을 완화시킨다. 이러한 효과는 회전 토크 전달부의 완충 막대(45f)를 제거한 클러치 기구에서 달성될 수 있다.

도 14 및 도15는 전력 공급 온 기간의 초기 단계에서 공급된 전력의 전압의 위상 제어 파형과 그 제어표를 도시한다.

도14에 도시된 공급된 전력 제어는, 공급된 전력의 전압 파형에 대하여 일정 위상 제어(Δt)를 행하는 전압 파형 위상 제어 운전 기간(T1)이 전력 공급 온 기간의 초기 단계에 제공되고, 그 후에 정현파 전압 운전 기간(T2)이 수행되는 것이다.

전압 파형 위상 제어 기간(T1)에 있어서의 위상 제어각(Δt)은 부하량 (의류 양) 및 전원 주파수와 회전 속도에 따라서 설정되고, 도15에 도시된 바와 같이, 부하량이 클 때에는 크게, 회전 속도가 높은 때에는 작게 설정된다. 부하량에 관한 정보는 의류 양의 검출에 있어서 검출된 값이 사용되며, 회전 속도 정보는 회전 검출 요소(49)로부터의 출력 신호에 기초하여 검출된다. 위상 제어각(Δt)은 도15에 도시된 바와 같은 제어표를 참조함으로써 설정되거나, 연산 처리를 통하여 달성됨으로써 설정된다.

도16에 도시된 바와 같이, 위상 제어는 위상 제어각(Δt)이 전압 파형 위상 제어 운전 기간(T1)의 시간 경과에 따라 점차로 감소되도록 설정함으로써 회전 토크의 급격한 변동을 더 완화시킬 수 있다.

도17 및 도18은 전력 공급 오프 기간의 초기 단계에서 공급된 전력의 전압의 위상 제어된 파형과 그 제어표를 도시한다. 여기서, 전력 공급 오프 기간은 제어 기간으로서의 오프 기간을 의미한다.

도17에 도시된 전력 공급 제어는, 공급된 전력의 전압 파형에 일정 위상 제어(Δt1 내지 Δt3)를 행하는 전압 파형 위상 제어 운전 기간(T1 내지 T3)이 전력 공급 오프 기간의 초기 단계에 구비된 후, 전력 공급을 완전히 차단하는 기간(T4)이 구비되게 하는 것이다.

전압 파형 위상 제어 기간(T1 내지 T3)은, 부하량 (의류 양) 및 전원 주파수와 회전 속도에 관계없이 일정한 값으로 하고, 부하량이 클 때 크게 설정되고, 위상 제어각(Δt1 내지 Δt3)은 도18에 도시된 바와 같이 전압 파형 위상 제어 기간(T1 내지 T3)의 경과에 따라 단계적으로 크게 설정된다. 위상 제어각(Δt1 내지 Δt3)은 타이머와 도18에 도시된 것 같은 제어표를 참조하여 설정되거나, 연산 처리를 통하여 달성됨으로써 설정된다.

이러한 일정 속도 제어에 있어서의 접촉음의 감소는 전력 공급의 온-오프 횟수를 감소시킴으로써 실현될 수 있다. 컨덴서 분할 위상형의 유도 모터는 분할 위상 컨덴서(44c)를 분리한 상태에서 전력을 공급함으로써 작동될 때 회전 토크가 감소되어 회전 속도가 저하된다. 그러나, 속도 저하(감속률)는 작다. 따라서, 탈수 공정에서의 컨덴서 분할 위상형의 가역 회전형 유도 모터의 운전 상태에 소정의 회전 속도 부근에서 분할 위상 컨덴서(44c)의 접속 및 분리(분할 위상 컨덴서 회로의 접속 및 분리)를 제어함으로써, 회전 속도는 느리게 증가될 수 있고 소정의 회전 속도를 유지되도록 감소될 수 있다.

도19는 이러한 운전 제어를 수행하기 위한 컨덴서 분할 위상형의 가역 회전형 유도 모터와 구동 회로(17f)의 변형예를 도시한다. 전자석 릴레이(44d)의 스위치 접점(44d1)은 분할 위상 컨덴서(44c)에 직렬로 접속되고, 전자석 릴레이(44d)의 전자석 코일(44d2)은 구동 회로(17f)에 설치된 FLS(17f7)를 이용하여 제어된다. 물론, FLS(17f7)는 마이크로 컴퓨터(17a)로부터의 지시에 의해 제어된다.

탈수 공정에서 모터의 운전 제어에 관해서, 소정의 회전 속도(최고 및 최저 회전 속도, 예를 들면, 최고 회전 속도 = 850rpm, 최저 회전 속도 = 800rpm)를 설정하고, 이 탈수 공정에서 회전 검출 요소(49)로부터의 출력되는 출력 신호를 기초로 하여 회전 속도를 검출하고, 회전 속도가 기동시부터 최고 회전 속도로 증가될 때까지 전자석 릴레이(44d)의 전자석 코일(44d2)을 폐쇄하고 FLS(17f1)를 온으로 하여 분할 위상 컨덴서(44c)를 접속시키는 모드에서 모터를 운전하고, 초기에 FLS(17f1)를 오프한 뒤 전자석 릴레이(44d)의 전자석 코일(44d2)을 개방하고, 다시 FLS(17f1)를 온으로 하여 분할 위상 컨덴서(44c)를 분리하는 모드에서 모터를 운전시킴으로써, 마이크로 컴퓨터(17a)가 제어를 수행한다. 이러한 운전 모드에서, 콘덴서 분할 위상형의 가역 회전형 유도 모터는 회전 속도를 감소시키도록 회전 토크가 감소된다. 그 다음, 회전 속도가 최저 회전 속도까지 저하되면, FLS(17f1)를 초기에 오프한 후에 전자석 릴레이(44d)의 전자석 코일(44d2)을 개방하고, FLS(17f1)를 다시 온으로 하여 분할 위상 컨덴서(44c)를 접속하는 모드에서 모터를 운전시킴으로써, 마이크로 컴퓨터(17a)는 제어를 수행한다. 이러한 운전 모드에서, 모터는 회전 속도를 증가시키도록 회전 토크가 증가된다.

전자석 릴레이(44d)의 스위치 접점(44d1)의 스위칭은 전원 전압 파형의 제로-크로스 시기와 90도 위상차를 갖는 시기(분할 위상 컨덴서를 통하여 흐르는 전류가 0인 시기)에서 수행되는 것이 바람직하다.

도20은 상술한 바와 같은 이러한 운전 제어에 있어서 속도 제어 특성을 도시한다.

탈수 회전 방향과는 반대 방향으로 회전 토크를 발생시키도록 컨덴서 분할 위상형의 가역 회전형 유도 모터에 전력이 공급되는 역상 전자기 제동은 탈수 공정이 완료되었을 때 세탁조 겸 탈수조(2)의 회전을 감속시키는 제동에 있어 효과적이다. 역상 전자기 제동은 교반 날개(4)를 역회전시키는 가역 회전형 유도 모터의 고정자 권취부(44b1, 44b2)로의 전력 공급을 제어하기 위한 가역 회전형 전력 공급 제어용 FLS(17f2)를 사용함으로써 수행될 수 있다.

유도 모터의 고정자 권취부(44b1, 44b2)에 직류 전압을 가함으로써 제동력을 발생시키는 직류 제동 방법에서는, 14 내지 15A 정도로 큰 유입 전류가 제동시에흐르기 때문에, 전원 전압이 40 내지 59V로 낮아져서 제어 유닛(17), 특히 마이크로컴퓨터(17a)에서 오작동을 야기할 수도 있다. 한편, 역상 전자기 제동에서는 커다란 유입 전류가 없기 때문에, 전원 전압이 낮아짐으로써 야기되는 오작동이 없다.

가역 회전형 유도 모터는 역상 전자기 제동시에 역회전 방향으로 회전 토크를 발생시키기 때문에, 역상 전자기 제동을 위한 전력이 회전 정지 후에 계속 공급된다면 가역 회전형 유도 모터는 역방향으로 회전될 것이다. 그러나, 전력 공급 시간이 불충분하면, 회전의 정지까지 충분한 제동이 수행될 수 없다. 따라서, 공급 전력의 정지 시기의 제어는 역상 전자기 제동에 있어 중요한 요소이다. 모터의 회전자(45)의 회전 속도가 회전 검출 요소(49)로부터의 출력 신호를 사용하여 얻어지고, 역상 전자기 제동을 위한 전력 공급이 회전 속도를 참조하여 정지되는 제어 방법을 이용하는 것이 고려될 수 있다. 그러나, 저속 회전시에는 검출 오차가 크기 때문에 정확한 제어를 수행하기가 어렵다.

본 실시예에서는, 역상 전자기 제동에서 보다 정확하게 전력 공급을 정지시키기 위해서, 부하량(의류 양)에 대응하여 역상 전자기 제동의 전력 공급 시간을 제어하는 방법이 이용된다.

탈수 공정에서 역상 전자기 제동시의 회전 속도의 감속률은 부하량에 따라 변한다. 따라서, 일 실시예에서는, 하나의 소정의 회전 속도로부터 다른 소정의 회전 속도까지의 감속률(감속 시간)을 계측하고, 역상 전력 공급 시간을 제어하도록 그 계측치를 토대로 역상 전자기 제동 정지 시간을 계산한다.

또한, 탈수 공정의 기동시의 회전 속도의 상승률은 부하량에 따라 변한다. 따라서, 또 다른 실시예에서는, 특정 회전 속도에 도달할 때까지의 상승률(기동 시간)이 계측되고, 역상 전력 공급 시간을 제어하도록 그 계측치를 토대로 역상 전자기 제동 정지 시간이 계산된다.

이들 역상 전력 공급 시간 제어 방법들 양자 모두는 마이크로컴퓨터(17a)를 사용하여 제어 처리를 토대로 수행된다.

도21은 상술한 실시예에서 탈수 공정에서의 운전 제어 특성을 도시하고 있다. 탈수 공정에서, FLS(17f1)의 온/오프 제어를 수행함으로써 가역 회전형 유도 모터의 고정자 권취부(44b1)가 주 권취부로서 사용되고 고정자 권취부(44b2)가 보조 권취부로서 사용되는 조건하에서 전력을 공급하여, 특정 회전 속도로 특정 시간 동안 탈수 운전을 수행한다. 다음에, FLS(17f1)를 오프한 후에 FLS(17f2)를 온으로 함으로써 고정자 권취부(44b2)가 주 권취부로서 사용되고 고정자 권취부(44b1)가 보조 권취부로서 사용되는 조건하에서 역상 전력 공급을 수행하여, 역상 전자기 제동이 시작된다. 회전 속도가 R1으로부터 R2까지 감소되는 감속률(T; 감속 시간)은 회전 검출 요소(49)로부터의 출력 신호를 참조하여 계산되고, 회전 속도 R2로부터 정지까지의 역상 전자기 제동 정지 시간(t)이 역상 전력 공급 시간을 제어하도록 계산된다.

검출될 회전 속도(R1, R2)는 고정밀도로 마이크로컴퓨터(17a)에 의해 회전 검출 요소(49)로부터의 출력 신호를 참조하여 계산될 수 있는 범위 내에 있으며, 회전 속도 R2는 가능한 한 낮은 회전 속도로 설정되는 것이 바람직하다.

도22의 (a)는 부하량과 감속 시간(T) 사이의 관계를 도시하고, 도22의 (b)는 부하량과 역상 전자기 제동 정지 시간(t) 사이의 관계를 도시하고 있다. 도23은 상세한 수치값을 보여주는 제어표이다.

따라서, 마이크로컴퓨터(17a)는 이들 종류의 관계를 사용하여, 그리고 계측된 감속 시간(T)에 따라, 연산 처리 또는 표 참조를 통해 역상 전자기 정지 시간(t)을 계산함으로써 역상 전력 공급 시간을 제어할 수 있다.

도24는 다른 상술한 실시예에서 탈수 공정에서의 운전 제어 특성을 도시하고 있다. 탈수 공정에서, FLS(17f1)의 온/오프 제어를 수행함으로써 가역 회전형 유도 모터의 고정자 권취부(44b1)가 주 권취부로서 사용되고 고정자 권취부(44b2)가 보조 권취부로서 사용되는 조건하에서 전력을 공급하여, 특정 회전 속도로 특정 시간 동안 탈수 운전이 수행된다. 기동시에, 회전 속도가 특정 회전 속도까지 증가되는 데 필요한 기동 시간(TA)이 계측된다. 이어서, 탈수의 종료시, FLS(17f2)를 오프한 후에 FLS(17f1)를 온으로 하여 고정자 권취부(44b2)가 주 권취부로서 사용되고 고정자 권취부(44b1)가 보조 권취부로서 사용되는 조건하에서 역상 전력 공급을 수행하여, 역상 전자기 제동이 시작된다. R1의 회전 속도로부터 정지까지의 역상 전자기 제동 정지 시간(TB)은 역상 전력 공급 시간을 제어하도록 기동 시간(TA)을 참조하여 계산된다.

도25의 (a)는 부하량과 기동 시간(TA) 사이의 관계를 도시하고, 도25의 (b)는 부하량과 역상 전자기 제동 정지 시간(TB) 사이의 관계를 도시하고 있다. 도26은 상세한 수치값을 보여주는 제어표이다.

따라서, 마이크로컴퓨터(17a)는 이들 종류의 관계를 사용하여, 그리고 계측된 기동 시간(TA)에 따라, 연산 처리 또는 표 참조를 통해 역상 전자기 제동 정지 시간(TB)을 계산함으로써 역상 전력 공급 시간을 제어할 수 있다.

본 발명에 따라서, 구동 장치의 맞물림 클러치 기구에서 맞물림 결합된 회전력 전달면 사이에 완충 부재를 개재시킴으로써, 맞물림 결합된 회전력 전달면이 반복적으로 접촉 및 분리함으로써 발생하는 소음을 저감시킬 수 있다.

Claims (8)

1. 외조 내에 회전 가능하게 배치된 세탁조 겸 탈수조와, 상기 세탁조 겸 탈수조의 바닥의 내부에 회전 가능하게 배치된 교반 날개와, 상기 외조의 바닥의 외측에 배치되어 상기 세탁조 겸 탈수조 및 교반 날개를 구동하는 구동 장치와, 제어 장치를 포함하고, 상기 구동 장치는 감속 기어 기구, 클러치 기구 및 가역 회전 모터가 세탁조 겸 탈수조 및 교반 날개의 구동 회전축 중심에서 수직 방향으로 직렬로 정렬된 구성을 갖는 전기 세탁기에 있어서,

   상기 클러치 기구는 서로 맞물림 결합되는 회전력 전달면들 사이에 완충 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 세탁기.
2. 제1항에 있어서, 상기 가역 회전 모터는 유도 모터인 것을 특징으로 하는 전기 세탁기.
3. 제1항에 있어서, 상기 가역 회전 모터는 인버터 모터인 것을 특징으로 하는 전기 세탁기.
4. 제1항에 있어서, 상기 클러치 기구는 모터의 회전자에 구비된 맞물림 요철부와 입력축과 활주 가능하게 결합된 슬라이더의 맞물림 돌기 사이의 맞물림 결합에 의한 접촉면들을 통하여 회전력을 전달하는 것을 특징으로 하는 전기 세탁기.
5. 제4항에 있어서, 상기 완충 부재는 맞물림 요철부의 회전 방향으로의 양측의 접촉면들 사이에 개재하도록 배치된 것을 특징으로 하는 전기 세탁기.
6. 제4항에 있어서, 상기 맞물림 요철부는 모터의 회전자에 구비된 맞물림 요철판으로 형성되고, 상기 슬라이더의 맞물림 돌기는 상기 축과 활주 가능하게 결합하는 슬라이더를 성형하는 수지로 만들어진 것을 특징으로 하는 전기 세탁기.
7. 제6항에 있어서, 상기 맞물림 요철판은 비자성의 금속 또는 수지로 만들어진 것을 특징으로 하는 전기 세탁기.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는 모터로의 전력을 단속적으로 공급함으로써 탈수 공정에서의 회전 속도를 소정의 회전 속도로 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 세탁기.