KR101295359B1 - 드럼세탁기의 진동 저감 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 드럼세탁기의 진동 저감 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 터브의 과대 진동을 감소시키고 드럼세탁기의 제조비용을 절감할 수 있는 드럼세탁기의 진동 저감 장치 및 방법을 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명은 볼 밸런서를 채용하는 드럼세탁기의 진동 저감 방법에 있어서, 탈수 동작 시, 터브 과대 진동발생 이전의 시점에서 상기 드럼을 일정 회전속도로 일정시간 유지하도록 하고, 진동감지수단에서 감지한 터브의 진동주파수를 통해 상기 드럼의 재상승시점을 판단하여 상기 드럼의 재상승시점이 되면 상기 드럼의 회전속도를 재상승시켜 상기 터브의 과대 진동이 감소되도록 제어한다.
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드럼세탁기의 진동 저감 장치의 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 드럼과 볼의 속도차이를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드럼세탁기의 진동을 저감하는 과정을 설명하기 위한 제어흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 드럼과 볼의 속도차이에 의한 진동발생을 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 터브 진동과 볼 위치의 상관관계를 보인 예시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
100...드럼세탁기의 진동 저감 장치
110...터브 120...드럼
130...볼 140...진동감지수단
150...연결호스 160...급수밸브
170...배수관 180...세탁물
본 발명은 드럼세탁기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼 밸런서(ball balancer)를 채용한 세탁기에 있어서, 탈수 동작 시 볼 밸런서를 제어하여 세탁물의 편심에 의해 발생되는 터브의 과대 진동을 감소시키는 드럼세탁기의 진동 저감 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 드럼세탁기는 드럼이 회전할 때 발생하는 세탁물 및 세탁수의 낙차를 이용하여 세탁물이 세탁되도록 마련된 장치로서, 세제와 세탁수 및 세탁물이 상기 드럼 내에 투입된 상태에서 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 드럼을 통해 세탁물의 마찰력을 이용하여 세탁을 행하는 방식으로 구성된다.
상기와 같은 드럼세탁기는 세탁물의 손상이 거의 없고, 세탁물이 서로 엉키지 않으며, 두드리고 비벼빠는 세탁효과를 낼 수 있으나 탈수하는 과정에서 세탁물의 편심에 의하여 심한 진동과 소음이 발생되기 때문에 드럼의 전, 후방에 레이스를 설치하고 상기 레이스안에 볼을 장착함으로써 편심을 방지하는 볼 밸런싱 방식을 채용하였다.
상기와 같은 볼 밸런싱 방식은 상기 터브와 볼의 회전속도의 차이로 인하여일정한 회전수에서 상기 터브가 순간적으로 과대 진동하는 공진점이 발생하기 때문에 상기 공진점이 발생하는 밸런싱 위치에 도달하기 전에 두 개 이상의 레이스의 볼들이 서로 위상차를 가지고 운동하게 하여 세탁물 및 볼에 의해 유발되는 언발란 스를 서로 상쇄하도록 하여 과대 진동을 방지하고 있다.
그러나, 상기와 같은 볼 밸런싱 방식은 상기 볼의 크기(Size) 및 상기 레이스의 점도 등이 다른 2개 이상의 레이스를 설치하기 때문에 드럼세탁기의 제조비용이 많이 드는 문제점이 있었다.
또한, 상기 터브의 과대한 진동을 방지하기 위한 방법이 정확한 계산에 의해 측정된 것이 아니라 확률적으로 발생 가능성을 줄이도록 구성된 것이므로 상기 터브의 과대 진동을 더욱 줄이기 위해서는 많은 레이스를 사용하여야 한다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 볼 밸런서를 제어하여 세탁물의 편심에 의해 발생되는 터브의 과대 진동을 감소시킬 뿐만 아니라 드럼세탁기의 제조비용이 절감되도록 그 구조를 개선한 드럼세탁기의 진동 저감 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 볼 밸런서를 채용하는 드럼세탁기의 진동 저감 방법에 있어서, 탈수 동작 시, 터브 과대 진동발생 이전의 시점에서 상기 드럼을 일정 회전속도로 일정시간 유지하도록 하고, 진동감지수단에서 감지한 터브의 진동주파수를 통해 상기 드럼의 재상승시점을 판단하여 상기 드럼의 재상승시점이 되면 상기 드럼의 회전속도를 재상승시켜 상기 터브의 과대 진동이 감소되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 터브 과대 진동발생 이전의 시점은 상기 드럼의 회전속도가 기설정 저장된 회전속도에 도달하는 시점인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 드럼의 재상승 시점은 볼과 세탁물의 위상 차이를 검출하여 더 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 볼 밸런서를 채용하는 드럼세탁기에 있어서, 탈수 동작 시, 터브의 진동주파수를 감지하는 진동감지수단; 및 터브 과대진동발생 이전의 시점에서 상기 드럼이 일정 회전속도로 일정시간 유지하도록 하고, 상기 진동감지수단에서 감지한 상기 터브의 진동주파수를 통해 드럼의 재상승 시점을 판단하여 재상승 시점이 되면 상기 드럼의 회전속도를 재상승시켜 상기 터브의 진동이 감소되도록 제어하는 구동제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진동감지수단은 가속도센서인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드럼세탁기의 진동 저감 장치의 종단면도로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드럼세탁기의 진동 저감 장치(100)는 진동감지수단(140) 및 구동제어수단(미도시)을 포함한다.
본 발명에 따른 드럼세탁기의 진동 저감 장치를 설명하기에 앞서 상기 드럼 세탁기는 탈수 동작을 수행할 시, 상기 터브(110) 내부의 드럼(120) 후방에 세탁물이 한쪽으로 몰려 진동과 소음이 발생되기 전에 균형을 잡아주기 위한 볼 밸런서를 구비하게 되는데, 이때, 상기 드럼(120)이 회전을 하게 되면 상기 볼(130)도 상기 드럼(120)의 회전에 따라 같이 회전하게 된다.
그러나, 도 2에 도시한 바와 같이 탈수 동작을 수행하기 위해 고속으로 회전하게 되면 드럼 회전속도(RPM1)와 볼 회전속도(RPM2)는 속도차이가 발생하며, 이로 인해 변조현상에 의한 진동 주파수가 발생한다.
또한, 상기 볼(130)의 위상이 상기 세탁물(180)의 위상과 같으면 언밸런스에 의해 상기 진동 주파수가 크게 발생하고 상기 볼(130)의 위상이 상기 세탁물(180)의 위상과 반대의 방향이면 밸런스에 의해 상기 진동주파수가 작게 발생한다.
즉, 탈수로 진입하는 과정에서 상기 드럼(120)과 볼(130)의 회전속도 차이 및 상기 볼(130)과 세탁물(180)의 위상차이로 인하여 일정 회전속도(예를 들면, 250RPM~300RPM)에서 상기 터브(110)가 순간적으로 과대 진동하는 지점 즉 진동 주파수가 최대인 지점이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기 드럼의 회전속도(RPM1)와 볼의 회전속도(RPM2) 차이로 인해 발생되는 진동 주파수가 최저치가 될 수 있도록 상기 터브의 과대 진동발생시점을 통과하도록 한다.
우선, 상기 진동감지수단(140)에 대해 설명하면, 상기 진동감지수단(140)은 상기 터브(110)의 진동주파수를 감지한다.
여기서, 상기 진동주파수는 상기 드럼(120)의 회전속도와 상기 볼(130)의 회 전속도의 차이에 의해 발생하는 주파수로서 상기와 같은 진동을 감지하기 위한 수단으로 드럼세탁기 내부의 일정영역에 설치되어 상기 드럼(120)과의 거리변화에 따라 일정신호를 출력하는 센서 등이 존재할 수 있다.
다음으로, 상기 구동제어수단은 터브 과대진동발생 이전의 시점 즉, 상기 드럼(120)의 회전속도가 기설정 저장된 회전속도에 도달하면 상기 드럼(120)을 일정 회전속도로 일정시간 유지하도록 하고, 상기 진동감지수단(140)에서 감지한 상기 터브의 진동주파수를 통해 드럼의 재상승 시점을 판단하여 재상승 시점이 되면 상기 드럼의 회전속도를 재상승시켜 상기 터브의 진동이 감소되도록 제어한다.
이하에서는 상기와 같은 과대 진동발생시점을 통과하기 위한 동작 과정을 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드럼세탁기의 진동을 저감하는 과정을 설명하기 위한 제어흐름도로서, 탈수가 동작되는 시점인지 판단(S300)하여 탈수 시, 상기 터브 과대진동발생 이전의 시점 즉, 상기 드럼(120)의 회전속도가 기설정 저장된 회전속도에 도달하면 상기 드럼(120)을 일정 회전속도로 일정시간 유지하도록 제어한다(S310).
예를 들어, 기설정 저장된 드럼의 회전속도가 160rpm이라면, 탈수 동작 시, 상기 드럼의 회전속도가 160rpm에 도달하면 상기 드럼을 160rpm의 회전속도로 40초 동안 유지하도록 제어한다.
상기와 같이 드럼(120)이 일정 회전속도로 일정 시간 유지되도록 제어함으로써 상기 진동이 규정치를 초과하지 않도록 할 수 있을 뿐만 아니라 상기 드럼(120) 과 볼(130)의 속도차이에 의한 변조 현상을 용이하게 관찰할 수 있게 된다.
다음으로, 도 4는 본 발명의 실시예에서 터브 진동과 볼 위치의 상관관계를 보인 예시도로서, 상기 드럼(120)이 일정 회전속도로 일정시간 유지되는 동안 상기 진동감지수단(140)에서 감지한 상기 터브(110)의 진동주파수를 통해 상기 진동주파수가 최저치가 되도록 상기 드럼(120)의 재상승 시점을 판단(S320)하고, 상기 드럼(120)의 재상승 시점이 되면 상기 드럼(120)의 회전속도를 재상승시켜 상기 터브(110)의 진동이 감소되도록 제어한다(S330).
여기서, 상기 재상승 시점은 상기 진동감지수단(140)에서 감지한 상기 터브(110)의 진동주파수가 최저치가 되도록 상기 재상승 시점의 시간을 계산하여 상기 재상승 시점을 판단하는 방법이 바람직하다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 5는 본 발명의 실시예에서 터브 진동과 볼 위치의 상관관계를 보인 예시도로서, 상기 볼(130)의 위상을 지속적으로 검출하여 상기 볼(130)의 위상이 어떠한 일정 시점에 이르면 상기 드럼(120)의 회전속도를 증가시켜 상기 볼(130)의 위상이 세탁물(180)의 위상과 반대 방향에 위치하도록 제어함으로써 상기 터브 과대 진동발생지점(A)을 통과하도록 한다.
상기 진동감지수단(140)은 가속도센서인 것이 바람직하며, 상기와 같은 가속도센서를 이용하여 상기 드럼과 볼의 회전속도 변화를 감지한다.
또한, 고속의 회전속도로 탈수 동작을 수행할 시, 상기 진동주파수가 기준치보다 높게 감지되면 상기 드럼(120)의 최대 회전속도를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 탈수 동작 시, 상기 드럼의 최대 회전속도가 1200rpm인 경우, 상 기 가속도센서로 상기 진동주파수를 감지하여 상기 진동주파수가 기준치보다 높게 감지되면 상기 드럼(120)의 최대 회전속도가 1080rpm으로 감소되도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명은 싱글 레이스를 사용한 볼 밸런서를 채용할 수 있기 때문에 종래의 2개 이상의 복수개의 레이스를 채용하는 드럼세탁기에 비해 제조비용을 절감할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 드럼세탁기의 진동 저감 장치 및 방법은 싱글 레이스를 사용한 볼 밸런서를 채용할 수 있기 때문에 드럼세탁기의 제조비용을 절감되고, 터브의 과대 진동 방지가 정확한 계산에 의한 것이기 때문에 터브의 과대 진동을 효율적으로 감소시킬 수 있는 효과를 창출한다.
Claims (5)
- 볼 밸런서를 채용하는 드럼세탁기의 진동 저감 방법에 있어서,탈수 동작 시, 터브 과대 진동발생 이전의 시점에서 상기 드럼을 일정 회전속도로 일정시간 유지하도록 하고, 진동감지수단에서 감지한 상기 터브의 진동주파수를 통해 상기 드럼의 재상승시점을 판단하여 상기 드럼의 재상승시점이 되면 상기 드럼의 회전속도를 재상승시켜 상기 터브의 과대 진동이 감소되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기의 진동 저감 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 터브 과대 진동발생 이전의 시점은 상기 드럼의 회전속도가 기설정 저장된 회전속도에 도달하는 시점인 것을 특징으로 하는 드럼세탁기의 진동 저감 방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 드럼의 재상승시점은볼과 세탁물의 위상 차이를 검출하여 더 판단하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기의 진동 저감 방법.
- 볼 밸런서를 채용하는 드럼세탁기에 있어서,탈수 동작 시, 터브의 진동주파수를 감지하는 진동감지수단; 및터브 과대 진동발생 이전의 시점에서 상기 드럼이 일정 회전속도로 일정시간 유지하도록 하고, 상기 진동감지수단에서 감지한 상기 터브의 진동주파수를 통해 드럼의 재상승 시점을 판단하여 재상승 시점이 되면 상기 드럼의 회전속도를 재상승시켜 상기 터브의 진동이 감소되도록 제어하는 구동제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기의 진동 저감 장치.
- 제 4항에 있어서,상기 진동감지수단은 가속도센서인 것을 특징으로 하는 드럼세탁기의 진동 저감 장치.
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