JP2019521777A - 洗濯物処理装置 - Google Patents

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Abstract

本発明の実施例に係る洗濯物処理装置は、キャビネットと、上記キャビネットの内部に収容されるドラムと、上記ドラムを収容するタブと、上記キャビネットの振動を吸収するために提供される動吸振器と、を有し、上記動吸振器は、上記キャビネットに結合される支持プレートと、上記支持プレートに移動可能に置かれて、上記キャビネットに伝達される振動を吸収する第1質量体と、上記支持プレートに移動可能に置かれて、上記キャビネットに伝達される振動を吸収する第2質量体と、を有し、振動を吸収するために、上記第2質量体が上記支持プレートに対して相対運動を始める時点は、上記第1質量体が上記支持プレートに対して相対運動を始める時点と異なることを特徴とする。【選択図】図3

Description

本発明は、洗濯物処理装置に関するものである。
洗濯機又は乾燥機のように、内部に回転するドラムが備えられる家電製品の場合、上記ドラムの回転速度(rpm)が増加することで、ドラム内部に投入された洗濯物、即ち負荷の偏心によって水平方向の加振力が発生することになる。
特に、脱水過程のように、ドラムの回転速度が増加する過程で、洗濯機キャビネットの共振周波数ポイント(地点)でキャビネットの水平方向の振動変位が急増する過度振動が発生する。そして、上記ドラムが最高速度で一定に維持されるときは、同じ振動が一定に繰返される正常振動が発生する。
このような過度振動によって、ドラムの回転速度が増加する過程で、洗濯機が左右方向に揺動する現象が発生する。そして、このような過度振動は、洗濯機が地面から離隔されるスタックタイプ洗濯機でより著しく現れる。
例えば、小型洗濯機又は洗濯物を貯蔵するための物体の上面に積層されるスタックタイプ洗濯機の場合、設置面に直接置かれる一般の洗濯機に比べて、上記過度振動の振動変位が大きくなり、過度振動が低速運転において発生する。即ち、スタックタイプの洗濯機が、底面に直接置かれる洗濯機に比べて、過度振動の発生時点が早まる。
このような過度振動を吸収するために、一般的に動吸振器(dynamic absorber)が洗濯機に設置される。
上記動吸振器は、ドラムの回転によって発生する水平方向の加振力の位相と180度反対となる位相で水平方向に振動して、洗濯機の振動を吸収する原理を利用した動吸振器である。
詳しくは、ドラムが加速回転すると、上述したように、偏心した負荷(洗濯物)の回転によって水平方向に加振力が発生する。そして、上記ドラムの回転数が増加しながら上記ドラムの共振周波数に到達すると、共振点において、上記洗濯機キャビネットは、上記加振力と位相差が90度である調和振動を行う(をする)ことになる。
また、上記共振点において、上記動吸振器は、洗濯機キャビネットの振動と90度の位相差を置いて調和振動することになる。結果的に、上記加振力と上記動吸振器とは、180度の位相差を置いて反対方向に振動することで振動が相殺され、結果的に洗濯機キャビネットが動かないという効果をもたらす。
米国特許第8443636号明細書に、上記動吸振器が洗濯機に備えられる技術が開示される。
上記先行技術で開示された動吸振器は、洗濯機のケーシングの底面にフレームが備えられ、フレームの上面に粘弾性(viscoelastic)部材が置かれ、上記粘弾性部材の上面に振動を吸収するための質量体が置かれる構造からなる。
このような動吸振器構造は、次のような問題点がある。
第一に、粘弾性部材が質量体の底面に置かれるので、質量体の荷重が持続的に上記弾性部材に作用して、弾性部材の破損及び性能低下を招くことがある。
第二に、質量体が水平方向に振動するとき、上記粘弾性部材に左右方向に作用するせん断応力(shear stress)を利用して振動を吸収するので、減衰比が低いため過度振動を効果的に吸収できないという短所がある。
上記先行技術の特許明細書には、ドラムの回転数全体領域で効果的に振動を吸収できると記述されているが、実質的に上記先行技術に開示された動吸振器は、正常振動(continuous oscillation)を吸収する効果はありえるが、振動変位が突然増加する過度振動を吸収する能力は著しく落ちる。
第三に、上記粘弾性部材にせん断応力が交互に作用するので、粘弾性部材の破損可能性が高まり寿命が短くなるという短所がある。
第四に、水平方向振動が洗濯機に作用して質量体が振動と反対方向に水平移動するとき、弾性部材の上端が横方向に移動しながら弾性部材が曲がる。その結果、質量体が振動を吸収するために水平状態を維持しながら左右方向に揺動できない問題が発生する。即ち、質量体が横方向振動を吸収するために左右方向に揺動するとき、弾性部材の曲がる現象によって、質量体の左側端部及び右側端部が下側に傾く現象が発生する。その結果、洗濯機に作用する水平方向振動を効果的に吸収できなくなる。
本発明は、上記のような問題点を改善するために提案されるものである。
上記のような目的を達成するための本発明の実施例に係る洗濯物処理装置は、キャビネットと、キャビネットの内部に収容されるドラムと、ドラムを収容するタブと、キャビネットの振動を吸収するために提供される動吸振器と、を有し、動吸振器は、キャビネットに結合される支持プレートと、支持プレートに移動可能に置かれて、キャビネットに伝達される振動を吸収する第1質量体と、支持プレートに移動可能に置かれて、キャビネットに伝達される振動を吸収する第2質量体と、を有し、振動を吸収するために、第2質量体が支持プレートに対して相対運動を始める時点は、第1質量体が支持プレートに対して相対運動を始める時点と異なることを特徴とする。
他の側面における本発明の実施例に係る洗濯物処理装置は、キャビネットと、キャビネットの内部に収容されるドラムと、ドラムを収容するタブと、キャビネットの振動を吸収するために提供される動吸振器と、を有し、動吸振器は、キャビネットに結合される支持プレートと、支持プレートと平行する方向に支持プレートに対して相対運動を行い、キャビネットに伝達される第1振動を吸収する第1質量体と、第1質量体の運動方向に第1質量体の両側端を支持する弾性部材と、第1質量体から離隔する位置に置かれ、支持プレートと平行する方向に支持プレートに対して相対運動を行い、キャビネットに伝達される第2振動を吸収する第2質量体と、第2質量体と支持プレートとの間に介在し、第2質量体のスライディング移動を可能とし、摩擦力による減衰を有する摩擦部材と、を有することができる。
上記のような構成を有する本発明の実施例に係る洗濯物処理装置によれば、次のような効果がある。
第一に、本発明の実施例に係る動吸振器が洗濯物処理装置に備えられることで、洗濯物処理装置のキャビネットに発生する多様な形態の振動を効果的に吸収できる。即ち、過度振動を吸収するための質量体と正常振動を吸収するための質量体とがそれぞれ提供されることで、低周波数(低回転)領域で発生する過度振動だけではなく、高周波数(高回転)領域で発生する正常振動を一緒に吸収できるという長所がある。
第二に、過度振動を吸収する質量体の振動後半部と正常振動を吸収する質量体の振動の最初の部分とが重なるように動吸振器が設計されることで、正常振動を吸収する質量体が過度振動の吸収に一部寄与することで、過度振動吸振幅が増加するという長所がある。
即ち、過度振動吸収後に発生する振動変位が小さい2つの2次過度振動のうち後半部に現れる2次過度振動の振動変位を減少させるという長所がある。
第三に、過度振動の吸振領域の後半部と正常振動の吸振領域の前半部とが重なることで、2次過度振動の振動変位を著しく減らし、その結果、正常振動の振動変位が減少し、正常振動の吸振能力が向上するという効果がある。
本発明の実施例に係る洗濯物処理装置の斜視図である。 本発明の実施例に係る動吸振器を備える上記洗濯物処理装置の分解斜視図である。 本発明の実施例に係る動吸振器の斜視図である。 上記動吸振器の分解斜視図である。 本発明の実施例に係る動吸振器を構成する支持プレートの斜視図である。 上記支持プレートの平面図である。 図6の7‐7線縦断面図である。 本発明の実施例に係る第1質量体の平面図である。 上記第1質量体の斜視図である。 本発明の実施例に係る第1質量体の垂直方向の振動に対する緩衝構造を示す図である。 図10の11‐11線縦断面図である。 洗濯物処理装置の運搬過程で、質量体が支持プレートから分離することを防止するための分離防止構造を示す断面図である。 本発明の実施例に係る第2質量体の斜視図である。 本発明の実施例に係るサポータの平面斜視図である。 上記サポータの底面斜視図である。 上記サポータの分解斜視図である。 図14の17‐17線縦断面図である。 本発明の実施例に係るスライダを構成するアッパースライダの平面斜視図である。 上記アッパースライダの底面斜視図である。 上記スライダを構成するロウアースライダの平面斜視図である。 上記ロウアースライダの底面斜視図である。 図3の22‐22線縦断面図である。 本発明の実施例に係る第2弾性ダンパの平面斜視図である。 上記第2弾性ダンパの底面斜視図である。 本発明の実施例に係る第1弾性ダンパの平面斜視図である。 上記第1弾性ダンパの底面斜視図である。 図25の27‐27線縦断面図である。 過度振動吸収用質量体のみを含む動吸振器が装着された洗濯物処理装置の振動変位を示すグラフである。 本発明の実施例に係る動吸振器を装着した洗濯物処理装置の振動変位を示すグラフである。
以下、本発明の実施例に係る洗濯物処理装置について、図面を参照して詳しく説明する。
まず、本発明において説明される用語について定義する。
以下で説明される過度振動(damped oscillation(vibration)又はtransient oscillation(vibration))は、洗濯物が投入されたドラムがすすぎ又は脱水のために加速回転を行うとき、上記ドラムの共振点でキャビネットの振動変位が急増する振動を意味するものと定義する。
そして、以下で説明される正常振動(steady-state oscillation(vibration)又はcontinuous oscillation(vibration))は、上記ドラムが最高速度に維持される間、ほぼ一定の振動変位を持って持続的に発生する振動を意味するものと定義する。
そして、本発明の実施例に係る動吸振器が上記過度振動又は正常振動を改善又は吸収するということは、上記動吸振器が上記過度振動又は正常振動の振動変位を無くしたり最小にして、上記キャビネットの振動を最小にすることを意味することができる。
図1は本発明の実施例に係る洗濯物処理装置の斜視図であり、図2は本発明の実施例に係る動吸振器を備える上記洗濯物処理装置の分解斜視図である。
図1及び図2を参照すると、本発明の実施例に係る洗濯物処理装置10は、キャビネット11と、上記キャビネット11の上面に置かれて上記キャビネットに伝達される振動を吸収する動吸振器20と、上記キャビネット11の内部に収容されるドラム(図示しない)及び上記ドラムを収容するタブ16と、を含むことができる。
詳しくは、上記キャビネットは、フロントキャビネット111と、サイドキャビネット112及びリアキャビネット113と、を含む。上記キャビネットの上面には、トッププレート12が置かれて上記キャビネット11の上面開口部をカバーする。
また、上記フロントキャビネット111には、ドア15が回動可能に結合され、上記ドラム内部に洗濯物を投入することができる。そして、上記フロントキャビネット111の上端には、洗剤ボックス14及びコントロールパネル13が備えられる。
また、上記洗濯物処理装置10は、設置面に直接置かれてもよく、所定の高さ(h)を有する別(別途)の積層物(W)の上に置かれてもよい。上記別の積層物(W)は、体積が小さい独立した洗濯装置であってもよく、洗濯物を含む物を保管するための保管箱であってもよいが、これに限定されるものではない。
一方、本発明の実施例に係る動吸振器(dynamic absorber)20は、上記キャビネット11の上面に安着し、上記トッププレート12によって覆われて外部露出が遮断される。
また、上記動吸振器20の左側端部及び右側端部は、左側及び右側サイドキャビネット112の上端に安着する。そして、上記キャビネット11の内部上側には、上記洗剤ボックス14及び上記コントロールパネル13が位置するので、これらとの干渉を避けるために、上記動吸振器20は、上記キャビネット11の前端部から後側に離隔して位置することができる。
例えば、上記支持プレート24の前端部から(と)上記フロントキャビネット111までの水平距離は、上記支持プレート24の後端部から上記リアキャビネット113までの水平距離より長く設定されるが、これに限定されるものではなく、上記動吸振器20は、上記キャビネット11の上面中央に位置されてもよい。
以下では、上記動吸振器20の構造及び機能に対して、図面を参照してより詳しく説明する。
図3は本発明の実施例に係る動吸振器の斜視図であり、図4は上記動吸振器の分解斜視図である。
図3及び図4を参照すると、本発明の実施例に係る動吸振器20は、支持プレート21と、上記支持プレート21の上にスライディング可能に置かれる質量体(moving mass)22と、上記質量体22の側面に提供される弾性ダンパ25と、上記質量体22の底面を支持するスライディングガイド部材と、を含むことができる。
詳しくは、上記質量体22は、上記支持プレート21の上で、水平方向、具体的には、上記洗濯物処理装置10の左右方向にスライディング可能に置かれる。そして、上記質量体22は、第1質量体23と、上記第1質量体23の後側に置かれる第2質量体24と、を含むことができる。ここで、前側の質量体を第1質量体と定義してもよく、後側の質量体を第1質量体と定義してもよい。
また、上記第1及び第2質量体23、24のいずれか1つは、上記キャビネット11の過度振動を吸収するためのダンパであり、他の1つは、上記キャビネット11の正常振動を吸収するためのダンパである。そして、過度振動を吸収するためのダンパが正常振動を吸収するためのダンパの前面に置かれてもよく、後方に置かれてもよい。
本実施例では、前面の第1質量体23が正常振動を低減するためのダンパであり、後方の第2質量体23が過度振動を低減するためのダンパであると限定して説明する。そして、正常振動を低減するためのダンパの質量が、過度振動を低減するためのダンパの質量より大きく形成される。その理由は、正常振動は高速回転で発生し、過度振動は相対的に上記正常振動より低速回転で発生するからである。
また、上記弾性ダンパ25は、上記第1質量体23の両側面を支持する第1弾性ダンパ25と、上記第2質量体24の両側面を支持する第2弾性ダンパ27と、を含むことができる。上記弾性ダンパ25は、所定の弾性及び減衰(attenuation)を有する材質からなり、上記質量体22が上記ドラムの加振力と反対位相で左右方向に移動するときに発生する衝撃を吸収する。即ち、上記弾性ダンパ25は、上記質量体22が上記支持プレート21の側面に直接当たることを防止すると共に、弾性力によって上記質量体25を反対方向に押すように機能する。
一方、上記スライディングガイド部材は、サポータ28及びスライダ29を含む。
詳しくは、上記サポータ28は、正常振動を低減するためのダンパの底面に配置され、上記スライダ29は、過度振動のためのダンパの底面に配置される。したがって、本実施例では、上記サポータ28は、上記第1質量体23の下側に配置され、上記スライダ29は、上記第2質量体24の下側に配置される。ここで、正常振動を改善するためには、質量体の減衰が少ないほど有利であり、過度振動を改善するためには、質量体の減衰が大きいほど有利である。したがって、上記サポータ28の減衰は最小限に設計し、上記スライダ29の減衰は上記サポータ28の減衰より非常に大きく設計し、かつ過度振動が発生する共振周波数と上記第2質量体24の質量等とを考慮して適宜選定することが好ましい。
以下では、上記動吸振器20を構成する各構成要素に対して、図面を参照して具体的に説明する。
図5は本発明の実施例に係る動吸振器を構成する支持プレートの斜視図であり、図6は上記支持プレートの平面図であり、図7は図6の7‐7線縦断面図である。
図5〜図7を参照すると、本発明の実施例に係る動吸振器20を構成する支持プレート21は、上記質量体22を支持する支持部材として、上記質量体22が左右方向にスライディング移動可能に置かれる。
詳しくは、上記支持プレート21は、四角形金属板材からなるプレートボディ211と、上記プレートボディ211の外側縁部に略四角形形状に取り囲まれる外縁壁(boundary wall)212と、上記外縁壁212の内側で左右方向に所定長さ延長される区画壁213と、上記外縁壁212の外側縁部から延長されて上記サイドキャビネット112の上面に安着するキャビネット結合部215と、を含むことができる。
より詳しくは、上記外縁壁212及び上記区画壁213は、成形工程によって上記プレートボディ211の上面から上側に所定高さ突出し、上記支持プレート21の剛性を補強する。そして、上記外縁壁212の内側には、上記質量体22が収容される質量体収容部214が形成される。上記外縁壁212及び区画壁213の突出高さは1mm〜15mmの範囲内であるが、これに限定されるものではなく、少なくとも上記質量体22の厚さ以上に形成されれば十分である。
また、上記区画壁213は、上記質量体収容部214を前方の第1収容部214aと後方の第2収容部214bとに区画する。上記区画壁213の左側端部及び右側端部は、上記外縁壁212の内側縁部まで延長され、図示されたように、両端部が上記外縁壁212の内側縁部から所定距離離隔する。
そして、本実施例では、上記第1質量体23が上記第2質量体24より質量(又は、重量)が大きいので、上記区画壁213は、上記外縁壁212の前端部よりも後端部に近く位置することができる。
一方、上記キャビネット結合部215は、上記プレートボディ211の左側及び右側端部のそれぞれに複数(多数)個が形成される。そして、それぞれのキャビネット結合部215には、1つ又は複数の締結ホール215aが形成される。そして、スクリュのような締結部材が上記締結ホール215aを貫通して上記サイドキャビネット112の上面に挿入される。
そして、前後方向に隣接するキャビネット結合部215の間には、回避溝215bが形成される。上記回避溝215bが形成されることで、上記サイドキャビネット112の上面に結合される接地線又はボルトヘッド等のような障害物が上記支持プレート21と干渉することを防止することができる。
また、上記質量体収容部214に対応する上記プレートボディ211の部分には、複数の強度補強部217が形成され、上記複数の強度補強部217は、成形工程によって、上記プレートボディ211の底面から下側に所定深さ凹んで形成される。そして、複数の強度補強部217は、前後方向に所定間隔離隔する。
詳しくは、上記複数の強度補強部217は、上記第1収容部214aの領域に形成される複数の第1フォーミング部217a(又は、第1強度補強部)と、上記第2収容部214b領域に形成される複数の第2フォーミング部217b(又は、第2強度補強部)と、を含むことができる。
そして、上記複数の第1フォーミング部217aの左側及び右側端部は、上記外縁壁212の内側縁部に連結され、上記複数の第1フォーミング部217aの最前方に形成されるフォーミング部の前端部は、上記外縁壁212の内側縁部に連結される。
また、上記複数の第2フォーミング部217bの左側及び右側端部は、上記外縁壁212の内側縁部から所定間隔離隔する。そして、上記複数の第2フォーミング部217bの最前方に形成されるフォーミング部の前端部は、上記区画壁213と連結される。そして、上記複数の第2フォーミング部217bの最後方に形成されるフォーミング部の後端部は、上記外縁壁212の内側縁部と連結される。
また、上記複数の強度補強部217には、複数の回避ホール218aが形成される。上記複数の回避ホール218aは、上記質量体22の底面に突出する締結部材のヘッド、例えばリベットのヘッドと干渉することを防止するためのホールである。そして、上記質量体22は左右方向に往復移動するので、上記回避ホール218aのそれぞれは、上記質量体22の移動変位に対応する長辺部を有する楕円又は長ホール形態を有することができる。
また、上記質量体収容部214に該当する上記プレートボディ211には、1つ又は複数の排水ホールが形成され、上記動吸振器20に形成される水分が迅速に外部に排出されるようにすることができる。
また、上記複数の第1フォーミング部217aのいずれか1つには、サポータ装着部219が形成される。上記サポータ28の装着位置によって上記サポータ装着部29(219)の形成位置が決定され、本実施例では、2つのサポータ装着部219が上記支持プレート21の左右方向に離隔して形成される。
上記サポータ装着部219は、ローラホール219aと、上記ローラホール219aの前方及び後方にそれぞれ形成される一対のフックホール219cと、上記ローラホール219aとフックホール219cとの間に形成される一対のローラ軸支持部219bと、を含むことができる。
また、上記第2フォーミング部217bには、複数のスライダ締結ホール218bが形成される。上記スライダ締結ホール218bは、上記スライダ29が上記支持プレート21に固定されるようにするホールである。
一方、上記質量体収容部214の左側及び右側端のそれぞれには、複数の締結スリット216が形成される。
詳しくは、上記複数の締結スリット216は、上記外縁壁212の内側縁部に隣接するポイントに形成され、上記複数の締結スリット216に上記複数の弾性ダンパ25が嵌合される。
上記複数の締結スリット216のそれぞれは、長辺部と、上記長辺部の端部から上記長辺部と交差する方向に形成される短辺部と、を含むT字状又はI字状からなることができる。上記締結スリット216がT字状又はI字状からなることで、上記弾性ダンパ215の底面に突出する締結アーム(後述する)が容易に挿入されるようにすることができる。
上記弾性ダンパ215の締結アームを上記締結スリット216に挿入する方法については、以下、図面を参照して説明する。
また、上記支持プレート21は、上記サイドキャビネット112の上面に固定されるので、上記キャビネット11の振動が上記支持プレート21に伝達されて、上記キャビネット11と一緒に振動することができる。
ここで、上記支持プレート21の1次モード共振周波数は、上記ドラムの最大回転周波数より大きく形成され、ドラムの回転区間内では、上記支持プレート21自体の共振を回避することができる。一例として、上記支持プレート21の1次モード固有振動数(又は、1次モード共振周波数)は20Hz〜30Hzの範囲内である。
図8は本発明の実施例に係る第1質量体の平面図であり、図9は上記第1質量体の斜視図である。
図8及び図9を参照すると、本発明の実施例に係る質量体22のうち正常振動を吸収する第1質量体23は、角がラウンド状の長方形形状をなすことができる。
詳しくは、上記第1質量体23は、キャビネット11内部の制限された空間内で十分な質量を確保するために、密度が高い金属材質からなることができる。そして、上記第1質量体23は、鋳物による単一質量体(single mass)であってもよく、厚さが薄い複数の金属板が積層されてなってもよい。
上記第1質量体23が複数の金属薄板が積層されてなる場合、リベット部231によって複数の金属薄板が単一として結合される。そして、上記質量体22の4つの角は、ラウンド状に形成されるものと図示されるが、これに限定されるものではない。そして、上記リベット部231の個数は、積層される金属薄板の個数及び大きさに応じて適宜に設定され、複数の金属薄板同士が揺れ合ったり摩擦を起こさないで、単一質量体と同様に機能するようにすることができる。
また、上記第1質量体23の中央部には、複数のガイドホールユニットが形成される。そして、ガイドホールユニットのそれぞれは、複数のガイドホール233を含むことができる。
上記複数のガイドホールユニットは、上記第1質量体23を前後方向に二等分する線上に配置され、上記第1質量体23を左右方向に二等分する線を基準に左右に対称な位置に配置される。
上記ガイドホールユニットは、後述する上記サポータ28が装着される部分として、上記サポータ28によって上記第1質量体23が水平状態を維持しながら安定的に動くことができる。単一のガイドホールユニットが上記質量体23の真ん中に形成されることもあるが、この場合、上記第1質量体23が左右方向に往復移動しながら上下方向に傾いて上記支持プレート21と干渉する可能性がある。したがって、上記ガイドホールユニットは、少なくとも2つ以上形成されることが好ましい。本実施例では、2つのガイドホールユニットが上記質量体23の左側及び右側にそれぞれ配置されるものが提示される。
一方、上記ガイドホールユニットを構成する上記ガイドホール233は、長辺部及び短辺部を有する長ホール形態からなることができ、上記ガイドホール233の長辺部の長さdは、上記質量体23の移動変位に対応する。即ち、上記キャビネット11に水平方向振動が伝達されるとき、上記第1質量体23は、上記ガイドホール233の長さだけ左右方向に揺動することができる。
一方、上記第1質量体23は左右方向に水平に揺動するが、垂直方向への振動がないのではない。上記第1質量体23に垂直方向の振動が加えられるとき、上記第1質量体23の上面が上記トッププレート12に当たって騒音を誘発することがある。これを防止するために、上記第1質量体23の上面に緩衝パッド234が別に付着されてもよい。
上記緩衝パッド234は、上記第1質量体23の底面にも付着され、上記第1質量体23の中央部分が荷重によって垂れる現象又は上記振動第1ダンパ23に作用する垂直方向の振動によって、上記質量体23が上記支持プレート21に直接当たることを防止することができる。上記緩衝パッド234は、不織布、粘弾性部材、シリコン等を含むことができる。
上記緩衝パッド234は、後述される第2質量体23の上面及び底面の少なくともいずれか一面に装着される。
また、上記第1質量体23には、1つ又は複数の緩衝部材ホール232が形成され、上記緩衝部材ホール232については、以下で図面を参照して詳しく説明するようにする。上記緩衝部材ホール232は、上記第2質量体24にも形成される。
図10は本発明の実施例に係る第1質量体の垂直方向の振動に対する緩衝構造を示す図面であり、図11は図10の11‐11線縦断面図である。
図10及び図11を参照すると、上記第1質量体23には、上記緩衝部材ホール232が形成され、上記緩衝部材ホール232には緩衝ピン235が挿入される。
詳しくは、上記緩衝ピン235は、上記緩衝部材ホール232の直径に対応する外径を有するピンボディ235aと、上記ピンボディ235aの上端部に形成される上部緩衝部235bと、上記ピンボディ235aの下端部に形成される下部緩衝部235cと、を含むことができる。
より詳しくは、上記緩衝ピン235の少なくとも上記上部緩衝部235b及び下部緩衝部235cは、上記緩衝パッド235と同じ材質からなることができる。そして、上記下部緩衝部235cの外径は、上記ピンボディ235aの外径より大きく形成され、上記上部緩衝部235bの上端部は、上記トッププレート12の底面から離隔すると共に上記第1質量体23の上面より高く形成される。
そして、上記緩衝ピン235が上記第1質量体23に結合された状態で、上記下部緩衝部235cは、上記支持プレート21の上面から離隔する。
ここで、上記上部緩衝部235bは、上記緩衝部材ホール232の直径より大きい外径を有する別の部品から提供され、上記ピンボディ235aの上端に締結される。このとき、上記下部緩衝部235cは、上記ピンボディ235aと単一体となることができる。
別の方法として、上記上部緩衝部235bとピンボディ235aとが一体形成され、上記下部緩衝部235bが別の部材からなって上記ピンボディ235aの下端に締結される構造も可能である。
このように、上記緩衝部材ホール232に上記緩衝ピン235が挿入されると、上記第1質量体23に垂直方向の振動が作用しないときには、上記緩衝部材235の上端及び下端は、上記トッププレート12及び上記支持プレート21に当たらない。即ち、垂直方向の振動が上記第1質量体23に作用するときのみ、上記緩衝ピン235の上端及び下端が間欠的に上記トッププレート12及び上記支持プレート21に当たる。
上記緩衝ピン235の構造は、上記第2質量体24にも同様に提供され得る。
図12は、洗濯物処理装置の運搬過程で、質量体が支持プレートから分離することを防止するための分離防止構造を示す断面図である。
上記分離防止構造は、第1質量体だけではなく、上記第2質量体にも同様に適用され得る。
図12を参照すると、上記質量体22には、上記ガイドホール233(図8参照)と同じ形状を有する長ホール形態の貫通ホール220が少なくとも1つ形成される。即ち、上記貫通ホール220は、上記ガイドホール233の長辺部及び短辺部と同じ長さの長辺部及び短辺部を有することができる。詳しくは、上記ガイドホール233の長辺部の長さdは、上記貫通ホール220の長辺部の長さと同一の長さを有することができる。
そして、上記貫通ホール220には、ボルトのような締結部材Vが貫通することができる。そして、上記締結部材Vは、上記質量体22の上面から上記貫通ホール220を通過して上記支持プレート21に挿入固定される。そして、上記貫通ホール220の内部に収容される上記締結部材Vの胴体部は、上記ガイドホール233に嵌合されるサポータ28のガイドボス(後述する)と同じ直径を有することができる。
また、上記締結部材Vのヘッド部分の外径は、少なくとも上記貫通ホール220の短辺部の長さより大きく形成され、上記質量体22が振動する過程で、上記締結部材Vから分離されることを防止することができる。
上記のような構造によれば、上記動吸振器20が装着された洗濯物処理装置10を運ぶ過程で、上記洗濯物処理装置10が転覆されたり横に倒れた場合にも、上記質量体22が上記支持プレート21から分離する現象が発生しない。
また、上記貫通ホール220の長辺部の長さが上記ガイドホール233の長辺部の長さと同じ長さで形成されることで、上記質量体22がキャビネット11の振動を吸収するために左右方向に揺動する過程で障害物として作用しない。即ち、上記締結部材Vが上記質量体12に当たる現象が発生しない。これは、上記質量体22は、上記弾性ダンパ25によって水平方向への最大振動変位が制限され、上記貫通ホール220の長辺部の長さdは、上記質量体12の最大振動変位より大きく形成されるからである。
図13は、本発明の実施例に係る第2質量体の斜視図である。
図13を参照すると、本発明の実施例に係る第2質量体24は、主に上記キャビネット11に作用する過度振動を吸収するために提供される。
詳しくは、上記第2質量体24は、上記第1質量体24より小さい質量を有し、上記第1質量体23が作動するドラムの回転速度(rpm)(又は、回転周波数)より低い回転速度で作動する。
そして、上記第2質量体24も上記第1質量体23と同じように、角部がラウンド状の直四角形形状からなることができ、金属素材の単一質量体又は複数の薄型金属が積層された構造からなることができる。
そして、上記質量体24が複数の薄型金属が積層されてなる場合、リベット部241によって複数の薄型金属が単一として結合される。
一方、上記第2質量体24の底面には、複数のスライダ29が装着され、上記スライダ29が装着される部位のそれぞれには、複数のスライダ締結ホール242が形成される。
図14は本発明の実施例に係るサポータの平面斜視図であり、図15は上記サポータの底面斜視図であり、図16は上記サポータの分解斜視図であり、図17は図14の17‐17線縦断面図である。
図14〜図17を参照すると、本発明の実施例に係るサポータ28は、正常振動を吸収するための質量体の底面に提供される。
詳しくは、上記サポータ28は、上記第1質量体23の底面に設置され、上記第1質量体23が左右方向に振動するときの摩擦力の発生を最小にすることで、高速回転領域で発生する正常振動の吸収を極大にする。
さらに、上記サポータ28は、上記第1質量体23の自重による垂れを防止し、上記第1質量体23ができるだけ水平方向にのみ振動するように機能する。
上記サポータ28は、上記支持プレート21のサポータ装着部219に固定されるローラ支持部282と、上記ローラ支持部282に回動可能に安着するガイドローラ281と、を含むことができる。
上記ガイドローラ281は、ローラ281aと、上記ローラ281aの中心を貫通するローラ軸281bと、を含む。上記第1質量体23の底面に上記ローラ281aが線接触し、上記第1質量体23と一緒に回転する。上記第1質量体23と上記サポータ28との間に発生する摩擦力を最小にするために上記ガイドローラ281が提供されたが、これ以外に上記第1質量体23と点接触可能なボールベアリングが適用されてもよい。
また、上記ローラ支持部282は、上記支持プレート21の上面に安着する安着板282aと、上記安着板282aの前端部及び後端部から下側にそれぞれ延長される少なくとも一対の締結フック282eと、上記安着板282aの中心部に形成される収容ホールと、上記安着板282aの上面から所定長さ突出する複数のガイドボス282bと、を含むことができる。
詳しくは、上記締結フック282eは、上記安着板282aの前端部及び後端部でそれぞれ1つずつ延長されるものと提示されているが、これに限定されるものではなく、前端部及び後端部のそれぞれに複数形成されてもよい。
そして、上記ガイドボス282bも上記安着板282aの左側端及び右側端にそれぞれ2つずつ突出するものと提示されているが、これに限定されるものではなく、左側端及び右側端にそれぞれ1つずつ突出してもよい。そして、上記ガイドボス282bは、上記第1質量体23のガイドホール233に挿入される。したがって、上記ガイドホール233は、上記ガイドボス282bの個数に対応する個数で形成される。そして、上記第1質量体23が左右方向に振動するとき、上記ガイドボス282bは、上記ガイドホール233の内部に左右方向に相対移動する。上記ガイドボス282bの直径は、上記ガイドホール233の短辺部の長さに対応する大きさで形成される。
また、上記収容ホールは、上記安着板282aの中心から前後方向に延長されて上記ローラ軸282bを収容するローラ軸収容ホール282dと、上記安着板282aの中心から左右方向に延長されて上記ローラ281aを収容するローラ収容ホール282cと、を含むことができる。
また、図15に示すように、上記ローラ軸収容ホール282dの底面左側及び右側端には、軸支持リブ282fがそれぞれ突出する。詳しくは、相互対向するポイントから延長される一対の軸支持リブ282fは、上記ローラ収容ホール282cの前端部のポイント及び後端部のポイントにそれぞれ形成され、上記ローラ281aを中心に前方のローラ軸281b部分と後方のローラ軸部分とをそれぞれ支持することができる。さらに、図17に図示されたように、上記ローラ軸281bは、上記軸支持リブ282fによって支持されるだけではなく、上記支持プレート21に弧形態でラウンド状に形成される上記ローラ軸支持部219bによっても支持される。
また、上記ローラ収容ホール282cの左側端部及び右側端部の底面には、揺動防止リブ282gがそれぞれ延長される。上記一対の揺動防止リブ282gは、上記支持プレート21に形成された上記ローラホール219aの左側端部及び右側端部に引っかかって、上記安着板282aが左右方向に揺動することを防止することができる。上記揺動防止リブ282gがない場合、上記一対の締結フック282eの締結力が非常に大きい必要がある。しかしながら、上記揺動防止リブ282gが形成されることで、上記一対の締結フック282eは、上記支持プレート21に引っかかるように機能さえすれば十分であり、上記安着板282aが左右方向に揺動する現象は、上記揺動防止リブ282gによって防止される。
図18は本発明の実施例に係るスライダを構成するアッパースライダの平面斜視図であり、図19は上記アッパースライダの底面斜視図であり、図20は上記スライダを構成するロウアースライダの平面斜視図であり、図21は上記ロウアースライダの底面斜視図であり、図22は図3の22‐22線縦断面図である。
図18〜図22を参照すると、本発明の実施例に係るスライダ29は、過度振動を吸収する質量体の底面に装着される。したがって、上記スライダ29は、上記第2質量体24の底面に配置される。
詳しくは、上記スライダ29は、アッパースライダ30とロウアースライダ31とが結合される形態からなり、上記アッパースライダ30とロウアースライダ31とは、所定の摩擦減衰を持って相互スライディング移動する。
上記スライダ29が有する摩擦減衰の大きさによって、上記第2質量体24が上記ドラムの共振点で発生する過度振動を吸収する。そして、上記摩擦減衰の大きさ及び上記第2質量体24の質量によって、過度振動吸収領域(又は、吸振幅)が決定される。
詳しくは、上記アッパースライダ30は、略長方形形状からなるアッパースライダボディ301と、上記アッパースライダボディ301の上面の4つの角の部分から突出する複数の締結突起302と、上記アッパースライダボディ301の底面から突出して上記アッパースライダボディ301の長さ方向に延長される複数のスライダレール303と、を含むことができる。
より詳しくは、上記複数の締結突起302は、上記第2質量体24に形成された複数のスライダ締結ホール242に挿入される。上記スライダ締結ホール242は、上記締結突起302の個数に対応する個数で上記第2質量体24に形成される。
そして、締結突起302の個数及び位置に対応する複数のスライダ締結ホール242が1つのスライダ締結ホールグループを形成することができる。そして、上記アッパースライダ30が多様な位置で上記第2質量体24の底面に結合されるように、複数のスライダ締結ホールグループが上記第2質量体24に形成される。
上記締結突起302は、上記アッパースライダボディ301の上面の4つの角の部分に突出するが、これに制限されるものではない。別の例として、3点支持形態で、上記アッパースライダボディ301の上面一側の端部の中心に1つの締結突起が突出し、向かい側の端部の2つの角にそれぞれ締結突起が突出する形態も可能である。
さらに別の方法として、上記アッパースライダボディ301の上面中央から幅方向に2つ以上の締結突起が1列に配列されるか、長さ方向に2つ以上の締結突起が1列に配置される形態も可能である。
また、上記スライダレール303は、2つが一対となって上記ロウアースライダ31に形成されたレール収容溝312(後述する)に挿入される。上記スライダレール303が上記レール収容溝312に収容されると、上記第2質量体24が上記支持プレート21の上で、上記ドラムの回転力によって発生する加振力の位相と反対位相を持って水平方向に揺動可能である。そして、上記スライダレール303が上記レール収容溝312に収容されると、上記第2質量体24が上記キャビネット11の前後方向に揺動することを防止することができる。
上記レール収容溝312には、2つのスライダレール303が収容されるものと図示されているが、これに制限されるものではなく、3つ以上のスライダレール303が収容される構造も可能である。
また、上記ロウアースライダ31は、上記アッパースライダ30と同じ大きさの長方形形態を有することができる。
詳しくは、上記ロウアースライダ31は、上記アッパースライダボディ301と同じ形状のロウアースライダボディ311と、上記ロウアースライダボディ311の上面から上記ロウアースライダボディ311の長さ方向に延長形成されるレール収容溝312と、上記ロウアースライダボディ311の底面から突出する複数の締結突起314と、を含むことができる。
ここで、上記アッパースライダ30のスライダレール303の突出長さは、上記レール収容溝312の陥没深さfと同一又は若干長く形成される。そして、上記レール収容溝312の陥没深さfは、上記第2質量体24の上面と上記トッププレート12の底面との間の間隔より大きく形成されることが好ましい。その場合、上記洗濯物処理装置10の移動過程で、洗濯物処理装置10が転倒又は傾く場合にも、上記スライドレール303が上記レール収容溝312から分離する現象が防止される。
より詳しくは、上記複数の締結突起314は、上記アッパースライダ30に形成される上記複数の締結突起314と同じ形成位置で同じ形態及び同じ個数で形成される。したがって、上記ロウアースライダ31に形成される上記複数の締結突起314に関する重複説明は省略する。勿論、上記支持プレート21、具体的には、上記支持プレート21の第2フォーミング部217bには、上記複数の締結突起314が挿入されるための複数のスライダ締結ホール218bが形成される。そして、上記複数のスライダ締結ホール218bは、上記ロウアースライダ31の個数に対応する数のグループをなして複数の位置に形成される。
また、上記レール収容溝312は、上記スライダボディ311の幅より小さい幅を有し、複数個が並んで配置される。即ち、上記レール収容溝312は、区画壁313によって複数の小さいレール収容溝に区画される。
本実施例では、2つのレール収容溝312が上記スライダボディ311の幅方向に並んで配置されるものとして開示されているが、3つ以上のレール収容溝が並んで配置されるものを排除するのではない。勿論、上記区画壁313が形成されず、単一のレール収容溝312が形成されるものを排除するものでもない。
また、それぞれのレール収容溝312内には、2つ又はそれ以上のスライダレール303が収容され、少なくとも2つのスライダレール303は、上記レール収容溝312の前面端部及び後面端部に接触するようにすることができる。
即ち、上記レール収容溝312に収容される少なくとも2つのスライダレール303のうち、前方側レールは、上記レール収容溝312の前面端部に接触し、後方側レールは、上記レール収容溝312の後面端部に接触する。例えば、3つのスライダレールが形成される場合、2つは、上記レール収容溝312の前後面に接触し、残りの1つは、上記レール収容溝312の中央に配置される。
このように、少なくとも2つのスライダレール303の前後面及び底面が上記レール収容溝312の前後面及び底面に接触するようにすることで、上記第2質量体24が左右方向(上記スライダの長さ方向)に動くとき、摩擦力による減衰が作用して過度振動が吸収される。
上記スライダ29で発生する摩擦力は、上記第2質量体24の減衰(attenuation)として作用する。そして、上記第2質量体24の減衰は、上記過度振動の振動変位を決定する変数として作用する。そして、上記摩擦力の摩擦係数は、上記減衰の大きさを決定し、上記減衰(又は、減衰値)が大きいほど上記動吸振器20の過度振動吸収能力がよくなる。
勿論、上記弾性ダンパ23も弾性(又は、剛性)だけではなく過度振動を吸収する減衰を有するので、過度振動の改善に影響を与えるが、上記摩擦による減衰に比べて著しく小さいと言える。したがって、弾性ダンパ23は、上記動吸振器20が上記キャビネット11に伝達される正常振動の改善に主に影響を与えるダンパであるということができる。
さらに、上記第2質量体24が上記洗濯物処理装置10の前後方向(上記スライダの前後幅方向)に揺れることを防止する効果も得ることができる。
また、上記アッパースライダ30及びロウアースライダ31は、POM(Poly OxyMethylen)材質のエンジニアリングプラスチックから成形することができる。そして、同一材質のプラスチックが接触しながら移動するとき騒音が発生することがあるので、上記レール収容溝312にグリースなどの潤滑剤が塗布される。
一方、上記レール収容溝312の長さは、上記スライダレール303の長さより長く形成され、上記アッパースライダ30が上記ロウアースライダ31の上で左右方向に往復移動可能にする。これは、上記アッパースライダ30が上記ロウアースライダ31の上で左右方向に動くことができない場合、上記第2質量体24が上記キャビネットの振動と反対位相で振動できないからである。
詳しくは、上記レール収容溝312の左右方向の長さから上記スライダレール303の長さを引いた値は、上記第2質量体24の移動変位と同一又はより大きく形成される。
図23は本発明の実施例に係る第2弾性ダンパの平面斜視図であり、図24は上記第2弾性ダンパの底面斜視図である。
図23及び図24を参照すると、本発明の実施例に係る動吸振器20は、過度振動を吸収する質量体の側面に装着される第2弾性ダンパ27を含む。
本発明の実施例に係る動吸振器20を構成する第2弾性ダンパ27は、上記第2質量体24の左側及び右側端に配置される。
詳しくは、上記第2質量体24が左右方向に揺動するとき、上記第2質量体24の左側及び右側端部は、上記第2弾性ダンパ27に当たることになる。このとき、上記第2弾性ダンパ27が弾性変形しながら上記第2質量体24の衝撃を吸収する。
また、上記第2弾性ダンパ27は、上記第2質量体24の左側端と右側端とにそれぞれ2つずつ配置されてもよいが、これに限定されるものではなく、それぞれに3つ以上配置されてもよい。例えば、上記第2質量体24の両側面端部の後端部、中央部、及び前端部にそれぞれ配置されてもよい。
そして、上記第2弾性ダンパ27は、前面部271、背面部274、側面部272、上面部273、及び底面部279を含む六面体形状からなることができる。そして、上記前面部271と上面部273とが会う(接する)角部位には、傾斜部275が形成されるか、ラウンド状に形成される。
また、上記底面部279と上記背面部274とが会う角部位にもラウンド部276又は傾斜部が形成される。上記傾斜部275が形成されることで、上記前面部271に上記第2質量体24の水平方向の力が加えられるとき、上記第2弾性ダンパ27の形状が変形しながら浮き上がって上記トッププレート12と干渉する現象が防止される。
また、上記ラウンド部276が形成されることで、上記前面部271に上記第2質量体24の水平方向の力が加えられるとき、上記第2弾性ダンパ27の後端底面部の角が突出して上記質量体安着部241の側面端部の角と干渉することが防止される。
また、上記第2弾性ダンパ27は、上記底面部279から上側に陥没する弾性溝277と、上記底面部279から突出して上記締結スリット216に嵌合される締結アーム278をさらに含むことができる。
詳しくは、上記弾性溝277は、上記第2質量体24が水平方向に揺れながら上記第2弾性ダンパ27の前面部を加圧するとき、上記第2弾性ダンパ27の形状変形を容易にし、衝撃吸収が効率的になされるようにするために形成される。上記弾性溝277は、衝撃吸収溝と定義することもでき、左右及び前後方向に所定幅で形成され、上側に所定深さ陥没する。
上記弾性溝277は、上記背面部274より上記前面部271に隣接する位置に形成され、上記第2質量体24の衝撃吸収を容易にすることができる。そして、上記弾性溝277は、上記第2弾性ダンパ27の底面で開口されて上側に陥没する構造の他に、上記第2弾性ダンパ27の上面で開口されて下側に陥没する構造も可能である。例えば、上記傾斜部275で開口されて下側に所定深さ陥没することも可能である。
また、上記締結アーム278は、上記底面部279から所定長さ延長される延長端278aと、上記延長端278aの端部の側面端から延長される係止突起278bと、を含むことができる。
即ち、上記締結アーム278の縦断面は逆T字形態からなることができるが、これに限定されるものではない。上記締結アーム278の縦断面が逆T字形態からなる場合、上記締結スリット216がT形状又はI形状からなることで、上記締結アーム278の挿入がより容易になる。
詳しくは、上記締結アーム278を上記締結スリット216に結合するために、まず上記第2弾性ダンパ27を傾けて上記係止突起278bの端部が上記締結スリット216の短辺部に位置するようにする。このとき、上記延長端278aは、上記締結スリット216の長辺部に位置するようにする。この状態で、上記係止突起278bが上記締結スリット216の短辺部に挿入されるように押込むと共に、上記第2弾性ダンパ27が水平状態となるように、上記第2弾性ダンパ27を上記締結スリット216の長辺部に沿って移動させる。そして、上記第2弾性ダンパ27が完全に水平状態になると、上記第2弾性ダンパ27は、上記締結スリット216に完全に挿入された状態となる。
また、上記第2弾性ダンパ27が上記支持プレート24に結合された状態で上下方向に揺動することを防止するために、上記延長端278aの長さを上記支持プレート24の厚さに対応する長さとすることができる。即ち、上記底面部279から上記係止突起278bの上端部までの距離が上記支持プレート24の厚さと同一に設定される。
そして、上記締結アーム278は、上記第2弾性ダンパ27の前面部271よりも後面部234に近いポイントに形成されるようにできるが、これに限定されるものではない。
図25は本発明の実施例に係る第1弾性ダンパの平面斜視図であり、図26は上記第1弾性ダンパの底面斜視図であり、図27は図25の27‐27線縦断面図である。
図25〜図27を参照すると、本発明の実施例に係る第1弾性ダンパ26は、正常振動を吸収する質量体の側面に装着される。
詳しくは、上記第1弾性ダンパ26は、上記第2弾性ダンパと形状が同一の側面支持部と、上記側面支持部から水平に延長される底面支持部と、からなることができる。
また、上記第1弾性ダンパ26は、上記第1質量体23の左側端と右側端とにそれぞれ2つずつ配置されてもよいが、これに限定されるものではなく、それぞれに3つ以上配置されてもよい。例えば、上記第1質量体23の両側面端部の後端部、中央部、及び前端部にそれぞれ配置されてもよい。
そして、上記第1弾性ダンパ26の側面支持部は、上記第2弾性ダンパ27と同じ形状からなることができる。即ち、上記第1弾性ダンパ26の側面支持部は、前面部261、背面部264、側面部262、上面部263、及び底面部269を含む六面体形状からなることができる。そして、上記前面部261と上面部263とが会う角部位には傾斜部265が形成されるか、ラウンド状に形成される。
また、上記第1弾性ダンパ26は、弾性溝266及び締結アーム268をさらに含むことができる。詳しくは、上記弾性溝266は、上記上面部263から下側に所定深さ陥没し、底面部269から上側に所定深さ陥没する。
そして、上記締結アーム268は、延長端268a及び係止突起268bからなることができ、上記締結アーム268を締結スリット216に挿入する方法は、上記締結アーム278を締結スリット216に挿入する方法と同一である。
一方、上記底面支持部は、上記第1質量体23の底面端を支持する部分として、水平部269a及び垂直部269bからなることができる。
詳しくは、上記水平部269aは、上記前面部261から水平に延長され、上記垂直部269bは、上記水平部269aの端部から下側に延長される。そして、上記水平部269aは、上記前面部261の下端から上側に離隔するポイントで水平に延長され、弾性変形可能なように設計される。
上記第1質量体23は、上記第2質量体24に比べて相対的に質量が大きく、高速回転で動作する。即ち、上記ドラムが最高速度に維持されるときに発生する正常振動を防止するために高周波数で振動する。この場合、上記第1質量体23には、水平方向振動だけではなく垂直方向の振動も発生する可能性がある。垂直方向の振動が発生する場合、上記第1質量体23の左側端部及び右側端部が上記支持プレート21に当たって騒音を発生する可能性がある。これを防止するために、上記底面支持部が上記第1質量体23の左側及び右側端底面を支持するようにすることができる。
勿論、上記サポータ28によって上記第1質量体23の水平が維持される場合、上記第1弾性ダンパ26の代わりに上記第2弾性ダンパ27が上記第1質量体23の側面に配置されてもよい。理想的には、上記第1質量体23が左右方向に揺動する過程で、上記水平部269aと接触しないことが、摩擦減衰を低くする側面で有利である。しかしながら、上記第1質量体23が水平状態で振動するときには、上記水平部269aから離隔した状態で維持され、上記第1質量体23の水平状態が崩れた場合にのみ上記水平部269aに接触するようにすることで、2つの目的を全部達成することができる。
以下では、上記動吸振器20が上記キャビネット11に発生する過度振動及び正常振動を効果的に吸収して振動を改善する方法に関して説明する。
以下の数式1は、偏心負荷を有するドラムが回転するときに発生する振動に対する上記動吸振器20の挙動を示す無次元応答式である。
<数式1>
Figure 2019521777
Y:質量体の無次元振動変位(又は、振幅)、
r:運転速度比(又は、運転周波数比)
ω:ドラムの回転速度(又は、回転周波数)
ωa:質量体の固有振動数(又は、固有周波数)
ωp:洗濯物処理装置の固有振動数(又は、固有周波数)
β:振動数比(又は、周波数比)
μ:質量比
a:質量体の質量
p:洗濯物処理装置の質量
ζ:減衰比
a:質量体減衰
上記動吸振器の無次元応答式は、質量比、振動数比、及び減衰比を変数としている。そして、上記質量比は、厳密には上記洗濯物処理装置10の質量に対する上記質量体22の質量比と定義されているが、上記洗濯物処理装置10の質量に対する上記動吸振器20の質量比と見てもかまわない。
これは、上記動吸振器20の構成要素のうち上記質量体22を除いた要素は、上記洗濯物処理装置10に固定されているので、洗濯物処理装置10の質量の一部と見ることができ、洗濯物処理装置10の全体質量の決定にほとんど影響を与えないからである。そして、上記アッパースライダ30も、質量体22の質量に比べて無視してもかまわない質量を有するからである。したがって、上記質量比は、動吸振器20の質量比であると解釈してもかまわないといえる。
そして、上記振動数比及び減衰比も、上記質量比と同様に、上記動吸振器20の振動数比、動吸振器20の減衰比と定義又は解釈してもかまわないといえる。
一方、上記応答式によって描かれる応答曲線の形態は、上記質量比、振動数比、及び減衰比によって決定され、上記動吸振器20の振動吸収能力がこれらの変数によって決定される。即ち、上記応答式の変数となる質量比、振動数比、及び減衰比を適宜選択した状態で、ドラムの回転速度比を増加させると、動吸振器の無次元振幅が算出され、そして算出される上記無次元値は、キャビネット11の振動変位と見ることができる。
ここで、上記動吸振器20の質量比は、過度振動を吸収する吸振領域を決定する設計変数であり、上記振動数比(又は、周波数比)及び上記減衰比は、吸振後の2次過度振動の振動変位を決定する設計変数である。詳しくは、上記動吸振器20の過度振動吸収用質量体(本発明では第2質量体)が共振点で作動すれば過度振動が吸収され、過度振動が発生したときの振動変位より著しく小さい2つの2次過度振動が発生する。
そして、上記2つの2次過度振動間の距離は、吸振領域又は吸振幅で定義され、上記吸振領域の大きさは、上記質量比によって変動する。そして、上記2つの2次過度振動の振動変位、即ちピーク点は、上記振動数比及び減衰比の調節によって変動する。
参考として、上記応答グラフにおいて、上記2つの2次過度振動は、無次元振幅値が突然増加してから減少する2つのピークポイントとして表示される。上記2つのピークポイントの間隔は吸振領域として解釈され、上記質量比の調節によって上記2つのピークポイントの間隔が変動する。
一方、上記過度振動が発生する共振周波数は、洗濯物処理装置の大きさ、質量、製品偏差、ドラムに投入される洗濯物(負荷)の偏心によって変動する。このような状況で、上記動吸振器20が洗濯物処理装置10の過度振動を効果的に吸収して振動を改善するためには、吸振領域が上記共振周波数領域と同一又はより大きく形成されなければならない。
ここで、上記動吸振器20の吸振領域は、上記ドラムが加速回転して発生する加振力の反対となる方向に上記第2質量体24が動き始める時点の回転周波数と、上記ドラムの回転速度の上昇による上記加振力によって発生する振動が減少して上記第2質量体24が止まる時点の回転周波数と、の間の幅として定義することができる。
ここで、質量体が動き始める時点の意味は、上記質量体が上記キャビネット11又は上記支持プレート21の振動位相と異なる位相で振動する時点であると定義することができる。即ち、質量体が停止する時点の意味は、上記質量体が上記キャビネット11又は上記支持プレート21の振動位相と同じ位相で動き始める時点であると定義することができる。
また、上記動吸振器20の過度振動吸振領域の大きさを決定する因子は、上記質量比である。即ち、質量比が大きいほど上記過度振動吸振領域が広く、質量比が小さいほど吸振領域が狭い。即ち、上記第2質量体24の質量が大きいほど広い区間において過度振動を吸収する可能性があることを意味する。
吸振領域を広げるために上記質量比を増加させればよいが、上記動吸振器20が装着される上記キャビネット11の内部空間が制限されている。詳しくは、上記キャビネット11の上面に上記動吸振器20が装着され、上記トッププレート12によって上記動吸振器20が覆われる構造であるので、上記動吸振器20の平面積及び厚さを無制限に高めることはできないという制約がある。
理論的には、上記動吸振器20の質量、具体的には、上記質量体21の質量と上記動吸振器20が装着される洗濯物処理装置10の全体質量とが同一であれば、過度振動を最も完ぺきに吸収できる。
しかしながら、質量体21の質量が過度に大きくなると、洗濯物処理装置10の荷重が過大となり移動及び設置が難しいという短所があり、第2質量体21の自重による垂れる現象が発生する可能性がある。何よりもキャビネット11の内部設置空間の制約によって、第2質量体21の荷重(又は、質量)を増やすことには限界がある。
また、上記第2質量体21のみを設置する場合、過度振動は改善されるが、正常振動を吸収できない問題が発生する可能性がある。即ち、1つの質量体で過度振動及び正常振動を全部吸収できない問題がある。
図28は、過度振動吸収用質量体のみを含む動吸振器が装着された洗濯物処理装置の振動変位を示すグラフである。
グラフの横軸はドラムの回転速度(rpm)を示し、縦軸はキャビネットの振動変位を示す。上記回転速度は、回転周波数と同一の概念であると見ることができる。
図28を参照すると、グラフAは、動吸振器20が装着されていない洗濯物処理装置で測定されるキャビネットの振動変位グラフであり、グラフBは、所定の質量比を有する過度振動吸収用質量体が装着された洗濯物処理装置で測定されるキャビネットの振動変位グラフである。
まず、動吸振器が装着されていない場合を説明する。
すすぎ又は脱水のための洗濯物が投入されたドラムが回転し始め、回転速度が増加することで上記ドラム内部に投入された偏心した洗濯物の回転によって、水平方向の加振力が発生する。そして、上記加振力によって上記キャビネットの水平方向の振動変位も増加する。
そして、上記ドラムの回転速度が共振周波数に到達すると、共振によって上記キャビネットが過度振動を行うことになる。グラフ上では、上記過度振動が発生する共振点が800rpm〜1000rpmの間の区間であると確認される。
そして、上記ドラムの回転速度が共振周波数を越えると、振動が徐々に減少する。そして、上記ドラムが最高速度に維持される区間において、上記キャビネットは、振動変位値がほとんど変わらない正常振動を行うことになる。
一方、上記動吸振器が装着された場合は、上記ドラムの回転速度が増加することで上記キャビネット11の振動変位も増加する。そして、上記動吸振器が起動しない低速区間では、振動変位グラフの挙動が動吸振器を装着していない場合と大きく変わらない。
しかしながら、上記ドラムの回転周波数(又は、回転速度)が上記動吸振器、即ち質量体の起動が始まる周波数領域内に入ると、上記質量体が動き始める。すると、増加していたキャビネットの振動変位が急減し、ドラムの回転速度が増加することで急減していたキャビネットの振動変位が徐々に再び増加する様相を見せる。即ち、動吸振器が装着されていない場合に発生する過度振動が動吸振器によって吸収されることが分かる。
そして、上記ドラムの回転速度が継続的に増加して、上記質量体の振動が停止する時点まで上記キャビネットの振動変位は増加するが、ドラムの回転速度が上記動吸振器の吸振領域を外れると上記質量体は停止する。
詳しくは、上記ドラムが共振周波数を越えると、加振力による振動が弱まり上記キャビネットの振動変位も減少する。したがって、上記ドラムの回転速度が上記動吸振器20の過度振動吸振領域を外れると、上記キャビネットの振動変位は、減少する途中正常振動における変位で維持される。
ここで、グラフBを見ると、上記動吸振器20によって上記過度振動が吸収されると共に、上記過度振動における振動変位より少ない振動変位を有する2つの変曲点a、bが形成されることが分かる。上記2つの変曲点における振動を2次過度振動であると定義することができる。そして、上記2つの変曲点a、bは、上記応答曲線に現れる2つのピークポイントに対応しているといえる。2つの変曲点間の距離Wは、吸振領域又は吸振幅として定義される。
詳しくは、上記2つの2次過度振動は、吸振初期ポイント及び末期ポイントにそれぞれ現れる。前面の2次過度振動は、上記質量体が挙動を始めるとともに増加していた振動を吸収することで現れる振動である。そして、後側の2次過度振動は、上記質量体が挙動を止めるとともに、上記キャビネットが上記動吸振器20が装着されていない場合と同じ条件で挙動するので現れる振動である。
そして、上記質量比の調整によって吸振領域が広くなると、上記2次過度振動における振動変位がさらに減少し、前面の2次過度振動が発生する時点を低速区間へと早めることができる。すると、高速区間で過度振動が発生する場合に比べて、洗濯機の安定性が向上するという長所がある。
また、上記振動数比及び減衰比の調節によって、後方の2次過度振動における振動変位を前方の2次過度振動における振動変位より著しく低く制御することができる。
ここで、2つの2次過度振動が発生するのは、ドラムの共振点で振動吸収量が最も大きいからである。即ち、上記質量体21は、過度振動が発生する共振点において上記加振力によって発生する振動方向の反対となる方向に最も大きく振動するようにして、過度振動を最大限多く吸収するように設計されたので、吸振領域の両端部で2次過度振動が発生するのは当然であると言える。
図29は、本発明の実施例に係る動吸振器を装着した洗濯物処理装置の振動変位を示すグラフである。
詳しくは、グラフDは、動吸振器が装着されていない状態で、ドラムの回転速度に応じたキャビネットの振動変位を示すグラフとして、図28のグラフAに対応しているといえる。
グラフEは、上記第1質量体に対応する質量体、即ち正常振動を吸収する質量体のみ装着された場合に現れるキャビネットの振動変位を示すグラフである。
そして、グラフFは、本発明の実施例に係る動吸振器20、即ち正常振動を吸収する質量体と、別に過度振動を吸収する質量体と、を全部装着された場合に現れるキャビネットの振動変位を示すグラフである。
グラフEのようなキャビネットの振動様相を呈するように設計するために、まず上記第1質量体23のみを装着してキャビネットの振動変位を求める。即ち、与えられた上記支持プレート21の大きさと、上記支持プレート21とトッププレート12との間の間隔と、を考慮し、所望の正常振動減少量を考慮して、第1質量体の質量比、振動数比、及び減衰比等を適宜設定する。
すると、上記キャビネット11の振動変位は、図示されたように、グラフDからグラフEに移る。グラフEを見ると、第1質量体によって正常振動変位がt1からt2へと200μm程度低減されることを確認できる。このとき、上記第1質量体の装着によって、大きくはないが、過度振動変位もh1からh2へと約100μm程度減少し、同時に過度振動発生ポイントが低速区間に移動することが分かる。上記第1質量体は、過度振動より正常振動を吸収することが主目的(main target)であるので、過度振動低減には大きい影響を与えないことが分かる。
この状態で、上記第1質量体23は、洗濯物処理装置の質量の一部分として含まれ、上記第2質量体24の質量比、振動数比及び減衰比を適宜変更しながら、上記応答式に入力して最適な質量が決定される。そして、上記第2質量体24も装着した状態で、上記キャビネット11の振動変位を測定すると、グラフEはグラフFの形態に移る。
即ち、本発明の実施例に係る動吸振器20が装着されていないときのグラフDから上記動吸振器20が装着されたときのグラフFへとキャビネットの振動様相が変わることが分かる。
グラフFを見ると、上記第2質量体24の動作によって、約800rpm〜900rpmの間で発生しえた過度振動が吸収され、振動変位が少ない2つの2次過度振動が発生することになる。そして、2つの2次過度振動のうち後側の2次過度振動のピーク点は、質量比、振動数比、及び減衰比の適切な調節によってさらに低減させることができる。
また、第1質量体23によって正常振動がt1からt3へと低減されることが分かる。そして、正常振動がt2からt3へと低減されたことから、上記第2質量体24も、大きくはないが、正常振動の吸収にある程度寄与したことが分かる。
一方、上記第1質量体23及び第2質量体24が安着する上記支持プレート21の大きさが制限されるので、上記支持プレート21に形成される質量体収容部214の全体の大きさに該当する質量体の最大質量から、第1質量体23と第2質量体24との質量比が適宜調節されなければならない。そして、正常振動を吸収するための上記第1質量体23の質量は、過度振動を吸収するための上記第2質量体24の質量より大きくなければならないので、上記第2質量体24自体のみでカバーできる過度振動吸振幅を増加させるには限界がある。
これを克服するために、上記第2質量体24の挙動区間と上記第1質量体23の挙動区間とが一部重なるようにして、上記第1質量体23が過度振動吸振幅を増やすことに一部寄与するようにすることができる。その結果、キャビネット11の振動改善効率が極大になる効果を得ることができる。
グラフ29を再参照すると、ドラムが回転し始めて徐々に加速されると、ドラム内部に投入された偏心負荷によって発生する加振力によって、上記キャビネット11の振動が徐々に増加することになる。
そして、上記ドラムの回転速度がある程度増加すると(図面では約800rpm)、上記第2質量体24の左右方向の挙動(又は、振動)が始まる。そして、過度振動が発生する共振点において上記第2質量体24が大きく振動して過度振動を吸収する。すると、前方の2次過度振動(ピーク点k1)が発生し、キャビネット11の振動変位は減少する途中で再増加しようとする様相を呈する。
ここで、上記第2質量体24の運動が終ろうとするポイント、即ち、図面上で略950rpmのポイントで上記第1質量体23の運動が始まるようにする。そして、上記第2質量体24は略1050rpm〜1100rpmの区間で停止し、その後には、上記第1質量体23のみが挙動するようにする。すると、上記後方の2次過度振動が発生するポイントで、上記第1質量体23が、大きくないが、ある程度の過度振動を吸収することに寄与することになる。その結果、上記後方の2次過度振動(ピーク点k2)がほとんど現れない程度に消滅するだけではなく、過度振動領域も広くなる長所がある。
図面において、W1は過度振動吸振領域(第2質量体が運動する区間)を示し、W2は正常振動吸振領域(第1質量体が運動する区間)を示し、W3は重複区間(第1及び第2質量体が一緒に運動する区間)を示す。
上記のような結果、即ちグラフFのキャビネット振動様相を得るために、上記数式1に示される応答式を利用して上記動吸振器20の設計条件を設定し、設定された設計条件で動吸振器20を製作して直接振動測定を行った結果、次のような設計条件を得ることができた。
まず、正常振動を改善するための設計変数領域を見ると、上記第1質量体23の質量比は4%〜10%、振動数比(又は、周波数比)は0.8〜1.5、減衰比は0%〜20%に設定される。
上記第1質量体23の質量比が4%未満である場合、第1質量体23がカバーできる吸振幅が過度に狭くなるので、上記第2質量体22との重複領域がなくなって上記第2質量体22が過度振動の吸収に寄与できない問題が発生する可能性がある。さらに、カバー可能な吸振幅を外れる領域で発生する正常振動を吸収できない問題が発生する可能性がある。
反面、上記第1質量体23の質量比の最大値は、動吸振器20が装着される洗濯物処理装置10の内部の空間的制約及び洗濯物処理装置10の全体の重量制限によって、10%に設定することが好ましい。
また、上記洗濯物処理装置10で発生する正常振動は、略900rpm〜1300rpmの範囲内で多く発生するので、上記第1質量体23が上記領域で発生する正常振動を吸収するように設計されなければならない。しかしながら、上記第1質量体23の振動数比が0.8未満であるか1.5を超える場合には、目標吸振領域が上記正常振動が発生する区間を外れるので、正常振動を吸収できない結果を招くことがある。
また、過度振動を改善するための設計変数領域を見ると、上記第2質量体24の質量比は2%〜5%、振動数比は0.5〜1、減衰比は20%〜50%に設定される。上記第2質量体24の質量比も、上記第1質量体23の質量比の設定理由と同様に、2%未満である場合、吸振幅が過度に狭くなって、過度振動を吸収できない領域が発生する可能性がある。そして、洗濯物処理装置内部の空間的制約と洗濯物処理装置の重量制限とを理由に、最大質量比が5%を越えないように設定された。
また、上記第1質量体23に対する上記第2質量体24の質量比は、40%〜60%に設定される。これもまた、上記動吸振器20が装着される洗濯物処理装置10のキャビネットの内部空間が限定されており、特に上記支持プレート21の面積と、上記支持プレート21とトッププレート12との間の間隔と、が決定されている状態で、上記第1質量体23と第2質量体24との質量比を適宜設定することが重要である。
上記第1質量体23に対する上記第2質量体24の質量比が40%未満に設定されると、正常振動吸収能力はよくなる反面、過度振動を吸収できない回転速度領域が発生することになる。逆に、上記第1質量体23に対する上記第2質量体24の質量比が60%を超えると、過度振動吸収能力はよくなる反面、上記第1質量体23の質量減少によって上記第1質量体23の固有振動数が高くなる。その結果、第1質量体23の振動数比が増加して、正常振動吸収領域が高周波区間、即ち高速区間に移動しながら正常振動を吸収できない回転速度領域が発生することになる。さらに、正常振動吸収領域が高速区間に移動すると、上記第2質量体24の運動区間と上記第1質量体23の運動区間とが重なる重複領域がなくなる問題が発生する。
また、上記第1ダンパ23及び第2ダンパ24の振動数比及び減衰比は、上記弾性ダンパ25の弾性係数及び減衰、上記サポータ28及びスライダ29の弾性係数及び減衰の複合的設計によって具現される。
一例として、上記第1弾性ダンパ26の硬度は、図示されたような形状に製造される条件下では、30〜60の範囲内に設定されることが好ましい。そして、上記第2弾性ダンパ27の硬度は、図示されたような形状で製造される条件下では、20〜50の範囲内に設定されることが好ましい。
そして、上記サポータ28は、ローラ又はボールベアリングを適用して、摩擦力を最小にすることが好ましく、上記スライダ29は、設定された過度振動吸振領域をカバーするために適切な運動摩擦力を発生させるようにすることが好ましい。

Claims (20)

  1. キャビネットと、
    前記キャビネットの内部に収容されるドラムと、
    前記ドラムを収容するタブと、
    前記キャビネットの振動を吸収するために提供される動吸振器と、を有し、
    前記動吸振器は、
    前記キャビネットに結合される支持プレートと、
    前記支持プレートに移動可能に置かれて、前記キャビネットに伝達される振動を吸収する第1質量体と、
    前記支持プレートに移動可能に置かれて、前記キャビネットに伝達される振動を吸収する第2質量体と、を有し、
    振動を吸収するために、前記第2質量体が前記支持プレートに対して相対運動を始める時点は、前記第1質量体が前記支持プレートに対して相対運動を始める時点と異なる、ことを特徴とする洗濯物処理装置。
  2. 前記第1質量体と前記支持プレートとの間に提供され、前記第1質量体のスライディング移動をガイドするサポータと、
    前記第2質量体と前記支持プレートとの間に提供され、前記第2質量体のスライディング移動をガイドするスライダと、をさらに有する、請求項1に記載の洗濯物処理装置。
  3. 前記第1質量体の運動方向に、前記第1質量体の両側面端部に提供される第1弾性ダンパと、
    前記第2質量体の運動方向に、前記第2質量体の両側面端部に提供される第2弾性ダンパと、をさらに有する、請求項1に記載の洗濯物処理装置。
  4. 前記第2質量体が相対運動を始める時点は、前記第1質量体が相対運動を始める時点より先行する、請求項1に記載の洗濯物処理装置。
  5. 前記第1質量体は、前記第2質量体の前方又は後方に配置される、請求項1に記載の洗濯物処理装置。
  6. 前記第1質量体の吸振領域は、前記第2質量体の吸振領域と異なる、請求項1に記載の洗濯物処理装置。
  7. 前記第1質量体によって吸収される振動の周波数は、前記第2質量体によって吸収される振動の周波数より高い、請求項1に記載の洗濯物処理装置。
  8. 前記第1質量体は、前記ドラムが高速で回転するときに発生する正常振動を吸収し、
    前記第2質量体は、前記ドラムが前記正常振動が発生する速度より低い速度で回転するときに発生する過度振動を吸収する、請求項1に記載の洗濯物処理装置。
  9. 前記第1質量体の質量は、前記第2質量体の質量より大きく、
    前記第1質量体の質量に対する前記第2質量体の質量比は、40%〜60%の範囲内である、請求項1に記載の洗濯物処理装置。
  10. 前記第1弾性ダンパの硬度は、30〜60の範囲内であり、
    前記第2弾性ダンパの硬度は、20〜50の範囲内である、請求項3に記載の洗濯物処理装置。
  11. 前記第1弾性ダンパは、前記第1質量体の側面及び底面を支持し、
    前記第2弾性ダンパは、前記第2質量体の側面を支持する、請求項3に記載の洗濯物処理装置。
  12. 前記サポータは、前記第1質量体の底面と線接触するローラである、請求項2に記載の洗濯物処理装置。
  13. 前記サポータは、前記第1質量体の底面と点接触するボールベアリングである、請求項2に記載の洗濯物処理装置。
  14. 前記スライダは、
    前記第2質量体に装着されるアッパースライダと、
    前記支持プレートに装着されるロウアースライダと、を有し、
    前記第2質量体が前記支持プレートに置かれた状態で往復運動するとき、前記アッパースライダは、前記ロウアースライダ上で摩擦運動を行う、請求項2に記載の洗濯物処理装置。
  15. 前記第1質量体の質量比は、4%〜10%の範囲内であり、固有振動数比は、0.8〜1.5の範囲内であり、減衰比は、0%〜20%の範囲内である、請求項1に記載の洗濯物処理装置。
  16. 前記第2質量体の質量比は、2%〜5%の範囲内であり、固有振動数比は、0.5〜1.0の範囲内であり、減衰比は、20%〜50%の範囲内である、請求項1に記載の洗濯物処理装置。
  17. 前記第2質量体の運動区間の一部と前記第1質量体の運動区間の一部とは重なる、請求項1に記載の洗濯物処理装置。
  18. 前記第1質量体と前記第2質量体との運動重複区間が形成されるように、前記第2質量体の運動が停止する前に前記第1質量体の運動が始まる、請求項1に記載の洗濯物処理装置。
  19. 前記第1質量体及び第2質量体は、金属材質の単一質量体又は複数の薄型金属が重なって結合された質量体である、請求項1に記載の洗濯物処理装置。
  20. キャビネットと、
    前記キャビネットの内部に収容されるドラムと、
    前記ドラムを収容するタブと、
    前記キャビネットの振動を吸収するために提供される動吸振器と、を有し、
    前記動吸振器は、
    前記キャビネットに結合される支持プレートと、
    前記支持プレートと平行する方向に前記支持プレートに対して相対運動を行い、前記キャビネットに伝達される第1振動を吸収する第1質量体と、
    前記第1質量体の運動方向に前記第1質量体の両側端を支持する弾性部材と、
    前記第1質量体から離隔する位置に置かれ、前記支持プレートと平行する方向に前記支持プレートに対して相対運動を行い、前記キャビネットに伝達される第2振動を吸収する第2質量体と、
    前記第2質量体と前記支持プレートとの間に介在し、前記第2質量体のスライディング移動を可能とし、摩擦力による減衰を有する摩擦部材と、を有する、洗濯物処理装置。
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