KR100281042B1 - 세탁기용 내조 받침의 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기용 내조 받침에 관한 것으로서, 소음 및 진동을 저감하고 제조원가를 절감할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은 세탁겸 탈수조역할을 하는 내조와, 상기 내조의 저면에 결합되는 내조 받침과, 상기 내조 받침에 관통 결합되는 탈수축을 포함하여 구성되는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조에 있어서, 상기 내조 받침은 상기 탈수축의 관통공을 가지는 중앙부와, 상기 중앙부에서 반지름 방향으로 연장 형성되는 3개의 날개부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조를 제공한다.

Description

세탁기용 내조 받침의 결합구조

본 발명은 세탁기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 세탁겸 탈수조 역할을 하는 내조의 저면에 결합되는 내조 받침 및 그 결합 구조에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세탁조와 탈수조가 별개로 형성되는 2조식과 세탁조와 탈수조가 일체로 형성되는 전자동 세탁기로 나눌 수 있는 데, 종래의 전자동 세탁기를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

세탁기의 외부 케이스(미도시)에 현수 지지되는 합성수지재질의 외조(2)의 내부에는 스테인레스재질 또는 플라스틱재질의 내조(세탁겸 탈수조)(4)가 설치되며, 상기 내조(4)의 저부 중앙에는 상부날개(22)와 하부날개(24)를 가지는 펄세이터(20)가 설치된다. 그리고 상기 내조(4)의 내면에는 상기 펄세이터(20)의 회전에 따라 세탁수가 순환하는 펌핑 유로(6)가 형성된다.

그리고 상기 외조(2)의 저면에는 내조(4) 및 펄세이터(20)를 구동시키시 위한 구동장치(미도시)가 부착되어, 세탁시에는 상기 펄세이터(20)를 회전시키고 탈수시에는 상기 내조(4)를 회전시킨다.

즉, 구동장치의 최종 출력축은 외조(2)를 관통하여 펄세이터(20) 및 내조(4)에 결합되는데, 외측축(탈수축)(30)에는 내조(4)가 결합되고 내측축(세탁축)(32)에는 펄세이터(20)가 결합된다.

상세히 설명하면, 내조(4)의 저면에는 알루미늄재질의 내조 받침(10)이 결합되며, 상기 내조 받침(10)의 중앙에는 탈수축(30)이 결합된다. 그리고 세탁축(32)의 상단에는 펄세이터(20)가 결합된다.

한편 내조 받침(10)과 내조(4)의 결합부위에는 인슐레이터가 부착된다. 이는 세탁수의 급수시에 스텐레스(내조의 재질)과 알루미늄(내조 받침의 재질)의 이온화 경향의 차이로 발생되는 부식을 방지하기 위함이다.

도 2 및 도 3를 참조하여 종래의 내조 받침 및 그 결합 구조를 설명하면 다음과 같다.

내조 받침(10)은 탈수축(30)이 관통하여 결합되는 중앙부에서 반지름 방향으로 연장되어 60도 각도로 6개의 날개부(12)가 형성되며, 상기 6개의 날개부(12)는 각각 내조(4)에 관통볼트(40)와 상기 관통볼트(40)에 체결되는 너트(42)에 의하여 결합된다.

한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 탈수축(30)의 끝단에는 나사부가 형성되고 상기 나사부에 고정너트(46)가 체결됨으로써 상기 탈수축(30)과 상기 내조 받침(10)이 결합된다. 이때 체결력을 유지 및 강화하기 위하여 상기 탈수축(30)과 너트(46)의 사이에는 스프링 와셔(44)가 삽입된다.

그러나 앞에서 설명한 종래의 세탁기는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 내조 받침은 알루미늄을 다이캐스팅하여 제조되는데 제조시 열변형 등으로 인하여 뒤틀림이 발생한다. 이에 따라 다수의 날개 즉 6개의 날개의 높이가 서로 완전히 일치하지 않아 이를 그대로 내조에 결합시키는 경우 진동 및 소음이 발생하였다.

둘째, 펄세이터가 회전하면 펄세이터의 하부 날개에 의하여 세탁수가 펌핑유로로 펌핑되는게 이때 펌핑량은 내조 받침이 작을 수록, 즉 펄세이터의 하부와 세탁수의 접촉면적(도 2의 A)이 클수록 많은 량의 세탁수가 펌핑된다. 그러나 종래의 내조 받침은 6개의 날개부를 가지고 있으므로 펄세이터의 하부와 세탁수의 접촉면적이 적어서 펌핑력이 저하하여 세탁효율이 떨어진다는 문제점이 있었다.

셋째, 내조 받침을 알루미늄을 다이캐스팅하여 제조할 때 플래쉬(flash)를 제거하여야 한다. 그런데 내조 받침의 날개부의 수가 많으므로 플래쉬를 제거하는 공정이 많아지고 또한 버려지는 플래쉬가 많으므로 결국 재료 즉 알루미늄의 소비가 많아진다.

또한 내조 받침의 무게가 무겁고 6개의 날개부 위에 인슐레이터를 부착하여야 하고, 더 나아가 6개의 날개부를 내조에 결합시키므로 6군데에 볼트 및 너트를 체결하여야 하므로 조립공수가 증가하였다. 결국 부품수 및 공수가 증가하여 제조원가가 상승한다는 문제점이 있었다.

마지막으로, 내조 받침과 탈수축을 결합할 때 체결력을 유지 및 강화하기 위하여 스프링 너트를 사용하므로 조립작업이 불편하고 부품수가 늘어난다는 문제점이 있었다.

요약하면, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 내조 받침의 날개수를 줄이는 것이 필요하였다. 그러나 내조 받침의 날개 수를 줄이게 되면 적은 수의 날개부가 내조를 지지하여야 하므로 필연적으로 내조 받침의 두께가 전체적으로 증가하여야 한다. 따라서 내조 받침의 증가에 따라서 재료(알루미늄)의 사용량이 증가되며, 기타 관련 부품의 설계변경이 뒤따라야 된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 진동 및 소음을 저감할 수 있는 세탁기용 내조 받침의 결합구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 펄세이터의 펌핑력을 향상시켜 세탁효율을 높일 수 있는 세탁기용 내조 받침의 결합구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조원가 및 작업공수를 줄일 수 있는 세탁기용 내조 받침의 결합구조를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 세탁기용 내조 받침의 결합구조를 나타낸 개략도이고,

도 2는 종래의 세탁기용 내조 받침을 나타낸 평면도이고,

도 3은 종래의 세탁기용 내조 받침과 내조의 결합 구조를 나타낸 단면도이고,

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 세탁기용 내조 받침을 나타낸 평면도, 측면도 및 배면도이고,

도 5은 본 발명의 실시예에 따른 세탁기용 내조 받침의 형상을 나타낸 평면도이고,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 세탁기용 내조 받침과 내조의 결합구조를 나타낸 단면도이고,

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 세탁기용 내조 받침과 탈수축의 결합구조를 나타낸 단면도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 내조(세탁겸 탈수조) 20 : 세탁날개

30 : 탈수축 32 : 세탁축

100 : 내조 받침 110 : 날개부

112 : 중앙부 120 : 반지름방향 리브

130 : 중앙부 리부 300 : 탭핑나사

400 : 고정너트 402, 404 : 경사면

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 세탁겸 탈수조역할을 하는 내조와, 상기 내조의 저면에 결합되는 내조 받침과, 상기 내조 받침에 관통 결합되는 탈수축을 포함하여 구성되는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조에 있어서, 상기 내조 받침은 상기 탈수축의 관통공을 가지는 중앙부와, 상기 중앙부에서 반지름 방향으로 연장 형성되는 3개의 날개부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조를 제공한다.

여기서 상기 내조 받침의 날개부에는 반지름방향으로 소정 두께 이상의 강도보강용 리브가 형성된다.

즉 본 발명에 의하면, 내조 받침의 날개수는 줄이고 단순히 내조 받침의 저면에 형성되는 리브의 두께를 보강함으로써 6개의 날개부를 가지는 종래의 내조 받침보다 굽힘하중에 대하여 우수한 저항력을 가지고 또한 재료의 사용량은 줄일 수 있다는 현저한 효과가 있다.

따라서 본 발명에 따르면 종래보다 내조 받침의 날개수를 적게 선정하고, 이에 따라 리브의 두께을 적절히 선정하는 것이 가능하므로 날개부의 수가 3개로 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 내조 받침의 중앙부의 관통공에는 경사면이 형성되고, 상기 너트에는 상기 관통공의 경사면에 대응하는 경사면이 형성되어 상기 내조 받침과 상기 탈수축이 결합되는 것이 바람직하다.

또한 상기 내조와 상기 내조 받침은 너트를 사용하지 않고 탭핑나사에 의하여 직접 결합되는 것이 바람직하다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면를 참조하여 설명한다.

본 실시예에서 종래기술과 동일한 구성은 동일 명칭 및 동일 부호를 병기하며 그에 대한 설명은 생략한다.

도 4a 내지 도 4c를 본 발명의 실시예에 따른 세탁기용 내조 받침을 도시한 평면도, 측면도 및 저면도로서 이를 참조하여 본 발명에 따른 세탁기용 내조 받침 및 그 결합구조를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 지지점을 최소화할 수 있도록 3점 지지방식을 채택하고, 3점지지방식에서 최적의 내조 받침의 형상을 파악하기 위하여 리브가 없는 단순 원형구조에서 응력의 분포를 해석하였다.

즉 3개의 나사 체결부를 갖도록 나사 체결부의 자유도를 구속시키고 하중을 주어 응력분포를 구하였다. 그 결과 나사 체결부를 포함하는 부분 이외에는 응력발생이 적어서 재료가 거의 필요없다는 것을 확인하였다. 상기와 같은 최적화 해석의 결과로 도출한 내조 받침의 형상을 도 5에 도시하였다.

따라서 본 발명에 따른 내조 받침(100)은 탈수축(30)이 관통 결합되는 부위 즉 중앙부(112)와, 상기 중앙부(112)에서 반지름 방향으로 연장 형성되며 나사 체결부가 있는 날개부(110)로 이루어 진다. 여기서 상기 날개부(110)는 120도 각도로 3개가 형성된다.

그리고 상기 내조 받침(100)은 일정량 이상의 영구변형이나 파손없이 내조를 지지하여야 하므로 상기 내조 받침(100)의 저면에는 강도를 보강하기 위한 다수의 리브가 형성된다.

상기 리브를 상세히 설명하면, 내조 받침(100)의 날개부(110)에는 반지름 방향으로는 다수의 반지름방향 리브(120)가 형성되며, 중앙부(112)에는 원주방향으로 다수의 중앙부 리브(130)가 형성된다.

응력해석 결과 내조 받침(100)의 날개부(110)에 형성되는 반지름방향 리브(120), 특히 테두리 부분의 리브의 두께(t)를 소정값 이상으로 하면 날개부(110)에서의 응력 집중은 줄어들고 상대적으로 중앙부(112)로 응력집중이 이동하여 전체적으로 응력의 분포가 균일해지는 것을 확인하였다.

결과적으로, 본 발명에 따르면 내조 받침의 날개부의 수를 줄이고, 상기 내조 받침의 저면에 반지름방향으로 일정두께 이상의 리브를 형성함으로써 내조 받침의 설계조건을 만족할 수 있다는 것을 확인하였다.

예를 들어, 세탁용량 8kg용 세탁기에 사용되는 내조 받침의 경우에 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

반지름방향 리브(120)의 두께(t)가 4.5mm 미만인 경우에 최대응력이 날개부(110) 즉 반지름방향 리브(120)에 집중되며 이때의 응력은 내조 받침(100)의 재료의 인장강도의 약 190%가 되었다. 따라서 이경우에는 정적 수직하중에 의한 내조 받침(100)이 파괴가 예상된다.

그러나 3개의 반지름방향 리브(120)의 두께(t)를 5mm 이상으로 보강하면 최대응력 부위가 다른 부위로 이동하게 되며, 이는 날개부(110)가 벤딩하중을 받을 때 반지름방향 리브(120)가 이를 지지하는 역할이 큼을 알 수 있다. 이때 응력의 최대값은 재료의 최대 허용응력의 약 72.3%로서 정적 수직하중에 대하여 안전율이 1.4가 되므로 안전한 설계임을 알 수 있다. 또한 이 경우 6개의 날개부를 가지는 종래의 내조 받침에 비하여 내조 받침의 무게가 약 259g을 줄일 수 있는 것을 확인하였다.

더 나아가 반지름방향 리브(120)의 두께(t)를 5.5mm이상으로 더욱 보강하여 날개부(110)의 벤딩하중에 대한 저항력을 증가시키면 최대응력은 위치를 바뀌어 수직하중이 부여되는 중앙부(112)에 집중된다.

결국 반지름방향 리브(120)의 두께(t)를 5.0 - 5.5mm로 하는 경우에 내조 받침(100)의 응력 분포가 전체적으로 고르게 된다는 것을 알 수 있다.

본 실시예에서는 세탁용량 8kg의 세탁기가 3개의 날개부를 가지는 것을 도시 및 설명하였지만 본 발명은 여기에 한정되지 않는다.

즉 세탁용량을 적절히 선택하고, 예를 들어 5 - 10kg으로 하고, 또한 내조 받침의 날개부의 수를 적절히 한정하여, 예를 즐어 3 - 5개로 하여 상술한 바와 동일한 적용 과정을 거치면 이때 요구되는 리브의 두께를 구할 수 있으며, 이는 본 발명의 다른 변형에 불과한 것이다.

한편, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 내조와 내조 받침의 결합구조를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 내조(4)는 스테인레스재질이고, 내조 받침(100)은 이보다 연한 알루미늄재질임에 착안하여 너트를 사용하지 않고 태핑나사(300)를 사용하여 상기 내조(4)와 상기 내조 받침(100)을 직접 체결하였다.

상세히 설명하면, 내조(4)에는 태핑나사(300)가 관통하는 관통공을 미리 형성하고, 내조 받침(100)에는 관통공을 형성하지 않는다. 즉 태핑나사(300)는 미리 만들어진 내조(4)의 관통공을 통과한 후 내조 받침(100)에서는 나사부를 만들면서 동시에 체결된다.

또한 플라스틱재질의 내조(4)를 사용하는 경우에는 내조(4) 및 내조 받침(100) 모두 관통공을 형성시키지 않고 직집 태핑나사(300)를 이용하여 내조(4) 및 내조 받침(100)을 결합시키는 것도 물론 가능하다.

도 7을 참조하여 내조 받침과 탈수축의 결합구조를 설명하면 다음과 같다.

탈수축(30)이 관통되는 내조 받침의 중앙부(112) 관통공에는 경사면(402)이 형성되며, 고정너트(400)에는 상기 경사면(402)에 대응하는 경사면(404)이 형성된다. 즉 내조 받침(100)과 탈수축(30)은 종래의 스프링 와셔가 개재되지 않고 직접 결합된다.

상기에서 본 발명은 하나의 실시예만을 설명하였으나, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다는 것을 이해할 것이다.

상기에서 설명한 본 발명의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 종래의 내조 받침에 비하여 내조 받침의 날개수를 줄이면서도 우수한 벤딩에 대한 저항력을 가지고 또한 재료의 사용량을 줄일 수 있다는 우수한 이점이 있다.

둘째, 내조 받침의 날개부가 줄어들므로 종래에 비하여 다이케스팅 후에 열변형 등이 적고 이에 따라 내조 받침과 내조가 밀착하여 결합되므로 진동 및 소음을 저감할 수 있다는 이점이 있다.

셋째, 내조 받침의 날개부의 수가 종래에 비하여 줄어들므로 플래쉬 제거나 나사체결시 작업공수가 감소된다는 이점이 있다. 또한 내조 받침의 상면에 부착되는 인슐레이터의 사용량 및 내조 받침 자체의 중량도 감소하므로 전체적으로 제조원가가 절감된다는 이점이 있다.

셋째, 내조 받침의 날개부의 수가 줄어들고 이에 따라 펄세이터 하부와 세탁수가 접촉하는 면적이 커져서 펄세이터에 의한 펌핑력이 향상되어 세탁효율이 증대된다.

넷째, 내조 받침과 내조의 결합시 너트가 사용되지 않고, 내조 받침과 탈수축의 결합시 스프링 와셔가 사용되지 않으므로 부품수가 절감되며 조립이 간편하다는 이점이 있다.

Claims (10)

1. 세탁겸 탈수조역할을 하는 내조와, 상기 내조의 저면에 결합되는 내조 받침과, 상기 내조 받침에 관통 결합되는 탈수축을 포함하여 구성되는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조에 있어서,

   상기 내조 받침은 상기 탈수축의 관통공을 가지는 중앙부와, 상기 중앙부에서 반지름 방향으로 연장 형성되는 3개의 날개부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 내조 받침의 날개부에는 반지름방향으로 소정 두께 이상의 강도보강용 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조.
3. 제2항에 있어서,

   상기 반지름방향 리브의 두께는 4.5mm 이상인 것을 특징으로 하는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조.
4. 제3항에 있어서,

   상기 반지름방향 리브의 두께는 5 - 5.5mm인 것을 특징으로 하는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조.
5. 제1항에 있어서,

   상기 내조에는 관통공이 형성되며, 상기 내조 받침에는 관통공이 형성되지 않고, 탭핑나사에 의하여 상기 내조와 상기 내조 받침이 결합되는 것을 특징으로 하는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조.
6. 제5항에 있어서,

   상기 내조 받침의 중앙부의 관통공에는 경사면이 형성되고, 상기 너트에는 상기 관통공의 경사면에 대응하는 경사면이 형성되어 상기 내조 받침과 상기 탈수축이 결합되는 것을 특징으로 하는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조.
7. 세탁겸 탈수조역할을 하는 내조와, 상기 내조의 저면에 결합되는 내조 받침과, 상기 내조 받침에 관통결합되는 탈수축을 포함하여 구성되는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조에 있어서,

   상기 내조 및 상기 내조 받침은 탭핑나사에 의하여 결합되는 것을 특징으로 하는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조.
8. 제7항에 있어서,

   상기 내조가 스텐레스 재질인 경우에는 상기 내조에는 상기 탭핑나사용 관통공이 형성되는 것을 특징이로 하는 세탁기용 내조 받침의 결합구조.
9. 세탁겸 탈수조역할을 하는 내조와, 상기 내조의 저면에 결합되는 내조 받침과, 상기 내조 받침에 관통결합되는 탈수축을 포함하여 구성되는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조에 있어서,

   상기 내조 받침의 중앙부의 관통공에는 경사면이 형성되고, 상기 너트에는 상기 관통공의 경사면에 대응하는 경사면이 형성되어 상기 내조 받침과 상기 탈수축이 결합되는 것을 특징으로 하는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조.
10. 세탁겸 탈수조역할을 하는 내조와, 상기 내조의 저면에 결합되는 내조 받침과, 상기 내조 받침에 관통 결합되는 탈수축을 포함하여 구성되는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조에 있어서,

    상기 내조 받침은 상기 탈수축의 관통공을 가지는 중앙부와, 상기 중앙부에서 반지름 방향으로 연장 형성되는 다수의 날개부와, 상기 날개부의 저면에는 반지름방향으로 형성되는 소정두께 이상의 강도보강용 리브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기용 내조 받침의 결합 구조.