KR100331823B1 - 세탁기의댐핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 댐퍼의 상부에 댐핑스프링을 부설하여 댐핑력을 강화한 세탁기의 댐핑장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 아웃터브를 아웃케이스에 탄력지지하기 위한 댐퍼를 구비한 세탁기에 있어서;

상기 댐퍼는 아웃케이스(1)와 아웃터브(4)사이에 설치되는 서스펜션 바(30)와, 상기 아웃터브(4)와 결합됨과 아울러 서스펜션 바(30)의 외주면 소정부위에 서스펜션 바를 따라 유동가능하게 설치된 서스펜션 캡(32)과, 상기 서스펜션 캡이 유동됨에 따라 그 내주면과 마찰되도록 상기 서스펜션 바(30)의 하단에 고정설치된 스누버 베이스(33)와, 상기 서스펜션 캡(32)과 스누버 베이스(33)사이에 설치되어, 아웃터브(4)가 유동될 때 탄성력에 의해 이를 댐핑하여주는 제 1 댐핑스프링(35)과, 상기 아웃케이스(1)의 내측 상부에 구비된 어퍼코너(1a)에 구면접촉됨과 아울러 상기 서스펜션 바(30)의 외주면 상부에 서스펜션 바를 따라 이동가능하게 설치된 어퍼피봇(31)과, 상기 서스펜션 바(30)의 상단에 결합된 가압판(38)과, 상기 가압판과 어퍼피봇(31)사이에 설치되어 상기 제 1 댐핑스프링(35)의 압축능력이상의 유동력이 발생할 때 이를 댐핑하여주는 제 2 댐핑스프링(39)으로 구성한 것이다.

Description

세탁기의 댐핑장치{device for damping of washing machine}

본 발명은 세탁기에 관련한 것으로서, 보다 상세하게는 댐핑력을 강화한 세탁기의 댐핑장치에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 수류에 의한 물과 세탁물과의 마찰력, 세제의 유화작용 등의 복합적인 작용에 의해 더러워진 세탁물을 자동 또는 반자동으로 세탁하여 주는 일반화된 가전제품이다.

이러한 세탁기의 기본적인 시스템은 크게 세탁과정, 헹굼과정, 배수과정, 탈수과정으로 나눌 수 있는데, 세탁 및 헹굼과정은 기내로 공급된 물을 유동시킴에 따른 수류에 의해 세탁 또는 헹굼을 행하는 과정이고, 배수과정은 세탁 및 헹굼에 의해 오염된 물을 기외로 배출하는 과정이며, 탈수행정은 세탁물을 고속으로 회전시킴에 따른 원심력에 의해 세탁물에 배어있는 물기를 제거하는 과정이다.

도 1은 이와 같은 세탁기의 일예를 도시한 것으로서, 그 구성은 아웃케이스(1)와, 상기 아웃케이스의 상부에 개폐가능하게 설치된 도어(2)와, 상기 도어의 전방에 위치하여 기기의 제어에 필요한 각종 전장품들이 설치된 후론트 패널(2a)에 의해 외형을 구성하고 있다.

그리고, 상기 아웃케이스(1)의 내부에는 아웃터브(4)가 댐퍼(3)에 의해 탄력설치되어 있으며, 상기 아웃터브의 내부에는 인너터브(5)가 회동가능하게 설치되어 있고, 상기 인너터브의 내측 하부에는 펄세이터(6)가 회동가능하게 설치되어 있다.

또한, 상기 아웃터브(4)의 외측면 하부에는 회전동력을 발생시키는 구동모터(7)가 설치되어 있으며, 상기 아웃터브의 외측면 하부 중앙에는 탈수축(9)에 의해 인너터브(5)와 연결되고 세탁축(10)에 의해 펄세이터(6)와 연결된 클러치(8)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 (전자동)세탁기의 동작과정을 각 과정별로 구분하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

세탁행정은 세탁물이 상기 인너터브(5)내로 투입됨에 따른 무게하중으로 펄세이터(6)가 받는 부하량을 체킹하여 그에 적절한 수위와 세탁시간이 자동으로 설정한 후 설정된 수위만큼 급수가 이루어지고, 이 급수과정에서 구동모터(7)가 가동된다.

상기 구동모터(7)의 구동력은 V벨트(11)를 통해 클러치(8)에 전달되는데, 이 때 상기 클러치(8)의 탈수축(9)과 세탁축(10)은 분리시켜 세탁축으로만 모터동력이 전달되도록 함에 따라 상기 세탁축(10)에 연결된 펄세이터(6)가 모터동력에 의해 정/역방향으로 회전하여 이미 아웃터브(4)에 공급되어 있는 세탁수에 수류를 발생시키게 된다.

이에 따라 세탁수와 세탁물과의 마찰력, 인너터브(5)와 세탁물과의 마찰력, 세제의 유화작용 등의 복합작용에 의해 세탁이 이루어지게 된다.

헹굼과정은 인너터브(5)에 내재된 세탁물의 중량에 의해 펄세이터(6)에 작용하는 부하량을 체킹하여 그에 적절한 수위와 헹굼시간을 자동으로 설정한 후, 상기 세탁과정과 동일한 수순에 의해 헹굼을 진행하게 된다.

배수과정은 다른 부분의 동작은 정지한 상태에서 배수밸브(12)만을 개방하여 상기 세탁과정과 헹굼과정에서 발생된 오염수를 기외로 배출하는 과정이다.

탈수과정은 상기 배수과정후에 세탁물에 묻어있는 잔류수를 기외로 배출하는 과정으로서, 이 때는 클러치(8)의 탈수축(9)과 세탁축(10)을 연결하여 이 두 축을 구동모터(7)의 동력에 의해 동시에 회전시킴에 따라 탈수축(9)에 연결된 인너터브(5)와 세탁축(10)에 연결된 펄세이터(6)를 동시에 일방향으로 회전시키게 된다.

이에 따라 인너터브(5)에 내재된 세탁물도 고속으로 회전되면서 가해지는 원심력에 의해 세탁물에 배어있는 잔류수를 기외로 배출하게 된다.

이와 같은 세탁시스템은 최초에 설정된 시간동안 시행되다가 설정된 시간이 되면 자동으로 기기가 정지되면서 모든 세탁시스템이 완료된다.

한편, 세탁기에 있어서 가장 큰 문제점중의 하나로 소음과 진동을 들 수 있는데, 이를 억제시키기 위한 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있다.

그중 일반적으로 적용되고 있는 기술이 발란서(13)와 댐퍼(3)를 들 수 있는데, 발란서(13)는 인너터브(5)의 상부 혹은 상/하부에 설치되어 세탁, 헹굼, 탈수과정시 인너터브(5)의 불균형을 바로잡아주는 역할을 하게 된다.

특히, 탈수과정시 인너터브(5)가 일방향으로 고속회전할 때 그 내부에 있는 세탁물이 원심력에 의해 한쪽으로 치우침에 따른 과도한 편심회전시에는인너터브(5)의 회전을 일시적으로 정지시켜 안정화시킨 후에 탈수과정을 재개하고, 적정범위이내의 편심회전시에는 발란서(13)의 발란싱작용에 의해 인너터브(5)가 정상궤적으로 회전되도록 하고 있다.

하지만, 상기의 발란서(13)는 인너터브(5)의 편심회전을 어느정도 진정시키는 작용만을 할뿐 근본적인 치유책은 되지 못하였으므로 이러한 인너터브(5)의 잉여진동력과, 구동모터(7)와 클러치(8)에서 발생된 진동은 상기 아웃케이스(1)와 아웃터브(4)를 연결하고 있는 복수개의 댐퍼(3)에 의해 저감되도록 하고 있다.

이러한 댐퍼(3)는 도 2에 도시된 바와 같이 골격을 이루는 긴 막대 형상의 서스펜션 바(30)와, 상기 서스펜션 바의 상단에 결합되어 아웃케이스(1)의 내측 상부 각 코너부에 형성된 어퍼코너(1a)에 구면접촉되는 어퍼피봇(31)과, 상기 서스펜션 바의 하부 외주면상에 면접촉되도록 설치됨과 아울러 상기 아웃터브(4)와 결합된 컵형상의 서스펜션 캡(32)과, 상기 서스펜션 바(30)의 하단에 고정되어 그 외주면이 상기 서스펜션 캡(32)의 내주면과 마찰되는 연질재의 스누버 베이스(33)와, 상기 스누버 베이스의 내부면에 압입되어 스누버 베이스의 형태복원력을 제공하는 복원스프링(34)과, 상기 서스펜션 캡(32)과 스누버 베이스(33) 사이에 축방향으로 개입되어 서스펜션 캡의 축방향 운동시 탄발력을 제공하는 댐핑스프링(35)으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 댐퍼(3)는 비유동체인 아웃케이스(1)와 유동체인 아웃터브(4)사이에 복수개(통상 4개) 설치하여, 아웃터브(4)가 유동하게 되면 이 유동력을 댐핑스프링(35)의 탄성력과 서스펜션 캡(32)과 스누버 베이스(33)간의 마찰력에 의해 유동력이 아웃케이스(1)로 전가되는 것을 감쇠시켜주게 된다.

이러한 진동감쇠작용을 도 2와 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 세탁 및 헹굼과정이나 탈수과정시 세탁수의 유동력과 세탁물의 치우침으로 인하여 아웃터브(4)가 유동되면, 서스펜션 바(30)는 아웃케이스(1)에 고정되어 있는 상태이므로 댐퍼(3)를 지탱하는 역할을 하며, 실질적으로 유동되는 부분은 아웃터브(4)에 고정된 서스펜션 캡(32)이 된다.

따라서, 아웃터브(4)가 유동되면 이 유동력은 서스펜션 캡(32)에 전달되고, 이 때 서스펜션 캡은 유동력에 의해 압축 및 인장시킴에 따른 완충력, 스누버 베이스(33)가 서스펜션 캡(32)의 내부로 삽입되었을 때 서스펜션 캡의 내주면과 스누버 베이스(33)의 외주면이 접촉됨으로 인한 마찰력에 의해 진동을 저감시키게 되는 것이다.

또한, 상기 스누버 베이스(33)의 내주면에 압입되어 있는 복원스프링(34)에 의해 스누버 베이스(33)가 서스펜션 캡(32)에 인입되었을 때 탄력수축되었다가 인출될때는 복원스프링(34)의 탄성력에 의해 원래의 형태로 복원되도록 하므로써 서스펜션 캡(32)의 변형을 최소화함과 아울러 서스펜션 캡(32)과 스누버 베이스(33)간의 마찰력을 일정하게 유지시켜 주게 된다.

그러나 상기와 같은 기존의 댐퍼(3)는 아웃터브(4)의 유동량이 도 3에서와 같이 댐핑스프링(35)의 최대 압축량보다 커질 경우, 댐퍼(3)의 댐핑능력을 초과한 잉여의 유동량이 댐퍼의 상향으로 작용하게 되는데, 이 때 댐퍼의 상부는어퍼코너(1a)에 구면접촉되어 있을뿐 별도의 댐핑수단이 없었으므로 서스펜션 바(30) 및 어퍼피봇(31)이 상/하 유동되면서 어퍼코너(1a)와 어퍼피봇(31)의 구면접촉부가 충돌을 일으키게 된다.

이에 따라 어퍼코너(1a) 또는 어퍼피봇(31)이 손상되거나 파손되는 문제점을 안고 있었다.

이에 대한 해결책으로 도 4에서 도시된 바와 같이 어퍼코너(1a)의 상부에 커버(36)를 고정하고, 상기 커버와 어퍼피봇(31)사이에 스프링과 같은 탄성부재(37)를 설치하여, 댐퍼(3)의 상부로 작용하는 유동력을 탄성부재(37)에 의해 감쇠시켜주도록 하는 기술이 공지되어 있다(한국공개실용 제97-62435호).

그러나, 상기의 댐퍼는 댐퍼(3)가 상향으로 유동할때에는 탄성부재(37)가 압축되면서 완충역할을 하게 되지만 그에 대향하는 하향으로 작용하는 유동력에 대해서는 완충역할을 하지 못하게 되므로 구면접촉부에 그대로 전달되어 그 이전의 댐퍼와 동일한 문제점이 발생하게 된다.

특히, 상기의 댐퍼구조는 댐퍼(3)가 상향으로 유동할 때 탄성부재(37)의 탄발력에 의해 어퍼피봇(31)과 어퍼코너(1a)의 충돌력이 오히려 더 커질 수 있는 구조이므로 초과유동력을 댐핑하기 위한 적절한 댐퍼 구조라 할 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기위해 안출한 것으로서, 그 목적은 댐퍼의 상부로 작용하는 유동력을 완충하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기위한 본 발명은 아웃터브를 아웃케이스에 탄력지지하기 위한 댐퍼를 구비한 세탁기에 있어서;

상기 댐퍼는 아웃케이스와 아웃터브사이에 설치되는 서스펜션 바와, 상기 아웃터브와 결합됨과 아울러 서스펜션 바의 외주면 소정부위에 서스펜션 바를 따라 유동가능하게 설치된 서스펜션 캡과, 상기 서스펜션 캡이 유동됨에 따라 그 내주면과 마찰되도록 상기 서스펜션 바의 하단에 고정설치된 스누버 베이스와, 상기 서스펜션 캡과 스누버 베이스사이에 설치되어, 아웃터브가 유동될 때 탄성력에 의해 이를 댐핑하여주는 제 1 댐핑스프링과, 상기 아웃케이스의 내측 상부에 구비된 어퍼코너에 구면접촉됨과 아울러 상기 서스펜션 바의 외주면 상부에 서스펜션 바를 따라 이동가능하게 설치된 어퍼피봇과, 상기 서스펜션 바의 상단에 결합된 가압판과, 상기 가압판과 어퍼피봇사이에 설치되어 상기 제 1 댐핑스프링의 압축능력이상의 유동력이 발생할 때 이를 댐핑하여주는 제 2 댐핑스프링으로 구성된 세탁기의 댐핑장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 세탁기의 일예를 도시한 종단면도

도 2는 종래 댐퍼의 종단면도

도 3은 종래 댐퍼의 최대압축상태를 도시한 종단면도

도 4는 종래 댐퍼의 다른 실시예를 도시한 종단면도

도 5는 본 발명 댐퍼의 종단면도

도 6a는 본 발명 댐퍼의 제 1 댐핑스프링이 전(全)압축된 상태를 도시한 종단면도

도 6b는 아웃터브가 과유동됨으로인해 제 1, 2 댐핑스프링이 전(全)압축된 상태를 도시한 종단면도

도 7은 제 2 댐핑스프링의 내부에 탄성체가 설치된 상태의 요부단면도

도 8은 도 7의 다른 실시예를 도시한 요부단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 아웃케이스1a : 어퍼코너

3 : 댐퍼4 : 아웃터브

30 : 서스펜션 바31 : 어퍼피봇

32 : 서스펜션 캡33 : 스누버 베이스

35 : 제 1 댐핑스프링38 : 가압판

39 : 제 2 댐핑스프링40 : 탄성체

도 5는 본 발명 댐퍼의 종단면도이고, 도 6a는 본 발명 댐퍼의 제 1 댐핑스프링이 전(全)압축된 상태를 도시한 종단면도이며, 도 6b는 아웃터브가 과유동됨으로인해 제 1, 2 댐핑스프링이 전(全)압축된 상태를 도시한 종단면도이고, 도 7은 제 2 댐핑스프링의 내부에 탄성체가 설치된 상태의 요부단면도이며, 도 8은 도 7의 다른 실시예를 도시한 요부단면도로서, 이들 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 댐핑장치에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 댐퍼(3)는 아웃케이스(1)와 아웃터브(4)사이에 설치된 서스펜션 바(30)와, 상기 아웃터브(4)와 결합됨과 아울러 서스펜션 바(30)의 외주면 소정부위에 서스펜션 바를 따라 유동가능하게 설치된 서스펜션 캡(32)과, 상기 서스펜션 캡이 유동됨에 따라 그 내주면과 마찰되도록 상기 서스펜션 바(30)의 하단에 고정설치된 스누버 베이스(33)와, 상기 서스펜션 캡(32)과 스누버 베이스(33)사이에 설치되어 아웃터브(4)가 유동될 때 탄성력에 의해 이를 댐핑하여주는 제 1 댐핑스프링(35)과, 상기 아웃케이스(1)의 내측 상부에 구비된 어퍼코너(1a)에 구면접촉됨과 아울러 상기 서스펜션 바(30)의 외주면 상부에 서스펜션 바를 따라 이동가능하게 설치된 어퍼피봇(31)으로 이루어져 있다.

또한, 상기 서스펜션 바(30)의 상단에는 가압판(38)이 설치되어 있으며, 상기 가압판과 어퍼피봇(31)사이에는 상기 제 1 댐핑스프링(35)의 압축능력이상의 유동력이 발생할 때 이를 댐핑하여 주는 제 2 댐핑스프링(39)이 설치되어 있다.

또한, 상기 제 2 댐핑스프링(39)의 댐핑력 보강을 위해, 도 7에 도시한 바와 같이 제 2 댐핑스프링의 내부에는 그 내주면에 압착되도록 탄성체(40)를 부설하여 제 2 댐핑스프링이 압축 및 인장될 때 탄성체(40)와의 접촉면간의 마찰력에 의해 댐핑력을 향상시킬 수 있도록 하였다.

한편, 상기에서는 제 2 댐핑스프링(39)의 내부에 탄성체(40)가 압착된 것을 설명하였으나 도 8에 도시한 바와 같이 탄성체의 내주면이 제 2 댐핑스프링(39)의 외주면에 압착되도록 하여도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 이해 가능하다.

또한, 상기에서 제 2 댐핑스프링(39)의 탄성계수는 제 1 댐핑스프링(35)의 탄성계수에 비해 약 8∼10배정도 크게 설계되어야 한다.

그 이유는 제 2 댐핑스프링(39)은 제 1 댐핑스프링(35)에 의해 댐핑되지 않은 2차 유동력을 댐핑해야 하는데, 이 때 2차 유동력은 1차 유동력에 비해 댐퍼(3)의 자중이 부가된 큰 유동력이므로 이를 댐핑하기 위해서는 좀더 강한 탄성력을 요구하기 때문이다.

또한, 상기 탄성체(40)의 재질은 외력에 의해 압축 및 인장되는 재질로 되어 있는데, 일예를 들어 연질의 합성수지재나 고무재이면 적용 가능하다.

이상과 같은 본 발명 댐핑장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

세탁 및 헹굼 또는 탈수시 아웃터브(4)가 미소유동하게 되면, 상기 아웃터브에 연결된 서스펜션 캡(32)에 전달되어 이 서스펜션 캡이 서스펜션 바(30)를 따라 상/하방향으로 유동하게 된다.

이 때, 서스펜션 캡(32)과, 상기 서스펜션 바의 끝단에 고정 결합된 스누버 베이스(33) 사이에 개입되어 있는 제 1 댐핑스프링(35)이 서스펜션 캡(32)의 상/하운동에 의해 인장 및 압축됨에 따라 스누버 베이스(33)의 외주면이 서스펜션 캡(32)의 내주면과 접촉되면서 마찰되므로 아웃터브(4)의 유동력을 감쇠시켜주게 된다.

만약, 아웃터브(4)의 유동력이 제 1 댐핑스프링(35)의 압축능력보다 크게 되면 도 6a에서와 같이 제 1 댐핑스프링은 전(全)압축되어 더 이상 탄성력을 발휘하지 못하게 되므로 이 잉여의 유동력은 제 2 댐핑스프링(39)로 전달된다.

상기 제 2 댐핑스프링(39)으로 전달된 유동력중 하향으로 작용하는 힘에 의해 서스펜션 바(30)가 하향으로 이동하게 되면 그 상단에 결합되어 있는가압판(38)도 함께 하향으로 이동하게 되고, 이어 상기 가압판(38)의 하강압력에 의해 어퍼코너(1a)에 고정된 어퍼피봇(31)사이에서 압축되면서 제 1 댐핑스프링(35)에 의해 제어되지 못한 2차 유동력을 댐핑하게 된다(도 6b참조).

이 때, 상기 2차 유동력은 댐퍼에 작용하는 유동력과 댐퍼(3)의 자중이 합해진 큰 힘이 작용하게 되므로 제 2 댐핑스프링(39)의 탄성계수는 제 1 탄성계수에 비해 약 8∼10배 가량 커야 소기의 댐핑효과를 얻을 수 있게 된다.

한편, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제 2 댐핑스프링(39)의 내주면 또는 외주면에 압착되도록 탄성체(40)를 끼워넣으면 제 2 댐핑스프링의 내주면과 탄성체(40)의 외주면 또는 제 2 댐핑스프링의 외주면과 탄성체의 내주면이 접촉됨으로 인한 마찰력에 의해 제 2 댐핑스프링의 탄성력을 높일 수 있게 된다.

이에 따라 상기 제 2 댐핑스프링(39)으로 작용하는 힘에 상응하는 탄성력을 가진 스프링을 적용하지 않아도 탄성체(40)에 의해 강한 탄성력을 얻을 수 있는 잇점이 있다.

또한, 상기 탄성체(40)는 압축 및 인장성을 가진 재질이어야 하므로 연질의 합성수지재나 고무 등을 사용하는 것이 바람직 하지만 이에 한정하지는 않으며, 적정의 탄성을 가짐과 아울러 제 2 댐핑스프링(39)과 접촉에 의해 마찰을 일으킬 수 있는 재질이면 적용이 가능함은 물론이다.

이상과 같은 본 발명은 제 1 댐핑스프링에 의해 댐핑되지 않은 유동력을 제 2 댐핑스프링에 의해 댐핑되도록 하므로써 진동 및 소음을 최소한도로 저감시키는효과가 있다.

또한, 댐퍼와 아웃케이스의 연결부위의 충격을 완화하여 그 부분의 손상을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 댐퍼는 소용량은 물론 대용량의 세탁기에도 호환하여 사용할 수 있으므로 생산효율성을 높일 수 있다.

Claims (1)

1. 아웃케이스와 아웃터브 사이에 연결 설치되는 서스펜션 바와, 상기 아웃터브와 결합됨과 아울러 서스펜션 바를 따라 유동 가능하게 설치된 서스펜션 캡과, 상기 서스펜션 바에 결합되어 상기 서스펜션 캡 내측을 상하 이동하는 스누버 베이스와, 상기 서스펜션 캡과 스누버 베이스사이에 설치되는 제1댐핑스프링과, 상기 아웃케이스의 내측 상부에 구비된 어퍼코너에 구면접촉됨과 아울러 상기 서스펜션 바의 외주면 상부에 서스펜션 바를 따라 이동 가능하게 설치된 어퍼피봇과, 상기 서스펜션 바의 상단에 결합된 가압판과, 상기 가압판과 어퍼피봇 사이에 설치되는 제2댐핑스프링을 구비한 세탁기의 댐핑장치에 있어서,

   상기 제2댐핑스프링은 상기 제1댐핑스프링의 압축능력 이상의 유동력에 대하여 댐핑력을 발휘할 수 있도록 상기 제1댐핑스프링 보다 큰 탄성계수를 갖도록 하고, 상기 제2댐핑스프링의 내주면 또는 외주면에는 압축성 및 인장성을 갖는 재질로 이루어진 탄성체를 압착 설치한 것을 특징으로 하는 세탁기의 댐핑장치.