KR100437781B1 - 전자동 세탁기의 진동 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈수 초기시 시스템의 고유 진동수에 의한 휘돌림 진동을 효과적으로 방지할 수 있는 전자동 세탁기의 진동 저감장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 상단과 하단이 각각 본체(1)와 외조(2)에 대해 각운동할 수 있는 다수의 서스펜션 바(21)로 이루어져 상기 본체의 내부에 외조를 탄력적으로 지지하는 전자동 세탁기의 진동 저감장치에 있어서, 상기 각각의 서스펜션 바를 모두 상호 연결하도록 탄력적으로 감겨져, 상기 외조의 수평 휘돌림 진동을 억제하도록 상기 외조의 축방향으로 상호 이격되어 설치되는 다수의 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 진동 저감장치를 제공한다.

이 때, 본 발명은 상기 탄성부재로서 일정 탄성계수를 갖는 고무밴드(30) 또는 일정 탄성계수를 갖는 스프링(43)과 상기 스프링에 연결됨과 동시에 외조와 서스펜션 바를 감싸는 스트링(string,41)으로 구성되는 것을 제시함으로써, 외조의 휘돌림 진동을 효과적으로 억제시킬 수 있다.

Description

전자동 세탁기의 진동 저감장치{device for reducing vibration in automatic washing machine}

본 발명은 전자동 세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탈수 초기에 발생하는 시스템의 고유진동수에 의한 휘돌림 진동을 효과적으로 방지할 수 있는 전자동 세탁기의 진동 저감장치에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기는 세제의 유화작용과 펄세이터의 회전에 따른 수류의 마찰작용 및 펄세이터가 세탁물에 가하는 충격작용 등을 이용하여 의복, 침구 등에 부착된 각종 오염물질을 제거하는 제품으로, 최근에 등장하는 전자동 세탁기는 중간에 사용자의 조작 없이 세탁, 헹굼, 탈수로 이어지는 일련의 과정을 자동으로 진행한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 일반적인 전자동 세탁기의 구성을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1a에 도시된 바에 따르면, 상기 전자동 세탁기는 본체(1) 내부에 진동 저감장치(10)에 의해 탄력적으로 지지되며 세탁수를 저장하는 외조(2)와, 상기 외조 내부에 회전 가능하게 설치되며 세탁물을 수용하는 내조(3)와, 상기 외조 하단의 중심부에 구비되며 상기 내조에 구동축(6)이 연결된 모터(5)로 크게 구성된다. 이 때, 상기 모터(5)는 풀리와 벨트에 의해 내조(3)에 간접적으로 연결될 수도 있으나, 일례로 상기 모터가 내조에 직결된 것을 도시하였다.

그리고, 상기 내조(3)의 상단 내주연에는 내조의 회전시 무게중심을 조절하는 액체 밸런서(7)가 구비된다.

이와 같이 구성된 전자동 세탁기는 세탁물 및 세제가 내조(3) 내에 투입되어 제반 준비가 완료된 상태에서 세탁시작 버튼을 선택하면 컨트롤러(도시 생략)의 제어 신호에 따라 일정 시간에 걸쳐 세탁, 헹굼, 탈수에 이르는 일련의 과정을 자동으로 수행하게 된다.

한편, 전술한 바와 같은 과정이 수행되는 중에 내조(3)의 반전에 따른 수류의 충격작용과 세탁물의 치우침에 의해 상기 내조(3)에는 진동이 발생하게 되고, 이 진동은 외조(2)로 전달되어 상기 외조를 수직방향 및 수평방향으로 진동시키게 된다. 특히, 탈수시에는 내조(3)가 고속으로 회전함에 따라 세탁물의 치우침에 의한 편하중이 심하게 작용하게 되며, 이 경우 상기 외조(2) 및 본체(1)로 전달되는 진동은 세탁시에 비해 더욱 커지게 된다.

이러한 진동을 방지하기 위한 것이 바로 진동 저감장치(10)이며, 지금까지 널리 보급된 일 형태를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1b에 도시된 바에 따르면, 상기 진동 저감장치(10)는 양단이 각각 본체(1)와 외조(2)에 대해 각운동 가능하게 지지되는 서스펜션 바(11)와, 상기 서스펜션 바의 타단 측에 구비되는 서스펜션 캡(suspension cap,13)과, 상기 서스펜션 바의 일단 측에 구비되는 상부 피봇(upper pivot,12)으로 구성된다. 이 때, 상기 서스펜션 캡(13)과 상부 피봇(12)은 각각 외조 하단의 연장부(2a)와 본체의 연장부(1a)에 대해 각운동이 가능하도록 구면으로 접촉된다.

그리고 상기 서스펜션 캡(13)의 내부에는 서스펜션 바(11)에 결합됨과 동시에 서스펜션 캡의 내측 둘레면에 기밀 접속되는 댐퍼 베이스(damper base,15)와,상기 댐퍼 베이스와 서스펜션 캡 사이에 구비되어 상기 서스펜션 바에 탄력을 부여하는 압축스프링(14)이 구비된다.

이렇게 구성된 진동 저감장치(10)는 총 4개가 외조(2)의 외측 둘레면을 따라 90°의 각도를 이루면서 설치되는 것이 일반적이다.

따라서, 세탁 또는 탈수시 외조(2)에 진동이 발생할 경우, 상기 서스펜션 바(11)가 서스펜션 캡(13) 내부을 승강하게 된다. 이 때 상기 댐퍼 베이스(15)와 서스펜션 캡(13) 간에 작용하는 습동 마찰력과 서스펜션 캡 내부에 설치된 압축스프링(14)의 완충력과 상기 서스펜션 캡 내부에 존재하는 압축공기의 완충력이 진동에 대한 감쇠력으로 작용하여 외조의 균형을 유지하게 된다.

그런데, 전술한 바와 같은 진동 저감장치는 시스템의 진동을 효과적으로 감쇠시키는데 한계가 있었다. 즉, 상기 진동 저감장치(10)는 전술한 바와 같은 작용에 의해 외조(2)의 상하 진동에 대해서는 효과적으로 대처할 수 있었으나, 탈수 초기시 발생하는 외조의 휘돌림 진동에 대해서는 효과적이지 못하였다.

전자동 세탁기에 있어서, 탈수 초기에 많은 양의 세탁수를 머금고 있는 세탁물은 내조(3) 일측에 치우쳐 있을 수 밖에 없으며, 이러한 편심에 의해 시스템은 과도 진동상태(state of transient vibration)에 놓이게 된다. 과도 진동상태란 1차 공진영역과 2차 공진영역에서 시스템 진동상태를 가르키는 것으로서, 진폭이 일정한 값을 갖기 전의 상태이다. 이러한 과도 진동상태에서는 외조(2)가 상하 진동과 더불어 원뿔 모양의 코니컬 진동(conical vibration)을 하게 되며, 특히 전자동 세탁기의 경우 아주 낮은 회전속도에서 고유진동수를 가지기 때문에 이러한 과도진동상태는 탈수 초기에 필연적으로 나타나게 된다. 이 때, 전술한 코니컬 진동이 곧 외조(2)의 휘돌림 진동을 의미하며, 전술한 진동 저감장치(10)로는 외조의 수평 진동을 동반한 휘돌림 진동을 전혀 막을 수 없었다.

이 경우, 외조(2)가 본체(1)를 치면서 상당한 소음이 발생하게 되어 편심된 세탁물을 재조정하지 않는 한 탈수를 계속 진행하기 힘들게 되었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 탈수 초기시 시스템의 고유진동수에 의한 휘돌림 진동을 효과적으로 방지할 수 있는 전자동 세탁기의 진동 저감장치를 제공하는 것이다.

도 1a는 일반적인 전자동 세탁기의 구성을 개략적으로 도시한 종단면도

도 1b는 도 1a에 따른 전자동 세탁기의 진동 저감장치를 도시한 확대 단면도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자동 세탁기의 구성을 개략적으로 도시한 종단면도

도 3은 도 2에 따른 전자동 세탁기의 진동 저감장치를 도시한 횡단면도

도 4a 및 4b는 각각 도 2에 따른 전자동 세탁기의 작용을 도시한 횡단면도

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자동 세탁기의 구성을 개략적으로 도시한 종단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 본체 2 : 외조

3 : 내조 5 : 모터

21 : 서스펜션 바 22 : 상부 피봇

23 : 서스펜션 캡 26 : 고정돌기

30 : 탄성부재

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상단과 하단이 각각 본체와 외조에 대해 각운동할 수 있는 다수의 서스펜션 바로 이루어져 상기 캐비넷의 내부에 외조를 탄력적으로 지지하는 전자동 세탁기의 진동 저감장치에 있어서, 상기 각각의 서스펜션 바를 모두 상호 연결하도록 탄력적으로 감겨져, 상기 외조의 수평 휘돌림 진동을 억제하도록 상기 외조의 축방향으로 상호 이격되어 설치되는 다수의 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 진동 저감장치를 제공한다.

이 때, 본 발명은 상기 탄성부재로서 일정 탄성계수를 갖는 고무밴드나, 또는 일정 탄성계수를 갖는 스프링과 상기 스프링에 연결됨과 동시에 외조와 서스펜션 바를 감싸는 스트링(string)으로 구성되는 것을 제시함으로써, 외조의 휘돌림 운동을 효과적으로 억제시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자동 세탁기의 진동 저감장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자동 세탁기의 구성을 개략적으로 도시한 종단면도이고, 도 3은 도 2에 따른 전자동 세탁기의 진동 저감장치를 도시한 횡단면도이다.

도 2에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자동 세탁기는 본체(1) 내부에 진동 저감장치에 의해 탄력적으로 지지되며 세탁수를 저장하는 외조(2)와, 상기 외조 내부에 회전 가능하게 설치되며 세탁물을 수용하는 내조(3)와, 상기 외조 하단의 중심부에 구비되며 상기 내조에 구동축(6)이 연결된 모터(5)와, 상기 외조의 외주면과 진동 저감장치를 구성하는 서스펜션 바(21)의 외측을 따라 탄력적으로 감겨져 있는 탄성부재(30)를 포함하여 구성된다.

이 때, 상기 모터(5)는 그 구동축(6)이 내조에 직접 결합된 것이 도시되어 있으나, 본 발명은 상기 모터가 풀리와 벨트에 의해 내조에 간접적으로 연결된 형태의 세탁기에도 적용 가능하다.

그리고, 상기 내조(3)의 상단 내주연에는 내조의 회전시 무게중심을 조절하는 액체 밸런서(7)가 구비된다.

한편, 본 발명에 따른 전자동 세탁기에 있어서, 진동 저감장치는 크게 외조(2)의 상하 진동을 주로 감쇠시키는 부재(20)와, 상기 외조의 휘돌림 진동을 억제하는 부재(30)로 대별된다.

여기서, 외조(2)의 상하 진동을 감쇠시키는 부재(20)는 양단이 각각 본체(1)와 외조에 대해 각운동 가능하게 지지되는 서스펜션 바(21)와, 상기 서스펜션 바의 일단 측에 구비되는 서스펜션 캡(suspension cap,23)과, 상기 서스펜션 바의 타단 측에 구비되는 상부 피봇(22)으로 구성된다. 이 때, 상기 서스펜션 캡(23)과 상부 피봇(22)은 각각 외조 하단의 연장부(2a)와 본체의 연장부(1a)에 대해 각운동이 가능하도록 구면으로 접촉된다.

또한, 도시되진 않았으나, 상기 서스펜션 캡(23)의 내부에는 서스펜션 바(21)에 결합됨과 동시에 서스펜션 캡의 내측 둘레면에 기밀 접속되는 댐퍼 베이스(damper base)와, 상기 댐퍼 베이스와 서스펜션 캡 사이에 구비되어 상기 서스펜션 바에 탄력을 부여하는 압축스프링이 더 구비된다.

그리고 외조(2)의 휘돌림 진동을 억제하는 부재(30)는 상기 외조의 외주면과 서스펜션 바(21)의 외측을 따라 감겨지는 다수의 탄성부재로 구성되며, 도 3에 잘 도시되어 있다. 이 때, 상기 서스펜션 바(21)가 경사 설치되어 있음에 따라 상기 탄성부재(30)는 얼마든지 아래로 이동할 수 있으며, 이것을 방지하기 위해 상기 서스펜션 바의 소정 위치에는 외측으로 돌출된 다수의 고정돌기(26)가 더 구비된다. 즉, 상기 고정돌기(26)는 탄성부재(30)가 서스펜션 바(21)를 따라 하강하지 못하도록 상기 탄성부재의 저면을 받쳐주는 역할을 하며, 이에 따라 상기 탄성부재가 서스펜션 바를 따라 아래로 이동하는 것이 억제될 수 있다.

이 때, 상기 탄성부재(30)는 외조(2)의 수평방향과 나란하게 설치되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 탈수 초기에 나타나는 휘돌림 진동은 외조(2)의 수평 진동을 야기하기 때문이다. 따라서, 상기 탄성부재(30)가 외조(2)의 수평방향과 평행하게 설치될 경우, 전술한 외조의 수평 진동을 효과적으로 억제할 수 있다.

이를 위해, 상기 고정돌기(26)는 각각의 서스펜션 바(21)에 있어서 동일 높이 상에 설치되어야 하며, 동일한 서스펜션 바에 있어서 상기 고정돌기가 갖는 간격 역시 다른 서스펜션 바의 그것과 같아야 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부재(30)는 일정 탄성계수를 갖는 고무밴드인 것을 제시한다. 이 때, 상기 고무밴드의 탄성계수는 모두 동일할 필요는 없으나, 저속에서 발생되는 휘돌림 진동만을 억제하기 위해 일정 값 이하이어야 한다. 즉, 전술한 휘돌림 진동은 탈수 초기에 내조(3)가 저속으로 회전할 때 1차 고유 진동수와의 공진영역에서 발생하는 바, 탄성계수를 적절한 값으로 결정할 경우 상기 고무밴드는 휘돌림 진동에만 영향을 미치고 고속 탈수시에는 아무런 영향을 미치지 않을 수 있다. 이점을 고려하면, 상기 고무밴드의 탄성계수는 500 N/m 이하인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 저감장치의 작용을 상술하면 다음과 같다.

먼저, 도 4a 및 4b는 각각 도 2에 따른 전자동 세탁기의 작용을 도시한 횡단면도이다.

도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이, 탈수 초기에 세탁물의 불균일한 분포에 의한 편심으로 외조(2)가 수평으로 휘돌림 진동을 하는 과도 진동상태가 된다. 이 경우, 상기 외조(2)는 수평으로 원운동을 하면서 한쪽으로 치우치게 된다. 이 때, 상기 외조(2)와 서스펜션 바(21)를 함께 감싸고 있는 탄성부재(30)는 외조가 이동한만큼 그 길이가 늘어나게 된다.

이후, 상기 탄성부재(30)는 그 늘어난 길이에 비례하여 외조(2)가 치우친 방향과 반대방향으로 힘을 가하게 되며, 이에 따라 상기 외조는 일점쇄선으로 도시된 정상 위치로 빨리 복귀될 수 있다.

이 때, 상기 탄성부재(30)가 외조(2)와 서스펜션 바(21) 전체를 감싸고 있음에 따라, 상기 외조가 어느 방향으로 치우치더라도 상기 탄성부재가 외조가 치우친 방향과 반대방향으로 외조의 이동 거리에 비례하는 힘을 되돌려 줌으로써 외조의 휘돌림 진동을 억제할 수 있다.

다음, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자동 세탁기의 구성을 개략적으로 도시한 종단면도이다.

도 5에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자동 세탁기는 외조(2)의 휘돌림 진동을 억제하는 탄성부재(40) 이외에 도 2에 도시된 것과 동일하다. 따라서, 상기 탄성부재(40)를 제외한 다른 부분에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

도 5에 의하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 탄성부재(40)는 일정 탄성계수를 갖는 스프링(43)과, 상기 스프링에 연결됨과 동시에 외조(2)와 서스펜션 바(21)를 감싸는 스트링(string,41)으로 구성된다. 이 때, 상기 스프링(43)과 스트링(41)이 상호 체결되기 위해, 상기 스프링의 양단과 스트링의 양단에 각각 굽은 형상의 체결돌기(41a,43a)가 형성된다.

이 경우에도, 상기 스트링(41)을 지지하기 위해 서스펜션 바(21)에 외측으로돌출된 다수의 고정돌기(26)가 구비되며, 상기 고정돌기의 설치 높이와 간격은 모든 서스펜션 바에 있어어 모두 동일함이 바람직하다.

이와 같이 구성된 탄성부재(40)는 탈수 초기에 발생하는 휘돌림 진동시 외조(2)가 어느 일측으로 치우게 되면, 상기 스프링(43)의 복원력에 의해 외조를 정상 위치로 복귀시킬 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 변형된 형태의 실시예를 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위에 있는 변형된 형태는 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 전자동 세탁기의 진동 저감장치는 탈수 초기에 세탁물에 의한 편심과 시스템의 고유진동수가 맞물려 발생하는 휘돌림 진동을 외조와 서스펜션 바를 감싸는 탄성부재를 이용하여 간단하게 억제시킬 수 있다. 따라서, 탈수 초기 외조가 본체와 부딪히면서 발생하는 스트라이킹(striking)이나 워킹(walking) 현상을 방지하여 탈수행정을 원활하게 수행할 수 있다.

Claims (6)

1. 상단과 하단이 각각 본체와 외조에 대해 각운동할 수 있는 다수의 서스펜션 바로 이루어져, 상기 본체의 내부에 외조를 탄력적으로 지지하는 전자동 세탁기의 진동 저감장치에 있어서;

   상기 각각의 서스펜션 바를 모두 상호 연결하도록 탄력적으로 감겨져, 상기 외조의 수평 휘돌림 진동을 억제하도록 상기 외조의 축방향으로 상호 이격되어 설치되는 다수의 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 진동 저감장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성부재가 아래로 이동되는 것을 방지하기 위해, 상기 서스펜션 바의 외측에 일정 간격을 두고 돌출되어 탄성부재를 지지하는 고정돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 진동 저감장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 각 서스펜션 바의 고정돌기는 탄성부재가 평행하게 설치될 수 있도록 동일 높이상에 구비되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 진동 저감장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성부재는 일정 탄성계수를 갖는 고무밴드인 것을 특징으로 하는 세탁기의 진동 저감장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 고무밴드의 탄성계수는 500 N/m 이하인 것을 특징으로 하는 세탁기의 진동 저감장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성부재는 일정 탄성계수를 갖는 스프링과, 상기 스프링에 연결됨과 동시에 외조와 서스펜션 바를 감싸는 스트링(string)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 진동 저감장치.