KR100463546B1 - 세탁기의 공진 방지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기에 관한 것으로서, 특히, 세탁기의 외관에 형성된 비드의 형상을 개선하여 상기 세탁기의 고속 동작시 공진의 발생을 회피할 수 있도록 한 세탁기의 외관 구조를 제공하고자 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 세탁기의 외관을 이루는 측면 플레이트에 형성되어 대략 장방형으로 소정 깊이만큼 요입됨과 더불어 상기 요입된 부분의 내측 임의의 부위가 상기 요입된 방향의 반대 방향을 향하여 소정 높이만큼 돌출되도록 이루어진 적어도 하나 이상의 비드부를 가지는 세탁기의 공진 방지 구조가 제공된다.

Description

세탁기의 공진 방지 구조{structure for preventing a sympathetic vibrations in washing machine}

본 발명은 세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고속 운전에 따른 공진의 회피를 이룰 수 있도록 설계한 세탁기의 외관 구조에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 각종 세탁물의 세탁을 수행하는 기기로써, 펄세이트(pulsator)의 구동에 의해 세탁이 진행되는 펄세이트식 세탁기와, 드럼의 구동에 의해 세탁이 진행되는 드럼식 세탁기로 크게 구분된다.

이 때, 상기 드럼식 세탁기 중 각종 세탁물의 세탁이 수행되는 드럼이 본체에 대하여 수평 방향으로 눕혀진 형태의 드럼 세탁기는 전체적인 장착 높이가 낮아 공간 활용성의 향상을 얻을 수 있다는 장점을 가지기 때문에 근래에 들어 그 수요가 늘어나는 추세이다.

도시한 도 1은 상기와 같은 일반적인 드럼 세탁기의 외관을 나타내고 있다.

이를 통해 알 수 있듯이 종래 드럼 세탁기의 외관은 크게 상면을 형성하는 탑 플레이트(10)와, 전면을 이루는 전면 플레이트(20)와, 양측면을 형성하는 한 쌍의 측면 플레이트(30)와, 드럼 세탁기의 각종 제어 조작을 위한 조작패널(40) 그리고, 그 내부의 선택적인 폐쇄를 위한 도어(50)를 가진다.

이 때, 상기 전면 플레이트(20)에는 세탁물 투입구(21)가 형성되고, 상기 도어(50)가 회동 가능하게 장착된다.

또한, 상기 드럼 세탁기의 내부에는 세탁물의 세탁이 이루어지는 드럼(60)이 회전 가능하게 장착된다.

상기와 같은 종래 드럼 세탁기는 그 구동시 드럼(60)의 회전으로 인해 진동이 발생되고, 이러한 진동의 발생에 의한 소음이 발생되었던 문제점을 가진다.

특히, 상기 드럼(60)의 회전에 의한 공진 발생이 이루어진다면 소음의 증가에 따른 문제 뿐만이 아니라 각종 부속품의 탈거나 고장 유발이 야기되었다.

따라서, 종래에는 상기한 진동이 주로 세탁기의 외관에 의해 많은 영향이 미치고 있음을 도출할 수 있게 되어 상기한 세탁기 외관 형상의 개선을 통해 상기 진동 발생을 저감시키고자 하였다.

예컨대, 도시된 도 2와 같이 각 측면 플레이트(30)의 면상에 비드부(31)를 요입 형성함으로써 특정한 공진 영역의 회피를 이루고자 하였던 것이다.

하지만, 상기한 비드부(31)의 형상은 단순히 각 측면 플레이트(30)의 두께 방향을 따라 요입 형성한 형상으로만 이루어졌기 때문에 고속 운전시에 대한 고려가 극히 미약하였다.

따라서, 드럼 세탁기의 1차 공진 영역이 대략 22.9Hz(1374rpm)에서 이루어짐을 고려한다면 고속 탈수 행정과 같은 고속 운전 영역(대략 1600rpm)에서의 운전이 이루어질 경우 공진의 발생으로 인한 진동 증가 및 소음 증가에 따른 문제점이 발생될 수 밖에 없었다.

특히, 최근에는 모터 등의 기술 발전으로 인해 공진의 발생에 따른 위험이 보다 커지게 되었기 때문에 상기한 공진 영역의 회피를 위한 세탁기 외관의 설계가 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술에 대한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 세탁기의 측면에 형성된 비드부의 형상 개선을 통해 상기 세탁기의 각종 운전에 따른 공진 발생을 방지할 수 있도록 하여 소음 저감 및 각종 부품의 손상 방지를 이룰 수 있도록 한 세탁기의 공진 방지 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 일반적인 드럼 세탁기의 외관을 나타낸 사시도

도 2 는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ 단면도

도 3 은 본 발명에 따른 드럼 세탁기의 외관을 나타낸 사시도

도 4 는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ 단면도

도 5 는 본 발명에 따른 비드부의 형상을 정면에서 본 요부 상태도

도 6 은 도 5의 Ⅲ-Ⅲ 단면도

도 7 은 비드부를 형성하는 각 인자별 수치에 대한 공진 주파수의 SN비를 나타낸 그래프

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

300. 측면 플레이트 310. 비드부

A. 장측 면의 폭 B. 단측 면의 폭

R. 모서리 부위의 곡률반경 D. 비드부의 요입 깊이

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태는 세탁기의 외관을 이루는 측면 플레이트에 형성되어 대략 장방형으로 소정 깊이만큼 요입됨과 더불어 상기 요입된 부분의 내측 임의의 부위가 상기 요입된 방향의 반대 방향을 향하여 소정 높이만큼 돌출되도록 이루어진 적어도 하나 이상의 비드부를 가지는 세탁기의 공진 방지 구조가 제공된다.

이하, 전술한 본 발명의 형태에 따른 바람직한 실시예를 도시한 도 3 내지 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 도시한 도 3은 본 발명에 따른 드럼 세탁기의 외관을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 비드부의 형상을 정면에서 본 요부 상태도이고, 도 6는 도 5의 Ⅲ-Ⅲ 단면도이다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 드럼 세탁기의 공진 방지 구조는 세탁기의 외관을 이루는 캐비넷의 측면 플레이트(300) 상에 요철을 이루는 적어도 하나 이상의 비드부(310)를 형성하여서 된 것이다.

여기서, 상기 각 비드부(310)는 대략 장방형으로 소정 깊이만큼 요입됨과 더불어 상기 요입된 부분의 내측 임의의 부위가 상기 요입된 방향과는 반대 방향을 향하여 소정 높이만큼 돌출되도록 이루어진다.

상기와 같이 비드부(310)의 형상을 요입됨과 동시에 그 요입 방향과는 반대의 방향으로 돌출되는 구조를 적용함으로써 드럼 세탁기의 1차 공진 영역이 더욱 높은 Hz(혹은, rpm) 범위대에서 이루어질 수 있게 되므로, 탈수 행정을 위한 드럼이 최고 회전속도로 구동될 경우 발생되는 공진 영역을 회피할 수 있게 된다.

물론, 상기한 각 비드부(310)의 요철 형상을 다수 반복적으로 형성함으로써 공진 영역을 보다 완전히 회피될 수 있도록 할 수도 있지만 이의 경우 금형 혹은, 펀칭 등과 같은 제조 공정상의 난이함이 발생될 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

또한, 본 발명에서는 상기 각 비드부(310)가 요입된 네 구석부위로부터 그 내측 부위로 갈수록 임의의 폭을 가지면서 경사지게 형성되도록 함과 더불어 상기 각 비드부(310)의 모서리 부위는 소정의 곡률반경(R)을 가지면서 라운드지게 형성되도록 한다.

여기서, 상기 각 비드부(310)의 장측 면(좌우측면)(311)에 대한 경사진 부위의 폭(A)은 상기 각 비드부(310)의 단측 면(하측면)(312)에 대한 경사진 부위의 폭(B)에 비해 크게 형성된다.

상기와 같은 구성 역시 그 제조 공정이 원활히 진행될 수 있도록 하는 구조임과 더불어 상기한 형상에 의해 이루어지는 공진 영역이 최대한 높은 Hz 대역에 이르도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기한 각 비드부(310)의 돌출된 부위(311)에 대한 돌출 높이는 크게 상관이 없으나, 측면 플레이트(300)로부터 돌출되지 않도록 함이 디자인적인 측면에서 보다 유리하다.

특히, 본 발명에서는 세탁기의 드럼을 회전시키는 일반적인 모터의 최대 rpm이 대략 16000rpm 정도이나 2000rpm 까지 구동되는 모터의 개발이 이루어질 수 있음을 고려하여, 상기 2000rpm의 회전수로 회전하더라도 공진의 발생이 이루어지지 않도록 함을 추가적으로 제시한다.

이는, 각 비드부(310)의 요입 깊이(D)를 대략 3.5㎜ 이상 바람직하게는 3.5㎜∼4.5㎜ 정도로 형성함으로써 가능하다.

만일, 상기 비드부(310)의 요입 깊이(D)가 3.5㎜ 이하로 형성된다면 공진 주파수 대역이 대략 26∼30Hz 정도로만 이루어지기 때문에 2000rpm의 회전수로 드럼이 회전될 경우 공진이 발생될 가능성이 크기 때문에 바람직하지 않다.

또한, 상기 비드부(310)의 요입 깊이(D)가 4.5㎜ 이상으로 형성된다면 2000rpm의 회전수로 드럼이 회전되더라도 공진의 발생은 이루어지지 않으나 불필요한 형상으로 인한 디자인적인 측면 및 제조 공정상의 문제점이 발생될 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

물론, 상기 각 비드부(310)의 요입 깊이(D)는 2.5㎜∼3.5㎜ 정도로 형성하여도 1600rpm의 회전수로 드럼이 회전될 경우 공진이 발생될 가능성이 적기 때문에 큰 상관은 없다.

상기한 본 발명의 역방향으로 절곡된 비드부(310)의 구성에 있어서 공진 주파수가 각 비드부(310)의 요입 깊이(D)에 따라 크게 변동됨은 공진 주파수의 SN(Signal to Noise)비에 대한 그래프를 나타낸 도 7의 그래프 및 표 1과 같은 실험 분석을 통해 확연하게 알 수 있다.

이 때, 상기 표 1의 실험은 비드부(310)를 이루는 각 인자(각 비드부의 요입깊이(D), 장측 면의 폭(A), 단측 면의 폭(B), 모서리 부위의 곡률반경(R) 등)를 이용하여 부분 배치법을 통해 수행된 실험의 결과이며, 상기 SN비는 상기한 실험 인자들의 대입시 망대 특성에 의해 그 값이 추출된다.

실험번호	장측면의 폭(A)(㎜)	단측면의 폭(B)(㎜)	모서리 곡률반경(R)(㎜)	요입 깊이(D)(㎜)	SN비	1차 공진주파수(Hz)
1	30(A1)	15(B1)	15(R1)	2.5(D1)	29.0	28.2
2	30(A1)	20(B2)	20(R2)	3.5(D2)	30.7	34.3
3	30(A1)	25(B3)	25(R3)	4.5(D3)	32.0	39.8
4	40(A2)	15(B1)	20(R2)	4.5(D3)	31.8	38.9
5	40(A2)	20(B2)	25(R3)	2.5(D1)	28.9	27.8
6	40(A2)	25(B3)	15(R1)	3.5(D2)	30.5	33.3
7	50(A3)	15(B1)	25(R3)	3.5(D2)	30.1	32.1
8	50(A3)	20(B2)	15(R1)	4.5(D3)	31.4	37.4
9	50(A3)	25(B3)	20(R2)	2.5(D1)	28.6	26.9

결국, 전술한 실험 결과를 통해 1차 공진 주파수는 비드부(310)의 요입 깊이(D)에 가장 큰 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있다.

물론, 상기한 실험은 본 발명에서 제시한 바와 같이 비드부(310)의 형상이 요철 구조를 이루었을 경우이다.

그리고, 상기한 실험 결과를 통해 알 수 있듯이 본 발명에서 제시하는 비드부(310)의 각 부위는 그 형상에 의해 이루어지는 1차 공진 주파수가 대략 27Hz 이상 바람직하게는 33Hz 이상이 될 수 있도록 형성함으로써 세탁기의 탈수 속도 영역을 벗어날 수 있도록 함이 가장 바람직하다.

이에 따라, 본 발명에서는 상기 각 비드부(310)의 요입 깊이(D)를 대략 4.5㎜ 정도로 형성하고, 상기 각 비드부(310)의 장측 면(311)에 대한 폭(A)은 대략 30㎜ 정도로 형성되고, 단측 면(312)에 대한 폭(B)은 대략 25㎜ 정도로 형성하며, 각모서리 부위의 곡률 반경(R)은 대략 25㎜ 정도로 형성함을 제시한다.

물론, 상기한 구조 역시 각 비드부(310)의 요입 깊이에 가장 큰 영향을 받음을 고려하여 최대한 그 제조가 원활히 이루어질 수 있고도 가장 안정적인 요입 깊이를 기준으로 할 때 성능이 가장 우수한 범위대의 각 인자들에 대한 형상적 수치를 적용한 구조이다.

즉, 상기한 구조를 적용하였을 경우 1차 공진이 이루어지는 Hz 범위는 대략 39.8Hz이기 때문에 대략 2380rpm 정도로 드럼이 회전한다 하더라도 그 공진 영역을 벗어날 수 있기 때문에 진동 소음 및 진동에 따른 부품 손상이 방지될 수 있게 된다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명은 세탁기의 측면에 다수의 비드부를 형성하되 이러한 각 비드부를 역 방향 형상으로 형성함으로써 고속 탈수 행정에 따른 드럼의 회전시 공진 발생을 방지할 수 있게 된 효과를 가진다.

특히, 본 발명에서 제시되는 비드부의 각 부위에 대한 설계치에 의해 현재 개발되어진 각 세탁기의 고속 탈수 행정시 발생될 수 있는 공진에 대한 문제점을 완전히 방지할 수 있게 된 효과를 가진다.

이와 함께, 상기한 효과로 인해 탈수 행정시 발생되는 소음의 저감을 얻을 수 있게 되어 사용자의 소음에 대한 불만 및 제품의 불신을 미연에 방지할 수 있다는 효과 역시 가진다.

Claims (10)

1. 세탁기의 외관을 이루는 측면 플레이트에 형성되어

   대략 장방형으로 소정 깊이만큼 요입됨과 더불어 상기 요입된 부분의 내측 임의의 부위가 상기 요입된 방향의 반대 방향을 향하여 소정 높이만큼 돌출되도록 이루어진 적어도 하나 이상의 비드부를 가지는 세탁기의 공진 방지 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 비드부의 요입 깊이는 대략 2.5㎜ 이상 되도록 형성됨을 특징으로 하는 세탁기의 공진 방지 구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 각 비드부의 요입 깊이는 대략 3.5㎜∼4.0㎜ 정도로 형성됨을 특징으로 하는 세탁기의 공진 방지 구조.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 비드부는

   요입된 네 구석부위로부터 그 내측 부위로 갈수록 임의의 폭을 가지면서 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 세탁기의 공진 방지 구조.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 각 비드부의 장측 부위에 대한 경사진 부위의 폭은 상기 각 비드부의 단측 부위에 대한 경사진 부위의 폭에 비해 크게 형성됨을 특징으로 하는 세탁기의 공진 방지 구조.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 각 비드부의 장측 부위에 대한 경사진 부위의 폭은 대략 30㎜∼50㎜ 정도로 형성되고, 상기 각 비드부의 단측 부위에 대한 경사진 부위의 폭은 대략 15㎜∼25㎜ 정도로 형성됨을 특징으로 하는 세탁기의 공진 방지 구조.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 비드부의 모서리부위는 소정의 곡률반경을 가지면서 라운드지게 형성됨을 특징으로 하는 세탁기의 공진 방지 구조.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 각 비드부의 모서리부위에 대한 곡률반경은 대략 15㎜∼25㎜ 정도로 형성됨을 특징으로 하는 세탁기의 진동 저감 구조.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 비드부는

   그 형상에 의해 이루어지는 1차 공진 주파수가 대략 27Hz 이상이 될 수 있도록 형성함으로써 세탁기의 탈수 속도 영역을 벗어날 수 있도록 함을 특징으로 하는 세탁기의 공진 방지 구조.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 각 비드부의 요입 깊이가 대략 4.5㎜ 정도로 형성될 경우 장측의 폭은 대략 30㎜ 정도로 형성되고, 단측의 폭은 대략 25㎜ 정도로 형성되며, 각 모서리부위의 곡률 반경이 대략 25㎜ 정도로 형성됨을 특징으로 하는 세탁기의 공진 방지 구조.