KR100665432B1 - 드럼식 세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드럼식 세탁기에 관한 것으로서, 실린더(9)의 내부에 서로가 이간하도록 한쌍의 베어링(13, 14)을 고정하고, 또한 베어링(13, 14) 사이에 케이스(18, 19)를 설치하고, 베어링(13, 14)에 대해 케이스(18, 19)를 통해 축방향으로 압축된 마찰부재(22)를 갖는 샤프트(24)를 삽입한다. 이에 의해 실린더(9)에 대한 샤프트(24)와의 상대적인 왕복 운동에 의해 마찰부재(22)가 상기 샤프트(24)와 슬라이딩하여 감쇠력을 얻는다. 또한, 마찰부재(22)의 탄성 반발력에 의해 샤프트(24)에 삽입된 각 부품의 틈을 없애고, 축 방향의 역회전(backlash) 운동을 억제하여 안정적인 제진 작용을 갖고, 드럼 회전수에 관계없이 진동에 따른 정확한 감쇠력이 얻어지고, 역회전 운동을 억제할 수도 있는 서스펜션을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

드럼식 세탁기{DRUM-TYPE WASHING MACHINE}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 서스펜션의 일부 파단 측면도,

도 2는 도 1의 서스펜션의 주요부를 확대하여 도시한 종단 측면도,

도 3은 본 발명의 드럼식 세탁기의 개략 구성을 도시한 파단 측면도,

도 4a, 도 4b는 도 1의 서스펜션의 조립 공정을 도시한 것으로서, 도 4a는 조립 도중의 상태를 도시한 파단 측면도, 도 4b는 조립이 완료된 상태를 도시한 파단 측면도,

도 5는 도 1의 서스펜션의 마찰부재에 대한 샤프트의 변위와 감쇠력과의 관계를 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 서스펜션의 일부 파단 측면도,

도 7은 종래의 드럼식 세탁기에 따른 서스펜션의 일례를 도시한 종단 측면도,

도 8은 도 7의 서스펜션의 감쇠력과 드럼 회전수와의 관계를 도시한 도면, 및

도 9는 종래의 드럼식 세탁기에 따른 서스펜션의 다른 예를 도시한 종단 측면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 드럼식 세탁기 5 : 수조

6 : 드럼 7 : 서스펜션

9 : 실린더(베어링 지지부재) 13, 14 : 베어링

15 : 경사면 18, 19 : 케이스

20 : 끼워맞춤 볼록부 21 : 선단부

22 : 마찰부재 24 : 샤프트

40 : 서스펜션

본 발명은 드럼을 수용한 수조를 서스펜션에 의해 방진 지지한 구성의 드럼식 세탁기에 관한 것이다.

드럼식 세탁기는 세탁수를 저장하는 수조 내에 의류를 수용하기 위한 횡축형 드럼이 회전 가능하게 설치되어 구성된다. 드럼은 샤프트를 통해 베어링으로 지지되고, 모터에 의해 회전 구동되도록 구성되어 있다. 드럼을 수용하는 수조는 세탁, 탈수, 건조 행정시 등에 발생하는 진동이 세탁기의 하우징에 전달되지 않도록 복수의 서스펜션으로 지지되어 있다(예를 들면, 일본 공개특허공보 9-187596호 참조).

드럼식 세탁기에 종래 일반적으로 사용되고 있는 서스펜션은 제 1 예로서, 도 7에 도시한 구성의 오일 댐퍼(oil damper)를 이용한 서스펜션(102)과, 제 2 예 로서 도 9에 도시한 구성의 마찰 댐퍼를 이용한 서스펜션(201)이 알려져 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 예의 서스펜션(102)은 오일 댐퍼(100)를 구성하는 실린더(103)의 한 단부(103a)가 수조(도시하지 않음)의 바닥판(104)에 고정되어 있고, 수조는 실린더(103)와 함께 상하 이동한다. 상기 실린더(103)의 내부에는 오일(105)이 충전되어 있다. 드럼식 세탁기의 하우징의 받침대판(bed plate)(106)에는 실린더(103)와 공축 상태로 샤프트(107)의 한 단부(107a)가 고정되어 있다. 상기 샤프트(107)는 일반적으로 피스톤 로드(piston rod)라고 불리우고 있다.

상기 샤프트(107)의 타단부(107b)는 상기 실린더(103) 내로 액밀(液密)하게 삽입되고, 그 선단부에는 상기 실린더(103)의 내부 직경과 대략 동일한 외부 직경을 갖고, 축 방향으로 복수의 투과 구멍(108a)이 형성된 원판 부재(108)가 고정되어 있다. 상기 원판 부재(108)는 일반적으로 피스톤 밸브(piston valve)라고 불리우고 있다. 실린더(103)와 샤프트(107)에는 각각 코일 스프링(101)의 받이부를 구성하는 플랜지(109, 110)가 서로 대향하도록 설치되어 있다. 이들 플랜지(109, 110) 사이에 상기 코일 스프링(101)이 신축 자유롭게 설치되어 있다. 상기 구성에 의해 상기 실린더(103)와 샤프트(107), 더 나아가서는 상기 바닥판(104)과 받침대판(106)은 상기 코일 스프링(101)을 통해 세탁기의 비운전시에는 소정 거리 이간하도록 구성되어 있다.

상기 서스펜션(102)에서는 수조가 상하 이동하면 그에 따라서 실린더(103)가 상하 이동하고, 상기 코일 스프링(101)을 신축시킨다. 한편, 실린더(103)의 상하 이동과 상대적으로 샤프트(107)가 실린더(103)에 대해 상하 이동한다. 이 샤프트(107)와 실린더(103)의 상대 운동에 따라 실린더(103)에 충전된 오일(105) 내부를 원판부재(108)가 축방향으로 왕복 이동하고, 상기 원판 부재(108)에 형성된 복수의 투과 구멍(108a)을 오일(105)이 통과하게 된다. 이 때, 오일(105)의 점성에 의해 오일 댐퍼(100)에 감쇠력이 발생하고, 수조의 상하 이동이 감쇠된다.

여기서, 오일 댐퍼의 감쇠력은 일반적으로 하기 식 A로 표시된다.

(식 A)

감쇠력=입구손실+마찰손실+동압저항

또한, 상기 오일댐퍼(100)의 경우, 입구 손실이라는 것은 오일(105)이 원판 부재(108)의 투과 구멍(108a)에 유입될 때 발생하는 압력 손실이다. 마찰 손실이라는 것은 투과 구멍(108a) 내부를 오일(105)이 통과할 때의 관 마찰에 의한 압력 손실이다. 그리고, 동압 저항이라는 것은 오일(105)의 동압이 원판 부재(108) 배면에서 압력 회복하지 않는 것에 의한 압력 손실이다.

여기서, 오일 댐퍼(100)의 상기 입구 손실, 마찰 손실, 동압 저항은 실린더(103)와 원판 부재(108)의 상대 속도의 제곱에 대략 비례한다. 또한, 수조의 진폭이 일정한 경우, 상기 상대 속도는 드럼 회전수에 비례한다. 따라서, 드럼 회전수와 오일 댐퍼(100)의 감쇠력과의 관계는 도 8에 도시한 바와 같이, 2차 곡선이 된다. 즉, 오일 댐퍼(100)는 드럼 회전수가 높아짐에 따라서 감쇠력이 커지는 비례 관계의 특성을 갖는 것이다.

일반적으로 드럼식 세탁기는 그 탈수 운전시, 진동은 탈수 기동시부터 복수 의 공진 상태를 통과한 후에 정상 진동 상태가 되는 거동 특징을 나타낸다. 그 진동 진폭은 드럼 회전 중심과 드럼 중심의 편심량(ε)에 의해 정해진다. 즉, 수조의 진동이 공진 상태를 나타내고, 드럼 회전수가 낮은 탈수 기동시에, 또 세탁물의 편위에 의한 드럼 중심의 편심량(ε)이 클 때에는 진동 진폭은 커진다. 공진 상태를 통과 후, 드럼이 고속 회전하고, 또한 세탁물의 편위가 해소되어 상기 편심량(ε)이 작아질 때에는 진동 진폭은 작다. 이 때문에 탈수 운전시에 진동 추이 및 진폭 추이가 상기와 같은 거동을 나타내는 드럼식 세탁기에는 상기 종래의 오일 댐퍼(100)와는 반대로 진동이 조장되는 경우가 있어 바람직하지 않았다.

도 9에 도시한 바와 같이, 제 2 예에서는 마찰 댐퍼(200)를 구성하는 실린더(202)는 그 한 단부(202a)가 수조(도시하지 않음)의 바닥판(203)에 고정되어 있고, 수조와 함께 상하 이동한다. 드럼식 세탁기의 하우징의 받침대판(204)에는 실린더(202)와 공축 상태로 샤프트(205)의 한 단부(205a)가 고정되어 있다.

상기 샤프트(205)의 타단부(205b)는 상기 실린더(202) 내로 삽입되고, 그 선단부에는 표면에 윤활제가 도포된 다공성(porous) 마찰 부재(206)가 상기 실린더(202) 내를 슬라이딩 가능하게 고정되어 있다. 실린더(202)와 샤프트(205)에는 각각 플랜지(207, 208)가 설치되고, 이들 사이에 코일 스프링(209)이 신축 자유롭게 설치되어 있다.

상기 제 2 예의 서스펜션(201)에서는 수조가 상하 이동하면 그에 따라서 실린더(202)가 상하 이동하여 코일 스프링(209)을 신축시킨다. 한편, 실린더(202)의 상하 이동과 상대적으로 샤프트(205)가 실린더(202)에 대해 상하 이동한다. 이 샤 프트(205)와 실린더(202)의 상대 운동에 따라 실린더(202)의 내주면과 마찰부재(206)의 외주면이 슬라이딩하여 쿨롱 마찰력(Coulomb frictional force)이 발생하고, 이것이 감쇠력이 되어 수조의 상하 이동이 감쇠된다.

여기서, 마찰 댐퍼의 감쇠력(쿨롱 마찰력)은 일반적으로 하기 식 B로 표시된다.

(식 B)

감쇠력=마찰계수×수직항력

상기 식 B에서도 알 수 있는 바와 같이, 마찰 댐퍼(200)의 감쇠력은 드럼 회전수에 의존하지 않는다. 이 때문에 그 감쇠력은 탈수 기동시의 저속 드럼 회전 상태에서도, 고속 드럼 회전 상태에서도 변화하지 않는다. 이 특성을 감안하면 제 2 종래예의 서스펜션은 감쇠력이 드럼 회전수에 의존하여 변화하는 제 1 종래예의 서스펜션 보다 바람직하다.

그러나, 상기 제 2 예의 서스펜션(201)의 마찰 댐퍼(200)는 샤프트(205)의 상대적인 왕복 이동에 의해 발생하는 원주 방향의 하중을 상기 마찰부재(206)의 외주면서만 지탱하는 구조이므로 마찰 부재(206)의 마모가 심해 내구성이 낮은 결점이 있다. 또한, 마찰부재(206)와 실린더(202) 내에 공기가 밀폐된 구성이 공기 제동기로서 기능하지만, 공기 제동기는 제동성이 불안정한 결점이 있었다. 이 결점은 실린더(202)에 공기구멍(도시하지 않음)을 설치하여 공기를 출입시킴으로써 경감하는 것이 가능하다. 그러나, 공기 구멍을 형성하면 실린더의 강도가 저하하는 결점이 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 서스펜션이 안정적인 제동 특성을 갖고, 또한 드럼 회전수에 관계없이 진폭에 따른 감쇠력을 제공하고, 또한 역회전 운동 억제 효과가 있는 드럼식 세탁기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 드럼식 세탁기는 하우징, 상기 하우징 내에 설치되어 드럼을 중간에 수용하는 수조, 상기 수조를 상기 하우징 내에 방진 지지하는 서스펜션을 갖는 드럼식 세탁기에 있어서, 상기 서스펜션은 통 형상을 이루는 베어링 지지 부재, 상기 베어링 지지 부재의 내부에 고정 배치된 베어링, 상기 베어링에 상대적으로 왕복 이동 가능하게 지지된 샤프트, 및 상기 샤프트의 외주에 끼워 맞춰져 상기 베어링 지지 부재의 내부에 고정 배치된 통 형상의 탄성체로 이루어진 마찰 부재를 구비하고, 상기 서스펜션은 상기 수조의 진동에 따라서 상기 샤프트가 상기 마찰부재에 대해 상대적으로 왕복 이동함으로써 상기 샤프트와 상기 마찰부재와의 사이에 발생하는 마찰력에 의해 상기 수조의 진동을 제진하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 감쇠력은 샤프트와 마찰부재의 마찰력에 의존하므로, 드럼 회전수에 관계없이 정확한 감쇠력을 얻을 수 있고, 또한 왕복 이동하는 샤프트가 베어링에 지지되어 있으므로 특성이 안정적이고, 서스펜션 자체의 내구성도 향상시킬 수 있다. 또한, 탄성체로 이루어진 마찰부재를 축 방향으로 압축시켜 베어링 지지부재 내에 조립함으로써 상기 마찰부재로부터 탄성 반발력이 얻어지므로 상기 탄성 반발력에 의해 베어링 지지부재 내의 각 부품들을 눌러 역회전 운동을 억제할 수 있다.

(발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태)

〈제 1 실시형태〉

이하, 본 발명의 제 1 실시예를 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

도 3은 드럼식 세탁기(이하, 단지 “세탁기”라고 함)(1)를 우측에서 본 구성을 개략적으로 도시한다. 도 3에서, 세탁기(1)는 외곽을 형성하는 직사각형 통형상의 하우징(2), 상면에 조작 패널(도시하지 않음)을 갖는 탑 커버(3), 및 하우징(2)의 하면에 피착된 받침대판(4) 등을 구비하고 있다.

하우징(2) 내에는 저수 가능한 원통 형상의 수조(5)가 수평으로 설치되어 있다. 상기 수조(5) 내에는 그 수평축 둘레로 회전 가능한 드럼(6)이 수용되어 있다. 수조(5)의 바닥판(5a), 하우징체(2) 하면의 받침대판(4)의 단부(4a)와의 사이에는 복수(예를 들면, 2개)의 서스펜션(7)이 설치되어 있다. 이들 서스펜션(7)에 의해 상기 수조(5)가 상기 하우징(2)의 받침대판(4)에 방진 지지된다. 상기 서스펜션(7)의 구체적인 구성 등은 후술한다.

상기 드럼(6)은 둘레벽에 통수, 통기용 복수의 투과 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 드럼(6)은 그 일측, 이 경우에는 우측 측판에 고정되고, 수조(5)의 우측판을 관통하여 수조(5)의 상기 우측판 외면에 설치된 다이렉트 드라이브 모터(direct drive motor)(8)에 의해 회전 구동된다. 상기 탑커버(3)에는 덮개(3a)가 개폐 자유롭게 설치되어 있다. 상기 덮개(3a)는 세탁물을 드럼(6) 내로 출입할 때, 개폐된다.

상기 서스펜션(7)은 도 1에 도시한 바와 같이, 베어링 지지 부재에 상당하고, 통형상을 이루는 실린더(9)를 구비하고 있다. 실린더(9)의 한 단부(9a)는 도 3에도 도시한 바와 같이, 수조(5)의 바닥판(5a)에 제 1 방진재(10) 등을 통해 너트(11)로 고정되어 있고, 실린더(9)는 수조(5)와 함께 상하 이동 가능하게 되어 있다. 실린더(9)의 타단부(9b)는 그 외부 둘레에 코일 스프링 받이부(12)가 설치되어 있다. 상기 타단부(9b)의 내부에는 상하 한쌍의 베어링(13, 14)이 서로 축 방향으로 이간하여 설치되어 있다. 이들 베어링(13, 14)은 예를 들면 소결 기름 함유 메탈(oil-impregnated metal)(이른바, 베어링 합금)과 메탈 압입(metal press fitting)용 금속으로 구성되어 있다. 상기 축 방향 상하 외주부에는 각각 경사면(15)이 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 상방 베어링(13)은 그 상측 경사면(15)이 실린더(9)의 상부 오목부(16)에 접촉된 상태로 실린더(9) 내에 위치 결정되어 있다. 하방 베어링(14)은 그 하측 경사면(15)이 실린더(9)의 하부 오목부(17)에 접촉된 상태로 마찬가지로 실린더(9) 내에 위치가 결정되어 있다.

이들 한쌍의 베어링(13, 14) 사이에는 통 형상을 이루는 상하 한쌍의 케이스(18, 19)가 상기 양 베어링(13, 14)에 끼워지고, 또한, 실린더(9)의 내주면에 접촉된 상태로 각각 설치되어 있다. 케이스(18, 19)는 도 2에 도시한 바와 같이, 각각 베어링(13, 14)과 접하는 부위의 외주부에 고리 형상 볼록부(20)가 설치되어 있다. 이들 고리 형상 볼록부(20)는 베어링(13, 14)의 경사면(15)에 각각 접촉되어 있다. 즉, 상측 베어링(13)에서는 그 하측 경사면(15)과, 케이스(18)의 고리 형상 볼록부 (20)가 접촉하고, 하측 베어링(14)에서는 그 상측 경사면(15)과 케이스(19)의 고리 형상 볼록부(20)가 접촉하고 있다. 양 케이스(18, 19)는 각각의 대향하는 선단부(21)가 서로 틈 없이 밀착된 상태로 충접(衝接)되어 있다. 또한, 케이스(18, 19)의 내주면에는 후술하는 마찰부재(22)와 접촉하는 경사면(23) 및 마찬가지로 후술하는 샤프트(24)와 협동하여 윤활제를 유지하는 기름 저장부(25)가 각각 형성되어 있다.

세탁기(1)의 받침대판(4)의 단부(4a)에는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 실린더(9)와 함께 서스펜션(7)을 구성하는 샤프트(24)의 하단부(24a)가 상기 실린더(9)와 동축상으로 제 2 방진재(26) 등을 통해 너트(27)로 고정되어 있다. 샤프트(24)의 상단부(24b)는 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 베어링(13, 14)을 통해 실린더(9) 내로 삽입되고, 상기 한쌍의 케이스(18, 19) 사이에 상기 샤프트(24)의 상단부(24b)의 외주면(28)과 슬라이딩 가능한 상기 마찰부재(22)가 수용되어 있다. 상기 마찰부재(22)는 탄성체, 예를 들면 합성 고무로 이루어지고, 통 형상으로 구성되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 마찰부재(22)의 상단면 및 하단면의 외주부에는 경사면(29)이 형성되어 있고, 이 접촉면(29)은 상기 케이스(18, 19)의 경사면(23)에 접촉되어 있다.

마찰부재(22)가 샤프트(24)와 슬라이딩하는 내주면(30)에는 마모 방지용 윤활제가 도포되어 있고, 케이스(18, 19)에 형성된 상기 기름 저장부(25)에 상기 슬라이딩면(30)으로의 급유용 윤활유가 저장되어 있다. 상기 윤활제는 입자 직경이 수 ㎛ 정도이다. 예를 들면, 몰리브덴(MnO₂)을 함유하는 것이 바람직하다. 마찰부재(22)의 내주면(30)과 샤프트(24)의 외주면(28)과의 사이에는 거시적으로는 틈은 거의 없지만, 미시적으로는 요철이 존재하고, 상기 입자 직경의 몰리브덴이 요철 사이에 들어가 마찰부재(22)의 내주면(30)과 샤프트(24)의 외주면(28)을 매끄럽게 하여 마모를 줄일 수 있다.

샤프트(24)의 상기 하단부(24a)에는 도 1에 도시한 바와 같이, 샤프트측 코일 스프링 받이부(31)가 상기 실린더측 코일 스프링 받이부(12)와 축 방향으로 대향하도록 설치되어 있다. 상기 샤프트측 코일 스프링 받이부(31)와 상기 실린더측 코일 스프링 받이부(12)와의 사이에 코일 스프링(32)이 설치되어 있다. 상기 실린더(9)와 샤프트(24), 더 나아가서는 상기 수조(5)와 받침대판(4)은 상기 코일 스프링(32)을 통해 세탁기의 비운전시에는 도 3에 도시한 바와 같이, 소정 거리 이간되어 있다.

여기서, 상기 서스펜션(7)의 조임 부착 순을 도 4a, 도 4b를 참조하여 설명한다. 또한, 설명의 편의상 실린더측 코일 스프링 받이부, 샤프트측 코일 스프링 받이부, 코일 스프링은 도시를 생략하고 있다.

우선, 도 4a에 도시한 바와 같이, 샤프트(24)의 선단으로부터 베어링(13), 케이스(18), 마찰부재(22)를 삽입하여 끼우고, 또한 케이스(19), 베어링(14)을 끼운 후에 샤프트(24)의 선단에 와셔(33)을 개재시키고 나서 볼트(34)로 그것들이 빠져 나가지 않도록 밀봉한다. 계속해서, 상기 부품을 와셔(33)측에 가볍게 눌러 빽 빽한 상태로 하고 나서 이를 실린더(9)의 타단부(9b)에 대해 축 방향으로 일치하도록 대향 배치한다. 이 때, 베어링(13, 14)의 각각의 경사면(15)에 케이스(18, 19)의 고리 형상 볼록부(20)가 접촉하고, 또한 케이스(18, 19)의 경사면(23)에는 마찰부재(22)의 상하 접촉면(29)이 접촉하고 있다. 또한, 양 케이스(18, 19) 사이에 마찰부재(22)가 삽입되어 있다. 이 상태에서는 마찰부재(22)가 신장되어 가고, 상기 양 케이스(18, 19)의 대향한 각각의 선단부(21)는 서로 소정 거리(도 4a, 도 4b 중, ΔX)를 두고 이간되어 있다. 또한, 이 조립 상태에서는 실린더(9)에 상부 오목부(16) 및 하부 오목부(17)는 설치되어 있지 않고, 실린더(9)는 단순한 원통 형상을 이루고 있다. 또한, 상기 소정 거리(ΔX)는 양 케이스(18, 19)를 충돌시킨 길이의 대략 2 내지 3 %이다.

이 조립 상태에 있는 샤프트(24)를 실린더(9)에 삽입한 후, 우선 실린더(9)에 상부 오목부(16)를 형성한다. 상기 상부 오목부(16)에 베어링(13)의 상측 경사면(15)을 접촉시켜 베어링(13)을 위치 결정한다. 이 상태에서 케이스(18, 19)의 선단부들이 접촉하기까지 각 부품들을 위쪽, 즉 상부 오목부(16)측으로 마찰부재(22)를 압축하고, 이에 의해 마찰부재(22)의 탄성 반발력에 저항하여 밀어 넣는다. 그 후, 도 4b에 도시한 바와 같이, 실린더(9)의 타단부(9b)를 코킹하여 베어링(14)의 하측 경사면(15)에 접촉하는 하부 오목부(17)를 형성한다.

또한, 상부 오목부(16)와 하부 오목부(17)는 동시에 형성할 수도 있다. 이 경우는 케이스(18, 19)의 선단부들이 접촉하기까지 상부 베어링(13)과 하부 베어링(14) 사이를 눌러 마찰부재(22)를 압축하고, 이 상태 그대로 실린더(9)에 삽입하여 상부 오목부(16)와 하부 오목부(17)를 동시에 형성한다.

상기 구성을 갖는 서스펜션(7)을 구비한 드럼식 세탁기는 그 운전 중에 수조(5)(도 3 참조)가 진동하여 상하 이동하면 실린더(9)도 상기 코일 스프링(32)의 신축을 수반하면서 상하 이동한다. 이 때, 실린더(9) 내에서 샤프트(24)가 상하 이동하고, 샤프트(24)와 마찰부재(220와의 마찰에 의한 감쇠력이 발생하여, 수조(5)의 상하 이동, 즉 진동을 제동한다.

서스펜션(7)의 상기 제동 작용을 도 5를 참조하여 설명한다. 또한, 샤프트(24)의 진동 진폭이나 진동 주파수는 동일하지 않고, 세탁물의 양 등에 따라서 변화한다. 따라서, 여기서는 설명의 편의상, 샤프트(24)의 진동 진폭 및 진동 주파수는 일정하게 하여 마찰부재(22)와 샤프트(24)와의 슬라이딩에 의한 진동 감쇠력에 대해 설명한다.

수조(5)의 진동에 따라서 샤프트(24)가 실린더(9) 내에서 운동하면, 샤프트(24)의 외주면(28)이 마찰부재(22)의 내주면(30)과 슬라이딩한다. 샤프트(24)는 마찰부재(22)에 의해 긴박(緊縛)되어 있으므로 슬라이딩에 의한 강한 쿨롱 마찰력을 받아 상기 감쇠력이 발생한다. 이 때, 마찰부재(22)는 샤프트(24)와의 마찰에 의해 위쪽으로 끌리는 힘을 받고, 이에 의해 마찰부재(22)의 접촉면(29)이 케이스(18)의 경사면(23)에 강하게 눌려진다. 따라서, 마찰부재(22)가 상하 방향으로 압축되어 샤프트(24)를 긴박한다.

샤프트(24)는 마찰부재(22)의 상기 긴박작용에 의해서도 마찰부재(22)로부터 더 강한 쿨롱 마찰력을 받아 강한 감쇠력이 발생한다. 이 감쇠력은 상기 축방향 운동(왕복 운동)과 교차하는 방향으로 움직이는 감쇠력으로서, 이하, 이를 양(正)의 긴박 감쇠력이라고 한다. 이 양의 긴박 감쇠력은 도 5 중, 횡축보다도 상부 부위(A)에서 발생한다. 마찰부재(22)중에서의 샤프트(24)의 운동(왕복 이동) 변위가 더 진행되면 상기 양의 감쇠력은 계속해서 증대하지만, 드디어 샤프트(24)의 변위가 상한값에 도달하고, 마찰부재(22)의 접촉면(29)이 케이스(18)의 경사면(23)에 눌려지는 힘이 상한값에 도달하므로 상기 양의 감쇠력은 소정값(도 5 중, B점)으로 자리잡는다. 이 감쇠력이 상기 샤프트(24)의 왕복 이동이 정지하기까지 유지된다.

샤프트(24)의 운동(왕복 이동)이 정지되면 상기 양의 감쇠력은 소실된다(도 5 중, C점). 샤프트(24)가 계속해서 역방향(도 1, 도 3 중, 하부 방향)으로 운동(왕복 이동)하기 시작하면, 이에 따라 마찰부재(22)와 샤프트(24)가 상기 방향과는 역방향으로 슬라이딩하고, 상기 양의 긴박 감쇠력과 동일한 작용에 의해 급격히 감쇠력(이하, 양의 감쇠력과 역방향의 감쇠력을 음(負)의 긴박 감쇠력이라고 함)이 발생(도 5 중, D점)한다.

샤프트(24)의 왕복 이동이 더 진행되면, 상기 음의 긴박 감쇠력은 계속해서 올라가지만, 상기 양의 긴박 감쇠력과 마찬가지로 소정값(도 5 중, E점)으로 자리잡고, 상기 샤프트(24)의 왕복 이동이 정지하기까지의 동안에 상기 소정값의 감쇠력을 유지한다. 그리고, 샤프트(24)의 왕복 이동이 정지되면, 그 시점에서 음의 긴박 감쇠력은 급격히 감소하여 소실된다(도 5 중, F점). 그 후 샤프트(24)는 상기 A점으로 복귀하여 동일한 작용, 또는 수조(5)의 거동에 따라서는 반대 작용을 반복한다.

이상과 같이, 서스펜션(7)은 샤프트(24)와 마찰부재(22)와의 마찰력에 기초하여 감쇠력을 발생한다. 이 때문에 드럼(6)의 회전수에 관계없이 진동 진폭에 따른 적당한 감쇠력이 얻어진다. 또한, 마찰부재(22)와 샤프트(24)와의 슬라이딩 접촉면에는 윤활제가 도포되어 있으므로 과도한 마찰이 발생하지 않고, 안정적인 감쇠력이 얻어짐과 동시에 마찰부재(22)의 마모를 억제할 수 있다.

또한, 샤프트(24) 한쌍의 베어링(13, 14)으로 지지되어 있으므로 수조(5)의 하중을 한쌍의 베어링(13, 14)에 분산하여 받아들여진다. 이들 베어링(13, 14) 자체가 마모되기 어렵게 구성되어 있으므로 특성이 안정적이고, 서스펜션(7)의 내구성을 늘릴 수 있다. 또한, 실린더(9) 내를 그 내부 직경에 비해 샤프트(24)의 직경이 훨씬 가늘기 때문에 샤프트(24)의 상하 이동에 의해 실린더(9) 내에서 압축되는 공기 체적이 최대한 작아지고, 공기 스프링 효과가 저감되어 감쇠력이 안정화된다.

또한, 서스펜션(7)은 케이스(18, 19)의 선단부(21)들이 접촉하기까지 마찰부재(22)를 압축한 상태로 샤프트(24)가 실린더(9) 내에 조립되어 있으므로, 마찰부재(22)로부터의 탄성 반발력에 의해 상측(도 1 및 도 3 중, 상측)의 케이스(18) 및 베어링(13)은 각각 상측으로 힘이 가해지고, 하측(도 1 및 도 3 중, 하측) 케이스(19) 및 베어링(14)은 각각 하측(도 1 중, 하측)으로 힘이 가해지므로 각 부품 사이에 축 방향의 틈이 존재하지 않고, 각 부품 사이에 축 방향의 역회전 운동도 없어지고, 그 결과로서 서스펜션(7)의 역회전 운동을 억제할 수 있다.

또한, 베어링(13, 14)에 경사면(15)을 형성하고, 케이스(18, 19)에 상기 경 사면(15)과 끼워 맞추는 볼록부(20)를 각각 형성하였으므로 케이스(18, 19)의 직경 방향의 역회전 운동도 억제할 수 있고, 더 나아가서는 마찰 부재(22)의 역회전 운동도 확실히 억제할 수 있다.

또한, 케이스(18, 19)에는 각각 경사면(23)이 형성되고, 마찰부재(22)에는 상기 경사면(23)과 접촉하는 경사면(29)을 형성하였다. 이 때문에, 샤프트(24)의 상하 이동에 따라서 마찰부재(22)가 끌려 마찰부재(22)의 경사면(29)이 케이스(18, 19)의 경사면(23)에 눌려짐으로써 마찰부재(22)가 상하 방향으로 압축되고, 샤프트(24)를 긴박하므로 마찰부재(22)와 샤프트(24) 사이에 매우 강한 마찰력이 발생하여, 수조(5)의 진동을 효과적으로 제진할 수 있다.

또한, 마찰부재(22)의 길이는 수조(5)의 진동의 거동 특징, 샤프트(24)의 길이 등에 따라서 적절히 변경할 수 있다. 또한, 마찰부재(22)의 압축 정도, 즉 케이스(18, 19)의 선단부(21)들의 이간 거리(ΔX)(도 4a 참조)도 필요해지는 마찰력의 크기에 따라서 적절히 변경할 수 있다.

〈제 2 실시예〉

계속해서, 본 발명의 제 2 실시예를 도 6을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 제 1 실시예와 동일 내지 유사한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.

본 제 2 실시예의 서스펜션(40)에는 케이스(18, 19)를 대신하여 파도형 와셔(41, 42)가 설치되어 있다. 이들 파도형 와셔(41, 42)는 도너츠 형상의 원판을 이루고 있다. 상측(도 6 중, 상측)의 파도형 와셔(41)는 상방 베어링(13)에 하방으 로의 힘을 가하고, 하측(도 6중, 하측)의 파도형 와셔(42)는 하방의 베어링(14)에 상방으로의 힘을 가하고 있다. 또한, 도 6에서는 양 파도형 와셔(41, 42)의 단면이 평판 상태로 도시되어 있다.

본 제 2 실시예에 의하면 또한 파도형 와셔(41, 42)가 가진 탄성력이 마찰부재(22)의 탄성에 더해져 실린더(9) 내의 각 부품의 축 방향의 역회전 운동을 더 양호하게 방지할 수 있다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 실시예에서는 제진의 대상인 세탁기로서 드럼(6)의 축이 수평인 횡형 드럼식 세탁기(1)를 예로 들어 도시하고, 또한 설명하였지만, 드럼의 축이 연직인 세로형 드럼식 세탁기라도 좋다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 안정적인 제진 작용을 갖고, 드럼 회전수에 관계없이 진동에 따른 정확한 감쇠력이 얻어지고, 역회전 운동을 억제할 수도 있는 서스펜션을 갖는 드럼식 세탁기를 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 하우징,

   상기 하우징 내에 설치되고, 드럼을 내부에 수용하는 수조 및

   상기 수조를 상기 하우징 내에 방진 지지하는 서스펜션을 갖는 드럼식 세탁기에 있어서,

   상기 서스펜션은,

   통 형상을 이루는 베어링 지지부재,

   상기 베어링 지지부재의 내부에 고정 배치된 베어링,

   상기 베어링에 상대적으로 왕복 이동 가능하게 지지된 샤프트 및

   상기 샤프트의 외부 둘레에 끼워 맞춰져 상기 베어링 지지부재의 내부에 고정 배치된 통 형상의 탄성체로 이루어진 마찰 부재를 구비하고,

   상기 서스펜션은 상기 수조의 진동에 따라서 상기 샤프트가 상기 마찰부재에 대해 상대적으로 왕복 이동함으로써 상기 샤프트와 상기 마찰부재와의 사이에 발생하는 마찰력에 의해 상기 수조의 진동을 제진하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마찰부재는 축방향으로 압축된 상태로 상기 베어링 지지부재 내에 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 마찰부재의 축방향 양측에, 통형상을 이루고 상기 마찰부재를 외측에서 덮는 케이스가 각각 배치되고,

   상기 양 케이스는 비압축 상태에서 상기 마찰 부재에 조랍되었을 때, 서로 선단부가 소정 거리만큼 이간하는 관계를 갖고, 그것들이 상기 베어링 지지부재 내에 조립되는 조립 시에 상기 마찰부재가 축방향으로 압축되고, 상기 양 케이스의 대향한 선단부들이 접촉한 상태로 구성되는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 마찰부재의 축 방향 양측에, 통 형상을 이루고 상기 마찰부재를 외측에서 덮는 케이스가 각각 설치되고,

   상기 베어링의 외주부에는 경사면이 형성되고, 상기 케이스의 상기 베어링과 접촉하는 측의 외주부에 상기 경사면에 접촉하는 고리 형상 볼록부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 마찰부재의 축 방향 양측에, 상하 한쌍의 상기 베어링이 배치되고, 상기 베어링 지지부재의 상하부에 상하 한쌍의 오목부가 형성되고, 상기 마찰부재가 축방향으로 압축되고, 상기 베어링이 각각 상기 상부 오목부 및 하부 오목부에 각 각 위치가 결정된 상태에서 상기 베어링 지지부재 내에 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 마찰부재의 축 방향 양측에, 통 형상을 이루고 상기 마찰부재를 외측에서 덮는 케이스가 각각 배치되고,

   상기 마찰부재의 외주부에 경사면이 형성되고, 상기 케이스에 상기 마찰부재의 경사면에 접촉하는 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.

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