KR101223443B1 - 세탁기와 세탁기용 동흡진기 - Google Patents

세탁기와 세탁기용 동흡진기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 변화되는 구동모터의 회전속도에 대응하여 동흡진기가 가변적으로 동작하며 진동을 저감할 수 있는 세탁기를 개시한다. 본 발명에 따른 세탁기는 구동모터의 회전속도를 측정하기 위한 센서를 구비하고, 동흡진기는 세탁기 프레임에 연결되는 외팔보;와 외팔보에 이동 가능하도록 설치되는 질량추;를 포함하여 구성된다. 또 동흡진기는 질량추를 이동시키기 위한 흡진기모터와, 흡진기모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 상기 질량추에 전달하는 동력전달수단을 구비한다.

Description

세탁기와 세탁기용 동흡진기{WASHING MACHINE AND DYNAMIC VIBRATION ABSORBER THEREFOR}
도 1은 본 발명에 따른 세탁기의 구성을 나타낸 측단면도.
도 2는 본 발명에서 동흡진기를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 동흡진기의 동작을 설명하기 위한 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
10 : 프레임 12 : 세탁조
20 : 구동모터 23 : 센서
30 : 동흡진기 40 : 고정브라켓
50 : 외팔보 51 : 가이드레일
60 : 질량추 61 : 가이드홈
70 : 흡진기모터 80 : 동력전달수단
81 : 회전체 82 : 연결끈
본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 특히 세탁기 프레임의 진동을 저감하기 위 한 동흡진기(Dynamic Vibration Absorber)를 가지는 세탁기에 관한 것이다.
세탁기는 모터의 구동력을 이용해 세탁조 내부에 투입된 세탁물, 세탁수 및 세제를 교반시킴으로써 세탁물에 묻은 때를 제거하는 장치이다. 일반적으로 세탁기는 외관을 형성하는 프레임과, 프레임의 내부에 회전 가능하게 설치되어 구동모터에 의해 회전하며 세탁 기능을 수행하는 세탁조를 포함하여 구성된다.
위와 같이 세탁기에서는 세탁조가 구동모터에 의해 회전하면서 세탁과 탈수 등의 동작을 수행함에 따라 필연적으로 진동을 유발하는데, 특히 외관을 형성하는 세탁기의 프레임의 진동은 소음을 유발하여 사용자를 비롯한 주위 사람들을 불쾌하게 할 뿐만 아니라 세탁기 주위에 놓인 다른 가전기기나 가구를 손상시킬 수 있다.
특히 각종 가전기기가 빌트인(Bulit-in) 되어가고 있는 추세에 비추어 볼 때 협소한 공간 속에 놓인 세탁기를 저 진동으로 설계하는 것은 매우 중요하다.
세탁기 프레임의 진동은 주로 구동모터의 회전속도와 프레임 자체의 고유진동수가 일치하여 발생되는 공진 현상에 기인하는데, 이와 같은 세탁기 프레임의 진동을 저감하기 위해서 동흡진기가 사용되기도 한다. 일반적으로 동흡진기는 기계, 구조물 등과 같은 큰 진동체에 작은 질량-스프링계를 부착하여 진동을 줄이는 장치를 말한다.
동흡진기가 적용된 세탁기의 예는 공개특허 제2006-64311호에 개시되어 있다. 개시된 종래의 동흡진기는 탄성복원력을 갖는 감쇠부재와, 감쇠부재의 일단에 고정되는 질량추를 포함하여 세탁기 프레임의 상부 또는 측부에 설치된다. 그러나 이와 같이 세탁기에 적용된 종래의 동흡진기는 최초 튜닝된 특정 회전속도에 대해 서만 작동하는 한계를 가져서 세탁기 프레임의 진동 문제를 궁극적으로 해결하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 변화되는 구동모터의 회전속도에 대응하여 동흡진기가 가변적으로 동작하며 진동을 저감할 수 있는 세탁기를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 세탁기는 외관을 형성하는 프레임과, 세탁물이 세탁되는 세탁조와, 상기 세탁조를 회전시키기 위한 구동모터와, 상기 프레임으로 전달되는 진동을 저감하기 위한 동흡진기를 가지는 세탁기에 있어서, 상기 구동모터의 회전속도를 감지하기 위한 센서를 포함하고, 상기 동흡진기는 상기 프레임에 연결되는 외팔보;와 상기 외팔보에 이동 가능하도록 설치되는 질량추;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 동흡진기는 상기 질량추를 이동시키기 위한 흡진기모터와, 상기 흡진기모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 상기 질량추에 전달하는 동력전달수단을 더 포함한다.
상기 동력전달수단은 상기 흡진기모터의 회전축에 결합되는 회전체와, 일단이 상기 회전체에 고정되고 타단은 상기 질량추에 고정되는 연결끈으로 구성될 수 있다.
상기 동흡진기는 상기 외팔보와 일체로 형성되고, 일측이 상기 프레임에 고 정되는 고정브라켓을 더 포함하고, 상기 흡진기모터는 상기 고정브라켓에 설치될 수 있다.
상기 외팔보는 상기 질량추의 이동을 안내하기 위한 가이드레일을 가지고, 상기 질량추는 상기 가이드레일이 끼워지는 가이드홈을 가진다.
또한 본 발명에 따른 세탁기용 동흡기는 세탁기의 프레임으로 전달되는 진동을 저감하기 위한 세탁기용 동흡진기에 있어서, 상기 프레임에 고정되는 고정브라켓;과 상기 고정브라켓의 일측에서 하방으로 연장되는 외팔보;와 상기 외팔보에 이동 가능하게 설치되는 질량추;와 상기 질량추를 이동시키기 위한 흡진기모터;와 상기 흡진기모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 상기 질량추에 전달하기 위한 동력전달수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 세탁기의 구성을 나타낸 측단면도이고, 도 2는 본 발명에서 동흡진기를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세탁기는 세탁기의 전체적인 외관을 형성하는 프레임(10)과, 프레임(10)의 내부에 설치되고 세탁 시에 세탁수가 저장되는 수조(11)와, 수조(11)의 내부에 회전 가능하게 설치되며 세탁 시 세탁물이 세탁되는 세탁조(12)와, 세탁조(12)를 정역회전시키기 위한 구동모터(20)를 가진다. 또 프레임(10)의 후면(10a)에는 세탁이나 탈수 시에 세탁조(12) 및 구동모터(20)에서 프레임(10)으로 전달되는 진동을 저감하기 위한 동흡진기(30)가 설치된다. 동흡진기(30)는 그 자체의 고유진동수가 프레임(10)의 가진진동수와 같도록 설 계되어 프레임(10)의 진동을 저감시킨다. 본 실시예에서는 동흡진기(30)가 프레임(10)의 후면(10a)에 설치되는 예에 대해 설명하나, 동흡진기(30)의 설치 위치는 필요에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
프레임(10)의 내측 상부에는 수조(11)로 세탁수와 세제를 공급하기 위한 급수관(13)과 세제 공급장치(14)가 설치되고, 프레임(10)의 하부에는 수조(11)에서 배출된 세탁수를 프레임(10)의 외부로 배수시키는 배수펌프(15)와 배수관(16)이 설치된다.
세탁조(12)와 구동모터(20)의 사이에는 구동모터(20)의 회전력을 세탁조(12)로 전달하기 위한 구동축(21)이 설치되고, 구동축(21)의 주위에는 구동축(21)을 회전 가능하게 지지할 수 있도록 베어링(22)이 설치된다. 또 구동모터(20)에는 구동모터(20)의 회전속도를 감지하기 위한 센서(23)가 설치되는데, 센서(23)는 후술할 동흡진기의 외팔보(50)의 강성을 구동모터(20)의 회전속도에 연계하여 변화시키기 위한 것이다.
이와 같은 세탁기에서 세탁조(12)에 세탁물을 넣은 후 세탁기를 동작시키면 급수관(13)과 세제 공급장치(14)를 통해 세제와 함께 세탁수가 세탁조(12)로 공급된 후 세탁조(12)가 구동모터(20)에 의해 회전하면서 세탁물이 세탁된다. 또 세탁행정이 끝난 후에는 세탁조(12)가 고속으로 회전하면서 세탁물이 탈수된다. 이러한 세탁, 탈수 과정에서 구동모터(20)의 회전속도는 시간에 따라 변화되는데, 특히 탈수 행정에서는 저속부터 고속까지 넓은 범위에 걸쳐 변화된다.
본 발명에서 동흡진기(30)는 구동모터(20)의 모든 회전속도에 대응하여 진동 을 저감할 수 있도록 구성된다. 즉 동흡진기(30)는 구동모터(20)의 변화되는 회전속도, 다시 말해 변화되는 구동주파수에 대응하여 그 자체의 고유진동수를 변화시킬 수 있도록 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 동흡진기(30)는 프레임(10)의 후면(10a) 내측에 고정되는 고정브라켓(40)과, 고정브라켓(40)과 일체로 형성되고, 고정브라켓(40)의 일측에서 하방으로 연장되는 외팔보(50)와, 외팔보(50)에 이동 가능하게 결합되는 질량추(60)를 포함하여 구성된다.
고정브라켓(40)은 프레임(10)에 접하여 고정되는 고정부(41)와, 고정부(41)에서 전방으로 연장되는 연장부(42)를 가지는데, 고정부(41)에는 프레임(10)과의 고정을 위한 고정공(41a)이 형성되고, 또 프레임(10)의 급수를 제어하기 위해 설치되는 급수밸브(17)를 수용하기 위한 수용홈(41b)이 형성된다.
외팔보(50)는 고정브라켓(40)의 연장부(42)의 일측에서 아래쪽으로 연장되는데, 연장부(42)와 외팔보(50)가 연결되는 연결부(42a)는 외팔보(50)가 진동할 때 고정단이 된다. 외팔보(50)에는 질량추(60)의 이동을 안내하기 위하여 외팔보(50)의 길이방향을 따라 연장되는 가이드레일(51)이 구비되고, 질량추(60)에는 가이드레일(51)에 끼워지는 가이드홈(61)이 구비된다.
이와 같이 질량추(60)가 외팔보(50) 상에서 외팔보(50)의 길이방향을 따라 이동하면 고정단인 연결부(42a)와 질량추(60) 사이의 거리가 변화되고, 이에 따라 외팔보(50)의 강성이 변화되어 동흡진기(30)의 고유진동수가 바뀌게 된다. 즉 동흡진기(30)의 고유진동수는 외팔보(50)의 강성과 비례관계에 있고, 외팔보(50)의 강 성은 외팔보(50)의 길이(L, 연결부와 질량추 사이의 거리, 도 3참조)와 반비례 관계가 있으므로 외팔보(50)의 길이(L)가 짧아지면 동흡진기(30)의 고유진동수는 커지고, 외팔보(50)의 길이(L)가 길어지면 동흡진기(30)의 고유진동수는 작아진다.
고정브라켓(40)의 연장부(42) 위에는 질량추(60)를 이동시키는데 필요한 동력을 제공하는 흡진기모터(70)가 장착되고, 흡진기모터(70)와 질량추(60) 사이에는 흡진기모터(70)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 질량추(60)에 전달하기 위한 동력전달수단(80)이 구비된다. 본 실시예에서 동력전달수단(80)은 흡진기모터(70)의 회전축(71)에 결합되는 회전체(81)와, 일단이 회전체(81)에 고정되고, 타단은 질량추(60)에 고정되는 연결끈(82)으로 구성된다. 따라서 흡진기모터(70)가 정회전회면 연결끈(82)이 회전체(81)에 감기면서 질량추(60)가 위쪽으로 이동하고, 흡진기모터(70)가 역회전하면 연결끈(82)이 회전체(81)에서 풀리면서 질량추(60)가 아래쪽으로 이동한다.
한편 고정브라켓(40)의 연장부(42)에는 연결끈(82)이 관통하여 질량추(60) 쪽으로 연장될 수 있도록 관통공(42b)이 형성된다.
이하에서는 도 1 내지 도 3를 참조하여 본 발명의 요지와 관련한 세탁기의 동흡진기의 동작을 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 동흡진기의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 프레임(10)의 진동을 저감하기 위해서는 동흡진기(30)는 그 고유진동수가 구동모터(20)의 회전속도, 다시 말해 구동주파수와 같도록 설계되어야 한다. 도 3a는 탈수초기에 구동모터(20)가 저속으로 회전할 때를 나타낸 것이다. 구동모터(20)가 저속으로 회전할 때에는 구동모터(20)의 낮은 회전속도에 상응하여 동흡진기(30)의 고유진동수도 작아야 한다. 따라서 이와 같은 경우 질량추(60)는 외팔보(50)의 하단에 위치하여 외팔보(50)의 길이(L)가 길어지도록 한다.
탈수가 진행됨에 따라 구동모터(20)의 회전속도가 증가하면 동흡진기(30)의 고유진동수도 커져야 한다. 따라서 이와 같은 경우에는 도 3b와 같이 질량추(60)가 흡진기모터(70)에 의해 외팔보(50) 상에서 상측으로 이동하여 외팔보(50)의 길이(L)이 짧아지도록 한다. 그러면 외팔보(50)의 강성이 커지게 되고, 그에 따라 동흡진기(30)의 고유진동수도 커지게 된다. 이와 같이 질량추(60)가 이동될 때 질량추(60)의 이동거리는 센서(23)에 의해 결정된다. 즉, 구동모터(20)의 회전속도가 증가될 때 센서(23)는 증가되는 구동모터(20)의 회전속도를 측정하여 그 결과를 제어부(미도시)에 전달하고, 제어부는 저장되어 있는 계산식을 토대로 동흡진기(30)가 측정된 회전속도에 상응하는 고유진동수를 갖도록 외팔보의 길이(L)를 산출하며, 산출된 결과에 따라 흡진기모터(70)를 제어하여 질량추(60)를 적정 거리 이동시킨다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 동흡진기가 변화되는 구동모터의 회전속도에 상응하여 가변적으로 동작될 수 있도록 하여 세탁기의 진동 및 소음을 근본적으로 해결할 수 있다.
특히 탈수 시에는 구동모터가 고속에 이르기까지의 과도(過渡) 상태에서 많은 진동이 발생하는데 본 발명에 의하면 과도 상태에서의 진동도 저감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 외관을 형성하는 프레임과, 세탁물이 세탁되는 세탁조와, 상기 세탁조를 회전시키기 위한 구동모터와, 상기 프레임으로 전달되는 진동을 저감하기 위한 동흡진기를 가지는 세탁기에 있어서,
    상기 구동모터의 회전속도를 감지하기 위한 센서를 포함하고, 상기 동흡진기는 상기 프레임에 연결되는 외팔보;와 상기 외팔보에 이동 가능하도록 설치되는 질량추;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동흡진기는 상기 질량추를 이동시키기 위한 흡진기모터와, 상기 흡진기모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 상기 질량추에 전달하는 동력전달수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 동력전달수단은 상기 흡진기모터의 회전축에 결합되는 회전체와, 일단이 상기 회전체에 고정되고 타단은 상기 질량추에 고정되는 연결끈인 것을 특징으로 하는 세탁기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 동흡진기는 상기 외팔보와 일체로 형성되고, 일측이 상기 프레임에 고정되는 고정브라켓을 더 포함하고, 상기 흡진기모터는 상기 고정브라켓에 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외팔보는 상기 질량추의 이동을 안내하기 위한 가이드레일을 가지고, 상기 질량추는 상기 가이드레일이 끼워지는 가이드홈을 가지는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  6. 세탁기의 프레임으로 전달되는 진동을 저감하기 위한 세탁기용 동흡진기에 있어서,
    상기 프레임에 고정되는 고정브라켓;과 상기 고정브라켓의 일측에서 하방으로 연장되는 외팔보;와 상기 외팔보에 이동 가능하게 설치되는 질량추;와 상기 질량추를 이동시키기 위한 흡진기모터;와 상기 흡진기모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 상기 질량추에 전달하기 위한 동력전달수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기용 동흡진기.
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