KR101250238B1 - 마찰 댐퍼 및 이를 구비한 세탁기 - Google Patents

마찰 댐퍼 및 이를 구비한 세탁기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마찰 댐퍼 및 이를 구비한 세탁기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마찰 댐퍼는, 길이 방향을 따라 일 측에 수용 공간이 형성된 제1바디와; 일 단이 상기 제1바디의 내부에 중첩되게 배치되는 제2바디와; 상기 제1바디와 상기 제2바디 사이에 개재되어 상기 제1바디 또는 상기 제2바디와 마찰접촉되는 마찰부재와; 상기 마찰부재의 접촉영역에 배치되는 점성유체와; 상기 점성유체의 점성을 변화시킬 수 있도록 상기 제1바디 또는 상기 제2바디에 배치되는 히터;를 포함하고, 상기 마찰부재는 다공성부재로 형성되고, 상기 점성유체는 상기 마찰부재에 함침되는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 마찰력을 가변시켜 진동 전달을 효과적으로 억제할 수 있다.

Description

마찰 댐퍼 및 이를 구비한 세탁기{FRICTION DAMPER AND WASHING MACHINE HAVING THE SAME}
도 1은 종래의 드럼 세탁기의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 댐퍼의 확대단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰 댐퍼를 구비한 세탁기의 단면도,
도 4는 도 2의 마찰 댐퍼의 단면도,
도 5는 도 4의 요부확대도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 댐퍼의 단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 댐퍼의 단면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 댐퍼를 구비한 세탁기의 제어블록도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
111 : 캐비넷 121 : 터브
125 : 구동모터 127 : 드럼
130 : 마찰 댐퍼 131 : 제1바디
135 : 제2바디 141 : 마찰부재
144 : 점성유체 146,147 : 히터
본 발명은, 마찰 댐퍼 및 이를 구비한 세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 마찰력을 가변시킬 수 있어 진동 전달을 효과적으로 억제할 수 있도록 한 마찰 댐퍼 및 이를 구비한 세탁기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 드럼 세탁기의 일 예를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 댐퍼의 확대단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 드럼 세탁기는, 내부에 수용공간을 형성하는 캐비넷(11)과, 캐비넷(11)의 내부에 전후방향을 따라 배치되어 내부에 세탁수를 수용하는 터브(21)와, 터브(21)의 내부에 터브(21)에 대해 회전가능하게 배치되는 드럼(22)을 구비하고 있다.
캐비넷(11)은 전면에 세탁물이 출입할 수 있도록 개구(13)가 형성된 직육면체 형상을 가지며, 개구(13)의 일측 연부에는 개구(13)를 개폐할 수 있도록 도어(15)가 구비되어 있다. 캐비넷(11)의 내부에는 세탁물이 출입할 수 있도록 일측이 개구된 원통형상을 가지는 터브(21)가 수용배치되어 있으며, 터브(21)의 내부에는 캐비넷(11)의 전후방향을 따라 형성되는 회전축선을 중심으로 원통형상을 가지는 드럼(22)이 회전가능하게 결합되어 있다. 터브(21)의 후방 단부에는 드럼(22)을 회전구동시킬 수 있도록 드럼구동모터(25)가 일체로 결합되어 있다.
터브(21)의 상부영역에는 터브(21)를 현수지지할 수 있도록 일단이 캐비넷(11)에 고정된 복수의 지지스프링(29)이 구비되어 있으며, 터브(21)의 하측에는 터 브(21)의 상하방향을 따른 진동폭을 저감시킬 수 있도록 댐퍼(31)가 구비되어 있다.
한편, 댐퍼(31)는, 일측은 캐비넷(11)에 상대운동 가능하게 결합되고 타측은 내부에 마찰면(33)이 형성된 원통형상을 가지는 제1바디(32)와, 일측은 터브(21)에 상대운동 가능하게 결합되고 타측은 제1바디(32)의 내부에 소정 삽입되는 제2바디(34)와, 제2바디(34)와 제1바디(32)의 마찰면(33)사이에 개재되어 마찰면(33)에 접촉되는 한 쌍의 마찰부재(36)를 구비하고 있다. 제1바디(32)의 내부에 삽입되는 제2바디(34)의 외경면에는 마찰부재(36)가 소정 삽입 결합될 수 있도록 함몰된 수용홈(35)이 형성되어 있다.
그런데, 이러한 종래의 드럼세탁기에 있어서는, 제1바디(32)와 제2바디(34)는 마찰부재(36)를 개재하여 상호 연결되도록 형성되어 있어, 드럼(22)의 구동시 발생되는 크고 작은 진동은 터브(21) 및 댐퍼(31)를 통해 모두 캐비넷(11)에 전달되어 진동 및 소음을 유발시킨다고 하는 문제점이 있다.
또, 탈수시 드럼(22)은 정상적인 탈수속도에 도달하는 과정에서 상대적으로 진동이 과도하게 발생되는 과도속도구간을 거치게 되지만, 제1바디(32)와 마찰부재(36)의 마찰력은 항상 일정하도록 형성되어 있어, 과도속도구간에서 요구되는 비교적 큰 댐핑력에 맞춰 마찰부재(36)의 마찰력을 증대시킬 경우 정상 탈수속도구간에서 제1바디(32)의 진동이 제2바디(34)에 전달되는 진동의 전달율이 지나치게 커지게 되고, 정상 탈수속도구간에서 요구되는 댐핑력에 맞춰 마찰부재(36)의 마찰력을 감소시킬 경우 과도속도구간에서 진동의 전달율이 상대적으로 커지게 된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 마찰력을 가변시킬 수 있어 진동 전달을 효과적으로 억제할 수 있는 마찰 댐퍼 및 이를 구비한 세탁기를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 길이 방향을 따라 일 측에 수용 공간이 형성된 제1바디와; 일 단이 상기 제1바디의 내부에 중첩되게 배치되는 제2바디와; 상기 제1바디와 상기 제2바디 사이에 개재되어 상기 제1바디 또는 상기 제2바디와 마찰접촉되는 마찰부재와; 상기 마찰부재의 접촉영역에 배치되는 점성유체와; 상기 점성유체의 점성을 변화시킬 수 있도록 상기 제1바디 또는 상기 제2바디에 배치되는 히터;를 포함하고, 상기 마찰부재는 다공성부재로 형성되고, 상기 점성유체는 상기 마찰부재에 함침되는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제1바디는 실린더형상을 가지며, 상기 제2바디는 상기 제1바디의 내부에 수용될 수 있도록 축소된 외경을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.
또, 상기 제2바디의 외면에는 상기 마찰부재가 수용 결합될 수 있도록 반경방향을 따라 함몰되고 원주방향을 따라 연장된 수용홈이 형성되도록 구성하는 것이 효과적이다.
상기 수용홈은 상기 제2바디의 축선방향을 따라 서로 이격된 복수로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 히터는 상기 제2바디의 반경방향을 따라 상기 수용홈의 내측에 배치되는 것이 효과적이다.
상기 제1바디 또는 상기 제2바디에 배치되어 온도를 검출하는 온도검출부와, 상기 온도검출부에 기초하여 상기 히터를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따르면, 내부에 수용 공간이 형성되는 캐비넷과; 상기 캐비넷의 내부에 배치되어 내부에 물을 수용하는 터브와; 일 단이 상기 터브에 연결되어 상기 터브를 지지하는 상기 마찰 댐퍼;를 포함하는 마찰 댐퍼를 구비한 세탁기가 제공된다.
삭제
여기서, 상기 세탁기는 상기 제1바디 또는 상기 제2바디에 배치되어 온도를 검출하는 온도검출부와, 상기 온도검출부에 기초하여 상기 히터를 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰 댐퍼를 구비한 세탁기의 단면도이고, 도 4는 도 2의 마찰 댐퍼의 단면도이며, 도 5는 도 4의 요부확대도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 댐퍼의 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 마찰 댐퍼를 구비한 세탁기는, 내부에 수용공간이 형성되는 캐비넷(111)과, 캐비넷(111)의 내부에 설치되고 내부에 물이 수용되는 터브(121)와, 마찰력의 조절이 가능하도록 형성되고 일단이 터브(121)에 연결되어 터브(121)를 지지하는 마찰 댐퍼(130)를 포함하여 구성되어 있다.
캐비넷(111)의 전면에는 세탁물이 출입할 수 있도록 형성된 개구(113)를 개 폐할 수 있도록 도어(115)가 구비되어 있으며, 캐비넷(111)의 내부에는 전후방향을 따라 배치되어 내부에 세탁수를 수용하는 터브(121)가 설치되어 있다. 터브(121)의 내부에는 거의 수평으로 배치된 회전축을 중심으로 회전가능하게 드럼(127)이 설치되어 있으며, 터브(121)의 후면에는 드럼(127)을 회전시키기 위한 구동모터(125)가 설치되어 있다.
터브(121)의 상측에는 터브(121)를 완충지지할 수 있도록 복수의 스프링(129)이 구비되어 있으며, 터브(121)의 하측에는 마찰력의 조절이 가능한 마찰 댐퍼(130)가 설치되어 있다.
마찰 댐퍼(130)는, 길이 방향을 따라 일 측에 수용 공간이 형성된 제1바디(131)와, 일 단이 상기 제1바디(131)의 내부에 중첩되게 배치되는 제2바디(135)와, 상기 제1바디(131)와 상기 제2바디(135) 사이에 개재되어 상기 제1바디(131) 또는 상기 제2바디(135)와 마찰접촉되는 마찰부재(141)와, 상기 마찰부재(141)의 접촉영역에 배치되는 점성유체(144)와, 상기 점성유체(144)의 점성을 변화시킬 수 있도록 상기 제1바디(131) 또는 상기 제2바디(135)에 배치되는 히터(146,147)를 포함하여 구성되어 있다.
제1바디(131)는 일 측에 다른 구성부품과 상대운동 가능하게 결합될 수 있도록 결합공(132)이 구비되어 있고, 타 측의 내부에 마찰면(133)이 형성된 원형 실린더형상으로 구성되어 있다. 제2바디(135)는 일 측에는 다른 구성부품과 결합될 수 있도록 결합공(136)이 구비되어 있으며, 타 단은 제1바디(131)의 내부에 타 측이 수용될 수 있도록 제1바디(131)에 비해 축소된 외경을 가지도록 형성되어 있다.
제2바디(135)의 삽입측 단부의 외면에는 마찰부재(141)가 삽입 결합될 수 있도록 반경방향을 따라 함몰되고 원주방향을 따라 연장된 수용홈(136)이 축선방향을 따라 서로 이격되게 배치되어 있다.
한편, 마찰부재(141)는 폴리우레탄 등의 다공성부재로 형성되어 해당 수용홈(136)의 내부에 수용 결합되어 있다. 마찰부재(141)에는 그리스(grease) 등의 점성유체(144)가 조직 내에 함침(含浸)되어 있다.
제2바디(135)의 반경방향을 따라 각 수용홈(136)의 내측에는 점성유체(144)의 온도를 상승시켜 점성을 가변시킬 수 있도록 히터(146,147)가 각각 배치되어 있다. 여기서, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2바디(135)의 외면에 단일의 수용홈(157)을 형성하여 단일의 마찰부재(142)가 결합되도록 하고, 그 내부에 단일의 히터(166)를 구비하도록 마찰 댐퍼(150)를 구성할 수도 있다.
이러한 구성에 의하여, 세탁, 헹굼 또는 탈수 초기와 같이 드럼(127)의 회전수가 상대적으로 느리고 변위가 큰 경우에는 히터(146,147)는 동작하지 아니하고, 이에 따라 점성유체(144)는 상대적으로 큰 점도를 가지게 되어 터브(121)의 진동을 효과적으로 억제하게 된다.
한편, 드럼(127)의 회전수가 탈수 초기를 지나 정상 탈수 속도에 도달하게 되면 터브(121)의 진폭은 작아지게 되고 주파수는 높아지게 된다. 이 때, 온도 상승에 의해 점성유체(144)의 점도가 낮아질 수 있도록 히터(146,147)가 동작되도록 한다. 여기서, 히터(146,147)의 전원 공급 시점은 예열시간을 고려하여 설정하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 댐퍼의 단면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 댐퍼를 구비한 세탁기의 제어블록도이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 도시를 생략하고 동일한 참조부호를 인용하여 설명하기로 한다. 전술한 바와 같이, 본 마찰 댐퍼를 구비한 세탁기는, 내부에 수용공간을 형성하는 캐비넷(111)과, 캐비넷(111)의 내부에 수용되어 내부에 세탁수를 수용하는 터브(121)와, 마찰력을 조절할 수 있도록 형성되어 일 단이 터브(121)에 연결되어 터브(121)를 지지하는 마찰 댐퍼(170)를 포함하여 구성되어 있다.
본 마찰 댐퍼(170)는, 일 측에 결합공(132)이 구비된 원형 실린더 형상의 제1바디(131)와, 일 단에 결합공(136)이 구비되고 타 단이 제1바디(131)의 내부에 중첩되게 삽입되는 제2바디(135)와, 제1바디(131)와 제2바디(135)의 중첩영역에 개재되어 제1바디(131) 또는 제2바디(135)와 마찰 접촉되는 마찰부재(143)와, 마찰부재(143)의 접촉영역에 개재되는 점성유체(144)와, 점성유체(144)의 점도를 조절할 수 있도록 점성유체(144)의 온도를 높이는 히터(186,187,188)를 구비하고 있다.
제2바디(135)의 삽입측 단부에는 복수의 마찰부재(143)가 축선방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있도록 반경방향을 따라 함몰되고 원주방향을 따라 연장된 복수의 수용홈(177)이 형성되어 있다. 마찰부재(143)는 다공을 가지도록 폴리우레탄을 발포하여 소정의 두께를 가지는 판상부재로 형성되어 해당 수용홈(177)에 원형 고리형상을 가지도록 삽입 결합되어 있다. 각 마찰부재(143)에는 그리스의 형태로 구현된 점성유체(144)가 함침되어 있다.
제2바디(135)의 반경방향을 따라 각 수용홈의 내측에는 점성유체(144)의 점도를 조절할 수 있게 각 수용홈(177)영역을 가열할 수 있도록 히터(186,187,188)가 각각 배치되어 있으며, 제2바디(135)의 내부 일 측에는 온도를 검출할 수 있도록 온도검출부(193)가 형성되어 있다.
한편, 제어프로그램이 내장된 마이컴의 형태로 구현되는 제어부(191)에는 점성유체(144)의 점도를 조절할 수 있도록 히터(186,187,188) 및 온도검출부(193)가 서로 전기적으로 연결되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 세탁, 헹굼 또는 탈수 초기와 같이 드럼(127)의 회전수가 상대적으로 느리고 변위가 큰 경우에는 히터는 동작하지 아니하고, 이에 따라 점성유체(144)는 상대적으로 큰 점도를 가지게 되어 터브(121)의 진동을 효과적으로 억제하게 된다.
한편, 드럼(127)의 회전수가 탈수 초기를 지나 정상 탈수 속도에 도달하게 되면 터브(121)의 진폭은 작아지게 되고 주파수는 높아지게 된다. 이 때, 제어부는 점성유체(144)의 점도가 낮아질 수 있도록 히터에 전원이 인가되도록 하고, 온도검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여 히터를 제어한다. 여기서, 제어부는 예열 시간을 고려하여 히터의 전원 공급 시점을 설정되도록 구성됨과 아울러 온도검출부에 의해 검출되는 온도 변화에 기초하여 히터의 전부 또는 일부가 동작되게 제어하도록 구성되는 것이 바람직하다.
전술 및 도시한 실시예에서는, 제1바디 및 제2바디가 원형의 실린더형상을 가지도록 구성된 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 사각 단면형상 등 다각 단면 형상을 가지도록 구성할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 마찰부재의 마찰 접촉영역에 점성유체를 개재시키고 히터의 온/오프를 통해 점성유체의 점도를 변화시킴으로써 진동 전달을 효과적으로 억제할 수 있는 마찰 댐퍼 및 이를 구비한 세탁기가 제공된다.

Claims (9)

  1. 길이 방향을 따라 일 측에 수용 공간이 형성된 제1바디와;
    일 단이 상기 제1바디의 내부에 중첩되게 배치되는 제2바디와;
    상기 제1바디와 상기 제2바디 사이에 개재되어 상기 제1바디 또는 상기 제2바디와 마찰접촉되는 마찰부재와;
    상기 마찰부재의 접촉영역에 배치되는 점성유체와;
    상기 점성유체의 점성을 변화시킬 수 있도록 상기 제1바디 또는 상기 제2바디에 배치되는 히터;를 포함하고,
    상기 마찰부재는 다공성부재로 형성되고, 상기 점성유체는 상기 마찰부재에 함침되는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1바디는 실린더형상을 가지며, 상기 제2바디는 상기 제1바디의 내부에 수용될 수 있도록 축소된 외경을 가지도록 형성되는 마찰 댐퍼.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2바디의 외면에는 상기 마찰부재가 수용 결합될 수 있도록 반경방향을 따라 함몰되고 원주방향을 따라 연장된 수용홈이 형성되는 마찰 댐퍼.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수용홈은 상기 제2바디의 축선방향을 따라 서로 이격된 복수로 구성되는 마찰 댐퍼.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 히터는 상기 제2바디의 반경방향을 따라 상기 수용홈의 내측에 배치되는 마찰 댐퍼.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1바디 또는 상기 제2바디에 배치되어 온도를 검출하는 온도검출부와, 상기 온도검출부에 기초하여 상기 히터를 제어하는 제어부를 더 포함하는 마찰 댐퍼.
  7. 삭제
  8. 내부에 수용 공간이 형성되는 캐비넷과;
    상기 캐비넷의 내부에 배치되어 내부에 물을 수용하는 터브와;
    일 단이 상기 터브에 연결되어 상기 터브를 지지하는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 마찰 댐퍼;를 포함하는 마찰 댐퍼를 구비한 세탁기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1바디 또는 상기 제2바디에 배치되어 온도를 검출하는 온도검출부와, 상기 온도검출부에 기초하여 상기 히터를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼를 구비한 세탁기.
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