KR101267330B1 - 밸런서를 구비한 세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전조가 급정지 또는 급가속되는 경우에도 레이스 내부의 질량체간의 충돌로 인한 소음발생이 억제되는 밸런서를 구비한 세탁기에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 레이스 내를 유동하는 질량체간에 서로 접근할 때 질량체사이의 공간에 채워진 점성유체의 배출이 지연되어 충돌에 의한 소음이 감소되는 밸런서를 구비한 세탁기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 세탁기는 밸런서 내부에 마련되는 질량체의 양단이 평면부로 형성되어 레이스 내에 배열되는 것을 특징으로 한다.

Description

밸런서를 구비한 세탁기{Washing machine having balancer}

도 1은 본 발명에 따른 세탁기의 개략적인 구조를 보인 단면도이다.

도 2는 회전조의 구조를 나타낸 결합 사시도이다.

도 3은 제1실시예에 의한 밸런서의 내부구조를 보인 단면도이다.

도 4는 제2실시예에 의한 밸런서의 내부구조를 보인 단면도이다.

도 5는 제3실시예에 의한 밸런서의 내부구조를 보인 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1 : 하우징, 2 : 터브,

10 : 회전조, 20 : 밸런서,

21 : 밸런서 하우징, 22 : 질량체,

22a : 평면부,

본 발명은 밸런서를 구비한 세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전조가 급정지 또는 급가속되는 경우에도 레이스 내부의 질량체간의 충돌로 인한 소음발생이 억제되는 밸런서를 구비한 세탁기에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세탁 후 세탁물을 고속회전시켜 이때 발생되는 원심력에 의해 세탁물의 수분을 제거하는 탈수기능을 갖추고 있다.

세탁과정이 끝나고 탈수를 위하여 회전조가 회전할 때 세탁물의 무게중심이 회전조의 회전축과 평행하지 않고 편심되게 분포될 경우, 회전조 및 회전축이 요동하는 언밸런싱 현상이 발생한다.

특히, 드럼세탁기의 경우 회전조의 회전축이 중력에 대하여 평행하지 않은 수직방향으로 설치되기 때문에 탈수가 개시되는 될 때에는 세탁물이 회전조 하부에 몰린 상태가 되는 경향이 있고, 회전조에는 항상 중력에 의한 편심모멘트가 가해지는 상태이므로 이 상태에서 회전조가 회전하면 심한 언밸런싱 현상이 발생된다.

이러한 현상을 방지하기 위하여 세탁기에는 탈수시 회전조의 밸런싱을 유지하기 위한 밸런서가 설치되며, 대한민국 공개특허공보 특1999-0038279호에는 이러한 밸런서가 설치된 세탁기에 대하여 개시되어 있다.

종래의 세탁기에는 회전조의 원주방향으로 환형의 공간인 레이스가 마련되고 이 레이스내에 다수개의 금속재 볼과 소정의 점성을 갖는 점성유체가 유동하는 볼 밸런서가 설치된다.

상기 볼 밸런서의 볼은 레이스 내부를 따라 이동하면서 회전조의 회전과정에 서 세탁물이 편심되게 분포된 경우, 이 편심된 영역에 대향되게 반대로 이동하여 회전중심과 무게중심이 평행하도록 밸런스를 잡는 역할하며, 점성유체는 이러한 볼의 유동을 조절하는 댐핑역할을 한다.

그러나, 회전조가 회전하는 상태에서 볼의 의한 밸런싱 작용이 불완전한 과도상태에서 레이스내를 유동하는 볼끼리 서로 충돌하며 금속성 소음이 유발되기도 한다.

특히, 회전조가 급제동되거나 급가속될 때 레이스 내의 볼은 관성의 영향에 의해 인접하는 볼끼리 서로 연속적으로 충돌하며 소음이 발생되는데, 이러한 충돌소음을 줄이기 위해 점도가 높은 점성유체를 사용할 경우 볼에 의한 밸런싱 작용이 원활히 일어나지 않아 언밸런싱 현상이 심화되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 레이스 내를 유동하는 질량체간에 서로 접근할 때 질량체사이의 공간에 채워진 점성유체의 배출이 지연되어 충돌에 의한 소음이 감소되는 밸런서를 구비한 세탁기를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 세탁기는, 하우징, 상기 하우징 내에 회전가능하게 설치되는 회전조, 상기 회전조에 설치되는 밸런서를 포함하는 세탁기에 있어서,

상기 밸런서는 내부에 환형의 공간인 레이스가 형성된 밸런서 하우징과, 양단이 평면부로 마련되어 상기 레이스 내에 배열되는 복수의 질량체와, 상기 레이스 내에 수용되며 소정의 점도를 갖는 점성유체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 질량체는 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 질량체는 양단의 상기 평면부사이에 전체적으로 상기 레이스와 동일한 곡률을 갖는 곡선부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 질량체의 단면형상은 상기 레이스의 단면형상과 닮은꼴로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하에는 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 살펴본다.

도 1은 본 발명에 따른 세탁기의 개략적인 구조를 보인 단면도이고, 도 2는 회전조의 구조를 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세탁기는 외관을 형성하는 하우징(1)과, 하우징(1)의 내부에 설치되며 세탁수가 담겨지는 터브(2)와, 터브(2)의 내부에 회전 가능하게 마련되는 회전조(10)와, 하우징(1)의 개방된 전면에 힌지결합되는 도어(4)를 포함한다.

터브(2)의 상부에는 터브(2)로 세탁수와 세제를 공급하기 위한 급수관(5)과 세제공급장치(6)가 마련되고, 수조(2)의 하부에는 수조(2)에 담겨진 세탁수를 하우징(1)의 외부로 배출시키기 위한 배수관(7)이 설치된다.

회전조(10)는 원통부(11)를 가지고, 전면판(12)과 후면판(13)은 원통부(11)의 전방과 후방에 각각 배치된다.
회전조(10)의 후면에는 회전조(10)의 회전 중심을 이루는 회전축(8)이 터브(2)의 후면을 통해 연장하도록 배치되고, 수조(2)의 후면 외측에는 회전축(8)이 결합되는 구동모터(9)가 설치되어 구동모터(9)가 작동됨에 따라 회전조(10)도 함께 회전하게 된다.

회전조(10)의 내주면에는 회전조와 수조사이를 연통시키는 다수의 탈수홀(10a)이 형성되어 있어 세탁운전 시에는 터브(2)에 담겨진 물이 회전조(10)의 내부로 유입되어 세제가 용해되어 있는 물에 의해 세탁이 이루어질 수 있도록 하고, 탈수과정에서는 물이 배수관(7)을 통해 하우징(1)의 외부로 배출될 수 있도록 한다.

회전조(10)의 내부에는 복수의 리프터(10b)가 종방향으로 배치되어 세탁행정 시 회전조(10)가 저속 회전하게 됨에 따라 세탁물을 회전조(10)의 바닥에서 상향으로 끌어 올린 후 다시 회전조(10)의 바닥으로 낙하시켜는 동작을 반복적으로 행하여이때 발생되는 위치에너지를 이용하여 세탁력을 얻는다.

회전조(10)는 세탁행정 시에는 구동모터(9)에 의해 회전축(8)이 정방향과 역방향으로 교대로 회전하면서 저속 회전되면서 세탁물을 세탁하게 되며, 반면 탈수행정 시에는 회전조(10)가 일 방향으로 고속회전하면서 세탁물에 큰 원심력이 가해서져 세탁물에서는 탈수작용이 일어나게 된다.

그러나, 탈수과정에서 회전조(10)가 고속회전 할 때 회전조(10) 자체의 구조적 불균형이 존재하거나, 회전조(10) 내부에서 세탁물이 골고루 분포하지 않고 특정지역에 몰리게 되면 회전조(10)의 무게중심과 회전중심이 일치하지 않는 언밸런스 현상이 발생하여 회전조(10)가 요동하면서 세탁기 전체에 큰 진동이 발생된다.

이러한 언밸런싱 현상을 방지하기 위하여 링형상의 밸런서(20)가 회전조(10)의 원주방향에 설치되어 회전조(10)의 전후 양단을 형성하는 전면판(12)와 후면판(13)에는 각각 밸런서(20)가 설치된다.
도 1과 같이, 회전조(10)의 전면판(12)과 후면판(13)의 가장자리에는 환형의 홈이 형성되고, 밸런서(20)는 전면판(12)과 후면판(13)에 형성된 홈에 각각 설치될 수 있다.

밸런서(20)는 외관은 환형이고 내부는 빈 공간인 중공구조로 마련되는 밸런서 하우징(21)과, 이 밸런서 하우징(21) 내의 공간인 레이스 내에 마련되는 복수의 질량체(22)를 포함한다.

레이스 내에는 상기 질량체(22)와 함께 소정의 점성을 갖는 점성유체가 함입되어 질량체(22)와 함께 레이스 내를 유동하면서 질량체(22)의 유동속도를 조절하는 댐핑작용을 한다.

질량체(22)는 레이스 내를 유동하면서 회전조(10)의 회전을 밸런싱하게 되는데, 이때 질량체(22)의 유동속도 및 유동방향을 포함하는 유동패턴은 밸런싱을 유지하기 위한 가장 중요한 요소가 된다.

이러한 질량체(22)의 유동패턴은 질량체(22)의 질량, 레이스 내에 함입되는 점성유체의 점도, 밸런서 하우징(21)의 내벽과 질량체(22) 사이의 간격 등을 변수로 하여 변하게 된다.

이때 점성유체는 질량체(22)의 운동을 방해하는 마찰을 일으키는 요소로 작용하여 그 점도가 상승됨에 따라 질량체(22)의 운동속도가 감소하게 되고, 점성유체가 유동하는 공간인 레이스와 질량체(22)사이의 공간의 크기가 감소함에 따라 마찰에 의한 유동저항을 증가시켜 질량체(22)의 속도가 감속된다.

그러나, 질량체(22)의 유동저항이 지나치게 증가되면 밸런서(는 무게의 펀심을 해소하는 방향으로 이동하지 못하여 언밸런싱 상태를 해소하지 못하게 될 수 있 다.

따라서, 본 발명에 따른 밸런서(20)는 점성유체의 점도를 증가시키지 않고도 질량체(22) 상호간의 충돌속도가 감속되도록 질량체(22)가 일반적인 구형이 아닌 비구형으로 이루어진다.

도 3을 참조하면, 레이스 내를 유동하는 질량체(22)는 도시된 바와 같이 원통형으로 형성된다.

이러한 원통형 구조는 양단이 원판형태의 평면부(22a)로 형성되게 되어 이 평면부(22a)는 인접한 다른 질량체(22)의 평면부(22a)와 서로 대향되게 된다.

따라서, 인접하는 두 질량체(22) 간에 서로 접근하여 충돌하려면 두 질량체(22)의 서로 대향되는 평면부(22a) 사이에 존재하는 점성유체가 밸런서 하우징(21) 내벽과 질량체(22) 사이의 공간을 타고 질량체(22) 사이를 빠져 나와야 하는데, 평면부(22a)는 이러한 점성유체의 배출이 지연시키게 된다.

즉, 질량체(22)의 양단이 서로 대향되는 평면부(22a)로 이루어진 경우, 종래와 같이 구형 질량체에 비하여 질량체(22)와 밸런서 하우징(21) 내벽사이의 공간이 감소되어 그에 따른 유동저항이 증가하여 질량체(22)간의 충돌속도가 감소되는 것이다.

도 4를 참조하면, 질량체(22)의 형상은 도 3에 의한 실시예와 유사하게 질량체(22)의 양단이 평면부(22a)로 이루어져 있으나, 두 평면부(22a) 사이의 길이부분이 레이스의 곡률과 동일하게 굴곡된 곡선부(22b)로 형성되어 있다.

질량체(22)가 이와 같이 레이스와 동일하게 곡률을 갖게 되면 질량체(22)가 레이스에서 서로 충돌하는 방향이 아닌 무리를 이루며 평행하게 이동할 때 점성유체에 의한 유동저항이 감소되고, 서로 충돌하는 방향으로 접근할 때에는 점성유체에 의한 댐핑작용이 극대화되어 충돌에 의한 소음이 현저히 감소될 수 있게 된다.

이상의 실시예에서 살펴본 질량체(22)의 형상은 모두 질량체(22)의 양단이 평면부(22a)로 이루어져서 질량체(22)가 서로 접근하는 방향으로 유동할 때 유동저항으로 인해 질량체(22)를 감속시키게 되는 구조인데, 본 발명은 이상의 실시예에 국한되는 것이 아니라 점성유체의 점성과 그에 따른 유동 패턴을 위하여 다양한 형태로 변형될 수 있다.

또한, 질량체(22)의 단면은 반드시 원형으로 이루어질 필요는 없으며, 질량체(22)의 원활한 유동을 위하여 레이스의 단면형상과 유사하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 본 실시예서와 같이 레이스의 단면이 사각형으로 이루어진 경우 질량체의 단면도 대략 사각형으로 이루어질 수도 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 세탁기는 레이스 내를 유동하는 질량체간의 충돌소음이 감소되도록 질량체의 양단이 평면부로 이루어진다.

따라서, 질량체가 서로 접근하는 방향으로 유동할 때 점성유체에 의한 댐핑작용이 극대화되어 질량체간의 충돌에 의한 소음의 발생이 현저히 감소되는 탁월한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 하우징;

   상기 하우징 내에 회전 가능하게 설치되는 회전조로서, 원통부와 상기 원통부의 전방과 후방에 배치되는 전면판과 후면판을 가지는 회전조;

   상기 회전조의 회전 중에 언밸런싱 현상을 방지하도록 상기 회전조의 전면판과 후면판의 가장자리에 각각 설치되는 밸런서;를 포함하고,

   상기 밸런서는, 내부에 환형의 공간인 레이스가 형성된 밸런서 하우징과, 양단이 평면부로 마련되어 상기 레이스 내에 배열되는 복수의 질량체와, 상기 질량체의 유동속도를 조절하도록 상기 레이스 내에 수용되는 점성유체를 포함하며,

   상기 레이스는 사각 단면을 가지고, 상기 질량체들은 원형 단면을 가지도록 형성되고,

   상기 밸런서는 상기 회전조의 회전 시에 상기 질량체들에 의해 작용하는 원심력에 의해 상기 밸런서 하우징이 변형되는 것을 방지하도록 상기 원통부의 측벽에 접촉하는 상기 전면판과 후면판의 측벽 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
2. 제1항에 있어서, 상기 질량체는 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸런서를 구비하는 세탁기.
3. 제1항에 있어서, 상기 질량체는 양단의 상기 평면부사이에 전체적으로 상기 레이스와 동일한 곡률을 갖는 곡선부가 형성되는 것을 특징으로 하는 밸런서를 구비하는 세탁기.
4. 제1항에 있어서, 상기 회전조의 전면판과 후면판의 가장자리에는 환형의 홈이 형성되고, 상기 밸런서는 상기 전면판과 후면판에 형성된 홈에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
5. 하우징;

   상기 하우징 내에 회전 가능하게 설치되는 회전조로서, 원통부와 상기 원통부의 전방과 후방에 배치되는 전면판과 후면판을 가지는 회전조;

   상기 회전조의 회전 중에 언밸런싱 현상을 방지하도록 상기 회전조의 전면판과 후면판의 가장자리에 각각 설치되는 밸런서;를 포함하고,

   상기 밸런서는, 내부에 환형의 공간인 레이스가 형성된 밸런서 하우징과, 상기 레이스 내에 배열되는 복수의 질량체와, 상기 질량체의 유동속도를 조절하도록 상기 레이스 내에 수용되는 점성유체를 포함하며,

   상기 레이스는 사각 단면을 가지도록 형성되고,

   상기 밸런서는 상기 회전조의 회전 시에 상기 질량체들에 의해 작용하는 원심력에 의해 상기 밸런서 하우징이 변형되는 것을 방지하도록 상기 원통부의 측벽에 접촉하는 상기 전면판과 후면판의 측벽 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
6. 제5항에 있어서, 상기 복수의 질량체는 양단이 평면부로 마련되고, 원형 단면을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁기.

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