KR101270799B1 - 드럼식 세탁기 - Google Patents

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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

본 발명은 드럼식 세탁기에 관한 것으로서, 드럼(10)을 수용하는 수조(6)를 방진 지지하는 서스펜션(7)을 구비한 드럼식 세탁기에 있어서, 서스펜션(7)은 실린더(24)와, 실린더(24)의 내부에 고정되어 자장을 가변으로 발생시키는 필드 발생장치(36)와, 필드 발생 장치(36)의 축 방향의 양측에 설치된 상부 요크(37) 및 하부 요크(35)와, 필드 발생 장치(36), 상부 요크(37) 및 하부 요크(35)를 상대적으로 축방향으로 왕복 이동 가능하게 관통하여 지지된 샤프트(22)와, 상기 샤프트(22)와 필드 발생 장치(36)의 사이 및 그 근방인 샤프트(22)와 양 요크(35, 37) 사이에 충전된 자기 점성 유체(40), 및 필드 발생 장치(36)의 하방에 위치하여 실린더(24)의 내부에 고정되어 샤프트(22)의 외주면에 밀접하여 자기 점성 유체(40)의 누출을 저지하는 시일부재(34)를 구비하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

드럼식 세탁기{DRUM TYPE WASHING MACHINE}
본 발명은 수조를 기능성 유체를 사용하는 서스펜션에 의해 방진 지지한 드럼식 세탁기에 관한 것이다.
종래부터 드럼식 세탁기는 세탁물을 수용하는 드럼을 세탁수를 저류하는 수조의 내부에 횡축 형상으로 회전 가능하게 구비하여 구성된다. 이와 같은 드럼식 세탁기는 수조를 외부 상자의 저판상에서 복수의 서스펜션에 의해 지지함으로써 운전시의 진동의 저감화를 도모하고 있다. 이 종류의 서스펜션으로서 자장의 강도에 의해 점도가 변화하는 자기 점성 유체(MR 유체)를 작동 유체로서 이용한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 기재된 것은 댐퍼 튜브에 피스톤 로드가 삽입되고, 상기 피스톤 로드의 축 방향의 2개의 위치에 각각 피스톤이 설치되어 있다. 그리고, 댐퍼 튜브의 내부에 이 양 피스톤에 의해 끼인 자기 점성 유체 수용실이 형성되어 있다. 또한, 댐퍼 튜브에는 자기 점성 유체 수용실을 향하는 부분에 자기 발생 장치가 설치되어 있다. 이 자기 발생 장치에 의해 자기 점성 유체 수용실은 축방향의 2실로 구획되어 있다. 즉, 댐퍼 튜브 내에는 자기 발생 장치의 축 방향의 양측에 자기 점성 유체 수용실 2실이 설치되어 있다. 자기 점성 유체는 이들 2실에 각각 수용되어 있다.
자기 발생 장치는 환형상의 철심에 코일을 설치하여 이루어지고, 자장을 발생하도록 되어 있다. 또한, 이 자기 발생 장치는 피스톤 로드와의 사이에 자기 점성 유체용 유로를 형성하고 있다. 또한, 드럼식 세탁기에서는 댐퍼 튜브 중 피스톤 로드가 돌출되는 측의 단부에 댐퍼 튜브측 스프링 받이자리가 설치되어 있다. 또한, 피스톤 로드의 돌출 단부에 샤프트측 스프링 받이자리가 설치되어 있다. 이들 스프링 받이자리 사이에 코일 스프링이 개지되어 있다. 이와 같은 구성에 의해 수조는 자기 점성 유체를 이용한 서스펜션에 의해 외부 상자 내에 지지되어 있다.
이와 같이 수조가 지지된 구성에 있어서, 수조가 상하 방향으로 진동하면, 댐퍼 튜브도 코일 스프링의 신축을 수반하여 상기 수조와 일체로 상하 방향인 축 방향으로 왕복 이동한다. 이 때, 피스톤은 댐퍼 튜브 내의 자기 점성 유체 수용실을 상대적으로 상하로 왕복 이동한다. 이에 따라 자기 점성 유체는 자기 점성 유체 수용실의 축 방향의 2실의 일측으로부터 다른측으로 자기 점성 유체용 유로를 통해 왕래한다. 여기서, 자기 점성 유체는 그 점성에 의해 감쇠력을 발생하고, 수조의 진폭을 감쇠시킨다.
이 상황에서 자기 발생 장치의 코일에 통전하면, 자장이 발생하고 자기 점성 유체에 자계가 부여되어 자기 점성 유체의 점도가 높아진다. 이에 의해 자기 점성 유체용 유로를 자기 점성 유체가 통과할 때의 마찰 손실이 증가하므로 감쇠력이 커진다. 즉, 자기 발생 장치의 코일로 통전함으로써 감쇠력을 조정할 수 있다.
일본 공개특허공보 제2006-57766호
상술한 자기 점성 유체와 같은, 이른바 기능성 유체(외부로부터 가해지는 물리량을 제어하여 점성 등의 리올로지적(rheology) 특성이 변화하는 유체)는 통상의 댐퍼용 오일에 비해 비용이 높다. 상기 특허문헌 1에 기재된 것은 그 자기 점성 유체를 자기 발생 장치의 축방향의 양측에 형성된 자기 점성 유체 수용실 2실에 각각 수용하고 있다. 이 때문에 서스펜션의 비용, 나아가서는 드럼식 세탁기의 비용이 현저히 높아진다.
본 발명의 목적은 드럼을 수용하는 수조를 기능성 유체를 사용하는 서스펜션에 의해 방진 지지하는 것에 있어서, 그 기능성 유체의 사용량의 저감을 도모하여 비용의 저렴화를 가능하게 하는 드럼식 세탁기를 제공하는 데에 있다.
본 발명은 드럼을 수용하는 수조를 방진 지지하는 서스펜션을 구비한 드럼식 세탁기에 있어서, 상기 서스펜션을 실린더와, 상기 실린더의 내부에 고정되어 자장 또는 전장을 가변으로 발생시키는 필드 발생 장치(자장 발생 장치 또는 전장 발생 장치)와, 상기 필드 발생 장치의 축방향의 양측에 설치된 자성부재와, 상기 필드 발생 장치 및 상기 자성부재를 상대적으로 축방향으로 왕복 가능하게 관통하여 지지된 샤프트와, 상기 샤프트와 상기 필드 발생 장치의 사이 및 그 근방인 상기 샤프트와 상기 양 자성부재의 사이에 충전된 기능성 유체(자기 점성 유체 또는 전기 점성 유체)와, 상기 필드 발생 장치의 하방에 위치하여 상기 실린더의 내부에 고정되고, 상기 샤프트의 외주면에 밀접하여 상기 기능성 유체의 누출을 저지하는 시일부재를 구비하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 드럼식 세탁기에 의하면, 기능성 유체(자기 점성 유체 또는 전기 점성 유체)를 필드 발생 장치(자장 발생 장치 또는 전장 발생 장치)와 샤프트의 사이 및 그 근방인 샤프트와 양 자성부재 사이에만 충전하여 사용하여 수조를 방진 지지한다. 이에 의해 기능성 유체의 사용량의 저감을 도모할 수 있고, 비용의 저렴화를 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 것으로서, 서스펜션의 운전 전의 상태를 나타내는 종단면도,
도 2는 서스펜션의 운전중인 상태를 나타내는 종단면도,
도 3은 서스펜션의 작용을 설명하기 위해 주요 부분을 확대하여 나타내는 종단면도,
도 4는 드럼식 세탁기 전체의 종단측면도,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 1 상당 도면,
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도 1 상당 도면,
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 도 1 상당 도면, 및
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 도 3 상당 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
[제1 실시예]
이하, 본 발명의 제1 실시예에 대해 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4에는 드럼식 세탁기의 전체 구조를 나타내고 있다. 드럼식 세탁기는 외부 상자(1)를 외각(外殼)으로 하고 있다. 세탁물 출입구(2)는 이 외부 상자(1)의 전면부(도 4에서 우측)의 거의 중앙부에 형성되어 있다. 문(3)은 이 세탁물 출입구(2)를 개폐하는 것으로서 설치되어 있다. 또한, 조작 패널(4)은 외부 상자(1)의 전면부 상부에 설치되어 있다. 운전 제어용 제어 장치(5)는 조작 패널(4)의 내측(외부 상자(1) 내)에 설치되어 있다.
수조(6)는 외부 상자(1)의 내부에 설치되어 있다. 이 수조(6)는 축 방향이 전후 방향(도 4에서는 좌우 방향)의 횡축 원통 형상을 이룬다. 드럼식 세탁기는 그 수조(6)를 외부 상자(1)의 저판(1a)상에 좌우 한 쌍(한쪽만 도시)의 서스펜션(7)에 의해 전측 상부의 경사 상태로 탄성 지지하고 있다. 서스펜션(7)의 상세 구조는 이후에 설명한다.
모터(8)는 수조(6)의 배부(背部)에 장착되어 있다. 이 모터(8)는 이 경우, 예를 들면 직류의 브러시리스 모터로 이루어진 것으로 아우터로터형이다. 모터(8)는 로터(8a)의 중심부에 장착한 회전축(도시 생략)을 베어링 브라켓(9)을 통해 수조(6)의 내부에 삽입 통과하고 있다.
드럼(10)은 수조(6)의 내부에 설치되어 있다. 이 드럼(10)도 축방향이 전후 방향의 횡축 원통 형상을 이룬다. 드럼(10)은 그 후부의 중심부를 상기 모터(8)의 회전축의 선단부에 장착하고 있다. 이에 의해 드럼식 세탁기는 드럼(10)을 수조(6)와 동축의 전측 상부의 경사 상태로 지지하고 있다. 드럼(10)은 모터(8)에 의해 회전되도록 되어 있다. 따라서, 드럼(10)은 회전조로서 기능하고, 모터(8)는 드럼(10)을 회전시키는 드럼 구동 장치로서 기능한다.
드럼(10)은 그 둘레측부(본체부)의 전체 영역에 걸쳐 다수(일부만 도시)의 소구멍(11)을 형성하고 있다. 또한, 드럼(10)은 전면부에 개구부(12)를 구비하고, 수조(6)는 전면부에 개구부(13)를 구비하고 있다. 세탁물 출입구(2)는 그 중 수조(6)의 개구부(13)에 환형상의 벨로우즈(14)를 통해 늘어서 있다. 그 결과, 세탁물 출입구(2)는 벨로우즈(14), 수조(6)의 개구부(13) 및 드럼(10)의 개구부(12)를 통해 드럼(10)의 내부에 늘어서 있다.
배수관(16)은 수조(6)의 최저부인 저부의 후부에 배수밸브(15)를 통해 접속되어 있다. 건조 유닛(17)은 수조(6)의 배부로부터 상방 그리고 전방에 걸쳐 설치되어 있다. 이 건조 유닛(17)은 제습기(18), 송풍 장치(19), 및 가열 장치(20)를 구비하고 있다. 건조 유닛(17)은 수조(6) 내의 공기를 제습하고, 계속해서 가열하여 수조(6) 내로 되돌리는 순환을 실시함으로써 세탁물을 건조시키도록 되어 있다.
여기서, 서스펜션(7)의 상세 구조를 설명한다. 도 4 및 도 1에 도시한 바와 같이, 서스펜션(7)은 외부 상자(1)의 저판(1a)이 구비한 장착판(21)에 장착된 샤프트(22)와, 수조(6)가 구비하는 장착판(23)에 장착된 원통 형상을 이루는 실린더(24)를 구비하여 구성되어 있다. 상세하게는 연결부(22F)는 샤프트(22)의 하단부에 설치되어 있다. 이 연결부(22F)는 저판(1a)의 장착판(21)에 고무 등의 탄성 좌판(25) 등을 통해 너트(26)로 체결된다. 이에 의해 샤프트(22)는 장착판(21)에 장착되어 있다.
한편, 연결부재(27)는 실린더(24)의 상단부에 설치되어 있다. 이 연결부재(27)는 수조(6)의 장착판(23)에 동일하게 탄성 좌판(28) 등을 통해 너트(29)로 체결된다. 이에 의해 실린더(24)는 수조(6)와 함께 상하 방향(축방향)으로 진동하도록 구성되어 있다.
베어링 하우징(33)은 실린더(24)의 내부의 하부에 압입되어 설치되어 있다. 베어링 하우징(33)은 베어링(30, 31)을 스페이서(32)로 상하로 떨어뜨려 수납 배치하고 있다. 베어링(30, 31)은 예를 들면 소결 함유 금속(이른바, 베어링 합금)로 이루어진 것이며, 실린더(24)의 내부에 상기 스페이서(32) 및 베어링 하우징(33)과 함께 고정하고 있다. 환형상이고, 또한 립(lip)형상의 시일부재(34)는 베어링 하우징(33) 내의 최상부에 고정 상태로 설치되어 있다.
링형상의 자성부재인 하부 요크(35)는 실린더(24) 내의 상기 시일부재(34)의 상방의 위치에 압입되어 고정 상태로 설치되어 있다. 또한, 필드 발생 장치(36)는 이 하부 요크(35)의 상방에 압입되어 고정 상태로 설치되어 있다. 필드 발생 장치(36)는 이 경우, 자장 발생 장치이고, 보빈(36a)에 코일(36b)을 감아 장착하여 이루어진다. 필드 발생 장치(36)는 실린더(24)의 외부로 도출된 구출선(口出線)(36c)을 통해 코일(36b)에 통전된다.
하부 요크(35)와 마찬가지로 링형상의 자성부재인 상부 요크(37)는 실린더(24) 내 중 상기 필드 발생 장치(36)의 상방의 위치에 압입되어 고정 상태로 설치되어 있다. 이 상부 요크(37)는 하부 요크(35) 보다도 축 방향의 길이(두께)가 크고, 그 상부의 중심부 둘레에 오목부(38)를 구비하고 있다.
그리고, 실린더(24) 내 중 상부 요크(37) 보다도 상방 부분은 연결부재(27)와의 사이가 공동(空洞)(39)으로 되어 있다.
이들에 대해, 샤프트(22)의 상부는 베어링(31), 스페이서(32), 베어링(30), 시일 부재(34), 하부 요크(35), 필드 발생 장치(36)(보빈(36a)) 및 상부 요크(37)을 상대적으로 축방향으로 왕복 이동 가능하게 관통하여 상단부가 공동(39) 내에 도달하고 있다. 그 상태에서 샤프트(22)는 그 전체가 베어링(30, 31)에 의해 지지되어 있다. 또한, 하부 요크(35)의 하방에 위치하고, 또한 필드 발생 장치(36)의 하방에 위치한 시일 부재(34)는 이 샤프트(22)의 외주면에 밀접해 있다.
그리고, 샤프트(22)와 필드 발생 장치(36)(보빈(36a))의 사이 및 그 근방인 샤프트(22)와 하부 요크(35) 및 상부 요크(37)의 사이에는 소정의 틈이 형성되어 있다. 기능성 유체(이 경우, 자기 점성 유체(40))는 그 틈에 충전되어 있다. 시일 부재(34)는 이 자기 점성 유체(40)의 누출을 저지하도록 되어 있다.
여기서, 기능성 유체란 전술한 바와 같이 외부로부터 가해지는 물리량을 제어하여 점성 등의 리올로지적 성질이 기능적으로 변화하는 유체이다. 이 기능성 유체는 전기적 에너지의 인가에 의해 점성이 변화하는 유체로서 자기 점성 유체(40) 및 도시하지 않은 전기 점성 유체를 포함한다. 본 실시예에서는 자계(자장)의 강도에 따라서 점성 특성이 변화하는 자기 점성 유체(40)(MR 유체)를 기능성 유체로서 이용하고 있다. 이를 대신하여 전계(전장)의 강도에 따라서 점성 특성이 변화하는 전기 점성 유체(ER 유체)를 기능성 유체로서 이용해도 좋다. 자기 점성 유체(40)는 예를 들면 오일 중에 강자성 입자(철, 카르보닐철 등)를 분산시킨 것이며, 자계가 인가되면 강자성 입자가 사슬 형상의 클러스터를 형성한다. 이에 의해 자기 점성 유체(40)는 외관상의 점도가 상승한다.
전기 점성 유체는 분산계 전기 점성 유체와 균일계 전기 점성 유체가 있다. 분산계 전기 점성 유체는 유도성을 갖는 미립자를 절연성 오일에 분산시킨 유체이다. 이 분산계 전기 점성 유체에 전계(전장)를 가하면, 유도성 미립자가 사슬 형상의 클러스터(유도성 미립자가 전계 방향으로 늘어선 브릿지 형상의 것)를 형성한다. 이에 의해 분산계 전기 점성 유체는 외관상의 점도가 상승한다.
균일계 전기 점성 유체는 상기 전기 점성 유체를 구성하는 입자가 전계에 의해 배향하도록 되어 있다. 이에 의해 균일계 전기 점성 유체는 외관상의 점도가 상승한다.
필드 발생 장치(36)는 코일(36b)에 흐르는 전류값에 따른 자계를 발생시켜 상기 자기 점성 유체(40)의 점성을 제어한다. 그 발생되는 자계는 전류값에 따라서 가변이고, 자기 점성 유체(40)의 점성을 가변으로 제어할 수 있도록 되어 있다.
샤프트측 스프링 받이자리(41)는 샤프트(22)의 하부에 끼워 맞춰져 고정되어 있다. 실린더측 스프링 받이자리(42)는 이 샤프트측 스프링 받이자리(41)와 떨어져 대향한 형태로 실린더(24)의 하단부에 계합(繼合) 고정되어 있다. 이 실린더측 스프링 받이자리(42)는 샤프트(22)에 상대적으로 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 끼워져 있다. 그리고, 샤프트(22) 및 실린더측 스프링 받이자리(42)를 둘러싸는 압축 코일 스프링으로 이루어진 코일 스프링(43)은 이들 양 스프링 받이자리(41, 42) 사이에 신축 자유롭게 장착되어 있다. 이에 의해 드럼식 세탁기는 서스펜션(7)을 수조(6)와 외부 상자(1)의 저판(1a) 사이에 조립하고, 외부 상자(1)의 저판(1a)상에서 수조(6)를 방진 지지하도록 하고 있다.
계속해서, 상기 구성의 드럼식 세탁기의 작용을 설명한다.
조작 패널(4)의 조작에 기초하여 제어 장치(5)가 운전을 개시시키면, 세탁물을 수용한 드럼(10)이 회전 구동되는 것에 따라서 수조(6)가 상하 방향을 주체로 진동한다. 이 수조(6)의 상하 진동에 대응하여 서스펜션(7)에서는 수조(6)에 일체적으로 연결된 실린더(24)가, 각 부품[연결부재(27), 상부 요크(37), 필드 발생 장치(36), 하부 요크(35), 시일 부재(34), 베어링(30), 스페이서(32), 베어링(31), 베어링 하우징(33) 및 실린더측 스프링 받이자리(42)]을 수반하여 코일 스프링(43)을 신축시키면서 샤프트(22)의 주위를 상하 방향으로 진동한다. 도 2는 이 세탁기의 운전 중의 서스펜션(7)의 한 상태를 도시하며, 도 1에 도시한 운전 전의 상태 보다도 실린더(24)가 상기 각 부품을 수반하여 하강하고 있다.
이와 같이 실린더(24)가 상기 각 부품을 수반하여 상하 방향으로 진동할 때, 샤프트(22)와 필드 발생 장치(36)의 사이 및 그 근방인 샤프트(22)와 하부 요크(35) 및 상부 요크(37)의 사이에 충전한 자기 점성 유체(40)는 그 점성에 의한 마찰 저항에 의해 감쇠력을 부여하고, 수조(6)의 진폭을 감쇠시킨다.
그리고, 이 때 필드 발생 장치(36)의 코일(36b)에 통전하면, 자장이 발생하여 자기 점성 유체(40)에 자계가 부여되고, 상기 자기 점성 유체(40)의 점도가 높아진다. 도 3은 그 상태를 도시하고 있다. 필드 발생 장치(36)의 코일(36b)에 통전하여, 샤프트(22)-자기 점성 유체(40)-상부 요크(37)-실린더(24)-하부 요크(35)-자기 점성 유체(40)-샤프트(22)로 이루어진 자기 회로(44)가 발생한다. 그리고, 자속이 통과하는 부분의 자기 점성 유체(40)의 점도가 높아진다. 특히 자속 밀도가 높은 샤프트(22)와 상부 요크(37)의 사이 및 하부 요크(35)와 샤프트(22) 사이의 각 자기 점성 유체(40)의 점도는 대폭 높아지고, 마찰 저항이 크게 증가한다. 이에 의해 실린더(24)가 각 부품[특히 필드 발생 장치(36)와 하부 요크(35) 및 상부 요크(37)]을 수반하여 상하 방향으로 진동할 때의 마찰 저항이 증가하고, 감쇠력이 커진다.
또한, 수조(6)의 상하 진동에 대한 감쇠력의 제어에 대해서는 수조(6)의 공진이 나타나는 기동시의 감쇠력을 크게 하도록 제어하여 공진시의 수조(6)의 변위나 저판(1a)으로의 힘의 전달을 저감할 수 있다. 또한, 공진 통과 후의 드럼(10)의 고속 회전시에는 감쇠력을 작게 하도록 제어하여 고속 탈수시의 저판(1a)으로의 힘의 전달을 저감할 수 있다.
이와 같이 상기 구성의 드럼식 세탁기에 의하면, 필드 발생 장치(36)의 코일(36b)에 통전함으로써 자기 점성 유체(40)의 점도를 변화시켜 감쇠력을 제어할 수 있다. 그 구성에서는 시일 부재(34)를 실린더(24) 내의 필드 발생 장치(36) 보다도 하방의 위치에 고정하여 설치하고 있다. 그리고, 상기 시일 부재(34)를 샤프트(22)의 외부 둘레에 밀접하게 하여 자기 점성 유체(40)의 누출을 저지하도록 하고 있다.
따라서, 상기 구성의 드럼식 세탁기에서는, 자기 점성 유체(40)를 필드 발생 장치(36)와 샤프트(22)의 사이 및 그 근방인 샤프트(22)와 하부 요크(35) 및 상부 요크(37)의 사이에만 충전하여 사용하여 수조(6)의 방진 지지가 가능하다. 따라서 특허문헌 1에 기재된 것과는 달리 많은 자기 점성 유체(40)를 사용하지 않는다. 이에 의해 자기 점성 유체(40)의 사용량의 저감을 충분히 도모할 수 있고, 서스펜션(7)의 비용, 나아가서는 드럼식 세탁기의 비용의 저렴화가 가능하다.
또한, 상기 구성의 드럼식 세탁기는 필드 발생 장치(36)를 자장 발생 장치로 하고 있다. 자성부재인 상부 요크(37)와 하부 요크(35)는 그 자장 발생 장치의 축 방향의 양측에 설치되어 있다. 자기 점성 유체(40)는 이 상부 요크(37)와 샤프트(22)의 사이 및 하부 요크(35)와 샤프트(22)의 사이에 충전되어 있다. 이에 의해 기술한 바와 같이 자기 점성 유체(40)를 통과하는 자속의 밀도를 높게 하여 상기 자기 점성 유체(40)의 점도를 대폭 높일 수 있고, 큰 감쇠력을 얻을 수 있다.
이상에 대해 도 5 내지 도 8은 본 발명의 제2 실시예 내지 제5 실시예를 나타낸다. 각각 제1 실시예와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 다른 부분에 대해서만 설명한다.
[제2 실시예]
도 5에 도시한 제2 실시예에서는 베어링(30)이 제1 실시예의 상부 요크(37) 보다도 축방향의 길이가 큰 상부 요크(51)에 수납되며, 필드 발생 장치(36)의 상방에 설치되어 있다. 베어링(31)은 제1 실시예의 베어링 하우징(33) 보다도 축 방향의 길이가 작은 베어링 하우징(52)에 시일 부재(34)와 함께 수납되고, 필드 발생 장치(36)의 하방에 설치되어 있다. 즉, 베어링(30, 31)은 필드 발생 장치(36)의 축방향의 양측에 배치되어 있다.
이와 같이 구성함으로써 베어링(30, 31) 사이의 거리를 크게 확보할 수 있으므로 샤프트(22)의 기울기를 저감할 수 있다. 또한, 자기 점성 유체(40)를 충전하는 틈인 샤프트(22)와 필드 발생 장치(36) 사이의 틈, 샤프트(22)와 상부 요크(37) 사이의 틈, 및 샤프트(22)와 하부 요크(35) 사이의 틈의 각 편차에 기인하는 감쇠력의 편차를 저감할 수 있다.
또한, 본 실시예의 구성에 있어서도 상술한 제1 실시예와 동일한 작용·효과를 얻을 수 있다.
즉, 조작 패널(4)의 조작에 기초하여 제어 장치(5)가 운전을 개시시키면, 세탁물을 수용한 드럼(10)이 회전 구동되는 것에 따라서 수조(6)가 상하 방향을 주체로 진동한다. 이 수조(6)의 상하 진동에 응동하여 서스펜션(7)에서는 수조(6)에 일체적으로 연결된 실린더(24)가, 각 부품[연결부재(27), 베어링(30), 상부 요크(51), 필드 발생 장치(36), 하부 요크(35), 시일부재(34), 베어링(31), 베어링 하우징(52) 및 실린더측 스프링 받이자리(42)]를 수반하여 코일 스프링(43)을 신축시키면서 샤프트(22)의 주위를 상하 방향으로 진동한다.
이와 같이 실린더(24)가 상기 각 부품을 수반하여 상하 방향으로 진동할 때, 샤프트(22)와 필드 발생 장치(36)의 사이, 그 근방인 샤프트(22)와 하부 요크(35)의 사이, 및 샤프트(22)와 상부 요크(51)의 사이에 충전한 자기 점성 유체(40)는 그 점성에 의한 마찰 저항에 의해 감쇠력을 부여하여 수조(6)의 진폭을 감쇠시킨다.
그리고, 이 때 필드 발생 장치(36)의 코일(36b)에 통전하면, 자장이 발생하여 자기 점성 유체(40)에 자계가 부여되며, 상기 자기 점성 유체(40)의 점도가 높아진다. 필드 발생 장치(36)의 코일(36b)에 통전하여 샤프트(22)-자기 점성 유체(40)-상부 요크(51)-실린더(24)-하부 요크(35)-자기 점성 유체(40)-샤프트(22)로 이루어진 자기 회로(도시하지 않음)가 발생한다. 그리고, 자속이 통과하는 부분의 자기 점성 유체(40)의 점도가 높아진다. 특히 자속 밀도가 높은 샤프트(22)와 상부 요크(51)의 사이, 및 하부 요크(35)와 샤프트(22) 사이의 각 자기 점성 유체(40)의 점도는 대폭 높아지고, 마찰 저항이 크게 증가한다. 이에 의해 실린더(24)가 각 부품[특히 필드 발생 장치(36)와 하부 요크(35) 및 상부 요크(51)]을 수반하여 상하 방향으로 진동할 때의 마찰 저항이 증가하고, 감쇠력이 커진다.
또한, 수조(6)의 상하 진동에 대한 감쇠력의 제어에 대해서는 수조(6)의 공진이 나타나는 기동시의 감쇠력을 크게 하도록 제어하여 공진시의 수조(6)의 변위나 저판(1a)으로의 힘의 전달을 저감할 수 있다. 또한, 공진 통과후의 드럼(10)의 고속 회전시에는 감쇠력을 작게 하도록 제어하여 고속 탈수시의 저판(1a)으로의 힘의 전달을 저감할 수 있다.
이와 같이 본 실시예의 드럼식 세탁기에서도 필드 발생 장치(36)의 코일(36b)에 통전함으로써 자기 점성 유체(40)의 점도를 변화시키고, 감쇠력을 제어할 수 있다. 상기 구성에서는 시일부재(34)를 실린더(24) 내의 필드 발생 장치(36) 보다도 하방의 위치에 고정하여 설치하고 있다. 그리고, 상기 시일부재(34)를 샤프트(22)의 외부 둘레에 밀접하게 하여 자기 점성 유체(40)의 누출을 저지하도록 하고 있다.
따라서, 본 실시예의 드럼식 세탁기에서는 자기 점성 유체(40)를 필드 발생 장치(36)와 샤프트(22)의 사이, 및 그 근방인 샤프트(22)와 하부 요크(35)의 사이 및 샤프트(22)와 상부 요크(51)의 사이에만 충전하여 사용하여 수조(6)의 방진 지지가 가능하다. 따라서, 특허문헌 1에 기재된 것과는 달리 많은 자기 점성 유체(40)를 사용하지 않는다. 이에 의해 자기 점성 유체(40)의 사용량의 저감을 충분히 도모할 수 있고, 서스펜션(7)의 비용, 나아가서는 드럼식 세탁기의 비용의 저렴화가 가능하다.
또한, 본 실시예의 드럼식 세탁기는 필드 발생 장치(36)를 자장 발생 장치로 하고 있다. 자성부재인 상부 요크(51)와 하부 요크(35)는 상기 자장 발생 장치의 축방향의 양측에 설치되어 있다. 자기 점성 유체(40)는 이 상부 요크(51)와 샤프트(22)의 사이 및 하부 요크(35)와 샤프트(22)의 사이에 충전되어 있다. 이에 의해 기술한 바와 같이 자기 점성 유체(40)를 통과하는 자속의 밀도를 높게 하여 상기 자기 점성 유체(40)의 점도를 대폭 높일 수 있고, 큰 감쇠력을 얻을 수 있다.
[제3 실시예]
도 6에 도시한 제3 실시예에서는 스페이서(61)가 자성부재인 상부 요크(37)와 하부 요크(35) 사이의 전부로서 필드 발생 장치(36)와 샤프트(22)의 사이에 설치되어 있다.
기술한 바와 같이, 자기 점성 유체(40)의 점도가 가장 높아지는 것은 샤프트(22)와 상부 요크(37)의 사이 및 샤프트(22)와 하부 요크(35)의 사이이다. 이들 부분은 감쇠력을 높이는 것에 기여하는 비율이 가장 높다. 반대로 이들 부분 이외는 감쇠력을 높이는 것에 기여하는 비율이 낮다. 따라서, 거기에(상부 요크(37)와 하부 요크(35) 사이의 전부의 필드 발생 장치(36)와 샤프트(22)의 사이에) 스페이서(61)를 설치하여 자기 점성 유체(40)의 사용을 상부 요크(37)와 샤프트(22)의 사이 및 하부 요크(35)와 샤프트(22) 사이의 각 사이에만 제한되게 할 수 있다. 이에 의해 자기 점성 유체(40)의 사용량을 더 저감할 수 있다.
또한, 스페이서(61)는 상부 요크(37)와 하부 요크(35) 사이의 일부로서 필드 발생 장치(36)와 샤프트(22)의 사이에 설치하도록 해도 좋다.
[제4 실시예]
도 7에 도시한 제4 실시예에서는 샤프트(22)의 축 방향의 왕복 이동에 대해 감쇠력을 부여하는 댐퍼부재(71)가 필드 발생 장치(36)의 축방향의 일측에 있어서, 베어링(30)과 베어링(31) 사이에 설치되어 있다. 이 댐퍼부재(71)는 마찰재로서 탄성재인 예를 들면 EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔고무)제의 원통 형상 부재이다. 댐퍼부재(71)의 내부 직경은 샤프트(22)의 외부직경보다도 작다. 댐퍼부재(71)는 그 내주면이 샤프트(22)의 외주면에 밀접해있고, 상기 샤프트(22)에 마찰력이 미치도록 되어 있다.
이와 같이 구성함으로써 수조(6)가 상하로 진동할 때에는 샤프트(22)에는 댐퍼부재(71)로부터 마찰력(쿠롱 마찰력)이 미치고, 감쇠력이 발생한다. 따라서, 탈수 운전의 기동시에 항상 필드 발생 장치(36)의 코일(36b)에 통전할 필요가 없고, 수조(6)의 진동이 클 때(공진시 등)에만 코일(36b)에 통전하여 자기 점성 유체(40)의 점도를 높여 감쇠력을 증가하도록 하면 좋다. 그 결과, 필드 발생 장치(36)의 코일(36b)의 통전 시간을 저감할 수 있으므로 서스펜션(7)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 댐퍼부재(71)는 필드 발생 장치(36)의 축방향의 일측만이 아니라 양측에 설치해도 좋다. 이에 의해 보다 큰 감쇠력을 얻을 수 있다.
[제5 실시예]
도 8에 도시한 제5 실시예에서는 시일부재(34)가 베어링(30), 스페이서(32) 및 베어링(31)의 하방에 배치되어 있다. 또한, 샤프트(22)는 필드 발생 장치(36)(자장 발생 장치) 부분을 상대적으로 왕복 이동하는 부분(22a)이 자성으로 되어 있고, 시일부재(34) 부분을 상대적으로 왕복 이동하는 부분(22b)이 비자성으로 되어 있다. 이 경우, 샤프트(22)의 자성 부분(22a)은 비자성 금속(알루미늄 등)으로 이루어진 샤프트(22)의 표면을 자성재로 피복하여 실현하고 있다. 샤프트(22)의 비자성 부분(22b)은 상기 샤프트(22)의 표면을 그대로 노출시켜 실현하고 있다.
이와 같이 구성함으로써 샤프트(22)의 자성 부분(22a)(필드 발생 장치(36) 부분을 상대적으로 왕복 이동하는 부분)에서는 필드 발생 장치(36)의 코일(36b)에 통전하여 샤프트(22)에 자속을 통하게 하는 자기 회로(44)를 전술한 바와 같이 형성한다. 또한, 이와 같이 자기 회로(44)를 형성하면서 샤프트(22)의 비자성 부분(22b)(시일부재(34) 부분을 상대적으로 왕복 이동하는 부분)에서는 자기 점성 유체(40)가 자기 회로(44)로부터 누출된 자기에 의해 샤프트(22)의 표면에 부착하는 것을 해소할 수 있다. 이에 의해 자기 점성 유체(40)가 시일부재(34) 부분으로부터 조금씩 누출되는 것을 방지할 수 있고, 수조(6)의 상하 진동에 대한 감쇠력을 유지할 수 있다.
[기타 실시예]
도시하지 않지만, 샤프트(22)와, 상부 요크(37) 및 하부 요크(35)의 양쪽 또는 한쪽을 미리 착자(着磁)해두면 좋다. 이와 같이 구성하면, 자기 점성 유체(40)는 이들 자력에 의해 샤프트(22)와 상부 요크(37)의 사이 및 사프트(22)와 하부 요크(35) 사이의 양쪽 또는 한쪽에 있어서, 초기 충전된 상태로 머무른다. 이 때문에 서스펜션(7)의 수송시나 세탁기 전체의 조립시에 서스펜션이 옆으로 넘어진 상태가 되거나 반대 모양의 상태가 되어도 자기 점성 유체(40)가 초기 충전 부분으로부터 누출되지 않는다. 따라서, 자기 점성 유체(40)의 초기 성능을 만족하게 얻을 수 있다.
이 경우, 샤프트(22)와 상부 요크(37) 및 하부 요크(35)의 양쪽 또는 한쪽을 착자하는 것을 대신하여, 전지에 의해 자장 발생 장치로 이루어진 필드 발생 장치(36)로부터 샤프트(22)와, 상부 요크(37) 및 하부 요크(35)의 양쪽 또는 한쪽에 대해 자장을 발생시키는 것을 가능하게 해도 좋다. 이 경우도 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 자장 발생 장치로 이루어진 필드 발생 장치(36)는 코일(36b)에 통전하는 전기 회로에 통전 방향을 전환하는 스위치 등을 설치하고, 자장의 자속의 방향을 변경 가능하게 해도 좋다. 이와 같이 구성하면 코일(36b)의 통전 방향을 매회 전환하는 것에 의해 자장의 자속의 방향도 매회 변경할 수 있다. 이에 의해 전술한 자기 회로(44)를 형성한 부품에 의도하지 않은 착자가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 감쇠력이 변화하는 것을 해소할 수 있다.
본 발명의 드럼식 세탁기는 서스펜션을 실린더와, 상기 실린더의 내부에 고정되어 전장을 가변으로 발생시키는 전장 발생 장치와, 이 전장 발생 장치를 상대적으로 축 방향으로 왕복 이동 가능하게 관통하여 지지된 샤프트와, 이 샤프트와 전장 발생 장치의 사이에 충전된 전기 점성 유체로 이루어진 기능성 유체와, 전장 발생 장치의 하방에 위치하여 실린더의 내부에 고정되고 샤프트의 외주면에 밀접하여 기능성 유체의 누출을 저지하는 시일 부재를 구비하여 구성해도 좋다. 즉, 서스펜션은 필드 발생 장치로서 전장 발생 장치를 사용하고, 기능성 유체로서 전기 점성 유체를 사용하여 구성해도 좋다.
이 경우, 전장 발생 장치는 다음과 같이 구성하면 좋다. 즉, 전극을 실린더의 내측에 샤프트의 외주면과 간격을 두고 배치한다. 전기 점성 유체를 전극과 샤프트의 사이에 배치한다. 그리고, 그 전극에 예를 들면 수 KV의 전압을 인가하는 구성으로 한다. 즉, 실린더의 내측에 콘덴서(전극)를 설치하고, 그 콘덴서의 내부에 전기 점성 유체를 배치한 구성으로 한다.
또한, 본 발명에서는 전기 점성 유체는 분산계 전기 점성 유체가 적합하다. 분산계 전기 점성 유체가 균일계 전기 점성 유체 보다도 그 기능·성질이 자기 점성 유체(40)와 비슷하기 때문이다.
그 외에 본 발명은 상술한 각 실시예에만 한정되지 않고, 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명은 드럼을 수용하는 수조를 기능성 유체를 사용하는 서스펜션에 의해 방진 지지하는 드럼식 세탁기에 유용하다.
6 : 수조 7 : 서스펜션
10 : 드럼 22 : 샤프트
22a : 샤프트의 자성 부분 22b : 샤프트의 비자성 부분
24 : 실린더 30, 31 : 베어링
34 : 시일 부재 35 : 하부 요크(자성부재)
36 : 필드 발생 장치(자장 발생 장치) 37 : 상부 요크(자성부재)
40 : 자기 점성 유체(기능성 유체) 51 : 상부 요크(자성부재)
61 : 스페이서 71 : 댐퍼 부재

Claims (12)

  1. 드럼을 수용하는 수조를 방진 지지하는 서스펜션을 구비한 드럼식 세탁기에 있어서,
    상기 서스펜션은,
    실린더,
    상기 실린더의 내부에 고정되어 자장을 가변으로 발생시키는 자장 발생 장치,
    상기 자장 발생 장치의 축방향의 양측에 설치된 자성부재,
    상기 자장 발생 장치 및 상기 자성부재를 상대적으로 축방향으로 왕복 이동가능하게 관통하여 지지된 샤프트,
    상기 샤프트와 상기 자장 발생 장치의 사이 및 그 근방인 상기 샤프트와 상기 양 자성부재의 사이에 충전된 자기 점성 유체로 이루어진 기능성 유체, 및
    상기 자장 발생 장치의 하방에 위치하여 상기 실린더의 내부에 고정되고, 상기 샤프트의 외주면에 밀접하여 상기 기능성 유체의 누출을 저지하여 상기 기능성 유체가 상기 자장 발생 장치에 유지된 상태를 유지하는 시일부재를 포함하고,
    상기 기능성 유체는 그 점성에 의한 마찰저항으로 감쇠력을 부여하는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더의 내부에 고정되고, 상기 샤프트를 축방향으로 왕복 이동 가능하게 지지하는 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 양 자성부재간의 전부 또는 일부로서 상기 자장 발생 장치와 상기 샤프트의 사이에 스페이서가 설치되는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트와, 상기 양 자성부재의 양쪽 또는 한쪽은 착자되어 있는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자장 발생 장치는 전지에 의해 상기 샤프트와, 상기 양 자성부재의 양쪽 또는 한쪽에 대해 자장을 발생하는 것이 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자장 발생 장치의 축 방향의 일측 또는 양측에 상기 샤프트의 축 방향의 왕복 이동에 대해 감쇠력을 부여하는 댐퍼 부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트는 상기 자장 발생 장치 부분을 상대적으로 왕복 이동하는 부분이 자성이고, 상기 시일부재 부분을 상대적으로 왕복 이동하는 부분이 비자성인 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자장 발생 장치는 자장의 자속의 방향을 변경하는 것이 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 베어링은 상기 자장 발생 장치 보다도 하방에 설치되고,
    상기 시일부재는 상기 자장 발생 장치의 하방에서 상기 베어링보다도 상방에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 베어링은 상기 자장 발생 장치의 축 방향의 양측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 베어링은 상기 자장 발생 장치의 축방향의 일측에 2개 설치되고,
    이들 베어링 사이에 상기 샤프트의 축방향의 왕복 이동에 대해 감쇠력을 부여하는 댐퍼부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
  12. 드럼을 수용하는 수조를 방진 지지하는 서스펜션을 구비한 드럼식 세탁기에 있어서,
    상기 서스펜션은,
    실린더,
    상기 실린더의 내부에 고정되어 전장을 가변으로 발생시키는 전장 발생 장치,
    상기 전장 발생 장치를 상대적으로 축방향으로 왕복 이동 가능하게 관통하여 지지된 샤프트,
    상기 샤프트와 상기 전장 발생 장치의 사이에 충전된 전기 점성 유체로 이루어진 기능성 유체, 및
    상기 전장 발생 장치의 하방에 위치하여 상기 실린더의 내부에 고정되고, 상기 샤프트의 외주면에 밀접하여 상기 기능성 유체의 누출을 저지하여, 상기 기능성 유체가 상기 전장 발생 장치에 유지되는 상태를 유지하는 시일부재를 포함하고,
    상기 기능성 유체는 그 점성에 의한 마찰저항에 의해 감쇠력을 부여하는 것을 특징으로 하는 드럼식 세탁기.
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