KR101288674B1 - 세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기에 관한 것으로서, 수조를 방진 지지하는 댐퍼를 구비하고, 상기 댐퍼는 실린더와, 상기 실린더의 내부에 수용되어 자계를 발생하는 코일 및 이 코일의 자계를 유도하는 요크와, 상기 코일 및 요크를 상대적으로 축방향 왕복 운동 가능하게 관통하여 상기 실린더에 삽입 통과된 샤프트와, 샤프트와 상기 요크 사이에 충전되어 자계의 작용에 따라서 점성이 변화하는 자기점성유체를 구비하고, 상기 자기점성유체는 강자성 입자의 입자 직경이 거의 일정해지도록 선정하여, 댐퍼의 자기점성유체의 이차적 댐퍼력의 증가를 최대한 억제할 수 있는 세탁기를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

세탁기{WASHING MACHINE}

본 발명은 세탁기에 관한 것이다.

세탁기, 예를 들면 드럼식 세탁기에서는 외부 상자 내에 내부에 드럼이 설치된 수조와, 상기 수조를 방진 지지하기 위한 댐퍼(서스펜션)를 구비하고, 드럼의 회전에 따른 수조의 진동을 상기 댐퍼에 의해 저감하는 구성으로 되어 있다.

그리고, 그 댐퍼로서는 방진 성능의 향상을 도모하기 위해, 자계의 작용에 따라 점성이 변화하는 자기점성유체(MR 유체)를 이용한 것이 고려되고 있다. 이 자기점성유체를 이용한 것에서는 예를 들면 실린더 내에 자계를 발생시키기 위한 코일을 설치하고, 또한 이 코일을 축 방향으로 관통하는 샤프트를 왕복 운동 가능하게 설치하며, 상기 샤프트와 코일 사이에 자기점성유체를 충전한 구성으로 되어 있다.

일본 공개특허공보 평10-32114호

상기 종래의 구성에 의하면, 코일에 통전하여 자계를 자기점성유체에 작용시키면, 자기점성유체는 자계가 인가(작용)된 초기에는 일정한 마찰 저항(댐퍼력)을 발생하여 설계상 의도한 편하중에 의한 수조의 진동을 감쇠시킬 수 있다.

그러나, 그 후 자기점성유체에 의한 댐퍼력은 시간의 경과와 함께 점점 이차적으로 증가하게 된다. 또한, 자기점성유체의 이차적 댐퍼력의 증가 이유에 대해서는 후술한다.

그리고, 자기점성유체의 댐퍼력이 이차적으로 증가하면, 의도한 편하중 이상의 경우에도 수조의 진동의 감쇠를 실시하게 되어, 댐퍼를 포함하는 구조물에 과잉으로 부담이 되는 문제가 있다.

따라서, 댐퍼의 자기점성유체의 이차적 댐퍼력의 증가를 최대한 억제할 수 있는 세탁기를 제공한다.

본 실시형태의 세탁기는,

수조를 방진 지지하는 댐퍼를 구비하고, 이 댐퍼는 실린더와, 상기 실린더의 내부에 수용되어 자계를 발생하는 코일 및 이 코일의 자계를 유도하는 요크와, 상기 코일 및 요크를 상대적으로 축방향 왕복 운동 가능하게 관통하여 상기 실린더에 삽입 통과된 샤프트와,

상기 샤프트와 상기 요크 사이에 충전된 자계의 작용에 따라서 점성이 변화하는 자기점성유체를 구비하고, 상기 자기점성유체는 목표의 입자 직경에 대해 정규 분포의 표준 편차값이 1.0 이하인 강자성 입자를 선정하여 이용하고 있는 것을 특징으로 한다.

이에 의해 댐퍼의 자기점성유체의 이차적 댐퍼력의 증가를 최대한 억제할 수 있는 세탁기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시형태의 서스펜션의 종단면도,
도 2는 요부의 확대 종단면도,
도 3은 서스펜션의 외관 사시도,
도 4는 몰드 코일 유닛의 외관 사시도,
도 5는 몰드 코일 유닛의 종단면도,
도 6은 중간부 요크의 정면도,
도 7은 몰드하기 전의 중간 요크와 코일의 리드선의 배치 관계를 나타내는 사시도,
도 8은 드럼식 세탁기의 개략 구성을 나타내는 종단 측면도,
도 9는 자기점성유체의 입자 직경의 분포도,
도 10은 자기점성유체의 입자 직경이 균일한 경우와 불균일한 경우를 나타내는 특성선도,
도 11은 본 실시형태의 자기점성유체의 특성선도, 및
도 12는 다른 특성선도이다.

이하, 드럼식 세탁기에 적용한 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 우선, 드럼식 세탁기의 개략 구성을 나타내는 도 8에 있어서, 세탁기의 외각을 형성하는 외부 상자(1)의 전면부(도 8에서 우측)의 거의 중앙부에는 세탁물 출입구(2)가 형성되어 있고, 또한 이 세탁물 출입구(2)를 개폐하는 문(3)이 설치되어 있다.

외부 상자(1)의 전면부의 상부에는 조작 패널(4)이 설치되어 있고, 그 내측(외부상자(1) 내)에 운전 제어용 제어 장치(5)가 설치되어 있다.

외부 상자(1)의 내부에는 수조(6)가 설치되어 있다. 이 수조(6)는 축 방향을 전후(도 8에서는 좌우)로 하는 횡축 원통 형상을 이루며, 외부 상자(1)의 저판(1a)상에 좌우 한쌍(한쪽만 도시)의 서스펜션(7)에 의해 전방 상부로 경사진 상태로 탄성 지지되어 있다. 서스펜션(7)의 상세 구조에 대해서는 후술한다.

수조(6)의 배면부에는 모터(8)가 장착되어 있다. 이 모터(8)는 예를 들면 직류의 브러시리스 모터로 이루어진 것으로 아우터로터형이고, 상기 로터(8a)의 중심부에 장착된 도시하지 않은 회전축이 베어링 브라켓(9)을 통해 수조(6)의 내부에 삽입 통과하고 있다.

수조(6)의 내부에는 드럼(10)이 설치되어 있다. 이 드럼(10)도 축 방향이 전후의 횡축 원통 형상을 이루며, 상기 드럼(10)의 후부의 중심부를 모터(8)의 회전축의 선단부에 연결함으로써 수조(6)와 동축의 전방 상부로 경사진 상태로 지지되어 있다.

드럼(10)은 모터(8)에 의해 직접적으로 회전됨에 따라서 드럼(10)은 회전조이고, 모터(8)는 드럼(10)을 회전시키는 드럼 구동 장치로서 기능한다.

드럼(10)의 둘레측부(본체부)에는 통수 및 통풍이 가능한 소구멍(11)이 다수 형성되어 있다. 이에 대해, 수조(6)는 기본적으로 무공(無孔) 형상이고, 저수 가능한 구성으로 되어 있다. 이들 드럼(10) 및 수조(6)는 모두 전면에 개구부(12, 13)를 구비하고, 그 중 수조(6)의 개구부(13)와 세탁물 출입구(2) 사이에 환형상의 벨로우즈(14)가 장착되어 있다.

이에 의해 세탁물 출입구(2)는 벨로우즈(14), 수조(6)의 개구부(13) 및 드럼(10)의 개구부(12)를 통해 드럼(10)의 내부에 연결되는 형태로 되어 있다.

저수 가능한 수조(6)의 최저 부위에는 도중에 배수 밸브(15)를 통해 배수관(16)이 접속되어 있고, 수조(6) 내의 물은 그 배수관(16)을 통해 세탁기 외부로 배출 가능하게 되어 있다. 이 수조(6)의 배면측으로부터 상방 및 전방에 걸쳐 건조 장치(17)가 설치되어 있다.

이 건조 장치(17)는 제습기(18), 송풍기(19), 가열기(20) 및 순환 덕트(21)로 구성되어 있고, 수조(6) 내(드럼(10) 내)로부터 배출된 공기 중의 수분을 제습기(18)에서 제거하고, 계속해서 그 공기를 가열기(20)에서 가열하여 건조풍을 생성하고, 그 건조풍을 수조(6) 내(드럼(10) 내)로 되돌리는 것을 반복하는 순환을 실시함으로써 드럼(10) 내에 수용된 세탁물을 건조시키도록 되어 있다.

계속해서, 상기 서스펜션(7)의 구조에 대해 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 서스펜션(7)은 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 댐퍼(23)와 압축 코일 스프링으로 이루어진 코일 스프링(24)을 구비하고 있다. 이 중, 댐퍼(23)는 상하 방향으로 연장되는 원통 형상을 이루는 실린더(25)와, 이 실린더(25)를 따라서 상하 방향으로 연장되는 샤프트(26)를 구비하며, 샤프트(26)의 하부가 실린더(25) 내에 상하 방향으로 왕복 운동 가능하게 삽입되어 있다.

실린더(25)의 축 방향의 일 단부인 하단부에는 연결부재(28)가 설치되어 있다. 이 연결부재(28)는 덮개부(28a)와, 상기 덮개부(28a)로부터 하방으로 돌출되는 연결축부(28b)를 일체로 구비하고, 그 중 덮개부(28a)를 실린더(25)의 하단 개구부에 끼워 맞추고, 또한 상기 덮개부(28a)의 외주부를 실린더(25)의 내주부에 용접(TIG 용접)함으로써 실린더(25)에 고정 부착되어 있다.

연결부재(28)의 연결축부(28b)를 외부 상자(1)의 저판(1a)에 고정된 장착부재(29)(도 8 참조)에 고무 등의 탄성 좌판(30) 등을 통해 너트(31)로 체결함으로써 실린더(25)는 저판(1a)측의 장착부재(29)에 연결되어 있다.

샤프트(26)의 상단부에는 상부 연결부재(32)가 연결되어 있다. 이 상부 연결부재(32)의 연결축부(32a)를, 수조(6)의 장착부재(33)(도 8참조)에 연결축부(28b)와 마찬가지로 고무 등의 탄성 좌판(34) 등을 통해 너트(35)로 체결함으로써 샤프트(26)는 수조(6)측의 장착부재(33)에 연결되어 있다.

상부 연결부재(32)의 하단부에는 스프링 받이자리(36)가 끼워맞춰져 고정되어 있고, 이 스프링 받이자리(36)와 실린더(25)의 상단부의 사이에 코일 스프링(24)이 샤프트(26)를 포위하는 상태로 장착되어 있다.

실린더(25) 내의 상하 방향의 중간부에는 환형상을 이루는 하부 베어링 케이스(38)가 수용되어 있다. 이 하부 베어링 케이스(38)의 외주부에는 둘레 방향으로 연장되는 홈부(39)가 형성되어 있고, 실린더(25)의 둘레벽부 중 홈부(39)에 대응하는 부분을 안쪽에서 코킹함으로써 하부 베어링 케이스(38)를 실린더(25) 내에 고정하고 있다. 코킹한 부분을 코킹부(40)로 하고 있다. 또한, 하부 베어링 케이스(38)의 외주부의 한 군데에는 축방향으로 개통한 홈부(39a)(도 1 참조)가 형성되어 있다. 하부 베어링 케이스(38)의 내주부에는 샤프트(26)를 축방향(상하 방향)으로 왕복 운동 가능하게 지지하는 환형상의 베어링(41)이 수납 고정되어 있다. 베어링(41)은 예를 들면 소결 함유 금속으로 구성되어 있다.

샤프트(26)의 하단부에는 빠짐 고정 부재(26a)가 장착되어 있고, 상기 빠짐 고정 부재(26a)가 하부 베어링 케이스(38)의 하면에 접촉함으로써 샤프트(26)의 위쪽으로의 운동이 규제되어 있다.

실린더(25)의 축 방향의 타단부가 되는 상단부의 내부에도 환형상을 이루는 상부 베어링 케이스(42)가 수용되어 있다. 이 상부 베어링 케이스(42)는 상부 베어링 케이스(42)의 상부에 하부(42a) 보다 외부 직경 크기가 작은 통부(42b)를 구비하며, 상기 하부(42a)와 통부(42b)의 사이에 단부(42c)가 형성되어 있다. 통부(42b)는 실린더(25)로부터 상방으로 돌출되어 있다.

이 상부 베어링 케이스(42)의 하부(42a)의 외주부에는, 도 2에도 도시한 바와 같이 홈부(43)가 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있고, 실린더(25)의 둘레벽부 중 홈부(43)에 대응하는 부분을 안쪽에서 코킹함으로서 상부 베어링 케이스(42)를 실린더(25)의 상단부에 고정하고 있다. 코킹한 부분을 코킹부(44)로 하고 있다.

이 경우, 코킹부(44)는 롤링 코킹에 의해 전체 둘레에 설치하고 있다. 홈부(43)에는 O-링(45)이 장착되어 있고, 상기 O-링(45)은 상부 베어링 케이스(42)의 홈부(43)와 실린더(25)의 코킹부(44) 사이에 끼워져 눌려져 있다.

코일 스프링(24)의 하단부는 상부 베어링 케이스(42)의 단부(42c)로 받쳐져 있다. 상부 베어링 케이스(42)의 내주부의 상부에는 샤프트(26)를 축방향(상하 방향)으로 왕복 운동 가능하게 지지하는 환형상의 베어링(46)이 수납 고정되어 있다. 이 베어링(46)도 하부의 베어링(41)과 마찬가지로, 예를 들면 소결 함유 금속으로 구성되어 있다.

상부 베어링 케이스(42)의 내주부에 있어서, 베어링(46)의 하측에는 환형상을 이루는 마찰부재(47)가 압입 상태로 수납되어 있고, 이 마찰부재(47)의 내주부가 샤프트(26)의 외주면에 슬라이딩 가능하게 가압 접촉되어 있다.

실린더(25) 내에 있어서, 하부 베어링 케이스(38)와 상부 베어링 케이스(42) 사이의 부분에는 몰드 코일 유닛(50)이 수용되어 있다. 이 몰드 코일 유닛(50)은 하부 베어링 케이스(38)와 상부 베어링 케이스(42)에 의해 끼워져 부착된 상태로 고정되어 있다.

몰드 코일 유닛(50)은 도 1, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 하부 요크(51)와, 제 1 코일(52)을 감아 장착한 제 1 보빈(53)과, 중간부 요크(54)와, 제 2 코일(55)을 감아 장착한 제 2 보빈(56)과, 상부 요크(57)와, 이것들을 일체화하기 위한 성형용 수지(58)를 구비하고 있다.

수지(58)로서는 예를 들면 열가소성 수지(나일론, PBT, PET, PP 등)를 이용한다. 몰드 코일 유닛(50)의 축방향의 양 단부가 되는 하부 요크(51)와 상부 요크(57)에, 환형상을 이루는 시일 부재(59)가 압입 상태로 장착되어 있다. 이들 시일 부재(59)는 마찰 부재(47)과 동일한 것을 이용하며, 내주부가 샤프트(26)의 외주면에 슬라이딩 가능하게 가압 접촉되어 있다.

몰드 코일 유닛(50)은 중앙부에 축 방향으로 관통한 관통 구멍(61)을 구비하고, 전체로서 원통 형상을 이루며, 그 관통 구멍(61)에 샤프트(26)가 축 방향으로 왕복 운동 가능하게 삽입되어 있다.

몰드 코일 유닛(50)의 외주부에는, 축 방향으로 연장되는 홈부(62)가 형성되어 있고, 또한 상기 홈부(62)에 있고 중간부 요크(54)와 대응하는 부위에 위치하게 되는 원형의 오목부(63)와, 상기 오목부(63)로부터 둘레 방향으로 연결되는 직사각형 형상의 오목부(64)가 형성되어 있다. 각 요크(51, 57, 54)는 코일의 자계를 유도하도록 작용한다.

이 중 직사각형 형상의 오목부(64)로부터 제1 코일(52)과 제2 코일(55)의 2개의 리드선(65)이 외부로 도출되어 있다. 각 리드선(65)의 기단부는, 도 5에 도시한 바와 같이 대응하는 보빈(53, 56)의 단부 단판(端板)을 관통하여 각 코일(52, 55)의 단부에 접속되어 있고, 수지(58)로 덮여 있다.

각 리드선(65)은 도선의 둘레가 수지제의 튜브(65a)로 덮여 있다.

여기서, 중간부 요크(54)에는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 외주부의 한 군데에 리드선 배치 홈(66)과 도선(渡線) 배치 홈(67)을 구비한 홈부(68)가 형성되어 있다. 리드선 배치 홈(66)과 도선 배치 홈(67)은 중간부 요크(54)의 축 방향으로 개통되어 있다.

홈부(68)의 중앙부에는 원형의 나사 구멍으로 이루어진 주입구(69)가 형성되어 있고, 상기 주입구(69)에 단면에 육각형 오목부(70a)를 구비한 원기둥 형상의 나사(70)(도 4 참조)가 장착되어 있다. 주입구(69)는 후술하는 자기점성유체를 주입하기 위한 것이다.

또한, 중간부 요크(54)의 외주부에는, 도 6에 도시한 바와 같이, 홈부(68) 보다 폭이 좁은 홈부(71)가 3 군데에 형성되어 있다. 중간부 요크(54)에는 제1 및 제2 보빈(53, 56)의 위치를 결정하는 위치 결정 구멍(72)이 복수 형성되어 있다.

제1 코일(52)과 제2 코일(55)은 도선(73)(도 7 참조)에 의해 직렬로 접속되어 있다. 제1 코일(52)에 접속된 1개의 리드선(65)과, 제2 코일(55)에 접속된 1 개의 리드선(65)은 다음과 같이 하여 몰드 코일 유닛(50)으로부터 외부로 도출되어 있다.

즉, 도 7에 도시한 리드선 안내부재(74)를 이용하고 있다. 리드선 안내부재(74)는 합성수지제로서, 일단이 개구된 단면이 'ㄷ'자형을 이루며, 2개의 구멍(75)과 이들 구멍(75) 사이를 칸막이하도록 칸막이부(76)를 구비하고 있다.

2개의 리드선(65)을 각각 리드선 안내부재(74)의 구멍(75)에 삽입하여 L자 형상으로 굴곡시킨 상태로 리드선 안내부재(74)를 중간부 요크(54)의 리드선 배치 홈(66)에 배치하고, 또한 도선(73)을 도선 배치 홈(67)에 배치한 상태로 이들 리드선 배치 홈(66) 및 도선 배치 홈(67)에도 수지(58)가 충전된다. 수지(58)는 리드선 안내부재(74)에도 충전된다(도 5 참조).

2개의 리드선(65)은 기단부가 수지(58)에 의해 덮인 상태로, 도 4에 도시한 바와 같이, 오목부(64)로부터 몰드 코일 유닛(50)의 외부로 도출되어 있다. 중간부 요크(54)의 다른 홈부(71)에도 수지(58)가 충전되어 있다. 중간부 요크(54)의 외주부에 있어서 홈부(68, 71) 이외의 부분은 수지(58)로부터 노출되어 있다.

몰드 코일 유닛(50)에 있어서, 2개의 리드선(65)의 도출 부분인 오목부(64)에, 예를 들면 실리콘으로 이루어진 방습재(77)(도 1, 도 2, 도 4 및 도 5 참조)를 주입(potting)함으로써 방습재(77)가 리드선 안내부재(74)의 내측까지 충전되어 오목부(64) 내 전체를 매립하는 것에 의해 리드선(65)의 위치를 외력에 대해서도 안정시키면서 방수 처리하고 있다.

여기서, 몰드 코일 유닛(50)의 관통 구멍(61)의 내부 직경 크기에 대해 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 하부, 중간부 및 상부의 3개의 요크(51, 54, 57)의 내부 직경 크기는 동일 크기로 설정되어 있고, 샤프트(26)의 외주면 사이에 예를 들면 0.4mm 정도의 간극(78)이 형성되도록 구성되어 있다.

제 1 및 제 2의 2개의 보빈(53, 56)의 내부직경 크기는 동일한 크기로 설정되고, 또한 3개의 요크(51, 54, 57)의 내부직경 크기보다 약간 큰 크기로 설정되어 있으며, 샤프트(26)의 외주면 사이에 예를 들면 1.0mm 정도의 간극(79)이 형성되도록 구성되어 있다.

그리고, 샤프트(26)의 외주면과 상기 3개의 요크(51, 54, 57)의 내주면의 사이의 간극(78), 및 샤프트(26)의 외주면과 상기 2개의 보빈(53, 56)의 내주면 사이의 간극(79)에는 자기점성유체(80)가 주입되어 있다.

또한, 자기점성유체(80)는, 상하의 시일부재(59)의 내측까지 주입되어 있다. 이 자기점성유체(80)는 몰드 코일 유닛(50)의 주입구(69)로부터 주입되고, 상기 주입구(69)는 나사(70)에 의해 폐쇄된다.

자기점성유체(80)는 베이스액 예를 들면 폴리알파올레핀 중에 강자성 입자, 예를 들면 철(철분) 및 철의 표면을 덮는 계면활성제를 혼합한 자성 콜로이드 용액이고, 본 실시형태에서는 강자성 입자인 철의 입자직경은 거의 일정(거의 균일)해지도록 설정(선정)되어 있다.

자기점성유체(80)는 자계가 작용되면, 강자성 입자(철)가 자력선을 따라서 사슬 형상으로 응집하여 클러스터를 형성하여 점도가 일시적으로 상승하는 특성을 갖는다.

이 경우, 몰드 코일 유닛(50)의 하부 및 상부의 시일부재(59) 및 상부 베어링 케이스(42)의 마찰부재(47)는 자기점성유체(80)가 외부로 누출되는 것을 방지하는 작용과, 샤프트(26)와의 사이에 발생하는 마찰을 이용한 마찰 댐퍼의 작용을 발휘한다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이 하부 요크(51)와 제1 보빈(53)의 사이, 제1 보빈(53)과 중간부 요크(54)의 사이, 중간부 요크(54)와 제2 보빈(56)의 사이 및 제2 보빈(56)과 상부 요크(57)의 사이에는 각각 시일용 O-링(81)이 설치되어 있다. 이들 O-링(81)도 자기점성유체(80)가 외부로 누출되는 것을 방지하는 기능이 있다.

실린더(25)의 내주벽의 축 방향의 중간부에는, 원형의 오목부(63)(도 4 참조)에 대응하는 위치에, 원형의 구멍으로 이루어진 리드선 인출구(82)(도 1, 도 2 참조)가 형성되어 있다.

이 리드선 인출구(82)에는 리드선 삽입 통과 구멍(83a)을 구비한 부시(bush)(83)가 끼워 맞춰져 있고, 상기 2개의 리드선(65)이 상기 부시(83)의 리드선 삽입 통과 구멍(83a)을 통해 외부로 인출되어 있다. 이 경우 부시(83)는 수지, 예를 들면 나일론제의 것을 이용하고 있다.

실린더(25)의 외주부에는 부시(83)의 상방(리드선 인출구(82)의 상방)에 위치된 산 형상의 차양부(84)가 설치되어 있다. 이 차양부(84)는 실린더(25)의 외주면에 접착재에 의해 접착되어 있다. 이 차양부(84)는 상방으로부터의 물이 리드선 인출구(82)(리드선 삽입 통과 구멍(83a))을 통해 실린더(25) 내로 침입하는 것을 방지한다.

또한, 실린더(25)의 외주부에는 배선 고정 부재(85)(도 3 참조)를 장착하고, 상기 배선 고정 부재(85)에 설치된 배선 유지 부재(86)에 의해 실린더(25)의 외부로 인출된 리드선(65)을 유지하도록 하고 있다.

또한, 실린더(25) 내에서 연결부재(28)의 덮개부(28a)와 하부 베어링 케이스(38)의 사이에는 공간부(88)(도 1 참조)가 형성되어 있다.

이와 같은 서스펜션(7)은 수조(6)의 좌우 양측에 설치된다. 또한, 각 서스펜션(7)으로부터 도출된 리드선(65)은 도시하지 않은 구동 회로에 접속된다. 제1 및 제2 코일(52, 55)은 제어 장치(5)에 의해 구동 회로를 통해 통단전 제어된다.

또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 수조(6)를 전방측에서 봐서 좌측 벽의 후측 상부 외면에는 진동 검출 수단으로서의 진동 센서(90)가 설치되고, 우측 벽의 전측 하부 외면에는 진동 검출 수단으로서의 진동 센서(91)가 설치되어 있다. 이들 진동 센서(90, 91)는 수조(6)의 진동이 임계값 이상이 되었을 때 이상 진동 신호를 제어 장치(5)에 부여하도록 되어 있다.

상기 구성에 있어서, 세탁 운전에 관련된 전술한 서스펜션(7)의 동작에 대해 설명한다. 우선, 제1 및 제2 코일(52, 55)이 통전되어 있지 않은 상태를 고려한다.

드럼(10)이 세탁행정이나 건조행정에 있어서 모터(8)에 의해 저속도(예를 들면 50 내지 60rpm)로 회전 구동되면, 수조(6)가 상하 방향을 주체로 진동한다. 이 수조(6)의 상하 진동에 대응하여 서스펜션(7)에서는 외부 상자(1)의 저판(1a)측에 고정된 실린더(25)에 대해, 수조(6)측에 연결된 샤프트(26)가 코일 스프링(24)을 신축시키면서 상하 운동한다.

이 때, 이 코일 스프링(24)에 의한 진동 저감 작용에 더하여 마찰 부재(47) 및 시일 부재(59)가 샤프트(26)에 대한 마찰 저항으로서 감쇠력을 항상 작용시키고, 또한 샤프트(26)와 3개의 요크(51, 54, 57) 및 2개의 보빈(53, 56) 사이에 충전된 자기점성유체(80)가, 그 점성에 의한 마찰 저항(댐퍼력)으로 감쇠력을 작용시켜 수조(6)의 진폭을 감쇠시킨다.

드럼(10)이 모터(8)에 의해 고속도(예를 들면, 1300rpm)로 회전 구동되는 탈수행정에서는 운전 개시 당초부터 상기 제1 및 제2 코일(52, 55)에 통전되도록 되어 있다.

제1 및 제2 코일(52, 55)이 통전되면, 특히 요크(51, 54, 57)를 통해 자기점성유체(80)에 자계가 부여되고, 자기점성유체(80)의 점도가 높아지며, 이것에 의해 자기점성유체(80)의 마찰 저항(댐퍼력)이 커지도록 증가한다

이와 같이 하여 샤프트(26)에 대한 마찰 저항이 전술한 경우(제1 및 제2 코일(52, 55)의 비통전의 경우)보다 더 증가함으로써 감쇠력이 커진다. 따라서, 수조(6)의 진동을 효과적으로 감쇠할 수 있다.

여기서, 자기점성유체의 댐퍼력 특성에 대해, 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명한다.

도 10에 도시한 바와 같이, 자기점성유체의 강자성 유체의 입자 직경이 균일한 경우에는 일정한 자계가 인가되면, 특성선(La)과 같이 그 자계의 작용에 의해 일정한 댐퍼력을 발생하고, 그 후도 상기 일정한 자계가 작용하면 상기 일정한 댐퍼력을 계속 발생한다.

이에 대해, 종래와 같이 자기점성유체의 강자성 입자의 입자 직경이 불균일한 경우는 특성선(Lb)과 같이 일정한 자계가 인가되면, 그 자계의 작용에 의해 일정한 댐퍼력을 발생하지만, 그 후도 상기 일정한 자계가 작용되면 시간의 경과와 함께 댐퍼력이 상기 일정한 댐퍼력에서 이차적으로 증가하게 된다.

이 자기점성유체의 이차적 댐퍼력의 증가 이유는 다음과 같이 생각할 수 있다. 즉, 자기점성유체는 일정한 자계가 작용하면, 강자성 입자가 자력선을 따라서 사슬 형상으로 응집하여 클러스터를 형성함으로써 점도가 일시적으로 증가하여 일정한 마찰 저항(댐퍼력)을 발생한다.

그러나, 자기점성유체 중의 강자성 입자의 입자 직경이 불균일하면, 일정한 자계의 작용하에, 시간 경과와 함께 입자 직경이 다른 강자성 입자도 지연되어 점점 클러스터에 응집(이차적 응집)하여 이차적으로 댐퍼력이 증대하게 된다고 생각된다.

따라서, 본 실시형태에서는 자기점성유체(80)의 강자성 입자인 철의 입자 직경을 거의 일정하게 설정(선정)하여 이용하고 있다. 여기서, 「강자성 입자인 철의 입자직경을 거의 일정하게」란,

「목표 입자직경에 대해 정규 분포의 표준 편차값이 1.0 이하인 것」으로 정의하기로 한다.

본 실시형태에서는 구체적으로는 자기점성유체(80)의 강자성 입자인 철의 입자직경은 목표 입자직경을 2㎛로 한 도 9에 도시한 분포가 되도록 설정하여 이용하고 있다.

이상과 같이 구성된 자기점성유체(80)에, 제1 및 제2 코일(52, 55)에 통전하여 자계를 작용시킨 경우에 대해, 도 11을 참조하여 설명한다.

자기점성유체(80)에 자계를 인가 작용시키면(시각(ta)), 자기점성유체(80)의 점도가 높아지고, 마찰 저항(댐퍼력)이 일시적으로 커지도록 증가하여 일정한 댐퍼가 발생한다.

자기점성유체(80)에 그대로 일정한 자계를 작용시키면, 특성선(Lc)에 나타내는 바와 같이 댐퍼력은 이차적으로 증가하게 된다. 이는 본 실시형태의 자기점성유체(80)에 있어서, 강자성 입자인 철의 입자직경이 거의 균일하다고 해도 입자직경에 약간의 편차가 있으므로, 강자성 유체인 철의 일시적 응집 후에 입자직경이 다른 철의 이차적 응집이 약간이지만 발생하는 것에 의한다고 생각된다.

그러나, 본 실시형태의 자기점성유체(80)의 특성선(Lc)과 종래의 자기점성유체의 특성선(Lb)(도 10 참조)의 비교로부터 명확해진 바와 같이, 자기점성유체(80)의 댐퍼력의 이차적 증가의 변화율은 종래의 그것보다 현저히 작다.

본 발명자들의 실험에 의하면, 특성선(Lc)이 나타내는 바와 같이, 자기점성유체(80)에 일정한 자계를 작용시킨 시각(ta)으로부터 이차적으로 증가하는 댐퍼력이 미리 정한 설계상 상한값(Ls)에 도달하는 시각(tb)까지의 시간은 3분이었다. 따라서, 본 실시형태에서는 상기 제1 및 제2 코일(52, 55)에 의해 자계를 발생시키는 소정 시간이 되는 연속 시간은 예를 들면 3분 이하로 설정되어 있다.

그리고, 본 실시형태에서는 탈수행정에서는 실질적인 제어로서 제1 및 제2 코일(52, 55)에 의해 자계를 단속적으로 발생시키도록 하고 있다. 즉, 도 12에 도시한 바와 같이 탈수행정 개시와 동시에 제1 및 제2 코일(52, 55)에 통전하여 일정한 자계를 발생시켜 자기점성유체(80)에 자계를 인가(작용)시키고(시각(t1)), 계속 설정 시간(T1)(예를 들면 10초)의 경과 후에 제1 및 제2 코일(52, 55)을 단전하여 자계의 발생을 정지시킨다(시각(t2)).

또한, 정지 설정 시간(T2)(예를 들면 1초 이하)의 경과 후에 제1 및 제2 코일(52, 55)에 통전하여 일정한 자계를 발생시켜 자기점성유체(80)에 자계를 인가(작용)시키는(시각(t3)) 것을 반복한다.

그리고, 탈수행정 개시(시각(t1)로부터 모터(8)에 의해 회전 구동되는 드럼(10)의 회전 속도가 공진 회전 속도(약 100 내지 300rpm)를 초과하기까지의 시간(약 3분)이 경과하면, 그 후는 제1 및 제2 코일(52, 55)을 단전하여 자계의 발생을 정지시킨다. 따라서, 그 후의 서스펜션(7)의 동작은 상기 세탁행정 및 건조행정과 동일하다.

또한, 상기 탈수행정 중에 있어서, 수조(6)의 진동이 진동 센서(90) 또는 (91)의 임계값 이상이 되었을 때는 진동 센서 "90" 또는 "91"이 이상 진동 신호를 제어 장치(5)에 부여하도록 되어 있다.

그리고, 제어 장치(5)는 진동 센서(90) 또는 (91)로부터 이상 진동 신호가 부여되면, 모터(8)를 단전하여 드럼(10)의 회전을 정지시키고, 그 후 모터(8)에 통전하여 드럼(10)을 저속도(예를 들면 50 내지 60rpm)로 회전시켜 세탁물의 편하중을 시정시킨다. 그리고, 소정 시간 후, 제어 장치(5)는 상술한 탈수행정을 재개시킨다.

상기 실시형태에 의하면, 다음과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

서스펜션(7)의 댐퍼(23)를 구성하는 자기점성유체(80)의 강자성 입자인 철의 입자직경을 거의 일정하게 설정(선정)했으므로 자기점성유체(80)의 이차적 댐퍼력의 증가를 최대한 방지할 수 있다.

이에 의해 설계상 의도한 편하중 이상인 경우의 수조(6)의 진동을 감쇠하지 않고, 댐퍼(23)를 포함한 구조물에 과잉으로 부담이 되지 않으며, 안전성이 우수한 것이 된다.

또한, 자기점성유체(80)에 일정한 자계를 작용시키는 연속 시간은 이차적 댐퍼력이 상한값에 도달하기까지의 시간(예를 들면 3분) 이하로 설정했으므로, 더 안전성이 향상된다.

그런데, 종래의 자기점성유체와 같이 이차적 댐퍼력이 크게 증가하면, 수조(6)의 진동이 진동 센서(90, 91)의 임계값(의도한 편하중에 의한 진동)을 초과하는 경우에도 이것을 증가한 댐퍼력으로 감쇠시켜, 진동 센서(90, 91)가 이상 진동 신호를 발생하지 않게 되는 문제점이 있다.

그리고, 그 후 드럼(10)의 회전 속도가 공진 회전 속도(약 100 내지 300rpm)를 초과하기까지의 시간(약 3분)이 경과하면, 그 후는 코일(52, 55)이 단전되어 자계의 발생이 정지되므로, 수조(6)는 의도한 편하중을 초과하는 편하중에 의해 이상하게 진동하여 위험해진다.

이에 대해 본 실시형태에서는 자기점성유체(80)의 이차적 댐퍼력의 증가가 최대한 억제되므로, 상기 종래와 같은 문제점은 발생하지 않는다.

그리고, 탈수행정에서는 구체적으로는 코일(52, 55)에 단속적으로 통전하여 자기점성유체(80)에 단속적으로 자계를 인가(작용)시키도록 했으므로(구체적으로는 10초 인가, 1초 이하 정지), 자기점성유체(80)에 의한 이차적 댐퍼력을 평균화할 수 있고, 자계를 연속적으로 작용시킨 경우에 비해 안전성이 현저히 향상된다.

(그외의 실시형태)

몰드 코일 유닛(50)에 있어서, 코일은 1개만이라도 또는 3개 이상이라도 좋고, 또한 요크는 2개라도 그 이상이라도 좋다.

세탁기의 실시형태로서는 횡축형 드럼식 세탁기에 한정되지 않고, 종축형 수조의 내부에 회전조를 구비하고, 또한 이 회전조 내에 교반체를 구비한 이른바 종축형 세탁기라도 좋다.

이상과 같이 본 실시형태에 의하면 수조를 방진 지지하는 댐퍼를 구성하는 자기점성유체의 입자 직경이 거의 일정해지도록 선정되어 있으므로 자기점성유체의 이차적 댐퍼력의 증가를 최대한 억제할 수 있다.

본 발명의 여러 가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 새로운 실시형태는 그 외의 여러 가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지 생략, 치환, 변경을 실시할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되고, 또한 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

1 : 외부 상자 6 : 수조
7 : 서스펜션 8 : 모터
10 : 드럼(회전조) 23 : 댐퍼
24 : 코일 스프링 25 : 실린더
26 : 샤프트 51 : 하부 요크
52 : 제1 코일 54 : 중간부 요크
55 : 제2 코일 57 : 상부 요크
80 : 자기점성유체 90, 91 : 진동 센서

Claims (3)

1. 수조를 방진 지지하는 댐퍼를 구비한 세탁기에 있어서,
   상기 댐퍼는,
   실린더,
   상기 실린더의 내부에 수용되어 자계를 발생하는 코일 및 이 코일의 자계를 유도하는 요크,
   상기 코일 및 요크를 상대적으로 축방향 왕복 운동 가능하게 관통하여 상기 실린더에 삽입 통과된 샤프트, 및
   상기 샤프트와 상기 요크 사이에 충전된 자계의 작용에 따라서 점성이 변화하는 자기점성유체를 구비하고,
   상기 자기점성유체는 입자 직경이 목표의 입자 직경에 대해 정규 분포의 표준 편차값이 1.0 이하로 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 세탁기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 코일에 의해 자계를 발생시키는 연속 시간은 상기 자기점성유체에 자계를 작용시킨 시각으로부터 이차적으로 증가하는 상기 자기점성유체의 댐퍼력이 미리 정한 상한값에 도달하기까지의 시간 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 세탁기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 코일은 상기 자계를 단속적으로 발생하도록 제어되어 있는 것을 특징으로 하는 세탁기.

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