KR102145740B1

KR102145740B1 - 세탁장치

Info

Publication number: KR102145740B1
Application number: KR1020140069245A
Authority: KR
Inventors: 김경환; 김재현; 김성룡
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-06-09
Filing date: 2014-06-09
Publication date: 2020-08-19
Also published as: KR20150140961A

Abstract

본 발명은 세탁장치에 관한 것으로서, 구체적으로, 캐비닛의 내측에 구비되는 터브; 상기 터브의 내측에 회전가능하게 구비되는 드럼; 및 상기 드럼에 구비되어 상기 드럼의 편심을 줄이도록 상기 드럼에 대해 상대운동하면서 이동가능한 밸런싱유닛을 포함하고, 상기 밸런싱유닛은 능동적으로 제어가능한 것을 특징으로 하는 세탁장치에 관한 것이다.
또한, 상기 밸런싱유닛은 외관을 형성하는 몸체를 구비하고, 상기 몸체 내에는 상기 몸체의 폭방향 일측에 제1 질량체 및 상기 제1 질량체와 마주하도록 상기 몸체의 폭방향 타측에 구비되되 상기 밸런서 하우징 내에서 구르도록 형성된 제1 바퀴가 구비되며, 상기 제1 질량체와 상기 제1 바퀴를 상기 몸체의 폭방향 양측으로 밀어서 상기 밸런싱유닛의 몸체를 상기 밸런서 하우징 내의 소정 위치에 고정시키기 위해, 상기 제1 질량체와 상기 제1 바퀴 사이에 탄성부재가 설치될 수 있다.

Description

세탁장치{Laundry Machine}

본 발명은 세탁장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 능동적으로 제어할 수 있는 밸런싱유닛을 구비하는 세탁장치에 관한 것이다.

일반적으로 세탁장치는 세탁대상물을 수용하는 드럼을 회전시켜 세탁대상물을 처리하게 된다. 그런데, 드럼의 회전에 따라 세탁장치에 진동 및 소음이 발생하게 되며, 특히 드럼이 고속으로 회전하는 탈수 등의 행정에서 세탁장치의 진동 및 소음이 매우 커지게 된다.

이러한 세탁장치의 진동 및 소음을 감소시키기 위하여, 세탁장치의 드럼 외주부에 복수개의 볼이 유동가능하도록 배치된 밸런싱 장치들이 사용되고 있다.

그러나, 복수개의 볼을 사용하는 밸런싱 장치의 경우, 드럼의 회전에 따라 상기 볼들이 수동적으로 움직여서 드럼의 밸런싱을 맞추도록 구성되어 있다.

이러한 복수개의 볼들은 상기 드럼의 회전에 따라서 수동적으로 움직이기 때문에, 드럼의 밸런싱을 맞추는데 상대적으로 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 드럼의 회전속도의 변화 및 드럼 내의 세탁물의 위치 변화에 따른 진동 및 소음이 발생할 때, 상기 볼들이 다시 드럼의 밸런싱을 맞추기 위해 이동하는 데에 상대적으로 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 상기 볼들이 드럼의 밸런싱을 맞추기 위해 이동할 때, 상기 드럼의 밸런싱을 맞추기 위한 정확한 위치에 상기 볼들이 위치되지 않을 수 있다는 문제점이 있다.

본원발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 움직임이 능동적으로 제어될 수 있는 밸런싱유닛을 구비하는 세탁장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 세탁장치는 캐비닛의 내측에 구비되는 터브; 상기 터브의 내측에 회전가능하게 구비되는 드럼; 상기 드럼의 전방 또는 후방에서 상기 드럼에 설치되는 밸런서 하우징; 및 상기 드럼의 편심을 줄이기 위해 상기 밸런서 하우징 내에서 이동가능하도록 형성된 밸런싱유닛을 포함하고,

상기 밸런싱유닛은: 외관을 형성하는 몸체를 구비하고, 상기 몸체 내에는 상기 몸체의 폭방향 일측에 제1 질량체 및 상기 제1 질량체와 마주하도록 상기 몸체의 폭방향 타측에 구비되되 상기 밸런서 하우징 내에서 구르도록 형성된 제1 바퀴가 구비되며, 상기 제1 질량체와 상기 제1 바퀴를 상기 몸체의 폭방향 양측으로 밀기 위해 상기 제1 질량체와 상기 제1 바퀴 사이에 탄성부재가 설치될 수 있다.

또한, 상기 몸체에는 상기 제1 바퀴를 회전가능하게 지지하기 위한 제1 지지부재가 구비되고, 상기 탄성부재의 양 단부가 상기 제1 질량체와 상기 제1 지지부재에 각각 설치될 수 있다.

또한, 상기 밸런싱유닛의 몸체에 있어서, 상기 제1 질량체가 구비된 측면에는 상기 밸런서 하우징의 내주면을 향하여 돌출된 돌출부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 몸체의 길이방향 일 단부에는 상기 몸체의 맞은편 길이방향 타 단부를 향하여 오목한 제1 절개부가 형성될 수 있고, 상기 제1 절개부를 기준으로 상기 몸체의 폭방향 일측에 상기 제1 질량체가 구비될 수 있으며, 상기 몸체의 폭방향 타측에 상기 제1 바퀴가 구비될 수 있다.

또한, 상기 몸체의 길이방향 타 단부에도 상기 몸체의 길이방향 일 단부를 향하여 오목한 제2 절개부가 형성될 수 있고, 상기 제2 절개부를 기준으로 상기 몸체의 폭방향 일측에 제2 질량체가 구비될 수 있으며, 상기 몸체의 폭방향 타측에는 제2 바퀴가 구비될 수 있다.

또한, 상기 몸체에는 상기 제2 바퀴를 회전가능하게 지지하기 위한 제2 지지부재가 구비될 수 있다.

또한, 상기 제1 절개부는 상기 몸체의 길이방향 일 단부로부터 상기 몸체의 길이방향 타 단부를 향하여 소정의 폭으로 연장된 제1 슬릿 및 상기 제1 슬릿의 단부에 형성되되 상기 제1 슬릿의 폭보다 큰 폭을 구비하는 제1 탄성 홀에 의해 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 절개부는 상기 몸체의 길이방향 타 단부로부터 상기 몸체의 길이방향 일 단부를 향하여 소정의 폭으로 연장된 제2 슬릿 및 상기 제2 슬릿의 단부에 형성되되 상기 제2 슬릿의 폭보다 큰 폭을 구비하는 제2 탄성 홀에 의해 형성될 수 있다.

또한, 상기 밸런싱유닛은 상기 제2 질량체 내에 구비되는 구동모터 및 상기 구동모터로부터 동력을 전달받아서 회전되는 구동기어를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 밸런서 하우징의 내주면을 따라서 복수의 기어이가 형성될 수 있고, 상기 구동기어는 상기 밸런서 하우징의 기어이와 맞물리도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 밸런서 하우징은 상기 드럼 전방의 내주 또는 외주를 따라 구비될 수 있다.

또한, 상기 제1 슬릿 및 상기 제1 탄성 홀은 상기 밸런싱유닛의 몸체를 두께방향으로 관통하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 슬릿 및 상기 제2 탄성 홀은 상기 밸런싱유닛의 몸체를 두께방향으로 관통하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 밸런싱유닛은 상기 구동모터로부터의 동력을 상기 구동기어에 전달하기 위하여 상기 구동모터와 상기 구동기어 사이에 구비되는 하나 이상의 기어를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 몸체의 일 측면에는 개구부가 형성될 수 있고, 상기 구동기어는 상기 개구부를 통하여 상기 몸체 밖으로 노출되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 드럼의 외주를 따라 구비된 밸런서 하우징과 대응되는 터브의 외주에는 하나 이상의 제1 코일이 구비될 수 있고, 상기 밸런싱유닛은 제2 코일을 구비할 수 있으며, 드럼의 회전에 따라 상기 밸런싱유닛이 상기 제1 코일이 배치된 부분을 지나갈 때, 상기 제1 코일에서 측정되는 전압의 차이에 의해 밸런싱유닛의 위치가 파악될 수 있다.

또한, 상기 탄성부재는 코일 스프링이며, 상기 몸체에는 상기 제1 바퀴를 회전가능하게 지지하기 위한 제1 지지부재가 구비될 수 있고, 상기 코일 스프링의 양 단부가 상기 제1 질량체와 상기 제1 지지부재에 각각 설치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 드럼의 외주부에 구비된 밸런싱유닛의 움직임이 능동적으로 제어될 수 있다.

또한, 드럼의 저속 회전(0~150 RPM) 시에, 밸런싱유닛이 이동하는 밸런서 하우징 내에서 상기 밸런싱유닛의 위치를 고정시킬 수 있다.

또한, 드럼의 고속 회전(600~800 RPM) 시에도, 밸런싱유닛이 이동하는 밸런서 하우징 내에서 상기 밸런싱유닛의 위치를 고정시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 볼 밸런서를 구비하는 세탁장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 볼 밸런서가 안정화되지 않은 상태를 나타내는 개략도이다.
도 3은 도 1의 볼 밸런서가 안정화된 상태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸런서를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5의 (a)는 도 4에 따른 밸런싱유닛의 사시도이다.
도 5의 (b)는 도 4에 따른 밸런싱유닛의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선충전장치를 개략적으로 도시한 것이다
도 7은 드럼의 저속 회전 시에 도 5에 따른 밸런싱유닛이 드럼에 구비된 밸런서 하우징 내에 배치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은 드럼의 고속 회전 시에 도 5에에 따른 밸런싱유닛이 드럼에 구비된 밸런서 하우징 내에 배치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 9는 드럼에 구비된 밸런서 하우징의 절단 사시도를 나타낸다.
도 10의 (a)는 구동기어와 밸런서 하우징의 내주면에 형성된 기어이가 맞물린 상태를 나타내는 도면이다.
도 10의 (b) 및 (c)는 도 9에서 밸런서 하우징의 내주면에 형성된 기어이를 A방향 및 B방향에서 본 모습을 각각 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 터브의 외주에 구비되는 코일에서 측정되는 전압의 변화를 나타내는 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 세탁장치의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 볼 밸런서를 구비하는 세탁장치의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 세탁장치(100)는 외관을 형성하는 캐비닛(10), 캐비닛(10) 내부에 구비되어 세탁수를 수용하는 터브(20), 터브(20) 내측에 회전 가능하게 구비되는 드럼(30)을 포함할 수 있다.

캐비닛(10)은 세탁장치(100)의 외관을 형성하며, 후술하는 각종 구성요소가 캐비닛(10)에 장착될 수 있다. 먼저, 캐비닛(10)의 전방에는 도어(12)가 구비될 수있다. 사용자는 도어(12)를 개방하여 세탁대상물을 캐비닛(10)의 내부로 투입할 수 있다. 구체적으로, 사용자는 도어(12)를 개방하여 세탁대상물을 드럼(30) 내부로 투입할 수 있다.

캐비닛(10)의 내부에는 세탁수를 수용하는 터브(20)가 구비될 수 있다. 터브(20) 내측에는 세탁대상물을 수용하는 드럼(30)이 회전 가능하게 수용될 수 있다. 또한, 드럼의 내측에는 드럼(30)이 회전하는 경우에 세탁대상물을 끌어올려 다시 하부로 떨어뜨리는 하나 이상의 리프터(32)가 구비될 수 있다. 리프터(32)는 복수개 구비될 수 있다. 리프터(32)는 3개 내지 5개가 드럼(30) 내에 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 터브(30)는 상부의 스프링(50) 및 하부의 댐퍼(60)에 의해 캐비닛(10) 내에서 탄력적으로 지지될 수 있다. 드럼(30)이 회전할 때 발생되는 진동은 상기 스프링(50) 및 댐퍼(60)에 의해 흡수된다. 따라서, 드럼의 회전에 따른 진동은 캐비닛(10)으로 전달되지 않는다. 또한, 터브(20)의 후면에는 드럼(30)을 회전시키는 구동부(40)가 장착될 수 있다. 구동부(40)는 모터 등으로 이루어질 수 있으며, 상기 모터에 의해 드럼을 회전시킬 수 있다. 이러한 구동부(40)에 대해서는 당업자에게 널리 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 세탁대상물(1)이 드럼(30) 내에 수용된 상태에서, 드럼이 회전하면, 세탁대상물(1)의 위치에 따라 소음 및 진동이 발생할 가능성이 있다. 즉, 드럼(30) 내부에서 세탁대상물(1)이 골고루 분포하지 않고 일부 영역에 모여있을 때 드럼(30)이 회전(이하, '편심회전'이라 함)을 하면, 드럼(30)에 진동 및 소음이 크게 발생할 수 있다. 즉, 드럼(30) 내의 세탁대상물(1)의 불균일한 분포에 의해, 회전하는 드럼(30)에 진동 및 소음이 크게 발생할 수 있다. 따라서, 드럼(30)의 편심회전에 의한 진동 및 소음을 방지하기 위하여 드럼(30)에는 밸런서(70)가 구비될 수 있다.

밸런서(70)는 드럼(30)의 전방 또는 후방 중에 적어도 일측에 구비될 수 있다. 도면에서는 편의상 밸런서(70)가 드럼(30)의 전방에 구비된 실시예를 나타내고 있지만, 이에 한정되지는 않는다.

한편, 밸런서(70)는 회전하는 드럼(30)에 구비되어 소음 및 진동을 방지하는 역할을 하기 때문에, 무게중심이 가변적으로 이동하도록 구성될 수 있다. 즉, 밸런서(70)는 내부에 소정의 무게를 갖는 질량체(80)를 포함할 수 있으며, 상기 질량체(80)가 드럼(30)의 원주방향을 따라 이동가능한 경로를 포함하도록 구성될 수 있다. 따라서, 드럼(30) 내부의 일측에 세탁대상물(1)에 의한 하중이 편중된 경우, 밸런서(70) 내부의 질량체가 하중이 편중된 곳의 반대측으로 이동하여 분포하면서 드럼(30)의 편심회전에 의한 소음 및 진동을 방지할 수 있다.

여기서, 밸런서(70)는 내부에 소정의 무게를 갖는 액체를 포함하는 액체 밸런서, 또는 소정의 무게를 갖는 볼을 포함하는 볼 밸런서로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁장치에서, 밸런서(70)는 내부에 볼(80)과 함께 충진유체를 포함한다. 또한, 밸런서(70)는 드럼(30)의 내주 또는 외주를 따라 볼(80)의 이동경로를 구획하는 밸런서 하우징(90)을 더 포함할 수 있다. 즉, 드럼(30)의 내주 또는 외주를 따라 밸런서 하우징(90)이 구비될 수 있고, 상기 밸런서 하우징(90) 내에서 볼(80)이 이동할 수 있다.

도 2 및 3은 드럼이 회전을 하는 동안에 밸런서(70) 내부의 볼(80)의 움직임을 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 드럼(30)이 회전을 하는 경우, 밸런서(70)의 밸런서 하우징 내부의 볼(80)은 드럼(30) 내부의 세탁대상물(1)의 반대편으로 서서히 이동을 시작할 수 있다. 이와 같이 이동을 시작한 볼(80)들은 소정시간이 경과하게 되면 도 3에 도시된 바와 같이 실질적으로 대부분의 볼(80)들이 세탁대상물(1)의 반대편에 위치하게 된다. 즉, 세탁대상물(1)이 드럼(30) 내의 일부 영역에 모여 있으면, 드럼(30)이 회전할 때 편심량이 생기게 된다(즉, 상기 드럼(30)이 편심회전 하게 된다). 이때, 밸런서(70)의 볼(80)이 세탁대상물(1)의 반대편에 위치함으로써 상기 편심량이 보정될 수 있다. 예를 들어, 드럼(30)이 고속으로 회전할 때 세탁대상물(1)이 편중된 지역의 반대편으로 볼(80)들이 모이게 되면, 드럼(30)의 편심회전을 방지할 수 있고 상기 드럼(30)의 편심회전에 의한 소음 및 진동 역시 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밸런서(70)를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 밸런서(70)는 드럼(30)의 내주 또는 외주에 구비되는 밸런서 하우징(90) 및 상기 밸런서 하우징(90) 내에 배치되는 밸런싱유닛(700)을 포함할 수 있다. 도 4에 따른 밸런싱유닛(700)은 상기 밸런서 하우징(90) 내에서 이동할 수 있으며, 밸런싱유닛(700)의 이동은 능동적으로 제어될 수 있다.

즉, 드럼(30) 내의 특정 영역에 세탁대상물(1)이 모여 있을 때 이러한 세탁대상물(1)의 반대측으로 밸런싱유닛(700)을 이동하여 드럼(30)의 편심회전에 의해 발생될 수 있는 소음 및 진동을 방지하고자 하는 기본적인 작동 원리는 상기 도 1 내지 3에서 설명한 것과 동일하다. 다만, 도 1에 따른 실시예에서 볼(80)들은 드럼의 회전에 따라 수동적으로 밸런서 하우징(90) 내에서 이동하도록 구성되어 있으나, 도 4에 따른 실시예에서 밸런싱유닛(700)은 상기 밸런서 하우징(90) 내의 원하는 위치로 능동적으로 이동될 수 있다. 이러한 밸런싱유닛(700)의 능동적인 제어는 도시되지 않은 세탁장치 내의 제어부 및 후술할 구동모터 및 구동기어에 의해 가능하게 된다.

밸런서 하우징(90)의 내부에는 내주면이 구비된다. 상기 밸런서 하우징(90)의 내주면은 제1 내주면(91) 및 제2 내주면(92)으로 구분될 수 있고, 제1 내주면(91)의 직경은 제2 내주면(92)의 직경보다 작다. 따라서, 밸런서 하우징(90)의 제1 내주면(91)과 제2 내주면(92) 사이에 밸런싱유닛(700)이 이동할 수 있는 공간이 구획될 수 있다.

이러한 밸런싱유닛(700)은 미리 결정된 길이를 구비할 수 있다. 밸런싱유닛(700)의 길이방향 양 단부(710, 720)에는 밸런서 하우징(90)의 내주면(예를 들어, 제1 내주면) 위를 구르도록 형성된 바퀴(730, 740)가 각각 구비될 수 있다. 또한, 밸런싱유닛(700)의 길이방향 일 단부(710)에는 밸런서 하우징(90)의 내주면(예를 들어, 제2 내주면)을 향해 돌출된 스토퍼(711)가 구비될 수 있다. 스토퍼(711)는 밸런싱유닛(711)을 밸런서 하우징(90) 내부의 소정 위치에 고정하는 역할을 한다. 이하, 도 5 내지 7을 참조하여 도 4의 실시예에 따른 밸런싱유닛을 보다 구체적으로 설명한다.

도 5의 (a)는 도 4에 따른 밸런싱유닛의 사시도이고, 도 5의 (b)는 도 4에 따른 밸런싱유닛의 분해 사시도이다. 이하, 이해를 돕기 위해, 도면에 도시된 X축, Y축 및 Z축 방향을 밸런싱유닛(즉, 밸런싱유닛의 몸체)의 폭방향, 길이방향 및 두께방향으로 각각 정의한다.

도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 밸런싱유닛(700)은 외관을 형성하는 몸체(750)를 포함한다. 이러한 몸체(750)는 소정의 길이를 구비하고 있으며, 드럼(30)의 원주(내주 또는 외주)를 따라 구비된 밸런서 하우징(90) 내에 배치되도록 상기 몸체(750)는 만곡된 형상을 구비한다. 즉, 드럼(30)의 원주를 따라 구비된 밸런서 하우징(90)은 드럼(30)의 원주의 곡률반경과 동일한 곡률반경을 구비할 수 있다. 따라서, 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)가 밸런서 하우징(90) 내에 배치되기 위해서는, 상기 몸체(750) 역시 소정의 곡률반경으로 만곡 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 몸체(750)는 밸런서 하우징(90)의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 구비할 수 있다. 즉, 몸체(750)는 밸런서 하우징(90)보다 완만하게 만곡되도록 형성될 수 있다.

몸체(750) 내에는 몸체의 폭방향 일측에 제1 질량체(760) 및 상기 제1 질량체와 마주하도록 상기 몸체의 폭방향 타측에 구비되되 상기 밸런서 하우징(90)의 내주면 상에 구르도록 형성된 제1 바퀴(730)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1 질량체(760)와 제1 바퀴(730) 사이에 탄성부재(765)가 구비될 수 있다. 따라서, 상기 탄성부재(765)가 제1 질량체(760)와 제1 바퀴(730)를 몸체(750)의 폭방향 양측으로 밀어서 상기 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)를 밸런서 하우징(90) 내의 소정 위치에 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 탄성부재(765)는 코일 스프링이 될 수 있으며, 제1 질량체(760)와 제1 바퀴(730)를 몸체(750)의 폭방향 양측으로 밀도록 제1 질량체(760)와 제1 바퀴(730) 사이에 상기 코일 스프링의 양 단부가 설치될 수 있다.

밸런싱유닛(700)의 몸체(750)에는 제1 바퀴(730)를 회전가능하게 지지하기 위한 제1 지지부재(731)가 구비된다. 이때, 코일 스프링의 양 단부는 제1 질량체(760)와 제1 지지부재(731)에 각각 설치될 수 있다. 또한, 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)에 있어서, 제1 질량체(760)가 구비된 측면에는 상기 몸체(750)를 밸런서 하우징(90)의 내주면(즉, 제1 내주면 또는 제2 내주면)을 향하여 돌출된 돌출부(711)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 있어서 몸체(750)의 폭방향 상측에 돌출부(711)가 형성될 수 있다. 이러한 돌출부(711)는 밸런싱유닛(700)을 밸런서 하우징(90) 내의 소정 위치에 고정시키는 스토퍼의 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 코일 스프링이 제1 질량체(760)와 제1 바퀴(730)를 몸체(750)의 폭방향 양측으로 밀면, 제1 질량체(760) 측에 형성된 돌출부(711)가 밸런서 하우징(90)의 내주면(즉, 제1 내주면)과 접하게 되어 밸런싱유닛(700)의 위치가 고정될 수 있다.

한편, 몸체(750)의 길이방향 일 단부(710)에는 몸체(750)의 맞은편 길이방향 타 단부(720)를 향하여 오목한 제1 절개부(780)가 형성된다. 이때, 제1 절개부(780)를 기준으로 몸체(750)의 폭방향 일측에 제1 질량체(760)가 구비되고, 몸체(750)의 폭방향 타측에 제1 바퀴(730)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 절개부(780)를 기준으로, 제1 질량체(760)는 몸체(750)의 폭방향 상측에 구비되고, 제1 바퀴(730)는 몸체(750)의 폭방향 하측에 구비될 수 있다. 제1 질량체(760)와 제1 바퀴(730) 사이에 제1 질량체(760)와 제1 바퀴(730)를 몸체(750)의 폭방향 양측으로 밀도록 탄성부재(즉, 코일 스프링)이 배치되기 때문에, 몸체(750)에 형성된 돌출부(711)는 밸런서 하우징(90)의 내주면(즉, 제1 내주면)과 접하여 밸런싱유닛(700)의 위치를 고정시킬 수 있다.

또한, 몸체(750)의 길이방향 타 단부(720)에도 몸체(750)의 길이방향 일 단부(710)를 향하여 오목한 제2 절개부(790)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 제2 절개부(790)를 기준으로 몸체(750)의 폭방향 일측에 제2 질량체(770)가 구비되고, 몸체(750)의 폭방향 타측에 제2 바퀴(740)가 구비될 수 있다. 또한, 몸체(750)에는 제2 바퀴(740)를 회전가능하게 지지하기 위한 제2 지지부재(741)가 구비될 수 있다.

이때, 제1 절개부(780)는 몸체(750)의 길이방향 일 단부(710)로부터 몸체(750)의 길이방향 타 단부(720)를 향하여 소정의 폭으로 연장된 제1 슬릿(781) 및 상기 제1 슬릿(781)의 단부에 형성되되 상기 제1 슬릿(781)의 폭보다 큰 폭을 구비하는 제1 탄성 홀(782)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 절개부(790) 역시, 몸체(750)의 길이방향 타 단부(720)로부터 몸체(750)의 길이방향 일 단부(710)를 향하여 소정의 폭으로 연장된 제2 슬릿(791) 및 상기 제2 슬릿(791)의 단부에 형성되되 상기 제2 슬릿(791)의 폭보다 큰 폭을 구비하는 제2 탄성 홀(792)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 슬릿(781), 제1 탄성 홀(782), 제2 슬릿(791) 및 제2 탄성 홀(792)은 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)를 몸체(750)의 두께방향으로 관통하도록 형성될 수 있다.

상기와 같이, 몸체(750)의 양 단부에 형성된 제1 슬릿(781) 및 제2 슬릿(782)으로 인해, 몸체(750)의 양 단부의 폭은 외력에 의해 상기 제1 슬릿(781) 및 제2 슬릿(782)의 폭만큼 축소될 수 있다. 후술하겠지만, 몸체(750)의 양 단부의 폭이 제1 슬릿(781) 및 제2 슬릿(782)의 폭만큼 축소될 경우, 몸체(750)의 곡률반경은 밸런서 하우징(90)의 곡률반경과 동일하게 될 수 있고, 몸체(750)의 폭방향 일 측면이 밸런서 하우징(90)의 내주면(즉, 제2 내주면)과 면접촉을 할 수 있게 된다.

상기 밸런싱유닛(700)은 제2 질량체(770) 내에 구비되는 구동모터(미도시) 및 상기 구동모터로부터 동력을 전달받아서 회전되는 구동기어(800)를 더 포함할 수 있다. 또한, 밸런서 하우징(90)의 내주면을 따라서 복수의 기어이(93)가 형성될 수 있고(도 6 내지 8 참조), 상기 구동기어(800)는 밸런서 하우징(90)의 상기 기어이(93)와 맞물리도록 형성될 수 있다. 밸런싱유닛(700)의 몸체(750) 내에 설치되는 구동기어(800)가 밸런서 하우징에 형성된 기어이(93)와 맞물리기 위해서, 구동기어(800)의 적어도 일부는 몸체(750)에 형성된 개구부(751)를 통하여 몸체(750) 외부로 노출된다. 즉, 몸체(750)에는 소정 위치에 개구부(751)가 형성되고, 상기 개구부(751)를 통하여 구동기어(800)의 일부가 노출되어 밸런서 하우징(90)에 형성된 기어이(93)와 맞물릴 수 있다. 따라서, 구동모터의 동력이 구동기어(800)로 전달되면, 상기 구동기어(800)가 밸런서 하우징(90)의 기어이(93)와 맞물려 회전하기 때문에 밸런싱유닛(700)이 밸런서 하우징(90) 내에서 이동할 수 있다.

한편, 밸런싱유닛(700)은 구동모터의 동력을 구동기어(800)로 전달하기 위해 구동모터와 구동기어(800) 사이에 배치되는 하나 이상의 기어를 더 포함할 수 있다. 도면에 도시된 실시예에서, 구동모터와 구동기어(800) 사이에는 제1 기어(801), 제2 기어(802) 및 제3 기어(803)가 배치될 수 있다. 구동모터와 구동기어(800) 사이에 배치되는 상기 제1 내지 제3기어의 기어비에 따라서 구동모터의 회전이 감속되면서 구동기어(800)에 전달되는 회전 토크가 커질 수 있다. 물론, 이와 반대로, 제1 내지 제3기어의 기어비에 따라서 고동모터의 회전이 가속되면서 구동기어(800)에 전달되는 회전 토크가 작아지게 하는 것도 가능하다.

도면에 도시되지는 않았으나, 밸런싱유닛(700)은 상기 구동모터에 전력을 공급하기 위한 건전지와 같은 전력공급원을 구비할 수 있다. 이때, 전력공급원으로서 건전지를 이용할 경우, 밸런싱유닛(700)의 구성이 복잡해질 뿐만 아니라 건전지 등이 방전되는 경우에 밸런싱유닛(700)을 분해하여 건전지를 교체해야 하는 번거로움을 수반하게 된다. 따라서, 이하에서는 밸런싱유닛을 무선으로 충전할 수 있는 무선충전장치에 대해서 도면을 참조하여 살펴본다.

도 6은 일 실시예에 따른 무선충전장치를 개략적으로 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 무선충전장치(900)는 터브(20)의 소정위치에 구비되는 마그넷(920) 및 마그넷(920)에 대응하여 밸런싱유닛(700)에 구비되는 솔레노이드(705)를 구비할 수 있다. 따라서, 밸런싱유닛(700)이 회전하는 경우에 솔레노이드(705)와 터브(20)에 구비된 마그넷(920) 사이의 전자기 유도에 의해 솔레노이드(705)를 통하여 밸런싱유닛(700)의 콘덴서(capacitor, 미도시)가 충전될 수 있다. 이 경우, 마그넷(920)은 회전하지 않는 터브(20)에 구비되어 있으므로, 드럼(30) 또는 밸런싱유닛(700)이 회전을 해서 충전할 수 있다. 밸런싱유닛(700)의 회전을 위하여 밸런싱유닛(700)은 밸런서 하우징(90)을 따라 소정위치에 고정되고 드럼(30)이 회전하여 밸런싱유닛(700)이 드럼(30)과 함께 회전할 수 있다.

비록 도면에는 도시되지 않았지만, 전술한 마그넷 및 솔레노이드는 제1 코일 및 제2 코일로 대체될 수 있다. 즉, 밸런싱유닛(700)이 회전하는 경우에 제1 코일과 제2 코일 사이의 전자기 유도에 의해 밸런싱유닛(700)이 충전될 수 있다. 무선충전장치의 마그넷과 솔레노이드가 제1 코일 및 제2 코일로 대체되는 것 이외에는 전술한 도 10의 설명과 유사하므로 반복적인 설명은 생략한다.

상기와 같이, 구동모터는 (도시되지 않은) 건전지 또는 콘덴서 등으로부터 전력을 공급받을 수 있고, 세탁장치 내에 구비된 제어부와 밸런싱유닛(700) 내에 설치되는 신호 수신부(미도시)의 통신을 통하여, 밸런싱유닛(700)의 움직임이 제어될 수 있다. 예를 들어, 제어부가 드럼(30)의 편심회전을 감지하면, 제어부는 상기 드럼(30)의 편심회전을 감소시키는 방향으로 밸런싱유닛(700)을 이동시킬 수 있다. 즉, 제어부는 구동모터를 회전시켜서 밸런싱유닛(700)을 밸런서 하우징(90) 내의 원하는 위치까지 이동시킬 수 있다. 여기서 원하는 위치는 드럼(30)의 편심회전을 감소시킬 수 있는 위치(즉, 도 3에 도시된 것과 같이, 세탁대상물이 편중된 곳의 반대측 위치)를 의미한다.

도 7은 드럼의 저속 회전(예를 들어, 0~150 RPM) 시에, 도 5에 따른 밸런싱유닛이 드럼에 구비된 밸런서 하우징 내에 배치된 모습을 나타내는 도면이다.

드럼(30)이 회전을 시작하더라도 밸런싱유닛(700)이 밸런서 하우징(90) 내에서 미끄러지지 않고 고정되는 드럼(30)의 미리 결정된 회전 속도 구간을 "저속회전구간(예를 들어, 0~150 RPM)"이라 하고, 드럼(30)이 회전하면서 밸런싱유닛(700)이 밸런서 하우징(90) 내에서 이동 가능한 드럼(30)의 회전 속도 구간을 "작동가능 회전구간(예를 들어, 150~400 RPM)"이라 하며, 드럼(30)이 미리 결정된 속도 이상으로 회전할 때 밸런싱유닛(700)이 밸런서 하우징(90) 내에서 미끄러지지 않고 고정되는 드럼(30)의 회전 속도 구간을 "고속회전구간(예를 들어, 700 RPM 이상)"으로 정의한다. 또한, 작동가능 회전구간은 중속회전구간으로도 정의될 수 있다. 상기와 같이, 밸런싱유닛(700)은 드럼(30)의 저속회전구간 및 고속회전구간에서는 밸런서 하우징(90) 내의 소정 위치에 고정되는 것이 바람직하며, 작동가능 회전구간(중속회전구간)에는 밸런서 하우징(90) 내에서 이동 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.

도 7을 참조하면, 드럼(30)이 저속으로 회전할 때(즉, 저속회전구간에서), 밸런싱유닛(700)이 밸런서 하우징(90) 내에서 이동하지 않도록, 밸런싱유닛(700)은 밸런서 하우징(90) 내의 소정 위치에 고정되어 있어야 한다. 밸런서 하우징(90) 내의 소정 위치에 밸런싱유닛(700)을 고정시키기 위해서, 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)에는 밸런서 하우징(90)의 제1 내주면(91)을 향하여 돌출된 돌출부(711)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 있어서 몸체(750)의 폭방향 좌측에 돌출부(711)가 형성될 수 있다. 이러한 돌출부(711)는 밸런싱유닛(700)을 밸런서 하우징(90) 내의 소정 위치에 고정시키는 스토퍼의 역할을 할 수 있다.

구체적으로, 탄성부재(즉, 코일 스프링)(765)가 제1 절개부(780)를 기준으로 제1 질량체(760)와 제1 바퀴(730)를 몸체(750)의 폭방향 양측(도 7의 화살표 방향)으로 밀면, 스토퍼 역할을 하는 돌출부(711)가 밸런서 하우징(90)의 제1 내주면(91)과 접하게 되어 밸런싱유닛(700)의 위치가 고정될 수 있다. 즉, 드럼(30)의 저속회전구간에서는 드럼(30)의 회전에 의해 밸런싱유닛(700)이 받는 원심력보다 제1 질량체(760)와 제1 바퀴(730)를 몸체(750)의 폭방향 양측으로 미는 탄성부재(765)의 탄성력이 더 크게 될 수 있다. 따라서, 드럼(30)의 저속회전구간에서 밸런싱유닛(700)은 밸런서 하우징(90) 내의 소정의 위치에 고정될 수 있다.

한편, 드럼(30)이 소정 회전속도(약 150~400 RPM)로 회전하는 작동가능 회전구간(중속회전구간)에서, 밸런싱유닛(700)은 밸런서 하우징(90) 내에서 이동가능하도록 구성될 수 있다. 즉, 작동가능 회전구간에서 드럼(30)의 회전에 의해 밸런싱유닛(700)에 가해지는 원심력이 제1 질량체(760)와 제1 바퀴(730)를 몸체(750)의 폭방향 양측으로 미는 탄성부재(765)의 탄성력보다 크게 될 수 있다. 따라서, 드럼(30)의 작동가능 회전구간에서는, 스토퍼 역할을 하는 돌출부(711)가 밸런서 하우징(90)의 제1 내주면(91)으로부터 분리될 수 있고, 밸런싱유닛(700)은 밸런서 하우징(90) 내에서 이동이 가능하다. 즉, 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)에 있어서, 상기 돌출부(711)의 맞은편에는 제1 바퀴(730)가 구비되어 있다. 따라서, 스토퍼 역할을 하는 돌출부(711)가 밸런서 하우징(90)의 제1 내주면(91)으로부터 분리되면, 제1 바퀴(730)가 밸런서 하우징(90)의 제2 내주면(92) 위를 굴러서 밸런싱유닛(700)이 움직일 수 있다.

물론, 이러한 밸런싱유닛(700)의 움직임은 (도시되지 않은) 제어부의 명령에 따라서 구동모터의 동력이 구동기어(800)로 전달됨에 따라서 발생될 수 있다. 즉, 드럼(30) 편심회전을 하여 진동 및 소음이 발생하거나 발생할 우려가 있을 때, 제어부는 상기 편심회전을 줄이거나 없앨 수 있는 밸런서 하우징(90) 내의 위치로 밸런싱유닛(700)이 이동하게 할 수 있다. 구체적으로, 드럼(30)이 소정 속도로 회전할 때, 드럼(30)의 편심회전으로 인해 진동 및 소음이 발생하면, 제어부는 밸런싱유닛(700)을 이동시켜서 진동 및 소음이 없어지도록 드럼(30)의 편심량을 보상할 수 있다. 이때, 제어부는 밸런싱유닛(700) 내의 구동모터의 회전속도 및 회전방향을 제어할 수 있으며, 구동모터의 구동에 따라 밸런싱유닛(700)은 밸런서 하우징(90) 내에서 이동할 수 있다.

도 8은 드럼의 고속 회전(예를 들어, 700 RPM 이상) 시에, 도 5에 따른 밸런싱유닛이 드럼에 구비된 밸런서 하우징 내에 배치된 모습을 나타내는 도면이다.

드럼(30)의 고속회전구간에서 밸런싱유닛(700)은 밸런서 하우징(90) 내의 소정 위치에 고정되어 있어야 한다. 그러나, 고속으로 회전하는 드럼(30)의 회전력으로 인해, 밸런싱유닛(700)이 밸런서 하우징(90) 내에서 미끄러져서 움직일 가능성이 있다.

도 8을 참조하면, 밸런싱유닛(700)이 소정의 곡률을 가진 밸런서 하우징(90) 내에 배치되기 위해, 밸런싱유닛(700)의 몸체(750) 역시 소정의 곡률반경으로 만곡 형성될 수 있다. 구체적으로, 몸체(750)는 밸런서 하우징(90)의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 구비할 수 있다. 즉, 몸체(750)는 밸런서 하우징(90)보다 완만하게 만곡되도록 형성될 수 있다.

한편, 드럼(30)이 고속으로 회전되면, 밸런싱유닛(700)의 스토퍼 역할을 하는 돌출부(711)가 밸런서 하우징(90)의 제1 내주면(91)으로부터 분리되어 스토퍼 역할을 할 수 없게 된다. 그러나, 드럼(30)의 고속회전으로 인해 밸런서 하우징(90) 내의 밸런싱유닛(700)이 원심력을 받으면, 밸런싱유닛(700)의 제1 절개부(780) 및 제2 절개부(790)를 기준으로 몸체(750)의 폭이 감소될 수 있다. 구체적으로, 제1 절개부(780) 및 제2 절개부(790)는 밸런싱유닛(700)의 길이방향 양 단부에 형성되기 때문에, 드럼(30)이 고속으로 회전할 때 밸런싱유닛(700)의 양 단부의 폭이 제1 절개부(780) 및 제2 절개부(790)를 기준으로 감소될 수 있다.

물론, 드럼(30)의 고속회전으로 인해 밸런싱유닛(700)이 받는 원심력은 제1 질량체(760)와 제1 바퀴(730)를 몸체(750)의 폭방향 양측으로 미는 탄성부재(765)의 탄성력보다 크게 될 수 있다. 또한, 밸런싱유닛(700)의 몸체(750) 역시 소정의 탄성력을 구비하는 소재로 형성되어 있고, 드럼(30)의 고속회전으로 인해 밸런싱유닛(700)이 받는 원심력이 몸체(750)의 탄성력보다 크기 때문에, 제1 절개부(780) 및 제2 절개부(790)를 기준으로 몸체(750)의 폭이 제1 절개부(780) 및 제2 절개부(790)의 폭만큼 감소될 수 있다.

이때, 제1 절개부(780) 및 제2 절개부(790)를 기준으로 몸체(750)의 길이방향 양 단부의 폭이 감소되면, 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)의 형태가 변형된다. 즉, 몸체(750)의 길이방향 양 단부의 폭이 감소되면, 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)의 곡률반경은 감소된다. 예를 들어, 드럼(30)의 고속회전에 의한 원심력을 받은 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)는 상기 원심력을 받기 전에 비해 더 만곡된 형태로 변형된다. 이때, 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)의 곡률반경은 밸런서 하우징(90)의 곡률반경과 동일하게 될 수 있다.

상기와 같이, 드럼(30)이 고속으로 회전하면, 밸런서 하우징(90)의 제2 내주면(92)을 향하는 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)의 측면이 밸런서 하우징(90)의 제2 내주면(92)과 면접촉을 하게 된다. 이때, 밸런서 하우징(90)의 제2 내주면(92)을 향하는 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)의 측면이 스토퍼의 역할을 하게 되어 밸런싱유닛(700)이 밸런서 하우징(90) 내의 소정 위치에 고정될 수 있다.

즉, 드럼(30)이 고속으로 회전함으로 인해, 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)의 길이방향 양 단부의 폭이 감소되어 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)의 곡률반경은 밸런서 하우징(90)의 곡률반경과 동일하게 될 수 있다. 또한, 드럼(30)의 고속회전에 의한 원심력으로 인해 밸런싱유닛(700)의 몸체(750)의 일측면(즉, 밸런서 하우징(90)의 제2 내주면(92)을 향하는 몸체(750)의 측면)이 밸런서 하우징(90)의 제2 내주면(92)과 면접촉을 하여 밸런싱유닛(700)이 밸런서 하우징(90) 내의 소정 위치에 고정될 수 있다.

도 9는 드럼에 구비된 밸런서 하우징의 절단 사시도이고, 도 10의 (a)는 구동기어와 밸런서 하우징의 내주면에 형성된 기어이가 맞물린 상태로서, 도 9의 B방향에서 본 모습을 나타내는 도면이며, 도 10의 (b) 및 (c)는 도 9에서 밸런서 하우징의 내주면에 형성된 기어이를 A방향 및 B방향에서 본 모습을 각각 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 도 9 및 도 10의 (a) 내지 (c)를 참조하여, 밸런싱유닛(700)을 밸런서 하우징(90) 내에 배치할 때, 밸런서 하우징(90)의 내주면에 형성된 기어이(93)에 밸런싱유닛(700)의 구동기어(800)가 맞물리는 모습을 설명한다. 이때, 구동기어(800)는 피니언기어의 형태로 구성될 수 있고, 밸런서 하우징(90)의 내주면에 형성된 복수의 기어이(93)는 랙기어 또는 링기어의 형태로 구성될 수 있다.

밸런싱유닛(700)을 수용하기 위해 드럼(30)의 전방에 구비되는 밸런서 하우징(90)은 분리가능하게 결합된 밸런서 하우징 베이스(94) 및 밸런서 하우징 커버(95)로 구성될 수 있다. 즉, 밸런서 하우징 베이스(94)와 밸런서 하우징 커버(95)가 결합하여 밸런서 하우징(90)을 형성한다. 그리고, 밸런서 하우징 베이스(94) 내에는 밸런서 하우징(90)의 제1 내주면(91) 및 제2 내주면(92)이 형성되어 있고, 제1 내주면(91)의 적어도 일부에는 기어이(93)가 형성되어 있다. 예를 들어, 제1 내주면(91)은 원주방향 중심선(C1)을 경계로 일측 및 타측으로 구분될 수 있고, 제1 내주면(91)의 일측(도 9에서 중심선(C1)의 하측)에 기어이(93)가 형성될 수 있다. 이때, 기어이(93)는 제1 내주면(91)과 일체로 형성되거나, 별도로 제작되어 제1 내주면(91)에 설치될 수 있다. 즉, 기어이(93)를 랙기어 또는 링기어의 형태로 제작한 후, 그러한 랙기어 또는 링기어를 밸런서 하우징 베이스(94)의 제1 내주면(91)을 따라 설치할 수 있다.

밸런서 하우징(90) 내에 밸런싱유닛(700)을 배치하기 위해서는, 밸런서 하우징 커버(95)를 밸런서 하우징 베이스(94)로부터 분리해야 한다. 즉, 밸런서 하우징 커버(95)가 밸런서 하우징 베이스(94)로부터 분리된 후, 밸런싱유닛(700)이 도 9의 B 방향으로 밸런서 하우징 베이스(94) 내에 설치될 수 있다. 그리고, 밸런싱유닛(700)이 밸런서 하우징 베이스(74) 내에 설치된 후에, 밸런서 하우징 커버(95)를 덮어서 밸런서 하우징(90) 내에 밸런싱유닛(700)을 수용할 수 있다.

한편, 밸런싱유닛(700)의 구동기어(800)의 적어도 일부는 밸런서 하우징(90) 내에 형성된 기어이(93)와 맞물리기 위해 밸런싱유닛(700)의 몸체(750) 외부로 노출되어 있다. 따라서, 밸런싱유닛(700)을 밸런서 하우징 베이스(94) 내에 설치할 때, 구동기어(800)의 측면과 기어이(93)의 측면 사이에 간섭이 발생될 수 있다. 따라서, 밸런서 하우징 베이스(94) 내에 밸런싱유닛(700)의 설치를 용이하게 하기 위해서, 밸런서 하우징(90) 내에 형성된 기어이(93)에는 소정의 경사각으로 경사진 경사부(932, 934)가 형성될 수 있다. 이하, 상기 경사부(932, 934)에 대해서 구체적으로 설명한다.

발명의 이해를 돕기 위하여, 도 9의 A방향에서 본 기어이(93)의 부분을 "기어이(93)의 선단부(931)"로 정의하고, 도 9의 B방향에서 본 기어이(93)의 부분을 "기어이(93)의 측면부(933)"로 정의한다. 또한, 밸런서 하우징(90)의 제1 내주면(91)으로부터 기어이(93)의 돌출된 정도를 기어이(93)의 높이방향(h)으로 정의하고, 밸런서 하우징(90)의 베이스(94)로부터 밸런서 하우징 커버(95)를 향하는 기어이(93)의 돌출된 정도를 기어이(93)의 폭방향(w)으로 정의한다. 그리고, 기어이(93)의 선단부(931)는 기어이(93)의 측면부(933)와 수직 관계에 있다.

기어이(93)의 선단부(931)는 밸런싱유닛(700)의 구동기어(800)와 맞물리도록 구성된다. 도 9의 A방향에서 볼 때, 기어이(93)의 폭방향(w) 일측에는 기어이(93)를 폭방향(w)으로 가로지르는 중심선(C2)을 기준으로 경사진 적어도 두 개의 제1 경사부(932)가 형성될 수 있다(도 9 및 도 10의 (b) 및 (c)를 함께 참조). 예를 들어, 밸런서 하우징(90)의 커버(95)를 향하는 기어이(93)의 폭방향(w) 일측에는 소정의 경사각을 구비하는 상기 제1 경사부(932)가 형성될 수 있다. 그리고, 제1 경사부(932)는 중심선(C2)을 향하여 좁아지도록 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 밸런서 하우징 커버(95)를 향하는 기어이(93)의 폭바향(w) 일측부에 제1 경사부(932)가 형성될 수 있다. 제1 경사부(932)는 밸런서 하우징 커버(95)를 향하는 기어이(93)의 폭바향(w) 단부로 갈수록 기어이(93)의 두께가 좁아지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 10의 (b)는 기어이(93)의 선단부(931)를 바라본 모습을 나타낸 것으로서, 밸런서 하우징(90)의 베이스(94)로부터 돌출된 기어이(93)의 선단부(931)의 폭방향(w) 단부에 제1 경사부(932)가 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 제1 경사부(932)는 기어이(93)의 측면부(933)를 향할수록 중심선(C2)을 기준으로 수렴하도록 형성될 수 있다.

도 9 및 도 10의 (b)에서 제1 경사부(932)는 선단부(931)의 상부에 형성되는 것으로 도시되어 있다. 즉, 제1 경사부(932)는 선단부(931)를 길이방향으로 가로지르는 중심선(C2)을 기준으로 중심선(C2)의 양측이 상기 중심선(C2)을 향하여 경사지도록 형성될 수 있다. 따라서, 밸런서 하우징 커버(95)를 열고 밸런싱유닛(700)을 밸런서 하우징 베이스(94)에 배치할 때, 밸런싱유닛(700)에 구비된 구동기어(800)의 측면이 상기 기어이(93)의 제1 경사부(932)를 따라 안내되어서 구동기어(800)와 기어이(93)가 용이하게 맞물릴 수 있다. 즉, 밸런싱유닛(700)을 밸런서 하우징 베이스(94)에 배치할 때, 밸런싱유닛(700)에 구비된 구동기어(800)의 측면과 기어이(93)의 측면부(933) 사이에 발생할 수 있는 간섭이 제1 경사부(932)에 의해 방지되거나 적어도 최소화될 수 있다.

물론, 중심선(C2)을 기준으로 경사진 두 개 이상의 제1 경사부(932)가 기어이(93)에 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 각각의 제1 경사부는 기어이(93)의 폭방향(w) 단부로 갈수록 경사각이 커지도록 형성되어야 할 것이다.

나아가, 복수 개의 기어이(93)가 랙기어 또는 링기어 형태를 구비하고 있고, 복수 개의 기어이(93) 각각에 제1 경사부(932)가 형성되어 있기 때문에, 구동기어(800)가 맞물릴 수 있는 각각의 기어이(93) 사이의 공간(995)이 충분히 확보될 수 있다. 따라서, 밸런서 하우징 커버(95)가 오픈된 후, 밸런싱유닛(700)이 밸런서 하우징 베이스(74) 내에 도 9의 B방향으로 설치될 때, 구동기어(800)의 측면(즉, 구동기어(800)의 기어이(804)의 측면)이 밸런서 하우징(90)의 제1 내주면(91)에 형성 또는 설치된 기어이(93)의 제1 경사부(932)를 따라서 안내되어 상기 기어이(93)와 용이하게 맞물릴 수 있다. 즉, 기어이(93)의 제1 경사부(932)를 따라서 구동기어(800)의 기어이(804)가 안내되어, 각각의 기어이(93) 사이의 공간(935)에 구동기어(800)의 기어이(804)가 용이하게 배치될 수 있다. 이와 같이, 제1 경사부(932)는 상기 밸런싱유닛(800)의 구동기어(800)를 안내하는 안내면의 역할을 한다.

또한, 기어이(93)의 측면부(933)에서 볼 때, 기어이(93)의 측면에는 편평면(P) 및 상기 편평면의 단부(T2)로부터 기어이(93)의 선단(T1)을 향하여 경사진 제2 경사부(935)가 형성될 수 있다. 즉, 도 9의 B방향에서 볼 때, 기어이(93)의 측면에는 도 9의 (c)에 나타낸 것과 같은 편평면(P)이 구비될 수 있다. 이때, 상기 편평면(P)은 삼각형의 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 편평면(P)의 정점(T1)으로부터 치선(T1)을 향하여 제2 경사부(934)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 경사부(934)는 삼각형 편평면(P)에 있어서 치선(T1)을 향하는 편평면(P)의 꼭지점(T2)으로부터 상기 치선(T1)을 향하여 경사지도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 9의 B방향에서 볼 때, 기어이(93)의 측면의 적어도 일부에는 삼각형 편평면(P)이 구비될 수 있다. 또한, 기어이(93)를 높이방향(h)으로 가로지르는 중심선(C3)이 상기 편평면(P)의 정점(또는 하나의 꼭지점)(T2)을 지나가도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 중심선(C3)은 편평면(P)의 정점(T2)뿐만 아니라 기어이(93)의 치선(T1) 여기 가로지른다. 이때, 상기 편평면(P)의 단부(T2)로부터 기어이(93)의 선단(T1)을 향하여 경사진 제2 경사부(934)가 형성될 수 있다.

또한, 상기 편평면(P) 자체가 기어이(93)의 선단(T1)을 향하여 소정의 경사각으로 경사지고, 제2 경사부(934)는 상기 편평면(P)의 경사각보다 더 큰 경사각으로 경사지도록 형성되는 것도 가능하다. 즉, 편평면(P)과 상기 편평면(P)의 단부(T2)로부터 연장된 제2 경사부(934)가 모두 기어이(93)의 선단(T1)을 향하여 경사지도록 형성될 수 있다. 이때, 편평면(P)의 경사각보다 제2 경사부(934)의 경사각이 크게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 편평면(P)에 비해 제2 경사부(934)가 기어이(93)의 선단(T1)을 향하여 더 큰 경사각으로 경사지도록 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 도 9 및 도 10의 (c)를 참조하면, 도 9의 B 방향에서 볼 때, 기어이(93)의 측면에는 삼각형 형태의 편평면(P), 상기 삼각형 편평면(P)의 두 변으로부터 밸런서 하우징 베이스(94)의 바닥(941)을 향하여 경사진 제1 경사부(932), 및 상기 편평면(P)의 정점(T2)으로부터 기어이(93)의 치선(T1)을 향하여 경사진 제2 경사부(934)가 형성될 수 있다.

상기 제1 경사부(932)는 두 개의 경사면으로 형성될 수 있으며, 각각의 경사면은 상기 편평면(P) 및 상기 제2 경사부(934)에 의해서 그 경계가 구획될 수 있다.

또한, 제2 경사부(934)는 삼각형 편평면(P)의 정점(T2)으로부터 기어이(93)의 치선(T1)을 향하여 연장되는 선(line)으로 이루어질 수 있다.

따라서, 제1 경사부(932)를 형성하는 두 개의 경사면은 상기 편평면(P)에 의해서 중심선(C3)의 양측으로 서로 이격되어 있다. 또한, 상기 제1 경사부(932)의 두 개의 경사면은 선으로 이루어진 제2 경사부(934)에서 서로 접하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 경사부(932)는 치저로부터 치선을 향하여 연장된 두 개의 면으로 형성될 수 있다. 그리고, 연장된 두 개의 면은 상기 편평면(P)을 사이에 두고 이격되어 있다. 또한, 상기 두 개의 면은 편평면(P)의 단부인 정점(T2)으로부터 상기 치선(T1)을 향하여 선으로 연장된 제2 경사부(934)에서 서로 선접촉하도록 형성될 수 있다.

따라서, 밸런서 하우징 커버(95)를 열고 구동기어(800)가 기어이(93)에 맞물리도록 밸런싱유닛(700)을 밸런서 하우징 베이스(94)에 배치할 때, 밸런싱유닛(700)에 구비된 구동기어(800)의 측면이 상기 기어이(93)의 측면부(933)와 간섭하는 것을 최소화할 수 있다.

구체적으로, 밸런싱유닛(700)을 밸런서 하우징(90) 내에 배치할 때, 밸런서 하우징 커버(95)를 열고 복수의 기어이(93)가 형성된 밸런서 하우징 베이스(94)를 향하여 상기 밸런싱유닛(700)이 설치될 수 있다. 그리고, 상기 밸런싱유닛(700)에 구비된 구동기어(800)와 상기 복수의 기어이(93)가 서로 맞물리도록 밸런싱유닛(700)이 밸런서 하우징(90) 내에 배치되어야 한다. 이때, 상기 구동기어(800)의 측면이 상기 기어이(93)의 측면과 서로 간섭할 우려가 있다. 이러한 구동기어(800)와 기어이(93) 사이의 간섭은 상술한 제1 경사부(932) 및 제2 경사부(934)에 의해서 방지되거나 최소화될 수 있다.

즉, 밸런서 하우징 커버(95)를 열고, 도 9의 화살표 B 방향으로 밸런싱유닛(700)을 밸런서 하우징 베이스(94)에 설치할 때, 밸런싱유닛(700)에 구비된 구동기어(800)와 밸런서 하우징(90)에 랙기어 또는 링기어 형태로 설치된 복수의 기어이(93) 사이의 간섭은 기어이(93)에 형성된 제1 경사부(932) 및 제2 경사부(934)에 의해 방지될 수 있다. 이는, 제1 경사부(932)가 상기 구동기어(800)를 안내하기 위한 안내면으로서의 역할을 하기 때문이다. 또한, 두 개의 안내면으로 형성된 제1 경사부(932)의 경계를 형성하는 제2 경사부(934) 역시 구동기어(800)가 기어이(93)에 간섭없이 잘 맞물리도록 안내하는 안내부의 역할을 한다.

도 11은 터브의 외주에 구비되는 코일에서 측정되는 전압의 변화를 나타내는 그래프이다.

도시되어 있지는 않지만, 도 4 내지 8에서 설명한 밸런싱유닛(700)에는 제1 코일이 구비될 수 있다. 그리고, 제1 코일에는 외부전원으로부터의 전력이 공급되어 소정의 전류가 흐르도록 구성될 수 있다. 또한, 터브(20)에는 제2 코일이 구비될 수 있다. 도 11에서 제1 코일은 Tx 코일로 나타내고, 제2 코일은 Rx 코일로 나타낸다.

예를 들어, 드럼(30)의 전방에 상기 밸런싱유닛(700)을 위한 밸런서 하우징(90)이 설치될 수 있고, 상기 밸런서 하우징(90)과 대응되는 터브(20)의 전방에 하나 이상의 제2 코일이 구비될 수 있다. 따라서, 밸런서 하우징(90) 내에서 이동가능한 밸런싱유닛(700)이 터브(20)에 구비된 제2 코일 위치를 지나갈 때, 세탁장치 내에 설치된 제어부(미도시)는 전자기 유도에 의한 제2 코일의 전압 변화를 측정하여 밸런싱유닛(700)의 위치를 판단할 수 있다.

구체적으로, 제1 코일(즉, Rx 코일)은 터브(20)의 전방 둘레의 소정의 위치에 하나 이상 구비될 수 있다. 예를 들어, 드럼(30)에 설치된 밸런서 하우징(90)의 위치에 대응되는 터브(20) 전방 둘레에 하나 이상의 제1 코일이 구비될 수 있다. 이러한 제1 코일은 외부 전원(미도시)으로부터 전력을 공급받을 수 있고, 통상적으로 제1 코일에는 대략 1 볼트의 전압이 걸리도록 구성될 수 있다. 또한, 밸런싱유닛(700)에는 전원이 연결되지 않은 제2 코일(미도시)이 구비될 수 있다.

그리고, 밸런싱유닛(700)은 밸런서 하우징(90) 내의 소정 위치에 고정된 상태로 드럼(30)과 함께 회전하거나, 드럼(30)의 회전과 관계 없이 밸런서 하우징(90) 내에서 밸런싱유닛(700)이 자체적으로 이동할 수 있다. 이때, 밸런싱유닛(700)이 상기 터브(20)에 구비된 제1 코일이 있는 위치를 지나갈 때, 제1 코일과 밸런싱유닛(700)에 구비된 제2 코일이 겹쳐지는 순간이 생긴다. 그러면, 제1 코일의 자기장으로 인해 제2코일에 전류가 흐르게 된다. 따라서, 터브(20)에 구비된 제1 코일과 밸런싱유닛(700)에 구비된 제2 코일이 겹쳐지는 순간에, 제1 코일에 걸리는 전압은 더 높아지게 된다. 예를 들어, 통상적으로 제1 코일에는 대략 1 볼트의 전압이 걸리도록 구성되어 있으나, 제1 코일과 제2 코일이 겹쳐지는 순간에 제1 코일에 걸리는 전압은 대략 3 볼트로 높아질 수 있다.

이때, (도시되지 않은) 제어부는 제1 코일에 걸리는 전압을 항상 체크하도록 구성될 수 있고, 제1 코일에 걸리는 전압이 전원에 의해 공급되는 전압보다 높아지는 순간을 판단할 수 있다. 즉, 제어부는 터브(20) 둘레의 소정 위치에 구비된 하나 이상의 제1 코일과 밸런싱유닛(700)에 구비된 제2 코일이 겹쳐지는 순간을 탐지하여, 밸런싱유닛(700)의 위치를 판단할 수 있다.

이러한 밸런싱유닛(700)의 위치는 드럼(30)이 작동하는 초기에 탐지 또는 판단하는 것이 바람직하다.

즉, 세척, 행굼 또는 탈수를 위해 드럼(30)이 회전하기 시작할 때, 제어부는 제2 코일의 전자기유도에 의한 제1 코일에서의 전압 변화로 밸런싱유닛(700)의 위치를 탐지하는 것이 바람직하다. 이는, 드럼(30)의 저속회전구간에서 밸런싱유닛(700)의 위치를 파악해 둔 후에, 드럼(30)이 편심회전할 때 드럼(30)의 편심회전을 완화하는 위치로 밸런싱유닛(700)을 이동시키기 위해서이다. 즉, 상술한 바와 같이, 드럼(30)의 저속회전구간에서 밸런싱유닛(700)은 밸런서 하우징(90) 내의 소정 위치에 고정되어 있고, 드럼(30)의 회전과 함께 밸런싱유닛(700)도 회전하게 된다. 그러면, 터브(20) 둘레의 소정 위치에 구비된 제1 코일과 밸런싱유닛(700)에 구비된 제2 코일이 겹쳐지는 순간이 발생한다. 즉, 드럼(30)의 회전과 함께 밸런싱유닛(700)이 회전할 때, 터브(20) 둘레의 소정 위치에 구비된 제1 코일과 밸런싱유닛(700)에 구비된 제2 코일이 엇갈려서 지나가는 순간이 생긴다. 이때, 제어부는 제1 코일에 걸리는 전압의 변화(즉, 전압의 상승)을 감지하여 밸런싱유닛(700)이 제1 코일의 위치를 지나갔음을 판단할 수 있다. 즉, 세탁장치 내에 구비된 제어부는 상기 제1 코일에서 측정되는 전압의 차이를 감지하여 밸런싱유닛(700)의 위치를 파악할 수 이 있다.

또한, 제어부는 드럼(30)의 회전 속도 및 밸런싱유닛(700)이 제1 코일의 위치를 지나간 시점을 파악하여, 밸런싱유닛(700)의 각위치(angular positon)를 판단할 수 있다.

따라서, 드럼(30) 내의 특정 영역에 세탁대상물(1)의 편중 및 드럼(30)의 회전속도의 증가에 따른 편심회전으로 인해 진동 및 소음이 발생할 경우, 제어부는 밸런싱유닛(700)의 현 위치를 파악하고, 상기 밸런싱유닛(700)을 세탁대상물(1)의 반대측 위치로 이동시켜서 편심회전을 완화시키고 진동 및 소음의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

10: 캐비닛 20: 터브
30: 드럼 90: 밸런서 하우징
700: 밸런싱유닛 750: 몸체 800: 구동기어

Claims

캐비닛의 내측에 구비되는 터브;
상기 터브의 내측에 회전가능하게 구비되는 드럼;
상기 드럼의 전방 또는 후방에서 상기 드럼에 설치되는 밸런서 하우징; 및
상기 드럼의 편심을 줄이기 위해 상기 밸런서 하우징 내에서 이동가능하도록 형성된 밸런싱유닛을 포함하고,
상기 밸런싱유닛은:
외관을 형성하는 몸체를 구비하고,
상기 몸체 내에는 상기 몸체의 폭방향 일측에 제1 질량체 및 상기 제1 질량체와 마주하도록 상기 몸체의 폭방향 타측에 구비되되 상기 밸런서 하우징 내에서 구르도록 형성된 제1 바퀴가 구비되며,
상기 제1 질량체와 상기 제1 바퀴를 상기 몸체의 폭방향 양측으로 밀기 위해 상기 제1 질량체와 상기 제1 바퀴 사이에 탄성부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁장치.
제1항에 있어서,
상기 몸체에는 상기 제1 바퀴를 회전가능하게 지지하기 위한 제1 지지부재가 구비되고, 상기 탄성부재의 양 단부가 상기 제1 질량체와 상기 제1 지지부재에 각각 설치되는 세탁장치.
제1항에 있어서,
상기 밸런싱유닛의 몸체에 있어서, 상기 제1 질량체가 구비된 측면에는 상기 밸런서 하우징의 내주면을 향하여 돌출된 돌출부가 형성된 세탁장치.
제1항에 있어서,
상기 몸체의 길이방향 일 단부에는 상기 몸체의 맞은편 길이방향 타 단부를 향하여 오목한 제1 절개부가 형성되고,
상기 제1 절개부를 기준으로 상기 몸체의 폭방향 일측에 상기 제1 질량체가 구비되고, 상기 몸체의 폭방향 타측에 상기 제1 바퀴가 구비되는 세탁장치.
제4항에 있어서,
상기 몸체의 길이방향 타 단부에도 상기 몸체의 길이방향 일 단부를 향하여 오목한 제2 절개부가 형성되고,
상기 제2 절개부를 기준으로 상기 몸체의 폭방향 일측에 제2 질량체가 구비되고, 상기 몸체의 폭방향 타측에는 제2 바퀴가 구비되는 세탁장치.
제5항에 있어서,
상기 몸체에는 상기 제2 바퀴를 회전가능하게 지지하기 위한 제2 지지부재가 구비되는 세탁장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 절개부는 상기 몸체의 길이방향 일 단부로부터 상기 몸체의 길이방향 타 단부를 향하여 소정의 폭으로 연장된 제1 슬릿 및 상기 제1 슬릿의 단부에 형성되되 상기 제1 슬릿의 폭보다 큰 폭을 구비하는 제1 탄성 홀에 의해 형성된 세탁장치.
제5항에 있어서,
상기 제2 절개부는 상기 몸체의 길이방향 타 단부로부터 상기 몸체의 길이방향 일 단부를 향하여 소정의 폭으로 연장된 제2 슬릿 및 상기 제2 슬릿의 단부에 형성되되 상기 제2 슬릿의 폭보다 큰 폭을 구비하는 제2 탄성 홀에 의해 형성된 세탁장치.
제5항에 있어서,
상기 밸런싱유닛은 상기 제2 질량체 내에 구비되는 구동모터 및 상기 구동모터로부터 동력을 전달받아서 회전되는 구동기어를 더 포함하는 세탁장치.
제9항에 있어서,
상기 밸런서 하우징의 내주면을 따라서 복수의 기어이가 형성되어 있고,
상기 구동기어는 상기 밸런서 하우징의 기어이와 맞물리도록 형성된 세탁장치.
제1항에 있어서,
상기 밸런서 하우징은 상기 드럼 전방의 내주 또는 외주를 따라 구비되는 것을 특징으로 하는 세탁장치.
제7항에 있어서,
상기 제1 슬릿 및 상기 제1 탄성 홀은 상기 밸런싱유닛의 몸체를 두께방향으로 관통하도록 형성된 세탁장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 슬릿 및 상기 제2 탄성 홀은 상기 밸런싱유닛의 몸체를 두께방향으로 관통하도록 형성된 세탁장치.
제9항에 있어서,
상기 밸런싱유닛은 상기 구동모터로부터의 동력을 상기 구동기어에 전달하기 위하여 상기 구동모터와 상기 구동기어 사이에 구비되는 하나 이상의 기어를 더 포함하는 세탁장치.
제9항에 있어서,
상기 몸체의 일 측면에는 개구부가 형성되고,
상기 구동기어는 상기 개구부를 통하여 상기 몸체 밖으로 노출되는 세탁장치.
제1항에 있어서,
상기 드럼의 외주를 따라 구비된 밸런서 하우징과 대응되는 터브의 외주에는 하나 이상의 제1 코일이 구비되고,
상기 밸런싱유닛은 제2 코일을 구비하며,
드럼의 회전에 따라 상기 밸런싱유닛이 상기 제1 코일이 배치된 부분을 지나갈 때, 세탁장치 내에 구비된 제어부가 상기 제1 코일에서 측정되는 전압의 차이를 감지하여 밸런싱유닛의 위치가 파악되는 세탁장치.
제1항에 있어서,
상기 탄성부재는 코일 스프링이며,
상기 몸체에는 상기 제1 바퀴를 회전가능하게 지지하기 위한 제1 지지부재가 구비되고, 상기 코일 스프링의 양 단부가 상기 제1 질량체와 상기 제1 지지부재에 각각 설치되는 세탁장치.