KR20000007768A - 세탁기의 밸런서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기의 밸런서(balancer)에 관한 것으로, 종래에는 탈수과정에서 포의 치우침으로 인하여 세탁조의 상부 또는 하부에 불평형 질량이 작용할 경우 그 불평형 질량이 가진되어 내부에 세탁조가 설치되는 외조 조립체를 지지하는 댐퍼가 상하로 진동함으로써 그 진동이 외곽케이스로 전달되어 진동 소음을 증가시키는 문제점이 있었는 바, 본 발명은 탈수과정에서 세탁조의 상부 또는 하부에 불평형 질량이 작용할 경우 이에 따른 적절한 밸런서력이 작용하도록 함으로써 불평형 질량에 의한 진동이 댐퍼로 전달되는 것을 억제하여 외곽케이스 및 외조 조립체에서 발생되는 진동 소음을 감소시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

세탁기의 밸런서

본 발명은 세탁기의 밸런서(balancer)에 관한 것으로, 특히 탈수과정에서 포의 치우침으로 인하여 세탁조의 상부 또는 하부에 불평형 질량이 위치할 경우 이에 상응하는 밸런서력이 작용하도록 하여 진동 소음이 발생되는 것을 억제할 수 있도록 한 세탁기의 밸런서에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 내부에 세탁물 및 세제를 투입하고 세탁수가 공급되면서 세탁,헹굼,탈수 등의 일련의 과정이 진행되어 세탁물을 세탁하게 된다.

도 1은 세탁기의 일예를 개략적으로 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 세탁기는 소정의 내부체적을 갖는 외곽케이스(out case)(1)와, 내부에 물을 담을 수 있는 소정의 용기를 이루며 상기 외곽케이스(1)내에 설치되는 외조(out tub)(2)와, 내부에 세탁물을 담을 수 있는 원통형으로 형성되고 상기 외조(2)의 내부에 설치되는 세탁조(inner tub)(30)와, 상기 세탁조(30)의 가운데 회전가능하게 설치되어 세탁시 세탁물을 회전시키는 펄세이터(4)와, 상기 외조(2)의 외측 하면에 설치되어 구동력을 발생시키는 구동모터(5)와, 상기 구동모터(5)의 구동력을 상기 세탁조(30) 및 펄세이터(4)에 전달/차단하는 클러치(6)와, 상기 외조(2)와 외곽케이스(1)를 연결하여 외조 조립체를 지지함과 아울러 외조 조립체에서 발생되는 진동이 외곽케이스(1)로 전달되는 것을 억제하는 수개의 댐퍼(D;Damper)를 포함하여 구성된다.

상기 세탁기는 세탁조(30)에 세탁할 세탁물을 투입하고 이어 세제 및 세탁수를 투입한 다음 구동모터(5)가 구동하게 되면 구동모터(5)의 구동력이 클러치(6) 및 클러치(6)와 연결된 세탁축(7)에 의해 펄세이터(4)에 전달되어 펄세이터(4)가 정,역회전을 반복하면서 세탁물과 세탁수를 순환시켜 세탁과정이 이루어지게 된다. 이때 세탁조(30)의 내부에 위치하는 세탁물은 서로 엉키고 꼬인 상태가 되며 이 상태에서 탈수과정이 이루어지고, 이어 구동모터(5)의 구동력이 클러치(6) 및 클러치(6)에 연결된 탈수축(8)에 의해 세탁조(30)에 전달되어 세탁조(30)가 고속으로 회전하면서 원심력에 의해 세탁물에 머금고 있던 세탁수를 탈수시키게 된다.

한편, 상기 전체 세탁과정 중 탈수과정에서 세탁조(30)에 위치한 세탁물의 불평형 질량이 가진력으로 작용하여 세탁기의 진동 소음을 유발시키게 된다. 이와 같은 불균형 질량에 대하여 자동적으로 균형력을 맞추어 발생되는 진동을 억제하기 위하여 세탁조(30)에 밸런서(B)가 장착된다.

종래 세탁기의 밸런서 구조는, 도 2에 도시한 바와 같이, 세탁조(30)의 일측 외측면벽(31)과 상기 외측면벽(31)으로부터 소정의 간격을 두고 형성되는 내측면벽(32)과 상기 내,외측면벽(31)(32)의 하단부를 연결하는 하면벽(33)과 상기 내,외측면벽(31)(32)의 상단부를 연결하는 상면벽(34)에 의해 이루어지는 원통 고리형의 유체챔버(S)가 형성되고, 상기 유체챔버(S)의 내부에 일정 높이의 유면을 갖도록 유체가 채워지며, 상기 유체챔버(S)의 내부에는 소정의 두께를 갖는 배플(35)이 일정 간격을 두고 수개 형성되며, 상기 각 배플(35)에 세탁조(30)의 정지시 유체가 수평 상태로 유동할 수 있도록 소정의 크기를 갖는 수평유동구멍(35a)이 형성되고, 또한 각 배플(35)에 세탁조(30)의 회전시 편심 질량의 반대편으로 유체가 흐르도록 보상유동구멍(35b)이 형성되어 이루어진다. 상기 수평유동구멍(35a)은 내측면벽(32)에 접촉되며 그 하단이 내부에 채워지는 수평 상태의 유체 수면 아래에 위치하도록 형성된다. 그리고 상기 보상유동구멍(35b)은 외측면벽(31)과 상면벽(34)이 접촉되는 모서리에 형성된다.

상기 세탁기 밸런서는 세탁조(30)가 회전하면서 탈수과정이 진행될 때, 탈수 초기 회전속도가 세탁기의 고유 진동수보다 낮은 경우, 도 3a에 도시한 바와 같이, 세탁조(30)내에 위치하는 포의 치우침으로 발생되는 불평형 질량쪽으로 유체가 유동하게 되므로 밸런서력은 가진력으로 작용하게 된다. 이런 현상은 유체챔버(S)(S)내부에 형성된 배플(35)에 의해 유체가 갑작스럽게 치우치게 되는 것을 억제하게 된다. 한편, 탈수 속도가 가속되어 세탁기의 고유 진동수보다 매우 높은 속도일 경우, 도 3c에 도시한 바와 같이, 유체챔버(S)내의 유체가 불균형 질량에 의해 가진력이 작용하는 방향에 대하여 반대 방향으로 작용하게 되어 밸런싱 효과를 발생하게 되므로 진동 발생을 감소시키게 된다. 이때 유체챔버(S)내부의 유체는 세탁조(30)의 회전에 의한 원심력에 의해 배플(35)에 형성된 보상유동구멍(35b)을 통해 불균형 질량이 위치하는 반대편쪽으로 유동하면서 불균형 질량에 대한 보상 질량으로 작용하게 된다. 도 3b는 세탁기의 고유진동수와 세탁조(30)의 탈수 속도가 동일한 상태를 도시한 것이다.

상기 세탁기 밸런서는 불평형 질량에 의한 가진 모멘트를 줄이기 위하여 세탁조(30)의 상부에 설치하게 되므로, 불평형 질량의 위치가 세탁조(30)의 상부에 위치할수록 밸런싱 효과가 커지게 된다.

최근에는 밸런서력을 향상시키기 위하여, 도 4에 도시한 바와 같이, 유체챔버(S)를 이중 구조로한 이중 밸런서가 개발되어 수평진동을 저감시키는데 효과를 가져오고 있다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 세탁기 밸런서는 탈수 회전시 불평형 질량이 펄세이터(4) 쪽에 가까이 위치할 경우, 도 5a에 도시한 바와 같이, 외조(2)의 하부 변위가 커지고 상부 변위는 밸런서력에 의해 작아지게 되므로 외조(2)의 중심으로 추운동을 하는 형태로 회전하게 되어 외조 조립체를 지지하는 댐퍼(D)가 상하로 운동하게 됨으로써 그 운동이 외조 조립체 및 외곽케이스(1)로의 전달력을 크게하여 진동 소음을 증가시키게 되는 문제점이 있었다. 즉, 세탁조(30)의 상하부에 불평형 질량이 위치할 경우 진동 소음이 증가하게 된다. 상기 이중 밸런서의 경우 그 정도가 가중된다.

한편, 불균형 질량이 세탁조(30)의 하부에 위치할 경우 세탁조(30) 상부의 진동 변위가 작지 않도록 하여야, 도 5b에 도시한 바와 같이, 댐퍼(D)의 움직임이 작게 되며, 또한, 상부에 불균형 질량이 집중될 경우, 도 5c에 도시한 바와 같이, 세탁기의 무게중심을 기점으로 상부의 운동이 커지게 되므로, 이때 밸런서력이 크게 작용하도록 하여, 도 5d에 도시한 바와 같이, 상부의 진동 변위를 줄여 댐퍼(D)의 진동 운동을 최소화시켜야 된다.

본 발명의 목적은 밸런서가 위치하는 세탁조 상부측의 진동 변위가 작을 경우에 밸런서력을 작게 작용하도록 하고 진동 변위가 클 경우 밸런서력을 크게 하여 외조 조립체를 지지하는 댐퍼에 진동 운동이 발생하는 것을 최소화할 수 있도록 한 세탁기의 밸런서를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 세탁기의 일예를 개략적으로 도시한 정단면도,

도 2는 종래 세탁기의 밸런서를 도시한 평단면도 및 부분 정단면도,

도 3a에서 3b는 종래 세탁기의 밸런서에서 세탁기의 고유진동수와 세탁조의 회전속도에 따른 유체의 상태를 도시한 평면도,

도 4는 종래 세탁기의 이중 밸런서의 작동 상태를 도시한 이중 밸런서의 평면도,

도 5a에서 5d는 종래 세탁기의 세탁조에 불평형 질량이 위치한 상태에 따른 세탁조의 진동 변위 상태를 도시한 세탁조의 정면도,

도 6은 본 발명의 세탁기 밸런서를 도시한 평단면도 및 부분 정단면도,

도 7은 본 발명의 세탁기 밸런서의 다른 실시예로서 이중 밸런서를 도시한 평단면도 및 부분 정단면도,

도 8a,8b는 본 발명의 세탁기 밸런서에서 보상유동구멍의 위치와 진동 변위에 따른 유체의 상태를 도시한 밸런서의 평단면도,

도 9a,9b는 종래 세탁기 밸런서의 불평형 질량에 따른 유체의 상태를 도시한 밸런서의 평단면도,

도 10은 보상유동구멍의 변위에 따른 종래 밸런서와 본 발명의 밸런서에 대한 밸런서력을 나타낸 그래프,

도 11은 보상유동구멍의 변위에 따른 다양한 이중 밸런서의 밸런서력을 나타낸 그래프.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

30 ; 세탁조 31 ; 외측면벽

32 ; 내측면벽 33 ; 하면벽

34 ; 상면벽 35 ; 배플

35a ; 수평유로구멍 35b ; 보상유동구멍

S ; 유체챔버

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 세탁조의 일측에 의해 이루어지는 외측면벽과 상기 외측면벽으로부터 소정의 간격을 두고 형성되는 내측면벽과 상기 내,외측면벽의 하단부를 연결하는 하면벽과 상기 내,외측면벽의 상단부를 연결하는 상면벽에 의해 이루어지는 원통 고리형의 유체챔버가 형성되고, 상기 유체챔버의 내부에 일정 높이의 유면을 갖도록 유체가 채워지며, 상기 유체챔버의 내부에는 소정의 두께를 갖는 배플이 일정 간격을 두고 수개 형성되며, 상기 각 배플에 세탁조의 정지시 유체가 수평 상태로 유동할 수 있도록 수평유동구멍이 형성되고, 또한 각 배플에 세탁조의 회전시 불평형 질량의 반대편으로 유체가 흐르도록 보상유동구멍이 형성되어 이루어진 세탁기의 밸런서에 있어서; 상기 보상유동구멍은 외측면벽으로부터 소정의 거리(E)를 두고 형성됨을 특징으로 하는 세탁기의 밸런서가 제공된다.

상기 배플이 형성되는 유체챔버가 이중으로 형성되며, 그 두 개의 유체챔버 중 하나의 유체챔버내의 배플에 각각 형성되는 보상유동구멍은 그 유체챔버의 외측면벽과 소정의 거리(E)를 두고 형성됨을 특징으로 하는 세탁기의 밸런서가 제공된다.

상기 보상유동구멍이 형성되는 소정의 거리(E)는 세탁기의 특성에 따라 내측면벽과 외측면벽사이의 간격(D)을 2이상의 자연수로 나눈 값(D/n; n=3,4,5 ...)의 위치로 한 것을 특징으로 하는 세탁기의 밸런서가 제공된다.

이하, 본 발명의 세탁기 밸런서를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 세탁기 밸런서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 세탁조의 일측에 의해 이루어지는 외측면벽(31)과 상기 외측면벽(31)으로부터 소정의 간격을 두고 형성되는 내측면벽(32)과 상기 내,외측면벽(31)(32)의 하단부를 연결하는 하면벽(33)과 상기 내,외측면벽(31)(32)의 상단부를 연결하는 상면벽(34)에 의해 이루어지는 원통 고리형의 유체챔버(S)가 형성되고, 상기 유체챔버(S)의 내부에 일정 높이의 유면을 갖도록 유체가 채워지며, 상기 유체챔버(S)의 내부에는 소정의 두께를 갖는 배플(35)이 일정 간격을 두고 수개 형성되며, 상기 각 배플(35)에 세탁조(30)의 정지시 유체가 수평 상태로 유동할 수 있도록 수평유동구멍(35a)이 형성되고, 또한 각 배플(35)에 세탁조(30)의 회전시 불평형 질량의 반대편으로 유체가 흐르도록 보상유동구멍(35b)이 상기 외측면벽(31)으로부터 소정의 거리(E)를 두고 배플(35)에 형성되어 이루어진다.

상기 보상유동구멍(35b)이 형성되는 소정의 거리(E)는 세탁기의 특성,즉 세탁기의 고유진동수 등에 따라 내측면벽(32)과 외측면벽(31)사이의 간격(D)을 2이상의 자연수로 나눈 값(D/n; n=3,4,5 ...)의 위치로 함이 바람직하다. 즉, 소정의 거리(E)는 세탁기의 특성에 따라 D/3, D/4, D/5 .....의 값으로 설정된다.

상기 보상유동구멍(35b)은 유체챔버(S)를 형성하는 상면벽(34)과 접촉되도록 형성된다.

본 발명의 다른 실시예로서, 도 7에 도시한 바와 같이, 세탁기의 밸런서는 상기 배플(35)이 형성되는 유체챔버(S)가 이중으로 형성되는 이중 밸런서 구조에서, 그 두 개의 유체챔버(S) 중 하나의 유체챔버(S)내의 배플(35)에 각각 형성되는 보상유동구멍(35b)은 그 유체챔버(S)의 외측면벽(31)과 소정의 거리(E)를 두고 형성되어 이루어진다.

상기 보상유동구멍(35b)이 형성되는 소정의 거리(E)는 세탁기의 특성에 따라 내측면벽(32)과 외측면벽(31)사이의 간격(D)을 2이상의 자연수로 나눈 값(D/n; n=3,4,5 ...)의 위치로 함이 바람직하다.

이하, 본 발명의 세탁기 밸런서의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 밸런서는 먼저, 탈수과정 중 정상 상태에서 불평형 질량에 의해 발생되는 진동 변위가 보상유동구멍(35b)이 위치한 거리(E)보다 작을 경우, 도 8a에 도시한 바와 같이, 유체챔버(S)내부의 유체가 불평형 질량이 있는 반대쪽으로 거의 이동하지 못하게 되므로 밸런서력은 매우 작게 작용하게 된다. 그리고 탈수과정 중 정상상태에서 불평형 질량에 의해 발생되는 진동 변위가 보상유동구멍(35b)이 위치한 거리(E)보다 클을 경우, 도 8b에 도시한 바와 같이, 유체챔버(S)내부의 유체가 불평형 질량이 있는 반대쪽으로 상당량 이동하게 되고 불평형 질량이 있는 쪽은 미량의 유체만 남아 있게 되므로 밸런서력이 크게 작용하게 된다. 도 9a, 9b는 종래 밸런서를 비교 도시한 것이다.

즉, 본 발명의 밸런서는 세탁조(30)의 하부에 불평형 질량이 위치할 경우 세탁조(30)의 상부에 위치하는 밸런서의 밸런서력이 작게 작용하여 세탁조(30) 상부의 진동 변위가 다소 크게 됨으로써 내부에 세탁조(30)가 결합되는 외조 조립체를 지지하는 댐퍼(D)의 상하운동이 작아지게 된다. 그리고 세탁조(30)의 상부에 불평형 질량이 위치할 경우 상부에 위치하는 밸런서의 밸런서력이 크게 작용하여 그 균형을 맞추게 됨으로써 상부의 진동 변위가 작아져 댐퍼(D)의 상하운동이 작아지게 된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예의 경우에도 같은 원리로 작용하게 된다.

본 발명은 전체 세탁과정중 특히 탈수과정에서 포의 치우침으로 인하여 세탁조(30)의 상,하부의 어느 곳에 불평형 질량이 작용하더라도 이에 대응되는 밸런서력이 작용하여 외조 조립체를 지지하는 댐퍼(D)의 상,하운동을 감소시킴으로써 외곽케이스(1) 및 외조 조립체에 전달되는 진동 소음을 억제시키게 된다.

도 10은 보상유동구멍(35b)의 변위에 따른 종래 밸런서와 본 발명의 밸런서에 대한 밸런서력을 나타낸 그래프이고, 도 11은 보상유동구멍(35b)의 변위에 따른 다양한 이중 밸런서의 밸런서력을 나타낸 그래프이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 세탁기의 밸런서는 탈수과정에서 포의 치우침으로 인하여 세탁조의 상부 또는 하부에 불평형 질량이 작용하게 되면 이에 따른 적절한 밸런서력이 작용하게 되어 불평형 질량에 의한 진동이 댐퍼로 전달되는 것을 억제함으로써 외곽케이스 및 외조 조립체에서 발생되는 진동 소음을 감소시켜 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 세탁조의 일측에 의해 이루어지는 외측면벽과 상기 외측면벽으로부터 소정의 간격을 두고 형성되는 내측면벽과 상기 내,외측면벽의 하단부를 연결하는 하면벽과 상기 내,외측면벽의 상단부를 연결하는 상면벽에 의해 이루어지는 원통 고리형의 유체챔버가 형성되고, 상기 유체챔버의 내부에 일정 높이의 유면을 갖도록 유체가 채워지며, 상기 유체챔버의 내부에는 소정의 두께를 갖는 배플이 일정 간격을 두고 수개 형성되며, 상기 각 배플에 세탁조의 정지시 유체가 수평 상태로 유동할 수 있도록 수평유동구멍이 형성되고, 또한 각 배플에 세탁조의 회전시 불평형 질량의 반대편으로 유체가 흐르도록 보상유동구멍이 형성되어 이루어진 세탁기의 밸런서에 있어서; 상기 보상유동구멍은 외측면벽으로부터 소정의 거리(E)를 두고 형성됨을 특징으로 하는 세탁기의 밸런서.
2. 제1항에 있어서, 상기 배플이 형성되는 유체챔버가 이중으로 형성되며, 그 두 개의 유체챔버 중 하나의 유체챔버내의 배플에 각각 형성되는 보상유동구멍은 그 유체챔버의 외측면벽과 소정의 거리(E)를 두고 형성됨을 특징으로 하는 세탁기의 밸런서.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보상유동구멍이 형성되는 소정의 거리(E)는 세탁기의 특성에 따라 내측면벽과 외측면벽사이의 간격(D)을 2이상의 자연수로 나눈 값(D/n; n=3,4,5 ...)의 위치로 한 것을 특징으로 하는 세탁기의 밸런서.