KR200344936Y1 - 세탁기의편심보정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 세탁기의 편심 보정장치에 관한 것으로, 세탁조(20)의 주연 상단으로부터 중심부 방향으로 돌출되도록 형성되며, 내부에는 공간부(21)를 갖는 사각 단면의 밸런서(20) 및 상기한 밸런서(20)의 공간부(21)의 외측 벽면에 선단 일측이 수평으로 고정된 압축 코일스프링(23)에 의해 탄력 지지되는 블록형상의 이동부재(22)로 이루어진다.

이와 같은 본 고안은 세탁조(2)의 상단에 설치된 밸런서(20)의 내부에 고체 중량물인 이동부재(22)를 압축 코일스프링(23)에 의해 탄성지지시킴으로써 세탁물(24)이 세탁조(2)의 중심으로부터 편심된 상태로 탈수행정이 진행될 경우에도 보정 원심력이 작용하여 무게중심을 바로 잡아 세탁조(2)의 진동과 소음이 발생하지 않는 효과가 있다.

Description

세탁기의 편심 보정장치

본 고안은 세탁기의 편심 보정장치에 관한 것으로, 특히 세탁조 상부에 설치된 밸런서의 내측 공간부에 압축 코일스프링에 의해 탄성지지되는 이동부재를 설치하여 세탁물이 편심된 상태로 위치할 경우에도 탈수과정에서 편심을 보정하여 진동 및 소음을 발생되지 않도록 구성한 세탁기의 편심 보정장치에 관한 것이다.

일반적으로 펄세이터 방식 세탁기는 도 1 및 도 2와 같이 세탁조(50)의 중심에 설치된 펄세이터(51)가 정역회전함으로서 세탁조(50) 내에 와류를 형성하여 빨래를 세탁하는 방식의 세탁기이다.

이러한 펄세이터(51) 방식의 세탁기는 캐비넷(64)의 내측에 저수조(52)가 진동감쇄 조립체(17)에 지지된 상태로 설치되고, 상기한 저수조(52)의 내부에 세탁조(50)가 회전가능하게 설치된다.

그리고 세탁조(50)의 상단 내측 둘레에는 유체 밸런서(66)가 설치되며, 이 유체 밸런서(66)의 내부에는 다수에 격판(68)으로 구획된 셀(68)이 형성된다.

이때 상기한 격판(68)의 높이는 유체 밸런스(66)의 높이의 1/2을 이루며, 내부에는 염화 나트륨이나 염화칼슘 수용액 등 비중이 높은 용액이 50%로 충진되어 있다.

또한, 세탁조(50)의 하방에 설치된 펄세이터(51)를 구동시키기 위하여 저수조(52)의 하방 일측에 구동모터(53)가 설치되며, 저수조(52)의 중심 하방에는 구동모터(53)의 회전력에 의해 펄세이터(51) 및 세탁조(50)를 회전시키는 클러치 어셈블리(54)가 설치된다.

이러한 구동모터(53)의 회전력을 클러치 어셈블리(54)에 전달하기 위해 구동모터(53)의 구동축(55)에 구동풀리(56)가 결합되고, 클러치 어셈블리(54)의 제 3피동축(65)의 선단에는 피동풀리(57)가 결합되며, 상기한 구동풀리(56)와 피동풀리(57) 사이에는 벨트(58)가 연결된다.

그리고, 클러치 어셈블리(54)의 제 1피동축(59)은 세탁조(50)에 결합하여 세탁조(50)를 회전시키고, 제 2피동축(60)은 제 1피동축(59)의 내부를 통하여 펄세이터(51)와 연결되어 펄세이터(51)를 구동시킨다.

한편, 저수조(52)의 내측으로 급수 파이프(61)의 선단 일측이 위치하며, 상기한 급수 파이프(61)는 수도꼭지와 연결됨으로써 수돗물이 저수조(52)의 내부로 공급되도록 한다.

이와 함께 저수조(52)의 하부에 설치된 구동모터(53)의 타측에는 배수 파이프(62)가 설치되어 저수조(52)에 담긴 세탁수의 배수가 가능하도록 한다.

이러한 펄세이터(51) 방식 세탁기는 세탁조(50)에 세탁물(80)과 세제를 넣고 동작 시키면, 급수 파이프(61)를 통해 자동으로 물이 저수조(52)로 급수되어 세탁조(50)의 입출공(63)을 통해 세탁조(50) 내부로 유입된다.

그런 후에 구동모터(53)가 회전하면 구동풀리(56)와 벨트(58) 및 피동풀리(57)를 통하여 구동모터(53)의 회전력이 클러치 어셈블리(54)에 전달되어 제어부로부터 입력되는 신호에 의해 클러치 어셈블리(54)가 제 2피동축(60)을 회전시켜 펄세이터(51)를 회전시킴으로써 세탁조(50) 내에 와류를 형성하여 세탁이 진행되도록 한다.

계속해서 상기한 과정의 완료에 따라 세탁이 종료되면 제어부로부터 입력되는 신호에 의해 클러치 어셈블리(54)가 제 1피동축(59)으로 세탁조(50)를 회전시켜빨래를 탈수시킨다.

그리고 상기한 바와 같은 탈수행정시 도 1b 및 도 2에 도시된 바와 같이 세탁중에 세탁물(80)이 편중되어 있는 경우, 원심력에 의해 유체 밸런서(66)의 내부에 충진된 용액이 편심의 반대방향으로 이동하게 되고 세탁조(50)의 무게중심이 A선상에서 B선상으로 이동하게 된다.

이때, 이동된 충진용액에 의해 무게중심이 B선상에서 A선상으로 되도록 보정 원심력이 발생하게 되는데, 이와 같은 보정 원심력이 클수록 편심을 효과적으로 보정하여 세탁기에 발생하는 진동 및 소음을 방지 할 수 있게 된다.

그리고, 이와 같은 보정 원심력은 F = h · ρ · e · d2 · ω 2 와 같다.

여기에서 F 는 보정 원심력, h 는 밸런스의 높이, ρ 는 충진용액의 밀도, e는 편심거리, d 는 밸런스의 외경, ω 는 각속도를 나타낸다.

그런데, 이와 같이 보정 원심력을 크게 하기 위해 밸런스의 높이(h)와 밸런스의 외경(d)을 크게 하면 세탁기의 전체적 크기가 커지게 되는 단점이 있다.

또한, 충진용액의 밀도(ρ )를 높게 하려는 경우에는 세탁기의 충진용액으로서 갖추어야 할 무색, 무취, 무독성, 저빙점 및 저비용 등의 조건을 만족 시키는 충진용액에는 염화칼슘 수용액이나 염화나트륨 수용액 으로 한정된다.

그리고, 각속도 (ω)를 높히기 위해 회전속도를 빠르게 하는 경우 편심물에 의한 원심력도 커짐으로 의미가 없게 되며, 편심거리(e)를 크게하는 경우 편심량도 커짐으로 의미가 없게 된다.

따라서, 현재 사용중인 유체 밸런스(66)로는 더 이상 보정 원심력을 크게 할수 없는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 고안의 기술적 과제는 세탁조 상부에 설치된 밸런서의 내측 공간부에 압축 코일스프링에 의해 탄성지지되는 이동부재를 설치하여 세탁작업 중에 세탁물이 편심되게 위치되더라도 세탁조의 탈수시 편심이 보정되도록 함으로써 진동 및 소음의 발생을 차단할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 고안의 기술적 과제는,

중심선 C로부터 동일거리를 이루도록 세탁조의 주연 상단으로부터 중심부 방향으로 돌출되도록 형성되며, 내부에는 공간부를 갖는 사각단면의 밸런서; 및

상기 밸런서의 공간부의 외측 벽면에 선단 일측이 수평으로 고정된 압축 코일스프링에 의해 탄력 지지되는 블록형상의 이동부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 편심 보정장치를 제공함으로써 달성된다.

이하, 본 고안에 의한 세탁기의 편심 보정장치를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1a는 통상적인 구조를 갖는 종래의 유체 밸런서가 설치된 세탁기를 개략적으로 도시한 측단면도,

도 1b는 도 1a의 유체 밸런서가 작동하는 상태를 도시한 측단면도,

도 2는 도 1a의 유체 밸런서를 도시한 평단면도,

도 3a는 본 고안의 밸런서가 설치된 세탁기를 개략적으로 도시한 측단면도,

도 3b는 도 3a의 밸런서가 작동되는 상태를 도시한 측단면도,

도 4는 도 3a의 밸런서를 도시한 평단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 세탁조 20 : 밸런서

21 : 공간부 이동부재

23 : 압축 코일스프링 Fa : 이동부재의 원심력

Fb : 압축 코일스프링의 탄성력

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 고안에 의한 펄세이터형 세탁기는 캐비넷(1)의 내부에 저수조(3)가 진동감쇄 조립체(17)에 의해 지지된 상태로 설치되고, 저수조(3)의 내부에는 다수의 입출공(15)을 갖는 세탁조(2)가 조립된다.

그리고, 세탁조(2)의 상단 주연부에는 공간부(21)를 갖는 환형의 밸런서(20)가 중심부 방향으로 돌출된 상태로 형성되며, 상기한 밸런서(20)의 내부에는 압축 코일스프링(23)이 방사상으로 배열되고, 상기한 압축 코일스프링(23)의 타단으로는 이동부재(22)가 결합된다.

이때, 상기한 이동부재(22)는 고체의 중량물을 사용하여 구성한 것으로 블록형상으로 이루어지며 압축 코일스프링(23)에 의해 탄성지지된 상태를 갖는다.

그리고, 저수조(3)의 일측 하방에 외부로부터 전원이 인입되어 회전하는 구동모터(5)가 설치되고, 저수조(3)의 중심 하방에 클러치 어셈블리(10)가 설치된다.

또한, 구동모터(5)의 구동축(6)에 구동풀리(7)가 결합되고, 클러치 어셈블리(10)의 하방으로 형성된 제 3피동축(11)으로는 피동풀리(9)가 부착되어 구동풀리(7)의 구동력이 벨트(8)를 통해 피동풀리(9)에 전달되어 펄세이터(4)를 회전시킨다.

계속해서 클러치 어셈블리(10)의 상방으로 세탁조(2)를 회전시키는 제 1피동축(13)과 펄세이터(4)를 회동시키는 제 2피동축(14)이 설치된다.

그리고, 저수조(3)의 상단에 급수 파이프(16)의 일단이 삽입되고 타단이 수도꼭지에 연결되어 수돗물이 저수조(3)의 내부로 유입되며, 저수조(3)의 하단에 배수 파이프(12)가 설치되어 세탁수가 외부로 배출되는 것이다.

이와 같은 펄세이트형 세탁기를 이용하여 세탁을 하는 방법은 다음과 같다.

먼저 세탁조(2)에 세탁물(24)과 세제를 넣고 세탁기를 동작 시키면, 제어부의 제어에 따라 급수 파이프(16)를 통해 수돗물이 저수조(3)로 인입되도록 하며, 이와 같은 과정에 따라 유입된 수돗물은 세탁조(2)의 입출공(15)을 통해 세탁조(2)의 내부로 유입된다.

그리고, 구동모터(5)가 작동하여 구동축(6)에 축설된 구동풀리(7)를 회전시키고, 구동풀리(7)로부터 벨트(8)에 의해 회전력을 전달받은 피동풀리(9)가 클러치 어셈블리(10)를 회전 시킨다.

그러면, 제어부의 신호를 받아 클러치 어셈블리(10)가 제 2피동축(14)을 회전시킴으로써 펄세이트(3)가 정역회전하게 되어 세제가 용해된 세탁수가 와류를 형성하면서 세탁물(24)을 세탁을 진행하게 된다.

이와 같은 과정에 따라 세탁이 완료되면, 제어부에서 세탁수를 배수 시킨 후에 클러치 어셈블리(10)가 제 1피동축(13)을 회전시켜 세탁조(2)가 회전되도록 함으로써 원심력에 의한 탈수를 한다.

이때, 세탁조(2)의 내부에 세탁된 세탁물(24)이 세탁조(2)의 중심부로부터 균일하게 배열되여 편심되지 않은 경우에는, 도 3a에 도시된 바와 같이 밸런서의 공간부에 설치되는 이동부재의 이동이 없게된다.

그리고, 이와 같은 경우 이동부재(22)에 의한 원심력을 압축 코일스프링(23)의 탄성력보다 크거나 같게 압축 코일스프링 상수가 설정되어야 한다.

즉, 이동부재(22)에 작용하는 원심력 Fa = m · r · ω 2 이고, 압축 코일스프링(23)은 탄성력 Fb = kx 이다. 상기 식에서, Fa 는 원심력을 나타내고, m 은 이동부재(22)의 질량을 나타내며, r 은 중심거리를 나타내고, ω 는 각속도를 나타내며, Fb 는 압축 코일스프링(23)의 탄성력을 나타고, k 는 압축 코일스프링(23)의 탄성계수를 나타내며, x는 압축 코일스프링(23)의 이동거리는 나타낸 것이다.

그리고, 편심이 없는 경우 원심력과 탄성력의 관계는 kx ≥ m · r · ω 2 됨으로서, 압축 코일스프링(23)의 탄성력이 이동부재(22)의 원심력보다 크기 때문에 이동부재(22)가 밸런서(20)의 내측벽으로부터 떨어지지 않고 밀착되게 된다.

한편, 세탁조(2)의 내부에 세탁된 세탁물(24)이 세탁조(2)의 중심으로부터 균일하게 위치하지 않고 편중된 경우에는, 세탁조(2)가 회전시 심하게 진동된다.

특히, 회전운동의 중심인 클러치 어셈블리(10)로부터 멀리 떨어진 세탁조(2)의 상단이 심하게 내외측으로 진동하게 된다.

이와 같이 세탁물(24)이 편심된 경우에는 도 3b 및 도 4에 도시된 바와 같이 세탁조(2)의 무게중심이 C선상에서 D선상으로 이동하게 된다.

그러면, 중심거리가 r 에서 r'로 이동하여, Fa = m · r · ω 2 에서 중심거리인 r이 증가함으로서 폄심되는 측의 반대측으로 원심력이 증가하여 보정 원심력이 발생한다.

따라서, 편심이 발생하기 전에는 kx ≥ m · r · ω 2 조건을 만족하였으나, 편심이 된 상태에서는 kx ≤ m · r' · ω 2 로 되어 이동부재(22)의 원심력이 압축 코일스프링(23)의 탄성력보다 커짐으로서, 이동부재(22)가 밸런서(20)의 내측벽에서 떨어져 외측으로 밀리게 된다.

이와 같이 이동부재(22)가 외측으로 밀리면 무게중심이 D선상에서 C선상으로 다시 이동하게 되어, 세탁조(2)의 회전시 진동과 소음을 효과적으로 줄일 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안은 세탁조(2)의 상단에 설치된 밸런서(20)의 내부에 고체 중량물인 이동부재(22)를 압축 코일스프링(23)에 탄력지지되게 함으로서, 세탁조(2)에서 세탁된 세탁물(24)이 탈수전에 세탁조(2)의 중심으로부터 편심되어 무게중심이 이동되더라도 탈수행정시 보정 원심력이 작용하여 무게중심을 바로 잡아 세탁조(2)의 진동과 소음이 발생되지 않도록 하는 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 중심선 C로부터 동일거리를 이루도록 세탁조(20)의 주연 상단으로부터 중심부 방향으로 돌출되도록 형성되며, 내부에는 공간부(21)를 갖는 사각단면의 밸런서(20); 및

   상기 밸런서(20)의 공간부(21)의 외측 벽면에 선단 일측이 수평으로 고정된 압축 코일스프링(23)에 의해 탄력 지지되는 블록형상의 이동부재(22)로 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기의 편심 보정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 압축 코일스프링(23)의 탄성계수(k)는,

   압축 코일스프링(23)의 탄성력(Fb)이 이동부재(22)의 원심력(Fa)보다 크거나 같은 조건을 만족 시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 세탁기의 편심 보정장치.