KR20040098767A - 세탁기 댐퍼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세탁기의 댐퍼에 관한 것으로, 실린더와; 상기 실린더와 이격되어 있으며, 일측판에 공기 누설홀(Leakage hole)이 형성되고, 타측판에 적어도 하나 이상의 공기 유통로들 및 공기 차단밸브들이 형성된 원통형 공기 챔버와; 상기 원통형 공기 챔버의 외주면에 장착된 링형 고정부재와; 상기 링형 고정부재의 외주면에 고정되며, 실린더의 내부면에 밀착되는 제 1 마찰링(Friction ring)과; 상기 원통형 공기 챔버의 타측판에 일단이 부착되어 상기 실린더 내부면과 이격되어 있으며, 피스톤이 타단에 연장된 가이드 바와; 상기 가이드 바의 외주면을 감싸서 전달되는 힘에 의해 미끄러지며, 적어도 하나 이상의 공기 유통로들 및 공기 차단밸브들이 형성된 슬라이더와; 상기 슬라이더의 외주면에 고정되어 상기 실린더의 내부면에 밀착되는 제 2 마찰링으로 구성된다.
따라서, 본 발명은 공기 챔버의 감쇠로 전달력의 파형을 변화시켜 세탁기의 진동 및 소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
더불어, 변위가 큰 과도진동 시에는 슬라이더와 공기 챔버 각각에 형성된 마찰링의 마찰력에 의해 터브의 진동이 감쇠되어 높은 감쇠력이 발휘되고, 변위가 작은 정상적인 진동시에는 공기챔버의 마찰링만 작용되어 낮은 감쇠력이 발휘되는 2단계의 감쇠력을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

세탁기 댐퍼{Damper of washing machine}
본 발명은 세탁기 댐퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변위가 큰 과도진동 시에는 슬라이더와 공기 챔버 각각에 형성된 마찰링의 마찰력에 의해 터브의 진동이 감쇠되어 높은 감쇠력이 발휘되고, 변위가 작은 정상적인 진동시에는 공기챔버의 마찰링만 작용되어 낮은 감쇠력이 발휘되는 2단계의 감쇠력을 구현할 수 있으며, 또한 공기 챔버에 있는 마찰링의 감쇠로 전달력의 파형을 변화시켜 세탁기의 진동 및 소음을 저감시킬 수 있는 세탁기 댐퍼에 관한 것이다.
일반적으로, 세탁기는 세탁, 헹굼 및 탈수 행정을 수행하여 세탁물을 세탁하는 장치이다.
이런 세탁기는 방식에 따라 세탁조의 하부에 작은 날개가 붙은 회전날개가 회전할 때, 생기는 수류가 세탁물에 충격을 주어 세탁하는 펄세이터 방식, 세탁조의 중앙에 날개가 붙어있는 큰 교반 날개가 규칙적으로 방향이 반전되면서 수류를 형성하여 세탁하는 에지테이터 방식, 드럼 내에 세탁물 넣고 드럼을 회전시켜 낙차에 따른 충격과 세제의 세정력으로 세탁하는 드럼 방식으로 구분된다.
특히, 드럼 방식은 다른 방식에 비해 세탁물의 손상이 적고, 세액이 적게 드는 장점이 있어 유럽 등에서 널리 쓰이고 있으며 전세계적으로도 점차 시장점유율이 증가하는 추세에 있다.
도 1은 일반적인 드럼 세탁기의 기본 구성도로서, 급수와 배수 관련부를 제외하면 본체(11), 댐퍼(12)와 스프링(13)에 의해 고정되어 있는 터브(14), 터브(14) 내부에서 모터(15)에 의해 회전하는 드럼(16) 등으로 구성된다.
이러한 드럼 세탁기의 세탁 행정을 설명하면, 예를 들어 드럼 세탁기의 드럼(6) 내부에 세탁물을 투입하여 포량을 감지한 후, 포량에 따라 수위, 세제량 및 전체 세탁 시간을 결정한다.
이로부터 세탁 행정과 헹굼 행정을 마친 후 탈수 행정으로 진입하는데 탈수 행정은 분당 1000회 이상으로 드럼을 회전시킴으로써, 원심력을 이용하여 탈수를 수행한다.
이때, 드럼(16) 내의 세탁물이 편중되어 터브(14) 및 본체(11)에 심한 진동이 전달되고 동시에 소음이 발생하게 된다.
이렇게 세탁이 진행되는 동안 회전하는 드럼의 진동과 소음을 저감시키기 위하여 하우징과 터브 사이에는 댐퍼(Damper)가 장착되어 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 드럼세탁기의 댐퍼의 단면도로서, 터브(Tub)에 연결되는 제 1 결합용 고리(31)와; 상기 제 1 결합용 고리(31)에 연장된 실린더(32)와; 상기 실린더(32)의 내부에 삽입되는 피스톤(34)과; 상기 피스톤(34)의 일단부에 형성된 가이드부재(35)와; 상호 이격되어 있으며, 상기 실린더(32) 내부면에 밀착되도록, 상기 가이드부재(35)의 외주면에 형성된 제 1과 2 마찰링(Frictionring)(36,37)과; 상기 피스톤(34)의 타단부에 형성되며, 세탁기의 하우징에 연결되는 제 2 결합용 고리(33)로 구성된다.
그러므로, 드럼세탁기의 댐퍼는 하우징과 터브의 사이에 연결되어, 세탁과 탈수시 드럼의 회전으로 진동이 발생되면, 상기 피스톤(34)이 실린더(32) 내부를 왕복 운동하며, 완충작용을 수행한다.
이 때, 상기 피스톤(34)이 실린더(32) 내부에서 왕복 운동시, 상기 피스톤(34)의 일단부에 설치된 제 1과 2 마찰링(36,37)은 실린더(32) 내부면에 밀착되어 마찰됨으로써, 드럼의 움직임을 제한하거나 하우징에 전달되는 힘을 저감시키게 된다.
그러므로, 종래 기술에 따른 드럼세탁기의 댐퍼는 마찰링이 피스톤 상에 고정 설치됨으로 인하여, 댐퍼가 마찰링의 마찰력으로만 진동을 감쇠하게 된다.
따라서, 마찰링만을 이용한 감쇠력(Damping force)으로는 탈수시 드럼을 가속시키는 도중 발생하는 과도진동 시의 드럼의 격렬한 진동과 정상적인 탈수시 드럼의 일반적인 진동에 각각 대응하기 어려운 단점이 있다.
결과적으로, 종래 기술에 따른 드럼세탁기의 댐퍼에 있어서, 마찰현상의 특성상 하우징으로 전달되는 힘은 도 3과 같은 사각파형의 형태이며, 이러한 전달력의 주파수 특성은 구동 주파수의 조화(Harmonic) 성분에 해당되는 모든 주파수에서 피크를 야기함으로써, 하우징 등 기판 구조물과의 공진 발생 가능성이 커지고, 전달력의 크기가 변위와 관계없이 거의 일정하여 변위가 작은 정상적인 탈수시에도 진동과 소음이 발생되는 원인이 되었다.
도 4는 종래 기술에 따른 다른 드럼세탁기의 댐퍼의 단면도로서, 실린더(32)의 내부에 삽입되는 피스톤(34)의 단부에 가이드 바(51)의 일측부가 연결되고, 상기 가이드 바(51)의 타측부에 상기 실린더(32)와 이격된 원판형 스토퍼(52)가 고정되고, 상기 가이드 바(51)의 외주면을 따라, 전달되는 힘에 의해 미끄러지는 슬라이더(60)가 상기 가이드 바(51)의 외주면에 장착되고, 상기 실린더(32)의 내부면에 밀착되는 마찰링(61)이 상기 슬라이더(60)에 고정되고, 상기 원판형 스토퍼(52)와 슬라이더(60) 사이와 슬라이더(60)와 피스톤(34) 사이 각각에 스프링(71)이 설치되어 구성된다.
이렇게 구성된 도 4의 세탁기 댐퍼는 변위가 작을 때는 마찰링이 움직이지 않고, 스프링에 의하여 상대적으로 적은 전달력만 발생하므로, 탈수시 정상상태에서 진동소음이 줄어드는 장점이 있으나, 과도상태에서는 충분한 감쇠력(Damping force)을 주지 못하여 진동이 커지게 되는 단점이 있다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 변위가 큰 과도(Transient)진동 시에는 슬라이더와 공기 챔버 각각에 형성된 마찰링의 마찰력에 의해 터브의 진동이 감쇠되어 높은 감쇠력이 발휘되고, 변위가 작은 정상적인 진동시에는 공기챔버의 마찰링만 작용되어 낮은 감쇠력이 발휘되는 2단계의 감쇠력을 구현할 수 있으며, 또한 공기 챔버에 있는 마찰링의 감쇠로 전달력의 파형을 변화시켜 세탁기의 진동 및 소음을 저감시킬 수 있는 세탁기 댐퍼를 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, 실린더와;
상기 실린더와 이격되어 있으며, 일측판에 공기 누설홀(Leakage hole)이 형성되고, 타측판에 적어도 하나 이상의 공기 유통로들 및 공기 차단밸브들이 형성된 원통형 공기 챔버와;
상기 원통형 공기 챔버의 외주면에 장착된 링형 고정부재와;
상기 링형 고정부재의 외주면에 고정되며, 실린더의 내부면에 밀착되는 제 1 마찰링(Friction ring)과;
상기 원통형 공기 챔버의 타측판에 일단이 부착되어 상기 실린더 내부면과 이격되어 있으며, 피스톤이 타단에 연장된 가이드 바와;
상기 가이드 바의 외주면을 감싸서 전달되는 힘에 의해 미끄러지며, 적어도 하나 이상의 공기 유통로들 및 공기 차단밸브들이 형성된 슬라이더와;
상기 슬라이더의 외주면에 고정되어 상기 실린더의 내부면에 밀착되는 제 2 마찰링으로 구성된 세탁기 댐퍼가 제공된다.
도 1은 일반적인 드럼 세탁기의 기본 구성도
도 2는 종래 기술에 따른 드럼세탁기의 댐퍼의 단면도
도 3은 도 2의 댐퍼에 세탁기 진동에 따라 전달되는 힘의 파형을 도시한 도면
도 4는 종래 기술에 따른 다른 드럼세탁기의 댐퍼의 단면도
도 5는 본 발명에 따른 세탁기의 댐퍼
도 6은 본 발명에 따른 세탁기의 댐퍼에 있는 공기챔버, 슬라이더와 피스톤의 부분 단면 사시도
도 7a와 7b는 본 발명에 따른 세탁기 댐퍼의 동작원리를 설명하기 위한 개략적인 구성을 도시한 도면
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁기 댐퍼의 단면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101,190 : 결합용 고리 102 : 실린더
110 : 공기챔버 115 : 공기누설홀(Leakage hole)
117,156 : 공기 유통로 118,155 : 공기 차단 밸브
120 : 링형 고정부재 121,161 : 마찰링(Friction ring)
130 : 가이드 바 151a,151b : 슬라이더 부재
152a,152b : 링형 원판 153 : 링형 지지부재
170 : 플렉서블(Flexible) 튜브 180 : 피스톤
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 세탁기의 댐퍼로서, 회전가능한 드럼이 내측에 설치되는 터브(Tub)와 연결되는 실린더(102)와; 상기 실린더(102)와 이격되어 있으며, 일측판에 공기 누설홀(Leakage hole)(115)이 형성되고, 타측판에 적어도 하나 이상의 공기 유통로들(117) 및 공기 차단밸브들(118)이 형성된 원통형 공기 챔버(110)와; 상기 원통형 공기 챔버(110)의 외주면에 장착된 링형 고정부재(120)와; 상기 링형 고정부재(120)의 외주면에 고정되며, 상기 실린더(102)의 내부면에 밀착되는 제 1 마찰링(Friction ring)(121)과; 상기 링형 고정부재(120)의 내측면에 밀착되어 삽입되어 있으며, 상기 원통형 공기 챔버(110)의 타측판에 일단이 부착되어 상기 실린더(102) 내부면과 이격되어 있는 가이드 바(130)와; 상기 가이드 바(130)의 타단으로 연장되며, 하우징과 연결되는 피스톤(180)과; 상기 가이드 바(130)의 외주면을 감싸서 전달되는 힘에 의해 미끄러지며, 공기 유통로(156) 및 공기 차단밸브(155)가 형성된 슬라이더(150)와; 상기 슬라이더(150)의 외주면에 고정되어 상기 실린더(102)의 내부면에 밀착되는 제 2 마찰링(161)으로 구성된다.
여기서, 본 발명의 세탁기 댐퍼는 상기 터브와 연결되며, 상기 실린더(102)에 연장된 제 1 결합용 고리(101)와; 상기 세탁기의 하우징에 연결되며, 피스톤(180)의 타단부에 형성된 제 2 결합용 고리(190)가 더 구비되어 있는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 세탁기의 댐퍼에 있는 공기챔버, 슬라이더와 피스톤의 부분 단면 사시도로서, 먼저, 공기 챔버(110)는 터브측의 일측면에 공기 누설홀(Leakage hole)(115)이 형성되고, 타측면에 공기 유통로(117) 및 공기 차단밸브(118)가 형성되어 있으며, 링형 고정부재(120)가 원주의 외주면을 따라 장착되어 있으며, 상기 링형 고정부재(120)와 실린더의 내부면에 위치되는 제 1 마찰링(121)이 상기 링형 고정부재(120)를 감싸서 장착되어 있다.
그리고, 슬라이더(150)는 가이드 바(130)의 외주면을 감싸며 미끄러질 수 있으며, 상호 이격된 한 쌍의 슬라이더 부재(151a,151b)와; 상기 한 쌍의 슬라이더 부재(151a,151b)에 내측이 각각 고정되고, 하나의 슬라이더 부재(151a)에 적어도 하나 이상의 공기 유통로들(156a) 및 공기 차단 밸브들(155)이 형성되고, 다른 하나의 슬라이더 부재(151b)에 상기 공기 유통로들(156a)들과 대응되는 위치에 적어도 하나 이상의 공기 유통로들(156b)이 형성된 제 1과 2 링형 원판(152a,152b)과; 상기 제 1과 2 링형 원판(152a,152b)의 사이에 고정되어 내부를 밀폐하는 링형 지지부재(153)로 구성된다.
여기서, 상기 링형 지지부재(153) 외주면에는 제 2 마찰링(161)이 안착되어 실린더(102)의 내부면에 밀착되는 것이다.
한편, 상기 슬라이더 부재(151a,151b)는 도 6에 도시된 바와 같이, 90°회전시킨 'ㄷ'자형으로 구성하는 것이 바람직하다.
도 7a와 7b는 본 발명에 따른 세탁기 댐퍼의 동작원리를 설명하기 위한 개략적인 구성을 도시한 도면으로서, 세탁기의 세탁 및 탈수시 터브의 진동에 따라 실린더가 움직일 때, 도 7a에 도시된 바와 같이, 실린더가 터브 방향으로 움직이는 경우, 슬라이더(150)가 터브 방향으로 이동함으로써, 공기 챔버(110)와 슬라이더(150) 사이의 거리(L)가 짧아 공간이 작아지고, 그 공간의 압력이 증가하여 공기 챔버의 밸브(118)는 열리고, 슬라이더의 밸브(155)는 닫히면서, 공기 챔버(110) 내에 공기가 유입되어 압력이 증가하게 된다.
그리고, 도 7b에 도시된 바와 같이, 실린더가 하우징 방향으로 움직이는 경우, 슬라이더(150)는 하우징 방향으로 이동함으로써, 공기 챔버(110)와슬라이더(150) 사이의 거리(L)가 길어져 공간이 커져, 그 공간의 압력이 낮아지고, 공기 챔버(110)의 밸브(118)는 닫히고, 슬라이더의 밸브(155)는 열리면서, 공기 챔버(110)와 슬라이더(160)의 사이 공간의 압력은 대기압과 같아지고, 공기 챔버의 압력은 일정하게 유지된다.
따라서, 과도진동과 같이 변위가 큰 진동이 반복될 경우, 공기 챔버(110)의 압력은 지속적으로 상승하게 되고, 공기 챔버(110)는 팽창하여 제 1 마찰링(121)에 의한 감쇠력은 커지게 된다.
더 상세히 설명하면, 상기 공기 챔버(110)의 내부 압력이 증가되면, 상기 공기 챔버(110)의 부피가 팽창하여 제 1 마찰링(121)을 실린더(102)의 내부면에 더욱 가압시켜 제 1 마찰링과 실린더 내벽면 사이의 마찰력이 증대되고, 그에 따라 댐퍼의 감쇠력은 커지게 된다.
그러므로, 상기 공기 챔버(110)는 플렉서블(Flexible)한 재료를 사용하여 형성하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 상기 제 1 마찰링(121)을 지지 및 고정하는 링형 고정부재가 부착되어 있는 상기 공기 챔버(110)의 부분을 플렉서블한 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 실린더의 변위가 더욱 커질 경우에는, 상기 공기 챔버(110) 또는 피스톤(180)이 상기 슬라이더(150)와 접촉하여 상기 슬라이더(150)를 같이 이동시키게 되므로, 증대된 제 1 마찰링(121)의 마찰력에 제 2 마찰링(161)의 마찰력이 더해져 더욱 큰 진동 감쇠력을 갖게된다.
그리고, 변위가 작은 진동이 반복될 경우, 공기 챔버로 유입되는 공기량은공기 누설홀로 유출되는 공기량보다 작아 공기 챔버의 압력은 낮아져, 제 1 마찰링(121)은 작용하지 않고, 제 2 마찰링(161)만 작용함으로써, 댐퍼의 감쇠력은 감소된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁기 댐퍼의 단면도로서, 공기 챔버(110)와 슬라이더(150)의 사이면에 플렉서블(Flexible) 튜브(170)가 장착되어 있으며, 상기 공기 챔버(110)와 슬라이더(150) 사이의 공간이 밀폐됨으로써, 공기 챔버(110)와 슬라이더(150)의 사이에서 유통되는 공기의 유출을 막을 수 있고, 공기 챔버(110)와 슬라이더(150) 충돌시 소음을 줄일 수 있는 장점이 있다.
여기서, 상기 플렉서블 튜브(170)는 상기 공기 챔버(110)와 슬라이더(150)에 각각 연결되어 장착되어 있으므로, 공기 챔버(110)와 슬라이더 사이 공간은 밀폐된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 공기 챔버의 감쇠로 전달력의 파형을 변화시켜 세탁기의 진동 및 소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
더불어, 변위가 큰 과도진동 시에는 슬라이더와 공기 챔버 각각에 형성된 마찰링의 마찰력에 의해 터브의 진동이 감쇠되어 높은 감쇠력이 발휘되고, 변위가 작은 정상적인 진동시에는 공기챔버의 마찰링만 작용되어 낮은 감쇠력이 발휘되는 2단계의 감쇠력을 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며,이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

  1. 실린더와;
    상기 실린더와 이격되어 있으며, 일측판에 공기 누설홀(Leakage hole)이 형성되고, 타측판에 적어도 하나 이상의 공기 유통로들 및 공기 차단밸브들이 형성된 원통형 공기 챔버와;
    상기 원통형 공기 챔버의 외주면에 장착된 링형 고정부재와;
    상기 링형 고정부재의 외주면에 고정되며, 실린더의 내부면에 밀착되는 제 1 마찰링(Friction ring)과;
    상기 원통형 공기 챔버의 타측판에 일단이 부착되어 상기 실린더 내부면과 이격되어 있으며, 피스톤이 타단에 연장된 가이드 바와;
    상기 가이드 바의 외주면을 감싸서 전달되는 힘에 의해 미끄러지며, 적어도 하나 이상의 공기 유통로들 및 공기 차단밸브들이 형성된 슬라이더와;
    상기 슬라이더의 외주면에 고정되어 상기 실린더의 내부면에 밀착되는 제 2 마찰링으로 구성된 세탁기 댐퍼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이더는,
    상기 가이드 바의 외주면을 감싸며 미끄러질 수 있으며, 상호 이격된 한 쌍의 슬라이더 부재와;
    상기 한 쌍의 슬라이더 부재에 내측이 각각 고정되고, 하나의 슬라이더 부재에 적어도 하나 이상의 공기 유통로들 및 공기 차단 밸브들이 형성되고, 다른 하나의 슬라이더 부재에 상기 공기 유통로들과 대응되는 위치에 적어도 하나 이상의 공기 유통로들이 형성된 제 1과 2 링형 원판과;
    상기 제 1과 2 링형 원판의 사이에 고정되어 내부를 밀폐하는 링형 지지부재로 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기 댐퍼.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 링형 고정부재와 원통형 공기 챔버는 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세탁기 댐퍼.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 챔버의 전체 또는 상기 제 1 마찰링을 지지 및 고정하는 링형 고정부재가 부착되어 있는 부분을 플렉서블(Flexible)한 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 세탁기 댐퍼.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 챔버와 슬라이더의 사이에 플렉서블(Flexible) 튜브가 상기 공기 챔버와 슬라이더 각각에 연결되어 더 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 세탁기 댐퍼.
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