KR20070086309A

KR20070086309A - 자동 밸런싱 장치

Info

Publication number: KR20070086309A
Application number: KR1020077013629A
Authority: KR
Inventors: 데이빗 마이클 존스; 매튜 찰스 에드워드 윌슨; 매튜 다미안 해리슨
Original assignee: 다이슨 테크놀러지 리미티드
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2007-08-27
Also published as: CN101061270A; GB2420350A; JP2008520303A; GB0425313D0; RU2007122512A; CA2587591A1; US20080034917A1; WO2006054046A1; AU2005305664A1; EP1815055A1; TW200630514A; US8286531B2

Abstract

본 발명은, 축(18; 118; 118a; 218; 318)을 중심으로 회전가능한 회전체(12)에 존재하는 불평형 질량을 상쇄하는 자동 밸런싱 장치(50; 150; 150a; 250; 350)를 제공하며, 상기 자동 밸런싱 장치(50; 150; 150a; 250; 350)는 복수의 카운터밸런싱 질량체(60, 70; 160, 170, 190; 160a, 170a; 264, 274; 374)를 포함하고, 각각의 상기 카운터밸런싱 질량체는 밸런싱 힘(FB; FB1, Fb1; FB2)을 발생하기 위하여 상기 축(18; 118; 118a; 218; 318)을 중심으로 원형 경로로 이동가능하다. 실제로, 상기 밸런싱 힘(FB; FB1, Fb1; FB2)은 최대값과 최소값 사이에서 가변될 수 있는 합성 밸런싱 힘(FR)을 발생하기 위하여 조합된다. 상기 자동 밸런싱 장치(50; 150; 150a; 250; 350)는, 상기 축(18; 118; 118a; 218; 318)을 중심으로 상기 회전체(12)의 제1 회전 속도에서는, 상기 복수의 카운터밸런싱 질량체(60, 70; 160, 170, 190; 160a, 170a; 264, 274; 374) 중 적어도 하나의 질량체의 운동이 구속되어, 실질적으로 일정한, 비-제로 합성 밸런싱 힘(FR)이 발생되고, 상기 합성 밸런싱 힘(FR)은 상기 축(18; 118; 118a; 218; 318)을 중심으로 자유로이 회전될 수 있다. 상기 축(18; 118; 118a; 218; 318)을 중심으로 상기 회전체(12)의 제2 회전 속도에서는, 상기 카운터밸런싱 질량체(60, 70; 160, 170, 190; 160a, 170a; 264, 274; 374)는 불평형 질량이 상쇄되는 위치에 위치하게 될 수 있다. 상기 자동 밸런싱 장치(50; 150; 150a; 250; 350)는, 사용되는 시스템의 임계 속도 이하의 속도에서 불평형 질량의 적어도 부분적인 상쇄를 가능하게 하는데, 이것은 임계 속 도를 추월하는 회전체(12)의 최대 편위를 감소시킨다.

평형, 밸런서, 카운터밸런싱, 질량, 질량체, 매스, 불평형, 임계 속도, 회전 속도, 회전체

Description

자동 밸런싱 장치{AUTOMATIC BALANCING DEVICE}

본 발명은 축을 중심으로 회전가능한 회전체에 존재하는 불평형 질량을 상쇄(counterbalancing)하는 자동 밸런싱 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 세탁 및 스피닝 사이클(spinning cycle) 중에 세탁기의 불평형 질량을 상쇄하는, 세탁기용으로 적합한 자동 밸런싱 장치에 관한 것이기는 하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

회전체의 불평형 질량을 상쇄하는 자동 밸런싱 장치가 공지되어 있다. 회전체가 회전되고 있는 시스템의 임계 속도 이상의 속도에서, 자유로이-회전가능한 카운터밸런싱 질량체(counterbalancing masses)가, 불평형 질량(out-of-balance mass)이 상쇄되는 위치로 자동적으로 위치하게 되는 공지의 원리로 다수의 장치가 작동한다. 또한, 상기 카운터밸런싱 질량체가 임계 속도 이하의 속도에서 구속받지 않은 상태로 있으면, 회전체의 편위를 악화시키는데, 이는 매우 바람직하지 않은 것으로 인식되어 왔다. 이러한 문제를 제거하기 위하여, 임계 속도 이하의 속도에서, 카운터밸런싱 질량체가 축을 중심으로 밸런스 위치에 고정되어, 시스템에 악영향을 미치기보다는, 전혀 영향을 미치지 않도록 되어 있는 장치가 제안되었다. 이러한 장치의 예가 미국 특허 US 5,813, 253호 및 영국 특허 GB 1,092,188호에 개 시되어 있다.

영국 특허 GB 2,388,849호는 임계 속도 이상은 물론 임계 속도 이하의 속도에서도 질량체의 분리(separation)를 제한하기 위하여, 구속 수단이 2개의 카운터밸런싱 질량체에 영구적으로 제공되는, 세탁기용으로 적합한 개선된 자동 밸런싱 시스템을 개시한다. 임계 속도 이하의 속도에서 어느 정도의 상쇄가 상기 시스템으로 달성될 수 있다. 상기 시스템은 상기 장점을 가지고 있지만, 임계 속도 이하에서 달성될 수 있는 상쇄량이 시간에 따라 변화되므로, 최상의 결과를 얻기 위해서는 회전 속도가 임계 속도까지 증가되거나 임계 속도를 추월하는 시점(point)이 신중하게 제어될 필요가 있다는 단점을 가지고 있다. 또한 동일한 구속이 임계 속도 이상에서는 물론 이하에서도 카운터밸런싱 질량체에 적용된다는 사실은, 다수의 경우에 질량체의 효과를 억제할 수도 있다.

본 발명의 목적은 카운터밸런싱 질량체가 임계 속도 이하에서는 적어도 부분적인 상쇄를 제공할 수 있지만 임계 속도 이상의 속도에서는 완전한 상쇄 효과를 제공할 수 있는 자동 밸런싱 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 회전체의 최대 편위를 확실하고 간단하게 최소화할 수 있는 자동 밸런싱 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 임계 속도를 갖는 동적 시스템의 축을 중심으로 회전가능한 회전체에 존재하는 불평형 질량을 상쇄하는 자동 밸런싱 장치에 있어서,

상기 자동 밸런싱 장치는 복수의 카운터밸런싱 질량체를 포함하고, 각각의 상기 카운터밸런싱 질량체는 밸런싱 힘을 발생하기 위하여 상기 축을 중심으로 원형 경로로 이동될 수 있고, 상기 밸런싱 힘은 실제로, 최대값과 최소값 사이에서 가변될 수 있는 합성 밸런싱 힘을 발생하기 위하여 조합되며,

상기 자동 밸런싱 장치는, 상기 회전체의 임계 속도 이하의 제1 회전 속도에서는, 상기 복수의 카운터밸런싱 질량체 중 적어도 하나의 질량체의 운동이 구속되어, 실질적으로 일정한, 비-제로 합성 밸런싱 힘이 발생되고, 상기 회전체의 임계 속도 이상의 제2 회전 속도에서는, 상기 카운터밸런싱 질량체는 불평형 질량이 상쇄되는 위치에 위치하게 되며,

상기 합성 밸런싱 힘은 상기 축을 중심으로 자유로이 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치를 제공한다.

적어도 하나의 카운터밸런싱 질량체의 구속의 결과로서 발생되는 비-제로 합성 밸런싱 힘은, 회전체에 존재하는 불평형 질량을 임계 속도 이하에서 부분적으로 상쇄될 수 있도록 한다. 합성 밸런싱 힘이 실질적으로 일정하다는 것은, 시간에 따라 상쇄 능력의 변형량을 제거하거나 또는 감소시킨다. 이것은, 회전체의 회전 속도가 임계 속도까지 증가되고 임계 속도를 추월하여 증가될 필요가 있을 때, 최대 편위를 최소로 유지하기 위하여 사용될 필요가 있는 제어의 레벨을 사용할 필요가 없다는 것을 의미한다. 최대 편위를 최소로 유지하는 장점이 잘 이해된다.

바람직하게는, 상기 제2 회전 속도는 상기 장치의 상기 임계 속도보다 높게 미리 설정된 속도보다 높은 속도이다. 이것은 카운터밸런싱 질량체가 임계 속도 이상의 모든 속도에서 이동될 수 있으면 발생되는 바람직하지 못한 진동에 대한 가능성을 감소시킨다.

상기 회전체에 어떠한 불평형-질량도 없을 때, 완전한 밸런싱이 발생될 수 있도록 상기 합성 밸런싱 힘의 최소값은 제로인 것이 바람직하다.

제1 회전 속도에서, 상기 합성 밸런싱 힘은 합성 밸런싱 힘의 최대값의 절반 미만, 바람직하게는 5% 내지 35% 사이, 및 보다 바람직하게는 15% 내지 20%에 있는 것이 바람직하다. 상기 값은 세탁기의 특정 적용시 광범위한 불평형 값에 대하여 적당한 상쇄량을 확실하게 제공하는 것으로 알게 되었다.

바람직하게는, 상기 자동 밸런싱 장치는 구속 수단(restraining means)을 추가로 포함하고, 상기 구속 수단은 상기 제1 회전 속도에서 작동되고 상기 제2 회전 속도에서 작동되지 않는다. 이러한 구조는 상이한 작동 모드가 임계 속도 이하 및 임계 속도 이상에도 사용될 수 있도록 하며, 따라서 각 작동 모드의 장점이 어느 하나의 모드의 장치의 작동을 손상시키지 않으면서 달성될 수 있는 것을 보장한다.

바람직한 실시예에서, 2개의 카운터밸런싱 질량체가 축을 중심으로 선회가능하게 장착된다. 구속 수단이 작동될 때, 상기 카운터밸런싱 질량체에 의하여 발생되는 밸런싱 힘 사이의 각도는 140°내지 175°범위, 바람직하게는 155°내지 165°범위에 있다. 또한, 상기 값은 실제 적용시, 특히 세탁기의 관계에서, 광범위한 불평형 값에 대하여 적당한 상쇄량을 제공하는 것을 알게 되었다.

다른 실시예에서, 적어도 3개의 카운터밸런싱 질량체를 구비하며, 상기 상호 결합 수단이 작동 될 때, 상기 카운터밸런싱 질량체 중 1개의 질량체를 제외한 나머지 질량체들은 모두 서로에 대하여 이동되는 것이 방지되어, 어떠한 합성 밸런싱 힘도 발생되지 않으며, 나머지 카운터밸런싱 질량체는 상기 축을 중심으로 자유로이 선회가능하다. 이러한 구조는 비교적 제조하기 간단한 장점을 가지고 있다.

주로 수직축 구조용으로 적합한 또 다른 실시예에서, 상기 카운터밸런싱 질량체는, 중앙부, 상기 중앙부의 축방향 외측으로 배치되는 환형의 레이스, 및 상기 중앙부와 상기 환형부 사이에 연장되는 상향 경사부를 갖는 지지면에 지지되고, 상기 구속 수단은 상기 중앙부와 상기 상향 경사부 사이에 배치되는 원통형 립(lip)을 포함한다. 상기 카운터밸런싱 질량체는 원통형 립의 바로 내측으로 연속 원을 형성하도록 크기를 갖는 구형 볼로서 형성되고, 적어도 하나의 구형 볼은 나머지 볼의 질량에 비하여 감소된 질량을 가지고 있다. 바람직하게는, 상기 볼의 개수는 적어도 2개이고 볼의 전체 개수의 인자가 아니다. 이러한 타입의 구조는, 볼로부터 이격되어, 어떠한 가동 부품도 필요하지 않으며, 볼이 립 내부에 배치될 때, 감소된 질량의 볼의 존재는, 불변의 밸런싱 힘이 발생되는 것을 보장한다는 장점을 가지고 있다.

또한 본 발명은 축을 중심으로 회전가능한 회전체에 존재하는 불평형 질량을 상쇄하는 장치에 있어서,

이전에 설명된 제1 자동 밸런싱 장치, 및 이전에 설명된 제2 자동 밸런싱 장치를 포함하고, 상기 제1 및 제2 자동 밸런싱 장치는 동축상에 배치되고 상기 축을 따라서 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 카운터밸런싱 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 축을 중심으로 회전가능한 회전체에 존재하는 불평형 질량을 상쇄하는 불평형 질량의 카운터밸런싱 방법에 있어서,

상기 회전체는 복수의 카운터밸런싱 질량체를 갖는 밸런싱 장치를 구비하며, 상기 각각의 카운터밸런싱 질량체는 상기 축을 중심으로 원형 경로로 이동될 수 있으며, 상기 방법은,

(a) 각각의 상기 카운터밸런싱 질량체가 밸런싱 힘을 발생하도록 상기 회전체를 구비한 시스템의 임계 속도 이하의 속도에서 상기 회전체를 회전시키는 단계;

(b) 실질적으로 일정한, 비-제로 합성 밸런싱 힘이 발생되고, 상기 합성 밸런싱 힘이 상기 축을 중심으로 자유로이 회전될 수 있도록, 적어도 일부의 상기 카운터밸런싱 질량체의 운동을 구속하는 단계;

(c) 상기 회전체를 구비한 상기 시스템의 상기 임계 속도보다 높은 속도로 상기 회전체의 회전 속도를 증가시키는 단계; 및

(d) 상기 카운터밸런싱 질량체로부터 상기 구속을 제거하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 불평형 질량의 카운터밸런싱 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 방법의 장점은 본 발명에 따른 장치의 장점과 유사하다.

바람직하게는, 적어도 일부의 상기 카운터밸런싱 질량체의 운동을 구속하는 단계는, 상기 카운터밸런싱 질량체 사이의 상대 운동을 방지하면서 연결된 카운터밸런싱 질량체의 회전이 상기 축을 중심으로 가능하도록 상기 카운터밸런싱 질량체를 모두 서로 연결하는 단계를 포함한다.

상기 카운터밸런싱 질량체에 의하여 발생되는 합성 밸런싱 힘은, 최대 가능 합성 밸런싱 힘의 5% 내지 35%, 바람직하게는 15% 내지 20%에 있다. 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 값은 광범위한 불평형 값에 대하여 적당한 상쇄량을 제공한다.

추가의 장점 및 바람직한 특징이 종속항에 설명된다.

이하에서 본 발명의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 설명된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 다른 자동 밸런싱 장치를 통합한 세탁기의 개략적인 측면도이다.

도 2는 도 1의 세탁기의 자동 밸런싱 장치 형성 부품의 개략적인 확대 측면도이다.

도 3은 서로 래치 결합되는 카운터밸런싱 질량체를 나타내는 도 2의 자동 밸런싱 장치의 필수 부품의 정면도이다.

도 4는 도 2의 자동 밸런싱 장치의 래치 형성 부품의 확대 정면도이다.

도 5는 래치 결합 해제되고 중간 위치에 있는 카운터밸런싱 질량체를 나타내는 도 3과 유사한 정면도이다.

도 6은 래치 결합 해제되고 합성 밸런싱 힘이 최소값인 위치에 있는 카운터밸런싱 질량체를 나타내는 도 3과 유사한 축소 정면도이다.

도 7은 래치 결합 해제되고 합성 밸런싱 힘이 최대값인 위치에 있는 카운터밸런싱 질량체를 나타내는 도 3과 유사한 축소 정면도이다.

도 8은 구속 위치에 유지된 2개의 카운터밸런싱 질량체를 나타내는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동 밸런싱 장치의 정면도이다.

도 9a 및 도 9b는 캐치의 구속 위치 및 비구속 위치를 각각 확대하여 나타내고 있으며, 도 8의 캐치 형성 부품의 3/4 도면이다.

도 10a 및 도 10b는 캐치의 구속 및 비구속 위치를 각각 도시하고 있으며, 도 8의 자동 밸런싱 장치의 측면도이다.

도 11은 구속 위치에 유지된 2개의 카운터밸런싱 질량체를 나타내는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동 밸런싱 장치의 정면도이다.

도 12는 밸런스 위치에 유지된 카운터밸런싱 질량체 중 1개의 질량체를 제외한 나머지 질량체들을 나타내는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동 밸런싱 장치의 정면도이다.

도 13a 및 도 13b는 각각, 제2 회전 속도에서 카운터밸런싱 질량체의 위치를 나타내고, 본 발명의 제5 실시예에 따른 자동 밸런싱 장치의 평면도 및 측단면도이다.

도 14a 및 도 14b는 각각, 제1 회전 속도에서 카운터밸런싱 질량체의 위치를 나타내고, 도 13a 및 도 13b의 자동 밸런싱 장치의 평면도 및 측단면도이다.

도 15a 및 도 15b는 각각, 제1 회전 속도에서 카운터밸런싱 질량체의 위치를 나타내고, 본 발명의 제6 실시예에 따른 자동 밸런싱 장치의 평면도 및 사시도이다.

도 15c는 도 15a 및 도 15b에 도시된 캐치의 확대도이다.

도 1은 자동 밸런싱 장치가 사용되고 바람직한, 일반적인 상태를 도시한다. 도 1은 외부 케이스(12), 및 스프링 및 댐퍼(15)의 시스템에 의하여 상기 외부 케이스(12) 내부에 장착되는 터브(tub)(14)를 가지고 있는 세탁기(10)를 도시한다. 다공 드럼(16)은 축(18)을 중심으로 회전되기 위하여 상기 터브(14) 내부에 장착된다. 본 실시예에서, 상기 축(18)은 필수 구성요소는 아니지만, 수평으로 연장되고, 상기 축(18)은 수평에 대하여 기울어질 수 있다. 실제로, 상기 축이 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 배치되도록 전체 배치가 90°까지 회전될 수 있다. 힌지 도어(20)는 세탁기(10)에 의하여 수행되는 세탁 사이클의 개시 이전에, 세탁물이 드럼(16)의 내부에 위치되도록 하기 위하여 열려지게 되어 있다. 가요성 밀봉재(seals)(22)가 상기 드럼(16)과 상기 도어(20) 사이에 제공되어, 외부 케이스(12)에 대하여 드럼(16)의 적당한 운동이 허용될 수 있다.

드럼(16)은 터브(14)에 지지되고 모터(26)에 의하여 구동되는 샤프트(24)에 의하여 회전 가능하게 장착된다. 샤프트(24)는 드럼(16)을 지지하기 위하여 터브(14)를 통과하여 상기 터브(16) 내부로 들어간다. 드럼(16)은 축(18)을 중심으로 샤프트(26)와 함께 회전되기 위하여 상기 샤프트(24)에 견고하게 연결된다. 상기 샤프트(24)는 터브(14)의 어떠한 회전도 발생시키지 않도록 상기 터브(14)의 벽을 관통한다. 이러한 장착 구조는 본 기술 분야에 이미 공지되어 있다. 세탁기(10)는 세제의 유입용 비누 트레이(28), 상기 비누 트레이(28)를 통하여 상기 터브(14)로 안내되는 하나 이상의 물 유입관(30), 및 상기 터브(14)의 하부와 연통되는 배수관(32)을 포함한다.

따라서 상기 세탁기와 관련하여 설명된 모든 특징은 원래 공지되어 있고 본 발명의 필수 구성부를 형성하지 않는다. 그러므로 이러한 특징들의 일부 또는 모두에 대한 일반적인 변형예가 원한다면 본 발명에 따른 자동 밸런싱 장치를 통합하거나 또는 이용할 수 있는 세탁기에 포함될 수 있다.

도 1에 도시된 세탁기(10)는 본 발명에 따른 자동 밸런싱 장치(50)를 포함한다. 자동 밸런싱 장치(50)는 도어(20)와 떨어져 있는 드럼(16)의 후방 벽(16a)에 위치되고, 상기 드럼(16)과 함께 회전되도록 배치된다. 자동 밸런싱 장치(50)는 도 2에 상세하게 도시된다. 상기 자동 밸런싱 장치(50)는 원통형 챔버(chambers)(54)를 형성하는 벽(52)으로 이루어진다. 상기 벽(52)의 일부는 드럼(16)의 후방 벽(16a)에 의하여 형성될 수 있다. 액슬(axle)(56)은 챔버(54)를 가로질러 연장되며, 상기 액슬(56)은 축(18)과 일치되게 가로로 놓여 있으며, 상기 드럼(16)은 축(18)을 중심으로 회전된다. 2개의 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는 액슬(56)에 지지된다. 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는 액슬(56)을 따라서 축방향으로 이격되어 있고, 챔버(54) 내에서, 축(18)을 중심으로 자유로이 회전되기 위하여 베어링(도시하지 않음)에 의하여 액슬(56)에 장착된다.

점성 유체(58)(예를 들면, 오일)가 챔버(54)에 제공된다. 오일(58)의 양은, 챔버(54)의 벽(52)이 드럼(16)과 함께 회전될 때, 카운터밸런싱 질량체(60, 60)가 액슬(56)을 중심으로 회전되도록 하기 위하여 상기 벽(52)과 상기 카운터밸런싱 질량체(60, 70) 사이에 충분한 점성 커플링(coupling)이 제공되는 것을 보장하도록 선택된다. 이러한 기술은 이미 공지되어 있다.

카운터밸런싱 질량체(60, 70)가 도 3의 정면도에 도시된다. 2개의 카운터밸 런싱 질량체(60, 70)는, 필수적인 사항은 아닐지라도, 대체로 동일한 형상을 가지고 있다. 각각의 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는 질량체의 중심(62, 72)이 상기 축(18)과 이격되도록 형성된다. 카운터밸런싱 질량체(60, 70)가 축(18)을 중심으로 회전되면, 각각의 질량 중심(62, 72)을 통과하는 밸런싱 힘(F_B)이 발생된다. 각각의 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는, 상기 엑슬(56)이 통과되고 상기 엑슬(56)에 비교적 근접하게 위치되는 방사상 외측 에지(65, 75)를 가지고 있는 비교적 작은 내측부(64, 74)를 가지고 있다. 또한 각각의 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는, 챔버(54)의 벽(52)에 근접하게 위치되는 방사상 외측 에지(67, 77)를 가지고 있는 비교적 큰 외측부(66, 76)를 가지고 있다. 또한 각각의 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는 이하에서 설명되는 내측부(64, 74)의 일측에 확대부(enlarged portion)(68, 78)를 가지고 있다.

카운터밸런싱 질량체(60, 70)가 사용되는 시스템, 즉 세탁기(10)에 장착된 터브(14)의 임계 속도 이하의 속도에서 카운터밸런싱 질량체(60, 70)가 구속되는 수단이 도 3 및 도 4에 도시된다. 구속 수단(restraining means)은 카운터밸런싱 질량체(60) 중 하나에 장착되는 가동 래치(moveable latch)(80)를 포함한다. 상기 래치(80)는 카운터밸런싱 질량체(60)의 확대부(68) 및 다른 카운터밸런싱 질량체(70)에 인접한 측면에 위치되어, 상기 래치(80)는 다른 카운터밸런싱 질량체(70)와 동일한 평면에 위치된다. 상기 래치(80)는 축(82)을 중심으로 회전 가능하게 장착되고, 도 4에 화살표(A)로 지시되는 바와 같이, 토션 스프링(torsion spring)(86)에 의하여 반시계 방향으로 가압되는 헤드부(head portion)(84)를 가지고 있다. 스프링(86)의 일단부(86a)는 래치(80)의 리세스(recess)에 설치되고, 스프링(86)의 타단부(86b)는 카운터밸런싱 질량체(60)의 측면에 설치된다. 다른 카운터밸런싱 질량체(70)는 확대부(78)에 인접한 내측부(74)에 형성되는 리세스(88)를 포함한다. 리세스(88)는 래치(80)의 헤드부(84)를 수용하도록 형성된다. 확대부(78)는 이하에서 설명되는 내측부(74)의 방사상 외측 에지(75)를 지나서 방사상 외측으로 연장된다.

카운터밸런싱 질량체(60, 70)의 소정의 회전 속도에서, 상기 래치(80)의 헤드부(84)가 축(82)을 중심으로 스프링(86)의 편향에 대하여 방사상 외측으로 이동되도록, 래치(80)의 형상과 질량 및 상기 스프링의 특성이 선택된다. 이것이 발생되는 소정의 회전 속도는 시스템의 임계 속도 이상이 되도록 선택된다.

자동 밸런싱 장치(50)의 작동은 세탁기와의 관계에서 이하에서 설명된다. 세탁기(10)의 드럼(16)이 시스템의 임계 속도 이하의 속도로 회전되고 있으면, 표준 세탁 또는 헹굼 모드(rinsing mode)에서, 챔버(54)의 벽(52)은 축(18)을 중심으로 비교적 저속으로 회전된다. 카운터밸런싱 질량체(60, 70)가 이미 서로 래치 결합되어 있지 않으면, 래치(80)의 헤드부(84)가 리세스(88)와 정렬될 때까지, 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는 서로에 대하여 서서히 진동된다. 그 다음 헤드부(84)는 스프링(86)의 영향을 받아서 리세스(88) 내부로 떨어진다. 그 다음 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는 서로 래치 결합되어, 래치 결합된 카운터밸런싱 질량체(60, 70)가 축(18)을 중심으로 함께 회전될 수 있을지라도, 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는 서로에 대하여 이동될 수 없다.

도 3에 도시된 바와 같이, 카운터밸런싱 질량체(60, 70)가 서로 래치 결합되면, 각각의 질량 중심(62, 72)은 서로 결정된 간격으로 유지되어, 축(18)을 중심으로 카운터밸런싱 질량체(60, 70)의 회전에 의하여 발생되는 밸런싱 힘(F_B)은 서로 결정된 각도(α)의 방향으로 작용된다. 본 실시예에서, 상기 각도(α)는 실질적으로 160°이지만, 이러한 각도는 작게는 140°내지 크게는 175°범위에서 변화될 수 있다. 카운터밸런싱 질량체(60, 70)의 회전에 의하여 발생되는 밸런싱 힘(F_B)은 제로가 아닌 크기를 갖는 합성 밸런싱 힘(F_R)을 발생하기 위하여 조합된다는 것이 중요하다. 합성 밸런싱 힘(F_R)은 어느 하나의 밸런싱 힘(F_B)의 크기보다 작은 일정한 크기를 가지고 있다. 그러나, 카운터밸런싱 질량체(60, 70)가 서로 래치 결합되어도, 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는 여전히 축(18)을 중심으로 회전될 수 있다. 그러므로 합성 밸런싱 힘(F_R)은 축(18)을 중심으로 회전될 수 있다.

합성 밸런싱 힘(F_R)은 세탁기 시스템의 임계 속도 이하의 속도에서 드럼(16)에 존재하는 불평형 질량을 부분적으로 상쇄하는데 효과적인 것으로 발견되었다. 완전한 상쇄가 다수의 경우에 가능하지 않지만, 주로 불평형 질량이 너무 커서 상당히 작은 합성 밸런싱 힘(F_R)에 의하여 평형을 이룰 수 없기 때문에, 드럼(16)의 회전 속도가 증가할 때 따라 터브(14)의 최대 편위(excursion)를 감소시키는 부분적으로 상쇄하는 것이 가능하다. 실제로, 드럼(16)의 회전 속도가 임계 속도에 근 접하면, 합성 밸런싱 힘(F_R)의 영향이 증대되어 그만큼 이득이 증가된다.

이러한 부분적인 상쇄의 이득은, 터브(14)의 최대 편위가 최소로 유지되면, 터브(14)와 케이스(12) 사이에 제공된 공간(터브(14)의 편위가 수용됨)이 감소될 수 있다. 이것은 케이스의 임의 사이즈에 대하여, 보다 큰 터브(14) 및 드럼(16)이 제공될 수 있다는 것은 의미한다. 이것은 스피닝 사이클(spinning cycle) 중에 더 높은 원주 속도가 얻어질 수 있게 하고 세탁기가 보다 큰 불평형 부하를 취급할 수 있게 한다.

카운터밸런싱 질량체(60, 70)가 도 3에 도시된 바와 같이 서로 래치 결합되면, 드럼(16)의 회전 속도는 시스템의 임계 속도에서도 증가될 수 있다. 터브(14)의 최대 편위는 카운터밸런싱 질량체(60, 70)를 래치 결합된 구조로 유지함으로써 최소로 유지된다. 드럼(16)이 임계 속도 내지 임계 속도 이상까지 가속되면, 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는 드럼(16)의 불평형 질량의 완전한 상쇄가 얻어질 수 있도록 해제되어야 한다. 상기에서 설명된 바와 같이, 래치(80)의 형상 및 질량, 및 스프링(86)의 특성은, 시스템의 임계 속도 이상의 속도에서, 헤드부(84)가 원심력을 받아서 스프링(86)의 편향에 반하여 방사상 외측으로 이동되도록 선택된다. 따라서 헤드부(84)는 리세스(88)와 분리되어, 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는 서로에 대하여 자유롭게 회전될 수 있다.

도 5에 도시된 구조에서, 래치(80)의 헤드부(84)는 리세스(88)로부터 완전히 분리되어 있다. 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는, 다수의 종래 기술의 장치에서 얻 어지는 것과 동일한 방식으로, 드럼(16)의 불평형 질량이 완전히 상쇄되는 위치를 차지할 수 있다. 카운터밸런싱 질량체(60)의 확대부(68)의 위치(래치(80)가 장착됨)는, 카운터밸런싱 질량체(70)의 내측부(74)가 래치(80)의 어떤 부분과도 접촉되지 않도록 되어 있다. 그러나, 카운터밸런싱 질량체(70)의 나머지 형상은 카운터밸런싱 질량체(60, 70) 사이의 상대 운동에 대한 한계를 제공하고, 상기 운동의 극단이 도 6 및 도 7에 도시된다.

도 6에서, 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는 서로 직경 방향으로 대향하게 위치된다. 밸런싱 힘(F_B)이 반대 방향으로 작용되어 어떠한 합성 밸런싱 힘도 발생되지 않는다. 그러므로 최소 합성 밸런싱 힘은 본 실시예에서 제로이다. 이 위치에서, 래치(80)는 카운터밸런싱 질량체(70)의 확대부(78)에 접촉된다. 도 7에서, 래치(80)는 외측부(76)의 에지에 접촉되고, 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는 실질적으로 나란하게 위치된다. 카운터밸런싱 질량체(60, 70)의 회전에 의하여 발생되는 밸런싱 힘(F_B)은 실질적으로 일직선으로 되며 따라서 합성 밸런싱 힘은 2×F_B의 최대값으로 된다.

회전 운동의 극단에서, 합성 밸런싱 힘(F_R)은 각각 최소 및 최대로 된다. 본 발명의 개념은, 임계 속도 이하에서, 카운터밸런싱 질량체(60, 70)가 서로에 대하여 고정된 상태로 유지되어 합성 밸런싱 힘(F_R)이 제로가 아니지만(공지된 종래 기술의 모든 경우에서와 같이), 실질적으로 크기를 변경할 수 없다는 것에 있다. 합성 밸런싱 힘(F_R)이 축(18)을 중심으로 회전될 수 있어, 드럼(16)에 존재하는 불평형 질량의 카운터밸런싱을 달성할 수 있다.

바람직하게는, 합성 밸런싱 힘(F_R)은 자유로이 회전가능한 카운터밸런싱 질량체(60, 70)(도 6에 도시된 바와 같이)에 의하여 얻어질 수 있는 최소값과 얻어질 수 있는 최대값(도 7에 도시된 바와 같이) 사이에 있는 고정값으로 유지된다. 바람직하게는, 합성 밸런싱 힘(F_R)은 얻어질 수 있는 최대값의 5%와 35% 사이에서 유지되고, 세탁기의 관점에서 합성 밸런싱 힘(F_R)은 최대값의 15%와 20% 사이에서 유지되는 것이 보다 바람직하다. 도 2 내지 도 7에 상세하게 도시된 실시예에서, 각도(α)는 자동 밸런싱 장치(50)가 사용되는 장치에 따라 선택될 수 있다. 합성 밸런싱 힘(F_R)의 크기가 회전체에 존재하는 예상 최대 불평형 질량의 대략 1/3이 되도록, 각도(α)가 선택되어야 한다. 140°내지 175°의 각도가 다수의 장치에 양호한 결과를 준다고 예상된다. 세탁기의 적용에서, 155°내지 165°의 각도가 바람직하며, 160°의 각도가 특히 바람직하다.

드럼(16)이 임계 속도 이상의 속도로 회전되고 있는 동안(즉, 스피닝 사이클 동안), 래치(80)는 도 5 내지 도 7에 도시된 위치에 있다. 드럼(16)의 불평형 질량의 카운터밸런싱이 정상적으로 달성된다. 드럼(16)의 회전 속도가 래치(80)가 리세스(88)와 분리되는 소정 속도 이하로 떨어지면, 헤드부(84)는 카운터밸런싱 질량체(70)의 내측부(74)의 방사상 외측 에지(75)와 접촉할 때까지 스프링(86)의 작 용하에서 내측으로 이동된다. 카운터밸런싱 질량체(60, 70)가 서로에 대하여 회전되고 있으면, 헤드부(84)는 리세스(88)와 정렬될 때까지 카운터밸런싱 질량체(70)의 내측부(74)의 방사상 외측 에지(75)를 따라 슬라이드 된다. 그 다음 헤드부(84)는 리세스(88) 내부로 떨어지고, 그 때문에 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는 도 3에 도시된 위치로 다시 래치 결합된다. 그 다음 카운터밸런싱 질량체(60, 70)는, 드럼(16)의 회전 속도가 래치(80)가 리세스(88)와 분리되도록 설계된 속도를 초과할 때까지 래치 결합 위치에서 서로 래치 결합된 상태로 있게 된다. 그러나, 카운터밸런싱 질량체(60, 70)가 세탁 사이클 및 헹굼 사이클 동안 서로 래치 결합되는 것은 중요하지 않다: 드럼(16)의 회전 속도가 시스템의 임계 속도로 증가될 때 카운터밸런싱 질량체(60, 70)가 서로 래치 결합되어, 드럼(16)이 임계 속도까지 가속될 때 최대 편위가 최소화 되도록 하는 것이 가장 중요하다.

본 발명의 제2 실시예가 도 8 내지 도 10b에 도시된다. 이 제2 실시예에서, 자동 밸런싱 장치(150)는 원통형 챔버(154)를 형성하는 벽(152)을 포함한다. 상기 벽(152)과 카운터밸런싱 질량체(160, 170, 190) 사이에 점성 커플링을 제공하기 위하여 상기 챔버(154)에 점성 유체(도시하지 않음)가 제공된다. 상기 카운터밸런싱 질량체(160, 170)는 축(118)을 중심으로 자유로이 회전될 수 있도록 액슬(156)에 서로 인접하여 지지되고, 상기 자동 밸런싱 장치(150)가 사용되는 세탁기의 드럼과 동일한 중심을 가지고 있다.

카운터밸런싱 질량체(160, 170)는 도 8에 도시된 바와 같이 대체로 정면에서 보아 반원형이다. 상기 카운터밸런싱 질량체(160, 170)의 질량 중심(162, 172)은 이전과 같이 축(118)과 간격을 두고 위치된다. 각각의 카운터밸런싱 질량체(160, 170)가 축(118)을 중심으로 회전되면, 밸런싱 힘(F_B1)이 발생되고, 상기 밸런싱 힘(F_B1)은 각각의 질량 중심(162, 172)을 통과하는 방향으로 작용한다.

또한 제3 카운터밸런싱 질량체(190)가 챔버(154)에 제공된다. 또한 상기 제3 카운터밸런싱 질량체(190)도 액슬(156)을 중심으로 자유로이 회전가능하게 장착된다. 상기 제3 카운터밸런싱 질량체(190)는 상기 카운터밸런싱 질량체(160, 170)보다 작고 상기 카운터밸런싱 질량체(160, 170)보다 가벼울 뿐만 아니라, 상기 제3 카운터밸런싱 질량체(190)가 축(118)을 중심으로 회전되면, 상기 카운터밸런싱 질량체(190)는 밸런싱 힘(F_b1)을 발생한다. 각각의 카운터밸런싱 질량체(160, 170, 190)에 의하여 발생되는 밸런싱 힘(F_B1,F_b1)이 일직선으로 정렬될 때 최대 합성 밸런싱 힘이 발생된다. 또한 카운터밸런싱 질량체(160, 170, 190)는 어떠한 합성 밸런싱 힘도 없도록 서로에 대한 위치를 차지할 수도 있다.

3개의 모든 카운터밸런싱 질량체(160, 170, 190)가 구속되지 않고, 자동 밸런싱 장치(150)가 시스템의 임계 속도 이상의 속도로 회전되고 있으면, 상기 카운터밸런싱 질량체(160, 170, 190)는 축(118)을 중심으로, 공지된 방식으로, 세탁기의 드럼에 존재하는 불평형 질량을 상쇄하는 위치에 있게 된다.

그러나, 임계 속도 이하의 속도에서, 축(118)을 중심으로 회전될 수 있는 비-제로 합성 밸런싱 힘이 발생되도록, 상기 카운터밸런싱 질량체(160, 170, 190) 중 적어도 하나가 구속될 필요가 있다. 이것은 카운터밸런싱 질량체(160, 170)에 캐 치(catches)(180)의 제공에 의하여 달성되는데, 상기 캐치(180)는 2개의 큰 카운터밸런싱 질량체(160, 170)에 의하여 어떠한 합성 밸런싱 힘도 발생되지 않도록, 임계 속도 이하에서, 카운터밸런싱 질량체 사이의 상대 회전을 방지한다. 도시된 실시예에서, 하나의 캐치(180)는 도 8에 도시된 바와 같이, 카운터밸런싱 질량체(160, 170)의 각각에 제공된다. 캐치(180) 자체가 도 9a 및 도 9b에 보다 상세하게 도시되고, 그 작동이 도 10a 및 도 10b에 도시된다.

각각의 캐치(180)는 방사상 최외측 에지(166, 176)에 근접한 각각의 카운터밸런싱 질량체(160, 170)의 에지면(164, 174)에 위치된다. 상기 캐치(180)는 핀(182)에 의하여 카운터밸런싱 질량체(160, 170)에 선회 가능하게 장착되고, 상기 핀(182)은 상기 캐치(180)에 편심하여 위치된다. 상기 캐치(180)의 크기는, 상기 캐치(180)의 폭(b)이 카운터밸런싱 질량체(160, 170)의 축방향 깊이(d)보다 크지 않은 크기로 되어 있다. 또한, 캐치(180)가 각각의 카운터밸런싱 질량체(160, 170)의 에지면(164, 174)을 따라서 위치될 때, 상기 캐치(180)의 크기 및 위치는, 상기 캐치(180)의 말단부(184)가 카운터밸런싱 질량체(160, 170)의 최외측 에지(166, 176)를 지나서 돌출되지 않는 크기 및 위치로 되어 있다.

각각의 캐치(180)는 도 3 및 도 4에 도시된 것과 유사한 스프링(도시하지 않음)의 작용을 받아서 편향된다. 편향 방향은 도 9a에 화살표(B)로 도시된다. 시스템의 임계 속도 이하의 회전 속도에서, 캐치(180)가 각각의 카운터밸런싱 질량체(160, 170)의 전면 또는 후면을 지나서 돌출되도록, 스프링은 캐치(180)를 도시된 방향으로 가압하도록 작용된다. 그러나, 시스템의 임계 속도보다 작지 않은, 소정의 회전 속도에서, 캐치(180)에 작용하는 원심력이 캐치(180)를 도 9b에 도시된 화살표(C)로 도시된 방향으로 핀(192)을 중심으로 스프링의 작용에 반하여 이동시키도록, 캐치(180)의 형상과 질량 및 스프링의 특성이 선택된다. 이것은 캐치(180)를, 카운터밸런싱 질량체(160, 170)의 에지면(164, 174)과 정렬되고 상기 에지면(164, 174)을 지나서 돌출되지 않는 위치에 이르게 한다. 캐치(180)는 제3 카운터밸런싱 질량체(190)의 자유 회전 운동과 결코 간섭되지 않는다.

캐치(180)는 다음 방식으로 작동된다. 시스템의 임계 속도 이하의 회전 속도에서, 캐치(180)는, 스프링의 작용을 받아서, 도 9a에 도시된 위치로 가압된다. 카운터밸런싱 질량체(160, 170)가 오버래핑 위치(overlapping position)에 있으면, 각각의 캐치(180)의 말단부(184)는 반대쪽 카운터밸런싱 질량체(160, 170)의 접촉면에 지지되고 상기 접촉면을 따라서 슬라이드된다. 카운터밸런싱 질량체(160, 170)가 도 8에 도시된 위치에 도달되자마자, 상기 캐치(180)는 도 10a에 도시된 위치로 이동되어 카운터밸런싱 질량체(160, 170) 사이의 상대 회전이 방지된다. 이 위치에서, 카운터밸런싱 질량체(160, 170)의 회전에 의하여 발생되는 밸런싱 힘(F_B1)은 동일하고 반대 방향이며, 따라서 카운터밸런싱 질량체(160, 170)에 의하여 어떠한 합성 밸런싱 힘도 발생되지 않는다.

그러나, 제3 카운터밸런싱 질량체(190)는 구속되지 않은 상태로 있고 축(118)을 중심으로 회전될 수 있다. 따라서, 캐치(180)가 작동 중일 때 발생되는 전체 합성 밸런싱 힘은 상기에서 설명된 밸런싱 힘(F_b1)과 동일하고, 축(118)을 중 심으로 자유로이 회전될 수 있다. 제3 카운터밸런싱 질량체(190)의 형상 및 질량을 선택함으로써, 상기 밸런싱 힘은 제3 카운터밸런싱 질량체(160, 170)에 의하여 발생되는 어느 하나의 밸런싱 힘(F_B1)보다 작게 되도록 선택될 수 있다. 바람직하게는, 상기 자동 밸런싱 장치(150)가 사용되는 세탁기의 드럼에서 예상되는 최대 불평형 질량의 1/2, 바람직하게는 대략 1/3 이하의 크기를 갖도록 밸런싱 힘이 선택된다. 이것은 불평형 질량이 시스템의 임계 속도 이항의 속도에서 적어도 부분적으로 상쇄되는 것을 보장한다. 이것은 드럼이 시스템의 임계 속도에 근접될 때 드럼의 최대 편위가 최소로 유지되는 점에서 매우 바람직하다.

드럼이 시스템의 임계 속도를 추월하면, 카운터밸런싱 질량체(160, 170)는 드럼의 불평형 질량을 상쇄하도록 해제된다. 상기에 설명된 바와 같이, 이것은 캐치(180)가 임계 속도 이상의 소정 속도에서 핀(182)을 중심으로 회전될 수 있도록 하기 위하여 캐치(180)의 형상과 질량 및 스프링의 특성을 선택함으로써 달성된다. 상기 속도에서, 캐치(180)는 도 10bdp 도시된 위치로 이동되어 어떤 카운터밸런싱 질량체(160, 170)도 더 이상 구속되지 않는다. 따라서 3개의 카운터밸런싱 질량체(160, 170, 190)는 고속에서 원하는 상쇄 효과를 달성하는 위치를 차지할 수 있다.

이전의 실시예와 같이, 캐치(180)가 모든 저 회전 속도에서 작동되는 것이 필수적이 아니다. 그러나, 상기 자동 밸런싱 장치(150)의 속도가, 캐치(180)가 도 10b에 도시된 위치로 이동되는 속도 이하로 떨어지면, 카운터밸런싱 질량체(160, 170)는 도 8에 도시된 위치로 다시 이동될 수 있다. 이 때, 캐치(180)는 스프링의 작용을 받아서 도 10a에 도시된 위치로 다시 이동되고, 카운터밸런싱 질량체(160, 170)는 다시 구속 상태로 된다.

도 11에 도시된 제3 실시예는, 상기에서 설명된 제2 실시예의 변형예이고 제2 실시예와 동일한 다수의 특징을 포함한다. 자동 밸런싱 장치(150a)는, 2개의 카운터밸런싱 질량체(160a, 170a)가 축(118a)을 중심으로 장착되는 챔버(154a)를 가지고 있다. 도 11의 구조는 제3 카운터밸런싱 질량체가 도 11의 구조에 제공되지 않는 점 이외에는, 도 8에 도시된 구조와 동일하다. 또한, 제2 카운터밸런싱 질량체(170a)는 3개의 큰 관통 구멍(171)을 갖도록 형성된다. 이것은 제2 카운터밸런싱 질량체(170a)의 질량이 제1 카운터밸런싱 질량체(160a)의 질량보다 상당히 작다는 것을 의미한다.

자동 밸런싱 장치(150a)는, 도 1 내지 도 7에 도시된 상기 자동 밸런싱 장치(50)가 작동되는 방식과 매우 유사한 방식으로 작동된다. 임계 속도 이하의 속도에서, 래치(180a)는 카운터밸런싱 질량체(160a, 170a)의 운동을 서로에 대하여 구속한다. 이러한 속도에서, 카운터밸런싱 질량체(160a, 170a)의 질량이 다르기 때문에, 카운터밸런싱 질량체(160a, 170a)가 직경 방향으로 반대 위치에서 래치 결합되어도 합성 밸런싱 힘이 발생된다. 카운터밸런싱 질량체(160a, 170a)가 서로에 대하여 이동될 수 없기 때문에, 이러한 합성 밸런싱 힘의 크기는 일정하게 되지만, 카운터밸런싱 질량체(160a, 170a)가 축(118a)을 중심으로 서로 회전될 수도 있기 때문에 카운터밸런싱 질량체(160a, 170a)는 축(118a)을 중심으로 자유롭게 회전될 수 있다. 그러나, 상기에서 설명된 기준이 충족되도록, 즉 카운터밸런싱 질량체(160a, 170a)가 서로 래치 결합될 때 발생되는 합성 밸런싱 힘이 달성가능한 최대 합성 밸런싱 힘의 5%와 35% 사이, 바람직하게는 15%와 20% 사이에 있도록, 구멍(171)의 크기 및 위치가 선택될 수 있다.

상기 자동 밸런싱 장치(150a)가, 상기 자동 밸런싱 장치(150a)가 사용되는 시스템의 임계 속도 이상의 속도에 도달되고, 캐치(180a)가 제2 실시예와 관련하여 상기에서 설명된 바와 같이 비작동 위치로 이동되면, 카운터밸런싱 질량체(160a, 170a)는, 시스템의 회전체에 존재하는 불평형 질량이 상쇄되는 위치를 차지할 수 있다. 상기에서 설명된 제1 및 제2 실시예와 달리, 카운터밸런싱 질량체(160a, 170a)의 상이한 질량은, 회전체에 어떠한 불평형 질량도 존재하지 않는 경우에, 상당한 합성 밸런싱 힘이 항상 남아 있는 것을 의미한다. 세탁기의 적용시, 드럼에 불평형 질량이 존재할 수밖에 수 없고, 그러므로 이러한 종류의 실시예는 세탁기에 적용될 수 없다.

본 발명의 제4 실시예가 도 12에 도시된다. 본 실시예에서, 자동 밸런싱 장치(250)는, 축(218)과 동일한 중심을 갖도록 배치되는 2개의 독립된 환형 볼레이스(ballraces)(260, 270)를 포함하며, 상쇄되어야 하는 불평형 질량이 위치되는 드럼, 또는 다른 회전체는 상기 축(218)을 중심으로 회전된다. 제1 볼레이스(260)는 본 기술분야에 공지된 타입이다. 상기 제1 볼레이스(260)는 복수의 동일한 밸런싱 볼(264)이 위치되는 환형의 레이스(262)를 포함한다. 오일과 같은 점성 유체(도시하지 않음)는 레이스(262)의 벽과 볼(264) 사이에 점성 커플링을 제공하다. 볼(264)이 서로 인접하여 위치될 때, 볼(264)의 크기는, 상기 볼(264)은 밸런싱 효과를 최대화하기 위하여 레이스(262)의 절반 미만을 점유하는 크기로 되어 있다. 자동 밸런싱 장치(250)가 사용되는 시스템의 임계 속도 이하의 속도에서 작동되는 장치(도시하지 않음)가, 레이스(262) 둘레에서 등간격 위치에 볼(264)을 고정하기 위하여 제공된다. 볼(264)이 상기 위치에 유지되면, 상기 볼(264)은 축(218)을 중심으로 균형을 이루고, 어떠한 합성 밸런싱 힘도 발생되지 않는다. 소정 위치(도 12에 도시된 바와 같이)에 볼(264)을 유지하는 적당한 장치의 예가, 미국 특허 5 813 253호에 도시되고 설명되어 있다. 다른 적당한 장치는 당업자에게 명백하다.

제2 볼레이스(270)는 단순한 구조를 가지고 있다. 제2 볼레이스(270)는 하나의 볼(274)이 위치되는 단순한 환형의 레이스(272)로 이루어진다. 상기 볼(274)을 임의의 주어진 위치에 고정하기 위하여 어떠한 장치도 제공되지 않는다. 또한 점성 커플링이 오일과 같은 점성 유체에 의하여 제공된다.

작동시, 그리고 상기 자동 밸런싱 장치(250)가 시스템의 임계 속도 이상의 속도에서 회전될 때, 볼(264)을 축(218)을 중심으로 고정된 위치에 유지시키는 수단으로서의 장치는 작동되지 않는다. 볼(264)뿐만 아니라, 볼(274)도, 드럼 또는 다른 회전체에 존재하는 불평형 질량이 공지된 방식으로 상쇄되는, 각각의 레이스(262, 272) 내의 위치를 차지할 수 있다. 그러나, 자동 밸런싱 장치(250)가 상기 장치가 작동되게 되는 속도로 내려가면, 외측 레이스(262) 내의 볼(264)은 소정의 밸런싱 위치에 고정되게 된다. 이러한 위치에서는, 어떠한 합성 밸런싱 힘도 볼(264)에 의하여 발생되지 않는다.

볼(274)이 어떻게든 구속되지 않기 때문에, 볼(274)은 축(218)을 중심으로 자유로이 회전될 수 있는 상태이다. 볼(274)에 의하여만 발생되는 밸런싱 힘인 밸런싱 힘(F_B2)은 단지, 상당한 효과를 가지고 상기 자동 밸런싱 장치(250)의 합성 밸런싱 힘과 동일한 밸런싱 힘이다. 볼(264)이 볼(274)의 크기 및 질량의 적당한 선택에 의하여 서로 인접하게 모두 위치될 때 발생되는 최대 합성 밸런싱 힘의 절반 정도와 동일하게 되도록, 상기 합성 밸런싱 힘이 선택될 수 있다.

볼레이스(270)에 하나의 볼(274)만이 존재하기 때문에, 상기 자동 밸런싱 장치(250)가 회전될 때 발생되는 일정한 크기의 합성 밸런싱 힘이 있어야만 한다. 하나 이상의 볼이 볼레이스(270)에 존재한다면, 어떠한 합성 밸런싱 힘도 발생되지 않거나, 또는 합성 밸런싱 힘이 가변될 수 있는 발란스 장치를 채택하는 것도 가능하다. 본 발명의 개념은 도 12에 도시된 장치에 의하여 얻어지고 축(218)을 중심으로 이동가능한 일정한 합성 밸런싱 힘을 제공하는데 있다.

구속 장치가 작동되는 속도 이하의 속도에서, 합성 밸런싱 힘(F_B2)은, 상기 자동 밸런싱 장치(250)가 사용되는 회전체에 존재하는 불평형 질량을 부분적으로 상쇄하는데 사용된다. 상기 자동 밸런싱 장치(250)의 속도가 시스템의 임계 속도로 증가되면, 회전체의 최대 편위가 부분적인 상쇄에 의하여 최소로 유지된다. 상기 회전체가 시스템의 임계 속도 이상의 속도로 가속되면, 상기 구속 장치는 볼(264)이 상쇄 효과에 기여하도록 하여 광범위한 불평형 질량의 효과적인 상쇄를 제공하도록 하기 위하여 해제된다.

이전에 설명된 실시예는 모두, 실질적인 수직축을 갖는 장치에도 사용될 수 있을지라도, 수평(또는 실질적으로 수평)축을 중심으로 회전되는 회전체와 함께 주로 사용될 수 있다. 그러나, 도 13a, 도 13b, 도 14a 및 도 14b에 도시된 제5 실시예는, 수직(또는 실질적으로 수직)축을 중심으로 회전되는 회전체와 함께 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 자동 밸런싱 장치(350)는 상쇄되어야 하는 불평형 질량이 존재하는 회전체를 중심으로 축(318)과 동일한 중심으로 장착되는 지지면(360)으로 이루어진다. 지지면(360)은 원통형 립(lip)(364)에 의하여 둘러싸이는 원형의 중앙부(362)를 포함한다. 경사부(366)는 립(364)의 상부 에지로부터 원통형 벽(368) 및 돌출 립(overhanging lip)(370)으로 상방 외측으로 연장된다. 경사부의 최상부, 원통형 벽(368) 및 돌출 립(370)은 환형의 레이스(372)를 형성하기 위하여 조합된다.

복수의 밸런싱 볼(374)이 지지면(364)의 상면에 제공된다. 도시된 실시예에서, 16개의 볼(374)이 제공된다. 모든 볼(374)은 동일한 직경을 가지고 있다. 볼(374)이 중앙부(362)의 최외측 말단에 배치될 때, 즉 립(364)과 접촉될 때, 도 14a에 도시된 바와 같이, 볼(374)은 간극 없이 중앙부의 원주 둘레에 꼭 맞게 되도록, 볼(374)의 직경이 선택된다. 또한, 볼(374)의 크기는, 볼(374)을 그 내부에서 구르도록 하는 방식으로 환형의 레이스(372)에 꼭 맞는 크기로 되어 있다. 립(364)의 높이는 이하에서 설명되는 볼(374)의 반경보다 약간 작도록 선택된다.

3개의 볼(374)은 다른 볼(374)이 제조되는 재질보다 상당히 경량의 재질로 제조된다. 따라서 제조되는 볼의 개수는 임의의 범위내에서만 가변될 수 있다. 하나의 볼(374)만이 경량일 수 있고, 하나 이상의 볼이 경량이라면, 경량의 볼의 개수는 전체 볼의 인수(factor)가 아니어야 한다. 이러한 이유는 상기 자동 밸런싱 장치(350)가 설명되면 명백하게 된다.

상기 자동 밸런싱 장치(350)가 저속에서 회전되고 있으면, 볼은 중력의 영향을 받아서 아래쪽으로 떨어지고, 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 중앙부(362) 내부로 떨어진다. 설명된 바와 같이, 볼(374)은 중앙부(362)의 외측부 둘레에 꼭 맞게 설치되어, 상기 자동 밸런싱 장치(350)가 회전될 때 서로에 대하여 이동되는 것이 방지된다. 모든 볼(374)이 동일한 질량을 가지고 있다면, 각각의 밸런싱 힘이 모두 축을 중심으로 등간격으로 이격되기 때문에 어떠한 합성 밸런싱 힘도 발생되지 않는다. 그러나, 3개의 볼(374)이 다른 볼(374)보다 실질적으로 가볍기 때문에, 합성 밸런싱 힘이 발생된다. 밸런싱 힘의 크기는, 제어되지 않는 경량의 볼의 위치에 종속된다. 3개의 경량의 볼이 서로 인접하여 위치되고 구조의 형상이 허용하는 만큼 등간격으로 이격되게 근접할 때 밸런싱 힘의 크기는 최대로 된다.

경량의 볼의 개수가 볼(374)의 전체 개수의 한 개가 많고 전체 개수의 한 인수보다 크다면, 경량의 볼은 축(318)을 중심으로 등간격으로 되도록 위치 결정될 가능성이 있다. 이것은 어떠한 합성 밸런싱 힘도 발생하지 않으며, 그러므로 허용되지 않는다.

이러한 구조에서, 임계 속도 이하의 속도에서, 합성 밸런싱 힘은 회전체에 존재하는 불평형 질량을 부분적으로 상쇄하는데 사용된다. 회전 속도가 증가되고 임계 속도에 근접되면, 상기 자동 밸런싱 장치(350)의 상쇄 효과가 증가된다. 따라서 회전체의 최대 편위가 최대 임계점에서 최소화된다.

회전체가 임계 속도를 추월하면, 볼(374)에 작용하는 원심력은, 볼(374)이 립(364)을 타고 경사부(336) 위에 얹히는 정도까지 증가된다. 이것은, 립(364)의 높이가 임계 속도 이하의 속도에서 볼(374)을 중앙부(362)에 유지하기에 충분해야 할지라도, 립(364)의 높이가 볼(374)의 반경보다 작은 경우에만 가능하다. 그 다음 상기 볼(374)은 경사부(366)를 가로질러, 어떠한 볼(374)도 구속하지 않는 환형의 레이스(372)까지 상방으로 이동된다. 이러한 고속에서, 볼은 회전체에 존재하는 불평형 질량이 상쇄되는 위치를 차지할 수 있다.

회전체의 속도가 임계 속도 이하로 감속되면, 볼(374)은 경사부(366)를 가로질러 내려가고 중앙부(362) 내로 다시 떨어진다. 볼이 중앙부(362)로 돌아갈 때 경량의 볼이 보이게 되는 위치는, 볼(374)이 중앙부에 위치되는 이전 때에 보이던 위치와 동일하지 않을 수 있지만, 이것은 문제되지 않는다. 볼(374)이 축(318)을 중심으로 등간격으로 이격되지 않으면, 여전히 일정한 합성 밸런싱 힘이 발생된다.

본 발명의 제6 실시예가 도 15a 내지 도 15c에 도시된다. 이 실시예에서, 자동 밸런싱 장치(450)는 원통형 챔버(454)를 형성하는 벽(452)을 포함한다. 상기 벽(452)과 카운터밸런싱 질량체(460, 470) 사이에 점성 커플링을 제공하기 위하여 점성 유체(도시하지 않음)가 제공된다. 카운터밸런싱 질량체(460, 470)는 축(458)을 중심으로 자유로이 회전되기 위하여 액슬(456)에 서로 인접하여 지지되고, 상기 축(458)은 세탁기의 드럼 또는 상기 자동 밸런싱 장치(450)가 사용되는 다른 동적 시스템과 동일한 중심을 갖고 있다.

임계 속도 이하의 속도에서, 비-제로 합성 밸런싱 힘(F_R)이 생성되도록 카운터밸런싱 질량체(460, 470)가 구속되어, 카운터밸런싱 질량체(460, 470)는 축(458)을 중심으로 자유로이 회전될 수 있다. 이것은, 임계 속도 이하의 속도에서, 다른 카운터밸런싱 질량체(460)의 노치(464)에 의하여 수용되는 카운터밸런싱 질량체(470)의 캐치(474)의 제공에 의하여 달성된다. 캐치(474)는 도 15a 내지 도 15c에 노치(464)에 위치되는 것으로 도시된다.

캐치(474)는 카운터밸런싱 질량체(470)의 외주 에지(476)에 근접하여 위치된다. 이것은 캐치(474)가 모든 회전 속도에서 점성 유체에 적어도 일부 잠기도록 한다. 이것은 캐치(474) 및 카운터밸런싱 질량체(460, 470)의 소음 및 마모를 감소시킨다. 캐치(474)는 핀(474a)에 선회 가능하게 장착되고, 상기 핀(474a)은 카운터밸런싱 질량체(470)의 에지면(478)으로부터 실질적인 원주 방향으로 연장된다. 스프링(474b)이 핀(474a)에 장착된다. 스프링(474b)은 캐치(474)에 편향력을 인가하며, 상기 편향력은 캐치(474)를 축(458)쪽으로 가압한다.

캐치(474)는 다음 방식으로 작동된다. 시스템의 임계 속도 이하의 회전 속도에서, 캐치(474)는 설명된 바와 같이, 축(458)쪽으로 가압된다. 카운터밸런싱 질량체(460)가 카운터밸런싱 질량체(470)에 대하여 반시계 방향으로 이동되고 있을 때(도 15a에 도시된 화살표(480) 참조), 카운터밸런싱 질량체(460, 470)는 카운터밸런싱 질량체(460)를 카운터밸런싱하는 램프부(ramp portion)(466)가 캐치(474)에 인접하도록 배치된다. 캐치(474)는 축(458)으로부터 멀어지는 방향으로 램프부(466)에 의하여 이동된다. 카운터밸런싱 질량체(460, 470)가 서로에 대하여 계속하여 이동되면, 캐치(474)는 접촉면(468)과 접촉되고 노치(464)에 잡히게 된다. 이 위치에서, 카운터밸런싱 질량체(460, 470) 사이의 상대 회전이 방지되고, 카운터밸런싱 질량체(460, 470)의 회전에 의하여 발생되는 밸런싱 힘(F_B3)이 불변의 합성 밸런싱 힘(FR)을 주기 위하여 조합된다.

상기에서 설명된 바와 같이, 카운터밸런싱 질량체(460)가 카운터밸런싱 질량체(470)에 대하여 반시계 방향으로 이동되면, 캐치(474)는 노치(464)와 결합될 수 있다. 그러나, 카운터밸런싱 질량체(460, 470) 사이의 상대 회전 속도가 낮으면, 카운터밸런싱 질량체(460)가 카운터밸런싱 질량체(470)에 대하여 시계 방향으로 이동될 때, 캐치(474)는 노치(464)와 결합될 수도 있다. 고속에서, 캐치(474)는 노치(464)와 결합되지 않으며 카운터밸런싱 질량체(460, 470)는 상대 속도가 내려갈 때까지 서로에 대하여 계속하여 이동된다.

카운터밸런싱 질량체(460, 470)의 록킹 해제는 다음 방식으로 달성된다. 임계 속도보다 높은 소정 속도 이상에서, 캐치(474)에 작용하는 원심력이 스프링(474b)의 편향력을 극복하기에 충분하도록, 캐치(474)의 형상과 질량, 및 스프링(474b)의 특성이 선택된다. 이것은 캐치(474)가 핀(474a)을 중심으로 선회되고 노치(464) 내에 위치되지 않는 위치로 방사상 외측으로 이동되도록 한다. 또한 카운터밸런싱 질량체(460, 470)는 축(458)을 중심으로 자유로이 위치를 취하도록 되 는데, 이것이 이전의 실시예와 유사한 방식으로 세탁기(또는 다른 동적 시스템)의 드럼에 존재하는 불평형 질량을 상쇄한다.

당업자에 의하여 명백히 인식될 수 있는 바와 같이, 본 발명은 상기에 설명된 실시예의 명확한 상세한 설명에 한정되지 않는다. 다수의 변형 및 수정이 청구범위에 포함되도록 의도된다. 예를 들면, 예시된 실시예에서, 구속 수단(제1 실시예의 래치(80), 제2 및 제3 실시예의 캐치(180, 180a), 제4 실시예의 도시되지 않은 구속 수단, 제5 실시예의 원통형 립(364) 및 제6 실시예의 캐치(474))은 관련 카운터밸런싱 질량체를 서로에 대하여 고정된 위치에 유지하도록 설계된다. 그러나, 구속 수단과 카운터밸런싱 질량체 사이에 약간의 간극이 허용될 수 있지만 여전히 유익한 효과를 유지한다는 것이 이해되어야 한다. 제1 실시예에서, 리세스(88)는 헤드부(84)의 깊이보다 원주 방향으로 더 크게 형성될 수 있다. 이것은 카운터밸런싱 질량체(60, 70) 사이에 다소의 상대 운동을 허용하지만 구속 수단(래치(80))은 작동된다. 이러한 상대 운동은 수회 정도와 같이 많을 수 있다. 유사하게, 제2 및 제3 실시예에서, 캐치(180, 180a)와 관련 카운터밸런싱 질량체(160, 170; 160a, 170a)의 에지면(164, 174) 사이에 어느 정도의 간극이 허용될 수 있고, 제5 실시예에서, 볼(364)이 중앙부(362)의 최외측 부분 및 원통형 립(364)에 위치될 때 간극이 허용될 수 있다. 이들 각각의 경우에, 작동 수단이 작동되고 있는 동안 발생되는 합성 밸런싱 힘의 크기 및 위치는 다소 변경될 수 있고, 상기 변경은 본 발명에 따른 이득을 얻기에 충분하다.

본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도되는 다른 변경은, 추가 카운터밸런싱 질량체 및 제1 및 제2 실시예와 다른 형상의 카운터밸런싱 질량체의 제공, 제1, 제2 및 제3 실시예에서 다른 대안의 래치 장치(latching mechanism), 제4 실시예에서 추가 볼레이스, 제4 실시예에서 방사상 대신에 축방향으로 이격된 볼레이스, 및 제5 실시예에서 볼의 다른 개수 및 크기의 변경을 포함한다.

상기에서 설명된 2개 이상의 장치가, 제1 장치가 회전체의 일측에 위치되고 제2 장치가 회전체의 타측에 위치되는 장치를 생성하기 위하여 조합될 수 있다. 또한 상기 장치는 축을 따라 이격되어 있고, 회전체는 상기 축을 중심으로 회전된다. 상기 장치는 동축상에 있다. 바람직하게는 상기 장치는 동일하지만 필수적인 것은 아니다. 이것은, 회전체에 존재하는 광범위한 불평형 질량의 밸런싱이, 임계 속도 이상은 물론 이하에서도, 자동 밸런싱 장치가 특히 큰 치수 또는 질량을 필요로 하지 않고서, 효과적으로 상쇄할 수 있다는 점에서 유리하다.

본 발명은 축을 중심으로 회전가능한 회전체에 존재하는 불평형 질량을 상쇄하는 자동 밸런싱 장치에 이용될 수 있다.

Claims

임계 속도를 갖는 동적 시스템의 축을 중심으로 회전가능한 회전체에 존재하는 불평형 질량(out-of-balance mass)을 상쇄(counterbalancing)하는 자동 밸런싱 장치에 있어서,

상기 자동 밸런싱 장치는 복수의 카운터밸런싱 질량체를 포함하고, 각각의 상기 카운터밸런싱 질량체는 밸런싱 힘을 발생하기 위하여 상기 축을 중심으로 원형 경로로 이동가능하고, 상기 밸런싱 힘은 실제로, 최대값과 최소값 사이에서 가변될 수 있는 합성 밸런싱 힘을 발생하기 위하여 조합되며,

상기 자동 밸런싱 장치는, 상기 회전체의 임계 속도 이하의 제1 회전 속도에서는, 상기 복수의 카운터밸런싱 질량체 중 적어도 하나의 질량체의 운동이 구속되어, 실질적으로 일정한, 비-제로 합성 밸런싱 힘이 발생되고, 상기 회전체의 임계 속도 이상의 제2 회전 속도에서는, 상기 카운터밸런싱 질량체는 불평형 질량이 상쇄되는 위치에 위치하게 되며,

상기 합성 밸런싱 힘은 상기 축을 중심으로 자유로이 이동가능한,

것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 회전 속도는 상기 임계 속도보다 더 높게 미리 설정된 속도보다 높은 속도인 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 합성 밸런싱 힘의 최소값은 제로인 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 회전 속도에서, 상기 합성 밸런싱 힘은 합성 밸런싱 힘의 최대값의 절반 미만인 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제4항에 있어서,

상기 제1 회전 속도에서, 상기 합성 밸런싱 힘은 밸런싱 힘의 최대값의 5% 내지 35%의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제5항에 있어서,

제4항에 있어서,

상기 제1 회전 속도에서, 상기 합성 밸런싱 힘은 밸런싱 힘의 최대값의 15% 내지 20%의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

구속 수단(restraining means)을 추가로 포함하고,

상기 구속 수단은 상기 제1 회전 속도에서 작동되고 상기 제2 회전 속도에서 작동되지 않는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제7항에 있어서,

상기 구속 수단은 작동 위치와 비작동 위치 사이에서 이동가능한 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 구속 수단은, 작동될 때, 하나 이상의 다른 카운터밸런싱 질량체에 대하여 하나 이상의 카운터밸런싱 질량체의 운동을 제한하는 상호 결합 수단(interengaging means)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제9항에 있어서,

상기 카운터밸런싱 질량체는 상기 축을 중심으로 선회 가능하게 장착되고, 상기 상호 결합 수단은, 작동될 때, 2개 이상의 카운터밸런싱 질량체 사이의 상대 운동을 방지하면서 상기 축을 중심으로한 선회 운동을 허용하는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제10항에 있어서,

2개의 카운터밸런싱 질량체를 구비하며, 상기 상호 결합 수단이 작동 될 때, 상기 카운터밸런싱 질량체에 의하여 발생되는 밸런싱 힘 사이의 각도는 140°내지 175°범위에 있는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제11항에 있어서,

상기 밸런싱 힘 사이의 각도는 155°내지 165°범위에 있는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제10항에 있어서,

3개 이상의 카운터밸런싱 질량체를 구비하며, 상기 상호 결합 수단이 작동 될 때, 상기 카운터밸런싱 질량체 중 1개의 질량를 제외한 나머지 질량체들은 서로에 대하여 이동되는 것이 방지되어, 어떠한 합성 밸런싱 힘도 발생되지 않으며, 나머지 카운터밸런싱 질량체는 상기 축을 중심으로 자유로이 선회가능한 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제13항에 있어서,

상기 나머지 카운터밸런싱 질량체는 임의의 다른 카운터밸런싱 질량체에 의하여 발생되는 밸런싱 힘보다 작은 밸런싱 힘을 발생하는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 상호 결합 수단은, 제1 카운터밸런싱 질량체에 장착되어 제2 카운터밸런싱 질량체와 상호 결합되는 하나 이상의 래치(latch) 또는 캐치(catch)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제15항에 있어서,

상기 래치 또는 상기 캐치는, 상기 축을 중심으로 상기 회전체의 제2 회전 속도에서, 상기 제2 카운터밸런싱 질량체를 해제하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제15항 또는 제16항에 있어서,

상기 래치는 상기 제1 카운터밸런싱 질량체의 외주 에지에 위치되는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제9항에 있어서,

상기 카운터밸런싱 질량체는 복수의 몸체를 포함하고, 제1 몸체는 제1 환형의 레이스(race)에 위치되고 나머지 몸체는 제2 환형의 레이스에 위치되며,

상기 상호 결합 수단은, 작동될 때, 상기 제2 환형의 레이스에 위치된 상기 몸체를, 어떠한 합력도 발생되지 않는 위치에 고정시키도록 작용되며,

상기 제1 몸체는 상기 제1 환형의 레이스 내에서 자유로이 이동가능한 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제18항에 있어서,

상기 몸체는 구형 볼인 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제19항에 있어서,

상기 제2 환형의 레이스에 위치된 상기 볼은 모두 동일한 크기 및 질량을 갖는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제20항에 있어서,

상기 상호 결합 수단이 작동될 때, 상기 제2 환형의 레이스에 위치된 상기 볼은 상기 축을 중심으로 등간격으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제7항에 있어서,

상기 카운터밸런싱 질량체는, 중앙부, 상기 중앙부의 축방향 외측으로 배치되는 환형의 레이스, 및 상기 중앙부와 상기 환형부 사이에 연장되는 상향 경사부를 갖는 지지면에 지지되고,

상기 구속 수단은 상기 중앙부와 상기 상향 경사부 사이에 배치되는 원통형 립(lip)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제22항에 있어서,

상기 카운터밸런싱 질량체는 복수의 구형 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제23항에 있어서,

상기 복수의 구형 볼 중 적어도 하나의 볼은 나머지 볼의 질량보다 상당히 작은 감소된 질량을 가지는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제24항에 있어서,

상기 복수의 구형 볼 중 적어도 2개의 볼은 나머지 볼의 질량보다 상당히 작은 감소된 질량을 가지는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제25항에 있어서,

감소된 질량을 갖는 볼의 개수는 볼의 전체 개수의 인수(factor)가 아닌 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 원통형 립의 높이는 상기 구형 볼의 최소 반경보다 작은 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제23항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 구형 볼은 모두 동일한 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
제22항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 카운터밸런싱 질량체의 크기는, 상기 원통형 립의 바로 내측에 배치될 때, 상기 카운터밸런싱 질량체가 실질적으로 어떠한 각극(play)도 없이 상기 축을 중심으로 연속 원을 형성하는 크기로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 밸런싱 장치.
첨부 도면에 도시된 실시예 중 어느 하나를 참조하여 본 명세서에서 실질적으로 설명된 자동 밸런싱 장치.
축을 중심으로 회전가능한 회전체에 존재하는 불평형 질량을 상쇄하는 장치에 있어서,

제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 따른 제1 자동 밸런싱 장치, 및 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 따른 제2 자동 밸런싱 장치를 포함하고,

상기 제1 및 제2 자동 밸런싱 장치는 동축상에 배치되고 상기 축을 따라서 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 카운터밸런싱 장치.
제31항에 있어서,

상기 제1 및 제2 자동 밸런싱 장치는 실질적으로 서로 동일한 것을 특징으로 하는 카운터밸런싱 장치.
제31항 또는 제32항에 있어서,

상기 제1 및 제2 자동 밸런싱 장치는 상기 회전체의 어느 일측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 카운터밸런싱 장치.
축을 중심으로 회전가능한 회전체에 존재하는 불평형 질량을 상쇄하는 불평형 질량의 카운터밸런싱 방법에 있어서,

상기 회전체는 복수의 카운터밸런싱 질량체를 갖는 밸런싱 장치를 구비하며, 상기 각각의 카운터밸런싱 질량체는 상기 축을 중심으로 원형 경로로 이동가능하며,

상기 방법은,

(a) 각각의 상기 카운터밸런싱 질량체가 밸런싱 힘을 발생하도록 상기 회전체를 구비한 시스템의 임계 속도 이하의 속도에서 상기 회전체를 회전시키는 단계;

(b) 실질적으로 일정한, 비-제로 합성 밸런싱 힘이 발생되고, 상기 합성 밸런싱 힘이 상기 축을 중심으로 자유로이 회전가능하도록, 적어도 일부의 상기 카운터밸런싱 질량체의 운동을 구속하는 단계;

(c) 상기 회전체를 구비한 상기 시스템의 상기 임계 속도보다 높은 속도로 상기 회전체의 회전 속도를 증가시키는 단계; 및

(d) 상기 카운터밸런싱 질량체로부터 상기 구속을 제거하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 불평형 질량의 카운터밸런싱 방법.
제34항에 있어서,

적어도 일부의 상기 카운터밸런싱 질량체의 운동을 구속하는 단계는, 상기 카운터밸런싱 질량체 사이의 상대 운동을 방지하면서 연결된 카운터밸런싱 질량체의 회전이 상기 축을 중심으로 가능하도록 상기 복수의 카운터밸런싱 질량체를 모두 서로 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불평형 질량의 카운터밸런싱 방법.
제35항에 있어서,

상기 카운터밸런싱 질량체는, 최대 가능 합성 밸런싱 힘의 5% 내지 35%의 합성 밸런싱 힘을 발생하는 위치에 연결되는 것을 특징으로 하는 불평형 질량의 카운터밸런싱 방법.
제36항에 있어서,

상기 카운터밸런싱 질량체는, 최대 가능 합성 밸런싱 힘의 15% 내지 20%의 합성 밸런싱 힘을 발생하는 위치에 연결되는 것을 특징으로 하는 불평형 질량의 카운터밸런싱 방법.
제34항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 밸런싱 장치는 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 따른 것임을 특징으로 하는 불평형 질량의 카운터밸런싱 방법.
축을 중심으로 회전가능한 회전체에 존재하는 불평형 질량을 상쇄하는 방법에 있어서,

상기 방법은 첨부 도면에 도시된 실시예 중 어느 하나를 참조하여 본 명세서에서 실질적으로 설명된 것을 특징으로 하는 불평형 질량의 카운터밸런싱 방법.