KR20080042606A - 볼밸런서를 구비한 세탁기 - Google Patents

Abstract

레이서의 내벽과 볼 사이의 갭 및 점성유 사이의 상관 관계를 조절하여 세탁기의 진동 및 소음을 저감시키는 볼밸런서를 구비한 세탁기가 개시된다. 본 발명에 따른 볼밸런서를 구비한 세탁기는 레이서 내에 볼과 점성유가 수용되는 볼밸런서를 포함하는 세탁기에 있어서, 점성유의 점도를 레이서와 볼 사이의 갭에 비례하게 변화시킴으로써 세탁기의 진동 및 소음을 최소화하게 된다. 예컨대, 점성유의 점도가 1 ~ 100cSt 미만이면 갭을 0.5 ~ 1.0 mm로, 점성유의 점도가 100 ~ 380cSt 미만이면 갭을 1 ~ 2 mm로, 점성유의 점도가 380 ~ 1000cSt 이면 갭을 2.0 ~ 3.0 mm로 설정함으로써 갭과 점성유 사이의 상관 관계를 최적화시켜 볼밸런서의 역할을 효율적으로 수행하여 진동 및 소음을 최소화할 수 있다.

Description

볼밸런서를 구비한 세탁기{Washing Machine Having Ball Balancer}

도 1은 본 발명에 따른 세탁기의 대략적인 구조를 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 회전조의 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 회전조의 결합 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 세탁기의 회전조에 설치되는 볼밸런서를 도시한 도면이다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 볼밸런서에 있어서 갭과 점성유의 관계에 따른 진동 및 소음값을 각각 도시한 그래프이다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁기의의 볼밸런서에 있어서 갭과 점성유의 관계에 따른 진동 및 소음값을 각각 도시한 그래프이다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁기의의 볼밸런서에 있어서 갭과 점성유의 관계에 따른 진동 및 소음값을 각각 도시한 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 회전조 15: 리세스

20: 볼밸런서 21: 레이서

22: 볼

(L1+L2): 갭

본 발명은 세탁기의 볼밸런서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레이서와 볼 사이의 갭과 점성유의 상관 관계에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세탁물이 담겨진 회전조를 구동모터로 회전시켜서 세탁물을 세탁하게 되는데, 세탁과정에서는 회전조가 정방향과 역방향으로 저속 회전하게 되고, 탈수과정에서는 회전조가 정방향으로 고속 회전하게 된다.

그런데, 탈수과정 시 세탁물이 회전조의 전 지역에 골고루 놓여지지 않고 특정 부분에만 몰려서 놓여진 상태에서 회전조가 고속 회전하게 되거나 또는 탈수과정 초기의 급격한 회전조의 가속회전에 의해 세탁물이 한쪽으로 몰린 상태에서 회전조가 고속 회전하게 되면, 회전조의 무게중심과 회전중심이 서로 일치하지 않게 되면서 진동과 소음을 유발시키게 된다. 이러한 현상이 반복되면 회전조와 회전축, 그리고 구동모터 등을 포함하는 부품들이 고장나거나 수명이 단축되게 된다.

특히, 드럼타입의 세탁기는 세탁물이 담겨지는 회전조가 수평으로 배치되는 구조를 가져서 탈수행정 시 세탁물이 중력에 의해 회전조의 바닥으로 모아진 상태에서 고속 회전하게 되기 때문에 무게중심과 회전중심이 서로 일치하지 않게 되어 진동과 소음이 유발될 가능성이 매우 높게 된다.

따라서, 드럼타입의 세탁기 및 그 외 회전조가 수직으로 설치된 수직축 타입의 세탁기들에는 통상적으로 회전조의 동적인 밸런스를 유지시켜 주기 위한 밸런서 가 설치되게 된다.

이러한 밸런서를 구비한 세탁기의 일례로는 대한민국 공개특허공보 특1999-0038279호가 있다. 이 종래 세탁기의 볼밸런서는 회전조가 고속 회전할 때 동적인 밸런스를 유지시켜 주기 위해 회전조의 상부와 하부에 각각 설치되는 레이서와, 이 레이서의 내부에 이동이 자유롭게 배치된 강철재질의 볼과 점성유를 구비하여 구성된다.

따라서, 회전조가 회전하게 되면 회전조 자체의 불균형적인 편심 구조와 회전조 내의 세탁물의 편중된 분포에 의해 회전조가 동적인 밸런스를 유지하지 못한 채로 회전하게 될 경우, 강철 볼이 이를 보상하게 되어 회전조가 동적인 밸런스를 유지할 수 있게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래 세탁기에 채용되는 볼밸런서의 점성유는 외부 온도에 민감한 특성을 가졌기 때문에, 특히 레이서의 내벽과 강철 볼 사이의 갭이 작을 경우 볼밸런서는 외부 온도에 따라 정확한 위치를 갖는데 진동(시간) 편차가 상당히 크게 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 반대로 레이서의 내벽과 강철 볼 사이의 갭이 클 경우 볼밸런서는 신속하게 정확한 위치를 찾기 때문에 진동은 작아지겠지만, 이때 점성유의 점도가 낮으면 볼밸런서에서 발생하는 소음이 크다는 문제점이 있었다. 또한, 갭을 어느 정도 확장하게 되면 레이서를 제조하면서 발생하는 제조 오차로 인해 진동 및 소음 특성을 컨트롤하는 것이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 레이서의 내벽과 볼 사이의 갭 및 점성유 사이의 상관 관계를 조절하여 세탁기의 진동 및 소음을 저감시키는 볼밸런서를 구비한 세탁기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 볼밸런서를 구비한 세탁기는 레이서 내에 볼과 점성유가 수용되는 볼밸런서를 포함하는 세탁기에 있어서, 점성유의 점도는 레이서와 볼 사이의 갭에 비례하여 변화된다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 레이서 내에 볼과 점성유가 수용된 볼밸런서를 이용하여 회전조의 동적 밸런스를 유지하는 세탁기에 있어서, 상기 점성유의 점도가 100 ~ 380cSt 미만이면, 상기 갭은 2 ~ 3 mm인 볼밸런서를 구비한 세탁기가 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 레이서 내에 볼과 점성유가 수용된 볼밸런서를 이용하여 회전조의 동적 밸런스를 유지하는 세탁기에 있어서, 상기 점성유의 점도가 1 ~ 100cSt 미만이면, 상기 갭은 0.5 ~ 1.0 mm인 볼밸런서를 구비한 세탁기가 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 레이서 내에 볼과 점성유가 수용된 볼밸런서를 이용하여 회전조의 동적 밸런스를 유지하는 세탁기에 있어서, 상기 점성유의 점도가 380 ~ 1000cSt 이면, 갭은 2.0 ~ 3.0 mm인 볼밸런서를 구비한 세탁기가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼밸런서를 구비한 세탁기를 첨부 된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 드럼세탁기의 대략적인 구조를 보인 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세탁기는 외관을 형성하는 하우징(1)과, 하우징(1)의 내부에 설치되며 세탁수가 담겨지는 수조(2)와, 수조(2)의 내부에 회전 가능하게 배치되며 세탁물이 투입되어 세탁이 이루어지게 하는 회전조(10)와, 하우징(1)의 개방된 전면에 힌지 결합되는 도어(4)를 구비한다.

수조(2)의 상부에는 수조(2)로 세탁수와 세제를 공급하는 급수관(5)과 세제 공급장치(6)가 배치되고, 수조(2)의 하부에는 세탁물의 세탁작업이 완료되면 수조(2)에 담겨진 세탁수를 하우징(1)의 외부로 배출시키기 위한 배수관(7)이 설치된다.

회전조(10)의 후면에는 회전축(8)이 수조(2)의 후면을 통해 연장하도록 배치되며, 수조(2)의 후면 외측에는 회전축(8)이 결합되는 구동모터(9)가 설치된다. 따라서 구동모터(9)가 작동하게 되면 회전축(8)이 회전하게 되면서 회전조(10)를 함께 회전시키게 된다.

회전조(10)의 원주면에는 다수의 탈수홀(10a)이 형성되어 세탁행정 시에는 수조(2)에 담겨진 물이 회전조(10)의 내부로 유입되어 세제가 용해되어 있는 물에 의해 세탁이 이루어질 수 있게 하고, 탈수행정 시에는 물이 배수관(7)을 통해 하우징(1)의 외측으로 배수될 수 있도록 한다.

회전조(10)의 내부에는 복수의 리프터(10b)가 종방향으로 배치되어 세탁행정 시 회전조(10)가 저속 회전하게 됨에 따라 물이 적셔진 세탁물을 회전조(10)의 바 닥에서 상향으로 끌어 올린 후 다시 회전조(10)의 바닥으로 떨어뜨려서 세탁물이 효과적으로 세탁될 수 있게 한다.

따라서 세탁행정 시에는 구동모터(9)에 의해 회전축(8)이 정방향과 역방향으로 교대로 회전하면서 회전조(10)를 저속 회전시킴으로써 세탁물을 세탁하게 되며, 탈수행정 시에는 회전축(8)이 일 방향으로 회전하면서 회전조(10)를 고속 회전시킴으로써 세탁물을 탈수시키게 된다.

탈수과정에서 회전조(10)가 고속회전 할 때 회전조(10) 자체가 무게중심과 회전중심이 일치하지 않게 만들어지거나 회전조(10) 내부에서 세탁물이 골고루 분포하지 않고 특정지역에 몰려서 놓여지게 되면 회전조(10)가 동적인 밸런스를 유지하지 못하게 된다.

이러한 동적인 언밸런스를 방지하여 회전조(10)가 회전중심과 무게중심이 일치된 상태로 고속 회전될 수 있게 하기 위해 회전조(10)의 전단과 후단에는 볼밸런서(20)가 각각 설치된다.

도 2와 도 3은 각각 본 발명에 따른 회전조의 분해 사시도와 결합 사시도를 보인 것이다. 도시된 바와 같이, 회전조(10)는 전부와 후부가 개방되고 탈수홀(10a)과 리프터(10b)가 마련되어 있는 원통형상의 몸체(11)와, 몸체(11)의 개방된 전부에 결합되고 세탁물이 몸체(11)로 투입되거나 몸체(11)로부터 꺼낼 수 있게 하는 개구부(14)가 마련된 전면부재(12)와, 몸체(11)의 개방된 후부에 결합되고 회전조(10)를 회전시키기 위한 회전축(8)(도 1 참조)이 결합되어 있는 후면부재(13)를 구비하여 구성된다.

전면부재(12)의 테두리에는 볼밸런서(20)가 수용되도록 하기 위해 단면이 대략 U자 형상으로 형성되어 전방을 향해 개방된 원환 형상의 리세스(15)가 마련되어 있고, 후면부재(13)의 테두리에도 마찬가지로 볼밸런서(20)를 수용하기 위해 후방을 향해 개방된 원환 형상의 리세스(미도시)가 마련되어 있다.

이러한 전면부재(12)와 후면부재(13)는 도 3에 도시된 바와 같이, 각각 몸체(11)의 선단 테두리와 후단 테두리에 끼워져서 나사 결합이나 다른 방식으로 결합되게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 세탁기의 회전조에 설치되는 볼밸런서를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 볼밸런서(20)는 원환 형상을 가지며 서로 융착되어 밀폐된 내부공간을 형성하는 레이서(21)와, 레이서(21) 내부공간에 채워져서 밸런싱 기능을 하는 다수의 금속재질 볼(22)과, 볼(22)의 이동속도를 조절할 수 있게 하는 실리콘계 합성 윤활유인 점성유(미도시)로 이루어진다. 물론, 다수의 볼(22)과 점성유는 레이서(21)의 양단이 연결되기 전에 내부에 채워지게 된다.

상기와 같이 제작된 원환 형상의 볼밸런서(20)는 회전조(10)의 전면부재(12)와 후면부재(13)에 각각 마련된 원환 형상의 리세스(15)에 배치되고 여러 지점에서 리세스(15)에 용접되어 간편하고 신속하게 조립된다.

본 발명에 따르면, 볼밸런서(20)가 신속하게 동작하기 위해서는 레이서(21)와 볼(22) 사이의 갭(L1+L2)과 점성유 사이의 상관관계가 매우 중요하다. 바람직하게 점성유의 점도는 레이서와 볼 사이의 갭(L1+L2)에 비례하는데, 예를 들어 갭이 커질수록 점성유의 점도가 높아져야 진동 및 소음 특성이 우수하며, 갭이 작아질수 록 점성유의 점도가 낮아야 볼(22)이 원활히 운동하여 신속하게 동적 밸런스를 유지하게 된다.

구체적으로 살펴보면, 도 5 내지 도 10은 본 발명에 따른 세탁기의 볼밸런서에 있어서 갭과 점성유의 관계에 따른 진동 및 소음값을 각각 도시한 그래프이다.

먼저, 도 5 및 도 6은 각각 갭과 진동 및 소음과의 관계를 도시한 그래프이다. 도시된 바와 같이, 현재 시판하고 있는 100,200,350cSt의 점도 특성을 가지는 점성유를 갭(L1+L2)을 달리하여 시험해 본 결과, 100 ~ 380cSt 미만의 점도를 갖는 점성유는 1mm 이하의 갭에서는 통상 요구되는 진동값(회전조가 요동하는 범위)인 2mm를 초과하기 때문에 부적합함을 알 수 있으며, 2mm 이상의 갭에서는 진동값은 만족하지만 통상 요구되는 소음값(볼에서 발생하는 소음)인 57DB를 초과하기 때문에 부적합함을 알 수 있다.

마찬가지로, 도 7 및 도 8은 100cSt의 점도 특성을 가지는 점성유를 갭(L1+L2)을 달리하여 시험한 것으로, 1 ~ 100cSt 미만의 점도를 갖는 점성유는 0.5mm 이하의 갭에서는 통상 요구되는 진동값(회전조가 요동하는 범위)인 2mm를 초과함하기 때문에 부적합함을 알 수 있으며, 1mm 이상의 갭에서는 진동값은 만족하지만 통상 요구되는 소음값(볼에서 발생하는 소음)인 57DB를 초과하여 부적합함을 알 수 있다.

마찬가지로, 도 9 및 도 10은 500cSt와 1000cSt의 점도 특성을 가지는 점성유를 갭(L1+L2)을 달리하여 시험한 것으로, 380 ~ 1000cSt 미만의 점도를 갖는 점성유는 2mm 이하의 갭에서는 통상 요구되는 진동값(회전조가 요동하는 범위)인 2mm 를 초과하므로 부적합함을 알 수 있으며, 3mm 이상의 갭에서는 진동값은 만족하지만 통상 요구되는 소음값(볼에서 발생하는 소음)인 57DB를 초과하여 부적합함을 알 수 있다.

한편, 점성유의 점도를 1000 cSt 이상으로 할 경우 갭을 3mm 이상으로 설정할 수 있지만, 갭이 3mm를 초과하게 되면 볼(22)들이 서로 겹치거나 레이서(21)의 사출물 공차로 인해 정확한 제어를 하지 못하게 된다. 또한, 점성이 1cSt인 점성유는 물에 가깝기 때문에 점도를 균일하게 조절할 수 없다.

따라서, 결론하면 점성유의 점도가 1 ~ 100cSt 미만이면 갭을 0.5 ~ 1.0 mm로 설정하고, 점성유의 점도가 100 ~ 380cSt 미만이면 갭을 1 ~ 2 mm 설정하며, 점성유의 점도가 380 ~ 1000cSt 이면 갭을 2.0 ~ 3.0 mm로 설정함으로써 볼밸런서의 역할을 효율적으로 할 수 있음을 알 수 있다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 세탁기의 볼밸런서는 레이서의 내벽과 볼 사이의 갭 및 점성유 사이의 상관 관계를 최적화시킴으로써 진동 및 소음을 최소화하는 효과를 가진다.

Claims (4)

1. 레이서 내에 볼과 점성유가 수용되는 볼밸런서를 포함하는 세탁기에 있어서,

   상기 점성유의 점도는 레이서와 볼 사이의 갭에 비례하여 변화되는 것을 특징으로 하는 볼밸런서를 구비한 세탁기.
2. 레이서 내에 볼과 점성유가 수용된 볼밸런서를 이용하여 회전조의 동적 밸런스를 유지하는 세탁기에 있어서,

   상기 점성유의 점도가 100 ~ 380cSt 미만이면, 이때의 상기 갭은 1 ~ 2 mm인 것을 특징으로 하는 볼밸런서를 구비한 세탁기.
3. 레이서 내에 볼과 점성유가 수용된 볼밸런서를 이용하여 회전조의 동적 밸런스를 유지하는 세탁기에 있어서,

   상기 점성유의 점도가 1 ~ 100cSt 미만이면, 이때의 상기 갭은 0.5 ~ 1.0 mm인 것을 특징으로 하는 볼밸런서를 구비한 세탁기.
4. 레이서 내에 볼과 점성유가 수용된 볼밸런서를 이용하여 회전조의 동적 밸런스를 유지하는 세탁기에 있어서,

   상기 점성유의 점도가 380 ~ 1000cSt 이면, 이때의 상기 갭은 2.0 ~ 3.0 mm인 것을 특징으로 하는 볼밸런서를 구비한 세탁기.

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