KR20120024470A

KR20120024470A - 세탁기

Info

Publication number: KR20120024470A
Application number: KR1020110087087A
Authority: KR
Inventors: 신이치로 가와바타; 요시노리 가네다
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 도시바 홈 어플라이언스 가부시키가이샤; 도시바 콘슈머 일렉트로닉스?홀딩스 가부시키가이샤
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2012-03-14
Also published as: TWI452196B; JP2012050779A; CN102383291A; JP5330343B2; KR101238127B1; TW201229352A; CN102383291B

Abstract

본 발명은 자계의 누설이 적은 자기회로를 형성하여 자기점성유체의 점성변화의 안정화를 도모하고, 소기의 감쇠력을 발휘할 수 있는 서스펜션을 구비한 세탁기를 제공한다.
하우징체 내에 수조를 상하 방향으로 방진 지지하는 서스펜션은, 코일 스프링, 실린더 및 상기 실린더 내를 왕복운동하는 샤프트와, 상기 샤프트 둘레에 간극을 두고 설치한 자장발생장치와, 상기 간극 내에 충전된 자기점성유체와, 상기 간극의 상하단부를 봉쇄하는 밀봉부재와, 상기 샤프트를 왕복운동 가능하게 축지지하는 베어링 부재를 구비하고, 상기 자장발생장치는 코일과 상기 코일의 상하부에 배치된 요크를 구비하며, 상기 코일의 통전에 수반하여 코일 둘레의 샤프트, 요크, 실린더 등의 부재를 통한 자기회로를 형성하여 상기 자기점성유체에 자계를 인가하고, 또한 상기 자기회로에 인접하는 상기 밀봉부재 또는 베어링 부재, 또는 두 부재 모두를 비자성체로 하는 것을 특징으로 한다.

Description

세탁기{WASHING MACHINE}

본 발명은, 예를 들어 드럼식 세탁기에 구비된 수조를, 서스펜션에 의해 방진 지지한 세탁기에 관한 것이다.

종래, 예를 들어 드럼식 세탁기에서는, 내부에 회전 가능한 드럼을 구비한 수조는 복수의 서스펜션으로 하우징체의 저부에 탄성적으로 지지되고, 드럼의 회전에 수반되는 진동을 감소시키는 감쇠 기능을 발휘하도록 되어 있다.

그리고, 서스펜션으로서는, 예를 들어 자장의 강도에 따라서 점도가 변화되는 자기점성유체(MR유체)를 사용한 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

상기와 같이 자기점성유체는 자계를 부여함으로써 자기점성유체의 점도를 가변 제어하는 것이 가능한 점에서 최근에는 세탁기의 서스펜션으로서 채용되어 있다.

수조의 진동에 수반하여 상하운동(왕복운동)하는 샤프트에 대해서 자기점성유체를 접촉시키고, 그 점성에 의해 샤프트의 상하운동을 억제하는 저항(마찰력)으로서 기능하게 하여, 수조의 진동 진폭을 감쇠시키도록 하고 있다. 상기 감쇠 작용에 의해 운전시에서의 진동을 빠르게 감쇠시키고, 저진동, 저소음의 세탁기를 제공하고자 하는 것이다.

일본 공개특허공보 제2006-57766호

그런데, 자기점성유체에 자계를 부여하기 위한 자기회로를 형성하기 위해, 코일이나 요크 등으로 이루어진 자장발생장치를 설치하고 있다. 상기 자장발생장치로부터 발생되는 자계가 본래의 자기회로를 벗어나, 그 주변의 인접하는 부재에 누설되는 경우가 있으면, 자기점성유체의 점성 정도가 불안정해져 적정하게 제어하기 곤란해진다.

그 결과, 서스펜션으로서 소기의 감쇠력이 얻어지지 않고, 세탁기의 이상 진동이나 소음을 초래하게 된다.

그래서, 자계의 누설이 적은 자기회로를 확보할 수 있고, 자기점성유체의 점성 변화를 안정화시켜 소기의 감쇠력을 발휘할 수 있는 서스펜션을 구비한 세탁기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 실시형태의 세탁기에 의하면, 내부에 회전 가능한 세탁조를 갖는 수조를 상하 방향으로 방진 지지하는 서스펜션에 있어서, 상기 서스펜션은, 하우징체와 상기 수조의 사이에 연결되어 설치된 코일 스프링, 통형상의 실린더 및 상기 실린더 내를 왕복운동하는 샤프트와, 상기 실린더내에 상기 샤프트 둘레의 간극을 두고 설치한 자장발생장치와, 상기 간극 내에 충전되어 자계의 인가에 의해 점성이 변화되는 자기점성유체와, 상기 자기점성유체가 충전된 상기 간극의 상하단부를 봉쇄하는 밀봉부재와, 상기 자장발생장치에 인접 배치되어 상기 샤프트를 왕복운동 가능하게 축 지지하는 베어링 부재를 구비하고, 상기 자장발생장치는 상기 샤프트 둘레에 감긴 코일 및 코일의 상하부에 설치된 요크를 갖고, 상기 코일로의 통전에 수반하여 상기 코일 둘레의 상기 샤프트, 요크, 실린더 등의 부재를 통한 자기회로를 형성하여, 상기 간극 내에 충전된 상기 자기점성유체에 자계를 인가하고, 또한 상기 자기회로에 인접하는 상기 밀봉부재 또는 상기 베어링 부재, 또는 상기 밀봉부재와 상기 베어링 부재 둘 모두를 비자성체로 형성하는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.

이에 따르면, 자계의 누설이 적은 자기회로를 확보할 수 있고, 자기점성유체의 점성변화를 안정화시키고, 소기의 감쇠력을 발휘할 수 있는 서스펜션을 구비한 세탁기를 제공할 수 있다.

도 1은 서스펜션 단일체의 일 실시형태를 도시한 종단면도,
도 2는 서스펜션의 일부 구성을 확대하여 도시한 종단면도, 및
도 3은 드럼식 세탁기에 적용한 세탁기 전체 구조의 개요를 도시한 종단면도이다.

이하, 드럼식 세탁기에 적용한 실시형태에 대해서, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 우선, 도 3에 도시한 드럼식 세탁기(이하, 단순히 세탁기라고 함)는 건조기능이 부착된 세탁기에서, 그 전체 구조에 대해서 설명한다.

외각(外殼)을 형성하는 상자 형상의 하우징체(1)의 전방면부(도 3에서 우측)의 거의 중앙부에는 세탁물 출입구(2)가 형성되고, 또한 세탁물 출입구(2)를 개폐하는 문(3)이 설치되어 있다. 또한, 하우징체(1)의 전방면부의 상부에는 조작 패널(4)이 설치되어 있고, 그 내측(하우징체(1)내)에 운전제어용 제어장치(5)가 설치되어 있다.

하우징제(1)의 내부에는 수조(6)가 설치되어 있다. 상기 수조(6)는 축방향을 전후(도 3에서는 좌우)로 하는 횡축 원통 형상을 이루고, 하우징체(1)의 저판(1a)상에 길이 방향을 상하 방향으로 한 좌우 한 쌍(한쪽만 도시)의 서스펜션(7)(상세한 내용은 후술)에 의해 전방 상부로 경사진 상태로 탄성 지지되어 있다.

수조(6)의 배면부에는 모터(8)가 부착되어 있다. 상기 모터(8)는 예를 들어 직류의 브러시리스모터로 이루어진 것으로 아우터로터형이고, 그 로터(8a)의 중심부에 부착된 도시하지 않은 회전축을 베어링 브라켓(9)을 통하여 수조(6)의 내부에 삽입 통과시키고, 후술하는 드럼(10)의 배면부의 중앙부에 연결하고 있다.

드럼(10)은 수조(6) 내부에 설치되어 세탁물을 수용하는 세탁조로서 기능하고, 그 축방향이 전후가 되는 횡축 원통 형상을 이루는 것으로, 모터(8)의 회전축과 연결되어 수조(6)와 동축 상의 전방 상부로 경사진 상태로 지지되어 있다.

드럼(10)은 모터(8)에 의해 직접적으로 구동되어 횡축 둘레로 회전하고, 모터(8)는 드럼(10)을 회전시키는 드럼 구동 장치로서 기능한다.

또한, 드럼(10)의 둘레측부(몸체부)에는 통수 및 통풍 가능한 작은 구멍(11)을 전역에 걸쳐 다수 형성하고 있고, 이에 대해서 수조(6)는 거의 구멍이 없는 형태로 저수 가능한 구성으로 하고 있다.

이들 드럼(10) 및 수조(6)는 모두 전방면에 개구부(12, 13)를 구비하고 있고, 그 중 수조(6)의 개구부(13)와 세탁물 출입구(2) 사이에 환상의 벨로우즈(14)가 장착되어 있다.

이에 의해, 세탁물 출입구(2)는 벨로우즈(14), 수조(6)의 개구부(13), 및 드럼(10)의 개구부(12)를 통하여, 드럼(10)의 내부에 연결되는 형태로 되어 있다. 또한, 저수 가능한 수조(6)의 최저부위에는, 도중에 배수 밸브(15)를 통하여 배수관(16)이 접속되어, 세탁기 밖으로 배수 가능하게 되어 있다.

여기에서, 건조 기능의 구성에 대해서 설명하면, 상기 수조(6)의 배면측으로부터 상방 및 전방에 걸쳐 건조 유닛(17)이 설치되어 있다. 상기 건조 유닛(17)은 송풍장치(19), 가열장치(20), 및 도시하지 않은 제습수단 등을 구비한 순환덕트(18)로 구성되고, 건조 운전시에 수조(6)내로부터 배출된 공기 중의 수분을 제습하고 이어서 그 공기를 가열하여 소위 건조풍을 생성하고, 수조(6) 내로 되돌리는 것을 반복하는 순환을 실시하여, 회전 구동된 드럼(10) 내의 세탁물을 건조시키도록 하고 있다.

이어서 서스펜션(7)의 구체적인 구조에 대해서 도 1, 도 2를 참조하여 설명한다. 서스펜션(7)은 그 개략 구성으로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 하우징체(1)와 수조(6) 사이에 연결되어 설치되고, 구체적으로는 하우징체(1)의 저판(1a)에 설치된 부착판(21) 측에 부착된 원통 형상의 실린더(22)와, 수조(6)에 설치된 부착판(23) 측에 부착된 샤프트(24)와, 샤프트(24)와 실린더(22) 사이에 장착된 코일 스프링(25)이 구비된 구성으로 되어 있다.

이와 같이 서스펜션(7)을 하우징체(1) 내에 부착하기 위한 구체적인 구조로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 철제 실린더(22)의 축방향의 일단부가 되는 하단부에 실린더 연결부(22a)를 설치하고 있고, 상기 연결부(22a)를 도 3에 도시한 저판(1a)의 부착판(21)에 고무 등의 탄성좌판(26) 등을 통하여 너트(27)로 체결함으로써 실린더(22)를 저판(1a)측의 부착판(21)에 부착 고정하고 있다.

한편, 샤프트(24)는 실린더(22)의 내부(상세하게는 후술함)에 삽입되는 샤프트 주부(主部)(24a)와, 그 상단부에 일체적으로 연결된 샤프트 연결부(24b)로 구성되어 있고, 적어도 샤프트 주부(24a)는 철제의 자성체로 되어 있다.

그러나, 연결부(24b)를 수조(6)의 부착판(23)에 동일한 탄성좌판(28) 등을 통하여 너트(29)로 체결함으로써 샤프트(24)를 수조(6)의 진동에 추종하여 일체적으로 상하 방향 등으로 진동시키는 연결 구성으로 하고 있다.

또한, 코일 스프링(25)의 부착 구조는, 도 1에 도시한 바와 같이, 하단부가 실린더(22)의 상단부에 지지되고, 상단부가 샤프트(22)의 상부에 배치된 원판 형상의 스프링 받이판(30)에 막혀, 탄성력이 축적된 상태로 장착되어 있다. 즉, 샤프트(24)를 실린더(22)로부터 상방 즉, 외방으로 인출되도록 힘이 가해진 상태로 장착되어 있다.

이어서 상기 실린더(22)의 내부 구조에 대해서, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 우선 개략적으로 설명하면, 실린더(22) 내에는 샤프트(24)를 직선적으로 왕복운동(상하운동) 가능하게 축지지하는 베어링 부재를 갖는다. 베어링 부재는 상하부로 서로 떨어져 배치되어 베어링 수단을 구성하는 것으로, 상기 상하부의 베어링 수단의 사이에 있는 중간 부위에 후술하는 자기점성유체 및 자장발생장치로서 기능하는 코일이나 요크 등을 배치한 구성으로 하고 있다.

우선, 하부의 베어링 수단의 구체적 구성에 대해 설명하면, 이는 도 1에 도시한 바와 같이, 실린더(22) 내의 상하 방향의 거의 중간부에 위치하고, 환상의 중공 통 형상을 이루는, 하부의 베어링 유지부재(31)가 수용 고정되어 있다.

상기 베어링 유지부재(31)는 예를 들어 알루미늄제의 비자성체로 이루어지고, 그 외주부에는 둘레방향으로 연장되는 홈부(32)가 형성되어 있으며, 실린더(22)의 둘레벽부 중 홈부(32)에 대응하는 부분을 내방으로 돌출시킨 코킹부에 의해 베어링 유지 부재(31)를 실린더(22) 내에 고정하고 있다.

상기 베어링 유지 부재(31)의 중공의 내주부에는 샤프트(24)를 축방향이 되는 상하 방향으로 왕복운동 가능하게 직접 지지하는 환상의 베어링(33)이 끼워 맞추어 고정되어 있다. 베어링(33)은 샤프트(24)와 미끄럼 접촉되는 평면 베어링으로서 기능하고, 또한 본 실시형태에서는 비자성체인 구리계의 소결함유 베어링으로 구성되어 있다.

또한, 베어링 유지부재(31)는 베어링(33)의 유지뿐만 아니라, 그 상면측에 상세히 후술하는 1개의 시일재(38c)를 압입 유지하여 시일재 유지 부재로서도 기능하고 있다.

또한, 샤프트(24)의 하단부에는 고정링(34)이 장착되고, 고정링(34)이 베어링 유지부재(31)의 하면에 접촉되어, 샤프트(24)가 상방으로 빠지는 것을 규제하고 있다.

다음에, 상부의 베어링 수단의 구체적인 구성에 대해서 특히 도 2의 확대단면도를 참조하여 설명하면, 실린더(22)의 상단부의 내부에 환상의 중공 통형상을 이루는 상부의 베어링 유지부재(35)가 수용 고정되어 있다. 상기 베어링 유지부재(35)는 하부의 베어링 유지부재(31)와 동일하게 알루미늄제의 비자성체로 이루어지고, 그 외주 하부에 홈부(36)가 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있으며, 실린더(22)의 둘레벽부 중 홈부(36)에 대응하는 부분을 내측으로 돌출시킨 코킹부에 의해 베어링 유지부재(35)를 실린더(22)의 상단부에 고정하고 있다.

상기 코킹부는 롤링 코킹에 의해 전체 둘레에 형성되어 있다. 또한, 홈부(36)에는 탄성적인 O-링(37)이 장착되어 있고 그 O-링(37)은 베어링 유지부재(35)의 홈부(36)와 실린더(22)의 코킹부에 의해 끼워져 밀착 상태로 유지되어, 확실하게 고정되며 또한 실린더(22)내로의 물의 침입을 방지하고 있다.

그리고, 상기 상부의 베어링 유지부재(35)는, 중공 내부의 상하 방향의 중간 위치에 베어링(39)을 끼워 맞추어 유지시키고, 또한 중공 내부의 하방에 예를 들어 2 개의 시일재(38a, 38b)를 압입 유지하는, 시일재 유지부재로서도 기능한다.

또한 베어링 유지부재(35)의 외주측부는 코일 스프링(25)을 유지하는 스프링 유지부재로서도 기능한다. 또한, 베어링(39)은 상기한 하부측의 베어링(33)과 동일하게 구리계의 소결함유 베어링으로 이루어진 비자성체로 구성되어 있다.

더욱 상세하게 설명하면, 중공 통형상의 베어링 유지부재(35)의 외측면의 형상은 하반부가 직경이 크고 상반부가 직경이 작은 2단의 통형상을 이루고 있다. 그 직경이 큰 통부(35a)의 외측면에 코킹용 홈부(36)가 형성되어 있다.

그리고, 상반부의 직경이 작은 통부(35b)와 직경이 큰 통부(35a)의 경계에 단차부(35c)가 형성되어 있다. 단차부(35c)는 코일 스프링(25)의 하단부를 지지하고, 또한 직경이 작은 통부(35b)의 외측면이 코일 스프링(25)의 하단 내경측과 근접하여 측방으로부터 유지되는 작용을 이루고, 이로부터 베어링 유지부재(35)는 스프링 유지부재로서도 기능하는 것이다.

한편, 베어링 유지부재(35)의 내부형상도, 직경 크기가 다른 복수 단계의 형상으로 되어 있고, 외측면의 직경이 큰 통부(35a)에 대응하는 위치의 직경이 큰 내부(35d)에는 2개의 시일재(38a, 38b)를 상하로 겹치도록 하여 압입 유지하고 있다.

여기에서, 시일재(38a, 38b)에 대해서 설명하면, 도 2로부터 명백한 바와 같이, 시일용 립(rip)을 갖는 고무제의 본체(49)에 금속환(50)을 삽입 성형한, 소위 스프링 없는 오일시일에 상당하는 것으로, 금속환(50)은 본 실시형태에서는 예를 들어 알루미늄제의 비자성체로 하고 있다.

상기 시일재(38a, 38b)는, 하부의 베어링 유지부재(31)에 유지되어 대향 배치된 시일재(38c)와 공통의 오일시일을 채용하고 있다. 또한, 3개의 시일재(38a, 38b, 38c)를 총칭하여 밀봉부재(38)로 칭하여 설명한다.

베어링 유지부재(35)의 대직경 내부(35d)의 상부에 연속하여, 이보다 직경을 작게 하는 소직경 내부(35e)를 형성하고 있고, 상기 소직경 내부(35e)에 통형상의 베어링(39)이 압입 유지되어 있다. 또한, 상기 소직경 내부(35e)는 베어링 유지부재(35)의 거의 중간 위치에 있어 베어링(39)의 상방으로의 빠짐 방지를 겸한 단차부를 형성하도록 더욱 소직경으로 하는 삽입통과구멍(35f)을 형성하고 있고, 상기 삽입통과구멍(35f)에는 샤프트(24)가 왕복운동 가능하게 삽입통과되어 있다.

그러나, 실린더(22) 내에 삽입 통과된 샤프트(24)는 상하부의 베어링 유지부재(35, 31)에 압입 유지된 베어링(39, 33)에 축지지되고, 밀봉부재(38)인 공통의 3개의 시일재(38a, 38b, 38c)에 수밀하게 미끄럼 접촉된 상태로 왕복운동 가능하게 설치된다.

또한, 베어링 부재는, 상부, 하부의 베어링 수단에 대해 설명한 바와 같이, 상부, 하부의 베어링 유지부재(35, 31)와, 이들 베어링 유지부재(35, 31)에 유지된 베어링(39, 33)을 구비한 구성으로 이루어진 것이다.

그리고 상부, 하부의 베어링 수단 사이에 끼워지도록 자장발생장치(40)가 설치되어 있다. 상기 자장발생장치(40)는 상세하게는 후술하지만 기본적으로는 샤프트(24)의 둘레에 감겨 자장(자계)를 발생시키는 코일(41)과, 코일(41)의 상부, 하부에 설치된 철제의 원통 형상의 요크(42)를 갖는 구성으로, 코일(41)에 통전되면 코일(41) 둘레에 상부, 하부의 요크(42)를 통하여 자속이 지나는 자기회로(A)를 형성하는 것이다.

상기 자장발생장치(40)는, 도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 코일(41)이 상하 2단으로 배치되고 상기 코일(41)은 중공원통형상의 보빈(43)에 각각 감기며, 보빈(43)의 중심부의 중공부에 삽입 통과된 샤프트(24)의 외주면과의 사이에 통형상의 간극(G)을 형성하도록 하고 있다.

즉, 보빈(43)은 실질적으로 동일한 구성의 상부, 하부에 배치된 보빈(43a, 43b)으로 이루어지고, 그 상부의 보빈(43a)에는 상부의 코일(41a)이 감기고, 코일(41a)의 상부의 요크(42a) 및 하부에 상당하는 위치에 중간부의 요크(42b)를 배치한 구성으로 하고 있다.

하부 코일(41b)측에서도 동일한 구성으로, 하부 보빈(43b)에 하부 코일(41b)이 감기며 그 상부에 중간부의 요크(42b)가 위치하고, 하부에 하부의 요크(42c)(도 1 참조)를 배치한 구성으로 하고 있다.

또한, 코일(41a과 41b)은 직렬로 접속되고 또한 원통형상의 요크(42)(총칭적으로는 간단히 요크(42)라고 칭하여 설명)의 중공부는 역시 샤프트(24)의 외주면과의 사이에 협소한 간극(예를 들어 0.4 ㎜ 정도)를 갖고, 보빈(43)(총칭적으로는 간단히 보빈(43)이라고 칭하여 설명)에 형성된 간극과 연통하여 상하 방향으로 연장되는 원통 형상의 간극(G)을 구성하고 있다.

이와 같이, 보빈(43)에 감긴 코일(41)(총칭적으로는 간단히 코일(41)이라고 칭하여 설명)의 상하부(중간부 포함)에 요크(42)를 배치한 상태에서 예를 들어 열가소성 수지(나일론, PBT, PET, PP 등)에 의해 수지 몰드(수지 몰드부(44))하여 일체화 구성으로 한 자장발생장치(40)를 구성하고 있다.

따라서, 상기 자장발생장치(40)는 샤프트(24)의 둘레에 간극(G)을 형성하고, 또한 자장발생장치(40)의 상하단부에 배치된 시일재(38b 및 38c)에 의해 간극(G)의 상하단부는 봉쇄된다.

이 경우, 최상부의 시일재(38a)는 간극(G)의 봉쇄를 2중으로 하여 확실하게 하고 또한 상부의 베어링(39)측으로부터의 물의 침입을 방지한다.

상기 간극(G)내에는 특히, 도 2에 명시한 바와 같이, 자기점성유체(45)가 충전된다. 상기 자기점성유체(45)는 전기적 에너지의 인가에 의해 점성이 변화되는 유체로, 자계(자장)의 강도에 따라서 점성 특성이 변화된다.

자기점성유체(45)는, 예를 들어 오일 중에 철, 카르보닐철 등의 강자성 입자를 분산시킨 것이고, 자계가 인가되면 강자성 입자가 사슬형 클러스터를 형성하여 외관상의 점도가 상승하는 특성을 갖는다.

또한, 상기 자기점성유체(45)의 충전은, 샤프트(24)에 자장발생장치(40) 등의 부재가 삽입 위치되어 간극(G)이 형성된 상태에서, 도시하지 않은 주입구로부터 주입되어 밀봉된다.

그리고, 상기 구성의 자장발생장치(40)를 실린더(22) 내에 넣어 고정하는 데에는 샤프트 주부(24a)에, 하부 베어링 수단을 구성하고 베어링(33) 등을 유지하는 베어링 유지 부재(31), 자장발생장치(40), 상부 베어링 수단을 구성하여 베어링(39) 등을 갖는 베어링 유지부재(35) 등의 부재를 차례로 넣고, 여기에서 간극(G)에 자기점성유체(45)를 주입한다.

이 후, 이들 구성부재를 실린더(22) 내에 삽입한다. 소정 위치까지 삽입한 상태에서, 각 베어링 유지부재(31, 35)에 형성된 홈부(32, 36)에 대해서, 실린더(22)를 내방으로 돌출시키는 코킹 가공을 실시함으로써, 이들 부재를 일체적으로 고정할 수 있다.

또한, 실린더(22)의 하부에는 연결부재(22a)로 폐쇄된 공동부(48)가 형성되어, 샤프트(24)의 하방으로의 이동을 허용하는 공간을 확보한다.

서스펜션(7)으로서 조립하는 데에는, 실린더(22)의 상단부인 상부의 베어링 유지부재(35)의 단차부(35c)에 코일 스프링(25)의 하단부를 지지하고, 코일 스프링(25)의 상단부를 샤프트 주부(24a)의 상단부에 설치한 원판 형상의 스프링 받이판(30)으로 막아지도록 하여, 연결부재(24b)를 샤프트 주부(24a)에 연결한다. 이 경우, 코일 스프링(25)은 압축되어 탄성력이 축적된 상태로 장착된다.

이와 같이 구성된 서스펜션(7)은, 상기한 바와 같이 하우징체(1)의 저판(1a)과 수조(6) 사이에서, 도 3에 도시한 바와 같이, 수조(6) 측에 샤프트(24) 및 코일 스프링(25)이 위치하고, 하우징체(1) 측에 실린더(22)가 위치한 상태에서, 수조(6)의 좌우 양측에 배치되고 탄성적으로 연결 지지된다.

또한, 상하부의 코일(41a, 41b)로부터 각각 인출된 2개의 리드선(46)은 중간부의 요크(42b) 부분을 이용하여 인출되고, 실린더(22)에 부착된 부시(47)를 통하여 외부에 도출되며, 도시하지 않은 구동회로를 통하여 제어 장치(5)에 접속되어 자장발생장치(40)의 코일(41)로의 통단전 제어를 가능하게 하고 있다.

또한, 도 2 중에 도시한 파선 화살표(A1, A2)는, 코일(41a, 41b)로의 통전에 따라 코일(41a, 41b) 둘레에 발생하는 자기회로를 나타내고, 또한 그 자계의 흐름 방향을 나타낸 것으로, 총칭적으로는 자기회로(A)로 칭하여 설명한다.

즉, 코일(41a)측의 자기회로(A1)는 샤프트(24)→간극(G)→상부의 요크(42a)→실린더(22)→중간부의 요크(42b)→간극(G)→샤프트(24)에 이르는 경로로 형성된다.

동일하게, 코일(41b)측의 자기회로(A2)는 샤프트(24)→간극(G)→하부의 요크(42c)→실린더(22)→중간부의 요크(42b)→간극(G)→샤프트(24)에 이르는 경로로 형성된다. 이와 같이 자기회로(A)를 구성하는 샤프트(24), 요크(42), 실린더(22)의 각 부재는 모두 철제의 자성체로 형성되어 있다.

다음에, 상기 구성의 세탁기의 작용에 대해서 설명한다.

본 실시형태의 횡축 둘레의 드럼(10)을 구비한 세탁기에서는, 세탁, 헹굼, 탈수 및 건조의 각 행정에서, 제어장치(5)가 드럼(10)을 각각 적정한 회전속도로 구동 제어하여 운전이 실행된다.

그리고, 드럼(10) 내에 수용된 세탁물에 의한 편하중 등에 기인하여 드럼(10)이 진동하고, 탄성적으로 지지된 수조(6)는 상하 방향을 주체로 진동한다. 상기 수조(6)의 상하 진동에 대응하여, 서스펜션(7)에서는 수조(6)에 일체적으로 연결된 샤프트(22)를 통하여 코일 스프링(25)을 신축시키고, 샤프트(24)는 실린더(22) 내를 상하 방향으로 진동(왕복동)한다. 코일 스프링(25)은 그 신축 작용에 의해 진동을 흡수하여 하우징체(1)(저판(1a)) 측으로의 진동전달을 효과적으로 저지한다.

상기 진동에 대해서 자기점성유체(45) 및 밀봉부재(38)가 샤프트(24)와 미끄럼 접촉하는 마찰력에 의해 빠르게 감쇠되는 작용을 발휘한다. 즉, 간극(G)에 충전된 자기점성유체(45)는 그 점성에 의해 샤프트(24)의 상하방향의 왕복운동에 대한 마찰저항으로서 기능하고, 수조(6)의 진동 진폭을 감쇠시키는 작용을 이룬다.

한편, 밀봉부재(38)로서, 상부에 2개의 시일재(38a, 38b), 하부에 1개의 시일재(38c)를 구비하고, 각 시일용 립이 샤프트(24)의 외주면에 미끄럼 접촉하여 상당한 마찰력이 얻어지는 점에서, 이것이 감쇠작용으로서 유효하게 기능한다.

상기 감쇠력은 자기점성유체(45)의 통전 이상에 의한 제어 불능 등의 뜻밖의 사태가 발생해도, 최저한의 마찰력으로서 고정적으로 발생하여 감쇠 작용이 얻어지는 것으로, 큰 이상 진동이나 이상 운전에 이르는 것을 피하는 데에 유효하다.

또한, 드럼(10)을 회전 구동하는 운전시에는 자장발생장치(40)를 구성하는 코일(41)에 통전되어 자장이 발생한다. 이에 의해, 상하 2단으로 배치된 각 코일(41a, 41b)의 둘레에 자기회로(A1, A2)가 형성되고, 그 중 특히 자속밀도가 높은 각 요크(42a, 42b, 42c)와 샤프트(24) 사이에 있어서는 간극(G)을 협소하게 하고 있으며, 또한 이 부위에서 자계가 부여된 자기점성유체(45)는 그 점도가 급속하게 높아지고 샤프트(24)의 상하 방향의 왕복동에 대한 마찰저항이 증대되어, 그 결과 수조(6)의 진동진폭을 빠르게 감쇠시킨다.

또한, 코일(41)은 상하의 2단에 코일(41a, 41b)을 설치했으므로, 자계를 간극(G)의 합계 4 군데에서 인가할 수 있고, 자기점성유체(45)의 점성변화를 크게 할 수 있는 점에서 그만큼 통전제어를 용이하고 확실하게 실시할 수 있다.

특히, 탈수운전에서는 드럼(10)을 고속 회전시키고 그 공진점 부근에서는 수조(6)의 진동도 커지는 경향이 있다. 그래서, 자기점성유체(45)의 제어수단으로서 예를 들어 드럼(10)이 공진회전속도에 도달할 때에 코일(41)에 통전하는 제어(포함하는 전류값의 가변제어)로 하거나, 또는 진동검출수단을 설치하고 그 검출결과에 따라서 통전 제어하도록 함으로써 서스펜션(7)에 의한 감쇠성능을 높일 수 있다.

그런데, 자기회로(A)를 구성하는 부재의 샤프트(24)나 요크(42) 등에 인접하는 부재는 모두 상기한 바와 같이 비자성체로 구성되어 있다. 즉, 본 실시형태에서 말하는 인접 부재로서는, 상하부의 베어링 유지부재(35, 31), 및 이들 베어링 유지부재(35, 31)에 유지된 상부 2개, 하부 1개의 시일부재(38a, 38b, 38c)(밀봉부재(38))와, 베어링 부재를 구성하는 베어링(39, 33)이 상당한다.

따라서, 자기회로(A)를 흐르는 자계가 자기회로(A)의 주변에서의 인접 부재를 통하여 불필요한 부분에 누설되는 것을 방지할 수 있고, 안정된 감쇠력하에 적정한 제어를 가능하게 하고 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 상기 실시형태의 세탁기에 의하면 내부에 회전 드럼(1)을 갖는 수조(6)를 방진 지지하는 서스펜션(7)에 있어서, 서스펜션(7)은, 하우징체(1)와 수조(6) 사이에 연결하여 설치된 코일 스프링(25), 실린더(22) 및 실린더(22) 내를 왕복동하는 샤프트(24)와, 실린더(22) 내에서 샤프트(24) 둘레에 통 형상의 간극(G)을 통하여 설치한 자계발생자장치(40)와, 간극(G)에 충전되어 자계의 인가에 의해 점성이 변화되는 자기점성유체(45)와, 자기점성유체(45)가 충전된 간극(G)의 상하단부를 봉쇄하는 밀봉부재(38)와, 상기 자장발생장치(40)의 상하부에 배치되고 상기 샤프트(24)를 왕복운동 가능하게 축지지하는 베어링 부재를 구비하고, 상기 자장발생장치(40)는 상기 샤프트(24) 둘레에 감긴 코일(41)과 코일(41)의 상하부에 설치된 요크(42)를 구비하고, 코일(41)로의 통전에 따라 코일(41) 둘레의 샤프트(24), 요크(42), 실린더(22) 등의 부재를 통한 자기회로(A)를 형성하여, 상기 간극에 충전된 자기점성유체에 자계를 인가하고, 또한 상기 자기회로(A)에 인접하는 상기 밀봉부재(38) 또는 베어링 부재, 또는 두 부재 모두를 비자성체로 형성하는 구성으로 했다.

상기 구성의 서스펜션(7)으로 함으로써, 자기회로(A)의 경로 중의 간극(G)에 위치하는 자기점성유체(45)는 자계의 인가를 받아 점성을 급속하게 변화시킬(높일) 수 있고, 서스펜션(7)을 통하여 받는 수조(6)의 진동 진폭을 빠르게 감쇠시킬 수 있다.

또한, 주변의 인접부재인 베어링 부재 또는 밀봉 부재(38) 또는 두 부재 모두의 비자성화를 도모함으로써, 본래의 자기회로(A)로부터 인접부재로 누설되는 자속을 경감 또는 모두 없애도록 하는 것이 가능해지고, 자기점성유체(45)에 의한 안정된 소기의 감쇠력을 기대할 수 있으며, 그만큼 수조(6)의 진동에 대응한 적정한 제어가 가능하여, 저진동 저소음의 세탁기를 제공할 수 있다.

또한, 베어링 부재는 본 실시형태에서는 샤프트(24)와 미끄럼 접촉되는 상부의 베어링(39)과, 베어링(39)을 유지하는 상부의 베어링 유지부재(35), 및 하부에서의 베어링(33)과, 베어링(33)을 유지하는 하부의 베어링 유지부재(31)로 구성했지만, 그 중 베어링(39, 33)은 구리계의 소결함유 베어링을 채용하고, 또한 베어링 유지부재(35, 31)는 알루미늄제로 하며, 모두 비자성체로 이루어진 구성으로 했다.

따라서, 본 실시형태와 같이 베어링 부재의 구성부재를 모두 비자성체로 함으로써, 자계(자속)의 누설방지에 대해서 가장 효과적으로 기능한다. 단, 이에 한정되지 않고 구성부재의 일부를 비자성체로 해도 누설방지에 유효하다.

또한, 밀봉부재(38)는 본 실시형태에서는 간극(G)의 상하단부로부터 자기점성유체(45)의 누설을 방지하는 등의 수밀구조로 하고, 상부 2개의 시일재(38a, 38b)와, 이들 시일재(38a, 38b)를 유지하는 시일재 유지부재로서 기능하는 상부의 베어링 유지부재(35), 및 하부의 시일재(38c)와, 이를 유지하는 시일재 유지부재로서 기능하는 하부의 베어링 유지부재(31)로 구성했다.

그 모든 밀봉부재(38)는, 고무제의 본체(49)에 삽입한 금속환(50)을 알루미늄제로 하는 비자성체로 이루어진 구성으로 했다.

따라서, 본 실시형태와 같이 밀봉부재(38)를 구성하는 시일재(38a, 38b, 38c) 모두를 비자성체로 했으므로, 자기회로(A)로부터의 자계(자속)의 누설방지에 대해서 가장 효과적으로 기능한다.

단, 이에 한정되지 않고 밀봉부재(38)의 모두가 아니라 일부(예를 들어 2개의 시일재(38b, 38c))를 비자성체로 하는 것도 유효하고, 또한 상부의 시일재(38a, 38b)는 예를 들어 자기점성유체를 밀봉하는 1개의 시일재를 설치하는 구성으로 해도 좋다.

즉, 밀봉부재(38)의 갯수의 증감은, 본래의 자기점성유체(45)의 누설방지를 주로 하고, 또한 샤프트(24)와의 고정적으로 얻어지는 마찰저항(감쇠력)을 고려하며, 또한 상부의 베어링(39)측으로부터의 물의 침입을 방지하는 등을 고려한 사양으로 하면 좋다.

그 밖에, 밀봉부재(38)는 시일용 립을 스프링이 부착된 오일시일 구성으로 해도 좋고, 시일재 유지부재는 베어링 유지부재와 겸용한 구성에 한정되지 않고, 전용의 시일재 유지부재를 설치한 구성으로 해도 좋은 등, 시일재나 베어링 부재 등의 배치구성에 따라서 여러가지 변형하여 실시 가능하다.

또한, 상기 실시형태에서는 횡축 둘레의 드럼을 구비한 드럼식 세탁기에 적용하여 설명했지만, 이에 한정되지 않고 예를 들어 종축 둘레를 회전 가능한 탈수조를 겸용한 세탁조를 구비하고, 그 종축 형상으로 바닥이 있는 통형상의 수조를 구비한, 소위 세로형의 세탁기에서도 적용 가능하다.

또한, 자장발생장치를 구성하는 코일은 2개 설치하여 상하의 2단 배치로 했지만, 예를 들어 1개의 코일 구성으로 해도 좋고, 이 경우 당연히 코일의 상하부에 배치하는 요크는 2개로 하는 자장발생장치가 구성된다.

그 밖에, 상기 실시형태에서는 통형상의 실린더 내를 샤프트가 왕복운동하는 구성으로 했지만, 이에 한정되지 않고 예를 들어 실린더 측을 수조 측에 부착하고, 샤프트(코일 스프링) 측을 하우징체 저부에 부착한 연결 구조로 해도 좋으며, 이 경우, 수조에 대응하여 실린더측이 왕복운동하지만, 샤프트는 실린더에 대해서 상대적으로 왕복운동하는 구성이 되고, 이러한 구성에도 상기 실시형태와 실질적으로 동일한 작용 효과를 기대할 수 있다.

이상, 본 발명의 몇 가지 실시형태를 설명했지만, 이 실시형태는 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정할 의도는 없다. 이들 신규의 실시형태는 그 밖의 여러 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 생략, 치환, 변경할 수 있다. 이들 실시형태나 그의 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되고, 또한 특허청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

1: 하우징체 6: 수조
7: 서스펜션 10: 드럼(세탁조)
22: 실린더 24: 샤프트
25: 코일 스프링
31, 35: 베어링 유지부재(시일재 유지부재)
33, 39: 베어링 38: 밀봉부재
38a, 38b, 38c: 시일재 40: 자장발생장치
41(41a, 41b): 코일 42(42a, 42b, 42c): 요크
45: 자기점성유체

Claims

내부에 회전 가능한 세탁조를 구비한 수조를 상하 방향으로 방진 지지하는 서스펜션에 있어서,
상기 서스펜션은,
하우징체와 상기 수조 사이에 연결하여 설치된 코일 스프링, 통형상의 실린더 및 상기 실린더내를 왕복운동하는 샤프트,
상기 실린더내에 상기 샤프트 둘레의 간극을 두고 설치된 자장발생장치,
상기 간극 내에 충전되고 자계의 인가에 의해 점성이 변화되는 자기점성유체,
상기 자기점성유체가 충전된 상기 간극의 상하단부를 봉쇄하는 밀봉부재, 및
상기 자장발생장치에 인접 배치되어 상기 샤프트를 왕복운동 가능하게 축지지하는 베어링 부재를 구비하고,
상기 자장발생장치는 상기 샤프트 둘레에 감긴 코일 및 코일의 상하부에 설치된 요크를 구비하고, 상기 코일로의 통전에 수반하여 상기 코일 둘레의 상기 샤프트, 요크, 실린더 등의 부재를 통한 자기회로를 형성하여, 상기 간극 내에 충전된 상기 자기점성유체에 자계를 인가하며, 또한
상기 자기회로에 인접하는 상기 밀봉부재 또는 상기 베어링 부재, 또는 상기 밀봉부재와 상기 베어링 부재 모두를 비자성체로 형성하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 베어링 부재는 상기 샤프트와 미끄럼 접촉되는 베어링과, 상기 베어링을 유지하는 베어링 유지부재로 구성되고, 상기 베어링 유지부재를 비자성체로 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 베어링 부재는 상기 샤프트와 미끄럼 접촉되는 베어링과, 상기 베어링을 유지하는 베어링 유지부재로 구성되고, 상기 베어링을 비자성체로 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 밀봉부재는 상기 자기점성유체의 누설을 방지하는 시일재와, 상기 시일재를 유지하는 시일재 유지부재로 구성되고, 상기 시일재 유지부재를 비자성체로 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 밀봉부재는 상기 자기점성유체의 누설을 방지하는 시일재와, 상기 시일재를 유지하는 시일재 유지부재로 구성되고, 상기 시일재를 비자성체로 한 것을 특징으로 하는 세탁기.