KR20140095929A

KR20140095929A - 세탁기

Info

Publication number: KR20140095929A
Application number: KR1020130008941A
Authority: KR
Inventors: 강정훈; 김민성; 정동하; 류두영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2014-08-04

Abstract

본 발명은 마그네트의 자력이 강화된 밸런서 및 이를 구비하는 세탁기에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기는, 캐비닛, 상기 캐비닛의 내부에 회전가능하게 배치되는 드럼 및 상기 드럼의 회전시에 상기 드럼 내에서 발생하는 불평형 하중을 상쇄하는 밸런서를 포함하고, 상기 드럼은, 원통부, 및 상기 원통부의 전방에 배치되고, 자성체로 구비된 전면판을 포함하고, 상기 밸런서는, 상기 드럼에 장착되고 내부에 환형의 채널이 형성된 밸런서하우징, 상기 채널에 이동가능하게 배치되는 적어도 하나의 질량체 및 상기 밸런서 하우징에 장착되고, 상기 드럼의 회전수가 특정한 회전수 구간 내일 때 상기 질량체를 구속하는 마그네트를 포함한다.

Description

세탁기{Washing machine}

본 발명은 마그네트의 자력이 강화된 밸런서 및 이를 구비하는 세탁기에 관한 것이다.

세탁기는 전력을 이용하여 의류를 세탁하는 기계로서, 일반적으로 세탁기의 외관을 형성하는 캐비닛과, 캐비닛 내부에 세탁수를 저수하는 터브와, 터브의 내부에 회전 가능하게 설치되는 드럼과, 드럼을 회전 구동하기 위한 모터를 구비한다.

드럼의 내부에 세탁물 및 세제수가 투입된 상태에서 드럼이 모터에 의해 회전하면 세탁물이 드럼 및 세탁수와 마찰하여 세탁물에 묻은 때가 제거된다.

드럼의 회전 시에 세탁물이 드럼 내에 고르게 분포되어 있지 않고 특정 부분에 몰려 있게 되면, 드럼의 편심 회전으로 인해 진동과 소음이 발생하게 되고, 심한 경우에는 드럼이나 모터와 같은 부품들이 손상될 수 있다.

따라서 세탁기는 드럼 내에서 발생하는 불평형 하중을 상쇄하여 드럼의 회전을 안정화하기 위한 밸런서를 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 밸런서에 구비된 마그네트의 자력을 강화하여 드럼의 분당 회전수가 소정의 분당 회전수 이하일 때 질량체를 신뢰성있게 구속할 수 있는 세탁기를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기는, 캐비닛; 상기 캐비닛의 내부에 회전가능하게 배치되는 드럼; 및 상기 드럼의 회전시에 상기 드럼 내에서 발생하는 불평형 하중을 상쇄하는 밸런서를 포함하고, 상기 드럼은, 원통부; 및 상기 원통부의 전방에 배치되고, 자성체로 구비된 전면판;을 포함하고, 상기 밸런서는, 상기 드럼에 장착되고 내부에 환형의 채널이 형성된 밸런서하우징; 상기 채널에 이동가능하게 배치되는 적어도 하나의 질량체; 및 상기 질량체를 구속하도록 상기 밸런서 하우징에 장착되는 마그네트;를 포함한다.

상기 전면판은 상기 밸런서를 감싸는 형태로 구비된다.

상기 전면판은 강자성체를 포함하는 금속으로 제조된다.

상기 원통부의 전단은 컬링되고, 상기 원통부 전단의 컬링된 부분과 상기 전면판이 결합된다.

상기 마그네트는 상기 밸런서하우징의 후면에 결합된다.

상기 마그네트의 적어도 일면은 상기 전면판을 마주한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기는, 캐비닛; 상기 캐비닛의 내부에 회전가능하게 배치되고, 자성체의 전면판이 구비된 드럼; 상기 전면판에 장착되고, 상기 드럼의 회전시 상기 드럼 내에서 발생하는 불평형 하중을 상쇄하는 밸런서;를 포함하고, 상기 밸런서는, 상기 밸런서 내에 이동가능하게 수용되는 적어도 하나의 질량체; 및 상기 밸런서의 일측에 장착되고, 상기 드럼의 회전수가 특정한 회전수 구간 내일 때 상기 질량체를 구속하는 마그네트;를 포함한다.

상기 전면판은 상기 밸런서를 감싸는 형태로 구비된다.

상기 전면판은 강자성체인 금속을 포함한다.

상기 밸런서는 환형의 채널을 가진 밸런서하우징을 포함하고, 상기 질량체는 상기 채널에 이동가능하게 수용된다.

상기 마그네트는 상기 밸런서하우징의 후면에 구비되고, 상기 전면판은 상기 밸런서하우징의 후면을 감싸도록 구비된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 밸런서에 구비되는 마그네트의 자력이 강화되어 드럼의 분당 회전수가 소정의 분당 회전수 이하로 회전할 때에는 마그네트에 의해 질량체가 신뢰성있게 구속될 수 있으므로 밸런서가 드럼에 작용하는 불평형 하중을 효과적으로 상쇄하여 드럼의 회전운동을 안정화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 드럼과 본 발명의 제1 실시예에 따른 밸런서를 도시한 분리사시도이다.
도 3은 도 1의 'A'부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 밸런서를 분리하여 도시한 분리사시도이다.
도 5는 도 4를 다른 각도에서 바라본 분리사시도이다.
도 6은 마그네트의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 마그네트의 다른 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 마그네트가 밸런서 하우징 상에 매치되는 구조를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런서의 작동 원리를 도시한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런서와 드럼의 전면판의 모습을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런서와 드럼의 전면판의 모습을 도시한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼의 전면판이 자성체로 구비된 경우의 마그네트의 자기장의 분포를 도시한 도면이다.
도 15는 드럼의 전면판이 자성체로 구비되지 않았을 경우의 마그네트의 자기장의 분포를 도시한 도면이다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 구성을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 세탁기(1)는 외관을 형성하는 캐비닛(10)과, 캐비닛(10)의 내부에 배치되는 터브(20)와, 터브(20) 내부에 회전 가능하게 배치되는 드럼(30)와, 드럼(30)를 구동하는 모터(40)를 구비한다.

캐비닛(10)의 전면부에는 드럼(30)의 내부로 세탁물을 투입할 수 있도록 투입구(11)가 형성된다. 투입구(11)는 캐비닛(10)의 전면부에 설치된 도어(12)에 의해 개폐된다.

터브(20)의 상부에는 터브(20)로 세탁수를 공급하기 위한 급수관(50)이 설치된다. 급수관(50)의 일측은 급수밸브(56)와 연결되고, 급수관(50)의 타측은 세제공급장치(52)와 연결된다.

세제공급장치(52)는 연결관(54)을 통해 터브(20)와 연결된다. 급수관(50)을 통해 공급되는 물은 세제공급장치(52)을 경유하여 세제와 함께 터브(20)의 내부로 공급된다.

터브(20)의 하부에는 터브(20) 내부의 물을 캐비닛(10)의 외부로 배출하기 위한 배수펌프(60)와 배수관(62)이 설치된다.

드럼(30)은 원통부(31)와, 원통부(31)의 전방에 배치되는 전면판(32)과, 원통부(31)의 후방에 배치되는 후면판(33)을 포함하여 구성된다. 전면판(32)에는 세탁물의 출입을 위한 개구(32a)가 형성되고, 후면판(33)에는 모터(40)의 동력을 전달하기 위한 구동축(42)이 연결된다.

원통부(31)는 금속판을 롤링시키고 양측단을 시밍(seaming)시키거나 용접시켜 제조될 수 있다. 원통부(31)의 전단에는 전면판(32)이 결합되고, 원통부(31)의 후단에는 후면판(33)이 결합된다. 일례로, 원통부(31)의 전단은 후방으로 컬링(curling)되고, 전면판(32)의 일측이 원통부(31)의 컬링된 부분을 감싼 상태에서 용접됨으로써 전면판(32)이 원통부(31)의 전방에 결합될 수 있다. 유사하게, 원통부(31)의 후단은 전방으로 컬링되고, 후면판(33)의 일측이 원통부(31)의 컬링된 부분을 감싼 상태에서 용접됨으로써 후면판(33)이 원통부(31)의 후방에 결합될 수 있다. 원통부(31), 전면판(32), 후면판(33)의 결합 방식은 상기 기재에 한정되지 않는다.

드럼(30)의 둘레에는 세탁수의 유통을 위한 다수의 통공(34)이 형성되고, 드럼(30)의 내주면에는 드럼(30)가 회전할 때 세탁물의 상승 및 낙하가 이루어질 수 있도록 복수의 리프터(35)가 설치된다.

드럼(30)과 모터(40) 사이에는 구동축(42)이 배치된다. 구동축(42)의 일단은 드럼(30)의 후면판(33)에 연결되고, 구동축(42)의 타단은 터브(20)의 후벽의 외측으로 연장된다. 모터(40)가 구동축(42)을 구동하면, 구동축(42)에 연결된 드럼(30)가 구동축(42)을 중심으로 회전한다.

터브(20)의 후벽에는 구동축(42)을 회전 가능하게 지지하도록 베어링 하우징(70)이 설치된다. 베어링 하우징(70)은 알루미늄 합금으로 마련될 수 있으며, 터브(20)를 사출 성형할 때 터브(20)의 후벽에 인서트될 수 있다. 베어링 하우징(70)과 구동축(42) 사이에는 구동축(42)이 원활하게 회전할 수 있도록 베어링들(72)이 설치된다.

터브(20)는 댐퍼(78)에 의해 지지된다. 댐퍼(78)는 캐비닛(10)의 내측 저면과 터브(20)의 외면을 연결한다.

세탁 행정 시에 모터(40)는 드럼(30)을 정방향과 역방향으로 저속 회전시키고, 이에 따라 드럼(30)의 내부의 세탁물이 상승, 낙하하는 운동을 반복하면서 세탁물로부터 오염물이 제거된다.

탈수 행정 시에 모터(40)가 드럼(30)을 일방향으로 고속 회전시키면 세탁물에 작용하는 원심력에 의해 세탁물로부터 물이 분리된다.

탈수 과정에서 드럼(30)이 회전할 때 세탁물이 드럼(30)의 내부에 고르게 분포되지 않고 특정 부분에 편중되면, 드럼(30)의 회전 운동이 불안정하게 되어 진동 및 소음을 일으키게 된다.

따라서 세탁기(1)는 드럼(30)의 회전 운동을 안정화하기 위한 밸런서(100)를 구비한다.

도 2는 드럼과 본 발명의 제1 실시예에 따른 밸런서를 도시한 분리사시도이고, 도 3은 도 1의 'A'부분을 확대하여 도시한 도면이다. 도 4는 도 2에 도시된 밸런서를 분리하여 도시한 분리사시도이다.

밸런서(100)는 드럼(30)의 전면판(32) 및 후면판(33) 중 적어도 하나에 장착될 수 있다. 전면판(32)과 후면판(33)에 장착되는 밸런서(100)는 서로 동일하므로 이하에서는 전편판(32)에 장착되는 밸런서(100)를 중심으로 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 밸런서(100)는 환형의 채널(110a)을 가지는 밸런서하우징(110)과, 환형의 채널(110a)에 배치되어 환형의 채널(110a)을 따라 이동하면서 드럼(30)의 밸런싱 기능을 수행하는 복수의 질량체(141)를 포함한다.

드럼(30)의 전면판(32)에는 전방이 개방된 환형의 리세스(38)가 형성되고, 이 리세스(38)에는 밸런서하우징(110)이 수용된다. 밸런서하우징(110)은 드럼(30)에 견고히 고정되도록 고정부재(180)를 통해 드럼(30)에 결합될 수 있다.

밸런서하우징(110)은 일측이 개방된 환형의 제1하우징(111)과, 제1하우징(111)의 개방부를 덮는 제2하우징(112)을 포함하여 구성된다. 제1하우징(111)의 내면과 제2하우징(112)의 내면은 환형의 채널(110a)을 한정한다. 제1하우징(111)과 제2하우징(112)은 폴리프로필렌(P.P, Polypropylene), ABS수지(ABS, Acrylonitrile Butadiene Styrene)등의 플라스틱 재질로 사출 형성을 통해 제작될 수 있으며, 열 융착 방식으로 서로 결합될 수 있다. 이하에서 밸런서하우징(110)의 전면은 밸런서하우징(110)이 드럼(30)에 결합될 때 그 전방으로 노출되는 면으로 정의하고, 밸런서하우징(110)의 후면은 밸런서하우징(110)의 전면과 반대되는 면으로 밸런서하우징(110)이 드럼(30)에 결합될 때 드럼(30)의 전면판(32)과 마주보는 면으로 정의하며, 밸런서하우징(110)의 측면은 밸런서하우징(110)의 전면과 후면을 연결하는 면으로 정의한다.

제1하우징(111)에서 채널(110a)의 양측에는 제1결합홈(121)이 형성되고, 제2하우징(112)은 제1결합홈(121)에 결합되는 제1결합돌기(131)를 가진다. 제1하우징(111)의 제1결합홈(121)과 채널(110a) 사이에는 제2결합돌기(122)가 형성된다. 제1하우징(111)의 제2결합돌기(122)는 제2하우징(112)의 제1결합돌기(131)의 내측에 형성된 제2결합홈(132)에 결합된다. 채널(110a)에 인접한 제2결합돌기(122)의 내측면에는 제3결합홈(123)이 형성되고, 제2하우징(112)은 제3결합홈(123)에 결합되는 제3결합돌기(133)를 가진다. 이러한 결합구조에 의하면, 제1하우징(111)과 제2하우징(112)을 견고히 결합할 수 있으며, 채널(110a)의 내부에 오일과 같은 유체가 수용되는 경우에 유체의 누설을 방지할 수 있다.

제1하우징(111)은 서로 마주하도록 배치되는 제1내면(111a) 및 제2내면(111b)과, 제1내면(111a)과 제2내면(111b)을 연결하는 제3내면(111c)을 포함한다.

질량체(141)는 구(sphere) 형상의 금속재질로 마련되며, 드럼(30)의 회전 시에 드럼(30)에 존재하는 불평형 하중을 상쇄시키도록 환형의 채널(110a)을 따라 드럼(30)의 원주 방향으로 이동 가능하게 배치된다. 드럼(30)이 회전하면 질량체(141)에는 드럼(30)의 반경이 증가하는 방향으로 원심력이 작용하며, 질량체(141)는 채널(110a)을 따라 이동하면서 드럼(30)의 밸런싱 기능을 수행하게 된다.

질량체(141)는 제1하우징(111)과 제2하우징(112)을 서로 융착하기 전에 제1하우징(111)에 수용되며, 질량체(141)는가 제1하우징(111)에 수용된 상태에서 제1하우징(111)과 제2하우징(112)을 서로 융착하는 과정을 통해 질량체(141)가 밸런서하우징(110)에 수용, 배치되도록 할 수 있다.

밸런서하우징(110)의 내부에는 질량체(141)의 급격한 움직임을 방지할 수 있도록 댐핑유체(170)가 수용된다.

댐핑유체(170)는 질량체(141)에 힘이 작용하는 경우에 질량체(141)에 저항을 가함으로서 질량체(141)가 채널(110a)의 내부에서 급격하게 이동하는 것을 방지한다. 댐핑유체(170)는 오일로 구성될 수 있다. 댐핑유체(170)는 드럼(30)의 회전 시에 질량체(141)와 더불어 드럼(30)을 밸런싱하는 역할을 일부 수행한다.

댐핑유체(170)는 질량체(141)와 함께 제1하우징(111)에 주입되고, 이 후 제1하우징(111)과 제2하우징(112)을 서로 융착시키는 과정을 통해 밸런서하우징(110)의 내부에 수용된다. 그러나 댐핑유체(170)를 밸런서하우징(110)의 내부에 수용시키는 방법은 이에 한정되는 것은 아니며, 제1하우징(111)과 제2하우징(112)을 서로 융착시키고, 제1하우징(111) 또는 제2하우징(112)에 형성된 주입구(미도시) 등을 통해 밸런서하우징(110)의 내부로 주입하는 과정을 통해 밸런서하우징(110)의 내부에 수용되도록 할 수도 있다.

밸런서하우징(110)의 후면에는 질량체(141)를 구속하기 위한 적어도 하나의 마그네트(160)가 결합된다. 마그네트(160)의 적어도 일면은 드럼(30)의 일측과 마주할 수 있다. 예를 들어, 마그네트(160)의 적어도 일면은 드럼(30)의 전면판(32)의 일측과 마주할 수 있다.

도 5는 도 4를 다른 각도에서 바라본 분리사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 밸런서하우징(110)의 내면에 대응하는 밸런서하우징(110)의 후면에는 마그네트(160)를 수용하여 결합시키기 위한 마그네트 수용홈(110b)이 마련된다. 마그네트 수용홈(110b)은 마그네트(160)를 결합시키기 위해 마그네트(160)에 대응하는 형상으로 마련될 수 있다.

마그네트(160)는 대략 직사각형 형상으로 마련되고, 밸런서하우징(110)의 후면에 결합되어 적어도 하나의 질량체(141)를 구속한다. 마그네트(160)는 마그네트 수용홈(110b)에 끼움 결합을 통해 고정되거나, 별도의 결합물질 등을 통해 고정될 수 있다.

마그네트(160)의 결합위치가 밸런서하우징(110)의 후면으로 한정되는 것은 아니다. 마그네트(160)는 밸런서하우징(110)의 전면 또는 밸런서하우징(110)의 전면과 후면을 연결하는 측면에 결합될 수도 있다.

마그네트(160)는 자력을 통해 질량체(141)를 구속하며, 마그네트(160)의 자력의 세기는 질량체(141)가 마그네트(160)로부터 구속이 해제되는 순간의 드럼(30)의 분당 회전수에 따라 결정된다. 예를 들어 질량체(141)가 마그네트(160)로부터 구속이 해제되는 순간의 드럼(30)의 분당 회전수가 200rpm이 되도록 하기 위해서, 마그네트(160)의 자력의 세기는 드럼(30)의 분당 회전수가 0 ~ 200rpm 내일 때 마그네트(160)로부터 구속이 해제된 적어도 하나의 질량체(141)가 마그네트(160)로부터 구속이 해제되지 못하도록 질량체(141)를 구속하고, 드럼(30)의 분당 회전수가 200rpm을 초과하는 경우 질량체(141)가 마그네트(160)로부터 구속이 해제되도록 조절될 수 있다. 이 때, 마그네트(160)의 자력의 세기는 드럼(30)의 분당 회전수가 0 ~ 200rpm 내일 때 질량체(141)에 가해지는 원심력의 세기보다는 크고, 드럼(30)의 분당 회전수가 200rpm을 초과하는 경우 질량체(141)에 가해지는 원심력의 세기보다는 작으며, 드럼(30)의 분당 회전수가 200rpm인 경우에 질량체(141)에 가해지는 원심력의 세기와 동일하다.

마그네트(160)의 자력의 세기는 마그네트(160)의 크기, 마그네트(160)의 개수, 마그네트(160)의 착자방식 등에 의해 원하는 세기로 조절 가능하다.

도 6은 마그네트의 구조를 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 마그네트(160)는 복수의 단위 마그네트들(164)이 밸런서하우징(110)의 원주방향으로 서로 결합되어 형성될 수 있다.

이와 같이 복수의 단위 마그네트들(164)을 밸런서하우징(110)의 원주방향으로 배치시켜 복수의 단위 마그네트들(164) 사이에 공간이 생기지 않도록 결합시키게 되면, 단위 체적당 마그네트(160)의 자력의 세기가 더욱 커지게 되며, 이는 크기가 더 작거나, 재료비가 더 저렴한 재질을 가지는 마그네트(160)를 사용하더라도 동일하게 질량체(141)를 구속할 수 있는 효과를 얻을 수 있음을 의미한다.

도 7은 마그네트의 다른 구조를 도시한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 마그네트(160)는 여러 쌍의 분할된 다극을 가지도록 마련될 수도 있다.

이와 같이 마그네트(160)가 여러 쌍의 분할된 다극을 가지는 경우, 한 쌍의 단극을 가지는 경우에 비해 단위 체적당 마그네트(160)의 자력의 세기가 더욱 커지게 되며, 크기가 더 작거나, 재료비가 더 저렴한 재질을 가지는 마그네트(160)를 사용하더라도 동일하게 질량체(141)를 구속할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 8은 마그네트가 밸런서하우징 상에 배치되는 구조를 도시한 도면이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 마그네트(160)는 한 쌍이 드럼(30)의 회전중심을 지나고 지면과 수직한 가상의 선(Lr)을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

이하에서는 마그네트(160)에 의해 드럼(30)의 분당 회전수가 특정한 분당 회전수 구간 내일 때 질량체(141)가 구속되고, 드럼(30)의 분당 회전수가 특정한 분당 회전수 구간을 벗어날 때 질량체(141)가 마그네트(160)로부터 구속이 해제되어 드럼(30)을 밸런싱하는 동작을 수행하는 원리에 대해 설명한다.

도 9 및 도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런서의 작동 원리를 도시한 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 세탁물의 탈수 초기 시, 드럼(30)의 분당 회전수가 특정한 분당 회전수 구간 내일 때, 마그네트들(160)에 의해 질량체(141)들의 이동이 구속된다.

탈수 시작 전 즉, 드럼(30)이 회전하기 전에 질량체들(141)은 자중에 의해 밸런서하우징(110)의 하부에 모두 배치된 상태에 있다. 이 상태에서 탈수를 시작하여 드럼(30)이 회전하게 되면, 질량체들(141)에 원심력이 작용하여 질량체들(141)이 밸런서하우징(110)의 채널(110a)을 따라 이동하게 된다. 질량체들(141)은 드럼(30)의 분당 회전수가 특정한 분당 회전수 구간을 벗어나지 않을 때까지 마그네트들(160)의 자력에 의해 그 이동이 구속된다.

예를 들어, 드럼(30)의 분당 회전수가 200rpm일 때, 드럼(30)의 회전에 의해 질량체들(141)에 가해지는 원심력과, 질량체들(141)의 자중에 의한 힘과, 마그네트들(160)의 자력이 서로 균형을 이루도록 설계되었다면, 세탁물의 탈수 초기 시, 드럼(30)의 분당 회전수가 0 ~ 200rpm 이내일 때 질량체들(141)은 마그네트(160)들에 의해 그 이동이 구속된다.

이와 같이, 세탁물의 탈수 초기 시, 드럼(30)이 상대적으로 저속으로 회전할 때 질량체들(141)의 이동을 구속함으로써, 질량체들(141)이 세탁물(L)과 함께 드럼(30)의 진동을 발생시키거나, 세탁물(L)에 의해 발생된 진동을 커지게 하는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 드럼(30)의 진동에 따른 소음이 저감될 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 드럼(30)의 분당 회전수가 특정한 분당 회전수 구간을 벗어날 때, 마그네트(160)의 구속으로부터 해제되어 밸런서하우징(110)의 채널(110a)을 따라 이동하면서 드럼(30)의 밸런싱 기능을 수행하게 된다.

예를 들어, 드럼(30)의 분당 회전수가 200rpm일 때, 드럼(30)의 회전에 의해 질량체들(141)에 가해지는 원심력과, 질량체들(141)의 자중에 의한 힘과, 마그네트들(160)의 자력이 서로 균형을 이루도록 설계되었다면, 드럼(30)의 분당 회전수가 200rpm을 초과할 때 질량체들(141)에 가해지는 원심력이 커지므로, 질량체들(141)은 마그네트(160)의 구속으로부터 해제되어 밸런서하우징(110)의 채널(110a)을 따라 이동하게 되며, 이 과정에서 세탁물(L)의 치우침에 의해 드럼(30)에 발생하는 불평형 하중(Fu)을 상쇄하는 위치, 즉 불평형 하중(Fu)이 작용하는 방향의 반대쪽으로 슬라이드 및 구름 운동으로 이동하도록 제어되어 불평형 하중(Fu)을 상쇄하는 힘(Fa, Fb)을 발생시킴으로써 드럼(30)의 회전 운동을 안정화시킨다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런서와 드럼의 전면판의 모습을 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런서와 드럼의 전면판의 모습을 도시한 단면도이다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런서(100)는 드럼(30)의 전면판(32)에 형성된 리세스(38)에 수용될 수 있다. 상세히, 드럼(30)의 전면판(32)에는 전방이 개방된 환형의 리세스(38)가 형성되고, 밸런서(100)는 리세스(38)에 수용되어 전면판(32)이 밸런서 하우징(110)을 감싸도록 구비될 수 있다. 일례로, 밸런서 하우징(110)의 후면에 마그네트가 장착된 경우, 전면판(32)은 밸런서 하우징(110)의 후면을 감싸도록 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 드럼(30)의 전면판(32)은 자성체인 금속 소재를 포함하여 구비될 수 있다. 일례로 전면판(32)은 스테인리스 스틸(stainless steel)로 구비될 수 있다. 전면판(32)은 스테인리스 스틸류 중 자성을 지닌 STS 430과 같은 소재로 구비될 수 있다. 전면판(32)이 자성체로 구비됨으로써, 마그네트(160)의 자기장은 전면판(32)을 통과하지 못하고 차폐될 수 있다. 이로써 마그네트(160)의 자력이 상승되는 효과가 있다.

전면판(32)은 밸런서(100)에 구비된 마그네트(160)의 적어도 일측과 마주하도록 구비될 수 있다. 마그넨트(160)는 밸런서 하우징(110)의 후면에 장착되고, 상기 전면판(32)은 밸런서 하우징(110)의 후면을 감싸도록 구비될 수 있다. 이로써 밸런서 하우징(110)의 후면에 장착된 마그네트(160)의 후방에 생길 수 있는 자기력선이 차단될 수 있고 마그네트(160)의 자력이 상승할 수 있다.

전면판(32)이 후면에 마그네트(160)가 장착된 밸런서 하우징(110)을 많이 감쌀수록 마그네트(160)의 자력이 더욱 상승될 수 있다. 전면판(32)은 밸런서 하우징(110)의 후면과 양 측면을 모두 감싸도록 구비될 수 있다. 이러한 경우, 밸런서 하우징(110)의 후면에 장착된 마그네트(160)의 후방 및 측방에 생길 수 있는 자기력선이 차단될 수 있고, 마그네트(160)의 자력이 더욱 상승할 수 있다.

전면판(32)이 마그네트(160)에 밀착되어 구비될수록, 마그네트(160)의 자력이 더욱 상승될 수 있다. 마그네트(160)와 자성체로 구비된 전면판(32)과의 거리가 가까울수록 마그네트(160)의 자기력선이 더욱 효과적으로 차단될 수 있고, 마그네트(160)의 자력이 더욱 상승될 수 있다.

또한, 전면판(32)의 두께가 두꺼울수록 마그네트(160)의 자기력선은 더욱 효과적으로 차단될 수 있다. 전면판(32)의 두께가 두꺼울수록 마그네트(160)의 자기력선을 자성체인 전면판(32)을 통과하지 못하므로 마그네트(160)의 자력이 더욱 상승될 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼의 전면판이 자성체로 구비된 경우의 마그네트의 자기장의 분포를 도시한 도면이고, 도 15는 드럼의 전면판이 자성체로 구비되지 않았을 경우의 마그네트의 자기장의 분포를 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 전면판(32)이 자성체로 구비된 경우, 자기장 차폐 현상에 의해 마그네트(160)의 자기장이 전면판(32)에 의해 차단될 수 있다. 도 15를 참조하면, 전면판(32)이 비자성체로 구비된 경우 자기장은 상부뿐만 아니라 하부에도 분포된 점을 확인할 수 있다. 도 14를 참조하면, 전면판(32)이 자성체로 구비된 경우 자기장은 상부에 집중적으로 분포된 점을 확인할 수 있다.

마그네트(160)의 자기장이 차단되면, 마그네트(160) 주변에는 자기 회로 비교가 형성되고 마그네트(160)의 자력이 상승할 수 있다. 이로 인해 마그네트(160)가 질량체(141)를 구속할 수 있는 자력이 질량체(141) 측으로 집중되어 드럼(30)의 저속회전시 질량체(141)를 더욱 신뢰성있게 구속할 수 있다.

전면판(32)은 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 등과 같은 강자성체인 금속을 포함하여 구비될 수 있다. 전면판(32)이 강자성체인 금속으로 구비된 경우, 마그네트(160)의 자기장이 더욱 효과적으로 차폐될 수 있다. 따라서 드럼(30)의 분당 회전수가 소정의 분당 회전수 이하일 때 마그네트(160)가 질량체(141)를 더욱 신뢰성있게 구속할 수 있다.

상기와 같이 드럼(30)의 전면판(32)이 자성체로 구비되면 마그네트(160)의 자력이 상승될 수 있다. 전면판(32)이 마그네트(160)와 밀착되어 구비될수록 마그네트(160)의 자력은 더욱 상승될 수 있다. 전면판(32)의 두께가 두꺼울수록 마그네트(160)의 자력은 더욱 상승될 수 있다. 또한 전면판(32)이 강자성체로 구비되면 약자성체로 구비되는 경우에 비해 마그네트(160)의 자기력선을 차단하는 효과가 더 크기 때문에 마그네트(160)의 자력이 더욱 효과적으로 상승될 수 있다.

일례로, 전면판(32)이, STS 430 소재로 제조되고, 0.6mm의 두께를 갖도록 형성되고, 마그네트(160)에 밀착되어 구비된 경우, 마그네트(160)의 자력은 전면판(32)이 상기와 같이 구비되지 않은 경우에 비해 40% 가량 상승될 수 있다..

본 발명의 일 실시예와 같이 마그네트(160)의 자력을 상승시킬 수 있는 구조에 의하면, 질량체(141)를 구속하기 위해 종전보다 자력이 더 작은 마그네트(160)를 사용하여도 종전과 동일한 힘으로 질량체(141)를 구속할 수 있는 자력을 구현할 수 있다. 종전보다 자력이 작은 마그네트(160)를 사용할 수 있으므로, 마그네트(160)의 크기가 작은 것을 사용할 수 있다. 마그네트(160)의 크기가 작아짐으로써 밸런서(100)의 전체 부피가 줄어들 수 있다. 밸런서(100)의 부피가 줄어든만큼 드럼(30)의 용적은 더 확보될 수 있다는 장점이 있다.

1 : 세탁기 10 : 캐비닛
20 : 터브 30 : 드럼
40 : 모터 50 : 급수관
100 : 밸런서 110 : 밸런서하우징
110b : 마그네트 수용홈 141 : 질량체
160 : 마그네트

Claims

캐비닛;
상기 캐비닛의 내부에 회전가능하게 배치되는 드럼; 및
상기 드럼에 장착되어 상기 드럼의 회전시에 상기 드럼 내에서 발생하는 불평형 하중을 상쇄하는 밸런서를 포함하고,
상기 드럼은, 원통부; 및
상기 원통부의 전방에 배치되고, 자성체로 구비된 전면판;을 포함하고,
상기 밸런서는, 전방이 개방되고 내부에 환형의 채널이 형성되는 제1하우징과 상기 제1하우징의 개방부를 덮는 제2하우징을 포함하는 밸런서하우징;
상기 채널에 이동가능하게 배치되는 적어도 하나의 질량체; 및
상기 질량체를 구속하도록 상기 밸런서 하우징의 후면에 장착되는 마그네트;를 포함하는 세탁기.
제1항에 있어서,
상기 마그네트는 상기 제2하우징의 후면에 장착되고, 상기 전면판은 상기 제2하우징의 후면을 감싸는 형태로 구비되는 세탁기.
제1항에 있어서,
상기 전면판은 강자성체를 포함하는 금속으로 제조되는 세탁기.
제1항에 있어서,
상기 원통부의 전단은 컬링되고, 상기 원통부 전단의 컬링된 부분과 상기 전면판이 결합되는 세탁기.
제1항에 있어서,
상기 전면판은 상기 밸런서 하우징의 후면 및 양 측면을 감싸는 형태로 구비되는 세탁기.
제5항에 있어서,
상기 전면판은 스테인리스 스틸로 제조되는 세탁기.
캐비닛;
상기 캐비닛의 내부에 회전가능하게 배치되고, 자성체의 전면판이 구비된 드럼;
상기 전면판에 장착되고, 상기 드럼의 회전시 상기 드럼 내에서 발생하는 불평형 하중을 상쇄하는 밸런서;를 포함하고,
상기 밸런서는, 상기 밸런서 내에 이동가능하게 수용되는 적어도 하나의 질량체; 및
상기 밸런서의 일측에 장착되고, 상기 드럼의 회전수가 특정한 회전수 구간 내일 때 상기 질량체를 구속하는 마그네트;를 포함하는 세탁기.
제7항에 있어서,
상기 전면판은 상기 밸런서의 일측을 감싸는 형태로 구비되는 세탁기.
제7항에 있어서,
상기 전면판은 강자성체인 금속을 포함하는 세탁기.
제7항에 있어서,
상기 밸런서는 환형의 채널을 가진 밸런서하우징을 포함하고, 상기 질량체는 상기 채널에 이동가능하게 수용되는 세탁기.
제10항에 있어서,
상기 마그네트는 상기 밸런서하우징의 후면에 구비되고, 상기 전면판은 상기 마그네트의 후면 및 측면에 밀착되도록 구비된 세탁기.
제7항에 있어서,
상기 전면판의 두께는 0.6mm로 구비되는 세탁기.
제7항에 있어서,
상기 전면판은 STS 430 소재로 제조되는 세탁기.