KR20210115445A - 가전 기기의 드럼 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 드럼의 내측판의 외측 면에 진동 흡수 구조체를 설치하여 상기 충돌에 의한 충격이 드럼의 외측판으로 전달되는 양을 감쇠시킬 수 있다. 진동 흡수 구조체는 드럼의 내측판과 외측판을 연결하는 부재 역할을 겸한다. 진동 흡수 구조체는 제1 진동흡수 구조체, 제2 진동흡수 구조체 또는 제3 진동흡수 구조체 중 하나일 수 있다.
세탁물에 의하여 내측판에 전해지는 충격은 진동 흡수 구조체에 의하여 감쇠된 채로 외측판에 전달되며, 상기 외측판에 감쇠된 충격이 전달되므로 스프링 및/또는 댐퍼를 통하여 캐비닛의 내면에 전달되는 충격 또한 작아지는 효과를 가질 수 있다. 상기 진동 흡수 구조체를 구비한 드럼 장치의 설치를 통하여, 드럼 외부로 전달되는 진동 및 소음을 줄일 수 있다.

Description

가전 기기의 드럼 장치{Drum device for home appliance}

본 발명은 세탁물이 드럼의 내부에서 회전하는 구조를 갖는 가전 기기에서, 진동 및 소음의 발생을 완화하기 위한 드럼 장치의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는, 세탁물을 세탁 및 탈수하는 장치로서, 세탁과 헹굼 등의 동작을 반복하여 상기 과정들을 진행한다.

세탁기의 타입 중에는 세탁물을 케이스의 상부에서 투입하는 탑로드 방식과, 측부에서 투입하는 드럼 방식이 있다. 드럼 방식의 세탁기는, 외관을 이루는 캐비닛과, 상기 캐비닛 내부에 설치되어 물을 저장하는 터브와, 상기 터브 내부에 회전가능하게 설치되고 모터의 회전력을 전달받아서 회전하는 드럼을 포함한다. 터브 내부에 세탁물 및 세탁수를 세제와 함께 넣은 후, 드럼을 회전시켜서 세탁 행정을 진행하게 된다.

일반적인 직결식 드럼 세탁기의 구조를 살펴보면, 외형을 형성하는 본체 캐비닛, 세탁수가 저장되는 터브, 본체 캐비닛의 내측에 위치하여 터브를 지지하는 댐퍼 및 스프링, 터브의 내측에 위치하며 세탁물을 넣을 수 있는 원통형상의 드럼을 포함하며, 드럼은 드럼 내에 투입된 세탁물을 세탁하기 위하여 구동부로부터 구동력을 전달받는다.

일반적으로 드럼 세탁기의 세탁 방식은, 세제와 세탁수 및 세탁물이 드럼 내부에 투입된 상태에서, 모터가 드럼에 구동력을 제공하게 된다. 모터로부터 동력을 제공받아 드럼은 회전하고, 회전하는 드럼과 세탁물간의 마찰력으로 세탁물은 상부로 이동한다. 이렇게 들여올려진 세탁물을 아래로 떨어뜨리는 방식을 통해서 세탁물의 손상이 적고, 서로 엉키지 않으며, 두드리고 비벼빠는 세탁효과를 얻을 수 있다.

드럼 세탁기에 투입된 세탁물을 세탁 및 탈수하기 위하여 드럼은 회전운동을 하며, 회전 모멘텀에 의하여 드럼의 세차운동(Precession) 및 장동운동(Natation)이 발생한다. 상기 운동들에 의해 세탁 및 탈수 과정에서 진동의 크기가 증가한다.

또한, 드럼 내부에 수용되는 세탁물들은 일정한 위치에 고정되어있지 않고, 고르게 분포되어있는 것도 아니다. 세탁물의 분포가 일정하지 않음에 따라 드럼 전체의 질량 편심이 가중된다. 이는 상기 두 운동의 크기를 증가시키며, 진동의 크기 또한 증가한다. 진동이 과도해지는 경우 세탁기 내부에 설치된 각종 장치들에 유격이 발생하거나 고장의 원인이 될 수 있다.

드럼의 회전에 의해 발생되는 진동은 터브 및 캐비닛을 통해 외부로 전달되고 소음의 원인이 된다. 드럼 세탁기의 진동 감쇠와 소음의 저감을 위하여, 세탁기 캐비닛 내부의 상부면과 터브의 외주면 상측 사이에는 터브를 지지하는 탄성 수단이 복수 개 설치된다. 또한 캐비닛의 하부면의 내측과 터브의 외주면의 하측 사이에는 진동을 감쇠시키는 댐퍼가 설치된다. 상기 구조에 액체 밸런서 또는 볼 밸런서 등, 질량 불균형 및 편심을 줄이는 부재를 추가하는 것이 일반적이다.

그러나 스프링과 댐퍼를 통해 가전 기기의 드럼 장치의 내부구조를 변경하는 것은 캐비닛 내부의 공간 문제로 제한적일 수 밖에 없으며, 밸런서를 이용하더라도 진동 감쇠 및 소음을 차단하는 데는 한계가 존재한다.

본 발명에서는 가전 기기의 드럼의 외벽과 내벽 사이에 진동을 흡수하는 구조체를 배치한다. 세탁물들이 드럼의 내측 벽을 강타하는 충격은, 구조체에 의해 흡수 및 감쇠되며, 이를 통해 외측 벽에 전달되는 충격량을 줄일 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 가전 기기의 드럼 장치는, 세탁물 또는 금속성 물체가 드럼의 내벽을 강타하는 충격을 흡수하는 구조를 포함한다. 가전 기기의 드럼 장치의 내벽과, 그로부터 일정 거리 이격된 위치에 존재하는 외벽 사이에, 진동을 흡수하는 규칙적인 형상의 구조체를 포함하는 것으로 본 발명이 목표하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 드럼이 회전하게 되면 세차운동, 장동운동 및 질량 불균형에 따른 진동이 발생한다. 본 발명의 진동 흡수 구조체는 드럼의 내측 벽의 외측면에 위치하여 진동을 흡수하며, 드럼의 외측 벽, 댐퍼 및/또는 스프링을 따라 캐비닛까지 전달되는 충격을 감쇠시키는 기능을 한다.

또한, 일 실시예에 따라, 상기 가전 기기의 드럼 장치는 캐비닛, 캐비닛 내부에 구비되어 세탁물이 수용되는 공간을 형성하는 드럼 및 드럼을 회전시키는 구동부를 포함한다. 또한 상기 드럼은 전면부에 세탁물을 수용하기 위한 세탁물수용부를 포함하며, 상기 드럼의 측벽은 내측면을 이루는 내측판, 내측판으로부터 반경방향의 외측으로 일정 간격 이격되어 구비되는 외측판 및 내측판과 외측판 사이에 구비되어, 상기 내측판에 인가되는 충격을 완충하는 진동 흡수 구조체를 포함할 수 있다.

진동흡수 구조체는 서로 맞닿거나 교차하는 제1 구조체 또는 제2 구조체를 포함할 수 있다. 상기 제1 구조체 및 제2 구조체는 상기 외측판 및 내측판을 연결하는 지지구조의 역할을 하며, 드럼 내주면에서 충격이 발생하는 경우 그 충격을 분산하는 경로를 제공한다. 외측판은 분산된 충격이 드럼 밖으로 방사되는 것을 막는다.

또한, 일 실시예에 따라, 제1 구조체는 제1 지지면이며 제2 구조체는 제2 지지면일 수 있다. 구체적으로, 제1 지지면은 한 쪽 끝면이 내측판의 외측 면에 드럼의 외주면을 따라 고정되며, 다른 끝면이 외측판의 내측 면에 드럼의 외주면을 따라 고정될 수 있다. 제2 지지면은 한쪽 끝면이 외측판의 내측 면에 드럼의 외주면을 따라 고정되며, 다른 끝면이 내측판의 외측면에 드럼의 외주면을 따라 고정될 수 있다. 제1 지지면 및 제2 지지면은 서로 맞닿거나 교차할 수 있다.

또한 제1 지지면은 내측판을 향하여 볼록한 형상을 가지고, 제2 지지면은 외측판을 향하여 볼록 한 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 진동 흡수 구조체가 포함하는 지지면들은 대칭적인 구조를 가질 수 있다. 상기 대칭면은 드럼의 전면 및 드럼의 후면과 평행하고, 드럼의 축방향에 대하여 중심에 있는 면이다.

또한, 일 실시예에 따라, 제1 지지면 및 제2 지지면의 곡률 반경은, 드럼이 갖는 외경의 10% 이상, 50% 이하의 값일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 구조체는 양 끝면이 내측판의 외측 면에 고정되고 외측판의 방향으로 볼록하게 구비된 제3 지지면이며, 제2 구조체는 양 끝면이 외측판의 내측 면에 고정되고 내측판의 방향으로 볼록하게 구비된 제4 지지면일 수 있다. 또한, 상기 제3 지지면의 양 끝면은 드럼의 내측판의 외측 면에 드럼의 외주면을 따라 고정되고, 상기 제4 지지면의 양 끝면은 드럼의 외측판의 내측 면에 드럼의 외주면을 따라 고정되며, 상기 제3 지지면 및 상기 제4 지지면은 서로 맞닿거나 교차되도록 배치될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라, 제3 지지면은, 드럼이 갖는 외경의 2.0% 이상, 5.0% 이하 범위의 곡률반경 값을 가지며, 제4 지지면은 드럼이 갖는 외경의 2.2% 이상, 5.2% 이하 범위의 곡률반경 값을 가지고, 제3 지지면이 갖는 곡률반경 값과, 제4 지지면이 갖는 곡률반경 값은 서로 다른 값일 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라, 상기 내측판 및 상기 외측판 사이의 이격된 거리는 상기 드럼이 갖는 외경의 0.5% 이상, 10% 이하 범위의 값일 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라, 제1 구조체 및 제2 구조체의 두께는, 드럼이 갖는 외경의 0.05% 이상, 1% 이하 범위의 값일 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라, 제1 구조체 및 제2 구조체가 드럼의 축방향으로 가지는 길이는, 드럼이 갖는 외경의 5%이상, 10% 이하의 값일 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라, 상기 외측판의 두께는 상기 드럼 외경의 0.05% 이상, 0.08% 이하의 값일 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라, 상기 제1 구조체 및 상기 제2 구조체는 상기 드럼을 이루는 재질보다 높은 강성을 가지게 할 수 있다. 또한, 제1 구조체 및 제2 구조체는 서로 맞닿거나 교차하는 지점을 기준으로, 내측판에 가깝게 위치한 부분은 소프트재질을 사용하고, 외측판에 가깝게 위치한 부분은 하드재질을 사용하여, 내측판에 가깝게 위치한 부분을 외측판에 가깝게 위치한 부분보다 강성을 낮게 만들 수 있다.

구체적으로, 상기 실시예에 따라 상기 소프트재질 및 상기 하드재질은 스틸의 0.3% 내지 2.0% 범위의 서로 다른 영의 계수값을 가질 수 있다. 여기서 상기 소프트 재질은 상기 하드 재질보다 더 낮은 영의 계수를 가질 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라, 상기 제1 구조체 및 상기 제2 구조체의 재질은 내열 플라스틱 또는 금속 소재일 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라, 제1 구조체 및 제2 구조체는 드럼의 측벽을 감싸며 링 모양의 형상을 가질 수 있다.

본 발명에 의하여, 세탁물 또는 금속성 물체가 드럼의 내측 벽에 부딪혀 드럼의 외측 벽, 터브 및 캐비닛에 진동을 일으키는 것을 감쇠시킬 수 있다.

또한, 드럼과 캐비닛 사이의 공간에 존재하는 스프링, 댐퍼 구조를 변경할 필요가 없으므로 내부공간을 효율적으로 활용할 수 있으며, 추가적인 공간을 필요로 하지 않기 때문에 설치가 용이하다.

상기 일 실시예에 따른 가전 기기의 드럼 장치 내부에서, 캐비닛 내부에 구비된 드럼은 모터에 의해 회전하게 되며, 드럼 내부에 수용된 세탁물은 위로 올라갔다가 떨어지는 과정을 반복하며 세탁 행정이 진행된다. 세탁 행정이 진행되면서 세탁물 등이 드럼 측벽의 내측판의 내측 면과 지속적으로 충돌하게 되는데, 상기 내측판과 외측판 사이에 진동 흡수 구조체를 설치하여 충돌에 의한 충격이 드럼의 외측판으로 전달되는 양을 감쇠시킬 수 있다. 여기서 진동 흡수 구조체는 드럼의 내측판과 외측판을 연결하는 부재 역할을 겸한다.

세탁물에 의하여 내측판에 전해지는 충격은, 상기 효과에 따라 감쇠된채로 외측판에 전달된다. 따라서 외측판에 연결된 터브, 터브에 연결된 스프링 및/또는 댐퍼를 거쳐 캐비닛에 전달되는 충격 또한 줄어들게 된다. 상기 진동 흡수 구조체를 구비한 드럼 장치의 설치를 통하여, 드럼 외부로 전달되는 진동 및 소음을 줄일 수 있다. 진동의 저감에 따라 가전 기기의 내구성을 높이는 효과 또한 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼의 형상 및 A-A' 방향을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에서 제시된 A-A' 방향에 따른 드럼의 단면 B를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 2에서 제시된 B 부분을 확대하여 제1 진동흡수 구조체의 단면을 나타낸 횡단면도.
도 4는 제2 진동흡수 구조체의 대칭면의 위치를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 제2 진동흡수 구조체의 단면을 나타낸 횡단면도.
도 6은 도 3 및 도 5에 제시된 제1 진동흡수 구조체 및 제2 진동흡수 구조체에 포함된 제1 지지면 및 제2 지지면의 구체적 수치를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 제3 지지면 및 제4 지지면을 포함하는 제3 진동흡수 구조체의 단면을 나타낸 횡단면도.
도 8은 도 7에 제시된 제3 진동흡수 구조체에 포함된 제3 지지면 및 제4 지지면의 구체적 수치를 나타낸 도면.
도 9는 물체가 내측판에 부딪히는 경우, 진동흡수 구조체의 포함여부에 따라 진동이 전파되는 정도가 달라지는 것을 나타낸 도면.
도 10은 물체가 내측판에 부딪히는 경우 충격지점에 발생하는 진동을, 진동흡수 구조체 포함 여부에 따라 구분하여 나타낸 도면.
도 11은 내측판에 발생한 충격이 외측판까지 전달되는 과정을 나타낸 도면.

이하 상기 발명의 목적을 구체적으로 이해 및 실현할 수 있도록, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의성을 위하여 과장되게 도시될 수 있다. 또한 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자 및 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

한편 본 발명에서 '제1' '및/또는' '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만 사용될 뿐이다. 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 정의 및 이해되어야 한다.

일 실시예에 따르면, 가전 기기의 드럼 장치 내부에서, 캐비닛 내부에 구비된 드럼(2)은 모터에 의해 회전하게 되며, 드럼(2) 내부에 수용된 세탁물은 위로 올라갔다가 떨어지는 과정을 반복한다. 상기 과정에서 세탁물 또는 금속성 물체가 드럼(2) 측벽의 내측판(3)의 내측 면과 지속적으로 충돌하게 되는데, 상기 내측판(3)의 외측 면에 진동 흡수 구조체를 설치하여 상기 충돌에 의한 충격이 드럼(2)의 외측판(4)으로 전달되는 양을 감쇠시킬 수 있다. 진동 흡수 구조체는 드럼(2)의 내측판(3)과 외측판(4)을 연결하는 부재 역할을 겸한다. 세탁물에 의하여 내측판(3)에 전해지는 충격은 진동 흡수 구조체에 의하여 감쇠된 채로 외측판(4)에 전달되며, 상기 외측판(4)에 감쇠된 충격이 전달되므로 스프링 및/또는 댐퍼를 통하여 캐비닛의 내면에 전달되는 충격 또한 작아지는 효과를 가질 수 있다. 상기 진동 흡수 구조체를 구비한 드럼(2) 장치의 설치를 통하여, 드럼(2) 외부로 전달되는 진동 및 소음을 줄일 수 있다.

진동 흡수 구조체를 이루는 지지면들은 한정된 공간에서 최대의 길이를 갖도록 하기 위하여, 직선이 아닌 곡선 형상을 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼(2)의 형상 및 A-A' 방향을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에서 제시된 A-A' 방향에 따른 드럼(2)의 단면 B를 나타낸 사시도이다.

일 실시예에 따른 가전 기기의 드럼 장치는, 드럼의 내측벽 및 외측벽 사이에 진동을 흡수하는 기능을 가진 구조체를 포함할 수 있다. 도 3은 도 2에서 제시된 B 부분을 확대하여 제1 진동흡수 구조체(21)의 단면을 나타낸 횡단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 드럼의 내측벽 및 외측벽 사이에 위치한 제2 진동흡수 구조체(22)의 단면을 나타낸 횡단면도이다. 도 6은 도 3 및 도 5에 제시된 제1 진동흡수 구조체(21) 및 제2 진동흡수 구조체(22)에 포함된 제1 지지면(11) 및 제2 지지면(12)의 구체적 수치를 나타낸 도면이다.

상기 드럼(2)에 포함된 진동 흡수 구조체는, 제1 구조체 및 제2 구조체를 포함하는 제1 진동흡수 구조체(21)일 수 있다. 이 때, 제1 구조체는 제1 지지면(11)을 적어도 하나 이상 포함하며, 제2 구조체는 제2 지지면(12)을 적어도 하나 이상 포함한다.

또한, 드럼(2)에 포함된 진동 흡수 구조체는 제1 구조체 및 제2 구조체를 포함하는 제2 진동흡수 구조체(22)일 수 있다. 이 때, 제1 구조체는 제1 지지면(11)을 적어도 하나 이상 포함하며, 제2 구조체는 제2 지지면(12)을 적어도 하나 이상 포함한다. 또한, 제2 진동흡수 구조체(22)가 포함하는 제1 지지면(11) 및 제2 지지면(12)은 드럼(2)의 중심에 위치한 축방향 대칭면(5)에 대해 면대칭적인 구조를 이루는 특징을 가질 수 있다.

도 4는 제2 진동흡수 구조체(22)의 대칭면(5)의 위치를 나타낸 사시도이다. 구체적으로 상기 대칭면(5)은, 드럼(2)의 전면으로부터 후면 방향으로 드럼의 축방향 전체길이(L3)의 절반만큼 떨어진 곳에 위치하며, 드럼(2)의 전면 및 후면과 평행을 이루는 면이다.

제1 진동흡수 구조체(21) 및 제2 진동흡수 구조체(22)에서, 제1 지지면(11)은 한쪽 끝면이 드럼(2)의 내측판(3)의 외측 면에 고정되며 다른 끝면이 드럼(2)의 외측판(4)의 내측 면에 고정되고, 제2 지지면(12)은 한쪽 끝면이 드럼(2)의 외측판(4)의 내측 면에 고정되고 다른 끝면이 드럼(2)의 내측판(3)의 외측 면에 고정될 수 있다.

구체적으로, 제1 진동흡수 구조체(21) 및 제2 진동흡수 구조체(22)에서, 제1 지지면(11)의 한 쪽 끝단은 드럼(2)의 내측판(3)의 외측 면에 외주면을 따라 고정되고, 다른쪽 끝단은 드럼(2)의 외측판(4)의 내측 면에 외주면을 따라 고정되며, 제2 지지면(12)의 한 쪽 끝단은 드럼(2)의 외측판(4)의 내측 면에 외주면을 따라 고정되고 다른쪽 끝단은 드럼(2)의 내측판(3)의 외측 면에 외주면을 따라 고정될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 진동흡수 구조체(21) 및 제2 진동흡수 구조체(22)에서, 제1 지지면(11)은 내측판(3)을 향하여 볼록한 형상을 가지며, 제2 지지면(12)은 외측판(4)을 향하여 볼록한 형상을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 진동흡수 구조체(21) 및/또는 제2 진동흡수 구조체(22)를 포함하는 드럼(2)에서, 외측판(4)과 내측판(3) 사이에 이격된 거리인 제1 이격거리(W1)는, 드럼외경(R0)의 0.05% 이상, 1% 이하 범위의 값일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 진동흡수 구조체(21) 및/또는 제2 진동흡수 구조체(22)를 포함하는 드럼(2)에서, 제1 지지면(11)의 두께인 제1 두께(T1)는 드럼외경(R0)의 0.05% 이상, 1% 이하 범위의 값을 가지며, 제2 지지면(12)의 두께인 제2 두께(T2)는 드럼외경(R0)의 0.05% 이상, 1% 이하 범위의 값일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 진동흡수 구조체(21) 및/또는 제2 진동흡수 구조체(22)를 포함하는 드럼(2)에서, 제1 지지면(11)의 곡률반경인 제1 곡률반경(R1)은 드럼외경(R0)의 10% 이상, 50% 이하 범위의 값을 가지며, 제2 지지면(12)의 곡률반경인 제2 곡률반경(R2)은, 드럼외경(R0)의 10% 이상, 50% 이하 범위의 값일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 진동흡수 구조체(21) 및/또는 제2 진동흡수 구조체(22)를 포함하는 드럼(2)에서, 제1 지지면(11) 및 제2 지지면(12)이 드럼(2)의 축방향으로 가지는 길이인 제1 축방향길이(L1)는 드럼외경(R0)의 5% 이상, 10% 이하 범위의 값일 수 있다.

이하에서는 진동흡수 구조체의 다른 실시예를 살펴본다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 제3 지지면(13) 및 제4 지지면(14)을 포함하는 제3 진동흡수 구조체(23)의 단면을 나타낸 횡단면도이고, 도 8은 도 7에 제시된 제3 진동흡수 구조체(23)에 포함된 제3 지지면(13) 및 제4 지지면(14)의 구체적 수치를 나타낸 도면이다.

상기 드럼(2)에 포함된 진동 흡수 구조체는, 제1 구조체 및 제2 구조체를 포함하는 제3 진동흡수 구조체(21)일 수 있다. 이 때, 제1 구조체는 제3 지지면(13)을 적어도 하나 이상 포함하며, 제2 구조체는 제4 지지면(14)을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.

구체적으로, 제3 진동흡수 구조체(23)에서, 제3 지지면(13)은 양 끝면이 내측판(3)의 외측 면에 외주면을 따라 고정되어 외측판(4)의 방향으로 볼록하게 구비되어있고, 제4 지지면(14)은 양 끝면이 외측판(4)의 내측 면에 외주면을 따라 고정되어 내측판(3)의 방향으로 볼록하게 구비되어 있으며, 제3 지지면(13)과 제4 지지면(14)은 서로 맞닿거나 교차하도록 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 진동흡수 구조체(23)를 포함하는 드럼(2)에서, 외측판(4)과 내측판(3) 사이에 이격된 거리인 제2 이격거리(W2)는, 드럼외경(R0)의 0.05% 이상, 1% 이하 범위의 값을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 진동흡수 구조체(23)를 포함하는 드럼(2)에서, 제3 지지면(13)의 곡률반경인 제3 곡률반경(R3)은, 드럼외경(R0)의 2.0% 이상, 5.0% 이하 범위의 값을 가지며, 제4 지지면(14)의 곡률반경인 제4 곡률반경(R4)은, 드럼외경(R0)의 2.2% 이상, 5.2% 이하 범위의 값을 가지고, 제3 곡률반경(R3)과 제4 곡률반경(R4)은 서로 다른 값을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 진동흡수 구조체(23)를 포함하는 드럼(2)에서, 제3 지지면(13)의 두께인 제3 두께(T3)는 드럼외경(R0)의 0.05% 이상, 1% 이하의 값을 가지며, 제4 지지면(14)의 두께인 제4 두께(T4)는 드럼외경(R0)의 0.05% 이상, 1% 이하의 값일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 진동흡수 구조체(23)를 포함하는 드럼(2)에서, 제3 지지면(13) 및 제4 지지면(14)이 드럼(2)의 축방향으로 가지는 길이인 제2 축방향 길이는 드럼외경(R0)의 5% 이상, 10% 이하의 값일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외측판(4)의 두께는, 상기 드럼(2)의 외경의 0.05%이상, 0.08% 이하의 값일 수 있다.

일 실시예에 따른 진동흡수 구조체는, 제1 구조체 및 제2 구조체가 서로 맞닿거나 교차하는 지점을 기준으로, 내측판에 더 가깝게 위치한 부분은 외측판(4)에 더 가깝게 위치한 부분보다 비교적 강성이 낮은 소프트재질로 구성되며, 외측판(4)에 더 가깝게 위치한 부분은 내측판에 더 가깝게 위치한 부분보다 비교적 강성이 높은 하드재질로 구성할 수 있다.

구체적으로, 상기 소프트재질은 상기 하드 재질보다 더 낮은 영의 계수를 갖게 된다. 또한 상기 소프트재질 및 상기 하드재질은, 스틸(강철)에 비교해서 0.3% 내지 2.0% 범위의 영의 계수를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 구조체 및 제2 구조체의 재질은 내열 플라스틱 또는 금속 소재로 구성하여 고온 상태에서 작동하는 건조기 등의 기기에도 적용될 수 있다.

드럼(2) 내부에서 회전하는 세탁물 또는 금속성 물체가 드럼(2) 내주면에 부딪혔을 때, 구조체를 이루는 면들이 교차하는 형상을 가지는 진동흡수 구조체는 충격을 저감시키는 댐핑 구조의 역할을 한다. 상기 구조는 에너지를 소산시켜 진동, 충격 및/또는 소리의 진폭을 경감시키기 위해 사용된다. 진동흡수 구조체는 드럼(2) 내부면에서 충격이 발생할 때, 상기 충격이 외부로 전달되며 소산되는 과정에서 충격 전달 경로의 역할을 한다. 이는 바깥으로 소음이 방사되는 것을 저감하는 효과를 가질 수 있다.

구체적으로, 충격체와 드럼(2) 내주면이 충돌하며 충격이 발생하며, 상기 충격에 의하여 발생한 충격력 및 접촉압은 진동흡수 구조체에 전달된다. 이 경우 1차적으로 제1 구조체 및 제2 구조체가 교차하는 교차점(7)을 기준으로, 내측판에 가까운 구조체 부분이 굴신하여 접촉압을 전단방향으로 분산시킨다. 전달되는 접촉압은 구조체들의 교차점(7)에서 집중되며 전달을 차단하는 역할을 한다. 교차점(7)을 기준으로 외측판(4)에 가까운 구조체 부분이 구조체들의 교차점(7)을 지지하며 외측판(4)으로의 진동과 소음의 전달을 차단한다.

구체적으로, 상기 설명한 구조체의 형상 수치 한정은, 드럼의 외경 및 깊이에 따라 내측판과 외측판이 함께 휨진동하는 병합 모드, 외측판만이 휨진동하는 비병합 모드의 응답 특성에 따른 것이다. 드럼의 내측판에 세탁물이 낙하하였을 때 드럼의 진동에 영향을 미치는 주파수 대역을 결정한 후, 상기 주파수 대역의 진동을 제진하기에 효과적인 구조체의 수치이다.

도 9는 드럼의 내주면에 물체가 부딪히는 경우, 충격이 어떻게 전달 및 방사되는지를 나타낸 실험자료이다. 도 9의 (a) 내지 (c)는 드럼의 내측면에서 드럼의 내측판의 진동을 관찰한 결과값이다. 여기서 (a)와 (b)는 내측판을 포함한 경우를 나타내며, (c)는 내측판 없이 진동 흡수 구조체를 직접 관측한 결과이다. 또한, (a)는 상기 진동 흡수 구조체를 내측판 및 외측판 사이에 포함하고 있지 않은 경우를 나타내며, (b) 및 (c)는 상기 진동 흡수 구조체를 드럼 내측판 및 외측판 사이에 포함하고 있는 경우이다.

구체적으로, 도 9의 (a)는 드럼의 내부에서 물체가 내측판에 충돌하는 경우, 충격 전파의 중심이 되는 진원에서 드럼 전체로 충격이 전달 및 방사되는 것을 나타내고 있다. (b)에서는, 진동 흡수 구조체를 포함하는 경우 충돌 존재시 그 충격이 방사 및 전파되는 양이 현저히 줄어든 것을 보여주고 있다. (c)에서는, 진동 흡수 구조체의 형상에 의하여 충격이 분산하여 전파되는 경로가 만들어짐에 따라 드럼 전체 진동이 감소되는 것을 것을 보여주고 있다.

또한, 진동 흡수 구조체의 제1 구조체 및 제2 구조체가 대칭적인 형상을 가지는 경우, 진동이 구조체을 따라 전파하는 경로를 최대한 넓은 면으로 분산시키는 효과가 존재한다.

도 10은 드럼 내부에 충격이 발생하는 경우, 진동 흡수 구조체를 포함하는 드럼 및 포함하지 않은 드럼의 진동 발생을 비교한 그래프이다. 진동 흡수 구조체를 포함하지 않은 드럼의 그래프(S201)는 충격발생 후, 드럼상 국부적 위치가 0.05초간 최대 약 0.42mm/s의 속도 값을 갖는 진동이 일어나는 것을 보여준다. 그러나 진동 흡수 구조체를 포함하는 드럼의 그래프(S202)는 충격발생 후 상기 드럼상의 위치가 0.05초간 최대 0.18mm/s의 속도를 갖는 특징을 가질 수 있다. 이는 진동 흡수 구조체에 제진 효과가 존재함을 나타낸다.

도 11은, 진동 흡수 구조체를 포함한 드럼의 내부에서 충돌이 발생하는 경우 어떠한 경로를 따라 충격이 전파, 분산 및 차폐되는지 설명하는 도면(S100)이다. 세탁물 및 금속성 물체가 드럼 내부에 충돌함에 따라, 드럼의 내측판에 충격이 발생한다.(S101) 이후 교차점을 기준으로 내측판쪽에 위치한 지지면들은 충격을 전단방향으로 분산시키며, 상기 충격이 전달되는 경로를 제공한다.(S102) 상기 경로에 따라 상기 충격은, 진동 흡수 구조체의 지지면들이 교차하는 교차점까지 전파된다.(S103) 충격이 교차점까지 전파되고 난 이후에는, 지지면들을 따라 외측판쪽에 위치한 진동 흡수 구조체 부분까지 충격이 분산된다.(S104) 상기 분산된 충격은 외측판에 의하여 방사되고, 상기 외측판은 진동 및 소음이 드럼 밖으로 전달되는 것을 차폐하는 기능을 가질 수 있다.(S105)

한편, 본 실시예의 가전 기기의 드럼 장치는 드럼(2)의 회전축이 지면과 평행한 Front Loading Type의 가전 기기의 드럼 장치를 예로 들고 있으나, 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 드럼(2)의 회전축이 지면에 수직한 Top Loading Type의 가전 기기의 드럼 장치에도 적용될 수 있을 것이다.

이상 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않는다. 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명은 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 기술자에 의해 변형이 가능하고, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

2 : 드럼 R0 : 드럼외경
3 : 내측판 R1 : 제1 곡률반경
4 : 외측판 R2 : 제2 곡률반경
5 : 대칭면 R3 : 제3 곡률반경
6 : 중심축 R4 : 제4 곡률반경
7 : 교차점
11 : 제1 지지면 T1 : 제1 두께
12 : 제2 지지면 T2 : 제2 두께
13 : 제3 지지면 T3 : 제3 두께
14 : 제4 지지면 T4 : 제4 두께

W1 : 제1 이격거리 L1 : 제1 축방향길이
W2 : 제2 이격거리 L2 : 제2 축방향길이
21 : 제1 진동흡수 구조체 L3 : 드럼의 축방향 전체길이
22 : 제2 진동흡수 구조체
23 : 제3 진동흡수 구조체

Claims (16)

1. 캐비닛;
   상기 캐비닛 내부에 구비되어 세탁물이 수용되는 공간을 형성하는 드럼;
   상기 드럼을 회전 구동하는 구동부;를 포함하고,
   상기 드럼의 측벽은
   내측에 구비된 내측판;
   상기 내측판에서 이격되어 구비되는 외측판; 및
   상기 내측판과 상기 외측판의 사이에 구비되어, 상기 내측판에 인가되는 충격을 완충하는 진동 흡수 구조체;를 포함하며
   상기 진동 흡수 구조체는
   서로 맞닿거나 교차하는 제1 구조체 및 제2 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는
   가전 기기의 드럼 장치
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 구조체는
   일 단이 상기 내측판의 외측 면에 고정되며 타 단이 상기 외측판의 내측 면에 고정된 제1 지지면;을 포함하며
   상기 제2 구조체는
   일 단이 상기 외측판의 내측 면에 고정되고, 타 단은 상기 내측판의 외측 면에 고정된 제2 지지면;을 포함하는 것을 특징으로 하는
   가전 기기의 드럼 장치
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1 지지면은 상기 내측판을 향하여 볼록한 형상을 가지며
   상기 제2 지지면은 상기 외측판을 향하여 볼록한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는
   가전 기기의 드럼 장치
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 진동 흡수 구조체는
   상기 드럼의 축방향을 기준으로 대칭적인 형상을 가지는 것을 특징으로 하는
   가전 기기의 드럼 장치
   
5. 제 3항에 있어서
   상기 제1 지지면 및 상기 제2 지지면의 곡률 반경은
   상기 드럼의 외경의 10% 이상, 50% 이하의 값을 가지는 것을 특징으로 하는
   가전 기기의 드럼 장치
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 구조체는
   양 단이 상기 내측판의 외측 면에 고정되고, 상기 외측판의 방향으로 볼록한 형상을 가지는 제3 지지면;을 포함하며
   상기 제2 구조체는
   양 단이 상기 외측판의 내측 면에 고정되고, 상기 내측판의 방향으로 볼록한 형상을 가지는 제4 지지면;을 포함하는 것을 특징으로 하는
   가전 기기의 드럼 장치
   
7. 제 6항에 있어서
   상기 제3 지지면은 상기 드럼의 외경의 2.0% 이상, 5.0% 이하 범위의 곡률반경 값을 가지고
   상기 제4 지지면은 상기 드럼의 외경의 2.2% 이상, 5.2% 이하 범위의 곡률반경 값을 가지고
   상기 제3 지지면의 곡률반경과 상기 제4 지지면의 곡률반경은 서로 다른 것을 특징으로 하는
   가전 기기의 드럼 장치
   
8. 제 1항에 있어서.
   상기 내측판 및 상기 외측판 사이의 이격된 거리는
   상기 드럼의 외경의 0.5% 이상 10% 이하 범위의 값인 것을 특징으로 하는
   가전 기기의 드럼 장치
   
9. 제 1항에 있어서
   상기 제1 구조체 및 상기 제2 구조체의 두께는
   상기 드럼의 외경의 0.05% 이상 1% 이하의 값을 가지는 것을 특징으로 하는
   가전 기기의 드럼 장치
   
10. 제 1항에 있어서
    상기 제1 구조체 및 상기 제2 구조체가 상기 드럼의 축방향으로 가지는 길이는
    상기 드럼의 외경의 5%이상, 10% 이하의 값인 것을 특징으로 하는
    가전 기기의 드럼 장치
    
11. 제 1항에 있어서
    상기 외측판의 두께는,
    상기 드럼의 외경의 0.05% 이상, 0.08% 이하의 값인 것을 특징으로 하는
    가전 기기의 드럼 장치
    
12. 제 1항에 있어서
    상기 제1 구조체 및 상기 제2 구조체가 갖는 강성은
    상기 드럼의 강성보다 높은 것을 특징으로 하는
    가전 기기의 드럼 장치
    
13. 제 12항에 있어서
    상기 제1 구조체 및 상기 제2 구조체는,
    상기 서로 맞닿거나 교차하는 지점을 기준으로
    상기 내측판에 가깝게 위치한 부분은 소프트재질로 구성되며
    상기 외측판에 가깝게 위치한 부분은 하드재질로 구성되는 것을 특징으로 하는
    가전 기기의 드럼 장치
    
14. 제 13항에 있어서
    상기 소프트 재질은 상기 하드 재질보다 더 낮은 영의 계수를 갖는 것을 특징으로 하는
    가전 기기의 드럼 장치
    
15. 제1항에 있어서
    상기 제1 구조체 및 상기 제2 구조체의 재질은
    내열 플라스틱 또는 금속 소재인 것을 특징으로 하는
    가전 기기의 드럼 장치
    
16. 제 2항 또는 제6항에 있어서
    상기 제1 구조체 및 상기 제2 구조체는
    상기 드럼의 외주면을 감싸며 링 모양의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는
    가전 기기의 드럼 장치
    
    

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