KR100189132B1 - 세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 세탁기는 급수된 물이 저수되는 수조(11)를 구비한 본체(10)를 구비하고, 수조(11)를 본체(10) 내부에 현가하도록 된 8개의 현가봉(30)이 설치된다. 현가봉(30)에는 수조(11)에서 발생하는 진동을 감쇄하도록 스프링(50)이 내설된 방진장치(40)가 마련되며, 스프링(50)의 스프링 상수는 0.15 Kgf/mm 이다.

이와 같은 본 발명에 따른 세탁기는 8개의 현가봉과 방진장치를 사용하기 때문에 탈수 초기와 같헐탈수시의 세탁기의 진동을 보다 효율적으로 감쇄할 수 있도록 하였고, 세탁기의 작동 체계가 보다 나은 안정성을 지속적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

세탁기

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁기 내부의 수조의 현가와 진동감쇄를 위하여 마련되는 현가장치의 설치수를 적절히 증가시켜 세탁기의 구동으로 발생하는 진동을 보다 효율적으로 감소시키도록 한 세탁기에 현가장치에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 그 내부에 물을 저수하고, 외부의 전원을 인가하여 정역회전으로 세탁물을 세탁하는 장치로서 도 1은 일반적인 세탁기의 단면도이고, 도 2는 종래의 세탁기의 내부 사시도이다. 그리고 도 3은 종래의 세탁기의 수조 저면도이다.

이에 도시된 바와 같이 세탁기는 세탁기 본체(10)를 구비하며, 본체(10) 내부에는 적정량의 세탁수를 저수하도록 된 수조(11)를 구비한다. 이 수조(11)는 네개의 현가봉(14)에 의하여 본체(10) 내면에 현가 설치된다. 그리고 수조(11) 내부에는 세탁기의 세탁구동시에 정역회전운동하는 펄세이터(13)를 갖춘 세탁조(12)가 마련되며, 이 세탁조(12)의 상단부에는 세탁조(12)의 회전균형을 맞추기 위한 밸런서(19)가 마련된다. 그리고 수조(11)의 하부에는 동력을 발생시키는 구동모터(16)가 장착되고, 이 구동모터(16)에서 동력을 전달받아 세탁조(12)와 펄세이터(13)를 구동시키는 동력전달장치(17)가 마련된다. 그리고 현가봉(14)의 하단부에는 방진장치(15)가 마련되며, 이 방진장치(15)는 세탁기의 진동을 감쇄시키는 완충스프링(18)이 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 세탁기는 세탁시 먼저 외부의 수도전에서 급수되는 물을 공급받아 수조(11) 내부에 저수되게 되면, 외부의 전원을 인가받아 펄세이터(13)가 정역회전운동을 수행하게 되면서 세탁행정이 수행되게 된다. 그리고 세탁행정이 완료되면 계속해서 오염수를 배수한후 행굼행정이 수행되게 되고 최종적으로 고속 탈수행정이 수행되게 된다. 이와 같은 세탁기의 세탁행정, 행굼행정 그리고 탈수행정에서는 이로인한 구동진동이 발생하게 되는데, 이 진동은 수조(11)를 현가하고 있는 현가봉(14)과 함께 설치된 방진장치(15)에 의하여 감쇄되게 된다.

이하에서는 세탁기의 진동의 종류와 발생원인에 대하여 서술하기로 한다. 도 4는 일반적인 세탁기의 운동좌표를 나타낸 도면이다.

도시된 도면을 참조하여 설명하면 세탁기의 진동은 크게 병진운동(translation)과 회전운동(rotation)으로 나눌수 있는데, 병진운동은 좌우(x), 전후(y), 그리고 상하(z) 병진운동으로 이루어지고, 회전운동은 x축에 대한 회전운동 P(Pitching), y축에 대한 회전운동 Y(Yawing) 그리고 z축에 대한 회전운동 R(Rolling)로 이루어 진다. 여기에서 상하운동(z)과 z축에 대한 회전운동(R)은 세탁기의 작동에 따른 기본적인 운동좌표이므로 세탁기의 진동에 대하여 문제시 되지 않는다. 그러나 x, y축에 대한 병진운동과 이에 따른 회전운동 P와 Y는 세탁기의 구동으로 발생하는 불필요한 운동요소로서 세탁기의 소음과 내구성에 악영향을 미치게 되는 운동요소이다.

한편 세탁기의 진동에서 탈수초기에 생기는 비틀림진동은 병진운동 상태이고, 간헐탈수시 생기는 비틀림운동은 회전운동 상태이다. 이의 각각의 고유진동수는 병진운동은 1.7Hz(102rpm) 이고, 회전운동은 4.5Hz(270rpm) 이다.

이러한 세탁기의 진동이 생기는 이유는 먼저 세탁기의 탈수초기의 비틀림진동은 세탁기 내에 불균형(unbalance)이 있을때 발생하며, 세탁기의 밸런서(balancer, 19) 내의 볼(20)이나 액체가 틀리면서 그 크기가 가중되게 된다. 즉 회전주파수가 1.7Hz 보다 낮은 구간에서 세탁조(12)는 불균형에 의해 큰 선회운동을 하게 되고, 이때 원심력으로 인해 볼이나 액체는 원심력이 큰쪽, 즉 불균형이 있는 곳으로 이동하게 된다. 특히 액체 밸런서 보다 볼 밸런서가 진폭이 큰 것은 액체 밸런서의 경우는 염수가 초기에 움직이지 못하도록 리브를 만든것 때문이며, 볼 밸런서의 경우는 이러한 작용은 오일이 하고 있는 것이다. 즉 오일의 점도가 높을수록 초기 진동의 크기는 작아진다.

한편 볼밸런서에서 간헐탈수시 세탁기의 진동은 회전주파수가 1,7Hz 를 지나면 볼이 움직이기 시작하는데 회전상태 즉 회전주파수가 4.5Hz에서 볼의 위치에 따라 비틀림 진동의 크기가 좌우되게 된다. 즉 여기에서의 비틀림 진동은 도 5에 도시된 바와 같이 불균형과 무관하게 볼(20)이 움직이다가 상하 밸런서의 볼(20)이 서로 대각으로 위치하게 되었을때 발생한다. 이러한 비틀림 현상은 상하밸런서를 사용하기 때문에 발생되는 현상이다.

이와 같이 종래의 세탁기는 수조의 외주연에 결합된 4개의 현가봉(14)을 사용하여 세탁기의 구동으로 발생하는 회전운동과 병진운동으로 인한 진동을 감쇄하도록 되어 있는데, 이는 세탁기의 탈수초기와 간헐탈수시에 발생하는 세탁조(12)의 과다한 불균형으로 인한 진동을 적절히 저감하기 어렵다. 이때문에 세탁조(12)의 과다한 진동으로 세탁조(12)와 세탁기 본체(10) 내면이 서로 충돌하게 되는 경우가 발생하여 세탁기가 파손내지는 손상되는 경우가 발생하게 되고, 급기야는 세탁기가 세탁조(12)의 과다한 진동으로 전도(顚到)하게 되는 경우가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명은 세탁기의 구동으로 발생하는 진동을 보다 효울적으로 감쇄할 수 있도록 기존의 감쇄력을 두배로 중가시키고, 스프링 상수를 떨어뜨려 고유진동수를 낮게 함으로써 낮은 가진력상태에서 고유진동수를 통과할 수 있도록 하여 세탁기의 진동을 저감 할 수 있도록 한 세탁기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 세탁기의 단면도이다.

도 2는 종래의 세탁기의 내부 사시도이다.

도 3은 종래의 세탁기의 수조 저면도이다.

도 4는 일반적인 세탁기의 운동좌표를 나타낸 도면이다.

도 5는 일반적인 상하 볼밸런서를 구비한 세탁기에서 비틀림진동 발생시의 밸런서의 상태를 대략적으로 나타낸 도면이다.

도 6는 본 발명에 따른 세탁기의 내부 사시도이다.

도 7은 본 발명에 따른 세탁기의 저면도이다.

도 8은 종래와 본 발명에 따른 세탁기의 탈수초기 진동을 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 9은 종래와 본 발명에 따른 세탁기의 간헐탈수시의 진동을 비교하여 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 본체 11 : 수조

12 : 세탁조 13 : 펄세이터

16 : 구동모터 17 : 동력전달장치

20 : 볼 30 : 현가봉

40 : 방진장치 50 : 스프링

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 세탁기는 급수된 물이 저수되는 수조를 구비한 본체, 상기 수조를 상기 본체 내부에 현가하도록 된 현가봉, 상기 현가봉의 일단부에 설치되어 상기 수조에서 발생하는 진동을 감쇄하도록 스프링이 내설된 방진수단을 포함하는 세탁기에 있어서,

상기 현가봉은 4개를 초과하는 소정수로 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 세탁기에 관한 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 6는 본 발명에 따른 세탁기의 내부 사시도이다. 이에 도시되지 않은 세탁기의 일반적인 구성은 도 1을 참조한다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 세탁기는 직육각형의 케이스인 본체(10)가 마련되고, 본체(10) 내부에는 8개의 현가봉(30)에 의하여 현가되어 있는 원통형의 수조(11)가 마련된다. 이 현가봉(30)은 하단부가 수조(11)의 외측에 결합되고, 상단부가 본체(10)에 결합되어 있고, 하단부에는 수조(11)에서 발생하는 구동진동을 감쇄하는 방진장치(40)가 설치되어 있다. 이 방진장치(40)는 스프링(50)의 탄성복원력에 의하여 진동이 감쇄되도록 스프링(50)이 내설되어 있다. 수조(11)의 내부에는 정역회전하는 펄세이터(13)가 설치된 세탁조(12)가 마련되어 있고, 수조(11)의 외측 하부에는 펄세이터(13) 또는 세탁조(12)를 구동시키는 동력전달장치(17)와 외부의 전원을 인가받아 동력을 발생시키는 구동모터(16)가 설치된다. 그리고 세탁조(12)의 상단부에는 세탁기의 구동시에 발생하는 불균형을 제어하기 위한 밸런서(19)가 설치되어 있다. 이 밸런서는 볼밸런스(19)로 마련되는데, 볼밸런서(19)는 종래의 액체 밸런서에 비하여 탈수초기와 간헐탈수시의 진폭이 크다. 이에 따라 이 진폭을 줄이기 위하여 현가장치인 현가봉(30)를 8개로 마련하였다. 그리고 수조(11)의 하부에 마련된 현가봉(30)의 결합단과 방진장치(40) 또한 각각 8개로 마련하여 그 초기운동시 크게 움직이는 운동성분을 구속시키고, 진동감쇄력 또한 배가시킴으로서 세탁기의 진동을 보다 효율적으로 감쇄할 수 있도록 하였다. 한편 종래의 세탁기에 있어서 8 Kg 용량이상의 세탁기에 있어서 스프링 상수는 0.3 Kgf/mm 이상을 사용하는데, 본 발명에서의 스프링 상수는 현가봉(30)의 수를 배가 시킴으로서 스프링 상수 또한 1/2로 줄인 0.15 Kgf/mm 로 할 수 있어 전달력 측면을 개선할 수 있도록 하였다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 세탁기의 작동은 외부의 수도전에서 급수되는 물을 공급받아 수조(11) 내부에 저수하게 되면, 외부의 전원을 인가받아 구동모터(16)가 구동하게 되고, 구동모터(16)에서 발생한 동력을 전달받아 펄세이터(13)가 정역회전운동을 수행하게 되면서 세탁행정이 수행되게 된다. 그리고 세탁행정이 완료되면 계속해서 오염수를 배수한후 행굼행정이 수행되게 되고, 최종적으로 고속 탈수행정이 수행되게 된다. 이와 같은 세탁기의 세탁행정, 행굼행정 그리고 탈수행정에서는 이로인한 진동이 발생하게 되는데, 이 진동은 수조(11)를 현가하고 있는 8개의 현가봉(30)과 함께 설치된 8개의 방진장치(40)에 의하여 감쇄되게 된다. 이 진동감쇄는 8개의 현가봉(30)이 설치됨으로해서 수조(11)의 y축과 x축에 대한 구동을 종래의 4개의 현가봉(14)이 설치되었을 때보다 좀더 강력하게 저지할수 있어 현가봉(30)의 설치에 따른 구조적인 방진력도 커지게 된다. 도 8은 이러한 세탁기의 구동에서 탈수 초기에 발생하는 수조(11)의 진동을 종래의 세탁기와 본 발명에 따른 세탁기를 비교하여 나타낸 그래프이고, 도 9는 종래와 본 발명에 따른 세탁기의 간헐탈수시를 비교하여 나타낸 그래프이다. 이에 나타낸 바와 같이 8개의 현가봉(30)을 설치한 세탁기는 그 진폭이 종래와 비교하여 거의 1/2로 감축되게 되고, 이에 따라 진폭에 따른 수조(11)의 편심량 또한 대폭 줄일 수 있다.

한편 도 8에서 간헐탈수시의 진폭이 초기가 정상진폭과 같이 직선으로 나타나지 않는 것은 간헐탈수시의 진폭은 편심량에 비례하는 것이 아니라, 볼밸런서(19)의 움직임에 의하여 나타나며 이를 저감할 수 있는 방진력이 있어야 저감할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 세탁기는 8개의 현가봉과 방진장치를 사용하기 때문에 탈수 초기와 같헐탈수시의 세탁기의 진동을 보다 효율적으로 감쇄할 수 있도록 하였고, 세탁기의 작동 체계가 보다 나은 안정성을 지속적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 급수된 물이 저수되는 수조를 구비한 본체, 상기 수조를 상기 본체 내부에 현가하도록 된 현가봉, 상기 현가봉의 일단부에 설치되어 상기 수조에서 발생하는 진동을 감쇄하도록 스프링이 내설된 방진수단을 포함하는 세탁기에 있어서, 상기 현가봉(30)은 4개를 초과하는 소정수로 마련된 것을 특징으로 하는 세탁기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 현가봉(30)의 소정수는 8개인 것을 특징으로 하는 세탁기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 스프링(50)의 진동상수는 0.15 kgf/mm 이하인 것을 특징으로 하는 세탁기.