KR100206855B1 - 회전체의 원심균형 조절구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전체(T)내에 편심 질량이 부하된 경우 스스로 원심균형을 유지할 수 있도록 된 원심균형 조절구조에 관한 것으로, 구동수단에 의해 회전되는 내조(1)및 외조(2)가 동심원상으로 복층 설치되어 한쌍의 회전체(T)를 형성하고, 자중을 갖는 유동성 액체(3)를 충전한 탄성튜브(4)가 상기 내조(1)및 외조(2) 사이에 개재되며, 상기 내조(1)에 질량체(5)를 수용한 회전체(T)의 회전시에 발생되는 자중에 의한 편심량에 대응하여 상기 액체의 무게중심이 이동하므로써 능동적인 보정이 이루어지도록 구성된 것으로서, 내조(1)와 외조(2)를 지지하고 있는 탄성튜브(4)의 유동성 액체(3)에 의한 능동적인 무게중심 이동이 이루어지도록 하여 상기 내조(1)에 질량체(5)가 편심된 상태로 수용되는 경우에도 신속한 정적 평형이 유지될 수 있으며, 종래의 동적 밸런서를 적용한 원심균형 조절구조에 있어서 회전체(T)가 가동되기 시작할 때 상기 동적 밸런서가 정상 작동하기 위한 소정 공진 주파수 이상의 회전 주파수에 이르기 까지의 진동및 소음이 발생되는 문제점을 해결함은 물론, 상기의 공진 주파수에 관계없이 원심평형 상태를 유지할 수 있는 장점이 있는 회전체의 원심균형 조절구조에 관한 것이다.

Description

회전체의 원심균형 조절구조

본 발명은 회전체내에 편심 질량이 부하된 경우 스스로 원심균형을 유지할 수 있도록 된 원심균형 조절구조에 관한 것으로, 특히 드럼식 세탁기의 세탁조 등에 적용되어 상기 세탁조내에 세탁물이 편재된 채로 고속 회전할 때 그 편심 질량의 작용에 의한 불균형 상태를 스스로 바로잡아 주므로써 이로 인해 발생되는 진동및 소음을 저감시킬 수 있도록 된 회전체의 원심균형 조절구조에 관한 것이다.

주변에서 흔히 접할 수 있는 회전체로는 세탁기의 세탁조를 그 예로 들 수 있는데, 일반적인 종래의 세탁기 개략구조는 세탁기 케이스내의 하부일측에 모우터가 고정 설치되고, 상기 케이스의 중심축 하단에는 상기 모우터와 연결된 클러치가 장착되며, 이 클러치의 중심축상에 세탁조(외조)와 탈수조(내조)가 복층 설치되고, 상기 탈수조의 내측 저면부에는 펄세이터가 상기 중심축상에 결합되며, 상기 세탁조의 하단부 외주연에는 이 세탁조를 사방에서 지지해주는 댐퍼가 대칭적으로 고정되어 있다.

이러한 종전의 세탁기는 탈수시에 세탁물이 균형을 잡고 있을 때는 세탁조가 편심없이 회전하므로써 원활한 탈수가 가능하나, 세탁물이 불균형한 상태로 놓인 경우에는 원심탈수 과정에서 무게중심이 편재된 쪽으로 원심력이 작용하여 상기 세탁조가 심하게 흔들리게 된다.

이점을 개선하고자 종래에는 세탁조내에 수용된 세탁물의 편심질량에 의해 발생하는 원심력을 극복할 수 있도록 세탁기 자체를 중량체로 구성하거나 또는 세탁조에 있어서 액체 또는 볼 등이 충전된 동적 밸런서(Dynamic Balancer)를 적용하여 구성하므로써, 세탁조내에 세탁물이 편재되어 불균형한 상태에 있더라도 상기 세탁물을 탈수할 때 상기 밸런서에 의해 균형이 유지되어 진동을 저감시킬 수 있는 구조로 된 것이 있었다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 세탁기 중에서 질량부가에 의한 원심균형 조절구조는 세탁기가 중량화되는 문제점이 있으며, 또한 동적 밸런서를 적용한 원심균형 조절구조는 작동전 초기 정지상태에서 상기 동적 밸런서내의 충전재와 세탁조내의 세탁물의 질량이 각각 연직 하방향으로 작용하면서 편심도가 가중되는 상태를 유지하게 되므로 세탁기가 가동되기 시작하여 상기 충전재의 작용에 의해 동적 밸런서가 정상 작동하기 위한 소정 공진 주파수 이상의 회전 주파수에 이르기 까지 진동및 소음이 발생하게 되는 문제점과 함께, 이러한 진동및 소음을 줄이기 위해서는 가능한한 상기 공진 주파수를 낮게 설계하여야 하는 해결 과제가 남아 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 회전체내에 질량체가 편재된 채로 고속 회전할 때 그 편심 질량의 작용에 의한 불균형 상태를 스스로 바로잡아 주므로써 이로 인해 발생되는 진동및 소음을 저감시킬 수 있도록 된 회전체의 원심균형 조절구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 원심균형 조절수단이 구비된 회전체를 정면에서 본 횡단면도,

도 2는 본 발명에 따른 회전체의 내조에 질량체가 편심 수용되었을 때 이에 대한 정적 평형이 이루어진 상태를 정면에서 본 횡단면도,

도 3은 본 발명에 따른 원심균형 조절구조를 설명하기 위한 회전체의 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

D₁; 정상 처짐간격 D₂; 편심 처짐간격

T ; 회전체 1 ; 내조

2 ; 외조 3 ; 액체

4 ; 탄성튜브 5 ; 질량체

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전체의 원심균형 조절구조는 구동수단에 의해 회전되는 내조및 외조가 동심원상으로 복층 설치되어 한쌍의 회전체를 형성하고, 자중을 갖는 유동성 액체를 충전한 탄성튜브가 상기 내조및 외조 사이에 개재되며, 상기 내조에 질량체를 수용한 회전체의 회전시에 발생되는 자중에 의한 편심량에 대응하여 상기 액체의 무게중심이 이동하므로써 능동적인 보정이 이루어지도록 한 것이다.

또한, 상기 탄성튜브는 상기 회전체의 회전에 따른 내조및 외조 사이의 간격 변화에 대응하여 탄력적으로 신축되는 원형 또는 장방형의 단면을 갖는 링 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 회전체의 원심균형 조절구조는 구동수단에 의해 회전되는 서로 다른 직경으로 된 원통형의 내조(1)및 외조(2)가 동심원상으로 복층 설치되어 한쌍의 회전체(T)를 형성하고, 상기 내조(1)및 외조(2) 사이에 형성된 공간부 둘레에는 자중을 갖는 유동성 액체(3)를 충전한 탄성튜브(4)가 상기 내조(1)의 외주면과 외조(2)의 내주면에 밀접한 상태로 개재된 것이다.

이때, 본 발명에 따른 회전체(T)의 내조(1)는 상기 내조(1)의 자중에 의하여 상기 외조(2)의 동심점(O)위치 보다 중력 작용방향으로 정상 처짐간격(D₁) 만큼 다소 처지게 되고, 상기 탄성튜브(4)에는 내조(1)의 자중이 작용하여 상기 탄성튜브(4) 내의 액체(3)가 편심량을 상쇄하기 위한 방향으로 이동하게 되므로써 전체적인 원심균형을 잡아주게 된다.

따라서, 상기 내조(1)에 어떠한 부하도 걸리지 않은 초기 상태에서 상기 탄성튜브(4)의 상부 간격은 다소 커지고 하부간격은 다소 좁아진 상태를 유지하게 된다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이상기 내조(1)에 질량체(5)를 수용한 후 회전체(T)를 회전시키게 되는 경우, 상기 내조(1)는 그 자중과 질량체(5)의 자중이 가중되어 초기 상태의 정상 처짐간격(D₁)에 비해 더욱 크게 편심된다. 즉, 그 편심 상태가 상기 외조(2)의 동심점(O)위치 보다 중력 작용방향으로 편심 처짐간격(D₂) 만큼 처지게 되고, 결국 상기 탄성튜브(4) 내의 액체(3)는 상기 편심량에 대응하여 질량체(5)의 질량 만큼 그 무게중심이 상방향으로 이동하게 되면서 능동적인 보정이 이루어지게 되므로써 전체적인 원심균형을 잡아주게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같은 원리에 의해 작동되는 본 발명에 따른 회전체의 원심균형 조절구조는 세탁기의 세탁조 등에 적용하면 매우 유용하다.

본 발명은 이에 국한되지 않고 이와 유사한 모든 복층형 회전체에 적용 가능하며, 상기 유동성 액체(3)가 충전된 탄성튜브(4)를 포함한 원심균형 조절장치는 모두 본 발명의 권리에 둔다.

상기와 같은 구성및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음과 같다.

본 발명에 따른 회전체의 원심균형 조절구조는 내조(1)와 외조(2)를 지지하고 있는 탄성튜브(4)의 유동성 액체(3)에 의한 능동적인 무게중심 이동이 이루어지도록 하여, 상기 내조(1)에 질량체(5)가 편심된 상태로 수용되는 경우에도 신속한 정적 평형이 유지될 수 있으며, 종래의 동적 밸런서를 적용한 원심균형 조절구조에 있어서 회전체(T)가 가동되기 시작할 때 상기 동적 밸런서가 정상 작동하기 위한 소정 공진 주파수 이상의 회전 주파수에 이르기 까지의 진동및 소음이 발생되는 문제점을 해결함은 물론, 상기의 공진 주파수에 관계없이 원심평형 상태를 유지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 구동수단에 의해 회전되는 내조및 외조가 동심원상으로 복층 설치되어 한쌍의 회전체를 형성하고, 자중을 갖는 유동성 액체를 충전한 탄성튜브가 상기 내조및 외조 사이에 개재되며, 상기 내조에 질량체를 수용한 회전체의 회전시에 발생되는 자중에 의한 편심량에 대응하여 상기 액체의 무게중심이 이동하므로써 능동적인 보정이 이루어지는 회전체의 원심균형 조절구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성튜브는 상기 회전체의 회전에 따른 내조및 외조 사이의 간격 변화에 대응하여 탄력적으로 신축되는 원형의 단면을 갖는 링 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 회전체의 원심균형 조절구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성튜브는 상기 회전체의 회전에 따른 내조및 외조 사이의 간격 변화에 대응하여 탄력적으로 신축되는 장방형의 단면을 갖는 링 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 회전체의 원심균형 조절구조.

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