KR100997138B1

KR100997138B1 - 드럼세탁기

Info

Publication number: KR100997138B1
Application number: KR1020060109589A
Authority: KR
Inventors: 류두영; 김자영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2010-11-30
Also published as: KR20080041466A; US20080105003A1; US7861560B2

Abstract

회전드럼의 세탁용량을 감소시키는 것을 방지하고 회전 시 내부에 장착된 볼이 충돌되어 소음이 발생되는 것을 방지한 밸런서를 구비하는 드럼세탁기를 개시한다. 이러한 드럼세탁기는 밸런서의 내부에 장착되는 볼의 직경을 12 mm ~ 30 mm 로 유지하여 회전드럼의 세탁용량을 감소시키고 회전 시 볼에 의한 소음을 방지할 수 있다.

Description

드럼세탁기{washing machine}

도 1은 본 발명에 따른 드럼세탁기를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 드럼세탁기 중 밸런서의 모습을 보인 분해사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 드럼세탁기에서 밸런서의 일실시예를 도시한 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 드럼세탁기에서 밸런서에 장착된 볼의 중심각에 따른 소음을 측정한 그래프이다.

도 5는 본 발명에 따른 드럼세탁기에서 밸런서의 다른 실시예를 도시한 평면도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

10 : 본체 20 : 터브

30 : 회전드럼 50 : 밸런서

53 : 볼 O : 밸런서의 회전중심

R : 밸런서의 중심과 볼의 중심까지의 거리 d₁ ,d₂ : 볼의 직경

θ₁ ,θ₂ : 밸런서의 중심과 볼에 의해 형성된 부채꼴의 중심각

본 발명은 드럼세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁물의 세탁 또는 탈수행정 시 발생되는 진동을 저감시키기 위한 밸런서가 구비된 드럼세탁기에 관한 것이다.

일반적으로, 드럼세탁기는 외관을 형성하는 본체와, 이 본체의 내부에 구비되어 세탁수를 담는 터브와, 이 터브의 내부에 회전 가능하게 구비되어 구동모터로부터 회전력을 전달박아 회전하는 회전드럼을 포함하여 구성된다.

이와 같은 드럼세탁기는 회전드럼이 터브 내에서 회전됨에 따라 세탁물이 세탁수와 함께 회전드럼의 내주면을 따라 상향으로 올려진 후 낙하함으로써 세탁물의 세탁을 수행하게 된다. 즉, 회전드럼은 세탁행정 또는 탈수행정 시 회전하는 구조를 가지고 있으며, 특히 탈수행정 시 회전드럼이 고속으로 회전하게 된다.

상기와 같은 회전드럼에는 이 회전드럼이 회전하는 과정에서 투입되어 있는 세탁물의 무게에 의해 불균형 질량이 발생할 수 있다. 즉, 드럼세탁기에서는 상기와 같은 세탁물에 의한 불균형 질량에 의해 진동이 발생되게 되며, 이를 방지하기 위해 드럼세탁기에는 회전드럼이 회전하는 과정에서 발생되는 진동을 저감시키기 위한 밸런서가 구비된다. 이때, 밸런서에는 그 내부에 이동 가능하게 설치되어 질량체로 작용하는 다수의 볼이 마련된다.

한편, 일반적인 드럼세탁기에서 회전드럼의 회전 시 발생하는 불균형 질량은 통상적으로 300g 정도이다. 이에 따라 회전드럼의 회전 시 발생된 불균형 질량을 해소하기 위해서는 300g 정도의 볼의 중량을 필요로 한다.

이때, 드럼세탁기에서 발생되는 300g 정도의 불균형 질량을 대응하기 위해서 볼의 직경이 너무 작은 것을 밸런서에 장착하게 되면 너무 많은 볼이 장착됨으로써 회전드럼의 회전 시 이 볼들이 서로 충돌되어 소음이 일어나게 된다. 그리고, 드럼세탁기에서 발생되는 300g 정도의 불균형 질량을 대응하기 위해서 볼의 직경이 너무 큰 것을 밸런서에 장착하게 되면 이 볼의 직경이 증가되는 만큼 밸런서의 부피도 커지게 되어 회전드럼의 세탁용량을 감소시키게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 밸런서에 의해 회전드럼의 세탁용량이 감소되는 것을 방지하고 밸런서에 장착된 볼에 의해 소음이 발생되는 것을 방지하는 드럼세탁기를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 드럼세탁기는 본체;와 상기 본체의 내부에 설치되는 터브;와 상기 터브의 내부에 설치되어 세탁물을 수용하는 회전드럼으로서, 세탁물을 수용하도록 상기 회전드럼의 전방에 마련되는 개구를 가지는 전면커버와 상기 회전드럼의 후방에 마련되는 후면커버를 포함하는 회전드럼;과 상기 회전드럼의 회전 중에 불균형질량을 보상하고, 상기 회전드럼에 장착되는 밸런서하우징과 상기 밸런서하우징의 내부에 이동 가능하게 배치된 복수의 볼을 포함하는 밸런서;를 포함하고, 상기 밸런서하우징 내부에 배치된 볼들의 수(n)와 상기 밸런서하우징 내부에 배치된 각각의 볼의 중량(m)은 적어도 300g의 불평형질량이 상기 회전드럼의 회전 중에 상기 밸런서에 의해 보상될 수 있도록 선택되고 다음의 조건들이 만족되도록 선택되며,
ρ * 4/3π(d/2)³ = m,
12mm < d < 30mm,
(n*d/R)*(180°/π) = θ,
18.5°< θ <100°,
3 < n < 43,
여기서 ρ는 상기 볼들의 비중이고, d는 상기 밸런서하우징 내부에 배치된 상기 볼들의 직경이고, R은 상기 밸런서의 중심으로부터 상기 볼의 중심까지의 거리이고, m은 하나의 볼의 중량이고, θ는 상기 밸런서의 중심과 상기 밸런서 내부에 배치된 볼들에 의해 형성되는 영역의 중심각이고, 상기 회전드럼의 상기 전면커버와 상기 후면커버 중 적어도 하나에는 상기 밸런서를 수용하기 위한 환형의 리세스가 형성되며, 상기 밸런서하우징은 서로 결합되어 그 사이에 레이스를 형성하는 제1밸런서하우징과 제2밸런서하우징을 포함하고, 상기 밸런서하우징은 상기 밸런서하우징 내부에 배치된 상기 볼들이 상기 환형의 리세스를 포함하는 상기 회전드럼의 어느 부분과도 직접적으로 접촉하지 않도록 상기 회전드럼의 상기 환형의 리세스 내에 설치되며, 상기 밸런서하우징의 내부에 배치된 상기 볼들이 상기 리세스 내에 수용되어 상기 세탁기의 동작 중에 상기 볼들에 의해 발생되는 충돌 소음이 상기 환형의 리세스를 형성하는 상기 회전드럼에 의해 저감되도록, 상기 회전드럼에 형성된 상기 환형의 리세스의 깊이는 상기 볼들의 직경보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 볼의 재질은 철일 수 있다.
상기 밸런서의 중심으로부터 상기 볼의 중심까지의 거리(R)는 280mm일 수 있다.
상기 밸런서하우징 내에 배치된 볼들의 총 중량은 300g일 수 있다.

삭제

이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 드럼세탁기는 외관을 형성하는 본체(10)과, 이 본체(10)의 내부에 설치되며 세탁 시에 세탁수가 저장되는 터브(20)와, 이 터브(20) 내부에 회전 가능하게 설치되며 세탁 시 세탁물이 세탁되는 회전드럼(30)를 구비한다. 이때, 본체(10)의 전면 또는 상면에는 세탁물의 투입을 위한 개구부를 개폐할 수 있도록 도어(11)가 설치된다.

본체(10)의 내측에는 터브(20)로 세탁수와 세제를 공급하는 급수관(12)과 세제 공급장치(13)가 설치된다. 세제공급장치(13)는 내부에 세제를 수용하는 내부공 간을 구비하며, 사용자가 세제를 투입하기 용이하도록 본체(10)의 전면부 쪽에 설치된다. 그리고 본체(10)의 하부에는 터브(20)에 담겨진 세탁수를 본체(10)의 외부로 배출시키기 위한 배수펌프(14)와 배수관(15)이 설치된다.

터브(20)의 외측에는 회전드럼(30)을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키기 위한 모터(43)가 설치되고, 회전드럼(30)의 후면 외측에는 플랜지 샤프트(41)와 회전축(42)으로 구성되어 모터(43)의 회전력을 회전드럼(30)에 전달하는 축계(shaft system)가 설치된다.

따라서, 모터(43)에 의해 회전축(42)이 회전하면, 회전축(42)과 결합된 플랜지 샤프트(41)가 회전하고, 이에 따라 플랜지 샤프트(41)와 연결된 회전드럼(30)이 회전하면서 회전드럼(30) 내의 세탁물이 세탁되거나 탈수된다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 회전드럼(30)에는 이 회전드럼(30)의 회전에 따라 회전드럼(30) 내의 세탁물 무게에 의한 불균형 질량으로 인해 발생할 수 있는 회전드럼(30)의 진동이 신속하게 저감되도록 함으로써 회전드럼(30)의 회전이 조기에 안정화되게 하기 위한 밸런서(50)가 설치되어 있다. 이때, 밸런서(50)는 환 형상으로 형성되어 회전드럼(30)의 회전중심(O)과 동심을 이루도록 회전드럼(30)에 설치되어 있다.

구체적으로, 밸런서(50)는 환 형상으로 형성되며 전후 방향으로 서로 결합되어 사이에 질량체가 이동가능하게 설치되는 레이스가 형성되게 하는 제 1 밸런서 하우징(51) 및 제 2 밸런서 하우징(52)으로 이루어진 밸런서 하우징과, 구 형상으로 형성되며 레이스 내에 이동 가능하게 설치되어 질량체로 작용하는 다수의 볼(53)을 포함한다.

한편, 상기와 같은 드럼세탁기에서 회전드럼(30)의 회전 시 발생되는 불균형 질량은 통상적으로 300g 정도이다. 이에 따라 본 발명에서는 불균형 질량을 밸런싱하기 위하여 밸런서(50)에 장착되는 다수의 볼(53)의 중량을 300g 정도로 유지시키는 것이 바람직하다.

상기와 같이 볼(53)의 중량을 300g 정도로 유지시킬 때 볼(53)의 직경이 일정 mm 초과하면 이 볼(53)의 직경에 의해 밸런서(50)가 차지하는 부피가 커지게 된다. 이와 같이 밸런서(50)가 차지하는 부피가 커지게 되면 회전드럼(30)의 세탁용량을 감소시키기 때문에 적정 직경의 볼(53)을 사용하는 것이 중요하다.

이때, 1개의 볼의 중량은 하기의 [식1]에 의해 구할 수 있다.

[식1]1개의 볼의 중량 = 볼의 비중 * 볼의 부피 (m = ρ * 4/3π(d/2)³)

상기와 같은 [식1]을 통해 볼의 직경(d)에 따라 볼의 중량(m)을 구할 수 있는데, 본 발명에서는 밸런서의 부피에 의해 회전드럼의 세탁용량이 감소되는 것을 방지하도록 볼의 직경이 30mm 이하로 하는 것이 바람직하다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 볼의 직경을 30mm로 적용한 실시예에서 1개의 볼의 중량은 110g이 된다. 이와 같은 경우 3개의 볼이 밸런서에 장착되어 300g의 불균형 질량에 대응하게 된다.

여기서, 사용되는 볼(53)의 재질은 철이며, 밸런서(50)의 반경 즉, 밸런서의 중심(O)으로부터 볼(A₁ 또는 B₁)의 중심까지의 거리(R)는 280mm이다.

이때, 상기 거리(R)를 알 수 있으므로 볼(53)의 직경(d₁)이 30mm 인 경우 밸런서의 중심(O)과 볼(A₁, B₁)에 의해 형성된 부채꼴의 중심각(∠A₁OB₁ ; θ₁)의 크기는 하기의 [식2]의 계산에 의하면 18.5°가 된다.

[식2] 2πR : 원호(n*d) = 360° : θ_X(여기서, n은 볼의 수, d는 볼의 직경)

따라서, 본 발명에서는 밸런서에 장착되는 볼의 직경을 30mm 이하로 함과 동시에 이 볼들이 모여 이룬 볼의 중량을 300g 정도로 유지함으로써, 밸런서의 부피로 인해 회전드럼의 세탁용량이 감소되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에서는 밸런서의 중심과 밸런서에 장착된 볼에 의해 형성된 부채꼴의 중심각의 크기를 일정 각도 이내로 조정하여 밸런서에 장착된 볼이 서로 충돌하여 소음이 발생되는 것을 방지한다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 밸런서의 중심과 밸런서에 장착된 볼에 의해 형성된 부채꼴의 중심각의 크기가 100°를 초과하면 급격하게 소음이 증가하게 된다. 이에 따라 본 발명에서는 밸런서(50)의 중심(O)과 밸런서(50)에 장착된 볼(53)에 의해 형성된 부채꼴의 중심각(∠A₂OB₂;θ₂)의 크기를 100°이하로 하는 것이 바람직하다. 이를 위해서 밸런서(50)에 장착되는 볼의 직경(d₂)은 12mm 이상으로 유지시켜야 한다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이 밸런서(50)에 장착되는 볼(53)의 직경을 12mm 한 다른 실시예에서 1개의 볼의 중량은 상기의 [식1]의 계산에 의하면 7.8g을 가지게 된다. 이와 같은 경우 43개의 볼(53)이 밸런서(50)에 장착되어 300g의 불균형 질량에 대응하게 된다. 여기서, 사용되는 볼(53)의 재질은 철이며, 밸런서(50)의 반경 즉, 밸런서의 중심(O)으로부터 볼(A₂ 또는 B₂)의 중심까지의 거리(R)는 280mm이다.

그리고, 상기 거리(R)를 알 수 있으므로 볼(53)의 직경(d₂)이 12mm 인 경우 밸런서의 중심(O)과 볼(A₂, B₂)에 의해 형성된 부채꼴의 중심각(θ₂)의 크기는 상기의 [식2]의 계산에 의하면 대략 100°가 된다.

따라서, 본 발명에서는 볼(53)의 직경을 12mm이상으로 하고 이 볼(53)들이 모여서 이루어진 중량을 300g을 유지시킴으로써, 밸런서(50)에 장착되는 볼(53)에 의해 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 드럼세탁기는 밸런서에 의해 회전드럼의 세탁용량이 감소되는 것을 방지하고 회전드럼의 회전 시 소음이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims

본체;

상기 본체의 내부에 설치되는 터브;

상기 터브의 내부에 설치되어 세탁물을 수용하는 회전드럼으로서, 세탁물을 수용하도록 상기 회전드럼의 전방에 마련되는 개구를 가지는 전면커버와 상기 회전드럼의 후방에 마련되는 후면커버를 포함하는 회전드럼;

상기 회전드럼의 회전 중에 불균형질량을 보상하고, 상기 회전드럼에 장착되는 밸런서하우징과 상기 밸런서하우징의 내부에 이동 가능하게 배치된 복수의 볼을 포함하는 밸런서;를 포함하고,

상기 밸런서하우징 내부에 배치된 볼들의 수(n)와 상기 밸런서하우징 내부에 배치된 각각의 볼의 중량(m)은 적어도 300g의 불평형질량이 상기 회전드럼의 회전 중에 상기 밸런서에 의해 보상될 수 있도록 선택되고 다음의 조건들이 만족되도록 선택되며,

ρ * 4/3π(d/2)³ = m,

12mm < d < 30mm,

(n*d/R)*(180°/π) = θ,

18.5°< θ <100°,

3 < n < 43,

여기서 ρ는 상기 볼들의 비중이고, d는 상기 밸런서하우징 내부에 배치된 상기 볼들의 직경이고, R은 상기 밸런서의 중심으로부터 상기 볼의 중심까지의 거리이고, m은 하나의 볼의 중량이고, θ는 상기 밸런서의 중심과 상기 밸런서 내부에 배치된 볼들에 의해 형성되는 영역의 중심각이고,

상기 회전드럼의 상기 전면커버와 상기 후면커버 중 적어도 하나에는 상기 밸런서를 수용하기 위한 환형의 리세스가 형성되며,

상기 밸런서하우징은 서로 결합되어 그 사이에 레이스를 형성하는 제1밸런서하우징과 제2밸런서하우징을 포함하고,

상기 밸런서하우징은 상기 밸런서하우징 내부에 배치된 상기 볼들이 상기 환형의 리세스를 포함하는 상기 회전드럼의 어느 부분과도 직접적으로 접촉하지 않도록 상기 회전드럼의 상기 환형의 리세스 내에 설치되며,

상기 밸런서하우징의 내부에 배치된 상기 볼들이 상기 리세스 내에 수용되어 상기 세탁기의 동작 중에 상기 볼들에 의해 발생되는 충돌 소음이 상기 환형의 리세스를 형성하는 상기 회전드럼에 의해 저감되도록, 상기 회전드럼에 형성된 상기 환형의 리세스의 깊이는 상기 볼들의 직경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 볼의 재질은 철인 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
제 3항에 있어서,

상기 밸런서의 중심으로부터 상기 볼의 중심까지의 거리(R)는 280mm인 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
제 1항에 있어서,

상기 밸런서하우징 내에 배치된 볼들의 총 중량은 300g인 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.