KR102343900B1 - 세탁물 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리 장치는, 캐비닛; 상기 캐비닛의 내부에 수용되는 드럼; 상기 드럼을 수용하는 터브; 및 상기 캐비닛의 진동을 흡수하기 위하여 제공되는 동흡진기를 포함하고, 상기 동흡진기는, 상기 캐비닛에 결합되는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트에 놓이는 질량체(moving mass); 및 상기 질량체와 상기 지지 플레이트 사이에 개재되어, 상기 질량체가 상기 플레이트 상에서 마찰력에 의한 감쇠를 가지고 왕복 이동을 가능하게 하는 슬라이더를 포함할 수 있다.

Description

세탁물 처리 장치{Laundry treating machine}
본 발명은 세탁물 처리 장치에 관한 것이다.
세탁기 또는 건조기와 같이 내부에 회전하는 드럼이 구비되는 가전 제품의 경우, 상기 드럼의 회전속도(rpm)가 증가함에 따라, 드럼 내부에 투입된 세탁물, 즉 부하의 편심에 의하여 수평 방향의 가진력이 발생하게 된다.
특히, 탈수 과정에서와 같이, 드럼의 회전 속도가 증가하는 과정에서 세탁기 캐비닛의 공진 주파수 지점에서 캐비닛의 수평 방향 진동 변위가 급증하는 과도 진동이 발생한다. 그리고, 상기 드럼이 최고 속도로 일정하게 유지될 때는 동일한 진동이 일정하게 반복되는 정상 진동이 발생한다.
이러한 과도 진동에 의하여, 드럼의 회전 속도가 증가하는 과정에서 세탁기가 좌우 방향으로 휘청거리는 현상이 발생한다. 그리고, 이러한 과도 진동은 세탁기가 지면으로부터 이격되는 스택 타입 세탁기에서 더욱 현저하게 나타난다.
예컨대, 소형 세탁기 또는 세탁물 저장을 위한 물체의 상면에 적층되는 스택 타입 세탁기의 경우, 설치면에 바로 놓이는 일반 세탁기에 비하여 상기 과도 진동의 진동 변위가 커지고, 과동 진동이 저속 운전에서 발생한다. 즉, 스택 타입의 세탁기가, 바닥면에 직접 놓이는 세탁기에 비하여 과도 진동 발생 시점이 빨라진다.
이러한 과도 진동을 흡수하기 위하여, 일반적으로 동흡진기(dynamic absorber)가 세탁기에 설치된다.
상기 동흡진기는, 드럼의 회전에 의하여 발생하는 수평 방향 가진력의 위상과 180도 반대되는 위상으로 수평 방향으로 진동하여, 세탁기의 진동을 흡수하는 원리를 이용한 동흡진기이다.
상세히, 드럼이 가속 회전하면, 상술한 바와 같이, 편심된 부하(세탁물)의 회전에 의하여 수평 방향으로 가진력이 발생한다. 그리고, 상기 드럼의 회전수가 증가하면서 상기 드럼의 공진 주파수에 도달하면, 공진점에서 상기 세탁기 캐비닛은 상기 가진력과 위상차가 90도인 조화 진동을 하게 된다.
또한, 상기 공진점에서 상기 동흡진기는 세탁기 캐비닛의 진동과 90도 위상차를 두고 조화 진동하게 된다. 결과적으로, 상기 가진력과 상기 동흡진기는 180도의 위상차를 두고 반대 방향으로 진동함으로써 진동이 상쇄되고, 결과적으로 세탁기 캐비닛은 움직이지 않는 효과를 가져온다.
아래의 미국 등록 특허에 상기 동흡진기가 세탁기에 구비되는 기술이 개시된다.
상기 선행 기술 개시된 동흡진기는, 세탁기의 케이싱의 저면에 프레임이 구비되고, 프레임의 상면에 점탄성(viscoelastic) 부재가 놓이며, 상기 점탄성 부재의 상면에 진동 흡수를 위한 질량체가 놓이는 구조로 이루어진다.
이러한 동흡진기 구조는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 점탄성 부재가 질량체의 저면에 놓이기 때문에, 질량체의 하중이 지속적으로 상기 탄성 부재에 작용하여, 탄성 부재의 파손 및 성능 저하를 초래할 수 있다.
둘째, 질량체가 수평 방향으로 진동할 때, 상기 점탄성 부재에는 좌우 방향으로 작용하는 전단 응력(shear stress)을 이용하여 진동을 흡수하기 때문에, 감쇠비가 낮아서 과도 진동을 효과적으로 흡수하지 못하는 단점이 있다.
상기 선행 기술의 특허 명세서에는 드럼의 회전수 전체 영역에서 효과적으로 진동을 흡수할 수 있다고 기술하고 있으나, 실질적으로 상기 선행 기술에 개시된 동흡진기는 지속 진동(continuous oscillation)을 흡수하는 효과는 있을 수 있으나, 진동 변위가 갑자기 증가하는 과도 진동을 흡수하는 능력은 현저히 떨어진다.
셋째, 상기 점단성 부재에 전단 응력이 교번하여 작용하기 때문에, 점탄성 부재의 파손 가능성이 높아지고 수명이 짧아지는 단점이 있다.
넷째, 수평 방향 진동이 세탁기에 작용하여 질량체가 진동과 반대 방향으로 수평 이동할 때, 탄성 부재의 상단이 가로 방향으로 이동하면서 탄성 부재가 휘어진다. 그 결과, 질량체가 진동 흡수를 위하여 수평 상태를 유지하면서 좌우 방향으로 요동하지 못하는 문제가 발생한다. 다시 말하면, 질량체가 횡방향 진동을 흡수하기 위하여 좌우 방향으로 요동할 때, 탄성 부재의 휘어짐 현상에 의하여, 질량체의 좌측 단부와 우측 단부가 하측으로 기울어지는 현상이 발생한다. 그 결과, 세탁기에 작용하는 수평 방향 진동을 효과적으로 흡수하지 못하게 된다.
미국등록특허 US8443636호(2013년5월21일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안되었다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리 장치는, 캐비닛; 상기 캐비닛의 내부에 수용되는 드럼; 상기 드럼을 수용하는 터브; 및 상기 캐비닛의 진동을 흡수하기 위하여 제공되는 동흡진기를 포함하고, 상기 동흡진기는, 상기 캐비닛에 결합되는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트에 놓이는 질량체(moving mass); 및 상기 질량체와 상기 지지 플레이트 사이에 개재되어, 상기 질량체가 상기 플레이트 상에서 마찰력에 의한 감쇠를 가지고 왕복 이동을 가능하게 하는 슬라이더를 포함하고, 상기 슬라이더는, 상기 지지 플레이트에 장착되는 로어 슬라이더와, 상기 질량체의 저면에 장착되고, 상기 로어 슬라이더의 상면에서 슬라이딩 이동 가능하게 놓이는 어퍼 슬라이더를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리 장치는, 캐비닛; 상기 캐비닛의 내부에 수용되는 드럼; 상기 드럼을 수용하는 터브; 및 상기 캐비닛의 진동을 흡수하기 위하여 제공되는 동흡진기; 를 포함하고, 상기 동흡진기는, 상기 캐비닛에 안착되는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트에 놓이는 질량체; 및 상기 질량체와 상기 지지 플레이트 사이에 개재되어, 상기 질량체가 상기 플레이트 상에서 마찰력에 의한 감쇠를 가지는 감쇠 부재를 포함하고, 상기 드럼의 회전수가 900rpm인 영역을 중심으로 상기 동흡진기의 흡진폭이 300rpm ~ 400rpm 범위 내인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리 장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 질량체가 지지 플레이트 상에서 슬라이딩 이동 가능하게 제공되므로, 캐비닛에 발생하는 진동의 작용 방향과 반대되는 위상으로 상기 질량체가 수평 이동 가능하여, 진동 감쇄 능력이 향상되는 장점이 있다.
둘째, 본 발명의 질량체가 베이스 플레이트의 상면에서 소정의 마찰력을 가지는 슬라이더에 의하여 수평 이동 가능하게 지지되므로, 상기 캐비닛에 발생하는 과도 진동을 효과적으로 흡수할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 본 발명의 질량체와, 상기 질량체가 장착되는 세탁물 처리 장치의 질량비를 적절히 조절함으로써, 과도 진동을 흡수하는 흡진 영역(또는 흡진폭)충분히 확보할 수 있는 장점이 있다. 즉, 상기 캐비닛에 발생하는 과도 진동이 발생하는 드럼의 회전 주파수 영역을 효과적으로 커버함으로써, 진동 감소 효과가 향상되는 장점이 있다.
넷째, 질량체의 측면에 장착된 탄성 댐퍼에 일방향 힘만 작용하기 때문에, 탄성 댐퍼의 수명이 길어지고, 진동 흡수 능력이 좋아지는 장점이 있다. 다시 말하면, 본 발명의 실시예에 따른 탄성 댐퍼에는 수직 응력(normal stress)이 작용하기 때문에, 전단 응력이 작용하는 선행 기술의 탄성 댐퍼에 비하여 수명이 길어지고 진동 흡수 능력이 좋아지는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동흡진기를 구비하는 세탁물 처리 장치의 내부 구조를 보여주는 분해 사시도.
도 3은 도 1의 3-3을 따라 절개되는 세탁물 처리 장치의 부분 종단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 동흡진기의 사시도.
도 5는 상기 동흡진기의 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동흡진기를 구성하는 질량체의 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동흡진기를 구성하는 지지 플레이트의 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 슬라이더를 구성하는 어퍼 슬라이더의 평면 사시도.
도 9는 상기 어퍼 슬라이더의 저면 사시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 슬라이더를 구성하는 로어 슬라이더의 평면 사시도.
도 11은 상기 로어 슬라이더의 저면 사시도.
도 12는 도 4의 12-12를 따라 절개되는 종단면도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 댐퍼의 전면 사시도.
도 14는 상기 탄성 댐퍼의 저면 사시도.
도 15는 도 7의 15-15를 따라 절개되는 종단면도.
도 16은 도 7의 16-16을 따라 절개되는 종단면도.
도 17은 동흡진기가 장착된 세탁물 처리 장치의 진동 변위를 보여주는 그래프.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
[용어의 정의]
먼저, 이하에서 설명되는 용어에 대하여 정의한다.
이하에서 설명되는 과도 진동(damped oscillation(vibration) 또는 transient oscillation(vibration))은, 세탁물이 투입된 드럼이 헹굼 또는 탈수를 위하여 가속 회전을 할 때, 상기 드럼의 공진점에서 캐비닛의 진동 변위가 급증하는 진동을 의미하는 것으로 정의한다.
그리고, 이하에서 설명되는 정상 진동(steady-state oscillation(vibration) 또는 continuous oscillation(vibration))은, 상기 드럼이 최고 속도로 유지되는 동안 거의 일정한 진동 변위를 가지고 지속적으로 발생하는 진동을 의미하는 것으로 정의한다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 동흡진기가 상기 과도 진동 또는 정상 진동을 개선 또는 흡수한다는 것은, 상기 동흡진기가 상기 과도 진동 또는 정상 진동의 진동 변위를 없애거나 최소화하여, 상기 캐비닛의 진동을 최소화하는 것으로 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동흡진기를 구비하는 상기 세탁물 처리 장치의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 3-3을 따라 절개되는 세탁물 처리 장치의 부분 종단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 탁물 처리 장치(10)는, 캐비닛(11)과, 상기 캐비닛(11)의 상면에 놓여서 상기 캐비닛에 전달되는 진동을 흡수하는 동흡진기(20)와, 상기 캐비닛(11)의 내부에 수용되는 드럼(미도시) 및 상기 드럼을 수용하는 터브(16)를 포함할 수 있다.
상세히, 상기 캐비닛은, 프런트 캐비닛(111)과, 사이드 캐비닛(112) 및 리어 캐비닛(113)을 포함한다. 상기 캐비닛의 상면에는 탑 플레이트(12)가 놓여서 상기 캐비닛(11)의 상면 개구부를 덮는다.
또한, 상기 프런트 캐비닛(111)에는 도어(15)가 회동 가능하게 결합되어, 상기 드럼 내부로 세탁물을 투입할 수 있다. 그리고, 상기 프런트 캐비닛(111)의 상단에는 세제 박스(14)와 컨트롤 패널(13)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 세탁물 처리 장치(10)는 설치면에 직접 놓일 수도 있고, 소정의 높이(h)를 가지는 별도의 적층물(W) 위에 놓일 수도 있다. 상기 별도의 적층물(W)은, 부피가 작은 독립된 세탁 장치일 수도 있고, 세탁물을 포함하는 물건을 보관하기 위한 보관함일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 동흡진기(dynamic absorber)(20)는 상기 캐비닛(11)의 상면에 안착되고, 상기 탑 플레이트(12)에 의하여 덮여져서 외부 노출이 차단된다.
상세히, 상기 동흡진기(20)는, 상기 캐비닛(11)에 안착되는 지지 플레이트(24)와, 상기 지지 플레이트(24)의 상면에서 수평 방향으로 이동 가능하게 놓이는 질량체(moving mass)(21)와, 상기 질량체(21)의 저면과 상기 지지 플레이트(24)의 상면 사이에 개입되어 상기 질량체(21)의 좌우 방향 이동을 가능하게 하는 슬라이더(22)와, 상기 질량체(21)의 측면과 상기 지지 플레이트(24) 사이에 개입되는 탄성 댐퍼(elastic damper)(23)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 질량체(21)는, 편심된 부하를 가지는 상기 드럼의 회전에 의하여 발생하는 수평 방향 가진력과 반대 위상으로 움직여서, 상기 캐비닛(11)의 진동을 흡수하는 질량체로 정의될 수 있다.
또한, 상기 지지 플레이트(24)의 좌측 단부와 우측 단부는 좌측 및 우측 사이드 캐비닛(112)의 상단에 안착된다. 그리고, 상기 캐비닛(11)의 내부 상측에는 상기 세제 박스(14)와 상기 컨트롤 패널(13)이 위치하기 때문에, 이들과의 간섭을 피하기 위하여 상기 동흡진기(20)는 상기 캐비닛(11)의 전단부로부터 후측으로 이격되어 위치할 수 있다.
예를 들어, 상기 지지 플레이트(24)의 전단부와 상기 프런트 캐비닛(111) 까지의 수평 거리는 상기 지지 플레이트(24)의 후단부와 상기 리어 캐비닛(113) 까지의 수평 거리보다 더 길게 설정될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니고, 상기 동흡진기(20)는 상기 캐비닛(11) 상면의 중앙에 위치되는 것도 가능하다.
이하에서는 상기 동흡진기(20)의 구조 및 기능에 대하여 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 동흡진기의 사시도이고, 도 5는 상기 동흡진기의 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 동흡진기(20)는, 상술한 바와 같이, 질량체(21), 슬라이더(22), 탄성 댐퍼(23), 및 지지 플레이트(24)를 포함할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서 상기 동흡진기(20)가 상기 질량체(21)를 의미하는 것으로 이해될 수도 있음을 밝혀둔다.
상세히, 상기 슬라이더(22)의 일부는 상기 질량체(21)의 저면에 결합되고, 다른 일부는 상기 지지 플레이트(24)의 상면에 고정된다. 그리고, 상기 질량체(21)는, 상기 지지 플레이트(24) 상에서, 상기 캐비닛(11)으로 전달되는 가진력의 진동 방향(또는 진동 위상)과 반대 방향(또는 반대 위상)으로 슬라이딩 이동하여, 상기 캐비닛(11)으로 전달되는 진동을 흡수한다.
상세히, 상기 드럼이 가속회전함에 따라 발생하는 상기 가진력에 의하여 수평 방향 진동이 발생하면, 상기 질량체(21)가 상기 가진력의 위상과 반대되는 위상으로 이동하면서 상기 탄성 댐퍼(23)에 부딪히고, 상기 탄성 댐퍼(23)는 탄성 변형을 통하여 상기 질량체(21)에서 가해지는 충격을 흡수한다.
여기서, 상기 슬라이더(22)에는 소정의 마찰력이 작용하며, 상기 마찰력은 상기 동흡진기(20)의 감쇠(attenunation)로 작용한다. 그리고, 상기 동흡진기(20)의 감쇠는 상기 과도 진동의 진동 변위를 결정하는 변수로 작용한다. 그리고, 상기 마찰력의 마찰 계수는 상기 감쇠의 크기를 결정하며, 상기 감쇠(또는 감쇠값)가 클수록 상기 동흡진기(20)의 과도 진동 흡수 능력이 좋아진다.
물론, 상기 탄성 댐퍼(23)도 탄성(또는 강성) 뿐만 아니라 과도 진동을 흡수하는 감쇠를 가지기 때문에 과도 진동 개선에 영향을 주기는 하지만, 상기 마찰에 의한 감쇠에 비하여 현저히 작다고 할 수 있다. 따라서, 탄성 댐퍼(23)는 상기 동흡진기(20)가 상기 캐비닛(11)으로 전달되는 정상 진동을 개선하는데 주로 영향을 주는 댐퍼라고 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동흡진기를 구성하는 질량체의 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 질량체(21)는, 철을 포함하는 금속 소재의 사각판으로 이루어질 수 있으나, 철 이외에 다른 소재로 이루어지는 것도 가능하다.
상세히, 상기 질량체(21)는 두께가 얇은 다수의 금속판이 적층되고, 적층된 금속판들이 리벳부(211)에 의하여 단일체로 고정될 수 있다. 그리고, 적층되는 금속판은 5-10장일 수 있고, 바람직하게는 8장일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
다른 예로서, 상기 질량체(21)는 소정의 두께를 가지는 단일의 금속 판재일 수도 있다. 그리고, 상기 질량체(21)는 4-10kg의 질량체일 수 있으며, 바람직하게는 6-8kg의 중량체 일 수 있고, 더욱 바람직하게는 7kg의 질량체일 수 있다.
또한, 상기 질량체(21)의 모서리부(213)는 소정 곡률로 라운드지게 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 그리고, 상기 리벳부(211)는 상기 질량체(21)의 네 모서리 부위와 중앙 부분에 형성될 수 있다.
한편, 상기 질량체(21)에는 다수의 슬라이더 체결홀(212)이 형성되고, 상기 슬라이더 체결홀(212)에 상기 슬라이더(22)가 결합된다.
상세히, 상기 슬라이더 체결홀(212)은 상기 슬라이더(22)에 형성되는 체결 돌기에 대응하는 개수로 하나의 그룹을 형성할 수 있다. 그리고, 다수의 상기 슬라이더 체결홀 그룹이 상기 질량체(21)에 형성되어, 상기 슬라이더(22)의 체결 위치가 적절히 설정될 수 있다.
예를 들어, 상기 질량체(21)의 저면에는 3개 또는 4개의 슬라이더(22)가 장착될 수 있다. 즉, 상기 질량체(21)는 상기 슬라이더(22)에 의하여 3점 지지 또는 4점 지지될 수 있다. 이러한 조건을 만족하기 위해서, 상기 질량체(21)에는 다수의 슬라이더 체결홀 그룹들(A ~ F)이 일정 간격 이격되어 형성될 수 있다.
만일, 상기 질량체(21)가 3점 지지 구조로 설계된다면, 상기 다수의 체결홀 그룹들 중 A,E,C 그룹 또는 B,D,F 그룹이 선정되고, 이들 그룹에 상기 슬라이더(22)가 장착될 수 있다.
또는, 상기 질량체(21)가 4점 지지 구조로 설계된다면, A,D,F,C 그룹이 선정되고, 이들 그룹에 슬라이더(22)가 장착될 수 있다.
이와 같이, 상기 질량체(21)에 슬라이더(22)가 결합되기 위한 결합홀 그룹이 다수 개 형성됨으로써, 슬라이더 장착을 위한 자유도가 증가하는 장점이 있다.
이하에서는 4개의 슬라이더(22)가 상기 질량체(21)의 네 지점에 장착되는 것을 예로 들어 설명한다. 즉, 4개의 슬라이더(22)가 A,D,F 및 C 그룹에 배치되는 것을 예로 들어 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동흡진기를 구성하는 지지 플레이트의 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 동흡진기(20)를 구성하는 지지 플레이트(24)는 사각형 금속 판재일 수 있다. 그리고, 상기 지지 플레이트(24)는 대략 1.5kg의 중량체일 수 있다.
상세히, 상기 지지 플레이트(24)는, 상기 캐비닛(11)의 상단에 안착되는 캐비닛 안착부(242)와, 상기 캐비닛 안착부(242)로부터 소정 간격 이격되는 지점에서 상측으로 융기되는 융기부(247)와, 상기 융기부(247)의 내측에서 하측으로 소정 깊이 함몰되어 형성되는 질량체 안착부(241)를 포함할 수 있다. 상기 캐비닛 안착부(242)는 캐비닛 결합부로 정의될 수도 있다. 그리고, 상기 캐비닛 안착부는 좌측 캐비닛 안착부(또는 좌측 캐비닛 결합부)와 우측 캐비닛 안착부(또는 우측 캐비닛 결합부)를 포함할 수 있다. 여기서, 좌측 캐비닛 결합부와 우측 캐비닛 결합부 중 어느 하나는 제 1 캐비닛 결합부로, 다른 하나는 제 2 캐비닛 결합부로 명명할 수 있다.
그리고, 상기 질량체 안착부(241)의 좌우 폭은 상기 질량체(21)의 길이보다 크게 형성되어, 상기 질량체(21)가 상기 질량체 안착부(241)에 안착된 상태에서 좌우 방향 이동이 가능하도록 한다.
상기 질량체 안착부(241)는, 상기 질량체(21)가 상기 질량체 안착부(241)에 안착된 상태에서, 상기 탑 플레이트(12)의 저면과 접촉하지 않는 정도의 깊이로 함몰될 수 있다.
또한, 상기 캐비닛 안착부(242)에는 하나 또는 다수의 체결홀(242a)이 형성되고, 스크류와 같은 체결 부재가 상기 체결홀(242a)을 관통하여 상기 캐비닛(11)의 상단에 결합될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 캐비닛(11), 구체적으로는 사이드 캐비닛(112)의 상면은 상기 캐비닛(11)의 중심 방향으로 절곡되는 평평한 면을 가지며, 상기 평평한 면에 상기 캐비닛 안착부(242)가 안착될 수 있다. 그리고, 체결 부재가 상기 캐비닛 안착부(242)와 상기 평평한 편을 차례로 관통할 수 있다.
그리고, 상기 체결홀(242a)은 상기 캐비닛 안착부(242)의 전단부와 후단부 지점에 각각 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 상기 캐비닛 안착부(242)의 전단부,중앙, 및 후단부 지점에 형성되는 것도 가능하다.
한편, 상기 지지 플레이트(24)의 강도 보강을 위하여, 상기 질량체 안착부(241)의 바닥에는 포밍부(243)가 형성될 수 있다. 상세히, 상기 포밍부(243)는, 상기 융기부(247)의 상면으로부터 소정 깊이 함몰되는 제 1 오목부(243a)와, 상기 다수의 제 1 오목부(243a) 사이에 교번하여 형성되는 다수의 볼록부(243b)와, 상기 다수의 볼록부(243b) 각각의 내측에 형성되는 제 2 오목부(243c)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제 1 오목부(243a)와 상기 볼록부(243b)는 상기 질량체 안착부(241)의 좌측 가장자리에서 우측 가장자리까지 연장 형성될 수 있고, 상기 제 2 오목부(243c)의 좌측 및 우측 단부는 상기 질량체 안착부(241)의 좌측 가장자리와 우측 가장자리로부터 소정 거리 이격될 수 있다.
이와 같이 오목부와 볼록부가 교번하여 형성되고, 다수 개가 형성됨으로써, 상기 지지 플레이트(24)의 강도가 보강되고, 그 결과 상기 지지 플레이트(24)이 고유 진동수가 높아지는 장점이 있다. 고유 진동수가 높아지면, 상기 세탁물 처리 장치(10)에 가해지는 진동에 의하여 상기 지지 플레이트(24)가 진동하는 가능성이 낮아지는 장점이 있다.
또한, 상기 제 1 오목부(243a)에는 슬라이드 체결홀(244)이 형성되고, 상기 제 1 오목부(243a)에 상기 슬라이더(25)가 배치되어, 상기 질량체(21)의 장착 높이를 최소화할 수 있다.
여기서, 상기 지지 플레이트(24)의 길이는, 좌측 캐비닛 안착부에서 우측 캐비닛 안착부까지의 거리를 의미하고, 지지 플레이트(24)의 폭은, 상기 지지 플레이트(24)의 전단부에서 후단부 까지의 거리를 의미하는 것으로 정의한다.
상기 지지 플레이트(24)는 상기 질량체(21)를 지지하는 기능뿐만 아니라, 좌측 및 우측 사이드 캐비닛(112)의 상단부를 잡아주어, 상기 캐비닛(112)으로 전달되는 진동을 흡수하는 기능도 함께 수행한다.
한편, 상기 질량체 안착부(241)에도, 상기 질량체(21)와 마찬가지로, 다수의 슬라이드 체결홀 그룹들(a~f)이 형성되고, 각각의 슬라이드 체결홀 그룹은 다수의 슬라이드 체결홀(244)을 포함한다. 그리고, 상기 질량체(21)에 장착되는 어퍼 슬라이더(도 8 참조)의 직하방에 해당하는 상기 지지 플레이트(24)의 슬라이더 체결홀 그룹에 로어 슬라이더(도 10 참조)가 장착된다.
또한, 상기 질량체 안착부(241)는 상기 지지 플레이트(24)의 상면으로부터 상기 질량체(21)의 두께 이상의 깊이로 단차지거나 함몰된다. 상기 질량체 안착부(241)가 상기 질량체(21)의 두께 이상의 깊이로 단차지거나 함몰됨으로써, 상기 탑 플레이트(12)를 상기 캐비닛(11) 상면에 결합하였을 때, 상기 질량체(21)가 상기 탑 플레이트(12)와 간섭되지 않는다. 즉, 상기 탑 플레이트(12)는 상기 융기부(247)의 상면에 안착되거나 상기 융기부(247)의 상면으로부터 약간 이격될 수 있다.
만일, 상기 질량체(21)가 상기 탑 플레이트(12)와 간섭될 경우, 상기 질량체(21)가 좌우 방향으로 요동하는 과정에서 상기 탑 플레이트(12)의 저면 또는 상기 질량체(21)의 상면이 마모 또는 파손될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 질량체(21)가 상기 캐비닛(11)의 진동 위상과 반대되는 위상으로 요동하는 것을 방해하여, 캐비닛이 진동이 원활하게 흡수되지 못할 수 있다.
한편, 상기 질량체 안착부(241)의 좌측과 우측 가장자리에는 상기 탄성 댐퍼(23)의 장착을 위한 탄성 댐퍼 체결홀(245)이 형성된다. 상기 탄성 댐퍼 체결홀(245)은 상기 지지 플레이트(24)의 전단부 좌측과 우측 가장자리 및 후단부 좌측과 우측 가장자리에 형성될 수 있다.
상기 탄성 댐퍼(23)는 상기 질량체(21)의 좌측 가장자리와 우측 가장자리의 중앙에 한 개씩 배치될 수도 있고, 도시된 바와 같이 각 측단부의 전방과 후방에 두 개씩 배치될 수도 있을 것이다. 또는, 상기 질량체(21)의 전후 폭에 대응하는 길이를 가지는 탄성 댐퍼가 상기 질량체(21)의 좌측 가장자리와 우측 가장자리에 배치될 수도 있을 것이다.
여기서, 상기 융기부(247)가 형성됨으로써, 상기 탄성 댐퍼(23)가 안정적으로 지지될 수 있다. 상세히, 상기 질량체(21)가 상기 탄성 댐퍼(23)에 부딪힐 때, 상기 탄성 댐퍼(23)는 탄성 변형되는 동시에 상기 질량체(21)의 충격력에 의하여 밀리게 된다. 이때, 상기 융기부(247)에 의하여 상기 탄성 댐퍼(23)가 지지되어, 상기 탄성 댐퍼(23)가 상기 지지 플레이트(24)로부터 분리되는 것이 방지될 수 있다.
만일, 상기 융기부(247)와 질량체 안착부(241)가 형성되지 않고, 평평한 철판 형태로 상기 지지 플레이트(24)가 제공될 경우, 상기 탄성 댐퍼(23)는 상기 지지 플레이트(24)의 좌측 및 우측 가장자리 상면에서 돌출되는 형태로 결합된다. 그리고, 좌측과 우측의 탄성 댐퍼들(23) 사이에 상기 질량체(21)가 놓이게 될 것이다. 이러한 구조에서는, 상기 질량체(21)가 수평 방향으로 이동할 때, 상기 질량체(21)에 부딪히는 상기 탄성 댐퍼(23)는 충격력에 의하여 상기 지지 플레이트(24)로부터 분리되는 현상이 발생할 수 있다.
또한, 상기 융기부(247)의 모서리 부분에는 단차부(246)가 형성될 수 있다. 상기 단차부(246)의 바닥면은 상기 캐비닛 안착부(242)보다 높게 형성되어, 상기 지지 플레이트(24)의 가장자리 부위 강도를 높여줄 수 있다. 나아가, 상기 탑 플레이트(12)가 상기 캐비닛(11)의 상단에 안착될 때, 상기 단차부(246)의 상측에 해당하는 상기 탑 플레이트(12)의 저면에서 돌출되는 리브를 포함하는 구성이 상기 지지 플레이트(24)와 간섭되는 것을 방지하는 효과도 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 슬라이더를 구성하는 어퍼 슬라이더의 평면 사시도이고, 도 9는 상기 어퍼 슬라이더의 저면 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 슬라이더(22)는, 상기 질량체(21)의 저면에 장착되는 어퍼 슬라이더(25)와, 상기 지지 플레이트(24)의 상면에 장착되는 로어 슬라이더(26)를 포함한다. 상기 어퍼 슬라이더(25)와 로어 슬라이더(26) 중 어느 하나는 제 1 슬라이더로, 다른 하나는 제 2 슬라이더로 정의될 수 있음을 밝혀둔다.
상세히, 상기 어퍼 슬라이더(25)는, 대략 직사각형 형상으로 이루어지는 어퍼 슬라이더 바디(251)와, 상기 어퍼 슬라이더 바디(251)의 상면 네 모서리에 돌출되는 다수의 체결 돌기(252) 및 상기 어퍼 슬라이더 바디(251)의 저면에서 돌출되고 상기 어퍼 슬라이더 바디(251)의 길이 방향으로 연장되는 다수의 슬라이더 레일(253)을 포함할 수 있다.
더욱 상세히, 상기 다수의 체결 돌기(252)는 상기 질량체(21)에 형성된 다수의 슬라이더 체결홀(212)에 삽입될 수 있다. 상기 슬라이더 체결홀(212)은 상기 체결 돌기(252)의 개수에 대응하는 개수로 상기 질량체(21)에 형성될 수 있다.
그리고, 체결 돌기(252)의 개수와 위치에 대응하는 다수의 슬라이더 체결홀(212)이 하나의 슬라이더 체결홀 그룹을 형성할 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이, 상기 어퍼 슬라이더(25)가 다양한 위치에서 상기 질량체(21)의 저면에 결합될 수 있도록, 다수의 슬라이더 체결홀 그룹이 상기 질량체(21)에 형성될 수 있다.
상기 체결 돌기(252)는 상기 어퍼 슬라이더 바디(251)의 상면 네 모서리에 돌출될 수도 있지만, 이에 제한되지 않는다. 다른 예로서, 3점 지지 형태로, 상기 어퍼 슬라이더 바디(251)의 상면 일측 가장자리 중심에 1개의 체결 돌기가 돌출되고, 맞은 편 가장자리의 두 모서리에 각각 체결 돌기가 돌출되는 형태도 가능하다.
더 다른 방법으로, 상기 어퍼 슬라이더 바디(251)의 상면 중앙에서 폭 방향으로 두 개 이상의 체결 돌기가 1열로 배열되거나, 길이 방향으로 두 개 이상의 체결 돌기가 1열로 배치되는 형태도 가능할 것이다.
또한, 상기 슬라이더 레일(253)은 두 개가 한 쌍을 이루어 상기 로어 슬라이더(26)에 형성된 레일 수용홈(262:후술함)에 삽입될 수 있다. 상기 슬라이더 레일(253)이 상기 레일 수용홈(262)에 수용되면, 상기 질량체(21)가 상기 지지 플레이(24)상에서, 상기 캐비닛(11)의 좌우 방향 진동에 반대되는 방향으로 요동 가능하다. 그리고, 상기 슬라이더 레일(253)이 상기 레일 수용홈(262)에 수용되면, 상기 질량체(21)가 상기 캐비닛(11)의 전후 방향으로 요동하는 것을 방지할 수 있다.
상기 레일 수용홈(262)에는 두 개의 슬라이더 레일(253)이 수용되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 3개 이상의 슬라이더 레일(253)이 수용되는 구조도 가능함을 밝혀 둔다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 슬라이더를 구성하는 로어 슬라이더의 평면 사시도이고, 도 11은 상기 로어 슬라이더의 저면 사시도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 슬라이더(22)를 구성하는 로어 슬라이더(26)는, 상기 어퍼 슬라이더(25)와 동일한 크기의 직사각형 형태로 이루어질 수 있다.
상세히, 상기 로어 슬라이더(26)는, 상기 어퍼 슬라이더 바디(251)와 동일한 형상의 로어 슬라이더 바디(261)와, 상기 로어 슬라이더 바디(261)의 상면에서 상기 로어 슬라이더 바디(261)의 길이 방향으로 연장 형성되는 레일 수용홈(262)과, 상기 로어 슬라이더 바디(261)의 저면에서 돌출되는 다수의 체결 돌기(264)를 포함할 수 있다.
더욱 상세히, 상기 다수의 체결 돌기(264)는 상기 어퍼 슬라이더(25)에 형성되는 상기 다수의 체결 돌기(264)와 동일한 형성 위치에서 동일한 형태 및 동일한 개수로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 로어 슬라이더(26)에 형성되는 상기 다수의 체결 돌기(264)에 대한 중복 설명은 생략한다. 물론, 상기 지지 플레이트(24)에는 상기 다수의 체결 돌기(264)에 대응하는 다수의 슬라이더 체결홀(244)이 형성되고, 상기 슬라이더 체결홀은 그룹을 이루어 다수의 위치에 형성될 수 있다.
또한, 상기 레일 수용홈(262)은 상기 슬라이더 바디(261)의 폭보다 작은 폭을 가지고 다수 개가 나란히 배치될 수 있다. 그리고, 다수의 레일 수용홈(262)은 구획벽(263)에 의하여 구획될 수 있다.
본 실시예에서는, 두 개의 레일 수용홈(262)이 상기 슬라이더 바디(261)의 폭 방향으로 나란히 배치되는 것으로 개시되어 있으나, 3개 이상의 레일 수용홈이 나란히 배치되는 것을 배제하는 것은 아니다.
또한, 각각의 레일 수용홈(262) 내에는 두 개 또는 그 이상의 슬라이더 레일(253)이 수용되며, 적어도 두 개의 슬라이더 레일(253)은 상기 레일 수용홈(262)의 전면 가장자리와 후면 가장자리에 접촉되도록 할 수 있다.
즉, 상기 레일 수용홈(262)에 수용되는 적어도 두 개의 슬라이더 레일(253) 중 전방측 레일은 상기 레일 수용홈(262)의 전면 가장자리에 접촉되고, 후방측 레일은 상기 레일 수용홈(262)의 후면 가장자리에 접촉될 수 있다. 예컨대, 3개의 슬라이더 레일이 형성될 경우, 두 개는 상기 레일 수용홈(262)의 전후 면에 접촉되고, 나머지 하나는 상기 레일 수용홈(262)의 중앙에 배치될 수 있다.
이와 같이, 적어도 두 개의 슬라이더 레일(253)이 상기 레일 수용홈(262)의 전후면 가장자리에 접촉되도록 함으로써, 상기 질량체(21)가 좌우 방향(상기 슬라이더의 길이 방향)으로 움직일 때, 마찰 감쇠에 의하여 상기 캐비닛(11)의 과도 진동이 흡수될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 질량체(21)가 전후 방향(상기 슬라이더의 폭 방향)으로 요동하는 것을 방지하는 효과도 얻을 수 있다.
또한, 상기 슬라이더 레일(253)의 저면이 상기 레일 수용홈(262)의 바닥면에 접촉된 상태로 좌우 방향으로 이동하면서 마찰력을 발생시키고, 상기 마찰 감쇠에 의하여 상기 캐비닛(11)의 과도 진동이 흡수될 수 있다.
또한, 상기 어퍼 슬라이더(25)와 로어 슬라이더(26)는 폴리옥시메틸렌(Poly OxyMethylen;POM) 재질의 엔지니어링 플라스틱으로 성형될 수 있다. 그리고, 동일 재질의 플라스틱이 접촉하면서 이동할 때 소음이 발생할 수 있기 때문에, 상기 레일 수용홈(262)에 그리스와 같은 윤활제가 도포될 수 있다.
한편, 상기 레일 수용홈(262)의 길이는 상기 슬라이더 레일(253)의 길이보다 길게 형성되어, 상기 어퍼 슬라이더(25)가 상기 로어 슬라이더(26) 상에서 좌우 방향으로 왕복 이동 가능하도록 한다. 이는, 상기 어퍼 슬라이더(25)가 상기 로어 슬라이더(26) 상에서 좌우 방향으로 움직이지 못하면, 상기 질량체(21)가 상기 드럼에 의하여 발생하는 가진력의 위상과 반대되는 위상으로 진동할 수 없기 때문이다.
도 12는 도 4의 12-12를 따라 절개되는 종단면도이다.
도 12를 참조하면, 상기 슬라이더(22)는 상기 질량체(21)와 상기 지지 플레이트(24) 사이에 배치되며, 상기 어퍼 슬라이더(25)는 상기 질량체(21)의 저면에 고정 장착되고, 상기 로어 슬라이더(26)는 상기 지지 플레이트(24)의 상면에 고정 장착된다.
그리고, 상기 어퍼 슬라이더(25)의 저면에 돌출 및 연장되는 다수의 슬라이더 레일(253)은 상기 로어 슬라이더(26)의 상면에 형성된 레일 수용홈(262)에 수용된다. 그리고, 각각의 레일 수용홈(262)에는 두 개의 슬라이더 레일(253)이 수용되고, 두 개의 슬라이더 레일(253)은 상기 레일 수용홈(262)의 전면 및 후면 가장자리에 접촉된다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 댐퍼의 전면 사시도이고, 도 14는 상기 탄성 댐퍼의 저면 사시도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 동흡진기(20)를 구성하는 탄성 댐퍼(23)는, 상기 질량체(21)의 좌측 및 우측 가장자리에 배치될 수 있다.
상세히, 상기 질량체(21)가 좌우 방향으로 요동할 때, 상기 질량체(21)의 좌측 및 우측 가장자리는 상기 탄성 댐퍼(23)에 부딪히게 된다. 이때, 상기 탄성 댐퍼(23)가 탄성 변형되면서 상기 질량체(21)에 의하여 상기 지지 플레이트(24)로 전달되는 충격을 흡수한다. 그리고, 상기 탄성 댐퍼(23)가 가지는 탄성에 의하여 상기 질량체(21)가 수평 방향으로 왕복 운동 가능하게 한다.
그리고, 상기 드럼이 최고 속도로 일정하게 회전할 때, 상기 탄성 댐퍼(23)가 가지는 탄성에 의하여 상기 질량체(21)가 좌우 방향으로 진동하여 상기 캐비닛(11)의 정상 진동을 일부 흡수하도록 한다.
또한, 상기 탄성 댐퍼(23)는, 상기 질량체(21)의 좌측 가장자리와 우측 가장자리에 각각 두 개씩 배치될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니고, 3개 이상씩 배치되는 것도 가능할 것이다. 예컨대, 상기 질량체(21)의 양 측면 가장자리의 후단부, 중앙부, 및 전단부에 각각 배치될 수도 있을 것이다.
그리고, 상기 탄성 댐퍼(23)는, 전면부(231), 배면부(234), 측면부(232), 상면부(233), 및 저면부(239)를 포함하는 육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 전면부(231)와 상면부(233)가 만나는 모서리 부위에는 경사부(235)가 형성되거나 라운드지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 저면부(239)와 상기 배면부(234)가 만나는 모서리 부위에도 라운드부(236) 또는 경사부가 형성될 수 있다. 상기 경사부(235)가 형성됨으로써, 상기 전면부(231)에 상기 질량체(21)의 수평 방향 힘이 가해질 때, 상기 탄성 댐퍼(23)의 형상이 변형되면서 솟아올라서 상기 탑 플레이트(12)와 간섭되는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 상기 라운드부(236)가 형성됨으로써, 상기 전면부(231)에 상기 질량체(21)의 수평 방향 힘이 가해질 때, 상기 탄성 댐퍼(23)의 후단 저면부 모서리가 튀어나와서 상기 질량체 안착부(241)의 측면 가장자리부 모서리와 간섭되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 상기 탄성 댐퍼(23)는, 상기 저면부(239)에서 상측으로 함몰되는 탄성홈(237)과, 상기 저면부(239)에서 돌출되어 상기 탄성 댐퍼 체결홀(245)에 끼워지는 체결암(238)을 더 포함할 수 있다.
상세히, 상기 탄성홈(237)은 상기 질량체(21)가 수평 방향으로 요동하면서 상기 탄성 댐퍼(23)의 전면부를 가압할 때, 상기 탄성 댐퍼(23)의 형상 변형을 용이하게 하여 충격 흡수가 잘 되도록 하기 위하여 형성된다. 상기 탄성홈(27)은 충격 흡수홈으로 정의될 수도 있으며, 좌우 및 전후 방향으로 소정 폭으로 형성되고, 상측으로 소정 깊이 함몰될 수 있다.
상기 탄성홈(27)은 상기 배면부(234)보다 상기 전면부(231)에 인접하는 위치에 형성되어, 상기 질량체(21)의 충격 흡수를 용이하게 할 수 있다. 그리고, 상기 탄성홈(27)은, 상기 탄성 댐퍼(23)의 저면에서 개구되어 상측으로 함몰되는 구조 외에, 상기 탄성 댐퍼(23)의 상면에서 개구되어 하측으로 함몰되는 구조도 가능하다. 예컨대, 상기 경사부(235)에서 개구되어 하측으로 소정 깊이 함몰되는 것도 가능함을 밝혀둔다.
또한, 상기 체결암(238)은, 상기 저면부(239)로부터 소정 길이 연장되는 연장단(238a)과, 상기 연장단(238a)의 단부의 측면 가장자리에서 연장되는 걸림 돌기(238b)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 체결암(238)은 역T자 형태로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 연장단(238a)의 횡단면은 상기 탄성 댐퍼 체결홀(245)의 형상에 대응하는 크기로 이루어지고, 상기 걸림 돌기(238b)에 의하여 상기 체결암(238)이 상기 탄성 댐퍼 체결홀(245)로부터 빠지는 것이 방지된다.
상기 체결암(238)을 상기 탄성 댐퍼 체결홀(245)에 결합하기 위하여, 먼저 상기 탄성 댐퍼(23)를 기울여서 한 쪽의 걸림 돌기(238b)가 상기 탄성 댐퍼 체결홀(245)에 관통 삽입되도록 한다. 그 다음, 상기 탄성 댐퍼(23)를 반대 쪽으로 기울여서 반대 쪽 걸림 돌기(238b)가 상기 탄성 댐퍼 체결홀(245)에 관통 삽입되도록 할 수 있다.
또한, 상기 탄성 댐퍼(23)가 상기 지지 플레이트(24)에 결합된 상태에서 상하 방향으로 요동하는 것을 방지하기 위하여, 상기 연장단(238a)의 길이가 상기 지지 플레이트(24)의 두께에 대응하는 길이로 이루어지도록 할 수 있다. 다시 말하면, 상기 저면부(239)로부터 상기 걸림 돌기(238b)의 상단부까지의 거리가 상기 지지 플레이트(24)의 두께와 동일하게 설정될 수 있다.
그리고, 상기 체결암(238)은 상기 탄성 댐퍼(23)의 전면부(231)보다 후면부(234)에 더 가까운 지점에 형성되도록 할 수 있다.
도 15는 도 7의 15-15를 따라 절개되는 종단면도이다.
도 15를 참조하면, 상기 볼록부(243b)의 내측에도 별도의 함몰부, 즉 제 2 오목부(243c)가 형성됨으로써, 상기 지지 플레이트(24)의 고유 진동수를 높일 수 있다.
상세히, 상기 제 2 함몰부(243c)의 바닥부는 상기 제 1 함몰부(243a)이 바닥부와 동일면을 이룰 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 상기 제 1 함몰부(243a)의 바닥부가 상기 제 2 함몰부(243c)의 바닥부보다 낮게 형성될 수 있다.
도 16은 도 7의 16-16을 따라 절개되는 종단면도이다.
도 16을 참조하면, 상기 제 1 함몰부(243a)의 바닥부는 상기 캐비닛 안착부(242)보다 낮게 형성될 수 있다.
상세히, 상기 융기부(247)의 상면으로부터 상기 제 1 함몰부(243a)가 함몰되고, 상기 제 1 함몰부(243a)는 상기 캐비닛 안착부(242)보다 더 낮은 위치까지 함몰될 수 있다. 여기서, 상기 제 1 함몰부(243a)의 함몰 깊이는 상기 캐비닛(11) 내부에 수용되는 터브(16)와 같은 구조물에 의하여 제한된다. 즉, 상기 제 1 함몰부(243a)의 바닥부가 상기 터브(16)의 상면과 간섭되지 않도록 할 필요가 있다.
상기 터브(16)와 같은 구조물의 간섭이 없다면, 상기 융기부(247)가 필요없을 수 있다. 즉, 상기 캐비닛 안착부(242)에서 상기 질량체(21)의 두께에 대응하는 깊이로 상기 질량체 안착부(241)가 함몰되는 것이 가능할 것이다.
한편, 상기 제 1 함몰부(243a)의 함몰 깊이가 제한됨에 따라서, 상기 볼록부(243b)의 상면은 상기 캐비닛 안착부(242)보다 높은 위치에 형성될 수 있다. 상기 볼록부(243b)의 상면 위치는 상기 질량체(21)의 두께에 의하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 융기부(247)의 상면으로부터 상기 질량체(21)의 두께에 대응하는 거리만큼 하측으로 이격된 지점에 상기 볼록부(243b)의 상면이 위치할 수 있다. 따라서, 상기 볼록부(243b)의 상면은 상기 질량체(21)의 두께에 따라서 상기 캐비닛 안착부(242)보다 상측에 위치할 수도 있고, 상기 캐비닛 안착부(241)보다 하측에 위치할 수도 있을 것이다.
정리하면, 상기 볼록부(243b)로부터 상기 제 1 함몰부(243a)에 이르는 거리(h1)는 상기 볼록부(243b)와 상기 캐비닛 안착부(241) 간의 거리(h3)와 상기 제 1 함몰부(243a)와 상기 캐비닛 안착부(242) 간의 거리(h2)의 합과 같다.
이하에서는, 상기 동흡진기(20)가 상기 캐비닛에 발생하는 과도 진동을 효과적으로 흡수할 수 있는 흡진 영역 또는 흡진폭을 적절히 설정하여 세탁물 처리 장치의 과도 진동을 개선할 수 있는 방법에 대하여 설명한다.
아래 수학식 1은, 편심 부하를 가지는 드럼이 회전할 때 발생하는 진동에 대한 상기 동흡진기의 거동을 보여주는 무차원 응답식이다.
Figure 112017053019707-pat00001
Figure 112017053019707-pat00002
,
Figure 112017053019707-pat00003
,
Figure 112017053019707-pat00004
,
Figure 112017053019707-pat00005
,
Y : 질량체의 무차원 진동 변위(또는 진폭),
r : 운전 속도비(또는 운전 주파수비)
ω : 드럼의 회전 속도(또는 회전 주파수)
ωa : 질량체의 고유 진동수(또는 고유 주파수)
ωp : 세탁물 처리 장치의 고유 진동수(또는 고유 주파수)
β : 진동수비(또는 주파수비)
μ : 질량비
ma : 질량체의 질량
mp : 세탁물 처리 장치의 질량
ζ : 감쇠비
ca : 질량체 감쇠
상기 동흡진기의 무차원 응답식은, 질량비와, 진동수비, 및 감쇠비를 변수로 하고 있다. 그리고, 상기 질량비는, 엄밀하게는 상기 세탁물 처리 장치(10)의 질량에 대한 상기 질량체(21)의 질량비로 정의되어 있으나, 상기 세탁물 처리 장치(10)의 질량에 대한 상기 동흡진기(20)의 질량비로 보아도 무방하다. 이는, 상기 동흡진기(20)의 구성 요소 중에서 상기 질량체(21)를 제외한 요소들은 상기 세탁물 처리 장치(10)에 고정되어 있기 때문에, 세탁물 처리 장치(10)의 질량의 일부로 볼 수 있고, 세탁물 처리 장치(10)의 전체 질량을 결정하는데 거의 영향을 주지 않기 때문이다. 그리고, 상기 질량체(21)의 저면에 장착되는 어퍼 슬라이더 또한 질량체(21)의 질량 대비 무시하여도 무방한 질량을 가지기 때문이다. 따라서, 상기 질량비는 동흡진기(20)의 질량비라고 해석하여도 무방함을 밝혀둔다.
그리고, 상기 진동수비와 감쇠비 또한, 상기 질량비와 마찬가지로, 상기 동흡진기(20)의 진동수비, 동흡진기(20)의 감쇠비로 정의 또는 해석하여도 무방함을 밝혀둔다.
한편, 상기 응답식에 의하여 그려지는 응답 곡선의 형태는 상기 질량비와, 진동수비, 및 감쇠비에 의하여 결정되며, 상기 동흡진기(20)의 진동 흡수 능력이 이들 변수에 의하여 결정된다. 즉, 상기 응답식의 변수가 되는 질량비와, 진동수비, 및 감쇠비를 적절히 선택한 상태에서, 드럼의 회전 속도비를 증가시키면 동흡진기의 무차원 진폭이 산출되며. 그리고, 산출되는 상기 무차원 값은 캐비닛(11)의 진동 변위로 볼 수 있다.
여기서, 상기 동흡진기(20)의 질량비는 흡진 영역을 결정짓는 설계 변수이고, 상기 진동수비(또는 주파수비)와 상기 감쇠비는 흡진 후의 2차 과도 진동의 진동 변위를 결정짓는 설계 변수이다. 상세히, 상기 동흡진기(20)의 질량체(21)가 공진점에서 작동하면 과도 진동이 흡수되고, 과도 진동이 발생했을 때의 진동 변위보다 현저히 작은 두 개의 2차 과도 진동이 발생한다.
그리고, 상기 두 개의 2차 과도 진동 간의 거리는 흡진 영역 또는 흡진폭으로 정의되고, 상기 흡진 영역의 크기는 상기 질량비에 의하여 달라질 수 있다. 그리고, 상기 두 개의 2차 과도 진동의 진동 변위, 즉 피크점은 상기 진동수비와 감쇠비의 조절에 의하여 달라질 수 있다.
참고로, 상기 응답 그래프 상에서 상기 두 개의 2차 과도 진동은, 무차원 진폭값이 갑자기 증가하였다가 감소하는 두 개의 피크 지점으로 표시된다. 상기 두 개의 피크 지점의 간격은 흡진 영역으로 해석되고, 상기 질량비의 조절에 의하여 상기 두 개의 피크 지점의 간격이 변동된다.
한편, 상기 과도 진동이 발생하는 공진 주파수는 세탁물 처리 장치의 크기, 질량, 제품 편차, 드럼에 투입되는 세탁물(부하)의 편심에 따라서 달라질 수 있다. 이러한 상황에서, 상기 동흡진기(20)가 세탁물 처리 장치(10)의 과도 진동을 효과적으로 흡수하여 진동을 개선하기 위해서는, 흡진 영역이 상기 공진 주파수 영역과 같거나 더 크게 형성되어야 한다.
과도 진동이 발생하는 공진 영역을 파악하기 위하여, 세탁물 투입량과 세탁물의 종류, 세탁물의 중량, 및 세탁기의 크기를 달리하여, 과도 진동이 발생하는 공진 주파수 영역을 실험을 통하여 확인한 결과, 드럼의 회전 속도가 700rpm ~ 1050rpm인 구간 내에서 과도 진동이 주로 발생한다는 것을 확인하였다. 이는, 부하의 편심에 따라서 과도 진동의 공진점이 350rpm의 편차를 보이는 것으로 볼 수 있다.
이는, 상기 동흡진기(20)가 상기 과도 진동을 흡수할 수 있는 영역, 즉 상기 흡진 영역(또는 흡진폭)이 상기 과도 진동 발생 구간을 모두 커버 가능하여야 함을 의미한다.
여기서, 상기 동흡진기(20)의 흡진 영역은, 상기 드럼이 가속 회전하여 발생하는 가진력에 반대되는 방향으로 상기 질량체(21)가 움직이기 시작하는 시점의 회전 주파수와, 상기 드럼의 회전 속도가 높아짐에 따라 상기 가진력에 의하여 발생하는 진동이 감소하여 상기 질량체(21)가 멈추는 시점의 회전 주파수 간의 폭으로 정의될 수 있다.
또한, 상기 동흡진기(20)의 과도 진동 흡진 영역의 크기를 결정하는 인자는 상기 질량비이다. 즉, 질량비가 클수록 상기 과도 진동 흡진 영역이 넓고, 질량비가 작을수록 흡진 영역이 좁다. 바꾸어 말하면, 질량체(21)의 질량이 클수록 넓은 구간에서 과도 진동을 흡수할 수 있음을 의미한다.
위 실험에 의하면, 상기 동흡진기(20)는 최소 300rpm, 최대 400rpm의 흡진 영역(또는 흡진폭)을 가질 필요가 있음을 알 수 있다. 이러한 조건을 만족시키기 위하여, 질량비를 설정하기 위한 실험을 수행한 결과, 질량비가 4%일 때 흡진 영역이 약 300rpm인 것으로 확인되었다. 그리고, 이때의 상기 질량체(21)의 최소 질량은, 세탁물 처리 장치(10)의 제품 편차 및 편심 부하 등을 고려하여, 약 4±0.5kg로 설정되는 것이 바람직하다.
흡진 영역이 300rpm 미만으로 좁아지는 경우, 동흡진기가 장착되지 않았을 때 발생하는 과도 진동의 진동 변위와, 동흡진기가 장착되어 과도 진동이 흡수된 뒤에 발생하는 2차 과도 진동의 진동 변위의 차이가 크지 않기 때문에, 실질적인 흡진 효과는 크지 않다.
반면, 흡진 영역을 넓히기 위해서는 상기 질량비를 증가시키면 되지만, 상기 동흡진기(20)가 장착되는 상기 캐비닛(11)의 내부 공간의 제한이 따른다. 상세히, 상기 캐비닛(11)의 상면에 상기 동흡진기(20)가 장착되고, 상기 탑 플레이트(12)에 의하여 상기 동흡진기(20)가 덮이는 구조이기 때문에, 상기 동흡진기(20)의 평면적과 두께를 무한정 높일 수는 없는 제약이 있다. 뿐만 아니라, 동흡진기(20)의 질량이 증가하면 세탁물 처리 장치(10)의 전체 질량도 함께 증가하기 때문에, 동흡진기(20)의 질량을 무한정 늘일 수는 없다.
이론적으로는, 상기 동흡진기(20)의 질량, 구체적으로는 상기 질량체(21)의 질량과 상기 동흡진기(20)가 장착되는 세탁물 처리 장치(10)의 전체 질량이 동일하면, 과도 진동을 가장 완벽하게 흡수할 수 있다.
그러나, 질량체(21)의 질량이 과도하게 커지면, 세탁물 처리 장치(10)의 하중이 너무 커서 이동과 설치가 어려운 단점이 있고, 질량체(21)의 자중에 의한 처짐 현상이 발생할 수 있다. 무엇보다 캐비닛(11) 내부 설치 공간의 제약에 의하여 질량체(21)의 하중(또는 질량)을 늘이는 데에는 한계가 있다.
따라서, 상기 흡진 영역을 최대 400rpm으로 제한하고, 이때의 상기 동흡진기(20)의 질량비는 10%이며, 상기 질량체(21)의 최대 질량은 약 10±0.5kg로 설정될 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 흡진 영역이 350rpm일 때 상기 동흡진기(20)의 질량비는 7%이다.
도 17은 동흡진기가 장착된 세탁물 처리 장치의 진동 변위를 보여주는 그래프이다.
그래프의 가로축은 드럼의 회전 속도(rpm)를 나타내고, 세로축은 캐비닛의 진동 변위를 나타낸다. 상기 회전 속도는 회전 주파수와 동일한 개념으로 볼 수 있다.
도 17을 참조하면, 그래프 A는 동흡진기(20)가 장착되지 않은 세탁물 처리 장치에서 측정되는 캐비닛의 진동 변위 그래프이고, 그래프 B는 질량비가 7%인 동흡진기(20)가 장착된 세탁물 처리 장치에서 측정되는 캐비닛의 진동 변위 그래프이다.
먼저, 동흡진기(20)가 장착되지 않은 경우를 살펴보자.
헹굼 또는 탈수를 위한 세탁물이 투입된 드럼이 회전하기 시작하고, 회전 속도가 증가함에 따라 상기 드럼 내부에 투입된 편심된 세탁물의 회전에 의하여 수평 방향 가진력이 발생한다. 그리고, 상기 가진력에 의하여 상기 캐비닛의 수평 방향 진동 변위도 증가한다.
그리고, 상기 드럼의 회전 속도가 공진 주파수에 도달하면, 공진에 의하여 상기 캐비닛이 과도 진동을 하게 된다. 그래프 상에서는 상기 과도 진동이 발생하는 공진점이 대략 900rpm인 것으로 확인된다.
그리고, 상기 드럼의 회전 속도가 공진 주파수를 넘어서면 진동이 점진적으로 감소한다. 그리고, 상기 드럼이 최고 속도로 유지되는 구간에서 상기 캐비닛은 진동 변위값이 거의 변하지 않는 정상 진동을 하게 된다.
한편, 상기 동흡진기(20)가 장착된 경우를 보면, 상기 드럼의 회전 속도가 증가함에 따라 상기 캐비닛(11)의 진동 변위도 증가한다. 그리고, 상기 동흡진기(20)가 기동하지 않는 저속 구간에서는, 진동 변위 그래프의 거동이 동흡진기(20)를 장착하지 않은 경우와 크게 다르지 않다.
그러나, 상기 드럼의 회전 주파수(또는 회전 속도)가 상기 동흡진기(20)의 기동이 시작하는 주파수 영역 내에 들어오면, 상기 동흡진기(20)가 움직이기 시작한다. 그러면, 증가하던 캐비닛의 진동 변위가 급감하게 되고, 드럼의 회전 속도가 증가함에 따라 급감하였던 캐비닛의 진동 변위가 점진적으로 다시 증가하는 양상을 보인다. 즉, 동흡진기가 장착되지 않은 경우에 발생하는 과도 진동이 동흡진기에 의하여 흡수됨을 알 수 있다.
그리고, 상기 질량체(21)의 진동이 정지하는 시점까지 상기 캐비닛의 진동 변위는 증가하다가, 드럼의 회전 속도가 상기 동흡진기(20)의 흡진 영역을 벗어나면 상기 질량체(21)는 정지한다.
상세히, 상기 드럼이 공진 주파수를 넘어서면 가진력에 의한 진동이 약해지면서 상기 캐비닛의 진동 변위도 감소한다. 따라서, 상기 드럼의 회전 속도가 상기 동흡진기(20)의 과도 진동 흡진 영역을 벗어나면, 상기 캐비닛의 진동 변위는 감소가다가 정상 진동에서의 변위로 유지된다.
여기서, 그래프 B를 보면, 상기 동흡진기(20)에 의하여 상기 과도 진동이 흡수되면서 상기 과도 진동에서의 진동 변위보다 적은 진동 변위를 가지는 두 개의 변곡점(a,b)이 형성됨을 알 수 있다. 상기 두 개의 변곡점에서의 진동을 2차 과도 진동이라 정의할 수 있다. 그리고, 상기 두 개의 변곡점(a,b)은 상기 응답 곡선에서 나타나는 두 개의 피크 지점에 대응된다고 할 수 있다.
상세히, 상기 두 개의 2차 과도 진동은 흡진 초기 지점과 말기 지점에 각각 나타난다. 앞쪽의 2차 과도 진동은, 상기 질량체(21)가 거동을 시작하면서 증가하고 있던 진동을 흡수하기 때문에 나타나는 진동이다. 그리고, 뒤 쪽의 2차 과도 진동은, 상기 질량체(21)가 거동을 멈추면서, 상기 캐비닛이 상기 동흡진기(20)가 장착되지 않은 경우와 동일한 조건에서 거동하기 때문에 나타나는 진동이다.
그리고, 상기 질량비의 조정을 통하여 흡진 영역이 넓어지면, 상기 2차 과도 진동에서의 진동 변위가 더 감소될 수 있고, 앞쪽의 2차 과도 진동이 발생하는 시점을 저속 구간으로 앞당길 수 있다. 그러면, 고속 구간에서 과도 진동이 발생하는 경우에 비하여 세탁기의 안정성이 향상되는 장점이 있다.
또한, 상기 진동수비와 감쇠비의 조절을 통하여, 뒤쪽의 2차 과도 진동에서의 진동 변위을 앞쪽의 2차 과도 진동에서의 진동 변위보다 현저히 낮게 제어할 수 있다.
여기서, 두 개의 2차 과도 진동이 발생하는 것은, 드럼의 공진점에서 진동 흡수량이 가장 크기 때문이다. 즉, 상기 질량체(21)는 과도 진동이 발생하는 공진점에서 상기 가진력에 의하여 발생하는 진동 방향과 반대되는 방향으로 가장 크게 진동하도록 하여, 과도 진동을 최대한 많이 흡수하도록 설계되었기 때문에, 흡진 영역의 양 단부에서 2차 과도 진동이 발생하는 것은 당연하다고 할 수 있다.
한편, 흡진 영역의 폭이 클수록, 2차 과도 진동의 진동 변위가 현저하게 감소하여 진동 흡수 효과가 크다는 것을 알 수 있다. 반대로, 흡진 영역의 폭이 작을수록, 동흡진기 장착 전의 과도 진동의 진동 변위와 2차 과도 진동의 진동 변위 차이가 크지 않기 때문에 진동 흡수 효과가 크지 않음을 알 수 있다.

Claims (20)

  1. 캐비닛;
    상기 캐비닛의 내부에 수용되는 드럼;
    상기 드럼을 수용하는 터브; 및
    상기 캐비닛의 진동을 흡수하기 위하여 제공되는 동흡진기를 포함하고,
    상기 동흡진기는,
    상기 캐비닛에 결합되는 지지 플레이트;
    상기 지지 플레이트에 놓이는 질량체; 및
    상기 질량체와 상기 지지 플레이트 사이에 개재되어, 상기 질량체가 상기 플레이트 상에서 마찰력에 의한 감쇠를 가지고 왕복 이동을 가능하게 하는 슬라이더를 포함하고,
    상기 슬라이더는,
    상기 지지 플레이트에 장착되는 로어 슬라이더와,
    상기 질량체의 저면에 장착되고, 상기 로어 슬라이더의 상면에서 슬라이딩 이동 가능하게 놓이는 어퍼 슬라이더를 포함하는 세탁물 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동흡진기는,
    상기 지지 플레이트에 장착되고, 상기 질량체의 일 측면 가장자리와, 상기 일 측면 가장자리의 반대편에 해당하는 상기 질량체의 타 측면 가장자리 각각에 배치되는 하나 또는 다수의 탄성 댐퍼를 더 포함하는 세탁물 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지 플레이트는,
    외측 가장자리에서 융기되고, 상기 질량체의 가장자리에 형성되어, 상기 지지 플레이트의 내부에 질량체 수용홈을 형성하는 융기부와,
    상기 융기부의 일 측면 가장자리에서 연장되어 상기 캐비닛에 결합되는 제 1 캐비닛 결합부와,
    상기 융기부의 타 측면 가장자리에서 연장되어 상기 캐비닛에 결합되는 제 2 캐비닛 결합부를 포함하고,
    상기 융기부의 일 측면 가장자리는 상기 융기부의 타 측면 가장자리의 반대 쪽인 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 질량체 수용홈의 제 1 방향 길이는, 상기 질량체의 제 1 방향 길이보다 크게 형성되고,
    상기 제 1 방향은, 상기 질량체의 이동 방향이고,
    상기 질량체의 가장자리와 상기 질량체 수용홈의 가장자리 사이에 형성되는 이격 공간에 상기 탄성 댐퍼가 배치되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    지지 플레이트는 캐비닛의 상단에 놓이고,
    상기 질량체는 상기 지지 플레이트 상에서 수평 이동하며,
    상기 제 1 및 제 2 캐비닛 결합부는, 상기 캐비닛의 좌측 및 우측 상단에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 질량체 수용홈의 바닥에는 강도 보강을 위하여 함몰되는 다수의 포밍부가 형성되고,
    상기 다수의 포밍부는, 상기 제 1 방향으로 연장되고, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    서로 인접하는 포밍부들 사이에 형성되는 오목부를 더 포함하고,
    상기 다수의 포밍부는 상기 질량체 수용홈의 상기 제 1 방향 폭에 대응하는 길이로 형성되고,
    상기 오목부는 상기 질량체 수용홈의 상기 제 1 방향 폭보다 짧은 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이더는 소정의 마찰력을 가지는 플라스틱 소재로 성형되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 어퍼 슬라이더는,
    어퍼 슬라이더 바디와,
    상기 어퍼 슬라이더 바디의 상면에 돌출되는 다수의 제 1 체결 돌기와,
    상기 어퍼 슬라이더 바디의 저면에 돌출 및 연장되는 다수의 슬라이더 레일을 포함하고,
    상기 로어 슬라이더는,
    로어 슬라이더 바디와,
    상기 로어 슬라이더 바디의 저면에 돌출되는 다수의 제 2 체결 돌기와,
    상기 로어 슬라이더 바디의 상면에 함몰 형성되어, 상기 다수의 슬라이더 레일을 수용하는 레일 수용홈을 포함하는 세탁물 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 질량체에는, 상기 다수의 제 1 체결 돌기가 삽입되는 다수의 어퍼 슬라이더 체결홀이 형성되고,
    상기 지지 플레이트에는, 상기 다수의 제 2 체결 돌기가 삽입되는 다수의 로어 슬라이더 체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 레일 수용홈은 구획벽에 의하여 두 개의 레일 수용홈으로 분리 형성되고,
    각각의 레일 수용홈에는 적어도 두 개의 슬라이더 레일이 수용되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성 댐퍼의 저면에는 체결암이 돌출 형성되며,
    상기 지지 플레이트에는 상기 체결암이 끼워지는 체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 탄성 댐퍼의 내측에는 탄성홈이 형성되고,
    상기 탄성홈은, 상기 탄성 댐퍼의 상면으로부터 하측으로 함몰되거나, 상기 탄성 댐퍼의 저면으로부터 상측으로 함몰되며,
    상기 탄성홈은, 상기 질량체가 접촉하는 면과 상기 체결암 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 질량체는, 단일의 금속 판재로 이루어지거나, 다수의 얇은 금속 판재가 적층 결합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  15. 제 3 항에 있어서,
    상기 융기부는 상기 질량체의 가장자리를 따라 둘러지는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  16. 캐비닛;
    상기 캐비닛의 내부에 수용되는 드럼;
    상기 드럼을 수용하는 터브; 및
    상기 캐비닛의 진동을 흡수하기 위하여 제공되는 동흡진기; 를 포함하고,
    상기 동흡진기는,
    상기 캐비닛에 안착되는 지지 플레이트;
    상기 지지 플레이트에 놓이는 질량체; 및
    상기 질량체와 상기 지지 플레이트 사이에 개재되어, 상기 질량체가 상기 플레이트 상에서 마찰력에 의한 감쇠를 가지는 감쇠 부재를 포함하고,
    상기 드럼의 회전수가 900rpm인 영역을 중심으로 상기 동흡진기의 흡진폭이 300rpm ~ 400rpm 범위 내인 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 동흡진기의 질량비는 4% ~ 10% 범위 내인 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 동흡진기의 흡진폭은 350rpm인 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 동흡진기의 질량비는 7%인 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 질량체의 질량은 4±0.5kg ~ 10±0.5kg 범위 내인 것을 특징으로 하는 세탁물 처리 장치.
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