WO2013154313A1 - 세탁기 - Google Patents

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WO2013154313A1
WO2013154313A1 PCT/KR2013/002923 KR2013002923W WO2013154313A1 WO 2013154313 A1 WO2013154313 A1 WO 2013154313A1 KR 2013002923 W KR2013002923 W KR 2013002923W WO 2013154313 A1 WO2013154313 A1 WO 2013154313A1
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WO
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tub
drum
unit
disposed
guide rail
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/002923
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English (en)
French (fr)
Inventor
김재현
김혜령
문병현
김성룡
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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Priority claimed from KR1020120036893A external-priority patent/KR101924060B1/ko
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/32—Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/20—Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations
    • D06F37/22—Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations in machines with a receptacle rotating or oscillating about a horizontal axis
    • D06F37/225—Damping vibrations by displacing, supplying or ejecting a material, e.g. liquid, into or from counterbalancing pockets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/18—Control arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a washing machine, and more particularly, to a washing machine that actively eliminates unbalance.
  • a washing machine is a device that cleans through a process such as washing, rinsing, and dehydrating to remove contamination on clothes, bedding, etc. (hereinafter, referred to as 'po') by using water, detergent, and mechanical action.
  • Washing machines are classified into agitator type, pulsator type and drum type washing machines.
  • the stirring type washes by rotating the laundry rod rising to the left and right in the center of the washing tank, and the vortex type washes by rotating the disk-shaped rotary blade formed at the lower part of the washing tank to the left and right by using the frictional force between the water flow and the drum, and the drum type inside the drum. Add water, detergent and cloth to wash the drum by rotating it.
  • the drum washing machine is equipped with a tub in which washing water is accommodated inside a cabinet forming an exterior, a drum in which a cloth is accommodated is disposed inside the tub, and a motor for rotating the drum is mounted on the rear side of the tub, and the tub is mounted on the motor.
  • the drive shaft connected to the back side of the drum penetrates through is built up.
  • the inside of the drum is equipped with a lifter to raise the gun when the drum rotates.
  • Such a washing machine has a phenomenon in which the fabric is biased to one side due to the entanglement of the fabric, which causes an eccentricity in which one side becomes heavy based on the center of the drum.
  • the gun is eccentric and the drum rotates at high speed (e.g., when the gun is dehydrated)
  • vibrations and noises are generated due to an unbalance in which the geometric center of the drum's axis of rotation itself and the actual center of gravity are inconsistent.
  • an apparatus for reducing the unbalance of the drum is installed, which is called a balancer.
  • Counter weights for drum washing machines have been used as counter weights to compensate for eccentricity by attaching additional mass, but in recent years, a ring-shaped space having a predetermined width in the circumferential direction is formed on the front or rear of the drum.
  • the ball balancer which is completely sealed by heat fusion after filling the liquid into the ball, is mainly employed. When the drum rotates at high speed, the balancer distributes the inner material to move away from the center of gravity of the gun so that the center of gravity of the drum is close to the center of rotation.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a washing machine including a balancing unit that is actively moving.
  • Another object of the present invention is to provide a washing machine for efficiently supplying power to an active moving balancing unit.
  • Still another object of the present invention is to provide a washing machine in which an actively moving balancing unit moves actively or passively according to the speed of the drum.
  • the drum is accommodated and rotatable drum;
  • a guide rail having a ring shape coupled to one side edge of the drum;
  • a balancing unit that moves along the guide rail and actively moves while changing the center of gravity of the drum.
  • the balancing unit may be passively moved along the guide rail by centrifugal force when the drum rotates above the set speed.
  • the set speed is a resonance generation speed of the drum.
  • the balancing unit may include a driving unit for generating power, and the balancing unit may be actively moved along the guide rail by the driving unit when the drum rotates below a set speed.
  • the set speed is a resonance generation speed of the drum.
  • the guide rail may include a rack gear formed along an inner diameter surface, and the balancing unit may include a driving unit generating power; A pinion gear that rotates by receiving power from the driving unit and meshes with the rack gear; And an elastic body that engages or opens the pinion gear in accordance with the rotational speed of the drum.
  • the washing machine further includes a tub provided outside the drum and disposed at the tub so as to correspond to the guide rail and generating a magnetic field to wirelessly supply power to the balancing unit.
  • the balancing unit may include a receiving coil unit generating power from a magnetic field generated by the transmitting coil unit.
  • the transmission coil part may be disposed on the tub corresponding to the guide rail.
  • the transmission coil portion may be formed in an arc shape and disposed at a portion of one edge of the tub.
  • the transmission coil portion may be formed in a ring shape and disposed at one side edge of the tub.
  • the washing machine may further include a weight coupled to a portion of one side edge of the tub to apply a load, and the transmission coil part may be disposed in an area where the weight is not disposed among one side edge of the tub.
  • the tub may include a cylindrical tub body having both sides opened; A front tub cover having a ring shape disposed at an opened front of the tub body; And it may include a disk shaped rear tub curve disposed in the opened rear of the tub body.
  • the transmission coil part may be disposed on the front tub cover or the rear tub cover.
  • the washing machine may further include a coil cover coupled to the tub and surrounding the transmission coil part.
  • the tub is accommodated wash water;
  • a cylindrical drum disposed inside the tub and containing a cloth and rotatable;
  • a balancing unit moving along the circumference of the drum and changing a center of gravity of the drum;
  • a transmission coil part disposed at one edge of the tub and wirelessly supplying power to the balancing unit so that the balancing unit can move actively.
  • the washing machine may further include a ring-shaped guide rail coupled to one edge of the drum and provided with a rack gear on an inner circumferential surface thereof, and the balancing unit may include a pinion gear engaged with the rack gear.
  • the balancing unit may include a driving unit rotating the pinion gear by receiving power wirelessly from the transmission coil unit; An upper frame having the pinion gear; A lower frame in sliding competition with the upper frame; And an elastic body provided between the upper frame and the lower frame.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a washing machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of the washing machine shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view of a drum of the washing machine shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view of a tub of the washing machine shown in FIG. 1.
  • 5 and 6 are some cross-sectional view of a washing machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a front perspective view of a balancing unit of a washing machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a rear perspective view of the balancing unit shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is an exploded view of the balancing unit shown in FIG. 7.
  • FIG. 10 is an example of operation of the balancing unit shown in FIG. 7.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a washing machine according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a block diagram of the washing machine shown in Figure 1
  • Figure 3 is a perspective view of the drum of the washing machine shown in Figure 1
  • Figure 4 Is a perspective view of a tub of the washing machine shown in FIG.
  • Washing machine 100 the cabinet 111 forming the appearance, the door 112 for opening and closing one side of the cabinet to enter and exit the inside of the cabinet, and is disposed in the cabinet and supported by the cabinet Tub 122, the drum disposed inside the tub is inserted into the rotating drum 124, the drum motor 113 to rotate by applying a torque to the drum, the detergent box 133 to accommodate the detergent, and a user input It includes a control panel 114 that accepts and displays the washing machine status.
  • the cabinet 111 has a cloth access hole 111a formed to allow the cloth to enter and exit.
  • the door 112 is rotatably coupled to the cabinet 111 to enable the opening and closing of the gun access hole 111a.
  • the cabinet 111 is provided with a control panel 114.
  • the cabinet 111 is provided with a detergent box 133 to be withdrawn.
  • Tub 122 is buffered by the spring 115 and the damper 117 in the cabinet 111.
  • Tub 122 receives the wash water.
  • the tub 122 is disposed surrounding the drum 124 on the outside of the drum 124.
  • the tub 122 has a cylindrical tub body 122a having both sides opened, a ring-shaped front tub cover 122b disposed at an opened front of the tub body 122a, and an opening of the tub body 122a. It includes a disk-shaped rear tub cover 122c disposed in the rear.
  • the front means the door 112 side
  • the rear means the drum motor 113 side.
  • the tub hole 122d is formed at one side of the tub 122.
  • the tub hole 122d is formed such that the fabric access hole 111a communicates with the drum 124 to allow the fabric to enter and exit.
  • the tub hole 122d is formed in the front tub cover 122b.
  • the weight 123 is coupled to a portion of one edge of the tub 122.
  • the weight 123 applies a load to the tub 122.
  • the weight 123 is preferably disposed around the tub hole 122d.
  • a plurality of weights 123 may be provided and disposed on upper and lower portions of the front tub cover 122b.
  • the plurality of weights 123 includes an upper weight 123a disposed above the front tub cover 122b and a lower weight 123b disposed below the front tub cover 122b.
  • the upper weight 123a is disposed above the tub hole 122d among the edges of the tub 122
  • the lower weight 123b is disposed below the tub hole 122d among the edges of the tub 122.
  • the transmission coil unit 240 to be described later may be disposed on one side edge of the tub 122.
  • the transmission coil unit 240 wirelessly supplies power to the balancing unit 300.
  • the drum motor 113 generates a rotational force.
  • the drum motor 113 may rotate the drum 124 at various speeds or directions.
  • the drum motor 113 includes a stator (not shown) in which coils are wound, and a rotor (not shown) that rotates by generating electromagnetic interaction with the coil.
  • the drum 124 is rotated by receiving the cloth.
  • the drum 124 is disposed inside the tub 122.
  • the drum 124 is formed in a rotatable cylindrical shape.
  • the drum 124 is formed with a plurality of through holes so that the wash water passes.
  • the drum 124 rotates by receiving the rotational force of the drum motor 113.
  • the drum hole 124a is formed in front of the drum 124.
  • the drum hole 124a is formed to communicate with the gun entrance hole 111a and the tub hole 122d to allow the gun to enter and exit the drum 124.
  • the guide rail 125 is coupled to one side edge of the drum 124.
  • the guide rail 125 is a passage through which the balancing unit 300 passes.
  • the guide rail 125 has a rectangular cross section, and the balancing unit 300 is disposed therein.
  • the guide rail 125 is formed in a ring shape and is provided at the front and / or rear of the drum 124. In this embodiment, the guide rail 125 is coupled to the front edge of the drum 124. The guide rail 125 is preferably arranged around the drum hole 124a.
  • the gasket 128 seals between the tub 122 and the cabinet 111.
  • the gasket 128 is disposed between the inlet of the tub 122 and the gun entrance hole 111a.
  • the gasket 128 mitigates the shock transmitted to the door 112 when the drum 124 rotates and at the same time prevents the wash water in the tub 122 from leaking to the outside.
  • the gasket 128 may be provided with a circulation nozzle 127 for introducing washing water into the drum 124.
  • Detergent box 133 is a detergent such as laundry detergent, fabric softener or bleach is accommodated. Detergent box 133 is preferably provided to be pulled out on the front of the cabinet (111). The detergent in the detergent box 133 is mixed with the washing water when the washing water is supplied and introduced into the tub 122.
  • a water supply valve 131 for controlling the inflow of the washing water from an external water source, a water supply passage 132 through which the washing water introduced into the water supply valve flows into the detergent box 133, and the detergent box 133 It is preferable that a water supply pipe 134 for introducing washing water mixed with detergent into the tub 122 is provided.
  • the cabinet 111 has a drain pipe 135 through which the wash water in the tub 122 flows out, a pump 136 for flowing out the wash water in the tub, a circulation passage 137 for circulating the wash water, and a wash water drum ( 124, the circulation nozzle 127 flowing into the water, and the drain flow path 138 for washing water is preferably provided to the outside.
  • the pump 136 may be provided as a circulation pump and a drain pump, and may be connected to the circulation channel 137 and the drain channel 138, respectively.
  • the balancing unit 300 moves along the edge of the drum 124 and changes the center of gravity of the drum 124.
  • the center of gravity of the drum 124 does not mean the center of gravity of the drum 124 itself, but the drum 124 that rotates together with the drum 124 when the drum 124 rotates. It refers to a common center of gravity of objects including the fabric attached to the guide rail 125, the balancing unit 300, and other components attached to the drum (124).
  • the balancing unit 300 moves along the circumferential direction of the drum 124 to adjust the center of gravity of the drum 124 when the cloth is eccentric.
  • the balancing unit 300 reduces the unbalance of the drum 124 by bringing the center of gravity of the drum 124 close to the rotating shaft 116.
  • the balancing unit 300 may be provided in plural, and in the present embodiment, two balancing units 300 may be provided as the first balancing unit 300a and the second balancing unit 300b.
  • the first balancing unit 300a and the second balancing unit 300b move in different directions.
  • the balancing unit 300 may be provided at the front and / or rear of the drum 124, and in this embodiment, the balancing unit 300 is provided at the front of the drum 124.
  • the cloth received in the drum 124 is generally collected at the inside of the drum 124, that is, at the rear side, so that the balancing unit 300 is balanced in order to balance the cloth collected at the rear side of the drum 124.
  • the balancing unit 300 moves along the guide rail 125 provided at the edge of the drum 124.
  • the balancing unit 300 moves actively or passively according to the rotational speed of the drum 124. Active movement means that the balancing unit 300 moves along the guide rail 125 by its own power, and passive movement means that the balancing unit 300 moves along the guide rail 125 by centrifugal force. .
  • the center of gravity of the drum 124 may be actively changed by moving to a specific position or moving at a specific speed.
  • the control panel 114 includes an input unit (not shown) for inputting various operation commands such as a washing course selection, an operation time and reservation for each stroke, and a display unit (not shown) for displaying the operation state of the washing machine 100 through a user. ) May be provided.
  • the washing machine according to an embodiment of the present invention, the power supply unit 210 for supplying power from the outside, the oscillator 220 for generating a voltage fluctuation range in the power supplied from the power supply unit 210 and Power amplification unit 230 for amplifying the power, the transmission coil unit 240 for generating a magnetic field, the receiving coil unit 310 for generating power by electromagnetic induction from the magnetic field, the power generated by the receiving coil unit 310 It includes a rectifier 321 for converting to DC power, an adjusting unit 322 for adjusting the power to a constant voltage and current, and a driving unit 330 for generating power.
  • the power supply unit 210 converts commercial power, which is AC supplied from the outside, into an appropriate appropriate power source.
  • the power supply unit is a switched-mode power supply (Switched-mode power supply) to convert the commercial power supply to 14V DC.
  • the power supply unit 210 may be provided at a predetermined position or the control panel 114 inside the cabinet 111. Power converted and supplied by the power supply unit 210 may be supplied to the drum motor 113.
  • Oscillator 220 is an oscillator (oscillator), and generates a voltage fluctuation range in the power supplied from the power supply unit 210 to generate a magnetic field in the transmission coil unit 240.
  • the amplifier 230 amplifies the power so that the transmission coil unit 240 can obtain a sufficient current.
  • the transmission coil unit 240 generates a magnetic field
  • the reception coil unit 310 generates power by electromagnetic induction from the magnetic field generated by the transmission coil unit 240.
  • the rectifier 321 converts the power generated by the receiving coil 310 into DC power.
  • the adjusting unit 322 adjusts the power rectified by the rectifying unit 321 to a constant voltage and current.
  • the driver 330 generates power from the power adjusted by the adjuster 322.
  • the driver 330 is supplied from the outside to generate power from power transmitted wirelessly through the transmission coil unit 240 and the reception coil unit 310.
  • a storage unit for temporarily storing the power adjusted by the adjustment unit 270 may be provided, and the storage unit (not shown) may be configured as a capacitor or a battery.
  • the oscillating unit 220 and the amplifying unit 230 described above are preferably provided at a predetermined position or the control panel 114 inside the cabinet 111, and the receiving coil unit 310, the rectifying unit 321, the adjusting unit 322, and the like.
  • the driving unit 330 is preferably included in the balancing unit 300.
  • the transmission coil unit 240 is disposed at one edge of the tub 122 as described above.
  • 5 and 6 are some cross-sectional view of a washing machine according to an embodiment of the present invention.
  • the transmission coil unit 240 is disposed in the tub 122 so as to correspond to the movement path of the balancing unit 300 and wirelessly supplies power to the balancing unit 300.
  • the transmission coil part 240 is disposed in the tub 122 corresponding to the guide rail 125.
  • the transmission coil part 240 may be formed in an arc shape and disposed on a portion of one edge of the tub 122, or may be formed in a ring shape and disposed on the entire one edge of the tub 122.
  • the transmission coil unit 240 is preferably disposed around the tub hole 122d, which is an edge of the tub 122 front side.
  • the transmission coil unit 240 may be disposed in the front tub cover 122b or the rear tub cover 122c. In this embodiment, the transmission coil unit 240 is disposed on the front tub cover 122b. The transmission coil unit 240 is preferably disposed on the front side of the front tub cover 122b so as to face the guide rail 125.
  • Tub 122 is preferably coupled to a coil cover (not shown) surrounding the transmission coil portion 240.
  • a coil cover (not shown) is coupled to the front tub cover 122b to surround the transmission coil part 240.
  • the coil cover (not shown) protects the transmission coil part 240 together with the front tub cover 122b from water or foreign matter.
  • the transmission coil unit 240 may be disposed in the front tub cover 122b in correspondence with the balancing unit 300.
  • the receiving coil unit 310 is provided at one side of the balancing unit 300, and the transmitting coil unit 240 is disposed to correspond to the receiving coil unit 310.
  • the transmission coil unit 240 is disposed on a portion of the moving path of the reception coil unit 310 so that the magnetic field generated by the transmission coil unit 240 may be converted into power in the reception coil unit 310.
  • the distance between the transmitting coil unit 240 and the receiving coil unit 310 preferably maintains a distance at which power can be transmitted wirelessly.
  • the distance between the transmitting coil unit 240 and the receiving coil unit 310 is within 30 mm.
  • the transmission coil unit 240 may be provided in plurality.
  • the weight 123 is coupled to a portion of the edge of the drum 124.
  • the transmission coil unit 240 may be disposed in an area where the weight 123 is not disposed among one edges of the tub 122. At this time, the transmission coil portion 240 is preferably formed in an arc shape.
  • the weight 123 is provided in plural and disposed on the upper and lower portions of the front tub cover 122b.
  • a plurality of transmission coils 240 are provided on both sides of the front tub cover 122b between the upper weight 123a and the lower weight 123b.
  • FIG. 7 is a front perspective view of a balancing unit of a washing machine according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a rear perspective view of the balancing unit shown in FIG. 7
  • FIG. 9 is an exploded view of the balancing unit shown in FIG. 7.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an operation of the balancing unit shown in FIG. 7.
  • the balancing unit 300 includes a driving unit 330 for generating power, a pinion gear 340 that rotates by receiving power from the driving unit 330, and a driving unit 330 and a pinion gear.
  • An upper frame 350 provided with a 340, a lower frame 370 slidingly coupled to the upper frame 350, and an elastic body 390 provided between the upper frame 350 and the lower frame 370. do.
  • the driver 330 is supplied from the outside to generate power from power transmitted wirelessly through the transmission coil unit 240 and the reception coil unit 310.
  • the driving unit 330 is preferably a motor that generates a rotational force.
  • the driving unit 330 rotates the pinion gear 340.
  • a worm gear is disposed between the motor and the pinion gear 340 so that the rotational force of the motor changes the axis to rotate the pinion gear 340.
  • the driving unit 330 is disposed on the upper frame 350.
  • the pinion gear 340 is rotated by receiving power from the driving unit 330.
  • the rack gear 125a is disposed on the inner diameter surface of the guide rail 125, and the pinion gear 340 meshes with the rack gear 125a.
  • the rack gear 125a is formed along the inner diameter surface of the guide rail 125.
  • the inner diameter surface of the guide rail 125 means a surface close to the center of the inner surface of the guide rail 125 having a rectangular cross section.
  • the outer diameter surface of the guide rail 125 to be described later refers to a surface facing the inner diameter surface and means a surface far from the center of the inner surface of the guide rail 125.
  • the pinion gear 340 rotates in engagement with the rack gear 125a to actively move the balancing unit 300.
  • the pinion gear 340 is engaged with the rack gear 125a to prevent the balancing unit 300 from moving by its own weight or by centrifugal force when the drum 124 rotates.
  • the pinion gear 340 may be engaged or spread with the rack gear 125a according to the rotational speed of the drum 124. When the drum 124 rotates above the set speed, the pinion gear 340 may be released from the rack gear 125a and opened. At this time, the set speed is about 300 RPM as a transient resonance of the drum 124 occurs. Transient resonance of the drum 124 means that the resonance is generated by the frequency of the rotation of the drum 124 matches the natural frequency of the washing machine.
  • the upper frame 350 forms the upper frame of the balancing unit 300.
  • the upper frame 350 is disposed on the inner diameter surface side of the guide rail 125.
  • the upper frame 350 is formed in an arc shape so that the upper frame 350 can move along the guide rail 125.
  • the upper frame 350 includes a driving unit 330, a pinion gear 340, an electrical unit 320, an upper roller 360, and a transmission coil unit 240.
  • the upper frame 350 is slidably coupled to the lower frame 370, and an elastic body 390 is provided between the lower frame 370.
  • the upper frame 350 is coupled to slide in the radial direction of the lower frame 370 and the drum 124.
  • the upper frame 350 is movable to the lower frame 370.
  • the electronic device 320 is provided with electronic devices, and various electronic devices for driving the driving unit 330 from the power generated by the transmission coil unit 240 are provided.
  • the rectifier 321 and the adjuster 322 are disposed in the electric component 320, and electronic devices for controlling the driver 330 may be provided.
  • the upper roller 360 is provided on the upper frame 350 to be rotatable.
  • the upper roller 360 may be in close contact with the inner diameter surface of the guide rail 125 to be rolled.
  • the upper roller 360 prevents the upper frame 350 from directly contacting the inner diameter surface of the guide rail 125.
  • the upper roller 360 prevents the elastic force by the elastic body 390 from being concentrated on the pinion gear 340 when the pinion gear 340 is engaged with the rack gear 125a.
  • the upper roller 360 is preferably provided in plurality.
  • the receiving coil unit 310 generates electric power by electromagnetic induction from the magnetic field generated by the transmitting coil unit 240 and supplies it to the driving unit 330.
  • the receiving coil part 310 is disposed on the side of the upper frame 350 so as to correspond to the transmitting coil part 240.
  • the lower frame 370 forms a lower frame of the balancing unit 300.
  • the lower frame 370 is disposed on the outer diameter side of the guide rail 125.
  • the lower frame 370 is formed in an arc shape so as to move along the guide rail 125.
  • the lower frame 370 is provided with a lower roller 380.
  • the lower frame 370 is slidably coupled with the upper frame 350 and an elastic body 390 is provided between the upper frame 350 and the upper frame 350.
  • the lower roller 380 is provided on the lower frame 370 to be rotatable.
  • the lower roller 380 is rolled in close contact with the outer diameter surface of the guide rail 125.
  • the lower roller 380 does not allow the lower frame 370 to directly contact the outer diameter surface of the guide rail 125. It is preferable that the lower roller 0 is provided in plurality.
  • the upper frame 350 is in close contact with the inner diameter surface of the guide rail 125 by the elastic body 390.
  • the upper roller 360 is in close contact with the inner diameter surface of the guide rail 125, and the pinion gear 340 meshes with the rack gear 125a.
  • the balancing unit 300 does not move.
  • the driving unit 330 If the driving unit 330 does not generate power, the balancing unit 300 does not move.
  • the pinion gear 340 rotates so that the balancing unit 300 actively moves to move to a specific position or at a specific speed.
  • the centrifugal force of the upper frame 350 is greater than the elastic force of the elastic body 390, so that the upper frame 350 may have a lower frame ( 370 is moved to the outer diameter side of the guide rail 125 side.
  • the upper roller 360 is spaced apart from the inner diameter surface of the guide rail 125, and the pinion gear 340 is separated from the rack gear 125a.
  • the balancing unit 300 moves manually by centrifugal force.

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Abstract

본 발명은 능동적으로 언밸런스를 해소하는 세탁기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 세탁기는, 포가 수용되며 회전 가능한 드럼; 상기 드럼의 일측 테두리에 결합되는 링 형상의 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일을 따라 이동하여 상기 드럼의 무게 중심을 변화시키며 능동적으로 이동할 수 있는 밸런싱 유닛을 포함한다.

Description

세탁기
본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 능동적으로 언밸런스를 해소하는 세탁기에 관한 것이다.
일반적으로 세탁기는 물과 세제 및 기계적인 작용을 이용하여 의복, 침구 등(이하, ‘포’라 칭함)에 묻은 오염을 떼어 내도록 세탁, 헹굼, 탈수 등의 과정을 통해 세정하는 장치이다.
세탁기는 크게 교반식(agitator type)과 와류식(pulsator type) 및 드럼식(drum type) 세탁기로 구분된다.
교반식은 세탁조의 중앙에 솟은 세탁봉을 좌우로 회전시켜 세탁하고, 와류식은 세탁조 하부에 형성된 원판 모양의 회전날개를 좌우로 회전시켜서 수류와 포간의 마찰력을 이용하여 세탁하며, 드럼식은 드럼의 내부에 물과 세제 및 포를 넣고 드럼을 회전시켜 세탁한다.
드럼 세탁기는 외관을 형성하는 캐비닛의 내부에 세탁수가 수용되는 터브가 장착되고, 터브의 내측에 포가 수용되는 드럼이 배치되며, 터브의 배면측에 드럼을 회전시키기 위한 모터가 장착되고, 모터에 터브를 관통하여 드럼의 배면측에 연결되는 드라이브 샤프트가 축설된다. 드럼의 내부에는 리프터가 장착되어 드럼 회전시 포를 퍼 올린다.
이러한 세탁기는 포의 엉킴 등에 의해 포가 한쪽으로 치우치는 현상이 발생하여 드럼의 중심을 기준으로 한쪽이 무거워지는 편심이 유발된다. 포가 편심되어 드럼이 고속으로 회전하는 경우(예를 들어, 포의 탈수시), 드럼의 회전 축 자체의 기하학적 중심과 실제 무게 중심이 불일치를 하는 언밸런스(unbalance)에 의한 진동과 소음이 발생한다. 이러한 진동 및 소음을 저감시키기 위하여 드럼의 언밸런스를 감소시키는 장치가 설치되는데 이를 밸런서라 한다.
드럼 세탁기용 밸런서로는 부가질량을 부착하여 편심을 보정하는 카운터 웨이트(Counter Weight)가 사용되어 왔지만, 최근에는 드럼의 전면 또는 후면에 원주방향으로 소정의 너비를 갖는 링형의 공간을 형성하고, 내부에 볼을 삽입한 후 액체를 충진하여 열융착으로 완전 밀폐시킨 볼 밸런서가 주로 채용되고 있다. 드럼이 고속으로 회전하는 경우 밸런서는 내부 물질이 포의 무게 중심과 반대측으로 이동하도록 분포하여 드럼의 무게중심이 회전 중심에 근접하도록 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 능동적으로 이동하는 밸런싱 유닛을 포함하는 세탁기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 능동적으로 이동하는 밸런싱 유닛에 전력을 효율적으로 공급하는 세탁기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 능동적으로 이동하는 밸런싱 유닛이 드럼의 속도에 따라 능동적 또는 수동적으로 이동하는 세탁기를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 세탁기는, 포가 수용되며 회전 가능한 드럼; 상기 드럼의 일측 테두리에 결합되는 링 형상의 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일을 따라 이동하여 상기 드럼의 무게 중심을 변화시키며 능동적으로 이동할 수 있는 밸런싱 유닛을 포함한다.
상기 밸런싱 유닛은 상기 드럼이 설정 속도 이상으로 회전하면 원심력에 의하여 상기 가이드 레일을 따라 수동적으로 이동할 수 있다. 상기 설정 속도는 상기 드럼의 공진 발생 속도인 것이 바람직하다.
상기 밸런싱 유닛은 동력을 발생하는 구동부를 포함할 수 있고, 상기 밸런싱 유닛은 상기 드럼이 설정 속도 미만으로 회전할 때 상기 구동부에 의하여 상기 가이드 레일을 따라 능동적으로 이동할 수 있다. 상기 설정 속도는 상기 드럼의 공진 발생 속도인 것이 바람직하다.
상기 가이드 레일은 내경면을 따라 형성된 랙기어를 포함할 수 있고, 상기 밸런싱 유닛은, 동력을 발생하는 구동부; 상기 구동부로부터 동력을 전달받아 회전하며 상기 랙기어와 맞물리는 피니언기어; 및 상기 드럼의 회전속도에 따라 상기 피니언기어가 상기 랙기어와 맞물리거나 벌어지도록 하는 탄성체를 포함할 수 있다.
상기 세탁기는, 상기 드럼의 외부에 구비되어 세탁수를 수용하는 터브 및 상기가이드 레일에 대응되도록 상기 터브에 배치되며 상기 밸런싱 유닛에 무선으로 전력을 공급하도록 자기장을 발생하는 송신코일부를 더 포함할 수 있고, 상기 밸런싱유닛은 송신코일부가 발생한 자기장으로부터 전력을 발생하는 수신코일부를 포함할 수 있다.
상기 송신코일부는 상기 가이드 레일에 대응하여 상기 터브에 배치될 수 있다.
상기 송신코일부는 원호 형태로 형성되어 상기 터브의 일측 테두리 일부에 배치될 수 있다.
상기 송신코일부는 링 형태로 형성되어 상기 터브의 일측 테두리에 배치될 수 있다.
상기 세탁기는, 상기 터브의 일측 테두리 일부에 결합되어 하중을 인가하는 웨이트를 더 포함할 수 있고, 상기 송신코일부는 상기 터브의 일측 테두리 중 상기 웨이트가 배치되지 않은 영역에 배치될 수 있다.
상기 터브는, 양측이 개구된 원통 형상의 터브 본체; 상기 터브 본체의 개구된 전방에 배치되는 링 형상의 전면 터브 커버; 및 상기 터브 본체의 개구된 후방에 배치되는 원판 형상의 후면 터브 커브를 포함할 수 있다. 상기 송신코일부는 상기 전면 터브 커버 또는 상기 후면 터브 커버에 배치될 수 있다.
상기 세탁기는, 상기 터브에 결합되어 상기 송신코일부를 감싸는 코일 커버를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 세탁기는, 세탁수가 수용되는 터브; 상기 터브 내부에 배치되며 포가 수용되며 회전 가능한 원통 형상의 드럼; 상기 드럼의 원주를 따라 이동하며 상기 드럼의 무게 중심을 변화시키는 밸런싱 유닛; 및 상기 터브의 일측 테두리에 배치되며 상기 밸런싱 유닛이 능동적으로 이동할 수 있도록 상기 밸런싱 유닛에 무선으로 전력을 공급하는 송신코일부를 포함할 수 있다.
상기 세탁기는, 상기 드럼의 일측 테두리에 결합되며 내주면에 랙기어가 구비되는 링 형상의 가이드 레일을 더 포함할 수 있고, 상기 밸런싱 유닛은 상기 랙기어와 맞물리는 피니언기어를 포함할 수 있다.
상기 밸런싱 유닛은, 상기 송신코일부로부터 무선으로 전력을 공급받아 상기 피니언기어를 회전하는 구동부; 상기 피니언기어가 구비되는 상부 프레임; 상기 상부 프레임과 슬라이딩 경합되는 하부 프레임; 및 상기 상부 프레임 및 상기 하부 프레임 사이이 구비되는 탄성체를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기에 대한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 세탁기에 대한 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 세탁기의 드럼에 대한 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 세탁기의 터브에 대한 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기에 대한 일부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 밸런싱 유닛에 대한 전면 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 밸런싱 유닛에 대한 후면 사시도이다.
도 9는 도 7에 도시된 밸런싱 유닛에 대한 분해도이다.
도 10은 도 7에 도시된 밸런싱 유닛에 대한 작동 예시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 세탁기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기에 대한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 세탁기에 대한 블록도이고, 도 3은 도 1에 도시된 세탁기의 드럼에 대한 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 세탁기의 터브에 대한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기(100)는, 외관을 형성하는 캐비닛(111)과, 캐비닛 내로 포가 출입하도록 캐비닛 일측을 개폐하는 도어(112)와, 캐비닛 내부에 배치되며 캐비닛에 의해 지지되는 터브(122)와, 터브 내부에 배치되며 포가 삽입되어 회전하는 드럼(124)과, 드럼에 토크를 인가하여 회전시키는 드럼 모터(113)와, 세제가 수용되는 세제박스(133)와, 사용자 입력을 받아 들이며 세탁기 상태를 표시하는 컨트롤 패널(114)을 포함한다.
캐비닛(111)은 포의 출입이 가능하도록 포 출입홀(111a)이 형성된다. 캐비닛(111)에는 포 출입홀(111a)의 개폐가 가능하도록 도어(112)가 회전 가능하게 결합된다. 캐비닛(111)에는 컨트롤 패널(114)이 구비된다. 캐비닛(111)에는 세제박스(133)가 인출 가능하게 구비된다.
터브(122)는 캐비닛(111) 내부에 스프링(115) 및 댐퍼(117)에 의하여 완충 가능하게 배치된다. 터브(122)는 세탁수를 수용한다. 터브(122)는 드럼(124)의 외부에 드럼(124)를 감싸며 배치된다.
터브(122)는 양측이 개구된 원통 형상의 터브 본체(122a)와, 터브 본체(122a)의 개구된 전방에 배치되는 링 형상의 전면 터브 커버(122b)와, 터브 본체(122a)의 개구된 후방에 배치되는 원판 형상의 후면 터브 커버(122c)를 포함한다. 이하, 전방은 도어(112) 측을 의미하고, 후방은 드럼 모터(113)측을 의미한다.
터브(122)의 일측에는 터브 홀(122d)이 형성된다. 터브 홀(122d)은 드럼(124) 내부로 포의 출입이 가능하도록 포 출입홀(111a)가 연통되도록 형성된다. 터브 홀(122d)은 전면 터브 커버(122b)에 형성된다.
터브(122)의 일측 테두리 일부에는 웨이트(123)가 결합된다. 웨이트(123)는 터브(122)에 하중을 인가한다. 웨이트(123)는 터브 홀(122d) 주변에 배치되는 것이 바람직하다. 웨이트(123)는 복수로 구비되어 전면 터브 커버(122b)의 상측 및 하측 일부에 배치되는 것이 바람직하다.
복수의 웨이트(123)는 전면 터브 커버(122b)의 상측에 배치되는 상측 웨이트(123a)와 전면 터브 커버(122b)의 하측에 배치되는 하측 웨이트(123b)를 포함한다. 상측 웨이트(123a)는 터브(122)의 테두리 중 터브 홀(122d)의 상측에 배치되고, 하측 웨이트(123b)는 터브(122)의 테두리 중 터브 홀(122d)의 하측에 배치된다.
터브(122)의 일측 테두리에는 후술할 송신코일부(240)가 배치될 수 있다. 송신코일부(240)는 밸런싱 유닛(300)에 무선으로 전력을 공급한다.
드럼 모터(113)는 회전력을 발생한다. 드럼 모터(113)는 드럼(124)을 다양한 속도 또는 방향으로 회전시킬 수 있다. 드럼 모터(113)는 코일이 권선된 고정자(미도시)와, 코일과 전자기적 상호작용을 발생시켜 회전하는 회전자(미도시)를 포함한다.
드럼(124)은 포가 수용되어 회전한다. 드럼(124)은 터브(122) 내부에 배치된다. 드럼(124)은 회전 가능한 원통 형상으로 형성된다. 드럼(124)은 세탁수가 통과되도록 복수의 통공이 형성된다. 드럼(124)은 드럼 모터(113)의 회전력을 전달받아 회전한다.
드럼(124)의 전방에는 드럼 홀(124a)이 형성된다. 드럼 홀(124a)은 드럼(124) 내부로 포의 출입이 가능하도록 포 출입홀(111a) 및 터브 홀(122d)과 연통되도록 형성된다.
드럼(124)의 일측 테두리에는 가이드 레일(125)이 결합된다. 가이드 레일(125)은 밸런싱 유닛(300)이 통과하는 통로이다. 가이드 레일(125)은 단면이 사각형으로 형성되어 내부에 밸런싱 유닛(300)이 배치된다.
가이드 레일(125)은 링 형상으로 형성되어 드럼(124)의 전방 및/또는 후방에 구비되며, 본 실시예에서는 드럼(124)의 전방측 테두리에 결합된다. 가이드 레일(125)은 드럼 홀(124a)의 주변에 배치되는 것이 바람직하다.
개스킷(128)은 터브(122)와 캐비닛(111) 사이를 밀봉한다. 개스킷(128)은 터브(122)의 입구와 포 출입홀(111a) 사이에 배치된다. 개스킷(128)은 드럼(124)의 회전시 도어(112)로 전달되는 충격을 완화하는 동시에 터브(122) 내의 세탁수가 외부로 누수되는 것을 방지한다. 개스킷(128)에는 드럼(124) 내로 세탁수를 유입하는 순환노즐(127)이 구비될 수 있다.
세제박스(133)는 세탁 세제, 섬유 유연제 또는 표백제 등의 세제가 수용된다. 세제박스(133)는 캐비닛(111)의 전면에 인출 가능하게 구비되는 것이 바람직하다. 세제박스(133) 내의 세제는 세탁수 공급시 세탁수와 혼합되어 터브(122) 내로 유입된다.
캐비닛(111) 내부에는 외부 수원으로부터 세탁수의 유입을 조절하는 급수 밸브(131)와, 급수 밸브에 유입된 세탁수가 세제박스(133)로 흐르는 급수 유로(132)와, 세제박스(133)에서 세제가 혼합된 세탁수가 터브(122) 내로 유입하는 급수관(134)이 구비되는 것이 바람직하다.
캐비닛(111) 내부에는 터브(122) 내의 세탁수가 유출되는 배수관(135)과, 터브 내의 세탁수를 유출시키는 펌프(136)와, 세탁수를 순환시키는 순환 유로(137)와, 세탁수가 드럼(124) 내로 유입하는 순환노즐(127)과, 세탁수가 외부로 배수되는 배수 유로(138)가 구비되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라 펌프(136)는 순환 펌프와 배수 펌프로 구비되어 각각 순환 유로(137)와 배수 유로(138)로 연결될 수 있다.
밸런싱 유닛(300)은 드럼(124)의 테두리를 따라 이동하며 드럼(124)의 무게 중심을 변화시킨다. 이 때, 드럼(124)의 무게 중심이란 드럼(124) 자체의 무게 중심을 의미하는 것이 아니라, 드럼(124)과, 드럼(124)의 회전시 드럼(124)과 함께 회전하는 드럼(124)에 수용된 포, 가이드 레일(125), 밸런싱 유닛(300), 및 기타 드럼(124)에 부착된 구성요소를 포함하는 물체들의 공통 무게 중심을 의미한다.
밸런싱 유닛(300)은 드럼(124)의 원주 방향을 따라 이동하여 포가 편심된 경우 드럼(124)의 무게 중심을 조정한다. 포가 편심되어 드럼(124)이 회전하는 경우, 회전축(116) 자체의 기하학적 중심과 실제 드럼(124)의 무게 중심이 불일치를 하는 언밸런스(unbalance)에 의한 진동과 소음이 발생한다. 밸런싱 유닛(300)은 드럼(124)의 무게 중심이 회전축(116)에 근접하도록 하여 드럼(124)의 언밸런스를 감소시킨다. 밸런싱 유닛(300)은 복수로 구비될 수 있으며, 본 실시예에서는 제 1 밸런싱 유닛(300a)과 제 2 밸런싱 유닛(300b)으로 2개가 구비된다. 제 1 밸런싱 유닛(300a)과 제 2 밸런싱 유닛(300b)는 각각 다른 방향으로 이동하는 것이 바람직하다.
밸런싱 유닛(300)은 드럼(124)의 전방 및/또는 후방에 구비될 수 있으며, 본 실시예에서 밸런싱 유닛(300)은 드럼(124)의 전방에 구비된다. 드럼(124)의 회전시 드럼(124)에 수용된 포는 일반적으로 드럼(124)의 안쪽, 즉 후방측에 모이게 되므로, 드럼(124)의 후방측에 모이는 포와 균형을 이루기 위하여, 밸런싱 유닛(300)은 드럼(124)의 전방측에 구비되는 것이 바람직하다. 밸런싱 유닛(300)은 드럼(124)의 테두리에 구비되는 가이드 레일(125)을 따라 이동한다.
밸런싱 유닛(300)은 드럼(124)의 회전속도에 따라 능동적 또는 수동적으로 이동한다. 능동적 이동이란 밸런싱 유닛(300)이 자체 동력에 의하여 가이드 레일(125)을 따라 이동하는 것을 의미하며, 수동적 이동이란 밸런싱 유닛(300)이 원심력에 의하여 가이드 레일(125)을 따라 이동하는 것을 의미한다. 밸런싱 유닛(300)이 능동적으로 이동하는 경우 특정 위치로 이동하거나, 특정 속도로 이동하여 드럼(124)의 무게 중심을 능동적으로 변화시킬 수 있다.
컨트롤 패널(114)에는 사용자를 통해 세탁 코스 선택이나, 각 행정별 작동 시간 및 예약 등의 각종 작동 명령을 입력 받는 입력부(미도시)와, 세탁기(100)의 작동 상태를 표시하는 표시부(미도시)가 구비될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기는, 외부로부터 전력을 공급하는 전력공급부(210)와, 전력공급부(210)에서 공급되는 전원에 전압 변동폭을 발생시키는 발진부(220)와, 전력을 증폭시키는 증폭부(230), 자기장을 발생하는 송신코일부(240), 자기장으로부터 전자기유도에 의하여 전력을 발생하는 수신코일부(310), 수신코일부(310)에서 발생된 전력을 직류전력으로 변환시키는 정류부(321), 및 전력을 일정한 전압과 전류로 조정하는 조정부(322)와, 동력을 발생하는 구동부(330)를 포함한다.
전력공급부(210)는 외부에서 공급되는 교류인 상용전원을 적절한 적절한 전원으로 변환시킨다. 본 실시예에서 전력공급부는 수위칭 모드 파워 서플라이(Switched-mode power supply)로서 상용전원을 직류 14V로 변환시킨다. 전력공급부(210)는 캐비닛(111) 내부 일정 위치 또는 컨트롤 패널(114)에 구비될 수 있다. 전력공급부(210)에서 변환되어 공급되는 전력은 드럼 모터(113)에도 공급될 수 있다.
발진부(220)는 오실레이터(oscillator)로서, 송신코일부(240)에서 자기장이 발생하도록 전력공급부(210)에서 공급되는 전원에 전압 변동폭을 발생시킨다. 증폭부(230)는 송신코일부(240)가 충분한 전류를 얻을 수 있도록 전력을 증폭시킨다.
송신코일부(240)는 자기장을 발생하며, 수신코일부(310)는 송신코일부(240)가 발생한 자기장으로부터 전자기유도에 의하여 전력을 발생한다.
정류부(321)는 수신코일부(310)에서 발생된 전력을 직류전력으로 변환시킨다. 조정부(322)는 정류부(321)에서 정류된 전력을 일정한 전압과 전류로 조정한다.
구동부(330)는 조정부(322)에서 조정된 전력으로부터 동력을 발생한다. 구동부(330)는 외부로부터 공급되어 송신코일부(240) 및 수신코일부(310)를 통하여 무선으로 전송된 전력으로부터 동력을 발생한다.
실시예에 따라, 조정부(270)에서 조정된 전력을 일시 저장하는 저장부(미도시)가 구비될 수 있으며, 저장부(미도시)는 커패시터 또는 배터리 등으로 구성될 수 있다.
상술한 발진부(220) 및 증폭부(230)는 캐비닛(111) 내부 일정 위치 또는 컨트롤 패널(114)에 구비되는 것이 바람직하고, 수신코일부(310), 정류부(321), 조정부(322) 및 구동부(330)는 밸런싱 유닛(300)에 포함되는 것이 바람직하다.
송신코일부(240)는 상술한 바와 같이 터브(122)의 일측 테두리에 배치된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기에 대한 일부 단면도이다.
도 5를 참조하면, 송신코일부(240)는 밸런싱 유닛(300)의 이동 경로에 대응되도록 터브(122)에 배치되어 밸런싱 유닛(300)에 무선으로 전력을 공급한다. 송신코일부(240)는 가이드 레일(125)에 대응하여 터브(122)에 배치된다.
송신코일부(240)는 원호 형태로 형성되어 터브(122)의 일측 테두리 일부에 배치되거나, 링 형태로 형성되어 터브(122)의 일측 테두리 전체에 배치될 수 있다.
송신코일부(240)는 터브(122) 전방측의 테두리인 터브 홀(122d) 주변에 배치되는 것이 바람직하다.
송신코일부(240)는 전면 터브 커버(122b) 또는 후면 터브 커버(122c)에 배치될 수 있다. 본 실시예에서 송신코일부(240)는 전면 터브 커버(122b)에 배치된다. 송신코일부(240)는 가이드 레일(125)에 대향되도록 전면 터브 커버(122b)의 전면측에 배치되는 것이 바람직하다.
터브(122)에는 송신코일부(240)를 감싸는 코일 커버(미도시)가 결합되는 것이 바람직하다. 코일 커버(미도시)는 송신코일부(240)를 감싸도록 전면 터브 커버(122b)에 결합된다. 코일 커버(미도시)는 전면 터브 커버(122b)와 함께 송신코일부(240)를 물이나 이물질로부터 보호한다.
송신코일부(240)는 밸런싱 유닛(300)에 대응하여 전면 터브 커버(122b)에 배치되는 것이 바람직하다. 밸런싱 유닛(300)의 일측에는 수신코일부(310)가 구비되며 송신코일부(240)는 수신코일부(310)에 대응되도록 배치된다. 송신코일부(240)는 수신코일부(310)의 이동 경로 일부에 배치되어 송신코일부(240)에서 발생된 자기장이 수신코일부(310)에서 전력으로 변환될 수 있도록 한다.
송신코일부(240)와 수신코일부(310) 사이의 거리는 전력이 무선으로 전송될 수 있는 거리를 유지하는 것이 바람직하다. 송신코일부(240)와 수신코일부(310) 사이의 거리는 30mm 이내인 것이 바람직하다.
밸런싱 유닛(300)이 복수로 구비되는 경우 송신코일부(240)는 복수로 구비될 수 있다.
도 6을 참조하면, 웨이트(123)가 드럼(124)의 테두리 일부에 결합된다. 송신코일부(240)는 터브(122)의 일측 테두리 중 웨이트(123)가 배치되지 않은 영역에 배치되는 것이 바람직하다. 이 때, 송신코일부(240)는 원호 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
웨이트(123)는 복수로 구비되어 전면 터브 커버(122b)의 상측 및 하측 일부에 배치된다. 송신코일부(240)는 복수로 구비되어 상측 웨이트(123a) 및 하측 웨이트(123b)의 사이인 전면 터브 커버(122b)의 양측에 배치된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 밸런싱 유닛에 대한 전면 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 밸런싱 유닛에 대한 후면 사시도이고, 도 9는 도 7에 도시된 밸런싱 유닛에 대한 분해도이고, 도 10은 도 7에 도시된 밸런싱 유닛에 대한 작동 예시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 밸런싱 유닛(300)은, 동력을 발생하는 구동부(330)와, 구동부(330)로부터 동력을 전달받아 회전하는 피니언기어(340)와, 구동부(330) 및 피니언기어(340)가 구비되는 상부 프레임(350)과, 상부 프레임(350)과 슬라이딩 결합되는 하부 프레임(370)과, 상부 프레임(350) 및 하부 프레임(370) 사이에 구비되는 탄성체(390)를 포함한다.
구동부(330)는 외부로부터 공급되어 송신코일부(240) 및 수신코일부(310)를 통하여 무선으로 전송된 전력으로부터 동력을 발생한다. 구동부(330)는 회전력을 발생하는 모터인 것이 바람직하다. 구동부(330)는 피니언기어(340)를 회전한다. 구동부(330)가 모터인 경우 모터와 피니언기어(340) 사이에 웜기어가 배치되어 모터의 회전력이 축을 변경하여 피니언기어(340)를 회전할 수 있도록 한다. 구동부(330)는 상부 프레임(350)에 배치된다.
피니언기어(340)는 구동부(330)로부터 동력을 전달받아 회전한다. 가이드 레일(125)의 내경면에는 랙기어(125a)가 배치되고, 피니언기어(340)는 랙기어(125a)와 맞물린다.
랙기어(125a)는 가이드 레일(125)의 내경면을 따라 형성된다. 가이드 레일(125)의 내경면은 단면이 사각형인 가이드 레일(125)의 내측면 중 중심에 가까운 면을 의미한다. 후술할 가이드 레일(125)의 외경면은 내경면과 마주보는 면으로서 가이드 레일(125)의 내측면 중 중심과 먼 면을 의미한다.
피니언기어(340)는 랙기어(125a)와 맞물려 회전하여 밸런싱 유닛(300)을 능동적으로 이동시킨다. 피니언기어(340)는 랙기어(125a)와 맞물려 밸런싱 유닛(300)이 자중에 의하여 이동하거나 드럼(124)의 회전시 원심력에 의하여 이동하는 것이 방지된다.
피니언기어(340)는 드럼(124)의 회전속도에 따라 랙기어(125a)와 맞물리거나 벌어질 수 있다. 드럼(124)이 설정 속도 이상으로 회전하는 경우 피니언기어(340)는 랙기어(125a)으로부터 해제되어 벌어질 수 있다. 이 때 설정 속도는 드럼(124)의 과도 공진이 발생하는 속도로서 약 300 RPM 정도이다. 드럼(124)의 과도 공진은 드럼(124)의 회전에 의한 진동수가 세탁기의 고유 진동수와 일치하여 공진이 발생되는 것을 의미한다.
상부 프레임(350)은 밸런싱 유닛(300)의 상부 골격을 형성한다. 상부 프레임(350)은 가이드 레일(125)의 내경면 측에 배치된다. 상부 프레임(350)은 가이드 레일(125)을 따라 이동할 수 있도록 측면이 호 형상으로 형성된다.
상부 프레임(350)에는 구동부(330), 피니언기어(340), 전장부(320), 상부 롤러(360), 송신코일부(240)가 구비된다. 상부 프레임(350)은 하부 프레임(370)과 슬라이딩 결합되며, 하부 프레임(370)과의 사이에 탄성체(390)가 구비된다. 상부 프레임(350)은 하부 프레임(370)과 드럼(124)의 지름방향으로 슬라이딩 가능하도록 결합된다. 상부 프레임(350)은 하부 프레임(370) 측으로 이동 가능하다.
전장부(320)는 전자 소자들이 구비되는 것으로서, 송신코일부(240)에서 발생된 전력으로부터 구동부(330)를 구동하기 위한 각종 전자 소자들이 구비된다. 본 실시예에서 전장부(320)에는 정류부(321) 및 조정부(322)가 배치되며 그 밖에 구동부(330)를 제어하기 위한 전자 소자들이 구비될 수 있다.
상부 롤러(360)는 회전 가능하도록 상부 프레임(350)에 구비된다. 상부 롤러(360)는 가이드 레일(125)의 내경면에 밀착되어 구를수 있다. 상부 롤러(360)는 상부 프레임(350)이 가이드 레일(125)의 내경면에 직접 닿지 않도록 한다. 상부 롤러(360)는 피니언기어(340)가 랙기어(125a)와 맞물릴 때 탄성체(390)에 의한 탄성력이 피니언기어(340)에 집중되지 않도록 한다. 상부 롤러(360)는 복수로 구비되는 것이 바람직하다.
수신코일부(310)는 송신코일부(240)가 발생한 자기장으로부터 전자기유도에 의하여 전력을 발생하여 구동부(330)에 공급한다. 수신코일부(310)는 송신코일부(240)에 대응되도록 상부 프레임(350)의 측면에 배치된다.
하부 프레임(370)은 밸런싱 유닛(300)의 하부 골격을 형성한다. 하부 프레임(370)은 가이드 레일(125)의 외경면 측에 배치된다. 하부 프레임(370)은 가이드 레일(125)을 따라 이동할 수 있도록 측면이 호 형상으로 형성된다.
하부 프레임(370)에는 하부 롤러(380)가 구비된다. 하부 프레임(370)은 상부 프레임(350)과 슬라이딩 결합되며 상부 프레임(350)과의 사이에 탄성체(390)가 구비된다.
하부 롤러(380)는 회전 가능하도록 하부 프레임(370)에 구비된다. 하부 롤러(380)는 가이드 레일(125)의 외경면에 밀착되어 구른다. 하부 롤러(380)는 하부 프레임(370)이 가이드 레일(125)의 외경면에 직접 닿지 않도록 한다. 하부 롤러(0는 복수로 구비되는 것이 바람직하다.
도 10의 (a)를 참조하면, 드럼(124)이 정지하거나 설정 속도 이하로 회전하는 경우, 상부 프레임(350)은 탄성체(390)에 의하여 가이드 레일(125)의 내경면 측으로 밀착된다. 상부 롤러(360)는 가이드 레일(125)의 내경면에 밀착되고, 피니언기어(340)는 랙기어(125a)에 맞물린다.
구동부(330)가 동력을 발생하지 않으면 밸런싱 유닛(300)은 이동하지 않는다. 구동부(330)가 동력을 발생하면 피니언기어(340)가 회전하여 밸런싱 유닛(300)은 능동적으로 이동하여 특정 위치로 이동하거나 특정 속도로 이동할 수 있다.
도 10의 (b)를 참조하면, 드럼(124)이 설정 속도 이상으로 회전하는 경우 탄성체(390)의 탄성력보다 상부 프레임(350)의 원심력이 더 커지게 되어 상부 프레임(350)은 하부 프레임(370) 측인 가이드 레일(125)의 외경면 측으로 이동한다. 상부 롤러(360)는 가이드 레일(125)의 내경면으로부터 이격되고, 피니언기어(340)는 랙기어(125a)와 벌어져 해제된다. 밸런싱 유닛(300)은 원심력에 의하여 수동적으로 이동한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 포가 수용되며 회전 가능한 드럼;
    상기 드럼의 일측 테두리에 결합되는 링 형상의 가이드 레일; 및
    상기 가이드 레일을 따라 이동하여 상기 드럼의 무게 중심을 변화시키며 능동적으로 이동할 수 있는 밸런싱 유닛을 포함하는 세탁기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸런싱 유닛은 상기 드럼이 설정 속도 이상으로 회전하면 원심력에 의하여 상기 가이드 레일을 따라 수동적으로 이동하는 세탁기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정 속도는 상기 드럼의 공진 발생 속도인 세탁기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸런싱 유닛은 동력을 발생하는 구동부를 포함하고,
    상기 밸런싱 유닛은 상기 드럼이 설정 속도 미만으로 회전할 때 상기 구동부에 의하여 상기 가이드 레일을 따라 능동적으로 이동하는 세탁기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 내경면을 따라 형성된 랙기어를 포함하고,
    상기 밸런싱 유닛은,
    동력을 발생하는 구동부;
    상기 구동부로부터 동력을 전달받아 회전하며 상기 랙기어와 맞물리는 피니언기어; 및
    상기 드럼의 회전속도에 따라 상기 피니언기어가 상기 랙기어와 맞물리거나 벌어지도록 하는 탄성체를 포함하는 세탁기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 드럼의 외부에 구비되어 세탁수를 수용하는 터브; 및
    상기가이드 레일에 대응되도록 상기 터브에 배치되며 상기 밸런싱 유닛에 무선으로 전력을 공급하도록 자기장을 발생하는 송신코일부를 더 포함하고,
    상기 밸런싱유닛은 송신코일부가 발생한 자기장으로부터 전력을 발생하는 수신코일부를 포함하는 세탁기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 송신코일부는 상기 가이드 레일에 대응하여 상기 터브에 배치되는 세탁기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 송신코일부는 원호 형태로 형성되어 상기 터브의 일측 테두리 일부에 배치되는 세탁기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 송신코일부는 링 형태로 형성되어 상기 터브의 일측 테두리에 배치되는 세탁기.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 터브의 일측 테두리 일부에 결합되어 하중을 인가하는 웨이트를 더 포함하고,
    상기 송신코일부는 상기 터브의 일측 테두리 중 상기 웨이트가 배치되지 않은 영역에 배치되는 세탁기.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 터브는,
    양측이 개구된 원통 형상의 터브 본체;
    상기 터브 본체의 개구된 전방에 배치되는 링 형상의 전면 터브 커버; 및
    상기 터브 본체의 개구된 후방에 배치되는 원판 형상의 후면 터브 커브를 포함하고,
    상기 송신코일부는 상기 전면 터브 커버 또는 상기 후면 터브 커버에 배치되는 세탁기.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 터브에 결합되어 상기 송신코일부를 감싸는 코일 커버를 더 포함하는 세탁기.
  13. 세탁수가 수용되는 터브;
    상기 터브 내부에 배치되며 포가 수용되며 회전 가능한 원통 형상의 드럼;
    상기 드럼의 원주를 따라 이동하며 상기 드럼의 무게 중심을 변화시키는 밸런싱 유닛; 및
    상기 터브의 일측 테두리에 배치되며 상기 밸런싱 유닛이 능동적으로 이동할 수 있도록 상기 밸런싱 유닛에 무선으로 전력을 공급하는 송신코일부를 포함하는 세탁기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 드럼의 일측 테두리에 결합되며 내주면에 랙기어가 구비되는 링 형상의 가이드 레일을 더 포함하고,
    상기 밸런싱 유닛은 상기 랙기어와 맞물리는 피니언기어를 포함하는 세탁기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 밸런싱 유닛은,
    상기 송신코일부로부터 무선으로 전력을 공급받아 상기 피니언기어를 회전하는 구동부;
    상기 피니언기어가 구비되는 상부 프레임;
    상기 상부 프레임과 슬라이딩 경합되는 하부 프레임; 및
    상기 상부 프레임 및 상기 하부 프레임 사이이 구비되는 탄성체를 포함하는 세탁기.
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