(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2014년02월03일
(11) 등록번호 10-1356645
(24) 등록일자 2014년01월22일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
D06F 37/22 (2006.01) D06F 37/20 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2007-0038518
(22) 출원일자 2007년04월19일
심사청구일자 2012년02월13일
(65) 공개번호 10-2008-0094290
(43) 공개일자 2008년10월23일
(56) 선행기술조사문헌
KR1019980074805 A*
KR200134130 Y1*
KR1019970075068 A
KR2019970062395 U
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
삼성전자주식회사
경기도 수원시 영통구 삼성로 129 (매탄동)
(72) 발명자
정양조
경기도 수원시 권선구 권중로 136, 신동아대원아
파트 503동 505호 (권선동)
허정의
경기도 수원시 권선구 세권로316번길 49, 201동
807호 (권선동, 현대아파트)
(74) 대리인
특허법인세림
전체 청구항 수 : 총 9 항 심사관 : 박형욱
(54) 발명의 명칭 밸런서와 이를 구비하는 드럼세탁기
(57) 요 약
회전조의 진동을 신속하게 저감시키기 위한 볼밸랜서가 구비된 드럼세탁기를 제공한다. 이러한 드럼세탁기는 세
탁물을 세탁 또는 탈수시키도록 회전 가능하게 설치되는 회전조와, 회전조의 회전 시 발생되는 진동을 저감시키
도록, 다수의 질량체와, 질량체가 원주방향으로 이동할 수 있도록 그 단면이 사각형상으로 이루어진 레이스가 구
비된 하우징과, 질량체가 상기 레이스에서 원주방향으로 이동하는 과정에서 발생되는 소음을 저감할 수 있도록
레이스의 내부에 채워지는 유체로 이루어진 밸런서를 구비한다. 이때의 레이스의 모서리부분은 라운드형상으로
이루어지고, 레이스의 모서리부분의 반경(rs)을 질량체의 반경(R)으로 나눈 값은 0.4에서 0.9 사이의 범위를 이
룬다. 이에 따라 본 발명에서는 레이스의 모서리부분의 반경(rs)을 질량체의 반경(R)으로 나눈 값은 0.4에서 0.9
사이의 범위를 가진 밸런서에 의해 적은 량의 유체를 사용하면서 효율적으로 회전조에서 발생된 진동을 저감시킬
수 있다.
대 표 도 - 도1
등록특허 10-1356645
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특허청구의 범위
청구항 1
세탁물을 세탁 또는 탈수시키도록 회전 가능하게 설치되는 회전조와,
상기 회전조의 회전 시 발생되는 진동을 저감시키도록, 레이스가 구비된 하우징과, 상기 레이스의 내부에서 원
주방향으로 이동되도록 마련된 복수의 질량체를 구비하는 밸런서를 포함하는 드럼세탁기에 있어서,
상기 레이스의 단면은 각 모서리부분이 라운드진 사각형상으로 이루어지며,
상기 레이스의 내부에는 상기 질량체가 원주방향으로 이동하는 과정에서 발생되는 소음을 저감할 수 있도록 유
체가 채워지고, 상기 유체는 상기 질량체가 상기 레이스 내에서 이동할 때 상기 레이스의 모서리부분들을 통해
유동하며,
상기 질량체의 직경은 19.05mm 이고,
상기 질량체와 상기 레이스의 내벽 사이의 갭은 1mm 이상 2mm 이하이며,
상기 레이스의 모서리부분의 반경(rs)을 상기 질량체의 반경(R)으로 나눈 값이 0.4에서 0.9 사이의 범위인 것을
특징으로 하는 드럼세탁기.
청구항 2
삭제
청구항 3
제 1항에 있어서,
상기 레이스는 환형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
청구항 4
제 1항에 있어서,
상기 질량체와 상기 레이스 사이의 갭은 2mm를 유지하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
청구항 5
제 1항에 있어서,
상기 밸런서는 상기 회전조의 전면과 후면측에 구비되어 상기 회전조의 회전중심과 동심을 이루는 것을 특징으
로 하는 드럼세탁기.
청구항 6
삭제
청구항 7
삭제
청구항 8
삭제
청구항 9
삭제
청구항 10
삭제
등록특허 10-1356645
- 2 -
청구항 11
본체;
상기 본체의 내부에 설치되어 내부에 세탁수를 수용하는 수조;
구동부로부터 회전력을 전달받아 회전 가능한 회전조;
상기 회전조에 결합되는 환형의 하우징과, 상기 환형의 하우징의 레이스 내에 이동 가능하게 배치되는 복수의
질량체 및 점성유체를 가지는 밸런서;를 포함하고,
상기 밸런서의 환형의 하우징은, 상기 회전조의 회전 중에 상기 질량체들이 상기 하우징의 내부에서 이동할 때
상기 점성유체가 내부 모서리부들을 통해 유동할 수 있도록 내부의 사각형 공간을 제공하는 단면을 가지고,
상기 내부 사각형 공간의 내부 모서리부들은 라운드되며,
상기 질량체들의 직경은 19.05mm이고,
상기 질량체와 상기 레이스의 내벽은 1.5mm이상, 2.0mm 이하인 간격(d)을 가지는 것을 특징으로 하는 드럼세탁
기.
청구항 12
제 11항에 있어서,
상기 간격(d)은 2mm인 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
청구항 13
제 11항에 있어서,
상기 밸런서는 상기 회전조의 전면과 후면에 구비되어 상기 회전조의 회전중심과 동심을 이루는 것을 특징으로
하는 드럼세탁기.
청구항 14
제 11항에 있어서,
상기 레이스의 모서리부의 반경(rs)을 상기 질량체의 반경(R)으로 나눈 값이 0.4에서 0.9 사이의 범위인 것을
특징으로 하는 드럼세탁기.
청구항 15
제 11항에 있어서,
상기 회전조는 상기 회전조의 외측 둘레의 가장자리를 따라 마련되는 환형의 리세스를 포함하고, 상기 밸런서는
상기 환형의 리세스 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
명 세 서
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 드럼세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전조의 진동을 신속하게 저감시키기 위한 볼밸랜서가[0013]
구비된 드럼세탁기에 관한 것이다.
일반적으로, 드럼세탁기는 세탁물을 상측으로 끌어올린 후 낙하시키며 그 낙차에 의해 세탁이 이루어지게 하는[0014]
장치이며, 이러한 드럼세탁기의 내부에는 물을 담는 수조와, 수조 내에 회전 가능하게 설치되는 회전조가 마련
된다.
등록특허 10-1356645
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이러한 드럼세탁기는 수평으로 배치된 회전조가 시계방향과 반시계방향으로 교번적으로 회전되는데, 이와 같이[0015]
회전조의 회전 시 회전조의 내주면을 따라 세탁물이 세탁수와 함께 상하 방향으로 운동되어 세탁물을 세탁 및
탈수하게 된다.
한편, 종래의 드럼세탁기에서는 세탁물의 세탁 및 탈수를 위해 회전조가 회전하는 과정에서 회전조 자체의 불균[0016]
형적인 편심구조와 회전조 내에 투입되어 있는 세탁물의 편중된 분포에 의해 불균형 질량이 발생된다.
상기와 같이 회전조의 회전 시 불균형 질량이 발생되면 불가피하게 진동이 발생되는데, 회전조의 일측에는 진동[0017]
을 신속하게 저감시킬 수 있도록 밸런서가 설치되어 있다.
이때, 밸런서는 밸런싱 역할을 할 수 있도록 소정의 질량을 갖는 다수의 질량체와, 이 다수의 질량체의 운동을[0018]
안내하도록 내부공간이 형성되어 있는 하우징을 포함한다. 그리고, 하우징의 내부에는 질량체의 적절한 운동을
돕고 질량체간의 충돌을 방지하여 질량체의 운동 시 발생하는 소음을 저감할 수 있도록 유체가 채워진다.
즉, 종래에서는 회전조가 동작될 때 불균형 질량에 의해 회전조가 동적인 밸런스를 유지하지 못한 채로 회전하[0019]
게 되는데, 질량체가 하우징의 내부에서 불균형 질량과 대칭되는 위치로 이동하여 균형을 이룸으로써 불균형 질
량에 의해 발생된 진동을 저감시키게 된다.
이때, 질량체와 유체는 하우징을 따라 원운동과 원심운동을 하는 바, 질량체와 하우징 사이의 간격을 크게 하면[0020]
질량체의 원심운동에 의한 소음이 발생되고, 하우징 내부에 많은 유체를 채워야 한다.
또, 질량체와 하우징 사이의 간격을 좁게 하면 그만큼 질량체의 움직임이 방해 받게 되어 신속한 밸런싱 효과를[0021]
이루는데 어려움이 있다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 질량체와 하우징 사이의 적정 간격[0022]
을 조정하여 효율적으로 진동을 저감시킬 수 있는 밸런서를 구비하는 드럼세탁기를 제공하는데 있다.
발명의 구성 및 작용
이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 드럼세탁기는 세탁물을 세탁 또는 탈수시키도록 회전 가능하게[0023]
설치되는 회전조와, 상기 회전조의 회전 시 발생되는 진동을 저감시키도록, 레이스가 구비된 하우징과, 상기 레
이스의 내부에서 원주방향으로 이동되도록 마련된 다수의 질량체를 구비하는 밸런서를 포함하며,
상기 레이스의 단면은 각 모서리부분이 라운드진 사각형상으로 이루어지며, 상기 회전조의 진동을 효율적으로[0024]
저감시킬 수 있도록 상기 레이스의 모서리부분의 반경(rs)을 상기 질량체의 반경(R)으로 나눈 값이 0.4에서 0.9
사이의 범위인 것을 특징으로 한다.
상기 레이스의 내부에는 상기 질량체가 원주방향으로 이동하는 과정에서 발생되는 소음을 저감할 수 있도록 유[0025]
체가 채워진 것을 특징으로 한다.
상기 레이스는 환형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.[0026]
상기 질량체와 상기 하우징 사이의 갭은 상기 레이스의 모서리부분의 반경(rs)을 상기 질량체의 반경(R)으로 나[0027]
눈 값이 0.4에서 0.9 사이의 범위가 되도록 대략 2mm를 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기 밸런서는 상기 회전조의 전면과 후면측에 구비되어 상기 회전조의 회전중심과 동심을 이루는 것을 특징으[0028]
로 한다.
상기와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 드럼세탁기의 밸런서는 회전조의 회전 시 발생되는 진동을[0029]
저감시키도록, 다수의 질량체와, 상기 질량체가 원주방향으로 이동되는 레이스가 구비된 하우징을 포함하며,
상기 레이스의 단면은 각 모서리부분이 라운드진 사각형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.[0030]
상기 레이스의 모서리부분의 반경(rs)을 상기 질량체의 반경(R)으로 나눈 값은 0.4에서 0.9 사이의 범위인 것을[0031]
특징으로 한다.
상기 질량체와 상기 하우징 사이의 갭은 상기 레이스의 모서리부분의 반경(rs)을 상기 질량체의 반경(R)으로 나[0032]
눈 값이 0.4에서 0.9 사이의 범위가 되도록 대략 2mm를 유지하는 것을 특징으로 한다.
등록특허 10-1356645
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상기 레이스의 내부에는 상기 질량체가 상기 레이스의 내부에서 원주방향으로 이동되는 과정에서 발생되는 소음[0033]
을 저감시키도록 유체가 채워진 것을 특징으로 한다.
상기 레이스는 환형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.[0034]
이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. [0035]
도 1은 본 발명에 따른 드럼세탁기를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 밸런서를 도시한 부[0036]
분 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 밸런서를 도시한 단면도이다.
먼저 도 1을 참고하면, 본 발명의 드럼세탁기는 외관을 형성하는 본체(10)와, 이 본체(10)의 내부에 설치되며[0037]
세탁 시에 세탁수가 저장되는 수조(20)와, 이 수조(20) 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전조(30)를 구비한다.
이때, 본체(10)의 전면 또는 상면에는 세탁물의 투입을 위한 개구부를 개폐할 수 있도록 도어(15)가 설치된다.[0038]
여기서 설명하지 않은 도면부호 'L'은 세탁물이다.
본체(10)의 내측에는 수조(20)로 세탁수와 세제를 공급하는 급수관(17)과 세제 공급장치(19)가 설치된다. 이때[0039]
의 세제공급장치(19)는 내부에 세제를 수용하는 내부공간을 구비하며, 사용자가 세제를 투입하기 용이하도록 본
체(10)의 전면부 쪽에 설치된다.
그리고 본체(10)의 하부에는 수조(20)에 담겨진 세탁수를 본체(10)의 외부로 배출시키기 위한 배수펌프(27)와[0040]
배수관(29)이 설치된다.
회전조(30)의 후면에는 이 회전조(30)에 동력을 전달하여 회전하게 하는 구동부(40)가 마련된다. 회전조(30)의[0041]
내주면에는 구동부(40)에 의한 회전조(30)의 회전 시 세탁물을 회전조(30)의 상부로 끌어올린 후에 낙하시켜 세
탁물을 세탁하는 리프터(35)가 일정 간격을 따라 마련된다.
또한, 회전조(30)의 전면과 후면에는 환 형상으로 형성되어 회전조(30)의 회전중심과 동심을 이루는 밸런서(5[0042]
0)가 설치된다. 이때의 밸런서(50)는 회전조(30)의 회전 시 회전조(30) 자체의 불균형적인 편심구조와 회전조
(30) 내에 투입되어 있는 세탁물의 편중된 분포에 의한 불균형 질량으로 인해 발생될 수 있는 진동이 신속하게
저감될 수 있게 하는 역할을 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 밸런서(50)는 다수의 질량체(51)와, 그 내부에서 다수의 질량체(51)가 원주방[0043]
향으로 이동 가능하게 마련되는 하우징(53)을 포함한다.
이때, 질량체(51)는 구형상으로 이루어지며, 상술한 바와 같이 하우징(53)의 내부에 마련된다.[0044]
하우징(53)에는 그 내부에서 질량체(51)가 원주방향으로 이동 가능하게 설치되도록 하는 레이스(54)가[0045]
마련된다. 이때의 레이스(54)는 그 단면이 사각형상으로 이루어진다. 또, 사각형상의 단면으로 이루어진 레이스
(54)의 모서리부분(54a)은 라운드형상으로 이루어진다. 또한, 이때의 하우징(53)은 사출재질 또는 다이캐스팅재
질 또는 금속판재로 이루어진다.
그리고, 레이스(54)의 내부에는 질량체(51)의 이동 시 발생되는 소음을 저감시키도록 점성을 갖는 유체가 채워[0046]
진다. 이때의 유체는 레이스(54)와 질량체(51) 사이의 공간으로 유동된다. 특히, 본 발명에서는 대부분의 유체
가 레이스(54)의 모서리부분(54a)을 통해 유동되는데, 이 유체의 점도에 따라 질량체(51)의 운동량이 결정된다.
따라서, 본 발명에서는 레이스(54)에 채워지는 유체의 점도를 조절하여 반복적으로 실험한 결과 도 4에 도시한[0047]
그래프와 같이 질량체(51)의 운동량을 구할 수 있다.
여기서, 그래프의 수평축은 질량체(51)와 레이스(54) 내벽 사이의 간격(d,도 3참조)을 나타낸 것이며, 그래프의[0048]
수직축은 본 발명의 밸런서(50)를 일정 높이에서 낙하시켰을 때 레이스(54) 내부의 질량체(51)가 떨어지는 시간
을 나타낸 것이다. 이때의 질량체(51)는 그 직경이 19.05mm인 것을 사용하여 실험하였다.
여기서, 레이스(54) 내부의 질량체(51)가 떨어지는 시간이 짧을 수록 질량체(51)의 운동량이 크게 되는데, 도시[0049]
된 바와 같이 질량체(51)와 레이스(54) 내벽 사이의 간격(d)이 1.5mm 이상일 때 각 점도에 따른 질량체(51)의
운동량이 큰 것을 알 수 있다.
하지만, 본 발명에서는 레이스(54)의 가공 시 공차가 발생되고, 질량체(51)와 레이스(54) 내벽 사이의 간격(d)[0050]
이 일정 이상 넓어지면 질량체(51)의 움직임 시 소음이 발생되므로 질량체(51)와 레이스(54) 내벽 사이의 간격
등록특허 10-1356645
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(d)이 대략 2mm일 때 최적화됨을 알 수 있다.
이때, 상기와 같이 질량체(51)와 레이스(54) 내벽 사이의 간격(d)이 2mm 정도 되면, 유체가 통과되는 질량체[0051]
(51)와 레이스 모서리부분(54a) 사이의 공간의 비 즉, 하기의 식과 같이 레이스(54)의 모서리부분(54a)의 반경
(rs)을 질량체(51)의 반경(R)으로 나눈 값이 0.4에서 0.9 사이의 범위가 된다.
0.4〈rs/R〈0.9[0052]
따라서, 본 발명에서는 레이스(54)의 모서리부분(54a)의 반경(rs)을 질량체(51)의 반경(R)으로 나눈 값이 0.4에[0053]
서 0.9 사이의 범위를 가진 밸런서(50)를 구비한다. 이에 따라 본 발명의 밸런서(50)는 질량체(51)와 레이스
(54) 내벽 사이의 간격(d)를 최소화하여 적은 량의 유체를 사용하면서도 질량체(51)와 레이스(54) 간의 충돌을
최소화할 수 있으므로 회전조(30)에서 발생되는 진동을 효율적으로 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기와 같은 밸런서(50)를 구비함으로써, 질량체(51)와 레이스(54) 내벽 사이의 간격(d)를[0054]
최소화하여 적은 량의 유체를 사용하면서도 질량체(51)의 동작성을 유지하여 질량체(51)의 충돌에 의한 소음을
줄일 수도 있게 된다.
발명의 효과
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 드럼세탁기는 레이스의 모서리부분의 반경을 질량체의 반경으로 나[0055]
눈 값이 0.4에서 0.9 사이의 범위를 가진 밸런서를 구비하여 적은 량의 유체를 사용하면서 효율적으로 회전조에
서 발생된 진동을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명에 따른 드럼세탁기를 개략적으로 도시한 단면도이다.[0001]
도 2는 도 1에 도시된 밸런서를 도시한 부분 단면도이다.[0002]
도 3은 도 1에 도시된 밸런서를 도시한 단면도이다.[0003]
도 4는 유체의 점도에 따라 본 발명의 밸런서를 낙하시켰을 때 레이스 내부의 질량체가 떨어지는데 걸리는 시간[0004]
과 질량체와 레이스 사이의 간격의 상관관계를 나타낸 그래프이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** [0005]
10 : 본체 30 : 회전조[0006]
50 : 밸런서 51 : 질량체[0007]
53 : 하우징 54 : 레이스[0008]
54a : 레이스의 모서리부분 [0009]
R : 질량체의 반경[0010]
rs : 레이스의 모서리부분의 반경[0011]
d : 질량체와 레이스 내벽 사이의 간격[0012]
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도면
도면1
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도면2
도면3
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도면4
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