KR20120022558A - 세탁기 - Google Patents

Abstract

수조를 방진 지지하는 서스펜션에 있어서, 유체 댐퍼 수단 이외에 항상 감쇠 작용을 발휘하는 마찰 댐퍼 수단을 설치하고, 감쇠력의 안정화를 도모한 세탁기를 제공하는 것으로, 내부에 회전 가능한 세탁조를 설치한 수조를 하우징체 내에 방진 지지하는 서스펜션을 구비한 세탁기로서 서스펜션은 유체 댐퍼 수단과 마찰 댐퍼 수단을 구비하고, 상기 유체 댐퍼 수단은 전기적 에너지의 인가에 의해 점성이 변화되는 기능성 유체의 점성을 이용하여 상기 수조의 진동을 감쇠시키는 구성으로 하며, 상기 마찰 댐퍼 수단은 상기 수조의 진동을 받아 왕복 운동하는 샤프트와 슬라이딩 접촉하여 발생하는 마찰력을 이용하여 수조의 진동을 감쇠시키는 구성으로 하는 것을 특징으로 한다.

Description

세탁기{WASHING MACHINE}

본 발명의 실시형태는 수조를 서스펜션에 의해 방진(防振) 지지한 세탁기에 관한 것이다.

종래, 예를 들어 드럼식 세탁기에서는, 내부에 회전 가능한 드럼을 구비한 수조는 복수의 서스펜션에 의해 하우징체의 저부에 탄성적으로 지지되고, 상기 복수의 서스펜션에 의해 드럼의 회전에 수반되는 진동을 감소시키는 감쇠 기능을 발휘하도록 하고 있다.

그리고, 서스펜션으로서는 예를 들어 자장의 강도에 따라서 점도가 변화되는 자기 점성 유체(MR유체)를 사용한 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

자기 점성 유체는 자장 발생 회로에 의해 자계를 부여함으로써 유체의 점도를 제어 가능한 점에서 세탁기의 서스펜션으로서 채용되어, 수조의 진동에 따라 상하 운동(왕복 운동)하는 샤프트에 대해서 자기 점성 유체를 접촉시키고 그 점성에 의해 샤프트의 상하 운동을 억제하는 저항으로서 기능하게 하여, 수조의 진동 진폭을 감쇠시키도록 하고 있다.

상기 감쇠 작용(댐퍼 작용)에 의해 운전시에서의 진동을 빠르게 감쇠시키고 저진동, 저소음의 세탁기를 제공할 수 있다.

일본 공개특허공보 제2006-57766호

그런데, 상술한 자기 점성 유체만을 사용한 소위 유체 댐퍼 수단으로 이루어진 서스펜션에서는 그 진동 진폭의 대소에 맞는 점도를 정확하게 가변 제어하는 것은 용이하지 않다.

또한, 자장 발생 회로 등이 통전 불능이 되는 이상시에는 감쇠 작용이 매우 작아지므로 이상 진동을 일으키는 등의 불안정 요인을 갖고 있다.

그래서, 유체 댐퍼 수단 외에 항상 감쇠 작용을 발휘하는 마찰 댐퍼 수단을 설치하고 감쇠력의 안정화를 도모한 세탁기를 제공한다.

본 실시 형태의 세탁기에 의하면 내부에 회전 가능한 세탁조가 설치된 수조를 하우징체 내에 방진 지지하는 서스펜션을 구비한 세탁기에 있어서, 상기 서스펜션은 유체 댐퍼 수단과 마찰 댐퍼 수단을 구비하여 이루어지고, 상기 유체 댐퍼 수단은 상기 수조의 진동에 따라 통형상의 실린더 내를 왕복 운동하는 샤프트와, 상기 실린더 내에 수용되고 전기적 에너지의 인가에 의해 점성이 변화되는 기능성 유체를 가지며, 상기 기능성 유체의 점성이 상기 샤프트의 왕복 운동에 저항하도록 기능함으로써 상기 수조의 진동을 감쇠시키는 구성으로 하고, 상기 마찰 댐퍼 수단은 상기 유체 댐퍼 수단과 상기 샤프트를 통하여 직렬로 배치되고, 진동시에 상기 샤프트의 왕복 운동에 슬라이딩 접촉하여 마찰력을 발생시키며, 상기 마찰력이 상기 샤프트의 왕복 운동에 저항하도록 기능함으로써 상기 수조의 진동을 감쇠시키는 구성으로 한 것을 특징으로 한다.

도 1은 제1 실시 형태에서의 서스펜션의 일부를 확대하여 도시한 종단면도,
도 2는 서스펜션 단체의 구성을 도시한 종단면도,
도 3은 드럼식 세탁기에 적용한 세탁기 전체 구조의 개요를 도시한 종단면도,
도 4는 제2 실시 형태를 도시한 도 1 상당도이다.

(제1 실시 형태)

이하, 드럼식 세탁기에 적용한 제1 실시 형태에 대해서, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

우선, 도 3에 도시한 드럼식 세탁기(이하, 세탁기라고 함)의 전체 구조에 대해 설명한다. 외각을 형성하는 상자 형상의 하우징체(1)의 전방면부(도시에서 우측)의 거의 중앙부에는 세탁물 출입구(2)를 형성하고 출입구(2)를 개폐하는 문(3)을 설치하고 있다.

또한, 하우징체(1)의 전방면부의 상부에는 조작 패널(4)을 설치하고 있고, 그 이면측에 운전 제어용 제어 장치(5)를 설치하고 있다.

하우징체(1)의 내부에는 수조(6)를 설치하고 있다. 상기 수조(6)는 축방향을 전후로 하는 횡축 원통 형상을 이루고, 하우징체(1)의 저판(1a)상에 좌우 한 쌍(한쪽만 도시)의 서스펜션(7)(상세한 내용은 후술함)에 의해 전방으로 올라가도록 기울어진 상태로 탄성 지지되어 있다.

수조(6)의 배면부에는 모터(8)가 부착되어 있다. 상기 모터(8)는 예를 들어 직류의 브러시리스모터로 이루어진 것으로 아우터로터형이고, 그 로터(8a)의 중심부에 부착된 도시하지 않은 회전축이, 베어링 브래킷(9)을 통하여 수조(6)의 내부에 삽입 통과되고 후술하는 드럼(10)의 배면부의 중앙부에 연결되어 있다.

드럼(10)은 수조(6) 내부에 설치되어 세탁물을 수용하는 세탁조로서 기능하고, 그 축방향을 전후로 하는 횡축 원통 형상을 이루는 것으로, 상기한 바와 같이 모터(8)의 회전축과 연결되어 수조(6)와 동축상의 전방으로 올라가도록 기울어진 상태로 지지되어 있다.

그 결과, 드럼(10)은 모터(8)에 의해 직접 구동되어 횡축 둘레에 회전하고, 모터(8)는 드럼(10)을 회전시키는 드럼 구동 장치로서 기능한다.

또한, 드럼(10)의 둘레측부(몸통부)에는 통수, 통풍 가능한 소구멍(11)이 전역에 걸쳐 다수 형성되어 있고, 이에 비하여 수조(6)는 거의 구멍이 없는 형상을 이루고 저수 가능한 구성으로 되어 있다.

이들 드럼(10) 및 수조(6)는 모두 전방면부에 개구부(12, 13)를 갖고 있고, 그 중의 수조(6)의 개구부(13)와 세탁물 출입구(2) 사이에, 환형의 벨로우즈(14)가 장착되어 있다.

이에 의해, 세탁물 출입구(2)는 벨로우즈(14), 수조(6)의 개구부(13), 및 드럼(10)의 개구부(12)를 통하여 드럼(10)의 내부에 연결되는 형태로 되어 있다.

저수 가능한 수조(6)의 최저 부위에는 도중에 배수 밸브(15)를 통하여 배수관(16)을 접속하고, 세탁기 밖으로 배수 가능하게 하고 있다. 상기 수조(6)의 배면측으로부터 상방 및 전방에 걸쳐 건조 유닛(17)을 설치하고 있다.

상기 건조 유닛(17)은 송풍 장치(19), 가열 장치(20), 및 도시하지 않은 제습 수단 등을 구비한 순환 덕트(18)로 구성되고, 수조(6) 내로부터 배출된 공기 중의 수분을 제습하고, 이어서 가열하여 소위 건조풍을 생성하며, 수조(6) 내에 되돌리는 것을 반복하는 순환을 실시하여, 회전 구동되는 드럼(10) 내의 세탁물을 건조시키도록 하고 있다.

여기에서, 상기한 서스펜션(7)의 구체적 구조에 대해서 설명한다. 도 3에 추가하여 도 2의 서스펜션(7) 단일체의 구성을 도시한 종단면도를 참조하여 설명한다.

서스펜션(7)은 개략 구성으로서 하우징체(1)의 저판(1a)이 구비하는 부착판(21)측에 부착된 원통 형상의 실린더(22)와, 수조(6)가 구비하는 부착판(23)측에 부착된 샤프트(24)와, 샤프트(24)와 실린더(22) 사이에 장착된 코일 스프링(25)을 구비한 구성으로 되어 있다.

상기 서스펜션(7)의 구체적인 부착 구조는 실린더(22)의 하단부에 실린더 연결부(22a)가 부착되고, 상기 연결부(22a)를 저판(1a)의 부착판(21)에 고무 등의 탄성 좌판(26) 등을 통하여 너트(27)로 체결함으로써, 실린더(22)가 저판(1a)측의 부착판(21)에 부착된다.

한편, 샤프트(24)는 실린더(22)의 내부(상세한 내용은 후술함)에 삽입되는 자성 부재로 이루어진 샤프트 주부(主部)(24a)와, 그 상단부에 일체적으로 연결된 자성 부재로 이루어진 샤프트 연결부(24b)로 구성되어 있고, 상기 샤프트 연결부(24b)를 수조(6)의 부착판(23)에 고무 등의 탄성 좌판(28) 등을 통하여 너트(29)로 체결함으로써 샤프트(24)를 수조(6)의 진동에 추종하여 일체적으로 상하 방향 등으로 진동하도록 하는 연결 구성으로 되어 있다.

또한, 코일 스프링(25)의 부착 구조의 상세한 내용은 후술하기로 하고 여기에서는 대략적인 내용만 설명하면, 도 2에 도시한 바와 같이 코일 스프링(25)의 하단부가 실린더(22)의 상단부에 지지되고, 상단부가 샤프트(24)의 상부에 배치된 원판 형상의 스프링 받이판(30)에 막혀, 탄성력이 축적된 상태로 장착되어 있다.

즉, 코일 스프링(25)은 샤프트(24)를 실린더(22)로부터 상방으로, 즉 실린더(22)의 외방으로 인출되도록 힘이 가해지는 상태로 설치되어 있다.

이어서, 실린더(22)의 내부 구조에 대해서 도 1의 확대 단면도를 참조하여 그 개략적인 구성에 대해 설명한다.

실린더(22) 내에는 샤프트(24)를 직선적으로 왕복 운동(상하 운동) 가능하게 지지하는 베어링 수단이 상부와 하부로 서로 떨어져 고정적으로 설치되고, 또한 하부에 떨어져 있는 베어링 수단의 중간 부위에 후술하는 기능성 유체(36) 및 자장 발생 수단으로서 기능하는 코일 보빈 유닛(37) 등을 수용한 구성으로 되어 있다.

그런데, 우선 상부측에 설치된 베어링 수단에 대해서 설명하면, 실린더(22)의 개구 상단부에 중공 통형상의 상부 베어링 케이스(31)를 압입 또는 코킹 수단에 의해 부착하고, 그 상부 베어링 케이스(31) 내부에 예를 들어 소결 함유 금속으로 이루어진 베어링(32)을 압입 상태로 끼워 맞춤 고정하고, 샤프트(24)의 상반부측을 슬라이딩 접촉 가능하게 축 지지한다.

또한, 상부 베어링 케이스(31)의 상부에 일체로 돌출되어 설치된 스프링 받이부(48)가 설치되어 있지만, 이 상세한 내용에 대해서는 후술한다.

이에 대응하여, 하부측에 배치된 베어링 수단에 대해 설명하면(도 2 참조), 하부측 베어링 수단은 실린더(22)의 상하 방향의 거의 중간부에 위치하고 중공 통형상의 하부 베어링 케이스(33)가 압입 또는 코킹 수단에 의해 고정적으로 부착되어 있다.

베어링 케이스(33)의 중공 내부에는 상기한 바와 동일한 소결 함유 금속으로 이루어진 베어링(32)이 압입 상태로 끼워 맞추어져 고정되어 있다.

그 결과, 실린더(22)의 상단부 및 중간부(하부)에 위치하는 베어링 수단에 의해 실린더(22) 내에 삽입 통과된 샤프트(24)는 직선적으로 상하 방향으로 왕복 운동 가능하게 지지된다.

단, 상기한 바와 같이 코일 스프링(25)이 설치된 상태에서, 샤프트(24)는 상방(외방)으로 힘이 가해지는 상태에 있으므로, 샤프트(24)의 하단부에 설치된 고정링(34)이 하부 베어링 케이스(33)에 충돌하여, 즉 샤프트(24)가 상방으로의 빠짐 방지 상태로 수용되어 있다.

또한, 하부 베어링 케이스(33) 보다도 아래에 위치하는 실린더(22) 내에는 샤프트(22)의 하강 행정을 고려한 크기의 공동(35)이 형성되어 있다.

여기에서, 상하 베어링 케이스(31, 33) 사이에 수용되는 기능성 유체(36) 및 자장 발생 수단으로서 기능하는 코일 보빈 유닛(37) 등의 구성에 대해서 설명한다.

우선, 코일 보빈 유닛(37)의 구성에 대해서 설명하면, 코일 보빈 유닛(37)은 원통 형상의 보빈(38)에 자장(자계)을 발생시키는 코일(39)을 감고, 예를 들어 본 실시 형태에서는 상부 코일(39a), 하부 코일(39b)로 하는 상하 2단으로 감은 구성으로 되어 있다.

이와 같이 하여 코일(39)을 감은 보빈(38)의 상부, 하부 및 그 중간에 위치하도록 각 요크(40, 42 및 41)를 배치한 상태에서, 수지 몰드[몰드부(47)]한 일체 구성으로 하여 코일 보빈 유닛(37)이 구성된다.

상기 코일 보빈 유닛(37)의 몰드부(47)의 외주면측을 실린더(22)의 내주면에 끼워 맞춤으로써 실린더(22) 내에 설치되어 수용된다.

또한, 설치된 코일 보빈 유닛(37)의 통형상 중공부는 삽입된 샤프트(24)의 외주면과의 사이에 환상의 협소한 공극(G)을 형성한다.

또한, 코일 보빈 유닛(37)의 상단부에 위치하는 상부 요크(40)의 상면측에는 환상의 유체 시일(43)이 그 외주 둘레의 강성(剛性) 부분을 압입하여 고정되고, 립 형상의 내주 둘레가 샤프트(24)의 외주면에 밀착되어 밀봉하는 구성으로 되어 있다.

또한, 하단부에 위치하는 하부 요크(41)의 하면측에는 상기 동일한 유체 시일(43)이 압입 고정되고, 샤프트(24)의 외주면에 밀착되어 밀봉되어 있다.

따라서, 공극(G)은 그 상하 단부가 각 유체 시일(43)로 밀봉되어 전체적으로 통형상의 공간을 형성하고 또한 각 유체 시일(43)은 각각, 상부 및 하부 베어링 케이스(31, 33)로 외방측으로부터 끼워지도록 지지되어, 확실하게 빠짐 방지 상태로 장착된다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 중간 요크(42)를 이용하여 직렬로 접속된 상,하 코일(39a, 39b)로부터 각각 인출되거나, 리드선(44)을 실린더(22)에 피착된 부시(45)를 통하여 외부에 도출하여, 도시하지 않은 구동 회로에 접속한다.

리드선(44)에는 보호를 위한 튜브(46)가 피복되어 있다.

그리고, 상기 구성의 공극(G) 내에는 기능성 유체(36)(도 1, 도 2 중 흰색으로 표시)가 충전되어 있다. 또한, 샤프트(24)와 코일 보빈 유닛(37) 사이에 형성된 공극(G)은 통형상으로 형성되는 공간이지만, 특히 각 요크(40, 41, 42)와 대응하는 간극이 가장 협소하게 형성되고, 또한 상하부에 배치된 유체 시일(43)에 의해 기능성 유체(36)가 누설되지 않는 밀봉 구성으로 되어 있다.

여기에서, 기능성 유체(36)의 특성 등에 대해서 설명한다. 기능성 유체(36)는 외부로부터 가해지는 물리량을 제어함으로써 점성 등의 유동학적(rheology) 성질이 기능적으로 변화되는 유체로서, 구체적으로는 전기적 에너지의 인가에 의해 점성이 변화되는 유체로, 예를 들어 자계(자장)의 강도에 따라서 점성 특성이 변화되는 자기 점성 유체(MR유체), 또는 전계(전장)의 강도에 따라서 점성 특성이 변화되는 전기 점성 유체(ER 유체) 등이 해당한다.

그 중, 전자의 자기 점성 유체(MR 유체)는 예를 들어 오일 중에 철, 카르보닐철 등의 강자성 입자를 분산시킨 것으로, 자계가 인가되면 강자성 입자가 사슬형 클러스터를 형성함으로써 외관상의 점도가 상승하는 특성을 갖는다. 이하, 본 실시 형태에서는 기능성 유체(36)로서 상기 자기 점성 유체를 채용한 경우에서의 작용 설명 등을 실시한다.

리드선(44)을 통하여 코일(39)에 흐르는 전류값에 따른 자계를 발생하는 자장 발생 수단의 코일 보빈 유닛(37)은 기능성 유체(36)인 자기 점성 유체의 점성을 제어 가능하게 한다.

그 발생하는 자계는 직류값에 따라 가변하는 점에서, 자기 점성 유체의 점성을 용이하게 가변 제어할 수 있는 것이다.

이어서, 앞서 대략적으로 설명한 코일 스프링(25)의, 특히 하단부의 부착 구조에 대해서 상세하게 설명한다.

즉, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 실린더(22)의 상단부에 위치하는 상부 베어링 케이스(31)를 이용하여 그 상면측에 일체로 돌출 형성된 스프링 받이부(48)를 설치하고 있다.

상기 스프링 받이부(48)는 직경이 작은 통형상을 이루는 통형상부(48a)를 갖는다. 따라서, 상기 스프링 받이부(48)는 실린더(22)의 상단부로부터 돌출된 위치에 형성되어 있다.

상기 통형상부(48a)의 기부(基部)와 상부 베어링 케이스(31)의 경계 부분에는 다른 직경에 의한 단차부(49)가 형성되고, 상기 단차부(49)로 코일 스프링(25)의 하단부를 하방으로부터 지지한다.

여기에서, 코일 스프링(25)의 하단부가 스프링 받이부(48)의 통형상부(48a)의 외주 기부에 대하여 자유 운동하지 않도록 코일 스프링(25)이 끼워 맞추어지고, 통형상부(48a)의 상부로 감에 따라서 느슨하게 끼워 맞추어지는, 즉 여유있게 맞추어지는 형태로 하여, 코일 스프링(25)의 하단부가 확실하게 지지되도록 되어 있다.

또한, 통형상부(48a)에 코일 스프링(25)이 여유있게 맞추어지는 형태는 통형상부(48a)를 끝이 좁은 테이퍼 형상으로 하는 것도 가능하고, 또는 코일 스프링(25)의 내부 직경이 서서히 확대되는 형상으로 해도 좋다.

또한, 통형상부(48a)의 길이(높이 치수)는 코일 스프링(25)의 밀착 길이보다 작아지도록 설정되어 있다. 이는 통형상부(48a)의 상단부가 스프링 받이판(30)에 접촉되지 않고, 코일 스프링(25)의 최대한의 압축 상태까지 유효하게 기능하도록 하기 위함이다.

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 스프링 받이부(48)의 내부에는, 중심을 삽입 통과하는 샤프트(24)보다 직경이 큰 원형상의 내주를 이루고, 통형상부(48a)의 길이(높이) 상당의 깊이를 갖는 오목부(50)가 형성되어 있다.

상기 오목부(50) 내에는 상방으로부터 2개의 원고리 형상부의 시일 부재(51)가 압입에 의해 끼워 맞추어지고 또한 상하로 서로 대향한 상태로 배치되며, 그 양자의 대향하고 있는 사이에 환상의 간극으로 이루어진 홈 형상부(52)가 형성되어 있다.

각 시일 부재(51)는 스프링 내장 오일 시일로, 복수의 예를 들어 2조(條) 의 립(51a, 51b)을 구비하고, 그 내측의 립(51a)은 스프링(51c)을 통하여 샤프트(24)에 밀착되어 특히 시일용 립으로서 기능한다. 또한, 외측의 립(51b)은 주로 먼지용 립으로서 먼지 침입 방지 기능을 하지만, 모두 내부에 삽입된 샤프트(24)에 밀착되어 액밀(液密)하게 밀봉하는 기능을 발휘한다.

이중에서 상하로 서로 대향하는 내측의 각 립(51a)에 의해 샤프트(24) 둘레에 상기 홈 형상부(52)가 형성되고 또한 그 선단측(중심측)인 샤프트(24)측이 소정폭(상하 방향)의 개방된 간극이 형성되어 있다.

그리고, 상기 홈 형상부(52)에는 본 실시 형태에서는 반고체 형상의 그리스(53)가 충전된다(도 1 중에 파선 해칭으로 도시함). 따라서, 홈 형상부(52)는 그리스 저류부로서 기능하고 또한 그리스(53)는 샤프트(24)의 외주면과 항상 소정폭을 갖고 면 접촉되도록 되어 있다.

또한, 반고체 형상을 이루는 그리스(53)의 경도는 JIS(일본 공업 규격) 분류 0호~3호까지의 조도[(稠度, consistency)페이스트 형상 물질의 딱딱함?무름?유동성 등을 의미하는 용어]를 갖는 우레아계 그리스가 채용되어 있다.

이렇게 하여, 상기 구성에 의해 서스펜션(7)이 구성되고 서스펜션(7)은 좌우 한 쌍으로 수조(6)와 하우징체(1)의 저판(1a) 사이에 들어가고, 하우징체(1)의 저판(1a)상에 수조(6)를 탄성적으로 지지하는 구성으로 되어 있다.

다음에, 상기 구성의 세탁기의 작용을 설명한다.

본 실시 형태의 횡축 둘레의 드럼(10)을 구비한 세탁기에서는 세탁, 헹굼, 탈수 및 건조의 각 행정에서 제어 장치(5)가 드럼(10)을 각각 적정한 회전 속도로 구동 제어함으로서 운전이 실행된다.

그리고, 드럼(10) 내에 수용된 세탁물에 의한 편하중 등에 기인하여 드럼(10)이 진동되고 탄성적으로 지지된 수조(6)는 상하 방향을 주체로 진동된다.

이 수조(6)의 상하 진동에 대응하여, 서스펜션(7)에서는 수조(6)에 일체적으로 연결된 샤프트(24)를 통하여 코일 스프링(25)을 신축시키고, 샤프트(24)는 실린더(22) 내를 상하 방향으로 진동(왕복동)한다.

코일 스프링(25)은 그 신축 작용에 의해 진동을 흡수하여 하우징체(1)[저판(1a)]측으로의 진동 전달을 효과적으로 저지한다.

한편, 실린더(22) 내에는 원통 형상의 코일 보빈 유닛(37)의 중공부와 샤프트(24)의 외주면의 사이에 형성된 공극(G)에, 기능성 유체(36)(여기에서는 자기 점성 유체)가 충전되어 있으므로, 기능성 유체(36)의 점성이 샤프트(24)의 상하 방향의 왕복 운동에 대한 마찰 저항으로서 기능하여, 수조(6)의 진동 진폭을 빠르게 감쇠시키는 작용을 이룬다.

또한, 드럼(10)을 회전 구동하는 운전시에는 코일(39)에 통전되어 자장이 발생한다. 이에 의해, 상하 2단으로 배치된 각 코일(39a, 39b)의 둘레에 자로가 형성되고, 그 중 특히 자속 밀도가 높은 각 요크(40, 41, 42)와 샤프트(24) 사이에는 공극(G) 중에서도 협소한 간극으로 되어 있다.

그 때문에, 기능성 유체(36)에 자계가 부여되면, 이 부위에서의 자기 점성 유체의 점도가 급속하게 높아지고, 샤프트(24)의 상하 방향의 왕복 운동에 대한 마찰 저항이 증대되고, 그 결과 수조(6)의 진동 진폭을 빠르게 감쇠시킬 수 있다.

이와 같이 보빈(38), 코일(39), 요크(40, 41, 42) 등을 일체화한 보빈 코일 유닛(37)은 자장 발생 수단으로서 기능한다.

또한 상기 자장 발생 수단에 의한 자계를 받은 기능성 유체(36)가 그 점도를 높여 샤프트(24)의 왕복 운동에 대한 저항으로서 기능하여, 진동의 감쇠 작용을 얻는, 소위 본 실시 형태에서 말하는 유체 댐퍼 수단을 구성하는 것으로, 특히 드럼(10)을 고속 회전하는 탈수 운전시에 발생하는 큰 진동 진폭에 대하여 유효한 감쇠 작용을 발휘한다.

이에 대해서, 스프링 받이부(48)의 통형상부(48a)를 활용하고, 그 중공 내부에 수납된 고점도에 상당하는 경도의 반고체 형상의 그리스(53)가 통상 샤프트(24)에 접촉된 상태에 있으므로, 샤프트(24)의 왕복동에 따라 소정의 마찰력이 얻어지고, 샤프트(24)를 통하여 수조(6)의 진동을 감쇠시키는 작용을 이루는, 소위 본 실시 형태에서 말하는 마찰 댐퍼 수단으로서 기능한다.

따라서, 마찰 댐퍼 수단은 유체 댐퍼 수단과 달리 실질적으로 변화가 없고 기계적인 일정한 마찰력을 항상 발휘하는 데에 적합하다. 또한, 이 경우의 마찰력은 엄밀하게는 그리스(53)의 누설 방지와 그리스(53)의 저류부로서 기능하는 립(51a)이나 립(51b)에 의한 샤프트(24)로의 접촉압이 마찰력으로서 보조적으로 가미되는 것이지만, 본 실시 형태에서는 특징으로 하는 그리스(53)에 의한 마찰 작용을 주체로 설명한다.

또한, 마찰 댐퍼 수단을 구성하기 위해 스프링 받이부(48)를 활용하고 있지만, 그 통형상부(48a)는 코일 스프링(25)의 큰 쓰러짐이나 좌굴(座屈) 방지에 유효하다.

상기 통형상부(48a)는 실린더(22)의 상단부보다 외방(상방)에 위치하고, 따라서 시일 부재(51)나 그리스(53)는 실린더(22) 밖에 위치하지만, 통형상부(48a)의 외주에 여유있게 맞추어진 상태에 있는 코일 스프링(25)이 원래 필요한 유효 길이의 일부와 중복(랩)되는 범위에 마찰 댐퍼 수단을 구성할 수 있는 점에서, 댐퍼 수단을 설치하기 위해 유체 댐퍼 수단을 구비하는 서스펜션(7)의 전체 길이를, 더욱 길게 구성해야 하는 등의 문제는 발생하지 않는다.

기능성 유체(36)를 사용한 유체 댐퍼 수단과, 반고체 형상의 경도를 갖는 그리스(53)를 사용한 마찰 댐퍼 수단을 병용하고, 또한 코일 스프링(25)의 방진 작용도 포함하여 세탁기의 방진용 서스펜션(7)으로서 유효하게 기능한다.

그 중, 마찰 댐퍼 수단으로서는 상기한 바와 같이 일정한 감쇠 작용(댐퍼 작용)을 항상 발휘하고 또한 확보할 수 있는 점에서, 서스펜션(7)에 의한 감쇠 작용의 안정화를 기대할 수 있다.

또한, 본래 서스펜션(7)이 주력으로 하는 유체 댐퍼 수단에서, 예를 들어 보빈 코일 유닛(37)의 고장에 의한 통전 불능이나, 또는 진동에 즉시 대응하지 않는 등 유효하게 기능하지 않는 경우에도, 최소한 마찰 댐퍼 수단에 의한 감쇠 작용이 유효하게 기능하므로, 세탁기의 서스펜션(7)으로서 진동에 대한 안전성이나 안정화에 공헌한다.

이상 설명한 바와 같이 제1 실시 형태에 나타내는 세탁기에 의하면, 내부에 회전 드럼(10)을 갖는 수조(6)를 방진 지지하는 서스펜션(7)에 있어서, 서스펜션(7)은 유체 댐퍼 수단과 마찰 댐퍼 수단을 구비한 구성으로 한다.

유체 댐퍼 수단은 수조(6)의 진동에 따라 통형상의 실린더(22) 내를 왕복 운동하는 샤프트(24)와, 실린더(22) 내에 수용되고 전기적으로 에너지의 인가에 의해 점성이 변화되는 기능성 유체(36)(본 실시 형태에서는 자기 점성 유체)를 갖고, 상기 기능성 유체(36)의 점성이 샤프트(24)의 왕복 운동에 저항하도록 기능함으로써, 수조(6)의 진동을 감쇠시키는 구성으로 했다.

한편, 마찰 댐퍼 수단은 유체 댐퍼 수단에 대하여 샤프트(24)를 통하여 직렬로 배치되고 진동시에 샤프트(24)의 왕복동에 슬라이딩 접촉하여 마찰력을 발생시키고, 상기 마찰력이 샤프트(24)의 왕복동에 저항하도록 기능함으로써 수조(6)의 진동을 감쇠시키는 구성으로 했다.

이러한 구성의 서스펜션(7)에 의하면, 주체의 유체 댐퍼 수단에 의해 수조(6)의 진동을 빠르게 감쇠시키고 저진동, 저소음의 세탁기를 제공할 수 있다. 예를 들어, 기능성 유체(36)의 점도를 가변 제어할 수 있으므로, 진동 진폭의 크기에 맞는 제어나, 드럼식 세탁기의 행정별 제어 등, 적절한 감쇠 제어가 실행 가능하다.

상기 유체 댐퍼 수단에 추가하여 보조적으로 기능하는 마찰 댐퍼 수단을 구비하고, 항상 거의 일정한 마찰력에 의한 감쇠 작용을 얻도록 한 것으로, 결과적으로 서스펜션(7)에 의한 감쇠 작용을 안정화시킬 수 있다.

또한, 주체의 유체 댐퍼 수단이 어떠한 요인으로 적정하게 기능하지 않는 경우에도, 최저한 마찰 댐퍼 수단에 의한 감쇠 작용이 얻어지고, 이상 진동이나 이상 운전에 이르는 것을 회피하는 것이 가능한 등의 실용적 효과를 기대할 수 있다.

또한 서스펜션(7)은 샤프트(24)를 실린더(22)로부터 바깥쪽으로 인출하는 방향으로 힘을 가하는 코일 스프링(25)을 구비하고, 수조(6)측에서 발생한 진동에 대하여 코일 스프링(35)을 신축시켜 진동이 하우징체(1)측에 전달되지 않도록 하고 있다.

마찰 댐퍼 수단은 상기 코일 스프링(25)의 일단을 지지하는 실린더(22)의 외단부에 있어, 둘레를 코일 스프링(25)으로 둘러싼 범위에 배치했다. 즉, 마찰 댐퍼 수단은 코일 스프링(25)으로서 필요한 유효 길이의 범위 내에 있고, 코일 스프링(25)의 일부와 겹치는 위치에 설치했으므로, 유체 댐퍼 수단을 갖는 서스펜션(7)을 크게(길게)하지 않고 마찰 댐퍼 수단을 부가할 수 있어 제작 및 조립상 유리하다.

더욱 구체적으로는 실린더(22)의 외단부에 코일 스프링(25)의 일단을 끼워 맞춤 지지하는 통형상의 스프링 받이부(48)를 설치하고, 스프링 받이부(48)의 통형상 길이인 통형상부(48a)는 코일 스프링(25)의 밀착 길이 보다 작게 형성했다.

이에 의해, 통형상부(48a)의 상단부가 스프링 받이판(30)에 접촉되지 않게 신축시킬 수 있고, 이것은 코일 스프링(25)을, 코일 스프링(25)의 최대한의 압축 상태까지 방진용으로서 유효하게 기능하게 할 수 있다.

또한, 스프링 받이부(48)는 본 실시 형태에서는 상부 베어링 케이스(31)와 일체 성형에 의해 설치하여 제작이나 조립을 용이하게 하고 있지만, 이를 별도 부재로 조립 구성으로 해도 좋다.

그리고, 마찰 댐퍼 수단에 의한 마찰력은 샤프트(24)에 슬라이딩 접촉되는 2개의 시일 부재(51)와 반고체 형상의 그리스(53)에 의해 얻어지는 구성으로 했다.

따라서, 큰 마찰음이나 불쾌한 마찰음의 발생을 억제하고, 유체 댐퍼 수단과 함께 서스펜션(7)의 정음화(靜音化)를 달성할 수 있다. 그리스(53)로서는 그 경도를 나타내는 조도가 JIS 분류 0호~3호까지의 우레아계 그리스가 원하는 감쇠 작용을 얻는데 양호했다.

또한, 본 실시 형태에서는 그리스 저류부로서 2개의 시일 부재(51)를 상하로 서로 대향하여 배치하고, 그 사이에 샤프트(24)측에 개방되는 홈 형상부(52)를 환상으로 형성하고, 상기 홈 형상부(52)에 그리스(53)를 충전하는 구성으로 하고 있다.

충전된 그리스(53)는 상하로 배치한 시일 부재(51)에 의해 외부에 누출되지 않고 확실하게 유지되고, 또한 샤프트(24)와 슬라이딩 접촉하여 일정한 마찰력을 장기간 발휘할 수 있다.

이 경우, 유체 댐퍼 수단에 채용하는 유체 시일(43)을 겸용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 특히 도 1에 도시한 바와 같이, 상부 요크(40)의 상부에 배치된 유체 시일(43)은 하방으로부터 상방으로의 기능성 유체(36)의 누설을 방지하고 있다.

그래서, 유체 시일(43)을 하부측의 시일 부재(51)로 대용하는 것으로 하여, 상부(외방측)의 1개의 시일 부재(51)를 채용한 구성으로 해도 좋다.

이 구성에서는 상부의 시일 부재(51)와 베어링(32) 사이에 그리스 저류부가 형성된 형태가 되고, 예를 들어 베어링(32)으로부터 하방으로 그리스(53)가 누출되었다고 해도 유체 시일(43)로 확실하게 밀봉할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 베어링(32)은 시일 부재(51)의 내방(하부측)에 설치되어 있지만, 시일 부재(51)의 외방측(상단)에 배치해도 좋다. 이 경우, 하부측의 1개의 시일 부재(51)를 대신하여, 상부에 배치된 유체 시일(43)을 채용하고, 그 양자간에 적정한 공간에 의한 그리스 저류부를 용이하게 형성할 수 있는 이점을 갖는다.

또한, 본 실시 형태에서는 드럼식 세탁기에 적용하여 설명했지만, 이에 한정되지 않고 예를 들어 종축 둘레에 회전 가능한 탈수조를 겸용한 세탁조를 갖고, 그 종축에 바닥이 있는 통형상의 수조를 구비한, 소위 세로형 세탁기에서도 적용 가능하다.

또한, 서스펜션(7)은 샤프트(24)측을 수조(6)에 부착하고, 실린더(22)측을 하우징체(1)측에 설치했으므로, 리드선(44)을 도출하는 실린더(22)측에 발생하는 진동을 억제할 수 있는 점에서 유리하지만, 실린더(22)측을 수조(6)에 부착하는 역배치로 하는 것도 가능하고 또한 실린더(22)와 샤프트(24)는 상대적으로 왕복 운동하는 관계에 있으면 좋다.

(제2 실시 형태)

상기에 대해서 도 4는 제2 실시 형태를 도시한 도 1 상당도이고, 제1 실시 형태에서는 마찰 댐퍼 수단으로서 반고체 형상의 그리스(53)를 이용한 것에 비해, 상기 제2 실시 형태에서는 마찰 댐퍼 수단으로서 고체 형상의 탄성 마찰체(54)를 사용한 점이 다르고, 그 이외에는 실질적으로 공통의 구성으로 하고 있다.

이하, 제1 실시 형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략하고, 다른 점에 대해 설명한다.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 스프링 받이부(48)의 통형상부(48a)의 내방에 샤프트(24)와 슬라이딩 접촉하도록 원통 형상의 탄성 마찰체(54)를 설치한 구성으로 되어 있다. 상기 탄성 마찰체(54)로서는 예를 들어 자기 윤활성(내마모성) 및 고탄성을 갖는 우레탄 형상의 엘라스토머, 또는 내마모성이 우수하고 탄성을 갖는 펠트 등의 마찰 부재가 바람직하다.

그 밖에 원하는 마찰력이 수득되는 부재이어도 좋고, 예를 들어 제1 실시 형태에서 설명한 시일 부재(51)로서 설명한 스프링 내장 오일 시일도 채용 가능하고, 이 경우 스프링(51c)에 의한 탄성력의 조정, 또는 슬라이딩 접촉되는 복수의 립에 의해 조정함으로써 샤프트(24)에 대한 적정한 마찰력을 얻도록 하는 것이 가능하다.

이와 같이, 보조적으로 기능하는 마찰 댐퍼 수단으로서 고체 형상의 탄성 마찰체(54)를 구비하고, 항상 안정된 거의 일정한 마찰력이 얻어지도록 했으므로, 서스펜션(7)에 의한 감쇠 작용을 안정화시킬 수 있고, 또한 유체 댐퍼 수단이 어떠한 요인으로 적정하게 기능하지 않는 경우에도 최저한 탄성 마찰체(54)에 의한 감쇠 작용이 얻어지는 등, 상기 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과를 기대할 수 있다.

또한, 서스펜션(7)으로서는 샤프트(24)와 기능성 유체(36) 사이에서의 마찰 저항을 이용한 실시 형태에 대해 예시했지만 이에 한정되지 않고, 예를 들어 실린더 내에 충전한 기능성 유체에 대하여 복수의 오리피스 구멍을 갖는 피스톤 밸브를 진동에 따라서 왕복동시키고, 오리피스 구멍을 통과하는 기능성 유체의 점성을 제어하는 구성으로 한 것이어도 좋고, 즉 전기적 에너지의 인가에 의해 점성이 변화되는 기능성 유체를 사용하여 수조의 진동에 따라서 왕복 운동하는 샤프트에 대하여 저항력을 발휘하도록 기능시킴으로써 수조의 진동을 감쇠시키도록 한 서스펜션 기구이어도 좋다.

이상, 본 발명의 몇 개의 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는 그 밖의 여러 가지 형태로 실시될 가능성이 있고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서, 여러 가지 생략, 치환, 변경을 실시할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되고 또한 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

1: 하우징체 6: 수조
7: 서스펜션 10: 드럼(세탁조)
22: 실린더 24: 샤프트
25: 코일 스프링 36: 기능성 유체(유체 댐퍼 수단)
37: 코일 보빈 유닛(자장 발생 수단)
39: 코일 43: 유체 시일
48: 스프링 받이부 48a: 통형상부
51: 시일 부재 52: 홈 형상부(그리스 저류부)
53: 그리스(마찰 댐퍼 수단) 54: 탄성 마찰체(마찰 댐퍼 수단)

Claims (8)

1. 내부에 회전 가능한 세탁조를 설치한 수조를 하우징체 내에 방진 지지하는 서스펜션을 구비한 세탁기에 있어서,
   상기 서스펜션은 유체 댐퍼 수단과 마찰 댐퍼 수단을 구비하여 이루어지고,
   상기 유체 댐퍼 수단은 상기 수조의 진동에 따라 통형상의 실린더 내를 왕복 운동하는 샤프트와, 상기 실린더 내에 수용되고 전기적 에너지의 인가에 의해 점성이 변화되는 기능성 유체를 갖고, 상기 기능성 유체의 점성이 상기 샤프트의 왕복 운동에 저항하도록 기능함으로써 상기 수조의 진동을 감쇠시키는 구성으로 하고,
   상기 마찰 댐퍼 수단은 상기 유체 댐퍼 수단과 상기 샤프트를 통하여 직렬로 배치되고, 진동시에 상기 샤프트의 왕복 운동에 슬라이딩 접촉하여 마찰력을 발생시키며, 상기 마찰력이 상기 샤프트의 왕복 운동에 저항하도록 기능함으로써 상기 수조의 진동을 감쇠시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 서스펜션은 상기 샤프트를 상기 실린더로부터 외방으로 인출하는 방향으로 힘을 가하는 코일 스프링을 구비하고, 상기 마찰 댐퍼 수단은 상기 코일 스프링의 일단을 지지하는 상기 실린더의 외단부에 있어서, 둘레를 상기 코일 스프링으로 둘러싼 범위에 배치되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 실린더의 외단부에는 상기 코일 스프링의 일단을 끼워 맞춤 지지하는 통형상의 스프링 받이부를 설치하고, 상기 스프링 받이부의 통형상 길이는 상기 코일 스프링의 밀착 길이보다 작게 형성한 것을 특징으로 하는 세탁기.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 마찰 댐퍼 수단에 의한 마찰력은 상기 샤프트에 슬라이딩 접촉되는 통형상의 탄성 마찰체에 의해 발생되는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 마찰 댐퍼 수단에 의한 마찰력은 상기 샤프트에 슬라이딩 접촉되는 그리스에 의해 발생되는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 실린더 내에 수용되는 상기 기능성 유체는 상기 실린더 내의 상, 하부에 각각 배치된 유체 시일 사이와 상기 샤프트의 외주면 사이에 형성된 환상의 공극 내에 충전되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 실린더내를 왕복 운동하는 상기 샤프트의 상하에 서로 대향하는 시일 부재를 배치하고, 상기 시일 부재 사이와 상기 샤프트 외주면 사이에 형성되는 그리스 저류부에 상기 그리스를 충전한 것을 특징으로 하는 세탁기.
8. 제 5 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 그리스는 일본공업규격분류에 의한 조도(稠度) 0호~3호까지의 우레아계 그리스인 것을 특징으로 하는 세탁기.

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