KR0166924B1

KR0166924B1 - 저주파 진동 세탁기의 구동장치

Info

Publication number: KR0166924B1
Application number: KR1019950040137A
Authority: KR
Inventors: 오동엽; 최규상; 홍경섭; 김경환; 이주환; 이하일; 권오훈
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1995-11-07
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR970027428A

Abstract

본 발명은 저주파 진동 세탁기의 세탁 및 탈수시 구동부 내부의 부하가 구동축에 직접 작용하지 않고 다만 제1, 2 편심추만을 회전시키고자 하는 부하만 작용함에 따라서 적은 파워로도 진동 세탁을 수행할 수 있고, 플렉시블 커플링에 의해 발생되는 진동 및 소음을 저감시킬 수 있으며, 스프링과 이와 연결되는 왕복운동 부품들의 1 자유도계 공진 주파수와 같게 구동을 하게되면 최소의 입력 에너지로서 효율적인 구동을 할수있게 되는등의 많은 장점이 구비된 것이다.

이를 위해, 본 발명은 외조(1)에 장착되는 구동부 하우징(2)에 내장되며 세탁시 구동축(15)의 회전 운동을 전달받아 원심력을 발생시켜 진동자(6)의 왕복 운동으로 변환시키고 탈수시 세탁조(3)를 회전시키는 동력을 전달하기 위한 동력 전달수단과, 상기 구동축(15)을 통해 회전력을 전달하여 세탁시 진동자(6)에 연결된 세탁축(7)을 승강 운동시키고 탈수시 구동축(15) 및 구동부 하우징(2) 내부의 동력 전달수단을 지지하는 탈수축 하우징(5)에 회전력이 동시에 전달되도록 동력 전달수단의 동력을 세탁 및 탈수시 단속하기 위한 클러치 수단으로 구성된 저주파 진동 세탁기의 구동장치이다.

Description

저주파 진동 세탁기의 구동장치

제1도는 종래의 저주파 진동 세탁기를 나타낸 종단면도.

제2도는 본 발명에 따른 저주파 진동 세탁기를 나타낸 종단면도.

제3도는 본 발명에 따른 구동부의 구동력 발생에 대한 원심력의 벡터를 나타낸 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 외조 2 : 구동부 하우징

3 : 세탁조 4 : 탈수축

5 : 탈수축 하우징 6 : 진동자

7 : 세탁축 8 : 축

9 : 제1편심추 10 : 제2편심추

11 : 플렉시블 커플링 12 : 제1종동기어

13 : 제2종동기어 14, 20 : 베어링

15 : 구동축 16 : 구동기어

17 : 제1일방향 클러치 18 : 제2일방향 클러치

19 : 스프링

본 발명은 저주파 진동 세탁기의 구동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저주파 진동 세탁기를 최소의 입력 에너지로 구동시켜 효율적인 세탁 및 탈수 행정을 수행할 수 있도록 한 것이다.

일반적인 세탁기는 세탁조내에 펄세이터(Pulsator)가 설치되어 모터의 정, 역 회전력이 클러치의 감속 기구를 통해 펄세이터에 전달되어 회전함에 따라 세탁조내의 세액에 하트(Hear) 수류나 회전 수류가 형성되어 세탁 행정이 이루어지게 되고, 수류의 세기 또는 유동 형상에 의한 세탁 방식을 채용한 전술한 세탁기는 유체의 전단력 및 세탁물의 굴신과 마찰 작용에 의한 기계적인 에너지 및 세제의 화학적인 작용이 결합되어 세탁물에 부착된 오염 물질을 떼어내므로써 세탁을 할수있게 된다.

그러나, 이와같은 세탁기는 펄세이터의 정, 역 회전에 의한 교반 작동에 의해 세탁조내의 세탁물이 꼬이거나 엉키는 현상이 일어나 포손상이 심하게 발생되고, 수류에 의한 세제의 용해도가 떨어져서 세제의 소비량이 많을 뿐만 아니라 세탁후에도 세제 찌꺼기가 세탁물에 묻어 있게 되므로 인해 사용자의 피부 건강에 해로우며, 세탁수의 소비량이 많고, 세탁 시간이 길어지게 되는등의 많은 문제점이 있었다.

그러므로, 최근에는 제1도에 나타낸 바와같이 세탁조내에 있는 물과 세제 및 공기층으로 구성된 다상 매질에 공진 현상을 일으켜 이때 발생되는 다상 매질내의 미소 공기방울들의 공동화 현상(Cavitation Phenomena) 또는 비선형 진동(Nonlinear Oscilation)에 의한 기계적인 에너지와 세제에 의한 화학적인 작용에 의해 세탁 및 세척 기능을 수행할 수 있는 저주파 진동 세탁기가 출현했는데 그 구성은 다음과 같다.

제1도는 종래의 저주파 진동 세탁기를 나타낸 종단면도로서, 물과 세제 및 공기층으로 구성된 다상 매질을 수용하는 세탁조(3a)내의 하부에 리니어 모터(21)의 구동축(15a)이 관통하여 설치되고, 상기 세탁조(3a)내의 구동축(15a)상단에는 세탁조(3a)내에 수용된 다상 매질에 공진 현상을 일으키는 저주파 발진용 진동자(6)가 설치되며, 상기 리니어 모터(21)에는 변위진폭 신호와 주파수 신호를 보내는 신호 발진수(22)와 신호를 증폭하여 가변시키는 신호 증폭부(23)가 연결되고, 상기 세탁조(3a)상단의 개방부에는 밀폐판(24)이 설치되어 구성된다.

따라서, 리니어 모터(21)에 연결된 신호 발진부(22) 및 신호 증폭부(23)의 신호에 따라 리니어 모터(21)를 구동시키게 되면 세탁조(3a)내의 구동축(15a)상단에 설치된 저주파 발진용 진동자(6)가 발진을 하여 세탁조(3a)내에 있는 물과 세제 및 공기층으로 구성된 다상 매질에 공진 현상을 일으키게 되므로써 이때 발생되는 미소공기방울들의 공동화 현상 또는 비선형 진동에 의한 기계적인 에너지와 세제의 화학적인 작용이 결합되어 세탁 및 세척 행정을 수행하게 된다.

이때, 신호 증폭부(23)와 신호 발진수(22)는 저주파 발진용 진동자(6)의 발진 주파수 대역이 20~250Hz에서 진폭이 2~25mm, 회전 방향 각 진폭이 2~10°의 범위내에 오도록 하여 진동자(6)에 인가되는 전류 또는 전압을 증폭시키는 역할을 하게 된다.

그러나, 이와같은 종래의 저주파 진동 세탁기는 고가의 리니어 모터(21)등을 사용해야 하므로 인해 제작 단가가 상승하게 되고, 리니어 모터(21)가 구동시의 부하를 직접 받게 되므로 진동 및 소음이 많이 발생하게 되는등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 저주파 진동 세탁기를 최소의 입력 에너지로 구동시켜 효율적인 세탁 및 탈수 행정을 수행할 수 있도록 하여 사용 소비전력을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 구동시 발생되는 소음 및 진동을 절감시킬 수 있는 저주파 진동 세탁기의 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 외조에 장착되는 구동부 하우징에 내장되며 세탁시 구동축의 회전 운동을 전달받아 원심력을 발생시켜 진동자의 왕복 운동으로 변환시키고 탈수시 세탁조를 회전시키는 동력을 전달하기 위한 동력 전달수단과, 상기 구동축을 통해 회전력을 전달하여 세탁시 진동자에 연결된 세탁축을 승강 운동시키고 탈수시 구동축 및 구동부 하우징내부의 동력 전달수단을 지지하는 탈수축 하우징에 회전력이 동시에 전달되도록 동력 전달수단의 동력을 세탁 및 탈수시 단속하기 위한 클러치 수단으로 구성된 저주파 진동 세탁기의 구동장치이다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 제2도 및 제3도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 따른 저주파 진동 세탁기를 나타낸 종단면도이고, 제3도는 본 발명에 따른 구동부의 구동력 발생에 대한 원심력의 벡터를 나타낸 설명도로서, 저주파 진동 세탁기의 외조(1)하부 중앙에 구동부 하우징(2)이 장착되고, 구동부 하우징(2)의 내부에는 외조(1)내의 세탁조(3)하부 중앙에 체결되어 탈수시 회전 운동하는 탈수축(4)이 상부에 형성된 탈수축 하우징(5)이 장착되며, 탈수축 하우징(5)의 내부에는 세탁조(3)내 하부의 진동자(6)와 연결되어 세탁시 승강 운동하는 세탁축(7)이 설치된다.

또한, 세탁축(7)내의 하부에는 세탁축(7)의 운동 방향과 직교하는 축(8)을 갖으며 서로 회전 반경과 무게가 다른 제 1,2편심추(9)(10)가 설치되고, 제1,2편심추(9)(10)의 축(8)에는 플렉시블 커플링(11)으로 제 1,2 종동기어(12)(13)가 결합되며, 제 1,2종동기어(12)(13)의 끝단과 탈수축 하우징(5)내의 사이에는 제1,2종동기어(12)(12)의 회전을 원활하게 지지하기 위한 베어링(14)이 설치된다.

또한, 제1,2종동기어(12)(13)의 하단에는 세탁 및 탈수시 동력을 전달하기 위해 회전되는 구동축(15)이 하부에 연결된 구동 기어(16)가 접속되어 설치되고, 구동 기어(16)의 하부와 탈수축 하우징(5)내의 사이에는 세탁시 구동축(15)의 회전력이 탈수축 하우징(5)에 전달되지 않도록 하기위해 일방향으로 회전되는 제1일방향 클러치(17)가 설치되며, 상기 탈수축 하우징(5)의 하부와 구동부 하우징(2)내의 사이에는 탈수시 구동축(15)의 회전력이 구동부 하우징(2)에 전달되지 않도록 하기위해 일방향으로 회전되는 제2일방향 클러치(18)가 설치된다.

그리고, 탈수축 하우징(5)내의 상부와 세탁축(7)의 사이에는 복수개의 스프링(19)이 설치되고, 구동부 하우징(2)내의 상,하부와 탈수축 하우징(5)의 사이에는 상호 회전을 원활하게 하기위한 베어링(20)이 설치되어 구성된다.

이와같이, 구성된 본 발명은 제2도 및 제3도에 나타낸 바와같이, 저주파 진동세탁기의 세탁시에는 구동축(15)의 회전 방향을 시계 방향(반시계 방향)으로 설정할 경우 세탁축(7)내의 하부에 설치되어 세탁축(7)의 운동 방향과 직교하는 축(8)을 갖으며 서로 회전 반경과 무게가 다른 제1,2편심추(9)(10)의 축(8)에 플렉시블 커플링(11)으로 결합되어 있는 제1,2종동기어(12)(13)가 서로 반대 방향으로 회전하게 되는데, 이때 상기 구동축(15)상부의 구동기어(16)하부와 탈수축 하우징(5)내의 사이에 설치되어 세탁시 구동축(15)의 회전력이 탈수축 하우징(5)에 전달되지 않도록 하기위해 일방향으로 회전되는 제1일방향 클러치(17)는 시계방향(반시계방향)으로만 회전하게 된다.

또한, 탈수축 하우징(5)의 하부와 구동부 하우징(2)내의 사이에 설치되어 탈수시 구동축(15)의 회전력이 구동부 하우징(2)에 전달되지 않도록 하기위해 일방향으로 회전되는 제2일방향 클러치(18)는 제1방향 클러치(17)와 반대 방향인 반시계방향(시계방향)으로만 회전하게 되므로 인해 구동축(15)만 회전하게 되고, 상기 구동부 하우징(2)은 회전을 하지않게 된다.

이때, 제1,2종동기어(12)(13)의 회전력을 플렉시블 커플링(11)을 통하여 제1,2편심추(9)(10)를 서로 반대 방향으로 회전시키게 되며, 제1,2편심추(9)(10)는 원심력을 발생하게 되는데, 이에 대한 힘의 크기를 제2도에 벡터로 나타냈는데, 질량이 m, 회전 반경 r, 각속도인 회전체에 있어서 원심력 F는 다음과 같다.

비록 제1,2편심추(9)(10)가 질량과 회전 반경이 상호 다르더라도 제1,2편심추(9)(10)가 갖는 원심력이 같게 되면 제3도에 나타낸 바와같이 두 원심력의 합력은 항상 세탁축(7)의 방향으로만 발생하게 되는데 이것이 바로 관성 구동장치의 원리이다.

이렇게 하여 세탁축(7)의 상,하 방향으로만 발생되는 원심력은 세탁축(7)과 탈수축 하우징(5)내의 상부 사이에 설치된 스프링(19)과 연결되어 반복적인 왕복 운동을 발생시키게 되고, 플렉시블 커플링(11)에 의해 발생된 진동은 탈수축 하우징(5)으로 극히 미비하게만 전달된다.

한편, 탈수시에는 세탁시의 반대 방향인 반시계 방향(시계방항)으로 구동축(15)이 회전하게 되는데, 이때에는 역시 제2일방향 클러치(18)만 반시계방향(시계방향)으로 회전하므로 탈수축 하우징(5)과 구동기어(16)는 회전을 하지않는 제1일방향 클러치(17)에 의해 서로 한 몸체가 되어 구동부 하우징(2)의 내부에서 회전을 하게 됨에 따라 탈수축(4)에 체결된 세탁조(3)가 회전을 하게 되어 원심 탈수를 수행할 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 저주파 진동 세탁기의 세탁 및 탈수시 구동부 내부의 부하가 구동축(15)에 직접 작용하지 않고 다만 제1,2편심추(9)(10)만을 회전시키고자 하는 부하만 작용함에 따라서 적은 파워로도 진동 세탁을 수행할 수 있고, 플렉시블 커플링(11)에 의해 발생되는 진동 및 소음을 저감시킬 수 있으며, 스프링(19)과 이와 연결되는 왕복운동 부품들의 1 자유도계 공진 주파수와 같게 구동을 하게되면 최소의 입력 에너지로서 효율적인 구동을 할수있게 되는등의 많은 장점이 구비된 매우 유용한 발명이다.

Claims

외조에 장착되는 구동부 하우징에 내장되며 세탁시 구동축의 회전 운동을 전달받아 원심력을 발생시켜 진동자의 왕복 운동으로 변환시키고 탈수시 세탁조를 회전시키는 동력을 전달하기 위한 동력 전달수단과, 상기 구동축을 통해 회전력을 전달하여 세탁시 진동자에 연결된 세탁축을 승강운동시키고 탈수시 구동축 및 구동부 하우징내부의 동력 전달수단을 지지하는 탈수축 하우징에 회전력이 동시에 전달되도록 동력 전달수단의 동력을 세탁 및 탈수시 단속하기 위한 클러치 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 저주파 진동 세탁기의 구동장치.
상기 동력 전달수단이 진동자에 연결되어 세탁시 승강 운동을 하는 세탁축에 설치되어 세탁 및 탈수시 원심력을 발생시키는 제1,2편심추와, 상기 제1,2편심추에 결합되는 제1,2종동기어와, 상기 제1,2종동기어와 접속되도록 설치되며 세탁 탈수시 동력을 전달하기 위해 회전되는 구동축에 연결되는 구동 기어로 구성된 저주파 진동 세탁기의 구동장치.
제2항에 있어서, 상기 제1,2편심추에 형성되어 세탁축의 운동 방향과 직교하는 축과 제1,2종동기어가 플렉시블 커플링으로 결합된 저주파 진동 세탁기의 구동장치.
제2항에 있어서, 상기 제1,2편심추의 회전면이 함께 세탁축과 일치되도록 설치되고, 회전 각도가 대칭되도록 하여 서로 같은 윈심력을 발생시켜 그 합력이 세탁축의 방향으로 발생되도록 된 저주파 진동 세탁기의 구동장치.
제2항에 있어서, 상기 제1,2종동기어의 끝단과 탈수축 하우징내의 사이에는 제1,2종동기어의 회전을 원활하게 지지하기 위한 베어링이 설치된 저주파 진동 세탁기의 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 클러치 수단이 구동 기어의 하부와 탈수축 하우징의 사이에 설치되어 세탁시 구동축의 회전력이 탈수축 하우징에 전달되지 않도록 하기위해 일방향으로 회전되는 제1일방향 클러치와, 상기 탈수축 하우징의 하부와 구동부 하우징내의 사이에 설치되어 탈수시 구동축의 회전력이 구동부 하우징에 전달되지 않도록 하기위해 일방향으로 회전되는 제2일방향 클러치로 구성된 저주파 진동세탁기의 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 탈수축 하우징내의 상부와 세탁축의 사이에는 복수개의 스프링이 설치된 저주파 진동 세탁기의 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 구동부 하우징내의 상,하부와 탈수축 하우징 사이에는 상호 회전을 원활하게 하기위한 베어링이 설치된 저주파 진동 세탁기의 구동장치.