KR0178118B1 - 세탁기의 동력 전달 클러치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 개의 동력모터로부터 세탁기의 펄세이터와 탈수통을 각각 선택적으로 전달하거나 탈수통을 구속시킴에 있어서 클러치 구동을 위한 별도의 보조 제어장치나 기구적 수단을 필요로 하지않고 클러치 자체의 기구적 작동에 의해 동력전환과 제어가 가능한 장치이다.

즉 펄세이터를 연동시키는 모터의 회전축에 편각기어가 형성된 원판상의 동력전달 전동부를 설치하고 모터의 회전축에 관상(管狀)의 탈수통축이 끼워져 있는 상부에 탈수통축과 기어홈으로 결합되 승강 결속구를 설치하고, 그 상부에는 기틀에 고정된 전자 마그네트 및 회동제어구 코어를 설치하여서 전자력과 모터 회전운동 및 편각 작용에 의해 승강결속구의 하강과 승강이 이루어지게 함으로써 펄세이터축과 탈수통축이 연동회전하거나 펄세이터축만 회전하고, 탈수통축은 구속시킬수 있도록 창출된 지극히 간단하고 신뢰성 높은 세탁기의 동력전달 클러치를 제공하기 위한 것이다.

Description

세탁기의 동력 전달 클러치

제1도는 본 발명의 요부 발췌종단면도로서 세탁 헹굼시 동력 전달 상태도.

제2도는 본 발명의 요부 발췌종단면도로서 탈수시 동력 전달 상태도.

제3도는 본 발명의 요부 발췌 기능 설명도로서,

(a)는 세탁 헹굼시 동력 전달 클러치의 제어 상태 설명도이고,

(b)는 탈수시 동력 전달 클러치의 제어 상태 설명도이고,

(c)는 탈수에서 세탁 헹굼으로 이행하는 클러치 제어 기능 설명도.

제4도는 클러치의 요부 발췌 상세 구조도로서,

(a)는 기틀 고정 마그네트와 승강결속구 그리고 전동구의 구조도 이고,

(b)는 승강 결속구의 종단면 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 펄세이터 축 9 : 위치 감시 센서

2 : 탈수통축 10 : 전자마그네트 전원

3 : 상판기틀 11 : 마이크로프로세서

4 : 전자마그네트 40 : 회동제어구 코어

5 : 승강 결속구 41 : 회동제어구 기어 요철

6 : 승강 결속 기어 50 : 승강 결속구 기어홈

7 : 전동부 61 : 편각 기어

8 : 모터 70 : 전동부 편각 기어

본 발명은 하나의 모터로 펄세이터와 탈수통을 구동시키는 직렬구동식 세탁기에 있어서의 동력 전달을 원활히 제어하기 위한 클러치에 관한 것이다.

하나의 모터로 펄세이터와 탈수통을 가동시키는 속칭 전자동 세탁기에 있어서는 세탁 및 헹굼시 펄세이터(Pulsator)만을 구동시켜 세탁조내에서 수류(水流)를 일으키고, 탈수시에는 탈수조와 펄세이터를 동시에 구동시키도록 펄세이터와 탈수조를 모터에 선택적으로 또는 동시에 연동 시켜야 하는바, 이와 같은 연동을 위하여 종래에는 모터에 의해 회동하는 폴리를 1차로 V벨트에 의해 그리고 2차로 유성 기어와 같은 감속 기어에 의해 동력을 전달하여 탈수통과 펄세이터를 연동 시키며, 모터 폴리의 동력을 펄세이터 회동축과 탈수조 회동축에 동시 또는 선택적으로 전달하는 클러치 장치를 구비하여야 하였고, 또 세탁이나 헹굼을 위한 펄세이터의 회전시 탈수조가 동반 회전하지 아니하도록 탈수조의 동반 회전을 구속하는 밴드 브레이크 장치를 설치하여야 하는등의 복잡한 구조를 갖지 않으면 안되어 제조비용이 과다하고 동력 전달 효율이 낮으며, 좁은 공간에 많은 기능 부품들을 밀집시켜야 하는 부품 조밀도가 높아 그 제작이나 내구성 확보가 용이하지 않았고, 소음 억제에도 한계가 있었다.

그리하여 본 발명자는 모터의 회전축에 펄세이터를 연동시키되, 회전축의 외곽에 관상(管狀)의 탈수통축을 끼우며, 탈수통축의 외주면에 수동부를 형성시키고, 그 상부에는 회동 제어부를 그리고 그 하부에는 회전축에 고정된 전동부를 설치하되 탈수통축의 수동부와 수동부 상하에 설치한 회동제어부 및 전동부의 외주부 칫수를 동일 칫수로 형성시키고, 그 외방에 승강 결속구를 끼워 결합시키며, 그리하여 승강결속구의 승강에 따라 탈수통이 회동제어부에 연결되어 회전이 불가능하게 고정되거나 탈수통이 회전축의 전동부에 연결되어 회전축의 회전에 따라 탈수통이 동반 회전되도록 한 세탁기의 동력전달 제어장치(본인의 특허 등록 제092101호)를 개발한 바 있다.

그런데 이와 같은 동력전달 제어장치는 승강 결속구를 승강시키기 위한 별도의 소형 모터와 감속 및 캠 구동 장치가 필요하고 승강 결속구와 수동부 그리고 전동부의 외주 기어의 요철이 정렬되지 않았을 경우 승강이 원활하지 못하여 기어 정렬을 위한 별도의 전동부의 제어 운동이 필요로 하였다.

본 발명의 동력 전달 클러치는 한 개의 직결구동 모터 동력을 펄세이터와 탈수통에 각각 선택적으로 전달하거나 탈수통을 구속 제어 시킴에 있어서 별도의 보조 제어장치나 기구적 수단을 필요로 하지 않고 클러치 자체의 기구적 작동에 의해 동력전환과 제어가 가능한 장치이다.

즉 펄세이터를 연동시키는 모터의 회전축에 편각기어가 형성된 원판상의 동력 전달 전동부를 설치하고, 모터의 회전축에 관상(管狀)의 탈수통축이 끼워져 있는 상부에 탈수통축과 기어홈으로 결합된 승강 결속구를 설치하고 그 상부의 기틀에 고정된 전자마그네트 및 회동제어구 코어를 설치하여서 전자력과 모터 회전운동 및 편각 기어 작용에 의해 승강 결속구의 하강과 승강이 이루어지게함으로써 펄세이터축과 탈수통축이 연동회전을 하거나 펄세이터축만 회전하고 탈수통축은 구속 시킬 수 있도록 창출된 지극히 간단하고 신뢰성 높은 세탁기의 동력 전달 클러치를 제공 하기 위한 것이다.

이러한 작동 과정을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 모터(8)의 회전축(1)에 전동부(7)을 고정 설치하고, 회전축(1)에는 필세이터를 연결하여 모터 회전축의 동력이 직접 펄세이터가 회전될수 있도록 하며, 전동부(7)상측의 회전축(1) 외측에 관상(管狀)의 탈수통축(2)을 설치하고 탈수통축(2)은 회전축(1)을 중심으로 회전 자재롭게 설치한다.

탈수통축(2)의 하부 외주면에는 회전축과 평행한 기어홈(6)을 형성시키고, 이 홈에 끼워 맞추어질 수 있는 기어홈을 갖는 승강 결속구(5)를 설치하여 기어홈(6)에 따라 승강이가능하게 하고 승강 결속구(5)의 상부에는 상판기틀(3)에 고정된 전자마그네트 회동제어구(4)와 회동제어구 코어(40)를 설치한다.

승강 결속구가 제1도와 같이 탈수통축(2) 하부 기어홈(6)을 따라 상부 전자마그네트 제어구(4)의 회동제어구 코어(40)에 결합되면 승강결속구(5)는 전동부의 동력으로부터 단절되어 펄세이터축(1)의 회전에 대해 자유롭고, 상판기틀(3)에 고정되어 탈수통축(2)와 탈수통은 고정된다.

한편 승강 결속구(5)가 제2도와 같이 탈수통축(2) 하부기어 홈(6)을 따라 하부 전동부(7)에 결합되면 전동부(7)의 회전동력이 승강 결속구(5)를 통해 탈수통축(2)에 전달되므로 탈수통축(2)은 펄세이터 축(1)과 동반 회전하게 된다.

이와 같이 승강 결속구(5)의 상하 승강에 따라 간단하게 회전 동력을 제어할 수 있는 클러치 기능을 발휘하게 할 수 있는 것으로서 자세한 구조와 작동원리를 설명한다.

상판기틀(3)에 고정되어 있는 전자마그네트(4)는 제3도 (a)와 같이 회동 제어구 코어(40)에 의해 고정되고, 원판상의 회동제어구 코어 하부면은 원주상으로 톱니형 기어요철부를 형성하고 있다.

원판상의 승강 결속구(5)는 상부에 회동제어구 코어하부면과 동일한 기어요철부(50)를 형성하고 있어서 서로 결합되면 승강 결속구(5)의 회동력이 구속된다.

이때 승강 결속구(5)는 승강 결속구(5)내에 제4도 (b)와 같이 영구자석(52)이 내재되어 있어서 강자성체로 된 회동제어구 코어(40)와 자기적으로 강하게 결합될 수 있다.

이 상태는 세탁기가 세탁운전 프로그램에 따라 운전하고 있는 상태로서 탈수통을 고정시키게 된다.

그리고 이때 승강 결속구(5)의 위치 감시 센서(9)는 상위 센서(91)와 하위센서(90)로 나뉘어 각각 설치되어 있어서 승강결속구의 정확한 결합상태를 감시하고 이상 유.무 판단후 각 운전프로그램의 다음 단계의 작동으로 이행할 수 있게 한다.

모터(8)운전 제어 마이크로 프로세서에서 세탁 모드로 되어 있을 때 승강 결속구(5)가 회동제어구 코어(40)와 정확하게 결합될 수 있는 상태에 도달했는지를 상위 센서(91)가 신호를 출력하면 마이크로 프로세서는 비로소 모터(8)를 구동하도록 한다.

세탁코스가 끝나고 탈수를 하기 위해 승강 결속구(5)를 회동제어구 코어(40)로부터 이탈시키고 전동부(7)로 밀어내려서 전동부(7)와 결합되는 과정을 제3도 (b)와 함께 설명한다.

마이크로 프로세서(11)에서 탈수이행을 위한 클러치 전환 신호를 출력하면 전자 마그네트전원(10)은 전자마그네트(4) 코일에 전원을 인가한다.

이때 승강 결속구(5)의 자극과 동일한 자계를 형성하는 전원 극성을 인가하면 자기 반발로 인하여 회동제어구코어(40)와 승강결속구(5)가 이탈한다.

승강 결속구(5)가 자기 반발로 이탈되면 자체 중량과 강자성체 재료로 된 전동부(7)와의 자기 결합력으로 하향 이동하고, 전동부(7)기어와 결합하게 된다.

승강 결속구(5)가 전동부(7)와 결합한 위치에 이르게 되면 하위 위치 감시센서 (90)의 신호에 의해 탈수(13)신호가 마이크로 프로세서(11)에 인가되고 마이크로 프로세서(11)는 탈수 운전을 위한 머터(8)를 구동한다.

탈수시에는 모터가 일방향으로만 회전하며, 때문에 승강 결속구의 편각 동력전달기어(51)와 전동부기어(70)가 맞물려서 동력부(7)의 회전동력을 승강 결속구(5)에 전달하게 되는 것이다.

또한 클러치 전환시 승강 결속구(5)가 전동부기어(70)와 완전하게 결합되지 않더라도 자기 결합력과 자체중량으로 모터 일방향 회전에 따라 자동적으로 기어경사면을 따라 완전한 결합을 하게 된다.

탈수 코스가 끝나고 다시 세탁코스로 전환할 경우 승강 결속구(5)가 전동부(7)로부터 이탈하여 회동 제어구 코어(40)와 결합하는 과정을 제3도 (c)와 함께 설명한다.

마이크로 프로세서(11)에서 세탁 이행을 위한 클러치 전환 신호를 출력하고 모터(8)가 역회전을 할 때, 전자 마그네트 전원(10)은 세탁에서 탈수로 이행할때와는 반대로 전원 극성을 전자마그테트(4)에 인가한다.

모터(8)가 역회전을 하면 전동부 기어(70)와 승강 결속구(5)의 편각기어(51)의 경사와 승각결속기어(6)에 의한 힘의 모멘트로 승강결속구(5)가 상승하게 된다.

각 기어(70,51)의 정점에 이르렀을 때는 전자마그네트의 회동제어구코어(40)와 승강결속구(5)가 자기적으로 결합할수 있는 유효거리(m)을 확보하게 되고 이때 전자 마그네트(4)의 자화 자계가 승강결속구(5)와 반대자극을 갖게하므로 흡인하여 상호 밀착 결합한다.

일단 밀착 결합하면 상위센서(91)의 신호에 의해 세탁신호(12)가 마이크로 프로세서(11)에 인가되고 마이크로 프로세서는 전자마그네트(4)의 전원을 끊으면서 모터를 세탁 코스 운전에 따라 정.역회전을 계속하게 된다.

이때 전자마그네트(4)의 전기자력이 없더라도 이미 승강 결속구(5)의 영구자석에 의한 회동 제어구 코어(40)와의 강한 자기력으로 결합되어 있으므로 이탈되지 않고 결합상태를 유지한다.

지금까지 본 발명의 동력전달 클러치의 작동원리와 과정을 설명하였다.

본 발명의 각 주요 부분에 대한 구조를 좀더 상세히 설명한다.

제4도 (a)에 따라 본 발명의 주요 부분에 대한 구조를 설명하면 상판기틀(3)에 고정되어 있는 전자마그네트(4)는 철과 같은 강자성체로된 회동 제어구코어(40)를 보빈으로 하여 코일이 감겨져 있고, 회동 제어구 코어(40) 밑면에는 기어요철(41)이 형성되어 있다.

승강결속구(5)는 상하로 N.S 또는 S.N의 극을 갖는 자성체로 되어 있으며, 이를 위해 내부에 환원상의 영구자석(52)이 내재되어 있으며, 내경 원주면에는 축방향과 평행한 기어홈(61)을 형성시켜서 탈수통축(2)의 기어홈(60)과 맞물릴 수 있게하고 상하로 승강이 가능하게 한다.

또한 상부 원주면에는 기어요철(50)을 형성시키고 하부 원주면에는 편각기어단(51)을 형성시킨다.

전동부(7)는 펄세이터축(1)과 일체로 되어 있으며, 상부 원주면에 편각기어단(70)을 형성시킨다.

이와같은 구조로 된 본 발명의 클러치는 전술한 바와 같은 기능을 발휘하는데 구조적인 역할을 충분히 할 수 있으며, 펄세이터 방식의 세탁기에 있어서 직결구동식 모터동력을 매우 효과적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라 조립구조가 간단하여 저렴한 장치 비용으로 생산할 수 있는 동력전달 클러치를 제공할 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 동력모터(8)축이 직결된 펄세이터축(1)에 전동부(7)을 고정 설치하고, 전동부(7)의 상측에 승강결속구(5)를 설치하며, 승강결속구(5)는 탈수통축(2)과 승강결속기어(6)로 결합하고, 승강결속구(5)의 상측에 회동제어구코어(40) 및 전자마그네트(4)를 설치하며, 회동제어구코어(40)의 상측은 상판기틀(3)에 고정시키며, 전동부(7)와 승강결속구(5) 및 회동제어구(40)의 외경을 동일하게 구성시키고, 승강 결속구(5)의 외주 측면에 위치감시 센서(9)를 설치하여서 됨을 특징으로하는 세탁기의 동력 전달 클러치.
2. 제1항에 있어서, 전동부(7)는 상부면에 수개의 전동부 편각기어(70)를 형성하고 있음을 특징으로하는 세탁기의 동력 전달 클러치.
3. 제1항에 있어서, 승강결속구(5)는 상하로 자극을 갖는 영구자석(52)이 내재되어 있거나 착자되어있으며, 하부 편각기어(51)를 형성하고 상부면에 기어홈(50)을 형성하고, 내경에 축방향으로 승강결속 기어홈(61)을 형성시키고 탈수통축(2)의 기어홈(60)을 따라 승강되도록 연동된 것을 특징으로 하는 세탁기의 동력 전달 클러치.
4. 제1항에 있어서, 회동제어구코어(40)는 환원상의 전자마그테트(4)코일을 감고 상부 일면은 상판기틀(3)에 고정 설치하고, 하부면에 기어홈(41)을 형성시킨 것을 특징으로 하는 세탁기의 동력 전달 클러치.