KR100391350B1 - 세탁기의 동력절환장치 구조 - Google Patents

세탁기의 동력절환장치 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세탁기의 세탁동작 및 탈수동작시의 회전동력을 전환할 때, 간단한 구성을 이용하여 보다 효율적으로 회전동력을 절환시킬 수 있도록 발명된 세탁기의 동력절환장치에 관한 것이다.
본 발명은 상방향으로 탈수축을 구비하고, 내측 하부에 고정축을 구비한 상부 드럼 어세이와; 상기 상부 드럼 어세이와 고정수단에 의해 고정되고, 하방향으로 탈수축을 구비하고, 내측 내연부에는 인터널 기어를 구비한 하부 드럼 어세이와; 구동모터에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 종동풀리를 하단에 구비하고, 중단에는 동력을 탈수축으로 절환시키도록 스프링 클러치를 구비하고, 상기 하부 드럼 어세이의 탈수축에 끼워져서 설치되고, 상단에는 회전력을 전달하는 선기어를 구비한 구동축과; 상기 선기어와 맞물려서 회전하도록 설치되어 구동모터의 회전동력을 세탁축 으로 전달하는 동력전달유닛과; 상기 상부 드럼 어세이의 탈수축에 끼워져서 설치되고 동력전달유닛에 의해 회전력을 전달받아 세탁동작을 하도록 이루어지며, 세탁동작을 하기 위해 설치된 펄세이터를 상단에 구비하고, 하단에는 상기 동력전달유닛의 캠 캐리어 기어와 맞물려서 회전하는 세탁축 기어를 구비한 세탁축을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

세탁기의 동력절환장치 구조{A WASHING MACHINE WITH POWER CONVERSION APPARATUS}
본 발명은 세탁기의 동력절환장치 구조에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 세탁기의 세탁동작 및 탈수동작시의 회전동력을 전환할 때, 간단한 구조의 동력전달유닛을 이용하여 보다 효율적으로 회전동력을 절환시킬 수 있도록 발명된 세탁기의 동력절환장치에 관한 것이다.
일반적으로 세탁기의 동력절환장치는 저수조 저면에 고정된 케이스 내부에 설치되고 상부에는 세탁조와 연결된 탈수축이 결합되며 외주연에는 브레이크 밴드가 접촉 또는 분리 가능하도록 설치된 브레이크 드럼과, 상기 브레이크 드럼 내부에 설치되어 상부 중앙에는 회전익과 연결된 세탁축이 결합되고 하부 중앙에 구동축과 결합된 유성기어와, 상기 브레이크 드럼의 하단 외주면과 풀리의 외주면에 설치된 스프링 클러치로 구성되어 있다.
상기와 같은 구성의 동력절환장치는 세탁시에는 브레이크 밴드 또는 원웨이 베어링(one way bearing)에 의해 브레이크 드럼이 정지된 상태에서 구동축을 회전시키고, 이때 스프링 클러치가 동력을전달하지 않는 상태로 유지하여 세탁축으로만 구동축의 회전력을 전달시키는 것이고, 탈수시에는 브레이크 드럼이 브레이크 밴드에서 해제되고, 스프링 클러치가 소정의 위치에 설치된 별도의 장치에 의해서 동작이 되도록 하여 일방향으로 회전되는 구동축에 의해 회전되면서 세탁축 및 탈수축으로 회전력을 전달시키는 것이다.
또한, 상기 스프링 클러치외에 별도의 자성체를 설치하고, 상기 자성체에 전원을 공급하여 세탁과 탈수시의 회전동력을 절환시키거나 각종 수동, 자동레버를 별도로 설치하여, 레버에 의한 절환장치로 브레이크 드럼으로부터 브레이크 밴드를 해제함으로써 동력을 절환하는 방식이 다수 사용되기도 하였다.
그러나, 상기와 같은 동력절환장치는 별도의 동력절환장치를 이용하여 브레이크 밴드를 브레이크 드럼에서 해제함으로써 세탁동작과 탈수동작시의 회전동력을 절환하여야 했으므로 구조가 복잡했고, 세탁기 모터가 계속적으로 좌우 회전함에 따라 에너지 손실이 높아지고, 과열이 발생되어 수명이 단축되는 문제점이 있었다. 그리고, 자성체 또는 동기모터와 같은 별도의 구동장치가 소정의 위치에 설치되어 세탁 및 탈수의 절환이 이루어졌으므로 복잡한 구조로 인하여 공간을 효율적으로 사용하지 못하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 구조가 간단하며, 고장 수리가 용이한 세탁기의 동력절환장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 별도의 동력전달유닛을 케이스 내부에 설치하도록 함으로써 고장 수리 및 취급이 용이하도록 하는 세탁기의 동력절환장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 세탁기의 동력절환장치 구조를 보여주는 단면도
도 2는 본 발명의 동력전달유닛을 보여주는 분해 사시도
도 3은 본 발명의 동력전달유닛을 보여주는 결합 사시도
도 4는 본 발명의 동력전달유닛을 보여주는 분해 단면도
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
10 : 구동모터 12 : 구동풀리
14 : 벨트 16 : 종동풀리
18 : 구동축 20 : 스프링 클러치
22 : 선기어 24 : 캐리어 몸체
26 : 캐리어 축 28 : 위성기어
30 : 인터널기어 32 : 축공
34 : 캠 36 : 캠 수납부
38 : 축공 40 : 캠 캐리어 몸체
42 : 캠 캐리어 기어 44 : 세탁축 기어
46 : 세탁축 48 : 탑 케이스
50 : 하부 케이스 52,54 : 탈수축
56 : 고정축
100 : 펄세이터 102 : 세탁조
104 : 저수조 106 : 상부 드럼 어세이
108 : 하부 드럼 어세이 110 : 위성기어 캐리어
112 : 동력전달유닛 114 : 캠 캐리어
본 발명은 세탁 및 탈수행정에 따라 세탁축과 탈수축을 선택적으로 회전시키는 세탁기의 동력절환장치에 있어서, 상방향으로 탈수축을 구비하고, 내측 하부에 고정축을 구비한 상부 드럼 어세이와; 상기 상부 드럼 어세이와 고정수단에 의해 고정되고, 하방향으로 탈수축을 구비하고, 내측 내연부에는 인터널 기어를 구비한 하부 드럼 어세이와; 구동모터에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 종동풀리를 하단에 구비하고, 중단에는 동력을 탈수축으로 절환시키도록 스프링 클러치를 구비하고, 상기 하부 드럼 어세이의 탈수축에 끼워져서 설치되고, 상단에는 회전력을 전달하는 선기어를 구비한 구동축과; 상기 선기어와 맞물려서 회전하도록 설치되어 구동모터의 회전동력을 세탁축으로 전달하는 동력전달유닛과; 상기 상부 드럼 어세이의 탈수축에 끼워져서 설치되고 동력전달유닛에 의해 회전력을 전달받아 세탁동작을 하도록 이루어지며, 세탁동작을 하기 위해 설치된 펄세이터를 상단에 구비하고, 하단에는 상기 동력전달유닛의 캠 캐리어 기어와 맞물려서 회전하는 세탁축 기어를 구비한 세탁축을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 동력전달유닛은 상기 선기어와 맞물려서 회전하는 위성기어를 구비한 위성기어 캐리어와; 상기 위성기어 캐리어에 형성된 캐리어축과 결합되어 회전하는 캠과; 상기 캠이 수납 고정되고, 상부에 세탁축 기어와 맞물려 세탁축을 회전시키도록 캠 캐리어 기어를 구비하며, 위성기어 캐리어에 의해 회전하는 캠에 의하여 회전되는 캠 캐리어를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 세탁기의 동력절환장치 구조를 보여주는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 동력전달유닛을 보여주는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 동력전달유닛을 보여주는 결합 사시도이며, 도 4는 본 발명의 동력전달유닛을 보여주는 분해 단면도이다.
우선, 도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 동력절환장치는 저수조(104) 저면에 고정 설치된 탑 케이스(48)와 하부 케이스(50)의 내부에 설치되고, 세탁축(46)의 외주연에는 상부 드럼 어세이(106)가 접촉 설치되고, 상기 상부 드럼 어세이(106)의 하부에는 고정수단(도면부호 도시안함)에 의해 하부 드럼 어세이(108)가 설치되어 있다.
상기 상부 드럼 어세이(106)의 상부에는 상방향으로 탈수축(52)을 구비하고 있는 바, 상기 세탁축(46)이 상기 탈수축(52)에 끼워져서 설치되어 있다. 그리고, 상기 내측 하부에는 고정축(56)이 형성되어 있고, 상기 고정축(56)은 후술되는 캠캐리어(114)의 축공(38)에 결합 고정된다.
상기 세탁축(46)의 상단에는 펄세이트(100)가 설치되어 있고, 하단에는 세탁축 기어(44)가 형성되어 있으며, 상기 세탁축(46)이 회전함에 따라 펄세이터(100)가 회전하여 세탁물이 세탁되는 것이다. 상기 세탁축 기어(44)는 후술되는 캠 캐리어 기어(42)와 맞물려서 회전되도록 설치되어 진다.
상기 하부 드럼 어세이(108)의 하부에는 아래 방향으로 탈수축(54)이 형성되어 있고, 내측에는 인터널 기어(30)가 형성되어 있다.
상기 탈수축(54)에는 후술되는 구동축(18)이 끼워져서 설치되고, 상기 인터널 기어(30)는 후술되는 위성기어(28)와 맞물려서 함께 회전가능하도록 설치되어 있다.
상기 하부 케이스(50)의 중앙에는 구동축(18)이 삽입되어 회전 가능하도록 설치되어 있다.
계속해서, 구동풀리(12)가 구동모터(10)의 하부에 회전 가능하도록 설치되어 있고, 종동풀리(16)가 구동축(18)의 하단에 회전가능하도록 설치되어 있고, 상기 구동축(18)의 상단에는 선기어(22)가 설치되어 있으며, 상기 구동풀리(12)와 종동풀리(16)는 벨트(14)에 의해 서로 연결되어 있다. 그리고, 상기 구동축(18)에 설치된 종동풀리(16)의 상부에는 스프링 클러치(20)가 설치되어 있다.
상기 스프링 클러치(20)는 권선되어 있는 정도가 상하부위가 서로 다르도록 이루어져 있고, 회전방향에 따라 감기거나 풀리면서 클러치 기능을 한다.
한편, 상기 구동축(18)의 상부에 형성된 선기어(22)는 위성기어 캐리어(110)에 결합되어 진다.
상기 위성기어 캐리어(110)는 원판형으로 이루어진 한 쌍의 상하부 몸체(24)로 이루어지고, 그 상하부 몸체(24) 사이에는 위성기어(28)가 고정되어 있다.
상기 위성기어(28)는 내측에 삽입 설치되는 구동축(18)의 선기어(22)와 맞물려서 회전된다. 이때, 상기 위성기어(28)의 외측은 상기 인터널 기어(30)와 항시 맞물려서 설치되어 있으므로 상기 선기어(22)가 회전함에 따라 위성기어(28)가 반대방향으로 회전된다.
상기 구동축(18)의 회전은 하기와 같이 이루어진다.
우선, 구동모터(10)의 동작에 따라 구동풀리(12)가 회전하고, 상기 구동풀리(12)의 회전력이 벨트(14)에 의해 종동풀리(16)에 전달되어 상기 종동풀리(16)가 설치되어 있는 구동축(18)의 회전이 이루어진다.
상기 스프링 클러치(20)는 상하부의 권선상태가 다른 통상의 구조로 이루어진 스프링 클러치를 사용하며, 상기 구동축(18)의 회전방향에 의해 단속이 조절된다. 즉, 구동모터(10)에 의해 회전력을 전달받은 종동풀리(16)가 시계방향으로 회전하는 경우, 상하부 드럼 어세이(106,108)와 스프링 클러치(20)가 동작을 정지한 상태에서 구동축(18)만 회전하게 되고, 상기 구동축(18)이 동력전달유닛(112)을 통해 세탁축(46)을 회전시킴으로써 세탁동작이 이루어진다.
좀 더 구체적으로 살펴보면, 세탁시에는 종동풀리(16)가 시계방향(스프링 클러치가 풀리는 방향)으로 회전하면 탈수축(54)에는 동력이 전달되지 않고, 상기 세탁축(46)에만 회전력이 전달되어 진다. 즉, 구동축(18)의 상부에 설치된선기어(22)가 회전하고, 상기 선기어(22)와 맞물린 위성기어(28)가 회전하며, 상기 위성기(28)를 구비한 위성기어 캐리어(110)가 회전한다.
상기 위성기어 캐리어(110)가 회전하게 되면, 그 상부에 설치된 캠(34)이 회전하고, 상기 캠(34)에 의하여 캠 캐리어(40)가 회전하며, 상기 캠 캐리어(40)가 회전함에 따라 캠 캐리어 기어(42)와 세탁축 기어(44)가 서로 맞물려서 세탁축(46)이 회전되어 세탁이 이루어진다.
그리고, 구동모터(10)에 의해 회전력을 전달받은 종동풀리(16)가 시계 반대방향으로 회전하는 경우에는 상기 스프링 클러치(20)가 상기 하부 드럼 어세이(108)의 탈수축(54)과 연결되어 구동축(18)과 탈수축(54)이 함께 회전하여 상부 드럼 어세이(106)의 탈수축(52)을 회전시킴으로써 세탁조(102)를 회전시켜서 탈수동작이 이루어진다.
즉, 상기 하부 드럼 어세이(108)가 상부 드럼 어세이(106)와 고정되어 있으므로 구동축(18)의 회전시 스프링 클러치(20)의 단속에 의하여 상부 드럼 어세이(106)와 함께 회전되는 것이다.
상기와 같은 연결구조는 상부 드럼 어세이(106)가 회전됨에 따라 상부 드럼 어세이(106) 상부에 형성된 탈수축(52)의 외주연에 고정 설치되어 있는 세탁조(102)를 회전시켜서 탈수동작이 이루어진다.
계속해서, 본 발명의 동력전달유닛(112)을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 동력전달유닛(112)은 구동축(18)의 회전력을 세탁축(46)에 전달하기 위한 장치로서, 탑 케이스(48)와 하부 케이스(50)의 내부에 설치되어 있다.
상기 동력전달유닛(112)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 구동축(18)의선기어(22)와 맞물려서 회전하도록 위성기어(28)를 구비한 위성기어 캐리어(110)와, 상기 위성기어 캐리어(110)의 상부에 설치되고 일정 편심거리를 회전하는 캠(34)과, 상기 캠(34)이 하부 내측에 수납될 수 있도록 캠 수납부(36)가 형성되고, 상기 세탁축(46) 하단에 형성된 세탁축 기어(44)와 맞물려서 설치되는 캠 캐리어(114)로 이루어진다.
좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 위성기어 캐리어(110)는 원판형의 상하부 캐리어 몸체(24)로 이루어지고, 상기 원판형의 몸체(24) 사이에 일정한 거리를 이격하여 적어도 한 쌍 이상의 위성기어(28)가 양측부에 대칭으로 형성되어 있고, 상기 캐리어 몸체(24) 상부에는 캐리어 축(26)이 형성되어 있으며, 상기 위성기어(28)의 내측 기어부는 중앙에 끼워지는 선기어(22)와 맞물리고, 외측 기어부는 인터널 기어(30)가 맞물려서 회전되도록 설치되어 있다.
상기 캐리어 몸체(24)의 상부에 형성된 캐리어 축(26)은 선기어(22)의 중심, 즉 구동축(18)의 중심과 일정한 거리(A) 만큼 떨어져서 설치되어 있다.
그리고, 상기 캠(34)은 중심에서 일정한 편심 거리(B) 떨어진 부분에 캐리어 축(26)이 결합되도록 축공(32)이 형성되어 있고, 상기 캐리어 축(26)을 중심으로 좌우로 반복 회전하는 상대운동을 한다.
또한, 상기 캠 캐리어(114)는 하부 내측에 캠(34)이 수납되는 수납부(36)가 형성된 원형의 하부 몸체(40)와, 상기 하부 몸체(40) 상부면에 형성되어 세탁축 기어(44)와 맞물리도록 형성된 캠 기어(42)와, 상기 캠 수납부(36)의 중심과 일정한 거리(C) 떨어져서 형성된 축공(38)으로 이루어진다.
이때, 상기 축공(38)은 상기 상부 드럼 어세이(106)의 내측에 형성된 고정축(56)이 끼워져서 회전 가능하도록 고정된다.
한편, 상기 캠 캐리어(114)에 구비된 캠 기어(42)는 상기 세탁축 기어(44)와 맞물리도록 설치되는 바, 상기 세탁축 기어(44), 즉 세탁축(46)의 중심과는 일정한 거리(D)를 유지하여 맞물려서 회전한다.
상기와 같은 구조의 동력전달유닛(112)의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
먼저, 구동모터(10)가 동작함에 따라 회전력이 종동풀리(16)에 전달되면, 구동축(18)이 회전하고, 상기 구동축(18)이 회전함에 따라 선기어(22)가 회전된다.
상기 선기어(22)는 위성기어(28)의 내측 기어부와 맞물려 있으므로 위성기어가 회전하고, 위성기어(28)는 위성기어 캐리어의 상하부 몸체(24)에 고정되어 있으므로 상기 위성기어 캐리어(110)가 회전된다.
이때, 상기 위성기어 캐리어(110)의 상부에 설치된 캐리어 축(26)은 상기 구동축(18)과 일정한 거리(A)로 떨어져 있으므로 일정한 거리(A) 만큼 편심되어 회전이 이루어진다.
상기 위성기어 캐리어(110)가 회전하면, 위성기어 캐리어(110)의 캐리어 축(26)에 고정된 캠(34)이 좌우로 반복 회전한다. 다시 말하면, 상기 캠(34)은 캐리어 축(26)을 중심으로 좌우로 반복 상대 회전 운동을 하는 것이다.
또한, 상기 캠(34)이 캐리어 축(26)을 중심으로 좌우로 반복 상대 회전 운동을 함에 따라, 상기 캠(34)을 수납 고정하고 있는 캠 캐리어(114)가 고정축(56)을 중심으로 좌우 회전을 반복한다. 즉, 상기 캠 캐리어(114)는 상기 캠(34)의 중심과 일정한 거리(C) 만큼 떨어져서 고정축(56)에 의해 고정되어 있으므로 캠(34)이 좌우로 반복되는 공전에 따라 캠 캐리어(114)가 좌우로 연속 반복 회전되고, 상기 캠 캐리어(114)의 상부에 형성된 캠 기어(42)가 따라서 일정각도 회전한다. 즉, 일정한 좌우 회전을 반복하게 되는 것이다.
상기와 같은 구조에 의해 캠 기어(42)가 회전하게 되면, 상기 캠 기어(42)와 맞물린 세탁축 기어(44)가 회전하게 되어 최종적으로 세탁축(46)의 회전이 이루어진다. 상기와 같이 세탁축(46)이 회전함에 따라 도 1에서와 같이 연결된 펄세이터(100)를 회전시킴에 따라 세탁이 이루어진다.
상기한 바와 같이, 구동모터(10)가 우회전하면, 스프링 클러치(20)가 구동축(18)에 밀착되어 동력이 구동축(18)과 탈수축(54)에 동시에 전달되어 탈수동작이 일어나고, 구동모터(10)가 좌회전하면, 스프링 클러치(20)가 구동축(18)으로부터 해제되어 동력이 구동축(18)으로만 전달됨에 따라 동력전달유닛(112)의 작동에 의하여 세탁축(46)에 연결된 펄세이터(100)가 죄우 회전운동을 반복함으로써 세탁동작이 이루어진다.
만약, 스프링 클러치(20)의 권선 방향이 반대가 되면 세탁과 탈수를 일으키는 구동모터(10)의 회전방향으로 전술한 바와는 반대로 이루어질 것이다.
즉, 구동모터(10)의 회전 방향에 따라, 세탁 및 탈수 행정이 이루어짐에 따라 세탁축(46)을 회전시키는 동작이 동력전달유닛(112)에 의해 이루어지므로 별도로 동력을 전달하거나 절환하기 위한 장치가 필요하지 않으므로 구조가 간단해 지는 장점이 있다.
본 발명은 상기에 기술된 바람직한 일실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양하게 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경실시는 본 발명의 핵심요소로 기재된 청구범위 내에 존재한다고 할 것이다.
상기와 같은, 본 발명은 세탁시의 동작과 탈수시의 동작을 구동모터의 회전방향에 따라 간단하게 전환시킴으로써 세탁기의 성능은 향상되고, 부품수는 줄어드는 장점이 있다.
또한, 고장이나 오동작이 적게 발생하여 수리할 필요가 거의 없게 하는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

  1. 세탁 및 탈수행정에 따라 세탁축과 탈수축을 선택적으로 회전시키는 세탁기의 동력절환장치에 있어서,
    상방향으로 탈수축을 구비하고, 내측 하부에 고정축을 구비한 상부 드럼 어세이와;
    상기 상부 드럼 어세이와 고정수단에 의해 고정되고, 하방향으로 탈수축을 구비하고, 내측 내연부에는 인터널 기어를 구비한 하부 드럼 어세이와;
    구동모터에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 종동풀리를 하단에 구비하고, 중단에는 동력을 탈수축으로 절환시키도록 스프링 클러치를 구비하고, 상기 하부 드럼 어세이의 탈수축에 끼워져서 설치되고, 상단에는 회전력을 전달하는 선기어를 구비한 구동축과;
    상기 선기어와 맞물려서 회전하도록 설치되어 구동모터의 회전동력을 세탁축 으로 전달하는 동력전달유닛과;
    상기 상부 드럼 어세이의 탈수축에 끼워져서 설치되고 동력전달유닛에 의해 회전력을 전달받아 세탁동작을 하도록 이루어지며, 세탁동작을 하기 위해 설치된 펄세이터를 상단에 구비하고, 하단에는 상기 동력전달유닛의 캠 캐리어 기어와 맞물려서 회전하는 세탁축 기어를 구비한 세탁축을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기의 동력절환장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 동력전달유닛은 상기 선기어와 맞물려서 회전하는 위성기어를 구비한 위성기어 캐리어와;
    상기 위성기어 캐리어에 형성된 캐리어축과 결합되어 회전하는 캠과;
    상기 캠이 수납 고정되고, 상부에 세탁축 기어와 맞물려 세탁축을 회전시키도록 캠 캐리어 기어를 구비하며, 위성기어 캐리어에 의해 회전하는 캠에 의하여 회전되는 캠 캐리어를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기의 동력절환장치.
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