KR100451858B1 - 세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펄세이터로 하여금 회전 운동뿐만 아니라 상하 시소(seesaw) 운동을 발생시켜 세탁 효율을 향상시킬 수 있는 세탁기를 제공하며, 이를 위하여 본 발명에 따른 세탁기는, 하우징; 하우징 내에 설치되어 세탁수를 수용하는 저수조; 저수조 내부에 회전 가능하게 설치된 세탁조; 세탁조 하부에 설치된 펄세이터; 너트 스핀에 의하여 세탁조와 결합된 중공(中空)의 탈수축; 탈수축 내부에 회전 가능하게 위치한 세탁축; 탈수축 및 세탁축을 선택적으로 회전시키는 구동부; 및 세탁축의 회전 운동을 펄세이터의 시소(seesaw) 운동으로 변환시키는 운동 변환 수단을 포함한다.

Description

세탁기{Washer}

본 발명은 세탁기에 관한 것으로서, 특히 캠을 이용하여 펄세이터(pulsator)를 상하 시소(seesaw) 운동시켜 세탁 효율을 높일 수 있도록 구성한 세탁기에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기는 공급된 세탁수를 강제 유동시킴으로서 발생하는 세탁수의 수류와 세탁물 간의 마찰 및 세제의 유화작용 등으로 세탁물을 세탁하는 가전 기구로서, 세탁기의 세탁 과정은 크게 세탁, 헹굼, 탈수 및 배수 과정으로 구분된다. 세탁기의 내부 구조 및 세탁 과정을 간단히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 펄세이터형 세탁기의 내부 구조를 도시한 단면도로서, 펄세이터형 세탁기는 크게 하우징(1), 하우징(1) 내에 설치되어 세탁수를 수용하는 저수조(2; 외부 터브(outer tub)), 저수조(2) 내부에 설치되며 다수의 세탁수 유통공(3a)이 형성된 세탁조(3; 내부 터브(inner tub)), 세탁조(3)의 하단부에 회전 가능하게 설치되어 수류를 발생시키는 펄세이터(4) 및 펄세이터(4)와 세탁조(3)를 회전시키는 구동부(5)로 이루어진다.

이상과 같은 구조를 갖는 일반적인 세탁기는, 펄세이터(4; "wash plate"라고도 칭함)에 연결되어 펄세이터(4)를 회전시키는 세탁축(S1)과 세탁물의 탈수를 위하여 세탁조(3)를 회전시키는 탈수축(S2)을 가지며, 구동부(5)에 연결된 클러치(도시되지 않음)에 의하여 탈수축(S2)과 세탁축(S1)이 선택적으로 회전하게 된다. 즉, 세탁 및 헹굼 과정에서는 세탁조(3)가 정지된 상태(즉, 탈수축(S2)의 회전 정지 상태)한 상태에서 펄세이터(4)만이 회전(즉, 세탁축(S1)의 회전)하여 세탁수의 수류를 형성한다.

여기서, 펄세이터(4) 하부의 세탁조(3) 바닥부는 그 일부가 절개(3b)되어 있어 세탁수는 세탁조(3)와 저수조(2) 사이의 공간에도 수용된다. 또한, 세탁조(3)의 바닥부는 탈수축(S2)에 고정된 상태로 수평으로 연장된 허브(6; hub) 표면에 고정되어 있어 세탁조(3)는 중앙부에 절개부(3b)가 형성된 상태에서도 회전할 수 있다.

세탁 과정에서, 펄세이터(4)가 회전함에 따라 펄세이터(4) 표면에 구성된 다수의 블레이드(4a)는 세탁수의 수류를 형성하게 되며, 세탁물이 이 수류에 부딪힘으로서 세탁이 진행된다. 세탁 종료후 탈수 시에는, 클러치 작동에 따라 탈수축(S2)이 세탁축(S1)과 함께 회전하여 세탁조(3)를 회전시킴으로서 세탁물은 원심력에 의하여 탈수(세탁물의 세탁수가 세탁조(3)에 형성된 세탁수 유통공(3a)을 통하여 저수조(2)와 세탁조(3) 사이의 공간으로 배출됨)된다.

그러나, 이러한 구조의 세탁기에서는 세탁 과정에서 펄세이터(4)가 한 위치에 고정된 상태의 세탁축(S1)에 결합되어 회전하기 때문에 세탁물이 꼬임 현상이 발생하게 된다. 또한, 회전하는 펄세이터(4)의 표면에 구성된 다수의 블레이드(4a)에 의하여 수류를 형성해야 하므로 세탁수의 소비량이 많아지게 되며, 특히 회전하는 블레이드(4a)와 세탁물의 직접적인 마찰이 발생하여 세탁물에 손상이 가는 문제점도 발생하게 된다.

본 발명은 펄세이터형 세탁기에서 발생하는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 펄세이터로 하여금 회전 운동뿐만 아니라 상하 시소(seesaw)운동을 발생시켜 세탁 효율을 향상시킬 수 있는 세탁기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 세탁기는, 하우징; 하우징 내에 설치되어 세탁수를 수용하는 저수조; 저수조 내부에 회전 가능하게 설치된 세탁조; 세탁조 하부에 설치된 펄세이터; 너트 스핀에 의하여 세탁조와 결합된 중공(中空)의 탈수축; 탈수축 내부에 회전 가능하게 위치한 세탁축; 탈수축 및 세탁축을 선택적으로 회전시키는 구동부; 및 세탁축의 회전 운동을 펄세이터의 시소(seesaw) 운동으로 변환시키는 운동 변환 수단을 포함한다.

본 발명에서 이용된 운동 변환 수단은, 세탁축에 고정되어 세탁축과 함께 회전하는 캠; 펄세이터와 결합되며, 캠의 회전에 따라 전체에 걸쳐 시소 운동을 하는 연결 부재로 이루어지며, 운동 변환 수단의 캠은 상하 방향으로 길이가 가장 짧은 제 1 부분에서 가장 긴 제 2 부분으로 갈수록 그 길이가 점차적으로 증가되는 형태로 이루어진 측면 부재를 포함한다.

연결 부재는 너트 스핀과 수평 핀에 의해 연결되어 시소 운동을 하도록 지지될 수도 있으며, 세탁축의 회전과는 독립적으로 회전 가능하게 세탁축의 외측에 장착된 회전축에 지지되어 시소 운동을 하도록 회전축과 수평 핀에 의해 연결될 수 도 있다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 세탁기의 내부 구성을 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 세탁기의 내부 구성을 도시한 부분 단면도.

도 3은 도 2의 A부분의 상세도.

도 2는 본 발명에 따른 세탁기의 부분 단면도로서, 본 도면에서는 편의상 본 발명의 요부인 세탁조의 하부, 펄세이터, 축 및 구동부를 도시하고 있다.

구동부(90)에 연결되어 회전하는 탈수축(80; spin shaft)의 외주부에는 세탁조(20)가 고정되어 있는 허브(H)가 고정되어 있으며, 이 허브(H) 및 세탁조(20)는 저수조(10) 내부에 위치한다. 탈수축(80)의 내부에는 구동부(90)의 회전력을 전달받는 세탁축(70; wash shaft)이 위치하며, 탈수축(80)과 세탁축(70)에는 전술한 클러치(도시되지 않음)에 의하여 구동부(90)의 회전력이 선택적으로 전달된다.

허브(H) 위로 노출된 세탁축(70)의 하부 외주부에는 탈수축(80)과 세탁조 (20)를 고정, 결합하는 너트 스핀(71)이 위치하며, 이 너트 스핀(71) 외주부에는 회전축(60)이 장착되어 있다. 이 회전축(60)과 너트 스핀(71) 사이에는 베어링(61)이 설치되어 있어 회전축(60)은 너트 스핀(71)에 대하여 자유로운 회전이 가능하다.

세탁축(70) 상부에는 캡(cap) 형태의 캠(40; cam)이 수평 상태로 설치되어있다. 캠(40)의 상부 부재(41) 중앙부에는 세탁축(70)이 관통, 고정되어 있으며, 따라서 세탁축(70)의 회전시 캠(40)은 회전하게 된다. 캠(40)의 원통형 측면 부재 (41)는 하향 연장되어 있으며, 측면 부재는 길이가 가장 짧은 제 1 부분(41-1)에서 제 1 부분(41-1)과 마주보는 가장 긴 길이를 갖는 제 2 부분(41-2)으로 갈수록 그 길이가 점차적으로 길어지는 형상이다.

캠(40)의 하부에는 중앙부에 개방부(51)가 형성되어 있는 링(ring)형의 연결 부재(50)가 설치되어 있다. 연결 부재(50)의 외곽부에는 베어링(52)이 설치되어 있으며, 이 외곽부는 캠(40)의 측면 부재(41) 하단에 대응한다. 연결 부재(50)의 외곽부 하단에는 후술할 펄세이터가 고정되어 있다.

한편, 상술한 회전축(60)의 지름선상의 외주부에는 2개의 원형 수평 핀(62; 단면도인 도 3에서는 1개의 핀만이 점선으로 도시됨)이 고정되어 있으며, 이 핀(62)와 대응하는 연결 부재(50)의 측면부에는 반원형의 절개부(53)가 형성되어 있다. 따라서, 회전축(60)이 연결 부재(50)의 절개부(53)를 관통할 때, 회전축(60)의 각 핀(62)은 연결 부재(50)의 절개부(53) 내에 위치하며, 결과적으로 연결 부재 (50)는 절개부(53)와 핀(62)에 의하여 회전축(60)에 지지된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 펄세이터(30)는 세탁조(20)의 하부에 위치하며, 중앙부에 오목부(31)가 형성되어 있으며, 이 오목부(31) 내에 캠(40) 및 연결 부재(50)가 수용된다. 펄세이터(30)의 하부에는 다수의 브라켓(32)이 고정되며, 이 브라켓(32)의 일단은 연결 부재(50)에 고정되어 있다. 따라서, 펄세이터 (30)는 회전축(60)에 지지된 연결 부재(50)에 지지되는 상태를 유지한다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 세탁 및 탈수 과정을 각 도면을 통하여 설명한다. 세탁을 위하여 구동부(90)가 구동하면, 클러치의 동작에 의하여 세탁축(70)에는 구동부(90)의 회전력이 전달되나 탈수축(80)에는 구동부(90)의 회전력이 전달되지 않는다.

세탁축(70)의 회전에 따라 세탁축(70) 상부에 고정된 캠(40)이 회전하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 캠(40)의 측면 부재(41)의 제 2 부분(41-2; 길이가 가장 긴 부분)과 접촉하는 연결 부재(50)의 일 측은 세탁축(70)을 중심으로 아래로 기울어지며, 따라서 그 반대 부분, 즉 캠(40)의 측면 부재(41)의 제 1 부분(41-1; 길이가 가장 짧은 부분)과 대응하는 부분은 위로 상승하게 된다. 이와 같은 연결 부재(50)의 시소 동작은 회전축(60)의 핀(62)을 중심으로 이루어지며, 이러한 동작은 회전 축(60)의 핀(62)과 이 핀(62)이 수용된 연결 부재(50)의 절개부(53)가 원형으로 이루어져 있기 때문에 가능하다.

이러한 상태는 세탁 과정이 진행되는 동안, 즉 세탁축(70)의 회전에 의한 계속적인 캠(40)의 회전에 따라서 연결 부재(50)의 전체 외곽 원주 부분은 상승과 하강 동작(시소 동작)을 반복적으로 진행하게 된다. 한편, 전술한 바와 같이, 브라켓 (32)을 통하여 연결 부재(50)에 연결된 펄세이터(30) 역시 연결 부재(50)와 동일하게 전체 외곽 원주 부분이 상승과 하강 동작을 반복하게 된다. 결국, 세탁축(70)의 회전 속도에 비례하는 속도로 진행되는 세탁축(70)을 중심으로 하는 펄세이터(30)의 반복적인 상승과 하강 운동에 따라 펄세이터(30) 상부에 놓여 있는 세탁물 역시 상승 및 하강 운동을 반복적으로 진행하게 되며, 이에 따라 세탁물에는 세탁수에의한 충격 에너지가 가해져 세탁이 이루어지게 된다.

이와 같은 세탁 과정이 종료된 후의 탈수 과정에서는, 세탁조(20) 내의 세탁수가 배출구를 통하여 외부로 배출된 후에 구동부(90)가 작동하면, 클러치의 작동에 의하여 세탁축(70)뿐만 아니라 탈수축(80)에도 구동부(90)의 회전력이 전달되며, 따라서 탈수축(80), 탈수축(80)에 고정된 허브(H) 및 허브(H)에 하단 일부가 고정된 세탁조(20)가 회전하게 된다. 세탁조(20) 내의 세탁물에 함유된 세탁수는 세탁조(20)의 회전시 발생하는 원심력에 의하여 탈수, 즉 세탁수는 세탁조(20)에 형성된 세탁수 유통공들(도시되지 않으나, 도 1의 3a와 같은 구조)을 통하여 저수조(10)와 세탁조(20) 사이의 공간으로 배출된 후 외부로 배수된다.

상술한 세탁 과정 및 탈수 과정에서의 각 부재의 기능을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

1. 캠(40)의 측면 부재(41) 하단면과 접촉하는 연결 부재(50)의 외곽부 표면에는 베어링(52)이 장착되어 있으며, 따라서 캠(40)의 회전시 캠(40)은 연결 부재 (50)와의 사이에 마찰력이 없이 누르는 힘을 연결 부재(50)에 가함으로서 시소 운동시킬 수 있다.

2. 연결 부재(50)의 중앙부에 형성된 개방부(51)는 그 직경이 회전축(60)의 직경보다 크게 이루어져 있어 회전축(60)은 연결 부재(50)의 시소 운동에 전혀 영향을 미치지 않는다.

3. 세탁조(20) 내에는 세탁물과 세탁수가 존재하며, 펄세이터(30)의 상하 방향의 시소 운동에도 불구하고 이 세탁물과 세탁수는 캠(40)의 회전에 의하여 어느정도 회전하게 된다. 세탁물과 세탁수에 직접적으로 접촉하는 펄세이터(30) 역시 세탁물과 세탁수의 회전에 따라 회전하게 된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 연결 부재(50)가 지지되는 회전축(60)은 베어링(61)에 의하여 너트 스핀(71)에 지지되며, 따라서 회전축(60)은 너트 스핀(71)에 대하여 아무런 구속 없이 자유롭게 회전할 수 있다. 결과적으로, 회전축(60)에 지지된 상태의 펄세이터(30)는 핀(62)을 중심으로 하는 상하 시소 운동뿐만 아니라 너트 스핀(71)을 중심으로 하는 회전이 자유롭게 이루어져 세탁 효율을 더욱 높일 수 있다.

4. 또한, 탈수 과정에서, 탈수축(80)의 회전에 의한 세탁조(20)의 회전시, 세탁조(20)의 회전력을 받는 세탁물은 회전하게 되며, 이 세탁물에 전달된 회전력은 펄세이터(30) 상에 있는 세탁물로 전달된다. 따라서 회전축에 대하여 자유롭게 회전이 가능한 펄세이터(30) 역시 세탁물에 의하여 세탁조(20)와 함께 고속으로 회전하게 되어 세탁물을 원심 탈수시킨다.

이상의 설명에서는 연결 부재(50)가 회전축(60)에 연결되어 있음을 설명하였으나, 연결 부재(50)를 너트 스핀(71)에 연결할 수 있다. 즉, 너트 스핀(70)에 회전축(60)을 장착하지 않고, 너트 스핀(70) 외주면에 고정된 수평핀(62)을 이용하여 연결 부재(50)를 연결한다. 이러한 구성에서, 펄세이터(30)는 세탁조 내부의 세탁물 및 세탁수의 움직임에도 불구하고 회전을 하지 않으며, 캠(40)에 의한 시소 운동만이 이루어진다.

한편, 도 3에서는, 캠(40)이 세탁축(70)의 상부에 설치된 상태를 도시하고 있다. 그러나, 캠(40)이 세탁축(70) 하부에 설치되어도 동일한 기능을 얻을 수 있다. 즉, 회전축(70)의 외주에 위치하는 너트 스핀(71)의 길이가 도 3에 비하여 줄어든 상태에서, 세탁축(70) 하부 외주면에 캠(40)을 고정시킨다. 캠(40)의 상부에 베어링(61)을 이용하여 연결 부재(50)를 세탁축(70)에 회전 가능하게 설치한다. 물론, 펄세이터(30)는 브라켓(32)에 의하여 연결 부재(50)에 연결된다. 도 3과 비교하여, 이와 같은 구성은 캠(40)이 연결 부재(50) 하부에 위치하고, 연결 부재(50)의 저면이 캠(40)의 측면 부재 상단면에 접촉한다는 점 외에는 전체적인 구성 및 작용, 그에 따른 기능이 도 3과 동일하며. 따라서 이에 대한 중복설명은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 펄세이터의 전체 원주에 걸쳐 그 중앙부를 중심으로 이루어지는 상하 시소 운동에 의하여 세탁물을 상승 및 하강 운동시켜 세탁물에 충격 에너지를 가하게 된다. 따라서 회전에 의한 세탁 과정에서 발생하는 세탁물의 꼬임 현상이 발생하지 않게 되며, 또한 회전하는 펄세이터 표면에 구성된 블레이드와 세탁물 사이의 접촉이 이루어지지 않아 세탁물의 마모 현상 역시 일어나지 않게 된다.

한편, 본 발명에서는 세탁물의 회전이 아닌 반복적인 상하 운동에 의하여 세탁이 진행되기 세탁물이 담겨질 수 있는 정도의 세탁수만 있으면 세탁이 이루어질 수 있다. 따라서 세탁수의 절약은 물론 급수 시간을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 하우징;

   상기 하우징 내에 설치되어 세탁수를 수용하는 저수조;

   상기 저수조 내부에 회전 가능하게 설치된 세탁조;

   상기 세탁조 하부에 설치된 펄세이터;

   너트 스핀에 의하여 상기 세탁조와 결합된 중공(中空)의 탈수축;

   상기 탈수축 내부에 회전 가능하게 위치한 세탁축;

   상기 탈수축 및 세탁축을 선택적으로 회전시키는 구동부; 및

   상기 세탁축의 회전 운동을 상기 펄세이터의 시소(seesaw) 운동으로 변환시키는 운동 변환 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 운동 변환 수단은,

   상기 세탁축에 고정되어 세탁축과 함께 회전하는 캠;

   상기 펄세이터와 결합되며, 상기 캠의 회전에 따라 전체에 걸쳐 시소 운동을 하는 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 캠은 상하 방향으로 길이가 가장 짧은 제 1 부분에서 가장 긴 제 2 부분으로 갈수록 그 길이가 점차적으로 증가되는 형태로 이루어진 측면 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 연결 부재는 상기 너트 스핀과 수평 핀에 의해 연결되어 시소 운동을 하도록 지지되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 연결 부재는 상기 세탁축의 회전과는 독립적으로 회전 가능하게 세탁축의 외측에 장착된 회전축에 지지되어 시소 운동을 하도록, 상기 회전축과 수평 핀에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 세탁기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 펄세이터의 중앙부에는 오목부가 형성되어 상기 운동 변환 수단이 상기 오목부의 내부에 수용되는 것을 특징으로 하는 세탁기.