KR100463545B1 - 드럼세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비용이 저렴하고 단순한 유도모터와 일방향 베어링을 채용하여 세탁시 드럼의 속도와 탈수시 드럼의 속도를 각각 제어할 수 있는 드럼세탁기를 제공한다.

이를 위하여 본 발명은 세탁수를 저장하는 터브와; 상기 터브의 내부에 회전가능하게 지지되어 세탁 및 탈수를 수행하는 드럼과; 로터와 스테이터로 구성된 모터와; 상기 로터의 중앙에서 인출된 기어샤프트와: 상기 드럼과 연결되어 드럼을 회동시키는 드럼샤프트와; 상기 기어샤프트와 상기 드럼샤프트의 사이에 위치하여, 기어샤프트의 회전을 감속하여 드럼샤프트에 전달하는 감속장치와; 상기 터브에 고정되어, 상기 감속장치를 둘러싸고 있는 하우징과; 상기 감속장치와 상기 하우징 사이에 설치되어 일방향의 회전을 구속하는 제1일방향 베어링과; 상기 기어샤프트와 상기 감속장치 사이에 설치되어 제1일방향 베어링의 반대방향의 회전을 구속하는 제2일방향 베어링;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 드럼세탁기를 제공한다.

Description

드럼세탁기{Drum Washer}

본 발명은 드럼 세탁기에 관한 것으로써, 특히 드럼세탁기의 모터를 유도모터로 대체하면서 세탁시와 탈수시 모터의 회전속도를 제어할 수 있는 드럼세탁기에 관한 것이다.

일반적으로, 드럼 세탁 방식은 세제와 세탁수 및 세탁물이 드럼 내에 투입된 상태에서, 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 드럼과 세탁물의 마찰력을 이용하여 세탁을 행하는 방식으로서, 세탁물의 손상이 거의 없고, 세탁물이 서로 엉키지 않으며, 두드리고 비벼빠는 세탁효과를 낼 수 있다.

도 1을 참조하여 종래 드럼세탁기의 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 드럼세탁기 구성을 나타낸 종단면도로서, 캐비닛(1) 내측에 스테인레스 스틸 재질로 된 원통형의 터브(2; tub)가 설치되고, 상기 터브(2) 내측에는 원통형의 드럼(3)이 회전가능하게 설치된다.

그리고, 상기 터브(2) 하부 일측에는 모터(5)가 설치되고, 상기 모터(5)에는 모터 풀리(51)가 축연결된다.

한편, 상기 드럼(3) 후방에는 드럼축(31)이 설치되고, 상기 드럼축(31) 후단에는 드럼 풀리(32)가 설치되는데, 이 드럼 풀리(32)는 동력전달요소인 벨트(6)를 매개로 모터(5)에 연결된 모터 풀리(51)와 연결되어 회동하게 된다.

그리고, 상기 캐비닛(1) 상부면 내측과 터브(2) 외주면 상부측 사이에는 터브(2)를 지지하는 서스펜션 스프링(24)(suspension spring)이 설치되고, 상기 캐비닛(1) 하부면 내측과 터브(2) 외주면 하부측 사이에는 탈수시 발생하는 터브(2)의 진동을 감쇠시키기 위한 프릭션 댐퍼(25)가 설치된다.

한편, 상기 터브(2)는, 터브의 전방부를 형성하는 터브커버(21)와, 터브의 측벽부를 이루는 터브몸체(22) 및, 터브의 후방부를 형성하는 백 커버(23)로 이루어지는데, 상기 백 커버(23)의 중심부에는 상기 드럼(3)의 후방에 설치된드럼축(31)이 관통하면서 결합하는 베어링(4a, 4b)이 설치되는 베어링하우징(4)이 고정되게 조립된다.

상기 베어링하우징(4)은 그 외주면에 서로 120°간격으로 이격되어 방사상으로 연장된 3개의 결합용 날개부(41)가 일체로 형성되는바, 이 결합용 날개부(41)의 단부가 상기 터브몸체(22) 후단부에 고정브라켓(42) 및 볼트(43)에 의해 체결됨으로써 백 커버(23)에 고정되게 조립된다.

한편, 상기 터브(2)는 그 후방에 스테인레스 스틸로 된 백 커버(23)와 모터(5)가 장착되기 때문에 터브(2) 자체에 무게의 불균형이 발생하게 되는바, 터브(2)의 전방부에는 상기와 같은 무게의 불균형을 방지하기 위한 밸런스 웨이트(26)가 설치된다.

이와 같은 드럼세탁기는 모터에 의해 구동된다. 상기 모터는 BLDC 모터 혹은 유니버설(Universal) 모터등을 사용하는데 상기 모터들은 모터의 회전수를 조절하고 회전방향을 조절할 수 있다는 점에서 잇점이 있지만 제조비용이 비싸 전체적인 세탁기의 제조비용을 증가시키며 소비전력이 증가하는 문제점이 있었다.

이를 해결하고자 유도모터를 채용할 수 있으나 상기 유도모터는 회전수 조절이 어려워 세탁시와 탈수시 드럼의 회전속도조절이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로써, 비용이 저렴하고 단순한 유도모터와 일방향 베어링을 채용하여 세탁시 드럼의 속도와 탈수시 드럼의 속도를 각각 제어할 수 있는 드럼세탁기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1 은 일반적인 드럼세탁기의 개략적인 단면을 도시한 단면도.

도 2 는 본 발명에 의한 드럼세탁기 내부 단면을 개략적으로 도시한 단면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

101: 제1하우징 102: 제2하우징

111: 제1일방향 베어링 112: 제2일방향 베어링

50: 유도모터 60: 기어샤프트

62: 태양기어 64: 유성기어

70: 기어하우징 71: 기어하우징 제1부시

72: 기어하우징 제2부시 80: 회전판

82: 드럼샤프트

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 세탁수를 저장하는 터브와; 상기 터브의 내부에 회전가능하게 지지되어 세탁 및 탈수를 수행하는 드럼과; 로터와 스테이터로 구성된 모터와; 상기 로터의 중앙에서 인출된 기어샤프트와: 상기 드럼과 연결되어 드럼을 회동시키는 드럼샤프트와; 상기 기어샤프트와 상기 드럼샤프트의 사이에 위치하여, 기어샤프트의 회전을 감속하여 드럼샤프트에 전달하는 감속장치와; 상기 터브에 고정되어, 상기 감속장치를 둘러싸고 있는 하우징과; 상기 감속장치와 상기 하우징 사이에 설치되어 일방향의 회전을 구속하는 제1일방향 베어링과; 상기 기어샤프트와 상기 감속장치 사이에 설치되어 제1일방향 베어링의 반대방향의 회전을 구속하는 제2일방향 베어링;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 드럼세탁기를 제공한다.

상기 본 발명에 의한 드럼세탁기의 구성에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명한다. 설명에 앞서 드럼세탁기의 개략적인 구성은 종래기술에서 언급했으므로 자세한 설명은 생략하고 클러치 구성에 관하여 설명하기로 한다.

도 2 는 본 발명에 의한 드럼세탁기의 바람직한 일실시예를 도시한 단면도이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 의한 드럼세탁기의 터브(2) 후단에는 제2하우징(102)이 설치되어 있고, 상기 제2하우징(102)은 터브(2)에 고정부착된다. 상기 제2하우징(102)의 외측부에 다시 제1하우징(101)이 설치되어 있으며, 제1하우징(101)의 후단으로는 로터(52) 및 스테이터(54)로 이루어진 모터(50)가 부착되어 있다.

상기 모터(50)는 일반적인 BLDC 또는 유니버설 모터가 아닌 유도모터(50)를 채용한다. 상기 유도모터(50)는 시계방향(이하 정방향)으로 회전시는 350rpm, 시계반대방향(이하 역방향)으로 회전시는 1200rpm으로 회전하도록 제조함이 바람직하다.

상기 모터(50)의 로터(52) 중앙에서는 로터(52)의 회전력을 전달하는 샤프트가 인출되는바 상기 샤프트의 선단부에는 태양기어(62)가 형성되어 있어 이하 기어샤프트(60)라 하기로 한다. 상기 기어샤프트(60)는 선단부에는 감속장치(C)가 설치되어 있는바, 상기 감속장치(C)는 기어샤프트(60)의 회전수를 후술하는 드럼샤프트(82)에 전달시 감속시키는 장치이다.

상기 감속장치(C)는, 상기 기어샤프트(60)의 선단부에 형성된 태양기어(62)와; 상기 태양기어(62)의 주위에 맞물리는 복수개의 유성기어(64)와; 상기 유성기어(64)들의 중앙축을 결합하며, 타측은 상기 드럼샤프트(82)와 연결된 회전판(80)과; 대략 원통형으로 구성되어 상기 유성기어(64)의 유동을 가이드하도록 내주면에 기어이가 형성된 기어하우징(70);을 포함하여 구성된다.

상기 유성기어(64)는 중앙의 태양기어(62)를 중심으로 회전하면서 연동되는 별도의 기어를 통칭하며 태양기어(62)와 유성기어(64)의 유동은 기어하우징(70) 내부에서 이루어지도록 구성된다.

상기 유성기어(64)는 통상 2개 내지 4개로 이루어지며 이와 같은 각각의 유성기어(64)의 중앙축은 단일의 회전판(80)에 결합된다. 상기 회전판(80)은 태양기어(62)의 회전에 의한 유성기어(64)전체의 회동이므로 태양기어(62)의 회전속도보다 현저히 감속된 회전을 하게 된다.

본 발명에서는 이와 같이 기어샤프트(60)의 선단에 형성된 태양기어(62) 회전속도와 이에 의한 회전판(80)의 회전속도가 7:1이 되도록 기어비를 구성함이 바람직하다.

상기 회전판(80)의 중앙에서는 다시 드럼과 직접 연결된 드럼샤프트(82)가 인출되고 회전판의 회전속도는 그대로 드럼샤프트(82)와 드럼으로 전달되어 드럼이 회전하게 된다.

상기 기어샤프트(60), 유성기어(64), 회전판(80) 및 드럼샤프트(82)는 모두 기어하우징(70)내에서 작동한다. 상기 기어하우징(70)은 전술한 바와 같이 대략 원통형상의 내주면에 기어이(75)가 형성되어 유성기어(64)가 맞물려 돌아가도록 가이드 하고 있으며, 양쪽으로 부시가 설치되어 있어 기어샤프트(60)와 드럼샤프트(82)가 관통되도록 하고 있다.

상기 기어하우징(70)의 제1부시(71)에는 기어샤프트(60)가 관통되며 기어샤프트(60)와 제1부시(71)사이에는 베어링(b1)이 개재되어 기어샤프트(60)의 회전이 가능토록 한다. 상기 드럼샤프트(82)를 감싸는 부시는 제2부시(72)로써 상기 드럼샤프트(82)는 제2부시(72)의 제2일방향베어링(112)에 의해 회전가능하게 된다.

상기와 같은 기어하우징(70)은 그 자체로서도 회동할수 있다. 상기 기어하우징(70)의 제1부시(71)는 상기 제1부시(71)를 감싸는 제1하우징(101)의 부시(105)및 제1일방향 베어링(111)에 의해 제1하우징(101)의 부시내에서 회전하게 된다. 또한, 기어하우징(70)의 제2부시(72)는 제2하우징(102)의 관통부(108)내에서 베어링(b2)에 의해 회전하게 된다.

이와 같은 본 발명에서 특징적인 것은 기어하우징(70)의 제1부시(71)가 회동가능토록 하는 제1일방향 베어링(111)의 베어링 구속방향과 드럼샤프트(82)가 회동가능토록 하는 기어하우징 제2부시(72)의 제2일방향 베어링(112)의 구속방향은 서로 반대가 된다는 것이다.

즉, 제1일방향 베어링(111)은 정방향(시계방향)의 회전을 구속하고 역방향의 회전은 가능한 반면, 제2일방향 베어링(112)은 역방향(시계반대방향)의 회전은 구속하되 정방향의 회전은 가능하다.

이하 상술한 본 발명에 의한 드럼세탁기 클러치의 실시예의 작동과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 유도모터(50)는 정방향 회전시 350rpm, 역방향 회전시 1200rpm으로 회전하도록 구성되어 있다. 모터(50)가 정방향으로 회전할 경우에는 세탁행정이고, 역방향으로 회전할 경우는 탈수행정이다.

세탁행정시 모터(50)가 350rpm으로 회전하면 모터(50)의 로터(52)와 연결된 기어샤프트(60)가 회전한다. 상기 기어샤프트(60)의 선단에는 태양기어(62)가 형성되어 유성기어(64)와 맞물려 있으므로 이에 따라 유성기어(64)들도 회전하면서 유성기어(64)들이 태양기어(62)를 중심으로 정방향으로 회전하게 된다. 이때 기어하우징(70)의 제1부시(71)는 제1일방향 베어링(111)에 의해 구속되어 회전이 제한되므로 기어샤프트(60)만 회전하게 된다.

이와 같은 유성기어(64)들은 회전판(80)에 그 중앙축이 결합되어 있으므로 유성기어(64)의 이동은 회전판(80)의 회동으로 전환되고 상기 회전판(80)의 회동이 드럼샤프트(82)로 전달되어 드럼을 회전하게 된다. 상기 드럼샤프트(82)의 회전을 가능케하는 제2일방향 베어링(112)은 정방향 회전이 가능하고, 역방향 회전이 불가능하게 구성되므로 세탁시 드럼샤프트(82)가 자유롭게 회전할 수 있도록 한다.

초기 350rpm으로 기어샤프트(60)가 회전하였으나 유성기어(64)의 조합에 의해 감속되어 드럼샤프트(82)는 세탁하기 알맞은 50rpm으로 저속회전하게 된다. 즉, 기어비가 7:1이므로 속도비 역시 대략 7:1이 되는 것이다.

이를 순서대로 간단히 하면, 세탁시 로터(52) 350rpm 회전(정방향) -> 기어샤프트(60)회전(정방향) -> 제1일방향베어링(111)(구속) -> 기어하우징(70) 고정-> 기어감속 -> 회전판(80) 및 드럼샤프트(82) 50rpm 회전(정방향)와 같은 순서로 이루어진다.

탈수행정시에는 모터(50)가 역방향으로 1200rpm으로 회전하면 기어샤프트(60)가 회전하게 되고, 기어샤프트(60) 선단의 태양기어(62)에 의해 유성기어(64)들이 회전하면서 이동하게 된다.

상기 유성기어(64)들의 축은 회전판(80)과 결합되어 회전판(80)을 회전시키게 되고, 회전판(80)이 회전하면서 회전판(80) 중앙에서 인출된 드럼샤프트(82)가 회전한다. 이때 드럼샤프트(82)의 주위를 감싸는 제2일방향 베어링(112)은 드럼샤프트(82)가 역방향으로 회전하지 못하도록 구속하고, 이에 따라 기어하우징(70)의제2부시(72)가 드럼샤프트(82)의 회전과 함께 회전하고 전체적으로 기어하우징(70)이 회전하게 된다.

초기에 기어샤프트(60)의 회전속도는 유성기어(64)들에 의해 감속되어 전달되어지나 드럼샤프트(82)가 기어하우징(70)의 제2부시(72)와 결합된 상태에서 동시에 회전하므로 일정시간이 경과하면 점차 드럼샤프트(82)와 기어하우징(70)의 속도가 증가하여 초기 기어샤프트(60)의 속도와 동일해진다.

상기 탈수행정시 모터(50)에 의한 드럼샤프트(82) 회전과정을 순서를 요약하면 다음과 같다.

로터(52) 1200rpm 회전(역방향) -> 기어샤프트(60) 회전(역방향) -> 회전판(80) 및 드럼샤프트(82) 회전(역방향) -> 제2일방향 베어링(112) 구속 -> 드럼샤프트(82)와 기어하우징(70) 동시회전(1200rpm)

탈수행정시 드럼의 속도제어는 모터를 on/off하여 조절할 수 있다.

상기 본 발명의 실시예에서는 제1하우징(101)의 제1부시(105)와 기어하우징(70)의 제1부시(71) 사이에 개재된 베어링(111), 드럼샤프트(82)와 기어하우징(70)의 제2부시(72)사이에 개재된 베어링(112)을 각각 일방향으로만 회동가능토록 구성된 일방향 베어링으로 설정하였다.

상기 일방향 베어링은 상기 서술한 베어링에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 채용된 4개의 주요 베어링 중 2개의 베어링을 설정함으로써 가능하다.

본 발명의 베어링은 첫째, 제1하우징(101)의 제1부시(105)와 기어하우징(70)의 제1부시(71) 사이에 개재된 베어링(111),

둘째, 드럼샤프트(82)와 기어하우징(70)의 제2부시(72)사이에 개재된 베어링(112).

셋째, 기어하우징(70)의 제1부시(71)와 기어샤프트(60) 사이에 개재된 베어링(b1),

넷째, 제2하우징(102)의 관통부(108)와 기어하우징(70)의 제2부시(72) 사이에 개재된 베어링(b2)를 포함하여 총 4개소에 설치되어 있다.

이하 설명의 편의를 위하여 각각 제1베어링(111), 제2베어링(112), 제3베어링(b1), 제4베어링(b2)이라 칭하기로 한다.

본 발명의 1실시예에서는 제1베어링(111)과 제2베어링(112)이 일방향 베어링이었으나, 다른 실시예로써, 제1베어링(111)과 제3베어링(b1)이 일방향 베어링인 경우, 제2베어링(112)과 제4베어링(b2)이 일방향 베어링인 경우, 제3베어링(b1)과 제4베어링(b2)이 일방향 베어링인 경우 본 발명의 목적 및 효과를 달성할 수 있다.

특히, 제1베어링(111)과 제3베어링(b1)이 일방향 베어링일 경우, 탈수 바로 기어샤프트(60)와 기어하우징(70)이 구속되어 유성기어(64)들이 태양기어와 함께 공전하므로 기어샤프트(60)의 회전이 드럼샤프트(82)의 회전으로 바로 전달되어 효과적이다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 기술사상을 구체적으로 표현하기 위한 일례에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명의 구성요소의 위치, 형태 및 재질등을 다양하게 변경적용할 수 있음은 자명하다.

본 발명에 의한 드럼세탁기 클러치는 종래 BLDC 모터 혹은 유니버설 모터보다 상대적으로 저렴한 비용의 유도모터를 사용하므로 드럼세탁기 제조비용을 절감할 수 있다.

또한, 회전속도 제어가 어려운 유도모터를 사용하면서 감속기어 메카니즘과 일방향 베어링을 이용하여 세탁시 요구하는 드럼의 회전속도와 탈수시 요구하는 드럼의 회전속도를 구현하므로 소비전력의 절약의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 세탁수를 저장하는 터브와;

   상기 터브의 내부에 회전가능하게 지지되어 세탁 및 탈수를 수행하는 드럼과;

   로터와 스테이터로 구성된 모터와;

   상기 로터의 중앙에서 인출된 기어샤프트와:

   상기 드럼과 연결되어 드럼을 회동시키는 드럼샤프트와;

   상기 기어샤프트와 상기 드럼샤프트의 사이에 위치하여, 기어샤프트의 회전을 감속하여 드럼샤프트에 전달하는 감속장치와;

   상기 터브에 고정되어, 상기 감속장치를 둘러싸고 있는 하우징과;

   상기 감속장치와 상기 하우징 사이에 설치되어 일방향의 회전을 구속하는 제1일방향 베어링과;

   상기 기어샤프트와 상기 감속장치 사이에 설치되어 제1일방향 베어링의 반대방향의 회전을 구속하는 제2일방향 베어링;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
2. 세탁수를 저장하는 터브와;

   상기 터브의 내부에 회전 가능하게 지지되어 세탁 및 탈수를 수행하는 드럼과;

   로터와 스테이터로 구성된 모터와;

   상기 로터의 중앙에서 인출된 기어샤프트와;

   상기 드럼과 연결되어 드럼을 회동시키는 드럼샤프트와;

   상기 기어샤프트와 상기 드럼샤프트의 사이에 위치하여 기어샤프트의 회전을 감속하여 드럼샤프트에 전달하는 감속장치와;

   상기 터브에 고정되어, 상기 감속장치를 둘러싸고 있는 하우징과;

   상기 감속장치와 상기 하우징 사이에 설치되어 일방향의 회전을 구속하는 제1일방향 베어링과;

   상기 드럼샤프트와 상기 감속장치 사이에 설치되어 제1일방향 베어링의 반대방향의 회전을 구속하는 제2일방향 베어링;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 드럼세탁기
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 감속장치는,

   상기 기어샤프트의 선단부에 형성된 태양기어와;

   상기 태양기어의 주위에 맞물리는 복수개의 유성기어와;

   상기 유성기어들의 중앙축을 결합하며, 타측은 상기 드럼샤프트와 연결된 회전판과;

   대략 원통형으로 구성되어 상기 유성기어의 유동을 가이드하도록 내주면에 기어이가 형성된 기어하우징;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.