KR100585698B1 - 직결식 세탁기 - Google Patents

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KR100585698B1
KR100585698B1 KR1020040055708A KR20040055708A KR100585698B1 KR 100585698 B1 KR100585698 B1 KR 100585698B1 KR 1020040055708 A KR1020040055708 A KR 1020040055708A KR 20040055708 A KR20040055708 A KR 20040055708A KR 100585698 B1 KR100585698 B1 KR 100585698B1
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김동원
우기철
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 직결식 세탁기에 관한 것으로서, 세탁행정중에 탈수행정으로 변환시켜 주기 위한 다이나믹 클러칭조작이 안정적으로 원활하게 구현될 수 있게 한 직결식 세탁기에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 외형을 이루는 아웃케이스와; 상기 아웃케이스의 내부에 지지되어 내부에 세탁수를 수용하는 외조와; 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 수용되는 세탁과 탈수 겸용의 내조와; 상기 내조를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동모터와; 상기 구동모터에 일체로 결합되어 구동모터의 구동에 따라 회전되는 입력축과; 상기 입력축과 상호 회전 가능하게 배치되는 내부캐리어에 결합됨과 아울러 상기 입력축의 회전속도를 소정비율로 감속시키는 복수개의 유성기어가 내부에 구비되고, 상기 각 유성기어와 치합되는 치형이 내주면을 따라 형성되며, 일단은 상기 내조에 결합되어 상기 각 유성기어의 회전에 따라 회전되며 상기 내조를 회전시키는 기어하우징과; 상기 내부캐리어에 일체로 연결되며 상기 기어하우징의 외부로 노출되는 외부캐리어와; 상기 기어하우징에 일체로 연결되며 상기 외부캐리어와 기어하우징의 사이에 배치되는 기어하우징연장부와; 상기 내조의 회전속도를 제어할 수 있도록 상기 외부캐리어의 회전을 구속하거나 상기 기어하우징연장부와 상기 외부캐리어를 일체로 회전 가능하게 연결시키는 클러치장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직결식 세탁기를 제공한다.
세탁기, 다이나믹 클러칭, 기어하우징, 캐리어, 클러치부재, 클러치스프링, 고정브라켓, 경사슬릿

Description

직결식 세탁기{DIRECT DRIVE WASHING MACHINE}
도 1은 종래 직결식 세탁기의 구조를 도시한 도면
도 2는 도 1의 요부를 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 직결식 세탁기의 구조를 도시한 도면
도 4는 도 3의 요부를 도시한 도면
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 직결식 세탁기로서, 클러치장치의 작동구조를 도시한 도면
도 7은 본 발명에 따른 직결식 세탁기의 다른 실시예를 도시한 도면
도 8은 도 7의 요부를 도시한 도면
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
120 : 내조 121 : 스파이더
130 : 입력축 131 : 선기어
140 : 기어하우징 140a : 치형
141 : 기어하우징연장부 150 : 구동모터
151 : 로터 161 : 내부캐리어
162 : 외부캐리어 170 : 유성기어
180 : 클러치장치 181 : 고정브라켓
182 : 클러치부재 183 : 클러치스프링
184 : 스프링부재 185 : 클러치레버
190 : 베어링
본 발명은 직결식 세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세탁행정중에 탈수행정으로 변환시켜 주기 위한 다이나믹 클러칭조작이 안정적으로 원활하게 구현될 수 있게 한 직결식 세탁기에 관한 것이다.
첨부한 도 1은 종래 직결식 세탁기의 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 종래 직결식 세탁기의 구동장치를 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 종래 직결식 세탁기는, 외형을 이루는 아웃케이스(10)와, 상기 아웃케이스(10)의 내부에 현수 지지되어 내부에 세탁수를 수용하는 외조(11)와, 상기 외조(11)의 내부에 회전 가능하게 수용되는 세탁과 탈수 겸용의 내조(12)와, 상기 내조(12)의 내부에 내조(12)에 대해 상대회전 가능하게 설치되어 세탁수류를 형성하는 펄세이터(Pulsator)(13)와, 상기 내조(12)와 연설되어 내조(12)를 회전시키는 내조회전축(20)과, 상기 내조회전축(20)의 내부에 상호 동심적으로 배치됨과 아울러 펄세이터(13)에 연설되어 펄세이터(13)를 회전시키는 펄세이터회전축(30)과, 세탁시 또는 탈수시 상기 내조회전축(20)과 펄세이터회전축(30)의 회전을 제어하기 위한 클러치장치(40)와, 상기 내조회전축(20)과 펄세이터회전축(30)의 회전력을 발생시키기 위한 구동모터(50)를 포함하여 구성되어 있다.
아울러 상기 내조회전축(20)은, 내조(12)와 직결되는 상부내조회전축(21)과, 상부내조회전축(21)과 연결되며 하부 내주면에 링기어(22a)가 형성된 통 형상의 드럼(22)과, 드럼(22)의 하단부와 연결되어 구동모터(50)의 회전력을 상부내조회전축(21)으로 전달하는 하부내조회전축(23)을 포함하여 구성되며, 상기 상부내조회전축(21)과 드럼(22) 및 하부내조회전축(23)은 억지 끼움으로 서로 결합된다.
또한 상기 펄세이터회전축(30)은, 상기 상부내조회전축(21)의 내부에 배치되어 펄세이터(13)와 연결되는 상부펄세이터회전축(31)과, 드럼(22)의 내측에 위치하여 드럼(22)의 내주면의 링기어(22a)와 맞물려 회전하면서 구동모터(50)의 회전속도를 감속시킨 후 그 회전력을 상부펄세이터회전축(31)으로 전달하는 복수개의 유성기어(33)와, 이 유성기어(33)를 회전시키기 위한 선기어(32a)가 상부에 형성된 하부펄세이터회전축(이하, 입력축이라 지칭한다)(32)을 포함하여 구성되며, 이때 유성기어(33)에 의해 감속된 구동모터(50)의 회전력은 캐리어(34)를 매개로 상부펄세이터회전축(31)에 전달된다.
이와 같은 구조로 이루어진 종래 직결식 세탁기는 다음과 같이 동작한다.
먼저, 세탁행정시에는 외조(10)의 내부에 급수가 이루어진 후, 구동모터(50)의 회전력이 입력축(32) 및 유성기어(33)와 링기어(22a)를 통해 감소된 후 캐리어(34)에 의해 펄세이터회전축(31)으로 전달되고, 이에 따라 펄세이터(13)가 내조(12)의 내부에서 회전되며 수류를 형성함으로써 세탁물을 세탁하게 된다.
이때, 상기 내조회전축(21)은 클러치장치(40)에 의해 구속되어 회전되지 않 는다.
세탁이 완료되면 배수펌프(도시하지 않음)가 구동되어 배수가 이루어지고, 내조(12)를 회전 구동시켜 세탁물이 함유한 세탁수의 배수가 원활하게 이루어지도록 하는 소위 간헐 탈수를 하게 된다.
이때, 간헐 탈수를 위해 내조가 회전되는 경우에는, 전술한 바와 같이 구동모터(50)의 회전력이 펄세이터회전축(31)으로 전달됨과 동시에 구동모터(50)의 회전력이 클러치장치(40)에 의해 입력축(32)에 일체로 연결되는 내조회전축(23)으로 전달되고, 이에 따라 내조회전축(21)과 펄세이터회전축(31)이 감속되지 않은 상태로 동시에 회전하게 된다.
배수가 완료되면 외조(11)의 내부에 급수를 실시하면서 내조(12)를 회전시켜 헹굼행정이 수행되도록 하고, 헹굼 및 간헐 탈수를 수회 반복한 후 최종적으로 탈수행정이 수행되도록 하면 세탁이 완료된다.
아울러, 상기 탈수행정시에도 전술한 간헐 탈수시와 마찬가지로 클러치장치(40)에 의해 구동모터(50)의 회전력이 펄세이터회전축(31)과 내조회전축(21)에 전달되어 펄세이터(13)와 내조(12)가 동시에 회전되며 세탁물을 탈수하게 된다.
그런데, 이와 같은 종래 직결식 세탁기에 있어서는, 탈수행정시 상대적으로 고속으로 회전하는 입력축(32)과 상대적으로 저속으로 회전하는 내조회전축(23)을 클러치장치(40) 등을 통해 연결시켜야 했던 바, 이와 같은 구조는 세탁행정중에 탈수행정으로 변환시켜 주기 위한 다이나믹 클러칭(Dynamic Clutching)에 있어 매우 불리한 문제점이 있었다.
특히, 이와 같은 구동구조가 초기 구동시 토크가 작은 소형모터(일예로서 유도모터)를 사용하는 드럼식 세탁기에 적용된 경우에는, 다이나믹 클러칭조작이 안정적으로 원활하게 구현될 수 없었고, 다이나믹 클러칭조작시 작동 불량이나 소음 및 고장이 발생될 소지가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 세탁행정중에 탈수행정으로 변환시켜 주기 위한 다이나믹 클러칭조작을 안정적으로 원활하게 구현할 수 있는 직결식 세탁기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외형을 이루는 아웃케이스와; 상기 아웃케이스의 내부에 지지되어 내부에 세탁수를 수용하는 외조와; 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 수용되는 세탁과 탈수 겸용의 내조와; 상기 내조를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동모터와; 상기 구동모터에 일체로 결합되어 구동모터의 구동에 따라 회전되는 입력축과; 상기 입력축과 상호 회전 가능하게 배치되는 내부캐리어에 결합됨과 아울러 상기 입력축의 회전속도를 소정비율로 감속시키는 복수개의 유성기어가 내부에 구비되고, 상기 각 유성기어와 치합되는 치형이 내주면을 따라 형성되며, 일단은 상기 내조에 결합되어 상기 각 유성기어의 회전에 따라 회전되며 상기 내조를 회전시키는 기어하우징과; 상기 내부캐리어에 일체로 연결되며 상기 기어하우징의 외부로 노출되는 외부캐리어와; 상기 기어하우징에 일체로 연결되며 상기 외부캐리어와 기어하우징의 사이에 배치되는 기어하우징연장부와; 상기 내조의 회전속도를 제어할 수 있도록 상기 외부캐리어의 회전을 구속하거나 상기 기어하우징연장부와 상기 외부캐리어를 일체로 회전 가능하게 연결시키는 클러치장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 직결식 세탁기는, 외형을 이루는 아웃케이스와; 상기 아웃케이스의 내부에 지지되어 내부에 세탁수를 수용하는 외조와; 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 수용되는 세탁과 탈수 겸용의 내조와; 상기 내조를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동모터와; 상기 구동모터에 일체로 결합되어 구동모터의 구동에 따라 회전되는 입력축과; 상기 입력축과 상호 회전 가능하게 배치되는 내부캐리어에 상대회전 가능하게 결합되는 복수개의 롤러와, 상기 입력축의 회전속도를 소정비율로 감속시키는 사이클로이드기어가 내부에 구비되고, 상기 사이클로이드기어와 치합되는 사이클로이드치형이 복수개의 핀에 의해 내주면을 따라 형성되며, 일단은 상기 내조에 결합되어 상기 사이클로이드기어의 회전에 따라 회전되며 상기 내조를 회전시키는 기어하우징과; 상기 내부캐리어에 일체로 연결되며 상기 기어하우징의 외부로 노출되는 외부캐리어와; 상기 기어하우징에 일체로 연결되며 상기 외부캐리어와 기어하우징의 사이에 배치되는 기어하우징연장부와; 상기 내조의 회전속도를 제어할 수 있도록 상기 외부캐리어의 회전을 구속하거나 상기 기어하우징연장부와 상기 외부캐리어를 일체로 회전 가능하게 연결시키는 클러치장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러치장치는, 상기 외부캐리어 후방영역에 고정 설치되는 고정브라켓과; 상기 외부캐리어와 일체로 회전 가능하게 연결됨과 아울러 상기 입력축의 축선 방향을 따라 이동되며 선택적으로 상기 고정브라켓에 고정 결합되는 클러치부재와; 상기 클러치부재와 연동되며 상기 외부캐리어와 상기 기어하우징연장부의 외주면에 조여지며 마찰 접촉되거나 풀림 가능하게 설치되는 클러치스프링;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러치부재의 일단부에는 둘레방향을 따라 일정 간격을 두고 이격되게 복수개의 돌기부가 돌출 형성되고, 상기 고정브라켓에는 상기 각 돌기부가 삽입되며 수용될 수 있도록 복수개의 돌기부수용공이 관통 형성되어 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러치부재의 주벽(周壁)에는 상기 클러치스프링의 양단이 수용됨과 아울러 상기 클러치부재의 이동에 따라 상기 클러치스프링이 조임 및 풀림 가능하게 가압될 수 있도록 경사슬릿이 관통 형성되어 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러치스프링의 일단은 상기 외부캐리어에 일체로 고정되고, 상기 클러치부재의 주벽(周壁)에는 상기 클러치스프링의 타단이 수용됨과 아울러 상기 클러치부재의 이동에 따라 상기 클러치스프링이 조임 및 풀림 가능하게 가압될 수 있도록 경사슬릿이 관통 형성되어 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러치부재와 상기 고정브라켓의 사이에 개재되어 상기 클러치부 재를 탄성 가압하는 스프링부재와, 상기 스프링부재가 압축되도록 상기 클러치부재를 상기 입력축의 축선 방향을 따라 선택적으로 이동시키는 클러치레버를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외부캐리어와 상기 기어하우징연장부는 서로 대응되는 직경을 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 3은 본 발명에 따른 직결식 세탁기의 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 요부를 도시한 도면이다.
또한, 도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 직결식 세탁기로서, 클러치장치의 작동구조를 도시한 도면이다.
한편, 도 7은 본 발명에 따른 직결식 세탁기의 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 요부를 도시한 도면이다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하에서는, 본 발명이 드럼식 세탁기에 적용된 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 직결식 세탁기는, 외형을 이루는 아웃케이스(도시하지 않음)와, 상기 아웃케이스의 내부에 지지되어 내부에 세탁수를 수용하는 외조(도시하지 않음)와, 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 수용되는 세탁과 탈수 겸용의 내조(120)와, 상기 내조(120)를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동모터(150)와, 상기 구동모터(150)에 결합되어 구동모터(150)의 구동에 따라 회전되는 입력축(130)과, 상기 입력축(130)의 회전속도를 선택적으로 일정 감속비로 감속할 수 있도록 내부캐리어(161) 및 유성기어(170)를 포함한 유성기어감속장치가 내부에 구비되어 있으며 입력축(130)의 회전에 따라 회전되며 상기 내조(120)를 회전시키는 기어하우징(140)과, 상기 내부캐리어(161)와 일체로 연결되며 기어하우징(140)의 외부로 노출되는 외부캐리어(162)와, 상기 기어하우징(140)에 일체로 연결되며 외부캐리어(162)와 기어하우징(140)의 사이에 배치되는 기어하우징연장부(141)와, 상기 내조(120)의 회전속도를 제어할 수 있도록 외부캐리어(162)의 회전을 구속하거나 기어하우징연장부(162)와 외부캐리어(162)를 일체로 회전 가능하게 연결시키는 클러치장치(180)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 아웃케이스는 세탁물이 출입할 수 있도록 전면에 도어가 구비된 통형상을 가지며, 그 내부에는 전/후 방향을 따라 원통 형상의 외조가 지지스프링 및 댐퍼(도시하지 않음)에 의해 지지되어 있다.
상기 외조의 내부에는 그 전/후 방향을 따라 원통 형상을 가지며 둘레면에 외부와 연통 가능하게 복수개의 탈수공(도시하지 않음)이 형성된 내조(120)가 회전 가능하게 배치되어 있다.
상기 내조(120)의 후방영역에는 전원을 인가 받아 구동되는 구동모터(150)가 구비되는 바, 상기 구동모터(150)는 내조(120)의 후방영역에 고정 결합되는 스테이터(도시하지 않음)와, 이 스테이터를 내부에 수용하며 회전 가능하게 결합되는 로터(151)를 구비하고 있다.
상기 내조(120)와 구동모터(150)의 사이에는 구동모터(150)의 구동력을 내조(120)로 전달하기 위한 기어하우징(140)이 구비되는 바, 이는 후술하는 바와 같다.
상기 구동모터(150)의 로터(151)에는 부싱(도시하지 않음)을 통해 입력축(130)이 일체로 결합되며, 이 입력축(130)의 단부에는 선기어(131)가 일체로 형성되어 있다.
상기 기어하우징(140)은 이 입력축(130)을 통해 구동모터(150)와 연결되어 구동모터(150)의 회전력을 내조(120)로 전달하게 되는 바, 기어하우징(140)의 내부에는 내조(120)의 회전속도가 선택적으로 감속될 수 있도록 유성기어감속장치가 구비되어 있다.
즉, 상기 기어하우징(140) 내부에는 입력축(130)과 상호 동심적으로 회전 가능하게 배치되는 내부캐리어(161)와, 이 내부캐리어(161)에 축(161a) 결합을 통해 상대회전 가능하게 결합됨과 아울러 선기어(131)의 외주면을 에워싸며 치합되어 회전되며 입력축(130)의 회전속도를 소정비율로 감속시키는 복수개의 유성기어(170)가 구비되어 있고, 기어하우징(140)의 내주면을 따라서는 각 유성기어(170)와 치합되는 치형(140a)이 형성되어 있으며, 기어하우징(140)의 일단은 내조(120)의 후면에 일체로 결합된 스파이더(121)에 일체로 결합되어 있는 바, 이와 같은 구조에 의해 상기 각 유성기어(170)는 축(161a)을 통해 자전될 수 있음은 물론 내부캐리어(161)를 통해 선기어(131)의 주위로 공전될 수 있으며, 상기 기어하우징(140)은 각 유성기어(170)의 회전에 따라 회전되며 내조(120)를 회전시킬 수 있다.
아울러, 상기 기어하우징(140)은 내조 후방영역의 베어링하우징(도시하지 않 음) 즉, 기어하우징(140)의 전방 및 후방영역에 각각 고정 설치된 베어링하우징에 결합되는 베어링(190)을 통해 회전 가능하게 지지된다.
한편, 상기 내부캐리어(161)에는 이와 일체로 연결되며 기어하우징(140)의 외부로 노출되는 외부캐리어(162)가 구비되는 바, 상기 외부캐리어(162)는 소정 크기를 갖는 통형상으로 입력축의 축선 방향을 따라 내부캐리어(161)로부터 소정 간격을 두고 이격되게 일체로 연결되며 기어하우징(140)의 외부로 노출되어 내부캐리어(161)와 함께 일체로 회전될 수 있다.
이와 아울러, 상기 외부캐리어(162)와 기어하우징(140)의 사이에는 상기 외부캐리어(162)와 대응되는 통형상으로 기어하우징(140)에 일체로 연결되는 기어하우징연장부(141)가 구비되는 바, 상기 기어하우징연장부(141)는 외부캐리어(162)와 상대회전 가능하게 기어하우징(140)과 함게 일체로 회전될 수 있다.
따라서, 이와 같은 구조는 기어하우징(140) 내부의 내부캐리어(161)가 이와 일체로 연결되는 외부캐리어(162)에 의해 기어하우징(140)의 외부에서 구속될 수 있게 함은 물론 기어하우징(140)과 일체로 연결될 수 있게 한다.
즉, 이와 같은 구조는 내부캐리어(161)와 일체로 연결되는 외부캐리어(1662)를 기어하우징(140)의 외부로 노출되게 함으로써, 세탁행정중에 탈수행정으로 변환시켜 주기 위한 다이나믹 클러칭(Dynamic Clutching)시 상대적으로 고속으로 회전하는 입력축(130)과의 연결을 배제하고, 상대적으로 저속으로 회전하는 내/외부캐리어(161,162)와 기어하우징(140)이 연결되며 안정적으로 다이나믹 클러칭이 이루어질 수 있게 한다.
한편, 상기 클러치장치(180)는 고정브라켓(181), 클러치부재(182) 및 클러치스프링(183)을 포함하여 구성되어 있는 바, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
상기 고정브라켓(181)은 대략 원반 형상을 가지며 외부캐리어(162)의 후방영역에 배치되도록 베어링하우징에 일체로 고정 설치된다.
상기 클러치부재(182)는 후단부에 반경방향을 따라 확장된 플랜지부(182a)가 형성되어 있는 대략 중공의 원통 형상으로 그 내주면에는 내측치형부(182c)가 형성되어 있고, 상기 외부캐리어(162)의 외주면에는 내측치형부(182c)와 치합될 수 있도록 외측치형부(162a)가 형성되어 있는 바, 이를 통해 클러치부재(182)는 외부캐리어(162)와 일체로 회전될 수 있으며, 입력축(130)의 축선 방향을 따라 이동될 수 있다.
또, 상기 클러치부재(182)의 플랜지부(182a) 단부에는 소정 크기를 갖는 돌기부(182b)가 그 둘레방향을 따라 일정 간격을 두고 이격되게 복수개가 구비되어 있고, 상기 고정브라켓(181)에는 각 돌기부(182b)가 삽입되며 수용될 수 있도록 복수개의 돌기부수용공(181a)이 관통 형성되어 있는 바, 이를 통해 클러치부재(182)는 선택적으로 고정브라켓(181)에 고정 결합될 수 있으며, 이와 일체로 연결된 외부캐리어(162)의 회전을 선택적으로 구속할 수 있게 한다.
아울러, 상기 복수개의 돌기부(182b)를 고정브라켓(181)에 형성하고, 이가 삽입 수용되는 돌기부수용공(181a)을 클러치부재(182)에 형성할 수 있음은 물론이다.
상기 클러치스프링(183)은 외부캐리어(162)와 기어하우징연장부(141)에 상호 동심적으로 배치됨과 아울러 상기 클러치부재(182)의 이동에 따라 연동될 수 있도록 연결되어 클러치부재(182)의 이동에 따라 외부캐리어(162)와 기어하우징연장부(141)의 외주면에 선택적으로 조여지며 마찰 접촉되거나 풀림 가능하게 설치된다.
이를 위해 상기 클러치부재(182)의 주벽(周壁)에는 클러치스프링(183)의 양 암부(183a,183b)가 수용됨과 아울러 클러치부재(182)의 이동에 따라 클러치스프링(183)이 조임 및 풀림 가능하게 서로 반대 둘레방향으로 가압될 수 있도록 두개의 경사슬릿(182d,182d')이 서로 대향되게 관통 형성되어 있다.
또, 상기 클러치스프링(183)의 일측 암부(183a)는 외부캐리어에 일체로 고정될 수 있는 바, 이때 상기 클러치부재(182)의 주벽(周壁)에는 클러치스프링(183)의 타측 암부(183b)만이 클러치부재(182)의 이동에 따라 클러치스프링(183)이 조임 및 풀림 가능하게 가압될 수 있도록 하나의 경사슬릿(182d')이 관통 형성된다.
한편, 상기 클러치부재(182)와 고정브라켓(181)의 사이에는 클러치부재(182)를 전방측으로 탄성 가압할 수 있도록 스프링부재(184)가 개재되어 있으며, 상기 클러치부재(182)의 근방에는 클러치레버구동수단(도시하지 않음)에 의해 구동되며 스프링부재(184)가 압축되도록 클러치부재(182)를 입력축(130)의 축선 방향을 따라 선택적으로 이동시키는 클러치레버(185)가 구비되어 있다.
한편, 도면부호 182e는 상기 스프링부재(184)의 적어도 일부가 안착될 수 있도록 클러치부재(182)의 플랜지부(182a)에 함몰 형성되는 스프링부재안착홈을 나타낸다.
아울러, 상기 클러치스프링(183)의 조임시 외부캐리어(162)와 기어하우징연 장부(141)의 외주면에 동일한 마찰 접촉력이 가해질 수 있도록 외부캐리어(162)와 기어하우징연장부(141)의 직경은 서로 대응되는 직경으로 형성됨이 바람직하다.
이하, 첨부한 도 5 내지 도 6을 참조하여 클러치장치의 작동구조를 설명하면 다음과 같다.
도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 클러치레버(185)가 작동되어 스프링부재(184)가 압축됨과 아울러 클러치부재(182)가 이동되며 돌기부(182b)가 고정브라켓(181)에 돌기부수용공(181a)에 결합된 상태에서는 클러치부재(182) 및 이와 일체로 연결된 외부캐리어(162)의 회전이 구속되고, 이에 따라 외부캐리어(162)와 일체로 연결된 내부캐리어(161)의 회전이 구속되어 기어하우징(140)이 감속된 상태로 회전할 수 있게 된다.
이때, 상기 클러치스프링(183)은 경사슬릿(182d,182d')을 통해 풀려지는 방향으로 가압되며 외부캐리어(162)와 기어하우징연장부(141)의 외주면에 소정 간격을 두고 이격된 상태로 배치된다.
이와 반대로 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 클러치레버(185)의 작동이 해제되면 스프링부재(184)의 탄성에 의해 클러치부재(182)가 탄성 가압되며 전방으로 이동됨과 아울러 고정브라켓(181)과의 고정 결합상태가 해제되고, 이와 동시에 클러치부재(182)의 경사슬릿(182d,182d')을 통해 클러치스프링(183)이 조여지는 방향으로 가압되어 외부캐리어(162) 및 기어하우징연장부(141)가 클러치스프링(183)과의 마찰 접촉에 의해 일체로 회전 가능하게 연결된다.
이때, 상기 외부캐리어(162)와 일체로 연결된 내부캐리어(161)와 기어하우징 연장부(141)와 일체로 연결된 기어하우징(140)이 일체로 회전됨에 따라 상기 유성기어감속장치에 의한 감속은 이루어지지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 직결식 세탁기의 세탁행정시와 탈수행정시의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 세탁행정시 구동모터(150)에 전원이 인가되어 로터(151)가 회전됨에 따라 이에 일체로 결합된 입력축(130)이 회전되면, 입력축(130)의 단부에 형성된 선기어(131)가 회전하게 되고, 이 선기어(131)는 그와 치합된 복수개의 유성기어(170)를 회전시키게 된다.
이때 각 유성기어(170)는 내부캐리어(161)에 지지되어 있는데, 내부캐리어(161)와 일체로 연결된 외부캐리어(162)가 클러치부재(182)를 통해 기어하우징(140)의 외부에서 회전되지 않도록 구속되어 공전하지 못하고 자전만 하게 된다.
상기 각 유성기어(170)가 자전함에 따라 이와 치합되는 치형(140a)이 내주면에 형성된 기어하우징(140)이 회전하게 되는 바, 이때 기어하우징(140)은 선기어(131)와 유성기어(170) 및 치형(140a)과의 감속비에 따라 감속 회전하게 된다.
이와 같이 감속 회전되는 기어하우징(140)은 그와 일체로 결합된 내조(120)를 회전시키며 그 내부의 세탁물이 세탁되게 한다.
세탁이 완료되면 배수펌프(도시하지 않음)가 구동되어 배수가 이루어지고, 배수가 완료되면 외조의 내부에 급수를 실시하면서 내조(120)를 회전시켜 헹굼행정이 수행되도록 한다.
헹굼행정이 수회 반복된 후 최종적으로 탈수행정이 수행되는 바, 이때는 전 술한 바와 같이 내조(120)가 저속으로 감속 회전되는 상태에서 클러치장치(180)를 조작(다이나믹 클러칭)함으로써 탈수행정으로 변환된다.
즉, 탈수행정시에 클러치스프링(183)의 양 암부(183a,183b)가 클러치부재(182)의 경사슬릿(182d,182d')에 의해 조여지는 방향으로 가압되면 클러치스프링(183)이 외부캐리어(162)와 기어하우징연장부(141)의 외주면에 조여지며 마찰 접촉하게 되고, 이에 따라 외부캐리어(162)와 기어하우징연장부(141)가 일체로 회전 가능하게 연결되는 바, 이때는 외부캐리어(162)와 일체로 연결된 내부캐리어(161)가 기어하우징(140) 내부에서의 회전이 구속되어 있으므로 상기 각 유성기어(170)가 자전하지 못하고 공전만 하게 된다.
상기 각 유성기어(170)가 공전함에 따라 이와 치합되는 치형(140a)이 내주면에 형성된 기어하우징(140)이 회전하게 되는데, 이때 기어하우징(140)은 감속되지 않고 입력된 회전속도로 회전하게 된다.
이와 같이 회전되는 기어하우징(140)은 그와 일체로 결합된 내조(120)를 회전시키며 그 내부의 세탁물이 탈수되게 한다.
한편, 본 발명에 따른 직결식 세탁기의 다른 실시예로서, 본 발명에 따른 직결식 세탁기에는 내조의 회전속도를 감속시키기 위한 감속장치로서 유성기어감속장치에 비해 수명이 길고 소음이 적으며 감속효율이 우수한 사이클로이드감속장치가 적용될 수 있는 바, 첨부한 도 7 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 직결식 세탁기는, 외형을 이루는 아웃케이스(도시하지 않음)와; 상기 아웃케이스의 내부에 지지되어 내부에 세탁수를 수용하는 외조(도시하지 않음)와; 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 수용되는 세탁과 탈수 겸용의 내조(120)와; 상기 내조(120)를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동모터(150)와; 일단에는 편심 베어링(131)이 일체로 결합되어 있으며, 다른 일단은 상기 구동모터(150)에 일체로 결합되어 구동모터(150)의 구동에 따라 회전되는 입력축(130)과; 상기 입력축(130)과 상호 동심적으로 회전 가능하게 배치되는 내부캐리어(161)와, 상기 내부캐리어(161)에 축(161a) 결합을 통해 상대회전 가능하게 결합되는 복수개의 롤러(161b)와, 상기 각 롤러(161b)에 편심회전 가능하게 지지됨과 아울러 상기 편심 베어링(131)에 결합되어 병진 회전되며 상기 입력축(130)의 회전속도를 소정비율로 감속시키는 사이클로이드기어(170)가 내부에 구비되고, 상기 사이클로이드기어(170)와 치합되는 사이클로이드치형(140a)이 복수개의 핀(140b)에 의해 내주면을 따라 형성되며, 일단은 상기 내조(120)에 결합되어 상기 사이클로이드기어(170)의 회전에 따라 회전되며 상기 내조(120)를 회전시키는 기어하우징(140)과; 상기 내부캐리어(161)와 일체로 연결되며 기어하우징(140)의 외부로 노출되는 외부캐리어(162)와; 상기 기어하우징(140)에 일체로 연결되며 외부캐리어(162)와 기어하우징(140)의 사이에 배치되는 기어하우징연장부(141)와; 상기 내조(120)의 회전속도를 제어할 수 있도록 외부캐리어(162)의 회전을 구속하거나 기어하우징연장부(162)와 외부캐리어(162)를 일체로 회전 가능하게 연결시키는 클러치장치(180)를 포함하여 구성되어 있다.
상기 외부캐리어(162)는 소정 크기를 갖는 통형상으로 입력축(130)의 축선 방향을 따라 내부캐리어(161)로부터 소정 간격을 두고 이격되게 일체로 연결되며 기어하우징(140)로 외부로 노출되어 내부캐리어(161)와 함께 일체로 회전될 수 있다.
또한, 상기 외부캐리어(162)와 기어하우징(140)의 사이에는 상기 외부캐리어(162)와 대응되는 통형상으로 기어하우징(140)에 일체로 연결되는 기어하우징연장부(141)가 구비되는 바, 상기 기어하우징연장부(141)는 외부캐리어(162)와 상대회전 가능하게 기어하우징(140)과 함게 일체로 회전될 수 있다.
상기 클러치장치(180)는 전술한 실시예의 고정브라켓(181), 클러치부재(182) 및 클러치스프링(183)을 포함하여 구성되어 있는 바, 이에 대한 중복적인 설명은 생략하고자 한다.
따라서, 이와 같은 구조는 내부캐리어(161)와 일체로 연결되는 외부캐리어(162)를 기어하우징(140)의 외부로 노출되게 함으로써, 세탁행정중에 탈수행정으로 변환시켜 주기 위한 다이나믹 클러칭시 상대적으로 고속으로 회전하는 입력축(130)과의 연결을 배제하고, 상대적으로 저속으로 회전하는 내/외부캐리어(161,162)와 기어하우징(140)이 연결되며 안정적으로 다이나믹 클러칭이 이루어질 수 있게 한다.
이와 같은 구조에 의해, 세탁행정시 구동모터(150)에 전원이 인가되어 로터(151)가 회전됨에 따라 이에 일체로 결합된 입력축(130)이 회전되면, 입력축(130)의 단부에 결합된 편심 베어링(131)이 미끄럼 회전하게 되고, 이에 따라 편심 베어 링(131)과 결합된 사이클로이드기어(170)가 병진 회전하게 된다.
이때, 상기 사이클로이드기어(170)는 내부캐리어(161)의 롤러(161b)에 지지되어 있고, 이 내부캐리어(161)와 일체로 연결된 외부캐리어(162)는 클러치부재(182)를 통해 기어하우징(140)의 외부에서 회전되지 않도록 구속되어 있는 바, 사이클로이드기어(170)가 롤러(161b)에 지지되며 회전됨에 따라 이와 치합되는 사이클로이드치형(140a)이 내주면에 형성된 기어하우징(140)이 회전하게 된다.
아울러, 상기 기어하우징(140)은 사이클로이드기어(170)의 외주면에 형성된 잇수가 기어하우징(140)의 내주면에 형성된 사이클로이드치형(140a)의 잇수보다 한개 적개 형성됨에 따른 감속비에 따라 감속 회전하게 된다.
이와 같이 감속 회전되는 기어하우징(140)은 그와 일체로 결합된 내조(120)를 회전시키며 그 내부의 세탁물이 세탁되게 한다.
한편, 탈수행정시에 클러치스프링(183)의 양 암부(183a,183b)가 클러치부재(182)의 경사슬릿(182d,182d')에 의해 조여지는 방향으로 가압되면 클러치스프링(183)이 외부캐리어(162)와 기어하우징연장부(141)의 외주면에 조여지며 마찰 접촉하게 되고, 이에 따라 외부캐리어(162)와 기어하우징연장부(141)가 일체로 회전 가능하게 연결되는 바, 이때는 입력축(130)의 회전에 따라 회전되는 사이클로이드기어(170)에 의해 내/외부캐리어(161,162)가 회전하게 되고, 내/외부캐리어(161,162)의 회전에 따라 이와 일체로 연결된 기어하우징(140)이 감속되지 않은 상태로 회전하게 된다.
이와 같이 회전되는 기어하우징(140)은 그와 일체로 결합된 내조(120)를 회 전시키며 그 내부의 세탁물이 탈수되게 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 상대적으로 저속으로 회전하는 내/외부캐리어(161,162)와 기어하우징(140)을 연결하며 다이나믹 클러칭조작이 구현되게 함으로써, 안정적으로 원활하게 다이나믹 클러칭조작이 구현될 수 있게 함은 물론 종래 불안정적인 다이나믹 클러칭구조에 따른 작동 불량이나 소음 및 고장의 발생을 방지할 수 있게 한다.
아울러, 전술한 실시예에서는 본 발명이 드럼식 세탁기에 적용된 것으로 기술 및 도시되어 있지만, 수직형 세탁기에 적용할 수 있음은 물론이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절히 변경 가능한 것이다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 직결식 세탁기에 의하면, 세탁행정중에 탈수행정으로 변환시켜 주기 위한 다이나믹 클러칭조작이 안정적으로 원활하게 구현될 수 있는 효과가 있으며, 종래 불안정적인 다이나믹 클러칭구조에 따른 작동 불량이나 소음 및 고장의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 외형을 이루는 아웃케이스와;
    상기 아웃케이스의 내부에 지지되어 내부에 세탁수를 수용하는 외조와;
    상기 외조의 내부에 회전 가능하게 수용되는 세탁과 탈수 겸용의 내조와;
    상기 내조를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동모터와;
    상기 구동모터에 일체로 결합되어 구동모터의 구동에 따라 회전되는 입력축과;
    상기 입력축과 상호 회전 가능하게 배치되는 내부캐리어에 결합됨과 아울러 상기 입력축의 회전속도를 소정비율로 감속시키는 복수개의 유성기어가 내부에 구비되고, 상기 각 유성기어와 치합되는 치형이 내주면을 따라 형성되며, 일단은 상기 내조에 결합되어 상기 각 유성기어의 회전에 따라 회전되며 상기 내조를 회전시키는 기어하우징과;
    상기 내부캐리어에 일체로 연결되며 상기 기어하우징의 외부로 노출되는 외부캐리어와;
    상기 기어하우징에 일체로 연결되며 상기 외부캐리어와 기어하우징의 사이에 배치되는 기어하우징연장부와;
    상기 내조의 회전속도를 제어할 수 있도록 상기 외부캐리어의 회전을 구속하거나 상기 기어하우징연장부와 상기 외부캐리어를 일체로 회전 가능하게 연결시키는 클러치장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직결식 세탁기.
  2. 외형을 이루는 아웃케이스와;
    상기 아웃케이스의 내부에 지지되어 내부에 세탁수를 수용하는 외조와;
    상기 외조의 내부에 회전 가능하게 수용되는 세탁과 탈수 겸용의 내조와;
    상기 내조를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동모터와;
    상기 구동모터에 일체로 결합되어 구동모터의 구동에 따라 회전되는 입력축과;
    상기 입력축과 상호 회전 가능하게 배치되는 내부캐리어에 상대회전 가능하게 결합되는 복수개의 롤러와, 상기 입력축의 회전속도를 소정비율로 감속시키는 사이클로이드기어가 내부에 구비되고, 상기 사이클로이드기어와 치합되는 사이클로이드치형이 복수개의 핀에 의해 내주면을 따라 형성되며, 일단은 상기 내조에 결합되어 상기 사이클로이드기어의 회전에 따라 회전되며 상기 내조를 회전시키는 기어하우징과;
    상기 내부캐리어에 일체로 연결되며 상기 기어하우징의 외부로 노출되는 외부캐리어와;
    상기 기어하우징에 일체로 연결되며 상기 외부캐리어와 기어하우징의 사이에 배치되는 기어하우징연장부와;
    상기 내조의 회전속도를 제어할 수 있도록 상기 외부캐리어의 회전을 구속하거나 상기 기어하우징연장부와 상기 외부캐리어를 일체로 회전 가능하게 연결시키는 클러치장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직결식 세탁기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 클러치장치는, 상기 외부캐리어 후방영역에 고정 설치되는 고정브라켓과;
    상기 외부캐리어와 일체로 회전 가능하게 연결됨과 아울러 상기 입력축의 축선 방향을 따라 이동되며 선택적으로 상기 고정브라켓에 고정 결합되는 클러치부재와;
    상기 클러치부재와 연동되며 상기 외부캐리어와 상기 기어하우징연장부의 외주면에 조여지며 마찰 접촉되거나 풀림 가능하게 설치되는 클러치스프링;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직결식 세탁기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 클러치부재의 일단부에는 둘레방향을 따라 일정 간격을 두고 이격되게 복수개의 돌기부가 돌출 형성되고, 상기 고정브라켓에는 상기 각 돌기부가 삽입되며 수용될 수 있도록 복수개의 돌기부수용공이 관통 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 직결식 세탁기.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 클러치부재의 주벽(周壁)에는 상기 클러치스프링의 양단이 수용됨과 아울러 상기 클러치부재의 이동에 따라 상기 클러치스프링이 조임 및 풀림 가능하게 가압될 수 있도록 경사슬릿이 관통 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 직결식 세탁기.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 클러치스프링의 일단은 상기 외부캐리어에 일체로 고정되고, 상기 클러치부재의 주벽(周壁)에는 상기 클러치스프링의 타단이 수용됨과 아울러 상기 클러치부재의 이동에 따라 상기 클러치스프링이 조임 및 풀림 가능하게 가압될 수 있도록 경사슬릿이 관통 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 직결식 세탁기.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 클러치부재와 상기 고정브라켓의 사이에 개재되어 상기 클러치부재를 탄성 가압하는 스프링부재와, 상기 스프링부재가 압축되도록 상기 클러치부재를 상기 입력축의 축선 방향을 따라 선택적으로 이동시키는 클러치레버를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 직결식 세탁기.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 외부캐리어와 상기 기어하우징연장부는 서로 대응되는 직경을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 직결식 세탁기.
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