KR100651970B1 - 전자동 세탁기의 클러치 - Google Patents

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KR100651970B1
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Abstract

본 발명은 전자동 세탁기의 클러치에 관한 것으로, 구조가 간단하고 동작이 정확하게 이루어짐과 더불어, 세탁성능을 향상시킬 수 있도록 된 것이다.
이를 위해 본 발명은, 본 발명은 세탁기의 외조 하부에서 세탁날개와 결합되어 모터의 회전력을 직접 전달받아 회전하는 세탁축과, 이 세탁축의 외측에 동축상으로 결합되며 세탁조와 결합되는 탈수축을 구비하여, 모터의 회전력을 세탁날개와 세탁조에 선택적으로 전달하도록 된 세탁기용 클러치에 있어서, 상기 세탁축과 탈수축 사이에는 상기 탈수축에 대해 세탁축의 일방향 회전만을 허용하는 제 1일방향회동수단이 구비되고, 상기 탈수축에는 상기 제 1일방향회동수단과 반대방향으로의 회전만을 허용하며 탈수축을 회전가능하게 지지하는 제 2일방향회동수단이 구비되며, 상기 탈수축에는 상기 제 1일방향회동수단에 의해 세탁축이 회전 허용방향으로 회전할 때 상기 탈수축을 상기 세탁축 회전 방향과 반대방향으로 회전시킴과 더불어 모터 회전력을 감속시키기 위한 역회전/감속수단이 구비된 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치를 제공한다.
세탁기, 클러치, 세탁축, 탈수축, 원웨이베어링

Description

전자동 세탁기의 클러치{clutch of automatic washing machine}
도 1은 종래의 전자동 세탁기를 개략적으로 나타낸 일부 종단면도
도 2는 도 1의 클러치 구조를 나타낸 확대 상세도
도 3은 본 발명에 따른 세탁기의 클러치 구조를 나타낸 요부 종단면도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
40 - 클러치 401 - 세탁축
402 - 탈수축 411 - 구동부케이스
414 - 링기어 415 - 유성기어
416 - 선기어 421 - 제 1원웨이베어링
431 - 제 2원웨이베어링
본 발명은 전자동 세탁기의 클러치에 관한 것으로서, 특히 모터의 회전력을 세탁날개와 세탁조에 선택적으로 전달하도록 된 전자동 세탁기의 클러치에 관한 것이다.
일반적으로, 전자동 세탁기는 세제의 유화 작용 및 세탁날개(Pulsator)의 회 전에 따른 수류의 마찰작용 및 세탁날개가 세탁물에 가하는 충격작용 등을 이용하여 의복, 침구 등에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 제품으로서, 센서에 의해 세탁물의 양과 종류를 감지하여 세탁방법을 자동으로 설정하고 또한 세탁수를 세탁물의 양과 종류에 따라 적절한 수위까지 급수한 후 마이콤의 제어를 받아 세탁을 수행하게 된다.
이와 같은, 종래의 전자동 세탁기는 도 1에 나타낸 바와 같이, 아웃케이스(11) 내에 설치된 외조(2) 내부에 다수의 탈수공을 갖는 탈수조 겸용 세탁조(12)가 회전가능하게 설치되고, 상기 세탁조(12)의 하부 중앙에는 세탁날개(1)가 회전가능하게 설치되며, 상기 외조(2)의 하부에는 상기 세탁조(12) 및 세탁날개(1)에 동력을 전달하기 위한 클러치(4)가 설치된다.
또한, 상기 외조(2)의 하부 일측에는 모터(3)가 설치되며, 상기 모터(3)의 축 선단에 결합된 모터 풀리(13)와 클러치(4)에 연결된 클러치 풀리(14) 사이에는 V벨트(15)가 연결된다.
한편, 클러치(4)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 클러치 풀리(14) 상부에 기어 샤프트(5)가 설치되고, 기어 샤프트(5) 상부에 세탁축(16)이 설치되며, 상기 세탁축(16) 외측에는 탈수축(17)이 설치된다.
이 때, 상기 탈수축(17) 하단부는 상부 기어 하우징을 겸하는 브레이크 드럼(18a)에 고정되고, 상기 브레이크 드럼(18a) 하부에는 하부 기어 하우징(18b)이 결합되며, 브레이크 드럼(18a) 내부에는 동력을 감속시키기 위한 기어 유니트(19)가 설치된다.
그리고, 기어 샤프트(5)의 하단부에는 스프링 블록(10) 및 클러치 보스(6)가 고정되고, 클러치 보스(6) 외주에는 배수밸브 작동겸용 솔레노이드(도시는 생략함)의 동작에 따라 연동하는 브레이크 레버(20)가 설치되며, 상기 브레이크 레버(20) 일측에는 상기 브레이크 레버(20)의 작동시 연동하도록 클러치 레버(23)가 설치되고, 상기 클러치 레버(23)의 하단부에는 클러치 레버(23)의 작동시 연동하여 회동하는 작동캠(21)이 설치된다.
이와 같이 구성된 클러치(4)는 세탁 및 탈수시 다음과 같이 작동하게 된다.
먼저, 세탁시에는 배수밸브 작동겸용 솔레노이드 밸브(도시는 생략함)가 오프 상태이므로 브레이크 레버(20)의 작동으로 클러치 레버(23)가 밀리게 되고, 이에 연동하는 작동캠(21)에 클러치 보스(6)가 맞물려 클러치 스프링(9)을 직경이 증가하는 방향으로 밀게 된다.
이에 따라, 직경이 증가한 클러치 스프링(9)은 스프링 블록(10)의 외주면으로부터 이격된 상태를 유지하게 된다.
따라서, 상기 모터(3)의 회전력은 V벨트(15)에 의해 클러치 풀리(14)로 전달된 후, 이에 연결된 기어 샤프트(5)로 전달되고, 다시 기어 샤프트(5) 상부에 연결된 세탁축(16)을 통해 세탁날개(1)로 전달되어 상기 세탁날개를 회전시키게 된다.
또한, 탈수시에는 탈수조(12) 내의 세탁수가 자연배수된 상태에서 배수밸브 작동겸용 솔레노이드 밸브가 동작하여 브레이크 레버(20)를 당기면 클러치 레버(23)의 연동으로 작동캠(21)이 클러치 보스(6)의 세레이션(serration)에서 이탈됨에 따라 상기 클러치 스프링(9)은 직경이 줄어들게 되며, 이때의 복원력에 의 해 클러치 스프링(9)은 하부 기어 하우징(18b)과 스프링 블록(10)을 동시에 클램핑하게 하게 된다.
한편, 모터(3)의 동력을 전달받은 기어 샤프트(5)가 회전하면 기어 샤프트(5)에 고정된 스프링 블록(10)은 기어 샤프트(5)와 같이 회전을 하게 되는데, 이 때 스프링 블록(10)과 하부 기어 하우징(18b)을 클램핑하고 있는 클러치 스프링(9)은 감기는 방향으로 회전하기 때문에 더욱 강력한 클램핑 작용력을 발휘하여 미끄러지지 않고 브레이크 드럼(18a) 및 기어 유니트(19)를 회전시키게 된다.
따라서, 탈수시에는 모터(3)로부터 클러치(4)로 전달된 동력은 세탁축(16) 뿐만 아니라 탈수축(17)으로도 전달되어 세탁조 겸용인 탈수조(12)를 고속으로 회전시켜 탈수를 진행시키게 된다.
한편, 탈수 정지시에는 브레이크 밴드(7)가 브레이크 드럼(18a)의 외주면(181)에 밀착되어 강제 제동하여서 탈수조(12)를 정지시키게 된다.
그러나, 이와 같은 구성과 작동을 하는 종래의 세탁기들은 그 클러치의 구조가 매우 복잡하였으므로 제작이 어려워 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 정밀한 부품을 많이 사용하게 되어 세탁기 제조원가가 상승하고 제작 및 작동시 불량이나 고장이 발생할 우려가 높은 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구조가 간단하고 동작이 정확하게 이루어짐과 더불어, 세탁성능을 향상시킬 수 있는 전자동 세탁기의 클러치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 세탁기의 외조 하부에서 세탁날개와 결합되어 모터의 회전력을 직접 전달받아 회전하는 세탁축과, 이 세탁축의 외측에 동축상으로 결합되며 세탁조와 결합되는 탈수축을 구비하여, 모터의 회전력을 세탁날개와 세탁조에 선택적으로 전달하도록 된 세탁기용 클러치에 있어서, 상기 세탁축과 탈수축 사이에는 상기 탈수축에 대해 세탁축의 일방향 회전만을 허용하는 제 1일방향회동수단이 구비되고, 상기 탈수축에는 상기 제 1일방향회동수단과 반대방향으로의 회전만을 허용하며 탈수축을 회전가능하게 지지하는 제 2일방향회동수단이 구비되며, 상기 탈수축에는 상기 제 1일방향회동수단에 의해 세탁축이 회전 허용방향으로 회전할 때 상기 탈수축을 상기 세탁축 회전 방향과 반대방향으로 회전시킴과 더불어 모터 회전력을 감속시키기 위한 역회전/감속수단이 구비된 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치를 제공한다.
그리고, 본 발명의 한 형태에 따르면, 상기 제 1일방향회동수단의 회전 구속방향은 탈수시 세탁조의 회전방향과 동일하고, 상기 제 2일방향회동수단의 회전 구속방향은 세탁시 세탁날개의 회전방향과 동일한 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 세탁시에는 세탁날개와 세탁조가 서로 반대방향으로 회전하며 세탁을 수행하게 되고, 탈수시에는 세탁날개와 세탁조가 세탁시의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 일체로 회전하게 됨으로써, 간단한 클러치 구조로 향상된 세탁성능을 얻을 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 따른 전자동 세탁기의 클러치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하의 설명에서 세탁기의 주요 구성요소에 대해서는 도 1을 참조하여 전술한 종래의 기술을 참조하며, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명에 따른 세탁기 클러치(40)의 구조를 나타낸 요부 종단면도로, 도 3에 도시된 바와 같이, 세탁기 하부에 설치된 모터(3; 도 1참조)의 풀리(13)에 V벨트(15; 도 1참조)를 매개로 연결되어 회전력을 전달받는 클러치 풀리(14)의 중심부에는 그의 일단이 세탁날개(1; 도 1참조)와 결합하는 세탁축(401)이 고정되게 결합되고, 이 세탁축(401)의 외측에는 세탁조(12; 도 1참조)와 결합하는 탈수축(402)이 회동가능하게 설치되어 있다.
상기 세탁축(401)과 탈수축(402)의 상단부 사이에는 오일리스베어링(403) 개재되어 있다.
그리고, 상기 탈수축(402)의 중간부에는 외조(2)의 저면에 고정되어 상부베어링(409)과 하부베어링(410)을 매개로 탈수축(402)을 회동가능하게 지지하는 상부커버(404)와 하부커버(405)로 이루어진 클러치 커버가 설치되어 있다.
상기 클러치 커버 내부에는 브레이크드럼(406)이 탈수축(402)에 고정되어 있으며, 상기 브레이크드럼(406) 외주부에는 브레이크밴드(408) 및 상기 브레이크밴드(408)를 브레이크드럼(406)에 밀착 및 분리시켜주는 브레이크레버(407)가 설치된다.
또한, 상기 클러치 커버의 하부커버(405) 하단부에는 아래쪽으로 연장되어 세탁축(401)과 탈수축(402) 하단부에 설치되는 구동부를 외부로부터 보호하며 지지 하는 구동부케이스(411)가 볼트와 너트 등의 체결수단에 의해 고정되어 있다.
한편, 상기 세탁축(401)과 탈수축(402)의 하단부 사이에는 이들 세탁축(401)과 탈수축(402)을 회전가능하게 지지하는 니들베어링(422)이 개재되어 있으며, 이 니들베어링(422)의 직하부에는 상기 세탁축(401)을 탈수축(402)에 대해 일방향으로만 회전할 수 있도록, 즉 타방향으로의 회전은 구속되도록 지지하는 제 1원웨이베어링(421)이 설치되어 있다.
여기서, 제 1원웨이베어링(421)은 도면상 좌측방향 회전은 허용되고 우측방향 회전은 구속되도록 되어 있다.
따라서, 세탁축(401)이 좌회전하려는 힘을 받으면 세탁축(401)은 탈수축(402)에 대해 자유롭게 좌회전할 수 있으나, 세탁축(401)이 우회전하려는 힘을 전달 받으면 제 1원웨이베어링(421)에 의해 세탁축(401)은 탈수축(402)과 함께 회전하게 되는 것이다.
한편, 상기 탈수축(402)의 하단부에는 아래쪽으로 연장되며 그 내주면에 기어이(gear teeth)가 형성된 링기어(414)가 고정되게 설치되고, 상기 링기어(414)의 내부에는 유성기어(415)가 링기어의 기어이에 치합되게 설치되며, 상기 유성기어(415)는 세탁축(401) 하단부에 일체로 형성된 선기어(416)(sun gear)에 치합되어 연동된다.
여기서, 상기 유성기어(415)는 상기 세탁축(401) 하단부에 오링(417)(O-ring)이 개재된 상태로 설치된 캐리어(418) 상에 결합된다.
그리고, 상기 구동부케이스(411)의 하단부와 상기 캐리어(418) 사이에는 상 기 캐리어(418) 부분을 일방향으로만 회전할 수 있도록 지지하는 제 2원웨이베어링(431)과, 보조적인 지지수단인 볼베어링(432)이 설치되어 있다.
상기 제 2원웨이베어링(431)은 상기 제 1원웨이베어링(421)과는 반대방향으로의 회전만을 허용하도록 되어 있는 바, 다시 말해서 도면상 우측방향 회전은 허용되고 좌측방향 회전은 구속되도록 되어 있다.
상기와 같이 구성된 세탁기 클러치는 세탁기의 세탁모드 운전과 탈수모드 운전시 다음과 같이 작동한다.
먼저, 세탁모드에서는 상기 세탁축(401)은 도면상 좌측으로 회전하려는 힘을 받게 된다. 이 때, 상기 제 1원웨이베어링(421)은 좌회전은 허용함에 따라 세탁축(401)은 탈수축(402)에 대해 회전할 수 있게 된다.
반면에, 상기 캐리어(418)는 제 2원웨이베어링(431)에 의해 좌회전이 구속됨에 따라 상기 캐리어(418)와 이 캐리어 상에 설치된 유성기어(415)는 그 위치에서 고정되어 자전만 할 수 있는 상태로 되고, 이 상태에서 세탁축(401)의 회전에 의해 그의 선기어(416)가 회전하면서 유성기어(415) 및 이에 치합된 링기어(414)가 세탁축 회전방향과 반대방향으로, 즉 우측으로 회전하게 되고, 이에 따라 링기어(414)와 고정되어 있는 탈수축(402)이 회전하게 된다.
따라서, 세탁시에는 상기 세탁축(401)의 좌회전에 의해 세탁날개(1)가 좌회전하게 되고, 이와 동시에 상기 탈수축(402)과 결합된 세탁조(12)는 반대방향으로, 즉 우회전하며 세탁을 수행하게 된다.
이 때, 상기 탈수축(402)이 선기어(416)와 유성기어(415) 및 링기어(414)로 연결된 기어 유닛을 매개로 회전함에 따라, 이들의 감속비에 의해 세탁날개(1)의 회전수와 세탁조(12)의 회전수는 서로 상이하게 된다.
한편, 상기와 같이 작동되는 세탁모드시에는 종래와는 다르게 탈수축(402)이 회전할 수 있어야 하므로 브레이크레버(407)를 조작하여 브레이크밴드(408)를 브레이크드럼(406)에서 분리시켜주는 동작이 선행되어야 함은 물론이다.
한편, 탈수모드에서는 상기 세탁축(401)이 세탁모드에서와는 반대방향, 즉 우측방향으로의 회전력을 받게 되고, 이 경우, 상기 제 1원웨이베어링(421)에 의해 우회전이 구속됨으로 인해 상기 제 1원웨이베어링(421)의 외륜에 고정 결합되어 있는 탈수축(402) 및 이 탈수축(402)에 고정된 링기어(414)가 세탁축(401)과 함께 동일한 속도로 우회전하게 된다.
따라서, 탈수시에는 상기 세탁축(401)과 결합된 세탁날개(1)와, 상기 탈수축(402)과 결합된 세탁조(12)가 함께 회전하면서 탈수행정을 수행할 수 있게 되는 것이다.
전술한 실시예에서는 상기 세탁축이 모터에 연결된 풀리에 의해 회전하는 것으로 설명하였으나, 이와는 다르게 세탁축이 직접 직결식모터에 결합되어 회전 구동되어도 무방하다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 클러치의 구조가 간단하며 그 동작이 정확하게 이루어질 수 있게 되어 제작 및 유지 보수가 용이하여 제반 비용이 절감될 뿐만 아니라, 세탁시 세탁날개와 세탁조가 서로 반대방향으로 회전하며 세탁을 수 행하게 되므로 세탁 성능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 세탁기의 외조 하부에서 세탁날개와 결합되어 모터의 회전력을 직접 전달받아 회전하는 세탁축과, 이 세탁축의 외측에 동축상으로 결합되며 세탁조와 결합되는 탈수축을 구비하여, 모터의 회전력을 세탁날개와 세탁조에 선택적으로 전달하도록 된 세탁기용 클러치에 있어서,
    상기 세탁축과 탈수축 사이에는 상기 탈수축에 대해 세탁축의 일방향 회전만을 허용하는 제 1일방향회동수단이 구비되고, 상기 탈수축에는 상기 제 1일방향회동수단과 반대방향으로의 회전만을 허용하며 탈수축을 회전가능하게 지지하는 제 2일방향회동수단이 구비된 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 탈수축에는 상기 제 1일방향회동수단에 의해 세탁축이 회전 허용방향으로 회전할 때 상기 탈수축을 상기 세탁축 회전 방향과 반대방향으로 회전시킴과 더불어 모터 회전력을 감속시키기 위한 역회전/감속수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1일방향회동수단은 상기 세탁축과 탈수축 사이에 설치되어 제 1원웨이베어링(1way bearing)인 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 2일방향회전수단은 클러치커버의 하단부에서 아래쪽으로 연장되며 탈수축 하부 외측을 둘러싸며 보호하도록 된 구동부케이스와, 상기 구동부케이스와 상기 탈수축 사이에 설치되어 일방향으로만 회전할 수 있도록 된 제 2원웨이베어링(1way bearing)인 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 역회전/감속수단은 상기 탈수축 하단부에 고정되게 설치되고 그 내주면에 기어이(gear teeth)가 형성된 링기어부와, 상기 링기어부의 내측에서 기어이와 치합하여 연동시키는 유성기어부와, 상기 유성기어와 치합하여 유성기어를 구동시키도록 세탁축에 고정되게 설치된 선기어부(sun gear) 및, 상기 유성기어가 회동가능하게 설치됨과 더불어 상기 제 2일방향회동수단을 지지하게 되는 캐리어로 구성된 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 1일방향회동수단의 회전 구속방향은 탈수시 세탁조의 회전방향과 동일하고, 상기 제 2일방향회동수단의 회전 구속방향은 세탁시 세탁날개의 회전방향과 동일한 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치.
  7. 세탁기의 외조 하부에서 세탁날개와 결합되어 모터의 회전력을 직접 전달받아 회전하는 세탁축과, 이 세탁축의 외측에 동축상으로 결합되며 세탁조와 결합되는 탈수축을 구비하여, 모터의 회전력을 세탁날개와 세탁조에 선택적으로 전달하도 록 된 세탁기용 클러치에 있어서,
    상기 세탁축과 탈수축 하단부에는 일방향으로의 회전만을 허용하는 제 1원웨이베어링이 개재되고; 상기 탈수축 하부에는 그 내주면에 기어이가 형성된 링기어부와, 상기 링기어부의 내측에서 기어이와 치합하여 연동시키는 유성기어부와, 상기 유성기어부와 치합하여 유성기어부를 구동시키도록 세탁축에 고정되게 설치된 선기어부(sun gear) 및, 상기 유성기어를 회동가능하게 지지하며 세탁축 하단부 외측에 설된 캐리어로 구성된 역회전/감속수단이 설치되며; 클러치 커버의 하단부에는 아래쪽으로 연장되며 상기 역회전/감속수단의 외측을 둘러싸도록 된 구동부케이스가 구비되고; 상기 구동부케이스의 하단부와 상기 캐리어 사이에는 상기 구동부케이스에 대해 캐리어를 일방향으로만 회전가능하도록 지지하는 제 2원웨이베어링(1way bearing)이 설치된 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치.
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