KR100673800B1 - 수직축 세탁기용 구동 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 세탁기의 세탁 바스켓의 저면에 배치된 저면판의 구동 및 지지 시스템에 관한 것이다. 저면판은 저면판을 통해 상향 연장되어 제 1 및 제 2 방향으로 회전가능한 출력 샤프트에 의해 세탁 바스켓내에서 반경방향으로 회전되거나 와블(wobble)운동하도록 구동된다. 스핀 튜브는 상기 출력 샤프트와 동축으로 배치되고, 상기 바스켓의 저면과 결합하는 상단부를 구비한다. 상기 스핀 튜브는 상기 출력 샤프트와 제 2 방향으로 동시 회전된다. 유니버셜 조인트는 상기 세탁판을 상기 스핀 튜브의 상단부 둘레에 선회가능하게 지지한다. 구동 수단은 상기 출력 샤프트가 제 1 방향으로 구동될 때 출력 샤프트의 상단부와 상기 세탁판을 연결하므로, 상기 출력 샤프트가 제 1 방향으로 구동될때는 상기 세탁판이 각도 방향 지향 상태(angle orientation)가 되게 하고, 상기 출력 샤프트가 제 2 방향으로 구동될때에는 상기 세탁판이 높이 방향 지향 상태(level orientation)가 되도록 한다. 이 방식으로, 저면판은 세탁 사이클의 세탁 단계 동안에는 와블 운동하도록 지지되고, 세탁 사이클의 스핀 탈수 단계 동안에는 높이 방향 지향 상태로 지지되게 된다.

세탁판, 높이 방향 지향 상태, 각도 방향 지향 상태, 와블, 스핀

Description

수직축 세탁기용 구동 시스템{Drive system for a vertical axis washer}

도 1은 각도 방향 지향 상태의 세탁판을 도시하는 본 발명에 따른 세탁기의 부분 절단 측면도.

도 2는 각도 방향 지향 상태의 세탁판을 도시하는, 도 1의 세탁기의 세탁판과 세탁 바스켓 일부의 세부 단면도.

도 3은 높이 방향 지향 상태의 세탁판을 도시하는, 도 1의 세탁기의 세탁판과 세탁 바스켓의 일부의 세부 단면도.

도 4는 도 1의 세탁기의 세탁 바스켓을 선회가능하게 지지하는 유니버셜 조인트의 분해도.

도 5는 세탁판이 제 1 위치로 이동되어 있는 도 1의 세탁기의 외부 구동 부재와, 내부 구동 부재 및 변위 기구의 저면 사시도.

도 6은 도 1의 세탁기의 변위기구와 외부 구동 부재의 평면 사시도.

도 7은 도 1의 세탁기의 변위기구의 분해도.

도 8은 세탁판이 각도 방향 지향 상태로 위치하게 되는 도 2의 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 취한 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 간단한 부호의 설명*

20 : 세탁기 26 : 세탁 바스켓

42 : 트랜스미션 50 : 세탁판

60 : 스핀 튜브 62 : 출력 샤프트

70 : 유니버셜 조인트 90 : 내부 구동 부재

102 : 외부 구동 부재 120 : 변위판

122a, 122b : 캠면 124, 126 : 포올

본 발명은 뚜껑을 부착할 수 있는 저면판을 구비한 수직축 세탁기에 관한 것으로, 보다 명확하게 말하면, 높이 방향 지향 상태 또는 각도 방향 지향 상태를 선택적으로 변화시킬 수 있는 저면판 구동 및 장착 시스템에 관한 것이다.

통상적으로, 종래의 수직축 자동 세탁기는 세탁될 섬유 제품이나 옷들을 세탁 튜브내에 배치된 세탁 바스켓(바구니)과 수직으로 정렬시켜 적재하여 작동되게 된다. 세제(detergent)와 물이 상기 튜브 및 바스켓내로 공급되어 세탁액을 형성하게 되고, 섬유 제품들은 완전히 세탁액속에 잠겨지게 된다. 세탁 바스켓내의 중앙에 지지된 수직방향으로 지향되어 있는 교반기(agitator)는 진동하여 세탁 바스켓내에서 옷들이 세탁액내에서 이동되게 한다.

수직 교반기를 사용하는 자동 세탁기는 일반적으로 일회 세탁분의 옷을 적절하게 세탁하기 위해서 46 갤론 정도의 대량의 물을 필요로 한다. 그 이유는 진동형 교반기가 옷을 손상시키지 않고 옷으로 기계적 에너지를 적절하게 적용하기 위해서는 모든 섬유 제품들이 실질적으로 세탁액내에 완전히 잠겨져 있어야 하기 때문이다. 세탁 사이클과, 이어지는 각 헹굼 사이클 동안 섬유 제품들은 완전히 잠겨야만 한다. 부가적으로, 교반기가 기계적 에너지를 섬유제품들로 전달하는 방식은 섬유 제품들을 마모시키게 되는 유해한 방식이다.

수직축 세탁기의 교반기 사용과 관련된 이들 및 다른 단점들을 극복하기 위해서 기계적 에너지를 세탁물로 전달하기 위한 다른 방법이 연구되어 왔다. 특히, 일부 세탁기들은 세탁기내에 수용된 섬유 제품들에 대해 선회 또는 와블(wobble)형 운동을 부여하도록 구성되어 있다.

워너(Werner) 등에게 허여된 본 출원인의 미국 특허 제 5,460,018호에는 세탁 바스켓의 저면에서 와블 또는 회전 운동하도록 장착된 저면판을 구비한 수직축 세탁기가 기재되어 있다. 상기 저면판의 운동은 사이클 중 세탁 단계 동안 기계적으로 옷으로 전달된다. 이 세탁기는 비교적 적은 양의 세탁액으로 옷을 세탁할 수 있고, 다른 유용한 특성들을 가지고 있다.

공통적으로, 모든 세탁기에서 세탁 단계의 종료시에 세탁기내의 세탁액은 반드시 배수되어야 한다. 옷으로부터 액체를 추출하는 것을 촉진하기 위해서, 상기 세탁 바스켓은 세탁 사이클의 배수(drain) 단계 동안 돌려지게 된다. 회전 동안 진동을 최소화하면서, 세탁기의 지지 현가 시스템(support suspension system)상의 스트레스를 최소화하기 위해서, 바스켓 및 그 내부에 배치된 옷은 바스켓의 회전축에 대하여 중앙에 위치되는 것이 바람직하다.

워너 등의 세탁기에서, 세탁 바스켓의 저면에 배치된 세탁판은 세탁판 축이 바스켓의 중앙축에 대해 각을 형성하도록 지지되어 있다. 세탁판의 각도 형성과 경사 지향성의 결과로서, 세탁 바스켓내의 섬유 제품들은 통상적으로 세탁 바스켓의 중앙축 둘레에 균일하게 배치되지 않게 된다. 따라서, 회전 동안 바스켓내의 옷감은 균형잡히지 않은 부하를 발생시키게 되고, 그 결과로, 바람직하지 못한 진동이 발생되게 된다.

보첸(Bochan)에게 허여된 미국 특허 제 4,440,004호는 세탁기의 균형잡히지 않은 회전에 관한 문제를 다루고 있다. 보첸의 특허에서, 전체 바스켓은 사이클의 세척 단계 동안 수직 기준축에 대하여 경사지게되어, 바스켓이 와블운동하게 된다. 그러나, 회전 동안, 바스켓 장착 수단은 바스켓을 경사 방향 지향 상태로부터 수직 방향 지향 상태로 변위시키고, 바스켓 축은 수직 기준축과 일치하도록 정렬된다.

보첸의 특허와는 대조적으로, 워너 등의 세탁기에서는 세탁 바스켓이 실질적으로 수직 지향상태로 고정된다. 세탁기 사이클의 세탁 단계 동안, 바스켓의 회전이 방지되는 상태에서 저면판은 선회 또는 와블운동하도록 구동되게 된다.

따라서, 워너 등의 저면판 형식의 세탁기는 많은 장점을 제공하지만, 세탁 바스켓내에서 옷들이 균형잡히지 않은 상태로 배열되기 때문에 회전 동안 바람직하지 못한 힘이 발생하게 된다. 그러나, 고속 회전 사이클의 시작 이전에 저면판이 그 축이 세탁 바스켓 축에 수직인 상태의 높이 방향 지향 상태로 변위된다면, 이런 불균형의 문제는 현저히 감소되게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 세탁 바스켓내에 배치된 세탁판이 와블 모드의 작 동시에는 각도 방향 지향 상태가 되고, 스핀 모드 작동시에는 높이 방향 지향 상태가 되는 세탁기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 세탁판이 중앙축 둘레에 선회가능하게 지지되어 와블운동을 위한 출력 샤프트와 구동가능하게 상호연결되어 있는 저면 세탁판형 세탁기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 저면 세탁판형 세탁기용의 단순하고, 견고하며 저가인 구동 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서, 상술한 목적 및 다른 목적들은 저면벽을 구비한 실질적으로 원통형 세탁 바스켓을 포함하는 자동 세탁기에 의해 달성된다. 출력 샤프트는 세탁 바스켓의 저면벽을 통해 상향 연장되며, 상기 세탁 바스켓의 저면 단부 위에 배치된 상부 단부를 구비한다. 상기 출력 샤프트는 제 1 및 제 2 방향으로 회전가능하다. 스핀 튜브는 출력 샤프트 둘레에 동축으로 배치되며, 세탁 바스켓의 저면벽과 결합되는 상단부를 구비한다. 스핀 튜브는 상기 출력 샤프트와 일치되어 제 2 방향으로 회전할 수 있다. 세탁판은 저면벽에 인접한 세탁 바스켓내에 배치된다. 유니버셜 조인트는 상기 스핀 튜브의 상단부 둘레에 상기 세탁판을 선회가능하게 지지한다. 구동 수단은 상기 세탁판을 상기 출력 샤프트의 상부 단부와 연결하므로, 상기 세탁판은 출력 샤프트가 제 1 방향으로 구동될 때 각도 방향 지향 상태로 배치되고, 상기 출력 샤프트가 제 2 방향으로 구동될 때 높이 방향 지향 상태가 된다.

본 발명의 구동 수단은 세탁판의 중앙내에 배치된 허브를 포함하고, 상기 허브는 상단벽을 구비하며 실질적으로 원통 형상을 갖는다. 내부 구동 부재는 출력 샤프트의 상부 단부에 연결되고, 그로부터 외향 연장되는 캠 로브(cam lobe)를 포함한다. 외부 구동 부재는 출력 샤프트가 제 1 방향으로 구동될때의 제 1 각도 위치와 출력 샤프트가 제 2 방향으로 구동될때의 제 2 각도 위치 사이에서 내부 구동 부재 둘레에 회전가능하게 지지된다. 외부 구동 허브는 상기 세탁판의 허브에 회전가능하게 결합된 구동 보스(drive boss)를 구비하며, 상기 세탁판은 상기 구동 보스의 축에 대해 수직으로 연장된다. 외부 구동 부재외 내부 구동 부재는 제 1 각도 위치에서 상기 세탁판이 경사 방향 지향 상태로 배치되도록 상기 바스켓의 중앙축에 대해 상기 구동 보스가 경사 방향 지향 상태로 배치되도록 배열된다. 제 2 각도 위치에서, 구동 보스는 중앙축과 동축으로 정렬되어 상기 세탁판이 상기 세탁 바스켓내에서 높이 방향 지향 상태가 되게 된다.

변위 기구(shift mechanism)는 각도 방향 지향 상태로부터 높이 방향 지향 상태로 또는 그 반대로 세탁판을 이동시킨다. 변위 기구는 외부 구동 부재에 가동적으로 장착된 변위판을 포함한다. 변위판은 한쌍의 캠면을 구비하고, 구동 러그(drive lug)는 일반적으로 상기 허브의 원통형 벽으로부터 내향 연장된다. 한쌍의 포올(pawls)이 상기 변위판에 선회가능하게 연결되어 상기 허브를 향해 외향으로 바이어스된다. 출력 샤프트의 방향 전환 동안에, 하나의 포올은 구동 러그에 결합되고, 상기 내부 구동 부재와 외부 구동 부재 사이의 상대 회전을 보장한다. 더욱이, 상기 내부 구동 부재와 상기 외부 구동 부재 사이에 소정량의 각도 회전이 발생한 이후에, 상기 내부 부재의 캠 로브는 상기 변위판의 캠면과 결합되고, 상기 변위판을 구동 러그로부터 멀어지는 방향으로 변위시켜 상기 포올이 선택적으로 상기 구동 러그와 분리될 수 있도록 한다.

본 발명은 본 명세서에서 참조로 사용하고 있는 워너 등에게 허여된 미국 특허 제 5,460,018호에 기재된 세탁판형 세탁기에 사용되는 것이 특히 바람직하다.

도 1에는 본 발명이 적용될 수 있는 자동 세탁, 헹굼 및 탈수 작업의 사전 선택된 프로그램을 통해 세탁기를 작동시키는 순서 사전설정 제어기(21)를 구비한 자동형 세탁기(20)가 도시되어 있다. 상기 제어기(21)는 전자기계적 타이머형 디바이스나 전자 마이크로프로세서일 수 있다. 상기 세탁기(20)는 구멍 없는 튜브(24)를 둘러싸고 있는 프레임 또는 캐비넷(22)을 포함한다. 천공부나 구멍을 구비한 세탁 바스켓(26)은 상기 튜브내에 회전가능하게 지지된다. 외부 수원(도시되지 않음)에 급수 밸브(25)(fill valve)가 연결되고, 상기 튜브(24)내로 물을 공급한다. 힌지형 뚜껑(28)이 일반적인 방식으로 제공되어 세탁 바스켓(26)의 내부로의 통로를 제공한다.

세탁 바스켓(26)은 세탁실을 형성하고, 수직 중앙축(C-C)을 구비한 원통형 측벽(30)을 포함한다. 상기 측벽(30)은 실질적으로 평탄한 저면벽(32)에 인접한 위치에 부분적으로 구형인 벽부(34)를 포함한다. 모터(40)는 트랜스미션(42)을 통해 바스켓(26)에 작동가능하게 연결되어 고정 튜브(24)에 대해 바스켓(26)을 회전시킨다. 현가 프레임(44)은 모터와 튜브 조립체를 상기 캐비넷(22)내에서 지지한다. 상기 제어기(21)는 상기 제어기(21)가 선택된 프로그램 사이클에 따라 세탁기(20)를 작동할 수 있도록 모터 및 급수 밸브(25)와 작동가능하게 상호연결된다.

세탁 바스켓(26)의 하부내에는 상승형 중앙 돔(54)과 환형 본체(52)를 구비한 저면판(50)이 위치된다. 상기 환형 본체(52)는 일반적으로 상승형 내부를 구비하는 원추형 본체를 형성하여 하부 외부 에지를 향해 아래로 연장된다. 환형 립 밀봉부(58)는 환형 본체의 외부 에지로부터 연장되어 바스켓(26)의 부분적으로 구형인 벽부(34)와 밀봉식으로 결합된다. 세탁판 조립체(80)는 횡단축(D-D)을 갖는다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 세탁판 구동 시스템의 세부 사항을 설명한다. 스핀 튜브(60)는 출력 샤프트(62) 둘레에 동축으로 배열되며, 양자 모두는 트랜스미션(42)과 구동가능하게 상호 연결된다. 상기 스핀 튜브(60)와 상기 출력 샤프트(62)의 축은 일반적으로 중앙 축(C-C)와 정렬된다. 브레이크 기구(64)는 스핀 튜브(60) 및 출력 샤프트(62)와 연계되어 스핀 바스켓(26)의 회전을 제어하도록 작동한다. 브레이크 기구는 본 명세서에서 참조하고 있는 본 출원인에게 허여된 가우어(Gauer) 등의 미국 특허 제 4,254,641호에 세부적으로 기재되어 있는 형태일 수 있다.

상기 스핀 튜브(60)는 튜브(24)를 통해 밀봉식으로 연장되고, 스핀 튜브(60)의 상단부(60a)에 끼워질 수 있는 구동 블록(66)에 의해 세탁 바스켓(26)에 부착된다. 홀드 다운 너트(hold down nut)(68)는 세탁 바스켓(26)의 일부가 구동 블록(66)과 홀드 다운 너트(68) 사이에 클램프될 수 있도록 구동 블록(66)상에 나사결합된다.

세탁판(50)을 스핀 튜브(60)에 장착하기 위한 시스템은 도 4에 도시된 유니버셜 조인트 조립체(70)를 포함하고, 그래서, 세탁판(50)은 스핀 튜브(60)의 상단부(60a) 둘레에서 반경방향으로 선회 또는 회전될 수 있다. 상기 유니버셜 조인트 조립체(70)는 홀드 다운 너트(68) 둘레에 동축으로 배치되어 제 1 선회축 둘레에서 상기 홀드 다운 너트(68)에 선회가능하게 연결된 된 내부 링(72)을 포함한다. 외부 링(74)은 상기 내부 링(72) 둘레에 동축으로 배치되고, 상기 제 1 선회축에 수직인 상기 제 2 선회축 둘레에서 상기 내부 링(72)에 선회가능하게 연결된다. 외부 링(74)은 세탁판(50)의 내부 플랜지(78)에 고정된다. 밀봉부(79)는 외부 링(74) 둘레에 제공되며, 바스켓(26)으로 연장된다.

출력 샤프트(62)는 스핀 튜브(60)의 상단부(60a)를 초과하여 상향 연장되고, 세탁판(50)의 중앙 허브 부재(80)에 의해 형성된 돔형 캐비티내에 배치된 상부 단부(60a)에서 종결된다. 상기 허브 부재(80)는 원통형 벽부(82)와 원추형 벽부(84)를 구비하고, 상기 원추형 벽부(84)는 폐쇄 상단부(86)를 향해 좁아지는 형상으로 형성되어 있다. 저면 플랜지(87)는 원통형 벽부(84)로부터 외향 연장되고, 외부 링(74)과 세탁판(50)의 내부 플랜지(78) 사이에 고정된다. 이 방식으로, 허브(80)는 세탁판(50)의 내부를 형성하고, 세탁판(50)의 환형 본체(52)에 강성적으로 상호연결된다.

구동 조립체 또는 시스템(88)은 출력 샤프트(62)의 상부 단부(62a)를 세탁판(50)에 상호연결하도록 제공된다. 구동 조립체(88)는 출력 샤프트(62)가 제 1 방향으로 회전될 때 도 2에 도시된 바와 같이 세탁판(50)이 각도 방향 또는 경사 방향 지향 상태로 위치되도록 하고, 출력 샤프트(62)가 제 2 방향으로 회전될 때 도 3에 도시된 바와 같이 높이 방향 지향 상태로 위치될 수 있도록 하는 신규한 형상을 가지고 있다. 각도 방향 지향 상태로 지지되었을 때, 세탁판(50)은 중앙축(C-C) 둘레에서 선회되는 경사축상에서 자유롭게 저널된다(journaled). 높이 방향 지향 상태로 지지될 때, 세탁판(50)과 세탁 바스켓(26)은 고속 스핀 탈수 동안 함께 회전될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조로 도 5 내지 도 7에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 구동 시스템(88)은 내부 구동 부재(90)가 상단부(62a)에 강성적으로 상호연결되도록 하는 정합 스플라인(mating splines)을 구비한 출력 샤프트(62)의 상단부(62a)를 수용하는 내부 스플라인형 보어(92)를 구비한 컵형 내부 구동 부재(90)를 포함한다. 상기 스플라인형 보어(92)의 축은 중앙축(C-C)과 정렬된다. 내부 구동 부재(90)는 일반적으로 축(I-I)을 형성하는 원통형 외부 베어링면(98)을 구비한다. 축(I-I)은 예로서 5°등의 사전설정된 각도만큼 축(C-C)에 대해 각도방향으로 변위 또는 경사져있다. 이 5° 각도 변위는 본 명세서에서는 내부 구동 부재 경사각이라 지칭된다. 캠 로브(100)는 베어링면(98)의 저면 에지로부터 외향 연장된다.

플라스틱 또는 금속 중 어느 하나로 제조된 외부 구동 부재(102)는 내부 구동 부재(90) 둘레에 회전가능하게 배치된다. 외부 구동 부재는 저면 개구를 형성하는 개방 저면 단부(108; 도 2 및 도 3)와 상단벽(106)을 구비한 원통형 벽부(104)를 포함한다. 원통형 벽부(104)는 일반적으로 내부 구동 부재(90)를 수용하기 위한 실질적으로 원통형의 공동부(cavity)를 형성한다. 니들 베어링은 원통형 벽(104)과 구동 부재(90) 사이의 원통형 경계면 사이에 위치될 수 있다. 긴 플랜지부(112)는 원통형 벽부(104)의 저면 단부(108)를 따라 제공된다. 한쌍의 정지면(110a, 110b)은 플랜지부(112)로부터 하향 돌출하고, 저면 개구(109)의 대향 측면상에 배열된다. 구동 보스(114)는 상단벽(106)으로부터 상향 연장되고, 축(D-D)을 형성하는 부분적으로 원통형인 외부 구동면을 구비한다.

출력 샤프트(62)와 세탁판(50) 사이의 연결은 세탁판 허브(80)의 폐쇄 상단부(86)내로 삽입된 베어링(116)의 내부 보어(118)내에 회전가능하게 수용된 구동 보스(114)에 의해 달성된다. 상기 내부 보어(118)는 축(D-D)과 정렬된 축을 형성한다. 따라서, 구동 보스(114)의 각도 방향 지향 상태는 유니버셜 조인트(70) 둘레에서 자유롭게 저널(journaled)되는 세탁판(50)의 각도 방향 지향 상태를 제어한다.

내부 및 외부 구동 부재(90, 120)가 조립되었을 때, 내부 구동 부재(90)는 외부 구동 부재(102)내에서 회전될 수 있다. 그러나, 이 회전은 캠 로브(100)와 정지면(110a, 110b; 도 5 및 도 6 참조) 사이의 간섭에 의해 제한된다. 내부 구동 부재(90)는 캠 로브(100)가 추가적인 상대 회전을 방지하는 정지면 중 하나와 결합되기 이전에 외부 구동 부재(102)에 대해 대략 180°의 소정 각도 만큼 회전된다, 따라서, 외부 구동 부재(102)는 출력 샤프트(62)의 회전 방향에 따라 캠 로브(100)가 정지면(110a)과 결합되는 제 1 각도 위치 또는 제 1 각도 위치로부터 180°변위되어 캠 로브(100)가 정지면(110b)과 결합하는 제 2 각도 위치 중 어느 한쪽에서 내부 구동 부재(90) 둘레에 회전가능하게 지지된다.

구동 보스(114)의 축(D-D)은 5°의 소정 각도 만큼 내부 베어링면(110)에 의해 형성되는 축에 대하여 경사지거나 각도방향으로 변위된다. 이 5°의 각도 변위는 외부 구동 부재 경사각이라 지칭된다. 내부 구동 부재(90)와 외부 구동 부재(102)가 함께 회전가능하게 조립될 때, 5°의 내부 구동 부재의 경사각과 5°의 외부 구동 부재의 경사각은 서로 부가되거나 서로 상쇄되게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 출력 샤프트(62)가 제 1 방향으로 구동되고, 외부 구동 부재(102)가 제 1 각도 위치에 있을 때, 외부 구동 부재(102)의 경사각 및 내 부 구동 부재(90)의 경사각은 서로 합해지고, 그래서, 구동 보스의 축(D-D)은 경사각의 합과 동일한 각도 거리 또는 10°만큼 중앙축(C-C)에 대해 경사 또는 기울어지게 된다. 이 상태에서, 세탁판(50)은 경사 또는 각도 방향 지향 상태로 지지되어 와블 모드로 작동한다.

와블 모드 작동시에, 브레이크 기구(64)는 출력 샤프트(62)가 정회전 방향으로 회전되는 동안 세탁 바스켓(26)의 회전을 제동하여 세탁판(50)이 세탁 바스켓(26)내에서 와블 형식으로 구동되게 한다. 상기 세탁판(50)의 와블 운동은 일반적으로 세탁판의 회전 진동(gyratory oscillation)으로 구성되며, 상기 세탁판의 회전 진동은 세탁판의 외주상의 각 지점이 독립적으로 그리고 연속적으로 한 방향으로 최대 상부 한계까지 상승한 이후에 최소 하부 한계까지 파동형 또는 물결모양으로 하강하는 방식이며, 그래서, 세탁판(50) 외주의 고점이 중앙축(C-C)에 대해 세차운동(precessionally)처럼 회전하게 된다.

출력 샤프트(62)의 방향이 전환되고, 외부 구동 부재(102)가 도 3에 도시된 제 2 각도 위치에 있을 때, 외부 구동 부재(102) 및 내부 구동 부재(90)의 각 경사각은 서로 상쇄되고, 그래서, 구동 보스의 축(D-D)은 중앙축(C-C)과 정렬되게 된다. 이 상태에서, 세탁판은 그 높이 방향 지향 상태로 지지되며 고속 스핀 모드로 작동된다. 스핀 모드에서 브레이크는 세탁 바스켓(26)으로부터 해제된 상태이며, 스핀 튜브(60)와 출력 샤프트(62)는 바스켓(26)과 세팍판(50)이 고속으로 반대방향으로 회전되도록 함께 회전되어 옷으로부터 세탁액을 추출하게 된다.

따라서, 상술한 바와 같이, 세탁판(50)은 출력 샤프트(62)의 회전 방향에 따라 각도 방향 지향 상태 또는 높이 방향 지향 상태로 선택적으로 위치될 수 있다. 그러나, 구동 보스(114)와 베어링(116) 사이의 베어링 결합과, 내부 구동 부재(92)와 외부 구동 부재(102) 사이의 베어링 결합이 직렬이라는 문제점이 발생된다. 출력 샤프트(62)의 회전 방향을 사용하여 세탁판(50)의 각도를 변화시킬 때, 구동 부재(90, 102) 사이에 강제적으로 상대 회전을 발생시키는 것이 필요하다. 그러나, 구동 부재(90, 102) 사이에서 회전이 발생하지 않고 구동 보스(114)와 베어링(116) 사이에서 발생될 수 있다. 선택적으로, 구동 부재(90, 102) 사이의 회전이 완료되기 이전에 구동 보스(114)와 베어링(116) 사이에서 회전이 발생할 수도 있다. 따라서, 한 위치로부터 다른 위치로 세탁판의 지향 상태를 완벽하게 변위시키기 위해 능동적 래치 수단(positive latch means) 또는 변위 수단이 제공될 필요가 있다.

이런 능동적 변위 기능을 달성하기 위해서, 구동 시스템(88)은 상기 내부 구동 부재(90)가 외부 구동 부재(102)에 대해 대략 180°의 사전설정된 각도 만큼 회전되는 동안, 허브 부재(80)에 외부 구동 부재(102)를 선택적으로 결합시키는 수단을 구비한다. 상기 결합 수단은 와블 모드 작동 동안 외부 구동 부재(102)가 허브(80)에 대하여 회전하기 때문에, 세탁판의 지향 방향 변화가 발생하고나면 허브 부재(80)로부터 외부 구동 부재(102)를 반드시 분리시켜야만 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 구동 시스템(90)은 캠면(122a, 122b)을 구비한 중앙 개구(121)를 가진 환형 본체를 구비하는 변위판(120)을 포함하는 변위 기구 또는 조립체를 가진다. 한쌍의 포올(124, 126)은 변위판(120)상에 위치된 선회핀(131, 133) 둘레에서 변위판(120)의 저면 표면(128)을 따라 선회가능하게 지지된다. 각 포올(124, 126)은 외부 결합 단부(132, 134)와 평형추 단부(counter weight end)(300, 302)를 구비한다. 평형추 단부는 각각 원통형 추(304, 306)를 수납하고 있다. 상기 포올은 방사방향 외면(125, 127)을 추가로 포함한다. 외부 결합 단부(132, 134)는 스프링(136)에 의해 변위판(120)의 중앙으로부터 외향으로 바이어스되어 있다. 리테이너(138)는 포올(124, 126)과 스프링(136)을 변위판(120)에 고정한다.

구동 샤프트(62)가 정상 상태 와블 모드 동안 등의 상대적으로 저속으로 회전하는 동안, 비틀림 스프링(136)은 변위판(120)의 중앙으로부터 멀어지는 방향으로 외부 단부(132, 134)를 바이어스시킨다. 그러나, 탈수 스핀 모드 동안 등의 구동 샤프트가 상대적인 고속으로 회전할 때 평형추(300, 302)는 원심력에 의해 외향 가압되고, 외부 결합 단부(132, 134)를 수축시킨다.

변위판(120)은 도 5에 도시된 바와 같이 상단 표면(144)으로부터 상향 연장되는 한쌍의 L-형 채널 리브(140, 142)를 포함한다. 상기 채널 리브(140, 142)는 외부 구동 부재(102)의 긴 플랜지부(112)의 에지를 활주식으로 수용하는 한쌍의 슬롯을 형성한다. 이 방식으로, 변위판(120)은 직선운동을 위해 외부 구동 부재(102)에 인접하게 가동적으로 지지된다.

구동 시스템(88)이 완전히 조립되었을 때, 변위판(120)은 외부 구동 부재(102)에 활주식으로 장착된다. 내부 구동 부재(90)는 출력 샤프트(62)에 장착되고, 내부 구동 부재(90)가 변위판(120)의 중앙 개구(121)를 통해 수용되도록 외부 구동 부재(102)내에 수용된다. 내부 구동 부재(90)가 외부 구동 부재(102)내에서 회전될 때, 캠 로브(100)는 도 6 및 도 7에 상세히 도시된 바와 같이 두 사전설정된 위치 사이에서 상기 변위판(120)을 기동시키도록 상기 캠면(122a, 122b)과 결합된다. 도 5에 도시된 제 1 위치에서, 변위판(120)은 우측 위치로 변위된다. 제 2 위치(도시되지 않음)에서, 변위판은 좌측 위치로 변위된다.

도 8을 참조하면, 변위 시스템의 작동을 이해할 수 있다. 변위판(120)과 포올(124, 126)은 외부 구동 부재(102)에 대한 변위판의 위치에 따라서 제 1 포올(124) 또는 제 2 포올(126)중 어느 한쪽이 허브(80)의 내부면에 인접하게 배치되도록 크기 설정되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 출력 샤프트가 제 1 방향(F)으로 회전하고 세탁기가 와블 모드에서 작동할 때, 변위판은 제 1 포올(124)이 허브(80) 내벽을 향해 이동되고 제 2 포올(126)이 허브(80) 내벽으로부터 멀어지는 방향으로 이동되도록 그 제 1 또는 우측 변위 위치에 위치된다. 와블 모드 동안, 외부 구동 부재(102)는 포올(124, 126)이 허브(80)내에서 회전되어 허브(80) 내벽으로부터 내향 연장된 구동 러그(150) 또는 톱니부(indented portions)를 초과하여 이동되도록 허브(80)에 대해 회전된다. 우측 변위 위치에서, 제 1 포올의 방사형 외면이 러그(150)와 접촉하여 제 1 포올(124)이 러그(150) 위로 탄성적으로 이동되게 하는 동안 제 2 포올(126)의 결합 단부(134)는 구동 러그(150)를 제거한다.

세탁기 사이클이 와블 모드로부터 스핀 모드로 변화되었을 때, 출력 샤프트(62)는 R 방향으로 방향 전환된다. 변위판이 우측 변위 위치에 위치된 방향 반전 상태에서, 제 1 포올(124)은 결합 단부(132)가 러그(150)에 접촉하여 허브(80)내에서 외부 구동 부재(102)의 추가적인 회전이 방지될 때까지 허브(80)내에서 회전하게 된다. 외부 구동 부재(102)가 선택적으로 허브(80)와 결합되었을 때, 내부 구동 부재(90)는 세탁판(50)이 높이 방향 지향 상태로 변화되도록 외부 구동 부재(102)에 대해 회전하게 된다. 그러나, 내부 구동 부재(90)가 외부 구동 부재(102)내에서 대략 180°의 사전 설정된 각도 만큼 회전을 완료하였을 때, 캠 로브(100)는 캠면(122a)과 결합되어 변위판(120)이 우측 변위 위치로부터 그 제 1 또는 좌측 변위 위치로 변위되게 한다. 그 좌측 변위 위치로 변위되었을 때, 제 1 포올(124)은 허브(80)의 내부면으로부터 멀어지는 방향으로 변위되고, 그에 의해 상기 러그(150)로부터 제 1 포올을 해제한다.

스핀 모드 동안, 제 1 및 제 2 포올(124, 126)의 결합 단부(132, 134)는 원심력하에 스프링(136)의 힘을 극복하고 결합 단부(132, 134)를 내향으로 끌어당기는 평형추의 작용에 의해 수축되게 된다. 이 방식에서, 결합 단부는 러그(150)와 접촉하지 않는다. 그러나, 스핀 모드에서, 양쪽 세탁판(50)이 회전하기 때문에 외부 구동 부재(102)와 허브(80) 사이에 약간의 상대적인 회전이 발생된다.

세탁기 사이클이 스핀 모드로부터 와블 모드로 복귀되었을 때, 출력 샤프트(62)는 다시 방향이 반전되어 정회전 방향(F)으로 작동되게 된다. 변위판(120)이 좌측 변위 위치에 위치되어 있는 정회전 방향에서, 제 2 포올(126)은 그 결합 단부(134)가 러그(150)와 접촉하고 허브(80)내에서의 외부 구동 부재(102)의 추가적인 회전이 방지될 때까지 허브(80)내에서 회전된다. 외부 구동 부재(102)가 선택적으로 허브(80)와 결합되었을 때, 내부 구동 부재(90)는 세탁판이 각도 방향 또는 경사 방향 지향 위치로 복귀되도록 외부 구동 부재(102)에 대해 회전되게 된다. 그러나, 내부 구동 부재(90)가 상기 외부 구동 부재(102)내에서 약 180°의 그 사전설정된 각도 만큼 회전하는 것이 완료되었을 때, 캠 로브(100)는 캠면(122b)과 결합되어 변위판(120)이 좌측 변위 위치로부터 우측 변위 위치로 변위되게 한다.

우측 변위 위치로 변위되었을 때, 제 2 포올(126)은 허브(80)의 내부면으로부터 멀어지는 방향으로 변위되고, 그에 의해, 그 결합 단부(134)를 러그(150)로부터 분리시켜 외부 구동 부재(102)가 상술한 바와 같이 허브(80)내에서 자유롭게 회전될 수 있도록 한다.

상술한 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 높이 방향 지향 상태로부터 각도 방향 지향 상태로의 또는 그 역방향으로의 세탁판(50)의 적절한 변위를 위해서는 외부 구동 부재(102)와 허브(80)사이에 반드시 상대 이동이 존재하여야만 한다. 브레이크(64)가 세탁 바스켓(26)과 결합되어 있고, 출력 샤프트(62)가 외부 구동 부재(102)를 회전시킬 때 세탁판(50)이 회전되는 것을 방지하기 때문에, 와블 모드 동안, 이런 필요성은 쉽게 달성된다. 그러나, 스핀 모드 동안에는 세탁 바스켓(26)이 회전되고, 그래서 허브(80)가 외부 구동 부재(102)와 함께 회전된다. 따라서, 세탁판(50)의 적절한 변위를 보증하기 위해서, 허브(80)와 외부 구동 부재(102) 사이의 한정된 양의 상대 회전이 매 스핀 주기의 시작시에 발생되어야 한다. 이는 스핀 튜브(60)가 고정되어 유지되는 동안 출력 샤프트(62)가 회전될 때 각 회전 주기의 시작시에 트랜스미션이 한정된 량의 이동 손실을 허용하는 반면에 각 스핀 주기의 시작시에 한정된 기간 동안 브레이크(64)가 상기 바스켓(26)을 고정하도록 함으로써 달성된다.

따라서, 본 발명은 경사 방향 또는 각도 방향 지향 상태와 높이 방향 지향 상태 사이에서 자동 세탁기의 저면판을 변위시키기 위한 신뢰성있고 비용의 측면에서 효과적인 수단을 제공한다. 더욱이, 본 발명은 회전식 와블 운동을 하도록 저면판을 지지하는 구조물을 제공한다.

본 발명을 상술한 실시예를 참조로 설명하였지만, 당업자는 첨부된 청구범위에 기술된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변화를 형성할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 자동 세탁기로서,

   일반적으로 원통 형상과 저면벽을 구비하는 세탁 바스켓과,

   상기 세탁 바스켓의 상기 저면벽을 통해 상향 연장되면서, 상기 저면벽위에 배치된 상단부를 구비하고, 제 1 및 제 2 방향으로 회전할 수 있는 출력 샤프트와,

   저면 단부에 인접한 상기 세탁 바스켓내에서 반경방향으로 선회가능하게 지지되어 있으며, 상기 출력 샤프트의 상단부 둘레에 배치된 중앙 허브를 구비한 세탁판과,

   상기 출력 샤프트의 상단부에 구동가능하게 연결된 내부 구동 부재와,

   상기 세탁판의 중앙 허브와 회전가능하게 결합되어 상기 세탁판의 각도 방향 지향 상태를 제어하는 외부 구동 부재를 포함하고,

   상기 외부 구동 부재는 상기 출력 샤프트가 상기 제 1 방향으로 구동될 때 상기 세탁 바스켓의 중앙축에 대해 상기 외부 구동 부재가 경사지게되는 제 1 각도 위치와, 상기 출력 샤프트가 상기 제 2 방향으로 구동될 때 상기 세탁 바스켓의 중앙축과 상기 외부 구동 부재가 정렬되는 제 2 각도 위치 사이에서 상기 내부 구동 부재 둘레에 회전가능하게 지지되는 자동 세탁기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 출력 샤프트가 방향을 전환하여 상기 세탁판을 각도 방향 지향 상태로부터 높이 방향 지향 상태로 변환하거나 그 역으로 변환할때, 상기 외부 구동 부재를 상기 중앙 허브에 선택적으로 결합하여 상기 내부 구동 부재와 상기 외부 구동 부재 사이에 상대 회전을 유발하는 결합 수단을 추가로 포함하는 자동 세탁기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 결합 수단은 상기 외부 구동 부재를 상기 세탁판 허브에 선택적으로 결합하기 위해 상기 외부 구동 부재에 가동적으로 장착된 변위 기구를 추가로 포함하는 자동 세탁기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 변위 기구는 상기 세탁판의 허브로부터 내향 연장되는 구동 러그(drive lug)와,

   상기 외부 구동 부재에 가동적으로 장착되며 한쌍의 캠면을 구비한 변위판과,

   상기 변위판에 선회가능하게 연결되어 상기 세탁판의 허브를 향해 외향으로 바이어스된 한쌍의 포올(pawls)을 추가로 포함하고,

   상기 출력 샤프트가 방향 전환될 때, 상기 포올 중 하나는 상기 구동 러그와 결합되고, 내부 구동 부재와 외부 구동 부재 사이의 상대 회전이 소정량에 도달한 이후에, 상기 내부 구동 부재는 상기 캠면 중 하나와 결합되어 상기 변위판을 상기 구동 러그로부터 멀어지는 방향으로 변위시키는 자동 세탁기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 세탁 바스켓의 저면벽을 통해 연장되는 상단부를 구비하고, 상기 출력 샤프트 둘레에서 동축으로 연장되는 스핀 튜브와,

   상기 스핀 튜브의 상단부 둘레에 상기 세탁판을 선회가능하게 지지하는 유니버셜 조인트를 추가로 포함하는 자동 세탁기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 유니버셜 조인트는 상기 스핀 튜브의 상단부에 결합되는 홀드 다운 너트(hold down nut)와,

   상기 홀드 다운 너트 둘레에서 제 1 축상에 선회가능하게 지지되는 내부 링과,

   상기 내부 링 둘레에서 제 2 축상에 선회가능하게 지지되면서 상기 세탁판에 연결되어 있는 외부 링을 추가로 포함하는 자동 세탁기.

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