KR100689953B1 - 구동 기구를 가진 장치 - Google Patents

Abstract

구동 기구를 구비한 장치(10)로서, 축(40)을 중심으로 구동 기구(50)에 의해 회전 가능한 2개의 회전 가능부(32, 34)를 포함하는 장치가 제공된다. 구동 기구(50)는 입력 기어(116), 2개의 출력 기어(240, 304) 및 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동 가능한 로킹 기구(250, 252, 318)를 가지는 기어박스(60)를 포함한다. 그 배열 방식은 로킹 기구(250, 252, 318)가 제1 위치에 있고 입력 기어(116)가 구동될 때 두 출력 기어(240, 302)는 모두 동일한 방향으로 회전하고, 로킹 기구(250, 252, 318)가 제2 위치에 있고 입력 기어(116)가 구동될 때 출력 기어(240, 304)는 방대 방향으로 회전하게 되어 있다. 축(40)의 배열은 수평이거나 대체로 수평이다. 본 발명은 특히 2개의 회전 가능부(32, 34)를 포함하는 드럼(30)을 가진 전방 투입 세탁기(10)의 용도에 적합하다. 구동 기구(50)는 회전 가능부(32, 34)의 회전을 동일 방향과 반대 방향 중 어느 한 방향으로 선택적으로 일어나도록 하는 데 이용될 수 있다.

구동 기구, 로킹 기구, 세탁기, 액추에이터, 기어박스, 유성 휠, 태양 휠, 동기 회전, 카운터 회전

Description

구동 기구를 가진 장치 {AN APPLIANCE HAVING A DRIVING MECHANISM}

본 발명은 구동 기구를 가진 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 그러나 비제한적으로, 예를 들면 세탁기와 같이 구동 기구를 갖는 가정용 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 장치의 조작 방법에 관한 것이다.

일반적 장치에 사용되는 구동 기구는 잘 알려져 있다. 또한 유성 기어(planetary gear) 및 에피사이클릭 기어(epicyclid gear)의 형태를 갖는 구동 기구는 잘 알려져 있고, 주기적으로 출력 회전 방향을 반전시키고자 할 경우에 회전체를 구동하는 데 통상 이용된다. 그러한 환경 하에 에피사이클릭 기어의 구성은 주어진 입력 회전 방향에 대해 출력 회전 방향이 선택될 수 있도록 변경된다.

국제특허 공보 WO 99/58753에서, 회전 가능부들(ratatable portions) 사이에 상대적 회전을 달성할 수 있도록 회전 가능부를 회전시키기 위해 2개의 회전 가능부 및 구동 수단을 가진 드럼을 결합하는 세탁기 형태의 가정용 장치를 제공하는 것이 제안되었다. 일 실시예에서, 드럼의 두 회전 가능부는 세탁기의 조작 기간 중 적어도 일부 동안 반대 방향으로 실질적으로 동일한 속도로 회전할 수 있다. 이 배열은 조작 사이클의 세척 과정중 세탁기 내에 들어 있는 세탁물에 대해 증가된 교반을 발생시킨다. 그러나, 이 때 드럼의 회전 가능부는 도한 조작 사이클의 탈수(spinning) 과정중에 세탁물로부터 세정수를 적절히 짜내기 위해 동일한 방향 및 동일한 속도로 회전해야 한다. 이를 달성하기 위해 각각의 드럼에는 별도의 구동 기구가 제공됨으로써 각각의 드럼은 조작 사이클의 적절한 때에 요구되는 속도 및 요구되는 방향으로 회전할 수 있다. 그러면 각각의 구동 기구가 조작 사이클의 각 과정중에 정확히 동작하는 것을 확실히 하기 위해 제어 수단이 필요하다. 또한 2개의 분리된 모터가 필요하므로 장치의 비용뿐 아니라 고정된 공간 내에 설치하는 데 필요한 구성 요소들의 체적을 추가시킨다.

미국특허 제4,910,979호 및 제5,000,016호에는 각각 터브, 세탁하고자 하는 물건이 수용되는 바구니, 및 바구니 내부에 위치한 중앙 교반기를 가진 수직축 세탁기가 제시되어 있다. 바구니와 교반기는 각각 터브에 대해 진동하는(oscillating) 방식으로 자유롭게 회전할 수 있다. 바구니와 교반기를 진동시키는 구동 기구는 교반기가 수직축을 중심으로 제1 방향으로 주어진 각도를 통해 구동되면 바구니는 비록 상대적으로 작은 회전각을 통해서지만 반대 방향으로 회전한다. 바구니의 회전각은 시스템 관성, 교반 스트로크의 각도 및 세탁기 내의 부하의 크기를 포함하는 많은 요인에 좌우된다. 그러한 배열은 수평축 세탁기에서는 사용하기에 부적합한데, 그 주된 이유는 수평축 세탁기에서의 세척 동작은 수직축 세탁기와 매우 상이하기 때문이다.

본 발명의 목적은 수평축 세탁기에서 사용하기 적합한 구동 기구를 갖는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 수평축 세탁기의 드럼이 구비한 2 개의 회전 가능부를 구동하는 데 사용할 수 있는 구동 기구를 갖는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 사용해야 하는 구동 모터의 수가 잠소된 수평축 세탁기를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 제조비가 감소되고 및/또는 필요한 구동 모터의 수가 감소되는, 앞에 기술한 형태의 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 2개의 회전 가능부 및 축을 중심으로 상기 회전 가능부를 회전하기 위한 구동 기구을 포함하는 장치로서, 상기 구동 기구는 입력 기어(input gear)를 가진 기어박스(gearbox), 상기 회전 가능부에 연결되는 2개의 출력 기어(output gear) 및 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 이동 가능한 로킹 기구(locking mechanism)를 포함하고, 그 배열은 상기 로킹 기구가 제1 위치에 있고 상기 입력 기어가 구동될 때 상기 두 출력 기어는 모두 동일한 방향으로 회전하고, 상기 로킹 기구가 제2 위치에 있고 상기 입력 기어가 구동될 때 상기 출력 기어들은 반대 방향으로 회전하도록 되어 있으며, 상기 축이 수평적으로 또는 대체로 수평적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 배열은 수평축을 중심으로 회전 가능한 2개의 부분을 가지는 장치가 1개의 입력 기어와 2개의 출력 기어를 가진 단일 구동 기구를 구비할 수 있게 한다. 로킹 기구에 의해 필요할 경우 동일 방향으로 회전하도록 선택하고(예를 들면, 세탁기의 조작 사이클 중 섬세한 세척 과정 및 탈수 과정 동안), 또는 필요할 경우 반대 방향으로 회전하도록 선택할 수 있다(예를 들면, 세탁기의 조작 사이클 중 정상적 또는 "심한 오염(heavy soil)" 세척 과정 동안). 이 때 단지 하나의 구동 모터만 입력 기어에 연결되는 것이 필요하고, 조작 사이클의 해당 과정중 동기 회전(synchronised rotation) 및 카운터 회전(counter rotation) 중 어느 하나를 달성하기 위해 추가의 구동 모터가 필요하지 않다. (본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 입력 기어를 구동하기 위해 연속해서 동작하는 하나 이상의 구동 모터의 배열이 제공될 수 있음을 이해할 것이다.) 이것은 원하는 방식의 조작을 달성하는 데 필요한 모터의 수가 감소됨을 의미하며, 이는 나아가 장치의 케이싱 내에 수용해야 할 부피 큰 구성 요소의 수의 감소 및 장치의 비용 절감으로 인도함을 의미한다.

출력 기어는 동축 방식으로 배열되고 입력 기어는 출력 기어와 동축인 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 출력 기어는 각각 샤프트에 연결되고 샤프트는 하나가 다른 하나의 내부에 동축 방식으로 배열된다. 이러한 특징은 드럼부가 캔틸레버 형태로 지지되어 전방 개방식 도어를 제공할 수 있게 하는 수평축 세탁기의 용도에 적합한 축소형이고 효율적인 배열을 제공한다.

상기 배열은 로킹 기구가 제1 위치에 있고 입력 기어가 구동될 때, 출력 기어는 동일한 방향 및 동일한 속도로 회전하도록 되어 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 로킹 기구가 제2 위치에 있고 입력기구가 구동될 때, 출력 기어는 반대 방향 및 실질적으로 동일한 속도로 회전한다. 이 배열은 국제특허 공보 WO 99/58753에 제시된 형태의 세탁기에 이용하는 데 특히 적합하다. 그 이유는 세탁기의 조작 사이클이 요구하는 것은 드럼 부분이 일부의 시간 동안에는 동일한 방향 및 동일한 속도로 회전하고, 일부의 시간 동안에는 반대 방향으로 실질적으로 동일 한 속도로 회전하는 것이기 때문이다.

바람직한 실시예에서, 기어박스는 유성 배열 및 환형부(annulus)를 갖는 기어, 유성 캐리어(planet carrier) 상에 지지되는 복수의 유성 휠(planet wheel), 그리고 2개의 태양 휠(sun wheel)을 포함한다. 구동 기구가 제1 위치에 있을 때 로킹 기구는 유성 캐리어와 환형부 모두에 맞물림으로써 그들 사이의 상대적 회전을 방지하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 로킹 기구와 환형부 각각은 복수의 돌출부를 지지하고, 로킹 기구가 제1 위치에 있을 때 로킹 기구에 의해 지지되는 돌출부는 환형부에 의해 지지되는 돌출부와 서로 맞물린다. 보다 더 바람직하게, 로킹 기구는 유성 캐리어 상에 장착된다.

이와 같이 제공되는 배열은 부피가 작고 WO 99/58753에 제시된 형태의 장치에 비교적 용이하게 결합된다. 또한 로킹 기구의 조작은 세탁기의 예상되는 적용에서 요구되는 바와 같이 신뢰성이 있고 실패 가능성이 적다.

구동 기구는 로킹 기구의 로킹 플레이트를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키기 위한 액추에이터(actuator)를 결합하는 것이 바람직하다. 액추에이터는 제1 액추에이터 링(ring) 및 제2 액추에이터 링을 포함하는 것이 바람직하며, 제1 액추에이터 링은 기어박스의 축을 중심으로 회전할 수 있게 하는 방식으로 장치의 고정부에 부착되고 제2 액추에이터 링을 향하여 경사진 면을 가지며, 제2 액추에이터 링은 기어박스의 축에 평행하게 이동할 수 있게 하는 방식으로 장치의 고정부에 맞물리고 제1 액추에이터 링을 향하여 제1 액추에이터 링의 경사면과 상보적인 경사면을 가지며, 이로써 제1 액추에이터 링의 회전 운동은 상호 교차하여 경사면이 운동하는 결과로서 기어박스의 축에 평행하게 제2 액추에이터 링의 운동을 야기한다.

이 배열로 인해 구동 기구는 단순히 기어박스의 축을 중심으로 회전하는 제1 액추에이터 링의 회전에 의해 동기 회전과 카운터 회전 사이에서 전환이 가능하다. 제1 액추에이터 링의 회전은 공지의 기술을 이용하여 간단하고도 효과적으로 달성될 수 있다.

본 발명은 또한 전술한 형태의 장치를 조작하는 방법으로서,

(a) 출력 기어들을 동일 방향으로 회전시키기 위해, 제1 위치에서 로킹 기구와 함께 입력 기어를 구동하는 단계;

(b) 로킹 기구를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키는 단계; 및

(c) 출력 기어들을 반대 방향으로 회전시키기 위해, 제2 위치에서 로킹 기구와 함께 입력 기어를 구동하는 단계

를 포함하는 장치의 조작 방법을 제공한다.

(c) 단계를 진행하는 동안 출력 기어가 반대 방향으로 실질적으로 동일한 회전 속도로 회전하는 것이 바람직하다. 그러한 방법은 WO 99/58753에 제시된 형태의 세탁기를 조작하는 데 매우 적합하다.

이제 본 발명의 실시예를, 오로지 예시의 목적으로, 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 구동 기구를 가진 장치인 세탁기의 개략적인 측면도.

도 2는 도 1에 도시한 세탁기에 장착되는 구동 기구의 부분을 형성하는 기어박스의 분해도.

도 3a는 도 1에 도시한 제1군 구성 요소의 조립된 형태의 사시도.

도 3b는 도 3a의 제1군 구성 요소의 단면도.

도 4는 도 2에 도시한 제2군 구성 요소의 조립된 형태의 단면도.

도 5는 도 2에 도시한 제3군 구성 요소의 조립된 형태의 사시도.

도 6a는 도 2에 도시된 구성 요소로서 기어박스의 작동부를 형성하는 다수 구성 요소의 분해도.

도 6b는 도 6a의 구성 요소의 조립된 형태로서 기어박스의 동작을 예시하는 제1 사시도.

도 6c는 도 6b에 도시한 구성 요소의 제2 사시도.

도 7은 도 1에 도시한 세탁기에 장착된 구동 기구의 액추에이터 형성부의 분해도.

도 8은 도 1에 도시한 세탁기의 터브 형성부의 후면부로서 도 7의 액추에이터의 일부가 부착된 상태의 사시도.

도 9a는 터브의 뒷부분 및 액추에이터의 일부로서 드럼부의 동기 회전(synchronized rotation)이 필요할 때의 위치를 나타내는 개략적인 평면도.

도 9b는 터브의 뒷부분 및 액추에이터의 일부로서 드럼부의 카운터 회전이 필요할 때의 위치를 나타내는 개략적인 평면도.

도 10a는 드럼부가 동조 회전하는 동안의 기어박스 및 액추에이터의 단면도.

도 10b는 드럼부가 카운터 회전하는 동안의 기어박스 및 액추에이터의 단면도.

도면에 예시한 실시예에서, 본 발명은 구동 기구를 가진 가정용 세탁기에서 구현된다. 그러한 세탁기가 개략적으로 도 1의 측면도에 예시되어 있다. 세탁기(10)는 도어(16)가 위치한 전면 패널(14)을 가진 외부 케이싱(12)을 구비한다. 케이싱(12) 내부에 수밀형 터브(18)가 스프링 댐퍼 기구(20)에 의해 공지된 방식으로 장착되어 있다. 배수 도관(water drainage conduit)(26)은 터브(18)의 하부 및 배수 출구(drainage outlet)(28)와도 연통한다. 터브(18)에 대한 물의 유입 및 배수를 제어하기 위해 적절한 펌프 및 밸브(도시되지 않음)가 제공된다. 이제까지 설명한 구성 요소들은 이 분야에 잘 알려진 것이며 본 발명을 형성하는 부분은 아니다.

터브(18) 내부에는 제1 회전 가능부(32) 및 제2 회전 가능부(34)로 이루어지는 드럼(30)이 장착되어 있다. 제1 회전 가능부(32)는 제1 샤프트(36) 상에 캔틸레버 방식으로 장착되고, 제2 회전 가능부(34)는 제2 샤프트(38) 상에 제1 회전 가능부와 동축 방식으로 장착된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 샤프트(38)는 속이 빈 제1 샤프트(36) 내부에 회전 가능하게 장착된다. 제1 샤프트(36) 및 제2 샤프트(38)는 드럼(30)의 축(40)을 중심으로 회전 가능하다.

이제까지 설명한 특징은 국제특허 공보 WO 99/58754에 보다 구체적으로 기재되고 설명되어 있다. 그러나 공개된 문헌에서 드럼(30)의 제1 및 제2 회전 가능부(32, 34)는 개별적으로 구동되는 모터를 포함한다. 본 발명에 따른 실시예에서, 제1 및 제2 회전 가능부(32)는 단일 모터(42)에 의해 구동된다. 이것은 본 발명에 따라 도어(16)로부터 원거리에 떨어진 터브(18)의 측면에 위치한 구동 기구(50)에 의해 달성된다. 구동 기구(50)는 모터(42)의 샤프트(48) 상에 위치한 구동 벨트(46)에 의해 구동된다. 구동 기구(50)는 기어박스(60) 및 액추에이터(70)로 이루어진다. 액추에이터(70)는 이하에서 설명하는 방식으로 터브(18) 상에 장착된다. 기어박스(60)는 제1 및 제2 샤프트(36, 38) 상에 장착된다. 이후 기재되는 바와 같이 구동 기구(50)는 단일 모터(42)가 제1 및 제2 회전 가능부(32, 34)를 동일 방향 및 동일 속도 또는 반대 방향 및 실질적으로 동일한 속도로 구동할 수 있게 한다.

구동 기구(50)는 기어박스(60) 및 액추에이터(70)로 이루어진다. 기어박스(60)의 구성 요소는 도 2에 분해된 형태로 도시되어 있다. 명확히 하기 위해, 기어박스의 구성 요소들은 다음 3개군의 구성 요소로 묶을 것이다; 제1군 구성 요소(100), 제2군 구성 요소(200) 및 제3군 구성 요소(300). 이제 구성 요소군 각각을 구체적으로 설명한다.

제1군 구성 요소(100)은 대체로 접시 형상인 구동 휠(drive wheel)(102)을 포함한다. 구동 휠(102)은 중앙 어퍼쳐(aperture)(106)를 가진 대체로 원형인 커버 플레이트(104)를 갖는다. 커버 플레이트(104)의 테투리로부터 원통형 면(108)이 축 방향으로 연장된다. 원통형 면(108)으로부터 방사상 외향하여 그 측면 상에 커버 플레이트(104)에서 멀어지는 쪽으로 플랜지(110)가 연장된다.

커버 플레이트(104)는 일체형으로 형성된 3개의 방사상으로 연장되는 리브(rib)(112)를 가진다. 리브(112)는 중앙 어퍼처(106)을 중심으로 등간격으로 배치된다. 또한 중앙 어퍼처(106)를 중심으로 그 부근에 복수의 구멍(114)이 등간격으로 배치된다.

제1군 구성 요소(100)는 또한 치열(set of tooth)(118) 및 지지 칼라(120)를 포함하는 입력 기어(116)를 구비한다. 치열(118) 및 지지 칼라(120)는 서로 견고히 연결되어 있다. 입력 기어(116)를 통하여 보어(bore)(122)가 연장된다. 커버 플레이트(104)에 대면하는 지지 칼라(120)의 면에는 3개의 동일한 각도로 배치된 리세스(124)가 형성되어 있는데, 이것은 커버 플레이트(104)에 형성된 리브(112)와 협동한다. 또한 커버 플레이트(104)에 형성된 구멍(114)과 정렬되도록 지지 칼라(120)를 통해 보어(126)가 연장된다.

입력 기어(116)에 형성된 보어(122)는 슬리브(128) 및 2개의 축 방향으로 틈새 없이 배열된 베어링(130)을 수용하기에 충분한 크기를 갖는다. 립(lip)(122a)은 지지 칼라(120)에서 멀리 떨어진 보어(122)의 끝에서 반경 방향으로 내향하여 연장된다. 베어링(130) 및 슬리브(128) 각각은 제2 샤프트(38)의 말단부를 역시 틈새 없이 수용할 수 있는 치수로 형성된 내측 보어를 갖는다. 제2 샤프트(38)의 말단에 위치한 나사 형성 보어와 협동하도록 나사 형성 볼트(132)가 제공된다. 볼트(132)의 헤드와 그에 가장 근접한 베어링(130)의 측면 사이에는 와셔(134)가 제공된다. 와셔(134)의 외경은 베어링(130)의 내경보다 커서 입력 기어(116)가 구동 휠(102)에 견고하게 연결되면, 슬리브(128)와 베어링(130)은 립(122a)과 와셔(134) 사이에서 보어(122) 내에 갇히게 된다. 커버 플레이트(104)에 있는 중앙 어퍼쳐(106)는 볼트(132)의 헤드와 와셔(134)가 통과할 수 있도록 충분한 크기를 갖는다. 입력 기어(116) 상에는 고리형 베어링 와셔(136)가 제공된다. 고리형 베어링 와셔(136)의 치수는 치열(118) 위에 헐겁게 삽입되지만 반경 방향으로 지지 칼라(120)를 벗어나서 돌출되지 않는 크기로 되어 있다.

도 3a 및 3b에 제1군 구성 요소(100)이 조립 상태로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 입력 기어(116)가 커버 플레이트(104)의 구멍(114)을 통과하여 지지 칼라(120)의 보어(126) 속으로 들어가는 리벳(138)에 의해 커버 플레이트(104)에 맞대어 견고히 고정된다. 리브(112)와 리세스(124)는 협동하여 입력 기어(116)가 커버 플레이트(104)에 대해 축(40)을 중심으로 정확히 정렬될 수 있게 한다. 이와 같이 해서 샤프트(38)의 말단은 볼트(132)에 의해 보어(122) 내부에 유지된다. 그러나 베어링(130)은 입력 기어(116)와 함께 구동 휠(102)이 샤프트(38)의 말단을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있게 한다.

구동 휠(102)의 원통형 면(108)은 구동 벨트(46)를 수용한다. 플랜지(110)는 구동 벨트(46)를 원통형 면(108) 상의 소정 위치에 유지하는 것을 보조한다. 원통형 면(108)은 구동 벨트(46)와 구동 휠(102) 사이에 미끄러짐 위험을 줄이기 위해 미끄럼 방지 코팅을 하거나 텍스쳐링(texturing)을 실시할 수 있다.

제2군 구성 요소(200)을 설명한다. 제2군 구성 요소(200)은 제1 유성 캐리어 플레이트(202), 제2 유성 캐리어 플레이트(204) 및 복수의 스페이서(206)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 6개의 스페이스(206)가 제공된다. 스페이서(206)는 기어박스(60)의 축을 중심으로 등간격으로 배치되고 제1 및 제2 유성 캐리어 플레이트(202, 204) 각각에 견고하게 연결됨으로써 제1 및 제2 유성 캐리어 플레이트(202, 204)를 축 방향으로 간격을 두고 떨어지도록 유지한다. 스페이서(206)는 튜브형이다.

제1 유성 캐리어 플레이트(202)는 입력 기어(116)를 향하고 있다. 그 형상은 대체로 원형이며 중앙 어퍼쳐(208)를 갖는다. 중앙 어퍼쳐(208)는 입력 기어(116)의 치열(118)이 관통할 수 있기에 충분한 크기를 갖는다. 중앙 어퍼쳐(208)를 둘러싸는 유성부(planner portion)(210)는 입력 기어(116)의 지지 칼라(120)의 외경보다 약간 큰 내경을 갖는 리지(ridge)(212)에 의해 방사상으로 한정된다. 따라서 제1군 구성 요소(100)의 고리형 베어링 와셔(136)는 유성부(210)에 인접하게 배치될 수 있다. 리지(212)는 고리형 와셔(136)를 기어박스(60)의 나머지와 동축 상태로 유지한다.

중앙 어퍼쳐(208)를 중심으로 6개의 어퍼쳐(214)가 등간격으로 배치된다. 스페이서(206) 중 하나의 일단부는 냉간 성형되거나 그렇지 않으면 어퍼쳐(214) 각각의 근방에 제1 유성 캐리어 플레이트(202)에 견고하게 연결된다. 내향하여 연장되는 립(216)은 어퍼쳐(214) 각각의 직경이 스페이스(206) 각각의 중공부의 직경보다 약간 작게 어퍼쳐(214) 각각의 둘레에 형성된다.

제1 유성 캐리어 플레이트(202)는 강(鋼)과 같은 적당한 금속으로부터 프레싱된다. 제조 과정에서 아치 형상부(arcuate shaping)(218)가 그 내부에 형성된다. 아치 형상부(218)의 목적은 이하에 설명된다.

제2 유성 캐리어 플레이트(204)는 강과 같은 적당한 금속으로도 형성된다. 제2 유성 캐리어 플레이트(204)는 중앙 어퍼쳐(222)를 가진 환형 유성부(220)를 구비한다. 어퍼쳐(224)는 유성부(220) 내에 형성되고 중앙 어퍼쳐(222)를 중심으로 등간격으로 배치된다. 어퍼쳐(224)는 제1 유성 캐리어 플레이트(202)에 형성된 어퍼쳐(214)와 축 방향으로 정렬된다. 제1 유성 캐리어 플레이트(202)로부터 멀리 떨어진 스페이서(206)의 단부는 냉간 성형되거나 그렇지 않으면 어퍼쳐(224)의 근방에 제2 유성 캐리어 플레이트(204)에 견고하게 고정된다. 따라서 스페이서(206)는 제1 및 제2 유성 캐리어 플레이트(202, 204)가 축 방향으로 서로 간격을 두고 떨어진 상태로 유지시키는 작용을 하는 것을 알 수 있다. 스페이서(206)가 중공이고 어퍼쳐(214, 224) 둘레에 배치된다는 사실은 제1 유성 캐리어 플레이트(202), 스페이서(206) 및 제2 유성 캐리어 플레이트(204)로 이루어진 유성 캐리어 어셈블리를 통해 복수의 통로가 제공됨을 의미한다.

제2 유성 캐리어 플레이트(204)는 중앙 어퍼쳐(222) 둘레에 배열되어 제1 유성 캐리어 플레이트(202)를 향해 축 방향으로 연장되는 플랜지(226)를 구비한다. 또한 제2 유성 캐리어 플레이트(204)는 유성부(220) 둘레에 위치하여 역시 제1 유성 캐리어 플레이트(202)를 향해 연장되는 플랜지(228)를 구비한다.

하나 걸러 스페이서(206) 상에, 그리고 제1 및 제2 유성 캐리어 플레이트(202, 204) 사이의 위치에 유성 휠(230)이 장착된다. 유성 휠(230) 각각은 그것이 장착된 각각의 스페이서(206)를 중심으로 자유롭게 회전 가능하다. 이를 위해 유성 휠(230) 각각은 베어링(232)을 사이에 두고 각각의 스페이서(206)에 장착된다.

유성 휠(230) 각각은 제1 치열(234) 및 제2 치열(236)을 지지한다(도 4 참조). 제1 치열(234)은 제2 치열(236)보다 큰 피치 서클(pitch circle)을 가진다. 제1 치열(234)은 제1 유성 캐리어 플레이트(202)에 인접하여 배치되고 제2 치열(236)은 제2 유성 캐리어 플레이트(204)에 인접하여 배치된다. 유성 휠(230) 각각은 단일체로서 가공되는 것이 바람직하고, 제1 및 제2 치열(234, 236)이 별도로 제조될 경우에도 그 치열들은 제조 과정중 서로 견고히 연결된다. 유성 휠(230)의 무게를 줄이기 위해 또한 복수의 구멍(238)이 유성 휠(230) 각각의 내부에 가공되는 것이 바람직하다.

유성 휠(230)이 장착되는 스페이서(206)의 위치 및 제1 치열(234)의 피치 서클은 입력 기어(116)가 제1 유성 캐리어 플레이트(202)의 중앙 어퍼쳐(208)을 통해 도입될 때, 입력 기어의 제1 치열(118)이 유성 휠(230) 각각의 제1 치열(234)과 맞물리도록 선택된다.

제2 유성 캐리어 플레이트(204)와 유성 휠(230)의 제1 치열(234) 사이에 태양 휠(240)이 배치된다. 태양 휠(240)은 제2 샤프트(38) 상에 지지되어 제2 샤프트와 함께 회전 가능하다. 이것은 태양 휠(240) 내의 중앙 어퍼쳐 및 제2 샤프트(38)의 외측면 상에 제공된 스플라인(242)을 구비함으로써 달성된다. 제2 샤프트(38) 상에서 스플라인이 제공되는 지점에 태양 휠(240)의 위치를 설정함으로써 태양 휠(240)은 함께 회전할 수 있게 된다. 또한, 태양 휠(240)에는 그 무게를 줄이기 위해 내부에 구멍(244)이 제공된다. 태양 휠(240)은 하나의 치열(246)을 구비하는데, 그 피치 서클 직경은 상기 치열(246)이 유성 휠(230)의 제2 치열(236)과 맞물리도록 선택된다. 태양 휠(240)에 인접한 위치에, 제1군 구성 요소(100)을 대향하는 태양 휠(240)의 측면에 제2 샤프트(38) 상에 스페이서 와셔(248)가 배치된다. 스페이서 와셔(248)는 기어박스(60)가 조립되어 있을 때 태양 휠과 입력 기어(116)를 서로 고정된 거리에 유지시킨다.

제1 및 제2 유성 캐리어 플레이트(292, 204), 스페이서(206), 유성 휠(230) 및 태양 휠(240)이 함께 하나의 조립체를 형성하며 그 내부에서 유성 휠(230)은 각각의 스페이서(206)를 중심으로 회전할 수 있음을 알 수 있다. 제1 유성 캐리어 플레이트(202)에 형성된 아치 형상부(218)는 유성 휠(230)이 스페이서(206)를 가능한 한 짧게 유지하면서 회전할 수 있도록 하기 위해 제공된다.

또한 제2군 구성 요소(200)에는 로킹 플레이트(locking plate)(250)이 포함된다. 로킹 플레이트(250)는 대체로 평면형이고 판형 강으로 형성된다. 로킹 플레이트(250)는 대체로 원형이며, 방사상으로 외향하여 연장되는 등간격인 복수의 로킹 핑거(locking finger)(252)를 가진다. 로킹 핑거(252) 각각은 가장 긴 쪽이 방사상으로 최외곽인 사다리꼴로 되어 있다. 로킹 플레이트(250) 상에 로킹 핑거(252)의 방사상 내측으로 복수의 튜브형 레그(leg)(254)가 장착된다. 로킹 플레이트(250)에 제공된 튜브형 레그(254)의 수는 스페이서(206)의 수에 상응한다. 튜브형 레그(254)는 스페이서(206)와 정렬되고 스페이서에 의해 형성된 통로 속으로 통과할 수 있도록 로킹 플레이트(250) 상에 배치된다. 튜브형 레그(254)는 로킹 플레이트(250) 내부로 펀칭되거나 로킹 플레이트에 견고하게 고정된다. 튜브형 레그(254) 각각은 중공이고 로킹 플레이트(250)에 인접한 내부면에 나사 형성부를 갖는다. 튜브형 레그(254) 각각의 외경은 제1 유성 캐리어 플레이트(202)에 형성된 립(216)에 의해 형성되는 어퍼쳐를 통과할 수 있도록 충분히 작다.

튜브형 레그(254) 각각의 주위에는 압축 스프링(256)이 배치된다. 압축 스프링(256) 각각의 직경은 각각의 립(216)에 의해 형성된 어퍼쳐보다 크다. 따라서 제1 유성 캐리어 플레이트(202)를 향하는 압축 스프링(256) 각각의 단부는 각각의 립(216)에 맞닿아 있다. 확대된 헤드 및 나사 형성 말단부를 가지는 볼트(258)가 튜브형 레그(254) 내부에 배열되고 나사 형성부에 의해 소정 위치에 고정된다. 볼트(258)는 각각 스페이서(206) 내부에 형성된 통로를 따라 자유롭게 통과할 수 있되, 제2 유성 캐리어 플레이트(204)에 가장 근접한 압축 스프링(256)의 단부가 맞닿는 치수의 확대된 헤드를 갖는다. 따라서 압축 스프링(256)의 일단은 립(216)에 맞닿고 타단은 볼트(258)의 헤드에 맞닿는다. 이로써 튜브형 레그(254)는 스페이서(206) 내부에 슬라이드 방식으로 장착됨으로써 로킹 플레이트(250)는 제1 및 제2 유성 캐리어 플레이트(202, 204)에 대해 압축 스프링(256)의 동작에 맞서 변위될 수 있다.

조립된 상태의 제2군 구성 요소(200)의 단면도가 도 4에 제시되어 있다. 도시된 바와 같이, 로킹 플레이트(250)는 압축 스프링(256)의 바이어스 동작(biasing action)에 맞서 화살표 방향(260)으로 변위될 수 있다. 로킹 플레이트(250)가 그와 같이 변위될 수 있는 수단을 이하에 설명한다. 그러나 로킹 플레이트(250)를 화살표 방향(260)으로 움직이는 변위력이 없으면 로킹 플레이트(250)는 도시된 위치로 바이어스될 것이다.

로킹 플레이트(250)의 중앙 어퍼쳐(262)의 형상은 제1 유성 캐리어 플레이트(202)에 형성된 아치 형상부(210)의 형태에 대응한다. 로킹 플레이트(250)가 도 4에 도시된 위치에 있을 때, 즉 화살표 방향(260)으로 변위력이 인가되지 않을 때, 중앙 어퍼쳐(262)의 내향하여 연장되는 부분(264)은 제1 유성 캐리어 플레이트(202)의 아치 형상부(218)의 볼록부들(218a) 사이에 놓인다. 이 배열은 기어박스(60)의 축 방향 깊이를 전체적으로 최소화하는 데 도움을 준다.

제3군 구성 요소(300)은 단순히 환형부(annulus)(302) 및 하우징(304)으로 이루어진다. 환형부(302)는 피치 서클 직경이 제2군 구성 요소(200)의 일부를 형성하는 유성 휠(230)의 제1 치열(234)이 맞물리도록 선택되는 치열(306)을 포함한다. 환형부(302)는 아세탈과 같은 경성 엔지니어링 열가소성 재료를 사용하여 주조된다. 내향하여 연장되는 플랜지(308)는 하우징(304)에 가장 근접한 측면에 치열(306)과 함께 일체형으로 성형된다. 또한 치열(306) 및 플랜지(308)과 일체형으로 복수의 방사상 외향하여 연장되는 돌출부(310)가 환형부(302)의 외측면 주위로 등간격을 이루어 성형된다. 도시된 실시예에는 12개의 외향하여 연장되는 돌출부(310)가 제공되어 있다.

하우징(304)은 대체로 접시형이며 내부에 중앙 어퍼쳐(314)가 있는 지지 플레이트(312)를 구비한다. 중앙 어퍼쳐(314)는 제2 샤프트(38)가 통과할 수 있도록 충분한 크기를 가진다. 중앙 어퍼쳐(314)는 제1 샤프트(36)가 지지 플레이트(312)에 견고히 부착되도록 보조하는 돌출 러그(lug)(316)를 포함하는 테두리를 가진다.

지지 플레이트(312)의 테두리로부터 축 방향으로 복수의 위치결정 핑거(locating finger)(318)가 연장된다. 위치결정 핑거(318)의 수는 로킹 플레이트(250)의 로킹 핑거(252)의 수에 상응한다. 도시된 실시예에는 12개의 위치결정 핑거가 제공되어 있다. 위치결정 핑거(318)는 중앙 어퍼쳐(314)를 중심으로 등간격을 이룬다. 위치결정 핑거(318)는 환형부(302)의 돌출부(310)를 수용하는 리세스(320)에 의해 분리된다. 환형부(302)가 하우징(304) 내부에 자리잡으면, 돌출부(310)와 리세스(320)의 상호 체결에 의해 하우징(304)에 관한 환형부(302)의 일체의 상대적 회전이 방지된다.

도 5는 환형부(302)가 내부에 자리잡은 하우징(304)을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 위치결정 핑거(318)는 축 방향으로 환형부(302)를 벗어나 돌출된다. 따라서 로킹 플레이트(250)를 향하고 있는 조립된 제3군 구성 요소(300)의 에지는 골진(castellated) 외관을 가진다. 위치결정 핑거(318)의 치수는 압축 스프링(256)의 동작에 따라 로킹 플레이트(250)가 제1 유성 캐리어 플레이트(202) 방향으로 가압될 때 로킹 플레이트(250)의 로킹 핑거(252)가 위치결정 핑거(318) 사이에 끼워지도록 설정된다.

로킹 플레이트(250)는 2개의 작동 위치를 가진다; 제1 위치에서는 가해지는 힘은 오직 압축 스프링(256)의 바이어스력으로서 로킹 플레이트가 하우징(304) 및 환형부(302) 방향으로 가압되고, 제2 위치에서는 변위력이 로킹 플레이트(250)에 작용하여 로킹 플레이트(250)를 하우징(304) 및 환형부(302)로부터 이동시킨다. 제1 위치에서, 로킹 핑거(252)는 제2군 구성 요소(200)과 제3군 구성 요소(300) 사이에 일체의 상대적 회전을 방지하도록 위치결정 핑거(318) 사이에 삽입된다. 제2 군 구성 요소(200) 중 어느 하나의 임의의 회전은 제1 및 제2군 구성 요소(200, 300)의 전체 어셈블리도 회전하게 만든다. 따라서, 모터(42)가 구동 벨트(46)를 구동하여 입력 기어(116)를 회전시키면, 기어박스(60) 전체가 동일한 방향과 속도로 회전하게 된다. 제1 샤프트(36)가 하우징(304)에 견고하게 고정되고, 제2 샤프트(38)가 태양 휠(240)에 견고하게 고정된다는 사실은 제1 및 제2 샤프트(36, 38)가 또한 동일한 속도로 회전하게 됨을 의미하고, 이것은 나아가 드럼(30)의 제1 및 제2 회전 가능부(32, 34)가 동일한 방향과 속도로 회전하게 됨을 의미할 것이다. 제2 작동 위치에서, 로킹 플레이트(250)는 하우징(304) 및 환형부(302)로부터 변위되어 멀어지고[도 4에서 화살표 방향(260)], 로킹 핑거(252)는 위치결정 핑거(31)로부터 맞물림 해제된다. 동시에, 로킹 플레이트(250)는 이하에서 설명하는 바와 같이 세탁기(10)[터브(18)]에 대해 회전하지 못하게 된다. 이 때 기어박스(60)의 작동 구성 요소(working component)는 하기와 같이 동작한다.

전술한 살명으로부터, 기어박스(60)의 작동 구성 요소는 환형부(302), 3개의 유성 휠(230) 및 2개의 태양 휠[입력 기어(116) 및 태양 휠(240)]을 포함하는 것이 이해될 것이다. 이들 구성 요소의 분해도가 도 6a에 제시되어 있다. 도 6b 및 6c는 다른 각도에서 본 조립된 형태의 동일한 작동 구성 요소(302, 230, 116, 240)의 사시도이다. 두 경우에 모든 다른 구성 요소는 명확성을 위해 생략되었다.

전술한 설명으로부터, 입력 기어(116)는 구동 벨트(46)에 의해 구동되는 구동 휠(102)에 견고하게 연결되어 있음을 상기하게 될 것이다. 또한 태양 휠(240)은 드럼(30)의 제2 회전 가능부(34)를 지지하는 제2 샤프트(38)에 견고하게 연결되고, 환형부(302)는 드럼(30)의 제1 회전 가능부(32)를 지지하는 제1 샤프트(36)에 견고하게 연결되는[하우징(304)을 통해] 것을 상기할 것이다.

로킹 플레이트가 앞에서 설명한 제2 위치에 있는 상태에서 작동 구성 요소(302, 230, 116, 240)가 도 6b 및 6c에 도시된 바와 같이 배열되면, 입력 기어(116)는 구동 휠(102)의 회전을 일으키는 구동 벨트(46) 동작의 결과로 회전한다. 입력 기어의 치열(118)와 유성 휠(230)의 제1 치열(234)의 상호 맞물림에 의해 유성 휠(230)이 각각의 스페이서(206)를 중심으로 회전을 일으킨다. 제1 치열(234)도 환형부(302)의 치열(306)과 맞물려 그들의 회전을 일으킨다. 유성 캐리어 플레이트(202, 204)는 축(40)을 중심으로 회전하지 못하게 된다. 유성 휠(230)이 각각의 스페이서(206)를 중심으로 회전하는 것은 필연적으로 유성 휠(230)의 제2 치열(236)의 회전을 야기하고, 이들 제2 치열(236)과 태양 휠(240)의 상호 맞물림은 태양 휠(240)의 회전을 야기한다. 상기 배열은 환형부(302)의 회전 방향이 태양 휠(240)의 회전 방향과 확실히 반대가 되도록 한다. 따라서 입력 기어(116)의 회전 방향이 화살표(62)로 나타낸 방향일 경우, 환형부(302)의 회전 방향은 화살표(64)로 나타낸 방향이고 태양 휠(240)의 회전 방향은 화살표(66)로 나타낸 방향이다. 그러므로, 구동 벨트(46)가 모터(42)에 의해 구동되면, 제1 샤프트(36) 및 제1 회전 가능부(32)는 동일한 방향으로 구동되고 제2 샤프트(38) 및 제2 회전 가능부(34)는 그 반대 방향으로 구동된다.

액추에이터(70)는 로킹 플레이트(252)를 하우징(304)에 대해 왕복 운동시킬 수 있는 것으로 제공된다. 액추에이터(70)는 도 7에 분해 형태로 도시되어 있다. 액추에이터는 제1 액추에이터 링(72) 및 제2 액추에이터 링(74)을 포함한다. 제1 액추에이터 링(72)은 제2 액추에이터 링(74)로부터 먼 쪽에 방사상 외향하여 연장되는 플랜지(78)를 가진 대체로 고리형 본체(76)를 구비한다. 고리형 본체(76)는 제2 액추에이터 링(74)으로부터 먼 쪽에 평면을 이루지만 그 측면에 제2 액추에이터 링(74)을 향하여 복수의 융기부(raised portion)(80)를 가진다. 각각의 융기부(80)는 도 7에 도시된 바와 같이 그들의 양 측면에 배열된 경사면(80a)을 가진다. 도시된 실시예에서는 2개의 융기부(80)가 제공된다. 융기부(80)는 고리형 본체(76) 둘레에 대칭형으로 배열된다. 제1 액추에이터 링(72)의 한 쪽에는 이하에 그 목적이 설명되는 아치형 톱니 랙(rack of teeth)(84)을 지지하는 방사상 돌출 러그(82)가 있다. 융기부(80)와 플랜지(78) 사이에는 고리형 본체(76)에 트랙(81)이 제공된다. 고리형 본체(76)의 방사상 가장 내측 표면에 복수의 슬롯(83)이 형성되어 있다.

제2 액추에이터 링(74)도 대체로 고리형이다. 제2 액추에이터 링의 직경은 제1 액추에이터 링(72)의 고리형 본체(76)의 직경에 상응한다. 제2 액추에이터 링(74)의 바깥 테두리 주위에는 제1 액추에이터 링(72)을 향해 복수의 융기부(86)가 배열된다. 융기부(86)는 각각 융기부(80)와 동일한 방식으로 그 양 측면에 배열된 경사면(86a)을 가진다. 또한 융기부(86)는 제2 액추에이터 링(74) 둘레에 대칭적으로 배열되고 융기부(86)의 수는 융기부(80)의 수에 상응한다. 경사면(86a)의 기울기는 경사면(80a)의 기울기와 동일하고, 그 결과 두 경사면(80a, 86a)은 서로 협동하여, 제1 및 제2 액추에이터 링(72, 74)이 서로에 대해 회전할 때, 제1 및 제2 액추에이터 링(72, 74)의 축 방향 간격이 변동되도록 한다. 제2 액추에이터 링(74)에는 외향하여 연장되는 복수의 돌기(projection)(87)가 제공된다. 돌기(87)의 치수 및 위치는, 제1 액추에이터 링(72)에 대한 제2 액추에이터 링(74)의 특정한 회전 배향에서, 돌기(87)가 슬롯(83)을 따라 통과하여 돌기(87)가 트랙(81) 바로 밑에 위치하는 지점에 도달할 수 있도록 설정된다. 제1 액추에이터 링(72)이 제2 액추에이터 링(74)에 대해 회전하는 즉시 액추에이터 링(72, 74)은 돌기(87)가 트랙(81) 바로 밑에 유지되고 있음으로 인하여 서로에 대해 축 방향으로 고정된다.

제2 액추에이터 링(74)에는 복수의 위치결정 레그(88)가 제공된다. 위치결정 레그(88)는 융기부(86)의 방사상 안 쪽으로 배열되고 기어박스(60)로부터 축 방향으로 멀어지도록 연장된다. 위치결정 레그(88)는 제1 액추에이터 링(72)의 중심을 통과하여 플랜지(78)를 벗어날 수 있다. 위치결정 레그(88) 각각은 그 말단부가 개방된 축 방향으로 연장되는 슬롯(90)을 가진다. 이들 구성 요소의 목적을 이하에 기술하고 설명한다.

제1 액추에이터 링(72)으로부터 먼 쪽의 제2 액추에이터 링(74)은 그 테두리를 따라 대칭적으로 배열된 복수의 얕은 함몰부(depression)(92)를 포함하는 형상으로 되어 있다. 함몰부(92)의 수와 크기는 로킹 플레이트(250)의 로킹 핑거(252)가 그 속에 수용될 수 있도록 선택된다.

액추에이터(70)는 또한 제1 액추에이터 링(72)을 세탁기(10)의 터브(18)에 부착시킬 수 있는 복수의 커넥터(94)를 포함한다. 커넥터(94) 각각은 관통하여 연 장되는 어퍼쳐를 가진 지지부(94a) 및 터브(18)로부터 먼 쪽 지지부(94a)의 말단에 위치한 확대된 헤드(94b)를 포함한다. 헤드(94b)는 그 한 쪽이 확대됨으로써, 셀프 탭핑 스크류(self-tapping screw)가 어퍼쳐를 관통하여 터브(18)에 형성된 보어에 삽입됨으로써 터브(18)에 고정되도록 커넥터가 부착될 때, 확대된 헤드(94b)가 제1 액추에이터 링(72)의 플랜지(78) 위에 걸린다. 커넥터의 지지부(94a)는 헤드(94b)를 터브(18)로부터 고정된 거리에 유지하는데, 그 거리는 플랜지(78)의 두께보다 약간 커서 플랜지(78)는 터브(18)의 표면에 눌려지지 않고 헤드(94b)와 터브(18)의 표면 사이에서 슬라이딩할 수 있다.

복수의 커넥터(94)가 제공되며, 그 커넥터(94)는 제1 액추에이터 링(72)의 테두리 주위에 배치된다. 커넥터는 축(40)을 중심으로 하여 배치된다. 이렇게 해서 제1 액추에이터 링(72)은 축(40)을 중심으로 회전 운동을 할 수 있는 반면, 터브(18)에 대해 고정된 위치에 갇힌다. 다음에, 제2 액추에이터 링(74)은 위치결정 레그(88)가 제1 액추에이터 링(72)의 중심을 관통하고 각각의 액추에이터 링(72, 74)의 융기부(80, 86)는 서로 인접하게 위치한 상태로 제1 액추에이터 링(72)에 인접한 위치에 놓인다. 터브(18)는 그 중심으로부터 방사상으로 외향하여 연장되는 복수의 리브(18a)를 구비하여 제조되고, 이들 리브(18a)는 위치결정 레그(88)의 슬롯(90)에 수용된다. 이러한 배열로써 제2 액추에이터 링(74)을 최소한 일정한 한계 내에 터브(18)에 대해 축 방향으로 운동할 수 있게 하는 반면, 터브(18)에 대해 제2 액추에이터 링(74)이 전혀 회전할 수 없게 한다. 그러한 제한 범위 내에서 리브(18a)는 터브(18)에 대한 제2 액추에이터 링(74)의 외전 운동을 방지하도록 슬롯(90) 내에 잔류한다. 도 8은 명확성을 위해 제1 액추에이터 링(72)이 생략된 가운데 제2 액추에이터 링(74)이 정위치에 있는 상태를 나타낸다. 제2 액추에이터 링(74)이 화살표 방향(70a)으로 변위될 경우에도 터브(18)에 대한 제2 액추에이터 링(74)의 회전 운동이 방지됨을 알 수 있을 것이다.

제1 액추에이터 링(72)의 회전 운동을 일으키기 위해, 피니언(pinion)(96a)을 수반하는 모터(96)가 제공된다. 모터(96)는 터브(18)에 고정 방식으로 결합되는 지지 플레이트(98) 상에 장착된다. 지지 플레이트(98) 상에는 또한 2개의 스위치(98a, 98b)가 장착되는데, 두 스위치(98a, 98b)는 아치형 경로를 따라 서로 간격을 이루며 축(40)으로부터 등거리에 배치된다. 피니언(96a)은 제1 액추에이터 링(72)의 일부를 형성하는 러그(82) 상에 설치된 아치형 톱니 랙(84)과 협동한다. 모터(96)가 가동되면 피니언(96a)이 회전하게 되고, 그에 따라 러그(82)가 터브(18)에 대해 운동하게 된다. 커넥터(94)를 제공하여 배열한 것은 이러한 러그(82)의 운동이 축(40)을 중심으로 제1 액추에이터 링(72) 전체의 회전 운동만을 일으키는 것을 의미한다. 제1 액추에이터 링(72)의 회전은 제2 액추에이터 링(74)을 제1 액추에이터 링(72)으로부터 멀어지도록 움직이기 위해 융기부들(80, 86)이 협동하도록 한다. 또한 제1 액추에이터 링(72)이 회전하면 러그(82)는 스위치(98a, 98b) 중의 어느 하나와 접촉하게 된다. 스위치(98a, 98b)는 드럼의 제1 및 제2 회전 가능부가 반대 방향으로 회전할 수 있도록 전술한 방식으로 기어박스(60)가 동작하고 있는지 여부에 관해 세탁기(10)의 제어 처리기에 정보를 보내는 회로(도시되지 않음)에 접속된다.

도 9a는 융기부(80)가 융기부(86)로부터 원주 방향으로 간격을 두도록 제1 및 제2 액추에이터 링(72, 74)이 배치될 때의 구동 기구(50)의 평면도이다. 이로서 로킹 플레이트(250)는 로킹 플레이트(250)의 로킹 핑거(252)가 로킹 핑거(318)와 맞물리는 제1 위치로 바이어스된다. 모터(42)가 가동되면 드럼(30)의 제1 및 제2 회전 가능부(32, 34)는 모두 동일한 속도와 동일한 방향으로 회전한다. 러그(82)는 스위치(98a)와 접촉한 상태에 있으며, 이것은 입력 기어(116)의 회전이 드럼(30)의 제1 및 제2 회전 가능부(32, 34) 모두를 동일한 속도와 동일한 방향으로 회전시키는 방식으로 구동 기구(50)가 동작하는 제어 회로를 말해준다.

구동 기구(50)의 동작 모드를 변경하고자 할 때, 모터(96)는 피니언(96a)을 회전하도록 가동된다. 이렇게 해서 제1 액추에이터 링(72)는 축(40)을 중심으로 회전하고, 이어서 제2 액추에이터 링(74)은 터브(18)로부터 축 방향으로 멀어지게 움직인다. 제2 액추에이터 링(74)은 로킹 플레이트(250)에 맞닿게 되고 로킹 플레이트(250)의 로킹 핑거(252)는 제2 액추에이터 링(74)의 함몰부에 자리잡게 된다. 제2 액추에이터 링(74)이 계속 이동하면 하우징(304)의 로킹 핑거(318)로부터 로킹 핑거(252)가 맞물림 해제된다. 축(40)을 중심으로 로킹 플레이트(250)의 회전이 방지되고: 따라서 제1 및 제2 유성 캐리어 플레이트(202, 204)의 회전도 방지된다. (로킹 플레이트(250)의 로킹 핑거(252)가 초기에 함몰부(92)와 정렬되어 있지 않을 경우, 제2 액추에이터 링(74)은 전술한 방식으로 계속 멀어지도록 이동되는 것을 이해할 것이다. 로킹 핑거(252)는 로킹 플레이트(250)의 회전이 시작됨과 동시에 함몰부에 자리잡게 될 것이다.) 터브(18)의 리브(18a)는 이러한 축 방향 운동의 전과정 동안 제2 액추에이터 링(74)의 위치결정 레그의 슬롯(90) 내에 위치한 상태를 유지한다. 운동이 완결되면 러그(82)는 스위치(98b)에 접촉하고, 스위치는 입력 기어(116)의 회전이 드럼(30)의 제1 및 제2 회전 가능부(32, 34)가 동일한 속도이되 반대 방향으로 회전하게 하는 방식으로 구동 기구(50)가 동작하고 있음을 제어 회로에 통보한다.

도 10a는 도 9a에 예시한 위치에서의 구동 기구(50)의 단면도이다. 도 10a의 아래 쪽 절반은 도 9a의 선분 A-A를 따른 것이고 위 쪽 절반은 도 9a의 선분 B-B를 따른 것이다. 도시된 바와 같이, 로킹 플레이트(250)는 압축 스프링(256)의 동작에 따라 좌측으로 가압됨으로써 로킹 핑거(252)가 하우징(304)의 위치결정 핑거(318)와 서로 맞물린다. 제2 액추에이터 링(74)은 제2 및 제3군 구성 요소(200, 300) 사이에 잠금 효과를 유지하도록 로킹 플레이트(250)로부터 축 방향으로 간격을 두고 떨어진다.

마찬가지로, 도 10 b는 도 9b에 예시한 위치에서의 구동 기구(50)의 단면도이다. 도 10b의 아래 쪽 절반은 도 9b의 선분 A-A를 따른 것이고 위 쪽 절반은 도 9b의 선분 B-B를 따른 것이다. 이 위치에서, 제2 액추에이터 링(74)은 압축 스프링(256)의 동작에 맞서 로킹 플레이트(250)를 위치결정 핑거(318)와 접촉하지 않게 유지하고 축(40)을 중삼으로 회전하지 못하게 한다. 이렇게 해서 동작 구성 요소(116, 230, 240, 302)는 도 6b 및 6c에 관련하여 앞에서 설명한 방식으로 동작할 수 있다.

이상 설명한 세탁기는 다음과 같은 방식으로 사용될 수 있다. 세탁하고자 하는 물건이 도어(16)를 통해 드럼(300 내부에 투입되면, 이용하고자 하는 프로그램이 선택되고 새제 트레이(24)에 세제가 투입되고(반드시 이 순서일 필요는 없음), 세탁기(10)가 세탁/탈수(wash/spin) 사이클의 동작을 시작한다. 물과 세제를 드럼 내부에 도입하여 세탁물을 적시도록 물은 물 유입관(22) 및 세제 트레이(24)를 거쳐 터브(18)에 도입된다. 세제는 다른 수단에 의해, 예를 들면 드럼(30) 내부의 볼에 액체 세제를 넣어 두거나 정제형 세제를 이용함으로써 드럼 내부에 도입할 수 있음을 알 수 있다. 또한 섬유 연화제를 사용할 수도 있다. 물, 세제 및 섬유 연화제를 드럼 내부에 도입하는 구체적인 방법은 본 발명의 중요 사항이 아니며, 이것들은 정확한 양의 물을 확실히 제공하는 방법 및 선택된 세탁/탈수 사이클에서 요구되는 수준으로 수온을 높이는 방법 등이다. 그에 관한 구체 사항은 공지되어 있으므로 여기서는 더 이상 설명하지 않는다.

초기에, 액추에이터(70)를 제1 액추에이터 링(72)이 도 9a에 도시한 위치에 있도록 위치시킨다. 로킹 플레이트(250)는 로킹 핑거(252)가 하우징(304)의 위치결정 핑거(318)와 서로 맞물리는 제1 위치로 바이어스된다. 러그(82)는 로킹 플레이트(250)가 제1 위치에 있다고 제어 회로와 통신하는 스위치(98b)와 접촉한다. 그러면 모터(42)는 구동 벨트(46)가 구동 휠(102)을 회전시키도록 구동된다. 이에 따라 드럼(30)의 제1 및 제2 회전 가능부(32, 34)는 동일한 속도와 동일한 방향으로 회전하게 된다. 이 동기 회전은 모든 세탁물이 물에 완전히 적셔지는 것을 확실히 하고 세탁 공정을 시작하도록 짧은 주기 동안 계속된다. 필요할 경우 계속되는 동기 회전의 주기를 실시할 수 있다. 원할 경우, 연속되는 주기에 제1 및 제2 회전 가능부(32, 34)를 상이한 방향으로 회전시키는 공정을 포함할 수 있다. 이를 달성하기 위해 모터(42)의 회전 방향을 각각의 주기가 완결된 후 역전시킨다.

세탁물에 적용되는 교반의 양을 증가시킬 필요가 있을 경우, 먼저 모터(42)를 정지시킨다. 따라서 드럼(30)이 회전을 멈추고, 이어서 모터(96)가 피니언(96a)을 회전하도록 동작하고, 그에 따라 제1 액추에이터 링(82)이 세탁기(10)의 축(40)을 중심으로 회전하게 한다. 따라서 제2 액추에이터 링(74)은 제1 액추에이터 링(72)으로부터 떨어지게 이동됨으로써 로킹 플레이트(250)가 도 4의 화살표 방향(260)으로 변위되어 제2 위치에 오게 된다. 러그(82)는 또한 모터를 동작시키면 카운터 회전이 시작될 것임을 제어 회로에 통신하도록 스위치(98a)에 접촉한다. 그러면 모터(42)는 드럼(30)의 제1 및 제2 회전 가능부(32, 34)가 실질적으로 동일한 속도로 반대 방향으로 회전하도록 동작을 재개한다. 이로써 세탁물에 대해 높은 교반 효과가 적용될 수 있다. 이 세탁 모드에서의 회전 가능부(32, 34) 각각의 회전 속도는 10 rpm 이하이고 통상 약 50 rpm이지만, 200 rpm을 넘지 않는 것이 정상적이다.

선택된 프로그램에 의해 요구되는 세탁 표준을 달성하기 위해 충분한 교반이 세탁물에 적용되었으면 모터(42)는 정지된다. 모터(96)는 도 9a에 도시한 위치로 제1 액추에이터 링(72)을 복귀시키기 위해 다시 동작하며, 이에 따라 로킹 플레이트(250)는 제1 위치로 복귀하게 된다. 이와 같이 모터(42)의 후속 동작은 앞에서 이미 설명한 바와 같이 제1 및 제2 회전 가능부(32, 34)의 동기 회전을 야기한다. 이 모드에서, 세척수 및 세제는 물 배수관(26)을 거쳐 배출 출구(28)를 통해 터브(18)로부터 배수될 수 있다. 이어서 세정수가 공지의 방법으로 터브(18)에 도입되고, 이 때 드럼(30)의 회전 속도는 세정수를 세탁물로부터 짜내기 위해 탈수 속도(통상 800-1500 rpm)로 증가된다. 세정 및 탈수 단계는 3회 또는 4회 반복된다. 이러한 형태의 탈수 사이클은 잘 알려져 있으므로 여기서 더 이상 설명할 필요는 없다.

이상과 같은 설명은 단지 본 발명의 하나의 실시예일 뿐이다. 설명한 실시예에 대하여 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 변동을 이룰 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들면, 도면에 예시된 것 대신에 다른 형태의 기어휠을 사용할 수 있다. 또한, 한 위치에서 입력 기어의 회전이 출력 기어들 모두를 동일한 방향으로 회전시키고, 다른 위치에서 입력 기어의 회전이 출력 기어들을 반대 방향으로 회전시키는 효과를 제공할 수 있다면 임의의 로킹 기구를 도입할 수 있다. 로킹 핑거 세트가 위치결정 핑거 세트의 상호 맞물림 또는 맞물림 해제는 이를 달성하는 유일한 방법은 아니며 다른 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 제2 유성 캐리어는 제2 유성 캐리어 플레이트를 하우징에 로킹하도록 연장될 수 있고 그것들 사이에 상대 회전을 가능하게 하도록 원위치로 수축될 수 있는 수축 가능 로킹 핀(retractable locking pin)을 수반할 수 있다. 또 다른 대안적 배열에서, 로킹 플레이트는 유성 휠에 형성된 중량 감소 구멍 속으로 들어갈 수 있는 가동 핀(movable pin)을 수반할 수 있다. 유사한 로킹 효과를 달성할 수 있는 다른 방법 및 기구는 당업자에게 명백할 것이다. 전술한 실시예의 추가적 변동에서, 드럼(30)의 회전 가능부(32, 34)의 회전 중심이 되는 세탁기(10)의 축(40)은 정밀하게 수평이 아니고 약간 수평에서 기울어 지도록 배열된다. 수평에 대한 경사각은 15도 이내일 것이다. 경사각이 이보다 훨씬 크면 전술한 세탁 동작에 의해 얻어지는 세탁 동작에 영향을 주기 때문이다. 그러나 이하에 첨부되는 청구의 범위에서 사용하는 "대체로 수평적"이라는 용어는 수평에 대해 15도 이하의 각도로 경사진 축을 포함하는 것을 의미한다.

Claims (36)

1. 2개의 회전 가능부(ratatable portion) 및 축을 중심으로 상기 회전 가능부를 회전하기 위한 구동 기구(driving mechanism)를 포함하는 장치(appliance)로서,

   상기 구동 기구는 입력 기어(input gear)를 가진 기어박스(gearbox), 상기 회전 가능부에 연결되는 2개의 출력 기어(output gear), 및 제1 위치 및 제2 위치 사이에서 이동 가능한 로킹 기구(locking mechanism)를 포함하고, 상기 로킹 기구가 제1 위치에 있고 상기 입력 기어가 구동될 때 상기 2개의 출력 기어는 모두 동일한 방향으로 회전하고, 상기 로킹 기구가 제2 위치에 있고 상기 입력 기어가 구동될 때 상기 2개의 출력 기어는 반대 방향으로 회전하도록 배열되어 있으며,

   상기 축은 수평적으로 또는 대체로 수평적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 2개의 출력 기어가 동축 상에 있는 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 입력 기어가 상기 2개의 출력 기어와 동축 상에 있는 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 2개의 출력 기어 각각은 샤프트에 견고하게 연결되고, 상기 샤프트들 중의 하나는 상기 샤프트들 중 다른 하나의 내부에 회전 가능하게 배열되는 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 로킹 기구가 상기 제1 위치에 있고 상기 입력 기어가 구동될 때 상기 2개의 출력 기어가 모두 동일한 방향 및 동일한 속도로 회전하는 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 로킹 기구가 상기 제2 위치에 있고 상기 입력 기어가 구동될 때 상기 2개의 출력 기어가 실질적으로 동일한 속도로 반대 방향으로 회전하는 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 기어박스가 환형부(annulus), 유성 캐리어(planet carrier) 상에 지지되는 복수의 유성 휠(planet wheel), 및 2개의 태양 휠(sun wheel)을 가지는 기어 배열을 포함하는 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 태양 휠 중 제1 휠은 입력 기어이고, 상기 태양 휠 중 제2 휠 및 상기 환형부는 상기 출력 기어인 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,

   상기 로킹 기구가 상기 제1 위치에 있을 때, 상기 로킹 기구가 상기 유성 캐리어 및 상기 환형부 사이의 상대적 회전을 방지하도록 상기 유성 캐리어 및 상기 환형부 모두와 맞물리는 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 로킹 기구는 로킹 핑거를 가지고, 상기 환형부는 위치결정 핑거를 가지며, 상기 로킹 기구가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 로킹 핑거는 상기 위치결정 핑거와 상호 맞물리는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 로킹 핑거의 수는 상기 위치결정 핑거의 수와 동일한 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,

    상기 위치결정 핑거가 상기 기어박스의 축으로부터 반경 방향으로 멀어지도록 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제10항 또는 제11항에 있어서,

    상기 위치결정 핑거가 상기 기어박스의 축에 평행한 축 방향으로 연장되는 장치.
14. 제7항에 있어서,

    상기 로킹 기구가 상기 유성 캐리어 상에 장착되는 장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 로킹 기구가 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치 사이에서 상기 유성 캐리어에 대해 상기 기어박스의 축 방향으로 슬라이드 방식으로 이동 가능하도록 장착되는 로킹 플레이트를 포함하는 장치.
16. 제15항에 있어서,

    상기 로킹 플레이트가 바이어스 수단(biasing means)에 의해 상기 제1 위치로 바이어스되는 장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 바이어스 수단이 압축 스프링을 포함하는 장치.
18. 제15항 또는 제16항에 있어서,

    상기 바이어스 수단의 동작에 맞서 상기 로킹 플레이트를 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동하기 위한 액추에이터(actuator)가 제공되는 장치.
19. 제18항에 있어서,

    상기 액추에이터의 작동이 상기 로킹 플레이트의 운동을 상기 기어박스의 축에 평행한 방향으로 일어나게 하는 장치.
20. 제18항에 있어서,

    상기 액추에이터가 상기 장치의 고정부(fixed portion)에 부착되는 장치.
21. 제20항에 있어서,

    상기 액추에이터는 제1 액추에이터 링 및 제2 액추에이터 링을 포함하고, 상기 제1 액추에이터 링은 상기 기어박스의 축을 중심으로 회전할 수 있게 하는 방식으로 상기 장치의 고정부에 부착되고 상기 제2 액추에이터 링을 향하여 경사진 면을 가지며, 상기 제2 액추에이터 링은 상기 기어박스의 축에 평행하게 이동할 수 있게 하는 방식으로 상기 장치의 고정부에 맞물리고 상기 제1 액추에이터 링을 향하여 상기 제1 액추에이터 링의 경사면과 상보적인 경사면을 가져, 상기 제1 액추에이터 링의 회전 운동은 상기 경사면들이 상호 교차하여 운동하는 결과 상기 제2 액추에이터 링이 상기 기어박스의 축에 평행하게 운동이 일어나게 하는 장치.
22. 제21항에 있어서,

    상기 제1 액추에이터 링이 상기 기어박스의 축을 중심으로 회전하도록 하는 수단을 추가로 포함하는 장치.
23. 제22항에 있어서,

    상기 액추에이터 링이 상기 기어박스의 축을 중심으로 회전하도록 하는 상기 수단이 피니언을 지지하는 모터 및 상기 제1 액추에이터 링에 부착된 랙(rack)을 포함하고, 상기 모터는 상기 장치의 상기 고정부 상에 장착되는 장치.
24. 제20항 또는 제21항에 있어서,

    상기 로킹 기구가 상기 제2 위치에 있을 때, 상기 로킹 플레이트가 상기 장치의 고정부에 대해 회전가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 장치.
25. 제1항에 있어서,

    상기 회전 가능부가 원통형 드럼의 일부인 장치.
26. 제25항에 있어서

    상기 드럼이 터브(tub) 내부에 장착되는 장치.
27. 제25항 또는 제26항에 있어서,

    상기 구동 기구가 상기 드럼에 인접하여 장착되는 장치.
28. 제1항에 있어서,

    상기 장치가 세탁기인 장치.
29. 삭제
30. 제1항의 장치를 조작하는 방법으로서,

    (a) 상기 출력 기어들을 동일 방향으로 회전시키고 그에 따라 상기 회전 가능부를 동일 방향으로 회전시키기 위해, 상기 제1 위치에서 상기 로킹 기구와 함께 상기 입력 기어를 구동하는 단계;

    (b) 상기 로킹 기구를 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동시키는 단계; 및

    (c) 상기 출력 기어들을 반대 방향으로 회전시키고 그에 따라 상기 회전 가능부를 반대 방향으로 회전시키기 위해, 상기 제2 위치에서 상기 로킹 기구와 함께 상기 입력 기어를 구동하는 단계

    를 포함하는 상기 장치의 조작 방법.
31. 제30항에 있어서,

    상기 로킹 기구의 이동이 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 일어나는 동안 상기 입력 기어에 대한 구동이 정지되는 상기 장치의 조작 방법.
32. 제30항 또는 제31항에 있어서,

    상기 (c) 단계 후에 상기 로킹 기구가 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 이동되고, 상기 (a) 단계가 반복되는 상기 장치의 조작 방법.
33. 제30항 또는 제31항에 있어서,

    상기 (a) 단계 중에 상기 입력 기어에 대한 구동이 연속해서 반대 방향으로 인가되는 상기 장치의 조작 방법.
34. 제30항 또는 제31항에 있어서,

    상기 (c) 단계 중에 상기 출력 기어가 실질적으로 동일한 회전 속도로 반대 방향으로 회전하는 상기 장치의 조작 방법.
35. 제30항 또는 제31항에 있어서,

    상기 (c) 단계 중에 상기 출력 기어 모두가 200 rpm 이하의 회전 속도로 회전하는 상기 장치의 조작 방법.
36. 삭제

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