KR100777273B1 - full automation type washing machine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스테이터와 로터로 된 구동부에 의해 펄세이터 또는 탈수조에 회전동력을 전달할 때에, 회전동력이 안정적으로 확실히 단시간내에 절환제어될 수 있도록 한 전자동 세탁기에 관한 것이다.The present invention relates to a fully automatic washing machine in which the rotating power can be stably controlled in a short time when the rotating power is transmitted to the pulsator or the dehydration tank by a drive unit comprising a stator and a rotor.
이를 위해, 본 발명은 외조(1) 내에 회전가능하게 설치되는 탈수조(2)와, 탈수조(2) 내에 설치되고 탈수조(2)와는 독립하여 회전가능한 펄세이터(3)와, 축지지베어링 케이스(20)에 회전자재하게 지지되어 탈수조(2)에 회전동력을 전달하는 탈수축(5)과, 펄세이터(3)에 회전동력을 전달하는 세탁축(6)과, 스테이터(7a)에 통전됨에 따라 로터(7b)가 회전하는 모터(7)와, 세탁행정 또는 탈수행정에 대응하여 모터(7)의 동력전달경로를 세탁축(6) 또는 탈수축(5)으로 절환가능한 클러치 기구를 포함하여서 된 전자동 세탁기가 제공된다.To this end, the present invention provides a dehydration tank (2) rotatably installed in the outer tank (1), a pulsator (3) installed in the dehydration tank (2) and rotatable independently of the dehydration tank (2), shaft support A dehydration shaft 5 which is rotatably supported by the bearing case 20 and transmits rotational power to the dehydration tank 2, a washing shaft 6 which transmits rotational power to the pulsator 3, and a stator 7a. The clutch 7 which can switch the power transmission path of the motor 7 to the washing shaft 6 or the dewatering shaft 5 in response to the motor 7 in which the rotor 7b rotates and the washing stroke or the dehydrating stroke as the electric current is energized A fully automatic washing machine is provided, including a mechanism.
전자동 세탁기, 클러치, BLDC 모터Fully automatic washing machine, clutch, BLDC motor
Description
도 1은 본 발명에 따른 클러치기구를 나타낸 요부 종단면도1 is a longitudinal sectional view showing main parts of a clutch mechanism according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 전자동 세탁기 전체 개요 설명도2 is a schematic overview of the full automatic washing machine according to the present invention
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 작용을 나타낸 요부 종단면도로서,3a to 3c is a longitudinal cross-sectional view showing the operation of the present invention,
도 3a는 세탁시의 상태도 3A is a state diagram at the time of washing
도 3b는 탈수시의 상태도3B is a state diagram at the time of dehydration
도 3c는 순간구속시의 상태도3C is a state diagram at the time of instant restraint
도 4a는 슬라이더의 가동치차와 고정체의 고정치차를 일부 전개하여 나타낸 것으로서, 세탁시의 상태도Fig. 4A is a partially expanded view of the movable gear of the slider and the fixed gear of the stationary body.
도 4b는 탈수시의 상태도4B is a state diagram at the time of dehydration
도 4c는 순간구속시의 상태도4C is a state diagram at the time of instant restraint
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1:외조 2:탈수조1: Outer tank 2: Dewatering tank
3:펄세이터 4:세탁축3: pulsator 4: washing shaft
5:탈수축 6:클러치모터5: Dehydration 6: Clutch Motor
7a:스테이터 7b:로터 7a:
7:모터 8:레버 7: motor 8: lever
800:홈 801:경사면800: groove 801: slope
802:평탄면 9:가동자802: Flat surface 9: Operator
900:안내홈 12:토션스프링900: Information Home 12: Torsion Spring
14:리턴스프링 15:슬라이더14: Return spring 15: Slider
150:세레이션 151:가동치차150: serration 151: movable gear
152:턱부 16:커넥터 어셈블리152: Jaw portion 16: Connector assembly
16a:아우터 커넥터 16b:인너 커넥터16a:
160:인너 커넥터 외주면의 세레이션160: serration of the inner peripheral surface of the inner connector
161:인너 커넥터 내주면의 세레이션161: serration of the inner peripheral surface of the inner connector
17:커넥팅로드 20:축지지베어링 케이스17: Connecting rod 20: Shaft support bearing case
21:고정핀 210:스토퍼21: fixing pin 210: stopper
22:고정체 220:지지브라켓22: fixed body 220: support bracket
221:고정치차 23:상부 베어링221: fixed gear 23: upper bearing
24:하부 베어링 30:레버가이드24: lower bearing 30: lever guide
40:압축스프링40: compression spring
본 발명은 전자동 세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세탁 및 헹굼을 저속 회전하는 펄세이터에 의하여 행하고, 탈수를 고속회전하는 탈수조에 의해 수 행하는 전자동 세탁기의 클러치 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fully automatic washing machine, and more particularly, to a clutch device of a fully automatic washing machine, in which washing and rinsing are performed by a pulsator rotating at a low speed, and dewatering is performed by a dehydration tank rotating at a high speed.
일반적으로, 세탁기는 세제의 유화 작용 및 세탁날개의 회전에 따른 수류의 마찰작용 및 펄세이터가 세탁물에 가하는 충격작용 등을 이용하여 의복, 침구 등에 부착된 각종 오염물질을 제거하는 제품으로서, 센서에 의해 세탁물의 양과 종류를감지하여 세탁방법을 자동으로 설정하고 또한 세탁수의 수위를 세탁물의 양과 종류에 따라 적절한 수위까지 급수한 후 마이콤의 제어를 받아 세탁을 수행하게된다.In general, a washing machine is a product that removes various contaminants attached to clothes, bedding, etc. by using the emulsification of the detergent and the friction action of the water flow due to the rotation of the washing blade, and the impact of the pulsator on the laundry. By detecting the amount and type of laundry, the washing method is automatically set, and the water level of the washing water is supplied to the appropriate level according to the amount and type of the laundry, and then washing is performed under the control of the microcomputer.
또한, 종래의 전자동 세탁기의 구동방식은 구동 모터의 회전동력을 동력전달용 벨트 및 풀리등을 개재하여 세탁축으로 전달하여 펄세이터를 회전시키거나 탈수축으로 전달하여 탈수조를 회전시키는 방식과, BLDC 모터의 속도제어에 의해 탈수조를 세탁 및 탈수시 각기 다른 속도로 회전시키는 방식이 있다.In addition, the driving method of the conventional fully automatic washing machine is a method of rotating the dehydration tank by transmitting the rotational power of the drive motor to the washing shaft through the power transmission belt and pulley to rotate the pulsator or to the dehydration shaft, There is a method of rotating the dehydration tank at different speeds during washing and dehydration by the speed control of the BLDC motor.
한편, 최근에는 BLDC 모터를 이용하면서도 동력전달 경로를 달리 제어하여 세탁시에는 펄세이터를 저속회전시켜 세탁을 행하고, 탈수시에는 펄세이터 및 탈수조를 동시에 고속회전시켜 탈수를 행하는 구조가 등장하였으며, 이러한 방식의 구조예는 일본 특개평11-347289에 기재되어 있다.On the other hand, in recent years, while using a BLDC motor, the power transmission path is controlled differently, and when washing, the pulsator rotates at low speed to wash, and when dewatering, a pulsator and a dewatering tank are rotated at a high speed to dehydrate. A structural example of this type is described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-347289.
그러나, 상기 일본 특개평11-347289에 기재된 방식은 치합 클러치 기구의 작동이 솔레노이드에 의해 행해지기 때문에 동작이 불안정하고, 구동체의 치합시 소음이 많이 발생하는 등의 문제점이 있었다.However, in the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-347289, the operation is unstable because the operation of the engagement clutch mechanism is performed by the solenoid, and there is a problem such that a lot of noise occurs when the driving body is engaged.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스테이터(7a)와 로터로 된 구동부에 의해 펄세이터 또는 탈수조에 회전동력을 전달할 때에, 회전동 력이 안정적으로 확실히 단시간내에 절환제어될 수 있도록 한 전자동 세탁기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and when the rotational power is transmitted to the pulsator or the dehydration tank by the drive unit made of the
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 외조 내에 회전가능하게 설치되는 탈수조와, 탈수조 내에 설치되고 탈수조와는 독립하여 회전가능한 펄세이터와, 축지지베어링 케이스에 회전자재하게 지지되어 탈수조에 회전동력을 전달하는 탈수축과, 펄세이터에 회전동력을 전달하는 세탁축과, 스테이터에 통전됨에 따라 로터가 회전하는 모터와, 세탁행정 또는 탈수행정에 대응하여 모터의 동력전달경로를 세탁축 또는 탈수축으로 절환가능한 클러치 기구를 포함하여서 된 전자동 세탁기가 제공된다.In order to achieve the above object, the present invention is a dewatering tank rotatably installed in the outer tank, a pulsator installed in the dewatering tank and rotatable independently of the dewatering tank, and rotatably supported in the shaft support bearing case to rotate in the dewatering tank Dehydration shaft that transmits power, Washing shaft that transmits rotational power to the pulsator, Motor rotating the rotor as the stator is energized, and the power transmission path of the motor in response to the washing stroke or dehydration stroke A fully automatic washing machine is provided, including a clutch mechanism switchable with shrinkage.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 도 1 내지 도 4c를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4C.
도 1은 본 발명에 따른 클러치기구를 나타낸 요부 종단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전자동 세탁기 전체 개요 설명도로서, 본 발명의 전자동 세탁기는 본체의 외조(1) 내부에 회전가능하게 설치되는 탈수조(2)와, 상기 탈수조(2) 내에 설치되고 탈수조(2)와는 독립하여 회전가능한 펄세이터(3)와, 축지지베어링 케이스(20)에 회전자재하게 지지되어 탈수조(2)에 회전동력을 전달하는 탈수축(5)과, 펄세이터(3)에 회전동력을 전달하는 세탁축(6)과, 스테이터(7a)에 통전됨에 따라 로터(7b)가 회전하는 모터(7)와, 세탁행정 또는 탈수행정에 대응하여 모터(7)의 동력전달경로를 세탁축(6) 또는 탈수축(5)으로 절환가능한 클러치 기구를 포함하여 서 구성된다.1 is a longitudinal cross-sectional view showing a main portion of the clutch mechanism according to the present invention, Figure 2 is a schematic diagram of the overall automatic washing machine according to the present invention, the automatic washing machine of the present invention is rotatably installed in the outer tub (1) of the main body The
한편, 상기 클러치 기구는, 외조(1) 하부에 설치되는 클러치모터(6)와, 상기 축지지베어링 케이스(20) 상에 고정된 레버가이드(30)와, 상기 클러치모터(6)의 온/오프시 레버가이드(30)의 안내를 받아 직선운동하며 경사면(801)을 갖는 홈(800) 및 상기 경사면(801) 하단에서 수평하게 이어지는 평탄면(802)을 갖는 레버(8)(lever)와, 상기 클러치모터(6)의 온시 레버(8)를 상기 클러치모터측으로 당기는 작용을 하는 커넥팅로드(17)와, 상기 레버가이드(30) 선단부에 일단이 고정되고 상기 레버(8) 일측의 고정돌기에 타단이 고정되어 레버(8)에 복귀력을 부여하는 리턴스프링(14)과, 상기 클러치모터(6)의 오프시 레버(8)의 경사면(801)을 갖는 홈(800)에 맞닿고 있다가 온시 경사면(801)을 타고 하강하여 평탄면(802) 하부에 위치하게 되는 가동자(9)와, 상기 축지지베어링 케이스(20)의 하부에 고정되며 원주방향을 따라 형성된 고정치차(221)가 구비된 고정체(22)와, 상기 고정체(22)의 지지브라켓(220) 상에 고정되어 플런저(10)의 승강시 가동로드(12)의 회전중심 역할을 하는 고정핀(21)과, 상기 가동로드(12)의 회동방향에 따라 탈수축(5) 방향을 따라 승강하면서 모터(7)의 회전동력 전달경로를 절환시키는 슬라이더(15)(slider)와, 상기 고정체(22)의 지지브라켓(220) 상에 고정된 고정핀(21) 외주면에 설치되며 일단은 상기 가동자(9)의 하단부에 고정되고 타단은 슬라이더(15)를 떠받치도록 설치되는 토션스프링(12)과, 로터(7b)의 회전력이 세탁축(6)에 전달되도록 개재되는 커넥터 어셈블리(16)를 포함하여 구성된다.On the other hand, the clutch mechanism, the clutch motor (6) installed in the lower portion of the outer tub (1), the
이 때, 상기 슬라이더(15)의 상단부에는 상기 고정체(22)의 고정치차(221)에 형합가능한 가동치차(151)가 구비되고, 내주면 상에는 탈수축(5)의 세레이션 및 커넥터 어셈블리(16)를 구성하는 인너 커넥터(16b) 상단부 외주면상의 세레이션(160)에 맞물리도록 하기 위한 세레이션(150)이 구비된다.At this time, the upper end of the
또한, 상기 커넥터 어셈블리(16)는 로터(7b)에 볼트로 체결되는 수지물인 아우터 커넥터(16a)와, 상기 아우터 커넥터(16a) 내부에 일체로 사출성형되고 그 내주면상에 세탁축(6) 하단의 세레이션에 맞물리는 세레이션(161)이 형성되며 상기 아우터 커넥터(16a) 외부로 노출되는 상단부 외주면 상에 슬라이더(15)와의 결합을 위한 세레이션(160)이 형성되는 금속재질의 인너 커넥터(16b)로 구성된다.In addition, the
이 때, 상기 인너 커넥터(16b)는 강도 향상을 위해 알루미늄 합금 소결체로 제작된다.At this time, the
한편, 상기 슬라이더(15)의 상부면과 하부측 베어링(24) 사이에는 클러치모터(6) 오프시 슬라이더(15)를 하부 방향으로 밀어주는 압축스프링(40)이 구비된다.On the other hand, between the upper surface and the
또한, 상기 고정핀(21)이 결합되는 고정체(22)의 지지브라켓(220) 상에는 토션스프링(12)의 회동각을 제한하여 슬라이더(15)의 하강위치를 한정하는 스토퍼(210)가 형성된다.In addition, a
미설명 부호 23은 상부측 축지지 베어링이다.
이와 같이 구성된 본 발명 클러치 기구의 작용은 다음과 같다.The operation of the clutch mechanism of the present invention configured as described above is as follows.
본 발명에 따른 클러치 기구는, 세탁이 시작되기 전에는 클러치모터(6)에 전원이 인가되지 않은 오프상태여서 도 1 및 도 3b와 같은 상태를 유지하게 된다.The clutch mechanism according to the present invention is in an off state in which power is not applied to the
즉, 이때에는 가동자(9)는 레버(8)의 경사면(801)을 갖는 홈(800)에 위치하 게 되고, 슬라이더(15)는 하사점에 위치하게 된다.That is, at this time, the
이와 같은 상태에서 클러치모터(6)에 전원이 인가되어 클러치모터(6)가 온(on)되면, 상기 클러치모터(6)의 구동력에 의해 커넥팅로드(17)가 클러치모터측으로 이동하게 되며, 이에 따라 레버가이드(30)의 안내를 받으며 레버(8)가 클러치모터(6)측으로 당겨진다.In this state, when power is applied to the
이 때, 상기 레버가이드(30) 후단부에 설치된 리턴스프링(14)은 인장된다.At this time, the
한편, 레버(8)가 클러치모터(6)측으로 당겨짐에 따라, 상기 레버(8)의 경사면(801)에 접촉하는 가동자(9)는 경사면(801)에 의해 눌러져 하강하게 되며, 레버(8)의 이동이 완료되는 시점에서는 도 3a에서와 같이 레버(8)의 평탄면(802) 하부에 가동자(9)가 위치하게 된다.On the other hand, as the
이와 같이 레버(8)의 이동에 따른 가동자(9)의 하강시, 가동자(9)의 하단부에 일단이 고정된 토션스프링(12)은 축지지베어링 케이스(20)의 하부에 고정된 고정체(22)의 지지브라켓(220)을 관통하여 설치된 고정핀(21)을 중심으로 도면상 반시계방향으로 회동하게 된다.As such, when the
그리고, 이와 같이 토션스프링(12)이 고정핀(21)을 중심으로 도면상 반시계방향으로 회동시, 슬라이더(15)의 턱부(152)를 받치고 있던 토션스프링(12)의 타단은 상기 슬라이더(15)의 턱부(152)를 밀어 상기 슬라이더(15)를 탈수축(5)을 따라 축상부 방향으로 밀어올리게 된다.In this way, when the
이에 따라, 상기 슬라이더(15) 상단부에 형성된 가동치차(151)는 상기 축지지베어링 케이스(20) 하부면상에 고정된 고정체(22)에 구비된 고정치차(221)에 형 합하게 된다.(도 4a 참조)Accordingly, the
이와 같이, 슬라이더(15)의 가동치차(151)가 고정체(22)의 고정치차(221)에 맞물린 상태에서는 슬라이드가 커넥터 어셈블리(16)를 벗어나게 되어, 로터(7b)의 회전시 세탁축(6)만이 회전하게 된다.In this manner, in the state where the
즉, 세탁시, 상기 슬라이더(15)는 내주면에 형성된 세레이션(150)이 탈수축(5) 외주면의 세레이션에만 맞물린 상태이고, 세탁축(6)에 맞물린 인너 커넥터(16b) 상단부의 세레이션(160)과는 맞물리지 않은 상태여서 로터(7b)의 회전동력은 세탁축(6)을 통해 펄세이터(3)로만 전달된다.That is, during washing, the
이하에서는 탈수시의 클러치 기구의 작용에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the clutch mechanism during dehydration will be described.
도 3a에서와 같이 된 상태로 세탁이 진행되다가, 세탁 완료후 탈수 진행시에는 클러치모터(6)에 인가된 전원이 오프된다.While the washing is in progress as shown in FIG. 3A, the power applied to the
이와 같이, 클러치모터(6)가 오프(off)되면, 레버(8)는 리턴스프링(14)의 복원력에 의해 클러치모터(6)에서 멀어지게 된다.As such, when the
이에 따라, 레버(8)의 복귀가 완료되는 시점에서는 세탁시 레버(8)의 평탄면(802)에 접하고 있던 가동자(9)는 다시 레버(8)의 경사면(801)이 구비된 홈(800)에 위치하게 된다.Accordingly, at the time when the return of the
이와 같이 레버(8)의 이동에 따른 가동자(9)의 상승시, 토션스프링(12)을 반시계방향으로 회동하도록 가해지고 있던 압축력이 완화되고 이에 따라 상기 토션스프링(12)은 축지지베어링 케이스(20)의 하부에 고정된 고정체(22)의 지지브라켓(220)을 관통하여 설치된 고정핀(21)을 중심으로 도면상 시계방향으로 회동하게 된다.As such, when the
그리고, 이와 같이 토션스프링(12)이 고정핀(21)을 중심으로 도면상 시계방향으로 회동함에 따라 상기 토션스프링(12) 선단이 슬라이더(15)를 탈수축(5)을 따라 축상부 방향으로 밀어올리는 힘이 제거된다.Then, as the
이와 같이 슬라이더(15)에 대한 토션스프링(12)의 지지력이 제거됨에 따라, 상기 슬라이더(15)는 자중 및 보강스프링의 미는 힘에 의해 하강하게 되며, 이에 따라, 상기 슬라이더(15)의 가동치차(151)와 고정체(22)의 고정치차(221)는 분리된다.(도 4b 참조)As the bearing force of the
그리고, 슬라이더(15)가 완전히 하강하면, 상기 슬라이더(15) 내주면의 세레이션(150)은 세탁축(6)에 결합되는 인너 커넥터(16b) 상단부 외주면상의 세레이션(160) 및 탈수축(5) 하단부의 세레이션에 동시에 맞물리게 되며, 이에 따라 로터(7b)의 고속회전시 세탁축(6) 및 탈수축(5)의 고속회전이 이루어져 탈수가 진행된다.When the
한편, 클러치모터(6) 오프 상태에서 세탁 상태로 진입시, 고정체(22)의 고정치차(221)에 대한 슬라이더(15)의 가동치차(151)의 위치가 맞지 않는 상태에서는 도 3c 및 도 4c에서와 같은 슬라이더(15)를 순간구속 하는 상태가 발생할 수 있다.On the other hand, when entering into the washing state in the
즉, 고정체(22)는 축지지베어링 케이스(20)상에 고정되어 있으므로 고정치차(221)의 위치는 일정하지만, 슬라이더(15)는 탈수축(5)과 함께 회전가능하므로 정지시 가동치차(151)의 위치가 가변된다. That is, since the fixed
이에 따라, 세탁상태로의 절환시 슬라이더(15)의 가동치차(151)의 산부분과 고정체(22)의 고정치차(221)의 산부분이 서로 맞닿게 되는 경우가 발생하게 되는데, 이 경우를 슬라이더(15)에 대한 순간구속상태라고 칭한다.Accordingly, when switching to the washing state, the peak portion of the
이 때, 슬라이더(15)는 인너 커넥터(16b) 상단부 외주면 상의 세레이션(160)에도 약간 맞물린 상태이므로 회전하게 되며, 회전하다가 각 치차의 산과 골이 만남에 따라 슬라이더(15)의 가동치차(151)와 고정체(22)의 고정치차(221)는 본 발명 클러치기구의 가동자(9)에 일단이 결합되며 지지브라켓(220) 상의 고정핀(21) 외주면에 결합된 토션스프링(12)의 탄성 복원력에 기인한 미는 힘에 의해 자연스럽게 치합되어 슬라이더(15)에 대한 순간구속 상태가 해제된다.At this time, since the
한편, 상기에서 세탁축(4) 하단부에 세레이션이 형성되는 대신, 상기 세탁축 하단부가 사각축 모양을 이루고, 인너 커넥터(16b) 내부에는 상기 중공축에 형합하는 중공 사각링 형태를 이루도록 하여 축결합되도록 하여도 무방하다.On the other hand, instead of the serration is formed in the lower end of the washing shaft (4), the lower end of the washing shaft is in the shape of a square shaft, the inner connector (16b) to form a hollow square ring shape to match the hollow shaft in the shaft It may be combined.
본 발명은 스테이터와 로터로 된 구동부에 의해 펄세이터 또는 탈수조에 회전동력을 전달할 때에, 세탁축 또는 탈수축으로 전달되는 회전동력이 안정적으로 확실히 단시간내에 절환제어될 수 있게 된다.According to the present invention, when the rotational power is transmitted to the pulsator or the dehydration tank by the drive unit of the stator and the rotor, the rotational power transmitted to the washing shaft or the dehydration shaft can be reliably and reliably switched in a short time.
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