KR100872025B1 - 세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁조내에 장착된 압력판이 세탁조의 중심방향으로 가압시키면서 세탁물을 세탁할 수 있도록 함은 물론, 이후 탈수 및 건조기능을 추가한 압축형 세탁기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 세탁기는 내부에 세탁물이 투입되며 회전운동을 하는 세탁조가 내부에 구비된 하부수용통; 상기 하부수용통에 구비되며, 상기 세탁조를 회전시키는 회전수단; 상기 하부수용통의 외주면 일측과 상호 체결되며, 개방할 수 있는 상부수용통; 상기 상부수용통 내에 구비되며, 상기 하부수용통의 내부를 상하운동하여 세탁물을 가압시키는 압력판이 구비된 상하운동수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 세탁시에 세탁물이 손상되지 않으면서 균일한 세탁을 빠른시간 안에 할 수 있고, 세탁시 세탁물이 손상되는 것을 방지할 수 있는 것은 물론, 세탁중에는 빨래를 삶는 기능을 갖추고 있고, 세탁후에는 건조할 수 있도록 내부에 히팅유닛을 구비한 압축형 세탁기를 제공한다.

상부수용통, 하부수용통, 스퍼기어(spur gear), 회전드럼모터, 스플라인(spline)축, 웜(warm)기어, 히팅유닛

Description

세탁기{A washing machine}

도 1은 종래의 압축형 세탁기를 나타낸 사시도

도 2는 본 발명에 따른 세탁기를 나타낸 사시도

도 3은 본 발명에 따른 세탁기의 단면도

도 4는 본 발명에 따른 세타기의 또 다른 단면도

도 5는 본 발명에 따른 세탁기의 주요부품을 나타낸 사시도

도 6는 본 발명에 따른 또 다른 세탁기의 주요부품을 나타낸 사시도

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁조내에 장착된 압력판이 세탁조의 중심방향으로 가압시키면서 세탁물을 세탁할 수 있도록 함은 물론, 이후 탈수 및 건조기능을 추가한 압축형 세탁기에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기(washing machine)이라 함은 기계의 힘을 이용하여 의류 의 세탁을 하는 장치를 말한다.

세탁기는 주로 전동기를 주동력으로 하며, 세제와 물을 이용하여 의복에 묻어 있는 오염을 떼어 내도록 세탁과 헹굼, 탈수의 과정을 진행하게 된다. 구성요소로는 동력장치인 전동기와 빨래에 에너지를 전달하는 기계부, 세탁과정을 조정하는 제어부, 그리고 물을 넣고 빼는 급수장치와 배수장치들로 이루어져 있다. 세계 최초의 세탁기는 명확히 확인되어 있지 않으나, 최초의 것은 1691년 영국 특허자료에 나타나 있으며, 18세기 후반부터 활발한 발명이 이루어졌던 것으로 알려졌다.

그러나 현대적 개념의 세탁기의 시초는 1851년 미국 제임스 T.킹이 발명한 실린더식으로 이것이 오늘날 사용되는 드럼식 세탁기의 원조이다. 현재 세계에서 사용되는 세탁기는 유럽지역에서 주로 사용되는 드럼식(cylinder type)과 아메리카주 지역의 교반식(agitator type), 그리고 한국과 일본 등 동아시아 지역에서 사용되는 와권식(pulsator type)의 세 가지로 크게 분류된다.

드럼식은 여러 개의 돌출부가 형성되어 있는 드럼의 안쪽에 물과 세제와 빨래를 넣고 수평축으로 저속회전시켜 빨래가 돌출부에 의해 올려졌다 떨어지는 충격에 의해 세탁을 하게 된다. 이 방식은 빨래의 손상이 거의 없고, 물을 적게 사용할 수 있는 장점이 있다. 그러나 세척력이 약하여 전기 히터를 사용, 물을 데워줘야 하므로 전기소모가 많고, 시간이 오래 걸리며, 소음이 큰 단점을 가지고 있다.

교반식은 세탁조의 중앙에 치솟는 날개 모양의 교반기를 좌우로 회전시켜 세 탁을 하는 방식이다. 세척력은 우수하나 세탁기의 소음과 진동이 크고 빨래의 손상이 있으며, 대형 세탁기에 적합한 방식이다. 한국에서 많이 쓰이는 와권식은 1960년 일본에서 개발된 방식으로 원판 모양의 펄세이더를 회전시켜 생긴 물살로 세탁을 하는 방식이다. 초기의 제품은 펄세이더의 직경이 작고 고속회전을 함으로써 옷의 꼬임과 손상이 심한 단점이 있었으나, 펄세이터가 대형화하고 좌우 반전시간이 줄어든 80년대 이후 제품은 이러한 단점이 보완되었으며 세척력도 우수하다. 특히, 좌우 반전시간이 짧은 대형 펄세이터 제품들은 특성상 교반식으로 분류되기도 한다.

또 와권식 세탁기는 세탁조와 탈수조가 분리된 2조식과, 같은 곳에서 세탁, 헹굼, 탈수가 진행되는 1조식으로 나누어진다. 2조식 세탁기 중에는 세탁과 헹굼이 자동으로 연결 진행되는 자동세탁기(반자동이라고도 함)와 물받기와 세탁, 헹굼 등을 수작업으로 선택하여야 하는 수동세탁기로 나누어진다. 1조식 세탁기는 세탁, 헹굼, 탈수의 전과정이 자동으로 연결 진행되는데, 자동세탁기와 구분되어 전자동세탁기라고도 한다.

이 밖에도 기계적 충격으로 진동판을 진동시키는 진동식 세탁기, 전기적으로 진동자를 발진시키는 초음파세탁기, 고압펌프를 이용한 수압식 세탁기 등이 있으며, 세탁소에서 사용되는 드라이클리닝용 세탁기가 있다. 드라이클리닝용 세탁기는 보통의 세탁기가 물을 사용하는 습식세탁인 데 반하여 물을 사용하지 않고 드라이 클리닝용으로 개발된 석유계 용제나 퍼클로로에틸렌 등의 유기용제(有機溶劑)를 이용, 세척을 하므로 건식세탁기로 구분된다. 그 구조는 드럼식 세탁기 형태에 용제의 정제장치 등이 부착되어 있으며, 물세탁시 손상되기 쉬운 섬유나 물에 대한 견뢰성(堅牢性)이 적은 염색물들을 세탁하는 데 이용된다.

상기 와권(펄세이터)식의 세탁기는 빠른 속도로 회전하는 펄세이터에 의해 세탁물이 세탁되는 방식이기 때문에 세탁과정에서 세탁물이 쉽게 상하는 문제점이 있고, 구조가 복잡하여 세탁기의 크기에 비하여 세탁용량이 적은 단점이 있으며, 세탁시 세탁물이 엉키는 문제점과 균일한 세탁이 이루어지지 않게 되는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 대한민국 특허공고 제10-0210641호 (발명의 명칭 : 압축형 세탁기)가 있으나, 상기 발명은 상부 및 하부 펄세이터(101, 102)가 구비되어 있으며, 중앙에 나사부가 구비된 세탁축(103)이 구비되어 있었다. 이는 세탁시 세탁물이 상기 세탁축(103)에 엉킬 수 있고, 이에 따라 의복이 손상되는 문제점이 있었으며 또한 세탁물을 삶거나, 건조의 기능을 갖추지는 않고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 와권(펄세이터)식 세탁기의 문제점을 보완시키기 위해 안출될 것으로 세탁시에 세탁물이 손상되지 않으면서 균일한 세탁을 빠른시간 안에 할 수 있고, 세탁시 세탁물이 손상되는 것을 방지할 수 있는 압축형 세탁기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 세탁기는 내부에 세탁물이 투입되며 회전운동을 하는 세탁조가 내부에 구비된 하부수용통; 상기 하부수용통에 구비되며, 상기 세탁조를 회전시키는 회전수단; 상기 하부수용통의 외주면 일측과 상호 체결되며, 개방할 수 있는 상부수용통; 상기 상부수용통 내에 구비되며, 상기 하부수용통의 내부를 상하운동하여 세탁물을 가압시키는 압력판이 구비된 상하운동수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전수단은 상기 세탁조의 상부외주면에 구비된 이; 상기 이에 치합되는 스퍼(spur)기어; 및 상기 스퍼기어를 회전시키는 모터; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상하운동수단은 외주면에 나사산이 형성되어 있는 스플라인축; 상기 스플라인축의 외주면을 감싸며, 상기 나사산과 치합되는 내경나사; 상기 내경나사의 외측과 치합되어 내경나사를 회전시킬 수 있는 웜 및 웜기어; 의 조합인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상하운동수단은 실린더 및 피스톤로드와 상기 피스톤로드를 구동시키는 모터로 이루어진 엑츄에이터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부수용통 일측에 구비되며, 상기 스플라인축의 상하운동정도를 감지하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 하부수용통 일측에 구비되며, 상기 세탁조의 하부면을 가열하는 히팅유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상부수용통의 상기 하부수용통과 접하는 면에 구비되며 압력판의 상하운동시 가이드역할을 하는 슬라이더용 가이드가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 세탁기를 상술하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 세탁기를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 세탁기의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 세타기의 또 다른 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 세탁기의 주요부품을 나타낸 사시도이며, 도 6는 본 발명에 따른 또 다른 세탁기의 주요부품을 나타낸 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 세탁기는 내부에 세탁물이 투입되며 회전운동을 하는 세탁조(30)가 내부에 구비된 하부수용통(20); 상기 하부수용통(20)에 구비되며, 상기 세탁조(30)를 회전시키는 회전수단(40); 상기 하부수용통(20)의 외주면 일측과 상호 체결되며, 개방할 수 있는 상부수용통(10); 상기 상부수용통(10) 내에 구비되며, 상기 하부수용통(20)의 내부를 상하운동하여 세탁물을 가압시키는 압력판(51)이 구비된 상하운동수단(50); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 세탁조(30)에 있어서 상부는 개방되어 있으며, 하부는 상기 하부수용통 (20)과 회전축(41)을 중심으로 연결되어 있다. 또한 상기 세탁조(30)의 외주면 및 하부에 다수의 구멍(31)이 천공되어 있어 탈수시 세탁조(30)가 고속회전을 하는 경우에 물이 외부로 유출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 회전수단(40)은 세탁조(30)의 회전을 위한 것으로서, 일반적인 세탁기는 그 하부에 모터가 구비되어 이를 동력으로 상기 세탁조(30)를 회전시키나, 본 발명에 따른 세탁기는 상기와 같은 구조를 구비할 수도 있으나, 하부수용통(20)의 외주면을 둘레로 이(41)가 형성되어 있어 상기 이(41)와 치합되는 스퍼기어(spur gear, 42), 상기 스퍼기어(42)를 회전시키는 회전드럼모터(43)로 세탁조(30)를 회전시키는 것이 바람직하다.

상기 압력판(51)은 그 중앙에 축(52)이 연결되어 있어 상하 운동을 할 수 있도록 되어 있으며, 축(52)을 움직일 수 있도록 다양한 상하운동수단(50)이 상부수용통(10)에 구비될 수 있다. 즉 상기 상하운동수단(50)으로서 웜기어(warm gear, 53)와 외부에 웜(warm)을 구비하며 상기 웜기어(53)에 치합되는 내경나사(54), 상기 내경나사(54)의 내부에 치합되며 이의 형상이 사다리꼴의 형상을 구비한 스플라인(spline) 축(52)을 구비함으로써 웜기어(warm gear, 53)를 회전시키는 모터(미도시)에 의해 스플라인(spline) 축(52)이 상하운동을 할 수 있다.

한편, 피스톤 운동을 응용하여 피스톤 로드(56)의 단부에 압력판(51)을 연결함으로써 축인 피스톤로드(56)가 상하운동을 할 수 있다. 즉, 피스톤(57)의 단부에 엑츄에이터(actuator, 58)를 구비하고, 상기 엑츄에이터(58)의 구동에 따라 피스톤 로드(56)가 운동함으로써, 상기 압력판(51)이 상하운동 할 수도 있다.

또한, 상기 상부수용통(10) 일측에 구비되며, 상기 축(52)의 상하운동정도를 감지하는 센서(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 센서(60)는 축(52)의 상하운동정도를 감지하여 압력판(51)이 지나치게 밑으로 내려가거나, 상부로 올라오는 것을 방지하는 역할을 함은 물론, 입수되는 물의 양을 조절하는 용도로도 사용할 수 있다. 상기 센서(60)는 상부수용통(10)의 일측에 구비되어 축(52)의 운동정도를 감지하도록 함이 바람직하다.

또한, 하부수용통(20) 일측에 구비되며, 상기 세탁조(30)의 하부면을 가열하는 히팅유닛(70)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 히팅유닛(70)에 있어서, 세탁조(30)의 하부에 원형의 히티용 전기코일(71)이 감겨져있으며, 상기 전기 코일(71)은 물(용액)을 가열하여 세탁물을 삶는 기능을 가지며, 세탁물의 탈수 후 모든 물(용액)을 빼어낸(Drain)후 세탁조(30)를 회전시켜서 하부수용통 안의 바람을 와류시키며 세탁물을 균일하게 건조한다.

또한, 상부수용통(10)의 상기 하부수용통(20)과 접하는 면에 구비되며 압력판(51)의 상하운동시 가이드역할을 하는 슬라이더용 가이드(11)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

즉, 상부수용통(10)을 개방할 경우 압력판이 상부수용통(10)에 접하는 시점부터 상기 상부수용통(10)에 완전히 닿을 수 있도록 가이드(guide)하여, 상기 상부 수용통(10)을 개방할 때 압력판(51)이 하부수용통(20)에 걸림을 방지하기 위함이다. 이때 압력판(51)의 외주면에 홈(51a)을 구비하며, 슬라이더용 가이드(11)에 돌기(12)를 구비하여, 압력판(51)의 탈착을 견고하게 함이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 세탁기의 동작방법을 실시예로서 상술하기로 한다.

(실시예)

먼저, 사다리꼴 나사 겸 스프라인축(52)이 회전하여 압력판(51)을 최고 높이로 올리고. 슬라이더용 가이드(11)를 따라서 상부수용통(10)이 개방되면서 세탁조(30)가 열린다.

다음으로 세탁물을 세탁조(30)에 집어넣고 상부수용통(10)이 원 위치로 오고 뚜껑을 잠근다. 이후, 웜 및 웜기어(54)가 모터에 의하여 회전하면서 압력판(51)이 세탁물을 누른다. 이때, 압력판(51)이 세탁물을 누르는 힘의 조절은 웜기어(54) 구동용 모터에 힘이 걸리게 되므로 이때 모터에 공급되는 전기의 전류가 증가되므로 세탁물을 누르는 힘을 그 전류를 이용하여 조절한다. 세탁물이 눌러 있을 때의 압력판(51)의 위치로 인하여 세탁물의 양이 정하여 진다. 이때 위치 센서(60)에서 신호를 메인 콘드롤러(미도시)에 보내고 그 메인콘트롤러에서 스프라인 축(52)을 회전시키는 서보 모터를 "0"화 하여 그때부터 모터의 회전수에 따라 압력판(51)의 위치가 정하여진다. 그때의 압력판(51)의 위치를 기준으로 물(용액)의 공급량을 결정한다.

이후, 물(용액)과 세제(용매)가 공급되고 압력판(51)이 사다리꼴 나사 겸 스프라인 축(52)과 웜 및 웜기어(53)의 동작에 의하여 상하 운동을 하며 세탁을 시행한다. 이때 세탁조(30)은 드럼 회전 모터(43)의 동작에 의하여 저속으로 회전하며 세탁물의 위치를 변경 시키는데 도움을 주어서 세탁이 고르고 용이하게 되도록 도와준다.

세탁이 시행되기 전 삶는 기능이 필요하면 히팅유닛(Heating Unit, 70)을 작동시켜 물을 가열하여 세탁물을 삶은 후 세탁을 시작하면 된다.

마지막으로 세탁이 완료되면 더러워진 물을 빼어내고(drain) 다시 새로운 물을 넣어서 행굼을 시작한다. 이러한 행굼이 완료된 후 세탁조를 드럼 회전모터(43)를 이용하여 고속회전(최대 1,000 RPM)시켜서 탈수를 한다. 탈수가 완료된 후 히팅 유닛(Heating Unit, 70)의 코일(71)에서 뜨거운 공기를 발생시켜 세탁물을 건조시킨다.

세탁이 완료되면 상부수용통(10)을 열고 압력판(51)을 최대로 올리고 슬라이더용 가이드(11)를 이용하여 상부수용통(10)을 이동시켜 세탁물을 꺼낸다.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명은 세탁시에 세탁물이 손상되지 않으면서 균일한 세탁을 빠른시간 안에 할 수 있고, 세탁시 세탁물이 손상되는 것을 방지할 수 있는 것은 물론, 세탁중에는 빨래를 삶는 기능을 갖추고 있고, 세탁후에는 건조할 수 있도록 내부에 히팅유닛을 구비한 압축형 세탁기를 제공한다.

Claims (7)

1. 내부에 세탁물이 투입되며 회전운동을 하는 세탁조가 내부에 구비된 하부수용통;

   상기 하부수용통에 구비되며, 상기 세탁조를 회전시키는 회전수단;

   상기 하부수용통의 외주면 일측과 상호 체결되며, 개방할 수 있는 상부수용통;

   상기 상부수용통 내에 구비되며, 상기 하부수용통의 내부를 상하운동하여 세탁물을 가압시키는 압력판이 구비된 상하운동수단; 및

   상기 하부수용통 일측에 구비되며, 상기 세탁조의 하부면을 가열하는 히팅유닛;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전수단은 상기 세탁조의 상부외주면에 구비된 이; 상기 이에 치합되는 스퍼(spur)기어; 및 상기 스퍼기어를 회전시키는 모터; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 상하운동수단은 외주면에 나사산이 형성되어 있는 스플라인축; 상기 스 플라인축의 외주면을 감싸며, 상기 나사산과 치합되는 내경나사; 상기 내경나사의 외측과 치합되어 내경나사를 회전시킬 수 있는 웜 및 웜기어; 의 조합인 것을 특징으로 하는 세탁기.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 상하운동수단은 실린더 및 피스톤로드와 상기 피스톤로드를 구동시키는 모터로 이루어진 엑츄에이터인 것을 특징으로 하는 세탁기.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 세탁기는 상기 상부수용통 일측에 구비되며, 상기 스플라인축의 상하운동정도를 감지하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
6. 삭제
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 세탁기는 상부수용통의 상기 하부수용통과 접하는 면에 구비되며 압력판의 상하운동시 가이드역할을 하는 슬라이더용 가이드가 더 구비된 것을 특징으로 하는 세탁기.

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