KR100926762B1 - 세탁기 - Google Patents

Abstract

세탁판이 회전하지 않은 채 상하방향으로 워블링하여 세탁물을 세탁하도록 하는 워블링 장치를 구비한 세탁기가 개시된다. 워블링 장치는 세탁축에 의해 회전되는 수직 회전축, 수직 회전축의 상부에 배치되는 경사 회전축, 수직 회전축과 경사 회전축을 일체로 회전되도록 하며 그 상단에 제 1 경사면이 형성된 제 1 회전부재, 경사 회전축을 회전 가능하게 수용하며 그 하단에 제 2 경사면이 형성된 제 2 회전부재, 제 1 경사면과 제 2 경사면의 결합위치를 조절하는 돌출핀과 워블링 핀 및 레벨링 핀, 제 2 회전부재의 외측에 배치되어 상기 핀들의 전환동작에 따라 레벨링 위치 또는 워블링 위치로 전환되는 세탁판을 구비한다. 또한, 제 2 회전부재에는 클러치가 설치되어 세탁판의 전환동작이 확실하게 이루어지도록 한다.

Description

세탁기{Washing Machine}

도 1은 종래기술에 따른 펄세이터를 구비한 수직축 세탁기의 내부구조를 보인 종단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 워블링 장치를 구비한 수직축 세탁기가 레벨링 위치로 전환된 상태를 보인 종단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 워블링 장치를 구비한 수직축 세탁기가 워블링 위치로 전환된 상태를 보인 종단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 워블링 장치의 분해 사시도이다.

도 5는 도 3에 도시된 클러치의 분해 사시도이다.

도 6은 본 발명의 워블링 장치가 레벨링 위치로 전환된 상태를 도시한 종단면도이다.

도 7은 본 발명의 워블링 장치가 워블링 위치로 전환된 상태를 도시한 종단면도이다.

도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 클러치의 동작을 보이기 위해 도시한 것으로서, 도 8은 경사 회전축의 돌출핀이 레벨링 핀에 걸려져서 지지부재가 클러치에 의해 구속된 상태에서 레벨링 위치로 전환되는 것을 보인 워블링 장치의 부분 사시도이다.

도 9는 지지부재가 워블링 위치로 전환되는 도중에 경사 회전축의 돌출핀이 레벨링 핀과 워블링 핀 사이에서 클러치의 걸림핀에 걸려진 상태에서 클러치가 지지부재를 구속 중인 것을 보인 워블링 장치의 부분 사시도이다.

도 10은 경사 회전축의 돌출핀이 워블링 핀에 걸려져서 지지부재가 클러치의 구속으로부터 해제되기 직전에서 워블링 위치로 전환되는 것을 보인 워블링 장치의 부분 사시도이다.

도 11은 경사 회전축의 돌출핀이 워블링 핀과 클러치의 걸림핀을 함께 밀어서 지지부재가 클러치의 구속으로부터 완전히 해제된 상태에서 워블링 위치로 전환된 것을 보인 워블링 장치의 부분 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

20: 워블링 장치 21: 수직 회전축

22: 경사 회전축 30: 제 1 회전부재

40: 제 2 회전부재 52: 레벨링 핀

53: 워블링 핀 54: 돌출핀

60: 세탁판 80: 지지부재

82: 클러치 가이드 85: 구속홀

100: 클러치 110: 클러치 몸체

120: 회전판 125: 걸림핀

130: 클러치 핀 140: 작동 캠

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 더 상세하게는 탈수조의 내측에 설치되는 세탁판을 워블링(wobbling)시켜서 세탁물을 세탁하도록 하는 워블링 장치를 구비한 세탁기에 관한 것이다.

일반적으로 수직축 세탁기는 세탁물이 담긴 원통형상의 탈수조 또는 세탁조를 수직으로 배치하고, 탈수조의 내부에 펄세이터를 설치하여 펄세이터가 정역회전할 때 발생하는 수류를 이용하여 세탁물을 세탁하도록 한 것으로서, 도 1은 이러한 종래의 수직축 세탁기의 대략적인 내부구조를 도시한 것이다.

이에 도시된 바와 같이, 펄세이터를 구비한 종래의 수직축 세탁기는 외관을 이루는 하우징(1), 하우징(1)의 내부에 수직으로 설치되어 세탁수를 수용하는 원통형상의 수조(2), 수조(2)의 내부에 회전 가능하게 설치되며 외주면에 다수의 탈수공(3c)이 형성된 원통형상의 탈수조(3), 탈수조(3)의 내측 하부에 설치되어 세탁수류를 발생시키는 펄세이터(4), 수조(2)의 외측 하부에 설치되어 펄세이터(4)와 탈수조(3)를 선택적으로 회전시키기 위한 구동모터(5)와 동력전달장치(6)를 포함하여 구성된다.

하우징(1)의 상부는 탈수조(3)로 세탁물을 넣거나 꺼낼 수 있도록 개방되어 있으며, 이 개방된 하우징(1)의 상부에는 탈수조(3)를 개방 또는 폐쇄하기 위한 도어(7)가 힌지 결합되어 있다. 또한, 수조(2)의 하부에는 세탁이 완료되어 수조(2)에 담겨진 세탁수를 외부로 배출하기 위해 하우징(1)의 외부로 연장되는 배수호스(8)가 설치되어 있다.

탈수조(3)의 바닥판(3a)에는 탈수축 지지대(9)가 설치되어 동력전달장치(6)의 탈수축(6a)을 탈수조(3)에 결합시켜서 탈수행정시 탈수축(6a)의 회전과 함께 탈수조(3)가 회전되도록 한다. 또한, 탈수축(6a)의 내부를 관통하여 설치된 동력전달장치(6)의 세탁축(6b)은 탈수조(3)의 내측 바닥에 배치된 펄세이터(4)에 결합되어 세탁행정시 세탁축(6b)의 회전에 의해 펄세이터(4)가 회전되도록 한다.

상기와 같이 구성된 종래의 수직축 세탁기에 있어서, 탈수조(3)에 세탁물을 투입한 후에 세탁기를 작동시키게 되면 수조(2)에 물이 공급되고 나서 구동모터(5)와 동력전달장치(6)의 세탁축(6b)이 정역 회전함에 따라 펄세이터(4)가 교번적으로 정역 회전하게 된다. 이러한 펄세이터(4)의 회전에 의해 정역 방향으로 세탁수류가 발생되어 세탁물이 세탁수류와 함께 유동하게 되면서 세탁이 되는 것이다.

일정시간이 경과하여 세탁과정이 완료되면 배수호스(8)를 통하여 세탁수를 배수시킨 다음 세탁물로부터 세제액을 빼내는 헹굼과정을 거치게 된다. 그 후에 구동모터(5)와 탈수축(6a)의 회전에 의해 탈수조(3)를 일방향으로 고속으로 회전시켜서 세탁물을 탈수시킴으로써 세탁물의 세탁이 완료되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 작동되는 종래의 수직축 세탁기는 펄세이터의 교번적인 정역 회전에 의해 발생되는 세탁수류를 이용하여 세탁을 하게 되고, 이에 따라 세탁물이 교번적으로 정방향과 역방향으로 유동하게 되어서 세탁물이 자체적으로 꼬이는 한편, 다른 세탁물과는 서로 엉키게 되는 현상이 발생하게 된다. 따라서 세탁물이 쉽게 마모되거나 손상될 뿐만 아니라, 세탁 완료시 사용자가 일일이 세탁물들 을 분리해야 하는 불편함과 시간낭비를 초래하는 단점이 있는 것이다.

또한, 상기와 같이 펄세이터를 이용하는 종래의 세탁기는 세탁행정시 펄세이터를 짧은 시간간격으로 정방향과 역방향으로 교대로 회전시켜서 작동하게 되므로, 모터의 양방향으로의 교번적인 기동에 따른 전력소모가 증대되며, 이러한 동작에 의해 모터의 수명도 짧아지게 되는 단점이 있는 것이다.

또한, 펄세이터를 이용하는 종래의 세탁기는 세탁수류에 의해 세탁물을 좌우로 유동시켜서 세탁할 수 있도록 하기 위해 필연적으로 수조에 많은 양의 세탁수를 채워야 하므로, 물의 사용량이 증대되고, 또한 물의 사용량의 증대에 따라 세제 사용량도 불가피하게 증대되게 된다. 이에 따라 종래의 세탁기는 물의 낭비가 심하게 되고, 세제 사용량의 증대에 따른 환경오염 문제도 유발시키는 단점이 있는 것이다. 특히, 물의 절약이 절실하게 요구되고, 환경오염에 대한 규제가 심해지는 요즈음의 추세에 비추어 종래 세탁기의 상기와 같은 단점은 시급하게 개선되어야 하는 사안인 것이다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 세탁행정시 세탁판이 회전하지 않은 채 상하방향으로 워블링하여 세탁물을 세탁하도록 하는 워블링 장치를 구비한 세탁기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 레벨링 위치에서는 세탁판이 세탁축과 함께 회전되도록 하고, 워블링 위치에서는 세탁판이 설정된 워블링 각도를 확실하게 유지하여 워블링 동작이 효과적으로 이루어질 수 있도록 한 워블링 장치를 구비한 세탁 기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 세탁축과, 상기 세탁축과 결합되며 워블링 동작에 의해 세탁물을 세탁하는 워블링 장치를 구비한 세탁기에 있어서,

상기 워블링 장치는, 상기 세탁축의 축방향에 대해 소정 각도로 경사져서 배치되는 경사 회전축; 상기 세탁축과 함께 회전하며 상기 세탁축의 반경방향에 대해 소정 각도로 경사진 제 1 경사면이 마련된 제 1 회전부재; 상기 제 1 회전부재에 대해 상대회전이 가능하게 설치되고, 상기 제 1 회전부재의 제 1 경사면과 상응하는 제 2 경사면이 마련되며, 상기 경사 회전축을 회전 가능하게 수용하도록 축방향으로 형성된 중공부를 가진 제 2 회전부재; 상기 제 2 회전부재가 제 1 회전방향으로 회전할 경우에는 워블링되고, 상기 제 2 회전부재가 제 2 회전방향으로 회전할 경우에는 레벨링되는 세탁판; 상기 세탁판이 레벨링 위치에서 워블링 위치로 전환되는 도중에 상기 제 2 회전부재를 구속하여 상기 제 2 회전부재가 상기 제 1 회전부재와 함께 회전하는 것을 방지하는 클러치;를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 세탁축, 제 1 회전부재, 경사 회전축 중의 어느 하나에는 이들과 함께 회전하는 돌출핀이 설치되고, 상기 제 2 회전부재에는 서로 소정간격 이격되는 워블링 핀과 레벨링 핀이 설치된다.

바람직하게는, 상기 경사 회전축은 상기 제 2 회전부재의 중공부를 통해 상기 제 2 회전부재의 상단 위로 돌출하고, 상기 돌출핀은 상기 제 2 회전부재 위에서 상기 경사 회전축에서 수평으로 돌출하여 설치되며, 상기 레벨링 핀과 워블링 핀은 상기 제 2 회전부재의 상단에서 상기 제 2 회전부재의 중심에 대해 대략 180도의 각도를 이루도록 배치되어서, 상기 경사 회전축이 제 1 회전방향으로 회전하면 상기 돌출핀이 상기 워블링 핀과 맞닿아서 상기 세탁판이 워블링 위치로 전환되고, 상기 경사 회전축이 제 2 회전방향으로 회전하면 상기 돌출핀이 상기 레벨링 핀과 맞닿아서 상기 세탁판이 레벨링 위치로 전환되도록 한다.

상기 제 1 경사면은 상기 제 1 회전부재의 상단에 형성되고, 상기 제 2 경사면은 상기 제 2 회전부재의 하단에 형성되어서, 상기 돌출핀이 상기 레벨링 핀에 맞닿으면 상기 제 2 회전부재의 상단면이 수평하게 배치되어 상기 세탁판이 레벨링 위치로 되며, 상기 돌출핀이 상기 워블링 핀에 맞닿으면 상기 제 2 회전부재의 상단면이 경사지게 배치되어 상기 세탁판이 워블링 위치로 전환되도록 한다.

바람직하게, 상기 제 1 회전부재의 제 1 경사면의 경사각도와 상기 제 2 회전부재의 제 2 경사면의 경사각도는 대략 5도 내지 20도의 범위로 되도록 한다.

또한, 상기 제 2 회전부재와 상기 세탁판 사이에는 베어링이 개재되어 상기 제 2 회전부재를 회전 가능하게 수용하는 지지부재가 설치되어 상기 세탁판을 워블링 동작이 가능하도록 한다.

상기 지지부재의 외주면에는 종방향으로 배치된 복수의 돌출 리브가 마련되어 있으며, 상기 세탁판의 내주면에는 상기 각 돌출 리브와 대응하는 복수의 그루브가 마련되어 상기 세탁판이 상기 지지부재에 결합되도록 한다.

상기 세탁축과 상기 제 1 회전부재 사이에는 상기 세탁축의 구동력을 상기 제 1 회전부재로 전달하는 수직 회전축이 설치되되 상기 수직 회전축의 상단부는 상기 제 1 회전부재의 하단부에 고정되며, 상기 수직 회전축의 하단부는 상기 세탁축에 결합되도록 한다.

상기 수직 회전축의 하단부와 상기 세탁축의 상단부에는 복수의 스플라인 리브가 형성되어 있으며, 상기 수직 회전축과 세탁축 사이에는 그 내주면에 상기 스플라인 리브들과 결합되는 복수의 스플라인 홈이 마련되어 상기 수직 회전축을 상기 세탁축에 연결시키는 보스가 설치된다.

상기 수직 회전축은 베어링이 개재되어 상기 수직 회전축을 회전 가능하게 지지하는 하우징에 수용되며, 상기 하우징은 상기 세탁판이 수용되는 탈수조의 바닥에 고정된다.

상기 수직 회전축의 상단부와 상기 경사 회전축의 하단부는 각각 이들을 횡방향으로 관통하여 상기 제 1 회전부재에 체결되는 결합핀들에 의해 상기 제 1 회전부재에 고정된다.

또한, 상기 세탁판의 외주연에는 상기 세탁판과 상기 탈수조 사이에 형성되는 갭을 가리는 가림판이 부착된다.

또한, 상기 제 2 회전부재의 회전에 의해 상기 지지부재가 움직이지 않도록 고정하기 위해 그 양단부가 상기 지지부재와 상기 하우징에 고정되는 고정홀더가 설치된다.

또한, 상기 지지부재의 상단부에는 상기 지지부재가 상기 클러치에 구속되거나 해제되도록 작용하는 클러치 가이드가 마련되어 있다.

상기 클러치는 상기 제 2 회전부재에 고정된 클러치 몸체와, 상기 클러치 가 이드에 구속되거나 해제되도록 상기 클러치 몸체에 진퇴 가능하게 배치된 적어도 하나의 클러치 핀과, 상기 클러치 몸체에 회전 가능하게 결합된 회전판과, 상기 클러치 핀에 결합되며 상기 회전판의 회전에 의해 상기 클러치 핀을 후퇴시키는 작동 캠과, 상기 클러치 몸체에 배치되어 상기 클러치 핀이 전진하는 방향으로 탄성력을 가하는 스프링을 구비하여서, 상기 회전판이 제 1 회전방향으로 회전하게 되면 상기 작동 캠에 의해 상기 클러치 핀이 후퇴하여 상기 클러치 가이드와의 구속이 해제되고, 상기 회전판이 제 2 회전방향으로 회전하게 되면 상기 스프링에 의해 상기 클러치 핀이 전진하여 상기 클러치 가이드에 구속되도록 한다.

상기 클러치 몸체는 상기 회전판의 중심선상에 배치되며, 상기 회전판은 상기 회전판의 중심을 관통하여 상기 클러치 몸체의 중심에 체결되는 나사에 헐겁게 끼워져서 상기 클러치 몸체에 회전 가능하게 결합된다.

상기 회전판에는 상기 회전판의 가장자리로부터 상기 회전판의 중심을 향해 원호형상을 이루어 형성된 적어도 하나의 원호 개구부가 마련되어서, 상기 회전판이 제 1 회전방향으로 회전하면 상기 작동 캠이 상기 원호 개구부의 원호면을 따라 상기 회전판의 중심을 향해 이동하여 상기 클러치 핀을 후퇴시키도록 한다.

상기 클러치 몸체에는 상기 클러치 핀이 수용되어 상기 클러치 몸체에서 전진 또는 후퇴되도록 상기 클러치 몸체의 일단에서 중심을 향해 형성된 핀 홀이 마련되어 있으며, 상기 클러치 몸체의 상부에는 상기 작동 캠이 상기 클러치 핀과 결합된 상태에서 상기 클러치 몸체의 내부에서 이동되도록 상기 핀 홀과 연통되는 캠 홀이 마련되어 있으며, 상기 스프링은 상기 핀 홀 안 배치되어 상기 클러치 핀을 외측으로 미는 탄성력을 가하도록 한다.

상기 작동 캠은 상기 상기 클러치 핀의 내측 단부에 체결되는 나사에 헐겁게 끼워져서 상기 원호 개구부의 원호면을 따라 자전하면서 이동하게 된다.

또한, 상기 회전판의 하면에는 하향으로 돌출한 걸림핀이 마련되어서, 상기 경사 회전축이 상기 제 1 회전방향으로 회전할 때 상기 돌출핀이 상기 걸림핀을 밀어서 상기 회전판이 회전되도록 한다.

바람직하게, 상기 원호 개구부의 원호각도는 상기 걸림핀과 상기 워블링 핀 사이의 각도보다 약간 더 크게 되도록 한다.

바람직하게, 상기 클러치 핀이 상기 스프링의 탄성력에 의해 상기 클러치 몸체로부터 돌출하는 길이는 대략 상기 걸림핀이 상기 돌출핀에 의해 회전하여 상기 워블링 핀에 인접할 때까지의 회전각도에 상응하도록 한다.

상기 클러치 가이드는 상기 지지부재의 외주면과 일정간격 이격되어 마련된 실린더부와, 상기 실린더부와 상기 지지부재의 외주면을 연결하며 서로 마주하여 배치된 적어도 한 쌍의 연결부로 이루어지며, 상기 연결부에는 상기 핀 홀로부터 돌출하는 상기 클러치 핀이 걸려져서 구속되도록 하는 구속 홀이 마련되어 있다.

또한, 상기 클러치 몸체의 하부에는 상기 클러치 몸체를 상기 제 2 회전부재에 결합시키는 베이스가 하향으로 연장하여 마련된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하고자 한다. 여기서, 도 1에 도시된 종래기술에 따른 수직축 세탁기와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명할 것이다.

도 2와 도 3은 본 발명에 따른 워블링 장치를 구비한 수직축 세탁기의 내부구조를 보인 종단면도로서, 도 2는 워블링 장치가 탈수행정을 수행하기 위해 레벨링 위치로 전환된 상태를 보인 것이고, 도 3은 워블링 장치가 세탁행정을 수행하기 위해 워블링 위치로 전환된 상태를 보인 것이다. 여기서, '워블링 위치(wobbling position)'는 워블링 장치가 세탁판을 경사진 상태로 배치하여 상하방향으로 워블링시킬 수 있도록 위치 전환된 것을 의미하며, '레벨링 위치(levelling position)'는 워블링 장치가 세탁판을 수평한 상태로 배치하여 워블링이 발생하지 않도록 위치 전환된 것을 의미한다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세탁기는 하우징(1)의 내부에 설치되는 수조(2), 수조(2)의 내부에 설치되며 다수의 탈수공(3c)이 형성되어 있는 탈수조(3), 수조(2)의 외측 하부에 설치되는 구동 모터(5)와 동력전달장치(6), 탈수조(3)의 내부에 설치되는 본 발명에 따른 워블링 장치(20)를 구비한다.

탈수조(3)의 바닥판(3a)의 외면에는 탈수축 지지대(9)가 설치되며, 이 탈수축 지지대(9)의 중앙에는 동력전달장치(6)의 탈수축(6a)이 결합되어 탈수행정시 탈수조(3)를 회전시키게 된다. 탈수축(6a)의 내부에는 세탁축(6b)이 배치되어 있는데, 이 세탁축(6b)의 상단은 워블링 장치(20)와 결합될 수 있도록 탈수축(6a)의 선단으로부터 약간 더 연장한다.

본 발명에 따른 워블링 장치(20)는 탈수조(3)의 내측 바닥에 인접하여 설치되며, 탈수행정시에는 도 2에서와 같이 레벨링 위치로 전환되어서 탈수조(3)와 함께 회전됨으로써 세탁물을 탈수시키게 되며, 세탁행정시에는 도 3에서와 같이 워블 링 위치로 전환되어서 세탁물을 상하방향으로 요동시켜서 세탁하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 워블링 장치의 구성요소들을 분해하여 도시한 것이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 워블링 장치(20)는 세탁축(6b)과 연결되는 수직 회전축(21)과, 수직 회전축(21)의 상부에 경사져서 배치되는 경사 회전축(22)과, 수직 회전축(21)과 경사 회전축(22)을 일체로 회전시키는 제 1 회전부재(30)와, 경사 회전축(22)을 회전 가능하게 수용하며 그 하단면이 제 1 회전부재(30)의 상단면에 놓여지는 제 2 회전부재(40)와, 제 2 회전부재(40)의 상단면에 배치되어 워블링 장치(20)를 워블링 위치와 레벨링 위치 사이에서 전환되도록 작동하는 레벨링 핀(52) 및 워블링 핀(53)과, 워블링 위치 또는 레벨링 위치로의 전환에 따라 경사진 상태 또는 수평한 상태로 전환되도록 조절되는 지지부재(80) 및 세탁판(60)과, 제 2 회전부재(40)의 상단에 고정되어 레벨링 위치와 워블링 위치에서 지지부재(80)가 각각 제 2 회전부재(40)에 구속되거나 해제되도록 하는 클러치(100)를 포함한다.

수직 회전축(21)은 그 하단이 보스(70)에 의해 동력전달장치(6)의 세탁축(6b)의 상단과 연결되며 그 상단이 제 1 회전부재(30)와 수직 회전축(21)을 횡방향으로 관통하는 결합핀(32)에 의해 제 1 회전부재(30)의 하부에 결합되어 세탁축(6b)이 회전하게 되면 제 1 회전부재(30)와 함께 회전하게 된다.

수직 회전축(21)을 세탁축(6b)과 연결시키기 위해 수직 회전축(21)의 하단과 세탁축(6b)의 상단에는 각각 스플라인 리브(21a)(6c)들이 형성되어 있으며, 튜브형상으로 이루어진 보스(70)의 내주면에는 상기 스플라인 리브(21a)(6c)들과 결합되 기 위한 스플라인 홈(72)이 형성되어 있어서, 수직 회전축(21)의 하단과 세탁축(6b)의 상단은 각각 보스(70)의 내측 상단부와 내측 하단부에 스플라인 결합되도록 한다. 보스(70)의 내주면의 중간부분에는 세탁축(6b)과 회전축(21) 사이를 분리하기 위해 횡방향으로 단턱(71)이 형성되어 있다(도 6 참조).

도 4에는 도시되어 있지 않지만, 상기의 수직 회전축(21)은 탈수조(3)의 바닥판(3a)에 설치되는 베이스(23)와 하우징(24)(도 6 참조)에 의해 회전 가능하게 지지되는데, 이에 대해서는 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.

제 1 회전부재(30)의 상단면은 일정각도를 이루어 경사진 제 1 경사면(31)으로 형성되며, 제 1 회전부재(30)의 상부에 배치되는 제 2 회전부재(40)의 하단면도 상기 제 1 경사면(31)과 동일한 각도를 이루는 제 2 경사면(41)으로 형성되어 상기 제 1 경사면(31) 위에 올려져서 위치된다. 상기 제 1 및 제 2 경사면(31)(41)들의 경사각도에 따라 세탁판(60)의 상하방향으로의 워블링 각도가 정해지게 되는데, 바람직하게는 대략 5도 내지 20도의 범위가 되도록 한다.

또한, 제 1 회전부재(30)의 상단에 형성된 제 1 경사면(31)과 제 2 회전부재(40)의 하단에 형성된 제 2 경사면(41)의 결합위치에 따라 상기 세탁판(60)은 도 2에 도시된 바와 같이 탈수행정을 수행하기 위해 수평하게 배치되는 레벨링 위치와, 도 3에 도시된 바와 같이 세탁행정을 수행하기 위해 경사져서 배치되는 워블링 위치 사이에서 전환하게 되는데, 이러한 전환동작에 대해서는 이후에서 상세하게 설명하기로 한다.

경사 회전축(22)은 제 1 및 제 2 경사면(31)(41)들의 경사각도와 동일한 각 도로 수직 회전축(21)에 대해 경사진 상태에서 제 2 회전부재(40)의 내부에 회전 가능하게 설치된다(도 6 참조). 상기 경사 회전축(22)은 그 하단이 상기 제 1 회전부재(30)와 경사 회전축(22)을 횡방향으로 관통하는 결합핀(33)에 의해 제 1 회전부재(30)의 상부에 결합되어 제 1 회전부재(30)와 일체로 회전하게 된다. 즉, 제 1 회전부재(30)의 상부와 하부에는 각각 경사 회전축(22)과 수직 회전축(21)이 결합되어 고정됨으로써 수직 회전축(21)이 회전하게 되면 제 1 회전부재(30)와 경사 회전축(22)도 일체로 회전하게 되는 것이다.

여기서, 경사 회전축(22)은 제 2 회전부재(40)의 내부에 형성된 관통홀(44)을 관통하여 설치되는데, 경사 회전축(22)과 상기 관통홀(44) 사이에는 약간의 간극이 형성되도록 하여서 경사 회전축(22)은 제 2 회전부재(40)의 내부에서 상대적인 회전이 가능하게 된다.

지지부재(80)는 제 2 회전부재(40)를 회전 가능하게 지지하는 한편으로, 세탁행정시 세탁판(60)을 회전됨이 없이 상하로 워블링시킬 수 있도록 제 2 회전부재(40)의 외면에 설치된다. 제 2 회전부재(40)를 회전 가능하게 지지하기 위해 지지부재(80)와 제 2 회전부재(40) 사이에는 오일 씰(43)에 의해 상하부가 밀폐된 베어링(42)이 설치되어 있다.

제 2 회전부재(40)의 상단면은 하단의 제 2 경사면(41)과는 달리 수평하게 형성되어 있다. 이 제 2 회전부재(40)의 상단면에는 상향으로 돌출하여 형성된 레벨링 핀(52)과 워블링 핀(53)이 서로 대향하여 배치되며, 경사 회전축(22)의 상단부에는 수평하게 돌출한 돌출핀(54)이 결합되어 있다.

세탁판(60)은 지지부재(80)의 외주면에 결합되는 대략 튜브형상의 중심부(61)와, 세탁물이 얹어지기 위해 상기 중심부(61)로부터 하향으로 일체로 연장하여 형성된 날개부(62)로 이루어진다. 날개부(62)에는 세탁수가 상하방향으로 유동할 수 있도록 다수의 관통홀(64)이 형성되어 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 세탁판(60)의 날개부(62)의 외주연에는 세탁판(60)과 탈수조(3) 사이에 형성되는 갭을 막도록 유연한 재질로 만들어진 가림판(68)이 끼워져 있다.

세탁판(60)을 지지부재(80)에 고정하기 위해 지지부재(80)의 외주면에는 종방향으로 형성된 복수의 돌출 리브(81)가 일정간격으로 돌출되어 있으며, 세탁판(60)의 중심부에는 상기 돌출 리브(81)들과 결합되는 복수의 그루브(63)가 형성되어 있다. 또한, 세탁판(60)의 상부에는 상기 지지부재(80)의 개방된 상부를 덮어서 세탁물과 접촉되지 않도록 하는 커버(65)가 지지부재(80)에 나사 결합되어 고정된다.

또한, 클러치(100)가 지지부재(80)를 구속하거나 해제할 수 있도록 하기 위해 지지부재(80)에는 클러치 가이드(82)가 설치되어 있다. 상기 클러치 가이드(82)는 지지부재(80)의 내측에서 지지부재(80)의 외주면과 일정간격 이격되어 마련된 실린더부(83)와, 이 실린더부(83)와 지지부재(80)의 외주면을 연결하도록 서로 90도 각도로 이격되어 배치되는 복수의 연결부(84)로 이루어진다. 상기 연결부(84)들에는 상향으로 개구된 구속홀(85)이 마련되어서 이 구속홀(85)에 후술하는 클러치 핀(130)(도 5 참조)이 걸려져서 지지부재(80)를 구속하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 클러치의 구성을 보인 분해 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 클러치(100)는 제 2 회전부재(40)의 상단에 고정되는 클러치 몸체(110)와, 클러치 몸체(110)에 상대적으로 회전 가능하게 설치되는 회전판(120)과, 클러치 몸체(110)에서 전후진됨에 따라 지지부재(80)에 마련된 클러치 가이드(82)(도 4 참조)에 구속 또는 해제되어 클러치 기능을 수행하는 한 쌍의 클러치 핀(130)과, 클러치 몸체(110)에서 클러치 핀(130)에 결합되며 회전판(120)의 회전에 의해 클러치 핀(130)을 후퇴시키도록 하는 작동 캠(140)과, 클러치 몸체(110) 안에 배치되어 각 클러치 핀(130)에 전진하는 방향으로 탄성력을 가하는 스프링(150)을 포함한다.

클러치 몸체(110)는 회전판(120)의 직경에 대응하는 길이를 가져서 원판 형상으로 이루어진 회전판(120)의 중심선상에 배치되며, 회전판(120)은 이 회전판(120)의 중심에 형성된 중심홀(121)을 관통하여 클러치 몸체(110)의 중심에 형성된 홀(111)에 체결되는 나사(122)에 헐겁게 끼워져서 클러치 몸체(110)에 대해 상대적으로 회전할 수 있도록 배치된다. 클러치 몸체(110)에 대한 회전판(120)의 회전을 원활하게 하기 위해 중심홀(121)의 상부와 나사(122)의 머리부 사이에는 부시(123)가 배치된다.

상기 회전판(120)에는 이 회전판(120)의 가장자리로부터 그 중심을 향해 원호형상을 이루어 형성된 한 쌍의 원호 개구부(124)가 서로 대향하여 마련되어서 각 원호 개구부(124)의 원호면(124a)에 상기 각 작동 캠(140)이 맞닿은 상태로 배치되도록 한다.

또한, 회전판(120)의 하면에는 클러치 몸체(110)가 제 2 회전부재(40)의 상단에 고정된 상태에서 레벨링 핀(52)과 워블링 핀(53) 사이에서 워블링 핀(53)에 더 근접하여 위치되는 걸림핀(125)이 하향으로 일정길이 연장하여 배치된다. 이 걸림핀(125)은 경사 회전축(22)이 제 1 회전방향인 반시계방향으로 회전하게 되면 경사 회전축(22)의 돌출핀(54)에 걸려져서 회전하게 되어 회전판(120)을 반시계방향으로 회전시키도록 작용하게 된다.

클러치 몸체(110)에는 각 클러치 핀(130)이 클러치 몸체(110) 안으로 후퇴하거나 클러치 몸체(110)로부터 외측으로 연장할 수 있도록 하기 위해 클러치 몸체(110)의 각 단부에서 중심을 향해 길이방향으로 형성된 핀 홀(112)이 형성되어 있다. 또한, 클러치 몸체(110)의 상부에는 클러치 핀(130)과 결합된 작동 캠(140)이 클러치 몸체(110)의 내부에서 이동할 수 있도록 각각의 핀 홀(112)과 연통되는 한 쌍의 캠 홀(113)이 형성되어 있다.

스프링(150)은 상기 핀 홀(112)의 내부에서 일단이 핀 홀(112)의 내측단에 위치되고 타단이 클러치 핀(130)의 내측단에 위치하도록 배치되어 클러치 핀(130)을 밀어서 외측으로 전진하도록 하는 탄성력을 가하게 된다.

각 작동 캠(140)은 대략 링 형상으로 이루어지며, 이 작동 캠(140)을 관통하는 나사(141)가 클러치 핀(130)의 상면에 마련된 나사홀(131)에 체결되어 클러치 핀(130)에 결합된다. 상기 각 작동 캠(140)은 나사(141)에 헐겁게 끼워져서 나사(141)에 대해 상대적으로 회전 가능하게 됨으로써 회전판(120)에 마련된 원호 개구부(124)의 원호면(124a)을 따라 자전하면서 이동하게 된다.

클러치 핀(130)은 대략 길이가 긴 원통형상으로 이루어지며, 캠 홀(113)과 회전판(120)의 원호 개구부(124)를 따라 이동하는 작동 캠(140)에 결합된 상태에서 핀 홀(112)에 수용되어 있으며, 스프링(150)이 최대로 압축된 상태에서는 그 선단만이 핀 홀(112)로부터 약간 연장하여 클러치 가이드(82)의 구속홀(85)로부터 빠져 나오게 되며, 스프링(150)의 압축이 해제되게 되면 핀 홀(112)로부터 더 연장하게 되어서 클러치 가이드(82)의 구속홀(85)에 걸려지게 된다.

상기와 같이, 회전판(120)과 클러치 핀(130), 그리고 작동 캠(140)과 스프링(150)이 설치되는 클러치 몸체(110)는 이 클러치 몸체(110)의 하부에서 하향으로 연장하는 베이스(114)가 제 2 회전부재(40)의 상단면에 나사(115)들에 의해 결합됨으로써 제 2 회전부재(40)와 함께 회전하게 된다.

여기서, 회전판(120)에 마련된 원호 개구부(124)의 중심홀(121)에 대한 원호각도는 회전판(120)의 하면에서 하향으로 연장한 걸림핀(125)과 제 2 회전부재(40)에서 상향으로 돌출한 워블링 핀(53) 사이의 배치각도보다 약간 더 크게 되도록 하며, 클러치 핀(130)이 스프링(150)의 탄성력에 의해 클러치 몸체(110)의 핀 홀(112)로부터 외측으로 연장하는 길이는 걸림핀(125)이 돌출핀(54)에 의해 회전하여 워블링 핀(53)에 인접할 때까지의 회전각도에 상응하게 되도록 한다.

따라서, 걸림핀(125)이 돌출핀(54)에 걸려져서 워블링 핀(53)에 인접하게 될 때까지 작동 캠(140)이 회전판(120)에 의해 캠 홀(113)의 내측으로 후퇴하는 거리는 스프링(150)에 의해 클러치 몸체(110)의 단부에서 외측으로 돌출한 클러치 핀(130)의 길이와 거의 동일하게 되어 걸림핀(125)이 돌출핀(54)에 걸려져서 회전 하여 워블링 핀(53)에 인접하게 되면 클러치 핀(130)은 클러치 가이드(82)의 구속홀(85)로부터 빠져 나올 수 있을 정도로만 핀 홀(112)로부터 연장하게 되는 것이다.

도 6은 본 발명의 워블링 장치가 레벨링 위치로 전환된 상태를 도시한 종단면도이고, 도 7은 본 발명의 워블링 장치가 워블링 위치로 전환된 상태를 도시한 종단면도이다. 또한, 도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 클러치의 동작을 보이기 위해 도시한 것으로서, 도 8은 경사 회전축의 돌출핀이 레벨링 핀에 걸려져서 지지부재가 클러치에 의해 구속된 상태에서 레벨링 위치로 전환되는 것을 보인 도면이고, 도 9는 지지부재가 워블링 위치로 전환되는 도중에 경사 회전축의 돌출핀이 레벨링 핀과 워블링 핀 사이에서 클러치의 걸림핀에 걸려진 상태에서 클러치가 지지부재를 구속 중인 것을 보인 도면이며, 도 10은 경사 회전축의 돌출핀이 워블링 핀에 걸려져서 지지부재가 클러치의 구속으로부터 해제되기 직전에서 워블링 위치로 전환되는 것을 보인 도면이며, 도 11은 경사 회전축의 돌출핀이 워블링 핀과 클러치의 걸림핀을 함께 밀어서 지지부재가 클러치의 구속으로부터 완전히 해제된 상태에서 워블링 위치로 전환된 것을 보인 도면이다.

도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 수직 회전축(21)은 이 수직 회전축(21)을 수용하는 하우징(24)의 내부에서 베어링(25)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 상기 베어링(25)의 상부와 하부에는 외부로부터 이물질이 유입되지 않도록 오일 씰(26)이 설치되어 베어링(25)을 밀봉시키게 된다. 상기 하우징(24)은 탈수조(3)의 바닥판(3a)의 상부에 볼트 결합되어 고정되며 다수의 관통홀이 형성되어 있는 대략 원 판형상의 베이스(23)에 볼트 결합되어 고정된다(도 2 참조). 수직 회전축(21)의 하단과 세탁축(6b)의 상단은 보스(70)에 스플라인 방식으로 결합되어서 수직 회전축(21)은 세탁축(6b)의 회전과 함께 회전하게 된다.

경사 회전축(22)은 제 2 회전부재(40)의 내부를 일정각도 경사진 상태로 관통하여 그 상단과 하단이 제 2 회전부재(40)를 통해 연장되도록 배치되며, 제 2 회전부재(40)와의 사이에 약간의 간극을 형성하여 제 2 회전부재(40)에 대해 상대적으로 회전 가능하게 된다.

수직 회전축(21)의 상단과 경사 회전축(22)의 하단은 결합핀(32)(33)들에 의해 제 1 회전부재(30)에 고정되어 제 1 회전부재(30)와 일체로 회전하게 된다. 또한, 제 2 회전부재(40)는 베어링(42)과 오일 씰(43)에 의해 지지부재(80)의 내부에 회전 가능하게 배치되며, 세탁판(60)은 지지부재(80)의 외면에 결합되어 있다.

도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 제 2 회전부재(40)의 상면에는 대략 180도의 각도를 이루도록 이격되어 배치되는 레벨링 핀(52)과 워블링 핀(53)이 상향으로 돌출되어 있으며, 경사 회전축(22)의 상단에는 돌출핀(54)이 횡방향으로 설치되어서, 경사 회전축(22)이 시계방향(제 2 회전방향) 또는 반시계방향(제 1 회전방향)으로 회전하게 되면 돌출핀(54)이 레벨링 핀(52) 또는 워블링 핀(53)에 걸려져서 제 2 회전부재(40)를 경사 회전축(22)과 함께 회전시키게 된다. 또한, 클러치(100)의 회전판(120)에서 하향으로 돌출하여 형성된 걸림핀(125)은 돌출핀(54)과 워블링 핀(53) 사이에 배치되어서, 돌출핀(54)이 반시계방향으로 회전하게 되면 돌출핀(54)이 걸림핀(125)을 밀어서 회전판(120)을 반시계방향으로 회 전시키게 된다.

따라서 도 8에 도시된 바와 같이 경사 회전축(22)이 시계방향으로 회전하여 돌출핀(54)이 레벨링 핀(52)에 걸려지게 되면, 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 회전부재(30)의 제 1 경사면(31)의 상단부(31a)는 제 2 회전부재(40)의 제 2 경사면(41)의 상단부(41a)와 당접하게 되고, 제 1 경사면(31)의 하단부(31b)는 제 2 경사면(41)의 하단부(41b)에 당접하게 되어서 제 2 회전부재(40)와 지지부재(80)의 상단면은 수평하게 배치되고, 이에 따라 지지부재(80)에 결합된 세탁판(60)도 수평하게 배치되어 워블링 장치(20)가 탈수행정을 수행하기 위한 레벨링 위치로 전환되게 되는 것이다.

여기서, 제 2 회전부재(40)는 베어링(42)에 의해 지지부재(80)에 회전 가능하게 수용되는데, 제 2 회전부재(40)의 회전에 의해 지지부재(80)가 확실하게 회전되지 않도록 고정하기 위해 지지부재(80)와 하우징(24) 사이에는 고정홀더(86)가 설치된다. 상기 고정홀더(86)는 세탁판(60)의 워블링 동작에 대응하여 상하방향으로 신축되는 구조로 되며, 그 상단과 하단이 와이어(87)에 의해 지지부재(80)와 하우징(24)에 고정되도록 한다.

한편, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 경사 회전축(22)이 반시계방향으로 회전하여 돌출핀(54)이 회전판(120)의 걸림핀(125)을 밀게 되고, 계속해서 돌출핀(54)이 워블링 핀(53)에 걸려지는 위치에 도달하게 되면, 도 7에 도시된 바와 같이 제 1 회전부재(30)의 제 1 경사면(31)의 상단부(31a)는 제 2 회전부재(40)의 제 2 경사면(41)의 하단부(41b)에 당접하고, 제 1 경사면(31)의 하단부(31b)는 제 2 경사면(41)의 상단부(41a)에 당접하게 되어서, 제 1 및 제 2 경사면(31)(41)은 거의 수평한 상태로 되는 반면에, 제 2 회전부재(40)와 지지부재(80)의 상단면은 경사지게 배치되게 되며, 이에 따라 지지부재(80)에 결합된 세탁판(60)도 경사진 상태로 배치되어 워블링 장치(20)가 세탁행정을 수행하기 위한 워블링 위치로 전환되게 되는 것이다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 워블링 장치가 설치된 수직축 세탁기의 동작에 대하여 설명하고자 한다.

먼저, 탈수조(3)에 세탁물을 투입한 후에 세탁기를 작동시키게 되면, 수조(2)에 물이 공급됨과 동시에 구동모터(5)와 동력전달장치(6)에 의해 워블링 장치(20)가 작동되게 된다.

즉, 수조(2)에 물이 공급될 때 탈수조(3)를 저속으로 회전시켜서 공급되는 물을 이용하여 세탁물을 적시기 위해 세탁축(6b)과 함께 수직 회전축(21)이 시계방향(제 2 회전방향)으로 회전하면, 제 1 회전부재(30)에 의해 수직 회전축(21)에 연결된 경사 회전축(22)도 함께 회전하게 된다. 이에 따라 경사 회전축(22)이 시계방향으로 회전하여 도 8에서와 같이 돌출핀(54)이 레벨링 핀(52)에 걸려지게 되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 회전부재(30)의 제 1 경사면(31)의 상단부(31a)는 제 2 회전부재(40)의 제 2 경사면(41)의 상단부(41a)에 맞닿게 되고, 제 1 경사면(31)의 하단부(31b)는 제 2 경사면(41)의 하단부(41b)에 맞닿게 되어서 제 2 회전부재(40)의 상단면이 수평하게 배치된 상태에서 회전하게 되며, 이에 따라 지지부재(80)와 세탁판(60)은 수평한 상태, 즉 레벨링 위치로 전환하게 된다.

또한, 상기와 같이 돌출핀(54)이 시계방향으로 회전하게 되면 돌출핀(54)은 클러치(100)의 회전판(120)을 회전시키지 않게 되며, 이에 따라 각 핀 홀(112)에 배치된 스프링(150)의 탄성력에 의해 클러치 핀(130)이 외측으로 일정길이 연장하여 클러치 가이드(82)의 구속홀(85)에 삽입된 상태로 유지된다.

따라서, 이러한 레벨링 위치에서 경사 회전축(22)이 계속해서 저속으로 회전하게 되면 제 2 회전부재(40)의 상단면은 수평한 상태로 유지된 채 경사 회전축(22)과 함께 회전하게 되고, 지지부재(80)와 세탁판(60)은 클러치(100)에 의해 상하방향으로 워블링됨이 없이 제 2 회전부재(40)와 함께 저속으로 회전됨으로써 세탁판(60) 위에 놓여진 세탁물이 공급되는 물에 의해 골고루 적셔지게 되는 것이다.

다음에는 탈수축(6a)은 고정된 채 세탁축(6b)을 반시계방향(제 1 회전방향)으로 일정각도 회전시키게 되면, 수직 회전축(21)과 제 1 회전부재(30), 그리고 경사 회전축(22)이 일체로 반시계방향으로 회전하게 되어 경사 회전축(22)의 돌출핀(54)이 도 9에 도시된 바와 같이 회전판(120)의 걸림핀(125)에 걸려지게 된다.

도 9에 도시된 상태에서 돌출핀(54)이 더 회전하게 되면 돌출핀(54)에 의해 걸림핀(125)이 함께 회전하면서 회전판(120)을 반시계방향으로 회전시키게 되고, 이에 따라 작동 캠(140)이 회전판(120)의 원호 개구부(124)의 원호면(124a)을 따라 자전하면서 회전판(120)의 중심을 향해 후퇴하게 된다. 이러한 작동 캠(140)의 후퇴동작에 의해 작동 캠(140)은 클러치 몸체(110)의 캠 홀(113)에서 내측으로 이동 하게 되어 작동 캠(140)과 결합된 클러치 핀(130)이 클러치 가이드(82)의 구속홀(85)에 구속된 상태에서 핀 홀(112)을 향해 후퇴하게 된다.

구속홀(85)에 구속된 상태에서의 클러치 핀(130)의 이러한 후퇴동작은 도 10에 도시된 바와 같이 돌출핀(54)이 워블링 핀(53)에 걸려질 때까지 진행하게 되며, 이에 따라 경사 회전축(22)이 워블링 핀(53)에 맞닿게 될 때까지는 지지부재(80)와 세탁판(60)은 클러치 핀(130)에 의해 구속되어 경사 회전축(22)의 회전에 장해를 주지 않게 된다. 즉, 클러치(100)는 클러치 몸체(110)가 정지된 상태에서 회전판(120)만이 돌출핀(54)과 함께 회전하게 되는 동작을 하게 되는 것이다.

도 10에 도시된 상태에서 돌출핀(54)이 워블링 핀(53)과 걸림핀(125)과 함께 반시계방향으로 더 회전하게 되면, 도 11에 도시된 바와 같이 클러치 핀(130)이 구속홀(85)로부터 완전히 빠져 나오게 되어 클러치(100)가 지지부재(80)와 구속된 상태에서 해제하게 되며, 이에 따라 클러치(100)는 클러치 가이드(82)의 실린더부(83)를 따라 제 2 회전부재(40)와 함께 반시계방향으로 회전하게 되는 것이다.

상기와 같은 클러치(100)의 동작에 의해서 경사 회전축(22)의 돌출핀(54)이 워블링 핀(53)에 걸려질 때까지 지지부재(80)와 세탁판(60)은 클러치 몸체(110)에 설치된 클러치 핀(130)에 의해 구속되어 움직이지 않은 채로 회전판(120)만이 회전하게 되어서 세탁판(60) 위에 많은 양의 세탁물이 얹혀져 있어도 돌출핀(54)이 워블링 핀(53)이 위치된 각도까지 원활하게 회전하게 될 수 있으며, 이에 따라 제 2 회전부재(40)와 제 1 회전부재(30)가 워블링 각도를 유지한 상태로 회전할 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 돌출핀(54)이 워블링 핀(53)에 걸려지게 되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 회전부재(30)의 제 1 경사면(31)의 상단부(31a)가 제 2 회전부재(40)의 제 2 경사면(41)의 하단부(41b)에 맞닿게 되고, 제 1 경사면(31)의 하단부(31b)가 제 2 경사면(41)의 상단부(41a)에 맞닿게 되어서, 제 2 회전부재(40)와 지지부재(80)의 상단면은 워블링 각도로 경사지게 배치되는 것이다. 이에 따라 지지부재(80)의 외면에 결합된 세탁판(60)이 경사진 상태, 즉 워블링 위치로 전환되게 되며, 이러한 상태에서 경사 회전축(22)과 제 2 회전부재(40)가 함께 회전하게 되면 세탁판(60)이 경사 회전축(22)의 회전속도에 대응하여 회전됨이 없이 일정 진폭으로 상하방향으로 워블링하게 되는 것이다.

상기와 같이 세탁판(60)이 워블링하게 되면, 세탁판(60)이 세탁물에 상하방향으로 충격을 가하게 됨과 동시에 상하방향으로 물살을 발생시키게 됨으로써 세탁물을 세탁하게 되는 것이다. 세탁물과 세탁수에 가해지는 충격은 세탁축(6b)의 회전속도에 비례하여 증가하게 되므로, 세탁물의 양에 따라 세탁수의 양과 회전속도를 적절하게 조절하게 되면 요구되는 세탁력을 얻을 수 있게 된다.

세탁행정이 완료되면 배수호스(8)를 통해 세탁수를 배수시키고 나서 세탁물로부터 세제액을 빼내는 헹굼행정이 수행되고, 다음에는 탈수축(6a)의 회전에 의해 탈수조(3)가 고속으로 회전되어 세탁물을 탈수시키는 탈수행정이 수행되게 된다.

이러한 탈수행정을 수행하기 위해 경사 회전축(22)이 도 11과 같은 위치에서 시계방향(제 2 회전방향)으로 회전하여 도 8에서와 같이 돌출핀(54)이 레벨링 핀(52)에 걸려진 상태로 회전되도록 하면, 전술한 바와 같이 클러치(100)는 전술한 동작과 반대로 작동하여 지지부재(80)를 제 2 회전부재(40)에 구속되게 함과 동시에, 세탁판(60)은 다시 수평하게 되는 레벨링 위치로 전환되게 된다.

즉, 도 11과 같이 클러치 핀(130)이 핀 홀(112)의 내부로 후퇴하여 클러치 가이드(82)의 구속홀(85)로부터 빠져 나온 상태로 반시계방향으로 회전하는 동작이 중단된 후에 워블링 장치(20)를 레벨링 위치로 전환하기 위해 다시 경사 회전축(22)이 시계방향으로 회전하게 되면, 돌출핀(54)도 시계방향으로 회전하여 워블링 핀(83)과 클러치(100)의 걸림핀(125)을 더 이상 밀지 않게 되며, 이에 따라 클러치 핀(130)은 스프링(150)의 탄성력에 의해 클러치 가이드(82)의 실린더부(83)를 향해 밀려지는 힘을 받게 된다.

돌출핀(84)이 워블링 핀(83)에 맞닿은 상태에서 대략 180도의 각도로 회전하여 다시 레벨링 핀(82)에 맞닿게 되면, 제 1 회전부재(30)의 경사면(31)은 제 2 회전부재(40)의 경사면(41)에 레벨링 위치로 배치되게 되어 제 2 회전부재(40)의 상단면은 수평을 이루게 된다.

한편, 이렇게 돌출핀(84)이 레벨링 핀(82)에 맞닿을 때까지는 제 2 회전부재(40)와 클러치(100)는 돌출핀(84)에 의해 힘을 받지 않기 때문에 회전하지 않게 된다.

돌출핀(84)이 레벨링 핀(82)에 걸려진 채로 계속해서 시계방향으로 회전하게 되면 레벨링 핀(82)이 고정되어 있는 제 2 회전부재(40)가 회전하게 되며, 이에 따라 제 2 회전부재(40)에 고정된 클러치(100)도 함께 회전하게 된다. 이렇게 클러치(100)가 시계방향으로 회전하게 되면 클러치 핀(130)이 클러치 가이드(82)의 복수의 구속홀(85) 중에서 가장 가까이에 위치한 구속홀(85)에 일치하는 순간에서 스프링(150)의 탄성력에 의해 클러치 핀(130)이 상기 구속홀(85)에 끼워져서 지지부재(80)를 구속하게 되는 것이다. 이러한 동작에 의해 지지부재(80)와 세탁판(60)은 클러치(100)에 의해 구속되어 제 2 회전부재(40)와 함께 회전하게 됨으로써 세탁판(60) 위에 얹혀진 세탁물을 탈수시킬 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이, 워블링 위치에서 세탁물은 세탁판(60)에 의해 상하방향으로 충격을 받게 됨과 동시에, 세탁판(60)에 형성된 다수의 관통홀(64)을 통해 유동하는 세탁수에 의해 충격을 받게 되어 세탁되기 때문에, 수조(3)에 세탁물을 적시는 정도의 적은 양의 세탁수만 채우게 되면 세탁작업이 가능하게 되며, 이에 따라 세탁물을 유동시키기 위한 세탁수류를 형성하여 세탁하게 되는 종래의 펄세이터 방식에 비해 세탁수가 훨씬 적게 필요하게 되는 것이다.

여기서, 본 발명의 실시예에서는 워블링 장치(20)가 세탁축(6b)과 제 1 회전부재(30) 사이에 배치되는 수직 회전축(21)을 구비하여 이루어진 것으로 기술하였는데, 이 수직 회전축(21)을 사용하지 않고 구성할 수도 있다. 즉, 세탁축(6b)을 수직 회전축(21)에 연결시키지 않고, 직접 제 1 회전부재(30)에 결합하여 구성하여도 본 발명의 목적을 실현할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 돌출핀(54)이 경사 회전축(22)의 상단부에서 횡방향으로 설치되는 것으로 기술하였는데, 상기 돌출핀(54)은 경사 회전축(22)에만 한정하여 설치될 필요는 없다. 즉, 돌출핀(54)을 제 1 회전부재(30)나 수직 회 전축(21), 또는 세탁축(6b) 중의 어느 하나에 설치하고, 레벨링 핀(52)과 워블링 핀(53)을 돌출핀(54)의 설치 위치에 대응하여 제 2 회전부재(40)의 소정의 위치에 설치하여 구성하여도 본 발명의 목적을 실현할 수 있는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 세탁기는 회전됨이 없이 제자리에서 상하방향으로 워블링하는 세탁판에 세탁물이 얹어져서 세탁을 하게 됨으로써 세탁물의 꼬임과 엉김현상이 발생하지 않게 된다. 이에 따라 세탁물의 마모나 손상이 방지될 수 있으며, 또한 세탁물을 분리하여 원상태로 펴는 작업을 할 필요가 없는 효과가 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 세탁기는 세탁축이 일방향으로만 회전하면서 세탁을 수행하게 됨으로써 종래에 비해 구동모터의 전력소모가 감소하게 됨과 동시에, 구동모터의 수명이 연장되는 효과가 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 세탁기는 세탁판의 워블링 동작에 의해 세탁물을 세탁하게 되어 세탁물을 적실 정도로만 물을 채우게 되면 세탁이 가능하게 됨으로써 종래에 비해 세탁수와 세제의 사용량이 현저하게 저감되는 효과가 있는 것이다. 이러한 효과는 환경의 변화에 따라 물의 절약이 절실히 요청되고, 세제의 사용에 따른 환경오염이 사회적인 관심을 갖는 현실에 비추어 더욱 부각될 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 세탁기는 제 2 회전부재와 지지부재 사이에 배치된 클러치에 의해 레벨링 위치에서는 지지부재를 구속하여 세탁판이 제 2 회전부재와 함께 회전하도록 하며, 레벨링 위치에서 워블링 위치로 전환할 때는 세탁판에 많은 하중이 가해지더라도 제 2 회전부재가 정지된 상태에서 경사 회전축만이 워블링 핀을 향해 회전되도록 함으로써 세탁판이 확실하게 워블링 위치로 전환될 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (29)

1. 세탁축과, 상기 세탁축과 결합되며 워블링 동작에 의해 세탁물을 세탁하는 워블링 장치를 구비한 세탁기에 있어서,

   상기 워블링 장치는, 상기 세탁축의 축방향에 대해 소정 각도로 경사져서 배치되는 경사 회전축; 상기 세탁축과 함께 회전하며 상기 세탁축의 반경방향에 대해 소정 각도로 경사진 제 1 경사면이 마련된 제 1 회전부재; 상기 제 1 회전부재에 대해 상대회전이 가능하게 설치되고, 상기 제 1 회전부재의 제 1 경사면과 상응하는 제 2 경사면이 마련되며, 상기 경사 회전축을 회전 가능하게 수용하도록 축방향으로 형성된 중공부를 가진 제 2 회전부재; 상기 제 2 회전부재가 제 1 회전방향으로 회전할 경우에는 워블링되고, 상기 제 2 회전부재가 제 2 회전방향으로 회전할 경우에는 레벨링되는 세탁판; 상기 세탁판이 레벨링 위치에서 워블링 위치로 전환되는 도중에 상기 제 2 회전부재를 구속하여 상기 제 2 회전부재가 상기 제 1 회전부재와 함께 회전하는 것을 방지하는 클러치;를 구비한 것을 특징으로 하는 세탁기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 세탁축, 제 1 회전부재, 경사 회전축 중의 어느 하나에는 이들과 함께 회전하는 돌출핀이 설치되고, 상기 제 2 회전부재에는 서로 소정간격 이격되는 워블링 핀과 레벨링 핀이 설치된 것을 특징으로 하는 세탁기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 경사 회전축은 상기 제 2 회전부재의 중공부를 통해 상기 제 2 회전부재의 상단 위로 돌출하고, 상기 돌출핀은 상기 제 2 회전부재 위에서 상기 경사 회전축에서 수평으로 돌출하여 설치되며, 상기 레벨링 핀과 워블링 핀은 상기 제 2 회전부재의 상단에서 상기 제 2 회전부재의 중심에 대해 180도의 각도를 이루도록 배치되어서, 상기 경사 회전축이 제 1 회전방향으로 회전하면 상기 돌출핀이 상기 워블링 핀과 맞닿아서 상기 세탁판이 워블링 위치로 전환되고, 상기 경사 회전축이 제 2 회전방향으로 회전하면 상기 돌출핀이 상기 레벨링 핀과 맞닿아서 상기 세탁판이 레벨링 위치로 전환되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 경사면은 상기 제 1 회전부재의 상단에 형성되고, 상기 제 2 경사면은 상기 제 2 회전부재의 하단에 형성되어서, 상기 돌출핀이 상기 레벨링 핀에 맞닿으면 상기 제 2 회전부재의 상단면이 수평하게 배치되어 상기 세탁판이 레벨링 위치로 되며, 상기 돌출핀이 상기 워블링 핀에 맞닿으면 상기 제 2 회전부재의 상단면이 경사지게 배치되어 상기 세탁판이 워블링 위치로 되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 회전부재의 제 1 경사면의 경사각도와 상기 제 2 회전부재의 제 2 경사면의 경사각도는 5도 내지 20도의 범위로 되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 회전부재와 상기 세탁판 사이에는 베어링이 개재되어 상기 제 2 회전부재를 회전 가능하게 수용하는 지지부재가 설치되어 상기 세탁판을 워블링 동작이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 지지부재의 외주면에는 종방향으로 배치된 복수의 돌출 리브가 마련되어 있으며, 상기 세탁판의 내주면에는 상기 각 돌출 리브와 대응하는 복수의 그루브가 마련되어 상기 세탁판이 상기 지지부재에 결합되도록 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 세탁축과 상기 제 1 회전부재 사이에는 상기 세탁축의 구동력을 상기 제 1 회전부재로 전달하는 수직 회전축이 설치되되 상기 수직 회전축의 상단부는 상기 제 1 회전부재의 하단부에 고정되며, 상기 수직 회전축의 하단부는 상기 세탁축에 결합되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 수직 회전축의 하단부와 상기 세탁축의 상단부에는 복수의 스플라인 리브가 형성되어 있으며, 상기 수직 회전축과 세탁축 사이에는 그 내주면에 상기 스플라인 리브들과 결합되는 복수의 스플라인 홈이 마련되어 상기 수직 회전축을 상기 세탁축에 연결시키는 보스가 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 수직 회전축은 베어링이 개재되어 상기 수직 회전축을 회전 가능하게 지지하는 하우징에 수용되며, 상기 하우징은 상기 세탁판이 수용되는 탈수조의 바닥에 고정되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 수직 회전축의 상단부와 상기 경사 회전축의 하단부는 각각 이들을 횡방향으로 관통하여 상기 제 1 회전부재에 체결되는 결합핀들에 의해 상기 제 1 회전부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 세탁판의 외주연에는 상기 세탁판과 상기 탈수조 사이에 형성되는 갭을 가리는 가림판이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 세탁기.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 회전부재와 상기 세탁판 사이에는 베어링이 개재되어 상기 제 2 회전부재를 회전 가능하게 수용하는 지지부재가 설치되어 상기 세탁판을 워블링 동작이 가능하며,

    상기 제 2 회전부재의 회전에 의해 상기 지지부재가 움직이지 않도록 고정하기 위해 그 양단부가 상기 지지부재와 상기 하우징에 고정되는 고정홀더가 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
14. 제 6 항에 있어서, 상기 지지부재의 상단부에는 상기 지지부재가 상기 클러치에 구속되거나 해제되도록 작용하는 클러치 가이드가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 세탁기.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 클러치는 상기 제 2 회전부재에 고정된 클러치 몸 체와, 상기 클러치 가이드에 구속되거나 해제되도록 상기 클러치 몸체에 진퇴 가능하게 배치된 적어도 하나의 클러치 핀과, 상기 클러치 몸체에 회전 가능하게 결합된 회전판과, 상기 클러치 핀에 결합되며 상기 회전판의 회전에 의해 상기 클러치 핀을 후퇴시키는 작동 캠과, 상기 클러치 몸체에 배치되어 상기 클러치 핀이 전진하는 방향으로 탄성력을 가하는 스프링을 구비하여서, 상기 회전판이 제 1 회전방향으로 회전하게 되면 상기 작동 캠에 의해 상기 클러치 핀이 후퇴하여 상기 클러치 가이드와의 구속이 해제되고, 상기 회전판이 제 2 회전방향으로 회전하게 되면 상기 스프링에 의해 상기 클러치 핀이 전진하여 상기 클러치 가이드에 구속되도록 하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 클러치 몸체는 상기 회전판의 중심선상에 배치되며, 상기 회전판은 상기 회전판의 중심을 관통하여 상기 클러치 몸체의 중심에 체결되는 나사에 헐겁게 끼워져서 상기 클러치 몸체에 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
17. 제 15 항에 있어서, 상기 회전판에는 상기 회전판의 가장자리로부터 상기 회전판의 중심을 향해 원호형상을 이루어 형성된 적어도 하나의 원호 개구부가 마련되어서, 상기 회전판이 제 1 회전방향으로 회전하면 상기 작동 캠이 상기 원호 개구부의 원호면을 따라 상기 회전판의 중심을 향해 이동하여 상기 클러치 핀을 후퇴시키는 것을 특징으로 하는 세탁기.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 클러치 몸체에는 상기 클러치 핀이 수용되어 상기 클러치 몸체에서 전진 또는 후퇴되도록 상기 클러치 몸체의 일단에서 중심을 향해 형성된 핀 홀이 마련되어 있으며, 상기 클러치 몸체의 상부에는 상기 작동 캠이 상기 클러치 핀과 결합된 상태에서 상기 클러치 몸체의 내부에서 이동되도록 상기 핀 홀과 연통되는 캠 홀이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 세탁기.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 스프링은 상기 핀 홀 안 배치되어 상기 클러치 핀을 외측으로 미는 탄성력을 가하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
20. 제 18 항에 있어서, 상기 작동 캠은 상기 상기 클러치 핀의 내측 단부에 체결되는 나사에 헐겁게 끼워져서 상기 원호 개구부의 원호면을 따라 자전하면서 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
21. 제 19 항에 있어서, 상기 회전판의 하면에는 하향으로 돌출한 걸림핀이 마련되어서, 상기 경사 회전축이 상기 제 1 회전방향으로 회전할 때 상기 돌출핀이 상기 걸림핀을 밀어서 상기 회전판이 회전되도록 하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 원호 개구부의 원호각도는 상기 걸림핀과 상기 워블링 핀 사이의 각도보다 더 큰 것을 특징으로 하는 세탁기.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 클러치 핀이 상기 스프링의 탄성력에 의해 상기 클러치 몸체로부터 돌출하는 길이는 상기 걸림핀이 상기 돌출핀에 의해 회전하여 상기 워블링 핀에 인접할 때까지의 회전각도에 상응하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
24. 제 21 항에 있어서, 상기 클러치 가이드는 상기 지지부재의 외주면과 일정간격 이격되어 마련된 실린더부와, 상기 실린더부와 상기 지지부재의 외주면을 연결하며 서로 마주하여 배치된 적어도 한 쌍의 연결부로 이루어지며, 상기 연결부에는 상기 핀 홀로부터 돌출하는 상기 클러치 핀이 걸려져서 구속되도록 하는 구속 홀이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 세탁기.
25. 제 15 항에 있어서, 상기 클러치 몸체의 하부에는 상기 클러치 몸체를 상기 제 2 회전부재에 결합시키는 베이스가 하향으로 연장하여 마련된 것을 특징으로 하는 세탁기.
26. 세탁축; 상기 세탁축이 제 1 회전방향으로 회전할 경우에는 워블링 동작을 수행하고, 상기 세탁축이 제 2 회전방향으로 회전할 경우에는 레벨링 동작을 수행하는 세탁판; 상기 세탁축이 제 1 회전방향으로부터 제 2 회전방향으로 전환할 때 상기 세탁축으로부터 상기 세탁판으로 동력을 전달하는 클러치;를 구비하며,

    상기 클러치는 전진과 후퇴 동작하는 클러치 핀을 가지며, 상기 세탁판에는 상기 클러치 핀을 수용하는 클러치 가이드가 고정적으로 연결되어 있어서, 상기 클러치 핀이 전진하여 상기 클러치 가이드에 구속되면 상기 세탁판이 레벨링 위치에서 상기 세탁축과 함께 회전하게 되고, 상기 클러치 핀이 후퇴하여 상기 클러치 가이드로부터 해제되면 상기 세탁판이 워블링 위치에서 상기 세탁축과의 동력 연결이 끊어지게 되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
27. 제 26 항에 있어서, 상기 세탁축과 세탁판 사이에는 상기 클러치와 상기 세탁판을 포함하며 상기 세탁축의 회전에 따라 상기 세탁판을 워블링 시키기 위한 워블링 장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
28. 제 27 항에 있어서, 상기 워블링 장치는 상기 세탁축의 축방향에 대해 소정 각도로 경사져서 배치되는 경사 회전축; 상기 세탁축과 함께 회전하며 상기 세탁축의 반경방향에 대해 소정 각도로 경사진 제 1 경사면이 마련된 제 1 회전부재; 상기 제 1 회전부재에 대해 상대회전이 가능하게 설치되고, 상기 제 1 회전부재의 제 1 경사면과 상응하는 제 2 경사면이 마련되며, 상기 경사 회전축을 회전 가능하게 수용하도록 축방향으로 형성된 중공부를 가진 제 2 회전부재; 상기 경사 회전축에 설치된 돌출핀; 상기 제 2 회전부재에 서로 대향하여 배치된 워블링 핀과 레벨링 핀을 구비하여서,

    상기 경사 회전축이 제 1 회전방향으로 회전하면 상기 돌출핀이 상기 워블링 핀과 맞닿아서 상기 세탁판이 워블링 위치로 전환되고, 상기 경사 회전축이 제 2 회전방향으로 회전하면 상기 돌출핀이 상기 레벨링 핀과 맞닿아서 상기 세탁판이 레벨링 위치로 전환되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
29. 제 28 항에 있어서, 상기 클러치는 상기 제 2 회전부재에 고정되며, 상기 클러치 핀이 상기 클러치 가이드에 구속되거나 해제되도록 진퇴 가능하게 설치되는 클러치 몸체; 상기 클러치 몸체에 회전 가능하게 결합된 회전판; 상기 클러치 핀에 결합되며 상기 회전판의 회전에 의해 상기 클러치 핀을 후퇴시키는 작동 캠; 상기 클러치 몸체에 배치되어 상기 클러치 핀이 전진하는 방향으로 탄성력을 가하는 스프링;을 구비하여서, 상기 회전판이 제 1 회전방향으로 회전하게 되면 상기 작동 캠에 의해 상기 클러치 핀이 후퇴하여 상기 클러치 가이드와의 구속이 해제되고, 상기 회전판이 제 2 회전방향으로 회전하게 되면 상기 스프링에 의해 상기 클러치 핀이 전진하여 상기 클러치 가이드에 구속되도록 하는 것을 특징으로 하는 세탁기.

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