KR101015241B1

KR101015241B1 - 세탁기

Info

Publication number: KR101015241B1
Application number: KR1020030007382A
Authority: KR
Inventors: 최성봉
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2011-02-18
Also published as: KR20040071430A

Abstract

본 발명은 아우터로터형 BLDC모터를 사용하여 교반모드등을 수행하는 세탁기이다. 본 발명은 외형을 이루는 아웃케이스내에 설치된 외조; 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 설치된 세탁조; 세탁조의 내측 하면에 회전가능하게 설치된 세탁날개; 상기 세탁조를 회전시키기 위한 탈수축(100); 상기 세탁날개와 결합하는 세탁축(200); 상기 탈수축(100)을 감싸는 클러치하우징(300); 회전자기장을 발생시키기 위한 스테이터어셈블리(400); 자로를 형성시키고 회전력을 발생시키기 위한 로터어셈블리(500); 상기 탈수축(100)과 세탁축(200)을 내접으로 슬라이딩하면서 동력전달을 제어하기 위한 슬라이딩커플러(650)와 상기 슬라이딩커플러(650)의 이동을 제어하기 위한 제어장치를 포함한 클러치어셈블리(600); 상기 슬라이딩커플러(650)의 상단면에는 형성되어 상기 클러치어셈블리(600)의 스토퍼(660)에 형성된 체결공(660b)에 선택적으로 결합되는 돌기(652); 상기 외조 내부의 세탁수를 제어하는 배수밸브(64); 상기 배수밸브(64)와 브레이크레버(720)를 연동시켜 동작시키고, 브레이크레버(720)를 1단 상태와 2단 상태로의 동작제어가 가능한 구동장치제어 및 배수장치제어 겸용 기어모터(761); 상기 탈수축(100)의 회전을 제동하기 위한 브레이크레버(720)와 브레이크패드(780)로 구성되는 브레이크어셈블리(700)를 포함하여 구성하여; 교반세탁모드, 역회전세탁모드 및 조합세탁모드를 수행한다.

세탁기, 교반세탁모드, 역회전세탁모드, 투과세탁모드, 압착세탁모드

Description

세탁기{Washing machine}

도 1은 종래 전자동 세탁기를 개략적으로 나타낸 종단면도,

도 2는 도 1의 구동장치의 구조를 나타낸 요부 확대 상세도,

도 3은 본 발명에 따른 세탁기를 개략적으로 나타낸 종단면도,

도 4는 도 3의 배수장치를 나타낸 횡단면도,

도 5는 본 발명에 따른 구동장치의 구성을 나타낸 요부 종단면도,

도 6은 본 발명에 따른 스테이터어셈블리의 구성을 나타낸 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 로터어셈블리의 구성을 나타낸 부분절결사시도,

도 8a는 본 발명에 따른 교반세탁모드시 슬라이딩커플러의 위치를 나타낸 사시도 및 단면도,

도 8b는 본 발명에 따른 역회전세탁모드시 슬라이딩커플러의 위치를 나타낸 사시도 및 단면도,

도 8c는 본 발명에 따른 조합세탁모드와 탈수모드시 슬라이딩커플러의 위치를 나타낸 사시도 및 단면도,

도 9는 기어모터와 구동 및 배수장치를 나타낸 일부사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 ..... 탈수축 120 ..... 상부탈수축

140 ..... 하부탈수축 160 ..... 보빈

200 ..... 세탁축 210 ..... 상부세탁축

220 ..... 유성기어 300 ..... 클러치하우징

400 ..... 스테이터어셈블리 420 ..... 코어

440 ..... 코일 500 ..... 로터어셈블리

510 ..... 로터프레임 520 ..... 마그네트

550 ..... 세탁축결합부 650 ..... 슬라이딩커플러

700 ..... 브레이크어셈블리 720 ..... 브레이크레버

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아우터로터형 모터를 사용하여 출력을 증가시킴은 물론, 교반세탁모드 와 역회전세탁모드, 투과세탁모드등에 의한 세탁과 헹굼을 행하기 위한 세탁기에 관한 것이다.

일반적으로 전자동 세탁기는 세제의 유화작용 및 세탁날개의 회전에 따른 수류의 마찰 및 충격을 이용하여 의복, 침구 등의 오염물질을 제거하는 제품이다. 센서에 의해 세탁물의 양과 종류를 감지하여 세탁방법을 자동 설정하고, 세탁물의 양과 종류에 따라 적절한 수위까지 급수 후 마이크로프로세서 제어로 세탁을 수행한다.

이와 같은, 종래의 전자동 세탁기는 도 1에 나타난 바와 같이, 아웃케이스(1)내에 설치된 외조(10) 내부에, 다수의 탈수공을 갖는 탈수조 겸용 세탁조(20)가 회전 가능하게 설치된다. 상기 세탁조(20)의 하부 중앙에는 세탁날개(30)가 회전 가능하게 설치된다. 그리고 상기 외조(10)의 하부에는 상기 세탁조(20) 및 세탁날개(30)를 회전하기 위한 클러치(40)와 모터(3)를 포함하여 구성된 구동장치가 설치된다.

즉, 상기 외조(10)의 하부 일측에는 모터(3)가 설치되며, 상기 모터(3)의 측면에는 모터(3)의 회전동력을 단속하기 위한 클러치(40)가 설치된다. 상기 모터(3)와 클러치(40)의 축 하단에는 풀리(3a,40a)가 결합되고 그 사이에는 벨트(5)가 연결된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 클러치(40)의 하부에는 클러치 풀리(40a)가 설치되고, 상기 클러치풀리(40a)의 상측으로는 하부세탁축(51)과 상부세탁축(35)이 순차적으로 연결된다. 그리고 세탁조(20)의 하부에 결합되는 탈수축(25)의 하단부에는 보빈(56)이 고정된다. 상기 보빈(56) 하부에는 하부탈수축(57)이 결합되며, 보빈(56)의 내부에는 동력감속수단인 유성기어(52)가 설치된다.

그리고 하부세탁축(51)의 하단부에는 하부세탁축(51)과, 후술하는 스프링블록(45)를 감싸는 클러치스프링(44)과 스프링블록(45) 및 클러치스프링(44)의 끝단부와 맞닿여져 스프링의 직경을 조절하기 위한 스프링보스(43)가 설치된다. 그리고 상기 스프링보스(43) 외주에는, 작동레버(46) 및 작동캠(42)이 구비된 브레이크레버(41)가 설치된다.

이와 같이 구성된 상기 구동장치는 세탁 및 탈수시 다음과 같이 작동된다. 먼저, 세탁시에는 브레이크레버(41)를 작동시켜 이에 연동하는 작동캠(42)에 스프링보스(43)가 맞물려 클러치스프링(44)의 단부를 직경이 증가하는 방향으로 비틀게 된다.

이에 따라, 직경이 증가한 클러치스프링(44)은 스프링블록(45)의 외주면으로 이격된 상태를 유지하게 된다. 상기 상태에서 모터(3)의 회전력은 벨트(5)에 의해 클러치풀리(40a)와 하부세탁축(51)에 전달된다. 상기의 전달력은 상부세탁축(35)에서 세탁날개(30)로 전달되어, 세탁날개(30)의 회전과 동시에 케리어(59)에 의해 감속되면서 세탁날개(30)의 회전과 반대 방향으로 세탁조(20)를 회전시킨다.

또한, 탈수시에는 브레이크레버(41)를 당기면, 작동캠(42)이 스프링보스(43)의 치차에서 이탈됨에 따라 클러치스프링(44)의 직경이 줄어든다. 상기와 같이 줄어든 직경의 복원력에 의해 클러치스프링(44)은 하부탈수축(57)과 스프링블록(45)을 동시에 맞 물리게 할 수 있다.

한편, 모터(3)의 동력을 전달받은 하부세탁축(51)이 회전하면 하부세탁축(51)과 고정된 스프링블록(45)은 하부세탁축(51)과 같이 회전을 한다. 이 때 스프링블록(45)과 하부탈수축(57)을 맞 물고있는 클러치스프링(44)은 감기는 방향으로 회전력을 받게 된다. 상기 회전력에 의하여 스프링블록(45)과 하부탈수축(57)을 더욱 강력한 힘으로 연결시켜 준다. 그리고 상기의 강력한 연결력에 의해 보빈(56) 및 유성기어(52)를 일체로 회전시킬 수 있다.

그리하여, 탈수시에는 세탁날개(30) 뿐만 아니라 세탁조(20)를 동일한 방향으로 고속 회전시켜 탈수를 진행시키게 된다.

그러나 상기와 같은 구동장치는, 모터의 회전력을 벨트에 의해 동력전달축으로 전달하므로 동력이 감소되었다. 그리고 클러치와 감속수단의 구조가 매우 복잡하였으므로 제작이 어려워 생산성이 저하되고, 불량의 요인이 되었다. 또한 클러치의 측면에 모터를 부착하는 것에 의하여 세탁조의 편심이 발생하는 문제점이 제기되었다.

상기 세탁조의 편심에 대한 문제점을 해결하기 위하여 클러치의 측면에 부착되던 인너로터형 인덕션모터를 상기 클러치의 하단에 부착하는 기술이 개발되었다. 상기와 같이 클러치의 하단에 모터를 부착하는 것에 의하여 세탁조가 편심지는 문제점은 해결되었다.

그러나 상기 인너로터형 인덕션모터를 클러치의 하단에 설치하면서, 클러치의 길이에 상기 인너로터형 인덕션모터의 길이가 더해져 세탁기는 전체적으로 길어지는 문제점이 발생하였다. 즉 기존 세탁기에 비하여 상기 인너로터형 인덕션모터의 길이만큼 높은 세탁기가 만들어지며, 이것은 소비자의 신장에 의하여 정해지는 세탁기 높이에 대응하지 못하는 문제점이 발생하였다.

상기와 같이 클러치의 측부에 상기 인너로터형 인덕션모터를 부착하면 구조가 복잡하고 구동력이 감소하며 세탁조의 편심이 유발되는 문제점이 지적된다. 그리고 클러치의 하단에 상기 인너로터형 인덕션모터를 부착하는 경우 세탁기의 길이가 길어져야 하는 단점을 가지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제 1목적은 클러 치의 구조를 단순화 하면서도, 세탁에 필요한 강한 회전력과 탈수에 필요한 높은 회전속도를 얻을 수 있는 것이다.

그리고 본 발명의 제 2목적은 아우터로터형 BLDC모터를 적용하여 세탁조의 언발란스를 방지하며, 세탁기의 길이를 기존과 유사하게 할 수있는 세탁기를 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 제 3목적은 상기와 같은 시스템을 유지하면서, 세탁날개의 회전시 세탁조를 회전시키지 않고 세탁하는 교반세탁모드와, 세탁조와 세탁날개를 상호 역회전시키는 역회전세탁모드, 세탁날개와 세탁조를 동시에 고속회전시키는 투과세탁모드, 정역방향으로 회전시키는 압착세탁모드를 수행하는 세탁기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 외관을 이루는 아웃케이스내에 설치된 외조; 상기 외조 내에 탈수축에 의해 회전되게 설치된 탈수조 겸용의 세탁조; 상기 세탁조 내에 세탁축에 의해 회전되게 설치된 세탁날개; 상기 탈수축을 클러치하우징이 감싸고 상기 탈수축과 세탁축을 내접으로 슬라이딩하면서 탈수축으로의 동력전달을 슬라이딩커플러가 제어하는 클러치어셈블리; 폴(pole)이 형성된 도넛 형태의 철판을 다수개 적층한 코어와, 상기 폴(pole)에 감긴 코일로 구성되는 스테이터어셈블리; 금속재질로 형성되어 자로를 형성하며 스테이터어셈블리와의 전극차이로 회전되는 로터프레임과, 상기 코일에 대향하면서 소정 간격을 가지도록 로터프레임에 부착되는 마그네트를 포함하여 구성되는 로터어셈블리; 상기 외조 내부의 세탁수를 제어하는 배수밸브; 상기 배수밸브와 브레이크레버를 연동시켜 동작시키고, 브레이크레버를 이동시킨 상태에서 배수밸브는 열리지 않는 1단 상태와, 브레이크레버를 더욱 이동시켜 배수밸브가 열리도록 하는 2단 상태로의 동작제어가 가능한 기어모터; 상기 탈수축의 회전을 제동하기 위한 브레이크어셈블리를 포함하여 구성하고; 세탁 또는 헹굼에 있어서는, 상기 슬라이딩커플러를 이동시켜 상기 세탁축으로 부터 상기 슬라이딩커플러가 완전히 이탈되어 탈수축으로 동력 전달을 차단한 후, 탈수축이 세탁날개와 역방향으로 회전하는 것을 제어하기 위하여 상기 2단 동작 기어모터를 오프시켜, 탈수축을 구속시킨 후, 상기 스테이터어셈블리에 전원을 인가하여 상기 스테이터어셈블리를 둘러싸고 있는 로터어셈블리를 회전시켜 상기 세탁날개만을 회전시키고, 세탁을 실행하는 교반세탁모드와; 상기 슬라이딩커플러를 이동시켜 상기 세탁축으로 부터 상기 슬라이딩커플러가 완전히 이탈되어 탈수축으로 동력 전달을 차단한 후, 탈수축이 세탁날개와 역방향으로 회전하는 것을 제어하기 위하여 기어모터를 1단 동작시켜, 탈수축을 브레이크패드로 부터 해제시킨 후, 상기 스테이터어셈블리에 전원을 인가하여 상기 스테이터어셈블리를 둘러싸고 있는 로터어셈블리를 회전시켜 상기 세탁날개와 세탁조를 서로 반대방향으로 회전시키는 역회전세탁모드; 상기 기어모터를 1단 동작시켜 브레이크레버를 1단 상태에 위치하게 하여 탈수축으로 부터 브레이크패드를 해제한 후, 배수밸브는 동작하지 않는 상태에서, 상기 슬라이딩커플러를 하부로 이동시켜 로터어셈블리의 회전력이 유성기어를 거쳐 탈수축으로 전달되어 세탁날개와 세탁조를 동일속도, 동일방향으로 회전시켜 세탁을 실행하는 조합세탁모드; 탈수행정에 있어서는, 상기 기어모터를 2단 상태로 이동시켜 브레이크패드를 보빈에서 완전히 해제하고 배수밸브를 동작시켜 배수가 가능한 상태에서, 상기 슬라이딩커플러를 하부로 이동시켜 탈수축과 세탁축이 일체로 회전할 수 있도록 함과 동시에 상기 브레이크어셈블리를 탈수축으로 부터 해제한다.

그리고 본 발명에 의한 세탁기는, 외조 상단에는 세탁수가 외조 상단까지 상승할 경우, 상승한 세탁수를 다시 상기 세탁조 내부로 분사될 수 있도록 하는 터브커버를 더 구비하고, 상기 슬라이딩커플러를 하부로 이동시켜 상기 슬라이딩커플러가 탈수축과 세탁축을 일체로 커플링하고, 기어모터의 1단동작으로 브레이크패드가 보빈 및 탈수축을 구속하지 않은 상태에서 세탁날개와 세탁조를 동일속도, 동일방향으로 회전시키되, 세탁조와 세탁날개의 회전속도는 세탁조 내부의 세탁수가 세탁조와 상기 외조 사이의 틈새로 상승하여, 외조 상단에 설치된 터브커버에 부딪혀 다시 세탁조 내부로 분사될 수 있는 속도에서 세탁을 실행하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 세탁조와 세탁날개가 일체로 회전하는 동작은 정역방향 회전을 조합하여 실행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 외관을 이루는 아웃케이스내에 설치된 외조; 상기 외조 내에 탈수축에 의해 회전되게 설치된 탈수조 겸용의 세탁조; 상기 세탁조 내에 세탁축에 의해 회전되게 설치된 세탁날개; 상기 탈수축을 클러치하우징이 감싸고 상기 탈수축과 세탁축을 내접으로 슬라이딩하면서 탈수축으로의 동력전달을 슬라이딩커플러가 제어하는 클러치어셈블리; 폴(pole)이 형성된 도넛 형태의 철판을 다수개 적층한 코어와, 상기 폴(pole)에 감긴 코일로 구성되는 스테이터어셈블리; 금속재질로 형성되어 자로를 형성하며 스테이터어셈블리와의 전극차이로 회전되는 로터프레임과, 상기 코일에 대향하면서 소정 간격을 가지도록 로터프레임에 부착되는 마그네트를 포함하여 구성되는 로터어셈블리; 상기 외조 내부의 세탁수를 제어하는 배수밸브; 상기 배수밸브와 브레이크레버를 연동시켜 동작시키고, 브레이크레버를 이동시킨 상태에서 배수밸브는 열리지 않는 1단 상태와, 브레이크레버를 더욱 이동시켜 배수밸브가 열리도록 하는 2단 상태로의 동작제어가 가능한 기어모터; 상기 탈수축의 회전을 제동하기 위한 브레이크어셈블리를 포함하여 구성하고; 상기 슬라이딩커플러를 이동시켜 상기 세탁축으로 부터 상기 슬라이딩커플러가 완전히 이탈되어 탈수축으로 동력 전달을 차단한 후, 탈수축이 세탁날개와 역방향으로 회전하는 것을 제어하기 위하여 기어모터를 1단 동작시켜, 탈수축를 브레이크패드로 부터 해제시킨 후, 상기 스테이터어셈블리에 전원을 인가하여 상기 스테이터어셈블리를 둘러싸고 있는 로터어셈블리를 회전시켜 상기 세탁날개와 세탁조를 서로 반대방향으로 회전시키는 역회전세탁모드; 상기 기어모터를 1단 동작시켜 브레이크레버를 1단 상태에 위치하게 하여 탈수축으로 부터 브레이크패드를 해제한 후, 배수밸브는 동작하지 않는 상태에서, 상기 슬라이딩커플러를 하부로 이동시켜 로터어셈블리의 회전력이 유성기어를 거쳐 탈수축으로 전달되어 세탁날개와 세탁조를 동일속도, 동일방향으로 회전시켜 세탁을 실행하는 조합세탁모드를 수행하여 세탁 또는 헹굼을 실행한다.

그리고 상기 세탁조가 회전하는 경우에서는 클러치어셈블리의 스토퍼와 상기 슬라이딩커플러가 분리되어 일정 간격을 유지하는 것을 특징으로 한다.

삭제

그리고 상기 슬라이딩커플러의 상단면에는 돌기가 형성되어 상기 클러치어셈블리의 스토퍼에 형성된 체결공에 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 세탁기의 일 실시예를 도시된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 세탁기 일 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 세탁기의 외형을 이루는 아웃케이스(1)의 내부에는 세탁수를 저장하기 위한 외조(10)가 설치된다. 상기 외조(10) 내부에는 세탁과 탈수 겸용의 세탁조(20)가 설치된다.

그리고 상기 세탁조(20)의 내부에는 상부세탁축(210)이 관통된 상태로 설치되며, 상부세탁축(210)의 상단부에는 세탁물을 정,역방향으로 회전시켜주기 위한 세탁날개(30)가 설치된다. 상기 외조(10) 상단에는 세탁수가 외조(10) 상단까지 상승할 경우, 상승한 세탁수를 다시 상기 세탁조(20) 내부로 분사될 수 있도록 하는 터브커버(도시되지 않음)를 더 구비한다.

그리고 상기 외조(10)의 하방에는 배수장치가 마련된다. 상기 배수장치는 연결레버(62)에 의해 2중 출력캠 구조의 기어모터(761)와 연결된다. 그리고 상기 기어모터(761)의 1단 또는 2단 동작에 따라 상기 세탁날개와 세탁조를 다양한 모드로 동작시킨다.

도 4는 상기 배수장치의 단면을 나타낸다 도 4를 참조하여 상기 배수장치에 대하여 살펴본다

상기 배수장치는 배수행정시 배수밸브(64)를 개방시키는 벨로즈(76)와, 상기 벨로즈(76)와 제1 및 제2 스프링(79,80)을 안내하는 제1 및 제 2로드(77,78)와, 상기 제1 및 제2로드(77,78)의 안내에 따라 이동하여 세탁조의 연결호스(65)와 배수호스(66)의 사이를 개방 또는 차단시키는 배수밸브(64)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 제1로드(77)의 내부에는 제1스프링(79)이 삽입되어 그 양단이 배수밸브(64)의 홈과 고정편(763a)의 홈에 걸려 고정되고, 그 외부에는 단턱(81)이 형성되어 제2로드(78)의 리브(82)와 동일선상에 설치된다. 또한 상기 제2로드(78)의 외주면에는 제2스프링(80)과 벨로즈(76)가 체결되어 있다.

상기와 같이 구성된 배수장치에서 가변돌기(767)는 연결레버(762)의 당김동작에 따라 각각의 동작모드에 맞게 배수밸브(64)를 개방 또는 폐쇄하는데 이것에 대하여 좀 더 자세히 살펴본다.

배수장치는 배수행정시 전자동 세탁기의 세탁조에 장착된 기어모터(761)에 전원을 인가하여 1단으로 당길때 연결레버(762)를 일정거리(D) 만큼 당기면 제1로드(77)의 내부에 설치된 제1스프링(79)이 당겨진다. 이 때 제1스프링(79)의 탄력에 의해 제1로드(77)가 일정거리(D) 만큼 이동되지만 제2로드(78)에는 영향을 주지 않는다.

이 때, 가변돌기(767)는 후술하는 브레이크어셈블리(700)의 브레이크레버(720)와 일정위치(769a)에 고정되어 있는 상태에서, 연결레버(62)가 일정거리(D)로 당겨지면 상기 브레이크레버(720)를 밀어낸다.

이 때 당김거리는 제1로드(77) 일단의 내주면에 형성된 단턱(81)과 제2로드(78)의 외주면에 형성된 리브(82) 사이와의 거리(E)이하로 된다.

그 후 기어모터(761)가 연결레버(62)를 1단 동작상태에서 추가로 더 당기면 연결레버(762)와 브레이크레버(720) 및 가변돌기(767)가 당겨짐과 동시에 제1로드(77)의 외주면에 형성된 단턱(81)이 제2로드(78) 일단의 내주면에 형성된 리브(82)를 밀어내면 제2스프링(80)이 압축된다.

상기 제2스프링이 압축됨에 따라 벨로즈(76)가 수축되어 배수밸브(64)를 개방시킴으로써, 세탁조내의 세탁수를 외부로 배출시킬 수 있다.

그 다음 기어모터(761)가 오프되면, 순차적으로 연결레버(62), 브레이크레버(720), 가변돌기(767), 제2로드(78), 제1스프링(79)이 제2스프링(80) 및 브레이크레버(720)의 복원력에 의하여 초기상태로 복귀됨과 함께 벨로즈(76)와 제1로드(77)도 복귀하게 된다.

상기 벨로즈(76)와 배수밸브(64)가 연결호스(65)와 배수호스(66) 사이를 폐쇄시킴으로서 배수가 정지된다.

도 5는 본 발명에 의한 세탁기 구동장치의 일 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 요부 종단면도 이다. 상기 세탁조(20)의 내부에는 상부세탁축(210)이 관통된 상태로 설치되며, 상부세탁축(210)의 상단부에는 세탁물을 정,역방향으로 회전시켜주기 위한 세탁날개(30)가 설치된다.

그리고 상기 세탁조(20)를 회전시키기 위한 탈수축(100)은 세탁조(20)와 직결되고, 세탁조(20)를 회전시키는 상부탈수축(120)과, 상기 상부탈수축(120)과 연결되며 하부 내주면에 치차가 형성된 통형상의 보빈(160), 상기 보빈(160)의 하단부와 연결되어 모터의 회전력을 상부탈수축(120)으로 전달하는 하부탈수축(140)을 포함하여 구성된다.

상기 상부탈수축(120)의 상단부는 세탁조의 하측 연결부와 결합하여 모터의 회전력을 세탁조에 전달 시켜준다. 예를 들면, 상기 상부탈수축(120) 상단부는 팔각형으로 형성되어, 회전력을 세탁조에 효율적으로 전달할 수 있다. 상기 상부탈수축(120)과 보빈(160), 하부탈수축(140)은 억지끼움으로 서로 결합된다.

그리고, 상기 상부탈수축(120)의 회전을 지지하기 위하여, 상기 상부탈수축(120)과 상부세탁축(210)의 사이에는 오일리스베어링(180)이 설치되어 있다. 그리고 상기 상부세탁축(210)이 일정한 높이에 고정되기 위하여 상기 상부세탁축(210)에는 외주연돌출부(211)가 형성되며, 상기 외주연돌출부(211)는 오일리스베어링(180)의 상단에 의해 지지된다.

상기 오일리스베어링(180)은, 오일리스베어링(180)과 맞닿는 부분에 열이 발생하면 외부로 오일이 공급되는 구조를 가지고 있다. 즉 상부세탁축(210)이 상부탈수축(120)내부에서 회전시, 마찰에 의해 오일리스베어링(180)에 열이 발생하면 오일리스베어링(180)에서 오일이 상부세탁축(210)과 상부탈수축(120)의 사이로 빠져나와 원할한 회전을 유지시킨다.

그리고 상기 보빈(160)의 내주면에는, 동력을 상기 상부세탁축(210)으로 전달하면서, 모터의 회전수를 감속시키는 다수개의 유성기어(220)가 설치된다. 상기 유성기어(220)는 중심부의 길이 방향으로 구멍이 관통되며, 상기의 구멍에는 캐리어와 축 연결되는 축(222)이 결합되어, 유성기어(220)를 지지함과 동시에 자전이 가능하다.

그리고 상기 유성기어(220)는, 상기 축(222)의 상,하부를 지지해주는 캐리어(230) 사이에서 후술하는 태양기어(242)와 맞물려 자전한다. 그리고, 탈수시에는 유성기어(220)와 보빈(160)이 동시에 회전을 하므로 유성기어(220)는 태양기어(242) 주위로 공전한다.

그리고 상기 캐리어(230)의 상부에는 라운드처리된 팔각형의 홈이 형성되어 상기 상부세탁축(210)의 하단부와 형합된다.

그리고 상기 하부탈수축(140)의 내부에는 모터의 동력을 상기 유성기어(220)로 전달하는 하부세탁축(240)이 결합된다. 상기 하부세탁축(240)과 하부탈수축(140)의 사이에는 베어링이 삽입되어 하부세탁축(240)이 원활한 회전을 하도록 지지한다. 또한 하부세탁축(240)의 상단에는, 상기 유성기어(220)와 맞물려 하부세탁축(240)의 동력을 유성기어(220)로 전달시키기 위한 태양기어(242)가 형성된다.

구동장치에서 발생한 동력은 하부세탁축(240)을 거쳐, 태양기어(242), 유성기어(220), 캐리어(230), 상부세탁축(210)의 순으로 전달된다.

그리고 상기 상부탈수축(120)의 하부와, 보빈(160), 하부탈수축(140) 상부의 외측에는, 상부클러치하우징(300a)과 하부클러치하우징(300b)으로 구성되는 클러치하우징(300)이 나사결합되어 있다. 상기 클러치하우징(300)은 보빈(160)을 보호하는 역할을 하며, 상하부탈수축(120,140)과는 상하부베어링(330,340)을 통해 결합되어 상하부탈수축(120,140)을 지지해주는 역할을 한다.

그리고, 클러치하우징(300)은, 세탁기의 내부에 고정된 브라켓에 결합되어져 클러치하우징(300)내부의 구성품을 고정 시키는 역할을 한다. 또한 클러치하우징(300)의 하단부에는 후술하는 슬라이딩커플러(650)와 결합되는 스토퍼(660)가 나사체결된다. 상기 스토퍼(660)의 하단부에는 체결공(660b)이 형성되어 슬라이딩커플러(650)의 돌기(652)와 결합된다.

한편 상기 탈수축(100)과 세탁축(200)의 회전력을 발생시키기 위한 구조는, 상기 하부세탁축(240)과 직결되는 로터어셈블리(500)와, 상기 클러치하우징(300)의 하단에 결합되어 회전자기장을 발생시키는 스테이터어셈블리(400)를 포함하여 구성된다.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 스테이터어셈블리(400)를 나타낸다.

도시한 바와 같이 상기 스테이터어셈블리(400)는 코어(420)와, 상기 코어(420) 외주면에 일체로 형성된 폴(426)에 권취되는 코일(440), 상기 코어(420)와 코일(440)의 접촉을 방지하기 위한 상하부인슐레이터(460; 460a,460b)를 포함하여 구성된다.

상기 코어(420)는 도넛 형태의 얇은 철판을 적층하여 구성된다. 이때 상기 코어(420)를 이루는 철판은 규소가 함유된 규소강판으로써 자기장에 의해 자화될 수 있는 금속 재질이다. 그리고 상기 폴(426)은 상기 코어(420)와 일체로 코어(420)의 외주면 둘레에서 외부로 연장되어 형성되며, 자기력을 형성하는 코일(440)이 감길 수 있다.

또한 코어(420)의 중심에서 내주면으로 돌출된 다수개의 체결돌출부(422)에는 체결공(424)이 형성되어, 상기 스테이터어셈블리(400)를 클러치하우징(300)에 나사결합시킬 수 있다. 그리고 상기 코일(440)의 일측에는 인가된 전원을 공급하기 위한 삼상의 단자가 형성된다. 그리고 상기 스테이터어셈블리(400)는 교류전류에 의하여 회전자기장을 발생시키는 기능을 한다.

그리고 도 7은 본 발명에 따른 로터어셈블리(500)의 전개 사시도를 나타낸다.

상기 로터어셈블리(500)는 상기 스테이터어셈블리(400)의 외주면과 일정 간격을 유지하도록 스테이터어셈블리(400)를 둘러싸도록 설치되어 스테이터어셈블리(400)와의 전극차이로 인하여 회전력이 발생한다. 상기 로터어셈블리(500)는 외관을 형성하는 로터프레임(510)과 로터프레임(510)에 부착되는 마그네트(520)를 포함하여 구성된다.

상기 로터어셈블리(500)의 로터프레임(510)은 철판을 프레스 가공하여 성형된다. 그리고 상기 로터프레임(510) 측벽에는 상기 마그네트(520)가 올려져 마그네트(520)의 하단부를 지지하는 단턱(530)이 형성된다. 그리고 상기 로터프레임(510)의 중앙에는 하부세탁축(240)이 결합되는 세탁축결합부(550)가 형성된다. 상기 세탁축결합부(550)에 상기 하부세탁축(240)이 치합되어 로터어셈블리(500)의 회전력을 세탁조로 전달한다.

상기와 같이 로터어셈블리(500)의 로터프레임(510)을 철판으로 구성함으로써 모터 구동시 발생되는 열을 로터프레임(510)으로 원할히 전도시킬 수 있다. 그리고 로터프레임(510)과 마그네트(520) 사이에 구비되어 자로를 형성하는 백요크의 역할을 상기 로터프레임(510)이 대신하여 제조과정 및 부품의 저감을 이룰 수 있다.

그리고 세탁축결합부(550)의 상단에는 로터프레임(510)과 별도로 형성된 치합부재(550a)가 구비된다. 상기 치합부재(550a)는 사출성형되거나 다이캐스팅되어 형성될 수 있다. 그리고 상기 치합부재(550a)에는 후술하는 슬라이딩커플러(650)가 선택적으로 치합될 수 있다.

한편, 상기 로터어셈블리(500)의 내부에는 클러치어셈블리(600)가 삽입되어 탈수축(100)과 세탁축(200)의 회전을 제어한다.

도 8a 내지 도8c에 도시한 바와 같이, 상기 클러치어셈블리(600)는 클러치 운동의 동력을 제공해주는 클러치동작모터(620)와, 상기 클러치동작모터(620)의 회전 운동을 직선운동으로 전환시켜주는 연결링크(630), 상기 연결링크(630)의 직선운동에 의하여 선택적으로 경사를 이루는 착탈레버(640), 상기 착탈레버(640)의 커플러지지부(640b) 상단에 놓여 상기 치합부재(550a)와 하부탈수축(140)의 외주면을 슬라이딩하는 슬라이딩커플러(650), 상기 슬라이딩커플러(650)에 형성된 돌기(652)와 체결되어 하부탈수축(140)의 회전을 막아주는 스토퍼(660)를 포함하여 구성된다.

상기 클러치어셈블리(600)는 상기 하부클러치하우징(300b)의 하부에 나사결합되어 고정된다.

제 8a도 내지 제 8c도에 도시한 바와 같이 상기 연결링크(630)는 클러치동작모터(620)의 일측과 연결되는 모터연결부(630a)와, 상기 모터연결부(630a)와 일체로 성형되며 연결링크(630)의 몸체를 이루는 링크몸체부(630b), 상기 링크몸체부(630b)의 일측에 형성된 구멍에 관통되고 단부는 착탈레버(640)와 힌지결합되는 스프링체결부(630c), 상기 스프링체결부(630c)의 외주면에 결합되어 탄력을 발생시키기 위한 스프링(630d)을 포함하여 구성된다. 상기 링크몸체부(630b)의 일측에 형성된 구멍을 관통하는 스프링체결부(630c)의 단부는 단턱이 일체로 성형되어 스프링(630d)이 스프링체결부(630c)에서 빠져나오지 못한다.

그리고 착탈레버(640; 640a, 640b)는 ㄴ자 형태로, 연결링크(630)와 연결되는 레버몸체부(640a)와, 슬라이딩커플러(650)가 놓이는 커풀러지지부(640b)를 포함하여 형성된다. 상기 레버몸체부(640a)의 일단은 상기 연결링크(630)의 스프링체결부(630c)와 회동 가능하게 힌지결합된다. 그리고 타단은 돌기(미도시)가 형성 되어 상기 스토퍼(660)의 단부에 형성된 후술하는 힌지공(660c)에 결합된다.

그리고 상기 커플러지지부(640b)는 상기 레버몸체부(640a)에서 거의 수직으로 굴곡되어 두 갈래의 가지로 뻗어나온 형태이다. 상기 두 갈래의 가지 상단에 상기 슬라이딩커플러(650)가 안정적으로 놓이게 된다. 그리고 상기 커플러지지부(640b)의 일측에는 스토퍼(660)의 스프링(660e)를 지지하기 위한 돌기(미도시)가 형성된다.

상기 슬라이딩커플러(650)는 도 8a 내지 도 8c에 나타난 바와 같이 원통형상으로 형성된다. 그리고 상기 원통형상의 상부는 원반 형태로 돌출되는 면을 가지며, 상기 원반형상면의 단부에는 돌기(652)가 형성된다. 그리고 상기 돌기(652)는 상기 스토퍼(660)에 선택적으로 삽입된다.

그리고 상기 슬라이딩커플러(650)의 내주면에는 세레이션이 형성되어 상기 치합부재(550a)의 외주면과 하부탈수축(140)의 하단부 외주면에 형성된 세레이션을 따라 상하로 이동이 가능하다.

상기 슬라이딩커플러(650)가 상기 하부탈수축(140)의 하부로 이동하면, 상기 슬라이딩커플러(650)는 치합부재(550a)와 하부탈수축(140)에 동시에 클램핑되는 제1위치가 된다. 그리고 상기 슬라이딩커플러(650)가 상기 하부탈수축(140)의 상부방향으로 이동하면, 상기 슬라이딩커플러(650)는 하부탈수축(140)에만 클램핑되는 제2위치가 된다.

상기 슬라이딩커플러(650)가 하부로 이동하는 제1위치 즉, 상기 치합부재(550a)와 하부탈수축(140)의 외주연에 동시 치합되면, 모터의 회전력을 세탁축(200)과 탈수축(100)에 동시에 직접 전달할 수 있다.

그리고 상기 스토퍼(660)는, 클러치어셈블리(600)를 하부클러치하우징(300b)에 나사체결시키기 위한 체결공(660a)과, 상기 레버몸체부(640a) 단부와 회동가능하게 결합되는 힌지공(660c), 상기 레버몸체부(640a)를 지지하는 레버지지부(660d), 상기 커플러지지부(640b)의 경사동작시 탄성을 주기 위한 스프링(660e), 상기 스프링(660e)를 지지하기 위한 스프링지지부(660f)를 포함하여 구성된다.

도 8a 및 도 8c를 참조하여 클러치어셈블리(600)의 동작을 살펴본다. 도 8c는 슬라이딩커플러(650)가 하부탈수축(140)과 치합부재(550a)에 동시 치합된 상기 제1위치에서의 연결링크(630), 착탈레버(640), 슬라이딩커플러(650), 스토퍼(660)를 나타낸다. 그리고 도 8a는 슬라이딩커플러(650)가 하부탈수축(140)에만 치합되는 상기 제2위치에서의 연결링크(630), 착탈레버(640), 슬라이딩커플러(650), 스토퍼(660)를 나타낸다.

도 8c에서 도 8a로 변환되는 과정 즉 슬라이딩커플러(650)를 상부로 슬라이딩 시키는 동작을 살펴본다.

먼저 클러치동작모터(620)를 마이크로프로세서에 의한 제어로 회전시킨다. 상기 클러치동작모터(620)의 회전운동에 의하여 연결링크(630)는 클러치동작모터(620) 쪽으로 당겨진다. 그리고, 상기 연결링크(630)의 운동에 의하여 도 8a 내지 8c에 도시된 착탈레버(640)는 힌지공(660c)을 축으로 레버몸체부(640a)의 상단이 클러치동작모터(620)쪽으로 기울어진다. 그리고 상기 레버몸체부(640a)의 기울어짐에 의하여 커플러지지부(640b)는 단부가 스토퍼(660)의 하단을 향하도록 기울어진다.

그리고 이 때 커플러지지부(640b)의 상단에 놓여있는 슬라이딩커플러(650)는 하부탈수축의 하단 외주면에 형성된 세레이션과, 치합부재(550a)의 외주면에 형성시킨 세레이션을 타고 상부로 슬라이딩(제2위치)된다.

그리고, 상기 보빈(160)의 회전을 구속시키기 위한 브레이크어셈블리(700)가 상기 하부클러치하우징(300b)의 측면을 관통하고, 클러치하우징(300)의 외부로 돌출되어 형성된다. 브레이크어셈블리(700)는 세탁시 세탁축(200)만 회전해야하는 경우와 탈수시 순간적으로 탈수축을 멈추어야 하는 경우에 사용된다.

도 5에 도시한 바와 같이 상기 브레이크어셈블리(700)는, 동작을 위한 브레이크레버(720)와, 상부클러치하우징(300a)과 브레이크레버(720), 하부클러치하우징(300b)을 관통하여 연결시키는 관통축(740), 상기 관통축(740)에 결합되며 브레이크레버(720)의 탄력을 주기 위한 브레이크스프링(760), 브레이크레버(720)와 연결되며 보빈(160)의 제동을 걸어주기 위한 브레이크패드(780), 상기 브레이크레버(720)를 누를때 브레이크패드(780)의 단부와 결합되어 힌지작용을 하는 브레이크힌지축(790)을 포함하여 구성된다.

상기 브레이크어셈블리(700)는 기어모터(761)에 의하여 동작한다. 즉 상기 기어모터(761)가 1단 또는 2단 동작을 하면서 상기 브레이크어셈블리(700)의 브레이크레버(720)를 당기고 복귀시키는 동작에 의하여 브레이크어셈블리(700)가 제어된다.

상기 기어모터(761)가 동작을 하지 않을때, 즉 오프 상태에서는 브레이크어셈블리(700)의 브레이크패드(780)가 수축되어 보빈(160)을 감싸며 구속한다. 그러나 기어모터(761)가 1단 또는 2단 동작을 하게되면 상기 브레이크패드(780)가 이완되고, 상기 보빈(160)은 브레이크패드(780)로 부터 해제되어 자유로운 회전이 가능하다.

상기 보빈(160)이 구속되면 탈수축(100)도 구속되고, 세탁조의 회전은 불가하다. 그러나 보빈(160)이 구속에서 해제되면 탈수축(100)이 자유롭게 회전가능하므로 세탁조도 자유로운 회전이 가능한 상태이다.

도 9는 구동장치와 배수장치를 제어하기 위한 기어모터(761) 및 각 장치를 도시하였다.

도 9에 도시한 바와 같이 상기 기어모터(761)의 측부에는 브레이크레버(720)와 배수장치가 일직선상으로 형성된다. 그리고 상기 기어모터(761)는 상기 기어모터(761)의 연결레버(762)와 연결편(763)에 의하여 브레이크레버(720)와 배수장치를 동시에 제어할 수 있다.

상기 연결레버(762)는 상기 기어모터(761)의 일측에서 돌출되어 연결편(763)을 수평운동 시킬 수 있다. 그리고 상기 연결레버(762)의 다른 일측은 'T'자 형태로 형성된다.

그리고 상기 연결편(763)은 상기 배수밸브(64)의 제1스프링(79)과 연결되는 고정편(763a)과, 상기 고정편(763a)의 측부에 결합되는 가변돌기(767), 상기 기어모터(761)의 연결레버(762)에 걸리는 걸림편(768)을 포함하여 구성된다. 상기 걸림편(768)은 하부가 개구된 'ㄷ'자 형태를 이루며, 상기 연결레버(762)의 단부에 형성된 'T'자 형태의 걸림돌기(775)를 걸어줄 수 있다.

한편 기어모터(761)에 의한 브레이크레버(720)와 배수장치의 제어관계를 살펴본다.

상기 기어모터(761)가 1단으로 동작을 하면, 상기 연결레버(762)는 연결편(763)을 평행운동시키고, 브레이크레버(720)가 기어모터(761)쪽으로 당겨진다. 이 때 브레이크어셈블리(700)의 브레이크패브(780)는 이완되며, 보빈(160)은 구속에서 해제된다. 그러나 상술한 바와 같이 기어모터(761)의 1단 동작에 의하여배수장치는 제1로드(77) 내의 일정거리(D) 만큼만 동작하므로 배수밸브(64)는 개방되지 않은 상태가 된다.

한편 상기 기어모터(761)가 2단으로 동작을 하면, 브레이크패드(780)가 이완되어 보빈(160)을 구속으로 부터 해제하는 것은 상기 1단 동작과 동일하다. 그러나 기어모터(761)의 2단 동작에 의하여 배수장치는 제1로드(77)를 거쳐 2로드(78)가 동작되며, 배수밸브(64)는 개방된 상태가 된다.

상기와 같이 기어모터(761)의 1단과 2단 동작에 의하여 상기 구동장치와 배수장치는 순차적으로 또는 동시에 제어될 수 있다.

상기의 구성을 이루는 세탁기에 의한 각종 세탁모드에 대하여 살펴본다.

도 8a를 참고로 하여 세탁조는 고정되고 세탁날개만 회전하면서 세탁 및 헹굼이 진행되는 교반세탁모드의 경우를 살펴본다.

먼저, 클러치동작모터(620)가 동작하며, 연결링크(630)는 클러치동작모터(620)쪽으로 직선운동한다. 상기 연결링크(630)의 직선운동에 의하 여 착탈레버(640)는 경사를 이룬다.

그리고 상기 경사로 인하여, 커플러지지부(640b)는 슬라이딩커플러(650)를 상부로 밀어 올린다. 슬라이딩커플러(650)의 상승에 의하여 상기 슬라이딩커플러(650)의 돌기(652)는 상기 스토퍼(660)에 결합된다. 이 때 슬라이딩커플러(650)는 하부탈수축(140)에만 치합될 수 있는 위치로 이동(제2위치)된다.

상기 상태에서 구동장치가 구동되면, 로터어셈블리(500)가 하부세탁축(240)을 중심으로 스테이터어셈블리(400)주위를 회전한다. 그리고 상기 로터어셈블리(500)의 회전에 의하여 세탁축(200)만이 회전하여, 세탁날개(30)는 구동모터의 회전방향을 따라 회전되면서, 교반 세탁 및 헹굼이 이루어진다.

그리고 이 때 기어모터(761)는 동작을 하지 않아 브레이크패드(780)는 고정되며 보빈(160)은 구속된 상태이다. 그리고 상기 배수밸브(64) 또한 닫혀진 상태이다.

이 때 회전력 전달과정을 살펴보면, 로터어셈블리(500)에 의한 회전력은 , 로터프레임(530)의 치합부재(550a)와, 상기 치합부재(550a)와 결합된 하부세탁축(240), 유성기어(220), 캐리어(230), 상부세탁축(210)으로 전달된다. 이 때, 상기 탈수축(100)은 브레이크패드(780)에 의한 보빈(160)의 구속과, 상기 슬라이딩커플러(650)에 의한 구속으로 회전을 할 수 없는 상태가 된다.

교반세탁모드시 상기와 같이 보빈(160)이 구속된 상태(브레이크패드의 오프 상태)에서 유성기어(220)는 하부세탁축(240)의 태양기어(242)와 반대 방향으로 자전을 한다. 그리고 동시에 태양기어(242)와 동일 방향으로 보빈(160)주위를 공전하게 된다.

상기와 같은 유성기어(220)의 공전에 의하여, 캐리어(230)와 연결된 상부세탁축(210)은 상부탈수축(120)의 내부에서 유성기어(220)의 공전과 동일한 방향으로 회전한다. 그리고 상기 상부세탁축(210)과 결합된 세탁날개 또한 유성기어(220)와 동일한 방향으로 회전하여 세탁 및 헹굼을 수행한다.

도 8b를 참고로 하여 세탁조와 세탁날개가 상호 역회전하면서 세탁 및 헹굼이 진행되는 역회전세탁모드의 경우를 살펴본다.

상기 클러치동작모터(620)는 상기 교반세탁모드에서 역회전모드로 전환되도록 상기 연결링크(630)를 클러치하우징(300)쪽으로 일정 거리 직선운동시킨다. 상기 연결링크(630)의 직선운동에 의하여, 착탈레버(640)는 교반모드의 경우보다 일정하게 줄어든 상태의 경사를 이룬다.

상기 경사에 의하여, 커플러지지부(640b)에 올려져 있던 슬라이딩커플러(650)는 하부로 일정거리만큼 이동(제3위치)한다. 이 때 상기 일정거리는, 슬라이딩커플러(650)의 돌기(652)가 스토퍼(660)의 결합공(660b)으로 부터 분리되어, 상기 돌기(652)의 상단부와 결합공(660b)의 하단부 사이의 간격이 닿지 않는 거리(약 3mm정도)를 형성하는 것이다. 이 때, 상기 슬라이딩커플러(650)는 하부탈수축(140)에만 치합된다.

상기의 상태에서 구동장치가 동작되면, 로터어셈블리(500)가 하부세탁축(240)을 중심으로 스테이터어셈블리(400)주위를 회전한다. 그리고 상기 로터어셈블리(500)의 회전에 의하여 세탁축(200)이 회전하여, 상기 세탁축(200)과 결합된 세탁날개(30)는 로터어셈블리(500)의 회전방향으로 회전한다.

그리고 교반모드시 브레이크패드(780)에 의하여 구속되어 있던 보빈(160)은 기어모터(761)의 1단 동작에 의하여 구속으로 부터 해제된다. 즉 브레이크레버(720)를 기어모터(761) 방향으로 이동시켜, 보빈(160)을 구속하던 브레이크패드(780)를 보빈(160)에서 이완 시킨다.

상기와 같은 상태에서 보빈(160)은 자유롭게 회전한다. 그리고 상기 보빈(160)과 결합된 탈수축(100) 및 상기 탈수축(100)과 연결되는 세탁조 또한 자유로운 회전이 가능하다.

상기와 같이 세탁날개와 세탁조가 동시에 회전하여 역회전세탁 및 헹굼이 이루어진다. 그리고 이 때 배수장치는 기어모터(761)가 1단 동작만 하므로 배수밸브(64)는 오프되어 닫힌 상태이다.

이 때 회전력 전달과정을 살펴보면, 로터어셈블리(500)의 회전에 의한 회전력은 , 로터프레임(530)의 치합부재(550a)와, 상기 치합부재(550a)와 결합된 하부세탁축(240), 유성기어(220), 캐리어(230), 상부세탁축(210)으로 전달된다. 그리고 상기 유성기어(220)는 하부세탁축(240)의 태양기어(242)와 반대 방향으로 자전을 하고 동시에 태양기어(242)와 동일 방향으로 보빈(160)주위를 공전하게 된다.

상기와 같이 유성기어(220)가 공전함에 따라, 캐리어(230)와 연결된 상부세탁축(210)은 상부탈수축(120)의 내부에서 유성기어(220)의 공전과 동일한 방향으로 회전한다. 상기 상부세탁축(210)과 결합된 세탁날개 또한 유성기어(220)와 동일한 방향으로 회전하여 세탁 및 헹굼을 수행한다.

그리고, 상기 브레이크어셈블리(700)는 온 상태가 되어 보빈(160)은 구속에서 해제된다. 즉 상기 보빈(160)과 보빈(160) 상하부에 결합된 탈수축(100)은 회전 가능한 상태를 이룬다.

상기 보빈(160) 및 탈수축(100)은, 유성기어(220)의 자전에 수반된 공전으로인하여, 로터어셈블리(500)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전을 한다. 그리고 상기 탈수축(100)과 연결된 세탁조 역시 로터어셈블리(500)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전 운동을 한다.

상기와 같이 세탁축(200) 및 세탁날개는 로터어셈블리(500)와 동일한 방향으로 회전하고, 탈수축(100) 및 세탁조는 로터어셈블리(500)와 반대 방향으로 회전을 한다. 상기와 같은 회전에 의하여 세탁날개와 세탁조는 서로 다른 방향으로 회전 즉 상호 역회전을 하며 세탁 및 헹굼을 수행한다.

한편 세탁조와 세탁날개가 상호 같은 방향으로 고속회전하면서, 세탁 및 헹굼이 진행되는 투과세탁모드에 대하여 살펴본다. 그리고 투과세탁모드와 동일하지만 세탁수가 세탁조 외부로 이동되지 않는 속도를 유지하면서, 정역회전하는 압착세탁모드도 살펴본다. 이들 투과세탁모드와 압착세탁모드를 통칭해서 조합세탁모드라고 한다.

투과세탁모드는 세탁조(20)를 탈수모드와 마찬가지로 고속으로 회전시켜 세탁조(20) 내부에 'V'자형 물살을 만들어 세탁을 진행하는 것이다. 상기 고속회전에 의한 원심력에 의해 세탁조(20) 외부 방향으로 이동되는 물은 세탁물을 투과하면서 세탁을 한다.

그리고 세탁조(20)를 통과한 물은 외조(10)로 이동된 후 외조(10) 벽면을 타고 상측 방향으로 상승한다. 외조(10)를 타고 상승한 물은 외조(10)의 상부에 설치된 터브커버에 의하여 다시 세탁조(20)로 유입되는 유체의 흐름을 반복하게 된다.

압착세탁모드는 투과세탁모드와 마찬가지로 세탁조(20)를 세탁날개(30)와 동시에 회전시켜 'V'자 물살을 만든다. 그러나 투과세탁모드의 회전속도보다는 느린 상태 즉 세탁수가 외조(10)까지만 전달되고, 외조(10)를 타고 상부로 상승하지 않을 정도의 속도를 유지시키면서 세탁을 수행한다. 그리고 세탁물에 세탁수에 의하여 압착이 된 상태에서 상기 세탁조(20)와 세탁날개(30)는 정역방향으로 회전한다.

도 8c를 참고하여 본 발명에 의한 투과세탁모드와 압착세탁모드에 대하여 살펴본다.

투과 및 압착 세탁모드에서는, 상기 세탁 및 헹굼행정과 반대 방향으로 클러치동작모터(620)에 의해 착탈레버(640)가 수직이 되도록 동작된다. 그리고 상기 커플러지지부(640b)는 평형상태가 되며, 상기 커플러지지부(640b)에 올려져 있던 슬라이딩커플러(650)는 자중에 의하여 하부로 이동한다. 상기와 같이 하부로 이동된 슬라이딩커플러(650)는 하부탈수축(240)과 치합부재(550a)에 동시에 치합(제1위치)된다.

그리고 상기 기어모터(761)는 1단 동작을 하고 브레이크어셈블리(700)의 브레이크패드(780)는 이완되며, 구속되었던 보빈(160)을 해제시킨다. 그리고 배수밸브(64)는 닫힌 상태이다.

상기의 상태에서 구동장치가 동작되면, 로터어셈블리(500)의 회전에 의하여 세탁축(200)이 회전한다. 그리고 슬라이딩커플러(650)에 의하여 치합부재(550a)와 연결된 하부탈수축(140)이 세탁축(200)과 동일한 방향으로 회전한다. 상기 하부탈수축(140)의 회전력은, 브레이크어셈블리(700)가 온 상태로 변환되어 자유로운 회전이 가능한 보빈(160)과, 상부탈수축(120)을 거쳐 세탁조로 전달된다.

상기와 같이 세탁날개와 세탁조가 동시에 동일한 방향으로 고속회전하여 투과세탁 및 헹굼이 이루어진다. 그리고 배수모터는 오프되어 닫힌 상태이다.

이 때 회전력 전달과정을 살펴보면, 로터어셈블리(500)의 회전에 의한 회전력은 , 로터프레임(530)의 치합부재(550a)와, 치합부재(550a)에 치합된 슬라이딩커플러(650), 상기 슬라이딩커플러(650)와 치합된 하부탈수축(140), 보빈(160), 상부탈수축(120), 그리고 세탁조로 이동된다. 그리고 동시에 탈수축(100)의 내부에 내장된 세탁축(200)이 탈수축(100)과 함께 회전하여 세탁날개로 회전력이 전달된다.

상기와 같이 탈수축(100)과 세탁축(200)이 동시에 회전을 하므로, 태양기어(242)에 의해 보빈(160)의 내부에서 자전 및 공전을 하는 유성기어(220)는 자전과 공전을 하지 못하게 된다. 즉 로터어셈블리(500)의 회전에 의하여 세탁조와 세탁날개는 동시에 고속회전 또는 정역회전을 하면서 세탁 및 헹굼을 수행한다.

한편 탈수모드는 기어모터(761)의 2단 동작에 의하여 보빈(160)은 구속에서 해제되며, 배수밸브는 개방된 상태를 이루어 진행된다.

도 8c에 도시한 바와 같이, 상기 클러치동작모터(620)는 상기 세탁 및 헹굼행정과 반대 방향으로 클러치동작모터(620)가 회전하고 착탈레버(640)가 수직을 이룬다. 그리고 상기 커플러지지부(640b)는 평형상태가 되며, 상기 커플러지지부(640b)에 올려져 있던 슬라이딩커플러(650)는 자중에 의하여 하부로 이동한다. 상기와 같이 하부로 이동된 슬라이딩커플러(650)는 하부탈수축(140)과 치합부재(550a)에 동시에 치합(제1위치)된다.

이 때 회전력 전달과정을 살펴보면, 로터어셈블리(500)의 회전에 의한 회전력은 , 로터프레임(530)의 치합부재(550a)와, 상기 치합부재(550a)에 치합된 슬라이딩커플러(650), 상기 슬라이딩커플러(650)와 치합된 하부탈수축(140), 보빈(160), 상부탈수축(120), 그리고 세탁조로 이동된다.

유성기어(220)는 탈수축(100)의 보빈(160)이 하부세탁축(240)과 동일한 속도로 회전하므로 자전을 하지않는다. 다만 태양기어(242)와 보빈(160) 사이에서 태양기어(242)를 중심으로 회전한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 기존의 세탁기 동력전달 방법인 모터와 클러치어셈블리를 별도로 구성하고 그 사이를 벨트로 연결하는 것을 대신하여 클러치어셈블리의 하부에 모터를 직결한다. 즉 아우터로터형모터를 사용하는 것에 의하여 세탁조의 편심은 물론 세탁기 본체가 길어지는 문제점을 해결한다.

그리고 회전장치를 구성하는 회전자인 로터어셈블리를 고정자인 스테이터어셈블리의 외부에 배치하여 모터의 동력을 증가시켜, 교반모드, 상호역회전모드, 투과모드등으로 세탁과 헹굼을 수행한다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범위내에서, 당 업계의 통상의지식을 가진자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명은 첨부한 청구범위에 의하여 해석해야 함은 물론이다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면, 클러치의 하측에 아우터로터형모터가 직결되어 세탁조의 편심을 방지하면서 모터의 출력을 증가 시킬 수 있는 이점이 있다. 뿐만 아니라 종래 인너로터형모터를 클러치 하단에 설치함에 따라 세탁기의 전체 높이가 높아질 수밖에 없었던 문제점을 아웃터로터형모터로 변경함으로써 클러치의 일부가 상기 아웃터로터형모터 내에 위치될 수 있도록 하여 세탁기의 전체 높이가 높아짐을 방지할 수 있게 된 효과를 가진다. 그리고 증가된 모터의 출력으로 교반세탁모드, 투과세탁모드와, 압착세탁모드등으로 세탁 및 헹굼을 실행하여 세탁 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims

외관을 이루는 아웃케이스내에 설치된 외조;

상기 외조 내에 설치되는 세탁조를 회전시키는 구성으로써, 세탁조를 회전시키는 상부탈수축(120)과, 상기 상부탈수축(120)과 연결되며 하부 내주면에 다수의 유성기어(220)가 설치된 보빈(160) 및 상기 보빈(160)의 하단부와 연결되어 모터의 회전력을 상부탈수축(120)으로 전달함과 더불어 외주면에는 세레이션이 형성된 하부탈수축(140)을 포함하여 구성된 탈수축(100);

폴(pole)이 형성된 도넛 형태의 철판을 다수개 적층한 코어(420)와, 상기 폴(pole)에 감긴 코일(440)로 구성되는 스테이터어셈블리(400);

금속재질로 형성되어 자로를 형성하며 스테이터어셈블리와의 전극차이로 회전되는 로터프레임(510)과, 상기 코일(440)에 대향하면서 소정 간격을 가지도록 로터프레임에 부착되는 마그네트(520)와, 상기 로터프레임(510)의 중앙에 형성되어 하부세탁축(240)이 결합되는 세탁축결합부(550)와, 상기 세탁축결합부(550)의 상단에 구비되면서 외주면을 따라 세레이션이 형성된 치합부재(550a)를 포함하여 구성되는 로터어셈블리(500);

상기 세탁조 내의 세탁날개를 회전시키도록 결합되는 상부세탁축(210)과, 상기 하부탈수축(140)의 내부에 결합됨과 더불어 상단에는 상기 유성기어(220)와 맞물려 동력을 전달하는 태양기어(242)가 구비됨과 더불어 하단은 상기 세탁축결합부(550)를 관통하도록 설치되는 하부세탁축(240)을 포함하여 구성된 세탁축(200);

상기 탈수축(100)을 감싸는 클러치하우징(300);

아웃케이스내에 설치되며, 클러치 운동의 동력을 제공해주는 클러치동작모터(620)와, 상기 클러치동작모터(620)의 회전 운동을 직선운동으로 전환시켜주는 연결링크(630), 상기 연결링크(630)의 직선운동에 의하여 선택적으로 경사를 이루는 착탈레버(640), 내주면에는 상기 치합부재(550a)와 하부탈수축(140)의 외주면에 형성된 세레이션과 대응되는 세레이션이 형성된 상태로 상기 착탈레버(640)의 커플러지지부(640b) 상단에 놓여, 상기 치합부재(550a)와 하부탈수축(140)의 외주면에 형성된 세레이션을 따라 슬라이딩하는 슬라이딩커플러(650), 클러치하우징(300)의 하단에 설치되면서 상기 슬라이딩커플러(650)와의 선택적 결합에 의해 하부탈수축(140)의 회전을 막아주는 스토퍼(660)를 포함하여 구성되어 세탁축(100)과 탈수축(200)의 회전을 제어하는 클러치어셈블리(600);

상기 외조 내부의 세탁수를 제어하는 배수밸브(64);

상기 배수밸브(64)와 브레이크레버(720)를 연동시켜 동작시키고, 브레이크레버(720)를 이동시킨 상태에서 배수밸브(64)는 열리지 않는 1단 상태와, 브레이크레버(720)를 더욱 이동시켜 배수밸브(64)가 열리도록 하는 2단 상태로의 동작제어가 가능한 기어모터(761);

상기 탈수축(100)의 회전을 제동하기 위한 브레이크어셈블리(700)를 포함하여 구성하고;

세탁 또는 헹굼에 있어서는, 상기 슬라이딩커플러(650)를 이동시켜 상기 세탁축(200)으로 부터 상기 슬라이딩커플러(650)가 완전히 이탈되어 탈수축(100)으로 동력 전달을 차단한 후, 탈수축(100)이 세탁날개와 역방향으로 회전하는 것을 제어하기 위하여 상기 2단 동작 기어모터(761)를 오프시켜, 탈수축을 구속시킨 후, 상기 스테이터어셈블리(400)에 전원을 인가하여 상기 스테이터어셈블리(400)를 둘러싸고 있는 로터어셈블리(500)를 회전시켜 상기 세탁날개만을 회전시키고, 세탁을 실행하는 교반세탁모드와;

상기 슬라이딩커플러(650)를 이동시켜 상기 세탁축(200)으로부터 상기 슬라이딩커플러(650)가 완전히 이탈되어 탈수축(100)으로 동력 전달을 차단한 후, 탈수축(100)이 세탁날개와 역방향으로 회전하는 것을 제어하기 위하여 기어모터(761)를 1단 동작시켜, 탈수축(100)을 브레이크패드(780)로부터 해제시킨 후, 상기 스테이터어셈블리(400)에 전원을 인가하여 상기 스테이터어셈블리(400)를 둘러싸고 있는 로터어셈블리(500)를 회전시켜 상기 세탁날개와 세탁조를 서로 반대방향으로 회전시키는 역회전세탁모드;

상기 기어모터(761)를 1단 동작시켜 브레이크레버(720)를 1단 상태에 위치하게 하여 탈수축(100)으로 부터 브레이크패드(780)를 해제한 후, 배수밸브(64)는 동작하지 않는 상태에서, 상기 슬라이딩커플러(650)를 하부로 이동시켜 로터어셈블리(500)의 회전력이 유성기어(220)를 거쳐 탈수축(100)으로 전달되어 세탁날개와 세탁조를 동일속도, 동일방향으로 회전시켜 세탁을 실행하는 조합세탁모드;

탈수행정에 있어서는, 상기 기어모터(761)를 2단 상태로 이동시켜 브레이크패드(780)를 보빈(160)에서 완전히 해제하고 배수밸브(64)를 동작시켜 배수가 가능한 상태에서, 상기 슬라이딩커플러(650)를 하부로 이동시켜 탈수축(100)과 세탁축(200)이 일체로 회전할 수 있도록 함과 동시에 상기 브레이크어셈블리(700)를 탈수축(100)으로 부터 해제하는 것을 특징으로 하는 아우터로터형 BLDC모터를 구비한 세탁기.
제1항에 있어서, 상기 외조 상단에는 세탁수가 외조 상단까지 상승할 경우, 상승한 세탁수를 다시 상기 세탁조 내부로 분사될 수 있도록 하는 터브커버를 더 구비하고, 상기 슬라이딩커플러(650)를 이동시켜 상기 슬라이딩커플러(650)가 탈수축(100)과 세탁축(200)을 일체로 커플링하고, 기어모터의 1단동작으로 브레이크패드(780)가 보빈(160) 및 탈수축(100)을 구속하지 않은 상태에서 세탁날개와 세탁조를 동일속도, 동일방향으로 회전시키되, 세탁조와 세탁날개의 회전속도는 세탁조 내부의 세탁수가 세탁조와 상기 외조 사이의 틈새로 상승하여, 외조 상단에 설치된 터브커버에 부딪혀 다시 세탁조 내부로 분사될 수 있는 속도에서 세탁을 실행하는 것을 특징으로 하는 아우터로터형 BLDC모터를 구비한 세탁기.
제2항에 있어서, 상기 세탁조와 세탁날개가 일체로 회전하는 동작은 정역방향 회전을 조합하여 실행하는 것을 특징으로 하는 아우터로터형 BLDC모터를 구비한 세탁기.
외관을 이루는 아웃케이스내에 설치된 외조;

상기 외조 내에 설치되는 세탁조를 회전시키는 구성으로써, 세탁조를 회전시키는 상부탈수축(120)과, 상기 상부탈수축(120)과 연결되며 하부 내주면에 다수의 유성기어(220)가 설치된 보빈(160) 및 상기 보빈(160)의 하단부와 연결되어 모터의 회전력을 상부탈수축(120)으로 전달함과 더불어 외주면에는 세레이션이 형성된 하부탈수축(140)을 포함하여 구성된 탈수축(100);

폴(pole)이 형성된 도넛 형태의 철판을 다수개 적층한 코어(420)와, 상기 폴(pole)에 감긴 코일(440)로 구성되는 스테이터어셈블리(400);

금속재질로 형성되어 자로를 형성하며 스테이터어셈블리와의 전극차이로 회전되는 로터프레임(510)과, 상기 코일(440)에 대향하면서 소정 간격을 가지도록 로터프레임에 부착되는 마그네트(520)와, 상기 로터프레임(510)의 중앙에 형성되어 하부세탁축(240)이 결합되는 세탁축결합부(550)와, 상기 세탁축결합부(550)의 상단에 구비되면서 외주면을 따라 세레이션이 형성된 치합부재(550a)를 포함하여 구성되는 로터어셈블리(500);

상기 세탁조 내의 세탁날개를 회전시키도록 결합되는 상부세탁축(210)과, 상기 하부탈수축(140)의 내부에 결합됨과 더불어 상단에는 상기 유성기어(220)와 맞물려 동력을 전달하는 태양기어(242)가 구비됨과 더불어 하단은 상기 세탁축결합부(550)를 관통하도록 설치되는 하부세탁축(240)을 포함하여 구성된 세탁축(200);

상기 탈수축(100)을 감싸는 클러치하우징(300);

아웃케이스내에 설치되며, 클러치 운동의 동력을 제공해주는 클러치동작모터(620)와, 상기 클러치동작모터(620)의 회전 운동을 직선운동으로 전환시켜주는 연결링크(630), 상기 연결링크(630)의 직선운동에 의하여 선택적으로 경사를 이루는 착탈레버(640), 내주면에는 상기 치합부재(550a)와 하부탈수축(140)의 외주면에 형성된 세레이션과 대응되는 세레이션이 형성된 상태로 상기 착탈레버(640)의 커플러지지부(640b) 상단에 놓여, 상기 치합부재(550a)와 하부탈수축(140)의 외주면에 형성된 세레이션을 따라 슬라이딩하는 슬라이딩커플러(650), 클러치하우징(300)의 하단에 설치되면서 상기 슬라이딩커플러(650)와의 선택적 결합에 의해 하부탈수축(140)의 회전을 막아주는 스토퍼(660)를 포함하여 구성되어 세탁축(100)과 탈수축(200)의 회전을 제어하는 클러치어셈블리(600);

상기 외조 내부의 세탁수를 제어하는 배수밸브(64);

상기 배수밸브(64)와 브레이크레버(720)를 연동시켜 동작시키고, 브레이크레버(720)를 이동시킨 상태에서 배수밸브(64)는 열리지 않는 1단 상태와, 브레이크레버(720)를 더욱 이동시켜 배수밸브(64)가 열리도록 하는 2단 상태로의 동작제어가 가능한 기어모터(761);

상기 탈수축(100)의 회전을 제동하기 위한 브레이크어셈블리(700)를 포함하여 구성하고;

상기 슬라이딩커플러(650)를 이동시켜 상기 세탁축(200)으로부터 상기 슬라이딩커플러(650)가 완전히 이탈되어 탈수축(100)으로 동력 전달을 차단한 후, 탈수축(100)이 세탁날개와 역방향으로 회전하는 것을 제어하기 위하여 기어모터(761)를 1단 동작시켜, 탈수축(100)을 브레이크패드(780)로부터 해제시킨 후, 상기 스테이터어셈블리(400)에 전원을 인가하여 상기 스테이터어셈블리(400)를 둘러싸고 있는 로터어셈블리(500)를 회전시켜 상기 세탁날개와 세탁조를 서로 반대방향으로 회전시키는 역회전세탁모드;

상기 기어모터(761)를 1단 동작시켜 브레이크레버(720)를 1단 상태에 위치하게 하여 탈수축(100)으로 부터 브레이크패드(780)를 해제한 후, 배수밸브(64)는 동작하지 않는 상태에서, 상기 슬라이딩커플러(650)를 하부로 이동시켜 로터어셈블리(500)의 회전력이 유성기어(220)를 거쳐 탈수축(100)으로 전달되어 세탁날개와 세탁조를 동일속도, 동일방향으로 회전시켜 세탁을 실행하는 조합세탁모드를 수행하여 세탁 또는 헹굼을 실행하는 것을 특징으로 하는 아우터로터형 BLDC모터를 구비한 세탁기.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 세탁조가 회전하는 상태에서는 클러치어셈블리(600)의 스토퍼(660)와 상기 슬라이딩커플러(650)가 분리되어 일정 간격을 유지하는 것을 특징으로 하는 아우터로터형 BLDC모터를 구비한 세탁기.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 슬라이딩커플러(650)를 이동시켜 상기 슬라이딩커플러(650)가 탈수축(100)과 세탁축(200)을 일체로 커플링하고, 기어모터의 1단동작으로 브레이크패드(780)가 보빈(160) 및 탈수축(100)을 구속하지 않은 상태에서 세탁날개와 세탁조를 동일속도, 동일방향으로 회전시키되, 세탁조와 세탁날개의 회전속도는 세탁수가 세탁조의 외부로 이동되지 않는 속도를 유지하여 세탁을 실행하는 것을 특징으로 하는 아우터로터형 BLDC모터를 구비한 세탁기.
삭제