KR102369127B1

KR102369127B1 - 세탁기

Info

Publication number: KR102369127B1
Application number: KR1020170045316A
Authority: KR
Inventors: 최영민; 김태길; 김영현; 엄영진; 이규남
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2022-03-03
Also published as: WO2018186564A1; US11346035B2; US20210277573A1; KR20180113785A

Abstract

세탁기가 개시된다. 세탁기는 회전조 내부에 회전 가능하게 배치된 펄세이터(pulsator), 펄세이터와 결합하여 회전하는 세탁축 및 세탁축과 모터를 연결하여 모터의 구동력을 세탁축으로 전달하는 연결부재를 포함하고, 연결부재는 세탁축에 결합된 제1 부시(bush)와 모터에 결합된 제2 부시를 포함하며, 제2 부시는, 제1 부시가 결합된 세탁축과 결합하고 제1 부시와 맞물려 회전한다.

Description

세탁기 {WASHING MACHINE}

본 발명은 작동 중에 발생되는 소음을 경감시킬 수 있는 세탁기에 관한 것이다.

세탁기는, 세탁수를 수용하는 수조, 수조 내부에 회전 가능하게 배치되는 회전조, 회전조 내부에 회전 가능하게 배치되는 펄세이터(pulsator) 및 회전조와 펄세이터를 구동하기 위한 모터를 포함한다.

회전조 내부에 투입된 세탁물은, 모터의 구동력에 의해 회전하는 펄세이터 및 회전조에 의해 세탁수와 교반됨으로써 오염물질이 제거될 수 있다.

모터와 펄세이터는 세탁축을 통해 축 결합되며, 모터의 구동력에 의해 펄세이터가 회전할 수 있다. 또한, 회전조는 별도의 클러치 유닛을 통해 모터로부터 구동력을 선택적으로 전달받을 수 있다. 이를 통해, 세탁기는 펄세이터의 회전 및 회전조의 선택적인 회전으로 동작하는 세탁모드와 펄세이터와 회전조가 함께 회전하는 탈수모드로 동작할 수 있다.

일반적으로 세탁축은 모터의 로터에 축 결합되어 모터의 작동시 로터와 함께 항상 회전하는바, 세탁축과 모터에 결합에 있어서는 강한 체결력이 요구되었다.

이를 위해, 종래에는 세탁축의 외주면에 세레이션(serration)을 형성하고, 세탁축이 삽입되는 로터의 삽입구의 내주면에는 세탁축의 세레이션과 맞물리는 세레이션을 형성함으로써, 로터에 삽입된 세탁축의 슬립(slip) 및 유동을 방지하였으며, 로터에 삽입된 세탁축의 선단은 너트 또는 볼트를 통해 로터와 체결함으로써 세탁축이 로터로부터 분리되는 것을 방지하였다.

다만, 종래기술의 세탁축과 로터의 체결에 있어, 세탁축의 세레이션과 로터의 세레이션 사이는 조립성, 서비스성, 부품 산포 또는 기하 공차를 고려한 일정한 틈새가 발생되었으며, 모터로부터 발생되는 구동력이 클 경우 세탁축과 로터 사이의 틈새에서 발생되는 슬립 및 유동에 의해 충격소음이 발생한다는 단점이 존재하였다.

본 발명의 목적은 세탁축과 모터의 체결력을 향상시킴으로써 구동시 세탁축과 모터의 체결부 상에서 발생되는 소음을 경감시킬 수 있는 세탁기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 회전조 내부에 회전 가능하게 배치된 펄세이터(pulsator); 상기 펄세이터와 결합하여 회전하는 세탁축; 및 상기 세탁축과 모터를 연결하여 상기 모터의 구동력을 상기 세탁축으로 전달하는 연결부재;를 포함하고, 상기 연결부재는 상기 세탁축에 결합된 제1 부시(bush)와 상기 모터에 결합된 제2 부시를 포함하며, 상기 제2 부시는, 상기 제1 부시가 결합된 상기 세탁축과 결합하고 상기 제1 부시와 맞물려 회전하는 세탁기를 제공한다.

상기 제1 부시는 상기 세탁축의 둘레를 따라 형성된 제1 요철부를 포함하고, 상기 제2 부시는 상기 제1 요철부와 맞물리는 제2 요철부를 포함할 수 있다.

상기 제1 부시는 상기 세탁축이 관통 결합하는 제1 몸체 및 상기 제1 몸체에 결합된 플랜지부를 포함하고, 상기 제2 부시는 상기 제1 몸체가 삽입되며 상기 제1 몸체를 관통한 상기 세탁축의 일부가 결합되는 제2 몸체 및 상기 플랜지부가 안착되는 안착부를 포함하며, 상기 제1 요철부는 상기 플랜지부에 형성되고, 상기 제2 요철부는 상기 안착부에 형성될 수 있다.

상기 플랜지부는 상기 제1 몸체의 상단부로부터 상기 세탁축의 반경 방향으로 돌출되고, 상기 안착부는 상기 제2 몸체의 윗면에 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 몸체는 각각 상기 세탁축이 삽입 가능한 원기둥 형상으로 구성되고, 상기 제1 요철부는 상기 플랜지부의 밑면에 형성되며, 상기 제2 요철부는 상기 플랜지부의 밑면과 접하는 상기 안착부에 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 부시는 금속재질로 이루어지며, 상기 제1 요철부와 상기 제2 요철부는 널링(knurling)을 통해 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 요철부는 각각 상기 플랜지부의 둘레 및 상기 안착부의 둘레를 따라 형성된 다수의 산과 다수의 골을 포함할 수 있다.

상기 제2 몸체는 상기 제1 몸체가 삽입되는 제1 홀 및 상기 제1 홀과 연결되어 상기 제1 몸체를 관통한 상기 세탁축의 일부가 삽입 결합되는 제2 홀을 포함할 수 있다.

상기 세탁축은 상기 제1 몸체에 결합하는 제1 부분과 상기 제2 몸체에 결합하는 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 및 제2 부분은 각각 외주면에 형성된 제1 및 제2 세레이션부를 포함할 수 있다.

상기 제1 몸체는 상기 제1 부분이 관통 결합하는 관통홀 및 상기 관통홀의 내주면에 형성되어 상기 제1 세레이션부와 맞물리는 제3 세레이션부를 포함할 수 있다.

상기 제1 세레이션부와 상기 제3 세레이션부는 억지 끼워맞춤(interference fit) 될 수 있다.

상기 제2 몸체는 상기 제2 홀의 내주면에 형성되어 상기 제2 세레이션부와 맞물리는 제4 세레이션부를 포함할 수 있다.

상기 제2 세레이션부와 상기 제4 세레이션부는 헐거운 끼워맞춤(clearance fit) 될 수 있다.

상기 모터는 스테이터 및 상기 스테이터와의 전자기력에 의해 회전하는 로터를 포함하고, 상기 제2 부시는 옆면으로부터 돌출된 다수의 돌출부를 포함하며, 상기 로터의 회전 중심부에 결합될 수 있다.

상기 모터에서 발생된 구동력이 상기 회전조를 회전시키는 탈수축에 선택적으로 전달되도록 하는 클러치 유닛;을 더 포함할 수 있다.

아울러, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 본체; 상기 본체 내에 배치되어 세탁수를 수용하는 수조; 상기 수조의 내부에 회전 가능하게 배치된 회전조; 상기 회전조 내부에 회전 가능하게 배치된 펄세이터; 상기 펄세이터에 결합된 세탁축; 상기 세탁축에 구동력을 가하는 모터; 상기 세탁축이 관통하여 세레이션(serration) 결합되며, 제1 요철부가 형성된 플랜지부를 포함하는 제1 부시; 및 상기 플랜지부가 안착되는 안착부 및 상기 안착부에 형성되어 상기 제1 요철부와 맞물리는 제2 요철부를 포함하고, 상기 제1 부시를 관통한 상기 세탁축의 일부가 세레이션 결합되며, 상기 모터에 결합되어 회전하는 제2 부시;를 포함하는 세탁기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 세탁기의 개략적인 구성을 나타내는 측단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 세탁축과 모터의 결합구조를 나타내는 확대도이다.
도 3은 도 2에 도시된 연결부재의 사시 단면도이다.
도 4a는 도 3에 도시된 제1 부시의 사시도이다.
도 4b는 도 3에 도시된 제1 부시의 평면도이다.
도 4c는 도 3에 도시된 제1 부시의 저면 사시도이다.
도 4d는 도 3에 도시된 제1 부시의 저면도이다.
도 5a는 도 3에 도시된 제2 부시의 사시도이다.
도 5b는 도 3에 도시된 제2 부시의 평면도이다.
도 5c는 도 3에 도시된 제2 부시의 저면 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하 설명되는 실시 예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해하기에 가장 적합한 실시 예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시 예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시 예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시한다.

따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시 예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시 예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고 이하 설명되는 실시 예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시 예에서 동일한 작용을 하는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 세탁기(1)의 개략적인 구성을 나타내는 측단면도이다.

도 1을 참조하면, 세탁기(1)는 외관을 형성하는 본체(10), 본체(10) 내에 배치되어 세탁수를 수용하는 수조(20), 수조(20)의 내부에 회전 가능하게 배치된 회전조(30), 회전조(30) 내부에 회전 가능하게 배치된 펄세이터(40), 펄세이터(40)에 결합된 세탁축(50), 세탁축(50)과 결합되어 세탁축(50)에 구동력을 가하는 모터(60) 및 모터(60)에서 발생된 구동력을 회전조(30)에 선택적으로 전달하는 클러치 유닛(70)을 포함한다.

세탁기(1)의 외관을 형성하는 본체(10)의 상부에는 회전조(30) 내부로 세탁물의 투입을 위한 투입구가 형성되며, 투입구 상에는 투입구를 개폐하는 도어(11)가 배치된다.

본체(10) 내에 배치된 수조(20)에는 세탁수가 저수되며, 수조(20)는 본체(10) 내에서 별도의 현가장치(미도시)를 통해 지지됨으로써, 세탁기(1)의 작동 과정에서 발생되는 진동을 저감시킬 수 있다.

회전조(30)는 일측으로 개방된 원통의 형상으로 수조(20)의 내부에 회전 가능하게 배치되며, 회전조(30)는 측면에 형성된 다수의 통공(31)을 포함함으로써 수조(20)로부터 세탁수가 유입되거나 수조(20)로 세탁수를 배출할 수 있다.

펄세이터(40)는 회전조(30)의 내부에 회전 가능하게 배치되며, 도 1에 도시된 바와 같이 회전조(30)의 바닥면에 회전 가능하게 배치됨으로써 회전조(30)의 내부로 투입된 세탁물과 세탁수를 교반시킬 수 있다.

세탁축(50)은 펄세이터(40)와 모터(60)에 축 결합됨으로써, 모터(60)의 구동력에 의해 회전하며, 세탁축(50)의 일단에는 펄세이터(40)가 결합하고 세탁축(50)의 타단에는 모터(60)가 결합함으로써, 모터(60)의 회전에 의해 세탁축(50)과 펄세이터(40)가 함께 회전할 수 있다.

모터(60)는 수조(20)의 하부에 배치되며, 결합된 세탁축(50)에 구동력을 인가하여 세탁축(50)을 회전시킬 수 있다. 모터(60)는 비엘디씨(BLDC) 모터일 수 있다. 세탁축(50)과 모터(60)의 결합구조에 대해서는 후술하기로 한다.

클러치 유닛(70)은 모터(60)에서 발생된 구동력을 회전조(30)로 선택적으로 전달함으로써, 회전조(30)를 선택적으로 회전시킬 수 있다.

구체적인 예로서, 회전조(30)의 하부에는 탈수축(미도시)이 결합될 수 있으며, 세탁축(50)은 탈수축 내부에 회전 가능하게 배치됨으로써, 세탁축(50)과 탈수축은 독립적으로 회전할 수 있다. 아울러, 클러치 유닛(70)은 별도의 커플링(미도시)을 통해 탈수축과 모터(60)를 분리 및 결합시킴으로써 탈수축에 선택적으로 회전력을 전달할 수 있으며, 이를 통해, 회전조(30)는 선택적으로 회전할 수 있다.

이러한 클러치 유닛(70)을 통해, 세탁기(1)는 펄세이터(40)를 회전시킴과 동시에 회전조(30)는 선택적으로 회전시킴으로써 세탁물과 세탁수를 교반하는 세탁모드와 펄세이터(40)와 회전조(30)가 함께 회전함으로써 세탁물을 탈수시키는 탈수모드로 동작할 수 있다. 다만, 클러치 유닛(70)은 종래의 기술과 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1에 도시된 세탁기(1)는 도어(11)가 본체(10)의 상부에 마련되고, 회전조(30) 및 펄세이터(40)는 하부에 마련된 모터(60)에 의해 수평면에 대해 수직한 회전중심을 기준으로 회전하는 구조(예를 들어, 교반식 세탁기)인 것을 일 예로서 도시하였으나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 세탁기(1)는 투입구가 본체의 측면에 형성되고, 회전조 및 펄세이터가 수평축을 기준으로 회전하는 구조(예를 들어, 드럼식 세탁기)일 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 세탁축(50)과 모터(60)의 결합구조를 나타내는 확대도이다.

도 2를 참조하면, 세탁축(50)과 모터(60)는 연결부재(100)를 통해 연결되며, 이를 통해, 연결부재(100)는 모터(60)의 구동력을 세탁축(50)으로 전달할 수 있다.

모터(60)는 로터(61) 및 스테이터(62)를 포함하며, 로터(61)는 스테이터(62)와의 전자기력에 의해 회전할 수 있다. 모터(60)는 전술한 바와 같이 비엘디씨 모터로 구성될 수 있으며, 종래의 기술과 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

로터(61)의 회전 중심에는 연결부재(100)가 결합되어 로터(61)와 함께 회전하며, 연결부재(100)에는 세탁축(50)이 축 결합됨으로써 연결부재(100)와 함께 회전할 수 있다.

구체적으로, 로터(61)의 회전 중심부에는 연결부재(100)가 결합되는 허브(611)가 마련된다. 예를 들어, 허브(611)는 로터(61)의 회전 중심부에 결합된 플라스틱재로 이루어진 사출물로서 허브(611)의 중심부에는 연결부재(100)가 인서트 사출을 통해 결합될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 연결부재(100)는 제1 부시(110) 및 제2 부시(120)를 포함한다. 세탁축(50)에 구동력을 전달하는 제1 및 제2 부시(110, 120)는 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

제1 부시(110)에는 세탁축(50)이 관통 결합하며, 제1 부시(110)의 하부에 배치된 제2 부시(120)는 허브(611)에 결합됨으로써 로터(61)와 함께 회전할 수 있다. 아울러, 제2 부시(120)에는 제1 부시(110)를 관통한 세탁축(50)의 일부가 삽입 결합하며, 제2 부시(120)는 허브(611)에 인서트 결합 됨으로써 회전하는 로터(61)에 안정적으로 고정될 수 있다. 아울러, 제1 부시(110)와 제2 부시(120)는 서로 맞물림으로써 제2 부시(120)의 회전력이 제1 부시(110)에 전달될 수 있다.

전술한, 제1 및 제2 부시(110, 120)는 제1 및 제2 보스(boss)로도 지칭될 수 있다. 제1 및 제2 부시(110, 120)의 세부구조와 세탁축(50) 및 모터(60)와의 결합구조에 대해서는 후술하기로 한다.

세탁축(50)은 제2 부시(120)를 관통함으로써 세탁축(50)의 선단이 제2 부시(120)의 하측으로 돌출될 수 있으며, 돌출된 세탁축(50)의 선단에는 너트(80)가 체결됨으로써 세탁축(50)이 로터(61)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

연결부재(100)에 삽입 결합된 세탁축(50)의 외주면에는 세레이션이 형성될 수 있으며, 세탁축(50)이 삽입되는 연결부재(100)의 삽입구의 내주면에는 세탁축(50)의 세레이션과 맞물려 결합하는 세레이션이 형성된다. 이를 통해, 연결부재(100)와 세탁축(50)은 강하게 체결될 수 있으며, 연결부재(100)에 축 결합된 세탁축(50)은 슬립 없이 연결부재(100)와 함께 회전할 수 있다.

구체적으로, 연결부재(100)에 결합된 세탁축(50)은 제1 부시(110)에 결합된 제1 부분(51) 및 제2 부시(120)에 결합된 제2 부분(52)을 포함할 수 있으며, 즉, 제1 및 제2 부시(110, 120)에 결합된 세탁축(50)의 일부분은 제1 부분(51)과 제2 부분(52)으로 구별될 수 있다.

제1 부분(51)의 외주면에는 제1 세레이션부(51S)가 형성되며, 제2 부분(52)의 외주면에는 제2 세레이션부(52S)가 형성된다.

제1 및 제2 세레이션부(51S, 52S)는 제1 및 제2 부분(51, 52)의 외주면에 세탁축(50)의 축 방향을 따라 형성된 다수의 산과 골, 다수의 키(key) 또는 다수의 스플라인(spline)으로 구성될 수 있다.

제1 세레이션부(51S)는 제1 부시(110)의 제3 세레이션부(도 3의 111S)와 결합될 수 있으며, 제2 세레이션부(52S)는 제2 부시(120)의 제4 세레이션부(도 3의 121S)와 결합될 수 있다.

전술한 제1 및 제2 세레이션부(51S, 52S)는 제1 및 제2 부시(110, 120)와의 결합되는 부분에 따라 구별된 것으로서, 제1 세레이션부(51S)와 제2 세레이션부(52S)는 세탁축(50)의 외주면에 일체로 형성될 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 제1 부시(110)와 제2 부시(120)가 결합된 모습을 나타내는 연결부재(100)의 사시 단면도이고, 도 4a 내지 도 4d는 제1 부시(110)의 사시도, 평면도, 저면 사시도 및 저면도이며, 도 5a 내지 도 5c는 제2 부시(120)의 사시도, 평면도 및 저면 사시도이다.

이하에서는 도 3 내지 도 5c를 참조하며 제1 및 제2 부시(110, 120)를 포함하는 연결부재(100)의 세부 구조에 대해 상술한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 세탁축(50)의 제1 부분(51)이 관통 결합히는 제1 부시(110)는 제2 부시(120)에 삽입 결합되고, 제1 부시(110)와 제2 부시(120)는 제1 요철부(도 4c의 1121)와 제2 요철부(1221)를 통해 서로 맞물림으로써, 제1 부시는(110)는 제2 부시(120)로부터 회전력을 전달받아 제2 부시(120)와 함께 회전할 수 있다.

제1 요철부(1121)는 제1 부시(110) 상에서 세탁축(50)의 둘레를 따라 형성되며, 제1 요철부(1121)와 맞물리는 제2 요철부(1221)는 제2 부시(120) 상에서 세탁축(50)의 둘레를 따라 형성된다. 따라서, 세탁축(50)의 회전방향과 동일한 방향으로의 회전력이 제2 요철부(1221)로부터 제1 요철부(1121)로 전달될 수 있다.

도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 제1 부시(110)는 세탁축(50)이 관통함으로써 세탁축(50)의 제1 부분(51)과 결합하는 제1 몸체(111) 및 제1 몸체(111)에 결합된 플랜지부(112)를 포함한다.

제1 몸체(111)는 세탁축(50)이 삽입 가능한 원기둥의 형상으로 구성되며, 플랜지부(112)는 제1 몸체(111)의 상단부로부터 세탁축(50)의 반경 방향으로 돌출된다.

제1 몸체(111)는 세탁축(50)이 관통 결합하도록 중앙부에 형성된 관통홀(111H)을 포함하며, 관통홀(111H)에는 세탁축(50)의 제1 부분(51)이 삽입 결합된다.

아울러, 제1 몸체(111)는 관통홀(111H)의 내주면에 형성되어, 제1 부분(51)의 외주면에 형성된 제1 세레이션부(51S)와 맞물려 결합하는 제3 세레이션부(111S)를 포함한다.

도 4b에 도시된 바와 같이 제3 세레이션부(111S)는 관통홀(111H)의 길이방향을 따라 형성된 다수의 산(thread; 111S1)과 다수의 골(root; 111S2)을 포함한다.

제3 세레이션부(111S)의 서로 인접한 산(111S1)과 산(111S1)은 관통홀(111H)의 내주면을 따라 회전 중심을 기준으로 제1 각도(α1)의 간격으로 배치될 수 있으며, 서로 인접한 골(111S2)과 골(111S2) 역시 관통홀(111H)의 내주면을 따라 제1 각도(α1)의 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 각도(α1)는 30°일 수 있으며, 이러한 경우, 제3 세레이션부(111S)는 12개의 산(111S1)과 12개의 골(111S2)로 구성될 수 있다.

세탁축(50)의 제1 세레이션부(51S)는 제1 몸체(111)의 제3 세레이션부(111S)와 맞물려 결합할 수 있도록, 제3 세레이션부(111S)와 대응하는 형상으로 구성되며, 제3 세레이션부(111S)의 다수의 산(111S1) 및 다수의 골(111S2)과 대응하는 다수의 골 및 다수의 산을 포함한다. 아울러, 제1 세레이션부(51S) 역시, 서로 인접한 산과 산은 제1 부분(51)의 외주면을 따라 제1 각도(α1)로 배치되고, 서로 인접한 골과 골은 제1 부분(51)의 외주면을 따라 제1 각도(α1)로 배치될 수 있다.

또한, 관통홀(111H)의 직경(도 4c의 D21)은 세탁축(50)의 제1 및 제2 부분(51, 52)의 직경(도 2의 D1)과 대응된다. 예를 들어, 제1 및 제2 세레이션부(51S, 52S)를 고려한 제1 및 제2 부분(51, 52)의 직경(D1)은 대경 13mm, 소경 12mm로 구성될 수 있으며, 제3 세레이션부(111S)가 내주면에 형성된 관통홀(111H)의 직경(D21) 역시 대경 13mm, 소경 12mm로 구성될 수 있다.

아울러, 관통홀(111H)에 삽입되는 세탁축(50)은 관통홀(111H)에 억지 끼워맞춤(interference fit)될 수 있다. 즉, 제1 세레이션부(51S)와 제3 세레이션부(111S)는 억지 끼워맞춤으로 결합됨으로써 세탁축(50)과 제1 부시(110)의 체결력을 증대시킬 수 있다.

전술한 억지 끼워맞춤이란 관통홀(111H)에 세탁축(50)을 삽입하여 결합함에 있어, 관통홀(111H)의 최대 및 최소 허용치수가 세탁축(50)의 최대 및 최소 허용치수에 비해 작은 결합을 의미하며, 구체적으로는, 관통홀(111H)의 최대 및 최소 허용치수가 제1 부분(51)의 최대 및 최소 허용치수에 비해 작은 결합을 의미한다.

아울러, 제1 부분(51)과 제1 부시(110)는 제1 세레이션부(51S)와 제3 세레이션부(111S)의 억지 끼워맞춤을 통한 결합 외에도, 제1 부분(51)을 제1 몸체(111)에 삽입한 뒤 용접 등을 통해 결합시킬 수 있으며, 이외에도 세탁축(50)과 제1 부시(110)가 일체로 구성되는 구조도 가능하다.

이처럼, 제1 부시(110)는 세탁축(50)의 제1 부분(51)에 견고하게 결합됨으로써, 제1 부시(110)와 세탁축(50) 사이에서의 슬립 또는 유동의 발생됨이 없이, 제1 부시(110)와 세탁축(50)이 함께 회전할 수 있다.

또한, 제1 몸체(111)는 옆면의 일부가 제1 몸체(111)의 길이방향을 따라 절단된 커팅면(1111)을 포함할 수 있다. 커팅면(1111)은 제1 몸체(111)를 제2 부시(120)에 삽입함에 있어 제1 부시(110)와 제2 부시(120)의 방향성을 맞추기 위한 기준을 표시해주는 구성이다.

전술한 바와 같이, 플랜지부(112)는 원통형의 제1 몸체(111)의 상단부로부터 외측을 향해 돌출됨으로써, 원형의 고리 또는 원통의 형상일 수 있으며, 제1 몸체(111)가 제2 부시(120)에 삽입됨으로써 플랜지부(112)는 제2 부시(120) 위에 안착될 수 있다.

도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 플랜지부(112)의 밑면(112a)에는 제1 요철부(1121)가 형성된다.

제1 요철부(1121)는 제2 부시(120)의 제2 요철부(1221)와 접하여 맞물림으로써 체결되며, 이를 통해, 로터(61)에 결합되어 회전하는 제2 부시(120)는 제1 부시(110)에 직접적으로 회전력을 전달할 수 있다.

제1 요철부(1121)는 플랜지부(112)의 밑면(112a)에서 플랜지부(112)의 둘레를 따라 형성된 다수의 산(1121a)과 다수의 골(1121b)을 포함한다. 서로 인접한 산(1121a)과 산(1121a)은 플랜지부(112)의 밑면(112a)을 따라 회전 중심을 기준으로 제2 각도(α2)의 간격으로 배치될 수 있으며, 서로 인접한 골(1121b)과 골(1121b) 역시 플랜지부(112)의 밑면(112a)을 따라 회전 중심을 기준으로 제2 각도(α2)의 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 각도(α2)는 7.5°일 수 있으며, 이러한 경우, 제1 요철부(1121)는 48개의 산(1121a)과 48개의 골(1121b)로 구성될 수 있다.

아울러, 제1 요철부(1121)와 맞물리는 제2 요철부(1221)는 제1 요철부(1121)의 다수의 산(1121a) 및 다수의 골(1121b)과 맞물리는 다수의 산(1221a) 및 다수의 골(1221b)을 포함하며, 이를 통해, 제1 부시(110)와 제2 부시(120)가 견고하게 체결될 수 있다.

제1 부시(110)와 제2 부시(120)의 결합 구조에 대해서는 후술하기로 한다.

도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 제2 부시(120)는 제1 몸체(111)가 삽입되며 제1 몸체(111)를 관통한 세탁축(50)의 일부가 결합되는 제2 몸체(121) 및 플랜지부(112)가 안착되는 안착부(122)를 포함한다.

제2 몸체(121)는 제1 몸체(111) 및 세탁축(50)이 삽입 가능한 원기둥의 형상으로 구성된다.

제2 부시(120)는 로터(61)의 회전 중심부에 결합됨으로써 로터(61)와 함께 회전하며, 제2 몸체(121)는 옆면으로부터 돌출된 다수의 돌출부(1211)를 더 포함함으로써 회전하는 로터(61)에 견고하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 부시(120)와 로터(61)의 결합은 스플라인 결합 또는 세레이션 결합으로 이루어질 수 있다.

전술한 바와 같이, 로터(61)의 회전 중심부에는 허브(611)가 마련될 수 있으며, 다수의 돌출부(1211)가 옆면에 형성된 제2 몸체(121)는 인서트 사출을 통해 허브(611)에 결합될 수 있다. 아울러, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제2 몸체(121)는 하단부에 형성된 단차부(121a)를 포함하고, 단차부(121a)의 옆면에 형성된 다수의 보조 돌출부(121a1)를 포함함으로써 허브(611)에 더욱 견고하게 결합될 수 있다.

도 3, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 안착부(122)는 제2 몸체(121)의 윗면에 형성되며, 제1 몸체(111)가 제2 부시(120)에 삽입되면 플랜지부(112)는 안착부(122) 위에 안착될 수 있으며, 플랜지부(112)의 밑면(112a)과 안착부(122)는 서로 접하게 된다.

제2 몸체(121)는 제1 몸체(111)가 삽입되는 제1 홀(121H1) 및 제1 홀(121H1)과 연결되어 제1 몸체(111)를 관통한 세탁축(50)의 일부가 삽입 결합되는 제2 홀(121H2)을 포함한다.

제1 홀(121H1)의 직경(D32)은 제1 몸체(111)의 외경(도 4c의 D22)과 대응될 수 있으며, 예를 들어, 제1 몸체(111)의 외경(D22)은 20mm±0.05mm로 이루어지고, 제1 몸체(111)가 삽입되는 제1 홀(121H1)의 직경(D32)은 20.3mm±0.1mm로 이루어질 수 있다.

제1 홀(121H1)의 직경(D32)은 제2 홀(121H2)의 직경(D31)보다 크게 구성되는바, 제1 홀(121H1)과 제2 홀(121H2)의 사이에는 제1 몸체(111)를 지지할 수 있는 지지부(1212)가 형성된다. 제1 홀(121H1)에 삽입된 제1 몸체(111)는 지지부(1212) 상에 안착되어, 지지부(1212)에 의해 지지될 수 있다.

아울러, 제1 홀(121H1)의 높이(깊이)는 제1 몸체(111)의 높이와 대응됨으로써, 제1 몸체(111)가 제1 홀(121H1)에 삽입되면 플랜지부(112)는 안착부(122)에 접하여 안착될 수 있다.

제2 몸체(121)는 제2 홀(121H2)의 내주면에 형성되어, 제2 부분(52)의 외주면에 형성된 제2 세레이션부(52S)와 맞물려 결합하는 제4 세레이션부(121S)를 포함한다.

도 5b에 도시된 바와 같이 제4 세레이션부(121S)는 제2 홀(121H2)의 길이방향을 따라 교차로 형성된 다수의 산(121S1)과 다수의 골(121S2)을 포함한다.

제4 세레이션부(121S)의 서로 인접한 산(121S1)과 산(121S1)은 제2 홀(121H2)의 내주면을 따라 회전 중심을 기준으로 제1 각도(α1)의 간격으로 배치될 수 있으며, 서로 인접한 골(121S2)과 골(121S2) 역시 제2 홀(121H2)의 내주면을 따라 제1 각도(α1)의 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 각도(α1)는 30°일 수 있으며, 이러한 경우, 제4 세레이션부(121S)는 12개의 산(121S1)과 12개의 골(121S2)로 구성될 수 있다.

세탁축(50)의 제2 세레이션부(52S)는 제2 몸체(121)의 제4 세레이션부(121S)와 맞물려 결합할 수 있도록, 제4 세레이션부(121S)와 대응하는 형상으로 구성되며, 제4 세레이션부(121S)의 다수의 산(121S1) 및 다수의 골(121S2)과 대응하는 다수의 골 및 다수의 산을 포함한다. 아울러, 제2 세레이션부(52S) 역시, 서로 인접한 산과 산은 회전 중심을 기준으로 제2 부분(52)의 외주면을 따라 제1 각도(α1)로 배치되고, 서로 인접한 골과 골은 제2 부분(52)의 외주면을 따라 제1 각도(α1)로 배치된다.

따라서, 제2 홀(121H2)의 직경(D31)은 제2 부분(52)의 직경(D1)과 대응될 수 있다. 예를 들어, 제4 세레이션부(121S)가 내주면에 형성된 제2 홀(121H2)의 직경(D31)은 관통홀(111H)의 직경(D21), 제1 및 제2 부분(51, 52)의 직경(D1)과 대응되는 대경 13mm, 소경 12mm로 구성될 수 있다.

아울러, 전술한 바와 같이, 세탁축(50)의 제1 세레이션부(51S)와 제2 세레이션부(52S)는 동일한 구조로서 일체로 구성될 수 있는바, 제1 및 제2 세레이션부(51S, 52S)가 각각 결합하는 제3 세레이션부(111S)와 제4 세레이션부(121S)의 구조는 서로 동일할 수 있다.

또한, 제2 홀(121H2)에 삽입되는 세탁축(50)은 제2 홀(121H2)에 헐거운 끼워맞춤(clearance fit) 될 수 있다. 즉, 제2 세레이션부(52S)와 제4 세레이션부(121S)는 헐거운 끼워맞춤으로 결합됨으로써, 로터(61)에 결합되어 회전하는 제2 부시(120)의 회전력은 세탁축(50)의 제2 부분(52)에 직접적으로 전달됨과 동시에 제2 요철부(1221)와 맞물린 제1 요철부(1121)를 통해 제1 부시(110)에 억지 끼워맞춤 된 세탁축(50)의 제1 부분(51)으로 전달될 수 있다.

전술한 헐거운 끼워맞춤이란 제2 홀(121H2)에 세탁축(50)의 제2 부분(52)을 삽입 결합함에 있어, 제2 홀(121H2)의 최소 허용치수가 세탁축(50)의 최대 허용치수와 같거나 큰 결합을 의미하며, 구체적으로는, 제2 홀(121H2)의 최소 허용치수가 제2 부분(52)의 최대 허용치수와 같거나 큰 결합을 의미한다.

도 3, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2 몸체(121)의 윗면에는 플랜지부(112)가 안착될 수 있는 안착부(122)가 형성된다.

안착부(122)에는 제1 요철부(1121)와 맞물려 결합하는 제2 요철부(1221)가 형성된다.

아울러, 안착부(122)는 플랜지부(112)가 안정적으로 안착될 수 있도록 플랜지부(112)의 옆면의 일부를 감싸는 안착벽(1222)을 더 포함할 수 있다.

안착벽(1222)은 제2 요철부(1221)의 외주(outer circumference)를 따라 제2 몸체(121)의 윗면의 일부가 상측으로 돌출된 형상일 수 있으며, 이를 통해, 플랜지부(112)의 옆면은 안착벽(1222)의 내주면에 지지될 수 있다.

플랜지부(112)는 안착부(122)에 안착되기 위하여, 플랜지부(112)의 외경(도 4c의 D23)은 제1 홀(121H1)의 직경(D32)보다 크고, 제2 요철부(1221)의 외경(D33)[안착벽(1222)의 내경(D33)]보다 작게 구성되는 것이 바람직하다.

구체적인 예로서, 플랜지부(112)의 외경(D23)은 27.6mm±0.1mm로 이루어질 수 있고, 제2 요철부(1221)의 외경(D33)은 27.7mm±0.1mm로 이루어질 수 있으며, 제2 몸체(121)의 외경(D34)은 31.0mm±0.1mm로 이루어질 수 있다.

플랜지부(112)는 안착부(122)에 접하여 안착됨에 따라, 플랜지부(112)의 밑면(112a)에 형성된 제1 요철부(1121)와 안착부(122)에 형성된 제2 요철부(1221)는 서로 접하여 맞물릴 수 있다.

이를 위해, 제2 요철부(1221)의 구조는 제1 요철부(1121)와 맞물려 체결되도록 제1 요철부(1121)의 구조와 대응될 수 있다. 따라서, 제2 요철부(1221)는 안착부(122)의 둘레를 따라 형성된 다수의 산(1221a)과 다수의 골(1221b)을 포함한다. 서로 인접한 산(1221a)과 산(1221a)은 안착부(122)를 따라 회전 중심을 기준으로 제2 각도(α2)의 간격으로 배치될 수 있으며, 서로 인접한 골(1221b)과 골(1221b) 역시 안착부(122)를 따라 회전 중심을 기준으로 제2 각도(α2)의 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 제2 각도(α2)가 7.5°인 경우, 제2 요철부(1221)는 제1 요철부(1121)의 48개의 산(1121a) 및 48개의 골(1121b)과 대응되는 형상으로 이루어진 48개의 산(1221a) 및 48개의 골(1221b)로 구성될 수 있다.

또한, 구체적인 예로서, 제1 요철부(1121)의 다수의 산(1121a)의 높이(1121aH)는 0.15mm±0.03mm로 이루어질 수 있으며, 이와 대응되는 제2 요철부(1221)의 다수의 산(1221a)의 높이(1221aH)는 역시 0.15mm±0.03mm로 이루어질 수 있다.

이처럼, 서로 접하는 제1 및 제2 요철부(1121, 1221)는 서로 맞물리는 다수의 산과 골을 포함함으로써, 플랜지부(112)와 안착부(122) 사이의 마찰력을 증대시킬 수 있으며, 로터(61)의 회전 시 플랜지부(112)와 안착부(122)의 체결력을 증대시킬 수 있다.

아울러, 제1 및 제2 요철부(1121, 1221)는 널링(knurling)을 통해 형성될 수 있으며, 이외에도, 제1 및 제2 요철부(1121, 1221)는 플랜지부(112)와 안착부(122) 사이의 마찰력을 증대시킴으로써 회전력을 전달시킬 수 있는 다양한 형상으로의 변형이 가능하다.

예를 들어, 제1 및 제2 요철부(1121, 1221)를 구성하는 다수의 산과 골의 형상은 세탁기(1)의 세탁과정에서의 로터(61)의 주된 회전방향에 따라 방향성을 가질 수 있다. 구체적인 예로서, 세탁기(1)의 세탁모드 및 탈수모드에서 로터(61)가 일방향, 예를 들어, 시계방향으로 주로 회전하는 경우, 제1 및 제2 요철부를 톱니 나사(buttress thread)의 형상으로 구성할 수 있으며, 이러한 경우, 제1 요철부(1121)로 힘을 전달하는 제2 요철부(1221)의 다수의 산의 형상은 모터(60)의 주된 회전방향과 동일한 시계방향으로 편향될 수 있다.

따라서, 로터(61)와 함께 주된 회전방향으로 회전하는 제2 부시(120)의 회전력은 제4 세레이션부(121S)와 결합된 세탁축(50)의 제2 세레이션부(52S)를 통해 제2 부분(52)으로 전달됨과 동시에, 제2 부시(120)의 회전력의 일부는 안착부(122)를 통해 플랜지부(112)로 전달되어 제1 부시(110)에 억지 끼워맞춤으로 결합된 세탁축(50)의 제1 부분(51)으로 더욱 용이하게 전달될 수 있다.

이처럼, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결부재(100)는 제1 요철부(1121)가 형성된 플랜지부(112)를 제2 요철부(1221)가 형성된 안착부(122)에 안착시킴으로써 자리면 반경을 증가시킬 수 있으며, 이를 통해, 세탁축(50)과 연결부재(100) 사이의 슬립 한계토크를 증대시킬 수 있다.

즉, 제1 및 제2 요철부(1121, 1221)를 통해 맞물림으로써 회전력을 전달하는 플랜지부(112) 및 안착부(122)의 외경(D23, D33)은 제1 및 제2 몸체(111, 121)와 세레이션 결합된 제1 및 제2 부분(51, 52)의 직경(D1)보다 크게 구성된다는 점에서, 세탁축(50)의 직경을 증대시키지 않더라도 축 결합에서의 자리면 반경이 증대되는 효과가 도출될 수 있으며, 이를 통해, 세탁축(50)과 연결부재(100)의 체결력 및 세탁축(50)과 로터(61)의 체결력이 증대될 수 있다.

따라서, 세탁기(1)의 작동 과정에서 모터(60)로부터 발생되는 구동력이 커지더라도, 세탁축(50)과 연결부재(100) 사이에서의 슬립 및 유동이 방지될 수 있는바, 이에 따른 충격소음을 저감시킬 수 있다.

아울러, 전술한 연결부재(100)를 통해 세탁축(50)과 모터(60)의 체결력이 증대되는바, 종래보다 출력이 높은 모터를 세탁기(1)에 적용시킴으로써, 세탁성능을 증대시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 다양한 실시 예를 각각 개별적으로 설명하였으나, 각 실시 예들은 반드시 단독으로 구현되어야만 하는 것은 아니며, 각 실시 예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시 예들과 조합되어 구현될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되서는 안될 것이다.

1; 세탁기
10; 본체
20; 수조
30; 회전조
40; 펄세이터
50; 세탁축
60; 모터
70; 클러치 유닛
80; 너트
100; 연결부재
110; 제1 부시
120; 제2 부시

Claims

회전조 내부에 회전 가능하게 배치된 펄세이터(pulsator);
상기 펄세이터와 결합하여 회전하는 세탁축; 및
상기 세탁축과 모터를 연결하여 상기 모터의 구동력을 상기 세탁축으로 전달하는 연결부재;를 포함하고,
상기 연결부재는 상기 세탁축에 결합된 제1 부시(bush)와 상기 모터에 결합된 제2 부시를 포함하며, 상기 제2 부시는, 상기 제1 부시가 결합된 상기 세탁축과 결합하고 상기 제1 부시와 맞물려 회전하고,
상기 제1 부시는 상기 세탁축이 관통 결합하는 제1 몸체 및 상기 제1 몸체에 결합된 플랜지부 및 상기 플랜지부의 밑면에 형성된 제1 요철부를 포함하고,
상기 제2 부시는 상기 제1 몸체가 삽입되며 상기 제1 몸체를 관통한 상기 세탁축의 일부가 결합되는 제2 몸체, 상기 플랜지부가 안착되는 안착부 및 상기 플랜지부의 밑면과 접하는 상기 안착부에 형성되며 상기 제1 요철부와 맞물리는 제2 요철부를 포함하는, 세탁기.
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제1항에 있어서,
상기 플랜지부는 상기 제1 몸체의 상단부로부터 상기 세탁축의 반경 방향으로 돌출되고,
상기 안착부는 상기 제2 몸체의 윗면에 형성되는 세탁기.
제4항에 있어서,
상기 제1 및 제2 몸체는 각각 상기 세탁축이 삽입 가능한 원기둥 형상으로 구성되는, 세탁기.
제5항에 있어서,
상기 제1 및 제2 부시는 금속재질로 이루어지며,
상기 제1 요철부와 상기 제2 요철부는 널링(knurling)을 통해 형성되는 세탁기.
제5항에 있어서,
상기 제1 및 제2 요철부는 각각 상기 플랜지부의 둘레 및 상기 안착부의 둘레를 따라 형성된 다수의 산과 다수의 골을 포함하는 세탁기.
제1항에 있어서,
상기 제2 몸체는 상기 제1 몸체가 삽입되는 제1 홀 및 상기 제1 홀과 연결되어 상기 제1 몸체를 관통한 상기 세탁축의 일부가 삽입 결합되는 제2 홀을 포함하는 세탁기.
제8항에 있어서,
상기 세탁축은 상기 제1 몸체에 결합하는 제1 부분과 상기 제2 몸체에 결합하는 제2 부분을 포함하고,
상기 제1 및 제2 부분은 각각 외주면에 형성된 제1 및 제2 세레이션부를 포함하는 세탁기.
제9항에 있어서,
상기 제1 몸체는 상기 제1 부분이 관통 결합하는 관통홀 및 상기 관통홀의 내주면에 형성되어 상기 제1 세레이션부와 맞물리는 제3 세레이션부를 포함하는 세탁기.
제10항에 있어서,
상기 제1 세레이션부와 상기 제3 세레이션부는 억지 끼워맞춤(interference fit) 되는 세탁기.
제9항에 있어서,
상기 제2 몸체는 상기 제2 홀의 내주면에 형성되어 상기 제2 세레이션부와 맞물리는 제4 세레이션부를 포함하는 세탁기.
제12항에 있어서,
상기 제2 세레이션부와 상기 제4 세레이션부는 헐거운 끼워맞춤(clearance fit) 되는 세탁기.
제1항에 있어서,
상기 모터는 스테이터 및 상기 스테이터와의 전자기력에 의해 회전하는 로터를 포함하고,
상기 제2 부시는 옆면으로부터 돌출된 다수의 돌출부를 포함하며, 상기 로터의 회전 중심부에 결합되는 세탁기.
제1항에 있어서,
상기 모터에서 발생된 구동력이 상기 회전조를 회전시키는 탈수축에 선택적으로 전달되도록 하는 클러치 유닛;을 더 포함하는 세탁기.
본체;
상기 본체 내에 배치되어 세탁수를 수용하는 수조;
상기 수조의 내부에 회전 가능하게 배치된 회전조;
상기 회전조 내부에 회전 가능하게 배치된 펄세이터;
상기 펄세이터에 결합된 세탁축;
상기 세탁축에 구동력을 가하는 모터;
상기 세탁축이 관통하여 세레이션(serration) 결합되며, 제1 요철부가 형성된 플랜지부를 포함하는 제1 부시; 및
상기 플랜지부가 안착되는 안착부 및 상기 안착부에 형성되어 상기 제1 요철부와 맞물리는 제2 요철부를 포함하고, 상기 제1 부시를 관통한 상기 세탁축의 일부가 세레이션 결합되며, 상기 모터에 결합되어 회전하는 제2 부시;를 포함하고,
상기 제1 요철부는 상기 플랜지부의 밑면에 형성되고, 상기 제2 요철부는 상기 플랜지부의 밑면과 접하는 상기 안착부에 형성되는, 세탁기.