KR20040036190A

KR20040036190A - 전자동 세탁기의 구동장치

Info

Publication number: KR20040036190A
Application number: KR1020020065011A
Authority: KR
Inventors: 조성진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-04-30
Also published as: KR100897402B1

Abstract

세탁기의 외형을 이루는 아웃케이스내에 설치된 외조와, 다수의 탈수공을 갖는 탈수조 겸용의 세탁조와, 상기 세탁조 하부면 중앙의 세탁날개와, 회전자와 고정자로 구성되어 회전력을 발생시키는 회전발생수단을 포함하여 구성되어, 상기 회전력 발생수단으로 부터 전달된 회전력을 상기 외조의 하부 외측에 설치된 구동장치에 의하여 상기 세탁조와 세탁날개를 선택적으로 회전시키는 전자동 세탁기에 있어서; 상부탈수축(100)과, 하부탈수축(120), 상기 상부탈수축(120)과 하부탈수축(140)을 연결하는 드럼(160)을 포함하여 구성된 탈수축(100); 상부세탁축(200)과, 회전수를 감속시켜 회전력을 상기 상부세탁축(200)으로 전달하는 유성기어(220), 하부세탁축(240)을 포함하여 구성된 세탁축(200); 상기 탈수축(100)을 감싸는 클러치하우징(300); 코어(420)와, 코일부(440)를 포함하여 구성된 스테이터어셈블리(400); 스테이터어셈블리 외주면을 감싸는 회전체인 로터(510); 상기 로터가 고정되는 로터프레임(530); 상기 로터프레임(530)의 측벽(532)에 형성된 측벽공(C)을 포함하여 구성되는 전자동 세탁기에 관한 것이다.

Description

전자동 세탁기의 구동장치{Driving device for washing machine}

본 발명은 전자동세탁기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로터를 스테이터의 외주면에 부착하고, 로터와 스테이터의 직경을 확대하여, 모터의 출력을 증가시킴은 물론 클러치의 구성을 간단히 하는 세탁기의 구동장치에 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 드럼(56)이 고정된다. 상기 드럼(56) 하부에는 하부탈수축(57)이 결합되며, 드럼(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. 상기의 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 물리게할 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 받게된다. 상기 회전력에 의하여 스프링블록(45)과 하부탈수축(57)을 더욱 강력한 힘으로 연결시켜준다. 그리고 상기의 강력한 연결력에 의해 드럼(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 감소될뿐만 아니라, 클러치와 감속수단의 구조가 매우 복잡하였으므로 제작이 어려워 생산성이 저하되고, 정밀한 부품을 많이 사용하게 되어 세탁기 제조원가가 상승하고 제작 및 작동시 불량이나 고장이 발생할 우려가 높았다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제 1목적은 세탁에 필요한 강한 회전력과 탈수에 필요한 높은 회전속도를 얻는 것이다.

그리고 본 발명의 제 2목적은 클러치의 구조를 단순화하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 전자동 세탁기의 구동장치를 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 제 3목적은 스테이터를 냉각시킴과 동시에, 로터프레임의 베이스에 고인 물을 제거할 수 있는 측벽공을 제공하는 것이다.

도 1은 종래 전자동 세탁기를 개략적으로 나타낸 종단면도,

도 2는 도 1의 구동장치의 구조를 나타낸 요부 확대 상세도,

도 3은 본 발명에 따른 구동장치의 구성을 나타낸 요부 종단면도,

도 4는 본 발명에 따른 스테이터어셈블리의 구성을 나타낸 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 로터어셈블리의 구성을 나타낸 사시도,

도 6a는 본 발명에 따른 클러치의 슬라이딩커플러가 스토퍼와 분리된 상태를 나타낸 사시도,

도 6b는 본 발명에 따른 클러치의 슬라이딩커플러가 스토퍼에 결합된 상태를 나타낸 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 측벽공을 나타낸 사시도,

도 8은 종래 드럼세탁기를 개략적으로 나타낸 종단면도,

도 9는 도 8의 구동장치를 개략적으로 나타낸 종단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 ..... 탈수축 120 ..... 상부탈수축

140 ..... 하부탈수축 160 ..... 드럼

200 ..... 세탁축 210 ..... 상부세탁축

220 ..... 유성기어 300 ..... 클러치하우징

400 ..... 스테이터어셈블리 420 ..... 코어

440 ..... 코일 500 ..... 로터어셈블리

510 ..... 로터 512 ..... 로터코어

530 ..... 로터프레임 532 ..... 측벽

534 ..... 베이스 650 ..... 슬라이딩커플러

700 ..... 브레이크어셈블리 C ..... 측벽공

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전자동세탁기는, 세탁기의 외형을 이루는 아웃케이스내에 설치된 외조; 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 설치된 다수의 탈수공을 갖는 탈수조 겸용의 세탁조; 상기 세탁조의 내측 하면에 회전가능하게 설치된 세탁날개; 세탁조와 직결되는 상부탈수축과 하부탈수축, 상기 상부탈수축과 하부탈수축을 연결하는 드럼을 포함하여 구성되어 세탁조를 회전시키기 위한 탈수축; 상기 상부탈수축의 내부에 결합되며 세탁날개와 연결되는 상부세탁축, 상기 드럼의 내측에 위치하고 드럼의 내벽면을 따라 회전하면서, 모터의 회전수를 감속시켜 회전력을 상기 상부세탁축으로 전달하는 다수개의 유성기어, 상기 유성기어를 회전시키기 위한 태양기어가 상부에 형성된 하부세탁축을 포함하여 구성되는 세탁축; 상기 탈수축을 감싸며 상,하로 분리된 클러치하우징; 상기 탈수축과 세탁축의 회전을 제어해 주기 위한 클러치어셈블리; 중심에서 외주면으로 형성된 폴(pole)을 형성한 도넛 형태의 철판을 다수개 적층한 코어와, 상기 폴(pole)에 감긴 코일을 포함하여, 상기 클러치하우징 일측에 장착되어 교류전류에 의해 회전자기장을 발생시키기 위한 스테이터; 스테이터와 일정 간격을 유지하면서 스테이터의 폴을 감싸고, 원주면을 따라 다수개의 홀이 형성된 철판이 다수개 적층된 로터코어와, 상기 로터코어의 홀을 메꾸어 자속을 쇄교하는 금속바, 상기 금속바의 양끝단과 연결되어 2차 전류의 폐회로를 형성하기 위한 상하부앤드링을 포함하여, 전류를 유도시키고 회전력을 발생시키기 위한 로터; 상기 로터의 하단부를 지지하기 위한 단턱과, 로터의 상단부를 고정할 수 있도록 복수개 설치된 상부고정부를 가지는 원통형 측벽, 중심부에 하부세탁축과 연결되기 위한 로터부싱을 가지는 베이스를 포함하며, 상기 스테이터의 외주면을 감싸고, 상기 로터가 고정되는 로터프레임을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 로터프레임의 재질은 철판이며, 측벽과 베이스가 일체로 형성된다. 또한 로터와 로터프레임의 결합체인 로터어셈블리가 변형되는 것을 막기 위하여 로터프레임의 끝단 원주면을 로터프레임의 외부로 벤딩처리한다. 상기와 같이 일체로 형성된 철판과 벤딩처리를 하여 로터어셈블리가 변형되는 것을 막을 수 있다.

그리고, 상기 상기 로터의 하단부를 지지하기 위한 단턱은 로터프레임의 하부측에서 직경이 축소되어 형성된다. 상기 상부고정부는 로터프레임의 상부에서 복수개 연장 성형되고, 상기 상부엔드링의 상부를 고정하도록 내측으로 벤딩된다. 다른 실시예로서, 상부고정부는 로터프레임의 상부에 일정 간격을 가지는 슬릿(H)을 형성하여, 그 사이에 형성되는 상부고정부가 상부엔드링의 상부를 고정하도록 내측으로 벤딩된 다. 또 다른 실시예로서, 상기 상부고정부는 로터프레임의 측벽 중간부분의 일부를 절개하고, 내측으로 벤딩시켜 상부엔드링의 상부를 고정하도록 상부고정부를 구성한다. 상기의 각종 상부고정부에 의하여, 로터코어의 상부엔드링을 지지하여 로터프레임에서 로터코어가 이탈되는 것을 방지한다.

그리고, 중심에서 외주면으로 형성된 폴(pole)을 형성한 도넛 형태의 철판을 다수개 적층한 코어와, 상기 폴(pole)에 감긴 코일부를 포함하여, 상기 클러치하우징 일측에 장착되어 교류전류에 의해 회전자기장을 발생시키기 위한 스테이터; 스테이터의 폴을 감싸고, 원주면을 따라 다수개의 홀이 형성된 철판이 다수개 적층된 로터코어와, 상기 로터코어의 홀을 메꾸어 자속을 쇄교하는 금속바, 상기 금속바의 양끝단과 연결되어 2차 전류의 폐회로를 형성하기 위한 상하부앤드링을 포함하여, 전류를 유도시키고 회전력을 발생시키기 위한 로터; 상기 로터의 하단부를 지지하기 위한 단턱과, 로터의 상단부를 지지하기 위하여 로터 상부앤드링의 위치와 대응하여 로터의 측면부를 절결하여 벤딩한 로터 상부고정부를 가지는 측벽, 중심부에 하부세탁축과 연결되기 위한 로터부싱을 가지는 베이스를 포함하며, 상기 스테이터의 외주면을 감싸고, 상기 로터가 고정되는 로터프레임을 포함하여 구성되는 세탁기용 모터를 형성한다.

그리고 상기의 상하부앤드링과 금속바는 알루미늄 또는 구리로 구성하여 전기의 전도성을 좋게 한다. 또한 상기 상하부앤드링과 금속바는 다이캐스팅으로 처리하여 제작을 용이하게 할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 전자동 세탁기 구동장치의 일 실시예를 도시된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 세탁기 구동장치의 일 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 요부 종단면도 이다. 세탁기의 외형을 이루는 아웃케이스의 내부에는 세탁수를 저장하기 위한 외조가 설치된다. 상기 외조 내부에는 세탁과 탈수 겸용의 세탁조가 설치된다. 상기 세탁조의 내부에는 상부세탁축(210)이 관통된 상태로 설치되며, 상부세탁축(210)의 상단부에는 세탁물을 정,역방향으로 회전시켜주기 위한 세탁날개가 설치된다.

그리고 상기 세탁조를 회전시키기 위한 탈수축(100)은 세탁조와 직결되고, 세탁조를 회전시키는 상부탈수축(120)과, 상기 상부탈수축(120)과 연결되며 하부 내주면에 치차가 형성된 통형상의 드럼(160), 상기 드럼(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 드럼(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 드럼(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 드럼(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)의 원할한 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.

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

그리고 상기 상부탈수축(120)의 하부와, 드럼(160), 하부탈수축(140) 상부의 외측에는, 상부클러치하우징(300a)과 하부클러치하우징(300b)으로 구성되는 클러치하우징(300)이 나사결합되어 형성된다. 상기 클러치하우징(300)은 드럼(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(664)이 형성되어 슬라이딩커플러(650)의 돌기(652)와 결합된다.

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

도 4는 본 발명에 따른 스테이터어셈블리(400)의 전개 사시도를 나타낸다.

도시한 바와 같이 상기 스테이터어셈블리(400)는 철판을 다수개 적층한 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 인슐레이터(460; 460a,460b,460c)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 코어(420)는 도넛 형태의 얇은 철판을 적층하여 구성된다. 또한 상기 폴(426)은 상기 코어(420)와 일체로 코어(420)의 외주면에 돌기처럼 형성되어 코일(440)이 감길 수 있다.

그리고 상기 코어(420)의 상하 단부에는 상하부인슐레이터(460a,460b)가 부착되어 폴(426)의 상하 단부에 코일(440)이 접촉되는 것을 방지한다. 또한 상기 폴(426)과 폴 사이의 공간에는 합성수지재 필름으로 형성된 내부인슐레이터(460c)를 삽입하여 코일(440)이 접촉되는 것을 방지한다.

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 5는 본 발명에 따른 로터어셈블리(500)의 전개 사시도를 나타낸다.

상기 스테이터어셈블리(400)에서 발생시킨 회전 자기장을 이용해 유도전류와 회전력을 발생시키기 위한 로터어셈블리(500)가 스테이터어셈블리(400)의 외측면 에 설치된다. 상기 로터어셈블리(500)는 폐회로를 형성하는 로터(510)와, 로터의 외관을 이루는 로터프레임(530)을 포함하여 구성된다.

상기 로터(510)는, 도 5에서 도시한 바와 같이 다수개의 홀(513)이 형성된 철판을 다수개 적층시킨 로터코어(512)와, 상기 로터코어(512)의 홀(513)을 관통하여 자속을 쇄교하는 금속바(514), 상기 금속바(514)의 상,하단부와 각각 결합되고, 2차폐회로를 형상하며, 로터코어(512)의 상,하단부를 덮는 상하부엔드링(516,518)을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 로터(510)의 외측에는 로터프레임(530)이 조립된다. 상기 로터프레임(530)은 로터(510)의 외관을 이루며, 로터(510)는 로터프레임(530)내부로 강제압입된다. 상기 로터프레임(530)은 도 5에서와 같이 측벽(532)과 베이스(534)로 구성되는 원통형상이다.

그리고 베이스(534)의 중앙부에는 결합공(536)이 형성되고, 그것을 관통하여 하부세탁축(240)과 결합되는 로터부싱(534a)이 결합된다. 그리고 상기 로터부싱(534a)의 상부에는 로터부싱샤프트(534b)가 결합되어, 후술하는 슬라이딩커플러(650)와 치합한다.

그리고 상기 측벽(532)에는 직경의 축소로 인한 단턱(539)이 형성되어, 로터프레임(530)에 로터(510)를 강제압입시 로터(510)의 하단부를 지지한다. 그리고 로터(510)의 상단부를 지지하기 위하여, 로터 측벽(532)의 일측을 돌출시킨 상부고정부(538)를 형성한다.

그리고 베이스(534)에는 로터부싱(534a)이 나사체결되어 상기 로터부싱(534a)의 내부에 형성된 암치차와 하부세탁축(240) 하단 외주면의 숫치차는 치합된다.

상기 로터프레임(530)의 측벽(532)에는, 제 7도에서와 같이 다수개의 측벽공(C)이 형성되어 스테이터어셈블리(400)의 과열시 냉각을 시킬 수 있다. 그리고 상기 측벽공(C)의 다른 기능은 배수이다. 즉, 상기 로터어셈블리(500)의 회전시 발생하는 원심력에 의하여 상기 측벽공(C)을 통해, 베이스(534)에 고인물을 배수시킬 수 있다.

상기 측벽공(C)은 일 실시예로, 로터프레임(530)의 측벽(532)에 서로 대칭을 이루며 6곳에 형성된다. 또한 상기 측벽공(C)은 측벽의 단부에 위치한다. 그리고 베이스(534)의 바닥면에서 측벽공(C) 하단부까지 거리가 5mm이하로 설계되는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 냉각핀(P)을 가지는 로터어셈블리(500)의 내부에는 클러치어셈블리(600)가 삽입되어 탈수축(100)과 세탁축(200)의 회전을 제어한다. 그리고 상기 클러치어셈블리(600)는 상기 하부클러치하우징(300b)의 하부에 나사결합되어 고정된다.

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 작동레버(640), 상기 작동레버(640)의 동작에 의하여 상기 로터부싱샤프트(534b)와 하부세탁축(240)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 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 작동레버(640)와 힌지결합되는 스프링체결부(630c), 상기 스프링체결부(630c)의 외주면에 결합되어 탄력을 발생시키기 위한 스프링(630d)를 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 작동레버(640)는 상기 연결링크(630)과 힌지연결되고, 단부에는 상기 스토퍼(660)과 결합되기 위한 돌기가 형성된 레버몸체부(640a)와 상기 슬라이딩커플러(650)를 직접지지하는 커플러지지부(640b)를 포함한다.

제 6도에 도시된 슬라이딩커플러(650)는 내주면에 치차가 형성된 원통형상이며, 상단부에는 상기 스토퍼(660)에 체결되는 돌기(652)가 형성되어 있다. 그리고상기 슬라이딩커플러(650)는 상기 로터부싱샤프트(534b)의 상단부와 하부탈수축(240)의 하단부가 서로 맞닿는 부위의 외주면에 부착된다. 상기 슬라이딩커플러(650)의 내주면에는 축 방향의 세레이션이 형성되어, 상기 로터부싱샤프트(534b)와 하부탈수축(240)이 함께 회전할 수 있도록 결합된다.

또한 상기 슬라이딩커플러(650)는, 로터부싱샤프트(534b)와 하부탈수축(240)에 동시에 클램핑되는 제1위치(상부위치)와, 하부탈수축(240)에만 클램핑되는 제2위치(하부위치)로의 상,하 슬라이딩이 가능하다.

그리고 상기 스토퍼(660)는, 클러치어셈블리(600)을 하부클러치하우징(300b)나사체결시키기 위한 체결공(660a)와, 상기 체결공의 측면에 형성되어 상기 슬라이딩커플러(650)의 돌기(652)와 결합되는 결합공(660b), 상기 레버몸체부(640a) 단부의 돌기와 요동가능하게 결합되는 힌지(660c), 상기 레버몸체부(640a)를 지지하는 레버지지부(660d), 상기 커플러지지부(640b)의 경사동작시 탄성을 주기위한 스프링(660e), 상기 스프링(660e)를 지지하기 위한 스프링지지부(660f)를 포함하여구성된다.

제 3도 및 제 6도를 참조하여 클러치어셈블리(600)의 동작을 살펴본다. 도 3은 전체적인 클러치어셈블리(600)의 구성을 나타낸다. 그리고, 도 6a는 슬라이딩커플러(650)가 하부탈수축(140)과 로터부싱(534a)에 동시 치합된 상기 제1위치에서의 연결링크(630), 착탈레버(640), 슬라이딩커플러(650), 스토퍼(660)를 나타낸다. 그리고 도 6b는 슬라이딩커플러(650)가 하부탈수축(140)에만 치합되는 상기 제2위치에서의 연결링크(630), 착탈레버(640), 슬라이딩커플러(650), 스토퍼(660)를 나타낸다.

도 6a에서 도 6b로 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 6에 도시된 착탈레버(640)는 힌지(660c)를 축으로 전체적으로 기울어진다. 이 때 커플러지지부(640b)의 상단에 위치하는 슬라이딩커플러(650)는 상부로 슬라이딩(제2위치)되어 돌기(652)는 스토퍼(660)의 결합공(660b)에 결합된다.

상기 연결링크(630)에 형성된 스프링(630d)에 대한 작용을 살펴본다. 상기 스프링(630d)은 링크몸체부(630b)의 일측벽과 스프링체결부(630c)의 돌기 사이에 끼워져 작동레버(640)에 탄력을 형성시켜, 슬라이딩커플러(650)의 원할한 동작을 유지시키기 위한 것이다. 슬라이딩커플러(650)를 상하슬라이딩 시킬때 슬라이딩커플러(650)의 내주면에 형성된 치차와, 하부세탁축(240)과 로터부싱샤프트(534b)의 외주면에 형성시킨 치차가 서로 정확하게 만나서 결합되는 것은 어렵다. 그래서 세탁기의 설계시 이것을 고려하여 슬라이딩커플러(650)의 상하 동작시에는 모터를 좌우로 미세하게 회전하도록 설계한다.

상기와 같이 모터의 좌우회전시 슬라이딩커플러(650) 내주면의 치차는 하부세탁축(240)과 로터부싱샤프트(534b)의 외주면 치차와 순간적으로 맞물릴 수 있다. 그리고 이때 슬라이딩커플러(650)가 탄력성을 가지고 상부로 슬라이딩 될 수 있도록 힘을 받고 있다면, 더욱더 원할하게 각 치차간의 세레이션이 이루어 질 수 있다. 상기와 같은 슬라이딩커플러(650)의 상부 슬라이딩시 탄력을 유지하는 효과를 위하여 연결링크(630)내부에 스프링(630d)이 체결된다.

그리고, 상기 드럼(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.

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

상기 브레이크어셈블리(700)는 브레이크모터에 의하여 동작을 한다. 브레이크모터가 동작을 하지 않을때, 즉 오프 상태에서는 브레이크어셈블리(700)의 브레이크패드(780)가 수축되어 드럼(160)을 감싸며 구속한다. 그러나 브레이크모터가 동작하여 브레이크레버(720)를 누르면 브레이크레버(720)와 연결된 브레이크패드(780)가 당겨져, 드럼(160)에서 이완된 상태를 유지한다.

제 3도를 참고로 하여 상기 구동장치의 세탁시와 탈수시의 동작을 설명한다.

상기와 같이 구성된 상기 구동장치는 세탁시 다음과 같이 작동된다. 먼저, 세탁시에는 클러치동작모터(620)의 작동시 작동레버(640)가 경사를 이루며, 상기 경사에 의하여 커플러지지부(640b)는 슬라이딩커플러(650)를 상부로 슬라이딩 시켜 하부탈수축(240)에만 치차연결되게 이동(제2위치)된다. 그리고 모터를 구동시키면, 로터(510)가 하부세탁축(240)을 중심으로 스테이터어셈블리(400)주위를 회전한다.

이 때 회전력 전달과정을 살펴보면, 로터어셈블리(500)의 회전에 의한 회전력은 , 로터프레임(530)의 로터부싱(534a)과, 로터부싱(534a)과 결합된 하부세탁축(240), 유성기어(220), 캐리어(230), 상부세탁축(210)으로 전달된다. 이 때 상기 탈수축(100)은 하부탈수축(240)이 슬라이딩커플러(650)에 의해 구속되므로, 회전을 하지 않는다.

유성기어(220)는 탈수축(100)의 드럼(160)이 브레이크어셈블리(700)에 의해 구속되므로, 하부세탁축(240)의 태양기어(242)와 반대 방향으로 자전을 하며 동시에 태양기어(242)와 동일 방향으로 드럼(160)주위를 공전하게 된다. 상기와 같이 유성기어(242)가 공전함에 따라 캐리어(230)와 연결된 상부세탁축(210)은 상부탈수축(120)의 내부에서 회전한다.

탈수시에는 상기 세탁시와 반대 방향으로 클러치동작모터(620)가 회전하고 작동레버(640)가 수직을 이루며, 상기 커플러지지부(640b)는 슬라이딩커플러(650)를 하부탈수축(240)과 로터부싱(534a)에 동시에 연결(제1위치)되도록 하부로 이동된다. 즉 슬라이딩커플러(650)의 돌기(652)가 스토퍼(660)의 체결공(340)으로 부터 분리되며 슬라이딩커플러(650)는 하부로 이동한다.

이 때 회전력 전달과정을 살펴보면, 로터어셈블리(500)의 회전에 의한 회전력은 , 로터프레임(530)의 로터부싱(534a)과, 로터부싱(534a)과 결합된 하부세탁축(240), 유성기어(220), 상부세탁축(210)으로 전달된다. 그리고 슬라이딩커플러(650)가 로터부싱(534a)과 하부탈수축(140)을 동시에 연결하므로 로터부싱(534a)의 회전력은 슬라이딩커플러(650)를 매개로 하부탈수축(140)과, 드럼(160), 상부탈수축(120)으로 전달된다. 즉 모터의 구동에 의하여 세탁축(200)과 탈수축(100)이 동일한 속도로 동시에 회전하며 탈수를 수행한다.

유성기어(220)는 탈수축(100)의 드럼(160)이 하부세탁축(240)과 동일한 속도로 회전하므로 자전은 하지 않지만, 태양기어(242)와 동일 방향으로 드럼(160)과 함께 공전한다.

도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 세탁기 구동장치의 다른 실시예를 설명한다. 본 실시예의 원리도 상술한 실시예의 구동장치와 같은 개념이다.

도 9는 다른 실시예로서 드럼세탁기의 구성을 개략적으로 나타낸 요부 종단면도이고, 도 10은 도 9의 드럼세탁기 구동장치를 개략적으로 나타낸 종단면도이다.

도 9는 본 발명의 드럼세탁기 구성을 나타낸 단면도로서, 드럼세탁기는 아웃케이스내에 댐퍼(D)와 스프링(S)에 의해 지지된 외조(10')와 상기 외조(10')내에 회전가능하게 설치된 원통형상의 세탁조(20'), 상기 외조(10')의 하부 일측에 전원을 인가 받아 회전하는 구동장치를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 드럼세탁기의 세탁조(20')에 구동력을 전달하기 위하여 세탁축(200')이 형성된다. 도 10에 도시한 바와 같이 상기 세탁축(200')의 일단은 세탁조(20')의 후면에 형성된 스파이더(30')에 삽입되고 타단은 로터부싱(534a')에 치합된다. 그리고 구동장치의 회전력은 세탁축(200')으로 전달되어 세탁조(20')를 회전시킨다. 상기와 같이 세탁조(20')의 회전으로 세탁물이 들어올려졌다가 중력에 의해 아래로 떨어지면서 세탁을 수행하게 된다.

그리고, 상기 드럼세탁기의 전면에는 세탁조(20')의 개구부와 대응하는 도어(R)가 구비된다. 그리고 상기 도어(R)와 세탁조(20')사이에는 가스켓(G)이 구성되며, 상기 도어(R)의 상부에는 사용자의 조작 명령을 입력받고 세탁기 전체의 작동을 제어하는 콘트롤러부(C)가 구성된다.

한편, 도 10의 본 발명에 따른 구동장치의 종단면도를 참조하여 구조를 상술하면 다음과 같다.

도 10에 도시한 바와 같이, 상기 세탁축(200')의 회전력을 발생시키기 위한 회전장치는, 상기 세탁축(200')과 직결되는 회전자인 로터어셈블리(500')와, 세탁조(20')의 후방에 결합되며, 회전자기장을 발생시키는 고정자인 스테이터어셈블리(400')를 포함하여 구성된다. 상기 로터어셈블리(500')는 클러치하우징(300')의 하단에 결합된 스테이터어셈블리(400')의 외주면과 일정한 간격을 이루며 스테이터어셈블리(400')를 둘러싸는 형태를 이룬다.

상기 스테이터어셈블리(400')는 철판을 다수개 적층한 코어(420')와, 상기 코어(420') 외주면에 권취되는 코일(440'), 상기 코어(420')와 코일(440')의 접촉을 방지하기 위한 인슐레이터(미도시)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 스테이터어셈블리(400')에서 발생시킨 회전 자기장을 이용해 유도전류와 회전력을 발생시키기 위한 로터어셈블리(500')가 스테이터어셈블리(400')의 외주면에 위치한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 기존의 세탁기 동력전달 구조인 모터와 클러치어셈블리를 별도로 구성하며, 그 사이를 벨트로 연결하는 것을 대신하여 클러치어셈블리의 하부에 모터를 직결하여 동력을 직접 클러치로 전달한다.

그리고 회전장치를 구성하는 회전자인 로터어셈블리를 고정자인 스테이터어셈블리의 외부에 배치하여 모터의 동력을 증가시킨다. 그리고 본원의 기술적 요지는 로터프레임의 베이스에 고이는 결수를 유출시키고 스테이터어셈블리에서 발생하는 열을 방열시킬 수 있는 측벽공을 형성하는 것이다.

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.

본 발명에 의하면, 클러치의 하부에 모터가 체결되어 회전력의 전달이 효율적이고 구성 또한 간단하다. 그리고 기존 모터의 구조와는 달리 로터와 스테이터의 위치를 변경하여 모터의 출력을 증가 시켰다. 또한 본 발명에 의해 기대되는 효과로는 로터프레임 측벽에 형성된 측벽공에 의하여 스테이터를 냉각시킬 수 있다. 그리고 상기 측벽공으로 로터어셈블리의 베이스에 고인물이 배출될 수 있는장점을 기대할 수 있다.

Claims

세탁기의 외형을 이루는 아웃케이스내에 설치된 외조;

상기 외조의 내부에 회전 가능하게 설치된 다수의 탈수공을 갖는 탈수조 겸용의 세탁조;

상기 세탁조의 내측 하면에 회전가능하게 설치된 세탁날개;

세탁조와 직결되는 상부탈수축(110)과 하부탈수축(120), 상기 상부탈수축(120)과 하부탈수축(140)을 연결하는 드럼(160)을 포함하여 구성되어 세탁조를 회전시키기 위한 탈수축(100);

상기 상부탈수축(120)의 내부에 결합되며 세탁날개와 연결되는 상부세탁축(210), 상기 드럼(160)의 내측에 위치하고 드럼(140)의 내벽면을 따라 회전하면서, 모터의 회전수를 감속시켜 회전력을 상기 상부세탁축(210)으로 전달하는 다수개의 유성기어(220), 상기 유성기어(220)를 회전시키기 위한 태양기어가 상부에 형성된 하부세탁축(240)을 포함하여 구성되는 세탁축(200);

상기 탈수축(100)을 감싸며 상,하로 분리된 클러치하우징(300);

상기 탈수축(100)과 세탁축(200)의 회전을 제어해 주기 위한 클러치어셈블리(600);

중심에서 외주면으로 형성된 폴(pole)을 형성한 도넛 형태의 철판을 다수개 적층한 코어(420)와, 상기 폴(pole)에 감긴 코일(440)을 포함하여, 상기 클러치하우징(300) 일측에 장착되어 교류전류에 의해 회전자기장을 발생시키기 위한 스테이터어셈블리(400);

스테이터어셈블리(400)와 일정 간격을 유지하면서 스테이터어셈블리(400)의 폴(426)을 감싸고, 원주면을 따라 다수개의 홀이 형성된 철판이 다수개 적층된 로터코어(512)와, 상기 로터코어(512)의 홀을 메꾸어 자속을 쇄교하는 금속바(514), 상기 금속바(514)의 양끝단과 연결되어 2차 전류의 폐회로를 형성하기 위한 상하부앤드링(516,518)을 포함하여, 전류를 유도시키고 회전력을 발생시키기 위한 로터(510);

상기 로터(510)의 하단부를 지지하기 위한 단턱(539)과 배수 및 온도상승을 방지하기 위한 측벽공(C)이 형성되는 측벽(532), 중심부에 하부세탁축(240)과 연결되기 위한 로터부싱(534a)을 가지는 베이스(534)을 포함하며, 상기 스테이터어셈블리(400)의 외주면을 감싸고, 상기 로터(510)가 고정되는 로터프레임(530)을 포함하여 구성되는 전자동 세탁기의 구동장치.
제 1항에 있어서, 상기 로터프레임(530)의 재질은 철판이며, 측벽(532)과 베이스(534)가 일체로 형성됨을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 구동장치.
제 1항에 있어서, 상기 로터프레임(530)의 단부를 로터프레임의 외부로 벤딩처리한 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 구동장치.
제 1항에 있어서, 상기의 상하부앤드링(516,518)과 금속바(514)는 알루미늄으로 구성됨을 특징으로하는 전자동 세탁기의 구동장치.
제 1항에 있어서, 상기의 상하부앤드링(516,518)과 금속바(514)는 구리로 구성됨을 특징으로하는 전자동 세탁기의 구동장치.
제 1항에 있어서, 상기의 상하부앤드링(516,518)과 금속바(514)는 다이캐스팅됨을 특징으로하는 전자동 세탁기의 구동장치.
중심에서 외주면으로 형성된 폴(pole)을 형성한 도넛 형태의 철판을 다수개 적층한 코어(420)와, 상기 폴(pole)에 감긴 코일부(440)를 포함하여, 상기 클러치하우징(300) 일측에 장착되어 교류전류에 의해 회전자기장을 발생시키기 위한 스테이터어셈블리(400);

스테이터어셈블리(400)의 폴을 감싸고, 원주면을 따라 다수개의 홀이 형성된 철판이 다수개 적층된 로터코어(512)와, 상기 로터코어(512)의 홀을 메꾸어 자속을 쇄교하는 금속바(514), 상기 금속바(514)의 양끝단과 연결되어 2차 전류의 폐회로를 형성하기 위한 상하부앤드링(516,518)을 포함하여, 전류를 유도시키고 회전력을 발생시키기 위한 로터(510);

상기 로터(510)의 하단부를 지지하기 위한 단턱(539)과 배수 및 온도상승을 방지하기 위한 측벽공(C)가 형성되는 측벽(532), 중심부에 하부세탁축(240)과 연결되기 위한 로터부싱(534a)을 가지는 베이스(534)을 포함하며, 상기 스테이터어셈블리(400)의 외주면을 감싸고, 상기 로터(510)가 고정되는 로터프레임(530)을 포함하여 구성되는 모터.
제 7항에 있어서, 상기의 상하부앤드링(516,518)과 금속바(514)는 알루미늄 으로 형성됨을 특징으로하는 모터.
제 7항에 있어서, 상기의 상하부앤드링(516,518)과 금속바(514)는 구리로 형성됨을 특징으로하는 모터.
제 7항에 있어서, 상기의 상하부앤드링(516,518)과 금속바(514)는 다이캐스팅됨을 특징으로하는 모터.
세탁기의 외형을 이루는 아웃케이스내에 가로로 눕혀져 설치된 외조;

상기 외조의 내부에 회전 가능하게 가로로 눕혀져 설치된 다수의 탈수공을 갖는 탈수조 겸용의 세탁조;

상기 외조를 관통하여 외조 내측에 설치되는 세탁조에 축 연결되어 모터의 구동력을 세탁조에 전달하는 세탁축;

도넛 형태의 철판을 다수개 적층한 코어와, 코어의 외주면에 감긴 코일을 포함하여, 상기 세탁조의 후방에 장착되어 교류전류에 의해 회전자기장을 발생시키기 위한 스테이터어셈블리;

스테이터어셈블리와 일정 간격을 유지하면서 스테이터어셈블리의 폴을 감싸고, 원주면을 따라 다수개의 홀이 형성된 철판이 다수개 적층된 로터코어와, 상기 로터코어의 홀을 메꾸어 자속을 쇄교하는 금속바, 상기 금속바의 양끝단과 연결되어 2차 전류의 폐회로를 형성하기 위한 상하부앤드링을 포함하여, 전류를 유도시키고 회전력을 발생시키기 위한 로터;

상기 로터의 하단부를 지지하기 위한 단턱과 배수 및 온도상승을 방지하기 위한 측벽공이 형성되는 측벽, 중심부에 하부세탁축과 연결되기 위한 로터부싱을 가지는 베이스를 포함하며, 상기 스테이터어셈블리의 외주면을 감싸고, 상기 로터가 고정되는 로터프레임을 포함하여 구성되는 드럼세탁기의 구동장치.