KR20050113452A - 세탁기의 부력 클러치 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 세탁기의 부력 클러치 장치는, 세탁조 내에 회전 가능하게 구비된 펄세이터와; 상기 펄세이터에 회전동력을 전달하는 세탁축과; 상기 세탁축의 외측에 세탁축과 이중 축 구조로 배치되어 상기 세탁조에 회전 동력을 전달하는 탈수축과; 상기 펄세이터에 결합된 상태에서 상기 세탁조에 저수된 세탁수의 수위에 따라 상하 이동하면서 상기 탈수축에 결합되거나 분리되는 클러치 부시가 구비된 부력체를 포함하여 구성됨으로써, 클러치 부시를 포함한 부품 제작상의 어려움을 해결할 수 있고, 기어부 등 상호 결합 구조의 견고함으로 클러치 작동의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

세탁기의 부력 클러치 장치{Float clutch apparatus for washing machine}

본 발명은 세탁기의 클러치 장치에 관한 것으로서, 특히 세탁수 내에 차있는 세탁수에 의해 상하 이동되면서 탈수축으로 전달되는 동력을 절환하는 세탁기의 부력 클러치 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기의 부력 클러치 장치는, 펄세이터가 연결된 세탁축을 따라 상하로 이동하는 부력체가 세탁수의 수위에 따라 승하강하면서 세탁축에서 탈수축 및 세탁조로 전달되는 동력을 절환하는 장치이다.

도 1은 대한민국 공개특허공보 특2003-0049402(공개일자 2003.06.25)에 개시된 선출원 발명의 '부력 방식 클러치 세탁기'가 도시된 주요부 절개 사시도이다.

선출원 발명의 부력 방식 클러치가 구비된 세탁기는, 세탁시 급수되는 세탁수를 저장하는 저수조(61)와; 상기 저수조(61)에 회전 가능하게 내장되어 세탁물을 세탁, 헹굼, 탈수시키는 세탁조(62)와; 상기 세탁조(62) 내의 바닥 중앙에 장착되어 세탁축(74)의 회전력을 통해 정, 역회전하면서 세탁 수류를 형성하여 수류 마찰력으로 세탁물을 세탁하는 펄세이터(63)와; 상기 세탁조(62) 및 펄세이터(63)의 회전작동을 위한 세탁축(74) 및 탈수축(72)에 동력을 제공하는 구동모터(66)와; 상기 세탁조(62)와 고정 연결되어 탈수시 상기 구동모터(66)의 회전력을 전달받아 세탁조(62)를 회전시키는 중공형태의 탈수축(72)과, 상기 탈수축(72) 내에 관통 장착되어 상단이 펄세이터(63)와 고정되는 세탁축 결합부재(64)에 고정 연결되고 하단이 구동모터(66)와 연결되어 상기 구동모터(66)의 회전력을 전달받아 상기 펄세이터(63)를 정, 역회전시키는 세탁축(74)과, 상기 탈수축(72)을 지지하는 다수개의 베어링(76)으로 구성되어 구동모터(66)의 동력을 세탁조(62) 및 펄세이터(63)로 전달하는 트랜스미션(70)과; 세탁수의 유무에 따라 부력체(float)(81)의 승하강을 통해 상기 탈수축(72) 상단에 형성된 기어부(87)와 치합·분리되며, 기어결합시 상기 탈수축(72) 회전을 통해 세탁조(62) 및 펄세이터(63)를 동시에 회전 연동되도록 하는 부력 클러치(80)로 구성되어 있다.

상기 부력 클러치(80)는, 세탁수의 급, 배수에 의해 세탁축(74)에서 상승 또는 하강될 수 있도록 하단엔 일정 공간형태의 부력부(82)가 형성되어 있고, 'U'자형태의 연결부(83)를 통해 상기 부력부(82)와 일체로 형성된 중공 원통의 중앙부(84)의 내주면 상단엔 배수시 하강하여 탈수축(72) 상단에 형성된 기어부(87)와 치합될 수 있게 부력체기어부(85)가 형성되어 있으며, 상기 부력부(82)와 중앙부(84)를 연결하고 있는 연결부(83) 하단엔 급수 상승된 세탁수에 의해 상기 연결부(83)에 안착되는 상기 세탁축 결합부재(64) 하단에 일체로 형성된 배리어부(65)의 내측 공기층(88)이 상기 배리어부(65) 외측으로 유동되는 것을 방지하도록 일정직경의 관통홀(86)이 형성된 원추형상의 부력체(81)와; 배수시 자중에 의해 하강하는 상기 부력체(81)의 중앙부(84) 상단에 형성된 부력체 기어부(85)와 대응 치합되어 탈수축(72)의 회전에 의해 세탁조(62) 및 펄세이터(63)가 동시에 회전될 수 있도록 상기 탈수축(72) 상단에 상기 부력체 기어부(85)와 동일한 형상으로 형성된 탈수축 기어부(87)로 구성되어 있다.

상기한 바와 같은 선출원 발명의 부력 방식 클러치가 구비된 세탁기는, 상기 세탁조(62) 내로 세탁수가 급수되게 되면, 상기 세탁조(62)와 펄세이터(63) 사이에 위치되어 있는 부력 클러치(80)의 부력체(81)가 세탁수의 부력작용에 의해 탈수축 기어부(87)로부터 분리되어 상기 펄세이터(63) 저면으로까지 상승하게 된다.

이 때에는 구동모터(66)의 회전력이 세탁축(74)으로만 전달되어 펄세이터(63)만 동시에 정, 역회전하면서 세탁을 수행하게 된다.

이와 반대로 세탁조(62) 내의 세탁수가 배수되면, 상기 부력체(81)가 자중에 의해 하강하면서 상기 부력체 기어부(85)가 상기 탈수축 기어부(87)에 치합되면서 상기 세탁축(74)으로 전달되는 회전력이 탈수축(72)으로도 전달된다. 따라서, 상기 펄세이터(63)와 함께 세탁조(62)도 동시에 회전하면서 세탁물에 함유된 세탁수가 세탁조(62)의 외부로 배출되는 탈수 작동이 이루어질 수 있게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 선출원 발명의 부력 방식 클러치가 구비된 세탁기는, 상기 부력체(81)에 스플라인 형태의 부력체 기어부(85)가 형성되기 때문에 탈수축(72)의 기어부(87)에 치합, 분리되는 과정을 반복하면서 부력체 기어부(85)가 마모되어 손상되는 경우가 발생된다. 이렇게 부력체 기어부(85)가 손상되면 탈수축(72)으로의 동력 전달이 원활하게 이루어지지 않게 되면서 세탁조(62)에 적정 RPM과 토크를 전달하기 어려워지기 때문에 탈수 작동 성능이 현저하게 저하되는 문제점이 발생된다.

한편, 상기와 같은 마모 발생 등의 문제점 때문에 도 2에 도시된 바와 같이 부력체(81') 내에 금속재질로 이루어진 부시(90)를 추가하여 세탁축(74')의 스플라인(74a)과 탈수축(72')의 기어부(87')에 각각 치합되도록 구성한 클러치 장치도 있다.

이와 같은 클러치 장치는 상기 세탁축(74')의 스플라인(74a)과 탈수축(72')의 기어부(87')가 2단 구조를 가지므로, 이와 결합되는 상기 부시(90)의 기어부(90a)(90b)도 2단 구조를 갖도록 형성되기 때문에 통상적으로 부시(90)를 동 및 동합금 등의 재질로 주물 제작하여 구성하게 된다.

그러나, 상기와 같이 주물 제작된 부시(90)는 세탁수에 의해 부식되기 쉽고, 또한 동력 전달 과정에서 마모가 빠르게 진행될 수 있으므로, 부시(90)를 부식 방지와 강도 보강을 위해 스테인리스 스틸 재질 등으로 구성하는 것이 바람직한 데, 주물 제작이 어려운 스테인리스 스틸 재질의 특성상 2단 구조의 부시를 제작하기가 쉽지 않고, 절삭 등의 방법으로 제작한다고 하더라도 상당한 제작 비용이 소요될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 부력체가 펄세이터에 결합된 상태에서 세탁 수위에 따라 승하강 하면서 탈수축에 결합되거나 분리되도록 구성됨으로써 클러치 부시 등 부품 제작상의 어려움을 해결할 수 있고, 클러치 작동의 신뢰성을 높일 수 있는 동시에 모터 쪽으로 백래쉬 발생을 최소화할 수 있는 세탁기의 부력 클러치 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 세탁기의 부력 클러치 장치는, 세탁조 내에 회전 가능하게 구비된 펄세이터와; 상기 펄세이터에 회전동력을 전달하는 세탁축과; 상기 세탁축의 외측에 세탁축과 이중 축 구조로 배치되어 상기 세탁조에 회전 동력을 전달하는 탈수축과; 상기 펄세이터에 결합된 상태에서 상기 세탁조에 저수된 세탁수의 수위에 따라 상하 이동하면서 상기 탈수축에 결합되거나 분리되는 클러치 결합부를 갖는 부력체를 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 부력 클러치 장치가 구비된 세탁기의 주요부 절단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 부력 클러치 장치가 도시된 주요부 상세 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 부력 클러치 장치의 주요부 절개 사시도이다.

본 발명에 따른 세탁기는 도 3에 도시된 바와 같이, 세탁수가 저장되는 저수조(12)와, 상기 저수조(12)에 회전 가능하게 내장되어 세탁물을 세탁, 헹굼, 탈수시키는 세탁조(14)와, 상기 세탁조(14) 내의 바닥 중앙에 장착되어 정, 역회전하면서 세탁 수류를 형성하여 수류 마찰력으로 세탁물을 세탁하는 펄세이터(16)와, 상기 세탁조(14) 및 펄세이터(16)의 회전 작동을 위한 탈수축(22) 및 세탁축(24)에 동력을 제공하는 구동모터(26)로 구성된다.

여기서 상기 탈수축(22)은 상기 세탁축(24)이 삽입되어 이중축 구조를 이루도록 중공 구조로 형성되고, 상기 세탁조(14)와 고정 연결되어 탈수 작동시에 상기 구동모터(26)의 회전력을 전달받아 세탁조(14)를 회전시키도록 구성된다.

상기 세탁축(24)은 상기 탈수축(22) 내에 관통되게 장착되어 상단이 상기 펄세이터(16)와 고정되는 펄세이터 부시(18)에 고정 연결되고 하단이 구동모터(26)와 연결되어 상기 구동모터(26)의 회전력을 전달받아 상기 펄세이터(16)를 정, 역회전시키도록 구성된다.

상기 세탁축(24) 사이에는 상기 구동모터(26)에서 펄세이터(16)로 전달되는 회전력을 감속시킬 수 있도록 유성기어치차를 이용한 기어트레인(25)이 구비된다.

특히, 상기 펄세이터(16)의 하부와 세탁조(14)의 바닥면 사이에는 세탁수의 저장 높이에 따라 상하 이동하면서 상기 세탁축(24)에서 탈수축(22)으로 전달되는 동력을 단속할 수 있도록 클러치 작용을 하는 부력체(30)가 구비되는 바, 이하 상기 펄세이터(16), 부력체(30), 클러치 결합 구조에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 상기 펄세이터(16)는, 중앙의 보스부(17)에 원통 구조로 형성된 원통 결합부(17a)가 형성된다. 상기 원통 결합부(17a)의 내주면에는 상기 세탁축(24)과 결합되어 회전 동력을 전달하는 펄세이터 부시(18)가 결합되도록 기어부(17b)가 형성되고, 상기 원통 결합부(17a)의 외주면에는 상기 부력체(30)가 상하 이동 가능하게 결합되도록 기어부(17s)가 형성된다.

그리고 상기 펄세이터 부시(18)는 상기 세탁축(24)이 삽입되도록 원통 구조로 형성되어 그 내주면과 외주면에 상기 세탁축(24)과 상기 펄세이터(16)에 결합되도록 기어부(18a)(18s)가 각각 형성되고, 상면에는 상기 펄세이터(16)를 세탁축(24)에 조립하기 위한 나사(19)가 통과하는 나사홀(18b)이 형성된다.

다음, 상기 부력체(30)는 상기 펄세이터(16)의 원통 결합부(17a)에 상시 결합되어 있는 상태에서 세탁수의 수위에 따라 상하 이동하면서 클러치 결합부가 상기 탈수축(22) 상단에 형성된 기어부(22s)에 치합되거나 분리되면서 클러치 작동을 수행하도록 구성된다.

이와 같은 상기 부력체(30)는 세탁수의 수위에 따라 상승 또는 하강될 수 있도록 하부가 개방된 돔 형상의 부력부(31)와, 상기 세탁축(24) 둘레에 위치되고 상측부가 상기 펄세이터(16)의 기어부(17s)에 상하 이동 가능하게 결합되는 원통 구조의 중앙부(33)와, 상기 부력부(31)와 중앙부(33)를 'U'자 구조로 연결하는 연결부(35)로 구성되고, 상기 부력부(31), 중앙부(33), 연결부(35)는 일체로 형성된다.

특히, 상기 부력체(30)의 중앙부(33)에는 상기 펄세이터(16)의 기어부(17s)에 결합된 상태에서 상기 부력체(30)를 따라 상하 이동하면서 상기 탈수축(22)의 기어부(22s)에 결합되거나 분리되는 클러치 결합부인 클러치 부시(37)가 일체로 고정된다.

상기 클러치 부시(37)는 스테인리스 스틸 등 금속재질의 링 구조로 형성되고, 그 내주면에 상기 탈수축(22)의 기어부(22s)에 결합되는 기어부(37s)가 형성된다.

상기에서 기어부(17s)(22s)(37s)는 회전 방향으로는 상호 구속하고 축방향으로는 이동이 가능하도록 하는 동일한 형상의 세레이션(serration)이나 스플라인(spline) 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 클러치 부시(37)의 기어부(37s)와 상기 탈수축(22)의 기어부(22s) 중 적어도 어느 한쪽은 상호 결합될 때 걸림 현상이 최소화되도록 초기 결합 부분이 곡면으로 챔퍼(champer) 가공되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 부력체(30)의 중앙부(33)에는 상기 클러치 부시(37)가 설치된 상측 부분에 상기 클러치 부시(37)의 위치를 고정하는 원형 구조의 돌출부(33a)가 형성된다.

따라서, 상기한 본 발명의 실시예는 상기 클러치 부시(37)가 상기 펄세이터(16)의 기어부(17s)에 결합된 상태에서 상기 부력체(30)와 함께 상하 이동하면서 상기 탈수축(22)의 기어부(22s)에 결합되거나 분리되면서 클러치 작용을 하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 세탁기의 부력 클러치 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 6a와 도 6b는 본 발명에 따른 부력 클러치 장치의 작동 상태도로서, 도 6a는 세탁 작동시의 상태도이고, 도 6b는 탈수 작동시의 상태도이다.

저수조(12) 및 세탁조(14) 내로 세탁수가 급수되게 되면, 상기 펄세이터(16)의 하부에 결합되어 있는 부력체(30)가 세탁수의 부력작용에 의해 상기 펄세이터(16) 방향으로 상승하게 된다.

이때, 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 부력체(30)에 일체로 고정된 클러치 부시(37)도 함께 상승하면서 탈수축(22)의 기어부(22s)로부터 분리됨으로써 구동모터(26)의 회전력이 세탁축(24)에서 탈수축(22)으로는 전달되지 않게 되어 펄세이터(16)만 정, 역회전하면서 세탁 및 헹굼 작동을 수행하게 된다.

이후, 세탁조(14) 내의 세탁수가 배수되면, 상기 부력체(30)가 자중에 의해 하강하게 되고, 동시에 도 6b에 도시된 바와 같이 클러치 부시(37)도 하강하면서 상기 탈수축(22)의 기어부(22s)에 치합되어 결합됨으로써 상기 세탁축(24)으로 전달되는 회전력이 펄세이터 부시(18), 펄세이터(16)의 원통 결합부(17a), 부력체(30), 클러치 부시(37)를 통해 탈수축(22)으로도 전달된다.

이때에는 상기 펄세이터(16)와 함께 세탁조(14)도 동시에 회전하면서 세탁물에 함유된 세탁수가 세탁조(14)의 외부로 배출되는 원심 탈수 작동이 이루어질 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 세탁기의 부력 클러치 장치는, 부력체가 펄세이터에 결합된 상태에서 세탁 수위에 따라 승하강 하면서 탈수축에 결합되거나 분리되도록 구성되어 있기 때문에 세탁축의 중심으로부터 펄세이터와 부력체가 결합되는 부분까지 반경이 커지게 되어 모터 쪽으로 발생하는 백래쉬의 영향을 줄여, 소음 발생을 줄일 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 부력체에 단층 구조의 클러치 부시가 설치되어 상기 탈수축과 결합되도록 구성되어 있기 때문에 클러치 부시를 포함한 부품 제작상의 어려움을 해결할 수 있고, 기어부 등 상호 결합 구조의 견고함으로 클러치 작동의 신뢰성을 높일 수 있는 이점도 있다.

도 1은 선출원 발명의 부력 클러치 장치가 구비된 세탁기의 주요부 절개 사시도,

도 2는 종래 부력 클러치 장치의 주요 부분이 도시된 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 부력 클러치 장치가 구비된 세탁기의 주요부 절단면도,

도 4는 본 발명에 따른 부력 클러치 장치가 도시된 주요부 상세 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 부력 클러치 장치의 주요부 절개 사시도,

도 6a와 도 6b는 본 발명에 따른 부력 클러치 장치의 작동 상태도로서, 도 6a는 세탁 작동시의 상태도이고, 도 6b는 탈수 작동시의 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

12 : 저수조 14 : 세탁조

16 : 펄세이터 17 : 보스부

18 : 펄세이터 부시 19 : 나사

22 : 탈수축 24 : 세탁축

25 : 기어 트레인 26 : 구동모터

30 : 부력체 31 : 부력부

33 : 중앙부 35 : 연결부

37 : 클러치 부시

Claims (6)

1. 세탁조 내에 회전 가능하게 구비된 펄세이터와;

   상기 펄세이터에 회전동력을 전달하는 세탁축과;

   상기 세탁축의 외측에 세탁축과 이중 축 구조로 배치되어 상기 세탁조에 회전 동력을 전달하는 탈수축과;

   상기 펄세이터에 결합된 상태에서 상기 세탁조에 저수된 세탁수의 수위에 따라 상하 이동하면서 상기 탈수축에 결합되거나 분리되는 클러치 결합부를 갖는 부력체를 포함한 것을 특징으로 하는 세탁기의 부력 클러치 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 펄세이터는, 내측면이 상기 세탁축에 결합되는 동시에 외측면이 상기 부력체가 상하 이동 가능하게 결합되는 원통 결합부를 갖는 것을 특징으로 하는 세탁기의 부력 클러치 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 원통 결합부와 세탁축 사이에는 펄세이터 부시가 설치되어 회전력을 전달토록 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기의 부력 클러치 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 부력체는 상기 세탁축 둘레에 위치되는 원통형상의 중앙부를 갖고,

   상기 중앙부의 내주면 상측에는 상기 펄세이터와 결합되는 펄세이터 결합부가 형성되고, 이 펄세이터 결합부의 하측에는 상기 클러치 결합부가 구비된 것을 특징으로 하는 세탁기의 부력 클러치 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 클러치 결합부는 상기 부력체에 일체로 설치된 링 형상의 클러치 부시인 것을 특징으로 하는 세탁기의 부력 클러치 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 부력체는 상기 클러치 부시의 이동을 제한하는 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 세탁기의 부력 클러치 장치.