KR20120060686A - 세탁기 - Google Patents

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KR20120060686A
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Abstract

본 발명은 세탁축 및 탈수축을 연결시키는 클러치의 정상 동작여부를 감지하여 클러치 및 모터 등의 파손을 방지할 수 있는 세탁기에 관한 것으로, 세탁날개를 회전시키는 세탁축; 저수조의 내부에 위치하는 드럼을 회전시키는 탈수축; 상기 세탁축과 결합되고 회전력을 전달하는 로터; 상하 이동에 의해 상기 로터와 선택적으로 결합하여 로터의 회전력을 상기 탈수축에 선택적으로 전달할 수 있는 클러치; 상기 클러치에 장착되는 차폐부재; 상기 로터에 구비되는 영구자석;및 상기 영구자석과 대향하는 자기센서;를 포함하고, 상기 클러치의 이동에 의해 상기 차폐부재가 상기 영구자석과 자기센서를 차폐하여, 상기 자기센서가 상기 클러치의 위치를 감지하도록 구성된다.

Description

세탁기{WASHING MACHINE}
본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세탁축 및 탈수축을 연결시키는 클러치의 정상 동작여부를 감지하여 클러치 및 모터 등의 파손을 방지할 수 있는 세탁기에 관한 것이다.
일반적으로 세탁기는 기계적인 힘을 이용하여, 드럼 내의 세탁수의 수류를 강제적으로 형성함으로서, 세제의 화학적인 작용을 촉진시키는 것과 더불어 세탁물에 마찰 또는 충격과 같은 물리적 작용을 가하여 세탁 효과를 향상시켜 세탁이 이루어질 수 있도록 된 장치다.
이러한 세탁기는 드럼의 하부에 설치되어 있는 세탁날개(펄세이터)를 정역방향으로 회전시킴으로서, 세탁을 위한 수류를 형성한다. 따라서, 이러한 세탁기에는 드럼을 회전시키기 위한 탈수축과, 세탁날개를 구동시키기 위한 세탁축을 필요로 한다. 즉, 세탁기에는 상기의 두 개의 구동축(세탁축, 탈수축)을 선택적으로 구동시키기 위한 클러치가 구비된다. 그에 따라, 클러치는 구동모터에서 발생되는 회전력을 세탁시에는 세탁날개에 전달하고, 탈수시에는 세탁날개와 드럼에 선택적으로 전달한다.
도 1은 일반적인 세탁기의 구성을 개략적으로 도시하고 있다.
도 1을 참고하면, 세탁기(10)는 외관을 형성하는 본체(8)를 구비하고 있으며, 본체 내부에는 저수조(1)가 구비되어 있다. 저수조(1)의 내부에는 구동모터(7)에 의해 회전되는 드럼(2)이 회전가능하게 구비된다. 드럼의 하부에는 세탁을 위한 세탁날개(3)가 구비되어 있으며 구동모터(7)에 의해 회전가능하다.
드럼과 세탁날개의 회전을 위한 회전력을 형성하는 구동모터(7)는 저수조(1)의 하부에 구비되며, 드럼은 탈수축(5)에 의해 구동모터의 회전력을 전달받으며, 세탁날개(3)는 세탁축(6)에 의해 구동모터의 회전력을 전달받는다. 상기 탈수축과 세탁축은 동심으로 설치되며, 세탁축이 탈수축의 내부에 위치한다. 상기 탈수축과 세탁축은 베어링하우징(4)에 의해 회전가능하게 지지된다.
한편 상기 구동모터(7)는 스테이터와 로터를 포함한다. 상기 스테이터는 권선된 코일과 마그네트를 구비하며, 스테이터의 외주면을 덮는 로터는 상기 세탁축과 탈수축에 선택적으로 결합된다. 특히 상기 로터는 상기 스테이터와 전자기적인 상호작용에 의해 회전을 하며, 그에 따라 회전력을 상기 세탁축과 탈수축에 전달한다.
구동모터의 로터와 탈수축 및 세탁축의 선택적인 결합은 클러치에 의해 이루어진다. 클러치는 세탁축에 치합되어 상하 이동가능하며, 로터와 치합될 수 있는 치면을 구비하고 있다. 그에 따라, 상승시에는 세탁축과 로터사이의 결합을 해제하고 하강시에는 로터와 치합하여 세탁축을 로터와 결합시켜 세탁축에 로터의 회전력을 전달한다. 클러치의 상하 구동은 별도의 클러치 모터에 의해 이루어진다.
이러한 클러치와 로터의 치합 및 구동은 정밀하게 이루어져야 한다. 그렇지 않으면, 클러치가 로터와 완전히 치합되지 않은 상태에서 로터의 회전력이 전달되면 클러치의 치면이 파손되는 문제점이 발생될 수 있다. 또한, 클러치가 완전히 로터와의 결합이 해제되지 않은 상태에서 로터가 회전하게 되면, 클러치 모터 또는 세탁축 및 탈수축에 충격이 전달되어 파손되는 문제점이 발생될 수 있다. 그에 따라 세탁기의 오작동 및 파손의 위험이 증가하는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.
즉, 본 발명은 클러치의 위치를 정밀하게 감지하여 클러치와 로터의 결합 또는 해제를 정밀하게 감지하여 구성품의 파손을 방지하고 오작동의 위험을 방지할 수 있는 세탁기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 기술적인 과제를 해결하기 위하여 다음과 같은 기술적인 구성을 제공한다.
본 발명의 세탁기는, 세탁날개를 회전시키는 세탁축; 저수조의 내부에 위치하는 드럼을 회전시키는 탈수축; 상기 세탁축과 결합되고 회전력을 전달하는 로터; 상하 이동에 의해 상기 로터와 선택적으로 결합하여 로터의 회전력을 상기 탈수축에 선택적으로 전달할 수 있는 클러치; 상기 클러치에 장착되는 차폐부재; 상기 로터에 구비되는 영구자석;및 상기 영구자석과 대향하는 자기센서;를 포함하고, 상기 클러치의 이동에 의해 상기 차폐부재가 상기 영구자석과 자기센서를 차폐하여, 상기 자기센서가 상기 클러치의 위치를 감지하도록 구성된다.
상기 영구자석은 링 형상을 가지고 상기 로터와 동심이 되도록 결합되고, 상기 차폐부재는 원통형상을 가지고 상기 클러치에 동심이 되도록 결합되되, 상기 원통형상 차폐부재의 내경은 상기 링 형상 영구자석의 외경보다 크도록 형성되어, 상기 클러치의 이동에 의해 상기 차폐부재가 상기 영구자석의 외주면을 감싸도록 구성된다.
여기서, 상기 원통형 차폐부재는 서로 대향하는 영구자석과 자기센서의 사이로 상기 클러치의 이동에 의해 진입하여 차폐한다.
상기 자기센서는 상기 영구자석의 외주면에서 소정의 간격을 가지도록 외측으로 이격되어 상기 영구자석과 대향한다.
또한, 상기 차폐부재는 스틸(steel) 계열의 금속 재질을 가진다.
한편 본 발명의 세탁기는, 세탁날개를 회전시키는 세탁축; 저수조의 내부에 위치하는 드럼을 회전시키는 탈수축; 상기 세탁축과 결합되어 회전력을 전달하는 로터; 상하 이동에 의해 상기 로터와 선택적으로 결합하여 로터의 회전력을 상기 탈수축에 선택적으로 전달할 수 있는 클러치; 상기 클러치에 장착되는 환형의 금속판; 및 양 단부가 동일방향을 향해 굴곡된 금속성 연결부재의 각 단부에 영구자석과 자기센서가 각각 결합되어 소정거리만큼 이격되어 있는 자력감지장치;를 포함하고, 상기 클러치의 이동에 의한 상기 금속판이 상기 자력감지장치로 접근함에 의해, 상기 연결부재의 양 단부 사이의 자력증가를 상기 자기센서가 감지하여 상기 클러치의 위치를 감지하도록 구성될 수 있다.
여기서 일 실시예로 상기 자력감지장치는 상기 클러치가 로터와 결합되는 클러치 하강을 감지하도록 상기 클러치의 하측에 위치한다.
한편 다른 실시예로 상기 자력감지장치는 상기 클러치가 로터와의 결합이 해제되는 클러치 상승을 감지하도록 상기 클러치의 상측면에 위치하고, 상기 클러치의 상부에 클러치 상승시에 클러치의 움직임을 방지하는 스토퍼를 더 포함하고, 상기 자력감지장치는 상기 스토퍼의 측면에 결합되어, 상기 클러치와 스토퍼가 결합된 것을 감지한다.
한편 본 발명의 세탁기는, 세탁날개를 회전시키는 세탁축; 저수조의 내부에 위치하는 드럼을 회전시키는 탈수축; 상기 세탁축과 결합되고 회전력을 전달하는 로터; 상하 이동에 의해 상기 로터와 선택적으로 결합하여 로터의 회전력을 상기 탈수축에 선택적으로 전달할 수 있는 클러치; 상기 클러치에 장착되는 차폐부재; 양 단부가 동일방향을 향해 굴곡된 금속성 연결부재의 각 단부에 영구자석과 자기센서가 각각 결합되어 소정거리만큼 이격되어 있는 자력감지장치;를 포함하고, 상기 클러치의 이동에 의해 상기 차폐부재가 상기 영구자석과 자기센서 사이를 차폐하여, 상기 자기센서가 상기 클러치의 위치를 감지하도록 구성될 수 있다.
여기서 상기 자력감지장치는 상기 클러치의 하부에 위치하고 상기 연결부재의 양단부가 상기 클러치측으로 향하며, 상기 차폐부재는 원통형상을 가지고 상기 클러치에 동심이 되도록 결합되고, 상기 클러치가 로터와 결합되는 클러치 하강시에 상기 차폐부재의 외주면이 상기 영구자석과 자기센서 사이로 진입한다.
한편 다른 실시예로, 상기 자력감지장치는 상기 클러치의 상부에 위치하고 상기 연결부재의 양단부가 상기 클러치측으로 향하며, 상기 차폐부재는 원통형상을 가지고 상기 클러치에 동심이 되도록 결합되고, 상기 클러치가 로터와의 결합이 해제되는 클러치 상승시에 차폐부재의 외주면이 상기 영구자석과 자기센서 사이로 진입하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 클러치의 상부에 클러치 상승시에 클러치의 움직임을 방지하는 스토퍼를 더 포함하고, 상기 자력감지장치는 상기 스토퍼의 측면에 결합되어, 상기 클러치와 스토퍼가 결합된 것을 감지한다.
상기 차폐부재는 차폐부재의 외주면과 연결되어 수용공간을 형성하는 연결면을 포함하고, 상기 수용공간에 상기 자력감지장치의 일 단부가 이격되어 수용되어, 상기 외주면이 상기 영구자석과 자기센서 사이를 차폐한다.
본 발명은 상기와 같은 구성에 의해, 클러치의 상승위치 및/또는 하강위치를 정밀하게 감지하여 클러치와 로터와의 결합 또는 해제를 정밀하게 감지할 수 있다.
또한, 본 발명은 클러치와 로터가 완전하게 결합 또는 해제되는 것을 감지하여 구성품의 파손 또는 오작동을 사전에 방지하여 세탁기의 신뢰성을 향상시킨다.
도 1은 종래의 일반적인 세탁기의 개략도.
도 2는 본 발명의 세탁기 구동부의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 세탁기 구동부의 결합 사시도.
도 4와 도 5는 본 발명의 세탁기의 제1실시예를 보여주는 부분 단면도.
도 6은 본 발명의 세탁기의 제2실시예를 보여주는 부분 단면도.
도 7은 상기 제2실시예의 원리를 보여주는 개략도.
도 8과 도 9는 본 발명의 세탁기의 제3실시예를 보여주는 부분 단면도.
도 10은 본 발명의 세탁기의 제4실시예를 보여주는 부분 단면도.
도 11은 상기 제4실시예의 원리를 보여주는 개략도.
도 12는 본 발명의 세탁기의 제5실시예를 보여주는 부분 단면도.
도 13은 상기 제5실시예의 원리를 보여주는 개략도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대해서 설명한다.
본 발명의 세탁기는, 외관을 형성하는 본체 내부에 저수조가 구비되고, 저수조의 내부에는 구동모터에 의해 회전되는 드럼이 회전가능하게 구비된다. 드럼의 하부에는 세탁을 위한 세탁날개가 구비되어 있으며 구동모터에 의해 회전가능하다. 이러한 구성은 세탁기의 일반적인 구성으로 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 세탁기 구동부의 분해 사시도를, 도 3은 본 발명의 세탁기 구동부의 결합 사시도를 도시한다. 도 2와 도 3에서는 구체적으로 클러치의 위치를 감지할 수 있는 자력감지장치 또는 자기 센서에 대한 구성은 도시하지 않았다. 구체적인 구성은 각각의 실시예에서 보다 상세하게 설명하고, 도 2와 도 3에서는 그러한 구체적으로 클러치의 위치를 감지할 수 있는 장치가 결합되는 구성에 대해서만 도시하고 있다.
도 2와 도 3을 참고하면, 세탁기의 드럼 및 세탁날개 등의 구동을 위한 구동부를 형성하는 구성은, 세탁날개를 회전시키는 세탁축(11), 저수조의 내부에 위치하는 드럼를 회전시키는 탈수축(12), 상기 세탁축과 결합되고 회전력을 전달하는 로터(21)를 포함하는 구동모터, 상하 이동에 의해 상기 로터와 선택적으로 결합하여 로터의 회전력을 상기 탈수축에 선택적으로 전달할 수 있는 클러치(31)를 포함하고 있다.
상기 세탁축(11)은 탈수축의 중심을 관통하여 드럼의 내부로 돌출되고, 돌출된 단부에 세탁날개가 결합된다. 세탁축의 다른 단부는 하부로 연장되어 구동모터의 로터(21)에 결합된다.
상기 탈수축(12)은 내부에 상기 세탁축(11)이 관통하여 동심으로 설치된다. 탈수축의 일단은 드럼에 결합되어 드럼에 회전력을 전달하고, 타단은 클러치(31)에 의해 선택적으로 로터(21)에 결합되어 회전력을 전달받는다. 그에 따라 상기 탈수축의 중단부에는 클러치와의 치합을 위한 치면(미도시)이 형성되어 있어서, 클러치(31)가 탈수축을 따라 상하로 이동가능하다.
상기 세탁축과 탈수축은 베어링하우징(100)에 지지되며, 베어링(110)에 의해 회동가능하다. 상기 베어링하우징에는 베어링(110) 및 클러치(31)와 클러치 구동모터(36)와 구동모터가 결합되어 지지된다.
상기 구동모터는 저수조의 하면에 구비되는 것으로 드럼 및 세탁날개의 구동력을 형성하며, 로터(21)와 스테이터(22)를 포함한다. 스테이터(22)는 링 형상을 이루며, 권선된 코일을 구비하고 있다. 상기 로터(21)는 상기 스테이터를 감싸는 용기 형상을 이루며, 내부에 마그네트를 구비하여 스테이터에 구비된 코일과의 상호작용에 의해 스테이터 주변을 회전하게 된다. 상기 로터의 중심부에는 세탁축 및 탈수축과의 결합을 위한 축결합부(23)가 구비된다. 상기 축결합부(23)에는 세탁축(11)이 관통하는 축관통공(23b)와 클러치의 치면과 치합되는 치면(23a)이 형성되어 있다. 축결합부와 로터는 결합되어 일체로 회전하며, 축결합부를 관통하는 세탁축은 너트(24)에 의해 축결합부에 고정되어 일체로 회전한다.
상기 클러치(31)는 상하 양면에 치면을 구비한 원통형 구성이다. 또한, 세탁축 및 탈수축이 관통할 수 있도록 중심부에 관통공이 형성되어 있다. 중심부의 관통공 내주면에는 상기 탈수축(12)의 외주면과 치합되고 활주할 수 있도록 치면이 형성되어 있다. 그에 따라, 상기 클러치는 상기 탈수축을 따라 활주하여 로터와 결합되는 하강위치와 로터와의 결합이 해제되는 상승위치로 이동 가능하다.
상기 클러치를 상하 이동시키는 구동수단으로 클러치 모터(36)가 구비된다. 또한, 클러치 모터의 구동력을 클러치에 전달하는 레버(33)가 클러치 측면에 결합된다. 그에 따라 클러치는 클러치 모터의 구동력을 레버(33)를 통해 전달받아 상기 탈수축을 따라 상하이동된다.
한편 상기 클러치(31)의 하면에는 로터의 축결합부(23)에 형성된 치면(23a)과 치합되는 하부치면(34)가 형성되어 있다. 또한, 상기 클러치와 로터의 치합을 견고하게 유지하기 위한 가압스프링(38)이 구비되어 클러치를 로터 측으로 가압한다.
한편 상기 클러치의 상부에는 베어링 하우징(100)에 고정되어 있는 클러치 스토퍼(32)가 구비된다. 상기 클러치 스토퍼(32)는 클러치와 로터와의 결합이 해제된 후에 클러치가 회전하여 클러치 모터 또는 세탁축 및 탈수축에 충격이 가지 않도록 클러치의 회전을 억제하는 구성이다. 이러한 클러치 스토퍼(32)는 하부에 치면(32a)을 구비하고 있다. 따라서, 상기 클러치의 상면에는 상부치면(35)이 구비되어 상기 클러치 스토커의 치면(32a)와 치합된다.
전술한 구성에 의해 클러치(31)는 상하 이동을 하며, 선택적으로 구동모터의 구동력을 전달하며, 로터(21)의 회전에 의한 회전력은 상기 클러치에 의해 선택적으로 탈수축(13)과 세탁축(11)에 전달된다.
본 실시예는 상기와 같은 구성에 있어서, 클러치가 로터와 완전히 결합되었는지 여부를 감지하기 위한 것이다.
도 4와 도 5는 본 실시예 1의 클러치의 작동과 클러치의 위치를 감지하는 수단에 대해 도시한다. 도 4와 도 5를 참고하면, 본 실시예는 클러치에 장착되는 차폐부재(41), 상기 로터에 구비되는 영구자석(42) 및 상기 영구자석과 대향하는 자기센서(50)를 포함하여 구성된다.
상기 차폐부재(41)는 클러치(31)의 하부치면(34)의 내주면을 따라 원통형의 구성이 결합된 것이다. 여기서 상기 차폐부재는 상기 클러치의 내주면이 아니라, 클러치의 하부치면이 있는 면의 내부에 삽입되도록 형성될 수도 있다. 즉, 후술하겠지만, 상기 차폐부재가 클러치의 하강에 따라 영구자석과 자기센서 사이를 차폐할 수만 있으면 상기 클러치 하부에 결합되는 위치는 중요하지 않다.
다만, 상기 차폐부재(41)는 원통형상을 가지고 상기 클러치에 동심이 되도록 결합되어야 한다. 또한, 상기 차폐부재는 스틸(steel) 계열의 금속 재질을 가지는 것이 바람직하다. 하지만, 이는 차폐부재가 자성을 띌 수 있는 재질을 가진다는 것을 의미하며, 자성을 띌 수 있는 다른 재질을 사용할 수도 있다. 그에 따라, 자기장이 형성된 곳에 진입하면 자력선이 집중될 수 있어서 차폐가 가능해진다.
상기 영구자석(42)은 상기 영구자석은 링 형상을 가지고 상기 로터와 동심이 되도록 상기 로터에 구비되는 축결합부(23)에 결합된다. 보다 상세하게는 상기 영구자석(42)은 링 형상의 원통형의 구성으로 축결합부의 축관통공(23b)을 형성하는 면에 결합된다.
도 4에 도시되듯이, 상기 영구자석(42)과 차폐부재(41)는 모두 원통형 구성으로 동심을 이루도록 배치 결합된다. 도 5에 도시되듯이, 상기 원통형상 차폐부재의 내경은 상기 링 형상 영구자석의 외경보다 크도록 형성된다. 따라서, 상기 ㅋ되클러치가 하강하게 되면, 상기 클러치의 이동에 의해 상기 차폐부재(41)가 상기 영구자석(42)의 외주면을 감싸게 된다.
상기 자기센서(50)는 상기 자기센서는 상기 영구자석의 외주면에서 소정의 간격을 가지도록 외측으로 이격되어 상기 영구자석과 대향한다. 상기 자기센서는 고정되어 있는 구성으로, 베어링하우징(100) 또는 클러치 스토퍼(32)에서 연장된 거치대(51)에 결합된다.
여기서, 상기 영구자석과 차폐부재는 모두 원통형의 구성으로 구동축(탈수축)의 둘레를 따라 동심으로 배치되어 있어서, 로터의 회전에 의해 클러치가 회전하더라도 자기센서의 위치에 영향을 받지 않고 주변으로 자기장을 형성하거나 차폐할 수 있다.
도 4를 참고하면, 상기 클러치(31)는 상승위치에서는 상기 클러치스토퍼(32)에 치합되어 고정되어 있으며, 그에 따라 상기 차폐부재(41)는 영구자석과 자기센서에 영향을 미치지 않는다. 그에 따라, 영구자석은 주변에 자기장을 형성하며, 영구자석에 대향하는 자기센서는 자력을 감지하여 클러치가 로터와 치합되지 않았음을 감지한다.
도 5를 참고하면, 상기 클러치(31)의 이동에 의해 상기 차폐부재(41)가 상기 영구자석과 자기센서를 차폐하여, 상기 자기센서가 상기 클러치의 위치를 감지하게 된다. 즉, 상기 원통형 차폐부재(41)는 서로 대향하는 영구자석(42)과 자기센서(50)의 사이로 상기 클러치의 이동에 의해 진입하여 차폐한다. 일반적으로 자석의 주변에 자성을 띌 수 있는 금속성의 부재가 위치하면 자석의 자기장은 금속성 부재에 집중된다. 따라서, 상기 영구자석(42)과 자기센서(50)의 사이로 차폐부재(41)가 진입하면, 영구자석의 자력선은 금속성의 차폐부재에 집중되어 자기센서에 자기장은 영향을 미치지 않게 된다. 즉, 자기센서는 영향을 미치는 자기장의 소멸에 의해 클러치와 로터의 축결합부의 치합을 감지하게 되는 것이다.
본 발명의 상기와 같은 실시예는 로터와 클러치의 결합시에 자기센서에 감지되는 자기장을 완전히 차폐할 수 있다. 즉, 단순히 자석의 접근을 감지하는 것보다 자기장을 완전히 차폐하는 것이 감지에 있어서 정확성이 월등히 향상된다. 그에 따라, 로터와 클러치의 결합여부를 상기 실시예에 의해 오작동 없이 감지하여 세탁기의 구동부의 파손 및 오작동을 사전에 정밀하게 방지할 수 있다.
본 실시예는 상기와 같은 구성에 있어서, 클러치가 로터와 완전히 결합되었는지 여부를 감지하기 위한 것으로, 회전하는 로터 등에 전자적인 신호를 감지할 수 있는 구성이 포함되지 않도록 하는 구성을 가진다.
도 6을 참고하면, 본 실시예 2는, 클러치에 장착되는 환형의 금속판(43) 및 양 단부가 동일방향을 향해 굴곡된 금속성 연결부재(61a)의 각 단부에 영구자석(63a)과 자기센서(62a)가 각각 결합되어 소정거리만큼 이격되어 있는 자력감지장치(60a)를 포함한다.
상기 환형의 금속판(43)은 도 6에 도시되듯이, 클러치의 상부에 결합되는 구성이다. 상기 클러치의 상부에는 상부치면(35)가 형성되기 위하여 클러치의 중심에서 외측으로 연장된 환형의 연장면(31a)가 구비된다. 상기 연장면(31a)의 하면에 상기 환형의 금속판(43)이 클러치와 동심을 이루도록 결합된다. 그에 따라, 클러치의 회전에 영향을 받지 않고 항상 상기 연장면의 하부에는 환형의 금속판이 위치할 수 있다.
도 7을 참고하면 상기 자력감지장치(60a)는 금속성 연결부재(61a), 자기센서(62a) 및 영구자석(63a)을 포함하여, 클러치 스토퍼 또는 베어링 하우징에 결합된 거치대에 고정되고 지지된다. 상기 금속성 연결부재는 'ㄷ'자형 또는 'ㄱ'자형으로 형성되며, 각 단부에 도 7과 같이 자기센서와 영구자석을 구비한다. 이 때, 양 단부는 동일 방향으로 굴곡 또는 향하도록 형성된다. 즉, 자기센서와 영구자석은 동일방향인 상측을 향하여 나란히 배치된다.
이러한 경우, 상기 금속성 연결부재가 있기 때문에 자석의 일극에서 금속성 연결부재를 따라 자기장이 형성되고, 자석의 타극에서 자기센서측으로 호를 형성하며 자기장이 형성된다. 즉, 도 7의 점선과 같이 자기장이 형성되는 것이다.
상기 자력감지장치(60a)는 상기 클러치가 로터와 결합되는 클러치 하강을 감지하도록 상기 금속판의 하측에 위치한다. 따라서, 클러치가 로터와 결합되기 위하여 하강위치로 이동하게 되면, 상기 클러치의 이동에 의한 상기 금속판이 상기 자력감지장치로 접근한다.
여기서 금속성 부재가 자석 등의 자성체에 접근하여 자성체와 금속성 부재 사이의 간격이 줄어들수록, 그 사이의 자력은 증가된다. 따라서, 상기 금속판(43)이 하강하여 영구자석과 자기센서측으로 접근하면, 상기 연결부재의 양 단부 사이의 자력은 증가하게 된다. 따라서 증가된 정도를 상기 자기센서가 감지하여 상기 클러치의 위치를 감지하게 된다.
상기와 같은 구성에서는 자력을 증가시킬 수 있는 금속성의 환형의 금속판(43)을 사용하여, 자기센서가 감지할 수 있는 자력의 증감 정도를 증폭하였다. 따라서, 상기와 같은 구성에 의해 자기센서는 일반적인 영구자석과의 거리에 의해 위치를 감지하는 것보다 월등히 뛰어난 감도로 클러치의 접근을 감지하게 되고, 향상된 정확성에 따라 로터와 클러치의 결합여부를 상기 실시예에 의해 오작동 없이 감지하여 세탁기의 구동부의 파손 및 오작동을 사전에 정밀하게 방지할 수 있다. 또한, 회전체인 로터 및 축결합부(23)에 감지를 위한 전기적인 장치를 사용하지 않아서 작동의 신뢰성이 한층 향상된다.
본 실시예는 상기와 같은 구성에 있어서, 클러치가 로터와 완전히 결합이 해제되었는지 여부를 감지하기 위한 것이다. 즉, 클러치(31)가 클러치 스토퍼(32)에 완전히 결합되어 움직임이 방지되는지를 감지하는 것이다. 클러치의 위치는 2가지가 있다. 즉, 로터와 결합되어 탈수축에 회전력을 전달할 수 있는 하강위치와 로터와의 결합이 해제되고 클러치의 의도하지 않은 회전이 방지되도록 클러치가 클러치 스토퍼와 결합되는 상승위치가 있다. 따라서, 이들 각각의 위치에 클러치가 정확히 위치하지 않으면 동력 전달시에 파손 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 정밀하게 제어하기 위해서 상기 2가지 클러치의 위치 중에서 클러치의 상승위치를 감지하는 것이다.
도 8과 도 9는 본 실시예 3을 도시하는 단면도이다. 도 8을 참고하면, 본 실시예 3은, 클러치에 장착되는 환형의 금속판(43) 및 양 단부가 동일방향을 향해 굴곡된 금속성 연결부재(61b)의 각 단부에 영구자석(63b)과 자기센서(62b)가 각각 결합되어 소정거리만큼 이격되어 있는 자력감지장치(60b)를 포함한다.
상기 환형의 금속판(43)은 도 8에 도시되듯이, 클러치의 상부에 결합되는 구성이다. 상기 클러치의 상부에는 상부치면(35)가 형성되기 위하여 클러치의 중심에서 외측으로 연장된 환형의 연장면(31a)가 구비된다. 상기 연장면(31a)의 하면에 상기 환형의 금속판(43)이 클러치와 동심을 이루도록 결합된다. 그에 따라, 클러치의 회전에 영향을 받지 않고 항상 상기 연장면의 하부에는 환형의 금속판이 위치할 수 있다.
상기 자력감지장치(60b)는 금속성 연결부재(61b), 자기센서(62b) 및 영구자석(63b)을 포함한다. 상기 금속성 연결부재는 'ㄷ'자형 또는 'ㄱ'자형으로 형성되며, 각 단부에 자기센서와 영구자석을 구비한다. 이 때, 양 단부는 동일 방향으로 굴곡 또는 향하도록 형성된다. 즉, 자기센서와 영구자석은 동일방향인 클러치의 측면을 향하여 나란히 배치된다.
상기 자력감지장치(60b)는 상기 클러치가 로터와의 결합이 해제되는 클러치 상승을 감지하도록 상기 금속판의 측면에 위치한다. 여기서 상기 클러치의 상부에 클러치 상승시에 클러치의 움직임을 방지하는 클러치 스토퍼(32)가 베어링 하우징에 결합되어 있다.
따라서, 클러치가 로터와의 결합이 해제되어 안전하게 세탁축을 회전시킬 수 있으려면, 상기 클러치가 스토퍼에 치합되어 움직임이 방지되어야한다. 즉, 상기 자력감지장치(60b)는 상기 스토퍼의 측면에 고정 결합되어 있으며, 상기 클러치의 측면을 대향하여, 상기 클러치와 스토퍼가 결합된 것을 감지한다.
도 8에서는 상기 클러치의 상승위치를 보여준다. 도 8에서는 상기 클러치는 상기 자력감지장치(60b)와 마주하고 있다. 따라서, 상기 금속판(43)이 상승하여 영구자석(63b)과 자기센서(62b)측으로 접근하면, 상기 연결부재(61b)의 양 단부 사이의 자력은 증가하게 된다. 따라서 증가된 정도를 상기 자기센서(62b)가 감지하여 상기 클러치(31)의 위치를 감지하게 된다. 클러치가 상기 위치에 있게 되면, 클러치의 상부치면(35)와 상기 스토퍼의 치면(32a)는 치합하게 되어 클러치의 움직임이 방지된다.
도 9에서는 상기 클러치의 하강위치를 보여준다. 도 9에서 클러치가 로터와 결합되기 위하여 하강위치로 이동하게 되면, 상기 클러치의 이동에 의한 상기 금속판이 상기 자력감지장치로부터 멀어진다. 그에 따라 자력의 감소를 자기센서가 감지하여 클러치와 로터의 결합을 감지하게 된다.
상기와 같은 구성에서는 자력을 증가시킬 수 있는 금속성의 환형의 금속판(43)을 사용하여, 자기센서가 감지할 수 있는 자력의 증감 정도를 증폭하였다. 따라서, 상기와 같은 구성에 의해 자기센서는 일반적인 영구자석과의 거리에 의해 위치를 감지하는 것보다 월등히 뛰어난 감도로 클러치의 접근을 감지하게 되고, 향상된 정확성에 따라 클러치와 클러치 스토퍼의 결합여부를 상기 실시예에 의해 오작동 없이 감지하여 세탁기의 구동부의 파손 및 오작동을 사전에 정밀하게 방지할 수 있다. 또한, 회전체인 로터 및 축결합부(23)에 감지를 위한 전기적인 장치를 사용하지 않아서 작동의 신뢰성이 한층 향상된다.
본 실시예는 상기와 같은 구성에 있어서, 클러치가 로터와 완전히 결합되었는지 여부를 감지하기 위한 것이다.
도 10을 참고하면, 본 실시예 4는, 클러치에 장착되는 차폐부재(44), 양 단부가 동일방향을 향해 굴곡된 금속성 연결부재(61c)의 각 단부에 영구자석(63c)과 자기센서(62c)가 각각 결합되어 소정거리만큼 이격되어 있는 자력감지장치(60c)를 포함한다.
상기 차폐부재(44)는 도 10에 도시되듯이, 클러치의 상부에 결합되는 구성이다. 상기 클러치의 상부에는 상부치면(35)가 형성되기 위하여 클러치의 중심에서 외측으로 연장된 환형의 연장면(31a)가 구비된다. 상기 연장면(31a)의 하면에 상기 차폐부재(44)가 클러치와 동심을 이루도록 결합된다. 그에 따라, 클러치의 회전에 영향을 받지 않고 항상 상기 연장면의 하부에는 차폐부재가 위치할 수 있다.
상기 차폐부재(44)는 원통형의 외주면과 상기 연장면(31a)과의 결합을 위한 링 형상의 결합면을 구비하고 있다. 상기 차폐부재의 외주면이 상기 클러치의 이동에 의해 영구자석과 자기센서 사이를 차폐하여, 상기 자기센서가 상기 클러치의 위치를 감지하도록 한다.
한편 상기 차폐부재(44)는 스틸(steel) 계열의 금속 재질을 가지는 것이 바람직하다. 하지만, 이는 차폐부재가 자성을 띌 수 있는 재질을 가진다는 것을 의미하며, 자성을 띌 수 있는 다른 재질을 사용할 수도 있다. 그에 따라, 자기장이 형성된 곳에 진입하면 자력선이 집중될 수 있어서 차폐가 가능해진다.
상기 자력감지장치(60c)는 금속성 연결부재(61c), 자기센서(62c) 및 영구자석(63c)을 포함한다. 상기 금속성 연결부재는 'ㄷ'자형으로 형성되며, 각 단부의 내측면에 도 11과 같이 자기센서와 영구자석을 구비한다. 이 때, 양 단부는 동일 방향으로 굴곡 또는 향하도록 형성된다. 즉, 자기센서와 영구자석은 서로 이격되어 있다.
여기서 상기 자력감지장치(60c)는 상기 클러치의 하부에 위치한다. 도 10과 같이 상기 자력감지장치는 클러치 스토퍼에 결합된 거치대에 고정되어 있다. 여기서 상기 연결부재의 양단부는 상기 클러치측으로 향한다. 보다 상세하게는, 클러치에 결합된 차폐부재가 있는 상측을 향한다. 여기서 상기 차폐부재는 원통형상의 외주면을 가지고 상기 클러치에 동심이 되도록 결합되고, 도 11과 같이 상기 클러치가 로터와 결합되는 클러치 하강시에 상기 차폐부재의 외주면이 상기 영구자석과 자기센서 사이로 진입한다.
도 11의 (a)는 클러치의 상승위치를 보여준다. 도 11의 (a)에서 상기 차폐부재는 영구자석과 자기센서로부터 떨어져 있어서 그 사이를 차폐하고 있지 않아서 영향을 미치지 않는다. 도 11의 (b)는 클러치의 하강위치를 보여준다. 일반적으로 자석의 주변에 자성을 띌 수 있는 금속성의 부재가 위치하면 자석의 자기장은 금속성 부재에 집중된다. 따라서, 상기 영구자석(63c)과 자기센서(62c)의 사이로 차폐부재(44)의 외주면이 진입하면, 영구자석의 자력선은 금속성의 차폐부재에 집중되어 자기센서에 자기장은 영향을 미치지 않게 된다. 즉, 자기센서는 영향을 미치는 자기장의 소멸에 의해 클러치와 로터의 축결합부의 치합을 감지하게 되는 것이다.
본 발명의 상기와 같은 실시예는 로터와 클러치의 결합시에 자기센서(62c)에 감지되는 자기장을 완전히 차폐할 수 있다. 즉, 단순히 자석의 접근을 감지하는 것보다 자기장을 완전히 차폐하는 것이 감지에 있어서 정확성이 월등히 향상된다. 그에 따라, 로터와 클러치의 결합여부를 상기 실시예에 의해 오작동 없이 감지하여 세탁기의 구동부의 파손 및 오작동을 사전에 정밀하게 방지할 수 있다.
본 실시예는 상기와 같은 구성에 있어서, 클러치가 로터와 완전히 결합이 해제되었는지 여부를 감지하기 위한 것이다. 즉, 클러치(31)가 클러치 스토퍼(32)에 완전히 결합되어 움직임이 방지되는지를 감지하는 것이다.
도 12를 참고하면, 본 실시예 5는, 클러치에 장착되는 차폐부재(44), 양 단부가 동일방향을 향해 굴곡된 금속성 연결부재(61d)의 각 단부에 영구자석(63d)과 자기센서(62d)가 각각 결합되어 소정거리만큼 이격되어 있는 자력감지장치(60d)를 포함한다.
상기 차폐부재(45)는 도 12에 도시되듯이, 클러치의 상부에 결합되는 구성이다. 상기 클러치의 상부에는 상부치면(35)가 형성되기 위하여 클러치의 중심에서 외측으로 연장된 환형의 연장면(31a)가 구비된다. 상기 연장면(31a)의 하면에 상기 차폐부재(45)가 클러치와 동심을 이루도록 결합된다. 그에 따라, 클러치의 회전에 영향을 받지 않고 항상 상기 연장면의 하부에는 차폐부재가 위치할 수 있다.
상기 차폐부재(45)는 원통형의 외주면(45a)과 상기 연장면(31a)과의 결합을 위해 상기 외주면(45a)으로부터 연장된 링 형상의 결합면(45b,45c)을 구비하고 있다. 그에 따라 차폐부재는 차폐부재의 외주면과 연결되는 연결면에 의해 수용공간을 형성하고, 상기 수용공간에 상기 자력감지장치의 일 단부가 수용되어, 상기 외주면이 상기 영구자석과 자기센서 사이를 차폐한다. 즉, 상기 차폐부재의 외주면(45a)이 상기 클러치의 이동에 의해 영구자석과 자기센서 사이를 차폐하여, 상기 자기센서가 상기 클러치의 위치를 감지하도록 한다.
상기 차폐부재(45)는 스틸(steel) 계열의 금속 재질을 가지는 것이 바람직하다. 하지만, 이는 차폐부재가 자성을 띌 수 있는 재질을 가진다는 것을 의미하며, 자성을 띌 수 있는 다른 재질을 사용할 수도 있다. 그에 따라, 자기장이 형성된 곳에 진입하면 자력선이 집중될 수 있어서 차폐가 가능해진다.
상기 자력감지장치(60d)는 금속성 연결부재(61d), 자기센서(62d) 및 영구자석(63d)을 포함한다. 상기 금속성 연결부재는 'ㄷ'자형으로 형성되며, 각 단부의 내측면에 도 13과 같이 자기센서와 영구자석을 구비한다. 이 때, 양 단부는 동일 방향으로 굴곡 또는 향하도록 형성된다. 즉, 자기센서와 영구자석은 서로 이격되어 있다.
여기서 상기 자력감지장치(60d)는 상기 클러치(31)의 상부에 위치한다. 즉, 도 12와 같이 클러치 상부에 위치하는 클러치 스토퍼(32)의 측하면에 결합되어 있다. 도 12와 같이 상기 자력감지장치는 클러치 스토퍼(32)에 결합된 거치대에 고정되어 있다. 여기서 상기 연결부재의 양단부는 하측을 향한다. 보다 상세하게는, 클러치에 결합된 차폐부재의 외주면(45d)이 있는 하측을 향한다. 여기서 상기 차폐부재는 원통형상의 외주면(45d)을 가지고 상기 클러치에 동심이 되도록 결합되고, 도 12와 같이 상기 클러치가 클러치 스토퍼(32)와 결합되는 클러치 상승시에 상기 차폐부재의 외주면(45d)이 상기 영구자석과 자기센서 사이로 진입한다.
그에 따라, 상기 클러치 상승시에, 상기 자력감지장치는 상기 스토퍼의 측면에 위치하여, 상기 클러치(31)와 스토퍼(32)가 결합된 것을 감지한다.
도 13의 (a)는 클러치의 하강위치를 보여준다. 도 13의 (a)에서 상기 차폐부재는 영구자석과 자기센서로부터 떨어져 있어서 그 사이를 차폐하고 있지 않아서 영향을 미치지 않는다. 도 13의 (b)는 클러치의 상승위치를 보여준다. 일반적으로 자석의 주변에 자성을 띌 수 있는 금속성의 부재가 위치하면 자석의 자기장은 금속성 부재에 집중된다. 따라서, 상기 영구자석(63d)과 자기센서(62d)의 사이로 차폐부재(45)의 외주면(45d)이 진입하면, 영구자석의 자력선은 금속성의 차폐부재에 집중되어 자기센서에 자기장은 영향을 미치지 않게 된다. 즉, 자기센서는 영향을 미치는 자기장의 소멸에 의해 클러치와 클러치 스토퍼의 치합을 감지하게 되는 것이다.
본 발명의 상기와 같은 실시예는 클러치와 클러치 스토퍼의 결합시에 자기센서(62d)에 감지되는 자기장을 완전히 차폐할 수 있다. 즉, 단순히 자석의 접근을 감지하는 것보다 자기장을 완전히 차폐하는 것이 감지에 있어서 정확성이 월등히 향상된다. 그에 따라, 로터와 클러치의 결합 해제여부를 상기 실시예에 의해 오작동 없이 감지하여 세탁기의 구동부의 파손 및 오작동을 사전에 정밀하게 방지할 수 있다.
이상 첨부도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 그러한 실시예 및/또는 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니되고 후술하는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 결정된다. 그리고 특허청구범위에 기재되어 있는 발명의 당업자에게 자명한 개량, 변경, 수정 등도 본 발명의 권리범위에 포함된다는 점이 명백하게 이해되어야 한다.
11 : 세탁축 12 : 탈수축
21 : 로터 22: 스테이터
23: 축결합부 31 : 클러치
32 : 클러치 스토퍼 33 : 클러치 레버
34 : 클러치의 하부치면 35 : 클러치의 상부치면
36 : 클러치 구동모터 38 : 가압스프링
41 : 차폐부재 42 : 영구자석
43 : 환형의 금속판 44,45 : 차폐부재
50 : 자기센서 51 : 거치대
60a,60b,60c,60d : 자력감지장치
61a,61b,61c,61d : 연결부재
62a,62b,62c,62d : 자기센서
63a,63b,63c,63d : 영구자석
100 : 베어링 하우징 110 : 베어링

Claims (15)

  1. 세탁날개를 회전시키는 세탁축;
    저수조의 내부에 위치하는 드럼을 회전시키는 탈수축;
    상기 세탁축과 결합되고 회전력을 전달하는 로터;
    상하 이동에 의해 상기 로터와 선택적으로 결합하여 로터의 회전력을 상기 탈수축에 선택적으로 전달할 수 있는 클러치;
    상기 클러치에 장착되는 차폐부재;
    상기 로터에 구비되는 영구자석;및
    상기 영구자석과 대향하는 자기센서;를 포함하고,
    상기 클러치의 이동에 의해 상기 차폐부재가 상기 영구자석과 자기센서를 차폐하여, 상기 자기센서가 상기 클러치의 위치를 감지하는, 세탁기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 영구자석은 링 형상을 가지고 상기 로터와 동심이 되도록 결합되고,
    상기 차폐부재는 원통형상을 가지고 상기 클러치에 동심이 되도록 결합되되,
    상기 원통형상 차폐부재의 내경은 상기 링 형상 영구자석의 외경보다 크도록 형성되어, 상기 클러치의 이동에 의해 상기 차폐부재가 상기 영구자석의 외주면을 감싸는, 세탁기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 원통형 차폐부재는 서로 대향하는 영구자석과 자기센서의 사이로 상기 클러치의 이동에 의해 진입하여 차폐하는, 세탁기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 자기센서는 상기 영구자석의 외주면에서 소정의 간격을 가지도록 외측으로 이격되어 상기 영구자석과 대향하는, 세탁기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차폐부재는 스틸(steel) 계열의 금속 재질을 가지는, 세탁기.
  6. 세탁날개를 회전시키는 세탁축;
    저수조의 내부에 위치하는 드럼을 회전시키는 탈수축;
    상기 세탁축과 결합되어 회전력을 전달하는 로터;
    상하 이동에 의해 상기 로터와 선택적으로 결합하여 로터의 회전력을 상기 탈수축에 선택적으로 전달할 수 있는 클러치;
    상기 클러치에 장착되는 환형의 금속판; 및
    양 단부가 동일방향을 향해 굴곡된 금속성 연결부재의 각 단부에 영구자석과 자기센서가 각각 결합되어 소정거리만큼 이격되어 있는 자력감지장치;를 포함하고,
    상기 클러치의 이동에 의한 상기 금속판이 상기 자력감지장치로 접근함에 의해, 상기 연결부재의 양 단부 사이의 자력증가를 상기 자기센서가 감지하여 상기 클러치의 위치를 감지하는, 세탁기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자력감지장치는 상기 클러치가 로터와 결합되는 클러치 하강을 감지하도록 상기 클러치의 하측에 위치하는, 세탁기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 자력감지장치는 상기 클러치가 로터와의 결합이 해제되는 클러치 상승을 감지하도록 상기 클러치의 상측면에 위치하는, 세탁기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 클러치의 상부에 클러치 상승시에 클러치의 움직임을 방지하는 스토퍼를 더 포함하고,
    상기 자력감지장치는 상기 스토퍼의 측면에 결합되어, 상기 클러치와 스토퍼가 결합된 것을 감지하는, 세탁기.
  10. 세탁날개를 회전시키는 세탁축;
    저수조의 내부에 위치하는 드럼을 회전시키는 탈수축;
    상기 세탁축과 결합되고 회전력을 전달하는 로터;
    상하 이동에 의해 상기 로터와 선택적으로 결합하여 로터의 회전력을 상기 탈수축에 선택적으로 전달할 수 있는 클러치;
    상기 클러치에 장착되는 차폐부재;
    양 단부가 동일방향을 향해 굴곡된 금속성 연결부재의 각 단부에 영구자석과 자기센서가 각각 결합되어 소정거리만큼 이격되어 있는 자력감지장치;를 포함하고,
    상기 클러치의 이동에 의해 상기 차폐부재가 상기 영구자석과 자기센서 사이를 차폐하여, 상기 자기센서가 상기 클러치의 위치를 감지하는, 세탁기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 차폐부재는 스틸(steel) 계열의 금속성 재질을 가지는, 세탁기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 자력감지장치는 상기 클러치의 하부에 위치하고 상기 연결부재의 양단부가 상기 클러치측으로 향하며,
    상기 차폐부재는 원통형상을 가지고 상기 클러치에 동심이 되도록 결합되고,
    상기 클러치가 로터와 결합되는 클러치 하강시에 상기 차폐부재의 외주면이 상기 영구자석과 자기센서 사이로 진입하는,
    세탁기.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 자력감지장치는 상기 클러치의 상부에 위치하고 상기 연결부재의 양단부가 상기 클러치측으로 향하며,
    상기 차폐부재는 원통형상을 가지고 상기 클러치에 동심이 되도록 결합되고,
    상기 클러치가 로터와의 결합이 해제되는 클러치 상승시에 차폐부재의 외주면이 상기 영구자석과 자기센서 사이로 진입하는,
    세탁기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 클러치의 상부에 클러치 상승시에 클러치의 움직임을 방지하는 스토퍼를 더 포함하고,
    상기 자력감지장치는 상기 스토퍼의 측면에 결합되어, 상기 클러치와 스토퍼가 결합된 것을 감지하는, 세탁기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 차폐부재는 차폐부재의 외주면과 연결되어 수용공간을 형성하는 연결면을 포함하고,
    상기 수용공간에 상기 자력감지장치의 일 단부가 이격되어 수용되어, 상기 외주면이 상기 영구자석과 자기센서 사이를 차폐하는, 세탁기.

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