KR20200069641A

KR20200069641A - 세탁기

Info

Publication number: KR20200069641A
Application number: KR1020180156928A
Authority: KR
Inventors: 표준호; 이정욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2020-06-17
Also published as: KR102163318B1

Abstract

본 발명의 세탁기는, 세탁물을 수용하는 내조와, 모터에 의해 구동되고, 나선형의 제 1 스레드가 형성된 내축과, 상기 내조 내에 회전 가능하게 구비되고, 상기 내축과 연결되는 제 1 펄세이터와, 상기 내조 내에 회전 가능하게 배치되고, 상기 내축이 통과하는 중공을 형성하는 펄세이터 허브와, 상기 펄세이터 허브로부터 반경방향 외측으로 확장된 세탁판을 구비하고, 상기 중공을 규정하는 상기 펄세이터 허브의 내주면에 스플라인 홈이 형성된 제 2 펄세이터와, 상기 중공 내에서 상기 내축과 상기 펄세이터 허브의 내주면 사이에 개재되되, 내주면에 상기 제 1 스레드와 치합되는 제 2 스레드가 형성되고, 외주면에는 상기 스플라인 홈과 치합되는 스플라인 돌기가 형성되어, 상기 내축의 회전에 의해 하강위치와 상승위치 사이에서 승강되는 펄세이터 클러치를 포함한다.

Description

세탁기{WASHING MACHINE}

본 발명은 내조 내에 한 쌍의 펄세이터를 구비한 세탁기에 관한 것이다.

한국등록특허 10-0198613은 세탁조 내에 2개의 펄세이터를 구비한 세탁기를 개시하고 있다. 상기 2개의 펄세이터는 모터의 회전축과 동축을 갖는 내측 펄세이터와 상기 내측 펄세이터의 외주에 구비된 링형의 외측 펄세이터이다.

상기 내측 펄세이터의 외주와 상기 외측 펄세이터의 내주 사이에는 중간기어가 개재되어 있다. 상기 내측 펄세이터의 외주와 상기 외측 펄세이터의 내주에는 각각 치차가 형성되며, 따라서, 상기 내측 펄세이터가 회전되면, 상기 내측 펄세이터의 외주에 형성된 치차에 의해 상기 중간기어가 회전되며, 이때, 상기 중간기어는 상기 외측 펄세이터의 내주에 형성된 치차와도 치합되어 있기 때문에, 상기 외측 펄세이터가 상기 내측 펄세이터와 반대 방향으로 회전된다.

이러한 종래 기술에서 상기 외측 펄세이터는 항시 내측 펄세이터에 대해서 반대방향으로 회전된다. 이러한 방식은 세탁조 내의 세탁물을 교반하는데에는 유리할 수도 있겠으나, 세탁물의 꼬임, 엉킴이 발생되기 쉽다. 따라서, 경우에 따라서는 상기 내측 펄세이터와 상기 외측 펄세이터를 같은 방향으로 회전시킬 필요가 있으나, 종래 기술은 이를 구현할 수 없는 한계가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 내조 내에 구비된 한 쌍의 펄세이터를 능동적으로 제어할 수 있는 세탁기를 제공하는 것이다.

특히, 제 1 펄세이터를 회전시키는 동력을 제 2 펄세이터에 선택적으로 전달함으로써, 상기 제 2 펄세이터의 회전을 제어할 수 있는 세탁기를 제공하는 것이다.

또한, 상기 제 1 펄세이터와 상기 제 2 펄세이터의 회전 조합을 통해 세탁조(내조) 내에 다양한 형태의 수류를 형성하는 것이다.

더 나아가, 상기 제 1 펄세이터의 회축과 상기 제 2 펄세이터의 회전축의 접속 또는 접속 해제를 간단한 구조의 클러치를 이용하여 구현할 수 있는 세탁기를 제공하는 것이다. 특히, 상기 클러치 동작을 위한 구동원으로써 제 1 펄세이터를 회전시키는 모터를 사용함으로써, 상기 클러치 동작을 위한 별도의 구동원이 필요치 않는 세탁기를 제공하는 것이다.

본 발명의 세탁기는, 나선형의 제 1 스레드가 형성된 내축이 모터에 의해 회전되고, 내조(또는, 세탁조) 내에 구비된 제 1 펄세이터가 상기 내축에 의해 회전된다.

상기 내조 내에는 제 2 펄세이터가 더 구비된다. 상기 제 2 펄세이터는, 상기 내조 내에 회전 가능하게 배치되고, 상기 내축이 통과하는 중공을 형성하는 펄세이터 허브와, 상기 펄세이터 허브로부터 반경방향 외측으로 확장된 세탁판을 구비한다. 상기 중공을 규정하는 상기 펄세이터 허브의 내주면에는 스플라인 홈이 형성된다.

상기 중공 내에서 상기 내축과 상기 펄세이터 허브의 내주면 사이에 펄세이터 클러치가 개재된다. 상기 펄세이터 클러치는, 내주면에 상기 제 1 스레드와 치합되는 제 2 스레드가 형성되고, 외주면에는 상기 스플라인 홈과 치합되는 스플라인 돌기가 형성되어, 상기 내축의 회전에 의해 하강위치와 상승위치 사이에서 승강된다.

상기 세탁판은, 상기 제 1 펄세이터보다 반경방향 외측으로 더 확장될 수 있다. 상기 세탄판은, 상기 제 1 펄세이터의 하측에 위치하는 세탁판 베이스와, 상기 세탁판 베이스로부터 상측으로 돌출되어, 상기 제 1 펄세이터의 둘레를 따라 연장되는 날개부를 포함할 수 있다.

상기 제 1 펄세이터는, 상기 펄세이터 허브와 상대 회전이 가능하게 결합될수 있다.

상기 제 1 펄세이터는, 상기 상승위치에 이른 상기 펄세이터 클러치와 간섭되어 상기 펄세이터 클러치의 상승을 제지하는 상승 제한면을 포함할 수 있다.

상기 펄세이터 허브는, 상기 하강위치에 이른 상기 펄세이터 클러치와 간섭되어 상기 펄세이터 클러치의 하강을 제지하는 하강 제한면을 포함할 수 있다.

본 발명의 세탁기는, 클러치에의해 제 1 펄세이터를 회전시키는 동력이 제 2 펄세이터에 선택적으로 전달됨으로써, 상기 제 2 펄세이터의 회전이 능동적으로 제어될 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 제 1 펄세이터와 상기 제 2 펄세이터의 회전 조합을 통해 내조 내에 다양한 형태의 수류를 형성함으로써 세탁력이 향상된다.

또한, 상기 제 1 펄세이터의 회축과 상기 제 2 펄세이터의 회전축의 접속 또는 접속 해제를 위한 클러치 구조가 간단하고, 상기 클러치의 동작 제어 역시 상기 제 1 펄세이터를 회전시키는 축의 회전 제어를 통해 이루어지기 때문에, 상기 클러치 동작을 위한 별도의 구동원이 필요치 않다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 세탁기의 일부분을 확대한 것이다.
도 3의 (a)는 내조에 대해 제 1 펄세이터가 상대회전 할 시의 유성기어열의 동작을 모식적으로 도시한 것이고, 도 3의 (b)는 내조와 제 1 펄세이터가 함께 회전될 시의 유성기어열의 동작을 모식적으로 도시한 것이다.
도 4는 도 1의 "A"부분을 부분적으로 절개하여 도시한 것으로, (a)는 클러치가 하강위치에 있는 상태를 도시하고 있고, (b)는 클러치가 상승위치에 있는 상태를 도시하고 있다.
도 5의 (a)는 펄세이터 클러치가 하강위치에 있는 상태를 도시한 것, (b)는 펄세이터 클러치가 하강위치와 상승위치 사이에 있는 상태를 도시한 것, (c)는 펄세이터 클러치가 상승위치에 있는 상태를 도시한 것이다.
도 6의 (a)는 펄세이터 클러치의 위치가 도 5의 (a)일 시의 제 1 펄세이터와 제 2 펄세이터의 회전을 도시한 것이고, (b)는 펄세이터 클러치의 위치가 도 5의 (b)일 시의 제 1 펄세이터 단독 회전을 도시한 것이고, (c)는 펄세이터 클러치의 위치가 도 5의 (c)일 시의 제 1 펄세이터와 제 2 펄세이터의 회전을 도시한 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기는 물이 담기는 외조(1)와, 외조(1) 내에 배치되어 세탁물을 수용하고, 수직한 축(vertical axis)을 중심으로 회전되는 내조(2)와, 내조(2) 내에 배치된 제 1 펄세이터(3)와, 회전력을 제공하는 모터(10)를 포함한다. 외조(1)와 내조(2) 간에 물이 교류될 수 있도록, 내조(2)에는 다수개의 통공(미도시)이 형성될 수 있다.

도시되지는 않았으나, 외조(1) 또는 내조(2)로 물을 급수하는 급수부(예를 들어, 급수 밸브)가 구비될 수 있고, 외조(1)를 배수하기 위한 배수부(예를 들어, 배수 밸브, 배수 펌프)가 더 구비될 수 있다.

외조(1)는, 세탁기의 외관을 이루는 케이싱(미도시) 내에 배치된다. 외조(1)는 지지로드(미도시)에 의해 상기 케이싱 내에 매달릴 수 있다. 상기 지지로드는 다수개가 구비될 수 있다. 내조(2)의 회전에 의해 진동이 유발될 시, 외조(1)가 상기 지지로드를 따라 승강되며, 이러한 외조(1)의 승강 운동을 완충시키는 서스펜션(미도시) 또는 댐퍼(미도시)가 구비될 수 있다.

모터(10)는 정역회전이 가능하고, 제 1 펄세이터(3)와 내조(2)는 모터(10)에 의해 회전된다. 모터(10)는 회전 방향과 회전 속도를 제어할 수 있는 것이다. 모터(10)는, 바람직하게는, BLDC(Brushless Direct Current electric motor)이나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.

모터(10)는 중심부에 유도 코일이 권선된 스테이터(stator, 미도시)가 배치되고, 상기 스테이터를 중심으로 로터(11)가 회전되는 아우터 로터(outer rotor) 방식이다. 로터(11)는 바닥부(13)와, 바닥부(13)로부터 상측으로 연장된 링형의 측면부(12)를 포함할 수 있다. 모터(10)의 구동축(10a)은, 로터 부시(14)에 의해, 바닥부(13)에 고정된 로터 허브(15)와 연결될 수 있다. 모터(10)의 측면부(12)의 내주면에는 원주 방향을 따라 다수개의 자석(미도시)이 구비되어, 상기 스테이터와 상기 자석 사이에 작용하는 자기장에 의해 로터(11)가 회전된다.

내축(4)은 모터(10)에 의해 구동되고, 나선형의 스레드(4a)가 형성된다. 스레드(4a)는 내축(4)의 외주면을 따라 회전방향으로 권취되면서 점점 축방향으로 연장되는 나선형을 구성할 수 있다. 제 1 펄세이터(3)는 내축(4)과 연결(또는, 결합)된다. 제 1 펄세이터(3)의 중심부에는 체결공이 형성되고, 상기 체결공을 상측으로부터 통과한 나사(23)가 내축(4)과 체결될 수 있다.

구동축(10a)은 내축(3)과 직접 연결될 수도 있으나, 구동축(10a)의 회전력을 입력받아, 기 설정된 속도비 또는 토크비에 출력을 변환하여 내축(4)을 회전시키는 유성기어열(8)이 구비될 수 있다. 유성기어열(8)에 대해서는 보다 상세하게 후술하기로 한다.

외축(9)은 내조(2)와 연결되는 것으로, 내축(4)이 통과하는 중공(9h)이 형성된 관상의 형태이다. 내조(2)의 하측에는, 내조(2)의 바닥과 결합되는 허브 베이스(18)가 구비될 수 있다. 내조(2)의 바닥에는 중앙부에 개구부가 형성되고, 허브 베이스(18)는, 상기 개구부 둘레와 접하는 부분들을 나사나 볼트 등의 체결부재가 통과하여 내조(2)의 바닥과 체결된다.

허브 베이스(18)는 외축(9)이 회전될 시 함께 회전된다. 외축(9)과 허브 베이스(18)는 맞물려(또는, 치합되어) 있다. 외축(9)과 허브 베이스(18)는 스플라인 결합될 수 있다. 외축(9)의 외측면에는 스플라인을 구성하는 스플라인 돌기가 형성될 수 있다. 상기 스플라인 돌기는 외축(9)의 길이방향으로 길게 연장될 수 있다.

허브 베이스(18)는 전체적으로 원판형으로 이루어지고, 중심부에는 외축(9)이 통과하는 보스(18a)가 형성될 수 있다. 보스(18a)의 내주면에는 상기 스플라인 돌기와 맞물리는 스플라인 홈이 형성될 수 있다. 상기 스플라인 돌기는 원주방향으로 다수개가 이격 형성될 수 있고, 이에 대응하여 상기 스플라인 홈도 다수개가 형성될 수 있다.

외축(9)은 허브 베이스(18)의 보스(18a)를 통과한 후, 상측으로 돌출될 수 있고, 이렇게 돌출된 부분은 너트(19)와 체결될 수 있다. 또한, 상기 돌출된 부분에는, 내조(2) 내에 담긴 물이 외축(9)의 중공(9h)내로 침입하지 않도록 밀봉하는 실러(24)가 구비될 수 있다.

외조(1)의 하측에는 베어링 하우징(16)이 배치될 수 있다. 베어링 하우징(16)은 외조(1)의 저면에 결합될 수 있다. 베어링 하우징(16) 내에는 외축(9)을 지지하는 베어링(26)이 구비될 수 있다.

모터(10)가 회전될 시 내축(4)은 항시 회전된다. 이에 반해, 내조(2)가 회전되기 위해서는, 모터(10)에 의해 제공된 토크가 내축(4)으로부터 외축(9)으로 전달되어야 하며, 이러한 기능이 메인 클러치(6)의 승강 동작에 의해 이루어진다.

메인 클러치(6)는 내축(4)과 외축(9) 사이에 배치된다. 메인 클러치(6)는 중공(9h) 내에서 외축(9)과 맞물린 상태(또는, 치합된 상태)로 승강 가능하게 구비되고, 내축(4)과는 나사 결합되어, 내축(4)의 회전에 의해 하강위치(도 4의 (a) 참조)와 상승위치(도 4의 (b)참조.) 사이에서 승강된다. 메인 클러치(6)는 스틸(steel) 재질로 이루어질 수 있다.

메인 클러치(6)가 외축(9)에 대해 승강 가능하도록, 메인 클러치(6)의 외주면과 중공(9h)을 한정하는 외축(9)의 내주면은 스플라인 결합된다. 여기서, 스플라인 결합이란, 메인 클러치(6)와 외축(9) 중 어느 하나에 축방향으로 연장되는 스플라인 돌기(6a)가 형성되고, 다른 하나에는 스플라인 돌기(6a)와 치합되는 스플라인 홈(9r)이 형성되어, 스플라인 돌기(6a)와 스플라인 홈(9r)간의 맞물림에 의해 외축(9)이 회전될 시 메인 클러치(6)가 함께 회전되고, 스플라인 홈(9r)을 따라 이루어지는 스플라인 돌기(6a)의 이동으로 인해 외축(9)에 대한 메인 클러치(6)의 축방향 이동이 허용되는 것이다. 바람직하게는, 스플라인 돌기(6a)는 치들의 단면이 삼각형으로 이루어진 세레이션을 구성할 수 있다.

메인 클러치(6)의 외주면에 형성된 치(6a)들이 외축(9)의 내주면에 형성된 치합홈(9r)들과 맞물리기 때문에, 메인 클러치(6)가 상승위치에 이르러 더 이상 상승하지 못하는 상태가 되거나, 하강위치에 이르러 더 이상 하강하지 못하는 상태가 되면, 메인 클러치(6)를 통해 외축(9)으로 토크가 전달되어, 메인 클러치(6)와 외축(9)이 함께 회전된다. 이에 대해서는 보다 상세하게 후술하기로 한다.

메인 클러치(6)는 중공(9h) 내에서 내축(4)과 나사 결합되어 있다. 내축(4)의 외주면에는 축방향(axial direction)을 따라 나선형(helix)의 스레드(thread, 41)가 형성되고, 메인 클러치(6)의 내주면에는 스레드(41)와 맞물리는 스레드(미도시)가 형성된다. 즉, 내축(4)과 메인 클러치(6)와의 관계에서, 내축(4)은 수나사(external thread)에 해당하며, 메인 클러치(6)는 암나사(internal thread)에 해당한다.

메인 클러치(6)의 외주면이 외축(9)의 내주면과 스플라인 결합되어 있고, 내축(4)과 메인 클러치(6)는 나사 결합되어 있기 때문에, 메인 클러치(6)의 승강 운동이 구속되지 않는 상태에서 내축(4)이 회전되는 경우, 메인 클러치(6)는 스레드(41)에 대해 상대 회전하면서, 내축(4)의 회전방향에 따라 상승 또는 하강된다. 이하, 메인 클러치(6)의 상승을 유발하는 내축(4)의 회전방향을 정방향이라고 하고, 그 반대 방향을 역방향이라고 정의한다.

메인 클러치(6)는, 내축(4)이 정방향으로 회전되어 소정의 상승위치(도 4의 (b)참조.)에 이르면 더 이상의 상승이 제지된다. 메인 클러치(6)의 상승이 제지된 상태에서, 계속하여 내축(4)이 정방향으로 회전되면, 외축(9)도 함께 정방향으로 회전된다.

반대로, 메인 클러치(6)는, 내축(4)이 역방향으로 회전되어 소정의 하강위치(도 4의 (a)참조.)에 이르면 더 이상의 하강이 제지된다. 메인 클러치(6)의 하강이 제지된 상태에서, 계속하여 내축(4)이 역방향으로 회전되면, 외축(9)도 함께 역방향으로 회전된다.

메인 클러치(6)의 상승위치와 하강위치 중 적어도 하나는, 스레드(41)에 의해 한정될 수 있다. 즉, 메인 클러치(6)가 내축(4)에 대해 역방향으로 상대 회전되어, 스레드(41)의 상단에 이르면, 메인 클러치(6)가 더 이상 회전될 수 없게 되기 때문에 상승 운동이 제지되고, 이때의 메인 클러치(6)의 위치가 상승위치가 된다.

반대로, 메인 클러치(6)가 내축(4)에 대해 정방향으로 상대 회전되어, 스레드(41)의 하단에 이르면, 메인 클러치(6)가 더 이상 회전될 수 없게 되기 때문에 하강 운동이 제지되고, 이때의 메인 클러치(6)의 위치가 하강위치가 된다.

한편, 이와는 다르게, 메인 클러치(6)의 상승을 제지하는 상부 스토퍼 및/또는 하강을 제지하는 하부 스토퍼가 더 구비되는 것도 가능하다. 예를 들어, 내축(4)과 외축(9) 사이에 개재되는 베어링(27)이 상기 상부 스토퍼가 될 수 있다. 상기 하부 스토퍼를 위한 베어링이 더 구비되는 것도 가능하다.

다른 예로, 내축(4)에 부시(bush)나 링이 끼워지거나, 내축(4)의 외주면으로부터 돌기가 돌출되어, 상기 상부 스토퍼 또는 상기 하부 스토퍼를 구성할 수도 있다.

한편, 외축(9)에 형성된 중공(9h) 내에서 메인 클러치(6)가 이동되는 영역은, 내조(2)의 외측에 제공될 수 있다. 더 나아가, 메인 클러치(6)가 이동되는 영역은 외조(1) 보다 하측에 제공될 수도 있다. 메인 클러치(6)가 이동되는 영역(또는, 메인 클러치(6)의 설치 또는 작동을 위한 공간)이 내조(2)의 내측에 제공되지 않기 때문에, 제 1 펄세이터(3)가 통상의 세탁기와 마찬가지로, 내조(2) 바닥에 배치될 수 있다.

유성기어열(8)은 모터(10)의 회전력을 전달하여 내축(4)을 회전시킨다. 유성기어열(8)은 구동축(10a)을 통해 입력된 토크를 정해진 기어비에 따라 변환하여 내축(4)을 회전시킨다. 상기 기어비는, 선기어(81), 피니언기어(82), 링기어(84)의 치(tooth)의 수에 따라 정해질 수 있다.

유성기어열(8)은, 외축(9)과 결합(또는, 축이음)된 기어 하우징(5) 내에 배치된다. 기어 하우징(5)은 외축(9)과 축이음되어 있어, 외축(9)이 회전될 시 함께 회전된다. 기어 하우징(5)은 상부에 보스(533)가 형성된다. 외축(9)은 내주면에 치합홈(9r)이 형성된 상측부(91)와, 상측부(91)의 하단에 형성되고, 상측부(91)보다 더 큰 외경을 갖는 하측부(92)를 포함한다.

하측부(92)가 보스(533)와 결합되어, 외축(9)과 기어 하우징(5)이 축이음된다.

기어 하우징(5)은 하부 하우징(52)과 상부 하우징(53)을 포함할 수 있다. 하부 하우징(52)과 상부 하우징(53)은 나사나 볼트 등의 체결부재에 의해 상호 결합된다. 하부 하우징(52)은 전체적으로 관상의 형태로 이루어져, 상하 방향으로 길게 연장된 중공을 형성하며, 상기 중공 내에 구동축(10a)이 삽입된다.

하부 하우징(52)은 상기 중공을 형성하는 중공 축(521)과, 중공 축(521)의 상단에서 반경방향을 따라 외측으로 확장된 하부 플랜지(522)를 포함할 수 있다. 중공 축(521)과 구동축(10a) 사이에는, 중공 축(521)과 구동축(10a)이 상대회전되도록 지지하는 베어링(33)이 개재된다.

상부 하우징(53)은 하부 하우징(52)의 상측에 배치된다. 상부 하우징(53)은 하부 플랜지(522)의 상측으로 소정의 수용 공간을 형성하며, 상기 수용 공간 내에 유성기어열(8)이 배치된다. 상기 수용 공간은, 전체적으로는 상하방향으로 연장되는 형태이고, 상측과 하측은 각각 개방되어 있다.

상부 하우징(53)에는 외축(9)과 결합되는 보스(533)가 형성되며, 상기 수용 공간의 상측은 보스(533)에 의해 개방된다. 상부 하우징(53)은 링기어(84)를 감싸는 내주면을 형성하는 하우징 본체(531)와, 하우징 본체(531)의 개방된 하측에서 반경방향을 따라 외측으로 확장되어, 하부 플랜지(522)와 결합되는 상부 플랜지(532)를 포함하며, 보스(533)는 하우징 본체(531)로부터 상측으로 연장된다.

유성기어열(8)은, 선기어(81), 피니언기어(82), 캐리어(83) 및 링기어(84)를 포함한다. 선기어(81)는 구동축(10a)과 연결되어, 구동축(10a)과 일체로 회전된다. 실시예에서 선기어(81)는 헬리컬 기어이고, 이에 대응하여, 피니언기어(82)와 링기어(84)도 헬리컬 기어 형태의 치들을 갖도록 구성되나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 선기어(81)는 평기어로 이루어지고, 피니언기어(82)와 링기어(84)도 평기어 형태의 치들을 가질 수 있다.

링기어(84)는 하우징 본체(531) 내에(또는, 하우징 본체(531)에 대해) 고정될 수 있다. 즉, 링기어(84)는 기어 하우징(5)과 일체로 회전되는 것이다. 링기어(84)는 링형의 개구부를 한정하는 내주면 상에 치들이 형성된다.

피니언기어(82)는 선기어(81)와 링기어(84) 사이에 개재되어, 선기어(81) 및 링기어(84)와 맞물린다. 피니언기어(82)는 선기어(81)의 둘레를 따라 다수개(82(1), 82(2), 82(3), 82(4))가 배치될 수 있고, 각각의 피니언기어(82)는 캐리어(83)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 피니언기어(82)는 아세탈수지(POM)으로 이루어질 수 있다.

캐리어(83)는 내축(4)과 결합(축이음)된다. 캐리어(83)는 피니언기어(82)와 내축(4)을 연결하는 일종의 링크이다. 즉, 피니언기어(82)가 선기어(81) 둘레를 공전함에 따라 캐리어(83)는 자전되며, 그에 따라 내축(4)이 회전된다.

캐리어(83)는 내축(4)과 결합되는 보스(831a)가 형성된 상판부(831)와, 상판부(831)로부터 하측으로 이격되고, 중앙부에 구동축(10a)이 통과하는 통공이 형성된 하판부(832)와, 상판부(831)와 하판부(832)를 연결하는 기어축(833)을 포함한다. 기어축(833)은 원주방향을 따라 다수개가 구비되며, 각각의 기어축(833)에 피니언기어(82)가 설치될 수 있다.

보스(831a)는 상판부(831)로부터 상측으로 돌출된 관상의 형태로써, 상단은 개방되어 있고, 이렇게 개방된 상단을 통해 보스(831a) 내로 내축(4)의 하단부가 삽입된다.보스(831a)의 중공 내에 속하는 영역에서, 상판부(831)에는 나사 통과공(831h)이 형성되고, 나사(17)가 하측으로부터 나사 통과공(831h)을 통과한 후 내축(4)과 결합된다.

기어축(833)은 상판부(831) 및/또는 하판부(832)에 대해 회전 가능하게 설치되어, 피니언기어(82)와 기어축(833)이 함께 회전될 수 있다. 다르게는, 기어축(833)의 회전이 구속되고, 피니언기어(82)가 기어축(833)에 대해 회전될 수 있다.

상판부(831)에 형성된 보스(831a)는 전술한 상부 하우징(53)에 형성된 보스(533) 내에 위치하며, 보스(831a)와 외축(9) 사이에 베어링(32)이 개재될 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여, 메인 클러치(6)의 동작을 설명한다.

도 4의 (b)는 메인 클러치(6)가 상승위치에 이른 상태를 도시하고 있다. 이 상태에서, 내축(4)이 정방향으로 회전하게 되면, 메인 클러치(6)는 더 이상 상승하지 못하기 때문에, 외축(9)이 정방향으로 회전하게 된다. 이는, 제 1 펄세이터(3)와 내조(2)가 함께 정방향으로 회전되는 경우이다. 반대로, 메인 클러치(6)가 상승위치에 이른 상태에서 내축(4)을 역방향으로 회전시키게 되면, 메인 클러치(6)가 하강하게 된다.

메인 클러치(6)가 상승위치와 하강위치 사이에 위치한 상태에서 구동축(10a)이 회전되는 경우, 내조(2)의 부하 또는 관성에 따라 외축(9)의 회전이 유발될 수도 있다. 즉, 내조(2)로부터 내축(4)에 작용하는 부하가 충분히 큰 경우, 외축(9)은 정지상태를 유지하고, 내축(4) 만이 회전되나, 상기 부하가 외축(9)의 회전을 구속할 정도는 아닌 경우에는, 내축(4)과는 반대 방향으로 외축(9)이 회전될 수 있다.

도 3의 (a)는, 구동축(10a)이 역방향으로 회전되어 메인 클러치(6)가 하강되는 경우에 있어서, 유성기어열의 동작을 도시하고 있다. 링기어(84)의 회전은 구속된다고 가정할 시, 구동축(10a)이 각속도 W1로 회전될 시, 캐리어(83)는 구동축(10a)과 같은방향으로 각속도 W3으로 회전됨을 알 수 있다. (W1>W3)

한편, 하강위치와 상승위치 사이에서 메인 클러치(6)가 연속하여 회전 가능한 최대 각도(또는, 회전수)에 따라, 내조(2)가 정지된 상태에서 제 1 펄세이터(3)가 연속하여 회전될 수 있는 최대 각도(또는, 회전수)가 정해질 수 있다. 메인 클러치(6)가 승강되는 구간에서, 제 1 펄세이터(3)는 모터(10)의 회전 방향에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전될 수 있다.

즉, 특히, 메인 클러치(6)가 상승위치 또는 하강위치에 이르지 못하고, 이들 위치 사이에 있는 경우에는, 내축(4)의 회전 방향에 따라 제 1 펄세이터(3)의 회전 방향도 결정되기 때문에, 모터(10)의 회전 방향을 제어함으로써, 제 1 펄세이터(3)의 교반 회전을 유도할 수 있다.

도 4의 (a)는 메인 클러치(6)가 하강위치에 이른 상태를 도시하고 있다. 이 상태에서 내축(4)이 역방향으로 회전하게 되면, 메인 클러치(6)는 더 이상 하강하지 못하기 때문에, 외축(9)이 역방향으로 회전하게 된다. 이는, 제 1 펄세이터(3)와 내조(2)가 함께 역방향으로 회전되는 경우이다.

도 3의 (b)는 메인 클러치(6)가 하강위치에 이른 상태에서, 구동축(10a)이 계속하여 역방향으로 회전되는 경우, 즉, 제 1 펄세이터(3)와 내조(2)가 함께 회전되는 경우를 도시하고 있는데, 캐리어(83)와 링기어(84) 모두 구동축(10a)과 같은 방향으로 일체로(즉, 같은 각속도로)회전됨을 알 수 있다.

이상에서, 내축(4)과 외축(9)의 연결(또는, 축이음)/분리(또는, 축이음 해제)는 클러치(6)의 승강동작에 따라 이루어졌다. 다만, 이에 한하지 않고, 내축(4)과 외축(9)의 연결/분리를 위한 다른 형태의 클러치가 적용되는 것도 가능하다. 세탁기 기술분야에서는 내축(4)과 외축(9)을 연결하는 다양한 방식의 클러치가 공지되어 있는 바, 통상의 기술자라면 이들 공지된 클러치 구조를 본원발명에 적용하는 것도 가능할 것이다.

한편, 도 5를 참조하면, 내조(2) 내에는 제 2 펄세이터(30)가 회전 가능하게 배치된다. 내축(4)의 회전에 의해 하강위치(도 5의 (a))와 상승위치(도 5의(b)) 사이에서 승강되는 펄세이터 클러치(7)가 구비된다.

펄세이터 클러치(7)의 위치에 따라 제 1 펄세이터(3)와 제 2 펄세이터(30) 중 제 1 펄세이터(3)만 회전되거나(도 5의 (b), 도 6의 (b)), 제 1 펄세이터(3)와 제 2 펄세이터(30)가 일방향으로 함께 회전되거나(도 5의 (a), 도 6의 (a)), 제 1 펄세이터(3)와 제 2 펄세이터가 반대방향으로 함께 회전될 수 있다(도 5의 (c), 도 6의 (c)).

제 2 펄세이터(30)는, 내축(4)이 통과하는 중공(30h)을 형성하는 펄세이터 허브(31)와, 펄세이터 허브(31)로부터 반경방향 외측으로 확장된 세탁판(32)을 구비할 수 있다. 펄세이터 허브(31)는 중공(30h)을 규정하는 내주면 상에 스플라인 홈(31r)이 형성된다. 스플라인 홈(31r)은 중공(30h)의 길이방향을 따라 길게 연장되며, 상기 내주면 상에 원주방향을 따라 다수개가 이격 형성될 수 있다.

펄세이터 클러치(7)는 중공(30h) 내에서 내축(4)과 펄세이터 허브(31)의 내주면(31a) 사이에 개재된다. 펄세이터 클러치(7)는 내축(4)과는 스레드 결합되고, 펄세이터 허브(31)와는 스플라인 결합된다. 상기 스플라인 결합에 의해 펄세이터 클러치(7)는 펄세이터 허브(31)와 일체로 회전된다. 그리고, 상기 스레드 결합을 더 고려하면, 펄세이터 클러치(7)가 하강위치 보다는 높고 상승위치에는 미치지 못하는 높이에 있을 시, 펄세이터 클러치(7)에 대한 내축(4)의 상대회전(즉, 펄세이터 클러치(7)가 상기 스플라인 결합에 의해 회전 구속된 상태에서 내축(4)만 회전)이 허용되기 때문에, 이때에는 펄세이터 클러치(7)는 회전이 구속된 상태에서 승강하게 된다.

이때, 펄세이터 클러치(7)의 회전이 구속되기 위해서는, 제 2 펄세이터(30)가 회전하지 않고 정지되어 있을 것이 전제되어야 하며, 이는 제 2 펄세이터(30)의 정지 관성과 제 2 펄세이터(30)에 작용하는 부하(수압, 세탁물과의 마찰력)의 합력이 펄세이터 클러치(7)와 내축(4) 간에 작용하는 스레드 결합력에 의한 마찰력 보다 커야함을 의미한다.

따라서, 내조(2) 내의 수위나 세탁물의 양에 따라서는 제 1 펄세이터(3)의 회전시 반작용으로 제 2 펄세이터(30)가 반대방향으로 회전되는 것도 가능하며, 이 경우 역시 펄세이터 클러치(7)에 대한 내축(4)의 상대회전(또는, 제 1 펄세이터(3)와 제 2 펄세이터(30) 간의 상대회전)이 이루어지는 경우라 할 수 있다.

구체적으로, 내축(4)에는 나선형의 제 1 스레드(4b)가 형성된다. 제 1 스레드(4b)는 전술한 메인 클러치(6)와 맞물리는 스레드(4a)의 상측에 형성될 수 있다.

펄세이터 클러치(7)에는 제 1 스레드(4b)와 맞물리는 제 2 스레드(71)가 형성된다. 펄세이터 클러치(7)는 중공(7h)을 갖는 환형으로 이루어질 수 있고, 중공(7h)을 규정하는 내주면 상에 제 2 스레드(71)가 형성될 수 있다.

또한, 펄세이터 클러치(7)는, 외주면에 스플라인 홈(31r)과 치합되는 스플라인 돌기(73)가 형성되어, 내축(4)의 회전에 의해 하강위치와 상승위치 사이에서 승강된다.

한편, 제 2 펄세이터(30)의 세탁판(32)은 제 1 펄세이터(3)보다 반경방향 외측으로 더 확장되어 있다. 세탁판(32)은 제 1 펄세이터(3)의 하측에 위치하는 세탁판 베이스(32a)와, 세탁판 베이스(32a)로부터 상측으로 돌출되는 날개부(32b)를 포함할 수 있다. 날개부(32b)는 제 1 펄세이터(3)의 둘레를 따라 연장될 수 있다. 날개부(32b)는 제 1 펄세이터(3)의 외경으로부터 반경방향을 따라 외측으로 확장되어, 제 1 펄세이터(3)와 접촉되지 못하는 세탁물과 접촉될 수 있다.

제 1 펄세이터(3)는 펄세이터 허브(31)와 상대 회전이 가능하게 결합될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 펄세이터 허브(31)의 상단부는 제 1 펄세이터(3)와 결합되어 있으나, 이러한 결합은 제 1 펄세이터(3)에 대한 펄세이터 허브(31)의 상대회전을 허용하는 것이다. 예를 들어, 제 1 펄세이터(3)의 저면에 형성된 원형의 홈이 형성되고, 상기 원형의 홈 내에 펄세이터 허브(31)의 상단부가 끼워져, 상기 원형의 홈에 대한 상기 상단부의 상대 회전이 허용될 수 있다.

한편, 펄세이터 클러치(7)가 기 설정된 하강위치(도 5의 (a))에 이르면, 더 이상 하강하지 못하도록 제한하는 하단 스토퍼가 더 구비될 수 있다. 상기 하단 스토퍼는 펄세이터 허브(31)에 형성된 하단 제한면(31L)을 포함할 수 있다. 하단 제한면(31L)은 상기 하강위치에 이른 펄세이터 클러치(7)와 간섭되어 펄세이터 클러치(7)의 하강을 제지할 수 있다. 하단 제한면(31L)은 펄세이터 허브(31)의 중공(30h)의 하단에서 돌출된 돌기(31c)의 상면일 수 있다.

한편, 펄세이터 클러치(7)가 기 설정된 하강위치(도 5의 (c))에 이르면, 더 이상 상승하지 못하도록 제한하는 상단 스토퍼가 더 구비될 수 있다. 상기 상단 스토퍼는 내축(4)에 형성될 수 있다. 상기 상단 스토퍼는 내축(4)에 형성된 상승 제한면(31U)을 포함할 수 있다. 상승 제한면(31U)은 상기 상승위치에 이른 펄세이터 클러치(7)와 간섭되어 펄세이터 클러치(7)의 상승을 제지할 수 있다. 내축(4)으로부터 돌기(45)가 돌출될 수 있고, 이 경우 돌기(45)의 저면이 상승 제한면(31U)을 구성할 수 있다.

다만, 이에 한하지 않고, 상승 제한면은 펄세이터 허브(31)에 형성되는 것도 가능하다. 이경우, 펄세이터 허브(31)는 중공(30h)의 상단에 돌기가 형성되고, 상기 돌기의 저면이 상기 상승 제한면이 될 수 있다.

펄세이터 클러치(7)의 작동을 살펴보면 다음과 같다. 펄세이터 클러치(7)가 상승위치와 하강위치 사이에 있는 상태(도 5의 (b))에서 내축(4)이 일방향으로 회전되면 펄세이터 클러치(7)는 상승되고, 내축(4)이 반대방향으로 회전되면 펄세이터 클러치(7)는 하강된다. 즉, 펄세이터 클러치(7)의 승강이 이루어지는 구간에서는 제 2 펄세이터(30)가 정지된 상태에서 제 1 펄세이터(3)만 내축(4)과 일체로 회전된다(도 6의 (b)).

내축(4)이 상기 일방향으로 계속하여 회전되면, 펄세이터 클러치(7)가 하강위치(도 5의 (a))에 이르게 되어 더 이상 하강하지 못하게 되고, 이후에도 계속하여 내축(4)이 상기 일방향으로 회전하면 제 2 펄세이터(30)도 함께 제 1 펄세이터(3)와 같은 방향으로 회전된다. (도 6의 (a))

이제 반대로, 내축(4)이 상기 반대방향으로 회전되어 펄세이터 클러치(7)가 상승위치(도 5의 (c))에 이르게 되고, 이후에도 계속하여 내축(4)이 상기 반대방향으로 회전하면 제 2 펄세이터(30)도 함께 제 1 펄세이터(3)와 같은 방향으로 회전된다. (도 6의 (c))

Claims

세탁물을 수용하는 내조;
모터에 의해 구동되고, 나선형의 제 1 스레드가 형성된 내축;
상기 내조 내에 회전 가능하게 구비되고, 상기 내축과 연결되는 제 1 펄세이터;
상기 내조 내에 회전 가능하게 배치되고, 상기 내축이 통과하는 중공을 형성하는 펄세이터 허브와, 상기 펄세이터 허브로부터 반경방향 외측으로 확장된 세탁판을 구비하고, 상기 중공을 규정하는 상기 펄세이터 허브의 내주면에 스플라인 홈이 형성된 제 2 펄세이터; 및
상기 중공 내에서 상기 내축과 상기 펄세이터 허브의 내주면 사이에 개재되되, 내주면에 상기 제 1 스레드와 치합되는 제 2 스레드가 형성되고, 외주면에는 상기 스플라인 홈과 치합되는 스플라인 돌기가 형성되어, 상기 내축의 회전에 의해 하강위치와 상승위치 사이에서 승강되는 펄세이터 클러치를 포함하는 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 세탁판은,
상기 제 1 펄세이터보다 반경방향 외측으로 더 확장된 세탁기.
제 2 항에 있어서,
상기 세탄판은,
상기 제 1 펄세이터의 하측에 위치하는 세탁판 베이스; 및
상기 세탁판 베이스로부터 상측으로 돌출되어, 상기 제 1 펄세이터의 둘레를 따라 연장되는 날개부를 포함하는 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 펄세이터는,
상기 펄세이터 허브와 상대 회전이 가능하게 결합되는 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 펄세이터는,
상기 상승위치에 이른 상기 펄세이터 클러치와 간섭되어 상기 펄세이터 클러치의 상승을 제지하는 상승 제한면을 포함하는 세탁기.
제 1 항에 있어서,
상기 펄세이터 허브는,
상기 하강위치에 이른 상기 펄세이터 클러치와 간섭되어 상기 펄세이터 클러치의 하강을 제지하는 하강 제한면을 포함하는 세탁기.