KR20240056148A

KR20240056148A - 세탁기 구동 시스템

Info

Publication number: KR20240056148A
Application number: KR1020220136388A
Authority: KR
Inventors: 강주항; 안영찬; 이정구
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2022-10-21
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2024-04-30
Also published as: EP4357510A1; US20240133106A1

Abstract

세탁기 구동 시스템이 제공된다. 본 명세서의 일 면(aspect)에 따른 세탁기 구동 시스템은 하우징과, 상기 하우징의 일측에 배치되는 모터와, 상기 모터에 결합되고, 상기 하우징에 베어링 결합되는 로터 축과, 적어도 일부가 상기 로터 축의 안에 배치되고 상기 하우징에 베어링 결합되는 출력 축과, 일부가 상기 로터 축에 스플라인 결합되고 다른 일부가 상기 출력 축에 스플라인 결합되는 유성 기어 세트와, 상기 유성 기어 세트를 수직 방향으로 이동시키는 액츄에이터를 포함하고, 상기 유성 기어 세트가 일측으로 이동되는 경우 상기 유성 기어 세트의 일부가 상기 로터 축에 결합되어 상기 로터 축의 회전력을 상기 출력 축에 1:1로 전달하고, 상기 유성 기어 세트가 타측으로 이동되는 경우 상기 유성 기어 세트의 또 다른 일부가 상기 하우징에 결합되어 상기 로터 축의 회전력을 n:1의 기어비로 감속하여 상기 출력 축에 전달할 수 있다.

Description

세탁기 구동 시스템{DRIVE SYSTEM OF A WASHING MACHINE}

본 명세서는 세탁기 구동 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계적으로 작동하는 유성 기어 클러치를 구비한 세탁기 구동 시스템에 관한 것이다.

세탁기는 서로 다른 운전 조건을 갖는 2개의 두 개의 주요 작동 모드(세탁 모드, 탈수 모드)로 구동된다.

상기 두 개의 주요 작동 모드를 모두 충족하기 위해, 세탁기는 유성 기어 세트와 클러치를 구비하고, n:1의 기어비를 가지고 저속 고토크로 출력 축을 작동하거나(세탁 모드), 1:1의 기어비를 가지고 고속 저토크로 출력 축을 작동한다(탈수 모드).

여기에서, 출력 축은 드럼을 회전시키기 위해 상기 드럼에 결합된 축을 말한다. 드럼은 "이너 터브(inner tub)"로 호칭될 수 있다.

즉, 통상의 세탁기에서는, 세탁 모드 또는 헹굼 모드를 종료한 후, 모터는 일시적으로 정지되며, 배수 작업이 실시된다. 그리고, 배수 작업이 종료한 후에는 탈수 초기 모드가 시작된다.

그런데, 탈수 초기 모드에서는 젖은 세탁물을 초기 기동하기 위해 높은 토크가 필요하므로, 출력 축을 저속 고토크로 작동시켜야 한다.

그리고, 탈수 초기 모드가 완료된 후에 탈수 모드를 시작하기 위해서는 출력 축을 고속 저토크로 작동시켜야 한다.

따라서, 세탁기 구동 시스템은 탈수 초기 모드와 탈수 모드 사이에서 출력 축에 전달되는 로터 축의 회전력을 변속하기 위한 부품들, 예를 들어 유성 기어 세트와 클러치를 구비하고 있다.

본 명세서와 관련된 선행 특허(related art)의 한 예로, 대한민국 공개특허번호 KR10-2020-0089604호(이하, "선행특허 1"이라 한다)는, 캐리어, 선 기어, 복수의 위성 기어, 인터널 기어 등을 포함하는 유성 기어 세트를 로터 케이스 내에 설치하고, 인터널 기어의 위치를 솔레노이드 클러치에 의해 변경함으로써 기어비를 변경하는 구조를 개시하고 있다.

즉, 선행특허 1의 경우, 탈수 초기 모드에서는 인터널 기어가 솔레노이드 클러치의 슬라이더를 통해 스테이터에 지지되도록 하여, 로터 축 및 썬기어의 회전이 유성 기어 세트를 통해 출력 축에 전달되도록 함으로써, 세탁기를 저속 고토크로 작동시킨다.

그리고, 탈수 모드에서는 인터널 기어가 솔레노이드 클러치의 슬라이더를 통해 로터 축에 지지되도록 하여, 로터 축 및 선 기어의 회전이 유성 기어 세트를 통하지 않고 출력 축에 전달되도록 함으로써, 세탁기를 고속 저토크로 작동시킨다.

그런데, 상기 선행특허 1에 개시된 구동 시스템에 따르면, 솔레노이드 클러치를 이동시키는 데 충분한 전자기력을 얻기 위해서는 더 큰 코일이 필요하므로 솔레노이드 클러치의 무게 및 부피가 커지는 문제가 있다.

또한, 솔레노이드 클러치가 로터와 스테이터의 후방에 위치하고 있으므로 세탁기의 용적을 확보하는 데 불리하고, 솔레노이드 클러치에 전원을 인가하기 위해 별도의 회로를 구성하여 로터와 스테이터 사이에 배선해야 하므로 배선 작업이 어려운 등의 문제가 있다.

본 명세서와 관련된 선행 특허의 다른 예로, 대한민국 특허등록번호 KR10-1920812호(이하, "선행특허 2"라 한다)는, 유성 기어 세트를 포함하는 감속 커플링 유닛의 위치를 레버를 이용하여 전후방으로 이동시키면서 기어비를 변경하는 구조를 개시하고 있다.

즉, 선행특허 2의 경우, 탈수 초기 모드에서는 레버 유닛의 레버의 작동에 따라 감속 커플링 유닛이 전방으로 이동되고, 이에 따라 감속 커플링 유닛의 커플링 캡에 형성된 톱니가 드럼에 형성된 톱니와 맞물리게 되어 세탁기가 저속 고토크로 작동된다.

그리고 탈수 모드에서는 레버 유닛의 레버의 작동에 따라 감속 커플링 유닛이 후방으로 이동되고, 이에 따라 감속 커플링 유닛의 커플링 하우징에 형성된 톱니가 로터 하우징에 형성된 톱니와 맞물리게 되어 세탁기가 고속 저토크로 작동된다.

그런데, 상기 선행특허 2에 개시된 구동 시스템에 따르면, 감속 커플링 유닛의 캐리어에 구비된 피니언 기어가 선 기어에 대해 축방향으로 이동을 해야 하므로, 피니언 기어와 선 기어로는 헬리컬 기어가 아닌 평 기어만 사용이 가능하며, 이로 인해 소음이 발생하는 문제가 있다.

또한, 감속 커플링 유닛의 전후방 이동이 모터의 정지 중에만 가능하므로, 모드 변환을 위해서는 모터를 정지시켜야 하는 문제가 있다.

또한, 유성 기어 세트에 구비된 선 기어가 출력 축 상의 베어링에 얹혀 있고, 출력 축은 1개의 베어링에 의해서만 지지되고 있다.

따라서, 탈수 초기 모드에서는 유성 기어 세트가 지지점 역할을 하게 되어 출력 축이 유성 기어 세트와 베어링에 의해 지지되지만, 탈수 모드에서는 로터와 유성 기어 세트 및 출력 축이 하나로 작동하여 출력 축이 1개의 베어링에 의해서만 지지되므로, 고속 저토크로 작동하는 탈수 모드 시의 내구성이 낮은 문제가 있다.

선행특허 1: 대한민국 공개특허번호 KR10-2020-0089604호 선행특허 2: 대한민국 특허등록번호 KR10-1920812호

본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 세탁 종료와 탈수 시작 사이의 정지 동작 없이 유성 기어 세트 전체를 이동시켜 세탁 모드와 탈수 모드를 구현할 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 추가적인 부품 없이도 링 기어의 회전을 정지시키므로, n:1의 저속 고토크인 세탁 모드를 구현할 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 출력 축에 대한 유성 기어 세트의 이동을 안정적으로 가이드할 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 복수의 피니언 기어와 로터 축을 동기화하므로 1:1의 고속 저토크인 탈수 모드를 구현할 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 로터 축에 대한 유성 기어 세트의 이동을 안정적으로 가이드할 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 유성 기어 세트에 구비된 기어들의 안전율을 증가시킬 수 있고, 기어 회전 시 발생하는 소음을 줄일 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 축 방향 길이를 줄일 수 있으므로 세탁기의 공간 효율성을 높일 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 로터 축과 출력 축의 회전 속도가 다른 경우에 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 공간 효율성을 향상시키면서도 유성 기어 세트 전체를 이동시킬 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 명세서가 해결하고자 하는 과제는, 세탁기 터브와 연결된 출력 축을 2개의 베어링이 지지하므로 출력 축의 회전 안정성을 향상시킬 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 명세서의 일 면(aspect)에 따른 세탁기 구동 시스템은 하우징과, 상기 하우징의 일측에 배치되는 모터와, 상기 모터에 결합되고, 상기 하우징에 베어링 결합되는 로터 축과, 적어도 일부가 상기 로터 축의 안에 배치되고 상기 하우징에 베어링 결합되는 출력 축과, 일부가 상기 로터 축에 스플라인 결합되고 다른 일부가 상기 출력 축에 스플라인 결합되는 유성 기어 세트와, 상기 유성 기어 세트를 수직 방향으로 이동시키는 액츄에이터를 포함한다.

이 경우, 상기 유성 기어 세트가 일측으로 이동되는 경우 상기 유성 기어 세트의 일부가 상기 로터 축에 결합되어 상기 로터 축의 회전력을 상기 출력 축에 1:1로 전달하고, 상기 유성 기어 세트가 타측으로 이동되는 경우 상기 유성 기어 세트의 또 다른 일부가 상기 하우징에 결합되어 상기 로터 축의 회전력을 n:1의 기어비로 감속하여 상기 출력 축에 전달할 수 있다.

이를 통해, 세탁 종료와 탈수 시작 사이의 정지 동작 없이 유성 기어 세트 전체를 이동시켜 세탁 모드와 탈수 모드를 구현할 수 있다.

또한, 상기 유성 기어 세트는, 상기 로터 축에 스플라인 결합되는 선 기어(sun gear)와, 상기 선 기어의 외주면과 결합되고 원주 방향으로 이격되는 복수의 피니언 기어(pinion gear)와, 내주면이 상기 복수의 피니언 기어와 결합되는 링 기어(ring gear)와, 상기 복수의 피니언 기어와 결합되는 캐리어를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 링 기어는 상면에 형성되는 제1 클러치부를 포함하고, 상기 하우징은 상기 유성 기어 세트가 상기 타측으로 이동되는 경우 상기 제1 클러치부와 결합되는 제2 클러치부를 포함할 수 있다.

이를 통해, 추가적인 부품 없이도 링 기어의 회전을 정지시키므로, n:1의 저속 고토크인 세탁 모드를 구현할 수 있다.

또한, 상기 캐리어는 상기 복수의 피니언 기어의 위에 배치되는 제1 캐리어와, 상기 복수의 피니언 기어의 아래에 배치되는 제2 캐리어와, 상기 복수의 피니언 기어 각각과 상기 제1 캐리어와 상기 제2 캐리어를 각각 연결시키는 복수의 연결부를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 제1 캐리어는 내주면에 형성되는 제1 스플라인부를 포함하고, 상기 출력 축은 외주면에 형성되고 상기 제1 스플라인부와 스플라인 결합되는 제2 스플라인부를 포함할 수 있다.

이를 통해, 출력 축에 대한 유성 기어 세트의 이동을 안정적으로 가이드할 수 있다.

또한, 상기 제2 캐리어는 하면에 형성되는 제3 클러치부를 포함하고, 상기 로터 축은 상기 유성 기어 세트가 상기 일측으로 이동되는 경우 상기 제3 클러치부와 결합되는 제4 클러치부를 포함할 수 있다.

이를 통해, 복수의 피니언 기어와 로터 축을 동기화하므로 1:1의 고속 저토크인 탈수 모드를 구현할 수 있다.

또한, 상기 선 기어는 내주면에 형성되는 제3 스플라인부를 포함하고, 상기 로터 축은 외주면에 형성되고 상기 제3 스플라인부와 스플라인 연결되는 제4 스플라인부를 포함할 수 있다.

이를 통해, 로터 축에 대한 유성 기어 세트의 이동을 안정적으로 가이드할 수 있다.

또한, 상기 선 기어와 상기 복수의 피니언 기어와 상기 링 기어는 헬리컬 기어를 포함할 수 있다.

이를 통해, 유성 기어 세트에 구비된 기어들의 안전율을 증가시킬 수 있고, 기어 회전 시 발생하는 소음을 줄일 수 있다.

또한, 상기 출력 축과 상기 하우징 사이에 배치되는 제1 베어링과, 상기 로터 축과 상기 하우징 사이에 배치되는 제2 베어링을 포함한다.

이 경우, 상기 유성 기어 세트는 상기 제1 베어링과 상기 제2 베어링 사이에 배치될 수 있다.

이를 통해, 축 방향 길이를 줄일 수 있으므로 세탁기의 공간 효율성을 높일 수 있다.

또한, 상기 출력 축의 상기 적어도 일부와 상기 로터 축 사이에 배치되는 부싱을 포함할 수 있다.

이를 통해, 로터 축과 출력 축의 회전 속도가 다른 경우에 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 링 기어는 외주면에 형성되고, 상기 액츄에이터가 배치되는 홈을 포함할 수 있다.

이를 통해, 공간 효율성을 향상시키면서도 유성 기어 세트 전체를 이동시킬 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 명세서의 일 면(aspect)에 따른 세탁기 구동 시스템은 하우징과, 상기 하우징의 일측에 배치되는 모터와, 상기 모터에 결합되는 로터와, 적어도 일부가 상기 로터의 안에 배치되고, 상기 하우징에 베어링 결합되는 출력 축과, 일부가 상기 로터에 스플라인 결합되고, 다른 일부가 상기 출력 축에 스플라인 결합되는 유성 기어 세트와, 상기 유성 기어 세트를 수직 방향으로 이동시키는 액츄에이터를 포함한다.

이 경우, 상기 유성 기어 세트가 일측으로 이동되는 경우 상기 유성 기어 세트의 일부가 상기 로터 축에 결합되어 상기 로터의 회전력을 상기 출력 축에 1:1로 전달하고, 상기 유성 기어 세트가 타측으로 이동되는 경우 상기 유성 기어 세트의 또 다른 일부가 상기 하우징에 결합되어 상기 로터의 회전력을 n:1의 기어비로 감속하여 상기 출력 축에 전달할 수 있다.

또한, 상기 유성 기어 세트는, 상기 로터에 스플라인 결합되는 선 기어와, 상기 선 기어의 외주면과 결합되고 원주 방향으로 이격되는 복수의 피니언 기어와, 내주면이 상기 복수의 피니언 기어와 결합되는 링 기어와, 상기 복수의 피니언 기어와 결합되는 캐리어를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 링 기어는 상면에 형성되는 제5 클러치부를 포함하고, 상기 하우징은 상기 유성 기어 세트가 상기 타측으로 이동되는 경우 상기 제5 클러치부와 결합되는 제6 클러치부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 캐리어는 상기 복수의 피니언 기어의 위에 배치되는 제3 캐리어와, 상기 복수의 피니언 기어의 아래에 배치되는 제4 캐리어와, 상기 복수의 피니언 기어 각각과 상기 제3 캐리어와 상기 제4 캐리어를 각각 연결시키는 복수의 연결부를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 제3 캐리어는 외주면에 형성되는 제5 스플라인부를 포함하고, 상기 출력 축은 상기 유성 기어 세트의 안에 배치되는 제1 영역과, 상기 제1 영역의 위에 배치되는 제2 영역과, 상기 제2 영역의 하면에서 아래로 돌출되고 상기 제1 영역과 이격되는 돌출부와, 상기 돌출부의 내주면에 형성되고 상기 제5 스플라인부와 스플라인 결합되는 제6 스플라인부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 영역과 상기 하우징 사이에 배치되는 제3 베어링과, 상기 돌출부와 상기 하우징 사이에 배치되는 제4 베어링을 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 유성 기어 세트는 상기 제4 베어링의 아래에 배치될 수 있다.

이를 통해, 세탁기 터브와 연결된 출력 축을 2개의 베어링이 지지하므로 출력 축의 회전 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 링 기어는 하면에 형성되는 제7 클러치부를 포함하고, 상기 로터는 상기 유성 기어 세트가 상기 일측으로 이동되는 경우 상기 제7 클러치부와 결합되는 제8 클러치부를 포함할 수 있다.

이를 통해, 링 기어와 로터를 동기화하므로 1:1의 고속 저토크인 탈수 모드를 구현할 수 있다.

또한, 상기 선 기어는 외주면에 형성되는 제7 스플라인부를 포함하고, 상기 로터는 내주면에 형성되고 상기 제7 스플라인부와 스플라인 연결되는 제8 스플라인부를 포함할 수 있다.

이를 통해, 로터에 대한 유성 기어 세트의 이동을 안정적으로 가이드할 수 있다.

본 명세서를 통해 세탁 종료와 탈수 시작 사이의 정지 동작 없이 유성 기어 세트 전체를 이동시켜 세탁 모드와 탈수 모드를 구현할 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 명세서를 통해 추가적인 부품 없이도 링 기어의 회전을 정지시키므로, n:1의 저속 고토크인 세탁 모드를 구현할 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 명세서를 통해 출력 축에 대한 유성 기어 세트의 이동을 안정적으로 가이드할 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 명세서를 통해 복수의 피니언 기어와 로터 축을 동기화하므로 1:1의 고속 저토크인 탈수 모드를 구현할 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 명세서를 통해 로터 축에 대한 유성 기어 세트의 이동을 안정적으로 가이드할 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 명세서를 통해 유성 기어 세트에 구비된 기어들의 안전율을 증가시킬 수 있고, 기어 회전 시 발생하는 소음을 줄일 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 명세서를 통해 축 방향 길이를 줄일 수 있으므로 세탁기의 공간 효율성을 높일 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 명세서를 통해 로터 축과 출력 축의 회전 속도가 다른 경우에 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 명세서를 통해 공간 효율성을 향상시키면서도 유성 기어 세트 전체를 이동시킬 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 명세서를 통해 세탁기 터브와 연결된 출력 축을 2개의 베어링이 지지하므로 출력 축의 회전 안정성을 향상시킬 수 있는 세탁기 구동 시스템을 제공할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기의 터브와 세탁기 구동 시스템의 사시도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 사시도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 분해 사시도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 단면도이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 유성 기어 세트의 사시도이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 출력 축의 사시도이다.
도 8은 도 6에서 제1 캐리어를 제거한 도면이다.
도 9는 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 유성 기어 세트의 사시도이다.
도 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 하우징의 단면 사시도이다.
도 11은 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 로터 축의 사시도이다.
도 12 및 도 13은 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 동작도이다.
도 14는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 사시도이다.
도 15는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 분해 사시도이다.
도 16은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 단면도이다.
도 17은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 출력 축의 사시도이다.
도 18은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 링 기어의 일부의 사시도이다.
도 19는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 하우징의 사시도이다.
도 20은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 유성 기어 세트의 일부와 로터의 사시도이다.
도 21은 도 20에서 제3 캐리어를 제거한 도면이다.
도 22는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 유성 기어 세트의 일부의 사시도이다.
도 23은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 로터의 사시도이다.
도 24 내지 도 27은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 액츄에이터의 동작도이다.
도 28 및 도 29는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 동작도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서(discloser)에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 명세서의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 명세서(discloser)의 용어는 document, specification, description 등의 용어로 대체할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기의 터브와 세탁기 구동 시스템의 사시도이다. 도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 사시도이다. 도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 분해 사시도이다. 도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 단면도이다. 도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 유성 기어 세트의 사시도이다. 도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 출력 축의 사시도이다. 도 8은 도 6에서 제1 캐리어를 제거한 도면이다. 도 9는 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 유성 기어 세트의 사시도이다. 도 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 하우징의 단면 사시도이다. 도 11은 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 로터 축의 사시도이다.

도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기는 이너 터브(inner tub)(10)와, 펄세이터(pulsator)(20)와, 세탁기 구동 시스템(100)을 포함할 수 있으나, 이 중 일부의 구성을 제외하고 실시될 수도 있고, 이외 추가적인 구성을 배제하지도 않는다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기는 이너 터브의 회전 중심이 바닥에 수직한 방향으로 형성되고 세탁포를 상측에서 투입 가능하게 설계된 탑 로딩 방식(top loading type)과, 이너 터브의 회전 중심이 바닥에 수평한 방향으로 또는 후단으로 갈수록 낮아지는 방향으로 경사지게 형성되고 세탁포를 전방에서 투입 가능하게 설계된 프론트 로딩 방식(front loading type)일 수 있다.

이너 터브(10)는 상부 또는 전방에 개방된 원통 형상일 수 있다. 이너 터브(10)의 바닥면에는 펄세이터(20)가 배치될 수 있다. 펄세이터(20)는 세탁기 구동 시스템(100)의 출력 축(110)에 연결될 수 있다. 세탁기 구동 시스템(100)은 이너 터브(10)에 결합되어 펄세이터(20)를 회전시킬 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템(100)은 하우징(120)과, 출력 축(110)과, 제1 베어링(140)과, 제2 베어링(160)과, 유성 기어 세트(200)와, 액츄에이터(150)와, 로터 축(170)과, 모터(190)와, 부싱(180)을 포함할 수 있으나, 이 중 일부의 구성을 제외하고 실시될 수도 있고, 이외 추가적인 구성을 배제하지도 않는다.

하우징(120)에는 출력 축(110)이 회전 가능하게 배치될 수 있다. 하우징(120)의 상부에는 펄세이터(20)가 배치될 수 있다. 하우징(120)은 이너 터브(10)에 결합될 수 있다. 하우징(120)의 하부에는 모터(190)가 배치될 수 있다. 하우징(120)은 유성 기어 세트(200)와 결합될 수 있다.

하우징(120)은 제2 클러치부(124)를 포함할 수 있다. 제2 클러치부(124)는 하우징(120)의 내주면에서 내측으로 돌출되고 원주 방향으로 연장되는 원주부(122)에서 하부로 돌출될 수 있다. 제2 클러치부(124)는 유성 기어 세트(200)가 상부 또는 타측으로 이동되는 경우 유성 기어 세트(200)의 링 기어(240)의 제1 클러치부(244)와 맞물릴 수 있다. 제2 클러치부(124)는 제1 클러치부(244)와 서로 상보적인 형상으로 형성될 수 있다.

출력 축(110)은 축 방향으로 연장될 수 있다. 출력 축(110)은 펄세이터(20)와 결합될 수 있다. 출력 축(110)은 하우징(120)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 출력 축(110)은 하우징(120)과 베어링 결합될 수 있다. 출력 축(110)은 로터 축(170)과 같은 속도 또는 서로 다른 속도로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 출력 축(110)은 로터 축(170)과 부싱 결합될 수 있다.

출력 축(110)의 상부 영역(114)에는 펄세이터(20)가 결합될 수 있다.

출력 축(110)의 중앙 영역(112)은 하우징(120)에 베어링 결합될 수 있다. 출력 축(110)의 중앙 영역(112)과 하우징(120) 사이에는 제1 베어링(140)이 배치될 수 있다.

출력 축(110)의 하부 영역(116)은 로터 축(170)의 안에 배치될 수 있다. 출력 축(110)의 하부 영역(116)은 로터 축(170)에 결합될 수 있다. 출력 축(110)의 하부 영역(116)과 로터 축(170) 사이에는 부싱(180)이 배치될 수 있다. 출력 축(110)의 하부 영역(116)의 직경은 중앙 영역(112)의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 출력 축(110)의 하부 영역(116)의 축 방향 길이는 출력 축(110)의 중앙 영역(112)의 축 방향 길이보다 길게 형성될 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에서 축 방향이란 도 3 내지 도 5를 기준으로, 수직 방향을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.

출력 축(110)은 외주면에 형성되는 제2 스플라인부(118)를 포함할 수 있다. 제2 스플라인부(118)는 출력 축(110)의 외주면에서 외측으로 돌출될 수 있다. 제2 스플라인부(118)는 출력 축(110)의 중앙 영역(112)과 하부 영역(116)의 사이에 배치될 수 있다. 제2 스플라인부(118)는 유성 기어 세트(200)의 제1 캐리어(150)의 제1 스플라인부(256)에 스플라인 결합될 수 있다. 여기에서, 스플라인(spline)이란 축이나 보어에 절삭된 그루브나 홈을 의미하고, 스플라인 결합이란 축 방향으로 섭동은 가능하면서 함께 회전할 수 있도록 결합되는 것을 의미할 수 있다.

제1 베어링(140)은 하우징(120)과 출력 축(110) 사이에 배치될 수 있다. 제1 베어링(140)은 출력 축(110)을 하우징(120)에 베어링 결합시킬 수 있다. 제1 베어링(140)은 출력 축(110)을 하우징(120)에 회전 가능하게 결합시킬 수 있다. 제1 베어링(140)은 원주 방향으로 연장될 수 있다. 제1 베어링(140)은 제5 베어링(130)의 아래에 배치될 수 있다. 제1 베어링(140)은 유성 기어 세트(200)의 위에 배치될 수 있다.

제2 베어링(160)은 로터 축(170)과 하우징(120) 사이에 배치될 수 있다. 제2 베어링(160)은 유성 기어 세트(200)의 아래에 배치될 수 있다. 제2 베어링(160)은 로터 축(170)을 하우징(120)에 베어링 결합시킬 수 있다. 제2 베어링(160)은 로터 축(170)을 하우징(120)에 회전 가능하게 결합시킬 수 있다. 제2 베어링(160)은 원주 방향으로 연장될 수 있다.

유성 기어 세트(200)는 일부가 로터 축(170)에 스플라인 결합되고, 다른 일부가 출력 축(110)에 스플라인 결합될 수 있다. 유성 기어 세트(200)는 제1 액츄에이터(150)에 의해 수직 방향으로 이동될 수 있다.

유성 기어 세트(200)가 일측 또는 하부로 이동되는 경우, 유성 기어 세트(200)의 일부가 로터 축(170)에 결합될 수 있다. 이 경우, 로터 축(170)의 회전력을 출력 축(110)에 1:1로 전달할 수 있다.

유성 기어 세트(200)가 타측 또는 상부로 이동되는 경우, 유성 기어 세트(200)의 또 다른 일부가 하우징(120)에 결합될 수 있다. 이 경우, 로터 축(170)의 회전력을 n:1의 기어비로 감속하여 출력 축(110)에 전달할 수 있다.

이를 통해, 세탁 종료와 탈수 시작 사이의 정지 동작 없이 유성 기어 세트(200) 전체를 이동시켜 세탁 모드와 탈수 모드를 구현할 수 있다.

유성 기어 세트(200)는 선 기어(sun gear)(210)와, 복수의 피니언 기어(pinion gear)(220)와, 링 기어(ring gear)(240)와, 연결부(230)와, 캐리어(250, 260)를 포함할 수 있다.

선 기어(210)는 로터 축(170)에 스플라인 결합될 수 있다. 구체적으로, 선 기어(210)의 내주면에 형성되는 제3 스플라인부(212)는 로터 축(170)의 외주면에 형성되는 제4 스플라인부(178)와 스플라인 결합될 수 있다. 선 기어(210)의 외주면에는 제1 헬리컬 기어(214)가 형성될 수 있다.

복수의 피니언 기어(220)는 원주 방향으로 서로 이격될 수 있다. 복수의 피니언 기어(220)의 외주면은 각각 선 기어(210)의 외주면과 결합될 수 있다. 복수의 피니언 기어(220)의 외주면에는 제2 헬리컬 기어(222)가 형성될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에서 복수의 피니언 기어(220)의 개수는 4개인 것을 예로 들어 설명하나, 이에 제한되지 않고 복수의 피니언 기어(220)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.

복수의 피니언 기어(220) 각각의 안에는 복수의 연결부(230)가 형성될 수 있다. 복수의 피니언 기어(220)는 연결부(230)를 통해 캐리어(250, 260)와 연결될 수 있다.

링 기어(240)의 내주면은 복수의 피니언 기어(220)와 결합될 수 있다. 링 기어(240)의 내주면은 제3 헬리컬 기어(242)가 형성될 수 있다.

링 기어(240)는 상면에 형성되는 제1 클러치부(244)를 포함할 수 있다. 제1 클러치부(244)는 하우징(120)의 제2 클러치부(124)와 결합될 수 있다. 구체적으로, 유성 기어 세트(200)가 상부로 이동되는 경우, 제1 클러치부(244)는 제2 클러치부(124)와 결합될 수 있다. 이 경우, 링 기어(240)의 회전이 정지되고, 선 기어(210)와 복수의 피니언 기어(220)의 기어비에 따라 n:1의 저속 고토크인 세탁 모드를 구현할 수 있다.

캐리어(250, 260)는 복수의 피니언 기어(220)와 결합될 수 있다. 캐리어(250, 260)은 복수의 피니언 기어(220)와 연결부(230)를 통해 결합될 수 있다.

캐리어(250, 260)는 복수의 피니언 기어(220)의 위에 배치되는 제1 캐리어(250)와, 복수의 피니언 기어(220)의 아래에 배치되는 제2 캐리어(260)를 포함할 수 있다. 제1 캐리어(250)와 제2 캐리어(260)는 연결부(230)를 통해 복수의 피니언 기어(220)와 연결될 수 있다.

제1 캐리어(250)는 복수의 연결부(230)가 결합되는 제1 결합공(252)과, 출력 축(110)의 하부 영역(116)에 의해 관통되는 관통구(258)와, 상면에서 상부로 돌출되는 돌출 영역(254)과, 돌출 영역(254)의 내주면에 형성되는 제1 스플라인부(256)를 포함할 수 있다.

제1 캐리어(250)의 제1 스플라인부(256)는 출력 축(110)의 제2 스플라인부(118)와 결합될 수 있다. 이를 통해, 출력 축(110)에 대한 유성 기어 세트(200)의 이동을 안정적으로 가이드할 수 있다.

제2 캐리어(260)는 복수의 연결부(230)가 결합되는 제2 결합공(262)과, 하면에서 아래로 돌출되는 제3 클러치부(264)를 포함하 수 있다.

제3 클러치부(264)는 로터 축(170)의 제4 클러치부(179)와 결합될 수 있다. 구체적으로, 유성 기어 세트(200)가 아래로 이동되는 경우, 유성 기어 세트(200)의 제2 캐리어(260)의 제3 클러치부(264)는 로터 축(170)의 제4 클러치부(179)와 결합되어 함께 회전하게 된다. 이를 통해, 복수의 피니언 기어(220)와 로터 축(170)을 동기화하므로 1:1의 고속 저토크 탈수 모드를 구현할 수 있다.

선 기어(210)의 외주면에는 제1 헬리컬 기어(214)가 형성되고, 복수의 피니언 기어(220)의 외주면에는 제2 헬리컬 기어(222)가 형성되고, 링 기어(240)의 내주면에는 제3 헬리컬 기어(242)가 형성될 수 있다. 유성 기어 세트(200)가 전체적으로 수직 방향으로 이동되므로, 선 기어(210)와 복수의 피니언 기어(220)와 링 기어(240)에 헤리컬 기어가 형성될 수 있다. 이를 통해, 유성 기어 세트(200)에 구비된 기어들의 안전율을 증가시킬 수 있고, 기어 회전시 발생하는 소음을 줄일 수 있다.

유성 기어 세트(200)는 제1 베어링(140)과 제2 베어링(160) 사이에 배치될 수 있다. 이를 통해, 세탁기 구동 시스템(100)의 축 방향 길이를 줄일 수 있으므로 세탁기의 공간 효율성을 높일 수 있다.

링 기어(240)는 외주면에 형성되고, 제1 액츄에이터(150)가 배치되는 홈(246)을 포함할 수 있다. 홈(246)은 원주 방향으로 연장될 수 있다. 홈(246)에 배치되는 제1 액츄에이터(150)에 의해 링 기어(240)를 포함한 유성 기어 세트(200) 전체가 수직 방향으로 이동될 수 있다. 이를 통해, 공간 효율성을 향상시키면서도 유성 기어 세트(200) 전체를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다.

제1 액츄에이터(150)는 유성 기어 세트(200)를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 제1 액츄에이터(150)에 대한 자세한 설명은 후술한다.

로터 축(170)은 모터(190)에 결합될 수 있다. 로터 축(170)은 하우징(120)에 베어링 결합될 수 있다. 로터 축(170)은 제2 베어링(160)에 의해 하우징(120)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

로터 축(170)은 모터(190)에 결합되는 돌기(174)를 포함하는 플랜지부(172)와, 플랜지부(172)의 중앙 영역에서 위로 돌출되는 클러치 영역(177)과, 클러치 영역(177)의 상면에 형성되는 제4 클러치부(179)와, 클러치 영역(177)에서 위로 돌출되는 스플라인 영역(176)과, 스플라인 영역(176)의 상부에서 반경 방향 외측으로 돌출되는 제4 스플라인부(178)를 포함할 수 있다.

제4 클러치부(179)는 제2 캐리어(260)의 하면에 형성되는 제3 클러치부(264)과 결합될 수 있다. 이를 통해, 유성 기어 세트(200)가 하측으로 이동되는 경우 제4 클러치부(179)는 제3 클러치부(264)와 결합하여 일체로 회전하게 된다.

제4 스플라인부(178)는 로터 축(170)의 외주면에 형성될 수 있다. 구체적으로, 제4 스플라인부(178)는 스플라인 영역(176)의 외주면에 형성될 수 있다. 제4 스플라인부(178)는 선 기어(210)의 내주면에 형성되는 제3 스플라인부(212)와 스플라인 결합될 수 있다. 이를 통해, 로터 축(170)에 대한 유성 기어 세트(200)의 이동을 안정적으로 가이드할 수 있다.

모터(190)는 하우징(120)의 일측에 배치될 수 있다. 모터(190)는 하우징(120)의 아래에 배치될 수 있다. 모터(190)는 로터 축(170)과 결합될 수 있다. 모터(190)는 외부로부터 전력을 인가받아 일 방향 또는 타 방향으로 회전하여 로터 축(170)을 일 방향 또는 타 방향으로 회전시킬 수 있다.

제5 베어링(130)은 회전 축(110)과 하우징(120)의 사이에 배치될 수 있다. 제5 베어링(130)은 회전 축(110)을 하우징(120)에 회전 가능하게 결합시킬 수 있다.

부싱(180)은 출력 축(110)의 적어도 일부와 로터 축(170) 사이에 배치될 수 있다. 부싱(180)은 출력 축(110)의 하부 영역(116)과 로터 축(170) 사이에 배치될 수 있다. 이를 통해, 로터 축(170)과 출력 축(110)의 회전 속도가 다른 경우에 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 동작도이다.

도 12를 참조하면, 유성 기어 세트(200)가 제1 액츄에이터(150)에 의해 상부로 이동하게 된다. 이 경우, 유성 기어 세트(200)의 링 기어(240)의 제1 클러치부(244)가 하우징(120)의 제2 클러치부(124)에 맞물려 고정될 수 있다. 링 기어(240)가 고정된 상태로, 로터 축(170)이 회전함에 따라 선 기어(210)가 회전하게 되고, 선 기어(210)에 의해 피니언 기어(230)가 자전 및 공전하게 된다. 이 경우, 로터 축(170)의 회전력을 n:1의 기어비로 감속하여 출력 축(110)에 전달하여 출력 축(110)이 저속 고토크로 회전하게 된다.

도 13을 참조하면, 유성 기어 세트(200)가 제1 액츄에이터(150)에 의해 하부로 이동하게 된다. 이 경우, 유성 기어 세트(200)의 제2 캐리어(260)의 제3 클러치부(264)가 로터 축(170)의 제4 클러치부(179)와 맞물리게 되고, 제2 캐리어(260)에 연결된 복수의 피니언 기어(220)는 자전하지 않고 공전하게 된다. 유성 기어 세트(200)가 로터 축(170)의 회전력을 출력 축(110)에 1:1로 전달하여 출력 축(110)이 고속 저토크로 회전하게 된다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템(100)에 따르면, 세탁 종료와 탈수 시작 사이의 정지 동작 없이 유성 기어 세트 전체(200)를 이동시켜 세탁 모드와 탈수 모드를 구현할 수 있다.

도 14는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 사시도이다. 도 15는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 분해 사시도이다. 도 16은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 단면도이다. 도 17은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 출력 축의 사시도이다. 도 18은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 링 기어의 일부의 사시도이다. 도 19는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 하우징의 사시도이다. 도 20은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 유성 기어 세트의 일부와 로터의 사시도이다. 도 21은 도 20에서 제3 캐리어를 제거한 도면이다. 도 22는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 유성 기어 세트의 일부의 사시도이다. 도 23은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 로터의 사시도이다.

도 14 내지 도 23을 참조하면, 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템(300)은 하우징(310)과, 출력 축(320)과, 제3 베어링(330)과, 제4 베어링(340)과, 유성 기어 세트(400)와, 제2 액츄에이터(500)와, 로터(360)와, 모터(350)를 포함할 수 있으나, 이 중 일부의 구성을 제외하고 실시될 수도 있고, 이외 추가적인 구성을 배제하지도 않는다.

하우징(310)에는 출력 축(320)이 회전 가능하게 배치될 수 있다. 하우징(310)의 상부에는 펄세이터(20)가 배치될 수 있다. 하우징(310)은 이너 터브(10)에 결합될 수 있다. 하우징(310)의 하부에는 모터(350)가 배치될 수 있다. 하우징(310)은 유성 기어 세트(400)와 결합될 수 있다.

하우징(310)은 하부로 연장되는 원통부(312)와, 원통부에서 반경 방향 외측으로 연장되는 제6 클러치부(314)를 포함할 수 있다. 제6 클러치부(314)는 유성 기어 세트(400)가 상부 또는 타측으로 이동되는 경우 유성 기어 세트(400)의 링 기어(440)의 제5 클러치부(4445)와 맞물릴 수 있다. 제6 클러치부(314)는 제5 클러치부(4445)와 서로 상보적인 형상으로 형성될 수 있다.

출력 축(320)은 축 방향으로 연장될 수 있다. 출력 축(320)은 펄세이터(20)와 결합될 수 있다. 출력 축(320)은 하우징(310)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 출력 축(320)은 하우징(310)과 베어링 결합될 수 있다. 출력 축(320)은 로터(360)와 같은 속도 또는 서로 다른 속도로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 출력 축(320)은 로터(360)과 베어링 결합될 수 있다. 본 명세서의 다른 실시예에서 축 방향이란 도 14 내지 도 16을 기준으로, 수직 방향을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.

출력 축(320)의 제1 영역(324)은 유성 기어 세트(400)의 안에 배치될 수 있다. 출력 축(320)의 제1 영역(324)은 로터(360)의 안에 배치될 수 있다. 출력 축(320)의 제1 영역(324)은 로터(360)와 베어링 결합될 수 있다.

출력 축(320)의 제2 영역(322)은 제1 영역(324)의 위에 배치될 수 있다. 출력 축(320)의 제2 영역(322)은 하우징(310)에 베어링 결합될 수 있다. 출력 축(320)의 제2 영역(322)과 하우징(310) 사이에는 제3 베어링(330)이 배치될 수 있다. 출력 축(320)의 제2 영역(322)은 제3 베어링(330)에 의해 하우징(310)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 출력 축(320)의 제2 영역(322)의 직경은 제1 영역(324)의 직경보다 크게 형성될 수 있다.

출력 축(320)의 돌출부(326)는 제2 영역(322)의 하면에서 아래로 돌출되고 제1 영역(324)과 반경 방향으로 이격될 수 있다. 출력 축(320)의 돌출부(326)는 하우징(310)에 베어링 결합될 수 있다. 출력 축(320)의 돌출부(326)와 하우징(310) 사이에는 제4 베어링(340)이 배치될 수 있다. 출력 축(320)의 돌출부(326)는 제4 베어링(330)에 의해 하우징(310)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 출력 축(320)의 돌출부(326)의 직경은 제2 영역(322)의 직경보다 작고, 제1 영역(324)의 직경보다 클 수 있다.

출력 축(320)의 제6 스플라인부(328)는 출력 축(320)의 돌출부(326)의 내주면에 형성될 수 있다. 제6 스플라인부(328)는 제3 캐리어(450)의 제5 스플라인부(456)와 스플라인 결합될 수 있다. 이를 통해, 출력 축(320)에 대한 유성 기어 세트(400)의 이동을 안정적으로 가이드할 수 있다.

제3 베어링(330)은 하우징(310)과 출력 축(320) 사이에 배치될 수 있다. 제3 베어링(330)은 출력 축(320)을 하우징(310)에 베어링 결합시킬 수 있다. 제3 베어링(330)은 출력 축(320)을 하우징(310)에 회전 가능하게 결합시킬 수 있다. 제3 베어링(330)은 출력 축(320)의 제2 영역(322)과 하우징(310) 사이에 배치될 수 있다. 제3 베어링(330)은 원주 방향으로 연장될 수 있다.

제4 베어링(340)은 하우징(310)과 출력 축(320) 사이에 배치될 수 있다. 제4 베어링(340)은 출력 축(320)을 하우징(310)에 베어링 결합시킬 수 있다. 제4 베어링(340)은 출력 축(320)을 하우징(310)에 회전 가능하게 결합시킬 수 있다. 제4 베어링(340)은 출력 축(320)의 돌출부(326)과 하우징(310) 사이에 배치될 수 있다. 제4 베어링(340)은 원주 방향으로 연장될 수 있다. 제4 베어링(340)은 제3 베어링(330)의 아래 배치될 수 있다. 제4 베어링(340)은 유성 기어 세트(400)의 위에 배치될 수 있다.

유성 기어 세트(400)는 일부가 로터(360)에 스플라인 결합되고, 다른 일부가 출력 축(320)에 스플라인 결합될 수 있다. 유성 기어 세트(400)는 제2 액츄에이터(500)에 의해 수직 방향으로 이동될 수 있다.

유성 기어 세트(400)가 일측 또는 하부로 이동되는 경우, 유성 기어 세트(400)의 일부가 로터(360)에 결합될 수 있다. 이 경우, 로터(360)의 회전력을 출력 축(320)에 1:1로 전달할 수 있다.

유성 기어 세트(400)가 타측 또는 상부로 이동되는 경우, 유성 기어 세트(400)의 또 다른 일부가 하우징(310)에 결합될 수 있다. 이 경우, 로터(360)의 회전력을 n:1의 기어비로 감속하여 출력 축(320)에 전달할 수 있다.

이를 통해, 세탁 종료와 탈수 시작 사이의 정지 동작 없이 유성 기어 세트(400) 전체를 이동시켜 세탁 모드와 탈수 모드를 구현할 수 있다.

유성 기어 세트(400)는 선 기어(sun gear)(410)와, 복수의 피니언 기어(pinion gear)(420)와, 링 기어(ring gear)(440)와, 연결부(430)와, 캐리어(450, 490)를 포함할 수 있다.

선 기어(410)는 로터(360)에 스플라인 결합될 수 있다. 구체적으로, 선 기어(410)의 하부로 연장되는 영역의 외주면에 형성되는 제7 스플라인부(414)는 로터(360)의 내주면에 형성되는 제8 스플라인부(364)와 스플라인 결합될 수 있다. 도 21 및 도 22에서, 선 기어(410)의 외주면이 평 기어(412)인 것을 예로 들어 도시하였으나, 선 기어(410)의 외주면에는 제4 헬리컬 기어가 형성될 수 있다.

복수의 피니언 기어(420)는 원주 방향으로 서로 이격될 수 있다. 복수의 피니언 기어(420)의 외주면은 각각 선 기어(410)의 외주면과 결합될 수 있다. 도 21 및 도 22에서, 복수의 피니언 기어(420)의 외주면이 평 기어(422)인 것을 예로 들어 도시하였으나, 복수의 피니언 기어(420)의 외주면에는 제5 헬리컬 기어가 형성될 수 있다.

본 명세서의 다른 실시예에서 복수의 피니언 기어(420)의 개수는 4개인 것을 예로 들어 설명하나, 이에 제한되지 않고 복수의 피니언 기어(420)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.

복수의 피니언 기어(420) 각각의 안에는 복수의 연결부(430)가 형성될 수 있다. 복수의 피니언 기어(420)는 연결부(430)를 통해 캐리어(450, 490)와 연결될 수 있다.

링 기어(440)는 내측부(442)와, 외측부(444)를 포함할 수 있다.

링 기어(440)의 내측부(442)의 내주면은 복수의 피니언 기어(420)와 결합될 수 있다. 도 21 및 도 22에서, 링 기어(440)의 내주면은 평 기어(4422)인 것을 예로 들어 도시하였으나, 링 기어(440)의 내주면은 제6 헬리컬 기어가 형성될 수 있다.

링 기어(440)의 외측부(444)는 원판부(4442)와, 완판부의 반경 방향 외측에서 축 방향으로 연장되는 수직부(4444)와, 수직부(4444)의 상면에 형성되는 제5 클러치부(4445)와, 수직부(4444)의 하면에 형성되는 제7 클러치부(4446)와, 수직부(4444)에서 반경 방향 외측으로 돌출되고 원주 방향으로 연장되는 수평부(4447)와, 수평부(4447)에서 반경 방향 내측으로 오목하게 형성되는 액츄에이터 홈(4448)을 포함할 수 있다.

제5 클러치부(4445)는 링 기어(440)의 상면에 형성될 수 있다. 제5 클러치부(4445)는 유성 기어 세트(400)가 상측으로 이동하는 경우 하우징(320)의 제6 클러치부(314)와 맞물릴 수 있다. 이를 통해, 추가적인 부품 없이도 링 기어(440)의 회전을 정지시키므로, n:1의 저속 고토크인 세탁 모드를 구현할 수 있다.

제7 클러치부(4446)는 링 기어(440)의 하면에 형성될 수 있다. 제7 클러치부(4446)는 유성 기어 세트(400)가 하측으로 이동하는 경우 로터(360)의 상면에 형성되는 제8 클러치부(366)와 맞물릴 수 있다. 이를 통해, 링 기어(400)와 로터(360)를 동기화하므로 1:1의 고속 저토크인 탈수 모드를 구현할 수 있다.

캐리어(450, 490)는 복수의 피니언 기어(420)와 결합될 수 있다. 캐리어(450, 490)은 복수의 피니언 기어(420)와 연결부(430)를 통해 결합될 수 있다.

액츄에이터 홈(4448)에는 제2 액츄에이터(500)가 배치될 수 있다. 액츄에이터 홈(4448)은 원주 방향으로 연장될 수 있다. 액츄에이터 홈(4448)에 배치되는 제2 액츄에이터(500)에 의해 링 기어(440)를 포함한 유성 기어 세트(440) 전체가 수직 방향으로 이동될 수 있다. 이를 통해, 공간 효율성을 향상시키면서도 유성 기어 세트(400) 전체를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다.

캐리어(450, 490)는 복수의 피니언 기어(420)의 위에 배치되는 제3 캐리어(450)와, 복수의 피니언 기어(420)의 아래에 배치되는 제4 캐리어(490)를 포함할 수 있다. 제3 캐리어(450)와 제4 캐리어(490)는 연결부(430)를 통해 복수의 피니언 기어(420)와 연결될 수 있다.

제3 캐리어(450)는 복수의 연결부(430)가 결합되는 제2 결합공(452)과, 출력 축(320)의 제1 영역(324)에 의해 관통되는 관통구와, 상면에서 상부로 돌출되는 돌출 영역(454)과, 돌출 영역(454)의 외주면에 형성되는 제5 스플라인부(456)를 포함할 수 있다.

제3 캐리어(450)의 제5 스플라인부(456)는 출력 축(320)의 제6 스플라인부(328)와 결합될 수 있다. 이를 통해, 출력 축(320)에 대한 유성 기어 세트(400)의 이동을 안정적으로 가이드할 수 있다.

선 기어(410)의 외주면에는 제4 헬리컬 기어가 형성되고, 복수의 피니언 기어(420)의 외주면에는 제5 헬리컬 기어가 형성되고, 링 기어(440)의 내주면에는 제6 헬리컬 기어가 형성될 수 있다. 유성 기어 세트(400)가 전체적으로 수직 방향으로 이동되므로, 선 기어(410)와 복수의 피니언 기어(420)와 링 기어(440)에 헤리컬 기어가 형성될 수 있다. 이를 통해, 유성 기어 세트(400)에 구비된 기어들의 안전율을 증가시킬 수 있고, 기어 회전시 발생하는 소음을 줄일 수 있다.

유성 기어 세트(400)는 제3 베어링(330)과 제4 베어링(340)의 아래에 배치될 수 있다. 세탁기 터브와 연결된 출력 축(320)을 2개의 베어링이 지지하므로 출력 축(320)의 회전 안정성을 향상시킬 수 있다.

로터(360)는 모터(350)에 결합될 수 있다. 로터(360)는 모터(350)에 결합되는 원판부와, 상기 원판부의 반경 방향 외측에서 상부로 돌출되는 제8 클러치부(366)와, 원판부의 중앙 영역에서 상부로 돌출되는 스플라인 돌기(362), 스플라인 돌기(362)의 내주면에 형성되는 제8 스플라인부(364)를 포함할 수 있다.

제8 클러치부(366)는 링 기어(440)의 하면에 형성되는 제7 클러치부(4446)와 결합될 수 있다. 이를 통해, 유성 기어 세트(400)가 하측으로 이동되는 경우 제7 클러치부(4446)는 제8 클러치부(366)와 결합하여 일체로 회전하게 된다.

제8 스플라인부(364)는 로터(360)의 내주면에 형성될 수 있다. 구체적으로, 제8 스플라인부(364)는 스플라인 돌기(362)의 내주면에 형성될 수 있다. 제8 스플라인부(364)는 선 기어(410)의 외주면에 형성되는 제7 스플라인부(414)와 스플라인 결합될 수 있다. 이를 통해, 로터(360)에 대한 유성 기어 세트(400)의 이동을 안정적으로 가이드할 수 있다.

모터(350)는 하우징(310)의 일측에 배치될 수 있다. 모터(350)는 하우징(310)의 아래에 배치될 수 있다. 모터(350)는 로터(360)과 결합될 수 있다. 모터(350)는 외부로부터 전력을 인가받아 일 방향 또는 타 방향으로 회전하여 로터(360)을 일 방향 또는 타 방향으로 회전시킬 수 있다.

도 24 내지 도 27은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 액츄에이터의 동작도이다.

도 24 내지 도 27을 참조하면, 제2 액츄에이터(500)는 구동부(510)와, 제1 커넥팅 로드(520)와, 브라켓(530)과, 제2 커넥팅 로드(540)와, 포크부(550)를 포함할 수 있다. 구동부(510)의 구동 돌기(512)는 제1 커넥팅 로드(520)의 구동 홀(522)에 삽입되어 있다. 구동부(510)의 구동 돌기(512)가 일방향으로 회전하는 경우 제1 커넥팅 로드(520)는 고정된 브라켓(530)에 의해 수평 방향으로 이동하게 되고, 제1 커넥팅 로드(520)와 연결된 제2 커넥팅 로드(520)에 의해 수직 방향 또는 축 방향으로 포크부(550)가 이동하게 된다. 액츄에이터 홈(4448)에 삽입된 포크부(550)에 의해 유성 기어 세트(400)가 수직 방향 또는 축 방향으로 이동하게 된다. 포크부(550)는 제2 커넥팅 로드(520)와 연결되는 영역 이외의 영역은 하우징(310)에 연결된 지지부(600)에 연결될 수 있다.

전술한 제1 액츄에이터(150)는 제2 액츄에이터(500)와 동일할 수 있다. 다만, 제2 액츄에이터(500)에 대한 설명은 일 예에 불과할 뿐, 유성 기어 세트(400)를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다면, 제2 액츄에이터(500)는 통상의 기술자가 적용 가능한 액츄에이터로 변경될 수 있다.

도 28 및 도 29는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템의 동작도이다.

도 28을 참조하면, 유성 기어 세트(400)가 제2 액츄에이터(500)에 의해 상부로 이동하게 된다. 이 경우, 유성 기어 세트(400)의 링 기어(440)의 제5 클러치부(4445)가 하우징(310)의 제6 클러치부(314)에 맞물려 고정될 수 있다. 링 기어(440)가 고정된 상태로, 로터(360)가 회전함에 따라 선 기어(410)가 회전하게 되고, 선 기어(410)에 의해 피니언 기어(430)가 자전 및 공전하게 된다. 이 경우, 로터(360)의 회전력을 n:1의 기어비로 감속하여 출력 축(320)에 전달하여 출력 축(320)이 저속 고토크로 회전하게 된다.

도 29을 참조하면, 유성 기어 세트(400)가 제2 액츄에이터(500)에 의해 하부로 이동하게 된다. 이 경우, 유성 기어 세트(400)의 링 기어(440)의 제7 클러치부(4446)가 로터(360)의 제8 클러치부(366)와 맞물리게 되고, 링 기어(440)가 로터(360)와 함께 회전하면서 복수의 피니언 기어(420)는 자전하지 않고 공전하게 된다. 유성 기어 세트(400)가 로터(360)의 회전력을 출력 축(320)에 1:1로 전달하여 출력 축(320)이 고속 저토크로 회전하게 된다.

본 명세서의 다른 실시예에 따른 세탁기 구동 시스템(300)에 따르면, 세탁 종료와 탈수 시작 사이의 정지 동작 없이 유성 기어 세트 전체(400)를 이동시켜 세탁 모드와 탈수 모드를 구현할 수 있다.

앞에서 설명된 본 명세서의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 명세서의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.

예를 들어 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.

10: 이너 터브 20: 펄세이터
100: 세탁기 구동 시스템 110: 출력 축
120: 하우징 130: 제5 베어링
140: 제1 베어링 150: 제1 액츄에이터
160: 제2 베어링 170: 로터 축
180: 부싱 190: 모터
200: 유성 기어 세트 210: 선 기어
220: 피니언 기어 230: 연결부
240: 링 기어 250: 제1 캐리어
260: 제2 캐리어 300: 세탁기 구동 시스템
310: 하우징 320: 출력 축
330: 제3 베어링 340: 제4 베어링
350: 모터 360: 로터
400: 유성 기어 세트 410: 선기어
420: 피니언 기어 430: 연결부
440: 링 기어 450: 제1 캐리어
490: 제2 캐리어 500: 제2 액츄에이터

Claims

하우징;
상기 하우징의 일측에 배치되는 모터;
상기 모터에 결합되고, 상기 하우징에 베어링 결합되는 로터 축;
적어도 일부가 상기 로터 축의 안에 배치되고, 상기 하우징에 베어링 결합되는 출력 축;
일부가 상기 로터 축에 스플라인 결합되고, 다른 일부가 상기 출력 축에 스플라인 결합되는 유성 기어 세트; 및
상기 유성 기어 세트를 수직 방향으로 이동시키는 액츄에이터를 포함하고,
상기 유성 기어 세트가 일측으로 이동되는 경우 상기 유성 기어 세트의 일부가 상기 로터 축에 결합되어 상기 로터 축의 회전력을 상기 출력 축에 1:1로 전달하고,
상기 유성 기어 세트가 타측으로 이동되는 경우 상기 유성 기어 세트의 또 다른 일부가 상기 하우징에 결합되어 상기 로터 축의 회전력을 n:1의 기어비로 감속하여 상기 출력 축에 전달하는 세탁기 구동 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 유성 기어 세트는,
상기 로터 축에 스플라인 결합되는 선 기어와,
상기 선 기어의 외주면과 결합되고 원주 방향으로 이격되는 복수의 피니언 기어와,
내주면이 상기 복수의 피니언 기어와 결합되는 링 기어와,
상기 복수의 피니언 기어와 결합되는 캐리어를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 링 기어는 상면에 형성되는 제1 클러치부를 포함하고,
상기 하우징은 상기 유성 기어 세트가 상기 타측으로 이동되는 경우 상기 제1 클러치부와 결합되는 제2 클러치부를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 캐리어는 상기 복수의 피니언 기어의 위에 배치되는 제1 캐리어와, 상기 복수의 피니언 기어의 아래에 배치되는 제2 캐리어와, 상기 복수의 피니언 기어 각각과 상기 제1 캐리어와 상기 제2 캐리어를 각각 연결시키는 복수의 연결부를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 캐리어는 내주면에 형성되는 제1 스플라인부를 포함하고,
상기 출력 축은 외주면에 형성되고 상기 제1 스플라인부와 스플라인 결합되는 제2 스플라인부를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 제2 캐리어는 하면에 형성되는 제3 클러치부를 포함하고,
상기 로터 축은 상기 유성 기어 세트가 상기 일측으로 이동되는 경우 상기 제3 클러치부와 결합되는 제4 클러치부를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 선 기어는 내주면에 형성되는 제3 스플라인부를 포함하고,
상기 로터 축은 외주면에 형성되고 상기 제3 스플라인부와 스플라인 연결되는 제4 스플라인부를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 선 기어와 상기 복수의 피니언 기어와 상기 링 기어는 헬리컬 기어를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 출력 축과 상기 하우징 사이에 배치되는 제1 베어링; 및
상기 로터 축과 상기 하우징 사이에 배치되는 제2 베어링을 포함하고,
상기 유성 기어 세트는 상기 제1 베어링과 상기 제2 베어링 사이에 배치되는 세탁기 구동 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 출력 축의 상기 적어도 일부와 상기 로터 축 사이에 배치되는 부싱을 포함하는 세탁기 구동 시스템.
하우징;
상기 하우징의 일측에 배치되는 모터;
상기 모터에 결합되는 로터;
적어도 일부가 상기 로터의 안에 배치되고, 상기 하우징에 베어링 결합되는 출력 축;
일부가 상기 로터에 스플라인 결합되고, 다른 일부가 상기 출력 축에 스플라인 결합되는 유성 기어 세트; 및
상기 유성 기어 세트를 수직 방향으로 이동시키는 액츄에이터를 포함하고,
상기 유성 기어 세트가 일측으로 이동되는 경우 상기 유성 기어 세트의 일부가 상기 로터에 결합되어 상기 로터의 회전력을 상기 출력 축에 1:1로 전달하고,
상기 유성 기어 세트가 타측으로 이동되는 경우 상기 유성 기어 세트의 또 다른 일부가 상기 하우징에 결합되어 상기 로터의 회전력을 n:1의 기어비로 감속하여 상기 출력 축에 전달하는 세탁기 구동 시스템.
제 11 항에 있어서,
상기 유성 기어 세트는,
상기 로터에 스플라인 결합되는 선 기어와,
상기 선 기어의 외주면과 결합되고 원주 방향으로 이격되는 복수의 피니언 기어와,
내주면이 상기 복수의 피니언 기어와 결합되는 링 기어와,
상기 복수의 피니언 기어와 결합되는 캐리어를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 링 기어는 상면에 형성되는 제5 클러치부를 포함하고,
상기 하우징은 상기 유성 기어 세트가 상기 타측으로 이동되는 경우 상기 제5 클러치부와 결합되는 제6 클러치부를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 캐리어는 상기 복수의 피니언 기어의 위에 배치되는 제3 캐리어와, 상기 복수의 피니언 기어의 아래에 배치되는 제4 캐리어와, 상기 복수의 피니언 기어 각각과 상기 제3 캐리어와 상기 제4 캐리어를 각각 연결시키는 복수의 연결부를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 14 항에 있어서,
상기 제3 캐리어는 외주면에 형성되는 제5 스플라인부를 포함하고,
상기 출력 축은 상기 유성 기어 세트의 안에 배치되는 제1 영역과, 상기 제1 영역의 위에 배치되는 제2 영역과, 상기 제2 영역의 하면에서 아래로 돌출되고 상기 제1 영역과 이격되는 돌출부와, 상기 돌출부의 내주면에 형성되고 상기 제5 스플라인부와 스플라인 결합되는 제6 스플라인부를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 15 항에 있어서,
상기 제2 영역과 상기 하우징 사이에 배치되는 제3 베어링; 및
상기 돌출부와 상기 하우징 사이에 배치되는 제4 베어링을 포함하고,
상기 유성 기어 세트는 상기 제4 베어링의 아래에 배치되는 세탁기 구동 시스템.
제 14 항에 있어서,
상기 링 기어는 하면에 형성되는 제7 클러치부를 포함하고,
상기 로터는 상기 유성 기어 세트가 상기 일측으로 이동되는 경우 상기 제7 클러치부와 결합되는 제8 클러치부를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 선 기어는 외주면에 형성되는 제7 스플라인부를 포함하고,
상기 로터는 내주면에 형성되고 상기 제7 스플라인부와 스플라인 연결되는 제8 스플라인부를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 선 기어와 상기 복수의 피니언 기어와 상기 링 기어는 헬리컬 기어를 포함하는 세탁기 구동 시스템.
제 2 항 또는 12 항에 있어서,
상기 링 기어는 외주면에 형성되고, 상기 액츄에이터가 배치되는 홈을 포함하는 세탁기 구동 시스템.