KR100606830B1 - 세탁기의 구동부 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세탁기의 제조 단가를 감소시키고, 구조를 간단하게 할 수 있는 세탁기의 구동부를 제공한다.
이를 위해, 본 발명은, 터브(1)에 고정되는 베어링 하우징(11); 상기 베어링 하우징에 설치되는 모터(12); 상기 베어링 하우징의 내부에 회전가능하게 설치됨과 아울러 상기 터브(1)에 삽입되어 내조에 연결되는 링기어 샤프트(13); 상기 링기어 샤프트의 내부에 회전 가능하게 설치되는 캐리어 샤프트(14); 상기 캐리어 샤프트의 내부에 회전 가능하게 설치됨과 아울러 모터(12)에 축결합되는 구동 샤프트(15); 상기 링기어 샤프트(13)와 상기 캐리어 샤프트(14) 사이에 상기 링기어 샤프트(13)를 감속할 수 있도록 설치되는 감속수단; 그리고, 상기 베어링 하우징과 캐리어 샤프트 사이에 설치되어 상기 구동 샤프트가 일방향으로 회전될 때에만 상기 캐리어 샤프트를 베어링 하우징에 구속시키는 제1일방향 베어링과, 상기 링기어 샤프트와 캐리어 샤프트 사이에 설치되어 상기 구동 샤프트가 타방향으로 회전될 때에만 상기 링기어 샤프트와 캐리어 샤프트를 구속하도록 설치되는 제2일방향 베어링을 갖는 일방향 구속수단을 포함하여 이루어진 세탁기의 구동부를 제공한다.
세탁기, 구동부, 일방향 구속수단

Description

세탁기의 구동부{driving apparatus of washing machine}
도 1은 본 발명 세탁기의 구동부의 실시예를 나타낸 구성도.
2a는 도 1의 일방향 구속수단이 구속된 상태를 나타낸 단면도.
도 2b는 도 1의 일방향 구속수단이 해제된 상태를 나타낸 단면도.
도 3a, 도 3b는 도 1의 세탁기가 세탁모드로 운전될 때에 구동부의 동작을 나타낸 동작 상태도.
도 4a, 도 4b는 도 1의 세탁기가 탈수모드로 운전될 때에 구동부의 동작을 나타낸 동작 상태도.
도 5는 도 1의 구동부를 구성하는 일방향 구속수단의 제2실시예를 나타낸 구성도.
도 6a, 도 6b는 도 5의 세탁기가 세탁모드로 운전될 때에 구동부의 동작을 나타낸 동작 상태도.
도 7a, 도 7b는 도 5의 세탁기가 탈수모드로 운전될 때에 구동부의 동작을 나타낸 동작 상태도.
도 8는 도 1의 구동부를 구성하는 일방향 구속수단의 제3실시예를 나타낸 구성도.
도 9a, 도 9b는 도 8의 세탁기가 세탁모드로 운전될 때에 구동부의 동작을 나타낸 동작 상태도.
도 10a, 도 10b는 도 8의 세탁기가 탈수모드로 운전될 때에 구동부의 동작을 나타낸 동작 상태도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 터브 11 : 베어링 하우징
12 : 모터 12a : 스테이터
12b : 로터 13 : 링기어 샤프트
14 : 캐리어 샤프트 14a : 축부
15 : 구동 샤프트 16 : 태양기어부
17 : 유성기어 18 : 내치기어부
21,31,41 : 제1일방향 베어링 22,32,42 : 제2일방향 베어링
25,26,35,36,37,45,46,47 : 지지용 베어링
G : 그루브 B : 볼
본 발명은 세탁기에 관한 것으로서, 세탁기의 제조 단가를 감소시키고, 구조를 간단하게 할 수 있는 세탁기의 구동부에 관한 것이다.
일반적인 세탁기는 구동부에서 발생된 구동력에 의해 내조를 회전시켜 세탁물을 세탁행정 또는/및 탈수행정을 수행하는 장치이다.
이러한 세탁기의 구동부에는 인덕션 모터(induction motor)가 적용된다.
상기 인덕션 모터는 브러시와 정류자가 설치되지 않고, 로터에 마그네트를 사용하지 않는다. 이러한 인덕션 모터는 브러시나 정류자의 소손, 마그네트의 감자 작용이 없다. 또한, 인덕션 모터는 스테이터 권선에 흐르는 전류에 의해 발생하는 회전 자기장과 로터에서 발생하는 유도 전류와의 상호 작용에 의해 회전력이 발생한다. 이때, 상기 인덕션 모터의 토크 발생부는 로터나 스테이터의 권선부가 아니고, 그 대부분이 철심에 집중되어 있다.
상기 인덕션 모터에는 세탁축이 연결되고, 상기 세탁축에는 감속수단이 설치된다. 또한, 상기 감속수단에 의해 내조를 가감속시키기 위해 클러치가 설치된다.
그러나, 종래 세탁기의 구동부는 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 상기 구동부에 인덕션 모터를 적용한 경우, 모터의 단가를 낮출 수는 있지만 연속적인 회전 속도 제어가 불가능하였다. 따라서, 모터의 회전 속도를 조절하기 위해 별도의 클러치와 감속장치가 설치되므로, 구동부의 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.
상기한 제반 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 세탁기의 제조 단가를 감소시키고, 클러치의 설치를 생략하여 구조를 간단하게 할 수 있는 세탁기의 구동부를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시형태에 따르면, 터브에 고정되는 베어링 하우징; 상기 베어링 하우징에 설치되는 모터; 상기 베어링 하우징의 내부에 회전가능하게 설치됨과 아울러 상기 터브에 삽입되어 내조에 연결되는 링기어 샤프트; 상기 링기어 샤프트의 내부에 회전 가능하게 설치되는 캐리어 샤프트; 상기 캐리어 샤프트의 내부에 회전 가능하게 설치됨과 아울러 모터에 축결합되는 구동 샤프트; 상기 링기어 샤프트와 상기 캐리어 샤프트 사이에 상기 링기어 샤프트를 감속할 수 있도록 설치되는 감속수단; 그리고, 상기 베어링 하우징과 캐리어 샤프트 사이에 설치되어 상기 구동 샤프트가 일방향으로 회전될 때에만 상기 캐리어 샤프트를 베어링 하우징에 구속시키는 제1일방향 베어링과, 상기 링기어 샤프트와 캐리어 샤프트 사이에 설치되어 상기 구동 샤프트가 타방향으로 회전될 때에만 상기 링기어 샤프트와 캐리어 샤프트를 구속하도록 설치되는 제2일방향 베어링을 갖는 일방향 구속수단을 포함하여 이루어진 세탁기의 구동부를 제공한다.
삭제
여기서, 상기 일방향 구속수단은, 상기 베어링 하우징과 캐리어 샤프트 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트가 일방향으로 회전되는 경우에만 상기 캐리어 샤프트를 베어링 하우징에 구속시키는 제1일방향 베어링; 그리고, 상기 캐리어 샤프트와 구동 샤프트 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트가 타방향으로 회전되는 경우에만 상기 캐리어 샤프트와 구동 샤프트를 구속하는 제2일방향 베어링:으로 구성될 수 있다.
또는, 상기 일방향 구속수단은, 상기 베어링 하우징과 캐리어 샤프트 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트가 일방향으로 회전되는 경우에만 상기 캐리어 샤프트를 베어링 하우징에 구속시키는 제1일방향 베어링; 그리고, 상기 링기어 샤프트와 구동 샤프트 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트가 타방향으로 회전되는 경우에만 상기 링기어 샤프트와 구동 샤프트를 구속하는 제2일방향 베어링:으로 구성된다.
그리고, 상기 감속수단은, 상기 구동 샤프트의 외주면에 형성된 태양기어부; 상기 태양기어부와 맞물려 태양기어를 중심으로 공전 및 자전하도록 설치되는 유성기어; 그리고, 상기 유성기어와 맞물리도록 상기 링기어 샤프트의 내주면에 형성되는 내치기어부:를 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명에 따른 세탁기의 구동부에 관한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 4b를 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명 세탁기의 구동부의 실시예를 나타낸 구성도이고, 2a는 도 1의 일방향 구속수단이 구속된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 2b는 도 1의 일방향 구속수단이 해제된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 3a, 도 3b는 도 1의 세탁기가 세탁모드로 운전될 때에 구동부의 동작을 나타낸 동작 상태도이며, 도 4a, 도 4b는 도 1의 세탁기가 탈수모드로 운전될 때에 구동부의 동작을 나타낸 동작 상태도이다.
도 1을 참조하면, 상기 세탁기의 구동부는 베어링 하우징(11), 모터(12), 링기어 샤프트(13), 캐리어 샤프트(14), 구동 샤프트(15), 감속수단(16,17,18) 및 일방향 구속수단(21,22)을 포함하여 구성된다.
상기 베어링 하우징(11)은 터브(1)에 고정되고, 상기 터브 내부에는 내조가 회전 가능하게 설치된다. 이때, 상기 베어링 하우징은 볼트와 같은 체결부재에 의해 터브에 고정된다.
상기 베어링 하우징(11)에는 모터(12)가 설치된다. 이때, 모터는 정역으로 회전 가능한 것을 적용한다. 상기 모터(12)로는 도 1에 도시된 바와 같이 로터(12b)가 스테이터(12a)의 외측에서 회전하는 아웃터 로터형 모터(outer rotor type motor)를 적용한다. 또는, 도시는 되지 않았지만 로터가 스테이터의 중심부에서 회전하는 인너 로터형 모터(inner rotor type motor)를 적용할 수 있다.
이러한 모터(12)로는 인덕션 모터(induction motor)나 브러시리스 모터(brushless motor)를 제시한다.
상기 베어링 하우징(11) 내부에는 링기어 샤프트(13)가 회전 가능하게 설치된다. 이러한 링기어 샤프트(13)는 터브(1)를 관통하여 내조(미도시)에 연결되어, 상기 내조에 구동력을 전달한다.
이러한 링기어 샤프트(13)는 중심부가 외측으로 확장되고, 상기 확장된 부분의 내부에는 감속수단 등이 설치된다.
상기 링기어 샤프트(13)의 내부에는 회전 가능하도록 캐리어 샤프트(14)가 설치되고, 상기 캐리어 샤프트(14)의 내부에는 회전 가능하도록 구동 샤프트(15)가 설치된다. 상기 구동 샤프트(15)는 로터(12b)에 축결합됨과 아울러 감속수단에 연결된다.
이때, 상기 모터(12)가 아웃터 로터형 모터인 경우, 상기 구동 샤프트(15)는 도 1과 같이 아웃터 로터에 연결된다. 또, 상기 모터(12)가 인너 로터형 모터(12) 인 경우, 상기 구동 샤프트(15)는 인너 로터에 연결된다.
상기 감속수단은 링기어 샤프트(13)와 캐리어 샤프트(14) 사이에 상기 링기어 샤프트(13)를 감속할 수 있도록 설치된다.
이러한 감속수단은 구동 샤프트(15)의 외주면에 형성된 태양기어부(16)와, 상기 태양기어와 맞물려 태양기어부(16)를 중심으로 공전 및 자전하도록 설치되는 유성기어(17)와, 상기 유성기어와 맞물리도록 상기 링기어 샤프트(13)의 내주면에 형성되는 내치기어부(18)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 유성기어(17)는 캐리어 샤프트(14)의 상단에 상향으로 돌출된 축부(14a)에 자전 가능하게 삽입된다. 따라서, 상기 유성기어(17)는 캐리어 샤프트(14)와 함께 회전함에 따라 상기 태양기어부(16)를 중심으로 공전하는 한편, 축부(14a)를 중심으로 자전한다.
여기서, 상기 태양기어부(16)와 유성기어(17) 및 내치기어부(18)의 기어비는 링기어 샤프트(13)의 감속비를 감안하여 적절하게 설계되어야 한다.
한편, 상기 일방향 구속수단은 구동 샤프트(15)가 일방향으로 회전되는 경우 상기 캐리어 샤프트(14)을 구속하고, 상기 구동 샤프트(15)가 타방향으로 회전되는 경우 상기 캐리어 샤프트(14), 링기어 샤프트(13) 및 구동 샤프트(15) 중 2개를 상호 구속하도록 설치된다.
상기 일방향 구속수단의 제1실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 일방향 구속수단은, 도 1에 나타난 바와 같이, 상기 베어링 하우징(11)과 캐리어 샤프트(14) 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트(15)가 일방향으로 회전 될 때에만 상기 캐리어 샤프트(14)를 베어링 하우징(11)에 구속시키는 제1일방향 베어링(21)과, 상기 링기어 샤프트(13)와 캐리어 샤프트(14) 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트(15)가 타방향으로 회전될 때에만 상기 링기어 샤프트(13)와 캐리어 샤프트(14)를 구속하도록 설치되는 제2일방향 베어링(22)으로 구성된다.
이때, 상기 제1,2일방향 베어링(21,22)은 도 2a 및 도 2b에 나타난 바와 같이, 베어링 지지체의 내주면을 따라 다수개의 그루브(G)가 형성되고, 상기 각 그루브에는 볼(B)이 회전가능하게 설치된다. 이때, 상기 각 그루브는 일측이 큰 곡률을 갖고 타측이 작은 곡률을 갖도록 형성된다.
따라서, 소정의 샤프트가 일방향으로 회전될 경우, 도 2a와 같이 볼(B)이 그루브(G)의 큰 곡률을 갖는 방향으로 이동됨에 따라 소정의 샤프트를 구속한다. 또한, 소정의 샤프트가 타방향으로 회전될 경우, 도 2b와 같이 볼이 그루브의 작은 곡률을 갖는 방향으로 이동됨에 따라 소정의 샤프트를 해제한다.
그리고, 상기 링기어 샤프트(13)의 외주면에는 상기 링기어 샤프트(13)가 양방향으로 회전되도록 지지용 베어링(25)이 설치된다. 이러한 지지용 베어링(25)은 링기어 샤프트와 터브 및 베어링 하우징 사이에 설치된다.
또, 상기 캐리어 샤프트(14)와 구동 샤프트(15) 사이에는 상기 구동 샤프트(15)가 지지됨과 아울러 양방향으로 회전되도록 지지용 베어링(26)이 설치된다.
이와 같이 구성된 일방향 구속수단의 제1실시예가 적용된 구동부의 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 세탁기가 세탁행정 모드로 운전되는 경우 상기 구동부의 작용에 관해 설명하기로 한다.
세탁행정이 시작됨에 따라 모터(12)에 전원이 인가되면, 상기 스테이터(12a)와 로터(12b)의 작용에 의해 구동력이 발생된다.
이때, 구동부에 인덕션 모터(induction motor)를 적용하는 경우, 상기 스테이터의 권선부에 흐르는 전류에 의해 발생하는 회전 자기장과 상기 로터의 코어에서 발생하는 유도 전류와의 상호 작용에 의해 구동력이 발생한다. 또한, 구동부에 브러시리스 모터(brushless motor)를 적용하는 경우, 상기 스테이터의 권선부와 로터의 마그네트에서 발생하는 전자기력에 의해 구동력이 발생된다.
상기 로터(12b)가 일방향으로 회전됨에 따라 상기 구동 샤프트(15)는 도 3a에 나타난 바와 같이 일방향(시계방향)으로 회전된다(
Figure 112004031492760-pat00001
).
이때, 상기 캐리어 샤프트(14)는 제1일방향 베어링(21)에 의해 베어링 하우징(11)에 구속된다(
Figure 112004031492760-pat00002
). 즉, 상기 제1일방향 베어링(21)의 볼이 도 2a와 같이 그루브의 큰 곡률측으로 이동됨에 따라, 상기 캐리어 샤프트(14)가 회전하지 못하도록 구속된다.
또한, 상기 제2일방향 베어링(22)은 제1일방향 베어링(21)과 구속하는 방향이 반대로 설치되므로, 상기 링기어 샤프트(13)는 캐리어 샤프트(14)에 구속되지 않는다. 즉, 상기 제2일방향 베어링(22)의 볼이 도 2b와 같이 그루브의 작은 곡률측으로 이동됨에 따라, 상기 링기어 샤프트(13)는 회전가능하게 된다.
이러한 상태에서, 상기 태양기어부(16)와 맞물린 유성기어(17)는 구동샤프트 의 회전방향과 반대방향(반시계방향)으로 자전한다(
Figure 112004031492760-pat00003
). 이때, 상기 캐리어 샤프트(14)가 제1일방향 베어링(21)에 의해 베어링 하우징(11)에 구속되므로, 상기 유성기어(17)는 태양기어부(16)를 중심으로 공전하지는 않는다.
상기 유성기어(17)는 링기어 샤프트(13)의 내치기어부(18)와 맞물려 있기 때문에, 상기 링기어 샤프트(13)는 유성기어(17)의 자전방향과 동일 방향(반시계방향)으로 회전된다(
Figure 112004031492760-pat00004
). 즉, 도 3a 및 도 3b에 나타난 바와 같이 모터(12)의 회전방향(
Figure 112004031492760-pat00005
)과 링기어 샤프트(13)의 회전방향(
Figure 112004031492760-pat00006
)이 반대가 된다.
상기 태양기어부(16)와 유성기어(17) 및 내치기어부(18)의 기어비에 의해 상기 링기어 샤프트(13)의 회전 속도가 감속되고, 이에 따라, 링기어 샤프트(13)의 끝단부에 연결된 내조가 일정한 속도로 감속되어 회전된다.(
Figure 112004031492760-pat00007
>
Figure 112004031492760-pat00008
)
이와 같이, 세탁행정시에 내조가 저속으로 회전되면 토크(torque)가 상대적으로 커지게 되므로, 세탁수의 수류를 형성하기 용이하여 세탁성능이 향상된다.
다음으로, 세탁기가 탈수행정 모드로 운전되는 경우 상기 구동부의 작용에 관해 설명하기로 한다.
탈수행정이 시작됨에 따라 모터(12)에 전원이 인가되면, 상기 스테이터(12a)와 로터(12b)의 작용에 의해 구동력이 발생된다.
상기 로터(12b)가 타방향으로 회전됨에 따라 상기 구동 샤프트(15)는 도 4a에 나타난 바와 같이 타방향(반시계방향)으로 회전된다(
Figure 112004031492760-pat00009
).
이때, 상기 캐리어 샤프트(14)는 제1일방향 베어링(21)에 의해 베어링 하우 징(11)에서 구속이 해제된다. 즉, 상기 제1일방향 베어링(21)의 볼이 도 2b와 같이 그루브의 작은 곡률측으로 이동됨에 따라, 상기 캐리어 샤프트(14)가 회전할 수 있게 된다(
Figure 112004031492760-pat00010
).
동시에, 제2일방향 베어링(22)은 제1일방향 베어링(21)과 구속하는 방향이 반대로 설치되므로, 상기 제2일방향 베어링은 링기어 샤프트(13)와 캐리어 샤프트(14)를 구속한다. 즉, 상기 제2일방향 베어링의 볼이 도 2a와 같이 그루브의 큰 곡률측으로 이동됨에 따라 상기 링기어 샤프트(13)와 캐리어 샤프트(14)가 상대적으로 회전되지 못하도록 구속된다.
또한, 상기 태양기어부(16)와 유성기어(17)는 상대적인 회전운동을 하지 않기 때문에, 상기 유성기어(17)는 자전하지 않는다(
Figure 112004031492760-pat00011
). 이때, 상기 유성기어(17)는 태양기어부(16)를 중심으로 공전만 한다(
Figure 112004031492760-pat00012
).
따라서, 상기 링기어 샤프트(13)는 도 4b에 나타난 바와 같이 구동 샤프트(15)와 동일한 속도 및 동일한 방향(반시계방향)으로 회전된다(
Figure 112004031492760-pat00013
=
Figure 112004031492760-pat00014
).
이와 같이, 탈수행정시에 내조가 고속으로 회전됨에 따라 상기 내조의 세탁물이 원심력에 의해 탈수된다.
다음으로, 상기 세탁기의 구동부를 구성하는 일방향 구속수단의 제2실시예에 관하여 첨부된 도 5 내지 도 7b를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5는 도 1의 구동부를 구성하는 일방향 구속수단의 제2실시예를 나타낸 구성도이고, 도 6a, 도 6b는 도 5의 세탁기가 세탁모드로 운전될 때에 구동부의 동작 을 나타낸 동작 상태도이며, 도 7a, 도 7b는 도 5의 세탁기가 탈수모드로 운전될 때에 구동부의 동작을 나타낸 동작 상태도이다.
도 5를 참조하면, 상기 일방향 구속수단은, 상기 베어링 하우징(11)과 캐리어 샤프트(14) 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트(15)가 일방향으로 회전되는 경우에만 상기 캐리어 샤프트(14)를 베어링 하우징(11)에 구속시키는 제1일방향 베어링(31)와, 상기 캐리어 샤프트(14)와 구동 샤프트(15) 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트(15)가 타방향으로 회전되는 경우에만 상기 캐리어 샤프트(14)와 구동 샤프트(15)를 구속하는 제2일방향 베어링(32)으로 구성된다.
이때, 상기 링기어 샤프트(13)의 외주면에는 상기 링기어 샤프트(13)가 양방향으로 회전되도록 지지용 베어링(35)이 설치된다. 또한, 상기 링기어 샤프트(13)와 캐리어 샤프트(14) 사이에는 상기 캐리어 샤프트(14)가 양방향으로 회전되도록 지지용 베어링(36)이 설치된다. 또, 상기 캐리어 샤프트(14)와 구동 샤프트(15) 사이에도 지지용 베어링이 설치된다.
이와 같이 구성된 일방향 구속수단의 제2실시예가 적용된 구동부의 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 세탁기가 세탁행정 모드로 운전되는 경우 상기 구동부의 작용에 관해 설명하기로 한다.
세탁행정이 시작됨에 따라 모터(12)에 전원이 인가되면, 상기 스테이터(12a)가 일방향으로 회전됨에 따라 상기 구동 샤프트(15)는 도 6a에 나타난 바와 같이 일방향(시계방향)으로 회전된다(
Figure 112004031492760-pat00015
).
이때, 상기 캐리어 샤프트(14)는 제1일방향 베어링(31)에 의해 베어링 하우징(11)에 구속된다(
Figure 112004031492760-pat00016
). 즉, 상기 제1일방향 베어링의 볼(B)이 도 2a와 같이 그루브의 큰 곡률측으로 이동됨에 따라, 상기 캐리어 샤프트(14)가 회전하지 못하도록 구속된다.
또한, 상기 제2일방향 베어링(32)은 제1일방향 베어링(31)과 구속하는 방향이 반대로 설치되므로, 상기 구동 샤프트(15)는 캐리어 샤프트(14)에 구속되지 않는다. 즉, 상기 제2일방향 베어링의 볼(B)이 도 2b와 같이 그루브(G)의 작은 곡률측으로 이동됨에 따라, 상기 구동 샤프트는 회전가능하게 된다.
이러한 상태에서, 상기 태양기어부(16)와 맞물린 유성기어(17)는 구동샤프트의 회전방향과 반대방향(반시계방향)으로 자전한다(
Figure 112004031492760-pat00017
). 이때, 상기 캐리어 샤프트(14)가 제1일방향 베어링(31)에 의해 베어링 하우징(11)에 구속되므로, 상기 유성기어(17)는 태양기어부(16)를 중심으로 공전하지는 않는다.
상기 유성기어(17)는 링기어 샤프트(13)의 내치기어부(18)와 맞물려 있기 때문에, 상기 링기어 샤프트(13)는 유성기어(17)의 자전방향과 동일 방향(반시계방향)으로 회전된다(
Figure 112004031492760-pat00018
). 즉, 도 6a 및 도 6b에 나타난 바와 같이 모터(12)의 회전방향(
Figure 112004031492760-pat00019
)과 링기어 샤프트(13)의 회전방향(
Figure 112004031492760-pat00020
)이 반대가 된다.
상기 태양기어부(16)와 유성기어(17) 및 내치기어부(18)의 기어비에 의해 상기 링기어 샤프트(13)의 회전 속도가 감속되고, 이에 따라, 링기어 샤프트(13)의 끝단부에 연결된 내조가 일정한 속도로 감속되어 회전된다.(
Figure 112004031492760-pat00021
>
Figure 112004031492760-pat00022
)
다음으로, 세탁기가 탈수행정 모드로 운전되는 경우 상기 구동부의 작용에 관해 설명하기로 한다.
탈수행정이 시작됨에 따라 모터(12)에 전원이 인가되면, 상기 로터(12b)가 타방향으로 회전됨에 따라 상기 구동 샤프트(15)는 도 7a에 나타난 바와 같이 타방향(반시계방향)으로 회전된다(
Figure 112004031492760-pat00023
).
이때, 상기 캐리어 샤프트(14)는 제1일방향 베어링(31)에 의해 베어링 하우징(11)에서 구속이 해제된다. 즉, 상기 제1일방향 베어링의 볼(B)이 도 2b와 같이 그루브의 작은 곡률측으로 이동됨에 따라, 상기 캐리어 샤프트(14)가 회전할 수 있게 된다(
Figure 112004031492760-pat00024
).
동시에, 제2일방향 베어링(32)은 제1일방향 베어링(31)과 구속하는 방향이 반대로 설치되므로, 상기 제2일방향 베어링(32)은 캐리어 샤프트(14)와 구동 샤프트(15)를 구속한다. 즉, 상기 제2일방향 베얼링의 볼이 도 2a와 같이 그루브의 큰 곡률측으로 이동됨에 따라 상기 캐리어 샤프트(14)와 구동 샤프트(15)가 상대적으로 회전되지 못하도록 구속된다.
또한, 상기 태양기어부(16)와 유성기어(17)는 상대적인 회전운동을 하지 않기 때문에, 상기 유성기어(17)는 자전하지 않는다(
Figure 112004031492760-pat00025
). 이때, 상기 유성기어(17)는 태양기어부(16)를 중심으로 공전만 한다(
Figure 112004031492760-pat00026
).
따라서, 상기 링기어 샤프트(13)는 도 7b에 나타난 바와 같이 구동 샤프트(15)와 동일한 속도 및 동일한 방향(반시계방향)으로 회전된다(
Figure 112004031492760-pat00027
=
Figure 112004031492760-pat00028
). 결국, 탈수행정 모드에서는 내조를 고속으로 회전시킬 수 있게 된다.
다음으로, 상기 세탁기의 구동부를 구성하는 일방향 구속수단의 제3실시예에 관하여 첨부된 도 8 내지 도 10b를 참조하여 설명하기로 한다.
도 8는 도 1의 구동부를 구성하는 일방향 구속수단의 제3실시예를 나타낸 구성도이고, 도 9a, 도 9b는 도 8의 세탁기가 세탁모드로 운전될 때에 구동부의 동작을 나타낸 동작 상태도이며, 도 10a, 도 10b는 도 8의 세탁기가 탈수모드로 운전될 때에 구동부의 동작을 나타낸 동작 상태도이다.
도 8을 참조하면, 상기 일방향 구속수단은, 상기 베어링 하우징(11)과 캐리어 샤프트(14) 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트(15)가 일방향으로 회전되는 경우에만 상기 캐리어 샤프트(14)를 베어링 하우징(11)에 구속시키는 제1일방향 베어링(41)과, 상기 링기어 샤프트(13)와 구동 샤프트(15) 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트(15)가 타방향으로 회전되는 경우에만 상기 링기어 샤프트(13)와 구동 샤프트(15)를 구속하는 제2일방향 베어링(42)으로 구성된다.
이때, 상기 구동 샤프트(15)의 끝단부는 링기어 샤프트(13)에 삽입되고, 상기 구동 샤프트(15)의 끝단부와 링기어 샤프트(13) 사이에는 제2일방향 베어링(42)이 설치된다.
또한, 상기 링기어 샤프트(13)의 외주면에는 상기 링기어 샤프트(13)가 양방향으로 회전되도록 지지용 베어링(45)이 설치된다. 또한, 상기 링기어 샤프트(13),캐리어 샤프트(14) 및 구동 샤프트(15) 사이 사이에는 양방향으로 회전되도록 지지용 베어링(46)이 설치된다.
이와 같이 구성된 세탁기 구동부의 제3실시예에 관해 그 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 세탁기가 세탁행정 모드로 운전되는 경우 상기 구동부의 작용에 관해 설명하기로 한다.
세탁행정이 시작됨에 따라 모터(12)에 전원이 인가되면, 상기 로터(12b)가 일방향으로 회전됨에 따라 상기 구동 샤프트(15)는 도 9a에 나타난 바와 같이 일방향(시계방향)으로 회전된다(
Figure 112004031492760-pat00029
).
이때, 상기 캐리어 샤프트(14)는 제1일방향 베어링(41)에 의해 베어링 하우징(11)에 구속된다(
Figure 112004031492760-pat00030
).
또한, 상기 제2일방향 베어링(42)은 제1일방향 베어링(41)과 구속하는 방향이 반대로 설치되므로, 상기 구동 샤프트(15)는 링기어 샤프트(13)에 구속되지 않는다.
이러한 상태에서, 상기 태양기어부(16)와 맞물린 유성기어(17)는 구동샤프트의 회전방향과 반대방향(반시계방향)으로 자전한다(
Figure 112004031492760-pat00031
). 이때, 상기 캐리어 샤프트(14)가 제1일방향 베어링(41)에 의해 베어링 하우징(11)에 구속되므로, 상기 유성기어(17)는 태양기어부(16)를 중심으로 공전하지는 않는다.
상기 유성기어(17)는 링기어 샤프트(13)의 내치기어부(18)와 맞물려 있기 때문에, 상기 링기어 샤프트(13)는 유성기어(17)의 자전방향과 동일 방향(반시계방향)으로 회전된다(
Figure 112004031492760-pat00032
). 즉, 도 9a 및 도 9b에 나타난 바와 같이 모터(12)의 회전 방향(
Figure 112004031492760-pat00033
)과 링기어 샤프트(13)의 회전방향(
Figure 112004031492760-pat00034
)이 반대가 된다.
상기 태양기어부(16)와 유성기어(17) 및 내치기어부(18)의 기어비에 의해 상기 링기어 샤프트(13)의 회전 속도가 감속되고, 이에 따라, 링기어 샤프트(13)의 끝단부에 연결된 내조가 일정한 속도로 감속되어 회전된다.(
Figure 112004031492760-pat00035
>
Figure 112004031492760-pat00036
)
다음으로, 세탁기가 탈수행정 모드로 운전되는 경우 상기 구동부의 작용에 관해 설명하기로 한다.
탈수행정이 시작됨에 따라 모터(12)에 전원이 인가되면, 상기 로터(12b)가 타방향으로 회전됨에 따라 상기 구동 샤프트(15)는 도 10a에 나타난 바와 같이 타방향(반시계방향)으로 회전된다(
Figure 112004031492760-pat00037
).
이때, 상기 캐리어 샤프트(14)는 제1일방향 베어링(41)에 의해 베어링 하우징(11)에서 구속이 해제되어 회전하게 된다.(
Figure 112004031492760-pat00038
).
동시에, 제2일방향 베어링(42)은 제1일방향 베어링(41)과 구속하는 방향이 반대로 설치되므로, 상기 제2일방향 베어링(42)은 링기어 샤프트(13)와 구동 샤프트(15)를 구속한다.
또한, 상기 태양기어부(16)와 유성기어(17)는 상대적으로 회전운동을 하기 때문에, 상기 유성기어(17)는 자전한다(
Figure 112004031492760-pat00039
). 또한, 상기 캐리어 샤프트(14)는 구속되지 않기 때문에, 상기 유성기어(17)는 태양기어부(16)를 중심으로 시계방향으로 공전한다(
Figure 112004031492760-pat00040
).
따라서, 상기 링기어 샤프트(13)는 도 10b에 나타난 바와 같이 구동 샤프트 (15)와 동일한 속도 및 동일한 방향(반시계방향)으로 회전된다(
Figure 112004031492760-pat00041
=
Figure 112004031492760-pat00042
). 결국, 탈수행정 모드에서는 내조를 고속으로 회전시킬 수 있게 된다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 세탁기 구동부는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상기 세탁기의 구동부는 클러치와 같은 장치를 별도로 설치할 필요가 없기 때문에 구동부의 구조를 보다 간단하게 할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 구동부에는 정역으로만 회전가능한 모터를 적용하면 되므로, 모터의 회전 속도를 제어할 필요가 없기 때문에, 단가가 낮은 모터를 적용할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 세탁기의 코스트를 낮출수 있다.
셋째, 상기 구동부는 클러치와 같은 장치들이 연동되지 않기 때문에 기계적인 소음이 감소되고, 모터의 회전 속도를 제어할 필요가 없기 때문에 전기적인 소음이 현저히 감소되는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 터브에 고정되는 베어링 하우징;
    상기 베어링 하우징에 설치되는 모터;
    상기 베어링 하우징의 내부에 회전가능하게 설치됨과 아울러 상기 터브에 삽입되어 내조에 연결되는 링기어 샤프트;
    상기 링기어 샤프트의 내부에 회전 가능하게 설치되는 캐리어 샤프트;
    상기 캐리어 샤프트의 내부에 회전 가능하게 설치됨과 아울러 모터에 축결합되는 구동 샤프트;
    상기 링기어 샤프트와 상기 캐리어 샤프트 사이에 상기 링기어 샤프트를 감속할 수 있도록 설치되는 감속수단; 그리고,
    상기 베어링 하우징과 캐리어 샤프트 사이에 설치되어 상기 구동 샤프트가 일방향으로 회전될 때에만 상기 캐리어 샤프트를 베어링 하우징에 구속시키는 제1일방향 베어링과, 상기 링기어 샤프트와 캐리어 샤프트 사이에 설치되어 상기 구동 샤프트가 타방향으로 회전될 때에만 상기 링기어 샤프트와 캐리어 샤프트를 구속하도록 설치되는 제2일방향 베어링을 갖는 일방향 구속수단을 포함하여 이루어진 세탁기의 구동부.
  2. 삭제
  3. 제2항에 있어서,
    상기 링기어 샤프트의 외주면에는 상기 링기어 샤프트가 양방향으로 회전되도록 지지용 베어링이 설치되고,
    상기 캐리어 샤프트와 구동 샤프트 사이에는 상기 구동 샤프트가 지지됨과 아울러 양방향으로 회전되도록 지지용 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동부.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 일방향 구속수단은:
    상기 베어링 하우징과 캐리어 샤프트 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트가 일방향으로 회전되는 경우에만 상기 캐리어 샤프트를 베어링 하우징에 구속시키는 제1일방향 베어링; 그리고,
    상기 캐리어 샤프트와 구동 샤프트 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트가 타방향으로 회전되는 경우에만 상기 캐리어 샤프트와 구동 샤프트를 구속하는 제2일방향 베어링:으로 구성되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동부.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 링기어 샤프트의 외주면에는 상기 링기어 샤프트가 양방향으로 회전되도록 지지용 베어링이 설치되고,
    상기 링기어 샤프트와 캐리어 샤프트 사이에는 상기 캐리어 샤프트가 양방향으로 회전되도록 지지용 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동부.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 일방향 구속수단은:
    상기 베어링 하우징과 캐리어 샤프트 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트가 일방향으로 회전되는 경우에만 상기 캐리어 샤프트를 베어링 하우징에 구속시키는 제1일방향 베어링; 그리고,
    상기 링기어 샤프트와 구동 샤프트 사이에 설치되어, 상기 구동 샤프트가 타방향으로 회전되는 경우에만 상기 링기어 샤프트와 구동 샤프트를 구속하는 제2일방향 베어링:으로 구성되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동부.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동 샤프트의 끝단부는 링기어 샤프트에 삽입되고,
    상기 구동 샤프트의 끝단부와 링기어 샤프트 사이에는 제2일방향 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동부.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 링기어 샤프트의 외주면에는 상기 링기어 샤프트가 양방향으로 회전되도록 지지용 베어링이 설치되고,
    상기 링기어 샤프트,캐리어 샤프트 및 구동 샤프트 사이 사이에는 양방향으로 회전되도록 지지용 베어링이 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동부.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 감속수단은:
    상기 구동 샤프트의 외주면에 형성된 태양기어부;
    상기 태양기어부와 맞물려 태양기어를 중심으로 공전 및 자전하도록 설치되는 유성기어; 그리고,
    상기 유성기어와 맞물리도록 상기 링기어 샤프트의 내주면에 형성되는 내치기어부:를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동부.
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