WO2019107902A1 - 세탁기 - Google Patents

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WO2019107902A1
WO2019107902A1 PCT/KR2018/014792 KR2018014792W WO2019107902A1 WO 2019107902 A1 WO2019107902 A1 WO 2019107902A1 KR 2018014792 W KR2018014792 W KR 2018014792W WO 2019107902 A1 WO2019107902 A1 WO 2019107902A1
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WO
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shaft
washing
rotor
wave washer
washing shaft
Prior art date
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PCT/KR2018/014792
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English (en)
French (fr)
Inventor
안용준
윤성노
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LG Electronics Inc
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LG Electronics Inc
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
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    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/10—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for axial load mainly
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2314/00—Personal or domestic articles, e.g. household appliances such as washing machines, dryers

Definitions

  • the present invention relates to a washing machine.
  • a washing machine includes an outer tub containing laundry water, and a drum rotatably provided in the outer tub to accommodate clothing (hereinafter referred to as "laundry cloth”). As the drum rotates, .
  • the washing machine has a top loading type in which the rotation center of the drum is vertically formed and is designed to be able to insert the washing cloth from the upper side, And a front loading type designed to allow laundry to be poured from the front.
  • the top loading type washing machine may be roughly divided into an agitator type and a pulsator type.
  • the agitation type washing machine rotates the washing rods rising at the center of the drum to wash the laundry,
  • the disk-shaped pulsator or the drum is rotated to wash the disk.
  • the front loading method is generally referred to as a drum type washing machine.
  • a lifter is provided on the inner circumferential surface of the drum, and the lifter lifts the laundry after the drum rotates, and then drops the laundry.
  • Korean Patent Laid-Open No. 10-2004-0071430 (August 12, 2004) (hereinafter referred to as prior art) discloses a top loading type automatic washing machine.
  • the washing machine disclosed in the prior art includes a driving motor for providing a driving force, a dewatering shaft for rotating the outer tub, a washing shaft for driving the pulsator, and a coupler for selectively driving the dewatering shaft and the washing shaft
  • a driving unit is provided.
  • the coupler transfers rotational force generated in the driving motor to the pulsator during washing and simultaneously transmits the pulsating force generated in the driving motor to the pulsator and the outer tub during dewatering. That is, the washing shaft is always coupled to the driving motor, and the dewatering shaft is selectively coupled to the driving motor.
  • the coupler is engaged with the dehydrating shafts so as to be movable up and down, and has a tooth surface that can be engaged with the rotor of the driving motor on the outer circumferential surface. Accordingly, when the coupler is lifted, the coupling between the dehydrating shafts and the rotor is released, and when the coupler is lowered, it is engaged with the rotor to transmit rotational force of the rotor to the dehydrating shafts.
  • washing machine in which the washing shaft can be firmly fixed inside the dewaxing shafts, and the washing shafts can be independently rotated independently and stably while the dewaxing shafts are fixed.
  • the present invention proposes a washing machine in which the sun gear and the lower washing shaft are integrally formed to improve the power transmission rate.
  • the present invention also provides a washing machine capable of effectively reducing the impact and noise generated by a thrust generated in the axial direction by a collision between a fixed ring fixed to a washing shaft and a friction preventing member fixed to a damping shaft.
  • the present invention proposes a washing machine that can completely prevent collision between a friction preventing member and a retaining ring when applying a wave washer having an allowable load larger than a thrust.
  • the present invention proposes a washing machine capable of preventing abrasion of a portion to which a load is concentrated when repeatedly contacting a retaining ring and a wave washer or a wave washer and a friction preventing member, and to improve the fatigue life of the wave washer.
  • the present invention proposes a washing machine which can prevent plastic deformation or breakage of the wave washer by alleviating instantaneous impact that may be applied to the product washer or wave washer at the time of installation.
  • the present invention proposes a washing machine in which a wave washer is not arbitrarily disengaged even if the wave washer is broken, but remains between the auxiliary washer, and the noise generated when the broken wave washer comes into contact with the fixing ring or the friction preventing member is reduced.
  • the lower end of the lower dewatering shaft first contacts the upper end of the shaft-engaging boss, and the lower end of the friction- Thereby preventing the prevention member from being damaged.
  • a washing machine comprises: a case; an outer tank provided inside the case to receive washing water; an inner tank installed inside the outer tank, And a driving unit provided in the lower part of the outer tank to rotate the pulsator and to rotate the inner tank and the pulsator.
  • the driving unit includes a driving motor including a stator and a rotor, A bearing housing, a coupler which is disposed adjacent to the rotor at a lower end thereof, and which has a hollow dew condensation shaft whose upper end is connected to the inner tank, a coupler which moves up and down along the outer circumferential surface of the dew condensation lower end and selectively connects the dewatering shaft to the rotor, A lower end is connected to the rotor, and an upper end is connected to the pulsator, Rotating washing shaft and a friction-preventing member disposed between the de-contraction and the washing shaft.
  • a driving motor including a stator and a rotor, A bearing housing, a coupler which is disposed adjacent to the rotor at a lower end thereof, and which has a hollow dew condensation shaft whose upper end is connected to the inner tank, a coupler which moves up and down along the outer circumferential surface of the dew condensation lower end and selectively connects the dewatering shaft to the rot
  • the friction preventing member may be provided as a bearing.
  • At least one of the outer circumferential surface of the washing shaft and the inner circumferential surface of the dewatering shaft may have a seating groove on which the friction preventing member is seated.
  • the outer circumferential surface of the washing shaft and the inner circumferential surface of the dehydrating shaft may be at least partially separated from each other.
  • the bearing housing may include a planetary gear module that adjusts a rotation ratio of the drive motor to transmit the rotation to the wash shaft.
  • the planetary gear module includes a sun gear having a gear teeth formed on an outer circumferential surface of the planetary gear unit and a gear teeth formed on an outer circumferential surface of the planetary gear unit.
  • the planetary gear unit is meshed with the sun gear, A planetary gear, a planetary gear, a planetary gear, a planetary gear, a planetary gear, a ring gear meshing with the planetary gear, and a planetary gear, And may include a rotating carrier.
  • the washing shaft includes a lower washing shaft having an upper portion connected to a lower portion of the sun gear and a lower portion connected to the rotor, and an upper washing shaft having an upper portion connected to the pulsator and a lower portion connected to the carrier .
  • the lower washing shaft and the sun gear may be integrally formed.
  • the dewatering shaft includes a lower dew condenser whose lower end is selectively connected to the rotor by the coupler and whose upper end is connected to the ring gear, an upper dewatering shaft whose lower end is connected to the ring gear, can do.
  • the gear teeth of the planetary gear module may be formed of helical gears.
  • the outer circumferential surface of the washing shaft is formed with a fixing groove recessed inward along the circumferential direction, and an inner circumferential surface of the fixing ring formed so that an outer circumferential surface thereof protrudes outwardly from the washing shaft can be inserted into the fixing groove.
  • the inner peripheral surface of the dewatering shaft may be formed with a seating groove on which the friction preventing member is seated.
  • a wave washer (wave washer) may be provided between the friction preventing member and the fixed ring.
  • an auxiliary washer may be provided between the friction preventing member and the fixing ring.
  • auxiliary washer may be inserted between the friction preventing member and the wave washer, or between the wave washer and the fixing ring.
  • the auxiliary washer may be made of a resin material.
  • the lower end of the dewatering shaft may be in contact with the upper end of the shaft coupling boss formed in the center of the rotor and having an axial hole for receiving the washing shaft.
  • the washing shaft can be firmly fixed to the inside of the dewaxing shafts, and the washing shafts can be independently rotated smoothly and stably in a state in which the dewatering shafts are fixed.
  • the sun gear and the lower washing shaft are integrally formed, and the power transmission rate can be further improved.
  • the thrust generated in the axial direction has the advantage of effectively reducing the impact and noise generated when the fixed ring fixed to the washing shaft and the friction preventing member fixed to the dehydrating shafts collide with each other.
  • the retaining ring and the wave washer or the wave washer are repeatedly brought into contact with the friction preventing member, the abrasion of the portion subjected to the concentrated load can be prevented, and the fatigue life of the wave washer can be increased.
  • FIG. 1 is a sectional view of a washing machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a driving unit according to an embodiment of the present invention installed in an outer tank.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the driving unit.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the driving unit.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the driving unit.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a state in which the driving motor is removed from the driving unit.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the rotor of the driving unit.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a driving unit in a dehydration mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a state in which the driving motor and the bearing housing are removed from the driving unit.
  • Fig. 11 is an enlarged view of the connecting portion between the washing shaft and the dewatering shaft in Fig. 10.
  • FIG. 12 is a view showing a state in which the washing shaft is removed in FIG. 11.
  • FIG. 13 is a table showing the results of measuring the presence or absence of noise during application of the wave washer.
  • FIG. 1 is a sectional view of a washing machine according to an embodiment of the present invention.
  • a washing machine 1 includes a case 10 forming an outer appearance, a top cover 11 disposed at an upper end of the case 10, And a base 12 disposed at the lower end.
  • the case 10 is formed in a rectangular shape having an inner space, and the upper end and the lower end are opened. In the case 10, various devices necessary for washing may be provided.
  • the top cover 11 is disposed at an open upper end of the case 10 and forms a laundry loading port (not shown) into which laundry can be input.
  • a door 13 for opening and closing the laundry loading port is provided on the top cover 11.
  • the door 13 may be rotatably provided by a user.
  • the base (12) is arranged to shield the open lower end of the case (10).
  • One or a plurality of legs 14 are disposed on the bottom surface of the base 12 to separate the base 12 from the bottom surface. The leg 14 may be rotated to adjust the level of the washing machine 1.
  • the washing machine 1 is provided with a control panel 15 composed of various devices capable of controlling the washing machine 1.
  • the control panel 15 may be provided on the top surface of the top cover 11.
  • the control panel 15 may be provided with various input units provided for the user to operate the washing machine 1 and a display unit for displaying the state of the washing machine 1 to the user.
  • the control panel 15 may be provided with various PCBs (not shown) for controlling the configuration of the washing machine 1 according to signals input by the input unit.
  • a tubular outer tub 20 and an inner tub 30 are provided in the inner space of the washing machine 1 formed by the case 10, the top cover 11 and the base 12.
  • the inner tank 30 has a diameter smaller than that of the outer tank 20 so as to be accommodated in the inner tank 20.
  • the outer tank 20 is filled with washing water for washing laundry.
  • the outer tub 20 is formed in a cylindrical shape, and an opening 21 through which the laundry can be inserted is formed on the upper surface.
  • the outer tub 20 may be installed at a predetermined distance from the base 12 in the case 10 by a support member 22.
  • the upper end of the support member 22 may be supported on the upper portion of the case 10, and the lower end may be engaged with the lower portion of the outer tank 20.
  • the support member 22 may be provided at its lower end with a damper 24 for absorbing vibration generated in the outer tank 20 and the inner tank 30.
  • the inner tub 30 may be defined as a washing tub which is rotated by a driving unit 100 to be described later for washing, rinsing, and dewatering laundry.
  • the inner tank 30 can be accommodated in the outer tank 20 and the outer surface of the inner tank 30 is spaced apart from the inner surface of the outer tank 2 by a predetermined distance.
  • a plurality of washing holes 32 are formed in the side surface of the inner tub 30 to allow the washing water to flow in and out. Therefore, the washing water supplied to the outer tub 20 can be filled into the inner tub 30 through the plurality of washing holes 32.
  • the inner circumference of the inner tub 30 may be provided with a filter unit 34 for collecting various foreign substances including lint included in the washing water.
  • a plurality of the filter units (34) may be installed in the circumferential direction of the inner tank (30).
  • the washing machine 1 is provided with a water supply channel connected to an external water source to supply wash water into the outer tank 20 and the inner tank 30.
  • the water supply channel is provided with a water supply valve for opening and closing the water supply channel.
  • the water supply valve may be provided in plurality according to the type of water to be supplied.
  • the water supply valve may include a hot water valve and a cold water valve.
  • a drainage channel 45 for draining wash water from the outer tank 20 and the inner tank 30 to the outside of the washing machine 1 is provided in the washing machine 1.
  • the drainage passage 45 is provided with a drainage valve 46 for opening and closing the drainage passage 45.
  • the drainage passage 45 may further include a drain pump 47 for pumping washing water drained into the drainage passage 45 to the outside.
  • a pulsator (50) which forms a water flow for washing is rotatably provided on the bottom of the inner tank (30).
  • the washing machine 1 is provided with a driving unit 100 for providing power for rotating the inner tank 30 or the pulsator 50.
  • the driving unit 100 includes dehydrating shafts for rotating the inner tub 30 and washing shafts for rotating the pulsator 50 to selectively rotate the dehydrating shafts and the washing shafts.
  • FIG. 2 is a bottom perspective view of an outer tank provided with a driving unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view of the driving unit
  • FIG. 4 is a side view of the driving unit.
  • the driving unit 100 according to the embodiment of the present invention is disposed below the outer tank 20.
  • the driving part 100 can be understood as a means for rotating the pulsator 50 or providing power for rotating the pulsator 50 and the inner tub 20 together.
  • the driving unit 100 includes a washing shaft 110 for transmitting power to the pulsator 50, a dehydrating shaft 120 for transmitting rotational power to the washing tub 30, A bearing housing 130 supporting the dewaxing shaft 120 and a driving motor 180,190 disposed under the bearing housing 130 and providing a driving force to the washing shaft 110 or the dewaxing shaft 120 .
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the driving unit
  • FIG. 6 is a vertical sectional view of the driving unit
  • FIG. 7 is a perspective view showing a state in which the driving motor is removed from the driving unit
  • FIG. 8 is a perspective view showing the rotor of the driving unit.
  • the driving unit 100 includes a washing shaft 110, a dehydrating shaft 120, a bearing housing 130, and driving motors 180 and 190, as described above.
  • the washing shaft 110 includes an upper washing shaft 111 and a lower washing shaft 115 positioned below the upper washing shaft 111.
  • the dehydration shrink 120 includes an upper dehydration shrink 121 and a lower dehydration shrink 125 located below the upper dehydration shrink 121.
  • the upper washing shaft 111 protrudes into the inner tub 30 through the center of the upper washing shoe 120 and the upper washing shoe 111 protrudes into the inner tub 30, And one end is coupled to the pulsator 50.
  • the other end of the upper washing shaft 111 extends downward and is connected to a planetary gear module 140 disposed inside the bearing housing 130.
  • the upper washing shaft 111 is fixed to the bottom of the inner tub 30 and rotates together with the inner tub 30.
  • the lower washing shaft 115 is spaced downward from the upper washing shaft 111.
  • the lower end of the lower washing shaft 115 is coupled to the rotor 190 of the driving motor and the upper end of the lower washing shaft 115 is connected to the planetary gear module 140. That is, the planetary gear module 140 connects the lower end of the upper washing shaft 111 and the upper end of the lower washing shaft 115.
  • the upper washing shafts 111 are inserted into the upper washing shafts 121 and the upper washing shafts 121 and the upper washing shafts 111 are concentric with each other.
  • One end of the upper dew condenser 121 is coupled to the inner tank 30 to transmit the rotational force to the inner tank 30 and the other end is connected to the planetary gear module 140.
  • the lower dehydrating shake 125 is disposed downward from the upper dehydrating shake 121.
  • the lower washing shafts 115 are inserted into the lower washing shafts 125 and the lower washing shafts 125 and the lower washing shafts 115 are concentric.
  • the lower dehydrating shafts 125 are connected to the planetary gear module 140 at the upper end thereof and coupled to the rotor 190 by a coupler 150 to be described later.
  • a serration for coupling with the coupler 150 is formed on the outer circumferential surface of the lower dehydrase 125. Accordingly, the coupler 150 is installed to be movable up and down along the lower dehydrating shrink 125.
  • the rotational force generated by the driving motor is reduced through the planetary gear module 140 and transmitted to the upper washing shaft 111 and / or the upper dehydrating shaft 121. Therefore, the pulsator 50 or the inner tub 30 is rotated at a relatively high torque, so that the driving motor can be efficiently operated, and as a result, the driving motor can be made slim.
  • the bearing housing 130 supports the washing shaft 110 and the dewaxing shaft 120 and accommodates a planetary gear module 140 having a plurality of gears therein.
  • the bearing housing 130 is disposed below the outer tub 20.
  • the bearing housing 130 may be fixed to the bottom surface of the outer tub 20 by a fastening member.
  • a plurality of fastening holes 131 may be formed in the upper surface of the bearing housing 130 to allow the fastening members to pass therethrough and the plurality of fastening holes 131 may be formed in the circumferential direction of the housing 130 Can be spaced apart.
  • the fastening member passing through the fastening hole 131 is inserted and fixed to the bottom surface of the outer tub 20.
  • the bearing housing 130 forms an internal space for accommodating the planetary gear module 140.
  • the bearing housing 130 includes a housing case 130a accommodating the planetary gear module 140 at its center and a housing cover 130b covering an opened upper surface of the housing case 130a .
  • the plurality of fastening holes 131 may be disposed at an outer edge of the housing cover 130b.
  • a clutch stopper 160 may be coupled to the lower portion of the bearing housing 130 by a fastening member.
  • a plurality of fastening holes 133 for inserting the fastening member may be formed on the bottom surface of the housing case 130a.
  • the clutch stopper 160 can be mounted on the bottom surface of the bearing housing 130 by inserting the coupling member into the coupling hole 133 through the clutch stopper 160.
  • the number of the plurality of fastening holes 133 may be three, but the present invention is not limited thereto.
  • the upper wash shaft 111 and the upper wash shaft 121 are inserted through the center of the upper surface of the bearing housing 130, that is, the center of the housing cover 130b.
  • a sleeve 130c for inserting a bearing may be formed at the center of the housing cover 130b and the upper dew condenser 121 may penetrate the sleeve 130c and be connected to the planetary gear module 140 .
  • An upper shaft support bearing 103 is interposed between the outer peripheral surface of the upper dew condensation shaft 121 and the sleeve 130c so that the upper dew condensation shaft 121 is rotatably supported.
  • the upper shaft support bearing 103 prevents frictional force from being generated between the upper dehydration shaft 121 and the sleeve 130c when the upper dehydration shaft 121 rotates.
  • the lower washing shaft 115 and the lower dehydrating shaft 125 are inserted through the bottom center of the bearing housing 130, that is, the center of the bottom of the housing case 130a.
  • a sleeve 130d is extended from the center of the bottom of the housing case 130a and the lower dehydrating shaft 125 is connected to the planetary gear module 140 through the sleeve 130d.
  • a lower shaft support bearing 105 is provided between the sleeve 130d and the lower dehydrating shaft 125 so that the lower dehydrating shaft 125 is rotatably supported.
  • the drive motor is disposed below the bearing housing 130.
  • the driving motor includes a stator 180 generating a magnetic force by an applied power source and a rotor 190 rotated by an induced electromotive force through interaction with the stator 180.
  • the stator 180 includes a yoke portion 181 formed by laminating a magnetic core (not shown) on the inner circumferential surface thereof, a yoke portion 181 projecting radially from the side surface of the yoke portion 181, And includes an insulator 184 for covering the outer circumferential surface of the magnetic core and preventing direct contact between the coil 182 and the magnetic core.
  • the stator 180 further includes a fastening protrusion 185 protruding from the inner circumferential surface of the yoke portion 181, specifically, the inner circumferential surface of the insulator 184, toward the center of the yoke portion 181.
  • the fastening protrusion 185 is a portion for fastening the stator 180 to the bearing housing 130 with a fastening member.
  • a fastening hole 186 is formed in the fastening protrusion 185 and a fastening member is inserted into the bottom surface of the bearing housing 130 through the fastening hole 186.
  • the clutch stopper 160 is interposed between the stator 180 and the bearing housing 130, and the coupling member rotates the stator 180, the clutch stopper 160, and the bearing housing 130 sequentially .
  • the fastening protrusions 185 may be arranged in the circumferential direction on the inner circumferential surface of the yoke portion 181.
  • the plurality of fastening protrusions 185 may be disposed at equal intervals.
  • FIG. 5 shows that six fastening protrusions 185 are formed on the inner circumferential surface of the yoke portion 181. In the present invention, however, only three fastening protrusions 185 among the six fastening protrusions 185 penetrate the fastening member
  • the stator 180 is coupled to the bearing housing 130 at three points. According to such a three-point fastening structure, there is an advantage that the vibration transmission amount is reduced as compared with a conventional driving unit that forms a six-point fastening structure. Specifically, when the vibration generated in the drive motor is transmitted to the bearing housing 130 through the clutch stopper 160, since the number of the coupling members as the transmission medium is reduced from 6 to 3, .
  • the rotor 190 is a portion that rotates due to an electrode difference from the stator 180.
  • the rotor 190 is disposed to surround the outer circumferential surface of the stator 180.
  • the rotor 190 may have a flat cylindrical shape with an opened top surface.
  • the stator 180 may be disposed inside the rotor 190 through the opened upper surface to configure an outer rotor type motor.
  • the rotor 190 includes a rotor frame 191 forming an outer appearance, and a magnet 192 attached to an inner wall of the rotor frame 191.
  • the magnet 192 is mounted on the inner wall of the rotor frame 191 to form a step 193 for supporting the lower end of the magnet 192.
  • a shaft coupling portion 195 for coupling the lower washing shaft 115 and the lower shrinkage shaft 125 is provided at the center of the rotor 190.
  • the shaft coupling unit 195 includes an axial coupling boss 197 having an axial hole 196 through which the lower washing shaft 115 penetrates and a shaft coupling boss 197 formed on the outer side of the shaft coupling boss 197, 150).
  • the shaft coupling part 195 is fixedly coupled to the rotor 190 and rotates integrally with the rotor 190.
  • a nut 199 is fitted to an end of the lower washing shaft 115 passing through the shaft coupling part 195 so that the lower washing shaft 115 is connected to the shaft coupling part 195 and the rotor 190 And is configured to rotate in one body.
  • the planetary gear module 140 constituting the driving unit 100 is means for increasing the torque transmitted to the pulsator 50 by reducing the rotational force generated by the driving motor.
  • the planetary gear module 140 includes a planetary gear case 145, a sun gear 144 accommodated in the planetary gear case 145, and a plurality of sun gears 144 engaging with the outer circumferential surface of the sun gear 144 And includes a planetary gear 142 and a carrier 141 for supporting the plurality of planetary gears 142.
  • a plurality of gear shafts 143 for fitting the planetary gears are disposed in the carrier 141 in the circumferential direction, and a through hole through which the gear shaft 143 passes is formed at the center of the planetary gear 142 .
  • the carrier 141 supports the plurality of planetary gears 142 and is rotatable together with the planetary gears 142.
  • a sun gear 144 is disposed at the center of the plurality of planetary gears 142 and the planetary gear 142 is engaged with the sun gear 144 to rotate.
  • the plurality of planetary gears 142 are engaged with the teeth formed on the inner peripheral surface of the planetary gear case 145 and rotate.
  • the lower dehydrator 125 includes a cylindrical shaft portion 125a through which the lower washing shaft 115 passes, and a lower dehydrating shaft 125a extending from the upper end of the shaft portion 125a in a direction perpendicular to the shaft portion 125a That is, a circular supporting portion 125b extending in the horizontal direction.
  • the support portion 125b forms a bottom surface of the planetary gear case 145 to support the sun gear 144 and the planetary gears 142.
  • the upper end of the planetary gear case 145 is connected to the upper dew condenser 121 in one body.
  • a rounded octagonal groove may be formed in the upper portion of the carrier 141 to be engaged with the lower end of the upper washing shaft 111. Therefore, the carrier 141 rotates with the upper washing shaft 111 as one body.
  • the sun gear 144 is connected to the upper end of the lower washing shaft 115.
  • the rotational force generated in the driving motor is transmitted in the order of the sun gear 144, the planetary gear 142, the carrier 141, and the upper washing shaft 111 via the lower washing shaft 115.
  • the rotational force generated by the driving motor is converted into a form in which the rotational speed of the planetary gear module 140 is reduced and the torque is increased, and is transmitted to the upper washing shaft 111.
  • the driving unit 100 further includes the coupler 150.
  • the coupler 150 is coupled to the outer circumferential surface of the lower dehydrator shaft 125 and is movable in the vertical direction (up and down direction) along the lower dehydrator shaft 125.
  • the coupler 150 vertically moves along the lower dehydrating shafts 125 to selectively transmit rotational force generated by rotation of the rotor 190 to the lower dehydrating shafts 125 and the lower washing shafts 115 .
  • the coupler 150 includes a cylindrical body 151 having a top surface and a bottom surface.
  • a through hole (not shown) is formed in the center of the body 151 to allow the lower dehydration shake 125 to pass therethrough.
  • the inner circumferential surface of the through hole is formed with a tooth surface to be engaged with the outer circumferential surface of the lower dehydrating shrink 125.
  • the coupler 150 descends along the lower dew condensation 125 in a state where a tooth surface formed on the inner circumferential surface of the through hole is engaged with a tooth surface formed on the outer circumferential surface of the lower dew condensation shaft 125, Is coupled to the mating portion 198 of the rotor 190. As shown in Fig. When the coupler 150 rises, the tooth surface formed on the lower surface of the coupling portion 198 of the rotor 190 and the coupler 150 is separated.
  • a flange 152 extending in the radial direction of the body 151 is formed at the upper end of the body 151.
  • a stop gear 153 may be formed along the circumferential direction at an upper edge of the flange portion 152.
  • a connecting gear 155 is formed along the circumferential direction at a lower end edge of the body 151 to mate with a mating portion 198 of the shaft coupling portion 195.
  • a compression spring (not shown) is provided between the upper surface of the coupler 150 and the lower shaft support bearing 105 to push the coupler 150 downward when the mode is switched from the washing mode to the dewatering mode .
  • the driving unit 100 may further include a clutch mechanism 170 that switches the power transmission path of the driving motor to the washing shaft 110 or the dehydrating shafts 120 in response to a washing or dewatering cycle have.
  • the clutch mechanism 170 functions to raise and lower the coupler 150 to the raised position by the operation of the clutch motor.
  • the clutch mechanism 170 includes a clutch motor (not shown) provided below the outer tub 20, a cam (not shown) coupled to a drive shaft of the clutch motor, And a lever 172 which is linearly reciprocated under the guidance of the lever guide 171 when the clutch motor is turned on / off.
  • the clutch mechanism 170 is provided between the cam and the lever 172 of the clutch motor and is provided with a connecting rod 173 for pulling the lever 172 toward the clutch motor in accordance with the driving of the clutch motor And a return spring (not shown) having one end fixed to the lever guide 171 and the other end fixed to the lever 172 to apply a returning force to the lever 172.
  • the clutch mechanism 170 includes a mover 174 descending on the inclined surface of the lever 172 when the clutch motor is turned on and a plunger 174 moving up and down along the guide groove in the mover 174. [ And a buffer spring 176 provided on the outer circumferential surface of the plunger 175.
  • a clutch lever 177 is provided at a lower end of the plunger 175 to substantially support the coupler 150. One end of the clutch lever 177 is coupled to the plunger 175 and the other end of the clutch lever 177 contacts the coupler 150 to elevate the coupler 150.
  • the clutch lever 177 includes a connecting portion 177a coupled to an end of the plunger 175, a supporting portion 177b extending from the connecting portion 177a toward the coupler 150, 177a extending from both side edges thereof and serving as the rotation center of the clutch lever 177.
  • the fixing pin 177c may be defined as a hinge axis.
  • connection portion 177a is connected to the end portion of the plunger 175 and the support portion 177b is formed at the other end.
  • the connection portion 177a and the support portion 177b may be formed horizontally.
  • the fixing pin 177c passes through the connecting portion 177a in the lateral direction and is coupled to a clutch stopper 160, which will be described later. That is, the support portion 177b is hinged to the clutch stopper 160 by the fixing pin 177c so as to be rotatable by a predetermined amount.
  • the support portion 177b protrudes from the end of the connection portion 177a toward the coupler 150 to elevate the coupler 150. [ The support portion 177b functions to press the coupler 150 to the raised position when switching to the washing mode.
  • the support portion 177b extends from the end of the connection portion 177a toward the coupler 150 so that the support portion 177b and the connection portion 177a are Y-shaped.
  • the two ends of the extended support portion 177b may be disposed to surround the edge of the coupler 150.
  • the support portion 177b may cover the outer circumferential surface of the body 151 of the coupler 150.
  • a part of the upper surface of the support portion 177b may be in contact with the lower surface of the flange portion 151 of the coupler 150.
  • the support portion 177b may be arranged to be hooked on the outer circumferential surface of the coupler 150, or may be fixed to a part of the outer circumferential surface of the coupler 150.
  • various methods other than the method shown in the embodiment of the present invention can be proposed as a method of contacting the support part 177b with the coupler 150.
  • the driving unit 100 may further include a clutch stopper 160 for limiting the amount of rotation of the clutch lever 177.
  • the clutch stopper 160 is rotated by the coupler 150 after the coupler 150 is disengaged from the rotor 190 to rotate the clutch motor 110, Thereby suppressing the movement of the coupler 150 so as to prevent an impact from being applied to the coupler 150.
  • the clutch stopper 160 is fixed to the bottom surface of the bearing housing 130 by a fastening member.
  • the clutch lever 177 is hinged to the clutch stopper 160 so as to be rotatable.
  • the clutch stopper 160 guides the clutch lever 177 to stably raise or lower the coupler 150.
  • the clutch lever 177 pushes the coupler 150 upward, and the coupler 150 rises along the lower descender shaft 125 . Then, the coupler 150 is disengaged from the rotor 190 and coupled with the lower dehydrator shaft 125. In this case, the coupler 150 moves out of the rotor 190 and rotates only the washing shaft 110 when the rotor 190 rotates.
  • the tooth surface formed on the inner circumferential surface of the coupler 150 is engaged with only the tooth surface of the outer circumferential surface of the lower dehydrating shrink 125, and the tooth surface of the coupling portion 198 engaged with the lower washing shaft 115
  • the rotating force of the rotor 190 is transmitted only to the pulsator 50 through the washing shaft 110 because the rotating shaft 190 is not engaged.
  • the rotating force of the rotor 190 is transmitted to the shaft coupling boss 197 and the shaft coupling boss 197 of the rotor 190.
  • the sun gear 144, the planetary gear 142, the carrier 141, and the upper washing shaft 111 in sequence.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a driving unit in a dehydration mode according to an embodiment of the present invention.
  • the coupler 150 when the coupler 150 is completely lowered, the coupler 150 is coupled to the rotor 190 and is coupled to the lower dehydration shrink 125. In this case, the coupler 150 simultaneously transmits the rotational force generated by the rotor 190 to the lower washing shaft 115 and the lower washing shaft 125, so that the washing shafts 110 and the dehydrating shafts (120) is rotated at a high speed to dehydrate.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a state in which the driving motor and the bearing housing are removed from the driving unit
  • FIG. 11 is an enlarged view of a connecting portion between the washing shaft and the dewatering shaft in FIG. And shows a state in which the washing shaft is removed.
  • a friction preventing member 210 is inserted between the damping shaft 120 and the washing shaft 110.
  • the dehydrating shank 120 is a lower dehydrating shaker 125 and the washing shaft 110 is a lower washing shaft 115.
  • the dehydrating shank 120 may correspond to the upper dehydrating shank 121 and the washing shank 110 may correspond to the upper washing shank 111.
  • the washing shaft 110 is connected to the lower part of the sun gear 144 or integrally formed with the washing shaft 110.
  • the lower washing shaft 115 has a lower portion connected to the rotor 190, And an upper washing shaft 111 connected to the carrier 141 at a lower portion thereof.
  • the dehydrating shafts 120 include a lower dehydrating shafts 125 selectively connected to the rotor 190 by the coupler 150 and connected to the ring gear 146 at the upper end, (121) connected to the ring gear (146) and having an upper end connected to the inner tub.
  • the inner circumferential surface of the lower washing shaft 115 and the lower dehydrating shaft 125 may be formed at least in the circumferential direction so that the lower washing shaft 115 can rotate without interfering with the lower dehydrating shaft 125 during the washing process. A part of them is spaced apart, and a gap G is formed therebetween.
  • the lower washing shaft 115 and the lower washing shafts 125 can be smoothly rotated without interfering with the lower washing shafts 125 while the lower washing shafts 115 are fixed to the inside of the lower washing shafts 125.
  • a friction preventing member 210 is formed.
  • the friction preventing member 210 may be a bearing.
  • the friction preventing member 210 may be a thrust ball bearing.
  • the thrust ball bearing is a type of bearing used to support a thrust acting in the direction of the rotational axis.
  • the anti-friction member 210 may include a plurality of bearings.
  • radial ball bearings can be used in parallel to supplement thrust ball bearings and thrust ball bearings that receive only the thrust.
  • the seating groove 126 When the seating groove 126 is formed as described above, at least two surfaces of the friction preventing member 210 can be contacted with the outer circumferential surface of the lower washing shaft 115 or the inner circumferential surface of the lower dehydrating shaft 125, The fixing force of the friction preventing member 210 can be secured. Since at least a part of the friction preventing member 210 is accommodated in the lower washing shaft 115 or the lower washing shafts 125, the gap G between the lower washing shafts 115 and the lower washing shafts 125 becomes friction The thickness of the protection member 210 may be smaller than the thickness of the protection member 210.
  • the planetary gear module 140 which adjusts the rotation ratio of the driving motor and the lower washing shaft 115 to transmit the rotation to the upper washing shaft 111, is installed in the bearing housing 130 Respectively.
  • the planetary gear module (140) includes a sun gear (144) having a gear teeth formed on an outer circumferential surface thereof rotated by receiving a rotational force of the drive motor, a gear tooth formed on an outer circumferential surface thereof, A plurality of planetary gears 142 rotatable around the sun gear 144 and a ring gear 142 meshing with the planetary gear 142 and disposed coaxially with the sun gear 144, And a carrier 141 rotatably connected to a gear shaft 143 of each of the plurality of planetary gears 142 and coaxially rotating with the sun gear 144.
  • the inner peripheral surface of the planetary gear case 145 may be coupled to the outer peripheral surface of the ring gear 145 described above.
  • the planetary gear case 145 and the ring gear 145 may be integrally formed.
  • the diameter (inner diameter) of the ring gear 145 is the largest and the diameter (outer diameter) of the planetary gear 142 is the smallest among the ring gear 145, the planetary gear 142 and the sun gear 144 .
  • the outer diameter of the sun gear 144 is larger than the diameter (outer diameter) of the planetary gear 142, but is smaller than the diameter (inner diameter) of the ring gear 145.
  • three to four of the planetary gears 142 may be provided.
  • the lower washing shaft 115 and the sun gear 144 may be integrally formed to facilitate power transmission.
  • the outer circumferential surface of the lower washing shaft 115 is formed with a fixing groove 116 recessed inward along the circumferential direction and the outer circumferential surface of the fixing groove 116 is located outside the lower washing shaft 115
  • the inner peripheral surface of the fixed ring 220 formed to protrude is fitted.
  • the fixing ring 220 may be a C-ring having a cutout or an opening at one side thereof.
  • the inner circumferential surface of the lower dehydrating shrink 125 has a seating groove 126 in which the friction preventing member 210 is seated.
  • the upper end (or the lower end) of the friction preventing member 210 can be contactably supported by the seating groove 126 and the lower end (or upper end) thereof can be held in contact with the fixed ring 220, The fixing force of the friction preventing member 210 can be secured.
  • the gear teeth of the gears 142, 144, and 146 constituting the planetary gear module 140 may be formed of helical gears.
  • the helical gear has a shape in which the sawtooth is obliquely inclined.
  • a cylindrical gear having a spiral curve is parallel to the spur gear. Since the length of the contact wire is longer than that of the spur gear, a large force can be transmitted. It is mainly used for general transmission devices and decelerators.
  • the lower washing shaft 115 which is integral with the sun gear 144, reciprocates in the vertical direction.
  • the lower dehydration shrinkage 125 remains fixed.
  • a collision occurs between the fixed ring 220 fixed to the lower washing shaft 115 moving up and down and the friction preventing member 210 fixed to the lower dehydrating shafts 125 maintaining the fixed state, As well as the problem that the fixing ring 220 or the friction preventing member 210 is damaged and deformed.
  • At least one washer 230, 240 having a buffer function between them is additionally inserted.
  • a wave washer 230 is inserted between the friction-preventing member 210 and the fixing ring 220 to reduce noise due to a collision between the friction-preventing member 210 and the fixing ring 220 by thrust .
  • the wave washer forms a closed curve of a circle or the like when viewed from the axial direction, and has a waveform bent when viewed in a direction perpendicular to the axial direction.
  • the wave washer 230 constructed as described above provides elasticity in the axial direction. Accordingly, the thrust generated in the axial direction can be attenuated by the wave wave 230. It is also possible to reduce impact and noise due to collision between the friction preventing member 210 and the stationary ring 220.
  • the wave washer 230 when the wave washer 230 is adopted, when adopting the wave washer 230 having an elastic restoring force or an elastic modulus K that is larger than the thrust, It is possible to completely prevent the collision of the main body 220 with the vehicle.
  • the 'elastic restoring force' or the 'elastic modulus K' is a value obtained by dividing the wave washer 230 by the thrust in a range in which the wave washer 230 is deformed by the thrust, Can be selected.
  • the 'elastic restoring force' or the 'elastic modulus K' may be variously changed depending on the thickness, width, diameter, material, curved shape and height of the wave washer 230.
  • the height of the wave washer 230 may mean the phase difference between the uppermost and lowermost ends of the wave washer 230 with respect to the axial direction.
  • an elastic member such as a spring having an elastic restoring force in the axial direction may be provided between the friction preventing member 210 and the stationary ring 220 As shown in FIG.
  • the friction preventing member 210 may be press-fitted into the lower washing shaft 115 so that the lower washing shaft 115 can not move in the vertical direction without the wave washer 230.
  • the lower washing shaft 115 is fixed to the friction preventing member 210 fixed to the lower dehydrating shrink 125 by press-fitting, so that the up and down movement of the lower washing shaft 115 can be suppressed as much as possible, The impact noise due to the thrust can be reduced even without the shock absorber 230.
  • the momentary impact that may be applied to the wave washer 230 at the time of product packaging or installation is relieved, the load applied to the wave washer 230 is repeatedly mitigated by the thrust, An auxiliary washer 240 is additionally inserted between the anti-friction member 210 and the wave washer 230 to improve the repetitive fatigue life of the washer 230.
  • the auxiliary washer 240 may be inserted between the friction preventing member 210 and the wave washer 230.
  • the auxiliary washer 240 may be inserted between the wave washer 230 and the retaining ring 220.
  • the auxiliary washer 240 may be inserted between the anti-friction member 210 and the wave washer 230, and between the wave washer 230 and the fixing ring 220.
  • auxiliary washer 240 may be formed of a poly-material.
  • it may be formed of a plastic material.
  • it may be formed of a polycarbonate material.
  • the auxiliary washer 240 may be formed of various materials having a buffer function.
  • auxiliary washer 240 when the auxiliary washer 240 is further inserted, abrasion and breakage of a portion that is heavily loaded when the fixed ring 220 and the wave washer 230 are contacted can be prevented. In addition, the fatigue life of the wave washer 230 can be increased. In addition, momentary impact that may be applied to the wave washer 230 when the product is packaged or installed is alleviated, so that plastic deformation or breakage of the wave washer 230 can be prevented.
  • auxiliary washer 240 is disposed at the upper and lower portions of the wave washer 230, even if the wave washer 230 is broken, the wave washer 230 is not detached but remains between the auxiliary washer 240 The noise generated when the broken wave washer 230 contacts the fixed ring 220 or the friction preventing member 210 can be reduced.
  • the lower end of the lower dehydration shrink 125 is positioned at the center of the rotor 190 And comes into contact with the upper end of the shaft coupling boss 197 on which the lower washing shaft 115 is fitted.
  • the 'reference value' refers to the wave washer 230 and the auxiliary washer 240, when the load corresponding to the maximum allowable load is applied to the wave washer 230 and the auxiliary washer 240, It can mean.
  • the auxiliary washer 240 is deformed to alleviate the primary impact, and the wave washer 230 is deformed, thereby mitigating the secondary impact. Then, the lower end of the lower dehydration shrink 125 comes into contact with the upper end of the shaft coupling boss 197, thereby mitigating the third impact.
  • FIG. 13 is a table showing the results of measuring the presence or absence of noise during application of the wave washer.
  • FIG. 13 shows a state in which the wave washer 230 is inserted between the friction preventing member 210 and the fixing ring 220 and the thickness of the wave washer 230 and the distance between the rising and falling of the lower washing shaft 115 (stroke), initial load, and maximum load, while measuring the noise generated by the thrust.
  • Fig. 14 is a table showing the results of testing the allowable load and the expected life according to the specifications of the wave washer.
  • the height H of the wave washer 230 is 1.2 mm, and the thickness t is 0.6 mm.
  • the height H of the wave washer 230 corresponds to the phase difference between the uppermost and lowermost ends of the wave washer 230 with respect to the axial direction.
  • the height H of the wave washer 230 is 0.9 mm and the thickness t is 0.6 mm.
  • the difference in height (displacement) between the free state in which the load is not applied and the wave washer 230 in the full state in which the maximum load is applied It is 0.6 mm in the case of the second embodiment (improvement), and 0.3 mm in the case of the second embodiment (improvement).
  • the maximum load of about 80 kgf was applied, and in the case of the second embodiment (improvement plan), the maximum load of about 40 kgf was applied.
  • the height H of the wave washer 230 can be varied according to the maximum load applied to the wave washer 230 when the product is packaged. If the maximum load corresponds to about 40 kgf It is preferable that the height H of the wave washer 230 is 0.9 mm and the thickness t is 0.6 mm.
  • the height H of the wave washer 230 is 1.2 mm and the thickness t is 0.6 mm .
  • the height (H) of the wave washer 230 is set within a range in which the wave washer does not enter the firing area due to the maximum load generated during the packaging process, and the height of the wave washer .
  • the wave washer has been verified to have a lifetime of one million or more.
  • Table 1 below shows the measurement results of the wave washer thickness, elastic modulus (K), displacement, and stress.
  • the load and stress of the wave washer are similar to the second moment and the section modulus used in calculating the compressive stress, and that stress and fatigue limit can be improved by increasing the thickness of the wave washer have.
  • the washing shaft can be firmly fixed to the inside of the dewaxing shafts, and the washing shafts can be independently rotated smoothly and stably in a state in which the dewatering shafts are fixed.
  • the sun gear and the lower washing shaft are integrally formed, and the power transmission rate can be further improved.
  • the thrust generated in the axial direction has the advantage of effectively reducing the impact and noise generated when the fixed ring fixed to the washing shaft and the friction preventing member fixed to the dehydrating shafts collide with each other.
  • the retaining ring and the wave washer or the wave washer are repeatedly brought into contact with the friction preventing member, the abrasion of the portion subjected to the concentrated load can be prevented, and the fatigue life of the wave washer can be increased.

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Abstract

본 발명에 따른 세탁기는, 케이스, 상기 케이스의 내부에 설치되며, 세탁수가 수용되는 외조, 상기 외조의 내부에 설치되며, 세탁포가 수용되는 내조, 상기 내조의 내부에 설치되며, 구동력을 전달받아 회전하는 펄세이터 및 상기 내조 및 펄세이터를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동부를 포함하고, 상기 구동부는, 스테이터와 로터를 포함하는 구동모터, 상기 외조의 하부에 설치되는 베어링 하우징, 하단이 상기 로터에 인접하게 배치되고, 상단이 상기 내조와 연결되는 중공 형상의 탈수축, 상기 탈수축 하단의 외주면을 따라 승강하면서, 상기 탈수축을 상기 로터에 선택적으로 연결시키는 커플러, 상기 탈수축의 내부에 위치하고, 하단이 상기 로터에 연결되며, 상단이 상기 펄세이터에 연결되어 상기 펄세이터를 회전시키는 세탁축 및 상기 탈수축과 상기 세탁축 사이에 형성된 마찰방지부재를 포함한다.

Description

세탁기
본 발명은 세탁기에 관한 것이다.
일반적으로 세탁기는 세탁수가 담기는 외조와, 외조 내에 회전 가능하게 구비되어 의류 등(이하, '세탁포'라고 함)을 수용하는 드럼을 포함하고, 드럼이 회전함에 따라 세탁포의 세탁 및 탈수가 이루어진다.
세탁기는, 드럼의 회전 중심이 수직하게 형성되고 세탁포를 상측에서 투입 가능하게 설계된 탑 로딩 방식(top loading type)과, 드럼의 회전 중심이 수평하게 또는 후단으로 갈수록 낮아지는 방향으로 경사지게 형성되고, 세탁포를 전방에서 투입 가능하게 설계된 프론트 로딩 방식(front loading type)으로 구분할 수 있다.
상기 탑 로딩 방식의 세탁기는 크게 교반식(agitator type)과 와류식(pulsator type)으로 구분될 수 있고, 상기 교반식은 드럼의 중앙에 솟은 세탁봉을 회전시켜 세탁을 하고, 상기 와류식은 드럼의 하부에 형성된 원판 모양의 펄세이터 또는 드럼을 회전시켜 세탁을 한다.
상기 프론트 로딩 방식은 통상 드럼 세탁기라고 칭하며, 드럼의 내주면에 리프터가 구비되어, 드럼이 회전함에 따라 리프터가 세탁포를 들어올렸다가 낙하시킴으로써 세탁을 수행한다.
한국공개특허 제10-2004-0071430호(2004년08월12일)(이하 선행 기술이라 함)에는 탑 로딩 방식의 전자동 세탁기가 개시된다.
상기 선행기술에 제시된 세탁기에는, 구동력을 제공하는 구동모터와, 외조를 회전시키기 위한 탈수축과, 펄세이터를 구동시키기 위한 세탁축과, 상기 탈수축 및 세탁축을 선택적으로 구동시키기 위한 커플러를 포함하는 구동부가 구비된다.
상기 커플러는 상기 구동모터에서 발생하는 회전력을 세탁시에는 상기 펄세이터로 전달하고, 탈수시에는 상기 펄세이터 및 외조로 동시에 전달한다. 즉, 상기 세탁축은 상기 구동모터에 항상 결합되고, 상기 탈수축은 상기 구동모터에 선택적으로 결합된다. 이를 위하여, 상기 커플러는 상기 탈수축에 치합되어 상하 이동이 가능하며, 외주면에 상기 구동모터의 로터와 치합될 수 있는 치면을 구비한다. 이에 따라, 상기 커플러가 상승시에는 상기 탈수축과 상기 로터 사이의 결합을 해제하고, 하강시에는 상기 로터와 치합하여 상기 탈수축에 로터의 회전력을 전달한다.
한편, 상기 선행기술에 개시된 종래 세탁기의 경우, 펄세이터 및 세탁축이 양측을 번갈아가며 회전하면, 기어모듈에서 추력(thrust)이 발생하고, 그 추력에 의해 상하방향으로 왕복운동하는 승강 부품과, 상기 승강부품 대비 상대적으로 고정된 상태를 유지하는 고정부품 간의 충돌이 발생하며, 이에 따라서, 충격소음 및 부품의 변형, 손상이 발생하는 문제가 있었다.
또한, 제품 포장 및 제품 설치 시, 발생되는 제품 낙하의 상황에서도, 고정 부품과 승강 부품 간의 충돌이 발생하면서, 충격 소음이 발생하고, 부품의 손상 및 파손이 발생하는 문제도 있었다.
본 발명의 상기되는 문제점을 해소하기 위해서, 세탁축이 탈수축 내부에 견고히 고정될 수 있고, 탈수축이 고정된 상태에서, 세탁축의 단독 회전이 매끄럽고 안정적으로 이루어질 수 있는 세탁기를 제안한다.
또한, 태양기어와 하부세탁축이 일체로 형성되어 동력전달률이 보다 향상될 수 있는 세탁기를 제안한다.
또한, 축 방향으로 발생하는 추력(thrust)에 의해, 세탁축에 고정된 고정링과, 탈수축에 고정된 마찰방지부재가 충돌하면서 발생하는 충격 및 소음을 효과적으로 줄일 수 있는 세탁기를 제안한다.
또한, 추력(thrust) 보다 큰 허용하중을 갖는 웨이브 와셔 적용 시, 마찰방지부재와 고정링의 충돌을 완벽하게 방지할 수 있는 세탁기를 제안한다.
또한, 고정링과 웨이브 와셔 또는 웨이브 와셔와 마찰방지부재의 반복 접촉 시, 집중적으로 하중을 받는 부위의 마모가 방지될 수 있고, 웨이브 와셔의 피로수명을 높일 수 있는 세탁기를 제안한다.
또한, 제품 포장이나, 설치 시 웨이브 와셔에 가해질 수 있는 순간적인 충격이 완화되어, 웨이브 와셔의 소성변형 또는 파손을 방지할 수도 있는 세탁기를 제안한다.
또한, 웨이브 와셔가 파손되더라도, 웨이브 와셔가 임의로 이탈되지 않고, 보조와셔 사이에 잔존하게 되며, 파손된 웨이브와셔와 고정링 또는 마찰방지부재가 접촉하면서 발생하는 소음을 줄일 수 있는 세탁기를 제안한다.
또한, 웨이브 와셔 및 보조와셔가 기준치 이상으로 변형될 때, 하부 탈수축의 하단이 축결합보스의 상단에 먼저 접촉하여, 마찰방지부재의 하단이 축결합보스의 상단에 접촉하면서, 그 충격에 의해 마찰방지부재가 손상되는 현상을 방지할 수 있는 세탁기를 제안한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 세탁기는, 케이스, 상기 케이스의 내부에 설치되며, 세탁수가 수용되는 외조, 상기 외조의 내부에 설치되며, 세탁포가 수용되는 내조, 상기 내조의 내부에 설치되며, 구동력을 전달받아 회전하는 펄세이터 및 상기 내조 및 펄세이터를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동부를 포함하고, 상기 구동부는, 스테이터와 로터를 포함하는 구동모터, 상기 외조의 하부에 설치되는 베어링 하우징, 하단이 상기 로터에 인접하게 배치되고, 상단이 상기 내조와 연결되는 중공 형상의 탈수축, 상기 탈수축 하단의 외주면을 따라 승강하면서, 상기 탈수축을 상기 로터에 선택적으로 연결시키는 커플러, 상기 탈수축의 내부에 위치하고, 하단이 상기 로터에 연결되며, 상단이 상기 펄세이터에 연결되어 상기 펄세이터를 회전시키는 세탁축 및 상기 탈수축과 상기 세탁축 사이에 형성된 마찰방지부재를 포함한다.
또한, 상기 마찰방지부재는 베어링으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 세탁축의 외주면 또는 상기 탈수축의 내주면 중 적어도 어느 하나에는, 상기 마찰방지부재가 안착되는 안착홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 세탁축의 외주면과 상기 탈수축의 내주면은 적어도 일부가 이격될 수 있다.
또한, 상기 베어링 하우징의 내부에는, 상기 구동모터의 회전비를 조절하여, 상기 세탁축으로 전달하는 유성기어모듈이 구비될 수 있다.
또한, 상기 유성기어모듈은, 상기 구동모터의 회전력을 공급받아 회전하고, 외주면에 기어치가 형성된 태양기어, 외주면에 기어치가 형성되고, 상기 태양기어와 치합되어, 상기 태양기어 주변에서 회전하는 복수의 유성기어, 내주면에 기어치가 형성되고, 상기 태양기어와 동축상에 배치되며, 상기 유성기어와 치합되는 링기어 및 상기 복수의 유성기어 각각의 회전축에 회전 가능하게 연결되고, 상기 태양기어와 동축으로 회전하는 캐리어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 세탁축은, 상부가 상기 태양기어의 하부와 연결되고, 하부가 상기 로터와 연결되는 하부 세탁축과, 상부가 상기 펄세이터와 연결되고, 하부가 상기 캐리어에 연결되는 상부 세탁축을 포함할 수 있다.
또한, 상기 하부세탁축과 상기 태양기어는 일체로 형성될 수 있다.
상기 탈수축은, 하단이 상기 커플러에 의해 상기 로터에 선택적으로 연결되고, 상단이 상기 링기어에 연결되는 하부 탈수축, 하단이 상기 링기어에 연결되고, 상단이 상기 내조에 연결되는 상부 탈수축을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유성기어모듈의 기어치는 헬리컬 기어로 형성될 수 있다.
또한, 상기 세탁축의 외주면에는 원주방향을 따라 내측으로 오목하게 형성된 고정홈이 형성되고, 상기 고정홈에는, 외주면이 상기 세탁축 보다 외측으로 돌출되게 형성된 고정링의 내주면이 끼워질 수 있다.
또한, 상기 탈수축의 내주면에는, 상기 마찰방지부재가 안착되는 안착홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 마찰방지부재와 상기 고정링 사이에는 웨이브 와셔(파형 와셔)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 마찰방지 부재와 상기 고정링 사이에는 보조와셔가 구비될 수 있다.
또한, 상기 보조와셔는, 상기 마찰방지부재와 상기 웨이브 와셔 사이 또는, 상기 웨이브와셔와 상기 고정링 사이 중 적어도 어느 하나에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 보조와셔는, 수지 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 웨이브 와셔 및 보조와셔 변형 시, 상기 탈수축의 하단은, 상기 로터의 중심부에 형성되고 상기 세탁축이 끼워지는 축관통공이 형성된 축결합보스의 상단에 접촉할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 세탁축이 탈수축 내부에 견고히 고정될 수 있고, 탈수축이 고정된 상태에서, 세탁축의 단독 회전이 매끄럽고 안정적으로 이루어질 수 있는 이점이 있다.
또한, 태양기어와 하부세탁축이 일체로 형성되어 동력전달률이 보다 향상될 수 있는 이점도 있다.
또한, 축 방향으로 발생하는 추력(thrust)에 의해, 세탁축에 고정된 고정링과, 탈수축에 고정된 마찰방지부재가 충돌하면서 발생하는 충격 및 소음을 효과적으로 줄일 수 있는 이점도 있다.
또한, 추력(thrust) 보다 큰 허용하중을 갖는 웨이브 와셔 적용 시, 마찰방지부재와 고정링의 충돌을 완벽하게 방지할 수 있는 이점도 있다.
또한, 고정링과 웨이브 와셔 또는 웨이브 와셔와 마찰방지부재의 반복 접촉 시, 집중적으로 하중을 받는 부위의 마모가 방지될 수 있고, 웨이브 와셔의 피로수명을 높일 수 있는 이점도 있다.
또한, 제품 포장이나, 설치 시 웨이브 와셔에 가해질 수 있는 순간적인 충격이 완화되어, 웨이브 와셔의 소성변형 또는 파손을 방지할 수도 있는 이점도 있다.
또한, 웨이브 와셔가 파손되더라도, 웨이브 와셔가 임의로 이탈되지 않고, 보조와셔 사이에 잔존하게 되며, 파손된 웨이브와셔와 고정링 또는 마찰방지부재가 접촉하면서 발생하는 소음을 줄일 수 있는 이점도 있다.
또한, 웨이브 와셔 및 보조와셔가 기준치 이상으로 변형될 때, 하부 탈수축의 하단이 축결합보스의 상단에 먼저 접촉하여, 마찰방지부재의 하단이 축결합보스의 상단에 접촉하면서, 그 충격에 의해 마찰방지부재가 손상되는 현상을 방지할 수 있는 이점도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세탁기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구동부가 외조에 설치된 모습을 보인 사시도이다.
도 3은 상기 구동부를 보인 사시도이다.
도 4는 상기 구동부의 측면도이다.
도 5는 상기 구동부의 분해 사시도이다.
도 6은 상기 구동부의 종단면도이다.
도 7은 상기 구동부에서 구동모터가 제거된 모습을 보인 사시도이다.
도 8은 상기 구동부의 로터를 보인 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 탈수 모드에서 구동부를 보여주는 종단면도이다.
도 10은 상기 구동부에서, 구동모터 및 베어링 하우징이 제거된 모습을 보인 종단면도이다.
도 11은 도 10에서, 세탁축과 탈수축의 연결부위를 확대하여 보인 도면이다.
도 12는 도 11에서, 세탁축이 제거된 상태를 보인 도면이다.
도 13은 웨이브 와셔의 적용시 소음 발생 유무를 측정한 결과를 나타낸 표이다.
도 14는 웨이브 와셔의 적용 시, 웨이브 와셔의 사양에 따른 허용하중 및 예상 수명을 테스트한 결과를 나타낸 표이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
이하에서는 세탁기의 상부를 통해 세탁포가 인출입되는 탑 로딩(top-loading) 방식의 세탁기를 예로 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 세탁기의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 세탁기(1)는, 외관을 형성하는 케이스(10), 상기 케이스(10)의 상단에 배치되는 탑 커버(11) 및 상기 케이스(10)의 하단에 배치되는 베이스(12)를 포함할 수 있다.
상기 케이스(10)는 내부공간을 갖는 사각형상으로 형성되고, 상단 및 하단이 개방된다. 상기 케이스(10)의 내부에는 세탁에 필요한 다양한 장치들이 구비될 수 있다.
상기 탑 커버(11)는 상기 케이스(10)의 개방된 상단에 배치되며, 세탁물이 투입될 수 있는 세탁물 투입구(미도시)를 형성한다. 또한, 상기 탑 커버(11)의 상측에는 상기 세탁물 투입구를 개폐할 수 있는 도어(13)가 제공된다. 예를 들어, 상기 도어(13)는 사용자에 의하여 회동 가능하게 제공될 수 있다.
상기 베이스(12)는 상기 케이스(10)의 개방된 하단을 차폐하도록 배치된다. 상기 베이스(12)의 저면에는 하나 또는 다수의 레그(14)가 배치되어, 상기 베이스(12)를 바닥면과 이격시킨다. 그리고, 상기 레그(14)를 회전시켜, 상기 세탁기(1)의 수평을 조절할 수도 있다.
또한, 상기 세탁기(1)에는, 상기 세탁기(1)를 제어할 수 있는 각종 장치들로 구성된 컨트롤패널(15)이 제공된다. 상기 컨트롤패널(15)은 상기 탑 커버(11)의 상면에 제공될 수 있다.
상기 컨트롤패널(15)에는, 사용자가 상기 세탁기(1)를 조작할 수 있도록 마련된 각종 입력부 및 사용자에게 상기 세탁기(1)의 상태를 보여줄 수 있는 디스플레이부가 구비될 수 있다. 또한, 상기 컨트롤패널(15)에는 상기 입력부에 의해 입력된 신호에 따라 상기 세탁기(1)의 구성을 제어하도록 각종 PCB(미도시) 등이 배치될 수 있다.
상기 케이스(10), 상기 탑커버(11) 및 상기 베이스(12)에 의해 형성된 상기 세탁기(1)의 내부공간에는, 원통 형상의 외조(20) 및 내조(30)가 설치된다. 상기 내조(30)는, 상기 외조(20)의 내측에 수용되도록, 상기 외조(20)보다 작은 직경을 가진다.
상기 외조(20)에는, 세탁포의 세탁을 위한 세탁수가 채워진다. 상기 외조(20)는 원통형으로 형성되며, 상면에 세탁포가 출입될 수 있는 개구부(21)가 형성될 수 있다.
상기 외조(20)는 지지부재(22)에 의해 상기 케이스(10)의 내부에서 상기 베이스(12)로부터 상측으로 소정 간격 이격된 상태로 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 지지부재(22)의 상단이 상기 케이스(10)의 상부에 지지되고, 하단이 상기 외조(20)의 하부와 결합될 수 있다. 또한, 상기 지지부재(22)의 하단에는 상기 외조(20) 및 상기 내조(30)에서 발생하는 진동을 흡수하는 댐퍼(24)가 구비될 수 있다.
상기 댐퍼(24)는 탄성 변형을 통하여 상기 내조(30) 또는 후술할 구동부(100)에서 발생하여 상기 외조(20)로 전달되는 진동을 흡수하는 스프링을 포함할 수 있다.
상기 내조(30)는 세탁포의 세탁, 헹굼, 탈수를 위하여 후술될 구동부(100)에 의해서 회전하는 세탁조로 정의될 수 있다. 상기 내조(30)는 상기 외조(20)의 내부에 수용될 수 있으며, 상기 내조(30)의 외면이 상기 외조(2)의 내면과 일정 거리 이격되어 위치된다.
상기 내조(30)의 측면부에는 세탁수가 유출입되는 복수 개의 세탁공(32)이 형성된다. 따라서, 상기 외조(20)로 공급되는 세탁수는 상기 복수 개의 세탁공(32)을 통하여 상기 내조(30)에 채워질 수 있다.
또한, 상기 내조(30)의 내주면에는 세탁수에 포함된 보푸라기를 포함하는 각종 이물질을 포집하기 위한 위한 필터유닛(34)이 구비될 수 있다. 상기 필터유닛(34)은 상기 내조(30)의 원주 방향으로 복수 개가 설치될 수 있다.
한편, 상기 세탁기(1)의 내부에는 외부 급수원과 연결되어 상기 외조(20) 및 상기 내조(30) 내로 세탁수를 공급하는 급수유로가 제공된다. 상기 급수유로에는 상기 급수유로를 개폐하는 급수밸브가 구비된다. 상기 급수밸브는 급수되는 물의 종류에 따라 복수로 구비될 수 있다. 일 예로, 상기 급수밸브는 온수밸브와 냉수밸브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 세탁기(1)의 내부에는 상기 외조(20) 및 상기 내조(30)에서 세탁기(1)의 외부로 세탁수를 배수하는 배수유로(45)가 제공된다. 상기 배수유로(45)에는 상기 배수유로(45)를 개폐하는 배수밸브(46)가 구비된다. 또한, 상기 배수유로(45)에는 상기 배수유로(45)로 배수되는 세탁수를 외부로 펌핑하기 위한 배수펌프(47)가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 내조(30)의 바닥에는 세탁을 위한 수류를 형성하는 펄세이터(50)가 회전 가능하게 구비된다.
또한, 상기 세탁기(1)의 내부에는 상기 내조(30) 또는 상기 펄세이터(50)를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 구동부(100)가 구비된다. 상기 구동부(100)는, 상기 내조(30)을 회전시키기 위한 탈수축과, 상기 펄세이터(50)를 회전시키기 위한 세탁축을 포함하며, 상기 탈수축 및 상기 세탁축을 선택적으로 회전시킨다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구동부가 설치된 외조의 저면 사시도이고, 도 3은 상기 구동부의 사시도이며, 도 4는 상기 구동부의 측면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 구동부(100)는 상기 외조(20)의 하부에 배치된다. 상기 구동부(100)는 상기 펄세이터(50)를 회전시키거나, 상기 펄세이터(50)와 상기 내조(20)를 함께 회전시키기 위한 동력을 제공하는 수단으로 이해될 수 있다.
상기 구동부(100)는, 상기 펄세이터(50)로 동력을 전달하는 세탁축(110)과, 상기 내조(30)로 회전동력을 전달하는 탈수축(120)과, 상기 세탁축(110)과 탈수축(120)을 지지하는 베어링 하우징(130), 및 상기 베어링 하우징(130)의 하부에 배치되어 상기 세탁축(110) 또는 상기 탈수축(120)으로 구동력을 제공하는 구동모터(180,190)를 포함할 수 있다.
이하에서는, 상기 구동부(100)에 대하여 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 상기 구동부의 분해 사시도이고, 도 6은 상기 구동부의 종단면도이고, 도 7은 상기 구동부에서 구동모터가 제거된 모습을 보인 사시도이고, 도 8은 상기 구동부의 로터를 보인 사시도이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 구동부(100)는, 앞서 설명된 바와 같이, 세탁축(110), 탈수축(120), 베어링 하우징(130) 및 구동모터(180,190)를 포함한다.
상세히, 상기 세탁축(110)은, 상부 세탁축(111)과, 상기 상부 세탁축(111)의 하부에 위치되는 하부 세탁축(115)을 포함한다. 그리고 상기 탈수축(120)은, 상부 탈수축(121)과, 상기 상부 탈수축(121)의 하부에 위치되는 하부 탈수축(125)을 포함한다.
상기 상부 세탁축(111)은, 상기 상부 탈수축(120)의 중심을 관통하여 상기 내조(30)의 내부로 돌출되고, 상기 내조(30)의 내부로 돌출된 상기 상부 세탁축(111)의 일 단부는 상기 펄세이터(50)에 결합된다. 그리고 상기 상부 세탁축(111)의 타 단부는 하부로 연장되어, 상기 베어링 하우징(130)의 내부에 배치된 유성기어모듈(140)에 연결된다.
상기 상부 세탁축(111)은 상기 내조(30)의 바닥부에 고정되어 상기 내조(30)와 한 몸으로 회전한다.
상기 하부 세탁축(115)은, 상기 상부 세탁축(111)으로부터 하측으로 이격되어 배치된다. 상기 하부 세탁축(115)의 하단부는 상기 구동모터의 로터(190)에 결합되고, 상단부는 상기 유성기어모듈(140)에 연결된다. 즉, 상기 유성기어모듈(140)은 상기 상부 세탁축(111)의 하단과 상기 하부 세탁축(115)의 상단을 연결한다.
상기 상부 탈수축(121)의 내부에 상기 상부 세탁축(111)이 관통 삽입되고, 상기 상부 탈수축(121)과 상기 상부 세탁축(111)은 동심을 이룬다. 상기 상부 탈수축(121)의 일 단부는 상기 내조(30)에 결합되어 상기 내조(30)에 회전력을 전달하고, 타 단부는 상기 유성기어모듈(140)에 연결된다.
상기 하부 탈수축(125)은, 상기 상부 탈수축(121)으로부터 하측으로 이격되어 배치된다. 상기 하부 탈수축(125)의 내부에 상기 하부 세탁축(115)이 관통 삽입되고, 상기 하부 탈수축(125)과 하부 세탁축(115)은 동심을 이룬다. 상기 하부 탈수축(125)은 상단부가 상기 유성기어모듈(140)에 연결되고, 하단부가 후술될 커플러(150)에 의해 상기 로터(190)와 결합되어 회전력을 전달받는다. 이때, 상기 하부 탈수축(125)의 외주면에는 상기 커플러(150)와의 치합을 위한 치면(serration)이 형성된다. 따라서, 상기 커플러(150)는 상기 하부 탈수축(125)을 따라 상하로 이동 가능하도록 설치된다.
상술한 본 발명의 구성에 의하여, 상기 구동모터에서 발생된 회전력은, 상기 유성기어모듈(140)을 통해 감속되어 상기 상부 세탁축(111) 및/또는 상기 상부 탈수축(121)에 전달된다. 따라서, 상기 펄세이터(50) 또는 상기 내조(30)가 비교적 높은 토크로 회전되어 구동모터의 효율적인 운용이 가능하고, 결과적으로 구동모터의 슬림화가 이루어질 수 있다.
상기 베어링 하우징(130)은, 상기 세탁축(110)과 상기 탈수축(120)을 지지하며, 내부에 복수의 기어를 포함한 유성기어모듈(140)을 수용한다. 상기 베어링 하우징(130)은 상기 외조(20)의 하측에 배치된다. 상기 베어링 하우징(130)은 상기 외조(20)의 저면에 체결부재에 의해서 고정될 수 있다. 상기 베어링 하우징(130)의 상면 가장자리에는 상기 체결부재가 관통하기 위한 다수의 체결홀들(131)이 형성될 수 있고, 상기 다수의 체결홀들(131)은 상기 하우징(130)의 원주 방향으로 이격 배치될 수 있다. 그리고, 상기 체결홀(131)을 관통하는 상기 체결부재는 상기 외조(20)의 저면에 삽입 고정된다.
상기 베어링 하우징(130)은 상기 유성기어모듈(140)을 수용하는 내부공간을 형성한다. 상세히, 상기 베어링 하우징(130)은, 내부 중앙에 상기 유성기어모듈(140)이 수용되는 하우징 케이스(130a)와, 상기 하우징 케이스(130a)의 개구된 상면을 덮는 하우징 커버(130b)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 다수의 체결홀들(131)은, 상기 하우징 커버(130b)의 외측 가장자리에 배치될 수 있다.
또한, 상기 베어링 하우징(130)의 하부에는, 클러치 스토퍼(160)가 체결부재에 의하여 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 하우징 케이스(130a)의 저면에 상기 체결부재가 삽입되기 위한 다수의 체결홀들(133)이 형성될 수 있다. 상기 체결부재가 상기 클러치 스토퍼(160)를 관통하여 상기 체결홀(133)에 삽입됨으로써, 상기 클러치 스토퍼(160)가 상기 베어링 하우징(130)의 저면에 장착될 수 있다.
상기 다수의 체결홀(133)은 3개로 이루어질 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 서로 동일한 간격으로 배치될 수 있다.
한편, 상기 베어링 하우징(130)의 상면 중심, 즉 상기 하우징 커버(130b)의 중심부에는, 상기 상부 세탁축(111) 및 상기 상부 탈수축(121)이 관통 삽입된다.
상세히, 상기 하우징 커버(130b)의 중심부에는 베어링 삽입을 위한 슬리브(130c)가 연장 형성될 수 있고, 상기 상부 탈수축(121)은 상기 슬리브(130c)를 관통하여 상기 유성기어 모듈(140)에 연결된다. 그리고, 상기 상부 탈수축(121)의 외주면과 상기 슬리브(130c) 사이에는 상부축 지지베어링(103)이 개재되어, 상기 상부 탈수축(121)이 회전 가능하게 지지된다. 상기 상부축 지지베어링(103)에 의하여, 상기 상부 탈수축(121)이 회전할 때, 상기 상부 탈수축(121)과 상기 슬리브(130c) 간에 마찰력이 발생하는 것을 방지한다.
또한, 상기 베어링 하우징(130)의 저면 중심, 즉 상기 하우징 케이스(130a)의 바닥부 중심에는, 상기 하부 세탁축(115) 및 상기 하부 탈수축(125)이 관통 삽입된다. 그리고, 상기 하우징 케이스(130a)의 바닥부 중심에도 슬리브(130d)가 연장 형성되고, 상기 하부 탈수축(125)은 상기 슬리브(130d)를 관통하여 상기 유성기어모듈(140)에 연결된다. 그리고, 상기 슬리브(130d)와 상기 상기 하부 탈수축(125) 사이에는 하부축 지지베어링(105)이 제공되어, 상기 하부 탈수축(125)이 회전 가능하게 지지된다.
상기 구동모터는, 상기 베어링 하우징(130)의 하방에 배치된다. 상기 구동모터는 인가된 전원에 의하여 자력을 발생시키는 스테이터(180)와, 상기 스테이터(180)와의 상호 작용을 통해 유도 기전력에 의하여 회전하는 로터(190)를 포함한다.
상세히, 상기 스테이터(180)는, 내주면에 마그네틱 코어(미도시)가 적층되어 형성되는 요크부(181)와, 상기 요크부(181)의 측면에서 방사상 돌출되고 상기 요크부(181)의 원주 방향으로 이격 형성되며, 코일(182)이 권취되는 폴(183), 및 상기 마그네틱 코어의 외주면을 덮어서 상기 코일(182)과 상기 마그네틱 코어의 직접 접촉을 방지하기 위한 인슐레이터(184)를 포함한다.
또한, 상기 스테이터(180)는 상기 요크부(181)의 내주면, 구체적으로는 상기 인슐레이터(184)의 내주면에서 상기 요크부(181)의 중심 방향으로 돌출되는 체결돌출부(185)를 더 포함한다. 상기 체결돌출부(185)는 상기 스테이터(180)를 상기 베어링 하우징(130)에 체결부재로 체결시키는 부분이다.
상기 체결돌출부(185)에는 체결공(186)이 형성되고, 체결부재가 상기 체결공(186)을 관통하여 상기 베어링 하우징(130)의 저면에 삽입된다.
이때, 상기 스테이터(180)와 상기 베어링 하우징(130) 사이에는 상기 클러치 스토퍼(160)가 개재되며, 상기 체결부재는 상기 스테이터(180)와, 클러치 스토퍼(160) 및 베어링 하우징(130)을 순차적으로 관통한다.
또한, 상기 체결돌출부(185)는 상기 요크부(181)의 내주면에서 원주 방향으로 복수 개가 배치될 수 있다. 그리고 상기 복수 개의 체결돌출부(185)는 서로 동일한 간격으로 배치될 수 있다.
도 5에는, 6개의 체결돌출부(185)가 상기 요크부(181)의 내주면에 형성되는 것으로 도시되나, 본 발명에서는 6개의 체결돌출부(185) 중 3개의 체결돌출부(185)에만 체결부재가 관통 삽입된다 즉, 상기 스테이터(180)는 상기 베어링 하우징(130)에 3점 체결되어 지지된다. 이러한 3점 체결 구조에 의하면, 6점 체결 구조를 형성하는 종래의 구동부에 비하여 진동 전달량이 감소하는 장점이 있다. 구체적으로, 상기 구동모터에서 발생하는 진동이 상기 클러치 스토퍼(160)를 통해 상기 베어링 하우징(130) 쪽으로 전달될 때, 전달 매개체가 되는 상기 체결부재가 6개에서 3개로 감소하기 때문에, 진동 전달량도 감소하게 된다.
상기 로터(190)는, 상기 스테이터(180)와의 전극 차이로 인하여 회전하는 부분이다. 상기 로터(190)는 상기 스테이터(180)의 외주면을 감싸도록 배치된다. 상기 로터(190)는 일 예로, 상면이 개방된 납작한 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 개방된 상면을 통해 상기 스테이터(180)가 상기 로터(190)의 내부에 놓여서 아우터 로터 타입 모터를 구성할 수 있다.
상세히, 도 8을 참조하면, 상기 로터(190)는, 외관을 형성하는 로터 프레임(191)과, 상기 로터 프레임(191)의 내측벽에 부착되는 마그네트(192)를 포함한다. 그리고 상기 로터 프레임(191)의 내측벽에는 상기 마그네트(192)가 올려져 마그네트(192)의 하단부를 지지하는 단턱(193)이 형성된다.
또한, 상기 로터(190)의 중심부에는 상기 하부 세탁축(115) 및 상기 하부 탈수축(125)과의 결합을 위한 축결합부(195)가 제공된다. 상기 축결합부(195)는, 상기 하부 세탁축(115)이 관통하기 위한 축관통공(196)이 형성된 축결합보스(197)와, 상기 축결합보스(197)의 외측에 형성되고, 커플러(150)의 치면과 치합되는 치합부(198)를 포함한다.
상기 축결합부(195)는 상기 로터(190)에 고정 결합되어 상기 로터(190)와 일체로 회전한다. 그리고 상기 축결합부(195)를 관통하는 상기 하부 세탁축(115)의 단부에는 너트(199)가 끼워져서 상기 하부 세탁축(115)이 상기 축결합부(195) 및 상기 로터(190)가 한 몸으로 회전하도록 구성된다.
한편, 상기 구동부(100)를 구성하는 상기 유성기어모듈(140)은, 상기 구동모터에서 발생된 회전력을 감속시켜 상기 펄세이터(50)로 전달되는 토크를 증가시키는 수단이다.
상세히, 상기 유성기어모듈(140)은, 유성기어 케이스(145)와, 상기 유성기어 케이스(145) 내부에 수용되는 태양 기어(144)와, 상기 태양 기어(144)의 외주면에 맞물리는 다수의 유성 기어(142) 및 상기 다수의 유성 기어(142)를 지지하는 캐리어(141)를 포함한다.
더욱 상세히, 상기 캐리어(141)에는 유성 기어가 끼워지기 위한 다수의 기어축(143)이 원주 방향으로 배치되고, 상기 유성기어(142)의 중심부에는 상기 기어축(143)이 관통하는 관통홀이 형성된다. 이러한 구조에 의하여, 상기 캐리어(141)는 상기 다수의 유성기어(142)를 지지함과 동시에, 상기 유성 기어(142)와 함께 자전이 가능하다. 그리고 상기 다수의 유성기어(142)의 중심에는 태양 기어(144)가 배치되고, 상기 태양 기어(144)에 상기 유성기어(142)가 맞물려 회전한다. 이와 동시에, 상기 다수의 유성기어(142)는 상기 유성기어 케이스(145)의 내주면에 형성된 치면과 치합되어 회전한다.
그리고, 상기 유성기어 케이스(145)의 저면에는 상기 하부 탈수축(125)의 상단부가 고정되어, 상기 하부 탈수축(125)과 상기 유성기어 케이스(145)는 한 몸으로 회전한다. 도시된 바와 같이, 상기 하부 탈수축(125)은, 상기 하부 세탁축(115)이 관통하는 원통 형상의 축부(125a)와, 상기 축부(125a)의 상단에서 상기 축부(125a)와 직교하는 방향, 즉 수평 방향으로 연장되는 원형의 지지부(125b)로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 지지부(125b)는 상기 유성기어 케이스(145)의 저면을 형성하여, 상기 태양 기어(144)와 유성 기어들(142)을 지지한다. 그리고, 상기 유성기어 케이스(145)의 상단은 상기 상부 탈수축(121)과 한 몸으로 연결된다. 그리고, 상기 캐리어(141)의 상부에는 라운드 처리된 팔각형의 홈이 형성되어 상기 상부 세탁축(111)의 하단부와 형합될 수 있다. 따라서, 상기 캐리어(141)는 상기 상부 세탁축(111)과 한 몸으로 회전한다.
그리고 상기 하부 세탁축(115)의 상단부에는, 상기 태양기어(144)가 연결된다. 세탁 모드에서, 상기 구동모터에서 발생한 회전력은, 상기 하부 세탁축(115)을 거쳐, 태양기어(144), 유성기어(142), 캐리어(141) 및 상부 세탁축(111) 순으로 전달된다. 그리고, 상기 구동 모터에서 발생한 회전력은 유성기어모듈(140)에 의하여 회전 속도는 감소하되 토크는 증가하는 형태로 변환되어 상기 상부 세탁축(111)으로 전달된다.
또한, 상기 구동부(100)는 상기 커플러(150)를 더 포함한다. 상기 커플러(150)는 상기 하부 탈수축(125)의 외주면에 결합되어, 상기 하부 탈수축(125)을 따라 수직 방향(상하 방향)으로 이동할 수 있다. 상기 커플러(150)는 상기 하부 탈수축(125)을 따라 수직이동하여 상기 로터(190)의 회전에 의한 회전력을 상기 하부 탈수축(125)과 상기 하부 세탁축(115)에 선택적으로 전달하는 역할을 한다.
상세히, 상기 커플러(150)는, 상면 및 하면에 치면을 구비한 원통형 몸체(151)를 포함한다. 상기 몸체(151)의 중심에는 상기 하부 탈수축(125)이 관통하기 위한 관통공(미도시)이 형성된다. 그리고 상기 관통공의 내주면에는, 상기 하부 탈수축(125)의 외주면과 치합되는 치면이 형성된다.
상기 커플러(150)는, 상기 관통공의 내주면에 형성된 치면이 상기 하부 탈수축(125)의 외주면에 형성된 치면과 결합된 상태에서, 상기 하부 탈수축(125)을 따라 하강하여, 상기 커플러(150)의 하면에 형성된 치면이 상기 로터(190)의 치합부(198)에 결합된다. 그리고, 상기 커플러(150)가 상승하면, 상기 로터(190)의 치합부(198)와 상기 커플러(150)의 하면에 형성된 치면이 분리된다.
상기 몸체(151)의 상단부에는 상기 몸체(151)의 반경방향으로 확장된 플랜지부(152)가 형성된다. 그리고 상기 플랜지부(152)의 상면 가장자리에는 스톱 기어(153)가 원주 방향을 따라 형성될 수 있다. 또한, 상기 몸체(151)의 하단부 가장자리에는, 상기 축결합부(195)의 치합부(198)와 치합되는 커넥팅 기어(155)가 원주방향을 따라 형성된다.
그리고 상기 커플러(150)의 상부면과 상기 하부축 지지베어링(105)의 사이에는, 세탁 모드에서 탈수 모드로 전환될 때 상기 커플러(150)를 하측으로 밀어주는 압축스프링(미도시)이 제공된다.
또한, 상기 구동부(100)는, 세탁행정 또는 탈수행정에 대응하여 구동모터의 동력전달 경로를 상기 세탁축(110) 또는 상기 탈수축(120)으로 절환하는 클러치 기구(170)를 더 포함할 수 있다. 상기 클러치 기구(170)는 클러치 모터의 작동에 의하여, 상기 커플러(150)를 상기 상승위치로 승강시키는 기능을 한다.
상세히, 상기 클러치 기구(170)는, 상기 외조(20)의 하부에 설치되는 클러치 모터(미도시)와, 상기 클러치 모터의 구동축에 결합되는 캠(미도시)과, 상기 베어링 하우징(130)의 내부에 고정되는 레버 가이드(171)와, 상기 클러치 모터의 온(On)/오프(OFF)시, 상기 레버 가이드(171)의 안내를 받아 직선 왕복 운동하는 레버(172)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 클러치 기구(170)는, 상기 클러치 모터의 캠과 레버(172) 사이에 설치되어, 상기 클러치 모터의 구동에 따라 상기 레버(172)를 상기 클러치 모터 측으로 당기는 작용을 하는 커넥팅 로드(173)와, 상기 레버 가이드(171)에 일단부가 고정되고, 상기 레버(172)에 타단부가 고정되어 상기 레버(172)에 복귀력을 부여하는 리턴 스프링(미도시)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 클러치 기구(170)는, 상기 클러치 모터가 온 되면 상기 레버(172)의 경사면을 타고 하강하는 가동자(174)와, 상기 가동자(174) 내부의 안내홈을 따라 상하 운동하는 플런저(175)와, 상기 플런저(175)외 외주면에 제공되는 완충 스프링(176)을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 플런저(175)의 하단부에는, 상기 커플러(150)를 실질적으로 지지하기 위한 클러치 레버(177)가 구비된다. 상기 클러치 레버(177)는 일단부가 상기 플런저(175)에 결합되고, 타단부가 상기 커플러(150)에 접촉하여 상기 커플러(150)를 승강시키는 기능을 한다.
상세히, 상기 클러치 레버(177)는, 상기 플런저(175)의 단부에 결합되는 연결부(177a)와, 상기 연결부(177a)에서 상기 커플러(150)를 향하여 연장되는 지지부(177b), 및 상기 연결부(177a)의 양 측면 가장자리에서 연장되어 상기 클러치 레버(177)의 회전 중심이 되는 고정핀(177c)을 포함할 수 있다. 상기 고정핀(177c)은 힌지축으로 정의될 수 있다.
상기 연결부(177a)는, 일단부가 상기 플런저(175)의 단부에 연결되고, 타단부에는 상기 지지부(177b)가 형성된다. 상기 연결부(177a)와 지지부(177b)는 수평하게 형성될 수 있다. 상기 고정핀(177c)은 상기 연결부(177a)를 가로 방향으로 관통하며, 후술될 클러치 스토퍼(160)에 결합된다. 즉, 상기 지지부(177b)는 상기 클러치 스토퍼(160)에 상기 고정핀(177c)에 의해서 힌지 결합되어, 일정량 회전 가능하게 설치된다.
상기 지지부(177b)는, 상기 연결부(177a)의 단부에서 상기 커플러(150)를 향하여 돌출되어 상기 커플러(150)를 승강시키는 기능을 한다. 상기 지지부(177b)는 세탁모드로의 절환시 상기 커플러(150)를 상승 위치로 가압하는 기능을 한다.
상기 지지부(177b)는 상기 연결부(177a)의 단부에서 상기 커플러(150)를 향하여 양 쪽으로 나뉘어져서 연장되어, 상기 지지부(177b)와 상기 연결부(177a)가 ‘Y’자 형상을 이룬다. 그리고 연장된 상기 지지부(177b)의 두 단부는 상기 커플러(150)의 가장자리를 감싸도록 배치될 수 있다.
일 예로, 상기 지지부(177b)의 적어도 일부분은, 상기 커플러(150)의 몸체(151) 외주면을 감쌀 수 있다. 그리고 상기 지지부(177b)의 상면 일부는 상기 커플러(150)의 플랜지부(151) 하면과 접촉될 수 있다. 이때, 상기 지지부(177b)는 상기 커플러(150)의 외주면에 걸어지는 형태로 배치될 수 있고, 또는 상기 커플러(150)의 외주면 일부에 고정될 수도 있다. 즉, 상기 지지부(177b)가 상기 커플러(150)에 접촉되는 방법은 본 발명의 실시예에서 제시되는 방법 외에도 다양한 방법이 제안 가능함을 밝혀둔다.
또한, 상기 구동부(100)는, 상기 클러치 레버(177)의 회전량을 제한하는 클러치 스토퍼(160)를 더 포함할 수 있다. 상기 클러치 스토퍼(160)는, 상기 커플러(150)가 상기 로터(190)와의 결합이 해제된 후에 상기 커플러(150)가 회전하여 상기 클러치 모터, 상기 세탁축(110) 또는 상기 탈수축(120)에 충격이 가지 않도록 상기 커플러(150)의 이동을 억제하는 기능을 한다.
상기 클러치 스토퍼(160)는 상기 베어링 하우징(130)의 저면에 체결부재에 의해서 고정된다.
또한, 상기 클러치 스토퍼(160)에는 상기 클러치 레버(177)가 회전 가능하도록 힌지 결합된다. 상기 클러치 스토퍼(160)는 상기 클러치 레버(177)가 상기 커플러(150)를 안정적으로 승강시키거나 하강시키도록 가이드 한다.
이하에서는 상기 구동부의 작동에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 도 6을 참조하여 세탁행정(또는 세탁 모드)에 따른 구동부의 작동을 설명하도록 한다. 상기 세탁기(1)에 세탁 명령이 입력되면, 상기 클러치 기구(170)의 클러치 모터가 온 된다. 상기 클러치 모터가 온 되면, 상기 커넥팅 로드(173)가 상기 클러치 모터 측으로 당겨져서 상기 레버(172)가 함께 당겨진다.
상기 레버(172)가 상기 클러치 모터 측으로 당겨지면, 상기 가동자(174)가 상기 레버(172)의 경사면을 타고 하강한다. 이때, 상기 가동자(174)와 함께 상기 플런저(175)가 하강하면, 상기 플런저(175)의 미는 힘에 의해 상기 클러치 레버(177)가 상방으로 회전한다.
이때, 상기 클러치 레버(177)가 상방으로 이동됨에 따라, 상기 클러치 레버(177)가 상기 커플러(150)를 상방으로 밀어주어, 상기 커플러(150)가 상기 하부 탈수축(125)을 따라 상승한다. 그러면, 상기 커플러(150)는 상기 로터(190)와의 결합이 해제되고 상기 하부 탈수축(125)과의 결합이 이루어진다. 이 경우, 상기 커플러(150)가 상기 로터(190)를 벗어나게 되어 상기 로터(190)의 회전시 상기 세탁축(110)만 회전하게 된다.
즉, 세탁 모드에서는, 상기 커플러(150)의 내주면에 형성된 치면이 상기 하부 탈수축(125) 외주면의 치면에만 맞물린 상태이고, 상기 하부 세탁축(115)에 맞물린 치합부(198)의 치면과는 맞물리지 않은 상태이기 때문에, 상기 로터(190)의 회전력은 상기 세탁축(110)을 통해 상기 펄세이터(50)로만 전달된다.
상세히, 세탁 모드에서 로터(190)의 회전력 전달과정을 살펴보면, 상기 로터(190)에 의한 회전력은, 상기 로터(190)의 축결합보스(197), 상기 축결합보스(197)에 결합된 하부 세탁축(115), 태양 기어(144), 유성기어(142), 캐리어(141) 및 상부 세탁축(111)으로 순차적으로 전달된다.
한편, 탈수행정(또는 탈수 모드)에 따른 구동부의 작동에 대하여 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 탈수 모드에서 구동부를 보여주는 종단면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 세탁기(1)에 탈수 명령이 입력되면, 상기 클러치 기구(170)의 클러치 모터가 오프 된다. 상기 클러치 모터가 오프 되면, 클러치 모터 측으로 당겨졌던 상기 커넥팅 로드(173)가 원위치로 복귀되고, 상기 가동자(174)가 상기 레버(172)의 경사면을 타고 상승한다. 이때, 상기 가동자(174)와 함께 상기 플런저(175)가 상승하면, 상기 클러치 레버(177)가 하방으로 회전한다.
이때, 상기 클러치 레버(177)가 하방으로 이동됨에 따라, 상기 커플러(150)는 자중 및 압축 스프링의 미는 힘에 의해 하강한다. 상기 커플러(150)가 상기 하부 탈수축(125)을 따라 완전히 하강하면, 상기 커플러(150)의 하부에 형성된 커넥팅 기어(155)가 상기 로터(190)의 치합부(198)에 맞물리게 된다.
다시 말해, 상기 커플러(150)가 완전히 하강하면, 상기 커플러(150)는 상기 로터(190)와의 결합이 이루어지고 상기 하부 탈수축(125)과도 결합된 상태가 된다. 이 경우, 상기 커플러(150)는 상기 로터(190)에서 발생된 회전력을 상기 하부 세탁축(115) 및 상기 하부 탈수축(125)에 동시에 전달하게 되므로, 상기 세탁축(110) 및 상기 탈수축(120)의 고속회전이 이루어져 탈수가 진행된다.
또한, 상기 세탁축(110)과 탈수축(120)이 한 몸으로 회전하기 때문에, 상기 유성 기어 모듈(140) 내부에 태양 기어(144)가 상기 하부 세탁축(115)과 회전할 때, 상기 유성 기어(142)는 자전하지 않고 상기 태양 기어(144)에 맞물린 상태에서 상기 태양 기어(144) 주위를 공전한다. 따라서, 상기 세탁축(110)과 탈수축(120)이 동일한 회전 속도로 회전하게 된다.
이하, 도면을 참조하여, 상기 하부 세탁축(115)과, 하부 탈수축(125)의 결합구조에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 10은 상기 구동부에서, 구동모터 및 베어링 하우징이 제거된 모습을 보인 종단면도이고, 도 11은 도 10에서, 세탁축과 탈수축의 연결부위를 확대하여 보인 도면이며, 도 12는 도 11에서, 세탁축이 제거된 상태를 보인 도면이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 상기 탈수축(120)과 상기 세탁축(110) 사이에는 마찰방지부재(210)가 삽입된다.
이하의 설명에서, 상기 탈수축(120)은 하부 탈수축(125)인 경우로 설명하고, 상기 세탁축(110)은 하부 세탁축(115)인 경우로 설명하나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 탈수축(120)은 상부 탈수축(121)이 해당될 수 있고, 상기 세탁축(110)은 상부 세탁축(111)이 해당될 수도 있다.
상기 세탁축(110)은, 상부가 상기 태양기어(144)의 하부와 연결되거나 일체로 형성되고, 하부가 상기 로터(190)와 연결되는 하부 세탁축(115)과, 상부가 상기 펄세이터(50)와 연결되고, 하부가 상기 캐리어(141)에 연결되는 상부 세탁축(111)을 포함한다.
또한, 상기 탈수축(120)은, 하단이 상기 커플러(150)에 의해 상기 로터(190)에 선택적으로 연결되고, 상단이 상기 링기어(146)에 연결되는 하부 탈수축(125)과, 하단이 상기 링기어(146)에 연결되고, 상단이 상기 내조에 연결되는 상부 탈수축(121)을 포함한다.
상기와 같은 상태에서, 세탁이 진행되면, 로터(190)와 연결되지 않은 하부탈수축(215)은 고정(미회전)된 상태에서, 로터(190)와 연결된 하부세탁축(115)만 회전하게 된다. 반면, 탈수가 진행되면, 하부탈수축(215)과 하부세탁축(115) 모두 로터(190)에 연결되어, 하부탈수축(215)과 하부세탁축(115) 모두 회전하게 된다.
또한, 세탁과정에서, 상기 하부 세탁축(115)이 하부탈수축(125)의 간섭 없이, 회전할 수 있도록 상기 하부 세탁축(115)의 외주면과 상기 하부탈수축(125))의 내주면은 적어도 일부가 이격되고, 그들 사이에는 갭(G)이 형성된다.
또한, 하부 세탁축(115)이 하부탈수축(125)의 내부에 고정된 상태에서, 하부세탁축(125)의 간섭 없이 매끄럽게 회전할 수 있도록 상기 하부 세탁축(115)과 하부탈수축(125) 사이에는 마찰방지부재(210)가 형성된다.
일 예로, 상기 마찰방지부재(210)는 베어링으로 구비될 수 있다. 상세히, 상기 마찰방지부재(210)는 스러스트 볼 베어링으로 구비될 수 있다.
상기 스러스트 볼 베어링(thrust ball bearing)은, 회전축 방향에 작용하는 추력을 지지하기 위하여 사용하는 베어링의 일종이다.
다른 예로, 상기 마찰방지부재(210)는 복수의 베어링을 포함할 수 있다. 상세히, 스러스트 볼 베어링과, 상기 추력만을 받는 스러스트 볼 베어링을 보완하기 위해, 레이디얼 볼 베어링을 병행하여 사용할 수 있다.
이때, 상기 하부 세탁축(115)의 외주면 또는 상기 하부 탈수축(125)의 내주면 중 적어도 어느 하나에는, 상기 마찰방지부재(210)가 안착되는 안착홈(126)이 형성될 수 있다.
상기와 같이 안착홈(126)이 형성되면, 상기 마찰방지부재(210)의 적어도 2개의 면이 하부 세탁축(115)의 외주면 또는 상기 하부 탈수축(125)의 내주면에 접촉지지될 수 있어, 마찰방지부재(210)의 고정력이 확보될 수 있다. 또한, 마찰방지부재(210)의 적어도 일부가 하부 세탁축(115) 또는 하부 탈수축(125)에 수용되기 때문에, 하부 세탁축(115)과 하부 탈수축(125)의 간격(G)이 마찰방지부재(210)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
또, 전술한 바와 같이, 상기 베어링 하우징(130)의 내부에는, 상기 구동모터 및 하부세탁축(115)의 회전비를 조절하여, 상기 상부세탁축(111)으로 전달하는 유성기어모듈(140)이 구비된다.
상기 유성기어모듈(140)은, 상기 구동모터의 회전력을 공급받아 회전하고, 외주면에 기어치가 형성된 태양기어(144)와, 외주면에 기어치가 형성되고, 상기 태양기어(144)와 치합되어, 상기 태양기어 (144)주변에서 회전하는 복수의 유성기어(142)와, 내주면에 기어치가 형성되고, 상기 태양기어(144)와 동축상에 배치되며, 상기 유성기어(142)와 치합되는 링기어(145) 및 상기 복수의 유성기어(142) 각각의 기어축(143)에 회전 가능하게 연결되고, 상기 태양기어(144)와 동축으로 회전하는 캐리어(141)를 포함한다.
이때, 전술한, 유성기어 케이스(145)의 내주면에는 상기 링기어(145)의 외주면에 결합될 수 있다. 상기 유성기어 케이스(145)와 링기어(145)는 일체로 형성될 수도 있다.
참고로, 링기어(145), 유성기어(142), 태양기어(144) 중, 상기 링기어(145)의 직경(내경)이 가장 크고, 유성기어(142)의 직경(외경)이 가장 작게 형성된다. 그리고, 태양기어(144)의 직경(외경)은 유성기어(142)의 직경(외경) 보다 크지만, 링기어(145)의 직경(내경) 보다 작은 크기를 갖는다.
일 예로, 상기 유성기어(142)는 3-4개 구비될 수 있다.
또한, 상기 하부세탁축(115)과 상기 태양기어(144)는 동력 전달이 원활하도록 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 하부세탁축(115)의 외주면에는 원주방향을 따라 내측으로 오목하게 형성된 고정홈(116)이 형성되고, 상기 고정홈(116)에는, 외주면이 상기 하부세탁축(115) 보다 외측으로 돌출되게 형성된 고정링(220)의 내주면이 끼워진다.
일 예로, 상기 고정링(220)은 일측에 절개부 또는 개방부가 형성된‘C’자 형태의 링(C-ring)으로 형성될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 상기 하부탈수축(125)의 내주면에는, 상기 마찰방지부재(210)가 안착되는 안착홈(126)이 형성된 상태이다.
이에 따르면, 마찰방지부재(210)는 그 상단(또는 하단)이 상기 안착홈(126)에 의해 접촉 지지될 수 있고, 하단(또는 상단)은 상기 고정링(220)에 접촉 지지될 수 있어, 마찰방지부재(210)의 고정력이 확보될 수 있다.
한편, 상기 유성기어모듈(140)을 구성하는 기어들(142,144,146)의 기어치는 헬리컬 기어로 형성될 수 있다.
헬리컬 기어(helical gear)는 톱니 줄기가 비스듬히 경사진 형태를 갖는다. 또한, 톱니줄이 나선 곡선인 원통기어로서 2축의 상대적 위치는 스퍼기어(spur gear)처럼 평행하다. 스퍼기어보다 접촉선의 길이가 길어서 큰 힘을 전달할 수 있고, 원활하게 회전하므로 소음이 작다. 주로 일반적인 전달장치나 감속기에 사용한다.
하지만, 제작하기가 어렵고 톱니가 경사져 있어서 축방향으로 추력(thrust)이 걸린다. 기어를 축방향에서 볼 때 톱니 줄기가 오른쪽으로 되어 있으면 우비틀림, 왼쪽으로 되어 있으면 좌비틀림이라고 한다.
상술한 바와 같이, 기어치의 형상이 헬리컬 기어로 형성된 경우, 기어(142,144,146)의 회전 및 회전 방향 시, 추력(thrust)가 발생하며, 추력에 의해 상하 방향으로 왕복운동하는 승강부품과, 상대적으로 고정된 상태를 유지하는 고정부품 간의 충돌이 발생하고, 충격소음 및 진동, 부품의 변형 및 손상이 발생하는 문제가 발생한다.
일 예로, 헬리컬 기어 회전에 의한 추력(thrust) 발생 시, 태양기어(144)와 한몸을 이루는 하부 세탁축(115)은 상하 방향으로 왕복 운동한다. 반면, 하부 탈수축(125)은 고정된 상태를 유지한다. 이때, 승강동작하는 하부 세탁축(115)에 고정된 고정링(220)과 고정된 상태를 유지하는 하부 탈수축(125)에 고정된 마찰방지부재(210)간의 충돌이 발생하고, 이로 인해 소음이 발생하는 것은 물론, 고정링(220) 또는 마찰방지부재(210)가 손상 및 변형되는 문제가 발생한다.
따라서, 추력(thrust) 발생 시, 상기 마찰방지부재(210)와 상기 고정링(220)의 충돌에 의한 소음을 줄이고, 충격을 완화시키기 위한 별도의 수단을 추가적으로 구비할 필요가 있다.
본 발명의 경우, 하부세탁축(115)과 하부 탈수축(125)의 상대운동에 의해 발생하는 상기 마찰방지부재(210)와 상기 고정링(220)의 충돌에 의한 소음 및 충격을 줄이기 위해, 그들 사이에 완충기능을 갖는 적어도 하나의 와셔(230,240)를 추가로 삽입하였다.
일 예로, 추력에 의한 마찰방지부재(210)와 고정링(220)의 충돌에 의한 소음을 줄이기 위해 상기 마찰방지부재(210)와 상기 고정링(220) 사이에 웨이브 와셔(230)를 삽입할 수 있다.
상기 웨이브 와셔(파형 와셔)는 축방향에서 바라봤을 때, 원형 등의 폐곡선을 이루고, 축방향과 수직하는 방향에 바라봤을 때, 파형으로 굽어진 형태를 취한다.
상기와 같이 구성된 웨이브 와셔(230)는 축 방향으로 탄성을 제공한다. 따라서, 축 방향으로 발생하는 추력(thrust)이 웨이브 와서(230)에 의해 감쇠될 수 있다. 또한, 마찰방지부재(210)와 고정링(220)의 충돌에 의한 충격 및 소음을 저감시킬 수도 있다.
본 실시예에서, 웨이브 와셔(230)를 채택함에 있어서, 추력(thrust) 보다 큰 탄성복원력 또는 탄성계수(K)을 갖는 웨이브 와셔(230)를 채택할 경우, 마찰방지부재(210)와 고정링(220)의 충돌을 완벽하게 방지할 수 있게 된다.
참고로, 상기 ‘탄성복원력’ 또는 ‘탄성계수(K)’는 추력(thrust)에 의해 웨이브 와셔(230)가 파손되지 않고, 추력(thrust)에 의해 변형된 후, 원상태로 복구 가능한 범위에서, 선정될 수 있다. 상기 ‘탄성복원력’ 또는 ‘탄성계수(K)’는 상기 웨이브 와셔(230)의 두께, 폭, 직경, 재질, 굽어진 형상 및 높이 등의 원인에 의해 다양하게 변경될 수 있다. 여기서 웨이브 와셔(230)의 높이는 축방향을 기준으로, 웨이브 와셔(230)의 최상단과 최하단의 위상차를 의미할 수 있다.
다른 예로, 추력(thrust)에 의한 충격소음을 방지하기 위해, 상기 웨이브 와셔(230)를 대신하여, 축방향으로 탄성 복원력을 갖는 스프링 등의 탄성부재가 마찰방지부재(210)와 고정링(220) 사이에 삽입될 수도 있다.
또 다른 예로, 웨이브 와셔(230) 없이, 하부 세탁축(115)이 상하 방향으로 움직이지 못하도록, 상기 마찰방지부재(210)를 상기 하부 세탁축(115)에 압입하여 고정할 수도 있다. 이 경우, 하부 탈수축(125)에 고정된 마찰방지부재(210)에 하부세탁축(115)이 압입방식으로 고정되면서, 하부 세탁축(115)의 상하 이동이 최대한 억제될 수 있으며, 웨이브 와셔(230) 없이도, 추력(thrust)에 의한 충격소음을 줄일 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 마찰방지부재(210)와 고정링(220) 사이에 웨이브 와셔(230)를 삽입한 경우라 하더라도, 제품 포장 또는 제품 설치 등과 같은 상황에서, 제품이 낙하되면, 그로 인해 큰 충격이 발생할 수 밖에 없다. 그리고, 그 충격에 의해, 하부 세탁축(115)이 축방향으로 이동하면서, 웨이브 와셔(230)의 소성변형 또는 파손이 발생하고, 마찰방지부재(210)와 고정링(220)이 충돌에 의한 충격소음 및 마찰방지부재(210)와 고정링(220)의 손상이 발생할 수도 있다.
본 발명의 경우, 제품 포장이나, 설치 시 웨이브 와셔(230)에 가해질 수 있는 순간적인 충격을 완화시키고, 추력에 의해 반복적으로 웨이브와셔(230)에 가해지는 하중을 완화시킴과 동시에, 웨이브 와셔(230)의 반복 피로수명을 개선하기 위해, 마찰방지부재(210)와 상기 웨이브 와셔(230) 사이에 보조와셔(240)를 추가적으로 삽입한다.
일 예로, 상기 보조와셔(240)는 상기 마찰방지부재(210)와 상기 웨이브 와셔(230) 사이에 삽입될 수 있다.
다른 예로, 상기 보조와셔(240)는 상기 웨이브와셔(230)와 상기 고정링(220) 사이에 삽입될 수 있다.
또 다른 예로, 상기 보조와셔(240)는 상기 마찰방지부재(210)와 상기 웨이브 와셔(230) 사이, 및 상기 웨이브와셔(230)와 상기 고정링(220) 사이에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 보조와셔(240)는, 수지(poly) 재질로 형성될 수 있다. 일 예로, 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 다른 예로, 폴리 카보네이트 재질로 형성될 수도 있다. 이 밖에도, 보조와셔(240)는 완충 기능을 갖는 다양한 재질로 형성될 수도 있다.
상기와 같이, 보조와셔(240)가 추가로 삽입될 경우, 상기 고정링(220)과 웨이브 와셔(230) 접촉 시, 집중적으로 하중을 받는 부위의 마모 및 파손이 방지될 수 있다. 또한, 웨이브 와셔(230)의 피로수명을 높일 수 있다. 또한, 제품 포장이나, 설치 시 웨이브 와셔(230)에 가해질 수 있는 순간적인 충격이 완화되어, 웨이브 와셔(230)의 소성변형 또는 파손을 방지할 수도 있다.
또한, 웨이브 와셔(230)의 상부와 하부에 보조와셔(240)가 배치되면, 웨이브 와셔(230)가 파손되더라도, 웨이브 와셔(230)가 이탈되지 않고, 보조와셔(240) 사이에 잔존하게 되며, 파손된 웨이브와셔(230)와 고정링(220) 또는 마찰방지부재(210)가 접촉하면서 발생하는 소음을 줄일 수 있는 이점도 있다.
또한, 본 발명의 경우, 제품 포장이나, 설치 시 상기 웨이브 와셔(230) 및 보조와셔(240)가 기준치 이상으로 변형되면, 상기 하부 탈수축(125)의 하단은, 상기 로터(190)의 중심부에 형성되고 상기 하부 세탁축(115)이 끼워지는 축결합보스(197)의 상단에 접촉한다.
여기서, 상기‘기준치’라 함은, 웨이브 와셔(230) 및 보조와셔(240)에 허용하중의 최대치에 해당되는 하중이 가해졌을 때, 웨이브 와셔(230) 및 보조와셔(240)가 변형정도를 의미할 수 있다.
상기와 같이, 웨이브 와셔(230) 및 보조와셔(240)에 기준치 이상으로 변형될 때, 하부 탈수축(125)의 하단이 축결합보스(197)의 상단에 먼저 접촉하면, 웨이브 와셔(230) 및 보조와셔(240)가 소성변형되는 현상을 방지할 수 있음은 물론이고, 마찰방지부재(210)의 하단이 축결합보스(197)의 상단에 접촉하면서, 그 충격에 의해 마찰방지부재(210)가 손상되는 현상을 방지할 수도 있다.
상세히, 허용하중의 최대치에 해당되는 하중이 가해지면, 먼저, 보조와셔(240)가 변형되면서 1차 충격이 완화되고, 웨이브 와셔(230)가 변형되면서, 2차 충격이 완화된다. 그리고, 하부 탈수축(125)의 하단이 축결합보스(197)의 상단에 접촉하면서 3차 충격이 완화된다.
상기와 같이 다단계를 거치면서, 낙하 충격이 완화되면, 최종적으로 마찰방지부재(210)에 가해지는 충격을 최소화될 수 있으며, 제품 포장이나, 설치 시 발생하는 충격에 의해 마찰방지부재(210)가 파손되는 문제가 해결될 수 있다.
이하, 웨이브와셔의 성능을 테스트한 결과에 대해 설명한다.
도 13은, 웨이브 와셔의 적용시 소음 발생 유무를 측정한 결과를 나타낸 표이다.
상세히, 도 13은 마찰방지부재(210)와 고정링(220) 사이에 웨이브 와셔(230)를 삽입한 상태에서, 웨이브 와셔(230)의 두께, 추력에 의한 하부 세탁축(115)의 승강거리(stroke), 초기하중 및 최대하중을 변경해가면서, 추력에 의해 발생하는 소음을 측정한 결과를 나타낸 표이다.
도 13을 참조하면, 웨이브 와셔(230) 적용 시, 초기 하중이 약 33kgf이고, 최대 하중이 48kgf인 경우, 헬리컬 기어의 추력에 의해 하부 세탁축(115)이 0.2~0.3mm 움직이면서, 발생하는 소음의 측정 값이 '0'에 해당하는 것을 확인할 수 있다. 일반적으로 세탁기에 적용되는 헬리컬 기어의 추력에 의한 힘은 25~40kgf에 해당된다. 따라서, 통상적인 세탁기에 웨이브와셔(230) 적용 시, 추력에 의한 소음은 제거될 수 있다.
참고로, 상기 도 13에 표시된 소음수준의‘0’은 소음이 발생하지 않은 경우를 의미하고, ‘1’은 제품에 귀를 밀착했을 때 소음이 들리는 경우를 의미한다. 또한, ‘3’은 제품 앞에서 소음이 들리는 경우를 의미하고, ‘4’는 제품과 5m거리에서 소음이 들리는 경우를 의미한다.
도 14는 웨이브 와셔의 사양에 따른 허용하중 및 예상 수명을 테스트한 결과를 나타낸 표이다.
제1실시예(기존안)에서, 웨이브 와셔(230)의 높이(H)를 1.2mm로 형성하고, 두께(t)를 0.6mm로 형성하였다. 여기서, 웨이브 와셔(230)의 높이(H)는 축방향을 기준으로, 웨이브 와셔(230)의 최상단과 최하단의 위상차를 위미한다.
또한, 제2실시예(개선안)에서, 웨이브 와셔(230)의 높이(H)를 0.9mm로 형성하고, 두께(t)를 0.6mm로 형성하였다.
두 실시예를 비교하면, 하중이 가해지지 않은 자유장(free) 상태와, 최대하중이 가해진 포장(full) 상태의 웨이브 와셔(230)의 높이 차이(변위)가 제1실시예(기존안)의 경우, 0.6mm이고, 제2실시예(개선안)의 경우, 0.3mm인 것을 확인할 수 있다.
다만, 제1실시예(기존안)의 경우, 약 80kgf의 최대하중이 가해졌고, 제2실시예(개선안)의 경우, 약 40kgf의 최대하중이 가해졌다.
도 14를 참조하면, 제품 포장 시, 웨이브 와셔(230)에 가해지는 최대하중의 크기에 따라 웨이브 와셔(230)의 높이(H)는 가변될 수 있으며, 만일 최대하중이 약 40kgf에 해당될 경우, 웨이브 와셔(230)의 높이(H)를 0.9mm로 형성하고, 두께(t)를 0.6mm로 형성하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
반면, 웨이브 와셔(230)에 가해지는 최대하중이 약 80kgf에 해당될 경우, 웨이브 와셔(230)의 높이(H)를 1.2mm로 형성하고, 두께(t)를 0.6mm로 형성하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
즉, 포장과정 시, 발생하는 최대하중에 의해, 웨이브 와셔가 소성영역에 진입하지 않는 범위에서, 웨이브 와셔(230)의 높이(H)를 설정하되, 허용 범위 내에서는 최단 높이로 웨이브 와셔의 높이를 선택하는 것이 바람직하다.
또한, 두 실시예 모두 웨이브 와셔의 수명은 100만 회 이상인 것으로 검증되었다.
한편, 아래 [표 1]은 웨이브 와셔의 두께별, 탄성계수(K) 및 변위, 응력을 측정한 결과이다.
두께 [t] K [kgf/mm] 40 kgf 작동시 응력 개선율 [%]
변위 [stroke] 응력 [Mpa]
0.5 77.6 0.52 863
0.6 134.2 0.30 569.9 30.8
0.7 213 0.19 441 26.1
상기 표 1을 참조하면, 웨이브 와셔의 하중 및 응력은, 보응력 계산 시 사용되는 2차모멘트 및 단면계수와 유사하며, 웨이브 와셔의 두께 증가를 통해 응력 및 피로한도를 개선할 수 있음을 확인할 수 있다. 상기와 같은 본 발명에 따르면, 세탁축이 탈수축 내부에 견고히 고정될 수 있고, 탈수축이 고정된 상태에서, 세탁축의 단독 회전이 매끄럽고 안정적으로 이루어질 수 있는 이점이 있다.
또한, 태양기어와 하부세탁축이 일체로 형성되어 동력전달률이 보다 향상될 수 있는 이점도 있다.
또한, 축 방향으로 발생하는 추력(thrust)에 의해, 세탁축에 고정된 고정링과, 탈수축에 고정된 마찰방지부재가 충돌하면서 발생하는 충격 및 소음을 효과적으로 줄일 수 있는 이점도 있다.
또한, 추력(thrust) 보다 큰 허용하중을 갖는 웨이브 와셔 적용 시, 마찰방지부재와 고정링의 충돌을 완벽하게 방지할 수 있는 이점도 있다.
또한, 고정링과 웨이브 와셔 또는 웨이브 와셔와 마찰방지부재의 반복 접촉 시, 집중적으로 하중을 받는 부위의 마모가 방지될 수 있고, 웨이브 와셔의 피로수명을 높일 수 있는 이점도 있다.
또한, 제품 포장이나, 설치 시 웨이브 와셔에 가해질 수 있는 순간적인 충격이 완화되어, 웨이브 와셔의 소성변형 또는 파손을 방지할 수도 있는 이점도 있다.
또한, 웨이브 와셔가 파손되더라도, 웨이브 와셔가 임의로 이탈되지 않고, 보조와셔 사이에 잔존하게 되며, 파손된 웨이브와셔와 고정링 또는 마찰방지부재가 접촉하면서 발생하는 소음을 줄일 수 있는 이점도 있다.
또한, 웨이브 와셔 및 보조와셔가 기준치 이상으로 변형될 때, 하부 탈수축의 하단이 축결합보스의 상단에 먼저 접촉하여, 마찰방지부재의 하단이 축결합보스의 상단에 접촉하면서, 그 충격에 의해 마찰방지부재가 손상되는 현상을 방지할 수 있는 이점도 있다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 케이스;
    상기 케이스의 내부에 설치되며, 세탁수가 수용되는 외조;
    상기 외조의 내부에 설치되며, 세탁포가 수용되는 내조;
    상기 내조의 내부에 설치되며, 구동력을 전달받아 회전하는 펄세이터; 및
    상기 내조 및 펄세이터를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동부를 포함하고,
    상기 구동부는,
    스테이터와 로터를 포함하는 구동모터;
    상기 외조의 하부에 설치되는 베어링 하우징;
    하단이 상기 로터에 인접하게 배치되고, 상단이 상기 내조와 연결되는 중공 형상의 탈수축;
    상기 탈수축 하단의 외주면을 따라 승강하면서, 상기 탈수축을 상기 로터에 선택적으로 연결시키는 커플러;
    상기 탈수축의 내부에 위치하고, 하단이 상기 로터에 연결되며, 상단이 상기 펄세이터에 연결되어 상기 펄세이터를 회전시키는 세탁축; 및
    상기 탈수축과 상기 세탁축 사이에 삽입되는 마찰방지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 마찰방지부재는 베어링으로 구비된 것을 특징으로 하는 세탁기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 세탁축의 외주면 또는 상기 탈수축의 내주면 중 적어도 어느 하나에는, 상기 마찰방지부재가 안착되는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 세탁기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 세탁축의 외주면과 상기 탈수축의 내주면은 적어도 일부가 이격된 것을 특징으로 하는 세탁기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 베어링 하우징의 내부에는,
    상기 구동모터의 회전비를 조절하여, 상기 세탁축으로 전달하는 유성기어모듈이 구비된 것을 특징으로 하는 세탁기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 유성기어모듈은,
    상기 구동모터의 회전력을 공급받아 회전하고, 외주면에 기어치가 형성된 태양기어;
    외주면에 기어치가 형성되고, 상기 태양기어와 치합되어, 상기 태양기어 주변에서 회전하는 복수의 유성기어;
    내주면에 기어치가 형성되고, 상기 태양기어와 동축상에 배치되며, 상기 유성기어와 치합되는 링기어; 및
    상기 복수의 유성기어 각각의 회전축에 회전 가능하게 연결되고, 상기 태양기어와 동축으로 회전하는 캐리어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 세탁축은:
    상부가 상기 태양기어의 하부와 연결되고, 하부가 상기 로터와 연결되는 하부 세탁축;
    상부가 상기 펄세이터와 연결되고, 하부가 상기 캐리어에 연결되는 상부 세탁축을 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 하부세탁축과 상기 태양기어는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 세탁기.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 탈수축은:
    하단이 상기 커플러에 의해 상기 로터에 선택적으로 연결되고, 상단이 상기 링기어에 연결되는 하부 탈수축;
    하단이 상기 링기어에 연결되고, 상단이 상기 내조에 연결되는 상부 탈수축을 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 유성기어모듈의 기어치는 헬리컬 기어로 형성된 것을 특징으로 하는 세탁기.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 세탁축의 외주면에는 원주방향을 따라 내측으로 오목하게 형성된 고정홈이 형성되고,
    상기 고정홈에는, 외주면이 상기 세탁축 보다 외측으로 돌출되게 형성된 고정링의 내주면이 끼워진 것을 특징으로 하는 세탁기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 탈수축의 내주면에는, 상기 마찰방지부재가 안착되는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 세탁기.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 마찰방지부재와 상기 고정링 사이에는 웨이브 와셔(파형 와셔)가 구비된 것을 특징으로 하는 세탁기.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 마찰방지 부재와 상기 고정링 사이에는 보조와셔가 구비된 것을 특징으로 하는 세탁기.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 보조와셔는,
    상기 마찰방지부재와 상기 웨이브 와셔 사이 또는, 상기 웨이브와셔와 상기 고정링 사이 중 적어도 어느 하나에 삽입된 것을 특징으로 하는 세탁기.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 보조와셔는, 수지 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 세탁기.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 웨이브 와셔 및 보조와셔 변형 시,
    상기 탈수축의 하단은, 상기 로터의 중심부에 형성되고 상기 세탁축이 끼워지는 축관통공이 형성된 축결합보스의 상단에 접촉하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
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