KR100413457B1 - 전자동 세탁기의 클러치 구조 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자동 세탁기의 클러치에 관한 것으로서, 링기어와 기어하우징의 구조 및 제조방법을 개선하여 클러치 제조 과정 및 조립 과정을 단순화함과 더불어 기어하우징의 열이 링기어로 전달되지 못하도록 하여 부품의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 상부 기어하우징과, 상기 상부 기어하우징 하부에 결합되는 하부 기어하우징과, 상기 상부 기어하우징 내측에 구비되는 링기어를 포함하여서 된 전자동 세탁기의 클러치에 있어서; 상기 링기어와 하부 기어하우징이 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전자동 세탁기의 클러치 구조 및 그 제조방법{structure of clutch in full automation type washing machine and method for fabricating the same}

본 발명은 전자동 세탁기의 클러치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 클러치를 구성하는 기어하우징과 링기어의 구조 및 제조방법 개선에 관한 것이다.

일반적으로, 전자동 세탁기는 세제의 유화 작용 및 세탁날개(Pulsator)의 회전에 따른 수류의 마찰작용 및 세탁날개가 세탁물에 가하는 충격작용 등을 이용하여 의복, 침구 등에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 제품으로서, 센서에 의해 세탁물의 양과 종류를 감지하여 세탁방법을 자동으로 설정하고 또한 세탁수를 세탁물의 양과 종류에 따라 적절한 수위까지 급수한 후 마이콤의 제어를 받아 세탁을 수행하게 된다.

이와 같은, 종래의 전자동 세탁기는 도 1에 나타낸 바와 같이, 아웃케이스(11) 내에 설치된 외조(2) 내부에 다수의 탈수공을 갖는 탈수조 겸용 세탁조(12)가 회전가능하게 설치되고, 상기 세탁조(12)의 하부 중앙에는 세탁날개(1)가 회전가능하게 설치되며, 상기 외조(2)의 하부에는 상기 세탁조(12) 및 세탁날개(1)에 동력을 전달하기 위한 클러치(4)가 설치된다.

또한, 상기 외조(2)의 하부 일측에는 모터(3)가 설치되며, 상기 모터(3)의 축 선단에 결합된 모터 풀리(13)와 클러치(4)에 연결된 클러치 풀리(14) 사이에는 V벨트(15)가 연결된다.

한편, 클러치(4)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 클러치 풀리(14)에 기어 샤프트(5)가 결합되고, 기어 샤프트(5) 상부에 세탁축(16)이 설치되며, 상기 세탁축(16) 외측에는 탈수축(17)이 설치된다.

이 때, 상기 탈수축(17) 하단부는 브레이크 드럼을 겸하는 상부 기어 하우징(18a)에 고정되고, 상기 상부 기어 하우징(18a) 하부에는 하부 기어 하우징(18b)이 결합되며, 상부 기어 하우징(18a) 내부에는 동력을 감속시키기 위한 기어 유니트(19)가 설치된다.

그리고, 기어 샤프트(5)의 하단부에는 스프링 블록(10) 및 클러치 보스(6)가 고정되고, 클러치 보스(6) 외주에는 배수밸브 작동겸용 솔레노이드(도시는 생략함)의 동작에 따라 연동하는 브레이크 레버(도시는 생략함)가 설치되며, 상기 브레이크 레버 일측에는 상기 브레이크 레버의 작동시 연동하도록 클러치 레버(도시는 생략함)가 설치되고, 상기 클러치 레버의 하단부에는 클러치 레버의 작동시 연동하여 회동하는 작동캠이 설치된다.

한편, 상기 기어유니트(19)는 기어하우징 내주면상에 설치되는 링기어(20)와, 기어 샤프트 상단부에 구비된 선기어(5a)와, 상기 선기어(5a) 및 기어하우징 내주면의 링기어(20)에 맞물려 자전 및 공전하게 되는 복수개의 유성기어(21)와, 상기 유성기어를 고정하는 캐리어(22)로 이루어진다.

이와 같이 구성된 클러치(4)는 세탁 및 탈수시 다음과 같이 작동하게 된다.

먼저, 세탁시에는 배수밸브 작동겸용 솔레노이드 밸브(도시는 생략함)가 오프 상태이므로 브레이크 레버의 작동으로 클러치 레버가 밀리게 되고, 이에 연동하는 작동캠에 클러치 보스(6)가 맞물려 클러치 스프링(9)을 직경이 증가하는 방향으로 밀게 된다.

이에 따라, 직경이 증가한 클러치 스프링(9)은 스프링 블록(10)의 외주면으로부터 이격된 상태를 유지하게 된다.

따라서, 상기 모터(3)의 회전력은 V벨트(15)에 의해 클러치 풀리(14)로 전달된 후, 이에 연결된 기어 샤프트(5)로 전달되고, 기어 샤프트(5)로 전달된 회전력은 기어유니트(19)를 통해 감속되어, 상기 기어 샤프트(5) 상부에 연결된 세탁축(16)을 통해 세탁날개(1)로 전달된다.

상기 기어유니트(19)에서의 감속 과정은 다음과 같다.

먼저, 기어 샤프트(5)가 회전함에 따라 기어 샤프트(5) 상단의 선기어(5a)에 맞물린 유성기어(21)가 링기어(20)를 따라 자전 및 공전하게 되고, 상기 유성기어(21)를 고정하고 있는 캐리어(22)는 감속되어 회전하게 되며, 이에 따라 상기 캐리어(22) 상단에 고정된 세탁축(16)으로 회전력이 전달되어 상기 세탁축(16)에 결합된 세탁날개(1)가 회전하게 된다.

또한, 탈수시에는 탈수조(12) 내의 세탁수가 자연배수된 상태에서 배수밸브 작동겸용 솔레노이드 밸브가 동작하여 브레이크 레버를 당기면 클러치 레버의 연동으로 작동캠이 클러치 보스(6)의 세레이션(serration)에서 이탈됨에 따라 상기 클러치 스프링(9)은 직경이 줄어들게 되며, 이때의 복원력에 의해 클러치 스프링(9)은 하부 기어 하우징(18b)과 스프링 블록(10)을 동시에 클램핑하게 하게 된다.

한편, 모터(3)의 동력을 전달받은 기어 샤프트(5)가 회전하면 기어 샤프트(5)에 고정된 스프링 블록(10)은 기어 샤프트(5)와 같이 회전을 하게 되는데, 이 때 스프링 블록(10)과 하부 기어 하우징(18b)을 클램핑하고 있는 클러치 스프링(9)은 감기는 방향으로 회전하기 때문에 더욱 강력한 클램핑력을 발휘하게 된다.

이에 따라, 모터의 회전시 기어 샤프트(5)와 상·하부 기어 하우징(18a)(18b)은 일체로 회전하게 된다.

따라서, 탈수시에는 모터(3)로부터 클러치(4)로 전달된 동력은 세탁축(16) 뿐만 아니라 탈수축(17)으로도 전달되어 세탁조 겸용인 탈수조(12)를 고속으로 회전시켜 탈수를 진행시키게 된다.

한편, 탈수 정지시에는 브레이크 라이닝(도시는 생략함)이 상부 기어 하우징(18a)의 외주면(181)에 밀착되어 강제 제동하여 탈수조(12)를 정지시키게 된다.

그러나, 이와 같은 종래에는 상부 기어하우징(18a) 내부에 직접 치차를 형성하기 어려우므로, 별도의 사출물로 링기어를 제작한 후, 링기어(20)를 하부 기어하우징(18b)에 고정시킨다.

따라서, 링기어(20) 제작을 위해 별도의 금형이 요구되고, 링기어(20)를 하부 기어하우징(18b)에 결합시키기 위해 하부 기어하우징(18b)에 결합돌기를 형성하고 링기어(20)에는 결합홈을 형성해야 하므로 인해, 제조 및 조립 과정이 복잡해지는 등의 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 상부 기어하우징(18a)을 제작할 때, 단조 공정을 통하여 대략의 형상을 만든 후, 절삭 공정을 통해 상부 기어하우징(18a)의 하단부에는 컬링(curling)을 위한 컬링부를 만들고 상단부에는 탈수축 압입면을 만들어야 하고, 이 컬링부를 컬링하여 상부 기어하우징(18a)과 하부 기어하우징(18b)을 결합시켜야 하므로 인해 작업이 까다롭고 많은 시간이 소요되는 등의 문제점 또한 있었다.

특히, 상기 컬링부는 상부 기어하우징(18a)의 하단부 원주방향을 따라 전영역에 형성되어야 하고, 이를 전체적으로 컬링하여 상부 기어하부징과 하부 기어하우징(18b)이 결합되도록 하여야 하므로 작업성이 매우 나쁘다.

이와 더불어, 종래에는 링기어(20)가 상부 기어하우징(18a) 내주면에 밀착되므로 인해, 탈수시 제동이 가해질 경우 상부 기어하우징(18a)의 열이 링기어(20)로 전달되어 치차가 녹는등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 링기어와 기어하우징의 구조 및 제조방법을 개선하여 클러치 제조 과정 및 조립 과정을 단순화함과 더불어 기어하우징의 열이 링기어로 전달되지 못하도록 하여 부품의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 전자동 세탁기의 클러치 구조 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 전자동 세탁기를 개략적으로 나타낸 종단면도

도 2는 도 1의 클러치 구조를 나타낸 확대 상세도

도 3은 도 2의 기어하우징과 링기어가 분해된 상태를 나타낸 종단면도

도 4는 본 발명에 따른 기어하우징의 분해된 상태를 나타낸 종단면도

도 5는 도 4의 조립후 상태를 나타낸 종단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

8a:상부 기어하우징 8b:하부 기어하우징

80:소경부 81:대경부

82:플랜지부 820:위치결정공

821:체결공 85:축부

86:플랜지부 860:위치결정돌기

861:체결공 87:링기어

88:보강리브

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 상부 기어하우징과, 상기 상부 기어하우징 하부에 결합되는 하부 기어하우징과, 상기 상부 기어하우징 내측에 구비되는 링기어를 포함하여서 된 전자동 세탁기의 클러치에 있어서; 상기 링기어와 하부 기어하우징이 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 기어하우징의 분해된 상태를 나타낸 종단면도이고, 도 5는 도 4의 조립 상태를 나타낸 종단면도로서, 본 발명은 상부 기어하우징과, 상기 상부 기어하우징 하부에 결합되는 하부 기어하우징과, 상기 상부 기어하우징 내측에 구비되는 링기어를 포함하여서 된 전자동 세탁기의 클러치에 있어서; 상기 링기어(87)와 하부 기어하우징(8b)이 일체로 형성된 것이다.

이 때, 상기 링기어(87)와 하부 기어하우징(8b)은 수지재질로서, 보다 바람직하게는 아세탈수지(POM) 재질로 이루어진다.

참고적으로, 아세탈수지는 기계적 성질, 내마모성, 내약품성, 내열성이 우수하고 마찰계수가 작아 엔지니어링 플라스틱으로 널리 사용되고 있다.

또한, 사출 성형되는 하부 기어하우징(8b)은 중공 실린더형의 축부(85)와, 상기 중공 실린더형의 축부(85) 상단에 원주방향을 따라 형성되어 조립시 상기 상부 기어하우징(8a)의 플랜지부(82)에 면접하게 되는 플랜지부(86)와, 상기 플랜지부(86) 상에 축부(85)와 동일한 방향으로 형성되는 링기어(87)로 이루어진다.

한편, 상부 기어하우징(8a)은 프레스 가공에 의해 형성되는데, 프레스 가공에 의해 형성되는 상부 기어하우징(8a)은 전체적으로는 중공 실린더형으로서 탈수축이 관통하게되는 소경부(80)와 링기어(87)가 위치하는 대경부(81)로 이루어지며 대경부(81) 하단에는 원주방향을 따라 플랜지부(82)가 형성된다.

그리고, 상기 상부 기어하우징(8a)의 플랜지부(82)에는 원주방향을 따라 일정 간격 이격되어 복수개의 체결공(821) 및 위치결정공(820)이 구비되고, 이에 대향하는 하부 기어하우징(8b)의 플랜지부(86)에는 상기 상부 기어하우징(8a)의 각 체결공(821)에 대향하는 체결공(861) 및 상기 상부 기어하우징(8a)의 각 위치결정공(820)에 대향하는 위치결정돌기(860)가 구비된다.

또한, 상기 하부 기어하우징(8b)의 링기어(87) 외주면과 조립시 상기 링기어(87) 외측에 위치하는 상부 기어하우징(8a)의 대경부(81) 내주면 사이에는 상부 기어하우징(8a)의 열이 링기어(87)로 전달되지 못하도록 하기 위해 소정 간격("d")의 갭(gap)이 형성된다.

한편, 상기 하부 기어하우징(8b)의 플랜지부(86)와 축부(85) 외주면 사이에는 원주방향을 따라 복수개의 보강리브(88)가 일정 간격 이격되어 형성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.

본 발명에 따른 전자동 세탁기용 클러치는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 기어하우징(8a)과 더불어 기어하우징을 구성하는 하부 기어하우징(8b)에 링기어(87)가 일체로 형성된다.

이 때, 상기 링기어(87)와 하부 기어하우징(8b)은 사출 성형되어 일체로 형성되며, 재질은 아세탈수지(POM)로 이루어진다.

따라서, 본 발명에 따르면, 종래와 같이 링기어를 별도로 제작하지 않아도 되며, 이에 따라 링기어의 결합홈과 하부 기어하우징에 결합돌기를 맞추어 조립하는 공정 또한 생략되므로 작업공수를 줄이고 나아가 원가절감을 도모할 수 있게 된다.

한편, 사출 성형되는 본 발명의 하부 기어하우징(8b)은 중공 실린더형의 축부(85)와, 상기 중공 실린더형의 축부(85) 상단에 원주방향을 따라 형성되어 조립시 상기 상부 기어하우징(8a)의 플랜지부(82)에 면접하게 되는 플랜지부(86)와, 상기 플랜지부(86) 상에 축부(85)와 동일한 방향으로 형성되는 링기어(87)로 이루어지고, 프레스 가공에 의해 형성되는 본 발명의 상부 기어하우징(8a)은 전체적으로는 중공 실린더형으로서 탈수축이 관통하는 소경부(80)와 링기어(87)가 위치하는 대경부(81)로 이루어지며 대경부(81) 하단에는 원주방향을 따라 플랜지부(82)가 형성된다.

또한, 본 발명은 상기 상부 기어하우징(8a)의 플랜지부(82)에는 원주방향을 따라 일정 간격 이격되어 복수개의 체결공(821) 및 위치결정공(820)이 구비되고, 이에 대향하는 하부 기어하우징(8b)의 플랜지부(86)에는 상기 상부 기어하우징(8a)의 각 체결공(821)에 대향하는 체결공(861) 및 상기 상부 기어하우징(8a)의 각 위치결정공(820)에 대향하는 위치결정돌기(860)가 구비된다.

따라서, 조립시에는, 상기 상부 기어하우징(8a)의 위치결정공(820)과 하부 기어하우징(8b)의 위치결정돌기(860)를 일치시킨 상태에서, 상기 상부 기어하우징(8a) 및 하부 기어하우징(8b)의 체결공(821)(861)을 통해 볼트등의 체결부재(90)를 체결하기만 하면 상부 기어하우징(8a)과 링기어(87)가 형성된 하부 기어하우징(8b) 상호간의 조립이 완료되므로, 종래와 같은 컬링 작업이 불필요하고 하부 기어하우징과 링기어와의 조립공정도 생략되므로 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

이와 더불어, 상기 상부 기어하우징(8a)의 경우에는, 단조 후에 절삭하던 종래와는 달리, 프레스 가공에 의해 제작됨으로써 커링부와 탈수축 압입면등을 만들기 위한 종래의 절삭 공정이 생략되어 작업공수가 줄어들게 된다.

한편, 상기 하부 기어하우징(8b)의 링기어(87) 외주면과 상기 링기어(87) 외측에 위치하는 상부 기어하우징(8a)의 대경부(81) 내주면 사이에는 소정 간격의 갭(gap)이 형성되므로, 탈수시 가해지는 제동력에 의해 상부 기어하우징(8a)에서 발생한 열이 갭으로 인해 링기어(87)로 곧바로 전달되지 못하므로 링기어(87)의 치차가 열화(劣化) 현상으로부터 보호된다.

그리고, 상기 하부 기어하우징(8b)의 플랜지부(86)와 축부(85) 외주면 사이에는 원주방향을 따라 복수개의 보강리브(88)가 일정 간격 이격되어 형성되어 있어, 상기 링기어(87) 일체형 하부 기어하우징(8b)의 강도가 보강된다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 한, 여러 가지 형태로의 변경 및 수정이 가능함은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 전자동 세탁기의 클러치를 구성하는 링기어와 기어하우징의 구조 및 제조방법을 개선하여 클러치 제조 과정 및 조립 과정을 단순화함과 더불어 링기어의 열이 기어하우징에 전달되지 않도록 하므로써 부품의 내구성 향상 및 수명연장을 도모할 수 있도록 한 것이다.

Claims (10)

1. 상부 기어하우징과, 상기 상부 기어하우징 하부에 결합되는 하부 기어하우징과, 상기 상부 기어하우징 내측에 구비되는 링기어를 포함하여서 된 전자동 세탁기의 클러치에 있어서;

   상기 링기어와 하부 기어하우징이 일체로 형성됨을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 링기어와 하부 기어하우징은 수지재질에 의해 사출 성형되어 일체로 형성됨을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치 구조.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 사출 성형되는 하부 기어하우징은,

   중공 실린더형의 축부와,

   상기 중공 실린더형의 축부 상단에 원주방향을 따라 형성되어 조립시 상기 상부 기어하우징의 플랜지부에 면접하게 되는 플랜지부와,

   상기 플랜지부 상에 축부와 동일한 방향으로 일체로 형성되는 링기어를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치 구조.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 하부 기어하우징의 플랜지부와 축부 외주면 사이에는 원주방향을 따라 복수개의 보강리브가 일정 간격 이격되어 형성됨을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치 구조.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 기어하우징은 프레스 가공에 의해 형성됨을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치 구조.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 상부 기어하우징은 전체적으로는 중공 실린더형으로서,

   탈수축이 관통하는 소경부와 링기어가 위치하는 대경부로 이루어지며, 상기 대경부 하단에는 원주방향을 따라 플랜지부가 형성됨을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치 구조.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 상부 기어하우징의 플랜지부에는 원주방향을 따라 일정 간격 이격되어 복수개의 체결공 및 위치결정공이 구비되고, 이에 대향하는 하부 기어하우징의 플랜지부에는 상기 상부 기어하우징의 각 체결공에 대향하는 체결공 및 상기 상부 기어하우징의 각 위치결정공에 대향하는 위치결정돌기가 구비됨을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치 구조.
8. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 하부 기어하우징의 링기어 외주면과 조립시 상기 링기어 외측에 위치하는 상부 기어하우징의 대경부 내주면 사이에는 상부 기어하우징의 열이 링기어로 전달되지 못하도록 하기 위해 소정 간격의 갭(gap)이 형성됨을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치 구조
9. 프레스 가공에 의해 상부 기어하우징을 형성하는 단계와,

   사출 성형에 의해 링기어가 일체로 형성된 하부 기어하우징을 형성하는 단계와,

   상기 상부 기어하우징과 하부 기어하우징을 조립하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치 제조방법.
10. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

    상기 링기어와 하부 기어하우징은 아세탈수지에 의해 사출 성형되어 일체로 형성됨을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 클러치 제조방법.