KR20200089604A

KR20200089604A - 세탁기

Info

Publication number: KR20200089604A
Application number: KR1020190177789A
Authority: KR
Inventors: 소노다 야스유키; 나카가와 유키노리
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-07-27
Also published as: CN113330155A; CN113330155B

Abstract

세탁기의 구동에 적합한 구동유닛을 제공한다. 세탁기용 구동유닛은 유닛베이스에 지지되어 있는 샤프트를 회전시키는 모터와, 샤프트와 모터의 사이에 개재되는 감속기를 포함한다. 모터와 감속기는 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬된 상태에서 일체적으로 구성되어 있다.

Description

세탁기{WASHING MACHINE}

본 개시하는 기술은 세탁기에 적합한 구동유닛 및 이를 갖는 세탁기에 관한 것이다.

현재 다양한 종류의 세탁기가 제품화되고 있다. 크게 보면, 세탁물을 수용하는 회전조를 세로축 방향으로 회전하는 세로형 세탁기, 가로축 내지 경사진 축 주위로 회전하는 드럼식 세탁기가 있다. 추세로 보면, 드럼식 세탁기 쪽이 주류가 되고 있다. 이러한 세탁기는 모두 모터로 구동되고 있다.

드럼식 세탁기의 경우, 세탁물을 수용한 드럼이 회전함으로써 세탁, 헹굼, 탈수 등 일련의 세탁 처리가 행해진다. 다량의 물을 포함하는 세탁물을 회전시키는 세탁이나 헹굼 공정에서는 저속에서 높은 토크의 회전력이 요구된다. 세탁물이 물을 거의 포함하지 않는 상태가 되도록 세탁물을 회전시키는 탈수 공정에서는 고속에서 낮은 토크의 회전력이 요구된다.

따라서, 세탁기를 구동하는 모터는 이러한 회전력에 대응할 필요가 있다. 이를 위해, 일반적으로 감속기 및 클러치가 이용되고 있다. 예를 들어, 모터와 출력축의 사이에 풀리와 벨트를 개재하거나 유성기어기구 등 복수의 기어를 개재해서 감속할 수 있도록 한다. 또한, 클러치를 개재시킴으로써 운전 상태를 전환할 수 있도록 한다.

이러한 감속기 및 클러치의 종래의 일례로서, 예를 들면, 특허 문헌 1 ~ 4가 있다. 여기서, 이들에 공개되어 있는 감속기 및 클러치는 2개의 출력축을 전환하거나 클러치가 모터의 외부에 배치되어 있거나 감속기와 클러치가 축방향으로 나란히 배치되어 있다.

이와 같이, 모터로 구동 대상을 간접적으로 구동하는 타입(인다이렉트 드라이브 방식)의 세탁기와 달리, 모터로 구동 대상을 직접적으로 구동하는 타입(다이렉트 드라이브 방식)의 세탁기도 있다. 이들 세탁기에서는 감속기 및 클러치 대신에 인버터 제어가 이루어지고 있다.

개시하는 기술에 따르면, 전자기력으로 접동자를 슬라이딩시킴으로써 전환을 행하는 클러치가 특허 문헌 5에 개시되어 있다. 그러나, 상기 문헌의 접동자는 금속소재의 흡착자를 가지고 있으며, 이 흡착자를 전자기력으로 흡착함으로써 스프링의 탄성력에 대항하여 슬라이딩시키고 있다.

특허 문헌 5의 클러치는 접동자를 소정 위치에 유지하기 위해 상시 전력을 공급해서 전자기력을 발생시키고 있다.

1. 일본 특허 공개 2001-778 호 공보 2. 특표 2006-517126 호 공보 3. 특개 2017-99605 호 공보 4. 특개 2010-240006 호 공보 5. 일본 특허 공개 2001-017778 호 공보

세탁기에서는 콤팩트한 사이즈로 세탁 용량이 클 것, 저소음일 것, 에너지 절약 형일 것 등이 요구된다.

이에 대해, 다이렉트 드라이브 방식의 세탁기의 경우, 속도차나 토크차가 큰 회전력을 제어하여 자기 구성이 동일한 하나의 모터로 출력해야 한다. 따라서, 크게 다른 회전 상태에서 모터를 구동시킬 필요가 있어 최적의 회전 성능 상태로 유지할 수 없다. 또한, 이러한 회전 성능 상태에 대응하기 위해서는 모터 자체가 대형이 되어야 한다.

한편, 인다이렉트 드라이브 방식의 세탁기의 경우, 감속기나 클러치가 구동 대상과 모터 사이에 개재된다. 따라서, 이들을 설치하는 큰 공간이 필요하게 되며, 그 만큼 세탁 용량이 제약을 받는다. 또한, 출력축이 두 개가 되는 등 기계적인 구조가 복잡해진다. 기계적인 구조가 복잡하면 큰 소음이 발생하기 쉽다.

다이렉트 드라이브 방식, 인다이렉트 드라이브 방식 모두 일장일단이 있다.

이에, 공개하는 기술의 주 목적은 각 방식을 효율적으로 결합하여 조합시킴으로써 세탁기의 구동에 적합한 구동유닛을 실현하는 것에 있다.

개시하는 기술은 세탁기용 구동유닛에 관한 것이다.

상기 구동유닛은 유닛 베이스와, 회전축을 중심으로 회전 가능한 상태에서 상기 유닛 베이스에 지지되어 있는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전시키는 모터와, 상기 샤프트와 상기 모터의 사이에 개재되는 감속기를 구비한다. 그리고, 상기 모터와 상기 감속기는 상기 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬된 상태에서 일체적으로 구성되어 있다.

이 구동유닛에 의하면, 모터의 회전력은 1개의 샤프트에서 출력된다. 따라서, 구조를 단순화할 수 있다. 그리고, 모터와 감속기는 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬된 상태에서 일체적으로 구성되어 있다. 이에 따라 구동유닛이 얇아지므로, 구동유닛 전체를 컴팩트한 크기로 만들 수 있다. 세탁 용량을 크게 할 수 있으므로 세탁기에 적합하다.

여기서 말하는 일렬로 정렬된다는 것은 구동유닛의 종단면을 볼 경우의 배열을 의미하며, 대상물이 일직선 상에 늘어서는 것뿐만 아니라, 다소 대상물이 어긋난 상태에서 일렬로 늘어선 경우도 포함한다. 각 대상물의 적어도 일부분이 열 방향으로 겹쳐 있으면 된다.

구체적으로, 상기 모터는 상기 회전축을 중심으로 회전 가능한 상태로 지지되어 있는 로터와, 상기 유닛 베이스에 고정되어 있어서 상기 로터와 소정의 갭을 두고 대향하고 있는 스테이터를 가지며, 상기 감속기는 상기 샤프트에 고정된 캐리어와, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 썬 기어와, 상기 썬 기어의 주위에 배치되는 인터널 기어와, 상기 캐리어에 회전 가능한 상태로 지지되어 있어서 상기 썬 기어 및 상기 인터널 기어와 맞물리도록 이들의 사이에 배치되어 있는 복수의 위성 기어를 가지며, 상기 로터, 상기 스테이터, 상기 썬 기어, 상기 복수의 위성 기어, 및 상기 인터널 기어는 상기 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬되도록 배치되어 있을 수 있다.

나아가, 상기 로터는 로터 베어링부를 통해 상기 샤프트에 회전 가능한 상태로 지지되어 있어서, 상기 로터, 상기 스테이터, 상기 썬 기어, 상기 복수의 위성 기어, 및 상기 인터널 기어, 및 상기 로터 베어링부는 상기 회전축에 대해 거의 수직 방향으로 일렬로 정렬되도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구동유닛은 또한, 유닛 베이스와, 회전축을 중심으로 회전 가능한 상태에서 상기 유닛 베이스에 지지되어 있는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전시키는 모터와, 상기 샤프트와 상기 모터의 사이에 개재되는 감속기 및 클러치를 구비하고, 상기 모터와 상기 클러치는 상기 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬된 상태에서 일체적으로 구성되어 있을 수 있다.

이 경우에는, 모터와 클러치가 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬된 상태에서 일체적으로 구성되어 있다. 이에 따라 구동유닛이 박형화하기 때문에 구동유닛 전체를 컴팩트한 크기로 만들 수 있다. 세탁 용량을 크게 할 수 있기 때문에 세탁기에 적합하다.

구체적으로, 상기 모터는 상기 회전축을 중심으로 회전 가능한 상태로 지지되어 있는 로터와, 상기 유닛 베이스에 고정되어 있어서, 상기 로터와 소정의 갭을 두고 대향하고 있는 스테이트를 가지며, 상기 클러치는 회전축 방향으로 슬라이드하는 가동부와, 상기 회전축 방향으로 이격 위치하는 한 쌍의 고정부를 가지며, 상기 가동부가 어느 한 쪽의 상기 고정부와 연결됨으로써, 상기 모터가 상기 감속기를 통해 상기 샤프트를 회전시키는 제1 모드와, 상기 모터가 상기 감속기를 통하지 않고 상기 샤프트 회전시키는 제2 모드로 전환하도록 구성되고, 상기 로터, 상기 스테이터, 상기 가동부, 및 상기 고정부는 상기 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬되도록 배치되어 있을 수 있다.

상기 구동유닛은 또한, 유닛 베이스와, 회전축을 중심으로 회전 가능한 상태에서 상기 유닛 베이스에 지지되어 있는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전시키는 모터와, 상기 샤프트와 상기 모터의 사이에 개재되는 감속기 및 클러치를 구비하고, 상기 감속기와 상기 클러치는 상기 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬된 상태에서 일체적으로 구성되어 있을 수 있다.

이 경우에는, 감속기와 클러치가 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬된 상태에서 일체적으로 구성되어 있다. 이에 따라 구동유닛이 박형화하기 때문에 구동유닛 전체를 컴팩트한 크기로 만들 수 있다. 세탁 용량을 크게 할 수 있기 때문에 세탁기에 적합하다.

구체적으로, 상기 감속기는 상기 샤프트에 고정된 캐리어와, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 썬 기어와, 상기 썬 기어의 주위에 배치되는 인터널 기어와, 상기 캐리어에 회전 가능한 상태로 지지되어 있어서 상기 썬 기어 및 상기 인터널 기어와 맞물리도록 이들 사이에 배치되어 있는 복수의 위성 기어를 가지며, 상기 클러치는 회전축 방향으로 슬라이드하는 가동부와, 상기 회전축 방향으로 이격 위치하는 한 쌍의 고정부를 가지며, 상기 가동부가 어느 한 쪽의 상기 고정부와 연결됨으로써, 상기 모터가 상기 감속기를 통해 상기 샤프트를 회전시키는 제1 모드와, 상기 모터가 상기 감속기를 통하지 않고 상기 샤프트 회전시키는 제2 모드로 전환하도록 구성되고, 상기 썬 기어, 상기 복수의 위성 기어, 상기 인터널 기어, 상기 가동부, 및 상기 고정부는 상기 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬되도록 배치되어 있을 수 있다.

상기 구동유닛은 또한, 유닛 베이스와, 회전축을 중심으로 회전 가능한 상태에서 상기 유닛 베이스에 지지되어 있는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전시키는 모터와, 상기 샤프트와 상기 모터의 사이에 개재되는 감속기 및 클러치를 구비하고, 상기 모터와 상기 감속기와 상기 클러치는 상기 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬된 상태에서 일체적으로 구성되어 있을 수 있다.

이 경우에는, 모터와 감속기와 클러치가 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬된 상태에서 일체적으로 구성되어 있다. 이에 따라 구동유닛이 보다 더 박형화하기 때문에 구동유닛 전체를 컴팩트한 크기로 만들 수 있다. 세탁 용량을 크게 할 수 있기 때문에 세탁기에 더욱 적합하다.

구체적으로, 상기 모터는 상기 회전축을 중심으로 회전 가능한 상태로 지지되어 있는 로터와, 상기 유닛 베이스에 고정되어 있어서 상기 로터와 소정의 갭을 두고 대향하고 있는 스테이터를 가지며, 상기 감속기는 상기 샤프트에 고정된 캐리어와, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 썬 기어와, 상기 썬 기어의 주위에 배치되는 인터널 기어와, 상기 캐리어에 회전 가능한 상태로 지지되어 있어서 상기 썬 기어 및 상기 인터널 기어와 맞물리도록 이들 사이에 배치되어 있는 복수의 위성 기어를 가지며, 상기 클러치는 회전축 방향으로 슬라이드하는 가동부와, 상기 회전축 방향으로 이격 위치하는 한 쌍의 고정부를 가지며, 상기 가동부가 어느 한 쪽의 상기 고정부와 연결됨으로써, 상기 모터가 상기 감속기를 통해 상기 샤프트를 회전시키는 제1 모드와, 상기 모터가 상기 감속기를 통하지 않고 상기 샤프트 회전시키는 제2 모드로 전환하도록 구성되고, 상기 로터, 상기 스테이터, 상기 썬 기어, 상기 복수의 위성 기어, 상기 인터널 기어, 상기 가동부, 및 상기 고정부는 상기 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬되도록 배치되어 있을 수 있다.

나아가, 상기 로터는 로터 베어링부를 통해 상기 샤프트에 회전 가능한 상태로 지지되어 있어서, 상기 로터, 상기 스테이터, 상기 썬 기어, 상기 복수의 위성 기어, 상기 인터널 기어, 상기 가동부, 상기 고정부, 및 상기 로터 베어링부는 상기 회전축에 대해 거의 수직한 방향으로 일렬로 정렬되도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구동유닛은 또한, 상기 로터는 복수의 자석을 가지며, 상기 복수의 자석은 상기 스테이터의 외주 부분과 대향하고 있을 수 있다.

상기 구동유닛은 또한, 상기 로터는 바닥벽의 반경보다 둘레벽의 높이가 더 작게 형성되는 동시에, 중심이 상기 회전축에 일치하는 바닥을 가지는 원통 형상의 로터 케이스를 가지며, 상기 로터, 상기 스테이터, 상기 썬 기어, 상기 복수의 위성 기어, 상기 인터널 기어, 상기 가동부, 상기 고정부, 및 상기 로터 베어링부는 상기 로터 케이스의 내부에 수용되어 있을 수 있다.

그러면, 구동유닛의 거의 전체가 모터의 로터 케이스에 수용되기 때문에 더욱 컴팩트하게 만들 수 있다.

상기 구동유닛은 또한, 상기 로터 케이스는 상기 로터 베어링부에 지지되는 축 지지부를 더 가지며, 상기 축 지지부는 상기 썬 기어를 겸하고 있을 수 있다.

그러면, 부재를 공유하여 더욱 효율적으로 구동유닛을 구성할 수 있다.

개시하는 기술의 다른 하나는 세탁기에 관한 것이다.

상기 세탁기는 본체의 내부에 설치된 고정조와, 세탁물을 수용하는 동시에 상기 고정조의 내부에서 회전하는 회전조와, 상술한 구동유닛을 구비한다.

그리고, 상기 고정조의 저부에 상기 유닛 베이스가 설치되고, 상기 고정조의 저부를 관통한 상기 샤프트는 상기 회전조에 고정되어 있어서 상기 회전조가 상기 회전축을 중심으로 회전한다.

즉, 이 세탁기에는 상술한 콤팩특한 구동유닛이 이용되고 있어서 고정조의 저부에 장착된 상태에서 회전조를 회전하도록 구성되어 있다. 따라서, 고정조 및 회전조의 용량을 크게 할 수 있다.

상기 세탁기는 또한, 상기 구동유닛을 제어하여 적어도 세탁, 헹굼, 및 탈수의 각 공정을 수행하는 적어도 하나의 프로세서를 더 구비하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 세탁 및 상기 헹굼의 각 행정에서 상기 제1 모드로 전환하는 동시에, 상기 탈수 공정에서 상기 제2 모드로 전환할 수 있다.

그러면, 구동유닛에 의해, 세탁기가 수행하는 각 공정에 대응한 회전력을 출력할 수 있으므로 효율적인 운전을 할 수 있다.

상기 세탁기는 또한, 상기 회전축은 수평 방향에 대하여 경사진 방향 또는 거의 수평 방향으로 연장하도록 배치될 수 있다.

소위 드럼식 세탁기에 적용한다. 드럼식 세탁기라면, 통상 구동력의 출력은 드럼만이기 때문에, 상술한 구동유닛에 적합하다. 용이하고 편리성이 우수한 세탁기를 실현할 수 있다.

다른 측면에서, 상기 구동 유닛은 샤프트와, 상기 샤프트를 회전시키는 모터와, 상기 샤프트와 상기 모터의 사이에 개재하는 클러치 및 유성기어기구를 이용한 감속기를 구비한다. 상기 클러치는 상기 회전축 방향으로 슬라이드하는 가동부와, 상기 회전축 방향으로 이격 위치하는 한 쌍의 고정부와, 상기 가동부를 슬라이드시켜서 상기 고정부의 어느 한쪽과 연결함으로써 상기 감속기의 연결 상태를 전환하는 액추에이터를 가지고 있다. 상기 액추에이터는 상기 가동부에 마련되어 클러치 자석을 포함하는 가동자와, 상기 가동자와 갭을 두고 직경 방향으로 대향하도록 마련해서 클러치 코일 및 클러치 요크를 포함하는 고정자를 가지고 있다. 그리고, 상기 클러치 자석이 상기 회전축 방향으로 배치되는 복수의 자극을 가지고 있다.

구체적으로는, 상기 구동유닛은 다음과 같이 구성할 수 있다.

상기 구동유닛은 유닛 베이스와, 회전축을 중심으로 회전 가능한 상태에서 상기 유닛 베이스에 지지되어 있는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전시키는 모터와, 상기 샤프트와 상기 모터의 사이에 개재하는 감속기 및 클러치를 구비한다.

상기 모터는 상기 회전축을 중심으로 회전 가능한 상태로 지지되어 있는 로터와, 상기 유닛 베이스에 고정되어 상기 로터와 소정의 갭을 두고 대향하는 스테이터를 가지고 있다.

상기 감속기는 상기 샤프트에 고정된 캐리어와, 상기 회전축을 중심으로 회전하는 썬 기어와, 상기 썬 기어의 주위에 배치되는 인터널 기어와, 상기 캐리어에 회전 가능한 상태로 지지되어 있어서 상기 썬 기어 및 상기 인터널 기어와 맞물리도록 이들 사이에 배치되어 있는 복수의 위성 기어를 가지고 있다.

상기 클러치는 회전축 방향으로 슬라이드하는 가동부와, 상기 회전축 방향으로 이격 위치하는 제1 및 제2 로 이루어지는 한 쌍의 고정부와, 상기 가동부를 슬라이드시키는 액추에이터를 가지고 있다. 그리고, 상기 가동부가 제1의 상기 고정부와 연결됨으로써, 상기 모터가 상기 감속기를 통해 상기 샤프트를 회전시키는 제1 모드와, 상기 가동부가 제 2의 상기 고정부와 연결됨으로써, 상기 모터가 상기 감속기를 통하지 않고 상기 샤프트를 회전시키는 제2 모드로 전환되도록 구성되어 있다.

상기 액추에이터는 상기 가동부에 마련되어 클러치 자석을 포함 가동자와, 상기 가동자와 갭을 두고 직경 방향으로 대향하도록 마련되어 클러치 코일 및 클러치 요크를 포함하는 고정자를 가지고 있다. 그리고, 상기 클러치 자석이 상기 회전축 방향으로 배치되는 복수의 자극을 가지고 있다.

이 구동유닛에 의하면, 구동력을 출력하는 샤프트와 모터의 사이에 클러치와 감속기가 구비되어 있다. 즉, 이들이 일체로 구성되어 있기 때문에, 유닛 전체를 컴팩트한 크기로 할 수 있다. 1개의 샤프트에서 감속된 출력과 감속하지 않는 출력을 전환하여 출력할 수 있다. 따라서, 세탁이나 탈수를 행하는 세탁기에 적합하다.

그리고, 클러치는 액추에이터의 가동자가 설치된 가동부를 회전축 방향으로 슬라이드시킴으로써 감속기의 연결 상태를 전환한다. 가동자는 회전축 방향으로 배치되는 복수의 자극을 갖는 클러치 자석을 가지고 있기 때문에, 고정자의 클러치 코일에 통전함으로써 가동부를 슬라이드시킬 수 있다. 그리고, 무통전 시에는 클러치 요크와 클러치 자석의 사이에 작용하는 전자기력의 작용으로 가동부의 연결 상태를 유지할 수 있다.

따라서, 클러치를 전환 때에만 클러치 코일에 전류를 공급하면 되므로 전력 소비를 억제할 수 있다.

상기 구동유닛은 또한, 상기 클러치 코일에 전류가 공급되어 있지 않을 때, 상기 가동부와 상기 고정부의 연결 위치의 어느 한 쪽에 자기적으로 안정되는 제1 안정점을 가지며, 상기 연결 위치의 다른 한 쪽에 자기적으로 안정되는 제2 안정점을 가지고 있을 수 있다.

특히, 상기 클러치 자석이 가지는 자극은 3개이고, 상기 클러치 요크가 상기 자극 중 양단부에 위치하는 단부 자극과 대향하는 한 쌍의 자극 대향부를 가지고 있는 것이 바람직하다.

그러면, 가동부의 연결 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있다.

상기 세탁기에 있어서 또한, 상기 각각의 고정부는 회전축 방향으로 돌출되는 고정측 돌기를 가지고, 상기 가동부는 상기 고정부와 연결 시에 상기 고정측 돌기와 각각 맞물리는 한 쌍의 가동측 돌기를 구비하며, 상기 고정측 돌기와 상기 가동측 돌기가 맞물리는 원주 방향의 소정 위치에 상기 고정부 및 상기 가동부의 위치를 결정하는 위치 결정부를 가지고 있을 수 있다.

그러면, 고정측 돌기와 가동측 돌기의 맞물림에 의해 고정부와 가동부가 연결되므로, 간단한 구성으로 이러한 안정된 연결 상태를 확보할 수 있다. 그리고, 위치 결정부를 가지고 있으므로, 고정측 돌기에 대해 가동측 돌기가 원주 방향으로 어긋나 맞물리지 않는 상태에서도 원활하게 맞물리게 할 수 있다.

상기 세탁기는 또한, 상기 가동부와 상기 고정부의 연결 부위에 연결 시의 충격을 완화하는 완충 부재가 설치되어 있을 수 있다.

가동부는 슬라이드해서 고정부에 연결된다. 따라서, 연결 시에는 이러한 접촉에 따라 불쾌한 충격음이 발생할 수 있다. 반면에, 가동부와 고정부의 연결 부위에 탄성 부재나 진동 저감 부재 등, 연결 시의 충격을 완화하는 완충 부재를 마련하면 충격음을 저감 할 수 있다.

상기 세탁기는 또한, 상기 모터 및 상기 클러치를 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 더 구비하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 모터의 구동을 제어하는 모터 제어부와, 상기 클러치의 구동을 제어하는 클러치 제어부를 가지며, 상기 클러치 제어부가 상기 모터 제어부와 제어 회로를 공유하고 있을 수 있다

그러면, 반도체 소자 등의 부품수 증가를 억제할 수 있어 저렴하게 실현할 수 있다.

상기 세탁기는 또한, 상기 클러치 제어부가 상기 클러치에 소정의 전환 전류를 공급하여 상기 가동부를 상기 고정부에 연결하기 직전에, 상기 전환 전류와 역방향의 충격 완화 전류를 상기 클러치에 공급할 수 있다.

그러면, 구조적인 연구를 수행하지 않고도 저렴하고 간편하게 충격음이 감소할 수 있다.

또 다른 측면에서, 세탁기는 본체;와, 상기 본체의 내부에 설치된 고정조;와, 세탁물을 수용하도록 상기 고정조의 내부에 회전 가능하게 배치된 회전조; 및 상기 회전조를 회전 구동시키는 구동 유닛; 을 포함하고, 상기 구동 유닛은, 상기 회전조를 회전축을 중심으로 회전시키도록 상기 회전조의 저부에 연결된 샤프트;와, 고정된 스테이터와, 상기 스테이터와 상호 작용을 통해 회전 가능한 로터를 포함하는 모터;와, 상기 샤프트를 회전시키도록 상기 로터와 상기 샤프트를 연결하는 감속기; 및 상기 모터가 상기 감속기를 통해 속도를 감속하여 상기 샤프트를 회전시키는 제1 모드와, 상기 모터가 속도를 감속하지 않고 상기 샤프트를 회전시키는 제2 모드 사이에서 전환 가능하도록 구성된 클러치; 를 포함하고, 상기 감속기와 상기 클러치는 상기 샤프트와 상기 모터의 사이에 배치된다.

상기 감속기, 상기 클러치, 및 상기 모터는 상기 회전축에 수직한 방향을 따라 일렬로 배열될 수 있다.

상기 로터는 로터 케이스와, 복수의 자석을 포함하고, 상기 복수의 자석이 상기 스테이터의 외주 부분에 대향하도록 배치될 수 있다.

상기 로터 케이스는 중심이 상기 회전축에 일치하는 원판 형상의 바닥벽과, 상기 바닥벽의 주위에서 연장된 원통형의 둘레벽을 포함하고, 상기 스테이터, 상기 감속기, 및 상기 클러치는 상기 로터 케이스의 내부에 수용될 수 있다.

상기 로터 케이스는 로터 베어링부를 통해 상기 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 축 지지부를 포함할 수 있다.

상기 세탁기는 상기 구동유닛을 제어하여 적어도 세탁, 헹굼, 및 탈수의 각 공정을 수행하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 세탁 및 상기 헹굼의 각 행정에서 상기 제1 모드로 전환하는 동시에, 상기 탈수 공정에서 상기 제2 모드로 전환할 수 있다.

상기 감속기는, 상기 샤프트에 고정된 캐리어;와, 상기 회전축을 중심으로 회전하도록 마련된 썬 기어;와, 상기 썬 기어의 주위에 배치되는 인터널 기어; 및 상기 캐리어에 회전 가능한 상태로 지지되어 있어서 상기 썬 기어 및 상기 인터널 기어와 맞물리도록 이들의 사이에 배치되어 있는 복수의 위성 기어; 를 포함할 수 있다.

상기 클러치는, 상기 회전축 방향으로 슬라이드 가능하게 마련되는 가동부;와, 상기 회전축 방향으로 이격되게 위치하는 한 쌍의 고정부; 및 상기 가동부를 상기 한 쌍의 고정부 중 어느 하나의 고정부에 연결되게 함으로써, 상기 제1 모드와 상기 제2 모드 사이에서 전환되도록 하는 액추에이터; 를 포함할 수 있다.

상기 한 쌍의 고정부는 상기 스테이터에 고정된 제1 고정부와, 상기 로터에 고정된 제2 고정부를 포함할 수 있다.

상기 가동부는 상기 인터널 기어 보다 큰 직경의 원통형 부재로 이루어지고, 상기 인터널 기어의 외측에 상기 회전축 방향으로 슬라이드 가능하게 배치될 수 있다.

상기 한 쌍의 고정부는 각각 상기 회전축 방향으로 돌출되는 한 쌍의 락킹돌기(locking protrusion)를 포함하고, 상기 가동부는 상기 한 쌍의 락킹돌기에 맞물리도록 상기 회전축 방향으로 이격되게 형성된 한 쌍의 후킹돌기(hooking protrusion)를 포함할 수 있다.

상기 액추에이터는, 상기 가동부에 마련되어 클러치 자석을 포함 가동자; 및 상기 가동자와 갭을 두고 직경 방향으로 대향하도록 마련되어 클러치 코일 및 클러치 요크를 포함하는 고정자; 를 포함하고, 상기 클러치 자석은 상기 회전축 방향으로 배치되는 복수의 자극을 포함할 수 있다.

상기 클러치 코일에 전류가 공급되어 있지 않을 때, 상기 가동자가 상기 가동부와 상기 고정부의 연결 위치의 어느 한 쪽에 자기적으로 안정되는 제1 안정점을 가지며, 상기 연결 위치의 다른 한 쪽에 자기적으로 안정되는 제2 안정점을 가질 수 있다.

상기 클러치는 상기 락킹돌기와 상기 후킹돌기가 맞물리는 원주 방향의 소정 위치에 상기 고정부 및 상기 가동부의 위치를 결정하는 위치 결정부를 포함할 수 있다.

상기 세탁기는 상기 모터 및 상기 클러치를 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 모터의 구동을 제어하는 모터 제어부와, 상기 클러치의 구동을 제어하는 클러치 제어부를 포함하고, 상기 클러치 제어부가 상기 클러치에 소정의 전환 전류를 공급하여 상기 가동부를 상기 고정부에 연결하기 직전에, 상기 전환 전류와 역방향의 충격 완화 전류를 상기 클러치에 공급할 수 있다.

개시하는 기술에 따르면, 세탁기의 구동에 적합한 구동유닛이 실현될 수 있으며, 나아가 편리성이 우수한 세탁기가 실현될 수 있다.

도 1은 개시하는 기술을 적용한 세탁기의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 2는 구동유닛의 외관을 나타내는 개략 측면도이다.
도 3은 구동유닛의 주요 부재를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 구동유닛의 요부의 개략 단면도이다.
도 5는 샤프트 및 로터 부분을 나타내는 개략 사시도이다.
도 6은 스테이터 부분을 나타내는 개략 사시도이다.
도 7은 감속기 부분을 나타내는 개략 사시도이다.
도 8은 감속기와 클러치 부분을 나타내는 개략 사시도이다.
도 9는 감속기와 클러치 부분의 요부를 나타내는 개략 사시도이다.
도 10은 감속기와 클러치 부분의 요부를 나타내는 개략 사시도이다.
도 11은 클러치의 전환을 설명하는 도면이다.
도 12a는 세탁기의 기본적인 운전 예를 나타내는 흐름도이다.
도 12b는 클러치의 전환 예를 나타내는 흐름도이다.
도 13은 클러치의 요부를 나타내는 개략 사시도이다.
도 14a는 클러치의 기능을 설명하기 위한 도면이다(무통전 시의 상태)
도 14b는 클러치의 기능을 설명하기 위한 도면이다 (통전 시의 상태)
도 15a는 구동유닛의 제어 회로를 나타내는 개략도이다.
도 15b는 다른 구동유닛의 제어 회로를 나타내는 개략도이다.
도 16a는 클러치 전환 시의 충격음을 저감하는 제어 예를 나타내는 도면이다.
도 16b는 다른 클러치 전환 시의 충격음을 저감하는 제어 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 감속기 부분의 확대도이다.

이하, 개시하는 기술의 실시 예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 여기서, 이하의 설명은 본질적으로 예시에 불과하며, 본 발명, 그 적용물 혹은 그 용도를 제한하는 것은 아니다. 또한, 설명의 편의상 해당 도면을 기준으로 상하 등의 방향을 이용하는 경우가 있다. 또한, 회전축을 기준으로 하여 회전축이 연장되는 방향을 "회전축 방향"이라고 칭하고, 회전축을 중심으로 한 둘레 방향을 "원주 방향 "이라고 칭하며, 회전축에 대하여 직경 또는 반경 방향을 "직경 방향"이라고도 칭할 수 있다.

<세탁기>

도 1은 개시하는 기술을 적용한 세탁기(1)를 예시한다. 이 세탁기(1)는 소위 말하는 드럼식 세탁기다. 또한, 이 세탁기(1)는 소위 말하는 전자동식 세탁기이며, 세탁, 헹굼, 탈수 등의 공정으로 이루어지는 일련의 세탁 처리가 자동으로 실행되도록 구성되어 있다.

세탁기(1)는 주로 본체(2), 터브(3)(고정조), 드럼(4)(회전조), 구동유닛(5), 컨트롤러(6)(제어 장치) 등으로 구성되어 있다.

컨트롤러(6)는 CPU, 메모리 등의 하드웨어와, 제어 프로그램 및 각종 데이터 등의 소프트웨어로 구성되어 있다. 컨트롤러(6)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 메모리 상에 유지되는 프로그램 명령어들을 실행하도록 구성될 수 있다.

본체(2)는 패널이나 프레임으로 구성된 박스 형상의 용기이며, 세탁기(1)의 외곽을 구성하고 있다. 본체(2)의 전면에는 세탁물을 넣고 꺼내기 위해 원형 투입구(2a)가 형성되어 있다. 투입구(2a)에 투명한 창을 가진 도어(2b)가 설치되어 있다. 투입구(2a)는 도어(2b)에 의해 개폐된다. 본체(2)에서 투입구(2a)의 상측에는 사용자가 조작하는 스위치 등을 갖는 조작부(7)가 설치되어 있다.

<터브(3)>

본체(2)의 내부에는 투입구(2a)에 연통하는 터브(3)가 설치되어 있다. 터브(3)는 바닥이 있는 원통형의 저수 가능한 용기로 이루어지며, 그 개구는 투입구(2a)와 접속되어 있다. 터브(3)는 그 중심선(J)을 전방을 향해 위쪽으로 다소 경사진 자세로 안정화 되도록 본체(2)의 내부에 마련된 댐퍼(미도시)에 의해 지지되어 있다.

터브(3)의 상부에는 급수 배관(8a), 급수 밸브(8b), 세제 투입 장치(8c) 등으로 구성된 급수 장치(8)가 마련되어 있다. 급수 배관(8a)의 상류측 단부는 세탁기(1)의 외부에 돌출해서 도면 밖의 급수원에 접속되어 있다. 급수 배관(8a)의 하류측 단부는 터브(3)의 상부로 개구되는 급수구(3a)에 접속되어 있다. 급수 밸브(8b) 및 세제 투입 장치(8c)는 상류측으로부터 이 순서대로 급수 배관(8a)의 중간에 설치되어 있다.

세제 투입 장치(8c)는 세제를 수용하며, 수용된 세제를 급수되는 물에 혼합하여 터브(3)에 투입한다. 터브(3)의 하부에는 배수구(3b)가 마련되어 있다. 배수구(3b)는 배수 펌프(9)에 접속되어 있다. 배수 펌프(9)는 터브(3)에 저수되는 불필요한 물을 배수관(9a)을 통해 세탁기(1)의 외부로 배출한다.

<드럼(4)>

드럼(4)은 터브(3)보다 약간 작은 직경의 원통형 용기로 이루어지며, 터브(3)와 중심선(J)을 일치시킨 상태에서 터브(3)에 수용되어 있다. 드럼(4)의 전방부에는 투입구(2a)에 대응하는 원형 개구(4a)가 형성되어 있다. 세탁물은 투입구(2a) 및 원형 개구(4a)를 통해 드럼(4)의 내부에 투입된다.

드럼(4)의 측방부에는 다수의 탈수공(4b)이 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다(도 1에서는 일부만 표시). 또한, 그 측방부 내측의 복수 개소에는 교반용 리프터(4c)가 설치되어 있다. 드럼(4)의 전방부는 투입구(2a)에 회전 가능한 상태로 지지되어 있다.

터브(3)의 저부에는 구동유닛(5)이 설치되어 있다. 구동유닛(5)은 도 2 및 도 3에 구체적으로 나타낸 바와 같이, 샤프트(50), 유닛 베이스(51), 모터(52) 등으로 구성되어 있다. 샤프트(50)는 터브(3)의 후방부를 관통해서 터브(3)의 내부로 돌출되어 있다. 샤프트(50)의 끝단은 드럼(4) 저부의 중심에 고정되어 있다.

즉, 드럼(4)의 후방부는 샤프트(50)에 축 지지되어 있어서, 구동유닛(5)은 드럼(4)을 직접적으로 구동한다(소위, 다이렉트 드라이브 방식에 해당). 이에 따라 드럼(4)은 모터(52)의 구동에 의해 중심선(J)의 둘레를 회전한다.

중심선(J)은 회전축에 상당한다(회전축(J)). 이 세탁기(1)는 드럼식이기 때문에 회전축(J)은 수평 방향에 대하여 경사진 방향 또는 대략 수평 방향으로 연장하도록 배치된다.

컨트롤러(6)는 본체(2)의 상부에 설치되어 있다. 컨트롤러(6)는 CPU, 메모리 등의 하드웨어와, 제어 프로그램이나 각종 데이터 등의 소프트웨어로 구성되어 있다. 컨트롤러(6)는 세탁기(1)의 동작을 종합적으로 제어한다.

본체(2)의 내부에는 외부 전원으로부터 전력을 공급받는 인버터(10)가 설치되어 있다. 인버터(10)는 컨트롤러(6) 및 구동유닛(5)과 전기적으로 접속되어 있다. 컨트롤러(6)가 인버터(10)를 제어함으로써 구동유닛(5)이 구동한다. 이에 따라 드럼(4)이 회전한다.

<구동유닛(5)>

상술한 바와 같이, 구동유닛(5)은 샤프트(50), 유닛 베이스(51), 모터(52) 등으로 구성되어 있다. 도 4는 구동유닛(5)의 요부에 대한 개략 단면도를 나타낸다.

도 3에 도시한 바와 같이, 유닛 베이스(51)는 터브(3)의 저부에 설치되는 대략 원반 모양의 금속이나 수지 부재로 이루어진다. 유닛 베이스(51)의 중심부에는 중심선(J)을 따라 연장되는 원통형의 축삽입공(511)이 형성되어 있다. 축삽입공(511)의 양단부에는 한 쌍의 볼 베어링(메인 베어링(512M) 및 서브 베어링(512S))이 장착된다. 도 3에서 샤프트(50) 및 서브 베어링(512S)은 모터(52)에 조립된 상태로 표시되어 있다. 모터(52)는 유닛 베이스(51)의 뒷쪽에 장착된다.

샤프트(50)는 축삽입공(511)보다 작은 직경의 원통형 금속부재로 이루어진다. 샤프트(50)는 그 끝 부분이 축삽입공(511)으로부터 돌출된 상태로 축삽입공(511)에 삽입된다. 샤프트(50)는 한 쌍의 볼 베어링(512M, 512S)을 통해 유닛 베이스(51)에 지지된다. 이에 따라 샤프트(50)는 회전축(J)을 중심으로 회전 가능하게 되어 있다.

모터(52)는 세탁기(1)의 구동에 적합하도록 구조가 연구되어 있다. 즉, 세탁기(1)에서는 세탁, 헹굼, 탈수의 각 공정이 수행된다. 이를 위해 모터(52)에는 저속 회전에서의 높은 토크 출력과 낮은 토크이지만 고속의 회전 출력이 요구된다.

일반적으로는, 감속기 및 클러치를 드럼과 모터 사이에 개재시켜서 간접적으로 드럼을 회전시키는 방식(인다이렉트 드라이브 방식)이나, 모터를 인버터 제어에 의한 구동으로 직접적으로 드럼을 회전시키는 방식(다이렉트 드라이브 방식)이 채용되고 있다.

이에 대해, 본 구동유닛(5)에서는 인다이렉트 드라이브 방식과 다이렉트 드라이브 방식을 효율적으로 조합시킴으로써 각 방식의 단점을 해소할 수 있도록 연구되어 있다. 즉, 본 세탁기(1)에서는 콤팩트한 사이즈이지만 세탁 용량이 크고, 저소음이며, 에너지 절약 등이 실현 가능하도록 되어 있다.

구체적으로, 출력축인 1 개의 샤프트(50)를 회전시키는 모터(52)에 샤프트(50)와 모터(52) 사이에 개재하는 감속기(53) 및 클러치(54)를 효율적으로 통합하여 이들이 일체적으로 구성되어 있다. 이에 따라 모터(52)와 감속기(53)와 클러치(54)가 회전축(J)에 대해 대략 수직한 방향(H, 도 4)으로 일렬로 늘어선 상태로 되어 있다. 이하, 이러한 구조에 대해 상세하게 설명한다.

<샤프트(50)의 기단부 (50a)>

도 4에 도시한 바와 같이, 샤프트(50)의 기단부(50a)는 서브 베어링(512S)으로부터 돌출되어 있다. 샤프트(50)의 기단부(50a)에는 중심선(J)을 따라 연장되는 나사공(501)이 형성되어 있다. 샤프트(50)의 기단부(50a)의 외주면에는 중심선(J)을 따라 연장되는 세레이션이 형성되어 있다(도 7 참조). 나사공(501)에 리테이너(502)를 개재하여 볼트(503)가 체결되어 있다. 이렇게 함으로써 샤프트(50)의 기단부(50a)에는 후술하는 캐리어(531)의 메인 프레임(5311)이 고정되어 있다.

<모터(52)>

모터(52)는 로터(521) 및 스테이터(522)를 가지고 있다. 모터(52)는 스테이터(522)의 외측에 로터(521)가 위치하는 소위, 아우터 로터형이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 로터(521)는 로터 케이스(5211), 복수의 자석(5212) 등으로 구성되어 있다. 로터 케이스(5211)는 중심이 회전축(J)에 일치하도록 배치되는 바닥이 있는 원통 형상을 한 부재로 이루어진다. 로터 케이스(5211)는 중심에 원형 구멍이 개구된 원판 형상의 바닥벽(5211a)과, 그 바닥벽(5211a)의 주위에 연속되어 있는 원통형의 둘레벽(5211b)을 가지고 있다. 여기서, 바닥벽(5211a)은 다물품이거나 단물품일 수도 있다. 로터 케이스(5211)는 바닥이 얕고(두께가 얇은), 바닥벽(5211a)의 반경보다 둘레벽(5211b)의 높이가 더 작게 형성되어 있다.

바닥벽(5211a)의 중심부에 개구된 원형 구멍의 주위에는 둘레벽(5211b)과 대향하는 원통형의 축 지지부(5211c)가 형성되어 있다. 축 지지부(5211c)의 외주면에는 기어가 형성되어 있으며, 축 지지부(5211c)는 후술하는 썬 기어를 겸하고 있다(썬 기어(5211c)).

축 지지부(5211c)의 내측에는 원통형의 소결 함유 베어링(5213)이 고정되어 있다. 축 지지부(5211c)는 소결 함유 베어링(5213)을 통해 샤프트(50)(구체적으로, 샤프트(50)에 고정된 메인 프레임(5311))에 슬라이딩 가능한 상태로 지지되어 있다. 이에 따라 로터 케이스(5211)는 샤프트(50)에 대해 회전 가능하게 되어 있다. 소결 함유 베어링(5213)은 로터 베어링부를 구성하고 있다.

각 자석(5212)은 원호 모양으로 구부려진 장방형의 영구 자석으로 이루어진다. 각 자석(5212)은 원주 방향으로 직렬로 늘어서 로터 케이스(5211)의 둘레벽(5211b) 내면에 고정되어 있다. 각 자석(5212)은 로터(521)의 자극을 구성하여 S극과 N극이 교호로 나란하도록 배치되어 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 스테이터(522)는 원형 고리 모양(환상)의 부재로 이루어지고, 원형 고리 모양의 코어부(522a)와, 코어부(522a)로부터 외측을 향해 방사상으로 돌출하는 복수의 티스부(522b)를 갖고 있다. 스테이터(522)는 코어부(522a)의 내측에 마련된 고정 플랜지부(522c)를 통해 유닛 베이스(51)에 고정되어 있다. 스테이터(522)는 로터 케이스(5211)에 수용되어 있다.

코어부(522a) 및 각 티스부(522b)는 자성을 갖는 금속제의 스테이터 코어(5221)의 표면을 절연성의 인슐레이터로 피복하여 구성되어 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 각 티스부(522b)에는 소정의 순서로 도선을 권취함으로써 복수의 코일이 형성되어 있다. 스테이터(522)의 외주 부분에 위치하는 각 티스부(522b)의 끝자락면에는 스테이터 코어(5221)의 일부가 노출되어 있다. 이러한 스테이터 코어(5221)의 노출 부분이 소정의 갭을 두고 로터(521)의 자석(5212)과 직경 방향으로 대향하고 있다.

복수의 코일은 U, V 및 W로 구성된 3상 코일 그룹을 구성하고 있다. 이러한 코일 그룹은 각각 컨트롤러(6)가 인버터(10)를 제어함으로써 위상하면서 교류를 공급한다. 이렇게 함으로써 각 코일 그룹과 로터(521)의 자석 간에 자계가 형성된다. 자력의 작용으로 로터(521)는 회전축(J)을 중심으로 회전한다.

<감속기(53)>

감속기(53)는 축 지지부(5211c)의 주위에 배치되어 있다. 감속기(53)는 로터 케이스(5211)에 수용되어 있다. 도 7은 이 감속기(53) 부분을 나타낸다. 감속기(53)는 이른바 유성기어기구를 이용한 감속기로서, 캐리어(531), 썬 기어(5211c), 복수(도면 예에서는 4 개)의 위성 기어(533), 인터널 기어(534) 등으로 구성되어 있다.

캐리어(531)는 메인 프레임(5311) 및 서브 프레임(5312)을 갖고 있다. 서브 프레임(5312)은 4 개의 하측 베어링 요홈부(5312a)를 갖는 환형 부재로 이루어진다. 서브 프레임(5312)은 환상의 가이드 플레이트(535)를 통해 로터 케이스(5211) 상에 장착되어 있다.

가이드 플레이트(535)의 내측에는 링 형상의 슬라이딩 부재(536)가 고정되어 있다. 가이드 플레이트(535)는 축 지지부(5211c)와 그 사이에 슬라이딩 부재(536)를 개재하고, 회전 가능한 상태에서 로터 케이스(5211)의 바닥벽(5211a) 상에 장착되어 있다.

메인 프레임(5311)은 얕은 바닥을 갖는 원통 형상을 한 베이스부(5311a)와, 베이스부(5311a)의 중앙부로부터 그 뒷쪽으로 돌출된 원통형의 축 받침부(5311b)를 갖고 있다. 베이스부(5311a)의 뒷면은 서브 프레임(5312)과 대향하도록 배치된다. 베이스부(5311a)의 뒷면에는 하측 베어링 요홈부(5312a)와 각각 대향하는 복수의 상측 베어링 요홈부(5311c)가 형성되어 있다.

축 받침부(5311b)의 내주면에는 샤프트(50)의 기단부(50a)에 끼워지는 세레이션이 형성되어 있다. 축 받침부(5311b)에 샤프트(50)의 기단부(50a)가 삽입됨으로써, 메인 프레임(5311)은 회전 불가능한 상태로 샤프트(50)에 고정된다. 축 받침부(5311b)의 주위에는 상술한 바와 같이 로터 베어링부를 구성하는 소결 함유 베어링(5213)을 통해 로터(521)의 축 지지부(5211c)가 지지되어 있다. 이 축 지지부(5211c)가 회전축(J)을 중심으로 회전하는 썬 기어를 구성하고 있다.

인터널 기어(534)는 썬 기어(5211c)보다 큰 직경의 대략 원통형 부재로 이루어진다. 인터널 기어(534)의 내주면 하부에는 기어부(534a)가 마련되어 있다. 기어부(534a)에는 기어의 톱니가 전체 둘레를 따라 형성되어 있다. 또한, 인터널 기어(534)의 외주면에는 회전축 방향으로 연장되는 직선 모양의 돌기로 이루어지는 복수의 내측 슬라이드 가이드(534b)가 일정한 간격으로 전체 둘레를 따라 형성되어 있다. 이러한 내측 슬라이드 가이드(534b)에 대해서는 별도로 후술한다.

인터널 기어(534)는 썬 기어(5211c)의 주위에 회전축(J)을 중심으로 배치되어 있다. 인터널 기어(534)의 하부는 가이드 플레이트(535) 상에 배치되어 있다. 인터널 기어(534)의 상부 내측에는 링 형상의 슬라이딩 부재(537)가 고정되어 있다(도 4 참조). 캐리어(531)(메인 프레임(5311))는 이 슬라이딩 부재(537)를 통해 회전 가능한 상태로 인터널 기어(534)에 지지되어 있다.

각 위성 기어(533)는 캐리어(531)에 회전 가능한 상태로 지지되어 있으며, 썬 기어(5211c)와 인터널 기어(534)와 맞물리도록 이들 사이에 배치되어 있다.

각 위성 기어(533)는 작은 직경의 기어부재로 이루어진다. 각 위성 기어(533)의 중심부에는 핀 구멍이 관통 형성되어 있다. 핀 구멍에 삽입된 핀(5331)의 양단부가 메인 프레임(5311)의 상측 베어링 요홈부(5311c)와, 서브 프레임(5312)의 하측 베어링 요홈부(5312a)에 축 지지되어 있다. 각 위성 기어(533)의 외주면에는 기어의 톱니가 전체 둘레를 따라 형성되어 있다. 이 기어의 톱니가 썬 기어(5211c) 및 인터널 기어(534)와 양측에서 맞물려 있다.

따라서, 인터널 기어(534)가 고정된 상태(회전 불능 상태)에서 썬 기어(5211c)가 소정의 속도로 회전하면, 그에 따라 각 위성 기어(533)가 썬 기어(5211c) 주위를 선회하면서 회전한다. 이에 따라 캐리어(531) 및 샤프트(50)는 감속된 상태로 회전한다.

<클러치(54)>

클러치(54)는 감속기(53)의 주위에 배치되어 있다. 클러치(54)는 로터 케이스(5211)에 수용되어 있다. 도 8, 도 9, 도 10은 감속기(53)와 클러치(54) 부분을 나타낸다. 클러치(54)는 슬라이더(541)(가동부), 로터측 및 스테이터측의 각 락킹돌기(542R, 542S)(고정부), 및 클러치 드라이버(543)(액추에이터)를 가지고 있다. 클러치 드라이버(543)는 가동자(5431) 및 고정자(5432)를 가지고 있다.

슬라이더(541)는 인터널 기어(534)보다 큰 직경의 원통형 부재로 이루어진다. 슬라이더(541)의 내주면에는 도 8에 일부만 도시한 바와 같이 회전축 방향으로 연장되는 직선상의 돌기로 이루어지는 외측 슬라이드 가이드(541a)가 일정한 간격으로 전체 둘레를 따라 형성되어 있다. 이러한 외측 슬라이드 가이드(541a)는 인터널 기어(534)의 외주면에 형성되는 복수의 내측 슬라이드 가이드(534b)와 맞물리도록 구성되어 있다.

슬라이더(541)는 이 외측 슬라이드 가이드(541a)를 각각 인터널 기어(534)의 내측 슬라이드 가이드(534b)에 각각 맞물린 상태에서 인터널 기어(534)의 주위에 배치되어 있다. 이에 따라 슬라이더(541)는 회전축 방향으로 슬라이드 가능하게 되어 있다.

슬라이더(541)의 외주면에는 로터 측 및 스테이터 측의 각 후킹돌기로 이루어지는 한 쌍의 후킹돌기(5411R, 5411S)가 형성되어 있다. 이러한 후킹돌기(5411R, 5411S)는 회전축 방향으로 돌출하는 복수의 돌기(가동측 돌기)로 구성되어 있으며, 슬라이더(541)의 외주면에 일정한 간격으로 전체 둘레를 따라 형성되어 있다. 로터 측의 후킹돌기(5411R)는 슬라이더(541)의 하단부에 배치되어 있어서, 각 돌기는 아래쪽을 향해 돌출되어 있다. 스테이터 측의 후킹돌기(5411S)는 슬라이더(541)의 상단부에 배치되어 있어서, 각 돌기는 위쪽을 향해 돌출되어 있다.

슬라이더(541)의 외주면에서 로터측 및 스테이터측의 각 후킹돌기(5411R, 5411S)의 사이에는 가동자(5431)를 수용하는 가동자 수용부(541b)가 형성되어 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 로터 측의 락킹돌기(542R)(제1 고정부)는 로터 케이스(5211)에 장착된 환상 부재(544)에 마련되어 있다. 로터 측의 락킹돌기(542R)는 전체 둘레를 따라 일정한 간격으로 회전축 방향으로 돌출하는 복수의 돌기(고정측 돌기)로 구성되어 있다. 이러한 돌기는 위쪽을 향해 돌출되어 있다. 또한, 이러한 돌기는 도시하지 않지만, 로터 측에 일체로 성형 시에 다른 구성부와 동시에 구성하거나 로터 케이스(5211)에 일체로 구성할 수 있다.

스테이터 측의 락킹돌기(542S)(제2 고정부)는 스테이터(522)에 장착된 환상 부재(545)에 마련되어 있다. 스테이터 측의 락킹돌기(542S)는 전체 둘레를 따라 일정한 간격으로 회전축 방향으로 돌출하는 복수의 돌기(고정측 돌기)로 구성되어 있다. 이 돌기는 아래쪽을 향해 돌출되어 있다. 또한, 이러한 돌기는 인슐레이터와 일체로 구성할 수 있다.

로터 측의 락킹돌기(542R)와, 스테이터 측의 락킹돌기(542S)는 회전축 방향으로 떨어진 위치에서 대향하도록 배치되어 있다. 그리고, 로터 측의 락킹돌기(542R)는 로터 측의 후킹돌기(5411R)와 맞물리도록 구성되는 동시에, 스테이터 측의 락킹돌기(542S)는 스테이터 측의 후킹돌기(5411S)와 맞물리도록 구성되어 있다.

로터 측의 락킹돌기(542R)와 스테이터 측의 락킹돌기(542S) 사이의 간격은 로터 측의 후킹돌기(5411R)와 스테이터 측의 후킹돌기(5411S) 사이의 간격보다 크게 설정되어 있다. 따라서, 로터 측의 락킹돌기(542R)가 로터 측의 후킹돌기(5411R)와 맞물려 연결되는 경우에는 스테이터 측의 락킹돌기(542S)는 스테이터 측의 후킹돌기(5411S)와 맞물리지 않는다. 스테이터 측의 락킹돌기(542S)가 스테이터 측의 후킹돌기(5411S)와 맞물려 연결되는 경우는 로터 측의 락킹돌기(542R)는 로터 측의 후킹돌기(5411R)와 맞물리지 않는다.

도 9에 도시한 바와 같이, 클러치 드라이버(543)의 가동자(5431)는 슬라이더 코어(5431a)와 클러치 자석(5431b)을 가지며, 가동자 수용부(541b)에 설치되어 있다.

슬라이더 코어(5431a)는 자성을 갖는 금속제의 원통형 부재로 이루어지고, 가동자 수용부(541b)의 안쪽에 설치되어 있다. 클러치 자석(5431b)은 영구 자석으로 구성되어 있다. 클러치 자석(5431b)은 슬라이더 코어(5431a)의 표면에 접한 상태에서 가동자 수용부(541b)의 전체 둘레를 따라 설치되어 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 클러치 드라이버(543)의 고정자(5432)는 클러치 코일(5432a), 코일 홀더(5432b), 홀더 써포트(5432c) 등으로 구성되어 있다. 코일 홀더(5432b)는 개구가 직경 방향 외측을 향하는 단면이 대략 C자 형상을 한 절연성의 링 형상의 부재로 이루어진다. 코일 홀더(5432b)에 전선이 권취됨으로써 클러치 코일(5432a)이 형성되어 있다.

홀더 써포트(5432c)는 코일 홀더(5432b)를 사이에 끼우는 상하 한 쌍의 환상 부재로 이루어진다. 홀더 써포트(5432c)는 스테이터(522)에 고정되어 있다. 이에 따라 클러치 코일(5432a)(고정자(5432))은 클러치 자석(5431b)(가동자(5431))과 직경 방향에 약간의 갭을 두고 대향하도록 구성되어 있다.

클러치 코일(5432a)로의 통전은 컨트롤러(6)에 의해 제어된다. 클러치 코일(5432a)로의 통전에 의해 클러치 코일(5432a)과 클러치 자석(5431b)의 사이에 자계가 형성된다. 이에 따라 슬라이더(541)는 회전축 방향의 어느 한쪽으로 슬라이드한다.

이에 따라 도 11에 도시한 바와 같이 스테이터 측의 락킹돌기(542S)에 스테이터 측의 후킹돌기(5411S)가 맞물리는 제1 모드와, 로터 측의 락킹돌기(542R)에 로터 측의 후킹돌기(5411R)가 맞물리는 제2 모드로 전환된다.

제1 모드에서는 인터널 기어(534)가 슬라이더(541)를 통해 스테이터(522)에 지지된다. 이에 따라 로터(521) 및 썬 기어(5211c)의 회전은 감속기(53)를 통해 샤프트(50) 및 캐리어(531)로 전달된다. 따라서, 구동유닛(5)은 저회전에서 높은 토크의 회전력을 출력한다.

한편, 제2 모드에서는 인터널 기어(534)가 슬라이더(541)를 통해 로터(521)에 지지된다. 이에 따라 로터(521) 및 썬 기어(5211c)의 회전은 감속기(53)를 통하지 않고 샤프트(50) 및 캐리어(531)로 전달된다.

즉, 로터(521), 썬 기어(5211c), 및 인터널 기어(534)가 일체가 되어 회전하기 때문에 각 위성 기어(533)는 선회하지 않는다. 이에 따라 샤프트(50) 및 캐리어(531)도 이들과 일체가 되어 회전한다. 따라서, 구동유닛(5)은 고회전에서 낮은 토크의 회전력을 출력한다.

이와 같이 본 구동유닛(5)에 의하면, 모터(52), 감속기(53), 및 클러치(54)가 회전축(J)에 대해 거의 수직 방향으로 일렬로 정렬되도록 모터(52)에, 감속기(53) 및 클러치(54)가 효율적으로 통합되어 이들이 일체적으로 구성되어 있다. 따라서, 클러치(54)의 전환에 의해 1개의 샤프트(50)를 통해 저회전에서 높은 토크의 회전력과 낮은 토크이지만 고회전의 회전력을 출력할 수 있다. 또한, 출력이 다른 제1 모드와 제2 모드의 두 모드에서도 모터(52)의 회전수 및 토크 값을 비교적 가까운 값으로 설정할 수 있기 때문에, 모터 효율을 최적화 할 수 있다.

따라서, 본 구동유닛(5)은 컴팩트 한 사이즈로 세탁기에 적합한 회전력을 출력 할 수 있다. 구동유닛(5)은 세탁기에 적합하다.

<세탁기(1)의 운전>

도 12a는 세탁기(1)의 기본적인 운전 예를 나타낸다.

세탁기(1)의 운전이 수행되는 경우, 먼저 드럼(4)에 세탁물이 투입된다(단계 S1). 본 세탁기(1)의 경우, 이때 세제가 세제 투입 장치(8c)에 투입된다. 그리고, 조작부(7)의 조작에 의해 컨트롤러(6)에 세탁 개시의 지시가 입력된다(단계 S2에서 Yes). 그러면, 컨트롤러(6)는 세탁, 헹굼, 및 탈수 등으로 이루어지는 일련의 세탁 공정을 자동으로 시작한다.

세탁 공정에 앞서, 컨트롤러(6)는 급수량을 설정하기 위해 세탁물의 무게를 측정한다(단계 S3). 컨트롤러(6)는 측정한 세탁물의 무게에 근거해서, 적절한 급수량을 설정한다(단계 S4).

급수량의 설정이 완료되면, 컨트롤러(6)는 세탁 공정을 시작한다(단계 S5). 세탁 공정이 시작되면, 컨트롤러(6)는 급수 밸브(8b)를 제어하고, 설정된 소정량의 물을 터브(3)에 공급한다. 이때, 세제 투입 장치(8c)에 수용된 세제가 급수되는 물과 함께 터브(3)에 투입된다.

이어서, 컨트롤러(6)는 구동유닛(5)을 구동하여 드럼(4)의 회전을 시작하며, 이때, 컨트롤러(6)는 드럼(4)의 회전에 앞서, 도 12b에 도시한 바와 같이 세탁 또는 헹굼 공정의 여부를 판단한다(단계 S10). 그 결과, 세탁 또는 헹굼 공정이면 컨트롤러(6)는 클러치(54)를 제어하여 제1 모드로 전환한다(단계 S11). 세탁 또는 헹굼 공정을 하지 않은, 즉 탈수 공정이면 컨트롤러(6)는 클러치(54)를 제어하여 제2 모드로 전환한다(단계 S12).

여기에서는, 세탁 공정이기 때문에 컨트롤러(6)는 클러치(54)를 제1 모드로 전환한다. 이에 따라 구동유닛(5)에 의해 저속에서 높은 토크의 회전력이 출력된다. 따라서, 비교적 무거운 드럼(4)를 저속에서 효율적으로 회전시킬 수 있다.

세탁 공정이 완료되면, 컨트롤러(6)는 헹굼 공정을 시작한다(단계 S6). 헹굼 공정에서는 배수 펌프(9)의 구동에 의해 터브(3)에 모아지는 세탁수가 배수된다. 이어서, 컨트롤러(6)는 세탁 공정과 마찬가지로, 급수 및 교반 처리를 실행한다.

헹굼 공정에서는 클러치(54)를 제1 모드로 유지한 상태에서 구동유닛(5)이 구동된다.

헹굼 공정이 완료되면, 컨트롤러(6)는 탈수 공정을 실행한다(단계 S7). 탈수 공정에서는 드럼(4)이 소정 시간 고속으로 회전 구동된다. 따라서, 컨트롤러(6)는 탈수 공정에 앞서 클러치(54)를 제2 모드로 전환한다. 제2 모드라면, 고회전에서 낮은 토크의 회전력을 출력할 수 있다. 따라서, 비교적 가벼운 드럼(4)을 고속으로 효율적으로 회전시킬 수 있다.

세탁물은 원심력으로 드럼(4)의 내면에 달라 붙은 상태가 된다. 세탁물에 포함 되는 물은 드럼(4)의 밖으로 유출된다. 그러면 세탁물은 탈수된다.

탈수에 의해 터브(3)에 모이는 물은 배수 펌프(9)의 구동에 의해 배출된다. 탈수 공정이 완료되면, 소정의 부저를 울리는 등 세탁 종료를 통지하고 세탁기(1)의 운전이 종료된다.

<클러치(54)의 상세>

도 13은 클러치(54)를 상세히 예시한다. 이 클러치(54)에 의하면, 간단한 구조로 안정된 감속기(53)의 전환을 수행할 수 있다. 무통전 시에는 영구 자석에 의한 자기 작용에 의해 슬라이더(541)를 연결 상태로 유지할 수 있기 때문에 소비 전력도 억제 할 수 있다.

클러치 자석(5431b)은 영구 자석의 박판을 원호 모양으로 한 복수의 자극 부재(54311)로 구성되어 있다. 각 자극 부재(54311)는 회전축 방향으로 N극과 S극이 교호로 배열되는 복수의 자극(도면 예에서는 3개)을 가지고 있다. 구체적으로, 자극 부재(54311)를 횡단면 방향에서 볼 경우, 그 중심부에 위치하는 중간 자극(54311a)과 그 양단부에 위치한 한 쌍의 단부 자극(54311b)을 가지고 있다.

회전축 방향에서의 각 단부 자극(54311b)의 크기는 동일하며, 회전축 방향에서의 중간 자극(54311a)의 크기는 각 단부 자극(54311b)보다 크다. 도면 예에서 중간 자극(54311a)이 N극으로 되고, 단부 자극(54311b)이 S극으로 되어 있다. 각 자극(54311a, 54311b)은 둘레 방향으로 연장되어 있으며, 각 자극 부재(54311)의 횡단면 구조는 동일하다. 또한, 자극 부재(54311)는 세그먼트 형상이거나 원형의 고리 형상일 수도 있다.

홀더 써포트(5432c)는 자성을 갖는 금속으로 형성되어 있다. 즉, 홀더 써포트(5432c)는 클러치 요크를 구성하고 있다(이하, 홀더 써포트(5432c)를 클러치 요크(5432c)한다). 클러치 요크(5432c)는 각 단부 자극(54311b)와 약가의 갭을 두고 직경 방향으로 대향하는 한 쌍의 자극 대향부(54321, 54321)를 가지고 있다.

한 쌍의 자극 대향부(54321, 54321)의 사이에는 중간 자극(54311a)과 약간의 갭을 두고 직경 방향으로 대향하는 공극부(54322)가 마련되어 있다. 따라서, 중간 자극(54311a)은 이 공극부(54322)를 통해 코일 홀더(5432b)와 대향한다.

그리고, 클러치(54)의 무통전 시(클러치 코일(5432a)에 전류가 공급되지 않을 때)에는, 가동자(5431)는 고정자(5432)와의 사이에서 자기적인 작용에 의해 3개의 서로 다른 위치에 2개의 안정점과 하나의 불안정점을 가지도록 설계되어 있다.

이러한 안정점 및 불안정점의 구체적인 위치를 도 14a에 예시한다. 도 14a의 표에 나타내는 곡선은 가동자(5431)의 고정자(5432)에 대한 상대적인 회전축 방향의 위치와, 자기적인 작용에 의해 가동자(5431)에 생기는 추진력(디텐트 토크), 즉 클러치 코일을 여자하지 않을(통전하지 않는) 때에 작동하는 자기력과의 관계를 나타내고 있다. 전자가 세로축이며, 후자가 가로축이다.

가동자(5431)의 위치 "0"은 가동자(5431)가 고정자(5432)와 정향하는 위치(중립 위치)이다. 중립 위치에서는, 각 단부 자극(54311b)은 각 자극 대향부(54321)와 대향하고, 중간 자극(54311a)은 코일 홀더(5432b)와 대한하고 있다. 중립 위치에서는, 추진력이 '0'이다. 중립 위치에서는, 조금이라도 스테이터 측 또는 로터 측으로 위치가 어긋나면 어긋난 방향의 추진력이 발생하고 증가해 간다. 따라서, 가동자(5431)는 자기적으로 불안정하게 된다(불안정점(P3)).

가동자(5431)가 중립 위치에 있을 때, 슬라이더(541)는 로터 측의 락킹돌기(542R)와 스테이터 측의 락킹돌기(542S)의 사이에 떨어져 위치한다. 따라서, 각 후킹돌기(5411R, 5411S)는 각 락킹돌기(542R, 542S)와 맞물려 있지 않다. 그리고, 가동자(5431)는 자기적으로 불안정하기 때문에, 슬라이더(541)는 머무는 일 없이 슬라이드한다. 또한, 각 락킹돌기(542R, 542S), 및 각 후킹돌기(5411R, 5411S)의 끝자락 부분은 맞물리기 쉽도록 끝이 뾰족한 역 U자 형상 내지 역 V자 형상으로 형성되어 있다(도 8, 10 참조).

가동자(5431)가 스테이터 측(S측)에 슬라이드하면, 그에 따라 스테이터 측을 향하는 추진력(플러스 방향)이 증가하고, 소정 위치에서 피크에 도달한 후, 추진력이 저하되어 간다. 그리하여, 다시 추진력이 "0"이 되고, 자기적으로 안정되는 점(제1 안정점(P1))에 도달한다.

제1 안정점(P1)에서는, 스테이터 측의 단부 자극(54311b)은 클러치 요크(5432c)의 외측에 위치하고, 중간 자극(54311a)은 스테이터 측의 자극 대향부(54321)와 대향하며, 로터 측의 단부 자극(54311b)은 로터 측의 단부 자극(54311b) 및 공극부(54322)와 대향하고 있다. 가동자(5431)가 제1 안정점(P1)을 향함으로써, 스테이터 측의 락킹돌기(542S)가 스테이터 측의 후킹돌기(5411S)와 맞물려 연결된다.

본 실시 예에서는 후술하는 바와 같이, 제1 안정점(P1)에 도달하기 전의 점(P1-1)(연결 위치(Cs))에서 맞물리게 설정되어 있다(도 14b 참조). 치합점(P1-1)에서는, 제1 안정점(P1)을 향하는 추진력은 유지되고 있다.

가동자(5431)가 로터 측(R측)에 슬라이드하면, 그에 따라 로터 측을 향하는 추진력(마이너스 방향)이 증가하고, 소정 위치에서 피크에 도달한 후 추진력은 저하되어 간다. 그리하여, 다시 추진력이 "0"이 되고, 자기적으로 안정되는 점(제2 안정점(P2))에 도달한다.

제2 안정점(P2)에서는, 로터 측의 단부 자극(54311b)은 클러치 요크(5432c)의 외측에 위치하고, 중간 자극(54311a)은 로터 측의 자극 대향부(54321)와 대향하며, 스테이터 측의 단부 자극(54311b)은 스테이터 측의 단부 자극(54311b) 및 공극부(54322)와 대향하고 있다. 가동자(5431)가 제2 안정점(P2)을 향함으로써, 로터 측의 락킹돌기(542R)가 로터 측의 후킹돌기(5411R)와 맞물려 연결된다.

본 실시 예에서는 후술하는 바와 같이, 제2 안정점(P2)에 도달하기 전의 점(P2-1)(연결 위치(Cr))에서 맞물리게 설정되어 있다(도 14b 참조). 치합점(P2-1)에서는, 제2 안정점(P2)을 향하는 추진력은 유지되고 있다.

락킹돌기(542S)와 후킹돌기(5411S)가 맞물려 연결되는 스테이터 측의 연결 위치(Cs), 및 락킹돌기(542R)와 후킹돌기(5411R)가 맞물려 연결되는 로터 측의 연결 위치(Cr)는 각각 치합점(P1-1) 및 치합점(P2-1)으로 설정되어 있다. 이에 따라 디 텐트 토크의 작용에 의해 무통전 시에도 각 연결 위치(Cs, Cr)의 맞물림 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

또한, 클러치(54)의 무통전 시에는, 중립 위치에 위치하는 가동자(5431)는 불안정하다. 즉, 중립 위치에서 회전축 방향으로 가동자(5431)가 어긋나면 추진력이 작용하여 가동자(5431)는 용이하게 슬라이드한다.

클러치(54)에 통전, 즉 클러치 코일(5432a)에 전류가 공급되면, 슬라이더(541)는 그 전류 방향에 대응하여 스테이터 측 및 로터 측의 어느 한쪽으로 슬라이드한다. 전류가 흐르는 방향에 의해, 스테이터 측으로 슬라이드하는 제1 모드와 로터 측으로 슬라이드하는 제2 모드가 선택된다.

도 14b는 통전 시에 있어서, 가동자(5431)의 고정자(5432)에 대한 상대적인 회전축 방향의 위치와, 가동자(5431)에 생기는 추진력과의 관계를 나타낸다. 점선은 디텐트 토크를 나타내고 있다. 실선(L1)은 제1 모드에서의 추진력을 나타내고, 실선(L2)는 제2 모드에서의 추진력을 나타내고 있다.

제1 모드에서는 로터 측의 자극 대향부(54321)가 N극이 되고, 스테이터 측의 자극 대향부(54321)가 S 극이 되도록 클러치 코일(5432a)에 전류가 흐른다. 이에 따라 고정자(5432)에서 발생하는 전자기력이 클러치 자석(5431b)에 작용하고, 가동자(5431)에 스테이터 측을 향하는 추진력(T1)이 발생한다. 이 추진력(T1)은 로터 측의 연결 위치에서도 디텐트 토크를 충분히 극복하고 스테이터 측으로 이동할 수 있는 크기로 설계되어 있다. 따라서, 가동자(5431)는 어느 위치에 있더라도, 스테이터 측으로 슬라이드한다.

제2 모드에서는 로터 측의 자극 대향부(54321)가 S 극이 되고, 스테이터 측의 자극 대향부(54321)가 N극이 되도록 클러치 코일(5432a)에 전류가 흐른다. 이에 따라 고정자(5432)에서 발생하는 전자기력이 클러치 자석(5431b) 작용하고, 가동자(5431)에 로터 측을 향하는 추진력(T2)이 발생한다. 이 추진력(T2)은 스테이터 측의 연결 위치에서도 발생하도록 설계되어 있다. 따라서, 가동자(5431)는 어느 위치에 있더라도 로터 측으로 슬라이드한다.

<클러치(54)의 원주 방향의 위치 결정>

슬라이더(541)는 락킹돌기(542S)가 후킹돌기(5411S)와 원활하게 맞물리도록 원주 방향으로 위치 결정될 수 있도록 구성되어 있다.

클러치(54) 전환 시의 중간에서, 가동자(5431)는 맞물림이 없는 프리한 상태가 된다. 따라서, 상술한 바와 같이 맞물리기 쉬운 형상으로 형성되는 각 락킹돌기(542R, 542S), 및 각 후킹돌기(5411R, 5411S)의 끝자락 부분에 안내되면서 가동자(5431)는 고정자(5432)와 맞물린다.

그러나, 충격음의 저감 등 가동자(5431)는 고정자(5432)와 보다 원활하게 맞물리는 것이 바람직하다. 따라서, 가동자(5431)와 고정자(5432)의 사이에 위치 결정부(5433)가 마련되어 있다. 위치 결정부(5433)에 의해 각 락킹돌기(542S)와 각 후킹돌기(5411S)가 원활하게 맞물리는 소정 위치(기준 위치)에 슬라이더(541)를 위치결정할 수 있다.

구체적으로, 도 13에 도시한 바와 같이 인접하는 두 개의 자극 부재(54311, 54311) 사이에는 소정 크기의 간격(자극간 간격(5433a))이 마련되어 있다. 그리고, 이러한 자극간 간격(5433a)과 각각 직경 방향으로 대향하도록 클러치 요크(5432c)의 원주 방향에 있어서 복수 개소에 슬릿(5433b)이 마련되어 있다. 각 슬릿(5433b)은 자극 대향부(54321)를 원주 방향으로 분단하도록 형성되어 있다.

기준 위치에서는, 위치 결정부(5433)를 구성하는 이러한 자극간 간격(5433a) 및 슬릿(5433b)이 각각 직경 방향으로 대향하도록 설정되어 있다. 이러한 자극간 간격(5433a) 및 슬릿(5433b)이 각각 직경 방향으로 대향할 때에는 원주 방향에 있어서, 가동자(5431)와 고정자(5432)의 사이에 불균일한 자기적 작용이 발생한다. 이 불균일한 자기적 작용을 감지함으로써 슬라이더(541)를 기준 위치에 위치결정할 수 있다.

컨트롤러(6)는 모터의 회전을 제어함으로써, 제2 모드에서 제1 모드로 클러치(54)를 전환하기 전에는 슬라이더(541)을 기준 위치에 위치시킨다. 이에 따라 클러치(54)를 원활하게 전환할 수있다.

<클러치(54)의 전환 제어>

클러치(54)의 전환 제어는 컨트롤러(6)에 의해 이루어진다. 도 1에 모식적으로 도시한 바와 같이, 컨트롤러(6)는 모터 제어부(6a)와 클러치 제어부(6b)를 가지고 있다. 모터 제어부(6a)는 모터(52)의 구동을 제어한다. 클러치 제어부(6b)는 클러치(54)의 구동을 제어한다.

구동유닛(5)의 클러치 제어부(6b)는 모터 제어부(6a)와 제어 회로(60)를 공유하고 있다. 도 15a에 그 일례를 나타낸다.

도 15a는 구동유닛(5)을 구동하는 제어 회로 60(요부)를 나타내고 있다. 이 제어 회로(60)는 인버터 구동회로(601), 모터 구동회로(602), 및 클러치 구동회로(603)를 가지고 있다. 인버터 구동회로(601), 모터 구동회로(602), 및 클러치 구동회로(603)는 인버터(10)에 마련되어 있다.

모터(52)는 상술한 바와 같이, U, V, 및 W로 이루어지는 3상 코일 그룹(602a, 602a, 602a)을 가지고 있다. 이러한 각 코일 그룹(602a)은 스타 결선(Y 결선)됨으로써 중성점(602b)을 갖는 모터 구동회로(602)가 구성되어 있다.

인버터 구동회로(601)는 미도시된 외부의 상용 전원과 전기적으로 접속되어 있다. 인버터 구동회로(601)는 미도시된 컨버터를 내장하고 있으며, 컨버터는 상용 전원의 교류를 소정의 직류 전압으로 변환하여 출력한다. 도 15a에서는 그 출력되는 직류 전압을 직류 전원(601a)으로 해서 모식적으로 나타내고 있다.

인버터 구동회로(601)는 그 직류 전압을 PWM 제어 등으로 함으로써, 소정의 교류로 변환하여 위상이 다른 3상(U상, V상, W상)의 교류로 변환한다. 인버터 구동회로(601)는 한 쌍의 모선 사이에 가설된 3개의 암(601b, 601b, 601b)을 가지고 있다. 각 암(601b)에는 역병렬로 접속된 스위칭 소자 및 환류 다이오드로 이루어지는 소자 유닛(601c)이 2개, 직렬로 배치되어 있다.

각 암(601b)의 2개의 소자 유닛(601c, 601c) 사이로부터 인출된 출력선(601d)이 각 코일 그룹(602a)에 접속되어 있다. 각 암(601b)의 소자 유닛(601c)이 소정의 타이밍으로 온오프된다. 이에 따라 각 상의 코일 그룹(602a)에 위상이 다른 교류가 공급되는 결과, 그 교류에 동기하여 모터(52)가 회전한다.

클러치 구동 회로(603)는 클러치 코일(5432a)과, 모터측 배선(603a)과, 인버터측 배선(603b)을 가지고 있다. 클러치 코일(5432a)의 일단은 모터측 배선(603a)을 통해 중성점(602b)에 접속되어 있다. 클러치 코일(5432a)의 타단은 인버터측 배선(603b)을 통해 직류 전원(601a)의 전위를 이분하는 전위점(이분할 전위점(603c))에 접속되어 있다.

모터(52)의 구동 시에는 상술한 바와 같이, 각 상의 코일 그룹(602a)에 위상이 다른 교류가 공급된다. 이때, 중성점(602b)은 이분할 전위점(603c)과 대략 동일한 전위차가 되기 때문에, 클러치 코일(5432a)에는 전류가 거의 흐르지 않는다.

따라서, 모터(52)의 구동 시에 클러치(54)는 전환되지 않는다. 클러치(54)의 연결 상태는 디텐트 토크에 의해 유지된다.

클러치(54)를 전환할 때에 모터(52)는 구동하지 않는다. 여기서, 인버터 구동회로(601) 및 모터 구동 회로(602)를 이용하여 클러치(54)를 전환한다. 즉, 클러치 제어부(6b)가 각 암(601b)의 소자 유닛(601c)을 제어한다. 그리고, 일례로, 도 15a에 화살표로 나타내는 바와 같이, 모터 구동회로(602)에 전류를 공급한다. 이에 따라 클러치 코일(5432a)에 소정의 영상(零相) 전류(Iz)를 제공할 수있다.

클러치 코일(5432a)에 소정의 영상 전류(Iz)가 공급되면, 슬라이더(541)에 추진력이 발생하여 클러치(54)가 전환된다. 소자 유닛(601c)의 제어 내용을 변경함으로써 영상 전류(Iz)를 역방향으로 흐르도록 할 수 있다. 따라서, 클러치(54)의 전환이 가능하다. 이 제어 회로(60)에 의하면, 모터(52)와 클러치(54)의 구동에 반도체 소자 등이 공유될 수 있기 때문에, 부품 수의 증가를 억제하여 저렴하게 실현할 수 있다.

도 15b에 제어 회로의 다른 구성 예를 나타낸다. 이 제어 회로(60')는 상술한 제어 회로(60)에서 클러치 구동 회로(603)의 구성이 변경되어 있다.

이 클러치 구동 회로(603)는 클러치 코일(5432a)과, 제1 배선(603h)과, 제2 배선(603i)과, 릴레이(603j)를 가지고 있다. 클러치 코일(5432a)의 일단은 제1 배선(603h)을 통해 3상의 각 코일 그룹(602a) 중 어느 하나의 코일 그룹(602a)의 출력 선(601d)과의 접속 부위에 접속되어 있다. 클러치 코일(5432a)의 타단은 다른 어느 하나의 코일 그룹(602a)의 출력선(601d)과의 접속 부위에 접속되어 있다. 릴레이(603j)는 제1 배선(603h) 및 제2 배선(603i)의 어느 한쪽에 배치되어 있다.

이 제어 회로(60')의 경우, 릴레이(603j)의 온오프에 의해 클러치(54)를 구동 할 수 있다. 이 경우에도, 모터(52)와 제어 회로(60)를 공유하고 있기 때문에 부품 수의 증가를 억제하여 저렴하게 실현할 수 있다.

<충격음의 저감>

클러치(54)를 전환할 때, 각 락킹돌기(542S, 542R)와 각 후킹돌기(5411S, 5411R)가 접촉함으로써 충격음이 발생한다. 충격음은 불쾌한 소음이 될 수 있다.

클러치(54)를 전환할 때에 발생하는 충격음은 크게 나누면 다음의 세 가지로 나눌 수 있다. 즉, 서로 맞물려 있지 않은 상태에서 각 락킹돌기(542S, 542R)의 선단부가 각 후킹돌기(5411S, 5411R)의 선단부에 충돌할 때에 발생하는 충돌음(제1 충격음), 각 락킹돌기(542S, 542R)가 각 후킹돌기(5411S, 5411R)에 들어 가는 과정에서 발생하는 마찰음(제2 충격음), 및 각 락킹돌기(542S, 542R)가 각 후킹돌기(5411S, 5411R)와 완전히 맞물릴 때 발생하는 충돌음(제3 충격음)이다.

이러한 제1 ~ 제3의 충격음 중, 특히 제1 및 제3 충격음이 불쾌한 소음이 되기 쉽다. 따라서, 이러한 충격음을 저감하기 위해 슬라이더(541)와 로터 측 및 스테이터 측의 각 락킹돌기(542R, 542S)와의 연결 부위에는 충격음을 완화하는 탄성 부재나 제진성 부재 등의 완충 부재를 마련하는 것이 바람직하다.

구체적으로, 락킹돌기(542S)가 마련되어 있는 부분 및 후킹돌기(5411S)가 마련되어 있는 부분의 적어도 어느 한쪽과, 락킹돌기(542R)가 마련되어 있는 부분 및 후킹돌기(5411R)가 마련되어 있는 부분 중 적어도 어느 한쪽을 고무나 탄성, 제진성을 가지는 플라스틱 등의 소재로 형성하면 된다. 후자라면, 예를 들어 환상 부재(544)의 소재를 탄성 부재하는 것을 고려해 볼 수 있다.

또한, 락킹돌기(542S)가 마련되어 있는 부분 및 후킹돌기(5411S)가 마련되어 있는 부분의 적어도 어느 한쪽과, 락킹돌기(542R)가 마련되어 있는 부분 및 후킹돌기(5411R)가 마련되어 있는 부분의 적어도 어느 한쪽을 탄성 부재를 개재시킨 상태에서 조립할 수도 있다. 그러면, 특히 제1 및 제3 충격음을 저감할 수 있다.

클러치(54)의 제어의 연구에 의해 충격음을 완화할 수도 있다.

예를 들면, 클러치 제어부(6b)가 클러치(54)에 소정의 전환 전류(클러치(54)를 전환하기 위한 전류, 상술한 영상 전류(Iz)가 해당)를 공급해서 슬라이더(541)를 각 락킹돌기(542R, 542S)에 연결하기 직전에 전환 전류와 역방향의 전류(충격 완화 전류)를 클러치(54)에 공급하도록 하면 된다.

구체적으로는 도 14b에 도시한 바와 같이, 클러치(54)의 전환은 전자기력에 기인하는 추진력(T1, T2)의 작용으로 슬라이더(541)가 슬라이드함으로써 이루어진다. 이때, 디텐트 토크도 작용하고 있다. 중립 위치를 넘을 때까지는 디텐트 토크가 추진력(P1, P2)과와 역방향으로 작용하지만, 중립 위치를 넘으면 디텐트토크도 추진력(P1, P2)과 같은 방향으로 작용한다.

따라서, 적어도 중립 위치를 넘으면, 클러치(54)에 통전을 정지하더라도 슬라이더(541)는 디텐트 토크에 의해 슬라이드하기 때문에, 클러치(54)를 전환할 수 있다. 그리고, 중립 위치를 넘은 후부터 슬라이더(541)가 각 락킹돌기(542R, 542S)에 연결되기 전까지의 어느 타이밍(직전은, 이 타이밍을 의미한다)에서 충격 완화 전류를 클러치(54)에 공급하고, 역방향의 추진력(도 14b에 화살표(Pr)로 표시)을 발생시킨다.

그러면, 슬라이더(541)의 기세가 완화되기 때문에, 충격음을 저감할 수 있다. 이 제어는 특히 제3 충격음의 저감에 효과적이다.

또한, 각 락킹돌기(542S, 542R)가 각 후킹돌기(5411S, 5411R)에 맞물린 후보다 각 락킹돌기(542S, 542R)가 각 후킹돌기(5411S, 5411R)에 맞물리기 전의 쪽이 추진력이 낮아지도록 클러치 제어부(6b)가 클러치 코일(5432a)에 인가하는 전압을 제어하도록 할 수도 있다.

그 제어의 일례를 도 16a에 나타낸다. 도 16a의 실선은 클러치 코일(5432a)에 인가되는 전압과, 가동자(5431)의 고정자(5432)에 대한 상대적인 회전축 방향의 위치와의 관계를 나타내고 있다. 전자가 세로축이며, 후자가 가로축이다. V0는 통상 클러치 코일(5432a)에 인가되는 전압값을 나타내고 있다.

구간 A는 각 락킹돌기(542S, 542R)가 각 후킹돌기(5411S, 5411R)에 맞물려 있지 않은 구간이며, 구간 B는 각 락킹돌기(542S, 542R)가 각 후킹돌기(5411S, 5411R)에 맞물려 있는 구간이다.

점 P1은 각 락킹돌기(542S, 542R)와 각 후킹돌기(5411S, 5411R)의 맞물림이 시작되는 위치를 나타내고 있으며, 점 P2는 각 락킹돌기(542S, 542R)와 각 후킹돌기(5411S, 5411R)의 맞물림이 끝나는 위치를 나타내고 있다.

클러치 코일(5432a)에 인가하는 전압을 낮추면, 고정자(5432)에서 발생하는 전자기력도 작아지게 된다. 따라서, 추진력이 약해진다. 이에 따라 구간 A에서는 평소보다 추진력이 약해 슬라이더(541)의 기세가 억제된다. 그 결과, 각 락킹돌기(542S, 542R)가 각 후킹돌기(5411S, 5411R)와 맞물릴 때에 발생하는 제1 충격음을 저감 할 수 있다.

각 락킹돌기(542S, 542R)가 각 후킹돌기(5411S, 5411R)와 맞물린 후에는 통상의 전압이 되도록 승압시킨다. 도 16a는 구간 B의 개시단에서 종료단까지 서서히 통상의 전압까지 승압시키는 예를 나타내고 있다.

도 16b에 도시한 바와 같이, 클러치 코일(5432a)에 인가하는 전압의 승압은 구간 B의 개시단에서 한번에 통상의 전압까지 승압할 수도 있다. 전압을 승압함으로써, 추진력이 회복하기 때문에 빠르고 안정적으로 전환할 수있다.

<감속기(53)의 상세>

도 17은 감속기(53) 부분의 확대도를 나타낸다. 감속기(53)는 그 주변 부위가 씰링되어 있으며 그 내부에 그리스가 주입되어 있다.

구체적으로, 캐리어(531)(메인 프레임(5311))와 회전 가능한 상태로 접하고 있는 슬라이딩 부재(537)(제1 슬라이딩 부재(537)라고도 지칭함)의 슬라이딩면의 하측에는 링 형상의 제1 씰부재(538)(고무 등의 탄성 부재)가 장착되어 있다. 이에 따라 캐리어(531)와 제1 슬라이딩 부재(537)의 사이는 액 밀봉되어 있다.

또한, 가이드 플레이트(535)의 내측에 고정되어 있어서 로터 케이스(5211)(축 지지부(5211c))와 회전 가능한 상태로 접하고 있는 슬라이딩 부재(536)(제2 슬라이딩 부재(536)라고도 지칭함)의 슬라이딩면의 하측에는 링 형상의 제2 씰부재(539)가 장착되어 있다. 이에 따라 가이드 플레이트(535) 및 제2 슬라이딩 부재(536)와, 로터 케이스(5211)의 사이는 액 밀봉되어 있다.

이에 따라 그리스를 안정적으로 감속기(53)의 내부에 봉입할 수 있으며, 그리스의 윤활에 의해 썬 기어(5211c), 위성 기어(533), 및 인터널 기어(534)를 원활하게 회전시킬 수 있다.

여기서, 제1 및 제2 슬라이딩 부재(536, 537)의 소재는 저렴하게 할 수 있으므로 자기 윤활성 수지가 바람직하다. 이 경우, 슬라이딩면의 대향면에 경질 도금을 실시함으로써 윤활성을 향상시키는 것이 바람직하다. 또한, 제1 및 제2 슬라이딩 부재(536, 537)가 설치되어 슬라이딩 부분은 볼 베어링으로 구성할 수도 있다.

메인 프레임(5311)의 소재는 알루미늄이 바람직하다(알루미늄 다이캐스팅). 이 경우, 제1 슬라이딩 부재(537)의 슬라이딩면에 접하는 부위는 알루마이트 처리하는 것이 바람직하다.

<베어링부의 변형 예>

상술한 실시 형태에서는 로터(521)를 샤프트(50)에 회전 가능한 상태로 지지하는 로터 베어링부를 하나의 소결 함유 베어링(5213)으로 구성한 구동유닛(5)을 예시했다. 로터 베어링부는 이에 한정하지 않고, 사양에 따라 적절하게 변형 가능하다.

예를 들어, 한 쌍의 볼 베어링으로 로터 베어링부를 구성할 수도 있다. 구체적으로, 소결 함유 베어링(5213)의 대신에, 한 쌍의 볼 베어링을 캐리어(531)의 축 받침부(5311b)와, 로터 케이스(5211)의 축 지지부(5211c)의 사이에 개재시킨다.

각 볼 베어링은 회전축 방향으로 떨어진 위치에 배치한다. 그리고, 이러한 볼 베어링 함께 여압 기구를 마련하고, 여압 기구에 의해 이러한 볼 베어링에 일정한 여압이 작용하도록 구성한다.

또한, 이 경우, 한 쌍의 볼 베어링 중 하나의 볼 베어링을 소결 함유 베어링으로 할 수도 있다. 일반적으로, 소결 함유 베어링은 고속 회전에 적합이지만, 본 구동유닛(5)의 경우, 고속으로 회전하는 제2 모드에서는, 로터 베어링부는 회전하지 않는다. 따라서, 로터 베어링부에 소결 함유 베어링을 사용하더라도 베어링 부의 신뢰성을 향상 할 수 있다.

또한, 개시하는 기술은 상술한 실시 예 등에 한정되지 않으며, 그 이외의 다양한 구성도 포함할 수 있다.

예를 들어, 실시 예에서는 드럼식 세탁기를 예시했지만, 세로형 세탁기에도 적용 가능하다. 또한, 로터의 자석이 스테이터의 외측에 위치하는 아우터 로터형 모터를 예시했지만, 로터의 자석이 스테이터의 내측에 위치하는 이너 로터형 모터일 수도 있다.

클러치 자석(5431b)의 자극은 3개로 한정되지 않고 4개 이상일 수도 있다. 이에 따라 자기적으로 안정되는 점도 4개 이상일 수도 있다.

1 : 세탁기 3 : 터브(고정조)
4 : 드럼(회전조) 5 : 구동유닛
6 : 컨트롤러(제어 장치) 10 : 인버터
50 : 샤프트 51 : 유닛 베이스
52 : 모터 521 : 로터
5211 : 로터 케이스 5211c : 축 지지부(썬 기어)
5212 : 자석 5213 : 소결 함유 베어링(로터 베어링부)
522 : 스테이터 53 : 감속기
531 : 캐리어 533 : 위성 기어
534 : 인터널 기어 54 : 클러치
541 : 슬라이더(가동부) 542R : 로터 측의 락킹돌기(고정부)
542S : 스테이터 측의 락킹돌기(고정부)
543 : 클러치 드라이버(액추에이터)
5431 : 가동자 54311 : 자극 부재
54311a : 중간 자극 54311b : 단부 자극
5432 : 고정자 5432a : 클러치 코일
5432b : 코일 홀더 5432c : 홀더 써포트(클러치 요크)
54321 : 자극 대향부 60, 60' : 제어 회로
601 : 인버터 구동회로 602 : 모터 구동회로
603 : 클러치 구동회로

Claims

본체;
상기 본체의 내부에 설치된 고정조;
세탁물을 수용하도록 상기 고정조의 내부에 회전 가능하게 배치된 회전조; 및
상기 회전조를 회전 구동시키는 구동 유닛; 을 포함하고,
상기 구동 유닛은,
상기 회전조를 회전축을 중심으로 회전시키도록 상기 회전조의 저부에 연결된 샤프트;
고정된 스테이터와, 상기 스테이터와 상호 작용을 통해 회전 가능한 로터를 포함하는 모터;
상기 샤프트를 회전시키도록 상기 로터와 상기 샤프트를 연결하는 감속기; 및
상기 모터가 상기 감속기를 통해 속도를 감속하여 상기 샤프트를 회전시키는 제1 모드와, 상기 모터가 속도를 감속하지 않고 상기 샤프트를 회전시키는 제2 모드 사이에서 전환 가능하도록 구성된 클러치; 를 포함하고,
상기 감속기와 상기 클러치는 상기 샤프트와 상기 모터의 사이에 배치된 세탁기.
제 1항에 있어서,
상기 감속기, 상기 클러치, 및 상기 모터는 상기 회전축에 수직한 방향을 따라 일렬로 배열되는 세탁기.
제 1항에 있어서,
상기 로터는 로터 케이스와, 복수의 자석을 포함하고,
상기 복수의 자석이 상기 스테이터의 외주 부분에 대향하도록 배치된 세탁기.
제 3항에 있어서,
상기 로터 케이스는 중심이 상기 회전축에 일치하는 원판 형상의 바닥벽과, 상기 바닥벽의 주위에서 연장된 원통형의 둘레벽을 포함하고,
상기 스테이터, 상기 감속기, 및 상기 클러치는 상기 로터 케이스의 내부에 수용되는 세탁기.
제 4항에 있어서,
상기 로터 케이스는 로터 베어링부를 통해 상기 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 축 지지부를 포함하는 세탁기.
제 1항에 있어서,
상기 구동유닛을 제어하여 적어도 세탁, 헹굼, 및 탈수의 각 공정을 수행하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 세탁 및 상기 헹굼의 각 행정에서 상기 제1 모드로 전환하는 동시에, 상기 탈수 공정에서 상기 제2 모드로 전환하는 세탁기.
제 1항에 있어서,
상기 감속기는,
상기 샤프트에 고정된 캐리어;
상기 회전축을 중심으로 회전하도록 마련된 썬 기어;
상기 썬 기어의 주위에 배치되는 인터널 기어; 및
상기 캐리어에 회전 가능한 상태로 지지되어 있어서 상기 썬 기어 및 상기 인터널 기어와 맞물리도록 이들의 사이에 배치되어 있는 복수의 위성 기어; 를 포함하는 세탁기.
제 7항에 있어서,
상기 클러치는,
상기 회전축 방향으로 슬라이드 가능하게 마련되는 가동부;
상기 회전축 방향으로 이격되게 위치하는 한 쌍의 고정부; 및
상기 가동부를 상기 한 쌍의 고정부 중 어느 하나의 고정부에 연결되게 함으로써, 상기 제1 모드와 상기 제2 모드 사이에서 전환되도록 하는 액추에이터; 를 포함하는 세탁기.
제 8항에 있어서,
상기 한 쌍의 고정부는 상기 스테이터에 고정된 제1 고정부와, 상기 로터에 고정된 제2 고정부를 포함하는 세탁기.
제 8항에 있어서,
상기 가동부는 상기 인터널 기어 보다 큰 직경의 원통형 부재로 이루어지고, 상기 인터널 기어의 외측에 상기 회전축 방향으로 슬라이드 가능하게 배치된 세탁기.
제 8항에 있어서,
상기 한 쌍의 고정부는 각각 상기 회전축 방향으로 돌출되는 한 쌍의 락킹돌기(locking protrusion)를 포함하고,
상기 가동부는 상기 한 쌍의 락킹돌기에 맞물리도록 상기 회전축 방향으로 이격되게 형성된 한 쌍의 후킹돌기(hooking protrusion)를 포함하는 세탁기.
제 8항에 있어서,
상기 액추에이터는,
상기 가동부에 마련되어 클러치 자석을 포함 가동자; 및
상기 가동자와 갭을 두고 직경 방향으로 대향하도록 마련되어 클러치 코일 및 클러치 요크를 포함하는 고정자; 를 포함하고,
상기 클러치 자석은 상기 회전축 방향으로 배치되는 복수의 자극을 포함하는 세탁기.
제 12항에 있어서,
상기 클러치 코일에 전류가 공급되어 있지 않을 때, 상기 가동자가 상기 가동부와 상기 고정부의 연결 위치의 어느 한 쪽에 자기적으로 안정되는 제1 안정점을 가지며, 상기 연결 위치의 다른 한 쪽에 자기적으로 안정되는 제2 안정점을 갖는 세탁기.
제 11항에 있어서,
상기 클러치는 상기 락킹돌기와 상기 후킹돌기가 맞물리는 원주 방향의 소정 위치에 상기 고정부 및 상기 가동부의 위치를 결정하는 위치 결정부를 포함하는 세탁기.
제 8항에 있어서,
상기 모터 및 상기 클러치를 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세세는 상기 모터의 구동을 제어하는 모터 제어부와, 상기 클러치의 구동을 제어하는 클러치 제어부를 포함하고,
상기 클러치 제어부가 상기 클러치에 소정의 전환 전류를 공급하여 상기 가동부를 상기 고정부에 연결하기 직전에, 상기 전환 전류와 역방향의 충격 완화 전류를 상기 클러치에 공급하는 세탁기.
회전축을 중심으로 회전하도록 마련된 샤프트;
고정된 스테이터와, 상기 스테이터와 상호 작용을 통해 회전 가능한 로터를 포함하는 모터;
상기 샤프트를 회전시키도록 상기 로터와 상기 샤프트를 연결하는 감속기; 및
상기 모터가 상기 감속기를 통해 속도를 감속하여 상기 샤프트를 회전시키는 제1 모드와, 상기 모터가 속도를 감속하지 않고 상기 샤프트를 회전시키는 제2 모드 사이에서 전환 가능하도록 구성된 클러치; 를 포함하고,
상기 감속기와 상기 클러치는 상기 샤프트와 상기 모터의 사이에 배치된 세탁기의 구동 유닛.
제 16항에 있어서,
상기 감속기, 상기 클러치, 및 상기 모터는 상기 회전축에 수직한 방향을 따라 일렬로 배열되는 세탁기의 구동 유닛.
제 16항에 있어서,
상기 로터는 로터 케이스와, 복수의 자석을 포함하고,
상기 복수의 자석이 상기 스테이터의 외주 부분에 대향하도록 배치된 세탁기의 구동 유닛.
제 18항에 있어서,
상기 로터 케이스는 중심이 상기 회전축에 일치하는 원판 형상의 바닥벽과, 상기 바닥벽의 주위에서 연장된 원통형의 둘레벽을 포함하고,
상기 스테이터, 상기 감속기, 및 상기 클러치는 상기 로터 케이스의 내부에 수용되는 세탁기의 구동 유닛.
제 16항에 있어서,
상기 감속기는,
상기 샤프트에 고정된 캐리어;
상기 회전축을 중심으로 회전하도록 마련된 썬 기어;
상기 썬 기어의 주위에 배치되는 인터널 기어; 및
상기 캐리어에 회전 가능한 상태로 지지되어 있어서 상기 썬 기어 및 상기 인터널 기어와 맞물리도록 이들의 사이에 배치되어 있는 복수의 위성 기어; 를 포함하고,
상기 클러치는,
상기 회전축 방향으로 슬라이드 가능하게 마련되는 가동부;
상기 회전축 방향으로 이격되게 위치하는 한 쌍의 고정부; 및
상기 가동부를 상기 한 쌍의 고정부 중 어느 하나의 고정부에 연결되게 함으로써, 상기 제1 모드와 상기 제2 모드 사이에서 전환되도록 하는 액추에이터; 를 포함하는 세탁기의 구동 유닛.