JP2004209210A - 洗濯機 - Google Patents
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Abstract
【課題】モータの回転をワブラーの揺動運動に転換して、上下振動運動で洗濯を行うことで洗濯物の捩れを防止できる、改善された動力伝達構造を有する洗濯機を提供する。
【解決手段】内槽は外槽内に回転可能に備えられ、ワブラー500は内槽内に備えられ、円筒形の脱水軸150は前記外槽を貫通した後、前記内槽の下部面に固定され、洗濯軸140は前記脱水軸150の内部と前記内槽の下部を貫通してなり、モータは前記洗濯軸140を正方向又は逆方向に回転するように設けられ、クラッチアッセンブリは制御部の信号により作動し、前記洗濯軸の回転力を脱水軸に選択的に伝達し、前記案内ガイド170は、前記洗濯軸140の上面に平断面が螺旋状になるように突出し、傾斜軸200はその上端が前記ワブラー500に結合し、下端は前記案内ガイド170の内周面に支持されるように傾斜して提供される。
【選択図】 図1
【解決手段】内槽は外槽内に回転可能に備えられ、ワブラー500は内槽内に備えられ、円筒形の脱水軸150は前記外槽を貫通した後、前記内槽の下部面に固定され、洗濯軸140は前記脱水軸150の内部と前記内槽の下部を貫通してなり、モータは前記洗濯軸140を正方向又は逆方向に回転するように設けられ、クラッチアッセンブリは制御部の信号により作動し、前記洗濯軸の回転力を脱水軸に選択的に伝達し、前記案内ガイド170は、前記洗濯軸140の上面に平断面が螺旋状になるように突出し、傾斜軸200はその上端が前記ワブラー500に結合し、下端は前記案内ガイド170の内周面に支持されるように傾斜して提供される。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は洗濯機に関し、特にワブラーが内槽内で揺動しながら洗濯を行う構造を有する洗濯機に関する。
【0002】
【従来の技術】
洗濯機は、洗剤と水の作用を用いて洗濯物に付いている汚れを洗い落とすように洗濯と濯ぎ、及び脱水過程を進行する機器である。このような洗濯機は、大きく分けてドラム式と攪拌式、そして脈動式とに区分される。
【0003】
ドラム式洗濯機の簡単な洗濯メカニズムは次の通りである。内面に多数のタンブリングリブが突出したドラムの内部に水と洗剤、及び洗濯物を投入し、ドラムを低速で回転させる。すると、洗濯物がタンブリングリブによって持ち上げられた後、落ちる衝撃と洗剤の作用によって洗濯が行われる。
【0004】
一方、攪拌式と脈動式洗濯機は、洗濯槽の中央に立ち上がっているエジテーター、又はパルセーターを回転させる時に発生する水流による摩擦、及び洗剤の作用で洗濯を行う。このような攪拌式及び脈動式洗濯機は、洗濯力が優秀であり、且つ大容量化が容易であるという長所がある。
【0005】
以下では、一般的な脈動式洗濯機の構造を図8に基づいて説明する。
【0006】
キャビネット1の内部には洗濯水を貯水する外槽3が提供され、外槽3内には内槽5が回転可能に提供される。
サポーター2は、両端がキャビネット1と外槽3とにそれぞれ連結され、外槽3を支持する。内槽5の外壁には多数の通孔5aが形成され、洗濯水が外槽3と内槽5との間を出入りする。
【0007】
内槽5の内部の底面の中心部にはパルセーター7が回転可能に提供される。そして、内槽5及びパルセーター7を回転させるようにモータ9が提供される。
モータ9の動力が内槽5及びパルセーター7に伝達される構造をより詳細に説明する。
【0008】
脱水軸15は外槽3の下部を貫通した後、内槽5に結合され、脱水軸15の内部を貫通するように洗濯軸13が提供される。洗濯軸13は上端がパルセーター7と結合され、下端がモータ9と連結される。
【0009】
一方、洗濯軸13と脱水軸15は通常セレーション結合されるが、制御部(図示せず)の信号により作動するクラッチアッセンブリ11によって洗濯軸13の回転力が脱水軸15に選択的に伝達される。
【0010】
上記のような構造を有する洗濯機の作動を以下に説明する。
【0011】
内槽5の内部に洗濯物を入れ、洗濯機を作動させると、内槽5に洗濯水が吸水される。吸水が完了すると、パルセーター7が正/逆方向に回転しながら水流を発生させる。すると、パルセーター7及び水流による洗濯物間の摩擦、洗剤の作用などによって洗濯が行われる。
【0012】
所定の時間洗濯が行われた後には洗濯水が排水される。そして、きれいな洗濯水を内槽に供給し、パルセーター7を回転させ洗濯物を濯いだ後、濯ぎ水を排出する。
【0013】
上記した濯ぎ過程を数回繰り返した後に洗濯物を脱水する。脱水過程ではクラッチアッセンブリ11の作動によって洗濯軸13と脱水軸15とが相互に連結され、洗濯軸13の回転力が脱水軸に伝達される。従って、この際にはパルセーター7と内槽5とが共に高速回転し、洗濯物に含有された水が遠心力により分離された後、外部に排出される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように作動する従来の洗濯機は、洗濯物が洗濯水に浸かった状態でパルセーター7が内槽5の中心軸と同心上に設けられ回転しながら水流を起こして洗濯を行うので、洗濯物が捩れるだけでなく、損傷が多かった。
【0015】
即ち、従来の洗濯機はエネルギーが洗濯に必要な所に集中されず、洗濯物の捩れ及び損傷を引き起こすのに使用されることで、洗濯機のエネルギー効率を落とし、製品の信頼性を低下させるという問題がある。
【0016】
そこで、本発明の目的は、モータの回転をワブラーの揺動運動に転換して、上下振動運動で洗濯を行うことで、洗濯物の捩れを防止できる改善された動力伝達構造を有する洗濯機を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、キャビネット、外槽、内槽、ワブラー、洗濯軸、脱水軸、モータ、クラッチアッセンブリ、案内ガイド、傾斜軸、そして、案内手段を含めてなる。
【0018】
前記キャビネットは外槽を形成し、前記外槽は前記キャビネット内に固定される。前記内槽は前記外槽内に回転可能に提供され、前記ワブラーは前記内槽120内に提供される。
【0019】
円筒形の前記脱水軸は前記外槽を貫通した後、前記内槽の下部面に固定され、前記洗濯軸140は前記脱水軸の内部と前記内槽の下部を貫通するように提供される。前記モータは前記洗濯軸を正方向又は逆方向に回転させる。
【0020】
前記クラッチアッセンブリは制御部の信号により作動し、前記洗濯軸の回転力を脱水軸に選択的に伝達する。前記案内ガイドは、前記洗濯軸の上面に平断面が螺旋状になるように突出する。前記傾斜軸はその上端が前記ワブラーに結合され、下端は前記案内ガイドの内周面に支持されるように傾斜して提供され、前記洗濯軸の回転時に前記洗濯軸の中心軸を中心に傾斜した状態で旋回しながら前記ワブラーを揺動させる。前記案内手段は前記傾斜軸を支持し、且つ傾斜軸の旋回運動を案内する。
【0021】
前記案内ガイドは、両端部からそれぞれ内側に折り曲げられて延長された第1及び第2ストッパーを更に含めてなる。
前記傾斜軸は、前記傾斜軸の下端から前記傾斜軸の中心軸に対して軸径が小さく、且つ偏心するように延長され、その端部が前記案内ガイドの内面に接触して支持され、前記傾斜軸の旋回運動を案内する偏心軸を更に含めてなる。
前記傾斜軸は前記下端から軸径が拡張され、その下面の縁部の一地点から前記偏心軸が延長する拡張部を更に含めてなる。
【0022】
また、本発明による洗濯機は、前記傾斜軸の上端とワブラーとの結合部位に設けられ、相互摩擦及び連動回転を防止するベアリングを更に含めてなる。
【0023】
一方、本発明による洗濯機において、前記内槽は、前記内槽の下部に提供され、前記傾斜軸が貫通し、前記傾斜軸の傾斜角度の範囲を制限する傾斜軸ガイドを更に含めてなり、前記傾斜軸は、前記傾斜軸の外周面から延長され、前記傾斜軸ガイドの内面に接触して前記傾斜軸の傾斜角度の範囲を制限するボスを更に含めてなる。また、前記傾斜軸ガイドの内周面は、上側の内周面より下側の内周面が広がるように傾斜面からなる。前記傾斜軸ガイドは、前記傾斜軸が垂直軸に対して1°〜10°範囲の傾斜角度を有するように提供される。
【0024】
本発明の第1実施形態において、前記案内手段は、前記傾斜軸の一地点から球状に拡張され、前記内槽に支持されて回転するボールジョイントを含めてなる。そして、前記案内手段は、前記内槽の下部から延長され、前記傾斜軸が貫通し、前記ボールジョイントが安着して支持されるサポーターを更に含めてなる。ここで、前記サポーターは前記ボールジョイントと面接触しながら前記ボールジョイントを支持する球面の支持溝を含めてなる。
一方、前記内槽の内部の下側の縁面は前記ワブラーのワブリング時に、前記ワブラーの側端部と常に一定の間隙を維持して洗濯物が挟まることを防止するように球面からなる。
【0025】
本発明の第2実施形態による洗濯機で前記案内手段は、前記傾斜軸の外周面から球面を有するボール状に延長されたワブラーガイドと、そして、前記内槽の下部に提供され、前記傾斜軸が貫通し、前記ワブラーガイドの下面を支持しながら前記傾斜軸の旋回回転を案内する下部ガイドとを含めてなる。ここで、前記下部ガイドは、前記ワブラーガイドの下面と面接触しながら傾斜軸の旋回回転をスムースに案内する球面を有する案内面を含めてなる。
【0026】
また、本発明の第2実施形態による洗濯機で前記案内手段は、その底面が前記ワブラーガイドの上部面を案内するように前記内槽の内面からボール状に延長され、その底面の中央に前記傾斜軸が貫通する貫通ホールを有する上部ガイドを更に含めてなる。ここで、前記上部ガイドは、前記ワブラーの揺動時に、その上面が前記ワブラーの側端部と一定の間隙を維持して、洗濯物が挟まることを防止するように球面からなる。
【0027】
一方、本発明の第3実施形態による洗濯機は、前記第2実施形態による洗濯機とその構成が類似している。但し、第2実施形態ではサポーターと傾斜軸ガイドが提供されず、下部ガイドがこれらの役割を果たす。このために、前記傾斜軸が貫通する下部ガイドのホールは直径が小さく形成され、前記下部ガイドの内周面は上側の内周面より下側の内周面が広がるように傾斜面からなる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【0029】
図1乃至図3は本発明の第1実施形態の技術的な特徴を良く示しており、これらを参照して本発明の第1実施形態の具体的な構成を説明する。ここで、図8に基づいて説明した従来の洗濯機の構成要素のような一般的な構成に対しては図示を省略する。
【0030】
前記図面を参照すると、本発明の第1実施形態は、キャビネット、外槽、内槽120、ワブラー500、洗濯軸140、脱水軸150、モータ、クラッチアッセンブリ、案内ガイド170、傾斜軸200、そして、案内手段を含めてなる。
【0031】
前記キャビネットは外槽を形成する。そして、前記外槽は前記キャビネット内に固定される。内槽120は前記外槽内に回転可能に提供され、ワブラー500は内槽120内に提供される。
【0032】
脱水軸150は両端が開放された円筒形からなり、前記外槽を貫通した後、内槽120の下部面に固定されたハブ121に内槽120の中心軸と同一軸線上に結合される。
【0033】
洗濯軸140は脱水軸150の内部と内槽120の下部、より詳細には、内槽120の下部に提供されたハブ121を貫通するように提供される。洗濯軸140はモータと連結され、正方向又は逆方向に回転する。
【0034】
クラッチアッセンブリ(図示せず)は制御部(図示せず)の信号により作動し、モータにより回転する洗濯軸140の回転力を脱水軸150に選択的に伝達する。即ち、クラッチアッセンブリは、脱水時には洗濯軸140と脱水軸150とが共に回転するようにこれらを連結し、洗濯時には洗濯軸140のみが単独で回転するように洗濯軸140と脱水軸150とを連結させる。このようなクラッチアッセンブリの細部的な構成は、洗濯機に使用される通常のクラッチアッセンブリのそれと同一であるので、本明細書では詳細な構成に対する説明は省略する。
【0035】
案内ガイド170は、図3に示すように、平断面が螺旋状になるように洗濯軸140の上面に突出する。これをより詳細に説明すると、案内ガイド170は、上側から平面に見た時、一端が洗濯軸140の中心軸に隣接し、中間部は反時計方向に行くほど洗濯軸140の中心軸から次第に遠ざかり、他端は洗濯軸140の外周面に隣接して位置する。
このような案内ガイド170は、別途のピースで製作され、洗濯軸140の上端面にボルトなどの締結部材700により締結されることができ、洗濯軸140の上端面に一体で形成されることもできる。
【0036】
案内ガイド170の一端と他端にはそれぞれ案内ガイド170の内側に向かうように第1ストッパー172と第2ストッパー171とがそれぞれ折り曲げられて延長される。
【0037】
傾斜軸200は上端がワブラー500に結合され、下端が案内ガイド170の内面に支持されるように傾斜して提供される。このような傾斜軸200は洗濯モードで洗濯軸140の回転時に洗濯軸140の中心軸を中心に傾斜した状態で旋回しながら上端に結合されたワブラー500を揺動させる。
【0038】
一方、傾斜軸200は、拡張部240と偏心軸250を更に含めてなる。拡張部240は、傾斜軸200の下端で軸径が拡張した形態で広く形成される。
そして、偏心軸250は傾斜軸200の下端で傾斜軸200の中心軸に対して偏心するように延長されるが、例えば、傾斜軸200の下端で広く拡張された拡張部240の下面の周縁の一地点から延長される。また、偏心軸250は傾斜軸200に比べて軸径が小さく形成される。傾斜軸200がこのような構造を有すると、偏心軸250が傾斜軸200の中心軸に対して更に偏心した位置に形成され得る。
【0039】
一方、偏心軸250は、その外周面が案内ガイド170の内周面に接触して支持される。そして、偏心軸250の端部と洗濯軸140の上面との間には間隙が維持される。このように、偏心軸250の端部と洗濯軸140の上面との間に間隙を維持できるように傾斜軸200を支持し、傾斜軸200の旋回運動を案内するために案内手段が備えられる。
【0040】
本発明の第1実施形態で前記案内手段はボールジョイント300とサポーター122とを含めてなる。
ボールジョイント300は一種のピボットであって、図3に示すように、傾斜軸の外周の縁面の一部分で球状に拡張され、図1に示すように、内槽120のサポーター122により支持される。ボールジョイント300を支持するためのサポーター122は内槽120の下部から延長される。そして、図1に示すように、傾斜軸200がサポーター122を貫通し、ボールジョイント300がサポーター122の内周面に安着して支持される。このために、サポーター122の内周面にはボールジョイント300と面接触しながらボールジョイント300を支持する球面の支持溝122aが提供される。
【0041】
このように構成されると、傾斜軸200は偏心軸250の端部と洗濯軸140の上面との間に間隙を維持しながらサポーター122の支持溝122aに安着したボールジョイント300を中心に回転及び旋回可能である。
【0042】
一方、本発明の第1実施形態で傾斜軸200は、一定の傾斜角度の範囲内で傾斜した状態で旋回運動を行う。このように傾斜軸200の傾斜角度の範囲を制限するために、傾斜軸ガイド600とボス260とが更に備えられる。
【0043】
傾斜軸ガイド600は、内槽120の下部、より詳細には内槽120の下部に提供されたサポーター122に提供される。傾斜軸ガイド600は、図3に示すように、リング状に形成され、サポーター122の支持溝122aの下側に提供される。そして、傾斜軸200は、図2に示すように、傾斜軸ガイド600の内周面600aが形成する空間を貫通するように設けられる。
【0044】
ボス260は傾斜軸200の外周の縁面で半径方向に延長される。ボス260の外周面は傾斜軸200の旋回運動時に傾斜軸ガイド600の内周面600aに接触して、傾斜軸200の傾斜角度の範囲を制限する。
【0045】
一方、傾斜軸200が貫通する傾斜軸ガイド600の内周面600aは、ボス260と面接触するように上側の内周面より下側の内周面が広がるように傾斜面からなる。
【0046】
本発明の第1実施形態では、上記した構造を有する傾斜軸ガイド600とボス260とによって、より詳細にはボス260の直径と傾斜軸ガイド600の内径、及び内周面600aの傾きなどによって、洗濯時に旋回運動する傾斜軸200の傾斜角度の範囲が決定される。本発明の第1実施形態で傾斜軸200の傾斜角度の範囲は、垂直軸に対して1°〜10°範囲の傾斜角度を有するように設けられる。
【0047】
一方、ワブラー500の揺動時に傾斜軸200とワブラー500の相互摩擦、及び連動回転を防止できるように、傾斜軸200の上端とワブラー500との結合部位にベアリング400が設けられる。このように設けられるベアリング400としてはボールベアリング、又はジャーナルベアリングなどがある。
【0048】
また、ワブラー500の揺動時にワブラー500の側段部と内槽120の内部の下側の縁面との間に洗濯物が挟まることを防止するために、内槽120の内部の下側の縁面はワブラー500の側端部と常に一定の間隙を維持できるように球面からなる。
【0049】
本発明の第1実施形態による洗濯機は、洗濯モードで作動する場合、傾斜軸200が傾斜した状態で旋回運動しながらワブラー500が揺動して、洗濯物にエネルギーを加えて洗濯を行う。そして、脱水モードで作動する場合、傾斜軸200が垂直を維持した状態でワブラー500と内槽120とが共に回転しながら遠心力を用いて洗濯物を脱水する。以下では洗濯及び脱水の過程を動力伝達と関連された構成要素を中心に詳細に説明する。
【0050】
まず、傾斜軸200は、中心軸から一方に偏心して突出した偏心軸250のため、重さの中心が一方に偏心している。従って、傾斜軸200は、停止状態でボールジョイント300を中心軸にして一方に傾く。このように停止した状態での傾斜軸200の傾斜角度は、偏心軸250の外周面が案内ガイド170の内周面に支持された状態での角度に制限される。このように停止した状態で傾斜軸200が傾くと、傾斜軸200の上端と結合されたワブラー500も図1に示すように共に傾く。
【0051】
このような状態でユーザが内槽120内に洗濯物を入れ、給水した後、洗濯モードで運転を開始すると、モータの動力は洗濯軸140にのみ伝達され、洗濯軸140は、図3に示すように、時計方向に回転する。この際、クラッチアッセンブリは、洗濯軸140の回転力が脱水軸150に伝達されないように制御する。
【0052】
洗濯軸140が時計方向に回転し始めると、傾斜軸200の下端にある偏心軸250は、慣性力によって元の位置を維持しようとする反面、洗濯軸140の上面に突出した螺旋状の平断面を有する案内ガイド170は時計方向に回転する。このように、傾斜軸200が停止した状態で案内ガイド170のみ時計方向に回転すると、偏心軸250の端部と案内ガイド170の内周面との間は次第に遠ざかるので、偏心軸250の端部が案内ガイド170の内周面に接触するまで傾斜軸200が支持溝122aに安着したボールジョイント300を中心に更に傾く。勿論、傾斜軸200と共にワブラー500も傾く。
【0053】
洗濯軸140が回転し続けることにより、傾斜軸200は次第に更に大きい角度で傾く。ところが、ボス260の外周面が傾斜軸ガイド600の内周面600aと接触して支持され、傾斜軸200の傾斜角度が固定される。
このように傾斜軸ガイド600とボス260によって傾斜軸200の傾斜角度が決定されるまで傾斜軸200は停止状態を維持しながら傾く。
【0054】
一方、案内ガイド170の端部には第2ストッパー171があるので、洗濯軸140が続けて回転すると、偏心軸250は第2ストッパー171に掛かって支持される。
偏心軸250が第2ストッパー171に掛かって支持された後には、洗濯軸140の回転と共に傾斜軸200も共に動く。この際、傾斜軸200はボールジョイント300を回転中心軸にして上端部と下端部とがそれぞれ洗濯軸140の中心軸の周囲を公転する軌跡を描きながら旋回運動を行う。
【0055】
このように洗濯軸140の回転に従って傾斜軸200が傾いた状態で旋回運動をしても、傾斜軸200とワブラー500はベアリング400を媒介に相互連結されているので、ワブラー500は傾斜軸200と共に連動して回転することはない。但し、傾斜軸200がボールジョイント300を中心に旋回運動を持続すると、ワブラー500は傾斜軸200の位置変化に従ってある一方が上昇するか下降する揺動運動を行う。
【0056】
即ち、傾斜軸200の上端部はベアリング400の内側レースに結合し、ワブラー500はベアリング400の外側レースに結合するので、傾斜軸200が旋回してもワブラー500が連動して回転することはない。
【0057】
そして、ワブラー500は、傾斜軸200が傾斜した方向に共に連動して傾斜するので、ボールジョイント300を中心に旋回する傾斜軸200の傾斜方向が速やかに変化することで、ワブラー500の傾斜方向も速やかに変化しながら揺動する。このように、ワブラー500が速やかな速度で揺動すると、内槽120に貯蔵された洗濯水や洗濯物に衝撃及び摩擦力などのエネルギーが加えられ洗濯が行われる。
【0058】
次に、洗濯が完了した後、脱水を行う過程について説明する。
脱水モードに転換すると、クラッチアッセンブリは制御部の信号に従って作動して、洗濯軸140と脱水軸150とを連結する。洗濯軸140と脱水軸150とが連結されると、モータの回転力は洗濯軸140と脱水軸150とに共に伝達され、脱水軸150と洗濯軸140とが同一の速度で共に回転する。
【0059】
一方、脱水モードでは洗濯モードとは異なって、洗濯軸140と脱水軸150が反時計方向に回転する。
モータによって洗濯軸140が反時計方向に回転し始めると、洗濯軸140の上面にある案内ガイド170も洗濯軸140と共に反時計方向に回転する。
この際、傾斜軸200は、傾斜した状態で偏心軸250が案内ガイド170の内面と接触し、慣性のため停止状態を維持しようとする。従って、時計方向に行くほど傾斜軸200の中心軸に隣接する螺旋状の平断面を有する案内ガイド170が反時計方向に回転すると、偏心軸250は案内ガイド170の内周面に接触した状態で次第に洗濯軸140の中心側に移動する。これにより、傾斜軸200はボールポイント300を中心に回転しながらその傾斜が次第に緩慢となる。
【0060】
一方、案内ガイド170の一端には第1ストッパー172が突出している。従って、案内ガイド170が回転しながら偏心軸250が第1ストッパー172に掛かって支持される。このように、偏心軸250が第1ストッパー172に掛かって支持された状態では、傾斜軸200が完全な垂直状態をなす。この際、洗濯軸140と傾斜軸200の中心軸は一致する。
【0061】
上記のように偏心軸250と第1ストッパー172によって垂直状態を成す傾斜軸200は、洗濯軸140と共に高速回転する。この際、ワブラー500は水平状態を維持する。そして、洗濯軸140と共に脱水軸150、及びこれと結合した内槽120とが共に高速で回転するので、内槽120内に収容された洗濯物に含有された水分は遠心力によって洗濯物から分離され、除去される。この際、傾斜軸200とワブラー500は、ベアリング400によって相互に公転するように構成されているが、内槽120内の洗濯水が排水された状態で洗濯物が内槽120と共に高速で回転するので、内槽120の下部にあるワブラー500も高速回転する。従って、本発明の第1実施形態は脱水時のワブラー500が洗濯物と共に高速で回転するので、洗濯物に損傷を与えない。
【0062】
一方、図4乃至図6は本発明の第2実施形態の技術的な特徴を良く示しており、これらを参照して本発明の第2実施形態の具体的な構成を説明する。
ここで、図8を参照して説明した従来の洗濯機の構成要素のような一般的な構成に対しては図を省略しており、図1乃至図3に基づいて説明した本発明の第1実施形態と同一の構成に対しては同一の符号や同一の名称を付する。
【0063】
本発明の第2実施形態は、図4乃至図6に示すように、図1乃至図3を参照して説明した第1実施形態と類似した構成を有する。従って、以下では第1実施形態と異なる構成を有する案内手段を中心に説明する。
【0064】
第2実施形態の案内手段は、ボールジョイント300を回転中心に傾斜軸200が旋回運動するように構成された第1実施形態の案内手段とは異なり、傾斜軸200の旋回運動をワブラーガイド210、上部ガイド300a、そして、下部300bが案内するように構成される。勿論、第2実施形態でボールジョイントと支持ホームは提供されない。以下では、このような第2実施形態の案内手段の構成をより詳細に説明する。
【0065】
ワブラーガイド210は、図4に示すように、ボス260が形成された部分の上側に位置した傾斜軸200の外周の縁面に球面を有するボール状に延長されてなる。ここで、ボールの端部は上側に向かい、ボールの膨らんでいる部分は下側に向かうように配置される。
【0066】
下部ガイド300bは、内槽120の下側部分に提供され、中央には傾斜軸200が貫通するようにホールが提供される。下部ガイド300bの上面には、前記ホールを中心にワブラーガイド210の下面と対応する球面を有する案内面310が提供される。案内面310は、ワブラーガイド210の下面と面接触しながらワブラーガイド210を支持し、傾斜軸200の旋回回転をスムースに案内する。
【0067】
上部ガイド300aは、内槽120の内面で膨らんでいる部分が下側に位置するようにボール状に延長する。このように提供される上部ガイド300aは、その底面がワブラーガイド210の上部面を案内する。そして、上部ガイド300aの膨らんでいる底面の中央には傾斜軸200が貫通する貫通ホールが提供される。
【0068】
一方、ワブラー500の揺動時に、上部ガイド300aの上面とワブラー500の側端部との間に洗濯物が挟まることを防止するために、上部ガイド300aの上面とワブラー500の側段部が常に一定の間隙を維持するように、上部ガイド300aの上面は球面からなる。
【0069】
ワブラーガイド210、上部ガイド300a、そして、下部ガイド300bが上記のような構造で形成されると、図4及び図5に示すように、傾斜軸200の縁面から延長されたワブラーガイド210が上部ガイド300aの底面と、下部ガイド300bの案内面310との間に形成された間隙に挿入された状態で移動しながら傾斜軸200の旋回運動を案内する。
【0070】
一方、第2実施形態でも傾斜軸200の傾斜角度の範囲を制限するための傾斜軸ガイド600とボス260が提供されるが、傾斜軸ガイド600は、内槽120の下部、例えば、図1に示すように、内槽120の下部に提供された下部ガイド300bから延長されたサポーター122に提供される。ここで、設置に必要な空間を最小化するために、サポーター122は、図4に示すように、下部ガイド300bのホールの内周面から延長されるように構成される。
【0071】
上記のような構造を有する本発明の第2実施形態は次のように作動する。
【0072】
傾斜軸200とワブラー500は、第1実施形態と同一の原理によって停止状態で傾斜した状態を維持する。
【0073】
洗濯モードでは、図6に示すように、洗濯軸140のみが時計方向に回転する。傾斜軸200とワブラー500が傾斜した状態で洗濯軸140が時計方向に回転すると、傾斜軸200とワブラー500の傾斜角度は更に大きくなり、偏心軸250が第2ストッパー171に掛かって支持された後には、洗濯軸140と共に傾斜軸200も旋回運動を行う。
【0074】
傾斜軸200が旋回運動を行うと、ワブラーガイド210が下部ガイド300bの案内面と上部ガイド300aとの間に挿入された状態で移動しながら傾斜軸200の運動を案内する。この際、傾斜軸200は、図4に示すように、洗濯軸140の中心軸の延長線と、傾斜軸200の中心軸の延長線との交差点を回転軸にし、洗濯軸140の中心軸を中心軸にして旋回運動を行う。
傾斜軸200の旋回運動に従ってワブラー500は揺動しながら内槽120内に収容された洗濯水と洗濯物にエネルギーを加えて洗濯を行う。
【0075】
洗濯が完了して洗濯機が脱水モードに転換すると、クラッチアッセンブリの作動によって洗濯軸140と脱水軸150とが連結される。連結された洗濯軸140と脱水軸150は反時計方向に回転し、脱水軸150と結合した内槽120も共に回転する。
【0076】
洗濯軸140が反時計方向に回転すると、第1実施形態の作動過程と同一の原理によって偏心軸250が洗濯軸140の中心側に移動し、傾斜軸200が垂直状態をなす。そして、傾斜軸200が垂直状態をなした状態で偏心軸250が第1ストッパー172に掛かって支持されるので、洗濯軸140が回転しながら傾斜軸200も垂直状態で共に回転する。この場合、ワブラーガイド210は、図5に示すように、上部ガイド300aと下部ガイド300bの案内面の間に挿入された状態で位置を変更せず、その場で回転しながら傾斜軸200を支持する。
【0077】
上記で説明された本発明の第2実施形態は、傾斜軸200の傾斜角度の大きさに従って洗濯軸140の中心軸の延長線と、傾斜軸200の中心軸の延長線との交差点がワブラー500の上側に位置するように設計すべき場合に有用に用いられ得る。即ち、上記した場合には、ワブラー500の上側にボールジョイントとサポーターを設置し難いので、第2実施形態でのように、ワブラーガイド210と、上部ガイド300a及び下部ガイド300bが傾斜軸200を案内するように構成すれば良い。
【0078】
一方、図7は本発明の第3実施形態の技術的な特性を良く示している。第3実施形態は、図7に示すように、その構成が図4乃至図6に基づいて説明された第2実施形態と非常に類似している。但し、第3実施形態では、傾斜軸200の傾斜角度を制限するための傾斜軸ガイドと、前記傾斜軸ガイドを設置するためのサポーターとが別途に提供されず、その代わりに下部ガイド300bが傾斜軸ガイド及びサポーターの役割を共に行う。即ち、図7に示すように、傾斜軸200が貫通する下部ガイド300bのホールの直径は、第2実施形態の傾斜軸ガイド600の内径だけ小さく形成し、ホールの内周面300cも上側部より下側部の直径が大きいように傾斜して構成される。
【0079】
下部ガイド300bが上記のように構成されると、傾斜軸200のボス260がホールの内周面300cに接触して支持され、傾斜軸200の旋回運動を案内しながらその傾斜角度を制限可能である。そして、部品数が減少し、製作が容易となり製作費用が節減する。また、傾斜軸200が貫通するホールが小さく形成されるので、相対的にワブラーガイド210の下面を支持して案内する案内面310の面積が広くなり、ワブラー500の揺動を安定的に案内できる。
【0080】
上記で幾つかの実施形態が提示されているが、本発明の趣旨及び範囲から外れない限り、他の様々な形態で具体化され得るということは該当技術に通常の知識を有しているものであれば自明であろう。
例えば、洗濯時にワブラー500と傾斜軸200との間の摩擦を防止するために傾斜軸200の上端に設けられるジャーナル又はボールベアリングの代わりに、一方向のクラッチを設置しても構わない。
【0081】
即ち、一方向のクラッチを設置すると、洗濯時には傾斜軸200のみが回転し、脱水時には傾斜軸200とワブラー500とが共に回転するので、脱水時に洗濯物とワブラー500との間の摩擦を減少させ得る。前記一方向のクラッチとしてはローラクラッチが最も一般的に適用され得るが、同一の作用を行う限り、前記ローラクラッチの他にスプラグクラッチ(sprag clutch)など、他の形態のものも使用可能である。
【0082】
参考までに、一方向のクラッチの一種のローラクラッチは、円筒状として内周面上に斜面が形成された外側レースと、前記外側レース内にシャフトと平行した軸線を有し、且つ周縁方向に沿って配置されるローラと、そして、前記ローラを支持するための内側レースとを含めてなる。
【0083】
また、上記した実施形態において、洗濯軸140の中心から遠い位置に配置された案内ガイド170の端部に形成される第2ストッパー171は提供されなくても良い。
【0084】
この場合には脱水モードから洗濯モードへの変換時に、洗濯軸140が時計方向に回転することで、傾斜軸200の下段部に備えられた偏心軸250が最初は案内ガイド170の内部に位置した後、案内ガイド170の外側に外れることで洗濯軸140の中心軸に隣接して配置された案内ガイド170の外周面に進入する。その後、案内ガイド170の外周面に沿って移動する偏心軸250は、所定の地点に至るとそれ以上進行せずに止まる。このように、偏心軸250が案内ガイド170の外面に沿って移動した後止まる理由は、傾斜軸200は、傾斜軸ガイド600のため傾斜角度の範囲が制限されるのに対し、案内ガイド170は、平断面が螺旋状に形成されているので、所定の地点で傾斜軸200が傾斜軸ガイド600の内面と案内ガイド170の外面との干渉を受けるからである。
【0085】
一方、洗濯モードから脱水モードに変換すると、案内ガイド170が反対方向に回転するので、案内ガイド170の外面に位置していた偏心軸250が案内ガイド170の内主面に進入した後第1ストッパー172に掛かるので、傾斜軸200が垂直状態で回転する。
【0086】
一方、本発明による洗濯機は、洗濯実行時に、クラッチアッセンブリを操作して洗濯軸及び脱水軸に同時に動力が伝達されるように構成することもできる。
このように構成すると、洗濯実行時に内槽が共に回転して、強力で多様な水流を形成できるので、洗濯性能を更に向上させることができる。
【0087】
【発明の効果】
以上説明したような本発明は次のような効果がある。
【0088】
第一に、従来のパルセータータイプの洗濯機とは異なり、モータの回転運動がワブラーの揺動運動に転換され、洗濯物の運動が上下方向への振動運動に転換されるので、洗濯時に洗濯物の捩れ現象を防止できる。
第二に、脱水時にはワブラーが自動的に水平を維持するので、高速で回転する脱水軸、及び内槽に対するアンバランスが解消され、そのアンバランスによる洗濯物の損傷を防止できる。
第三に、ワブラーの運動によるエネルギーが洗濯物の捩れや損傷に使用されず、洗濯に必要な所にのみ集中されるので、エネルギー効率が高く、製品の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態でワブラーが傾斜した模様を示す部分断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態でワブラーが水平を維持する模様を示す部分断面図である。
【図3】本発明の第1実施形態で傾斜軸と洗濯軸との結合関係を示す部分斜視図である。
【図4】本発明の第2実施形態でワブラーが傾斜した模様を示す部分断面図である。
【図5】本発明の第2実施形態でワブラーが水平を維持する模様を示す部分断面図である。
【図6】本発明の第2実施形態で傾斜軸と洗濯軸との結合関係を示す部分斜視図である。
【図7】本発明の第3実施形態でワブラーが水平を維持する模様を示す部分断面図である。
【図8】一般的なパルセータータイプ洗濯機の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
120…内槽
121…ハブ
122…サポーター
140…洗濯軸
150…脱水軸
170…案内ガイド
171…第2ストッパー
172…第1ストッパー
200…傾斜軸
210…ワブラーガイド
300a…上部ガイド
300b…下部ガイド
310…案内面
240…拡張部
250…偏心軸
260…ボス
300…ボールジョイント
400…ベアリング
500…ワブラー
600…傾斜軸ガイド
【発明の属する技術分野】
本発明は洗濯機に関し、特にワブラーが内槽内で揺動しながら洗濯を行う構造を有する洗濯機に関する。
【0002】
【従来の技術】
洗濯機は、洗剤と水の作用を用いて洗濯物に付いている汚れを洗い落とすように洗濯と濯ぎ、及び脱水過程を進行する機器である。このような洗濯機は、大きく分けてドラム式と攪拌式、そして脈動式とに区分される。
【0003】
ドラム式洗濯機の簡単な洗濯メカニズムは次の通りである。内面に多数のタンブリングリブが突出したドラムの内部に水と洗剤、及び洗濯物を投入し、ドラムを低速で回転させる。すると、洗濯物がタンブリングリブによって持ち上げられた後、落ちる衝撃と洗剤の作用によって洗濯が行われる。
【0004】
一方、攪拌式と脈動式洗濯機は、洗濯槽の中央に立ち上がっているエジテーター、又はパルセーターを回転させる時に発生する水流による摩擦、及び洗剤の作用で洗濯を行う。このような攪拌式及び脈動式洗濯機は、洗濯力が優秀であり、且つ大容量化が容易であるという長所がある。
【0005】
以下では、一般的な脈動式洗濯機の構造を図8に基づいて説明する。
【0006】
キャビネット1の内部には洗濯水を貯水する外槽3が提供され、外槽3内には内槽5が回転可能に提供される。
サポーター2は、両端がキャビネット1と外槽3とにそれぞれ連結され、外槽3を支持する。内槽5の外壁には多数の通孔5aが形成され、洗濯水が外槽3と内槽5との間を出入りする。
【0007】
内槽5の内部の底面の中心部にはパルセーター7が回転可能に提供される。そして、内槽5及びパルセーター7を回転させるようにモータ9が提供される。
モータ9の動力が内槽5及びパルセーター7に伝達される構造をより詳細に説明する。
【0008】
脱水軸15は外槽3の下部を貫通した後、内槽5に結合され、脱水軸15の内部を貫通するように洗濯軸13が提供される。洗濯軸13は上端がパルセーター7と結合され、下端がモータ9と連結される。
【0009】
一方、洗濯軸13と脱水軸15は通常セレーション結合されるが、制御部(図示せず)の信号により作動するクラッチアッセンブリ11によって洗濯軸13の回転力が脱水軸15に選択的に伝達される。
【0010】
上記のような構造を有する洗濯機の作動を以下に説明する。
【0011】
内槽5の内部に洗濯物を入れ、洗濯機を作動させると、内槽5に洗濯水が吸水される。吸水が完了すると、パルセーター7が正/逆方向に回転しながら水流を発生させる。すると、パルセーター7及び水流による洗濯物間の摩擦、洗剤の作用などによって洗濯が行われる。
【0012】
所定の時間洗濯が行われた後には洗濯水が排水される。そして、きれいな洗濯水を内槽に供給し、パルセーター7を回転させ洗濯物を濯いだ後、濯ぎ水を排出する。
【0013】
上記した濯ぎ過程を数回繰り返した後に洗濯物を脱水する。脱水過程ではクラッチアッセンブリ11の作動によって洗濯軸13と脱水軸15とが相互に連結され、洗濯軸13の回転力が脱水軸に伝達される。従って、この際にはパルセーター7と内槽5とが共に高速回転し、洗濯物に含有された水が遠心力により分離された後、外部に排出される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように作動する従来の洗濯機は、洗濯物が洗濯水に浸かった状態でパルセーター7が内槽5の中心軸と同心上に設けられ回転しながら水流を起こして洗濯を行うので、洗濯物が捩れるだけでなく、損傷が多かった。
【0015】
即ち、従来の洗濯機はエネルギーが洗濯に必要な所に集中されず、洗濯物の捩れ及び損傷を引き起こすのに使用されることで、洗濯機のエネルギー効率を落とし、製品の信頼性を低下させるという問題がある。
【0016】
そこで、本発明の目的は、モータの回転をワブラーの揺動運動に転換して、上下振動運動で洗濯を行うことで、洗濯物の捩れを防止できる改善された動力伝達構造を有する洗濯機を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、キャビネット、外槽、内槽、ワブラー、洗濯軸、脱水軸、モータ、クラッチアッセンブリ、案内ガイド、傾斜軸、そして、案内手段を含めてなる。
【0018】
前記キャビネットは外槽を形成し、前記外槽は前記キャビネット内に固定される。前記内槽は前記外槽内に回転可能に提供され、前記ワブラーは前記内槽120内に提供される。
【0019】
円筒形の前記脱水軸は前記外槽を貫通した後、前記内槽の下部面に固定され、前記洗濯軸140は前記脱水軸の内部と前記内槽の下部を貫通するように提供される。前記モータは前記洗濯軸を正方向又は逆方向に回転させる。
【0020】
前記クラッチアッセンブリは制御部の信号により作動し、前記洗濯軸の回転力を脱水軸に選択的に伝達する。前記案内ガイドは、前記洗濯軸の上面に平断面が螺旋状になるように突出する。前記傾斜軸はその上端が前記ワブラーに結合され、下端は前記案内ガイドの内周面に支持されるように傾斜して提供され、前記洗濯軸の回転時に前記洗濯軸の中心軸を中心に傾斜した状態で旋回しながら前記ワブラーを揺動させる。前記案内手段は前記傾斜軸を支持し、且つ傾斜軸の旋回運動を案内する。
【0021】
前記案内ガイドは、両端部からそれぞれ内側に折り曲げられて延長された第1及び第2ストッパーを更に含めてなる。
前記傾斜軸は、前記傾斜軸の下端から前記傾斜軸の中心軸に対して軸径が小さく、且つ偏心するように延長され、その端部が前記案内ガイドの内面に接触して支持され、前記傾斜軸の旋回運動を案内する偏心軸を更に含めてなる。
前記傾斜軸は前記下端から軸径が拡張され、その下面の縁部の一地点から前記偏心軸が延長する拡張部を更に含めてなる。
【0022】
また、本発明による洗濯機は、前記傾斜軸の上端とワブラーとの結合部位に設けられ、相互摩擦及び連動回転を防止するベアリングを更に含めてなる。
【0023】
一方、本発明による洗濯機において、前記内槽は、前記内槽の下部に提供され、前記傾斜軸が貫通し、前記傾斜軸の傾斜角度の範囲を制限する傾斜軸ガイドを更に含めてなり、前記傾斜軸は、前記傾斜軸の外周面から延長され、前記傾斜軸ガイドの内面に接触して前記傾斜軸の傾斜角度の範囲を制限するボスを更に含めてなる。また、前記傾斜軸ガイドの内周面は、上側の内周面より下側の内周面が広がるように傾斜面からなる。前記傾斜軸ガイドは、前記傾斜軸が垂直軸に対して1°〜10°範囲の傾斜角度を有するように提供される。
【0024】
本発明の第1実施形態において、前記案内手段は、前記傾斜軸の一地点から球状に拡張され、前記内槽に支持されて回転するボールジョイントを含めてなる。そして、前記案内手段は、前記内槽の下部から延長され、前記傾斜軸が貫通し、前記ボールジョイントが安着して支持されるサポーターを更に含めてなる。ここで、前記サポーターは前記ボールジョイントと面接触しながら前記ボールジョイントを支持する球面の支持溝を含めてなる。
一方、前記内槽の内部の下側の縁面は前記ワブラーのワブリング時に、前記ワブラーの側端部と常に一定の間隙を維持して洗濯物が挟まることを防止するように球面からなる。
【0025】
本発明の第2実施形態による洗濯機で前記案内手段は、前記傾斜軸の外周面から球面を有するボール状に延長されたワブラーガイドと、そして、前記内槽の下部に提供され、前記傾斜軸が貫通し、前記ワブラーガイドの下面を支持しながら前記傾斜軸の旋回回転を案内する下部ガイドとを含めてなる。ここで、前記下部ガイドは、前記ワブラーガイドの下面と面接触しながら傾斜軸の旋回回転をスムースに案内する球面を有する案内面を含めてなる。
【0026】
また、本発明の第2実施形態による洗濯機で前記案内手段は、その底面が前記ワブラーガイドの上部面を案内するように前記内槽の内面からボール状に延長され、その底面の中央に前記傾斜軸が貫通する貫通ホールを有する上部ガイドを更に含めてなる。ここで、前記上部ガイドは、前記ワブラーの揺動時に、その上面が前記ワブラーの側端部と一定の間隙を維持して、洗濯物が挟まることを防止するように球面からなる。
【0027】
一方、本発明の第3実施形態による洗濯機は、前記第2実施形態による洗濯機とその構成が類似している。但し、第2実施形態ではサポーターと傾斜軸ガイドが提供されず、下部ガイドがこれらの役割を果たす。このために、前記傾斜軸が貫通する下部ガイドのホールは直径が小さく形成され、前記下部ガイドの内周面は上側の内周面より下側の内周面が広がるように傾斜面からなる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【0029】
図1乃至図3は本発明の第1実施形態の技術的な特徴を良く示しており、これらを参照して本発明の第1実施形態の具体的な構成を説明する。ここで、図8に基づいて説明した従来の洗濯機の構成要素のような一般的な構成に対しては図示を省略する。
【0030】
前記図面を参照すると、本発明の第1実施形態は、キャビネット、外槽、内槽120、ワブラー500、洗濯軸140、脱水軸150、モータ、クラッチアッセンブリ、案内ガイド170、傾斜軸200、そして、案内手段を含めてなる。
【0031】
前記キャビネットは外槽を形成する。そして、前記外槽は前記キャビネット内に固定される。内槽120は前記外槽内に回転可能に提供され、ワブラー500は内槽120内に提供される。
【0032】
脱水軸150は両端が開放された円筒形からなり、前記外槽を貫通した後、内槽120の下部面に固定されたハブ121に内槽120の中心軸と同一軸線上に結合される。
【0033】
洗濯軸140は脱水軸150の内部と内槽120の下部、より詳細には、内槽120の下部に提供されたハブ121を貫通するように提供される。洗濯軸140はモータと連結され、正方向又は逆方向に回転する。
【0034】
クラッチアッセンブリ(図示せず)は制御部(図示せず)の信号により作動し、モータにより回転する洗濯軸140の回転力を脱水軸150に選択的に伝達する。即ち、クラッチアッセンブリは、脱水時には洗濯軸140と脱水軸150とが共に回転するようにこれらを連結し、洗濯時には洗濯軸140のみが単独で回転するように洗濯軸140と脱水軸150とを連結させる。このようなクラッチアッセンブリの細部的な構成は、洗濯機に使用される通常のクラッチアッセンブリのそれと同一であるので、本明細書では詳細な構成に対する説明は省略する。
【0035】
案内ガイド170は、図3に示すように、平断面が螺旋状になるように洗濯軸140の上面に突出する。これをより詳細に説明すると、案内ガイド170は、上側から平面に見た時、一端が洗濯軸140の中心軸に隣接し、中間部は反時計方向に行くほど洗濯軸140の中心軸から次第に遠ざかり、他端は洗濯軸140の外周面に隣接して位置する。
このような案内ガイド170は、別途のピースで製作され、洗濯軸140の上端面にボルトなどの締結部材700により締結されることができ、洗濯軸140の上端面に一体で形成されることもできる。
【0036】
案内ガイド170の一端と他端にはそれぞれ案内ガイド170の内側に向かうように第1ストッパー172と第2ストッパー171とがそれぞれ折り曲げられて延長される。
【0037】
傾斜軸200は上端がワブラー500に結合され、下端が案内ガイド170の内面に支持されるように傾斜して提供される。このような傾斜軸200は洗濯モードで洗濯軸140の回転時に洗濯軸140の中心軸を中心に傾斜した状態で旋回しながら上端に結合されたワブラー500を揺動させる。
【0038】
一方、傾斜軸200は、拡張部240と偏心軸250を更に含めてなる。拡張部240は、傾斜軸200の下端で軸径が拡張した形態で広く形成される。
そして、偏心軸250は傾斜軸200の下端で傾斜軸200の中心軸に対して偏心するように延長されるが、例えば、傾斜軸200の下端で広く拡張された拡張部240の下面の周縁の一地点から延長される。また、偏心軸250は傾斜軸200に比べて軸径が小さく形成される。傾斜軸200がこのような構造を有すると、偏心軸250が傾斜軸200の中心軸に対して更に偏心した位置に形成され得る。
【0039】
一方、偏心軸250は、その外周面が案内ガイド170の内周面に接触して支持される。そして、偏心軸250の端部と洗濯軸140の上面との間には間隙が維持される。このように、偏心軸250の端部と洗濯軸140の上面との間に間隙を維持できるように傾斜軸200を支持し、傾斜軸200の旋回運動を案内するために案内手段が備えられる。
【0040】
本発明の第1実施形態で前記案内手段はボールジョイント300とサポーター122とを含めてなる。
ボールジョイント300は一種のピボットであって、図3に示すように、傾斜軸の外周の縁面の一部分で球状に拡張され、図1に示すように、内槽120のサポーター122により支持される。ボールジョイント300を支持するためのサポーター122は内槽120の下部から延長される。そして、図1に示すように、傾斜軸200がサポーター122を貫通し、ボールジョイント300がサポーター122の内周面に安着して支持される。このために、サポーター122の内周面にはボールジョイント300と面接触しながらボールジョイント300を支持する球面の支持溝122aが提供される。
【0041】
このように構成されると、傾斜軸200は偏心軸250の端部と洗濯軸140の上面との間に間隙を維持しながらサポーター122の支持溝122aに安着したボールジョイント300を中心に回転及び旋回可能である。
【0042】
一方、本発明の第1実施形態で傾斜軸200は、一定の傾斜角度の範囲内で傾斜した状態で旋回運動を行う。このように傾斜軸200の傾斜角度の範囲を制限するために、傾斜軸ガイド600とボス260とが更に備えられる。
【0043】
傾斜軸ガイド600は、内槽120の下部、より詳細には内槽120の下部に提供されたサポーター122に提供される。傾斜軸ガイド600は、図3に示すように、リング状に形成され、サポーター122の支持溝122aの下側に提供される。そして、傾斜軸200は、図2に示すように、傾斜軸ガイド600の内周面600aが形成する空間を貫通するように設けられる。
【0044】
ボス260は傾斜軸200の外周の縁面で半径方向に延長される。ボス260の外周面は傾斜軸200の旋回運動時に傾斜軸ガイド600の内周面600aに接触して、傾斜軸200の傾斜角度の範囲を制限する。
【0045】
一方、傾斜軸200が貫通する傾斜軸ガイド600の内周面600aは、ボス260と面接触するように上側の内周面より下側の内周面が広がるように傾斜面からなる。
【0046】
本発明の第1実施形態では、上記した構造を有する傾斜軸ガイド600とボス260とによって、より詳細にはボス260の直径と傾斜軸ガイド600の内径、及び内周面600aの傾きなどによって、洗濯時に旋回運動する傾斜軸200の傾斜角度の範囲が決定される。本発明の第1実施形態で傾斜軸200の傾斜角度の範囲は、垂直軸に対して1°〜10°範囲の傾斜角度を有するように設けられる。
【0047】
一方、ワブラー500の揺動時に傾斜軸200とワブラー500の相互摩擦、及び連動回転を防止できるように、傾斜軸200の上端とワブラー500との結合部位にベアリング400が設けられる。このように設けられるベアリング400としてはボールベアリング、又はジャーナルベアリングなどがある。
【0048】
また、ワブラー500の揺動時にワブラー500の側段部と内槽120の内部の下側の縁面との間に洗濯物が挟まることを防止するために、内槽120の内部の下側の縁面はワブラー500の側端部と常に一定の間隙を維持できるように球面からなる。
【0049】
本発明の第1実施形態による洗濯機は、洗濯モードで作動する場合、傾斜軸200が傾斜した状態で旋回運動しながらワブラー500が揺動して、洗濯物にエネルギーを加えて洗濯を行う。そして、脱水モードで作動する場合、傾斜軸200が垂直を維持した状態でワブラー500と内槽120とが共に回転しながら遠心力を用いて洗濯物を脱水する。以下では洗濯及び脱水の過程を動力伝達と関連された構成要素を中心に詳細に説明する。
【0050】
まず、傾斜軸200は、中心軸から一方に偏心して突出した偏心軸250のため、重さの中心が一方に偏心している。従って、傾斜軸200は、停止状態でボールジョイント300を中心軸にして一方に傾く。このように停止した状態での傾斜軸200の傾斜角度は、偏心軸250の外周面が案内ガイド170の内周面に支持された状態での角度に制限される。このように停止した状態で傾斜軸200が傾くと、傾斜軸200の上端と結合されたワブラー500も図1に示すように共に傾く。
【0051】
このような状態でユーザが内槽120内に洗濯物を入れ、給水した後、洗濯モードで運転を開始すると、モータの動力は洗濯軸140にのみ伝達され、洗濯軸140は、図3に示すように、時計方向に回転する。この際、クラッチアッセンブリは、洗濯軸140の回転力が脱水軸150に伝達されないように制御する。
【0052】
洗濯軸140が時計方向に回転し始めると、傾斜軸200の下端にある偏心軸250は、慣性力によって元の位置を維持しようとする反面、洗濯軸140の上面に突出した螺旋状の平断面を有する案内ガイド170は時計方向に回転する。このように、傾斜軸200が停止した状態で案内ガイド170のみ時計方向に回転すると、偏心軸250の端部と案内ガイド170の内周面との間は次第に遠ざかるので、偏心軸250の端部が案内ガイド170の内周面に接触するまで傾斜軸200が支持溝122aに安着したボールジョイント300を中心に更に傾く。勿論、傾斜軸200と共にワブラー500も傾く。
【0053】
洗濯軸140が回転し続けることにより、傾斜軸200は次第に更に大きい角度で傾く。ところが、ボス260の外周面が傾斜軸ガイド600の内周面600aと接触して支持され、傾斜軸200の傾斜角度が固定される。
このように傾斜軸ガイド600とボス260によって傾斜軸200の傾斜角度が決定されるまで傾斜軸200は停止状態を維持しながら傾く。
【0054】
一方、案内ガイド170の端部には第2ストッパー171があるので、洗濯軸140が続けて回転すると、偏心軸250は第2ストッパー171に掛かって支持される。
偏心軸250が第2ストッパー171に掛かって支持された後には、洗濯軸140の回転と共に傾斜軸200も共に動く。この際、傾斜軸200はボールジョイント300を回転中心軸にして上端部と下端部とがそれぞれ洗濯軸140の中心軸の周囲を公転する軌跡を描きながら旋回運動を行う。
【0055】
このように洗濯軸140の回転に従って傾斜軸200が傾いた状態で旋回運動をしても、傾斜軸200とワブラー500はベアリング400を媒介に相互連結されているので、ワブラー500は傾斜軸200と共に連動して回転することはない。但し、傾斜軸200がボールジョイント300を中心に旋回運動を持続すると、ワブラー500は傾斜軸200の位置変化に従ってある一方が上昇するか下降する揺動運動を行う。
【0056】
即ち、傾斜軸200の上端部はベアリング400の内側レースに結合し、ワブラー500はベアリング400の外側レースに結合するので、傾斜軸200が旋回してもワブラー500が連動して回転することはない。
【0057】
そして、ワブラー500は、傾斜軸200が傾斜した方向に共に連動して傾斜するので、ボールジョイント300を中心に旋回する傾斜軸200の傾斜方向が速やかに変化することで、ワブラー500の傾斜方向も速やかに変化しながら揺動する。このように、ワブラー500が速やかな速度で揺動すると、内槽120に貯蔵された洗濯水や洗濯物に衝撃及び摩擦力などのエネルギーが加えられ洗濯が行われる。
【0058】
次に、洗濯が完了した後、脱水を行う過程について説明する。
脱水モードに転換すると、クラッチアッセンブリは制御部の信号に従って作動して、洗濯軸140と脱水軸150とを連結する。洗濯軸140と脱水軸150とが連結されると、モータの回転力は洗濯軸140と脱水軸150とに共に伝達され、脱水軸150と洗濯軸140とが同一の速度で共に回転する。
【0059】
一方、脱水モードでは洗濯モードとは異なって、洗濯軸140と脱水軸150が反時計方向に回転する。
モータによって洗濯軸140が反時計方向に回転し始めると、洗濯軸140の上面にある案内ガイド170も洗濯軸140と共に反時計方向に回転する。
この際、傾斜軸200は、傾斜した状態で偏心軸250が案内ガイド170の内面と接触し、慣性のため停止状態を維持しようとする。従って、時計方向に行くほど傾斜軸200の中心軸に隣接する螺旋状の平断面を有する案内ガイド170が反時計方向に回転すると、偏心軸250は案内ガイド170の内周面に接触した状態で次第に洗濯軸140の中心側に移動する。これにより、傾斜軸200はボールポイント300を中心に回転しながらその傾斜が次第に緩慢となる。
【0060】
一方、案内ガイド170の一端には第1ストッパー172が突出している。従って、案内ガイド170が回転しながら偏心軸250が第1ストッパー172に掛かって支持される。このように、偏心軸250が第1ストッパー172に掛かって支持された状態では、傾斜軸200が完全な垂直状態をなす。この際、洗濯軸140と傾斜軸200の中心軸は一致する。
【0061】
上記のように偏心軸250と第1ストッパー172によって垂直状態を成す傾斜軸200は、洗濯軸140と共に高速回転する。この際、ワブラー500は水平状態を維持する。そして、洗濯軸140と共に脱水軸150、及びこれと結合した内槽120とが共に高速で回転するので、内槽120内に収容された洗濯物に含有された水分は遠心力によって洗濯物から分離され、除去される。この際、傾斜軸200とワブラー500は、ベアリング400によって相互に公転するように構成されているが、内槽120内の洗濯水が排水された状態で洗濯物が内槽120と共に高速で回転するので、内槽120の下部にあるワブラー500も高速回転する。従って、本発明の第1実施形態は脱水時のワブラー500が洗濯物と共に高速で回転するので、洗濯物に損傷を与えない。
【0062】
一方、図4乃至図6は本発明の第2実施形態の技術的な特徴を良く示しており、これらを参照して本発明の第2実施形態の具体的な構成を説明する。
ここで、図8を参照して説明した従来の洗濯機の構成要素のような一般的な構成に対しては図を省略しており、図1乃至図3に基づいて説明した本発明の第1実施形態と同一の構成に対しては同一の符号や同一の名称を付する。
【0063】
本発明の第2実施形態は、図4乃至図6に示すように、図1乃至図3を参照して説明した第1実施形態と類似した構成を有する。従って、以下では第1実施形態と異なる構成を有する案内手段を中心に説明する。
【0064】
第2実施形態の案内手段は、ボールジョイント300を回転中心に傾斜軸200が旋回運動するように構成された第1実施形態の案内手段とは異なり、傾斜軸200の旋回運動をワブラーガイド210、上部ガイド300a、そして、下部300bが案内するように構成される。勿論、第2実施形態でボールジョイントと支持ホームは提供されない。以下では、このような第2実施形態の案内手段の構成をより詳細に説明する。
【0065】
ワブラーガイド210は、図4に示すように、ボス260が形成された部分の上側に位置した傾斜軸200の外周の縁面に球面を有するボール状に延長されてなる。ここで、ボールの端部は上側に向かい、ボールの膨らんでいる部分は下側に向かうように配置される。
【0066】
下部ガイド300bは、内槽120の下側部分に提供され、中央には傾斜軸200が貫通するようにホールが提供される。下部ガイド300bの上面には、前記ホールを中心にワブラーガイド210の下面と対応する球面を有する案内面310が提供される。案内面310は、ワブラーガイド210の下面と面接触しながらワブラーガイド210を支持し、傾斜軸200の旋回回転をスムースに案内する。
【0067】
上部ガイド300aは、内槽120の内面で膨らんでいる部分が下側に位置するようにボール状に延長する。このように提供される上部ガイド300aは、その底面がワブラーガイド210の上部面を案内する。そして、上部ガイド300aの膨らんでいる底面の中央には傾斜軸200が貫通する貫通ホールが提供される。
【0068】
一方、ワブラー500の揺動時に、上部ガイド300aの上面とワブラー500の側端部との間に洗濯物が挟まることを防止するために、上部ガイド300aの上面とワブラー500の側段部が常に一定の間隙を維持するように、上部ガイド300aの上面は球面からなる。
【0069】
ワブラーガイド210、上部ガイド300a、そして、下部ガイド300bが上記のような構造で形成されると、図4及び図5に示すように、傾斜軸200の縁面から延長されたワブラーガイド210が上部ガイド300aの底面と、下部ガイド300bの案内面310との間に形成された間隙に挿入された状態で移動しながら傾斜軸200の旋回運動を案内する。
【0070】
一方、第2実施形態でも傾斜軸200の傾斜角度の範囲を制限するための傾斜軸ガイド600とボス260が提供されるが、傾斜軸ガイド600は、内槽120の下部、例えば、図1に示すように、内槽120の下部に提供された下部ガイド300bから延長されたサポーター122に提供される。ここで、設置に必要な空間を最小化するために、サポーター122は、図4に示すように、下部ガイド300bのホールの内周面から延長されるように構成される。
【0071】
上記のような構造を有する本発明の第2実施形態は次のように作動する。
【0072】
傾斜軸200とワブラー500は、第1実施形態と同一の原理によって停止状態で傾斜した状態を維持する。
【0073】
洗濯モードでは、図6に示すように、洗濯軸140のみが時計方向に回転する。傾斜軸200とワブラー500が傾斜した状態で洗濯軸140が時計方向に回転すると、傾斜軸200とワブラー500の傾斜角度は更に大きくなり、偏心軸250が第2ストッパー171に掛かって支持された後には、洗濯軸140と共に傾斜軸200も旋回運動を行う。
【0074】
傾斜軸200が旋回運動を行うと、ワブラーガイド210が下部ガイド300bの案内面と上部ガイド300aとの間に挿入された状態で移動しながら傾斜軸200の運動を案内する。この際、傾斜軸200は、図4に示すように、洗濯軸140の中心軸の延長線と、傾斜軸200の中心軸の延長線との交差点を回転軸にし、洗濯軸140の中心軸を中心軸にして旋回運動を行う。
傾斜軸200の旋回運動に従ってワブラー500は揺動しながら内槽120内に収容された洗濯水と洗濯物にエネルギーを加えて洗濯を行う。
【0075】
洗濯が完了して洗濯機が脱水モードに転換すると、クラッチアッセンブリの作動によって洗濯軸140と脱水軸150とが連結される。連結された洗濯軸140と脱水軸150は反時計方向に回転し、脱水軸150と結合した内槽120も共に回転する。
【0076】
洗濯軸140が反時計方向に回転すると、第1実施形態の作動過程と同一の原理によって偏心軸250が洗濯軸140の中心側に移動し、傾斜軸200が垂直状態をなす。そして、傾斜軸200が垂直状態をなした状態で偏心軸250が第1ストッパー172に掛かって支持されるので、洗濯軸140が回転しながら傾斜軸200も垂直状態で共に回転する。この場合、ワブラーガイド210は、図5に示すように、上部ガイド300aと下部ガイド300bの案内面の間に挿入された状態で位置を変更せず、その場で回転しながら傾斜軸200を支持する。
【0077】
上記で説明された本発明の第2実施形態は、傾斜軸200の傾斜角度の大きさに従って洗濯軸140の中心軸の延長線と、傾斜軸200の中心軸の延長線との交差点がワブラー500の上側に位置するように設計すべき場合に有用に用いられ得る。即ち、上記した場合には、ワブラー500の上側にボールジョイントとサポーターを設置し難いので、第2実施形態でのように、ワブラーガイド210と、上部ガイド300a及び下部ガイド300bが傾斜軸200を案内するように構成すれば良い。
【0078】
一方、図7は本発明の第3実施形態の技術的な特性を良く示している。第3実施形態は、図7に示すように、その構成が図4乃至図6に基づいて説明された第2実施形態と非常に類似している。但し、第3実施形態では、傾斜軸200の傾斜角度を制限するための傾斜軸ガイドと、前記傾斜軸ガイドを設置するためのサポーターとが別途に提供されず、その代わりに下部ガイド300bが傾斜軸ガイド及びサポーターの役割を共に行う。即ち、図7に示すように、傾斜軸200が貫通する下部ガイド300bのホールの直径は、第2実施形態の傾斜軸ガイド600の内径だけ小さく形成し、ホールの内周面300cも上側部より下側部の直径が大きいように傾斜して構成される。
【0079】
下部ガイド300bが上記のように構成されると、傾斜軸200のボス260がホールの内周面300cに接触して支持され、傾斜軸200の旋回運動を案内しながらその傾斜角度を制限可能である。そして、部品数が減少し、製作が容易となり製作費用が節減する。また、傾斜軸200が貫通するホールが小さく形成されるので、相対的にワブラーガイド210の下面を支持して案内する案内面310の面積が広くなり、ワブラー500の揺動を安定的に案内できる。
【0080】
上記で幾つかの実施形態が提示されているが、本発明の趣旨及び範囲から外れない限り、他の様々な形態で具体化され得るということは該当技術に通常の知識を有しているものであれば自明であろう。
例えば、洗濯時にワブラー500と傾斜軸200との間の摩擦を防止するために傾斜軸200の上端に設けられるジャーナル又はボールベアリングの代わりに、一方向のクラッチを設置しても構わない。
【0081】
即ち、一方向のクラッチを設置すると、洗濯時には傾斜軸200のみが回転し、脱水時には傾斜軸200とワブラー500とが共に回転するので、脱水時に洗濯物とワブラー500との間の摩擦を減少させ得る。前記一方向のクラッチとしてはローラクラッチが最も一般的に適用され得るが、同一の作用を行う限り、前記ローラクラッチの他にスプラグクラッチ(sprag clutch)など、他の形態のものも使用可能である。
【0082】
参考までに、一方向のクラッチの一種のローラクラッチは、円筒状として内周面上に斜面が形成された外側レースと、前記外側レース内にシャフトと平行した軸線を有し、且つ周縁方向に沿って配置されるローラと、そして、前記ローラを支持するための内側レースとを含めてなる。
【0083】
また、上記した実施形態において、洗濯軸140の中心から遠い位置に配置された案内ガイド170の端部に形成される第2ストッパー171は提供されなくても良い。
【0084】
この場合には脱水モードから洗濯モードへの変換時に、洗濯軸140が時計方向に回転することで、傾斜軸200の下段部に備えられた偏心軸250が最初は案内ガイド170の内部に位置した後、案内ガイド170の外側に外れることで洗濯軸140の中心軸に隣接して配置された案内ガイド170の外周面に進入する。その後、案内ガイド170の外周面に沿って移動する偏心軸250は、所定の地点に至るとそれ以上進行せずに止まる。このように、偏心軸250が案内ガイド170の外面に沿って移動した後止まる理由は、傾斜軸200は、傾斜軸ガイド600のため傾斜角度の範囲が制限されるのに対し、案内ガイド170は、平断面が螺旋状に形成されているので、所定の地点で傾斜軸200が傾斜軸ガイド600の内面と案内ガイド170の外面との干渉を受けるからである。
【0085】
一方、洗濯モードから脱水モードに変換すると、案内ガイド170が反対方向に回転するので、案内ガイド170の外面に位置していた偏心軸250が案内ガイド170の内主面に進入した後第1ストッパー172に掛かるので、傾斜軸200が垂直状態で回転する。
【0086】
一方、本発明による洗濯機は、洗濯実行時に、クラッチアッセンブリを操作して洗濯軸及び脱水軸に同時に動力が伝達されるように構成することもできる。
このように構成すると、洗濯実行時に内槽が共に回転して、強力で多様な水流を形成できるので、洗濯性能を更に向上させることができる。
【0087】
【発明の効果】
以上説明したような本発明は次のような効果がある。
【0088】
第一に、従来のパルセータータイプの洗濯機とは異なり、モータの回転運動がワブラーの揺動運動に転換され、洗濯物の運動が上下方向への振動運動に転換されるので、洗濯時に洗濯物の捩れ現象を防止できる。
第二に、脱水時にはワブラーが自動的に水平を維持するので、高速で回転する脱水軸、及び内槽に対するアンバランスが解消され、そのアンバランスによる洗濯物の損傷を防止できる。
第三に、ワブラーの運動によるエネルギーが洗濯物の捩れや損傷に使用されず、洗濯に必要な所にのみ集中されるので、エネルギー効率が高く、製品の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態でワブラーが傾斜した模様を示す部分断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態でワブラーが水平を維持する模様を示す部分断面図である。
【図3】本発明の第1実施形態で傾斜軸と洗濯軸との結合関係を示す部分斜視図である。
【図4】本発明の第2実施形態でワブラーが傾斜した模様を示す部分断面図である。
【図5】本発明の第2実施形態でワブラーが水平を維持する模様を示す部分断面図である。
【図6】本発明の第2実施形態で傾斜軸と洗濯軸との結合関係を示す部分斜視図である。
【図7】本発明の第3実施形態でワブラーが水平を維持する模様を示す部分断面図である。
【図8】一般的なパルセータータイプ洗濯機の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
120…内槽
121…ハブ
122…サポーター
140…洗濯軸
150…脱水軸
170…案内ガイド
171…第2ストッパー
172…第1ストッパー
200…傾斜軸
210…ワブラーガイド
300a…上部ガイド
300b…下部ガイド
310…案内面
240…拡張部
250…偏心軸
260…ボス
300…ボールジョイント
400…ベアリング
500…ワブラー
600…傾斜軸ガイド
Claims (10)
- キャビネット、
前記キャビネット内に提供される外槽、
前記外槽内に回転可能に提供される内槽、
前記内槽内に提供されるワブラー、
前記外槽を貫通した後、内槽の下部に結合される円筒形の脱水軸、
前記脱水軸の内部と前記内槽の下部を貫通して提供される洗濯軸、
前記洗濯軸を正方向又は逆方向に回転させるモータ、
制御部の信号により作動し、前記洗濯軸の回転力を前記脱水軸に選択的に伝達するクラッチアッセンブリ、
前記洗濯軸の上面に平断面が螺旋状を成すように突出する案内ガイド、
上端は前記ワブラーに結合され、下端は前記案内ガイドの内周面に支持されるように傾斜して提供され、前記洗濯軸の回転時に前記洗濯軸の中心軸を中心に傾斜した状態で旋回しながら前記ワブラーを揺動させる傾斜軸、
前記傾斜軸を支持し、且つ傾斜軸の旋回運動を案内する案内手段を含めてなる洗濯機。 - 前記案内ガイドは、両端部からそれぞれ内側に折り曲げられて延長された第1及び第2ストッパーを更に含めてなる請求項1記載の洗濯機。
- 前記傾斜軸は、
前記傾斜軸の下端から前記傾斜軸の中心軸に対して軸径が小さく、且つ偏心するように延長され、その端部が前記案内ガイドの内面に接触して支持され、前記傾斜軸の旋回運動を案内する偏心軸を更に含めてなる請求項1又は請求項2記載の洗濯機。 - 前記内槽は、前記内槽の下部に提供され、前記傾斜軸が貫通し、前記傾斜軸の傾斜角度の範囲を制限する傾斜軸ガイドを更に含めてなり、前記傾斜軸が貫通する前記傾斜軸ガイドの内周面は上側の内周面より下側の内周面が広がるように傾斜面からなる請求項1乃至請求項3のうち何れか一項に記載の洗濯機。
- 前記傾斜軸ガイドは、
前記傾斜軸が垂直軸に対して1°〜10°範囲の傾斜角度を有するように提供される請求項4記載の洗濯機。 - 前記傾斜軸は、
前記傾斜軸の外周面から延長され、前記傾斜軸ガイドの内面に接触して前記傾斜軸の傾斜角度の範囲を制限するボスを更に含めてなる請求項4又は請求項5記載の洗濯機。 - 前記案内手段は、
前記傾斜軸の外面の一部分で球状に拡張され、前記内槽の下部に支持された状態で回転するボールジョイント、また、
前記内槽の下部から延長され、前記傾斜軸が貫通し、前記ボールジョイントが安着して支持されるサポーターを含めてなり、
前記サポーターは、
前記ボールジョイントと面接触しながら前記ボールジョイントを支持する球面の支持溝を含めてなる請求項1乃至請求項6のうち何れか一項に記載の洗濯機。 - 前記案内手段は、
前記傾斜軸の外周の縁面で球面を有するボール状に延長されたワブラーガイド、また、
前記内槽の下部に提供され、前記傾斜軸が貫通し、前記ワブラーガイドの下面を支持しながら前記傾斜軸の旋回回転を案内する下部ガイドを含めてなり、
前記下部ガイドは、
前記ワブラーガイドの下面と面接触しながら傾斜軸の旋回回転をスムースに案内する球面を有する案内面を含めてなる請求項1乃至請求項6のうち何れか一項に記載の洗濯機。 - 前記案内手段は、
その底面が前記ワブラーガイドの上部面を案内するように前記内槽の内面でボール状に延長され、その底面の中央に前記傾斜軸の貫通する貫通ホールを有する上部ガイドを更に含めてなり、
前記上部ガイドは、
前記ワブラーの揺動時に、その上面が前記ワブラーの側端部と常に一定の間隙を維持して洗濯物が挟まることを防止するように球面からなる請求項8記載の洗濯機。 - 前記内槽の内部の下側の縁面は、
前記ワブラーの揺動時に、前記ワブラーの側端部と常に一定の間隙を維持して洗濯物が挟まることを防止するように球面からなる請求項1乃至請求項9のうち何れか一項に記載の洗濯機。
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