KR100379480B1 - 모터 직접 구동방식의 세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터 직접 구동방식의 세탁기에 대한 것으로서, 특히, 모터의 회전축과 로터를 연결하는 커플링의 결합 구조를 변경하여 상기 모터의 커플링과 회전축에서 발생되는 소음이 격감되도록 한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 원통형 코어에 코일이 권선된 스테이터(2)와, 상기 스테이터의 외주면에 소정의 에어 갭을 두고 설치되는 로터(3)와, 상기 스테이터의 내부에 설치되는 회전축 및 상기 회전축과 상기 로터를 연결하는 커플링(5)으로 구성된 모터를 포함하는 세탁기에 있어서, 상기 회전축과 형합되는 상기 커플링(5)의 상·하부면에 와셔가 삽입되는 것을 특징으로 하는 모터 직접 구동방식의 세탁기가 제공되도록 한 것이다.

Description

모터 직접 구동방식의 세탁기{washing machine with direct-drive type motor }

본 발명은 모터 직접 구동방식의 세탁기에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 무정류자 모터의 회전력으로 직접 탈수조를 회전시키는 세탁기의 소음 방지 구조에 관한 것이다.

일반적으로 모터 직접 구동방식의 세탁기는 도 1내지 도 3에서 도시된 것과 같이, 외관을 이루는 본체(13)와, 상기 본체 내에 세탁수를 수용하고 모터의 스테이터(2)에 고정되는 원통형 세탁조(11)와, 상기 세탁조(11)의 내부에 설치되어 로터(3)의 회전에 따라 좌·우로 회전되는 탈수조(12)로 이루어진다.

그리고, 본체의 베이스(14)에 설치되는 무정류자 모터는 코어에 코일이 권선된 스테이터(2)와, 상기 스테이터(2)의 외주에 소정의 에어 갭을 두고 설치되는 로터(3)와, 상기 로터(3)의 회전력을 수직방향으로 전달하는 회전축(4) 및, 상기 회전축과 상기 로터(3)를 연결하는 커플링(5)으로 대별된다.

이 때, 상기 로터(3)와 회전축이 결합된 로터 어셈블리(33)는 커플링(5)에 의하여 연결되고, 상기 커플링(5)의 내경면은 형합되는 회전축의 외주면에 형성된 세레이션부(41)에 대응하는 세레이션(51)이 형성되며, 외주부 하부에 수직하게 돌출된 볼트 삽입공을 구비한다.

상기와 같이 구성을 가진 모터 직접 구동방식의 전자동 세탁기가 세탁을 수행하는 과정은 다음과 같다.

세탁을 요하는 세탁물을 상기 탈수조(12)에 넣으면 전원이 인가된 세탁기에서 세탁물의 양을 감지하여 세탁 수위와 세탁 시간 등을 설정하여 급수가 이루어진다.

급수 후, 상기 스테이터(2)에 전류가 인가되면서 상기 스테이터(2)와 로터(3)사이에 자기장이 형성되어, 상기 로터(3)가 스테이터(2)의 외주면에서 고속으로 회전하게 되고, 로터의 회전력이 커플링(5)으로 연결된 회전축(4)으로 전달된다.

이에 따라. 상기 회전축의 상부에 연결된 탈수조(12)가 회전되면서 상기 세탁조(11)에 수용된 물과 세탁물이 원심력에 의하여 탈수조(12)의 벽면에 부딪치면서 세탁이 이루어진다.

종래 세탁기에 있어서, 상기 로터 어셈블리(33)는 로터와 연결된 커플링(5)을 회전축과 세레이션 형합한 후, 상기 회전축(4)의 끝단에 상기 커플링의 이탈을 방지할 수 있는 로터 너트(31)를 강한 힘으로 체결하여, 상기 로터의 회전시 상기 로터와 상기 회전축간의 풀림이 방지되게 한다.

이에 따라 상기 커플링(5)은 베어링(6)과 로터 너트(31) 사이에서 높은 압력을 받게된다.

그러나, 상기 종래 세탁기에 있어서, 모터가 가동되면 회전력등에 의하여 열이 발생되고, 금속으로 형성된 회전축과 절연을 위하여 합성 수지로 형성된 커플링은 열팽창되어 상기 회전축과 커플링의 세레이션 결합부가 밀착되지 못하고 유격이 발생된다.

상기 유격으로 인하여, 상기 역회전 및 정회전되는 로터와 동일하게 회전하는 커플링과 소정을 유격을 두고 결합된 회전축의 세레이션 결합부에서는 선접촉에 의한 구름 운동이 발생되지 못하고, 접촉면의 미끄럼이 발생된다.

이에 따라, 회전축과 로터 너트사이에서 놓은 압력을 받고 있는 커플링의 마 찰면사이에 세레이션 부의 미끄럼으로 인한 "딱,딱"하는 소음이 발생하게 된다.

그리고, 상기 세레이션부의 밀착이 제대로 이루어지지 않으므로 로터에서 형성된 회전력이 상기 회전축으로 효과적으로 전달되지 못하기 때문에 탈수조의 회전력이 감소되어 효과적인 세탁이 이루어지지 않는다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 모터의 로터와 회전축 결합 구조를 개선하여 로터 어셈블리에서 마찰과 열팽창으로 인한 소음을 감소시키는 한편, 로터의 회전력이 회전축에 효과적으로 전달되어 세탁 효율이 향상된 세탁기가 제공될 수 있도록 한 것이다.

도 1은 모터 직접 구동방식의 종래 세탁기를 개략적으로 나타내는 구조도

도 2는 도 1에 설치된 모터 어셈블리를 나타내는 종단면도

도 3은 도 2의 I-I선에 따른 횡단면도

도 4는 본 발명에 따른 모터 어셈블리를 나타내는 종단면도와 요부 확대도

도 5는 본 발명에 따른 모터의 회전축과 커플링의 분해 사시도

<도면 주요 부분의 부호 설명>

1 : 모터 어셈블리 2 : 스테이터

3 : 로터 4 : 회전축

5 : 커플링 6 : 베어링

11 : 세탁조 12 : 탈수조

13 : 본체 31 : 로터 너트

7 : 와셔 41 : 회전축 세레이션부

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 원통형 코어에 코일이 권선된 스테이터와, 상기 스테이터의 외주부에 소정의 에어 갭을 두고 설치되는 로터와, 상기 스테이터의 내부에 설치되는 회전축 및 상기 회전축과 상기 로터를 연결하는 커플링으로 구성된 모터를 포함하는 세탁기에 있어서, 상기 회전축과 형합되는 상기 커플링의 상·하부에 와셔가 삽입되는 것을 특징으로 하는 모터 직접 구동방식의 세탁기가 제공되도록 한 것이다.

본 발명에 따른 모터 직접구동방식 세탁기의 구성과 작용방법을 첨부도면에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 모터 어셈블리를 나타내는 종단면도와, 회전축과 커플링의 결합 상태를 나타낸 요부확대도이고, 도 5는 본 발명에 따른 모터의 회전축과 커플링의 분해 사시도이다.

본 발명에 따른 도 4에서 도시된 것과 같이, 세탁기는 외관을 이루는 본체의 내부에 원통형으로 형성된 상부 개방형 세탁조(도 1참조, 11)가 베어링 하우징(61)에 고정되고, 상기 세탁조(11)의 내부에 세탁조(11)보다 직경이 작고 원주면에 다수개의 통과공이 형성된 탈수조(도 1참조, 12)가 삽입되어 회전축(4)에 연결된다.

상기 회전축(4)은 상기 세탁기 본체의 하부에 설치된 모터의 중심에 위치되고, 상기 무정류자 모터는 코어에 다수개의 코일이 권선되어 원통형으로 형성된 스테이터(2)와, 상기 스테이터의 외주면에 설치되는 원통형 코어인 로터(3)와, 상기 로터와 상기 회전축(4)을 연결하는 커플링(5)으로 이루어진다.

그리고, 상기 회전축의 상부에는 축을 지지하는 두개의 베어링이 이격되어 설치되고, 상부 베어링의 상방에는 로터(3)의 회전력으로 회전되는 탈수조(12)가 위치되며, 하부 베어링이 스테이터(2)에 고정된 베어링 하우징의 중심에 위치된다.

이 때, 상기 회전축(4)의 하부 베어링(6)과 상기 커플링(5)의 상면사이에는 얇은 와셔(7)가 삽입되고, 상기 커플링(5)의 하부면과 상기 회전축의 결합 끝단에 결합된 로터 너트(31)사이에도 와셔(7)가 삽입된다.

그리고, 상기 커플링(5)의 양단에 돌출된 볼트 삽입공과 로터(3)를 지지하는 로터 하우징사이에 볼트로 고정된다.

상기와 같은 구성을 가진 세탁기에 있어서, 모터 어셈블리(1)를 조립하는 과정을 도 4내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

원통형 로터 하우징의 내벽면에 코어를 삽입하여 형성된 로터(3)의 내부에 소정의 에어 갭을 두고 원통형 스테이터(2)를 삽입한다.

그리고, 일 끝단에 세레이션부(41)가 형성된 중실관인 회전축(4)을 지지하도록 회전축에 상부 베어링과 하부 베어링(6)을 서로 이격되게 삽입한다.

이러한, 상기 회전축의 하부 베어링 하부면에 와셔를 삽입하고, 상기 세레이션부(41)와 대응하도록 내경면이 세레이션(51) 가공된 커플링(5)을 상기 회전축과 형합한다.

상기 회전축에 와셔(7)를 삽입하여 커플링(5)의 하부면에 상기 와셔(7)가 위치되도록 한 후, 회전축의 끝단에 로터 너트(31)를 큰 힘을 가하여 체결한다.

이에 따라, 제 1 와셔(7)는 상기 회전축을 지지하는 하부 베어링의 하부면과 상기 커플링(5)의 상면사이의 형성된 마찰면에 사이에 위치되고, 제 2와셔는 상기 커플링(5)의 하부면과 상기 회전축의 끝단에 끼워지는 로터 너트(31)의 상면 사이의 마찰면에 위치된다.

한편, 본 발명에 따라 마찰면에 삽입되는 와셔는 필름 종류의 와셔로써, 얇은 필름을 형상에 맞게 잘라내어 사용하며, 그 예로써, 폴리 슬라이드 와셔(poly-slide washer)가 있다.

이와 같은 방법으로 회전축(4)과 커플링(5)을 형합한 후, 상기 스테이터(2)의 중심에 설치하여, 상기 커플링의 볼트 삽입공과 로터 하우징의 일끝단과 볼트로 연결하여 로터 어셈블리(33)를 형성한다.

상기 로터 어셈블리(33)의 회전축(4)을 지지하는 하부 베어링(6)을 판형의베어링 하우징(61)에 압입하여 상기 베어링 하우징(61)의 일측을 상기 스테이터(2) 상면과 볼트로 체결시킨다.

상기 베어링 하우징(61)은 물이 수용되는 세탁조(11)와 연결되고, 상부 베어링의 상방에는 탈수조(12)가 연결되어 회전축과 함께 회전된다.

본 발명에 따른 세탁기에 세탁물을 삽입하고, 세탁기의 톱커버에 장착된 각종 계기들을 조절하면, 자동적으로 세탁조(11)에 삽입된 세탁물의 양에 따라 세탁수의 양과 세탁 시간 등이 설정되어, 급수가 이루어진다.

급수후, 상기 스테이터(2)에 권선된 코일로 전류가 인가되면 상기 스테이터(2)에 전자기장이 형성되어 상기 스테이터의 외주면에 설치된 로터(3)가 자화된다.

이 때, 상기 스테이터(2)는 고정되어 있으므로, 상기 로터(3)가 상기 스테이터(2)에 대하여 좌·우 방향으로 회전되고, 이에 따라 로터(3)에 연결된 상기 회전축(4)이 회전된다.

이러한 회전축의 회전에 따라 회전축에 연결된 탈수조(12)가 같이 회전되면서 내부에 수용된 세탁수와 함께 세탁물이 원심력에 의하여 탈수조의 벽에 부딪치면서 세탁이 이루어진다.

그리고, 상기 탈수조에 형성된 다수개의 통과공을 통하여 물이 세탁조(11)와 탈수조(12)의 사이에 형성된 공간을 모여지고, 상기 세탁수는 탈수조(12)의 회전에 의하여 상방으로 밀려나 세탁조에 원주방향에 형성된 물 투입구를 통하여 다시 세탁조의 상부에서 하부로 떨어지면서 세탁물과 마찰된다.

이러한 과정에서 보여지는 것과 같이 세탁물은 물과 탈수조(12)와의 마찰에 의하여 손상 없이 세탁된다.

한편, 세탁 과정중 모터의 가동으로 인하여 회전축과 로터 등에서는 열이 발생되고, 이러한 발생열은 금속재로 형성된 회전축과 절연을 위하여 플라스틱재로 형성된 커플링(5)을 열팽창시킨다.

이에 따라 상기 커플링(5)은 상기 회전축(4)보다 더 많이 방사상으로 선팽창되므로 상기 회전축과 커플링사이에는 소정의 틈인 유격이 발생하나, 커플링의 상·하부 마찰면에 삽입된 마찰계수가 다른 와셔(7)로 인하여 마찰이 감소된다.

이는 즉, 좌, 우 방향으로 회전되는 로터와 연결된 커플링과 회전축의 세레이션 결합부에서는 상기 접촉면사이에 미끄럼이 발생하여 커플링이 맞닿는 베어링과 로터 너트사이에서 소음이 발생하기 쉬우나, 마찰계수가 다른 와셔(7)로 인하여 마찰계수가 커져 고정된다.

따라서, 마찰면 사이에 마찰계수가 커지므로 상기 베어링과 로터 너트사이에 소음이 발생되지 않게 된다.

그리고, 상기 커플링의 회전력이 상기 회전축에 이션 전달된다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 커플링의 상·하부 마찰면에 얇은 와셔를 삽입하여, 회전축과 상기 커플링의 세레이션 결합부에서 발생되는 열팽창으로 인한 발생되는 유격으로 인하여 커플링이 로터 너트와 베어링사이에서 미끄러짐에 따라 발생되는 소음이 방지되도록 한 것이다.

또한, 상기 커플링의 회전력이 회전축에 효과적으로 전달되도록 하여 세탁 효율이 향상되도록 한 것이다.

Claims (3)

1. 원통형 코어에 코일이 권선된 스테이터와, 상기 스테이터의 외주부에 소정의 에어 갭을 두고 설치되는 로터와, 상기 스테이터의 내부에 설치되는 회전축 및 상기 회전축과 상기 로터를 연결하는 커플링으로 구성된 모터를 포함하는 세탁기에 있어서,

   상기 회전축과 세레이션 결합되는 상기 커플링의 상·하부 마찰면에 와셔가 삽입되는 것을 특징으로 하는 모터 직접 구동방식의 세탁기.
2. 제 1 항에 있어서,

   제 1 와셔는 상기 회전축을 지지하는 하부 베어링의 하부면과 상기 커플링의 상면사이의 마찰면에 위치되고, 제 2와셔는 상기 커플링의 하부면과 상기 회전축의 끝단에 끼워지는 로터 너트의 상면 사이의 마찰면에 위치되는 것을 특징으로 하는 모터 직접 구동방식의 세탁기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 와셔는 슬라이드 와셔인 것을 특징으로 하는 모터 직접 구동방식의 세탁기.