KR100777305B1 - 드럼세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드럼세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직결식 드럼세탁기의 구동부에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 스테이터와 로터를 가지는 모터; 세탁수를 수용하며, 상기 스테이터가 결합되는 베이스부를 가지는 터브; 상기 로터의 회전축을 지지하는 베어링을 수용하는 베어링 하우징; 그리고 상기 터브의 베이스부에 상기 베어링 하우징으로부터 반경 방향으로 이격된 위치에 결합되고, 상기 스테이터가 결합되는 모터 마운트를 포함하여 이루어지는 드럼세탁기가 제공된다.

따라서, 본 발명에 따르면 조립 공정이 용이하고 단순화되면서도 터브 후벽부측의 스테이터에 대한 지지력이 확보할 수 있다.

드럼세탁기, 직결식, 베어링하우징

Description

드럼세탁기{Drum-type washing machine}

도 1은 기존 직결식 드럼세탁기의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도

도 2는 기존 스테이터 구조를 나타낸 사시도

도 3은 도 2의 분할코어를 보여주는 사시도

도 4는 본 발명에 따른 직결식 드럼세탁기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도

도 5은 도 4의 A부 확대도로서, 본 발명에 따른 드럼세탁기의 구동부 구조를 나타낸 종단면도

도 6은 본 발명에 따른 스테이터의 체결 구조의 일실시예를 도시한 사시도

도 7은 본 발명에 따른 스테이터 체결 구조의 다른 실시예를 도시한 사시도

도 8은 본 발명에 따른 베어링 하우징의 실시예를 도시한 사시도

도 9는 도 5의 스테이터를 나타낸 사시도

도 10은 도 9의 스파이럴 코어를 나타낸 사시도

도 11은 도 9의 스테이터 요부 평면도

도 12는 도 9의 스테이터 요부 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:캐비닛 2:터브

2a:베이스부 2b:허브부

2c:보스부 2d:안착부

3:드럼 4:샤프트

5:로터 6:스테이터

7:베어링 하우징 7d:요철

본 발명은 드럼세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직결식 드럼세탁기의 구동부에 관한 것이다.

일반적으로, 드럼 세탁 방식은 세제와 세탁수 및 세탁물이 드럼 내에 투입된 상태에서, 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 드럼과 세탁물의 마찰력을 이용하여 세탁을 행하는 방식으로서, 세탁물의 손상이 거의 없고, 세탁물이 서로 엉키지 않으며, 두드리고 비벼빠는 세탁효과를 낼 수 있다.

그리고, 기존의 드럼세탁기는, 구동방식에 따라서는 모터의 구동력이 모터 풀리 및 드럼 풀리에 감긴 벨트를 통해 간접적으로 드럼에 전달되는 간접 연결 방식과, BLDC 모터의 로터가 드럼에 직결되어 곧 바로 모터에 구동력이 전달되는 직결식으로 나뉜다.

여기서, 모터의 구동력이 드럼으로 직접 전달되지 않고 모터 풀리 및 드럼 풀리에 감긴 벨트를 통해 전달되는 방식은 구동력 전달 과정에서 에너지 손실이 발 생하게 되고, 동력 전달과정에서 많은 소음이 발생하게 된다.

따라서, 이와 같은 기존 드럼세탁기의 문제점들을 해결하기 위해 BLDC모터를 이용한 직결식 드럼세탁기의 사용이 확대되고 있는 추세이다.

도 1을 참조하여 기존 직결식 드럼세탁기의 구조에 대해 간략히 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래의 드럼세탁기 구성을 나타낸 종단면도로서, 캐비닛(1) 내측에 터브(2)가 설치되고, 상기 터브(2) 내측 중앙에는 드럼(3)이 회전가능하게 설치된다.

그리고, 상기 터브(2) 후방측에는 모터가 설치되는데, 터브 후벽부에 스테이터(6)가 고정되고, 로터(5)는 상기 스테이터(6)를 감싸면서 터브를 관통하여 드럼(3)에 축연결되도록 설치된다.

이와 더불어, 상기 터브 후벽부와 스테이터 사이에는 터브(2)의 후벽부의 외곽 형상과 거의 동형을 이루며 상기 스테이터의 체결시 터브 후벽부에 고정되어 스테이터의 하중을 지지함과 더불어 스테이터의 동심도(同心度)가 유지되도록 하는 금속재질의 터브 서포터가 개재(介在)된다. 이러한 터브 서포터는 일반적으로 강판을 프레스 가공하여 형성하며, 상기 터브(2)의 후벽부 대부분을 덮는다.

한편, 상기 캐비닛(1) 전방에는 도어(21)가 설치되고, 도어(21)와 터브(2)(Tub) 사이에는 가스켓(22)이 설치된다.

또한, 상기 캐비닛(1) 상부면 내측과 터브(2) 외주면 상부측 사이에는 터브(2)를 지지하는 행잉 스프링(23)(Hanging spring)이 설치되고, 상기 캐비닛(1) 하부면 내측과 터브(2) 외주면 하부측 사이에는 탈수시 발생하는 터브(2)의 진동을 감쇠시키기 위한 프릭션 댐퍼(24)가 설치된다.

한편, 도 2는 도 1의 스테이터 외관 사시도이고, 도 3은 도 2의 스테이터에 적용되는 분할코어(DC)를 나타낸 사시도로서, 기존의 스테이터 코어 제조방법은 금속 철판을 프레스 가공하여 티스(151)와 베이스부(150)를 가짐과 동시에 티스(151)의 반대측에는 체결공(500a) 형성을 위한 돌출부(500)를 가지는 단위 코어들을 제작한 후, 이들을 적층하여 어셈블리를 만들고, 다시 이들을 원주방향으로 상호연결하여 소위 분할코어라 불리는 스테이터 코어를 완성하게 된다.

이 때, 상기 돌출부는 스테이터(6)를 터브 후벽부에 체결할 때 필요한 체결공(500a)을 제공함과 더불어 볼트의 체결력을 견디는 역할을 수행한다.

그러나, 이 같은 분할코어(DC)에 의한 스테이터(6)의 제조 방법은 공정이 복잡할 뿐 아니라, 재료의 손실이 많이 발생한다. 그리고 상기 돌출부는 금속 철판을 이용하여 제작되므로 상기 돌출부(500)에 해당되는 만큼의 무게가 증가하게 된다.

종래의 스테이터(6)를 터브 후벽부에 고정시키기 위해서는 상기 스테이터와 터브 후벽부 사이에 금속 재질의 터브 서포터가 필수적으로 구비되어야 했다. 즉, 무게가 무거운 스테이터와 터브 후벽부 사이의 결합 강도를 높이기 위하여 터브 후벽부의 형상과 거의 동형을 이루는 터브 서포터가 필수적으로 구비되어야 했다.

또한, 상기 터브 서포터를 상기 터브 후벽부의 형성과 거의 동형을 이루도록 제작하는 데 많은 어려움이 있고, 이를 터브 후벽부에 결합시키는 데에는 많은 제작 공정이 소요되는 문제점이 있다. 왜냐하면 이러한 터브 서포터는 강판으로 형성 되고, 터브 후벽부의 거의 대부분을 덮기 때문에 그 무게가 상당하기 때문이다. 그리고 이로 인하여 동심도가 유지되도록 상기 터브 서포터를 상기 터브 후벽부에 결합하는 것이 용이하지 않았다.

따라서, 종래의 직결식 드럼세탁기에 있어서 스테이터(6)의 무게를 줄임과 동시에 보다 용이하게, 그리고 견고하게 상기 스테이터를 터브에 고정시킬 수 있는 방안이 요청되었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제작시 소요되는 재료와 무게를 줄이고, 제작공정도 단순하며, 터브측에 안정적으로 장착시킬 수 있는 스테이터를 갖는 아웃터로터형 모터를 구비한 드럼세탁기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 조립 공정이 용이하고 단순화되면서도 터브 후벽부측의 스테이터에 대한 지지력이 확보되는 드럼세탁기를 제공함에 있다.

그리고, 본 발명의 목적은 스테이터의 결합 시 동심도를 용이하게 맞출 수 있고, 사후적으로도 동심도가 유지되는 드럼세탁기를 제공함에 있다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 스테이터와 로터를 가지는 모터; 상기 로터의 회전축을 지지하는 베어링을 수용하는 베어링 하우징; 그리고 세탁수를 수용하며, 상기 스테이터가 직결되는 베이스부를 가지는 터브를 포함하여 이루어지는 드럼세탁기를 제공한다.

여기서, 상기 베어링 하우징은 상기 터브에 인서트 몰딩되어 상기 터브와 일체로 형성됨이 바람직하다. 그러나, 이에 한정되지 않고 상기 베어링 하우징이 터브에 볼트 등을 이용하여 결합될 수도 있다.

상기 터브의 베이스부에는 상기 스테이터가 안착되는 안착부가 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 스테이터는 원주 방향을 따라 복수 개 형성되며, 반경 방향 내측으로 돌출되어 형성되는 체결부를 포함함이 바람직하다. 여기서, 상기 안착부에 상기 스테이터의 체결부가 안착되어 상기 터브와 상기 스테이터가 결합됨이 바람직하다.

한편, 상기 스테이터의 체결부 전부 또는 일부에는 상기 스테이터와 상기 터브와의 결합을 위한 체결공이 형성됨이 바람직하다. 그리고 상기 안착부에는 상기 체결공과 대응되는 체결홀이 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 체결홀 둘레에는 상기 체결홀을 보강하기 위한 보스부가 형성됨이 바람직하며, 상기 보스부 둘레에는 상기 보스부를 보강하기 위한 복수 개의 리브가 형성될 수도 있다.

상기 터브의 베이스부 중심에는 상기 베이스부의 외면에서 돌출되어 형성되는 허브부가 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 안착부는 상기 허브부의 반경 방향 외측에 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 허브부의 외주면은 상기 스테이터의 회전 반발력을 지지하기 위하여 상기 스테이터의 내주면 형상과 대응되도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 허브부는 상기 베어링 하우징의 일부분이 상기 베이스부의 외면 에서 돌출되어 형성된 것일 수도 있으며, 상기 베어링 하우징은 상기 허브부를 관통하여 구비될 수도 있다.

또한, 상기 베어링 하우징의 외주면에는 원주 방향 또는 길이 방향을 따라 요철이 형성될 수 있다. 물론, 원주 방향과 길이 방향 모두를 따라 요철이 형성될 수 도 있다. 이러한 요철을 통하여 상기 베어링 하우징과 터브의 결합력을 높일 수 있다.

이러한 결합력 강화의 수단으로서 상기 베어링 하우징은 상기 터브와의 결합력을 높이기 위하여 반경 방향으로 연장된 플랜지부를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 플랜지부는 방사방향으로 연장된 복수 개의 연장부를 포함하며, 상기 이웃하는 연장부들 사이로 볼트가 관통되어 상기 터브와 스테이터가 결합됨이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 직결식 드럼세탁기 구성을 개략적으로 나타낸 종단면도이고, 도 5은 도 4의 A부 확대도로서, 본 발명에 따른 드럼세탁기의 구동부 구조를 나타낸 종단면도이다.

본 발명은 스테이터(6)과 로터(5)를 가지는 모터와, 캐비닛(1) 내측에 설치되며 세탁수를 수용하며, 상기 스테이터가 결합되는 베이스부를 갖는 터브(2)와, 상기 로터의 회전축을 지지하는 베어링을 수용하는 베어링 하우징(7)을 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명은 상기 터브 내에 구비되어 의류가 수용되며, 선택적으로 회 전 가능한 드럼(3)과 상기 로터(5)와 축연결되어 모터의 구동력을 드럼(3)에 전달하는 샤프트(4)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 터브(5)는 플라스틱 재질로 이루어짐이 바람직하고, 상기 터브(2)의 후벽부 즉 상기 터브의 베이스부 중앙에는 샤프트(4) 양단부 외주면상에 각각 설치되는 베어링에 대한 지지를 위한 금속재질의 베어링 하우징(7)이 구비됨이 바람직하다.

이 때, 상기 베어링 하우징(7)은 알루미늄 합금 등으로 이루어지며, 플라스틱 재질인 터브(2)의 사출 성형시, 인서트 몰딩되어 상기 터브 베이스부(2a)와 일체형을 이루도록 구성된다. 물론, 상기 베어링 하우징(7)은 상기 터브 베이스부에 볼트 등을 이용하여 결합되는 것도 가능하다.

한편, 도 5를 참조하면, 상기 베어링 하우징(7)은 베어링을 지지하는 슬리이브(sleeve) 형태로 이루어진다. 그리고 상기 베어링 하우징(7) 내부에는 샤프트(4)가 회전 가능하도록 지지하는 베어링(600a, 600b)이 구비된다.

상기 베어링 하우징(7)은 터브의 베이스부(2a)의 중앙에 관통되도록 상기 터브에 인서트 몰딩되어 상기 터브와 일체로 형성된다.

여기서, 상기 베어링 하우징(7)의 외주면에는 요철(7d)이 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 요철을 통하여 상기 베어링 하우징과 터브 베이스부의 결합 강도를 높일 수 있게 된다. 이러한 요철(7d)은 상기 베어링 하우징의 외주면의 원주 방향을 따라 형성될 수 있고, 상기 베어링 하우징의 외주면의 길이 방향을 따라 형성될 수도 있다. 물론 상기 요철(7d)은 상기 베어링 하우징의 외주면의 원주 방향과 길이 방향에 따라서 동시에 형성될 수도 있다.

상기 길이 방향에 따라 형성된 요철은 상기 베어링 하우징과 터브 베이스부 사이의 길이 방향에 대한 결합 강도를 높이게 되고, 상기 원주 방향에 따라 형성된 요철은 상기 베어링 하우징과 터브 베이스부 사이의 원주 방향에 대한 결합 강도를 높이게 된다.

그리고, 상기 베어링 하우징(7)의 중심을 관통하여 샤프트(4)가 구비되며 상기 샤프트의 일단은 드럼(3)과 연결되며, 타단은 로터(5)와 연결된다.

여기서, 상기 샤프트(4)의 전단부는 회전력을 보다 신뢰성 있게 상기 드럼(4)으로 전달하기 위하여 스파이더(10)(spider)를 통하여 상기 드럼과 연결되고, 상기 샤프트(4)의 스파이더(10) 후방으로 노출된 부분으로부터 전방 베어링(600a)까지의 영역에는 샤프트(4)의 녹방지를 위해 황동 재질의 부싱(11)이 압입되어 설치되며, 상기 부싱(11) 외측면에는 베어링 측으로의 수분 침투를 방지하기 위한 실링부재(12)가 설치된다.

한편, 상기 샤프트(4) 후단부 중심에는 직결식 모터를 구성하는 로터(5)가 체결되고, 상기 로터(5) 내측에는 상기 터브(2)의 후벽부에 체결되어 고정되며 상기 로터(5)와 함께 직결식 모터를 구성하는 스테이터(6)가 위치하게 된다.

상기 로터(5)는 철판 재질로 된 것으로서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 그 후벽면(13a) 가장자리에서 전방으로 연장형성된 측벽면(13b) 상에는 그 내면 전방에 장착되는 마그네트(M)를 지지할 수 있도록 하기 위한 안착면(130)을 갖는 절곡부가 원주방향을 따라 형성되고, 그 후벽면(13a) 중심에는 상기 로터(5)를 샤프트(4)에 결합시키기 위한 볼트 등의 체결부재(15a)가 통과가능한 관통홀(131)이 형성된 허브부(132)가 형성되도록 구성된다.

여기서, 상기 로터(5)의 전체적인 형상은 프레스 가공에 의해 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 로터(5)의 허브부(132) 주변에는 로터(5)의 회전시 공기를 스테이터(6)쪽으로 불어넣어 스테이터(6)에서 발생하는 열을 냉각시키는 작용을 하는 복수 개의 냉각핀(133)이 방사상(放射狀)을 이루도록 형성되며, 이때 개별 냉각핀(133)은 반경방향으로 소정의 길이를 갖도록 형성된다.

상기에서 냉각핀(133)은 랜싱(lancing) 가공에 의해 후벽면에 대해 90°각도로 절곡되어 로터(5)의 개구부 쪽을 향하는 형태를 이루게 되며, 상기한 랜싱 가공에 의해 형성된 통공(134)은 통풍구 역할을 수행하게 된다.

이와 더불어, 상기 로터(5) 후벽면(13a)의 각 냉각핀(133)과 그에 이웃하는 냉각핀 사이의 영역에는 로터(5)의 강도보강을 위한 엠보싱부(135)가 형성되고, 상기 엠보싱부(135) 상에는 수분 배출을 위한 배수홀(136)이 형성된다.

한편, 상기 로터(5)의 허브부(132)에 형성된 관통홀(131) 가장자리에는 후방 베어링(600b) 뒤쪽으로 노출된 샤프트(4) 후단부의 외주면상에 세레이션 결합되는 커넥터(16)(connector)가 구비된다.

상기 커넥터(16)는 철판재질인 로터(5)와 진동모드가 다른 수지 재질로 이루어지게 되며 로터에 대해 부싱 역할을 겸하게 된다. 아울러 스테이터(6) 또는 로터(5)와 샤프트(4) 사이에서 절연 기능을 수행하게 된다.

또한, 상기 커넥터(16)의 내주면 상에는 샤프트(4)의 후단부에 형성된 세레이션(400)에 형합하는 세레이션(164)이 형성된다.

한편, 상기 터브(2)의 베이스부 상에는 터브의 사출 성형시 베어링 하우징(7)이 그 내부에 인서트 몰딩되는 허브부(2b)가 형성된다.

여기서, 상기 허브부(2b)는 상기 터브(2)의 베이스부(2a)의 다른 부분 보다는 소정 높이 돌출되도록 형성됨이 바람직하다. 왜냐하면 터브(2)에 대하여 샤프트(4)를 회전 가능하게 지지하기 위해서는 상기 샤프트가 지지되는 길이를 어느 정도 확보할 필요성이 있기 때문이다. 또한, 이러한 길이를 확보하기 위해서 터브의 후벽부 두께를 키우는 것도 한계가 있다. 따라서, 상기 샤프트가 관통되는 부분만 두께를 키우는 것이 바람직하다.

도 5에는 상기 허브부(2b) 내부를 관통하는 베어링 하우징(7)이 도시되어 있다. 그러나, 상기 허브부(2b)는 터브가 아닌 베어링 하우징의 일부분만으로 이루어질 수도 있다. 즉, 터브의 베이스부(2b)에서 소정 길이 돌출된 베어링 하우징의 일부분만이 상기 허브부를 이룰 수도 있다.

이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 있어서 스테이터의 결합 구조에 대해서 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 스테이터의 결합 구조에 대한 일 실시예를 도시한 사시도이다.

본 실시예에서 스테이터가 결합되는 터브의 베이스부(2a)에는 외면에서 소정 길이 돌출된 허브부(2b)가 형성되는데, 상기 허브부(2b)는 터브(2)의 일부분이다. 그리고, 상기 허브부를 관통하여 베어링 하우징(7)이 인서트 몰딩되어 상기 터브와 일체로 형성된다.

또한, 상기 허브부(2b)의 외주면 형상은 도 6에 도시된 바와 같이 원주 방향을 따라 굴곡이 반복되도록 형성됨이 바람직하다. 즉, 원주 방향을 따라 돌출부와 홈부가 반복되도록 형성됨이 바람직하다. 이러한 허브부의 외주면 형상과 대응되도록 스테이터(6)의 내주면 형상이 형성되게 된다.

즉, 상기 허브부(2b)에 상기 스테이터(6)가 삽입됨으로써 상기 터브의 베이스부(2a)에 상기 스테이터가 결합되는 것이다. 여기서, 상기 스테이터(6)의 내주면에는 안쪽으로 돌출되어 형성되는 결합부(143)가 형성된다. 그리고 상기 결합부는 상기 스테이터의 내주면을 따라 복수 개 구비됨이 바람직하다. 또한 상기 결합부에는 볼트(b) 등을 통하여 상기 스테이터를 터브에 고정시키는 체결공(143b)이 형성된다.

한편, 도 6에는 상기 결합부(143) 모두에 상기 체결공(143p)이 형성된 것이 도시되어 있다. 그러나, 상기 결합부 모두에 체결공이 형성될 필요는 없다. 예를 들어 결합부가 여섯 개 형성되는 경우에는 소정 각도 간격을 두고 일부의 결합부에만 체결공(143b)가 형성되는 것도 가능하다. 그러나 어느 경우나 상기 결합부는 상기 허브부(2b)의 외주면에 형성된 홈에 삽입되어 스테이터와 터브의 결합 강도를 보강하는 기능을 수행할 것이다.

상기 터브의 베이스부(2a) 중 상기 허브부(2b)의 외측으로 상기 스테이터가 안착하는 부분에는 안착부(2d)가 형성된다. 도 6에는 상기 안착부가 다른 부분과 단차진 것이 도시되지 않았으나, 상기 허브부(2b) 보다는 낮지만 다른 부분 보다는 소정 높이 높게 돌출되게 형성됨이 바람직하다. 한편, 도 5에는 돌출된 안착부(2d)가 도시되어 있다. 상기 돌출된 안착부를 통하여 상기 스테이터의 내측 인슐레이터(144a, 144b) 부분, 특히 상기 스테이터의 체결부(143)만 상기 터브와 직접 닿게 되고, 스테이터의 외측 부분, 예를 들어 스테이터 코일(142) 부분은 터브에 직접 닿지 않게 된다.

그리고, 상기 안착부(2d)에는 상기 스테이터 체결부(143)의 체결공(143b)과 대응되도록 체결홀(2p)이 형성된다. 또한, 상기 체결홀 둘레에는 상기 체결홀을 보강하기 위한 보스부(2c)가 형성됨이 바람직하다. 이러한 보스부는 또한 복수 개의 리브(미도시)들을 통하여 보강되는 것이 가능하다. 물론, 이러한 보스부나 리브들은 터브의 일부분으로 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 허브부(2b)의 형상과 이에 대응되는 상기 스테이터의 형상은 다음과 같은 기능을 수행한다.

먼저, 상기 스테이터를 상기 터브에 결합 시 서로 형합되는 형상에 의해서 스테이터가 동심도가 유지되도록 하면서 상기 터브에 결합시키는 것이 가능하다. 이는 상기 스테이터의 결합 시뿐만 아니라 모터의 구동 시에도 이러한 동심도가 유지되도록 하는 효과가 있다.

또한, 상기 터브와 스테이터의 결합력을 보강하는 기능을 수행하게 된다. 아울러 상기 허브부에서도 상기 스테이터의 하중을 지지할뿐만 아니라 스테이터의 회전 반발력을 지지하는 기능도 수행하게 된다.

따라서, 볼트(b)에만 하중이나 충격이 전달되지 않고, 상기 허브부(2b)에도 이러한 하중이나 충격이 전달되므로 보다 견고히 스테이터가 터브에 결합되는 효과를 얻을 수 있다. 그리고, 이와 동시에 스테이터의 동심도를 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 스테이터의 결합 구조에 대한 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

본 실시예에서 스테이터가 결합되는 터브의 베이스부(2a)에는 외면에서 소정 길이 돌출된 허브부(2b)가 형성되는데, 상기 허브부(2b)는 터브(2)의 일부분이 아니고 베어링 하우징(7)의 일부분이다.

즉, 본 실시예에서는 전술한 실시예와 달리 스테이터(6)는 터브의 베이스부(2b), 특히 터브의 안착부(2d)에 안착되어 상기 터브에 결합되되, 상기 스테이터는 베어링 하우징으로 이루어진 허브부에 삽입된다. 따라서, 상기 허브부(2b)가 터브가 아닌 베어링 하우징으로 이루어진다는 점을 제외하면 전술한 실시예에서 같이 동일한 작용을 수행하게 된다.

도 8은 본 발명에 따른 베어링 하우징(7)의 다른 실시예를 도시한 사시도이다. 본 실시예에서의 베어링 하우징(7)은 도 6 또는 도 7을 통하여 설명한 실시예들에 적용되는 것이 가능하다.

상기 베어링 하우징은 중심부에서 반경 반향으로 연장된 플렌지부(7a)를 갖는다. 상기 플렌지부는 터브의 베이스부(2a)의 내측에 인서트 몰딩되어 결합된다. 이러한 플렌지부를 통하여 베어링 하우징이 터브에 보다 견고히 고정되는 것이 가 능하다.

또한, 상기 플렌지부에는 수지가 침투할 수 있도록 통공(7c)이 다수 개 형성됨이 바람직하다. 이를 통하여 베어링 하우징과 터브를 보다 견고히 결합시킬 수 있을 것이다.

한편, 상기 플렌지부는 방사방향으로 연장된 복수 개의 연장부(7c)를 포함하여 이루어질 수 있다. 그리고, 이웃하는 연장부들 사이에는 볼트가 관통될 수 있는 공간이 형성됨이 바람직하다. 물론, 상기 플렌지부에는 볼트(b)가 관통되는 관통홀(미도시)이 형성될 수도 있다. 그러나, 이 경우에는 상기 베어링 하우징(7)이 상기 터브에 인서트 몰딩될 경우 상기 관통홀의 중심을 맞추기가 용이하지 않을 것이다. 따라서, 본 실시예에서는 어느 정도 오차를 갖고도 용이하게 볼트가 관통될 수 있도록 여유 공간부가 형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 베어링 하우징(7)의 플렌지부는 상기 베어링 하우징(7)과 터브(2)의 결합 강도를 높이기 위한 작용뿐만 아니라, 상기 볼트(b)를 통하여 전달되는 스테이터(6)의 회전 반발력을 분산시키는 기능을 수행하게 된다. 따라서, 상기 베어링 하우징의 플렌지부(7a)를 통하여 보다 견고히 상기 스테이터(6)가 터브에 고정될 수 있다.

한편, 로터(5)와 함께 모터를 구성하는 스테이터(6)는, 도 9와 도 10에 나타낸 바와 같이, 스파이럴 코어(SC)와, 상기 스파이럴 코어(SC)를 감싸는 인슐레이터(144)와, 상기 스파이럴 코어(SC)의 티스(151)에 권선되는 코일(142)과, 상기 인슐레이터(144)와 일체로 성형되며 코어 내측으로 3군데 이상 돌출형성되는 체결 부(143)를 포함하여 구성되며, 드럼세탁기의 대용량화에 따라 무게 1.5kg 이상을 이루게 된다. 그러나, 본 발명에 있어서의 스테이터(6)는 스파이럴 코어(SC)가 적용되고, 인슐레이터를 통하여 터브 베이스부(2a)에 결합되므로 전체적으로 동일 모터 성능 대비 스테이터의 무게를 줄일 수 있다.

그리고, 상기 스파이럴 코어(SC)는, 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 와인딩(winding)함에 따라 다층구조를 이루되, 상기 스파이럴 코어(SC)의 베이스부로부터 반경방향 외측으로는 티스(151)가 반경방향으로 돌출형성되며, 상기 스파이럴 코어(SC)의 베이스부(150)에는 코어의 와인딩시 응력이 감소되도록 하는 요입홈(152)이 형성된다.

또한, 상기 스파이럴 코어(SC)는 베이스부(150)에 형성된 통공을 관통하는 리벳(153)에 의해 리벳팅되어 결합된다.

그리고, 상기 스파이럴 코어(SC)의 와인딩 시작부위와 와인딩 끝부위는 각각 접하는 베이스부(150)의 소정 부위에 용접되어 접합될 수 있다.

한편, 상기 스파이럴 코어(SC)의 베이스부(150)에 형성되는 요입홈(152)은 사각형 혹은 사다리꼴을 이루도록 형성될 수 있으며, 호형을 이루도록 형성될 수도 있다.

그리고, 도 11 및 도 12를 참조하면, 인슐레이터와 일체로서 코어 내주면으로부터 반경방향 내측으로 3군데 이상 체결부(143)가 돌출되는 구조의 스테이터(6)에서는, 상기 스파이럴 코어(SC) 외측면으로부터 돌출된 각 티스(151)의 길이를 "a" 라하고, 상기 스파이럴 코어(SC) 내측면으로부터 상기 체결부(143)에 형성된 체결공(143a)의 중심까지의 거리를 "b" 라고 할 때, a ≥b 로 정의될 수 있도록 체결부(143)가 형성된다.

이 때, 상기 체결부(143)는 그 높이가 전체 코어 적층 높이의 20% 이상이 되도록 형성되며, 보다 바람직하게는 상기 체결부(143)의 높이는 전체 코어 적층 높이가 되도록 형성되도록 한다.

그리고, 상기 체결부(143) 상에는 모터 구동시의 진동을 완충하기 위한 캐비티(143c)가 적어도 1개 이상 구비되며, 상기 체결부(143) 상에는 터브(2) 후벽부에 인서트 몰딩된 상태로 노출되는 스테이터 체결부의 위치결정홈(314)에 형합하게 되는 위치결정돌기(143b)가 구비된다.

또한, 상기 체결부의 체결공(143a) 내부에는 상기 체결공의 강도를 포강하기 위하여 스프링 핀(143p)이나 금속 튜브가 삽입됨이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 드럼세탁기의 구동부 동작 과정은 다음과 같다.

패널부에 부착된 모터 구동용 컨트롤러(도시는 생략함)의 제어에 의해 스테이터(6)의 코일(142)에 순차적으로 전류가 흘러 로터(5)의 회전이 일어나면, 로터(5)에 결합된 커넥터(16)와 세레이션 결합된 샤프트(4)가 회전하게 되고, 이에 따라 샤프트(4)를 통해 드럼(3)으로 동력이 전달되어 드럼(3)이 회전하게 된다.

한편, 본 발명의 구동부 구조가 적용된 드럼세탁기 작용은 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 드럼세탁기는 터브(2)가 내열성이 뛰어난 플라스틱 재질로 제작되므로 인해 가벼우며 사출 성형되므로 제작성이 좋아지게 된다.

또한, 본 발명의 드럼세탁기는 베어링 지지수단인 베어링 하우징(7)이 알루 미늄 합금 등의 금속재질이므로 인해, 고온에서도 열적 변형이 없어 건조 행정이 있는 드럼세탁기에도 적용이 가능하게 된다.

그리고, 본 발명에서는 상기 금속재질의 베어링 하우징(7)이 플라스틱 재질인 터브(2)의 사출 성형시, 상기 베어링 하우징이 터브(2) 후벽부의 허브 내에 인서트 몰딩 사출되어 상기 터브(2)와 일체형을 이루도록 구성되므로 인해, 베어링 하우징(7)을 터브(2) 후벽부에 별도로 조립하는 공정이 생략되므로 조립 공정을 단순화시켜 조립공수를 줄일 수 있게 된다.

그리고, 로터(5)와 함께 모터를 구성하는 스테이터(6)는, 도 11에 나타낸 바와 같이 스파이럴 코어(SC)의 베이스부(150)에 코어의 요입홈(152)이 형성되어 있어 코어의 와인딩시 응력을 감소시켜줌으로써 와인딩 작업이 보다 작은 힘으로 쉽게 이루어질 수 있게 된다.

특히, 도 13에 도시한 바와 같이 인슐레이터와 일체로서 코어 내주면으로부터 반경방향으로 3군데 이상 돌출되는 체결부(143)를 갖는 구조의 스테이터(6)에서는, 상기 스파이럴 코어(SC) 외측면으로부터 돌출된 각 티스(151)의 길이를 "a" 라하고, 상기 스파이럴 코어(SC) 내측면으로부터 상기 체결부(143)에 형성된 체결공(143a)의 중심까지의 거리를 "b" 라고 할 때, a ≥b 가 되도록 형성된다.

이는, 상기 체결공(143a)의 위치가 하중이 작용하는 지점에서 가까운 곳에 있을수록 작용하는 토크가 작아 유리하지만, 지나치게 가깝게 할 경우 필연적으로 볼트의 직경이 작아지게 되어 전체 스테이터(6)를 지지하기 위해서는 지나치게 많은 수의 볼트가 체결되어야 하기 때문에, 이를 고려하여 결정한 것이다.

또한, 도 14를 참조하면, 상기 체결부(143)는 그 높이가 전체 코어 적층 높이의 20% 이상이 되도록 형성되는, 이는 체결부(143) 그 높이가 전체 코어 적층 높이의 20% 이하가 되면 모터 구동시 발생하는 진동으로 체결부(143)에 파손이 일어나게 될 우려가 있기 때문이다.

특히, 상기 체결부(143)의 높이는 전체 코어 적층 높이가 되도록 형성됨이 바람직하나, 그 이상의 높이가 될 수도 있다.

그러나, 상기 체결부(143)는 그 높이가 지나치게 커지면 세탁기 구동부 전체폭이 커져서 세탁기의 세탁용량을 감소시키게 되는 결과를 초래하므로 이를 감안하여 체결부(143) 높이는 전체 코어 적층 높이의 2배를 넘지 않도록 한다.

그리고, 상기 체결부(143) 상에 형성된 캐비티(143c)는 모터 구동시의 발생하는 진동에 대해 완충 및 감쇠작용을 수행하여 스테이터(6)의 기계적 신뢰성을 향상시키게 된다.

그리고, 상기 체결부(143) 상에 형성된 위치 결정돌기(143b)는 터브(2)의 위치 결정홈(314)에 형합됨으로써 스테이터(6)의 체결이 쉽게 이루어지도록 돕게 된다.

특히, 본 발명에서는 터브(2) 후벽부를 보호하면서 스테이터(6)를 지지하던 역할을 하던 기존의 터브 서포터를 생략할 수 있게 된다.

한편, 샤프트(4)의 전단부는 드럼(3)의 후벽부에 구비된 스파이더(10)에 결합되며, 상기 샤프트(4)의 스파이더(10) 외측으로 노출된 부분으로부터 전방 베어링(600a)까지의 영역에는 황동 재질의 부싱(11)이 강제 압입되어 설치되므로 인해 샤프트(4)의 녹발생을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 부싱(11) 외측면에는 실링부재(12)가 설치되어 있으므로 인해 베어링 측으로의 수분 침투가 방지된다.

한편, 상기 샤프트(4) 후단부 중심에는 직결식 모터를 구성하는 로터(5)가 결합되고, 상기 로터(5) 내측에는 스테이터(6)가 위치하게 되는데, 상기 로터(5)의 후벽면(13a) 가장자리에서 전방으로 연장 형성된 측벽면(13b) 상에는 마그네트 안착면(130)을 갖는 절곡부가 원주방향을 따라 형성되어 있어, 마그네트(M)를 로터(5) 내면에 부착시 상기 안착면(130)에 의해 마그네트(M)의 지지가 이루어지므로, 로터의 제작이 용이하게 이루어지게 된다.

또한, 상기 로터(5)의 후벽면(13a) 중심에는 관통홀(131)이 구비된 허브부(132)가 형성되어 상기 로터(5)를 샤프트(4)에 결합시키기 위한 볼트등의 체결부재(15b)가 통과 가능하며, 상기 로터(5)의 허브부(132) 주변에는 복수개의 냉각핀(133)이 방사상을 이루는 한편 반경방향으로 소정의 길이를 갖도록 형성되어 있어, 로터(5)의 회전시 상기 냉각핀(133)이 공기를 스테이터(6)쪽으로 불어넣어 스테이터(6)에서 발생하는 열을 냉각시키게 된다.

이 때, 상기 냉각핀(133)은 랜싱 가공에 의해 로터(5)의 개구부 쪽을 향하도록 형성되며, 랜싱 가공에 의해 형성된 통공(134)은 통풍구 역할을 수행하게 된다.

여기서, 상기 로터(5)는 철판 재질로서, 프레스 가공에 의해 성형되므로 인해, 로터를 제작하는데 소요되는 시간이 매우 짧아지게 되어 로터 제작시의 생산성이 향상된다.

이와 더불어, 상기 로터(5) 후벽면(13a)의 각 냉각핀(133)과 냉각핀 사이의 영역에는 엠보싱부(135)가 형성되어 로터(5)의 전체적인 강도가 향상되며, 상기 엠보싱부(135) 상에는 배수홀(136)이 형성되어 있어, 상기 배수홀을 통해 수분 배출이 이루어지게 된다.

그리고, 상기 커넥터(16)는 수지 재질로서 사출 성형되는데, 철판으로 된 로터(5)와는 진동모드가 달라 로터(5)의 진동이 감쇠되어 샤프트(4)에 전달되도록 하는 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 커넥터(16)의 허브 내주면 상에는 세레이션(164)이 형성되어 있어 샤프트(4)의 후단부에 형성된 세레이션(400)에 형합함에 따라 커넥터(16)를 통해 로터(5)의 회전력이 샤프트(4)에 그대로 전달된다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예들로 한정되지 않으며, 본 발명의 기술 사상의 범주를 벗어나지 않는 한 치수 및 형상, 재질의 변경이 가능함은 물론이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 효과는 다음과 같다.

우선, 본 발명의 드럼세탁기는 모터 직결식 구조이므로 소음 및 고장 발생, 동력손실이 줄어들게 되며, 베어링 하우징이 금속재질이므로 열적 변형이 없어 건조 기능을 갖는 제품에 적용이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 드럼세탁기에서는 와인딩이 용이한 구조의 스파이럴 코어(SC)를 채택함으로 인해 모재의 낭비가 방지되고 제조가 용이하게 되며, 동일 성능 대비 가벼운 스테이터를 제조할 수 있다. 따라서, 터브의 후벽부 강도 보강을 위한 종래의 터브 서포터를 생략하여 용이하게 스테이터를 터브에 고정하는 것이 가능하게 된다.

그리고, 본 발명은 드럼세탁기의 구동부 구조를 개선하여, 모터의 구동력이 드럼에 직접적으로 전달되도록 하므로써 소음 및 고장을 줄임과 더불어 동력손실을 줄이므로써 세탁력의 향상을 도모하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 구동부를 구성하는 부품의 제작성이 향상되어 제품 생산시 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명에 따르면 스테이터의 결합 시 동심도를 용이하게 맞출 수 있고, 사후적으로도 동심도가 유지될 수 있다.

Claims (17)

1. 스테이터와 로터를 가지는 모터;

   상기 로터의 회전축을 지지하는 베어링을 수용하는 베어링 하우징;

   세탁수를 수용하며, 상기 스테이터가 직결되는 베이스부를 가지는 터브; 및

   상기 베이스부의 외면에 돌출되고, 상기 스테이터의 회전반발력을 지지하기 위하여 상기 스테이터 내주면의 형상과 대응되는 외주면을 갖는 허브부;를 포함하여 이루어지는 드럼세탁기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 베어링 하우징은 상기 터브에 인서트 몰딩되어 상기 터브와 일체로 형성됨을 특징으로 하는 세탁기.
3. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 터브의 베이스부에는 상기 스테이터가 안착되는 안착부가 형성됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 스테이터는,

   원주 방향을 따라 복수 개 형성되며, 반경 방향 내측으로 돌출되어 형성되는 체결부를 포함함을 특징으로 하는 드럼세탁기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 안착부에는 상기 스테이터의 체결부가 안착됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 스테이터의 체결부 전부 또는 일부에는 상기 스테이터와 상기 터브와의 결합을 위한 체결공이 형성됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 안착부에는 상기 체결공과 대응되는 체결홀이 형성됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 체결홀 둘레에는 상기 체결홀을 보강하기 위한 보스부가 형성됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
9. 삭제
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 안착부는 상기 허브부의 반경 방향 외측에 형성됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
11. 삭제
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 허브부는 상기 베어링 하우징의 일부분이 상기 베이스부의 외면에서 돌출되어 형성된 것임을 특징으로 하는 드럼 세탁기.
13. 제 8 항에 있어서,

    상기 베어링 하우징은 상기 허브부를 관통하여 구비됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 베어링 하우징의 외주면에는 원주 방향을 따라 요철이 형성됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 베어링 하우징의 외주면에는 길이 방향을 따라 요철이 형성됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
16. 제 13 항에 있어서,

    상기 베어링 하우징은 상기 터브와의 결합력을 높이기 위하여 반경 방향으로 연장된 플랜지부를 포함함을 특징으로 하는 드럼 세탁기.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 플랜지부는 방사방향으로 연장된 복수 개의 연장부를 포함하며,

    상기 이웃하는 연장부들 사이로 볼트가 관통되어 상기 터브와 스테이터가 결합됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.

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