KR101328916B1 - 구조적으로 강화된 체결구조를 갖는 스테이터와 이를포함하는 세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 모터용 스테이터 및 이를 포함하여 구성되는 세탁기에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 스테이터의 체결부가 강도적으로 강화된 스테이터 및 그 세탁기에 관한 것이다. 상기 모터의 스테이터는 스테이터 코어와 인슐레이터와 스테이터 체결용 체결공을 갖는 체결부와 상기 인슐레이터와 상기 각 체결부를 연결하는 연결부가 인서트 사출성형으로 일체로 형성된다. 이로써, 스테이터의 체결부가 강도적으로 강화된 스테이터 및 그 세탁기가 제공된다.

모터, 세탁기, 스테이터, 체결, 사출성형

Description

구조적으로 강화된 체결구조를 갖는 스테이터와 이를 포함하는 세탁기{STATOR HAVING MORE STRENGTHENED FASTENING STRUCTURE AND WASHING MACHINE WITH THE SAME THEREIN}

도1은 종래의 드럼세탁기를 나타낸다.

도2는 종래의 스테이터를 나타낸다.

도3은 본 발명에 따르는 스테이터의 상부 모습을 나타낸다.

도4는 본 발명에 따르는 스테이터의 하부 모습을 나타낸다.

도5는 도3의 일부 확대도이다.

도6은 스테이터 코어의 관통홈과 게이트부의 위치관계를 나타낸다.

* 도면의 주요부분에 대한 설명 *

101 : 코일 110 : 인슐레이터

111 : 원주리브 112 : 게이트부

113 : 가상 게이트부 114, 115 : 용융물 흐름 경로

120 : 체결부 130 : 연결부

131~135 : 수직리브 136 : 수평리브

137 : 배수홀 138 : 위치결정돌기

140 : 스테이터 코어 141 : 폴

142 : 베이스 143 : 관통홈

본 발명은 전기 모터용 스테이터 및 이를 포함하여 구성되는 세탁기에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 스테이터의 체결부가 강도적으로 강화된 스테이터 및 그 세탁기에 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 발생하게 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.

한편, 상기 캐비닛(1) 전방에는 도어(21)가 설치되고, 상기 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.

도2는 상기와 같이 터브 후벽에 설치되는 종래의 스테이터를 나타낸다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 스테이터(6)는, 스파이럴 코어(SC)와, 상기 스파이럴 코어(SC)의 형상에 대응하는 형태로서 상기 스파이럴 코어(SC)의 상부측을 감싸게 되는 전기적 절연재질의 상(上)인슐레이터(60a)와, 상기 스파이럴 코어(SC)의 형상에 대응하는 형태로서 상기 상인슐레이터(60a)와 상호 조립시 상기 스파이럴 코어(SC)의 하부측을 감싸게 되는 전기적 절연체인 하(下)인슐레이 터(60b)로 이루어지되, 상인슐레이터(60a) 및 하인슐레이터(60b)에 일체로 형성되며 고정측에 스테이터(6)를 고정할 수 있도록 스파이럴 코어(SC) 내측에 위치하는 체결부(600)를 포함한다.

여기서, 상기 체결부(600)에는 고정측에 스테이터(6)를 체결부재로 고정하기 위해 형성되는 체결공(620a)이 형성되며, 상기 체결공(620a)은 체결부(600)의 비노출면쪽에 돌출된 보스(620)에 의해 형성된다.

상기 상인슐레이터(60a)의 체결부(600)에 형성된 체결공(620a) 주위에는 고정측에 형성되는 위치결정홈(미도시) 또는 위치결정공(미도시)에 형합되는 위치결정돌기(630)가 형성된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 스테이터는 그 체결부에서 파손이 발생하는 문제가 있었다. 모터가 구동될 때 스테이터는 열이 발생하고, 구동이 정지되어 식혀지게 되는데, 이때 체결부 및 체결부와 연결된 부분은 열팽창과 열수축을 받으며, 이로 인해 상기 체결부는 열응력을 반복적으로 받게 된다. 이와 같이 반복적으로 받게 되는 열응력으로 인해 체결부는 종국에 가서 파손되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

아울러, 구조적으로 보다 강화된 스테이터 체결구조를 제시하고, 스테이터 코어와 상기 체결구조가 인서트 사출성형에 의해 결합됨으로서 작업 효율을 증대시킴과 동시에 보다 확고히 결합된 스테이터를 제시한다.

본 발명에 의한 세탁기는 세탁을 위한 회전 구동력을 제공하는 모터를 포함하여 구성되되, 상기 모터의 스테이터는: 복수의 폴들과 베이스를 갖는 스테이터 코어와; 상기 스테이터 코어에 결합되는 인슐레이터와; 스테이터 체결용 볼트가 관통하는 체결공을 갖는 체결부와; 상기 인슐레이터와 상기 체결부를 연결하는 연결부를; 포함하되, 상기 인슐레이터와 체결부와 연결부는 상기 스테이터코어가 인서트되어 사출성형되는 것을 특징으로 한다.

종래에는 인슐레이터가 상하로 나위어서 스테이터 코어와 조립되었었다. 이와 같은 조립은 작업효율이 좋지 않을 뿐만 아니라, 장기간 사용됨에 따라 진동을 계속받으면 그 조립이 헐거워져 파손과 같은 문제를 낳을 수 있다. 또한, 소음을 야기시키는 원인이 되기도 한다.

바람직하게는 상기 스테이터 코어에는 관통홈이 형성되어 상기 인슐레이터의 상부와 하부가 연결될 수 있도록 한다. 스테이터 코어가 금형에 인서트된 상태에서 플라스틱 용융물이 주입되면 그 용융물은 상기 관통홈에 유입되어 결국 인슐레이터의 상하부를 연결하게 된다. 이는 인슐레이터와 스테이터 코어의 결합을 확고히 할 뿐만 아니라, 열변형을 감소시키도록 지지하는 역할을 하기 때문에 종래와 같이 열변형으로 인해 야기되는 체결부의 파손문제를 방지하는 것을 도와준다.

그리고, 플라스틱 용융물을 주입하기 위한 그 게이트부는 상기 관통홈과 적어도 일부 중첩되도록 배치되는 것이 바람직하다. 여기서, 중첩된다 함은 서로 직접 겹쳐지는 것을 의미하는 것이 아니라 위에서 내려다 볼때 중첩되어 보이는 것을 의미한다.

게이트부와 상기 관통홈이 서로 중첩되어 배치되면 플라스틱 용융물이 인슐레이터의 하부까지 원활하게 흐를 수 있다.

상기 인슐레이터 상면에는 원주방향을 따라 수직으로 리브가 형성되는 것이 바람직하며, 상기 게이트부는 상기 리브 상에 위치하는 것이 바람직하다.

여기서, 금형의 캐버티 내에서 플라스틱 용융물이 주입되어 상기 캐버티를 채울 때 상기 체결부에는 서로 다른 방향에서 흘러온 플라스틱 용융물이 만다 이루게 되는 경계면이 없도록 하는 것이 바람직하다. 위와 같은 경계면은 상대적으로 그 강도가 약하기 때문이다.

따라서, 상술한 바와 같은 경계면이 체결부에 형성되지 않도록 하기 위해, 사출성형을 위한 게이트부는 상기 체결부 중심과 상기 스테이터 코어의 중심을 연결하는 선의 연장선으로부터 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명을 따르는 세탁기는 도1과 같은 종래의 세탁기와 스테이터가 다른 차이가 있을 뿐 그 외의 다른 구성은 크게 다르지 않다. 따라서, 여기서는 본 발명에서 제시하는 스테이터에 대해 설명하며, 그 외의 다른 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도3은 스테이터의 상부를 나타내고, 도4는 하부를 나타낸다.

첨부도면에 도시되는 바와 같이, 인슐레이터(110)는 스테이터 코어(140)와 결합되고, 체결부(120)는 스테이터의 내측에 배치되어 연결부(130)에 의해 인슐레이터(110)와 연결된다.

상기 체결부(120), 인슐레이터(110), 및 연결부(130)는 모두 플라스틱 사출성형에 의해 일체로 형성된다. 또한, 이들은 스테이터 코어(140)가 금형에 인서트된 상태에서 사출성형되어 스테이터 코어(140)와 함께 일체로 결합된다.

이때 상기 인슐레이터(110)는 스테이터 코어(140)의 폴(141)을 감싸면서 형성되고 있으며, 절연의 역할을 한다. 도면에는 인슐레이터(110) 중 폴(141)을 감싸는 부분으로 코일(101)이 와인딩된 모습을 나타내고 있다.

이와 같은 스테이터는 도1과 같은 세탁기에는 터브의 후방에 체결용 볼트에 의해 장착된다. 그리고, 위와 같은 체결을 위해 체결부(120)는 상기 볼트가 관통할 수 있는 체결공을 갖는다.

이때, 상기 볼트와 체결부(120) 사이 또는 상기 터브와 체결부(120) 사이에는 와셔(미도시)가 개재된다.

상기 연결부(130)는 수직으로 형성되어 상기 체결부(120)와 인슐레이터(110)를 연결하는 다수의 수직리브들(131~135)을 갖는다.

중심수직리브(133)는 상기 체결부(120)와 인슐레이터(110)를 최단거리로 연결한다.

도시되는 바와 같이 각 수직리브는 가장 근접한 폴(141)의 연장선(B, C)상에 배치되는 경우 그 연장선(B, C)의 방향과 그 배치 방향은 일치하지 않는다.

그리고, 상기 중심수직리브(133)는 인접한 두개의 폴들의 연장선(B, C)들 사이로 배치되고 있다.

또한, 상기 중심수직리브(133)에 대해 다른 수직리브들(131~135)은 대칭적으 로 배치된다. 즉, 제1수직리브(131)와 제2수직리브(132)는 상기 중심수직리브(133)에 대해 제4수직리브(135) 및 제3수직리브(134)와 대칭적으로 배치되고 있다.

여기서, 제1수직리브(131)와 제2수직리브(132) 사이에는 위치결정돌기(138)가 위치한다.

그리고, 수직리브들(131~135)은 수평으로 형성된 수평리브(136)에 의해 연결된다. 상기 수평리브(136)에는 배수홀(137)이 형성되고 있다.

상기 수평리브(136)에 대해 상기 체결부(120) 및 연결부(130)의 수직리브들(131~135)은 상하로 대칭이다. 즉, 도3 및 도4에 보이는 바와 같이 체결부(120) 및 연결부(130)는 위치결정돌기(138)를 제외하고는 상부와 하부가 대칭된 형태로 이루어지고 있다.

만약 연결부(130)의 수직리브들(131~135)이 상하부 비대칭으로 형성된다면, 수직리브들(131~135)의 열팽창 또는 열수축에 의해 체결부(120)에 가해지는 응력은 상부와 하부가 다르게 될 것이며, 이는 체결부(120) 강도 저하의 또 다른 요인으로 작용할 것이다.

아울러, 도3 및 도4에 보이는 바와 같이, 체결부들의 배치는 스테이터 코어(140) 내측에서 대칭적이다. 각 체결부는 그와 대향하여 배치되는 체결부를 가지게 되며, 각 체결부와 그 대향하는 체결부를 연결하는 선에 대해 다른 체결부들은 대칭적으로 배치되고 있다.

이와 같이 체결부가 대칭적으로 배치되기 때문에 스테이터를 터브에 체결시킬 때 터브의 장착되는 부분과 스테이터의 중심을 맞추는 작업이 용이해진다.

또한, 도6에 보이는 바와 같이, 스테이터 코어(140)는 관통홈(143)을 갖는데, 사출성형 시 플라스틱 용융물이 상기 관통홈(143)으로 유입되어 인슐레이터(110)의 상부와 하부를 연결하게 된다.

인슐레이터(110) 중 상기 관통홈(143) 내에 충진된 부분은 코어(140)와 인슐레이터(110)의 결합을 보다 확고하게 하는 역할을 한다. 그리고, 상기 관통홈(143) 내에 충진된 부분은 인슐레이터(110) 및 체결부(120)의 열변형 정도를 감소시키는 역할을 하기도 한다. 열변형량이 적을수록 체결부(120)는 응력을 적게 받게 된다.

또한, 인슐레이터(110)에는 원주방향을 따라 수직으로 형성되는 원주리브(111)가 형성되고 있다.

한편, 플라스틱 용융물이 주입되는 게이트부(112)는 상기 원주리브(111)에 위치한다. 그리고, 상기 게이트부(112)는 체결부(120)의 중심과 스테이터 코어(140)의 중심을 연결한 연장선(D)상에 위치하지 않고 이로부터 이격되어 있다.

도5에 보이는 가상의 게이트부(113)와 같이 게이트부가 상기 연장선(D)상에 위치하게 되면, 플라스틱 용융물은 좌측경로(114) 및 우측경로(115)를 따라 흘러 체결부(120)가 형성되는 곳에서 만나 경계면을 이루게 된다. 이와 같은 경계면은 그 강도가 다른 부분에 비해 약하기 때문에 체결부(120) 파손의 요인이 될 수 있다.

따라서, 상기 게이트부(112)는 상기 연장선(D)으로부터 소정 거리 이격되어 배치되고 있는 것이다.

그리고, 도6에 보이는 바와 같이, 상기 게이트부(112)는 상기 스테이트 코 어(140)의 관통홈(143)과 적어도 일부 중첩되도록 배치되고 있다. 상기 게이트부(112)를 통해 유입된 플라스틱 용융물은 상기 관통홈(143)을 통해 하부로 원활하게 흐르게 된다.

또한, 상기 체결부(120)의 높이는 도3 내지 도5에 보이는 바와 같이 연결부(130)의 상기 수직리브들(131~135)보다 그 높이가 높다. 상기 체결부(120) 위로 와셔가 개재될 때 상기 수직리브들(131~135)의 높이가 더 높으면 와셔와 수직리브들(131~135)은 서로 간섭될 수 있으며, 이로 인해 스테이터의 터브에 대한 체결은 확고하게 이루어지지 않을 수도 있다.

와셔와 체결부(120) 사이에 틈이 존재하면, 이 틈으로 인해 스테이터의 터브에 대한 체결은 사용 중 헐거워지게 된다. 상기와 같은 틈이 존재하더라도 처음에는 스테이터가 타이트하게 터브에 체결될 수 있지만, 모터가 구동되면서 체결부(120) 등에 열변형이 발생하면서 그 체결이 헐거워지게 되기 때문이다.

본 발명에 의하면 상술한 바와 같은 종래의 문제를 해결할 수 있다.

구조적으로 보다 강화된 스테이터 체결구조를 얻을 수 있고, 스테이터 코어와 상기 체결구조가 인서트 사출성형에 의해 결합됨으로서 작업 효율을 증대시킴과 동시에 보다 확고히 결합된 스테이터를 얻을 수 있다.

아울러, 스테이터가 터브에 보다 확고하게 체결되고, 사용 중 열변형으로 인해 야기되는 체결부의 파손 문제가 방지된 세탁기를 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 세탁을 위한 회전 구동력을 제공하는 모터를 포함하는 세탁기에 있어서, 상기 모터의 스테이터는:

   복수의 폴들과 베이스를 갖는 스테이터 코어와;

   상기 스테이터 코어에 결합되는 인슐레이터와;

   스테이터 체결용 볼트가 관통하는 체결공을 갖는 체결부와;

   상기 인슐레이터와 상기 체결부를 연결하는 연결부를; 포함하되,

   상기 인슐레이터와 체결부와 연결부는 상기 스테이터 코어가 인서트되어 사출성형되고

   상기 스테이터 코어에는 상기 인슐레이터의 상부와 하부가 연결될 수 있도록 관통홈이 형성되며

   사출성형을 위한 게이트부는 상기 관통홈과 적어도 일부 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 인슐레이터 상면에는 원주방향을 따라 수직으로 원주리브가 형성되고, 상기 게이트부는 상기 원주리브 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
5. 제4항에 있어서,

   사출성형을 위한 게이트부는 상기 체결부 중심과 상기 스테이터 코어의 중심을 연결하는 선의 연장선으로부터 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 세탁기.
6. 복수의 폴들과 베이스를 갖는 스테이터 코어와;

   상기 스테이터 코어에 결합되는 인슐레이터와;

   스테이터 체결용 볼트가 관통하는 체결공을 갖는 체결부와;

   상기 인슐레이터와 상기 체결부를 연결하는 연결부를; 포함하되,

   상기 인슐레이터와 체결부와 연결부는 상기 스테이터 코어가 인서트되어 사출성형되고

   상기 스테이터 코어에는 상기 인슐레이터의 상부와 하부가 연결될 수 있도록 관통홈이 형성되며

   사출성형을 위한 게이트부는 상기 관통홈과 적어도 일부 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 모터용 스테이터.

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