KR101709551B1

KR101709551B1 - 비엘디시 모터 및 이를 이용한 배수펌프

Info

Publication number: KR101709551B1
Application number: KR1020100044656A
Authority: KR
Inventors: 변정욱; 조상영; 김한기
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2017-02-23
Also published as: KR20110125102A

Abstract

본 발명은 비엘디시 모터 및 이를 구비한 배수펌프에 관한 것이다. 본 발명은 스테이터가 밀봉된 하우징의 내부에 결합되는 반면 로터는 하우징의 외부에 설치됨에 따라 세척수가 펌프의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또, 제1 하우징과 제2 하우징이 후크 결합됨에 따라 하우징을 용이하게 조립할 수 있다. 또, 후크돌기의 양측에 가이드용 리브를 형성함에 따라 하우징의 체결작업을 용이하면서도 안전하게 할 수 있다. 또, 스테이터를 축방향으로 지지하는 지지돌부를 형성함에 따라 스테이터를 안정적으로 지지할 수 있다. 또, 상기 스테이터가 밀봉된 하우징의 내부에 결합됨에 따라 세척수가 침입하는 것을 방지할 수 있다. 또, 로터수용홈의 바깥쪽에 실러가 구비됨에 따라 로터의 이탈을 효과적으로 방지하면서 세척수나 오물이 로터로 침입하는 것을 방지할 수 있다.

Description

비엘디시 모터 및 이를 이용한 배수펌프{BRUSHLESS DC MOTOR AND DRARIN PUMP HAVING THE SAME}

본 발명은 비엘디시 모터 및 이를 이용한 배수펌프에 관한 것으로, 특히 하우징의 내부에는 스테이터가, 하우징의 외부에는 로터가 설치되는 비엘디시 모터 및 이를 이용한 배수펌프에 관한 것이다.

일반적으로 비엘디시 모터(Brushless DC Motor : BLDC)는 스테이터(stator)에 3상의 코일을 감아 회전자계를 형성하고 로터(rotor)에는 영구자석을 부착하여 스테이터에서 형성된 자계와 영구자석의 자계와의 상호작용에 의해 회전력을 얻는 직류모터의 일종이다.

즉, 비엘디시 모터는 로터의 위치에 따라 파워구동모듈에 제어신호를 인가하여 적절한 전류를 스테이터의 3상 코일에 흘려 줌으로써 로터의 자계와 스테이터에 인가된 전류에 의한 자계의 상호작용에 의해 회전력을 얻는다.

이러한 비엘디시 모터는 운전의 편의성과 회전수 조절의 용이성 등 직류모터의 장점을 모두 포함하면서 직류모터의 단점인 브러시를 없애 소음과 유지비를 저감함으로써 최근 다양한 분야에 사용되고 있다.

일례로 비엘디시 모터는 세탁기 또는 식기세척기의 배수펌프 등에도 사용되고 있다. 상기 배수펌프의 경우, 물이 채워진 조건에서 임펠러가 작동되어야 하므로 구동부의 실링정도가 긴밀하게 유지되어야 하는 것은 물론 회전축의 회전시 그 회전축을 원활하게 윤활하여야 모터와 펌프의 성능을 높일 수 있다.

그러나, 종래의 비엘디시 모터는 스테이터와 로터가 동일한 공간, 즉 하우징의 내부에 함께 배치됨에 따라 실링정도를 높이는데 한계가 있었다. 즉, 비엘디시모터가 배수펌프로 사용되는 경우 로터에 구비되는 회전축에는 임펠러가 결합되어야 하므로 회전축이 하우징의 외부로 인출되어야 한다. 따라서 상기 하우징에는 회전축이 외부로 인출되도록 축수구멍이 관통되어 형성되지만 그 축수구멍을 긴밀하게 실링하기가 용이하지 않을 뿐만 아니라 상기 축수구멍을 긴밀하게 실링할 경우 회전축과의 마찰손실로 인해 모터의 효율이 저하될 수 있었다.

본 발명의 목적은, 실링정도가 높으면서도 회전축의 마찰손실을 줄일 수 있는 비엘디시 모터를 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 하우징; 상기 하우징의 내부에 고정 설치되는 스테이터; 및 상기 하우징의 외부에 회전 가능하게 설치되는 로터;를 포함한 비엘디시 모터가 제공된다.

또, 물이 집수되는 섬프(sump)에 결합되어 일방향 또는 양방향 회전력을 발생하는 배수모터; 및 상기 배수모터의 회전축에 결합되어 일방향 또는 양방향으로 회전하면서 상기 섬프에 고인 물을 배출시키는 임펠러;를 포함하고, 상기 배수모터는 하우징; 상기 하우징의 내부에 고정 설치되는 스테이터; 및 상기 하우징의 외부에 회전 가능하게 설치되는 로터;를 포함한 비엘디시 모터가 구비되는 배수펌프가 제공된다.

본 발명에 의한 비엘디시 모터 및 이를 구비한 배수펌프는, 스테이터가 밀봉된 하우징의 내부에 결합되는 반면 로터는 하우징의 외부에 설치됨에 따라 세척수나 오물이 배수펌프의 하우징 내부로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어 모터와 펌프의 성능을 향상시킬 수 있다.

또, 상기 배수펌프는 제1 하우징과 제2 하우징이 후크 결합됨에 따라 상기 배수펌프의 하우징을 용이하게 조립할 수 있다.

또, 상기 제1 하우징의 외주면에 구비되는 후크돌기의 양측에 가이드용 리브를 형성함에 따라 상기 제1 하우징과 제2 하우징의 체결작업을 용이하면서도 안전하게 할 수 있다.

또, 상기 스테이터를 축방향으로 지지하는 지지돌부를 형성함에 따라 스테이터를 안정적으로 지지할 수 있다.

또, 상기 스테이터가 임펠러와 분리되어 밀봉된 하우징의 내부에 결합됨에 따라 세척수나 오물이 스테이터와 접촉되는 것을 방지하여 모터와 펌프의 성능을 향상시킬 수 있다.

또, 상기 로터수용홈의 바깥쪽에 실러가 구비됨에 따라 로터의 이탈을 효과적으로 방지하면서 세척수나 오물이 로터로 침입하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 비엘디시 모터를 갖는 배수펌프가 적용된 식기세척기를 개략적으로 보인 종단면도,
도 2는 도 1에 따른 식기세척기의 구동부를 보인 분해사시도,
도 3은 도 1에 따른 식기세척기응 구동부를 보인 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 식기 세척기에 적용되는 배수펌프를 분해하여 보인 사시도,
도 5 및 도 6은 도 4에 따른 배수펌프를 조립하여 보인 사시도 및 종단면도,
도 7은 도 6에 따른 배수펌프에서 스테이터를 축방향으로 고정하기 위한 지지돌부를 확대하여 보인 종단면도,
도 8은 도 4에 따른 배수펌프에서 스테이터를 원주방향으로 고정하기 위한 리브를 보인 사시도.

이하, 본 발명에 의한 비엘디시 모터 및 이를 구비한 배수펌프를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 비엘디시 모터를 갖는 배수펌프가 적용된 식기세척기를 개략적으로 보인 종단면도이고, 도 2는 도 1에 따른 식기세척기의 구동부를 보인 분해사시도이며, 도 3은 도 1에 따른 식기세척기응 구동부를 보인 평면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 식기 세척기의 내부 하측에는 집수장치(1)가 설치된다. 상기 집수장치(1)에는 상/하부 연결관(2.3)이 각각 연결되고, 상기 상/하부 연결관(2.3)에는 상/하부 분사암(4,5)이 각각 연결된다.

상기 상/하부 분사암(4,5)은 집수장치(1)의 상부에 회전 가능하게 설치된다. 상기 상/하부 분사암(4,5)에는 다수개의 분사공(미부호)이 형성된다. 상기 분사공은 세척수를 비스듬하게 분사시킬 수 있도록 형성된다.

상기 상부 분사암(4)의 상부에는 상부 랙(6)이, 상기 하부 분사암(5)의 상부에는 하부 랙(7)이 각각 설치된다. 상기 상부 랙(6)과 하부 랙(7)은 식기류를 담을 수 있도록 형성된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 집수장치(1)는 섬프(sump)(11), 세척펌프(12,15), 유로절환 모터(13), 히터(14), 밸브(16), 배수펌프(17), 필터링 하우징(20), 그리고 필터링 패널(27)을 포함한다.

상기 섬프(11)는 내부에 세척수를 집수할 수 있도록 소정의 공간이 형성된다. 상기 섬프(11)의 하부에는 세척수 공급을 위한 세척모터(12), 후술할 메인유로(22,23)를 선택적 또는 동시적으로 개폐하기 위한 유로절환 모터(13), 그리고 배수를 위한 배수펌프(17)가 설치된다. 그리고 상기 섬프(11)의 내부에는 세척수를 데울 수 있도록 히터(14)가 설치되며, 상기 히터(14)의 상부에는 필터링 하우징(20)이 설치된다.

상기 필터링 하우징(20)의 하부에는 상기 세척모터(12)에 축결합되어 회전하는 세척용 임펠러(15)가 설치된다. 상기 세척모터(12)가 가동됨에 따라 상기 세척용 임펠러(15)가 회전되면서 섬프(11)에 집수된 세척수를 필터링 하우징(20)으로 펌핑시킨다.

그리고, 상기 필터링 하우징(20)에는 밸브(16)가 설치되고, 상기 밸브(16)는 유로절환 모터(13)에 축결합된다.

상기 필터링 하우징(20)의 상부에는 필터링 패널(27)이 설치된다. 상기 필터링 패널은 전체적으로 원판형으로 형성되어 상기 섬프(11)의 상단을 덮도록 설치된다. 상기 필터링 패널의 테두리부에는 다수 개의 배수홀(28)이 형성되고, 상기 배수홀(28)의 중심측에는 소정의 메쉬(mesh)를 갖는 필터(29)가 설치된다.

상기 필터링 하우징(20)에는 오물챔버(26)가 형성된다. 상기 오물챔버(26)의 상부에는 필터링 패널(27)의 필터가 배치되고, 상기 오물챔버(26)의 외측으로 배수홀(28)이 형성된다. 상기 배수홀(28)은 상/하부 랙(6,7)에서 떨어진 세척수를 섬프(11)에 다시 집수시키고, 상기 필터에서 필터링된 세척수가 섬프(11)에 회수되도록 한다.

상기 필터(29)에는 오물이 필터링되는데, 상기 필터링 패널(27)의 상부에 설치된 하부 분사암(5)에서 도 1과 같이 필터(29)에 세척수를 분사하여 오물을 떨어낸다.

상기 필터링 하우징(20)에는 세척용 임펠러(15)에서 펌핑된 세척수가 유입되도록 세척수 유입부(21)가 형성된다.

상기 세척수 유입부(21)에는 각 분사암(5,6)에 세척수를 안내하는 통로인 2개의 메인유로(22,23)가 분지된다. 상기 각 메인유로(22,23)는 상기 상/하부 연결관(2.3)에 연결된다.

그리고 상기 세척수 유입부(21)에는 펌핑된 세척수의 일부분이 유입되도록 샘플링 유로(24)가 형성되고, 상기 샘플링 유로(24)에 연결되도록 오물챔버(26)가 형성된다.

상기 샘플링 유로(24)에는 세척수의 오염을 측정할 수 있도록 오염도 센서(25)가 설치된다. 상기 오염도 센서(25)는 발광부와 수광부에 의해 세척수의 오염도를 측정한다.

상기 샘플링 유로(24)에 유입된 세척수는 오물챔버(26)에 유입된다. 상기 오물챔버(26)의 세척수는 오우버 플로우(over flow)되면서 세척수에 포함된 오물들이 걸러진다. 이렇게 필터링된 세척수는 필터링 패널의 배수홀(28)을 통해 다시 섬프(11)로 유입된다.

상기 오물챔버(26)의 소정 부분에는 배수구(26a)가 형성된다. 상기 배수구(26a)는 필터링 하우징(20)의 저면에 비해 하부로 소정 길이만큼 돌출되어 조립시 후술할 배수챔버(18)에 위치하게 된다.

상기 배수챔버(18)는 섬프(11)의 하부 일측면에 형성되고, 상기 배수챔버(18)의 개구측에는 상기 배수펌프(17)가 결합된다. 그리고 상기 배수챔버(18)의 일측 주면에는 배수관(19)이 형성되고, 상기 배수관(19)에 세척수를 외부로 배출할 수 있도록 배수호스(9)가 연결된다.

상기와 같은 식기 세척기는 다음과 같이 작동된다.

즉, 상기 식기 세척기는 예비세척, 본세척, 헹굼, 가열헹굼 및 건조 행정을 순차적 또는 선택적으로 수행하면서 식기를 세척한다. 이러한 각 행정 사이에는 상기 배수펌프를 이용하여 배수 행정을 수행한다. 이하에서는 본세척 행정에 관하여 설명한다.

상기 본세척 행정이 시작되면, 상기 세척펌프(12)가 회전됨에 따라 상기 세척용 임펠러(15)가 회전하여 상기 섬프(11)의 세척수(세제 포함)를 필터링 하우징(20)으로 펌핑시키고, 이 세척수는 필터링 하우징(20)의 세척수 유입부(21)에 유입된다.

이어, 상기 유로절환 모터(13)가 회전됨에 따라 상기 밸브(16)는 2개의 메인유로(22,23)를 선택적 또는 동시적으로 개폐시킨다. 이때, 상기 세척수의 일부분은 메인유로(22,23)를 통해 상기 상부 분사암(4)과 하부 분사암(5)에 선택적 또는 동시적으로 유입된다. 동시에, 세척수의 나머지 일부분은 샘플링 유로(24)를 통해 오물챔버(26)에 유입된다. 이어, 상기 식기를 세척한 세척수는 필터링 패널(27)에 떨어지고, 이 세척수는 필터링 패널(27)의 배수홀(28)를 통해 섬프(11)에 회수된다.

여기서, 상/하부 랙(6,7)에 식기를 올려놓고 동시에 세척하는 경우에는, 상기 밸브는 2개의 메인유로(22,23)를 모두 개방하도록 회전되고, 상기 세척수 유입부(21)에 유입된 세척수는 상/하부 분사암(4,5)에 동시적으로 공급되어 상부 랙(6)과 하부 랙(7)에 수납된 식기를 동시에 세척한다.

반면, 상부 랙(6) 또는 하부 랙(7)에만 식기를 올려놓고 한 쪽 랙의 식기만 세척하는 경우에는, 상기 밸브(16)는 하부 분사암(5)과 연결되는 메인유로(23)를 폐쇄시키도록 회전되거나 또는 상부 분사암(4)과 연결되는 메인유로(22)를 폐쇄시키도록 회전된다. 상기 세척수 유입부(21)에 유입된 세척수는 상부 분사암(4) 또는 하부 분사암(5)에만 공급되어 상부 랙(6) 또는 하부 랙(7)에 수납된 식기를 선택적으로 세척한다.

한편, 세척수의 나머지 일부가 샘플링 유로(24)를 통해 오물챔버(26)에 유입되고, 상기 오염도 센서(25)는 세척수의 오염도를 측정하여 이에 대한 정보를 제어부에 전달하며, 상기 제어부는 세척수의 오염도에 따라 상기 오물챔버(26)의 배수홀(26a)를 개폐시킨다.

상기 샘플링 유로(24)의 세척수는 오염도 센서(25)를 거쳐 오물챔버(26)에 유입되고, 이 세척수는 오물챔버(26)의 상측에 위치한 상기 필터(29)를 통해 오버 플로우된다. 이때, 상기 필터(29)는 세척수에 포함된 이물질을 걸러낸다. 필터링된 세척수는 필터링 패널(27)의 배수홀(28)을 통해 다시 섬프(11)로 유입된다.

이러한 세척 행정은 소정 시간동안 진행되면서 점점 많은 양의 음식물 찌꺼기가 필터 장치(170)에 모이게 된다. 그러면 상기 세척 행정이 완료되고 배수 행정이 시작된다.

즉, 상기 배수펌프(17)가 가동되면, 상기 섬프(11)의 세척수는 배수펌프(17)의 흡입력에 의해 오물챔버(26)로 유입되고, 이 세척수는 오물챔버(26)에 모인 오물과 함께 배수챔버(18)로 유입되며, 상기 배수챔버(18)의 오물과 세척수는 배수관(19)과 배수호스(9)를 통해 외부로 배출된다.

상기와 같이 배수펌프는 세척수가 채워진 배수챔버에 설치됨에 따라 항상 세척수에 잠겨진 상태에서 작동하게 된다. 따라서 상기 배수펌프에서는 세척수가 펌프의 내부로 유입되지 않도록 하여야 펌프 효율을 높일 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 식기 세척기에 적용되는 배수펌프를 분해하여 보인 사시도이고, 도 5는 도 4에 따른 배수펌프를 조립하여 보인 사시도이며, 도 6은 도 4에 따른 배수펌프를 조립하여 보인 종단면도이고, 도 7은 도 6에 따른 배수펌프에서 스테이터를 축방향으로 고정하기 위한 지지돌부를 확대하여 보인 종단면도이며, 도 8은 도 4에 따른 배수펌프에서 스테이터를 원주방향으로 고정하기 위한 리브를 보인 사시도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 의한 배수펌프(17)는, 상기 섬프(11)의 배수챔버(18)에 결합되어 일방향 또는 양방향의 회전력을 발생하는 배수모터(100)와, 상기 배수모터(100)의 회전축(1340)에 축결합되어 회전하면서 세척수를 배출시키는 배수측 임펠러(이하, 임펠러로 약칭함)(200)로 이루어진다.

상기 배수모터(100)는 밀봉된 내부공간을 갖는 하우징(110)에 스테이터(120)가 설치되고, 상기 하우징(110)의 외부에는 로터(130)가 회전 가능하게 설치된다. 즉, 상기 배수모터(100)는 스테이터(120)와 로터(130)가 하우징(110)의 내부와 외부에 각각 분리 설치됨에 따라 세척수나 오물이 스테이터(120)로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

상기 하우징(110)은 일측면에 로터수용홈(114)이 형성되고 타측면이 개구되어 개구면을 갖는 제1 하우징(1110)과, 상기 제1 하우징(1110)의 개구면을 복개하여 상기 스테이터(120)가 설치되는 내부공간이 밀봉되도록 상기 제1 하우징(1110)에 분리 가능하게 결합되는 제2 하우징(1120)으로 이루어진다.

상기 제1 하우징(1110)의 일측면, 즉 상기 배수챔버(18)에 대향하는 외측면에는 그 배수챔버(18)에 결합되는 펌프케이스(미도시)의 체결홈(미도시)에 돌려 결합되도록 복수 개의 체결돌기(103)가 원주방향을 따라 형성된다. 그리고 상기 제1 하우징(1110)의 외측면 중앙에는 후술할 로터(130)가 삽입될 수 있도록 제2 하우징 방향으로 소정의 깊이를 갖는 로터수용홈(1111)이 형성된다. 상기 로터수용홈(1111)은 축방향으로 일측면은 막히는 반면 타측면, 즉 배수챔버(18)에 대향하는 방향으로는 개구되는 형상으로 형성된다.

상기 로터수용홈(1111)의 외주면, 즉 상기 하우징(110)의 내부공간에는 스테이터(120)가 삽입되어 고정 결합되고, 상기 로터수용홈(1111)의 내부에는 로터(130)가 회전 가능하게 삽입된다. 따라서 상기 스테이터(120)와 로터(130)는 하우징(110)을 사이에 두고 안쪽과 바깥쪽에 각각 배치되고, 상기 로터(130)는 스테어터(120)의 축방향 높이 범위에 배치된다.

상기 로터수용홈(1111)의 외주면에는 후술할 스테이터 코어(1210)의 슬롯(1211)들 사이에 위치하여 스테이터(120)가 원주방향으로 움직이는 것을 방지하도록 적어도 한 개 이상의 회동방지용 리브(1112)가 원주방향을 따라 소정의 간격을 두고 형성된다. 그리고 상기 로터수용홈(1111)의 내주면에는 후술할 실러(140)가 안착되는 안착면(1113)이 단턱지게 형성되고, 상기 안착면(1113)의 상측(개구측)에는 후술할 실러(140)의 구속돌기(1431)가 삽입되어 축방향으로 구속되도록 구속홈(1114)이 형성된다.

그리고 상기 로터수용홈(1111)의 바닥면 중심에는 상기 로터(130)의 회전축(1340)의 단부가 삽입될 수 있도록 축수홈(1115)이 형성된다. 상기 축수홈(1115)의 바닥면과 상기 회전축(1340)의 단부 사이에는 일정량의 윤활제가 저장될 수 있도록 윤활저장부(1116)가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1 하우징(1110)의 외주면에는 원주방향을 따라 적어도 두 개 이상(도면에선, 3개가 도시됨)의 후크돌기(1117)가 형성되고, 상기 제2 하우징(1120)의 테두리면에는 상기 후크돌기(1117)에 착탈되도록 원주방향을 따라 적어도 두 개 이상의 후크걸이(1121)가 형성된다.

상기 후크돌기(1117)의 양측에는 소정의 높이를 갖는 가이드용 리브(1118)가 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 가이드용 리브(1118)는 후크걸이(1121)를 후크돌기(1117)에 밀어 삽입할 때 그 후크걸이(1121)가 제위치를 유지할 수 있도록 상기 가이드용 리브(1118)의 원주방향 측면이 후크걸이(1121)의 원주방향 측면에 미끄럼 접촉되는 위치에 형성하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 가이드용 리브(1118)는 상기 하우징(110)을 돌려 그 하우징(110)의 체결돌기(103)가 상기 펌프케이스(미도시)의 체결홈(미도시)에 걸리도록 할 때 작업자가 후크걸이(1121)나 후술할 콘넥터(1240)에 무리한 힘을 가하지 않도록 손잡이 역할을 할 수 있을 정도의 높이와 폭을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.

상기 제1 하우징(1110)과 제2 하우징(1120)의 테두리면에는 상기 스테이터(120)에 감긴 코일(1220)을 외부전원과 연결하는 콘넥터(1240)가 각각 삽입되도록 콘넥터 삽입홈(1119)(1122)이 각각 형성된다. 물론, 상기 콘넥터 삽입홈(1119)(1122)은 제1 하우징(1110)이나 제2 하우징(1120)의 테두리면 중에서 어느 한 쪽 테두리면에만 형성될 수도 있다.

도 7에서와 같이, 상기 제2 하우징(1120)은 그 내측면, 즉 제1 하우징의 개구면을 복개하는 복개면에 상기 스테이터(120)를 축방향으로 지지하도록 복수 개의 제1 지지돌부(1123)가 돌기모양으로 형성된다. 그리고 상기 제2 하우징(1120)의 테두리면에는 상기 스테이터(120)의 외경측을 축방향으로 지지하는 제2 지지돌부(1124)가 환형으로 단차지게 형성된다.

상기 스테이터(120)는 스테이터 코어(1210)와, 코일(1220)과, 그리고 인슐레이터(1230)로 이루어질 수 있다.

상기 스테이터 코어(1210)는 원주방향을 따라 복수 개의 슬롯(1211)을 가지는 다수 장의 스테이터 시트가 원통모양으로 적층되는 형성되고, 상기 코일(1220)은 상기 스테이터 코어(1210)의 슬롯(1211)들에 감기며, 상기 인슐레이터(1230)는 스테이터 코어(1210)와 코일(1220) 사이에 개재되어 절연을 하는 기능을 한다. 그리고 상기 인슐레이터(1230)의 일측면에는 모터제어를 위한 기판(미도시)이 고정 설치되고, 상기 기판에 콘넥터(1240)가 전기적으로 연결된다.

상기 스테이터(120)는 그 내주면이 상기 제1 하우징(1110)에 구비된 로터수용홈(1111)의 외주면에 삽입되고, 상기 스테이터(120)의 일측면, 즉 상기 스테이터 코어(1210)의 상측면은 상기 제1 하우징(1110)의 내측면에 방사상으로 형성되는 지지용 리브(미도시)에 의해 축방향으로 지지된다. 그리고 상기 스테이터(120)의 타측면, 즉 상기 스테이터 코어(1210)의 하측면은 상기 제2 하우징(1120)의 내측면, 즉 복개면에 구비되는 제1 지지돌부(1123)에 의해 축방향으로 지지된다.

상기 스테이터 코어(1230)의 외경측 하측면은 상기 제2 하우징(1120)의 테두리면에 구비되는 제2 지지돌부(1124)에 의해 제1 하우징 방향으로 지지된다. 상기 제2 지지돌부(1124)는 제1 하우징(1110)에 삽입되는 제2 하우징(1120)의 테두리면에 소정의 높이를 가지도록 단차지게 형성된다.

상기 스테어터 코어(1230)의 내주면은 도 8에서와 같이 그 스테어터 코어(1210)의 슬릿(1211)들이 상기 로터수용홈(1111)의 외주면에 구비되는 회동방지용 리브(1112)에 삽입되어 원주방향으로 지지된다.

상기 로터(130)는 로터코어(1310)와, 복수 개의 자석(1320)과, 상기 로터코어(1310)와 자석(1320)들을 감싸는 몰딩커버(1330)와, 그리고 상기 로터코어(1310)에 일체로 결합되는 회전축(1340)으로 이루어진다.

상기 로터코어(1310)는 그 중심에 축구멍(1311)이 구비되는 다수 장의 로터시트가 적층되어 형성되고, 상기 복수 개의 자석(1320)들은 로터코어(1310)에 구비되는 자석장착홈(1312)에 삽입되어 고정되며, 상기 몰딩커버(1330)는 자석(1320)들을 축방향으로 지지하도록 상기 로터코어(1310)의 외주면을 감싸 몰딩하여 형성된다. 그리고 상기 회전축(1340)은 상기 로터코어(1310)에 일체로 결합되어 상기 몰딩커버(1330)를 관통하도록 결합된다.

상기 자석(1320)은 직육면체 형상으로 형성되고, 상기 로터코어(1310)의 자석장착홈(1312)에 삽입되어 상기 몰딩커버(1330)에 의해 축방향으로 고정되도록 결합된다.

상기 몰딩커버(1330)는 수지와 같은 절연성 재질로 형성된다. 상기 몰딩커버(1330)는 자석(1320)이 상기 로터코어(1310)의 자석장착홈(1312)에 삽입된 상태에서 감싸지도록 소정의 금형을 이용하여 몰딩 형성된다.

상기 회전축(1340)은 금속재질로 형성되고, 그 끝단 즉 상기 축수홈(1115)에 대응되는 끝단은 곡면지게 형성되는 것이 하우징(110)의 마멸을 방지하는데 바람직하다. 아울러, 상기 축수홈(1115)의 바닥면도 곡면지게 형성하는 것이 회전축(1340)과의 마멸을 방지하는데 바람직하다.

상기 로터(130)의 바깥쪽, 즉 로터(130)와 임펠러(200) 사이에는 그 로터(130)가 상기 로터수용홈(1111)에서 이탈되는 것을 방지하는 동시에 세척수가 상기 로터(130)쪽으로 침투하는 것을 방지하도록 실러(sealer)(140)가 설치될 수 있다.

상기 실러(140)는 실링베이스(1410)와, 실링부재(seal member)(1420)와, 실링커버(1430)로 이루어진다.

상기 실링베이스(1410)는 로터(130)의 회전축(1340)에 회전 가능하게 결합되고, 상기 실링부재(1420)는 그 외주면이 상기 로터수용홈(1111)의 내주면과 실링되도록 접촉되도록 상기 실링베이스(1410)에 얹혀져 결합되며, 상기 실링커버(1430)는 실링부재(1420)가 상기 실링베이스(1410)에 고정되도록 그 실링부재(1420)를 눌러 상기 실링베이스(1410)에 결합된다.

여기서, 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기와 같은 실러를 대신하여 상기 제1 하우징의 로터수용홈에 상기 로터를 축방향으로 지지할 수 있는 로터지지돌부를 반경방향으로 돌출시켜 형성할 수도 있다. 이 경우 상기 로터는 세탁수나 오물이 침투할 수 있으므로 완전 밀봉된 형상으로 제작하는 것이 바람직하다. 그리고 이 경우에는 상기 배수펌프의 비용은 절감할 수 있으나 세척수나 오물이 상기 로터수용홈의 안쪽으로 유입되어 상대적으로 배수펌프의 효율이 저하될 수는 있다.

한편, 상기 임펠러(200)는 보스부(210)와, 복수 개의 블레이드부(220)와, 그리고 플랜지부(230)로 이루어진다.

상기 보스부(210)는 배수모터(100)의 회전축(1340)에 결합되고, 상기 블레이드부(220)는 보스부(210)의 외주면에서 방사상으로 연장되며, 상기 플랜지부(230)는 블레이드부(220)들 사이를 연결하도록 평판 모양으로 형성된다.

도면중 미설명 부호인 1130은 제1 베어링부시이고, 1131은 제1 저널베어링부이며, 1132는 제1 스러스트베어링부이고, 1331은 윤활저장부이며, 1332은 자화를 위한 제1 관통공이고, 1333은 자석확인을 위한 제2 관통공이며, 1440은 제2 베어링부시이고, 1441은 제2 저녈베어링부이며, 1442은 제2 스러스트베어링부이고, 2311은 수류통공이며, 2312은 제1 실링돌부이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 배수펌프의 조립과정은 다음과 같다.

즉, 상기 제1 하우징(1110)의 로터수용홈(1111) 외주면에 상기 스테이터(120)를 삽입하고, 상기 제1 하우징(1110)에 제2 하우징(1120)을 결합한다. 이때, 상기 제2 하우징(1120)의 후크걸이(1121)가 상기 제1 하우징(1110)의 후크돌기(1117)에 축방향으로 걸려 탈거가 방지된다.

다음, 상기 로터(130)의 회전축(1340)에 실러(140)와 임펠러(200)를 차례대로 삽입하여 결합한다.

다음, 상기 로터(130)와 실러(140) 그리고 임펠러(200)를 결합한 모듈을 상기 제1 하우징(1110)의 로터수용홈(1111)에 삽입하여 결합한다. 이때, 상기 임펠러(200)의 평면투영시 플랜지부(230)의 바깥쪽으로 상기 실러(140)의 상면이 보이므로 작업자는 실러(140)를 눌러 그 실러(140)의 구속돌기(1431)가 상기 로터수용홈(1111)의 구속홈(1114)에 삽입되어 축방향으로 구속되도록 한다.

다음, 상기 배수펌프(17)의 체결돌기(103)가 펌프케이스(미도시)의 체결홈(미도시)에 삽입되어 결합되도록 한다. 이때, 작업자는 상기 배수펌프(17)의 하우징(110)에 구비되는 가이드용 리브(1118)를 잡고 돌린다.

한편, 상기와 같은 본 발명에 의한 배수펌프의 작용효과는 다음과 같다.

즉, 배수 행정이 시작되어 상기 스테이터(120)의 코일(1220)에 전원이 인가되면, 상기 스테이터(120)의 코일(1220)과 로터(130)의 자석(1320) 간 상호 작용에 의해 로터(130)가 회전을 하게 되고, 상기 로터(130)가 회전을 하게 되면 그 로터(130)의 회전축(1340)에 결합된 임펠러(200)가 회전을 하면서 상기 섬프(11)에 집수된 세척수와 오물을 배수챔버(18)로 펌핑하여 배수호스(9)를 통해 외부로 배출시키게 된다.

이때, 상기 로터(130)는 스테이터(120)에 공급되는 전류의 방향에 따라 한 방향으로만 회전을 하거나 또는 양방향으로 번갈아 회전을 하게 된다. 즉, 상기 임펠러(200)에 이물질이 끼지 않는 경우에는 상기 로터(130)가 일방향으로만 회전을 하여 세척수를 일정 시간동안 지속적으로 배출을 하게 된다. 하지만, 상기 임펠러(200)에 이물질이 낀 경우에는 상기 배수모터(100)에 부하가 급증하게 되므로 상기 스테이터(120)에 양방향의 전류가 공급되어 상기 로터(130)와 임펠러(200)가 일시적으로 정회전과 역회전을 반복하면서 상기 임펠러(200)에 낀 이물질을 제거하고 나서 배출 작업을 진행하게 된다.

그리고 상기 로터(130)와 임펠러(200)가 회전을 하는 과정에서 세척수가 임펠러(200)를 양쪽 축방향으로 가세하게 되지만, 상기 로터(130)와 임펠러(200)가 축방향으로 미세하게 움직이면서 세척수에 의해 임펠러(200)에 가해지는 수압을 완충시켜 배수펌프가 원활하게 세척수와 오물을 배출시킬 수 있게 된다.

이렇게, 상기 스테이터(120)가 밀봉된 하우징(110)의 내부에 결합되는 반면 상기 로터(130)는 하우징(110)의 외부에 설치된다. 이에 따라 상기 배수챔버(18)의 안쪽으로 노출되는 임펠러(200)가 로터(130)와 함께 배수펌프(17)의 하우징(100) 외부에 설치되어 세척수나 오물이 배수펌프(17)의 하우징(100) 내부로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이를 통해 상기 스테이터(120)가 물과 접촉되는 것을 방지하여 모터와 펌프의 성능을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 배수펌프(17)는 그 외부 케이스를 이루는 하우징(110)이 서로 분리 가능한 제1 하우징(1110)과 제2 하우징(1120)으로 이루어지고, 상기 제1 하우징(1110)과 제2 하우징(1120)이 후크 결합됨에 따라 상기 배수펌프(100)의 하우징(110)을 용이하게 조립할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 제1 하우징(1110)의 외주면에 구비되는 후크돌기(1117)의 양측에 가이드용 리브(1118)를 더 형성함에 따라 그 가이드용 리브(1118)가 상기 후크걸이(1121)를 후크돌기(1117)로 안내하게 되어 상기 제1 하우징(1110)과 제2 하우징(1120)의 체결작업을 용이하게 할 수 있다. 아울러, 상기 배수펌프(17)의 제1 하우징(1110)에 구비되는 체결돌기(103)를 상기 섬프(11)에 결합되는 펌프케이스(미도시)의 체결홈(미도시)에 돌려 체결할 때 작업자가 상기 가이드용 리브(1118)를 잡고 돌릴 수 있게 되어 후크걸이(1121)나 콘넥터(1240)를 잡고 돌리는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 상기 후크걸이나 콘넥터가 배수펌프의 조립과정에서 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

그리고 상기 제1 하우징(1110)과 제2 하우징(1120)을 결합할 때 그 제2 하우징(1120)의 제1 지지돌부(1123)와 제2 지지돌부(1124)가 상기 스테이터(120)를 제1 하우징 방향으로 밀어 지지함에 따라 상기 스테이터(120)가 제1 하우징(1110)과 제2 하우징(1120) 사이에서 축방향으로 단단하게 고정될 수 있다. 아울러, 상기 제1 하우징(1110)에 구비되는 로터수용홈(1111)의 외주면에는 원주방향을 따라 회동방지용 리브(1112)가 형성되어 상기 스테이터 코어(1210)의 슬릿(1211)들 사이에 삽입되는 동시에, 상기 스테이터(120)에 구비되는 콘넥터(1240)가 상기 제1 하우징(1110)과 제2 하우징(1120)의 테두리면에 구비되는 콘넥터 삽입홈(1119)(1122)에 삽입됨에 따라 상기 스테이터(120)가 원주방향으로 회전하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

그리고 상기 로터수용홈(1111)의 바깥쪽, 즉 상기 로터(130)와 임펠러(200) 사이에는 실러(140)가 구비됨에 따라 상기 로터의 이탈을 방지하면서도 세척수나 오물이 상기 로터수용홈(1111)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 이를 통해 상기 로터(130)의 내부로 세척수나 오물이 침입하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 비엘디시 모터 및 이를 구비한 배수펌프는 도면으로 도시하지는 않았으나 세탁기나 탈수기의 배수관로에 설치될 수도 있다. 이 경우에도 상기 배수펌프의 기본적인 구성과 작용효과는 식기세척기에 설치한 경우와 대동소이하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

11 : 섬프 17 : 배수펌프
100 : 배수모터 103 : 체결돌기
110 : 하우징 120 : 스테이터
130 : 로터 140 : 실러
200 : 임펠러 1110 : 제1 하우징
1111 : 로터수용홈 1112 : 회동방지용 리브
1117 : 후크돌기 1118 : 가이드용 리브
1120 : 제2 하우징 1121 : 후크걸이
1123 : 제1 지지돌부 1124 : 제2 지지돌부
1210 : 스테이터 코어 1211 : 슬릿
1220 : 코일 1230 : 인슐레이터
1310 : 로터코어 1320 : 자석
1330 : 몰딩커버 1340 : 회전축

Claims

하우징;
상기 하우징의 내부에 고정 설치되는 스테이터; 및
상기 하우징의 외부에 회전 가능하게 설치되는 로터;를 포함하고,
상기 하우징은,
소정의 깊이를 갖는 로터수용홈이 형성되고 일측면에 개구면을 갖는 제1 하우징; 및
상기 제1 하우징의 개구면을 복개하여 상기 스테이터가 설치되는 내부공간이 밀봉되도록 상기 제1 하우징에 분리 가능하게 결합되는 제2 하우징;으로 이루어지며,
상기 제1 하우징과 제2 하우징 중에서 적어도 어느 한 쪽에는 상기 스테이터를 축방향으로 지지하도록 지지돌부가 형성되는 비엘디시 모터.
제1항에 있어서,
상기 제1 하우징에는 상기 제2 하우징 방향으로 돌출되도록 소정의 깊이를 갖는 로터수용홈이 형성되고,
상기 스테이터가 상기 로터수용홈의 외부에 삽입되며,
상기 로터는 상기 스테이터의 안쪽에서 회전 가능하게 놓이도록 상기 로터수용홈의 내부에 삽입되는 비엘디시 모터.
제2항에 있어서,
상기 로터수용홈은 상기 로터의 축방향으로 한 쪽은 막히고 다른 한 쪽은 개구되도록 형성되는 비엘디시 모터.
제3항에 있어서,
상기 로터수용홈의 개구측에는 실러(sealer)가 구비되고, 상기 실러 보다 안쪽의 로터수용홈에 상기 로터가 구비되는 비엘디시 모터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 하우징과 제2 하우징 중에서 어느 한 쪽 하우징에는 원주방향을 따라 적어도 두 개 이상의 후크돌기가 형성되고, 다른 쪽 하우징에는 상기 후크돌기에 착탈되도록 원주방향을 따라 적어도 두 개 이상의 후크걸이이 형성되는 비엘디시 모터.
제6항에 있어서,
상기 제1 하우징과 제2 하우징의 테두리면 중에서 적어도 어느 한 쪽에는 상기 스테이터에 감긴 코일을 외부전원과 연결하는 콘넥터의 일부가 삽입되도록 콘넥터 삽입홈이 형성되는 비엘디시 모터.
삭제
제1항에 있어서,
상기 지지돌부는 상기 제1 하우징의 개구면을 복개하는 제2 하우징의 복개면에 소정의 높이를 갖는 적어도 한 개 이상의 돌기모양으로 형성되는 비엘디시 모터.
제1항에 있어서,
상기 지지돌부는 상기 제1 하우징에 삽입되도록 소정의 높이를 갖는 제2 하우징의 테두리면에 단차지게 형성되는 비엘디시 모터.
제1항에 있어서, 상기 스테이터는
원주방향을 따라 복수 개의 슬롯을 가지는 스테이터 코어;
상기 스테이터 코어의 슬롯들에 감기는 코일; 및
상기 스테이터 코어와 코일 사이에 개재되어 절연을 하는 인슐레이터;를 포함하고,
상기 지지돌부는 그 선단면이 상기 인슐레이터에 축방향으로 접촉되도록 형성되는 비엘디시 모터.
제11항에 있어서,
상기 로터수용홈의 외주면에는 상기 스테이터 코어의 슬롯 사이에 위치하도록 적어도 한 개 이상의 리브가 원주방향을 따라 소정의 간격을 두고 형성되는 비엘디시 모터.
물이 집수되는 섬프(sump)에 결합되어 일방향 또는 양방향 회전력을 발생하는 배수모터; 및
상기 배수모터의 회전축에 결합되어 일방향 또는 양방향으로 회전하면서 상기 섬프에 고인 물을 배출시키는 임펠러;를 포함하고,
상기 배수모터는 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제7항, 제9항 내지 제12항의 어느 한 항으로 된 비엘디시 모터가 구비되는 배수펌프.
제13항에 있어서,
상기 섬프에는 체결홈이 형성되는 반면 상기 제1 하우징에는 상기 체결홈에 대응하도록 체결돌기가 형성되어 상기 하우징을 돌려 섬프에 결합되도록 하는 배수펌프.
제14항에 있어서,
상기 제1 하우징 또는 제2 하우징 중에서 적어도 어느 한 쪽 하우징의 외주면에는 축방향으로 소정의 길이를 갖는 리브가 형성되는 배수펌프.