KR101811612B1 - 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 및 이의 이용한 세탁기 - Google Patents

듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 및 이의 이용한 세탁기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 및 이의 이용한 세탁기 에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 베어링하우징과 고정자의 결합구조에 있어서 상기 고정자의 이너티스(권선부)에서의 코일 발열을 방열하기 위하여 베어링하우징 본체에 돌출부와 함몰부를 포함하는 절곡을 형성하여 전도와 대류에 의한 방열을 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 및 이의 이용한 세탁기 에 관한 것이다.
이에 본 발명은, 아우터티스, 이너티스, 요크 및 하우징체결구를 구비한 고정자에 조립되는 본체, 베어링축공, 하우징고정구 및 고정자체결구를 구비한 베어링하우징에 있어서, 상기 베어링하우징 본체는, 상기 이너티스의 권선부에 대응되는 위치에 돌출부;를 형성하고, 상기 이너티스 사이의 슬롯에 대응되는 위치에 함몰부;를 형성하는 것을 특징으로 하는 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 및 이를 이용한 세탁기를 제공한다.

Description

듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 및 이의 이용한 세탁기 { A BEARING HOUSING FOR IMPROVING HEAT-RADIATION OF A STATOR AT A DUAL-MOTOR AND A WASHING MACHINE THEREOF }
본 발명은 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 및 이의 이용한 세탁기 에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 베어링하우징과 고정자의 결합구조에 있어서 상기 고정자의 이너티스(권선부)에서의 코일 발열을 방열하기 위하여 베어링하우징 본체에 돌출부와 함몰부를 포함하는 절곡을 형성하여 전도와 대류에 의한 방열을 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 및 이의 이용한 세탁기 에 관한 것이다.
일반적으로 세탁기는 세제와 세탁수 및 세탁 대상물이 드럼 내에 투입된 상태에서, 구동모터의 구동력을 전달받아 회전하는 드럼과 세탁물의 마찰력 등의 기계적인 힘을 이용하여 드럼 내의 세탁 대상물을 강제적으로 유동시킨다. 그에 따라 세탁 대상물이 마찰 또는 충격과 같은 물리적 작용을 받아 세탁이 이루어지도록 한다. 또한 세제를 세탁 대상물에 접촉시켜 화학적인 작용에 의해 세탁이 이루어지도록 한다. 나아가, 세탁 대상물의 드럼 내부에서의 유동에 의해 세제의 화학적 작용이 촉진되도록 한다.
최근 많이 사용되는 드럼 세탁기는 드럼의 회전축이 수평방향으로 형성되어 있다. 물론 드럼의 회전축을 수평방향에 대해 소정의 각도를 주는 경우도 있다. 이러한 회전축이 수평방향인 드럼 세탁기는 세탁대상물이 드럼의 내주면을 따라 원주방향으로 유동이 이루어지도록 한다.
이에 상기 세탁기는 통상적으로 영구자석에 의한 회전자 구조를 가지는 구동모터에 의해 상기 회전축이 작동하도록 한다.
이러한 세탁기 등에 활용되는 영구자석을 이용한 모터 시스템은 외주에서 고정자티스에 권선되어 고정되는 고정자와 상기 고정자의 내부에서 영구자석을 포함하여 자기력에 의해 회전하는 회전자를 포함한다.
이와 같이 형성된 모터는 모터 회전자 중심부의 로터축이 연장되어 회전 구동력을 가하고자 하는 목적물에 장착된다. 이에 상기 모터의 전방에는 상기 로터축이 회전할 수 있도록 베어링이 장착되는데, 상기 베어링이 포함되는 베어링하우징은 상기 모터의 고정자와 일체로 결합 조립된다.
또한, 다양한 모터의 출현에 따라 하나의 모터를 구현하여 두 개의 로터를 구동할 수 있도록 하는 듀얼 모터 시스템이 개발되었다.
이에 상기 듀얼모터 시스템은 이너로터와 아우터로터를 통해 듀얼로터를 구축하고, 이너로터는 통상적인 일반 모터에서와 같이 외측에는 고정자가 내측에는 회전자가 위치하여 내부의 회전자를 회전시키는 구조를 실현한다. 그리고 아우터로터 측에서는 이와 반대로 내측에는 고정자가 외측에는 회전자가 위치하여 외부의 회전자가 회전되는 구조를 가진다.
이에 따라 상기 이너로터의 내부 회전자는 하나의 이너로터 축으로 회전하게 되고, 이와는 독립적으로 상기 아우터로터의 외부 회전자의 하나의 상기 이너로터 축을 중심으로 하는 외측의 고정자가 회전함으로써 2 개의 회전가동 시스템을 갖게 된다.
이에 종래기술에 따른 베어링하우징과 고정자의 조립구조를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 도 1은 종래기술에 따른 베어링하우징과 고정자의 조립을 도시한 도면이고, 도 2는 종래기술에 따른 베어링하우징에 형성된 고정자체결구를 도시한 도면이며, 도 3은 종래기술에 따른 고정자에 형성된 하우징체결구를 도시한 도면이다.
이때, 상기 듀얼 로터 시스템에서 고정자(200)는 도 1에서 보는 바와 같이, 이너고정자와 아우터고정자가 형성되는데, 이너고정자의 외주에 아우터고정자가 대향하는 방향으로 둘러싸여 형성된다. 그리고, 상기 이너고정자의 내주는 고정자요크(250)로 형성되고, 상기 고정자요크(250)로부터 중심방향으로 이너티스(220)가 다수 개 돌출 형성된다. 이에 상기 이너티스(220) 및 고정자요크(250)에 의해 이너슬롯이 형성된다.
그리고, 상기 아우터고정자는 상기 이너고정자와 대향되도록 외주에 형성되는데, 상기 고정자요크(250)로부터 방사 방향으로 다수의 아우터티스(210)가 일정 간격 반복적으로 돌출 형성된다. 이에 상기 아우터티스(210) 및 고정자요크(250)에 의해 아우터슬롯이 형성된다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 종래기술에 따른 베어링하우징과 고정자의 조립구조를 설명하도록 한다.
도 1은 종래기술에 따른 베어링하우징과 고정자의 조립을 도시한 도면으로 상기 베어링하우징(100)은, 원형의 강성이 큰 금속재질의 본체(110), 상기 베어링하우징이 모터에 장착되도록 하는 하우징장착구(120), 고정자가 조립되어 체결되는 고정자체결구(130), 및 상기 본체의 중심부에 로터축이 관입되고 그 사이에 베어링이 구비되는 베어링축공(140)이 형성되어 있다.
또한, 고정자(200)는, 고정자 외측에 회전자가 자기력에 의해 회전 구동될 수 있도록 권선되어 있는 아우터티스(210) 및 이너티스(220), 고정자의 환형구조를 형성하고, 상기 아우터티스 및 이너티스가 외주 및 내주로 돌출 형성되는 고정자요크(250), 상기 베어링하우징이 결합되어 체결되는 하우징체결구(230), 및 상기 고정자요크(250)로부터축 방향으로 돌출 형성되어 환형을 이루는 하우징안착리브(270)를 구비하고 있다.
그리고, 상기 베어링하우징(100)은 도 1에서 보는 것처럼 상기 고정자(200)의 하우징안착리브(270) 내부에 안착되고, 상기 이너티스(220)를 덮게 된다. 이러한 결합을 위한 체결수단으로 상기 베어링하우징은 고정자체결구(130)를 포함하고, 상기 고정자는 하우징체결구(230)를 포함한다.
종래기술에 따른 베어링하우징(100)과 고정자(200)의 조립이 있는 경우, 도 2 및 도 3에서 보는 것처럼, 베어링하우징(100)의 본체는 상기 고정자(200)의 이너티스(220)와 일정간격 이격되어 형성되도록 한다. 이에 상기 이너티스(220)는 코어(221)에 권선되는 코일(222)과 베어링하우징(100) 본체의 표면의 일정간격 이격된 공간에서 대류에 의해 코일(222)에서 발생되는 열을 방출하게 된다.
이러한 구조는 이격거리가 상대적으로 멀어 전도에 의한 열 이동은 거의 발생되지 않고, 대류에 의한 열 이동이 주로 일어나게 되므로 방열효과가 떨어지게 된다. 더욱이 대류에 의한 방열효과 또한 베어링 하우징 본체의 표면은 평탄하더라도 상기 이너티스(220)와 그 사이에 형성되는 슬롯(S)과의 불균등한 표면에 의해 원활한 대류가 발생되기 어렵게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 베어링하우징과 고정자의 결합구조에 있어서 상기 고정자의 이너티스(권선부)에서의 코일 발열을 방열하기 위하여, 베어링하우징 본체에 돌출부와 함몰부를 포함하는 절곡을 형성하여 전도와 대류에 의한 방열을 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 및 이의 이용한 세탁기 를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 베어링하우징 본체의 전도를 위한 구성은 이너티스의 코일에 최대한 가까운 거리의 절연거리만을 유지시키는 돌출부로 형성하여, 전도에 의한 방열효과 및 함몰부의 대류에 의한 방열 효과를 극대화시키도록 하는 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 및 이의 이용한 세탁기 를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 기존에 존재하는 베어링하우징 본체 구조의 형상을 변경하여 코일의 온도 상승을 억제하고, 열의 유동 해석을 통한 최적화된 베어링하우징의 결합구조를 제공하는 것이다.
본 발명은 앞서 상술한 목적을 달성하기 위하여 바람직한 양태로써 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의하여 구현될 것이다. 본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 다음과 같은 기술적인 구성을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 아우터티스, 이너티스, 요크 및 하우징체결구를 구비한 고정자에 조립되는 본체, 베어링축공, 하우징고정구 및 고정자체결구를 구비한 베어링하우징에 있어서, 상기 베어링하우징 본체는, 상기 이너티스의 권선부에 대응되는 위치에 돌출부;를 형성하고, 상기 이너티스 사이의 슬롯에 대응되는 위치에 함몰부;를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이에 상기 베어링하우징 본체의 함몰부는, 상기 이너티스의 권선부에서 발생되는 열을 대류시키는 공간으로 형성되도록 하며, 상기 베어링하우징 본체의 돌출부는, 상기 이너티스의 권선부에서 발생되는 열을 전도하여 외부로 방열시키는 전도부로 형성되도록 한다.
또한, 상기 베어링하우징 본체의 돌출부는, 상기 이너티스의 권선부 코일과 절연거리로 이격되어 있도록 하는데, 바람직하게는 3mm의 이격거리로 유지되도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 본체, 베어링축공, 및 고정자체결구를 구비한 베어링하우징;과 아우터티스, 이너티스, 요크 및 하우징체결구를 구비한 고정자;의 조립구조에 있어서, 상기 고정자의 이너티스는 코어 및 외주에 권선되는 코일을 포함하고, 상기 이너티스 사이에는 슬롯이 형성되며, 상기 베어링하우징 본체는, 상기 이너티스의 권선부에 대응되는 위치에 돌출부;를 형성하고, 상기 이너티스 사이의 슬롯에 대응되는 위치에 함몰부;를 형성하도록 한다.
그리고, 상기 베어링하우징 본체의 돌출부는, 상기 고정자의 이너티스 권선부로부터 발생되는 열을 베어링하우징 본체에 의해 전도하여 방열하고, 상기 베어링하우징 본체의 함몰부는, 상기 고정자의 이너티스 권선부로부터 발생되는 열을 대류에 의해 방열하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 세탁기는, 외관을 형성하는 본체; 상기 본체 내부에 구비되는 터브; 상기 터브 내부에 회전 가능하게 장착되는 메인 드럼; 상기 메인 드럼과 상대회전 가능하게 상기 메인 드럼 내부에 장착되는 서브 드럼; 상기 메인 드럼에 연결되는 중공형 아우터 샤프트; 상기 아우터 샤프트의 내부에서 상기 서브 드럼에 연결되는 이너 샤프트; 및 아우터 로터와 이너 로터를 포함하는 구동모터;를 포함하는 세탁기를 제공한다.
이에 본 발명의 세탁기에서, 상기 구동모터는, 아우터티스, 이너티스, 요크 및 하우징체결구를 구비한 고정자에 조립되는 베어링하우징 본체, 베어링축공, 하우징고정구 및 고정자체결구를 구비한 베어링하우징을 포함하고, 상기 베어링하우징 본체는, 상기 이너티스의 권선부에 대응되는 위치에 돌출부;를 형성하고, 상기 이너티스 사이의 슬롯에 대응되는 위치에 함몰부;를 형성하도록 한다.
여기서, 상기 함몰부는 상기 이너티스의 권선부에서 발생되는 열을 대류시키는 공간으로 형성되고, 상기 돌출부는 상기 이너티스의 권선부에서 발생되는 열을 전도하여 외부로 방열시키는 전도부로 형성됨으로써 듀얼모터의 방열효과를 개선할 수 있다.
또한, 상기 베어링하우징 본체의 돌출부는, 상기 이너티스의 권선부 코일과 절연거리로 이격되어 있도록 하여 코일에 흐르는 전류가 베어링으로 흐르지 않도록 할 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 전술한 과제 해결 수단 및 후술할 구성과 결합, 작동관계에 의해서 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은, 베어링하우징과 고정자의 결합구조에 있어서 상기 고정자의 이너티스(권선부)에서의 코일 발열을 방열할 수 있도록 전도와 대류에 의한 방열을 보다 명확히 구분하여 효과적으로 수행할 수 있도록 한다.
본 발명은 또한, 베어링하우징 본체의 전도를 위한 구성은 이너티스의 코일에 최대한 가까운 거리의 절연거리만을 유지시키는 돌출부로 형성하여, 전도에 의한 방열효과 및 함몰부의 대류에 의한 방열 효과를 극대화시키도록 할 수 있다.
본 발명은 또한, 기존에 존재하는 베어링하우징 본체 구조의 형상을 변경하여 코일의 온도 상승을 억제하고, 열의 유동 해석을 통한 최적화된 설계를 구현할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 베어링하우징과 고정자의 조립을 도시한 도면.
도 2는 종래기술에 따른 베어링하우징에 형성된 고정자체결구를 도시한 도면.
도 3은 종래기술에 따른 고정자에 형성된 하우징체결구를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 베어링하우징과 고정자의 조립을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 베어링하우징에 형성된 고정자체결구를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 고정자에 형성된 하우징체결구를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 듀얼모터 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 구조를 채용한 듀얼모터 세탁기를 도시한 도면.
이하에서는 본 발명에 따른 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 및 이의 이용한 세탁기 에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 및 이의 이용한 세탁기 에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 베어링하우징과 고정자의 조립을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 베어링하우징에 형성된 고정자체결구를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 고정자에 형성된 하우징체결구를 도시한 도면이다.
먼저 도 4를 참조하여 본 발명의 베어링하우징(100)을 살펴보면, 앞서 배경기술에서 충분히 살펴본 것처럼 베어링하우징(100)이 고정자(200) 내부에 형성되는 로터축이 관통되도록 베어링축공(140)을 구비하여 상기 고정자(200)와 동일한 중심축을 가지면서 포개지는 형식으로 결합된다.
그리고, 이에 더하여 상기 고정자(200)에는 상기 요크(250)로부터 축방향으로 돌출 형성된 환형의 하우징안착리브(251)가 형성되도록 한다.
이에 상기 하우징안착리브(251)가 이루는 환형은 그 직경이 상기 베어링하우징의 본체(110) 직경과 동일하거나 약간 크도록 형성함이 바람직하다.
즉, 상기 베어링하우징(200)은 그 본체(110)가 상기 하우징안착리브(251)의 내주면에 내입되어 고정되도록 조립되고, 이때 상기 고정자체결구(130) 및 하우징체결구(230)의 위치가 일치하도록 맞추어 끼워진다.
이에 상기 고정자(200)는, 외주 방사방향으로 돌출 형성된 아우터티스(210)가 형성되는데, 도면에는 도시되어 있지 않지만 상기 아우터티스(210)의 외주에는 이격된 상태로 아우터회전자가 장착되어 자기력에 의한 아우터로터를 구현한다.
그리고, 상기 고정자(200)의 내주에서는 중심축 방향으로 돌출 형성된 이너티스(220)가 형성되는데, 도면에는 도시되어 있지 않지만 상기 이너티스(220)의 내주에는 이격된 상태로 이너회전자가 장착되어 자기력에 의한 이너로터를 구현한다.
따라서, 도 4에서 보는 것처럼 상기 베어링하우징(100)이 상기 고정자(200)와 결합되는 경우 상기 고정자(200)의 요크(250)에 체결되어 고정되므로 상기 이너로터부를 완전히 덮는 상태로 체결된다.
이에 상기 이너티스(220)에서는 중심 코어(221)의 외주면에 형성되는 권선부에 구리 등의 전도체로 형성되는 코일(222)이 다수회 반복하여 감겨져 있는데, 이에 코일(222)에 전류가 흐르는 경우 회전자의 영구자석과 자속으로 반응하여 회전자의 회전을 구동시키게 된다. 이때 상기 코일(222)에는 전류가 흐르게 되므로 열이 발생되게 되는데, 고열에 따라 코일(222)이 끊어지거나 오작동이 발생될 수 있으므로 방열하는 것이 중요하다.
더욱이 상기 베어링하우징(100)에 덮혀진 상태의 상기 이너로터부에서 발생되는 발열은 외부로 방출되기 어려우므로 높은 고온으로 이너티스(220)에 권선된 와이어가 파손되거나, 작동이 어려워지게 될 수도 있다.
이에 따라 본 발명에서는, 도 4에서 보는 바와 같이 상기 고정자(200)에 상기 요크(250)로부터 돌출된 스페이서(251)를 포함하여 상기 베어링하우징(100)과 이격을 이루면서 결합되도록 할 수 있다.
이와 같이 이너로터부의 이너회전자에 의해 발생된 열은 상기 베어링하우징(100)과 고정자 요크(250) 사이의 공간에서 순환하여 과열되는 것을 방지하면서 방열시키게 된다.
또한, 상기 스페이서(251)는, 상기 요크(250)에서 일정 간격으로 다수 개 형성되도록 함으로써 상기 베어링하우징(100)이 상기 고정자(100)의 내부에 형성되는 이너회전자로부터 충분히 이격되도록 한다.
그러나, 상기 스페이서(251)에 의한 베어링하우징(100)과 고정자(200)의 이너티스(220) 사이의 이격은 단지 대류에 의한 방열효과를 도모할 뿐이고, 당해 대류에 의한 방열도 이격거리가 충분히 크지 않으면 한정적으로 이루어질 수 밖에 없다.
이에 본 발명은 상기 이격거리에 따른 대류효과 외에도 전도에 따른 방열효과도 도모할 수 있도록 하는 것으로 베어링하우징(100)의 본체(110) 형상을 돌출부(111) 및 함몰부(113)로 구성하여 구현하였다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명은 아우터티스(210), 이너티스(220), 요크(250) 및 하우징체결구(230)를 구비한 고정자(200)에 조립되는 본체(110), 베어링축공(140), 하우징고정구(120) 및 고정자체결구(130)를 구비한 베어링하우징(100)에 있어서, 상기 베어링하우징 본체(110)는, 상기 이너티스(220)의 권선부에 대응되는 위치에 돌출부(111);를 형성하고, 상기 이너티스(220) 사이의 슬롯(S)에 대응되는 위치에 함몰부(113);를 형성하도록 한다.
상기 베어링하우징(100) 본체(110)에 형성되는 돌출부(111) 및 함몰부(113)는 함몰부(113)가 베어링하우징 본체(110)를 관통되어 형성되도록 하는 관통공으로 형성될 수도 있다.
이에 따라 상기 함몰부(113)가 대류를 위한 공간으로 이루어지게 되므로 관통 형성됨으로써 상기 이너티스(220)의 권선부에서 발생되는 열을 좀더 효과적으로 방출할 수 있도록 한다.
그러나, 이와는 달리 상기 함몰부(113) 도 5에서 보는 것처럼 상기 베어링하우징 본체(100)의 외면이 절곡 형성되도록 함몰된 부위로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 베어링하우징 본체(110)는 일체로 형성된 절곡 함몰홈부로 구성됨으로써 상기 돌출부(111)의 전도에 따른 열 방출효과를 극대화시킬 수 있게 된다.
그리고, 상기 베어링하우징 본체(110)의 함몰부(113)는, 상기 이너티스(220)의 권선부에서 발생되는 열을 대류시키는 공간(F)으로 형성되도록 하며, 상기 베어링하우징 본체(110)의 돌출부(111)는, 상기 이너티스(110)의 권선부에서 발생되는 열을 전도하여 외부로 방열시키는 전도부로 형성되도록 한다.
이를 위해 상기 베어링하우징 본체의 돌출부(110)와 상기 이너티스의 권선부에 감긴 코일(222)과 일정 간격의 절연거리(D)로 이격되어 있도록 한다. 이러한 상기 절연거리는 베어링하우징(100)이 금속체이므로 상기 코일(222)에 흐르는 전류가 베어링하우징(100)으로 흐르는 것을 방지하기 위한 구조이므로 절연될 수 있도록 하는 간격이면 족하다. 따라서, 바람직하게는 3mm 정도의 이격거리로 유지되도록 함이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 베어링하우징(100)과 고정자(200)의 조립구조는, 본체(110), 베어링축공(140), 및 고정자체결구(130)를 구비한 베어링하우징(100);과 아우터티스(210), 이너티스(220), 요크(250) 및 하우징체결구(230)를 구비한 고정자(100);의 조립구조에 있어서, 상기 고정자의 이너티스(220)는 코어(221) 및 외주에 권선되는 코일(222)을 포함하고, 상기 이너티스 사이에는 슬롯(S)이 형성되며, 상기 베어링하우징 본체(110)는, 상기 이너티스의 권선부 코일(222)에 대응되는 위치에 돌출부(111);를 형성하고, 상기 이너티스 사이의 슬롯(S)에 대응되는 위치에 함몰부(113);를 형성하도록 한다.
그리고, 상기 베어링하우징 본체의 돌출부(111)는, 상기 고정자의 이너티스 권선부로부터 발생되는 열을 베어링하우징 본체(110)에 의해 전도하여 방열하고, 상기 베어링하우징 본체의 함몰부(113)는, 상기 고정자의 이너티스 권선부로부터 발생되는 열을 대류에 의해 방열하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예인 세탁기의 개략도를 보여준다. 본 발명의 세탁기는 구동모터(7000)에 상기 듀얼모터 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 구조를 포함하는 모터구조(A)를 채용하여 구현한다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예인 세탁기는 본체에 해당하는 기기의 외형을 구성하는 케비넷(1000)을 구비한다. 상기 케비넷(1000)의 전면에는 세탁 대상물인 의류를 케비넷(1000) 내부로 투입하기 위한 투입구(2000)가 형성된다.
상기 투입구(2000)는 케비넷에 회동가능하게 고정된 도어에 의해 개폐된다. 상기 케비넷의 상측에는 세탁기를 조작하기 위한 각종 조작 버튼이 배치되어 있는 컨트롤 패널(3000)이 위치하고, 상기 컨트롤 패널(3000)의 일측에는 세제 등을 넣을 수 있는 세제공급장치(미도시)가 구비된다.
상기 케비넷(1000)의 내부에 형성되는 수용공간에는 세탁수를 저장하는 원통형의 터브(4000)와, 상기 터브 내부에 회전가능하게 설치되며 세탁대상물이 투입되는 메인 드럼(5000) 및 서브 드럼(6000)이 구비된다. 상기 터브의 후방부에는 상기 메인 드럼 및 서브 드럼을 구동하기 위한 구동모터(7000)가 구비된다.
터브(4000)는 원통형의 구성으로, 내부에 메인 드럼(5000) 및 서브드럼(6000)을 수용할 수 있다. 상기 터브(4000)의 전면은 전술한 케비넷의 개방된 투입구(2000)와 연결되도록 개방되어 있다. 따라서, 상기 터브의 전면부와 케비넷의 투입구 주변을 둘러싸는 개스킷이 터브의 전면부와 케비넷의 투입구 사이에 구비된다. 이는 터브 내부에 수용되는 세탁수가 케비넷 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 구성이다.
메인 드럼(5000)은 상기 터브 내부에 회전 가능하게 장착되는 원통형 구성이다. 상기 메인 드럼(5000)의 측면에는 세탁수가 빠져 나갈 수 있는 다수개의 통공이 형성되어 있을 수 있다.
서브 드럼(6000)은 상기 메인 드럼(5000)의 내부에 회전가능하게 장착되는 원통형 구성이다. 여기서 상기 서브 드럼(6000)은 상기 메인 드럼과 상대회전 가능하게 장착된다. 즉, 상기 메인 드럼과 상기 서브 드럼을 상호 독립적으로 구동될 수 있는 구조를 가져서, 각가의 드럼들의 회전속도 및 회전방향에 따라 다양한 상대 회전이 가능하다.
구동모터(7000)는 상기 메인 드럼과 서브 드럼를 구동시키는 구동력을 생성하는 장치로, 상기 터브(4000)의 후방면에 장착된다. 상기 구동모터(7000)는 고정되어 있는 고정자(스테이터)(7100)와, 상기 고정자(스테이터)의 외측에서 회전되는 아우터 로터(7200)와, 상기 고정자(스테이터)의 내측에서 회전되는 이너 로터(7300)를 포함하여 구성된다. 이러한 두 개의 로터를 구비한 구동모터를 편의상 듀얼로터모터(dual-rotor motor)라고 칭할 수도 있다.
상기 고정자(스테이터)(7100)는 이너 로터(7300)를 둘러싸도록 환형 구조를 가지고 있으며, 상기 터브측에 고정되도록 결합된다. 상기 고정자(스테이터)는 철심이 적층된 코어에 이너 권선부와 아우터 권선부를 구비한다.
상기 이너 로터(7300)는 상기 고정자(스테이터)의 내측에 회전가능하게 구비되며, 후술할 아우터 샤프트(8100)에 연결되어 상기 메인 드럼(5000)의 회전에 관여한다. 상기 아우터 로터(7200)는 상기 고정자(스테이터)의 외측에 회전가능하게 구비되며, 후술할 이너 샤프트(8200)에 연결되어 상기 서브 드럼(6000)의 회전에 관여한다. 상기 이너 로터와 아우터 로터는 마그네트를 구비하여, 상기 구동모터의 이너 및 아우터 권선부에 전류가 인가되면, 흐르는 전류에 의해 발생하는 자기장에 의해 회전하게 된다.
상기 아우터 샤프트(8100)는 상기 터브(4000)를 관통하여 상기 이너 로터(7300)와 메인 드럼(5000)을 연결한다. 상기 아우터 샤프트(8100)는 중공형 축에 해당하여 내부에 상기 이너 샤프트(8200)가 장착된다. 상기 이너 샤프트(8200)는 상기 아우터 샤프트의 내부를 관통하여 상기 아우터 로터(7200)와 서브 드럼(6000)을 연결한다.
상기 아우터 샤프트와 이너 샤프트는 베어링을 사이에 두고 상호 독립적으로 회전가능한 구조를 가지며, 아우터 로터와 이너 로터도 고정자(스테이터)를 사이에 두고 상호 독립적으로 회전가능한 구조를 가진다. 상기 고정자(스테이터)는 아우터 로터측과 이너 로터측에 별개의 권선부를 구비하여, 상기 구동모터는 상기 아우터 로터와 이너 로터를 독립적으로 구동시킬 수 있다. 따라서, 상기 메인 드럼은 상기 이너 로터에 의해, 상기 서브 드럼은 상기 아우터 로터에 의해 구동되기 때문에, 상기 구동모터에 의해 상기 메인 드럼과 서브 드럼은 독립적으로 구동될 수 있다.
상기 구동모터(7000)의 이너 및 아우터 권선부의 전류를 각각 제어하게 되면, 상기 이너 로터 및 아우터 로터는 상호 독립적으로 회전하게 된다. 그에 따라, 상기 메인 드럼(5000)과 서브 드럼(6000)은 하나의 구동모터(7000)에 의해 상호 독립적인 회전이 가능하게 된다. 즉, 상기 구동모터는 상기 메인 드럼과 상기 서브 드럼을 독립적으로 구동시킨다. 상기 구성의 측면은, 구동모터에 의해 메인 드럼과 서브 드럼을 독립적으로 구동시켜 드럼들 사이의 상대회전속도차이에 의해 세탁대상물에 회전을 유발할 수 있도록 하여, 세탁 대상물이 드럼 내부에서 회전되며 입체적인 유동이 발생하도록 한다.
앞서 살펴본 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명에 따른 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징 및 이의 이용한 세탁기 를 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시예일 뿐, 전술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
100 : 베어링하우징 110 : 본체
111 : 돌출부 112 : 함몰부
120 : 하우징장착구 130 : 고정자체결구
140 : 베어링축공 F : 대류공간
200 : 고정자 210 : 아우터티스
220 : 이너티스(권선부) 221 : 코어
222 : 코일 230 : 하우징체결구
250 : 고정자 요크 270 : 하우징 안착리브
S : 슬롯 D : 절연거리
1000 : 본체(케비넷) 2000 : 투입구
3000 : 컨트롤 패널 4000 : 터브
5000 : 메인 드럼 6000 : 서브 드럼
7000 : 구동모터 7100 : 스테이터(고정자)
7200 : 아우터 로터 7300 : 이너 로터
8100 : 아우터 샤프트 8200 : 이너 샤프트
9100 : 메인 드럼 스파이더 9500 : 서브 드럼 스파이더

Claims (10)

  1. 아우터티스, 이너티스, 요크 및 하우징체결구를 구비한 고정자에 조립되는 본체, 베어링축공, 하우징고정구 및 고정자체결구를 구비한 베어링하우징에 있어서,
    상기 베어링하우징 본체는,
    상기 이너티스의 권선부에 대응되는 위치에 돌출부;를 형성하고,
    상기 이너티스 사이의 슬롯에 대응되는 위치에 함몰부;를 형성하는 것을 특징으로 하는 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링하우징 본체의 함몰부는,
    상기 이너티스의 권선부에서 발생되는 열을 대류시키는 공간으로 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 함몰부는,
    상기 고정자의 이너티스부가 외부에 노출되도록 상기 베어링하우징 본체를 관통하는 관통부로 형성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링하우징 본체의 돌출부는
    상기 이너티스의 권선부에서 발생되는 열을 전도하여 외부로 방열시키는 전도부로 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 베어링하우징 본체의 돌출부는,
    상기 이너티스의 권선부 코일과 절연거리로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연거리는,
    3mm의 이격거리로 유지되는 것을 특징으로 하는 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징.
  7. 본체, 베어링축공, 및 고정자체결구를 구비한 베어링하우징;과 아우터티스, 이너티스, 요크 및 하우징체결구를 구비한 고정자;의 조립구조에 있어서,
    상기 고정자의 이너티스는 코어 및 외주에 권선되는 코일을 포함하고, 상기 이너티스 사이에는 슬롯이 형성되며,
    상기 베어링하우징 본체는, 상기 이너티스의 권선부에 대응되는 위치에 돌출부;를 형성하고, 상기 이너티스 사이의 슬롯에 대응되는 위치에 함몰부;를 형성하는 것을 특징으로 하는 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징의 조립구조.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 베어링하우징 본체의 돌출부는, 상기 고정자의 이너티스 권선부로부터 발생되는 열을 베어링하우징 본체에 의해 전도하여 방열하고,
    상기 베어링하우징 본체의 함몰부는, 상기 고정자의 이너티스 권선부로부터 발생되는 열을 대류에 의해 방열하는 것을 특징으로 하는 듀얼모터의 고정자 방열 개선을 위한 베어링 하우징의 조립구조.
  9. 외관을 형성하는 본체; 상기 본체 내부에 구비되는 터브; 상기 터브 내부에 회전 가능하게 장착되는 메인 드럼; 상기 메인 드럼과 상대회전 가능하게 상기 메인 드럼 내부에 장착되는 서브 드럼; 상기 메인 드럼에 연결되는 중공형 아우터 샤프트; 상기 아우터 샤프트의 내부에서 상기 서브 드럼에 연결되는 이너 샤프트; 및 아우터 로터와 이너 로터를 포함하는 구동모터;를 포함하는 세탁기에 있어서,
    상기 구동모터는, 아우터티스, 이너티스, 요크 및 하우징체결구를 구비한 고정자에 조립되는 베어링하우징 본체, 베어링축공, 하우징고정구 및 고정자체결구를 구비한 베어링하우징을 포함하고,
    상기 베어링하우징 본체는, 상기 이너티스의 권선부에 대응되는 위치에 돌출부;를 형성하고, 상기 이너티스 사이의 슬롯에 대응되는 위치에 함몰부;를 형성하고,
    상기 함몰부는 상기 이너티스의 권선부에서 발생되는 열을 대류시키는 공간으로 형성되고, 상기 돌출부는 상기 이너티스의 권선부에서 발생되는 열을 전도하여 외부로 방열시키는 전도부로 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼모터 방열 개선구조를 가지는 세탁기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 베어링하우징 본체의 돌출부는,
    상기 이너티스의 권선부 코일과 절연거리로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 듀얼모터 방열 개선 구조를 가지는 세탁기.
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