KR20020083761A - 전자동세탁기의 모터 소음 방지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러시없는 직류 모터 직결식 드럼세탁기에 있어서, 모터 구동시 로터의 영구자석과 스테이터 사이의 공간을 따라 유동하는 공기와 상기 스테이터의 슬롯 틈새에 정체하는 공기가 서로 충돌하여 소음을 발생시키는 현상이 방지되도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 터브(3) 뒷면에 스테이터(7)를 고정하고, 상기 터브(3) 내측에 설치되는 드럼(9)에 결합된 드럼축(17)에 로터(8)를 직결하여, 상기 스테이터(7)에 전원 공급시 로터(8)의 회전에 의해 드럼(9)을 회전시켜 세탁 및 탈수를 하는 직결식 드럼세탁기에 있어서; 상기 스테이터(7) 외주면상에 형성된 각 슬롯(16) 사이의 틈새(13)에 삽입되어 상기 슬롯 사이의 틈새를 메우는 플러그부재(40)가 구비됨을 특징으로 하는 전자동세탁기의 모터 소음 방지구조가 제공된다.

Description

전자동세탁기의 모터 소음 방지구조{structure for preventing noise of motor in full automation-type washing machine}

본 발명은 드럼세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 드럼세탁기를 구동시키는 브러시없는 직류 모터에 있어서 로터 회전시 공기 마찰로 인해 발생되는 소음을 저감시킬 수 있도록 한 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.

도 1 내지 도 4를 참조하여 기존의 직결식 드럼세탁기의 일 예에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 기존의 직결식 드럼세탁기 구조예를 나타낸 종단면도이고, 도 2는 도 1의 A부 확대 상세도로서, 캐비닛(5) 내측에 세탁수를 저장할 수 있는 터브(3)가 설치되고, 상기 터브(3) 내측에는 세탁물이 투입되는 드럼(9)이 설치된다.

그리고, 상기 드럼(9) 후방에는 모터(6)의 구동력을 드럼(9)에 전달하는 드럼축(17)이 설치된다.

한편, 상기 드럼축(17)의 전후방에는 베어링(11)이 각각 설치되고, 상기 터브(3)의 후벽부 중앙에는 상기 베어링(11)을 지지하는 베어링 하우징(15)이 설치된다.

또한, 상기 터브(3) 후벽부에는 지지브라켓(6)이 고정되고 그 위에 직결식 모터를 구성하는 스테이터(7)가 수개의 체결부재(19)인 볼트로 지지브라켓(26)에 체결되어 있다.

상기 스테이터(7)는, 링 형태의 프레임(70)과, 상기 프레임(70) 외측에 구비된 슬롯(16)에 권선되는 코일(72)을 포함하여 구성되며, 상기 프레임(70) 내측에는 스테이터(7)를 터브(3) 후벽부에 고정시키기 위한 체결공(73)이 형성된 체결용 리브부(71)가 상기 프레임(70)에 일체로 돌출 형성된다.

그리고, 상기 드럼축(17) 후단부에는 상기 스테이터(7)(stator)와 더불어 직결식 모터(6)를 구성하는 로터(8)(rotor)가 고정볼트(18)에 의해 결합된다.

이에 따라, 상기 드럼(9)은 로터(8)에 직결되어 회전하게 된다.

한편, 상기 캐비닛(5) 전방에는 도어(1)가 설치되고, 도어(1)와 터브(3)(Tub) 사이에는 가스켓(2)이 설치된다.

그리고, 상기 캐비닛(5) 상부면 내측과 터브(3) 외주면 상부측 사이에는 터브(3)를 지지하는 행잉 스프링(4)(Hanging spring)이 설치되고, 상기 캐비닛(5) 하부면 내측과 터브(3) 외주면 하부측 사이에는 탈수시 발생하는 터브(3)의 진동을 감쇠시키기 위한 프릭션 댐퍼(10)가 설치된다.

이와 같이 구성된 기존의 직결식 드럼세탁기는 스테이터(7)에 전원을 공급하여 전자석을 형성함에 따라 로터(8) 내측에 부착된 영구자석과의 상호작용에 의해 로터(8)가 회전하게 되고, 드럼축(17)에 전달된 힘은 드럼(9)을 회전시켜 세탁 및 탈수를 하도록 되어있다.

그러나, 이와 같은 종래의 직결식 드럼세탁기는 모터 구동시, 상기 모터를 구성하는 로터와 스테이터 사이에서 공기 마찰에 의한 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

즉, 로터(8)가 고속으로 회전하면서 스테이터(7)와 로터(8) 사이의 좁은 틈새에서 빠른 공기 흐름이 일어나게 되는데 반해, 스테이터(7)에 구비된 슬롯 틈새의 공기는 정체해 있기 때문에 양측의 공기에는 압력차가 발생하게 된다.

따라서, 슬롯 틈새(13)에 정체해 있던 공기가 로터(8)와 스테이터(7) 사이로 나오면서 로터와 스테이터 사이의 공간을 따라 빠르게 유동하는 공기와 부딪쳐 파열음이 발생하게 되고, 이때 파열음 주파수와 로터(8) 혹은 스테이터(7)의 고유 진동수가 일치하게 되면 공명음까지 발생하게 되어 듣기 싫은 소음을 증폭시키게 된다

특히, 탈수시에는 로터(8)의 회전 속도가 빨라 로터의 내측에 부착된 영구자석(12)과 스테이터(7) 사이에서 빠른 속도의 공기 흐름이 발생하게 되고, 이로 인해 로터(8)와 스테이터(7) 사이에서 더 큰 파열음 및 공명음이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 모터 구동시, 스테이터의 각 슬롯 극성이 빠른 속도로 변화하게 되므로써 슬롯(16) 자체가 떨게 되며, 이로 인해서도 공진이 발생하여 소음이 커지게 되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 모터 구동시 로터의 영구자석과 스테이터 사이의 공간을 따라 유동하는 공기와 상기 스테이터의 슬롯 틈새에 정체하는 공기가 서로 충돌함에 따라 발생하는 파열음 및 이에 기인한 공명음 발생이 미연에 방지되도록 한 직결식 드럼세탁기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 기존의 전자동 세탁기 구조를 나타낸 종단면도

도 2는 도 1의 A부 확대 상세도

도 3은 도 1 및 도 2의 스테이터만을 별도로 나타낸 사시도

도 4는 도 1 및 도 2의 로터만을 별도로 나타낸 부분 절개 사시도

도 5a는 본 발명에 따른 플러그부재를 나타낸 사시도

도 5b는 도 5a의 배면 사시도

도 6a는 도 5b의 평면도

도 6b는 도 6a의 Ⅰ-Ⅰ선을 따른 종단면도

도 7은 본 발명의 플러그부재가 스테이터에 조립된 상태를 나타낸 평면도

도 8a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플러그부재를 나타낸 사시도

도 8b는 도 8a의 배면 사시도

도 9는 도 8b의 평면도

도 10은 도 9의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 종단면도

도 11은 본 발명이 적용된 로터 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

3:터브7:스테이터

8:로터9:드럼

12:영구자석13:슬롯 틈새

16:슬롯17:드럼축

40,50:플러그부재41:허브부

42:리브부43:플러그팁

44:체결공45a,45b:보강리브

430:요입홈

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 터브 뒷면에 스테이터를 고정하고, 상기 터브 내측에 설치되는 드럼에 결합된 드럼축에 로터를 직결하여, 상기 스테이터에 전원 공급시 로터의 회전에 의해 드럼을 회전시켜 세탁 및 탈수를 하는 직결식 드럼세탁기에 있어서; 상기 스테이터 외주면상에 형성된 각 슬롯 사이의 틈새에 삽입되어 상기 슬롯 사이의 틈새를 메우는 플러그부재가 구비됨을 특징으로 하는 전자동세탁기의 모터 소음 방지구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부도면 도 5a 내지 도 9를 참조하여 상세히설명하면 다음과 같다.

도 5a는 본 발명에 따른 플러그부재를 나타낸 사시도이고, 도 5b는 도 5a의 배면 사시도이며, 도 6a는 도 5b의 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 Ⅰ-Ⅰ선을 따른 종단면도이며, 도 7은 본 발명이 적용된 스테이터 사시도이다.

본 발명은 터브(3) 뒷면에 스테이터(7)를 고정하고, 상기 터브(3) 내측에 설치되는 드럼(9)에 결합된 드럼축(17)에 로터(8)를 직결하여, 상기 스테이터(7)에 전원 공급시 로터(8)의 회전에 의해 드럼(9)을 회전시켜 세탁 및 탈수를 하는 직결식 드럼세탁기에 있어서; 상기 스테이터(7) 외주면상에 형성된 각 슬롯(16) 사이의 틈새(13)에 삽입되어 상기 슬롯(16) 사이의 틈새(13)를 메우는 플러그부재(40)가 구비된다.

이 때, 상기 플러그부재(40)는, 스테이터(7)의 프레임(70) 상면에 안착되는 허브부(41)와, 상기 스테이터(7)를 터브(3) 후벽부측에 고정시키기 위한 체결용 리브부(71)에 대응하도록 허브부(41) 내측에 일체로 돌출 형성되는 체결용 리브부(42)와, 상기 허브부(41) 외측면에 원주방향을 따라 일정간격 이격되도록 일체로 형성됨과 더불어 상기 스테이터(7)의 슬롯(16) 사이 틈새를 메우게 되는 플러그팁(43)을 포함하여 구성된다.

한편, 상기 플러그부재(40)의 허브부(41) 배면에는 강도보강을 위한 보강리브(45a)(45b)가 반경방향 및 원주방향을 따라 형성된다.

그리고, 상기 플러그부재(40)는 비자성체(非磁性體)로서, 상기 플러그부재(40)의 플러그팁(43)은 슬롯(16) 사이에 억지끼움되어 슬롯(16)이 진동하지 못하도록 잡아주는 역할을 겸하게 된다.

이때, 플러그팁(43)은 내부에 공간부가 형성되도록 하거나 선단면을 제외한 상하면중 일측면이 개방되어 요입홈(430)을 갖는 형태로 제작됨이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명 플러그부재의 스테이터(7)에 대한 조립과정 및, 스테이터의 터브 후벽부에 대한 조립과정을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 플러그부재(40)는 스테이터(7)와 더불어 터브 후벽부에 고정되는데, 이에 앞서 스테이터(7)와 플러그부재의 조립이 이루어지게 된다.

즉, 스테이터(7)의 체결용 리브부(71)와 플러그부재(40)의 체결용 리브부(42)가 형합되도록 한 상태에서 상기 스테이터(7)의 각 슬롯(16) 사이로 플러그부재(40)의 플러그팁(43)이 끼워지도록 한다.

이와 같이 하면, 상기 플러그부재(40)의 체결용 리브부(42)에 형성된 체결공(44)과 스테이터(7)의 체결용 리브부(71)에 형성된 체결공(73)이 일치하게 되며, 이에 따라 체결부재를 이용하여 상기 체결부재(19)가 플러그부재(40)의 체결용 리브부(42)에 형성된 체결공(44) 및 스테이터(7)의 체결용 리브부(71)에 형성된 체결공(73)을 관통하여 터브 후벽부에 체결되도록 하므로써 조립을 완료한다.

한편, 상기와 같이 구성 및 조립되는 본 발명 플러그부재의 작용은 다음과 같다.

모터(6) 구동시, 로터(8)가 고속으로 회전하면서 스테이터(7)와 로터(8) 사이의 좁은 공간에서는 빠른 공기 흐름이 일어나 압력이 낮아지게 되고, 반대로 각 슬롯 틈새(13)에는 공기가 정체되어 있어 공기압력이 상대적으로 높게 된다.

따라서, 만약 스테이터(7)에 플러그부재(40)가 설치되지 않아 상기 스테이터(7)의 각 슬롯(16) 사이의 틈새에 플러그팁(43)이 끼워져 있지 않다면, 모터 구동시 각 슬롯 틈새(13)의 공기가 압력차로 인해 로터(8)와 스테이터(7) 사이의 공간으로 나오면서 고속으로 유동하는 공기와 부딪쳐 파열음이 발생하게 되고, 이때 파열음 주파수와 로터(8) 혹은 스테이터(7)의 고유 진동수가 일치하게 되면 공명음까지 발생하게 되어 소음을 증폭시키게 된다.

그러나, 이를 방지하기 위해 본 발명에서는 스테이터(7)에 슬롯(16) 사이의 틈새를 메워줄 수 있는 비자성체로된 구조물인 플러그부재(40)를 설치하여, 상기 스테이터(7)에 형성된 슬롯(16)사이의 틈새(13) 내에 정체된 공기가 존재하지 않도록 한다.

즉, 상기 스테이터(7)에 형성된 각 슬롯 틈새(13)를 플러그부재(40)의 플러그팁(43)이 메움으로써 상기 슬롯 틈새(13) 내에는 공기가 존재하지 않게 된다.

이에 따라, 본 발명의 모터 구동시에는, 상기 스테이터(7)에 설치된 플러그부재(40)로 인해 상기 스테이터(7)의 각 슬롯 틈새(13)에 공기가 존재하지 않게 되어, 로터(8)와 스테이터(7) 사이를 따라 고속으로 유동하는 공기와의 충돌이 원척적으로 해소된다.

요컨대, 로터(8)와 스테이터(7) 사이의 고속으로 유동하는 공기와 스테이터(7)의 슬롯 틈새(13)에 위치하는 정체 공기와의 충돌하여 파열음 또는 공명음이 발생하던 종래와는 달리, 본 발명에서는 슬롯 틈새(13)에 삽입된 플러그팁(43)으로 인해 슬롯 틈새(13)에 공기가 존재하지 못하게 되므로써 공기 충돌에 의한 파열음 발생이 원천적으로 방지된다.

한편, 도 8a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플러그부재를 나타낸 사시도이고, 도 8b는 도 8a의 배면 사시도이며, 도 9는 도 8b의 평면도이며, 도 10은 도 9의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 종단면도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 플러그부재(40)는, 플러그팁(43)의 형태가 대략 삼각형 모양을 이루도록 형성된다.

이때에도, 플러그팁(43)은 내부에 공간부가 형성되도록 하거나 선단면을 제외한 상하면중 일측면이 개방되어 요입홈(430)을 갖는 형태로 제작됨이 바람직하다.

이와 같은 형태의 플러그부재(40)가 적용 가능한 이유는, 플러그팁(43)이 반드시 슬롯 틈새(13)의 공간을 다 메워야 하는 것은 아니며, 플러그팁(43)의 선단면이 슬롯 틈새(13)의 공간과 로터(8)와 스테이터(7) 사이의 공간을 분리시켜 주기만 하면 되기 때문이다.

이와 같이 할 경우, 모터 구동시 스테이터(7)의 각 슬롯 틈새(13)에 존재하는 공기와 로터(8)와 스테이터(7) 사이를 따라 고속으로 유동하는 공기와의 충돌이 방지되므로써 파열음 발생 현상을 방지하면서, 플러그부재(40)의 재료 소모를 줄이는 효과도 기대할 수 있다.

한편, 본 발명의 플러그부재(40)는 전술한 바와 같이 반드시 단일 구조물로 이루어지는 것이 아니라, 각 슬롯 틈새(13)를 개별적으로 메우도록 단위 피스(piece) 형태를 이룰 수도 있고, 스테이터(7)의 원주방향을 따라 일정 영역 별로 슬롯 틈새를 메우는 몇 개의 모듈 형태로 제작될 수도 있으며, 이와 같이 할 경우에도 플러그부재의 재료 소모를 줄이는 효과를 기대할 수 있다.

한편, 전술한 각 실시예에 따른 본 발명의 플러그부재(40)는 플러그팁(43) 내부에 공간부가 형성되거나, 선단면을 제외한 상하면중 일측면에 요입홈이 형성되므로써 상기 플러그팁(43)이 슬롯(16) 사이에 억지끼움되므로 인해 극성 변화에 따른 슬롯(16)의 진동이 방지되도록 슬롯을 잡아주는 역할도 겸하게 된다.

즉, 모터(6) 구동시, 스테이터(7)의 각 슬롯(16)은 극성이 빠른 속도로 변화하게 되는데, 본 발명의 플러그부재(40)는 플러그팁(43)이 슬롯(16) 사이에 억지끼움되어 있어 슬롯(16)의 진동이 방지되도록 슬롯을 잡아주는 역할도 겸하게 되며, 이로 인해 슬롯(16) 자체가 떨게 되므로써 발생하는 공명음등의 소음이 해소된다.

도 9는 본 발명이 적용된 로터(8) 사시도로서, 내벽에 부착된 영구자석(12)들 사이의 틈새(20)를 없애기 위해 상기 로터 내측면의 각 영구자석 사이 틈새에 플러그부재(50)를 설치한 경우를 나타낸 것이다.

즉, 로터(8)의 영구자석(12) 사이의 좁은 틈새(20)에 정체하고 있던 공기가, 상기 로터(8)와 스테이터(7) 사이의 공간을 고속으로 유동하는 공기와 충돌할 경우에 파열음이 발생하므로, 상기 로터(8)의 내주면에도 영구자석(12) 사이의 각 틈새(20)를 메우는 플러그부재(50)를 설치하여 상기한 공기 마찰로 인한 파열음 발생을 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 9에서는 영구자석(12) 간의 거리가 멀고 그 사이의 틈새(20)는 좁으므로 영구자석(12) 사이의 좁은 틈새(20)를 개별적으로 막는 형태를 도시하였으나, 반드시 도 9에 도시된 개별 피스 형태로 한정되지 않는다.

즉, 로터(8) 내벽에 부착된 영구자석(12)들 사이의 틈새(20)를 막는 플러그부재(50)들 전체가 하나로 연결된 단일 유니트 형태로 제작하거나, 또는 몇 개의 플러그부재(50)들이 한 조(組)를 이루도록 연결된 복수개의 유니트 형태로도 제작할 수 있음은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 드럼세탁기에 있어서 스테이터의 슬롯 틈새를 메우는 플러그부재가 구비되어 모터 구동시 로터의 영구자석과 스테이터 사이의 공간을 따라 유동하는 공기와 상기 로터의 영구자석 사이의 틈새 및 스테이터의 슬롯 틈새에 정체하는 공기가 서로 충돌하는 현상이 원천적으로 방지되도록 한 것이다.

이에 따라, 본 발명은 상기 모터 구동시의 공기 충돌로 인한 파열음 및 이에 기인한 공명음 발생 현상이 해소되므로 인해 제품에 대한 소비자의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (10)

1. 터브 뒷면에 스테이터를 고정하고, 상기 터브 내측에 설치되는 드럼에 결합된 드럼축에 로터를 직결하여, 상기 스테이터에 전원 공급시 로터의 회전에 의해 드럼을 회전시켜 세탁 및 탈수를 하는 직결식 드럼세탁기에 있어서;

   상기 스테이터 외주면상에 형성된 각 슬롯 사이의 틈새에 삽입되어 상기 슬롯 사이의 틈새를 메우는 플러그부재가 구비됨을 특징으로 하는 전자동세탁기의 모터 소음 방지구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 플러그부재는,

   상기 스테이터의 프레임 상면에 안착되는 허브부와,

   상기 스테이터를 터브 후벽부에 고정시키기 위한 체결용 리브부에 대응하도록 허브부 내측에 일체로 형성되는 체결용 리브부와,

   상기 허브부 외측면에 원주방향을 따라 일정간격 이격되도록 일체로 형성됨과 더불어 상기 스테이터의 슬롯 사이 틈을 메우게 되는 플러그팁을 포함하여 구성된다.하는 전자동세탁기의 모터 소음 방지구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 플러그팁은, 그 형태가 대략 사각형 모양을 이루어 슬롯 사이의 공간전체를 메우도록 된 것을 특징으로 하는 전자동세탁기의 모터 소음 방지구조.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 플러그팁은, 그 형태가 대략 삼각형 모양을 이루어 플러그팁의 선단면이 슬롯 틈새의 공간과 로터와 스테이터 사이의 공간을 분리시키도록 한 것을 특징으로 하는 전자동세탁기의 모터 소음 방지구조.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 플러그팁은,

   그 내부에 공간부가 형성되거나 선단면을 제외한 상하면중 일측면 상에 요입홈이 형성됨을 특징으로 하는 전자동세탁기의 모터 소음 방지구조.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 플러그팁은 슬롯 사이에 억지끼움 되어 슬롯이 진동하지 못하도록 잡아주게 됨을 특징으로 하는 전자동세탁기의 모터 소음 방지구조.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 플러그부재의 허브부에는 강도보강을 위한 보강리브가 반경방향 및 원주방향을 따라 형성됨을 특징으로 하는 전자동세탁기의 모터 소음 방지구조.
8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 플러그부재는 비자성체(非磁性體)임을 특징으로 하는 전자동세탁기의 모터 소음 방지구조.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 로터의 내측면에 상기 로터의 영구자석 사이의 각 틈새를 메우는 플러그부재가 추가적으로 구비된 것을 특징으로 하는 전자동세탁기의 모터 소음 방지구조.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 플러그부재는 영구자석 사이의 각 틈새를 개별적으로 메우도록 단위 피스(piece)로 분리된 구조를 가짐을 특징으로 하는 전자동세탁기의 모터 소음 방지구조.