KR20020090184A - Disk type brushless motor for washing machin - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A flat brushless motor for driving a washing machine is provided to increase torque and reduce noise and vibration by connecting a rotary shaft of a washing bath with the flat brushless motor including a stator and a rotator of improved structures. CONSTITUTION: A stator(9) having a structure of stator lamination is formed by laminating a stator core having an outer circumference structure or an inner circumference structure of a circular magnetic core to a direction of a rotary shaft(6). A predetermined gap is maintained between a rotator(8) and the stator(9). The rotator(8) is formed by using a permanent magnet. A flat brushless motor is operated by using rotary force generated between the stator(9) and the rotator(8). The flat brushless motor is used as a motor for driving a washing machine. The rotary shaft(6) of the flat brushless motor is connected to an inner bath of the washing machine.

Description

세탁기 구동용 평판형 브러시레스 전동기{Disk type brushless motor for washing machin}Flat type brushless motor for driving washing machine {Disk type brushless motor for washing machin}

본 발명의 목적은 세탁기용 전동기에 관한 것으로, 직경이 크고, 축방향 길이가 짧은 박형 공간에서 세탁기 회전력을 높일 수 있으며, 세탁기의 용량에 따른 회전력의 증가가 용이한 평판형 브러시레스 전동기에 관한 것이다. 또한, 세탁기 구조에 따른 평판형 브러시레스 전동기의 장착 구조와 세탁기 용량증가에 따른 전동기의 용량증가가 용이한 2-전동기 평판형 브러시레스 전동기에 관한 것이다.An object of the present invention relates to a motor for a washing machine, to a washing machine rotational force in a thin space with a large diameter and short axial length, and to a flat brushless motor that is easy to increase the rotational force according to the capacity of the washing machine. . In addition, the mounting structure of the flat brushless motor according to the washing machine structure and the two-motor flat brushless motor easy to increase the capacity of the motor according to the increased washing machine capacity.

종래의 세탁기 구동용 전동기는 도 1에서와 같이 세탁기 회전축(6)에 직결로 연결된 구조로 도 2와 같은 외전형 브러시레스 전동기로 구성된다. 도 1은 종래의 외전형 브러시레스 전동기를 적용한 세탁기의 단면도이며, 도 2는 종래의 외전형 브러시레스 전동기의 구조도를 나타낸다.The conventional washing machine driving motor has a structure that is directly connected to the washing machine rotating shaft 6 as shown in FIG. 1 is a cross-sectional view of a washing machine to which a conventional abduction type brushless electric motor is applied, and FIG. 2 illustrates a structural diagram of a conventional abduction type brushless electric motor.

도 1에서 외전형 브러시레스 전동기를 적용한 세탁기는 내조(2)와 외조(3)로이루어진 세탁조와 상기 내조(2)와 연결되어 세탁조를 회전하도록 동력을 전달하는 회전축(6)이 외전형 전동기의 회전자의 회전력으로부터 직접 얻을 수 있도록 구성된다.In FIG. 1, a washing machine employing an abduction type brushless electric motor includes a washing tub including an inner tub 2 and an outer tub 3, and a rotating shaft 6 connected to the inner tub 2 to transmit power to rotate the washing tub. It is configured to obtain directly from the rotational force of the rotor.

도 2의 종래의 외전형 브러시레스 전동기의 구성은 내측에 고정자(9), 외측에 회전자(8)로 되어 있고, 고정자(9)는 원주 방향으로 슬롯된 규소강판이 회전축방향으로 적층된 코아에 코일 권선이 감겨져 있으며, 세탁기(1)의 외조(3)의 밑면을 향하여 장착되어 있다. 회전자(8)는 고정자(9)의 외측에 원통형 자성체에 N극과 S극 배열의 영구자석(11)이 부착 되어있으며, 회전자(8)의 회전력은 세탁기의 회전축(6)에 직결로 연결되어있다.The conventional abduction type brushless electric motor of FIG. 2 has a stator 9 at an inner side and a rotor 8 at an outer side thereof. The stator 9 is a core in which silicon steel plates slotted in the circumferential direction are laminated in the rotational axis direction. The coil winding is wound around and is mounted toward the bottom surface of the outer tub 3 of the washing machine 1. The rotor 8 has a permanent magnet 11 of N and S pole arrangements attached to a cylindrical magnetic body on the outside of the stator 9. The rotational force of the rotor 8 is directly connected to the rotating shaft 6 of the washing machine. It is connected.

이상에서 종래의 세탁기 구동용 외전형 브러시레스 전동기에서 토크를 발생하기 위한 유효단면적(S eff )은 고정자(9)의 외경 반지름(R out )에 적층길이(L eff )를 곱한 것으로S eff =2πR out L eff 로 결정된다. 따라서 전동기의 용량을 증가하는 경우는 고정자(9)와 회전자(8)의 적층길이 (L eff )를 증가시키거나 전동기의 직경 ( 2R out )을 증가시켜 사용한다.In the above, the effective cross-sectional area for generating torque in a conventional external brushless motor for driving a washing machine (S eff ) Is the outer diameter radius of the stator (9)R out Stacking length ()L eff Multiplied by)S eff = 2πR out L eff Is determined. Therefore, when increasing the capacity of the motor, the stacking length of the stator 9 and the rotor 8 (L eff ) Or increase the diameter of the motor (2R out Increase the).

이로 인하여 직경이 큰 경우에는 코아 단면적이 증가하며, 단위 체적당 혹은 무게당 고토크를 발생하는데 비경제적이다.This increases the core cross-sectional area at large diameters and is uneconomical for generating high torque per unit volume or weight.

따라서 본 발명에서는 직경이 크고, 회전자 축(14) 방향을 짧게 할 수 있는 박형 구조로 도 3의 고정자 코아와 도 4의 치 코아를 조립한 도 5의 고정자 코아로 구성하는 도 6의 고장자(9)와 도면 8로 구성된 회전자(8) 사이에 프레밍의 왼손의법칙에서 발생하는 회전력을 이용하는 평판형 브러시레스 전동기를 세탁기 구동용 전동기로 하는 것이 특징이다.Therefore, in the present invention, the fault of FIG. 6 comprising a stator core of FIG. 3 and a stator core of FIG. 5 assembled with a stator core of FIG. 3 and a thin structure capable of shortening the direction of the rotor shaft 14 in the present invention. A flat brushless motor using a rotational force generated by the law of the left hand of framing is characterized by a washing machine driving motor between (9) and the rotor 8 shown in FIG.

본 발명의 평판형 브러시레스 전동기의 토크를 발생하기 위한 유효단면적(A eff )은 평판형 고정자(9)의 외경 (D out )의 단면적 (πD 2 out /4 )에 고정자(9)의 내경(D in )의 단면적(πD 2 in /4 )을 뺀 것과 같다. 세탁기의 용량에 따른 회전력을 증가할 경우는 단일 평판형 브러시레스 전동기의 구조의 도 9를 회전축(6) 방향으로 도 10과 같이 배열한 2-전동기 평판형 브러시레스 전동기를 적용한다. 따라서 제작 및 용량 증가가 용이하며, 단위 체적당과 무게당 고토크를 발생할 수 있는 구조의 제작이 가능하다.The effective cross-sectional area A eff for generating torque of the flat brushless motor of the present invention is the internal diameter of the stator 9 at the cross-sectional area πD 2 out / 4 of the outer diameter D out of the flat stator 9. D in ) is equal to minus the cross-sectional area ( πD 2 in / 4). In the case of increasing the rotational force according to the capacity of the washing machine, a two-motor flat brushless motor in which the structure of FIG. 9 of the single flat brushless electric motor is arranged as shown in FIG. Therefore, it is easy to manufacture and increase the capacity, it is possible to manufacture a structure that can generate a high torque per unit volume and weight.

본 발명에서 이루고자하는 기술적 과제는 도 3과 같은 고정자 코아와 도 4의 치 구조를 갖는 코아로 구성된 고정자(9)와 도면 8의 회전자(8)로 구성되어진 도 9의 평판형 브러시레스 전동기를 도 11과 도 12와 같이 세탁기의 세탁조 회전축(6)과 직결하는 구조를 구성한다. 또한, 도 10과 같이 2-전동기 평판형 브러시레스 전동기를 도 12와 같이 세탁기의 세탁조의 회전축(6)에 직결하는 구조를 구성한다.The technical problem to be achieved in the present invention is a flat brushless electric motor of FIG. 9 composed of a stator core having a stator core as shown in FIG. 3 and a core having a tooth structure as shown in FIG. 4 and a rotor 8 as shown in FIG. 11 and 12 constitute a structure directly connected to the washing tank rotating shaft 6 of the washing machine. In addition, as shown in FIG. 10, a two-motor flat brushless electric motor constitutes a structure directly connected to the rotating shaft 6 of the washing tub of the washing machine as shown in FIG.

이로 인하여 세탁기의 단위 체적당 고효율의 고토크 및 진동, 소음이 최소화와 세탁기 용량 변화에 따른 세탁기 구동용 평판형 전동기를 제공한다.As a result, a high-efficiency high torque, vibration and noise are minimized per unit volume of the washing machine, and a flat type motor for driving the washing machine according to the washing machine capacity is provided.

도 1은 종래의 외전형 브러시레스 전동기를 적용한 세탁기 구성의 단면도1 is a cross-sectional view of a washing machine configuration to which a conventional abduction type brushless electric motor is applied.

도 2는 종래의 외전형 브러시레스 전동기의 구조도2 is a structural diagram of a conventional abduction type brushless electric motor

도 3은 본 발명의 실시에 따른 고정자 적층 코아3 is a stator laminated core according to an embodiment of the present invention.

3(a) 외원주 슬롯구조 3(b) 내원주 슬롯구조3 (a) Outer circumference slot structure 3 (b) Outer circumference slot structure

도 4는 본 발명의 실시에 따른 치 코아4 is a chicory in accordance with the practice of the present invention

도 5는 본 발명의 실시에 따른 평판형 고정자 코아5 is a flat stator core according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시에 따른 평판형 고정자 구조도6 is a planar stator structural diagram according to an embodiment of the present invention

도 7은 본 발명의 실시에 따른 평판형 회전자 평면도7 is a plan view of a flat rotor according to an embodiment of the present invention

도 8은 본 발명의 실시에 따른 평판형 회전자 구조8 is a planar rotor structure according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시에 따른 평판형 브러시레스 전동기9 is a flat brushless electric motor according to the embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시에 따른 2-전동기 평판형 브러시레스 전동기10 is a two-motor flat brushless motor according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 평판형 브러시레스 전동기의 고정자가 세탁기 외조 상부 프레임에 장착한 구조의 세탁기의 단면도11 is a cross-sectional view of a washing machine having a structure in which a stator of a flat brushless electric motor of the present invention is mounted on a washing machine outer frame upper frame.

도 12은 본 발명의 평판형 브러시레스 전동기의 고정자가 세탁기 외조 하부 프레임에 장착한 구조의 세탁기의 단면도12 is a cross-sectional view of a washing machine having a structure in which a stator of the flat brushless electric motor of the present invention is mounted on a washing machine outer bottom frame.

도 13은 본 발명의 2-전동기 평판형 브러시레스 전동기를 적용한 세탁기의 단면도13 is a cross-sectional view of the washing machine to which the two-motor flat brushless motor of the present invention is applied.

* 도면의 중요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for important parts of the drawings

1 : 세탁기 2 : 내조 3 : 외조 4 : 외조 상부 프레임1: washing machine 2: inner tub 3: outer tub 4: outer tub upper frame

5 : 외조 하부 프레임 6 : 회전축 7 : 고정자 지지대 8 : 회전자5 outer frame lower frame 6 rotating shaft 7 stator support 8 rotor

9 : 고정자 10 : 베어링 11 : 영구자석 12 : 회전자 프레임9 Stator 10 Bearing 11 Permanent Magnet 12 Rotor Frame

13 : 고정자 프레임 14 : 회전자 축13: stator frame 14: rotor shaft

본 발명의 세탁기 구동용 전동기는 도 3과 같이 원형 자성체 코아에 바깥 원주에서 안쪽 반경방향으로 슬롯 된 고정자 코아(외원주 슬롯구조) 또는 도 4와 같이 안쪽 원주에서 바깥 반경방향으로 슬롯된 고정자 코아( 내원주 슬롯구조)를 회전축(6) 방향으로 적층하고, 도 5와 같은 치 코아를 슬롯된 반경 방향으로 도면 3과 같이 형성하는 고정자 적층 코아 구조를 갖는 고정자(9)와;The washing machine driving motor of the present invention is a stator core (outer circumferential slot structure) slotted radially inward from the outer circumference to a circular magnetic core as shown in FIG. 3 or a stator core slotted in the outer circumferential direction from the inner circumference as shown in FIG. A stator 9 having an inner circumferential slot structure) laminated in the direction of the rotation axis 6 and having a stator laminated core structure that forms a chia core as shown in FIG.

상기 고정자(9)와 일정 공극을 유지하며, 대응 면에 도 6과 같이 원형 평판형 자성체에 영구자석(11) N극과 S극이 2의 배수의 자극 구조로 구성되는 회전자(8);A rotor 8 which maintains a constant air gap with the stator 9 and has a magnetic pole structure in which the N pole and the south pole of the permanent magnet 11 are multiples of 2 in a circular flat magnetic body on the corresponding surface as shown in FIG. 6;

상기의 고정자(9)와 회전자(8)사이에 플레밍의 왼손의 법칙에 의해 발생하는 회전력을 이용하는 도 9의 단일 평판형 브러시레스 전동기와 단 10의 2-전동기 평판형 브러시레스 전동기를 세탁기 구동용 전동기로 적용하는 것을 특징으로 한다The washing machine drives the single flat brushless motor of FIG. 9 and the single 10-motor flat brushless motor of FIG. 9 utilizing the rotational force generated by the law of the left hand of Fleming between the stator 9 and the rotor 8 above. It is characterized by the application to the electric motor

본 발명은 평판형 브러시레스 전동기의 회전축(6)이 세탁기 내조(2)와 연결된 회전축(6)과 직결된 구조의 평판형 브러시레스 전동기 및 2-전동기 평판형 브러시레스 전동기의 적용 및 장착 구조에 관한 것이다.The present invention relates to the application and mounting structure of the flat brushless motor and the two-motor flat brushless motor of the flat brushless motor, in which the rotary shaft 6 of the flat brushless motor is directly connected to the rotary shaft 6 connected to the washing machine inner tank 2. It is about.

본 발명의 평판형 브러시레스 전동기를 이용한 세탁기는 도 11, 도 12, 도 13의 구조를 갖는다.The washing machine using the flat brushless electric motor of this invention has the structure of FIG. 11, FIG. 12, FIG.

도 11은 도 9의 평판형 브러시레스 전동기를 적용한 세탁기의 단면도로 회전자축(14)을 세탁기 내조(2)의 회전축(6)과 직결되며, 고정자(9)는 세탁기 외조 상부 프레임(4)과 고정자 프레임(13)과 결합되는 구조로 도면 11의 세탁기 단면도에서 고정자(9)가 위쪽에, 회전자(8)가 아래쪽으로 위치하는 구조로 장착된다.FIG. 11 is a cross-sectional view of the washing machine to which the flat brushless electric motor of FIG. 9 is applied, and the rotor shaft 14 is directly connected to the rotating shaft 6 of the washing machine inner tub 2, and the stator 9 is connected to the washing machine outer frame upper frame 4. In the washing machine sectional view of FIG. 11, the stator 9 is mounted on the upper side and the rotor 8 is positioned downward on the washing machine sectional view.

도 12는 도 9의 평판형 브러시레스 전동기를 적용한 세탁기의 단면도로서 회전자 축(14)을 세탁기 내조(2)의 회전축(6)과 직결되며, 고정자(9)는 세탁기 외조 하부 프레임(5)과 결합하는 구조로, 도 11의 세탁기 단면도에서 고정자(9)가 아래쪽에, 회전자(8)가 위쪽으로 위치하는 구조로 장착된다.12 is a cross-sectional view of the washing machine to which the flat brushless electric motor of FIG. 9 is applied, and the rotor shaft 14 is directly connected to the rotating shaft 6 of the washing machine inner tub 2, and the stator 9 is the washing machine outer tub lower frame 5. In the structure in combination with the, in the washing machine cross-sectional view of FIG. 11, the stator 9 is mounted below, and the rotor 8 is mounted upward.

도면 13은 도 10의 2-전동기 평판형 브러시레스 전동기를 적용한 세탁기의 단면도로 회전자 축(14)은 세탁기 내조(2)의 회전축(6)과 직결되는 구조로 구성된다.FIG. 13 is a cross-sectional view of the washing machine to which the two-motor flat brushless motor of FIG. 10 is applied, and the rotor shaft 14 is configured to be directly connected to the rotating shaft 6 of the washing machine inner tub 2.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안한 세탁기 구동용 평판형 브러시레스 전동기는 직경이 크고, 축 방향 길이가 짧은 박형 구조로 만들 수 있으므로 세탁기 구동용 전동기로 제작이 용이하며, 유효 단면적의 이용률을 증대시킬 수 있다.As described above, the flat brushless motor for driving a washing machine proposed by the present invention can be made into a thin structure having a large diameter and a short axial length, making it easy to manufacture a motor for washing machine driving, and increasing the utilization of an effective cross-sectional area. You can.

또한, 단일 평판형 브러시레스 전동기를 축 방향으로 필요한 용량의 개수만큼 증가할 수 있으므로, 멀티형 평판형 브러시레스 전동기의 세탁기 적용으로 단위 체적 당 고출력, 고효율로 세탁기의 체적감소와 소비전력을 줄일 수 있다.In addition, since the single flat brushless motor can be increased by the number of required capacity in the axial direction, the washing machine of the multi flat brushless motor can reduce the volume and power consumption of the washing machine with high power and high efficiency per unit volume. .

Claims (4)

도면 4(a) 같이 원형 자성체 코아에 바깥 원주에서 안쪽 반경방향으로 슬롯된 고정자 코아(외원주 슬롯구조) 또는 도면 4(b)와 같이 안쪽 원주에서 바깥 반경방향( 내원주 슬롯구조)으로 슬롯된 고정자 코아를 회전자 축(14) 방향으로 적층하고, 도면 2와 같이 치의 코아구조를 도면 1의 슬롯된 반경 방향으로 도면 3과 같이 형성하는 고정자 적층 코아 구조를 갖는 고정자(9)와;Stator core (outer circumferential slot structure) slotted radially from the outer circumference to the circular magnetic core as shown in FIG. 4 (a) or outer radial (inner circumferential slot structure) to the inner circumference as shown in FIG. 4 (b) A stator 9 having a stator laminated core structure in which stator cores are stacked in the direction of the rotor axis 14 and a tooth structure of teeth is formed as shown in FIG. 3 in the slotted radial direction of FIG. 상기 고정자(9)와 일정 공극을 유지하며, 대응하는 원형 평판형 자성체에 영구자석(11) N극과 S극이 2의 배수의 자극 구조로 구성되는 회전자(8)와;A rotor 8 which maintains a constant gap with the stator 9 and has a magnetic pole structure in which the N pole and the S pole of the permanent magnet 11 are multiples of two in a corresponding circular flat magnetic body; 상기 회전자(8)와 고정자(9) 사이에 플레밍의 왼손의 법칙에 의해 발생하는 회전력을 세탁기의 회전체에 전달하는 회전축(6)과 직결된 구조를 갖는 세탁기 구동용 평판형 브러시레스 전동기A flat brushless motor for driving a washing machine having a structure directly connected to the rotating shaft 6 which transmits the rotational force generated by the law of the left hand of Fleming between the rotor 8 and the stator 9 to the rotating body of the washing machine. 제 1항에 있어서, 도 9의 평판형 브러시레스 전동기를 적용한 도11의 세탁기 단면도에서 전동기의 회전자축(14)을 세탁기 내조(2)의 회전축(6)과 직결되며, 고정자(9)는 세탁기 외조 상부 프레임(4)과 고정자 프레임(13)의 고정자 지지대(7)와 결합되는 구조로, 도 11의 세탁기 단면도에서 고정자(9)가 위쪽에, 회전자(8)가 아래쪽으로 위치하는 구조로 장착되는 세탁기 구동용 평판형 브러시레스 전동기2. The rotor shaft (14) of the washing machine according to claim 1, wherein the rotor shaft (14) of the motor is directly connected to the rotating shaft (6) of the washing machine tub (2), and the stator (9) is a washing machine. In the structure that is coupled to the stator support 7 of the outer frame upper frame 4 and the stator frame 13, the stator 9 in the washing machine cross-sectional view of Figure 11, the rotor 8 is positioned downward Flat brushless motor for driving washing machine 제 1항에 있어서, 도 9의 평판형 브러시레스 전동기를 적용한 세탁기의 단면도에서 전동기의 회전자 축(14)을 세탁기 내조(2)의 회전축(6)과 직결되며, 고정자(9)는 세탁기 외조 하부 프레임(5)과 결합하는 구조로, 도 11의 세탁기 단면도에서 고정자(9)가 아래쪽에, 회전자(8)가 위쪽으로 위치하는 구조로 장착되는 세탁기 구동용 평판형 브러시레스 전동기2. The rotor shaft (14) of the washing machine according to claim 1, wherein the rotor shaft (14) of the electric motor is directly connected to the rotary shaft (6) of the washing machine inner tub (2), and the stator (9) is the outer tub of the washing machine. A flat brushless motor for driving a washing machine in which the stator 9 is mounted below and the rotor 8 is positioned upward in the washing machine sectional view of FIG. 제 1항에 있어서, 상기 고정자(9)와 일정 공극을 유지하며, 대응하는 원형 평판형 자성체의 앞뒤 양면에 영구자석(11) N극과 S극이 2의 배수로 자극 구조로 구성되는 회전자(8)와;The rotor according to claim 1, wherein the stator 9 maintains a constant void and the permanent magnets 11 N poles and S poles are formed in multiples of two magnetic pole structures on both front and rear sides of the corresponding circular flat magnetic material. 8); 상기 회전자(8)의 양면에 일정 공극 유지하며, 제1항의 고정자(9)를 2개 갖는 고정자와;A stator which maintains a predetermined gap on both sides of the rotor 8 and has two stators 9 of claim 1; 상기 회전자(9)와 고정자(9) 사이에 플레밍의 왼손의 법칙에 의해 발생하는 회전력을 세탁기의 회전체에 전달하는 회전축(6)으로 이루어진 도 10과 같은 2-전동기 평판형 브러시레스 전동기로 구동하는 구조의 세탁기 구동용 평판형 브러시레스 전동기Between the rotor 9 and the stator 9, a two-motor flat brushless motor as shown in FIG. 10 comprising a rotating shaft 6 which transmits the rotational force generated by the law of the left hand of Fleming to the rotating body of the washing machine. Flat brushless motor for driving washing machine
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