KR20050043558A - 드럼세탁기의 구동부 구조 - Google Patents

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KR20050043558A KR1020030078481A KR20030078481A KR20050043558A KR 20050043558 A KR20050043558 A KR 20050043558A KR 1020030078481 A KR1020030078481 A KR 1020030078481A KR 20030078481 A KR20030078481 A KR 20030078481A KR 20050043558 A KR20050043558 A KR 20050043558A
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Abstract

본 발명은 소음 및 고장, 에너지 낭비 요소를 줄이는 한편, 세탁력의 향상을 도모할 수 있도록 모터를 채용한 새로운 구조의 직결식 드럼세탁기를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 세탁수를 저장하고, 구동부를 체결하기 위한 벽부를 가진 플라스틱 재질의 터브와; 상기 터브 내측에 설치되는 드럼과; 상기 터브를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트와; 상기 샤프트를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링과; 상기 베어링을 지지하고, 상기 플라스틱 터브에 인서트 몰딩되는 베어링 하우징과; 무게 1.5kg 이상의 스테이터와; 상기 스테이터의 외주면을 감싸는 로터와; 상기 터브 벽부와 스테이터 사이에 개재되는 금속재질의 터브 서포터를 포함하여 구성되되, 상기 스테이터는 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어와, 인서트 몰딩에 의해 상기 스테이터 코어의 외부면을 감싸도록 형성되어 상기 스테이터 코어를 전기적으로 절연되도록 하는 인슐레이터와, 상기 스테이터를 터브 서포터에 고정하기 위하여, 상기 스테이터 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부를 포함하며, 상기 체결부 중앙에는 상기 터브 벽부측에 스테이터를 나사로 고정하기 위한 체결공이 형성된 것을 특징으로 하는 드럼세탁기가 제공된다.

Description

드럼세탁기의 구동부 구조{structure of driving unit in drum-type washing machine}
본 발명은 드럼세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직결식 드럼세탁기 구동부 구조 및 스테이터와 로터로 이루어진 아웃터 BLDC 모터에 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.
도 1을 참조하여 종래 드럼세탁기의 구조에 대해 간략히 설명하면 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) 하부측에는 모터(5a)가 설치되고, 상기 모터(5a)에는 모터 풀리(18)가 축연결된다.
한편, 상기 드럼(3) 후방에는 드럼축(4)이 설치되고, 상기 드럼축에는 드럼 풀리(19)가 설치된다.
또한, 상기 드럼축 상에 설치된 드럼 풀리(19)와 모터(5a)에 연결된 모터 풀리(18)는 동력전달요소인 벨트(20)에 의해 연결된다.
그리고, 상기 캐비닛(1) 전방에는 도어(21)가 설치되고, 도어(21)와 터브(2)(Tub) 사이에는 가스켓(22)이 설치된다.
한편, 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.
그러나, 이와 같은 종래의 세탁기는 모터(5a)의 구동력이 모터 풀리(18) 및 드럼 풀리(19), 그리고 상기 모터 풀리(18) 및 드럼 풀리(19)를 연결하는 벨트(20)에 의해 드럼(3)으로 전달되는 구조이므로 다음과 같은 단점이 있다.
먼저, 모터(5a)의 구동력이 드럼(3)으로 직접 전달되지 않고 모터 풀리(18) 및 드럼 풀리(19)에 감긴 벨트(20)를 통해 전달되므로 인해 구동력 전달 과정에서 에너지 손실이 발생하게 된다.
또한, 모터(5a)의 구동력이 드럼(3)으로 직접 전달되지 않고 모터 풀리(18) 및 드럼 풀리(19), 벨트(20)등의 많은 부품을 통해 전달되므로 인해, 동력 전달과정에서 많은 소음이 발생하게 된다.
그리고, 모터(5a)의 구동력을 드럼(3)으로 전달하기 위해서는 모터 풀리(18) 및 드럼 풀리(19), 벨트(20)등의 많은 부품이 필요하게 되므로 제품의 조립 공수가 증가하게 된다.
또한, 상기한 바와 같이 모터(5a)의 구동력을 드럼(3)으로 전달하기 위해 많은 부품이 소요되는 만큼 고장 발생 개소 및 고장 발생 빈도가 높아지게 되는 단점이 있다.
요컨대, 종래의 드럼세탁기는 모터(5a)의 구동력을 모터 풀리와 드럼 풀리 및 벨트를 이용하여 드럼(3)에 간접적으로 전달하는 방식이므로 인해, 고장 및 소음 발생 가능성이 많고 에너지 낭비 요소가 많았으며, 나아가 세탁력의 저하를 초래하게 되는등 많은 문제점이 있었다.
이와 더불어, 종래의 드럼세탁기는 일반적으로 터브(2)가 스테인레스 재질이므로 인해 단가가 비싸고, 성형성이 좋지 않으며, 중량이 많이 나가게 되는 단점이 있었다.
따라서, 이와 같은 기존 드럼세탁기의 문제점들을 해결하기 위해 BLDC모터를 이용한 직결식 드럼세탁기가 제시되고 있다.
그러나, 현재까지 개발된 BLDC모터를 이용한 직결식 드럼세탁기들은 제각기 구조적인 관점에서나 제조라인 상에서, 혹은 동작시에 있어서 여전히 여러 가지 단점 및 문제점을 내포하고 있어, 보다 새로운 구조의 직결식 드럼세탁기의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
즉, 기존의 드럼세탁기는 모터 제조시 코어등 재료의 낭비가 많거나, 모터 제조공정이 복잡한 문제점이 있으며, 모터를 터브에 장착함에 있어 강도가 약해 진동이나 소음을 효과적으로 감소시키지 못하는 등의 문제점이 있다.
특히, BLDC 모터를 이용하여 드럼을 직접 회전시키는 세탁기는 터브 후면측에 스테이터가 직접 장착되게 된다. 그런데 스테이터만의 무게가 1.5kg 이상이 되고, 탈수회전 속도가 600~ 2,000RPM 정도의 대용량 드럼세탁기용 모터에 있어서는, 스테이터 무게와 고속 회전시의 진동 및 로터의 흔들림과 변형으로 인하여 스테이터와 터브의 연결부위가 파손된다.
즉, BLDC 모터를 사용하면서 스테이터를 터브 후벽부에 체결하는 드럼세탁기의 경우, 스테이터의 직경방향이 지면과 거의 평행을 이루게 되므로, 세탁기 운전시 발생하는 진동으로 인하여 스테이터에 있어서 터브 후벽부와의 체결부위에 파손이 더욱 심하게 된다.
이를 방지하기 위하여 기존에는 스테이터의 코어(DC)를 제작할 경우, 금속 철판을 프레스 가공하여 티스와 베이스부를 만듦과 동시에 티스의 반대측에는 체결을 위한 돌출부(500)를 형성한 후, 이것을 적층하여 도 2에 도시된 바와 같은 형태로 제작한 후 사용한다.
그러나, 이와 같은 스테이터의 분할 코어(DC) 제작방법은 제작공정이 복잡할 뿐 아니라, 재료의 손실이 많이 발생한다.
재료의 손실을 줄이고, 제작공정을 간단히 하기 위해서는 티스와 베이스부로 구성된 철판을 나선형으로 회전시키면서 적층하는 소위 스파이럴 코어(spiral core)가 양호하나, 스파이럴 코어를 제작할 때는 띠형태로 타발된 철판이 나선형으로 굽어져야 하므로, 코어 내측으로 스테이터를 터브에 결합하기 위한 돌출부(500)를 형성할 수 없게 된다.
이는 돌출부(500)를 형성할 경우, 코어의 폭이 너무 커져 코어를 나선형태를 이루도록 적층하기가 불가능해지기 때문이다.
또한, 터브 측에서 살펴보면 드럼세탁기와 같이 스테이터의 반경방향이 지면을 향해 장착될 경우, 스테이터의 무게가 1.5kg 이상이 될 경우에는 스테이터가 체결되는 터브측에도 파손이 발생하는 등 많은 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 드럼세탁기용 BLDC 모터의 스테이터 제작시 소요되는 재료와 무게를 줄이고, 제작공정도 간단하게 하면서, 터브와 같은 고정측에 안정되게 장착될 수 있는 스테이터 구조를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 스테이터의 무게만 1.5kg이상이 되고, 회전속도가 0~2,000 RPM 또는 그 이상의 속도까지 가변하면서 드럼의 회전을 제어하는 세탁기용 BLDC 모터를 터브 벽면에 직접 부착할 때 터브 측에서 모터의 무게와 진동을 견딜 수 있는 구조를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 조립 라인에서 스테이터를 터브에 결합할 때 쉽게 조립할 수 있도록 하는 구조를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제품의 수리 및 교체시 서비스맨이 보다 쉽게 제품을 유지 보수 할 수 있도록 한 구동부 구조를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 세탁수를 저장하고, 구동부를 체결하기 위한 벽부를 가진 플라스틱 재질의 터브와; 상기 터브 내측에 설치되는 드럼과; 상기 터브를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트와; 상기 샤프트를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링과; 상기 베어링을 지지하고, 상기 플라스틱 터브에 인서트 몰딩되는 베어링 하우징과; 무게 1.5kg 이상의 스테이터와; 상기 스테이터의 외주면을 감싸는 로터와; 상기 터브 벽부와 스테이터 사이에 개재되는 금속재질의 터브 서포터를 포함하여 구성되되,
상기 스테이터는 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어와, 인서트 몰딩에 의해 상기 스테이터 코어의 외부면을 감싸도록 형성되어 상기 스테이터 코어를 전기적으로 절연되도록 하는 인슐레이터와, 상기 스테이터를 터브 서포터에 고정하기 위하여, 상기 스테이터 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부를 포함하며,
상기 체결부 중앙에는 상기 터브 벽부측에 스테이터를 나사로 고정하기 위한 체결공이 형성된 것을 특징으로 하는 드럼세탁기가 제공된다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 세탁수를 저장하고, 구동부를 체결하기 위한 벽부를 가진 터브와; 상기 터브 내측에 설치되는 드럼과; 상기 터브를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트와; 상기 샤프트를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링과; 상기 베어링을 지지하고, 상기 터브에 부착되는 베어링 하우징과; 무게 1.5kg 이상의 스테이터와; 상기 스테이터의 외주면을 감싸는 로터를 포함하여 구성되되,
상기 스테이터는 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어와, 인서트 몰딩에 의해 상기 스테이터 코어의 외부면을 감싸도록 형성되어 상기 스테이터 코어를 전기적으로 절연되도록 하는 인슐레이터와, 상기 스테이터를 베어링 하우징에 고정하기 위하여, 상기 스테이터 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부를 포함하며,
상기 체결부 중앙에는 상기 스테이터를 상기 베어링 하우징에 나사로 고정하기 위한 체결공이 형성된 것을 특징으로 하는 드럼세탁기가 제공된다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 세탁수를 저장하고, 구동부를 체결하기 위한 벽부를 가진 플라스틱 재질의 터브와; 상기 터브 내측에 설치되는 드럼과; 상기 터브를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트와; 상기 샤프트를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링과; 상기 베어링을 지지하고, 상기 터브 벽부에 고정되는 베어링 하우징과; 상기 무게 1.5kg 이상의 스테이터와; 상기 스테이터의 외주면을 감싸는 로터;를 포함하여 구성되되,
상기 스테이터는 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 외부면을 절연물질로 인서트 몰딩한 인슐레이터와, 상기 스테이터를 상기 터브에 고정하기 위하여, 상기 스테이터 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 체결부를 포함하며,
상기 체결부 중앙에는 상기 스테이터를 상기 터브 벽부에 나사로 고정하기 위한 체결공을 형성하고,
상기 스테이터의 인슐레이터에는 위치결정 돌기 또는 위치결정 홈을 형성하고, 상기 터브 벽부에는 상기 위치결정 돌기 및 위치결정 홈에 대응하는 홈 또는 돌기를 형성하며, 상기 스테이터의 인슐레이터에 형성된 체결공에 대응하여 상기 터브 벽부에는 체결홈을 형성한 것을 특징으로 하는 드럼세탁기가 제공된다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 세탁수를 저장티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 절연을 위하여 상기 스테이터 코어를 인슐레이터를 형성하기 위한 형에 넣고 절연재질로 덮어서 제작한 인슐레이터와, 상기 스테이터 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부와 상기 스테이터 코어의 티스에 권선되는 코일로 이루어진 스테이터와;
상기 스테이터 외측으로 설치되며 상기 스테이터의 냉각을 위해 냉각 핀과 통풍구가 형성되는 로터로 구성됨을 특징으로 하는 아웃터 로터형 DC 모터가 제공된다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부도면 도 3 내지 도 11를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3 내지 도 7를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 드럼세탁기 구성을 개략적으로 나타낸 종단면도이고, 도 4는 도 3의 A부 상세도로서, 본 발명에 따른 드럼세탁기의 구동부 구조의 일실시예를 나타낸 종단면도이다.
그리고, 도 5는 도 4의 스테이터를 나타낸 사시도이고, 도 6a 및 도 6b는 도 4의 요부 확대도로서, 도 6a는 요부 평면도이고, 도 6b는 요부 사시도이다.
그리고, 도 7은 본 발명의 스테이터에 적용되는 스테이터 코어를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 드럼세탁기는, 세탁수를 저장하고, 구동부를 체결하기 위한 벽부를 가진 플라스틱 재질의 터브(2)와; 상기 터브(2) 내측에 설치되는 드럼(3)과; 상기 터브(2)를 관통하여 터브(2) 내측에 설치되는 드럼(3)에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼(3)에 전달하는 샤프트(4)와; 상기 샤프트(4)를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링(6a,6b)과; 상기 베어링(6a,6b)을 지지하고, 상기 플라스틱 터브(2)에 인서트 몰딩되는 베어링 하우징(7)과; 무게 1.5kg 이상의 스테이터(14)와; 상기 스테이터(14)의 외주면을 감싸는 로터(13)와; 상기 터브(2) 벽부와 스테이터(14) 사이에 개재되는 금속재질의 터브 서포터(17)를 포함하여 구성된다.
이 때, 상기 스테이터(14)는 티스(151)와 베이스부(150)로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어(SC)와, 인서트 몰딩에 의해 상기 스테이터 코어(SC)의 외부면을 감싸도록 형성되어 상기 스테이터 코어(SC)를 전기적으로 절연되도록 하는 인슐레이터(144)와, 상기 스테이터(14)를 터브 서포터(17)에 고정하기 위하여, 상기 스테이터 코어(SC)의 내주면측에 인슐레이터(144)와 일체로 형성되고, 스테이터(14)의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부(143)를 포함한다.
그리고, 상기 체결부(143) 중앙에는 상기 터브 벽부측에 스테이터(14)를 나사로 고정하기 위한 체결공(143a)이 형성된다.
그리고, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에는 위치결정 돌기(143b)가 형성되고, 상기 터브 서포터(17)에는 상기 인슐레이터(144)에 형성되는 위치결정 돌기(143b)에 대응하는 홈이 형성되며, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에 형성된 체결공(143a)에 대응하여 상기 터브 서포터(17)에도 체결공이 형성된다.
이 때, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에 위치결정용 홈이 형성되고 터브 서포터(17)에 형성되는 돌기가 형성되어도 무방하다.
그리고, 상기 스테이터(14)는 체결부(143) 중앙에 형성된 체결공(143a) 내측으로 삽입되는 원통형 금속(143p)을 더 포함하여 구성된다.
이 때, 상기 원통형 금속(143p)은, 예를 들어, 절개된 부분에 의해 탄성을 갖는 스프링핀 또는 체결공(143a) 내로 강제 압입이 가능한 중공형핀 일 수 있다.
한편, 상기 체결부(143)의 높이는 상기 적층된 코어의 전체 높이의 20% 이상이 되도록 하되, 보다 바람직하게는 체결부(143)의 높이가 상기 적층된 코어의 전체 높이의 20% ~150% 가 되도록 한다.
그리고, 상기 스테이터 코어(SC) 외측면으로 부터 돌출된 티스(151)의 길이를 "a"라 하고, 상기 스테이터 코어(SC) 내측면으로 부터 상기 체결부(143)에 형성되는 체결공(143a)의 중심까지의 거리를 "b"라고 할 때, a≥b 로 정의되도록 체결부가 형성된다.
이와 더불어, 상기 스테이터(14)에 형성된 체결부(143) 상에는 모터 구동시 진동을 완충하기 위한 공간부(143c)가 구비된다.
그리고, 상기 스테이터 코어(SC)는 베이스부(150)에 형성된 통공을 관통하는 리벳(153)에 의해 리벳팅되어 적층구조를 유지할 수 있다.
또한, 상기 스테이터 코어(SC)의 와인딩 시작부위와 와인딩 끝부위는 각각 접하는 베이스부(150)에 용접되어 접합될 수 있다.
한편, 상기 금속재질의 베어링 하우징(7)은 그 내주면 상에 각각 설치된 전방 베어링(6a) 및 후방 베어링(6b)을 지지하여 각 베어링이 상기 베어링 하우징(7)에서 이탈되지 않고 지지되도록 하기 위한 단턱(8a)(8b)이 각각 형성된다.
상기 베어링 하우징(7) 내측에 위치하며 드럼(3)으로 모터(5)의 구동력을 전달하는 샤프트(4)의 외주면 상에도 전방 베어링(6a) 및 후방 베어링(6b)의 샤프트(4) 상에서의 설치 위치가 결정되도록 하는 단턱이 전방 및 후방에 각각 형성된다.
상기에서 샤프트(4)의 전단부는 드럼(3) 후벽부에 구비된 스파이더(10)(spider)에 결합되며, 상기 샤프트(4)의 스파이더(10) 후방으로 노출된 부분으로부터 전방 베어링(6a)까지의 영역에는 샤프트(4)의 녹방지를 위해 황동 재질의 부싱(11)이 압입되어 설치되고, 상기 부싱(11) 외측면에는 베어링 측으로의 수분 침투를 방지하기 위한 실링부재(12)가 설치된다.
한편, 상기 샤프트(4) 후단부 중심에는 직결식 모터(5)를 구성하는 로터(13)가 체결되고, 상기 로터(13) 내측에는 상기 터브(2)의 벽부측에 체결되어 고정되며 상기 로터(13)와 함께 직결식 모터를 구성하는 스테이터(14)가 위치하게 된다.
이 때, 상기 로터(13)는 철판 재질로 된 것으로서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 그 후벽면(13a) 가장자리에서 전방으로 연장형성된 측벽면(13b) 상에는 그 내면 전방에 장착되는 마그네트(M)를 지지할 수 있도록 하기 위한 안착면(130)을 갖는 절곡부가 원주방향을 따라 형성되고, 그 후벽면(13a) 중심에는 상기 로터(13)를 샤프트(4)에 결합시키기 위한 볼트등의 체결부재(15a)가 통과가능한 관통홀(131)이 형성된 허브부(132)가 형성되도록 구성된다.
여기서, 상기 로터(13)의 전체적인 형상은 프레스 가공에 의해 형성됨이 바람직하다.
그리고, 상기 로터(13)의 허브부(132) 주변에는 로터(13)의 회전시 공기를 스테이터(14)쪽으로 불어넣어 스테이터(14)에서 발생하는 열을 냉각시키는 작용을 하는 복수개의 냉각핀(133)(fin)이 방사상(放射狀)으로 형성되며, 이때 개별 냉각핀(133)은 반경방향으로 소정의 길이를 갖도록 형성된다.
이 때, 상기에서 냉각핀(133)은 랜싱(lancing) 가공에 의해 후벽면에 대해 90°각도로 절곡되어 개구부 쪽을 향하는 형태를 이루게 되며, 상기한 랜싱 가공에 의해 형성된 통공(134)은 통풍구 역할을 수행하게 된다.
이와 더불어, 상기 로터(13) 후벽면(13a)의 각 냉각핀(133)과 그에 이웃하는 냉각핀 사이의 영역에는 로터(13)의 강도보강을 위한 엠보싱부(135)가 형성되고, 상기 엠보싱부(135) 상에는 수분 배출을 위한 배수홀(136)이 형성된다.
한편, 상기 로터(13)의 허브부(132)에 형성된 관통홀(131) 가장자리에는 후방 베어링(6b) 뒤쪽으로 노출된 샤프트(4) 후단부의 외주면상에 세레이션 결합되는 커넥터(16)(connector)를 상기 로터(13)에 체결시키기 위한 체결공(137) 및 상기 커넥터(16)의 조립 위치를 결정하는 위치결정홀(138)이 일정간격 이격되어 형성된다.
이때, 상기 커넥터(16)는 철판재질인 로터(13)와 진동모드가 다른 수지 재질로 이루어지게 되며 로터에 대해 부싱 역할을 겸하게 된다.
한편, 상기 커넥터(16)에는, 로터(13)의 체결공(137)과 커넥터(16)의 체결공(162)이 자동적으로 일치되도록 하는 위치결정돌기(160)가 구비된다.
또한, 상기 커넥터(16)의 내주면 상에는 샤프트(4)의 후단부에 형성된 세레이션(400)에 형합하는 세레이션(164)이 형성되고, 상기 커넥터(16)의 허브 외측에는 강도 보강을 위한 보강 리브(161)가 구비된다.
한편, 상기 터브(2)의 벽부(200) 상에는 터브의 사출 성형시 베어링 하우징(7)이 그 내부에 인서트되는 허브(201)가 구비되고, 상기 허브(201) 외측에는 체결부재(15a)를 이용하여 스테이터(14)를 상기 터브(2)의 후벽부 상에 고정시키기 위한 체결용 보스(202)가 원주 방향을 따라 일정간격 이격되어 구비된다.
그리고, 상기 터브(2)의 후벽부와 스테이터(14) 사이에는 터브 후벽부의 외곽 형상과 거의 동형을 이루며 상기 스테이터(14)의 체결시 터브 후벽부에 고정되어 스테이터(14)를 지지함과 동시에 스테이터(14)의 동심도(同心度)가 유지되도록 하는 터브 서포터(17)가 개재(介在)된다.
이때, 상기 터브 서포터(17)의 전단부는 터브 후벽부 일측의 리브(203) 내측면에 밀착되고, 상기 터브 서포터(17)의 후단부는 터브의 후벽부 중앙에 구비된 허브부(132)에 의해 감싸지지 못하고 노출되는 베어링 하우징(7)의 후단부 외주면상에 밀착되도록 구성된다.
한편, 로터(13)와 함께 모터(5)를 구성하는 스테이터(14)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 스테이터 코어(SC)와, 상기 스테이터 코어(SC)를 감싸는 인슐레이터(144)와, 상기 스테이터 코어(SC)의 티스(151)에 권선되는 코일(142)과, 상기 인슐레이터(144)와 일체로 성형되며 코어 내측으로 3군데 이상 돌출형성되는 체결부(143)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 스테이터 코어(SC)는, 맨 하층으로부터 맨 상층에 이르기까지 스파이럴 형태로 와인딩(winding)되어 다층구조를 이루되, 상기 스테이터 코어(SC)의 베이스부(150)로부터 반경방향 외측으로는 티스(151)가 반경방향으로 돌출형성되며, 상기 스테이터 코어(SC)의 베이스부(150)에는 코어의 와인딩시 응력이 감소되도록 하는 요입홈(152)이 형성된다.
또한, 상기 스테이터 코어(SC)는 베이스부(150)에 형성된 통공을 관통하는 리벳(153)에 의해 리벳팅되어 결합된다.
그리고, 상기 스테이터 코어(SC)의 와인딩 시작부위와 와인딩 끝부위는 각각 접하는 베이스부(150)의 소정 부위에 용접되어 접합될 수 있다.
한편, 상기 스테이터 코어(SC)의 베이스부(150)에 형성되는 요입홈(152)은 사각형 혹은 사다리꼴을 이루도록 형성될 수 있으며, 호형을 이루도록 형성될 수도 있다.
그리고, 본 발명의 체결부(143)는 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 스테이터 코어(SC) 외측면으로부터 돌출된 각 티스(151)의 길이를 "a" 라하고, 상기 스테이터 코어(SC) 내측면으로부터 상기 체결부(143)에 형성된 체결공(143a)의 중심까지의 거리를 "b" 라고 할 때, a ≥b 로 정의될 수 있도록 형성된다.
또한, 상기 체결부(143)는 그 높이가 전체 코어 적층 높이의 5분의 1 이상이 되도록 형성된다.
한편, 상기 체결부(143)의 높이는 전체 코어 적층 높이가 되도록 형성될 수 있다.
그리고, 상기 체결부(143) 상에는 모터 구동시의 진동을 완충하기 위한 공간부(143c)가 적어도 1개 이상 구비되며, 상기 체결부(143) 상에는 터브(2) 후벽부에 형성되는 위치결정홈에 형합하게 되는 위치결정돌기(143b)가 구비된다.
한편, 위치결정돌기를 터브(2) 후벽부에 형성하고, 대신 상기 체결부(143) 상에는 터브(2) 후벽부에 형성되는 위치결정돌기에 형합하게 되는 위치결정홈을 형성하여도 무방함은 물론이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 드럼세탁기의 작용은 다음과 같다.
컨트롤패널부에 부착된 모터 구동용 컨트롤러(도시는 생략함)의 제어에 의해 스테이터(14)의 코일(142)에 순차적으로 전류가 흘러 로터(13)의 회전이 일어나면, 로터에 결합된 컨넥터(16)와 세레이션 결합된 샤프트(4)가 회전하게 되고, 이에 따라 샤프트(4)를 통해 드럼(3)으로 동력이 전달되어 드럼(3)이 회전하게 된다.
한편, 본 발명의 구동부가 적용된 드럼세탁기 작용은 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 드럼세탁기는 터브(2)가 내열성이 뛰어난 플라스틱 재질로 제작되므로 인해 가벼우며 사출 성형되므로 제작성이 좋아지게 된다.
또한, 본 발명의 드럼세탁기는 베어링 지지수단인 베어링 하우징(7)이 알루미늄 합금 등의 금속재질이므로 인해, 고온에서도 열적 변형이 없어 건조 행정이 있는 드럼세탁기에도 적용이 가능하게 된다.
그리고, 본 발명에서는 상기 금속재질의 베어링 하우징(7)이 플라스틱 재질인 터브(2)의 사출 성형시, 상기 베어링 하우징(7)이 터브 후벽부의 허브(201) 내에 인서트되어 상기 터브(2)와 일체형을 이루도록 구성되므로 인해, 베어링 하우징(7)을 터브 후벽부에 별도로 조립하는 공정이 생략되므로 조립 공정을 단순화시켜 조립공수를 줄일 수 있게 된다.
특히, 로터(13)와 함께 모터(5)를 구성하는 스테이터(14)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 스테이터 코어(SC)의 베이스부(150)에 코어의 요입홈(152)이 형성되어 코어의 와인딩시 응력을 감소시켜주는 구조를 띠게 됨으로써, 종전에 비해 보다 작은 힘으로 와인딩 작업이 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 스테이터 코어(SC) 외측면으로부터 돌출된 각 티스(151)의 길이를 "a" 라하고, 상기 스테이터 코어(SC) 내측면으로부터 상기 체결부(143)에 형성된 체결공(143a)의 중심까지의 거리를 "b" 라고 할 때, 체결부는 a ≥b 가 되도록 형성되는데, 이는 체결공(143a)의 위치가 하중이 작용하는 지점에서 가까운 곳에 있을수록 작용하는 토크가 작아 유리하지만, 지나치게 가깝게 할 경우 필연적으로 볼트의 직경이 작아지게 되어 전체 스테이터(14)를 지지하기 위해서는 지나치게 많은 수의 볼트가 체결되어야 하기 때문에, 이를 고려하여 결정한 것이다.
또한, 상기 체결부(143)는 그 높이가 전체 코어 적층 높이의 20% 내지 150% 범위가 되도록 형성되는데, 이는 체결부(143) 그 높이가 전체 코어 적층 높이의 20% 이하가 되면 모터 구동시 발생하는 진동으로 체결부(143)에 파손이 일어나게 될 우려가 있기 때문이다.
그리고, 상기 체결부(143)의 높이는 높을수록 강성은 좋아지나, 그 높이가 지나치게 커지면 세탁기 구동부 전체폭이 커져서 세탁기의 세탁용량을 감소시키게 되는 결과를 초래하므로 이를 감안하여 체결부(143) 높이는 전체 코어 적층 높이의 150%를 넘지 않도록 한다.
그리고, 상기 체결부(143) 상에 형성된 공간부(143c)는 모터 구동시의 발생하는 진동에 대해 완충 및 감쇠작용을 수행하여 스테이터(14)의 기계적 신뢰성을 향상시키게 된다.
그리고, 상기 체결부(143) 상에 형성된 위치결정돌기(143 b)는 터브(2)의 위치결정홈에 형합됨으로써 스테이터(14)의 체결이 쉽게 이루어지도록 돕게 된다.
이 때, 상기 터브(2)에 위치결정돌기가 형성되고, 체결부(143)에 위치결정홈이 형성되어도 무방함은 물론이다.
그리고, 본 발명에 따른 베어링 하우징(7)은, 내주면 전방에 "ㄱ" 자 형태의 단턱(8a)이 형성되고, 내주면 후방에 "??"자 형태의 단턱(8b)이 형성되어 있으므로 인해, 상기 샤프트(4) 양단부 외주면 상에 각각 설치되는 전방 베어링(6a) 후단부 및 후방 베어링(6b)의 전단부에 대한 지지가 가능하다.
즉, 상기 금속재질의 베어링 하우징(7)은 내주면 양측에 단턱(8a)(8b)이 각각 형성되어있으므로 인해 양측 베어링(6a)(6b)이 베어링 하우징(7)에서 이탈되지 않고 지지된다.
또한, 상기 베어링 하우징(7) 내측에 위치하며 드럼(3)으로 모터(5)의 구동력을 전달하는 샤프트(4)의 전·후방 외주면 상에는 위치결정용 단턱이 각각 형성되어 있어, 전방 베어링(6a) 및 후방 베어링(6b)의 샤프트(4) 상에서의 조립 위치가 손쉽게 결정된다.
한편, 상기에서 샤프트(4)의 전단부는 드럼(3)의 후벽부에 구비된 스파이더(10)에 결합되며, 상기 샤프트(4)의 스파이더(10) 외측으로 노출된 부분으로부터 전방 베어링(6a)까지의 영역에는 황동 재질의 부싱(11)이 강제 압입되어 설치되므로 인해 샤프트(4)의 녹발생을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 부싱(11) 외측면에는 실링부재(12)가 설치되어 있으므로 인해 베어링 측으로의 수분 침투가 방지된다.
한편, 상기 샤프트(4) 후단부 중심에는 직결식 모터(5)를 구성하는 로터(13)가 결합되고, 상기 로터(13) 내측에는 스테이터(14)가 위치하게 되는데, 상기 로터(13)의 후벽면(13a) 가장자리에서 전방으로 연장 형성된 측벽면(13b) 상에는 마그네트 안착면(130)을 갖는 절곡부가 원주방향을 따라 형성되어 있어, 마그네트(M)를 로터(13) 내면에 부착시 상기 안착면(130)에 의해 마그네트(M)의 지지가 이루어지므로, 로터의 제작이 용이하게 이루어지게 된다.
또한, 상기 로터(13)의 후벽면(13a) 중심에는 관통홀(131)이 구비된 허브부(132)가 형성되어 상기 로터(13)를 샤프트(4)에 결합시키기 위한 볼트등의 체결부재(15b)가 통과 가능하며, 상기 로터(13)의 허브부(132) 주변에는 복수개의 냉각핀(133)이 방사상을 이루는 한편 반경방향으로 소정의 길이를 갖도록 형성되어 있어, 로터(13)의 회전시 상기 냉각핀(133)이 공기를 스테이터(14)쪽으로 불어넣어 스테이터(14)에서 발생하는 열을 냉각시키게 된다.
이 때, 상기 냉각핀(133)은 랜싱 가공에 의해 로터(13)의 개구부 쪽을 향하도록 형성되며, 랜싱 가공에 의해 형성된 통공(134)은 통풍구 역할을 수행하게 된다.
여기서, 상기 로터(13)는 철판 재질로서, 프레스 가공에 의해 성형되므로 인해, 로터를 제작하는데 소요되는 시간이 매우 짧아지게 되어 로터 제작시의 생산성이 향상된다.
이와 더불어, 상기 로터(13) 후벽면(13a)의 각 냉각핀(133)과 냉각핀 사이의 영역에는 엠보싱부(135)가 형성되어 로터(13)의 전체적인 강도가 향상되며, 상기 엠보싱부(135) 상에는 배수홀(136)이 형성되어 있어, 상기 배수홀을 통해 수분 배출이 이루어지게 된다.
한편, 상기 로터(13)의 허브부(132)에 형성된 관통홀(131) 가장자리에는 커넥터 체결을 위한 체결공(137) 및 상기 커넥터(16)의 조립 위치결정을 위한 위치결정홀(138)이 형성되어 있어, 후방 베어링(6b) 뒤쪽으로 노출된 샤프트(4) 후단부의 외주면상에 세레이션 결합되는 커넥터(16)를 로터에 손쉽게 조립할 수 있게 된다.
즉, 상기 커넥터(16)의 위치결정돌기(160)을 상기 로터(13)의 위치결정홀(138)내에 삽입되도록 형합시키면, 상기 로터(13) 및 커넥터(16)의 체결공(137)(162)이 자동적으로 일치되므로, 체결부재(15c)의 체결이 용이하게 이루어지게 된다.
이때, 상기 커넥터(16)는 수지 재질로서 사출 성형되는데, 철판으로 된 로터(13)와는 진동모드가 달라 로터(13)의 진동이 감쇠되어 샤프트(4)에 전달되도록 하는 역할을 하게 된다.
한편, 상기 커넥터(16) 허브(201) 내주면 상에는 세레이션(164)이 형성되어 있어 샤프트(4)의 후단부에 형성된 세레이션(400)에 형합함에 따라 커넥터(16)를 통해 로터(13)의 회전력이 샤프트(4)에 그대로 전달된다.
그리고, 상기 커넥터(16)의 허브(201) 외측에는 보강 리브(161)가 형성되어 있어 허브(201)의 강도가 보강된다.
한편, 상기 터브(2)의 후벽부 상에 형성된 허브(201) 외측에는 체결용 보스(202)가 원주 방향을 따라 일정간격 이격 형성되어 있어, 체결용 보스(202)를 이용하여 스테이터(14)를 터브(2) 후벽부 상에 고정시킬 수 있게 된다.
이 때, 상기 터브(2)의 후벽부와 스테이터(14) 사이에는 후벽부의 외곽형상과 거의 동형을 이루며 상기 스테이터(14)의 체결시 터브(2) 후벽부에 고정되는 터브 서포터(17)가 개재(介在)되므로 인해, 스테이터(14)의 지지 및 동심도가 유지가 가능하다.
즉, 상기 터브 서포터(17)가 체결부재(15d)에 의해 터브 후벽부 상의 서포터 체결용 보스(204)에 체결되면, 상기 터브 서포터(17)의 전단부는 터브 후벽부 일측의 리브(203) 내측면에 밀착되고, 상기 터브 서포터(17)의 후단부는 터브 후벽부 중앙에 구비된 허브부(132)에 의해 감싸지지 못하고 노출되는 베어링 하우징(7)의 후단부 외주면상에 밀착되어 스테이터(14)를 지지하는 한편 스테이터의 동심도가 유지되도록 작용하게 된다.
도 8은 도 5의 스테이터의 다른 실시예를 나타낸 사시도로서, 본 실시예에 따른 스테이터(14)는, 티스(151)와 베이스부(150)로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어(SC)와, 상기 스테이터 코어(SC)의 외부면을 절연물질로 인서트 몰딩한 인슐레이터(144)와, 상기 스테이터(14)를 상기 터브(2)에 고정하기 위하여, 상기 스테이터 코어(SC)의 내주면측에 인슐레이터(144)와 일체로 형성되고, 스테이터(14)의 중앙을 향하여 돌출된 체결부(143)를 포함하여 구성된다.
그리고, 이와 더불어, 상기 체결부(143) 중앙에는 상기 스테이터(14)를 상기 터브 벽부에 나사로 고정하기 위한 체결공(143a)이 형성된다.
또한, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에는 위치결정 홈(143g)이 형성되고, 상기 터브 후벽부(200)에는 그에 대응하는 돌기가 형성되며, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에 형성된 체결공(143a)에 대응하여 상기 터브(2)에는 체결홈이 형성된다.
이 때, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에 위치결정용 돌기가 형성되고, 터브 후벽부에 이에 대응하는 홈이 형성되어도 무방하다.
이 경우 역시, 상기 스테이터 코어(SC) 외측면으로 부터 돌출된 티스(151)의 길이를 "a"라 하고, 상기 스테이터 코어(SC) 내측면으로부터 상기 체결부(143)에 형성되는 체결공(143a)의 중심까지의 거리를 "b"라고 할 때, a≥b 로 정의되도록 체결부가 형성되며, 그 이유는 앞서 서술한 바와 동일하다.
한편, 도 9는 도 3의 A부 상세도로서, 본 발명에 따른 드럼세탁기의 구동부 구조의 다른 실시예를 나타낸 종단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 드럼세탁기는, 금속재질의 터브(2)와; 상기 터브(2) 내측에 회전가능하게 설치되는 드럼(3)과; 상기 터브(2)를 관통하여 터브(2) 내측에 설치되는 드럼에 축연결되어 모터의 구동력을 드럼(3)에 전달하는 샤프트(4)와; 상기 샤프트를 지지하도록 설치되는 베어링(6b)(6b)과; 상기 터브(2)의 후벽부에 장착되어 베어링을 지지하는 베어링 하우징(7)과; 상기 샤프트 후단부에 결합되며 스테이터(14)와 함께 모터를 구성하는 로터(13)와; 상기 로터(13) 내측에 위치하며 로터(13)와 함께 모터를 구성하도록 상기 터브 후벽부에 체결되는 스테이터(14)를 포함하여 구성되되, 상기 스테이터(14)는 스테이터 코어(SC)와, 상기 스테이터 코어(SC)를 감싸는 인슐레이터(144)와, 상기 스테이터 코어(SC)의 티스(151)에 권선되는 코일(142)과, 상기 인슐레이터(144)와 일체로 성형되며 코어 내측으로 3군데 이상 돌출형성되는 체결부(143)를 구비한 것이다.
이 때, 상기 스테이터 코어(SC)는, 전술한 실시예에서와 마찬가지로, 맨 하층으로부터 맨 상층에 이르기까지 스파이럴 형태로 와인딩되어 다층구조를 이루되, 상기 스테이터 코어(SC)의 베이스부(150)로부터 반경방향 외측으로는 복수개의 티스(151)가 반경방향으로 돌출형성되며, 상기 스테이터 코어(SC)의 베이스부(150)에는 코어의 와인딩시 응력이 감소되도록 하는 요입홈(152)이 형성됨을 특징으로 한다.
그 외, 전술한 실시예에서는 언급되되, 여기서는 언급되지 않은 다른 구성요소들은 전술한 실시예에서와 동일하게 적용되며, 그 작용 또한 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위해 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
도 10은 도 3의 A부 상세도에 대응하는 것으로서, 본 발명에 따른 드럼세탁기의 구동부 구조의 또 다른 실시예를 나타낸 종단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 드럼세탁기는, 세탁수를 저장하고, 구동부를 체결하기 위한 벽부를 가진 터브(2)와; 상기 터브(2) 내측에 설치되는 드럼과; 상기 터브(2)를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼(3)에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼(3)에 전달하는 샤프트(4)와; 상기 샤프트(4)를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링(6a,6b)과; 상기 베어링(6a,6b)을 지지하고, 상기 터브(2)에 부착되는 베어링 하우징(7)과; 무게 1.5kg 이상의 스테이터(14)와; 상기 스테이터(14)의 외주면을 감싸는 로터(13)를 포함하여 구성되되, 상기 스테이터(14)는 티스(151)와 베이스부(150)로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어(SC)와, 인서트 몰딩에 의해 상기 스테이터 코어(SC)의 외부면을 감싸도록 형성되어 상기 스테이터 코어(SC)를 전기적으로 절연되도록 하는 인슐레이터(144)와, 상기 스테이터(14)를 베어링 하우징(7)에 고정하기 위하여, 상기 스테이터 코어(SC)의 내주면측에 인슐레이터(144)와 일체로 형성되고, 스테이터(14)의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부(143)를 포함하며, 상기 체결부(143) 중앙에는 상기 스테이터(14)를 상기 베어링 하우징(7)에 나사로 고정하기 위한 체결공(143a)이 형성된 것이다.
이 때, 상기 터브(2)는 플라스틱 재질로 구성되고, 베어링 하우징(7)은 알루미늄 합금으로 구성되어, 터브(2) 제작시 상기 베어링 하우징(7)은 인서트 몰딩에 의해 터브(2)와 일체로 제작되고, 상기 베어링 하우징(7)에는 상기 스테이터(14)가 부착된다.
그리고, 상기 스테이터(14)는 체결부(143) 중앙에 형성된 체결공(143a) 내측으로는 원통형 금속(143p)이 설치된다.
이 때, 상기 원통형 금속(143p)은, 예를 들어, 절개된 부분에 의해 탄성을 갖는 스프링핀 또는 체결공(143a) 내로 강제 압입이 가능한 중공형핀 일 수 있음은 전술한 바와 같다.
한편, 상기 체결부(143)의 높이는 상기 적층된 코어의 전체 높이의 20% 이상이 되도록 하되, 보다 바람직하게는 체결부의 높이가 상기 적층된 코어의 전체 높이의 20% ~150% 가 되도록 한다.
그리고, 상기 체결부(143)는 스테이터 코어(SC) 외측면으로 부터 돌출된 티스(151)의 길이를 "a"라 하고, 상기 스테이터 코어(SC) 내측면으로 부터 상기 체결부(143)에 형성되는 체결공(143a)의 중심까지의 거리를 "b"라고 할 때, a≥b 로 정의되도록 형성된다.
이와 더불어, 상기 스테이터(14)에 형성된 체결부(143) 상에는 모터 구동시 진동을 완충하기 위한 공간부(143c)가 구비된다.
그리고, 상기 스테이터 코어(SC)는 베이스부(150)에 형성된 통공을 관통하는 리벳(153)에 의해 리벳팅되어 적층구조를 유지할 수 있다.
또한, 상기 스테이터 코어(SC)의 와인딩 시작부위와 와인딩 끝부위는 각각 접하는 베이스부(150)에 용접되어 접합될 수 있다.
한편, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에는 위치결정 돌기(143b)가 형성되고, 스테이터(14)가 직접 체결되는 베어링 하우징(7)에는 상기 위치결정 돌기(143b)에 대응하는 홈이 형성되며, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에 형성된 체결공(143a)에 대응하여 상기 베어링 하우징(7)에는 체결홈이 형성된다.
이 때, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)와 베어링 하우징(7)에 형성되는 돌기 및 홈은 서로 바뀌어 형성될 수도 있음은 물론이다.
한편, 본 실시예를 나타낸 도면인 도 10에 있어서, 제1실시예의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 명칭에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이는 후술하는 도 11과 관련한 실시예의 설명에서도 동일하게 적용된다.
이하, 도 11을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 드럼세탁기의 구동부 구조에 대해 설명한다.
도 11은 도 3의 A부 상세도에 대응하는 것으로서, 본 발명에 따른 드럼세탁기의 구동부 구조의 또 다른 실시예를 나타낸 종단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 드럼세탁기는, 세탁수를 저장하고, 구동부를 체결하기 위한 벽부를 가진 플라스틱 재질의 터브(2)와; 상기 터브(2) 내측에 설치되는 드럼(3)과; 상기 터브(2)를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼(3)에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트(4)와; 상기 샤프트(4)를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링(6a,6b)과; 상기 베어링(6a,6b)을 지지하고, 상기 터브(2) 벽부에 고정되는 베어링 하우징(7)과, 상기 무게 1.5kg 이상의 스테이터(14)와; 상기 스테이터(14)의 외주면을 감싸는 로터(13);를 포함하여 구성되되, 상기 스테이터(14)는 티스(151)와 베이스부(150)로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어(SC)와, 상기 스테이터 코어(SC)의 외부면을 절연물질로 인서트 몰딩한 인슐레이터(144)와, 상기 스테이터(14)를 상기 터브(2)에 고정하기 위하여 상기 스테이터 코어(SC)의 내주면측에 인슐레이터(144)와 일체로 형성되고 상기 스테이터(14)의 중앙을 향하여 돌출된 체결부(143)를 포함한다.
이 때, 상기 체결부(143) 중앙에는 상기 스테이터(14)를 상기 터브(2) 벽부에 나사로 고정하기 위한 체결공(143a)이 형성된다.
이와 더불어, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에는 위치결정 돌기(143b) 또는 홈이 형성되고, 상기 터브(2) 벽부에는 이에 대응하여 홈 또는 돌기가 형성되며, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에 형성된 체결공(143a)에 대응하여 상기 터브(2)에는 체결홈이 형성된다.
그리고, 상기 스테이터(14)의 중앙을 향하여 돌출된 체결부(143)는, 서로 이격되어 스테이터(14)의 중앙을 향하여 3개 이상 돌출된 형태를 이룬다.
그리고, 상기 체결부(143)는 상기 스테이터 코어(SC) 외측면으로 부터 돌출된 티스(151)의 길이를 "a"라 하고, 상기 스테이터 코어(SC) 내측면으로부터 상기 체결부(143)에 형성되는 체결공(143a)의 중심까지의 거리를 "b"라고 할 때, a≥b로 정의되도록 형성된다.
한편, 전술한 실시예들에 따른 본 발명의 드럼세탁기는 BLDC 모터의 스테이터(14) 제작시 소요되는 재료와 무게를 줄이고, 제작공정도 간단하게 하면서, 터브(2)와 같은 고정측에 안정되게 장착할 수 있게 된다.
또한, 스테이터(14)의 무게만 1.5kg이상이 되고, 회전속도가 0~2,000 RPM 또는 그 이상의 속도까지 가변하면서 드럼(3)의 회전을 제어하는 세탁기용 BLDC 모터를 터브(2) 벽면에 직접 부착할 때 터브(2) 측에서 모터의 무게와 진동을 견딜 수 있는 구조를 제공하게 된다.
그리고, 본 발명에 따른 드럼세탁기는 조립 라인에서 스테이터(14)를 터브(2)에 결합할 때 쉽게 조립할 수 있게 되며, 이에 따라 애프터서비스시에도 서비스맨의 유지 보수 작업이 보다 쉽게 이루어질 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 실시예들로 한정되지 않으며, 본 발명의 기술 사상의 범주를 벗어나지 않는 한 여러 가지 다양한 형태로의 변경 및 수정이 가능함은 물론이다.
예를 들어, 도 8에 도시된 구조의 스테이터(14)는 전술한 도 10 및 도 11에 도시한 구조의 드럼세탁기에도 적용될 수 있음은 물론이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 효과는 다음과 같다.
우선, 본 발명의 드럼세탁기는 모터 직결식 구조이므로 소음 및 고장 발생, 동력손실이 줄어들게 된다.
그리고, 본 발명은 드럼세탁기용 BLDC 모터의 스테이터 제작시 소요되는 재료와 무게를 줄이고, 제작공정도 간단하게 하면서, 터브와 같은 고정측에 안정되게 장착할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 스테이터의 무게만 1.5kg이상이 되고, 회전속도가 0~2,000 RPM 또는 그 이상의 속도까지 가변하면서 드럼의 회전을 제어하는 세탁기용 BLDC 모터를 터브 벽면에 직접 부착할 때 터브 측에서 모터의 무게와 진동을 견딜 수 있는 구조를 제공하게 된다.
그리고, 본 발명에 따른 드럼세탁기는 조립 라인에서 스테이터를 터브에 결합할 때 쉽게 조립할 수 있게 되며, 이에 따라 애프터서비스시에도 서비스맨의 유지 보수 작업이 보다 쉽게 이루어질 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 드럼세탁기에서는 로터가 프레스 성형에 의해 제조 가능하므로 성형성이 뛰어나 제조에 소요되는 시간이 매우 짧으므로 생산성이 향상된다.
또한, 본 발명의 드럼세탁기에서는 와인딩이 용이한 구조의 스테이터 코어(SC)(SC)를 채택함으로 인해 모재의 낭비가 방지되고 제조가 용이하게 되며, 스테이터의 체결부 강성을 높여 소음 및 진동을 줄여 기계적 신뢰성 향상 향상 및 수명 연장을 도모할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 드럼세탁기는 로터와 진동모드가 다른 커넥터가 구비되어 로터에서 샤프트로 전달되는 진동을 저감시킬 수 있으며, 스테이터의 지지 및 동심도 유지가 효과적으로 수행된다.
이상에서와 같이, 본 발명은 드럼세탁기의 구동부 구조를 개선하여, 소음 및 고장을 줄임과 더불어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 구동부를 구성하는 부품의 제작성이 향상되어 제품 생산시 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래의 드럼세탁기 구성을 개략적으로 나타낸 종단면도
도 2는 종래 분할코어를 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 드럼세탁기 구성을 개략적으로 나타낸 종단면도
도 4는 도 3의 A부 상세도로서, 본 발명에 따른 드럼세탁기의 구동부 구조의 일실시예를 나타낸 종단면도
도 5는 도 4의 스테이터를 나타낸 사시도
도 6a 및 도 6b는 도 4의 요부 확대도로서,
도 6a는 요부 평면도
도 6b는 요부 사시도
도 7은 본 발명의 스테이터에 적용되는 스테이터 코어를 나타낸 사시도
도 8은 도 5의 스테이터의 다른 실시예를 나타낸 사시도
도 9는 도 3의 A부 상세도로서, 본 발명에 따른 드럼세탁기의 구동부 구조의 다른 실시예를 나타낸 종단면도
도 10은 도 3의 A부 상세도로서, 본 발명에 따른 드럼세탁기의 구동부 구조의 또 다른 실시예를 나타낸 종단면도
도 11은 도 3의 A부 상세도로서, 본 발명에 따른 드럼세탁기의 구동부 구조의 또 다른 실시예를 나타낸 종단면도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1:캐비닛 2:터브
3:드럼 4:샤프트
5:모터 13:로터
13c:마그네트 130:안착면
14:스테이터 142:코일
143:체결부 143a:체결공
143b:위치결정돌기 143c:공간부
143g:위치결정홈 143p:원통형 금속
144:인슐레이터 SC:스테이터 코어
150:베이스부 151:티스
152:요입홈 153:리벳
16:커넥터 160:위치결정돌기
161:보강 리브 162:체결공
163:허브 164:세레이션
17:터브 서포터 18:모터 풀리
19:드럼 풀리 20:벨트

Claims (16)

  1. 세탁수를 저장하고, 구동부를 체결하기 위한 벽부를 가진 플라스틱 재질의 터브와;
    상기 터브 내측에 설치되는 드럼과;
    상기 터브를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트와;
    상기 샤프트를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링과;
    상기 베어링을 지지하고, 상기 플라스틱 터브에 인서트 몰딩되는 베어링 하우징과;
    무게 1.5kg 이상의 스테이터와;
    상기 스테이터의 외주면을 감싸는 로터와;
    상기 터브 벽부와 스테이터 사이에 개재되는 금속재질의 터브 서포터를 포함하여 구성되되,
    상기 스테이터는 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어와, 인서트 몰딩에 의해 상기 스테이터 코어의 외부면을 감싸도록 형성되어 상기 스테이터 코어를 전기적으로 절연되도록 하는 인슐레이터와,
    상기 스테이터를 터브 서포터에 고정하기 위하여, 상기 스테이터 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부를 포함하며,
    상기 체결부 중앙에는 상기 터브 벽부측에 스테이터를 나사로 고정하기 위한 체결공이 형성된 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이터의 인슐레이터에는 위치결정 돌기 또는 위치결정 홈을 형성하고, 상기 터브 서포터에는 상기 인슐레이터에 형성되는 위치결정 돌기 및 위치결정 홈에 대응하는 홈 또는 돌기를 형성하며, 상기 스테이터의 인슐레이터에 형성된 체결공에 대응하여 상기 터브 서포터에 체결공을 형성한 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
  3. 세탁수를 저장하고, 구동부를 체결하기 위한 벽부를 가진 터브와;
    상기 터브 내측에 설치되는 드럼과;
    상기 터브를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트와;
    상기 샤프트를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링과;
    상기 베어링을 지지하고, 상기 터브에 부착되는 베어링 하우징과;
    무게 1.5kg 이상의 스테이터와;
    상기 스테이터의 외주면을 감싸는 로터를 포함하여 구성되되,
    상기 스테이터는 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어와, 인서트 몰딩에 의해 상기 스테이터 코어의 외부면을 감싸도록 형성되어 상기 스테이터 코어를 전기적으로 절연되도록 하는 인슐레이터와, 상기 스테이터를 베어링 하우징에 고정하기 위하여, 상기 스테이터 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부를 포함하며,
    상기 체결부 중앙에는 상기 스테이터를 상기 베어링 하우징에 나사로 고정하기 위한 체결공이 형성된 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 터브는 플라스틱 재질로 구성되고, 베어링 하우징은 알루미늄 합금으로 구성되어, 터브 제작시 상기 베어링 하우징은 인서트 몰딩되어 터브와 일체로 제작되고, 상기 베어링 하우징에는 상기 스테이터가 부착됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 체결부 중앙에 형성된 체결공 내측으로 삽입되는 원통형 금속을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기
  6. 제 1항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 체결부의 높이는 상기 적층된 코어의 전체 높이의 20% 이상이 되도록 한 것을 특징으로 하는 드럼세탁기
  7. 제 1항 또는 3항에 있어서,
    상기 체결부의 높이는 상기 적층된 코어의 전체 높이의 20% ~150% 가 되도록 한 것을 특징으로 하는 드럼세탁기
  8. 제 1항 또는 3항에 있어서,
    상기 스테이터 코어 외측면으로 부터 돌출된 티스의 길이를 "a"라 하고, 상기 스테이터 코어 내측면으로 부터 상기 체결부에 형성되는 체결공의 중심까지의 거리를 "b"라고 할 때, a≥b 인것을 특징으로 하는 드럼세탁기
  9. 제 1항 또는 3항에 있어서,
    상기 스테이터에 형성된 체결부 상에는 모터 구동시 진동을 완충하기 위한 공간부가 구비됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
  10. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서
    상기 스테이터 코어는 베이스부에 형성된 통공을 관통하는 리벳에 의해 리벳팅되어 결합됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
  11. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서.
    상기 스테이터 코어의 와인딩 시작부위와 와인딩 끝부위는 각각 접하는 베이스부에 용접되어 접합됨을 특징으로 하는 드럼세탁기.
  12. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 스테이터의 인슐레이터에는 위치결정 돌기 또는 위치결정 홈을 형성하고, 상기 베어링 하우징에는 상기 위치결정 돌기 및 위치결정 홈에 대응하는 홈 또는 돌기를 형성하며, 상기 스테이터의 인슐레이터에 형성된 체결공에 대응하여 상기 베어링 하우징에는 체결홈을 형성한 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
  13. 세탁수를 저장하고, 구동부를 체결하기 위한 벽부를 가진 플라스틱 재질의 터브와;
    상기 터브 내측에 설치되는 드럼과;
    상기 터브를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트와;
    상기 샤프트를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링과;
    상기 베어링을 지지하고, 상기 터브 벽부에 고정되는 베어링 하우징과,
    상기 무게 1.5kg 이상의 스테이터와;
    상기 스테이터의 외주면을 감싸는 로터;를 포함하여 구성되되,
    상기 스테이터는 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 외부면을 절연물질로 인서트 몰딩한 인슐레이터와,
    상기 스테이터를 상기 터브에 고정하기 위하여, 상기 스테이터 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 체결부를 포함하며,
    상기 체결부 중앙에는 상기 스테이터를 상기 터브 벽부에 나사로 고정하기 위한 체결공을 형성하고,
    상기 스테이터의 인슐레이터에는 위치결정 돌기 또는 위치결정 홈을 형성하고, 상기 터브 벽부에는 상기 위치결정 돌기 및 위치결정 홈에 대응하는 홈 또는 돌기를 형성하고, 상기 스테이터의 인슐레이터에 형성된 체결공에 대응하여 상기 터브 벽부에는 체결홈을 형성한 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 체결부는, 서로 이격되어 스테이터의 중앙을 향하여 3개 이상 돌출된 형태를 이룸을 특징으로 하는 드럼세탁기.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 스테이터 코어 외측면으로 부터 돌출된 티스의 길이를 "a"라 하고, 상기 스테이터 코어 내측면으로부터 상기 체결부에 형성되는 체결공의 중심까지의 거리를 "b"라고 할 때, a≥b 인 것을 특징으로 하는 드럼세탁기
  16. 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 다층구조를 이루는 환형의 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 절연을 위하여 상기 스테이터 코어를 인슐레이터를 형성하기 위한 형에 넣고 절연재질로 덮어서 제작한 인슐레이터와, 상기 스테이터 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부와 상기 스테이터 코어의 티스에 권선되는 코일로 이루어진 스테이터와;
    상기 스테이터 외측으로 설치되며 상기 스테이터의 냉각을 위해 냉각 핀과 통풍구가 형성되는 로터로 구성됨을 특징으로 하는 아웃터 로터형 DC 모터.
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