KR20080092023A - 세탁기의 동력 전달 장치, 이를 이용한 세탁기의 구동 장치및 전자동 세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 세탁기의 구동 장치에서 세탁/헹굼/탈수 행정에 따라 탈수축의 회전을 단속할 때, 별도의 브레이크 수단을 구비하지 않고, 클러치 수단이 탈수축의 회전을 저지할 수 있는 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 BLDC 모터를 구비하는 세탁기의 구동 장치 및 이를 이용한 전자동 세탁기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 세탁기의 구동 장치는, 외조와, 세탁조와, 펄세이터와, 회전력을 발생시키는 BLDC 모터와, BLDC 모터에 회전 가능하게 결합되는 제1 세탁축과, 펄세이터와 연결되는 제2 세탁축과, 제1 세탁축의 외주에 동축상으로 결합되는 제1 탈수축과, 드럼, 다수개의 유성 기어, 태양 기어, 기어축 및 캐리어로 구성되는 기어 수단과, 클러치 기어, 스프링 및 클러치 수단을 포함하며, 세탁 행정시에 클러치 커플러가 클러치 기어에 밀착되면, 클러치 기어가 제1 탈수축을 고정시켜 제1 세탁축이 회전함에 의해 펄세이터만이 회전하는 것을 특징으로 한다.

세탁기 구동 장치, BLDC 모터, 클러치 수단, 기어 수단, 내구성

Description

세탁기의 동력 전달 장치, 이를 이용한 세탁기의 구동 장치 및 전자동 세탁기{Power transmission device for washing machine, driving device for washing machine and full automatic washing machine using the same}

도 1은 본 발명에 따른 세탁기의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 세탁기의 구동 장치를 보다 구체적으로 설명하기 위한 단면도.

도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명에 따른 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 BLDC 모터를 축 방향을 따라 절개한 단면도 및 도 3a의 A-A' 선 단면도.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테이터의 정면도, 평면도, 저면도 및 도 4c의 B-B' 선 단면도.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 분할 코어이고, 도 5a의 분할 코어에 보빈을 결합한 상태를 도시한 도면, 도 5b의 분할 코어에 코일을 권선한 상태에서 C-C' 선을 절단한 단면도 및 조립용 PCB의 저면도.

도 6a 내지 도 6c는 3상(U, V, W) 구동 방식에서 조립용 PCB에 조립된 분할 코어 조립체의 상호 결선된 상태를 도시하는 저면도, BLDC 모터의 분할 코어의 배치와 결선 상태를 설명하기 위한 결선도 및 분할 코어 조립체의 조립용 PCB에 대한 배치 및 결선 방식을 설명하기 위한 설명도.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 센서 홀더를 설명하기 위한 사시도.

도 8a 내지 도 8c는 스큐 방식이 적용된 스큐 분할 코어의 사시도, 분할 코어를 내측에서 바라본 측면도 및 분할 코어를 외측에서 바라본 측면도.

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 더블 로터의 평면도 및 도 9a의 D-D' 선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : BLDC 모터 10 : 스테이터

11 : 스테이터 지지체 11a : 리브

12 : 분할 코어 13 : 보빈

14 : 코일 20 : 더블 로터

21a, 21b : 로터 22a, 22b : 요크

23 : 로터 지지 프레임 24a, 24b : 자석

25 : 로터 지지체 44 : 센서 홀더

44a : 결합 돌기 44b : 지지판

44c : 하우징 44d : 센서 결합부

44f : 연결 구멍 50 : 조립용 PCB

51 : 결합 홈 52 : 중앙 영역

53 : 결합 영역 54 : 도전 라인

56a,56b : 센서 홀더 결합용 홀 81, 82 : 세탁축

91, 92 : 탈수축 100 : 세탁조

120 : 기어 수단 121 : 드럼

122 : 치차 123 : 유성 기어

124 : 기어 축 125 : 태양 기어

141, 142 : 베어링 143, 144 : 슬리브 베어링

160 : 클러치 수단 161 : 클러치 하우징

162 : 클러치 커플러 163 : 클러치 기어

164 : 스프링 165 : 클러치 부싱

166 : 클러치 레버

본 발명은 세탁기의 동력 전달 장치, 이를 이용한 세탁기의 구동 장치 및 전자동 세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전자동 세탁기에서 세탁/헹굼/탈수 행정에 따라 탈수축의 회전을 단속할 때, 별도의 브레이크 수단을 구비하지 않고, 클러치 수단이 탈수축의 회전을 저지할 수 있는 세탁기의 동력 전달 장치, 이를 이용한 세탁기의 구동 장치 및 전자동 세탁기에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기는 세제의 유화작용 및 세탁날개의 회전에 따른 수류의 마찰 및 충격을 이용하여 의복 및 침구 등의 오염 물질을 제거하는 가전 제품으로, 세탁기의 세탁과정은 통상 세탁/헹굼/탈수 및 급/배수 행정으로 이루어진다.

세탁기는 세탁 방식에 따라 펄세이터(pulsator) 세탁기와 드럼 세탁기로 구 분할 수 있는데, 펄세이퍼 세탁기는 세탁조(inner tub)와 이 세탁조 하부에 설치되는 펄세이터가 분리된 형태로서 세탁 및 헹굼 행정시 세탁조는 정지한 상태에서 펄세이터만이 회전하며 회전 수류를 일으키고, 탈수 과정에서는 펄세이터와 세탁조가 함께 회전하도록 된 것이다.

초기의 전자동 세탁기는 외형을 형성하는 케이스내에 설치된 외조 내부에 다수의 탈수공을 갖는 세탁조가 회전 가능하게 설치되고, 상기 세탁조의 하부 중앙에는 펄세이터가 회전 가능하게 설치되며, 상기 외조의 하부에는 세탁조 및 펄세이터를 회전시키기 위한 클러치와 모터로 구성되는 구동 장치가 설치되어 있다.

이러한, 전자동 세탁기는 외조의 하부 일측에 모터가 설치되고, 모터의 측면에는 모터의 회전력을 단속하기 위한 클러치가 설치되며, 모터와 클러치의 축 하단에는 풀리가 결합되고, 그 사이에는 벨트가 연결되므로, 모터의 회전력이 벨트를 통해 클러치로 전달되고, 클러치가 세탁기의 행정에 따라 회전력을 단속시켜 펄세이터 및/또는 세탁조를 회전시키는 방식이었다.

이와 같이 구성된 세탁기의 구동 장치는, 모터의 회전력이 벨트에 의해 세탁조 및 펄세이터를 회전시키는 탈수축 및 세탁축으로 전달되므로 회전력의 전달에서 동력이 감속하고, 클러치의 측면에 모터를 부착하므로, 세탁조의 편심이 발생하는 문제가 있다.

이러한, 세탁조의 편심이 발생하는 문제를 해결하기 위하여 클러치의 측면에 부착되던 인너 로터형 모터를 클러치의 하단에 부착하는 기술이 개발되어, 세탁조가 편심되는 문제를 해결하였으나, 기존의 세탁기에 비해 상기 인너 로터형 모터의 길이만큼 더 큰 세탁기가 만들어짐으로 인해 세탁기가 대형화되는 문제가 여전히 남아 있다.

따라서, 공개특허공보 제2004-71420호에 제시된 바와 같이, 클러치의 하측에 아웃 로터형 브러시레스 DC(Brushless DC) 모터(이하 "BLDC 모터"라 칭함)가 직결되어 세탁조의 편심과 세탁기의 크기가 커지는 것을 방지하며, 모터의 출력을 증가 시킬 수 있는 세탁기의 구동 장치가 제안되었다.

그러나, 상기 공개특허공보 제2004-71420호에서 제시된 세탁기의 구동 장치는 아웃 로터형 BLDC 모터로서 싱글 로터/싱글 스테이터 구조를 가짐으로 인해 대용량 전자동 세탁기에서 요구되고 있는 고출력을 만족하기 힘들며, 세탁수의 누수로 인한 모터의 오동작 또는 고장이 발생할 수 있다.

또한, 세탁기의 탈수 행정시에 세탁조를 회전시키는 탈수축의 회전을 단속하는 클러치 어셈블리는 슬라이딩 커플러를 이탈시켜 탈수축에 회전력이 가해지는 것을 차단하고, 세탁/헹굼 행정시에는 세탁축과 탈수축이 일체로 회전하도록 하므로, 클러치 어셈블리의 구성 부품이 복잡하고, 탈수축의 회전을 중단시키는 브레이크 어셈블리를 별도로 마련해야 한다.

아울러, 미국특허 제5,226,855호에서는 세탁기에 적용되는 아웃 로터형 BLDC 모터가 제시되어 있으나, 상기 미국특허에서 제시된 세탁기의 구동 방식은 외조(contain) 내에 세탁조(spin tub)가 설치되고, 교반기(agitator)가 세탁조 중앙에 위치한 상태에서 외조 내에 세탁수의 부력에 의해 세탁조 및 교반기가 회전하는 방식이다. 즉, 외조내에 세탁수의 부력에 의해 톱니바퀴(teeth)가 자유로워져서 세 탁조와 교반기가 자유롭게 회전하게 되어 세탁 행정을 하게 되고, 세탁수가 없으면, 톱니바퀴가 맞물리게 되어, 세탁조와 교반기가 동시에 회전하여 탈수 행정을 하게 된다.

상기 미국특허에서 제안된 세탁기의 구동 방식은 외조 내의 세탁수 존재 여부에 따라 교반기 및 세탁조가 회전함에 의해 내측 및 외측 회전축과, 톱니바퀴의 결합 구조가 복잡해지게 되며, 아웃 로터형 BLDC 모터에서 발생되는 회전력을 증폭시키는 기어 수단이 마련되지 않아 교반기 및 세탁조로 전달하는 회전력을 적절하게 제어하지 못한다.

따라서, 세탁기에서 펄세이터를 회전시키는 세탁축과 세탁조를 회전시키는 탈수축의 결합 구조가 간단하면서 행정에 따라 펄세이터 및 세탁조를 선택적으로 회전 제어할 수 있는 세탁기가 제안되어야 한다.

아울러, 인너 로터형 모터는 순간 토크가 낮기 때문에 회전력을 전달하는 기어 수단의 기어비가 높아야 하는 단점을 가지고 있으며, 아웃 로터형 모터는 인너 로터형 모터에 비해 토크가 높기 때문에 상대적으로 기어 수단의 기어비를 줄일 수 있다.

그러나 아웃 로터형 모터를 세탁기에 적용하면, 인너 로터형 모터를 적용할 때보다 기어 수단의 기어비를 줄일 수 있으나, 대용량 세탁기의 고출력을 만족하지 못하므로, 대용량 세탁기의 고출력을 만족할 수 있으며, 기어 수단의 기어비를 더욱 줄일 수 있는 세탁기의 구동 장치가 요구된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 필요성을 충족시키기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은, 전자동 세탁기의 구동 장치에서 세탁/헹굼/탈수 행정에 따라 탈수축의 회전을 단속할 때, 별도의 브레이크 수단을 구비하지 않고, 클러치 수단이 탈수축의 회전을 저지할 수 있는 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 BLDC 모터를 구비하는 세탁기의 구동 장치 및 이를 이용한 전자동 세탁기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 전자동 세탁기의 세탁 또는 탈수 행정시에 세탁조 및 펄세이터를 회전시키는 한쌍의 축, 즉 세탁축 및 탈수축의 결합 구조가 단순하면서도 BLDC 모터에서 발생되는 회전력을 기어 수단을 통해 적절하게 제어하여 세탁축 및 탈수축으로 전달할 수 있는 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 BLDC 모터를 구비하는 세탁기의 구동 장치 및 이를 이용한 전자동 세탁기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전자동 세탁기의 구동 장치에 적용되는 BLDC 모터의 더블 로터 및 스테이터를 인서트 몰딩함에 의해 방수 처리되도록 제작하고, BMC 몰딩재의 접촉 면적을 최대화하여 내구성을 향상시킬 수 있는 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 BLDC 모터를 구비하는 세탁기의 구동 장치 및 이를 이용한 전자동 세탁기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 세탁조와 상기 세탁조 내에 회전 가능하게 결합된 펄세이터를 구비하는 전자동 세탁기의 구동 장치는, 상기 펄세이터 및 세탁조를 회전시키는 회전력을 발생하는 BLDC 모터와; 상기 BLDC 모터의 로터로부터 연장되는 로터 지지 프레임에 고정 결합되어 회전하는 제1 세탁 축과; 일측이 상기 펄세이터와 연결되고, 타측을 통해 상기 제1 세탁축으로부터 회전력을 전달받아 상기 펄세이터를 정/역 방향으로 회전시키는 제2 세탁축과; 상기 제1 세탁축의 외주에 동축상으로 결합되며, 상기 로터 지지 프레임에 지지되어 회전하는 제1 탈수축과; 일측이 상기 세탁조와 연결되고, 타측을 통해 상기 제1 탈수축으로부터 회전력을 전달받아 상기 세탁조를 회전시키는 제2 탈수축과; 상기 제1 탈수축과 상기 제2 탈수축 및 상기 제1 세탁축과 상기 제2 세탁축간 상기 회전력을 전달하는 기어 수단과; 세탁 행정시에 상기 제1 탈수축의 회전을 단속하여 상기 BLDC 모터에서 발생되는 회전력이 상기 기어 수단을 통해 상기 제1 세탁축에서 상기 제2 세탁축으로 전달되도록 함에 의해 상기 펄세이터가 회전하도록 하고, 탈수 행정시에 상기 제1 탈수축을 회전 가능하도록 하여, 상기 BLDC 모터에서 발생되는 회전력이 상기 기어 수단을 통해 상기 제2 세탁축 및 상기 제2 탈수축으로 전달되도록 함에 의해 상기 펄세이터 및 상기 세탁조가 동시에 회전하도록 하는 클러치 수단을 포함한다.

상기 기어 수단은, 상기 제1 탈수축과 상기 제2 탈수축을 상호 연결하며, 상기 기어 수단의 외형을 형성하는 드럼과, 상기 제1 세탁축과 연결되는 태양 기어와, 상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 다수의 유성 기어와, 상기 유성 기어가 상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 중심이 되는 기어축과, 상기 기어축의 상/하부를 지지하며, 상기 제2 세탁축이 연결되는 캐리어를 포함하며, 세탁 행정시에 상기 제1 탈수축의 회전이 단속되어, 상기 드럼이 고정되고, 상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 상기 유성 기어에 의해 전달되는 회전력이 상기 캐리어를 통해 상기 제2 세 탁축으로 전달되며, 탈수 행정시에 상기 제1 탈수축이 상기 BLDC 모터에 지지되어 회전함에 의해 상기 드럼이 회전하여 상기 제2 탈수축 및 상기 제2 세탁축으로 회전력이 전달된다.

상기 클러치 수단은, 상기 드럼을 감싸 보호하며, 상기 BLDC 모터의 스테이터에 고정 결합되는 클러치 하우징과, 상기 제1 탈수축을 상기 로터 지지 프레임에 지지하여 상기 BLDC 모터로부터 발생되는 회전력에 따라 상기 제1 탈수축을 회전 가능하게 하는 부싱과, 상기 제1 탈수축 및 상기 부싱의 일부 외측면에 위치하는 클러치 기어와, 세탁 행정시에 제1 방향으로 이동하고, 탈수 행정시에 제2 방향으로 이동하는 클러치 레버와, 상기 클러치 레버가 제1 방향으로 이동함에 따라 상기 클러치 기어에 결합되고, 제2 방향으로 이동함에 따라 상기 클러치 기어에서 이탈하는 클러치 커플러를 포함하며, 상기 클러치 기어에 상기 클러치 커플러가 결합될 때, 상기 제1 탈수축에 밀착 고정되어 회전이 단속되고, 상기 클러치 커플러가 이탈하면, 상기 제1 탈수축이 회전 가능하게 설정되는 것이 바람직하다.

상기 전자동 세탁기의 구동 장치는, 상기 부싱과 상기 클러치 기어 사이에 위치하는 토션 스프링을 더 구비하며, 상기 클러치 커플러가 상기 클러치 기어에 결합될 때, 상기 토션 스프링이 상기 부싱 및 제1 탈수축에 밀착되어, 상기 제1 탈수축의 회전을 단속하는 지지력에 역방향 토션력을 추가하여 상기 부싱을 조임 고정시킨다.

상기 전자동 세탁기의 구동 장치는, 각기 다른 2지점에서 상기 제1 세탁축 및 제2 세탁축의 회전을 지지하며, 상기 제1 및 제2 세탁축의 중심축과 평행한 동 일 선상에 중심이 위치하는 제1 및 제 2 슬리브 베어링과, 상기 제1 세탁축과 제1 탈수축의 사이에 위치하며, 상기 제1 탈수축의 회전을 지지하는 제1 베어링과, 상기 제 2 세탁축과 상기 제2 탈수축의 사이에 위치하며, 상기 제2 탈수축의 회전을 지지하는 제2 베어링을 더 포함한다.

상기 BLDC 모터는, 중심부를 통해 결합되는 상기 제1 세탁축 및 부싱을 통해 지지되는 상기 제1 탈수축을 회전시키며, 내부 요크의 외주면 및 외부 요크의 내주면에 각각 다수의 N극 및 S극 자석이 서로 다른 동심원상에 환원상으로 교대로 배치되고, 서로 대향한 자석이 반대 극성을 갖도록 배치되는 내부 및 외부 로터로 이루어진 더블 로터와, 상기 내부 및 외부 로터 사이에 서로 공극을 갖고 설치되며 각각 분할 코어가 결합되는 보빈에 코일이 권선된 다수의 분할 코어 조립체와 홀 센서가 결합된 센서 홀더를 자동 위치 설정이 가능한 조립용 PCB에 가조립된 상태로 열경화성 수지를 사용하여 인서트 몰딩에 의해 환원형으로 일체로 형성되며, 상기 클러치 하우징에 고정되는 일체형 스테이터를 포함한다.

상기 일체형 스테이터는, 다수의 분할 코어의 내측 및 외측에 중앙 하단에 제1 및 제2 결합 돌기가 형성되는 내부 및 외부 플랜지를 구비하는 보빈을 둘러싸고, 상기 보빈 각각에 코일이 권선된 다수의 분할 코어 조립체와, 상기 각 분할 코어 조립체가 자동 위치 설정되어 조립되며, 각 상(U, V, W)별로 상기 코일의 양단부를 상호 결선하는 조립용 PCB와, 상기 조립용 PCB에 조립된 상기 각 분할 코어 조립체를 열경화성 수지를 이용하여 인서트 몰딩함에 의해 일체로 형성하는 스테이터 지지체를 포함하며, 상기 조립용 PCB는, 환원형으로 형성되며, 상기 코일을 상 기 각 상별로 상호 결선하기 위하여 하부면에 인쇄된 다수의 도전 라인을 구비하는 중앙 영역과, 상기 분할 코어 조립체의 하단 면적보다 작으면서 상기 중앙 영역으로부터 방사형으로 신장되어 형성되며, 상기 분할 코어 조립체의 제1 및 제2 결합 돌기에 상응하는 위치에 상기 제1 및 제2 결합 돌기를 수용하는 제1 및 제2 결합 홈이 마련되어 상기 각 분할 코어 조립체를 자동 위치 설정하는 다수의 결합 영역과, 상기 각 상별 제1 분할 코어 조립체의 코일에 구동 신호를 입력할 수 있도록 하고, 상기 각 홀 센서를 자동 위치 설정할 수 있는 한쌍의 센서 결합용 홈에 상기 센서 홀더에 구비되는 센서 결합 돌기를 수용하여 상기 각 홀 센서를 상기 내부 요크 하단부에 위치 설정하는 회로 영역을 포함한다.

상기 스테이터 지지체는, 상기 스테이터의 중심부 방향으로 연장되어, 상기 클러치 하우징에 상기 일체형 스테이터를 고정하기 위한 연장부와, 외주 상에 상기 스테이터의 강도를 보강하기 위한 다수의 지지 강도 보강용 리브를 구비한다.

상기 전자동 세탁기의 구동 장치에서 상기 BLDC 모터는 18코어-12극 방식으로 이루어지고, 상기 분할 코어에는 360°/코어(슬롯)수로 정의되는 1피치 범위 이내의 스큐(skew)가 적용되며, 상기 스테이터는, 18개의 분할 코어 조립체가 U,W,V 순서로 상기 조립용 PCB 상에 환원형으로 결합되어, 상기 각 상들의 제1 분할 코어 조립체의 시작 배선 각각이 구동 신호를 입력하는 입력 단자와 연결되고, 상기 각 상별 분할 코어 조립체의 끝 배선이 이웃하는 동일 상의 분할 코어 조립체의 시작 배선과 연결되며, 제6 분할 코어 조립체의 끝 배선은 상호 연결되어 중성점을 형성한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 모터에서 발생되는 회전력을 행정에 따라 펄세이터 및 세탁조로 선택적으로 전달하는 전자동 세탁기의 동력 전달 장치는, 상기 모터의 로터 중심부에 고정 결합되는 제1 세탁축과, 일측이 상기 펄세이터에 연결되어 정/역 방향으로 회전시키고, 타측으로 상기 제1 세탁축으로부터 회전력을 전달받는 제2 세탁축으로 구성되는 세탁축과; 상기 제1 세탁축의 외주에 동축상으로 결합되며, 상기 모터의 로터에 회전 가능하게 지지되는 제1 탈수축과, 일측이 상기 세탁조와 연결되고, 타측으로 상기 제1 탈수축으로부터 회전력을 전달받는 제2 탈수축으로 구성되는 탈수축과; 상기 제1 탈수축과 상기 모터의 로터 사이에 위치하여, 상기 제1 탈수축을 상기 로터에 회전 가능하게 지지하는 부싱과; 상기 제1 탈수축과 상기 제2 탈수축을 상호 연결하는 드럼과, 상기 제1 세탁축과 연결되는 태양 기어와, 상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 다수의 유성 기어와, 상기 유성 기어가 상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 중심이 되는 기어축과, 상기 기어축의 상/하부를 지지하며, 상기 제2 세탁축이 연결되는 캐리어로 구성되는 기어 수단과; 상기 드럼을 감싸 보호하는 클러치 하우징과, 상기 제1 탈수축 및 상기 클러치 부싱의 일부 외측면에 위치하는 클러치 기어와, 세탁 행정시에 상기 클러치 기어에 결합되어, 상기 클러치 기어가 상기 부싱 및 제1 탈수축을 고정시키게 하고, 탈수 행성시에 상기 클러치 기어를 상기 부싱 및 제1 탈수축으로부터 이탈되도록 하는 클러치 커플러로 구성되는 클러치 수단과; 각기 다른 위치에서 상기 제1 세탁축 및 제2 세탁축의 회전을 지지하는 제1 및 제2 슬리브 베어링과; 각기 다른 위치에서 상기 제1 탈수축 및 제2 탈수축의 회전을 지지하는 제1 및 제2 베어링을 포함하며, 상기 세탁 행정시에 상기 클러치 기어가 상기 부싱 및 제1 탈수축을 고정시키면, 상기 태양 기어와 연결된 제1 세탁축을 통해 전달되는 회전력을 상기 캐리어를 통해 상기 제2 세탁축으로 전달하고, 탈수 행정시에 상기 부싱에 의해 지지되어 회전하는 상기 제1 탈수축으로부터 전달되는 회전력을 상기 드럼을 통해 제2 탈수축으로 전달한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 전자동 세탁기는, 외형을 형성하는 케이스내에 설치되는 외조와; 상기 외조 내부에 회전 가능하게 설치되는 세탁조와; 상기 세탁조내에 회전 가능하게 설정되는 펄세이터와; 상기 세탁조 및 상기 펄세이터를 회전시키는 회전력을 발생하는 BLDC 모터와; 상기 BLDC 모터의 더블 로터로부터 연장되는 로터 지지 프레임에 고정 결합되는 제1 세탁축과; 일측이 상기 펄세이터와 연결되고, 타측이 상기 제1 세탁축과 연결되는 제2 세탁축과; 상기 제1 세탁축의 외주에 동축상으로 결합되며, 상기 더블 로터 중심부에 부싱을 통해 결합하고, 슬리브 베어링을 통해 상기 제1 세탁축에 지지되어 회전하는 제1 탈수축과; 일측이 상기 세탁조와 연결되고, 타측이 상기 제1 탈수축과 연결되는 제2 탈수축과; 상기 제1 탈수축과 상기 제2 탈수축을 상호 연결하고, 상기 제1 세탁축과 상기 제2 세탁축을 상호 연결하며, 상기 BLDC 모터에서 발생되는 상기 회전력을 기어비에 따라 증폭시켜 전달하는 기어 수단과; 세탁 행정시에 상기 제1 탈수축 및 상기 부싱을 고정시켜 상기 제1 탈수축의 회전을 단속하여 상기 기어 수단을 통해 상기 제 1 세탁축으로부터 제2 세탁축으로 회전력이 전달되어 상기 펄세이터가 회전하도록 하고, 탈수 행정시에 상기 제1 탈수축 및 상기 부싱을 회전 가능하게 하여 상기 제1 탈수 축이 상기 부싱에 지지되어 회전함에 의해 상기 기어 수단을 통해 제2 탈수축으로 회전력이 전달되어, 상기 세탁조가 회전하도록 하는 클러치 수단을 포함한다.

상기 클러치 수단은, 상기 제1 탈수축을 상기 로터 지지 프레임에 지지하는 클러치 부싱과; 상기 제1 탈수축 및 상기 클러치 부싱의 일부 외측면에 위치하는 클러치 기어와; 세탁 또는 탈수 행정시에 제1 방향으로 왕복 이동하는 클러치 레버와; 상기 클러치 레버의 이동 방향에 따라 제2 방향으로 이동하여 상기 클러치 기어에 착탈됨에 의해 상기 클러치 기어가 상기 제1 탈수축의 회전을 단속하거나, 회전 가능하도록 하는 클러치 커플러와; 상기 클러치 부싱과 상기 클러치 기어 사이에 위치하며, 상기 클러치 기어가 상기 제1 탈수축의 회전을 단속하는 힘에 역방향 토션력을 추가하여 상기 부싱을 조임 고정시키는 토션 스프링을 포함한다.

상기 기어 수단은, 상기 제1 탈수축과 상기 제2 탈수축을 상호 연결하며, 상기 기어 수단의 외형을 형성하는 드럼과, 상기 제1 세탁축과 연결되는 태양 기어와, 상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 다수의 유성 기어와, 상기 유성 기어가 상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 중심이 되는 기어축과, 상기 기어축의 상/하부를 지지하며, 상기 제2 세탁축이 연결되는 캐리어를 포함하며, 세탁 행정시에 상기 부싱 및 상기 제1 탈수축이 상기 클러치 기어에 의해 고정되어, 상기 태양 기어가 상기 제1 세탁축의 회전력을 상기 캐리어의 의해 상기 제2 세탁축으로 전달하고, 탈수 행정시에 상기 드럼이 상기 제1 탈수축이 상기 부싱에 지지되어 회전하는 회전력을 상기 제2 탈수축으로 전달하는 동시에 상기 태양 기어가 상기 제2 세탁축으로 회전력을 전달한다.

상기 전자동 세탁기는, 상기 제1 세탁축과 제1 탈수축이 동축상으로 결합하는 제1 지점과, 제2 세탁축과 제2 탈수축이 동축상으로 결합하는 제2 지점 상에 위치하여, 상기 각 세탁축과 탈수축의 회전을 지지하며, 상기 각 세탁축과 탈수축의 중심축과 평행한 동일 선상에 중심이 위치하는 제1 및 제2 베어링과, 상기 제1 세탁축과 제1 탈수축의 사이에 위치하며, 상기 제1 세탁축의 회전을 지지하는 제1 슬리브 베어링과, 상기 제 2 세탁축과 상기 제2 탈수축의 사이에 위치하며, 상기 제2 세탁축의 회전을 지지하는 제2 슬리브 베어링을 더 포함한다.

상술한 본 발명에 따른 전자동 세탁기는 별도의 브레이크 수단없이 클러치 수단을 이용하여 세탁 행정시 탈수축의 회전을 단속할 수 있으며, 세탁 또는 탈수 행정에 따라 탈수축의 회전을 제어하는 클러치 수단을 매우 간단한 구조로 구현할 수 있다.

(실시예)

이하 본 발명의 상세 설명에서는 펄세이터 세탁기를 예를 들어 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 세탁기의 구성을 개략적으로 도시한 도면으로, 세탁기는 외형을 이루는 아웃 케이스(103)의 내부에 세탁수를 저장하는 외조(101)가 설치되고, 외조(101) 내부에는 세탁 및 탈수 겸용의 세탁조(100)가 회전 가능하게 설치되고, 세탁조(100)의 저면에는 펄세이터(106)가 회전 가능하게 설치된다.

또한, 세탁기의 상부에는 아웃 케이스(103)와 연결되는 덮개(104)가 설치되고, 외조(101)의 하부에는 헹굼 또는 탈수시에 세탁수를 배출하는 배수관(105)이 설치된다.

이러한 세탁기의 세탁조(100) 및 펄세이터(106)는 외조(101) 하부에 배치된 클러치 수단(160) 및 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 BLDC 모터(1)와 연결되어, 선택적으로 회전력을 전달받아 회전하면서 세탁/헹굼/탈수 행정을 수행한다.

세탁기에서 세탁조(100) 및 펄세이터(106)에 회전력을 전달하는 구동 장치는 BLDC 모터(1)의 제2 탈수축(도 2의 92)과 세탁조(100)가 직결되고, 제2 세탁축(도 2의 82)과 펄세이터(106)가 직결되며, BLDC 모터(1)의 회전력을 증폭시키는 기어 수단(120)이 BLDC 모터(1)와 세탁조(100) 및 펄세이터(106) 사이에 설치된다.

도 2는 본 발명에 따른 세탁기의 구동 장치를 보다 구체적으로 설명하기 위한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 세탁기의 구동 장치는 회전력을 발생시키는 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 BLDC 모터(1)의 중심부에 제1 세탁축(81)이 위치하고, 제1 세탁축(81)의 외주에 제1 탈수축(91)이 위치하며, 제1 세탁축(81) 및 제1 탈수축(91) 사이에는 제1 슬리브 베어링(144)이 결합되어, 제1 슬리브 베어링(144)에 의해 제1 세탁축(81)이 지지되어 회전하게 된다.

상기 제1 탈수축(91)은 내주면에 치차(122)가 형성된 통형상의 드럼(121)과 연결되고, 드럼(121)은 세탁조(100)와 직결되는 제2 탈수축(92)과 연결된다.

따라서, 제1 탈수축(91)은 BLDC 모터(1)에서 발생되는 회전력을 드럼(121)에 전달하고, 드럼(121)은 제2 탈수축(92)으로 전달하여, 세탁조(100)를 회전시킨다.

또한, 제1 및 제2 탈수축(91, 92)의 내부에는 제1 및 제2 세탁축(81, 82)이 동축상으로 관통된 상태로 설치되며, 세탁조(100)를 관통하는 제2 세탁축(82)에는 펄세이터(106)의 중심부와 결합되어 세탁물을 정/역 방향으로 회전시킨다.

제2 탈수축(92)의 회전을 지지하기 위하여, 제2 탈수축(92)과 제2 세탁축(82) 사이에는 오일리스 타입의 제2 슬리브 베어링(143)이 설치되고, 드럼(121)의 내부에는 세탁 시 BLDC 모터(1)의 회전력(동력)을 제 2 세탁축(82)으로 전달하면서, BLDC 모터(1)의 회전력를 증폭시키는 다수의 유성 기어(123)와 하나의 태양 기어(125)와, 기어축(124)과 캐리어(126)로 이루어진 기어 수단(120)이 구비된다.

이러한, 기어 수단(120)의 기어비는 태양 기어(125) 및 유성 기어(123)의 톱니바퀴의 개수에 따라 설정되며, 5.3 : 1로 설정하는 것이 바람직하다. 따라서, 기어 수단(120)은 BLDC 모터(1)에서 발생되는 회전력을 설정된 기어비에 따라 증폭시켜 전달한다.

한편, 제1 세탁축(81)은 태양 기어(125)와 맞물려 회전하고, 캐리어(126)를 통해 제2 세탁축(82)으로 회전력을 전달한다. 또한, 유성 기어(123)는 기어축(124)을 중심으로 자전되고, 캐리어(126) 내부에서 공전 가능하게 설치되어 있다.

그리고, 제1 탈수축(91)의 일부와, 드럼(121)과 제2 탈수축(92) 일부를 감싸 보호하며, 클러치 레버(166)가 결합되는 클러치 하우징(161)이 구비되고, 클러치 하우징(161)의 양단부 상에는 제1 및 제2 탈수축(91, 92)을 각각 회전 가능하게 지지하는 제1 및 제2 베어링(141, 142)이 설치된다.

이 경우, 제1 및 제2 베어링(141, 142)의 중심은 세탁축(81, 82) 및 탈수축(91, 92)의 중심 선과 평행한 동일 선상에 위치 설정하는 것이 바람직하며, 이는 세탁축(81, 82) 및 탈수축(91, 92)의 회전시 편심이 발생하지 않도록 하여 진동 및 소음을 줄이면서 세탁기의 수명을 최대화하기 위한 것이다.

아울러, 세탁기의 구동 장치에 세탁조(100) 내의 물이 침투하여 고장 및 오작동이 발생하는 것을 방지하기 위한 방수 차단부(150)가 제2 탈수축(92)과 세탁조(100) 사이에 결합되며, 방수 차단부(150)는 제2 베어링(142)을 감싸듯이 결합된다.

또한, 제1 세탁축(81)은 BLDC 모터(1)의 더블 로터(20)의 로터 지지 프레임(23) 중심부에 외부로부터 와셔(32) 및 고정 너트(33)를 체결함에 의해 더블 로터(20)에 연결되고, 제1 탈수축(91)은 부싱(31)을 통해 더블 로터(20)의 지지 프레임(23)에 고정 지지된다.

제1 세탁축(81)과 제1 탈수축(91) 사이에는 제1 슬리브 베어링(144)이 삽입되어, 제1 세탁축(81)이 회전 가능하게 지지한다.

아울러, 제1 탈수축(91)의 일부 및 부싱(31) 외측에는 도 2에 도시된 바와 같이, 클러치 레버(166)의 움직임에 따라 제1 세탁축(81)과 제1 탈수축(91)의 회전력 전달을 선택적으로 제어하는 클러치 기어(163)가 설치되고, 클러치 기어(163)의 일측 상에는 클러치 레버(166)에 움직임에 따라 클러치 기어(163)에 탈착되는 클러치 커플러(162)가 설치되어, 세탁기의 세탁 행정 또는 탈수 행정에 따라 클러치 커플러(162)가 클러치 기어(163)에 착탈된다.

클러치 레버(166)는 세탁 또는 탈수 행정시에 예를 들어, 전후 방향으로 이동하는 레버(166a)와, 레버(166a)의 전후 이동에 따라 클러치 링크(166c)를 좌우 이동시켜 클러치 커플러(162)를 클러치 기어(163)에 착탈시키는 전달부(166b)로 구 성되며, 전달부(166b)는 레버(166a) 및 클러치 링크(166c)가 전후 또는 좌우로 이동한 이후에 원 상태로 이동시킬 수 있는 탄성을 제공하는 스프링과, 스프링을 고정시키고 레버(166a) 및 클러치 링크(166c)가 고정 결합되어, 레버(166a)의 전후 이동에 따라 클러치 링크(166c)를 좌우 이동시키는 하우징으로 구성된다.

상기 클러치 링크(166c)는 스테이터 지지체(11)의 일측면에 마련되는 결합 구멍(도4a의 11c)을 관통하여 결합될 수 있다.

따라서, 탈수 행정시에는 예컨대 레버(166a)가 앞쪽으로 이동하면, 전달부(166b)는 레버(166a)가 앞쪽으로 이동함에 의해 클러치 링크(166b)를 왼쪽(클러치 기어(163)에서 멀어지는 방향)으로 이동시켜 클러치 커플러(162)가 클러치 기어(163)에서 떨어지도록 하여 제1 탈수축(91)이 회전하도록 한다.

한편, 세탁 행정시에는 예컨대 레버(166a)가 뒤쪽으로 이동하면, 전달부(166b)는 레버(166a)가 앞쪽으로 이동함에 의해 클러치 링크(166b)를 오른쪽(클러치 기어(163)에게 다가가는 방향)으로 이동시켜 클러치 커플러(162)가 클러치 기어(163)에 밀착하도록 하여 제1 탈수축(91)의 회전을 단속하고, 제1 세탁축(81)만이 회전하도록 한다.

클러치 기어(163)는 탄성을 제공하는 토션(torsion) 스프링(164)과, 클러치 기어(163)와 제1 탈수축(91) 및 부싱(31)을 고정 지지하는 클러치 부싱(165)을 구비한다.

이러한, 클러치 기어(163)는 세탁기의 세탁 행정 또는 탈수 행정에 따라 제1 세탁축(81) 및 제1 탈수축(91)의 회전을 제어하며, 세탁 행정시, 클러치 기어(163) 에 클러치 커플러(162)가 밀착 결합되어, 제1 탈수축(91) 및 부싱(31)에 밀착하게 된다.

따라서, 제1 탈수축(91)은 클러치 기어(163)가 밀착 고정되어, 클러치 기어(163)와의 마찰력 및 토션 스프링(164)의 탄성력 등에 의해 회전하지 않게 고정되며, 이때, 토션 스프링(164)은 클러치 기어(163)가 제1 탈수축(91)이 회전하지 않도록 고정시키는 지지력에 탄성력, 예컨대 역방향으로 토션력을 더하게 되어, 보다 강한 힘으로 제1 탈수축(91) 및 부싱(31)을 고정시키게 된다.

그러므로, 세탁기의 세탁 행정시에는 클러치 기어(163)가 제1 탈수축(91)을 회전하지 않도록 고정시키므로, BLDC 모터(1)에서 정/역 방향으로 발생한 회전력은 제1 세탁축(81)을 거쳐 태양 기어(125), 캐리어(126) 및 제2 세탁축(82)의 순서로 미리 정해진 기어비에 따라 증폭되어 전달되므로, 제2 세탁축(82)에 연결된 펄세이터(106)가 회전하게 된다. 이때, 유성 기어(123)는 기어 축(124)의 상/하부를 지지해주는 캐리어(126) 사이에서 태양 기어(125)와 맞물려 자전한다.

즉, 세탁 행정시에는 제1 탈수축(91)이 더블 로터(20)에 지지되는 부싱(31) 및 제1 탈수축(91)을 고정시켜 BLDC 모터(1)의 회전력이 제1 세탁축(81)을 통해, 기어 수단(120)을 통해 제2 세탁축(82)으로만 전달되도록 하며, 제1 세탁축(81) 및 제2 세탁축(82)는 제1 및 제 2 슬리브 베어링(143, 144)에 지지되어 회전한다.

한편, 세탁기의 탈수 행정시에는 클러치 기어(163)에서 클러치 커플러(162)가 이탈하게 되어, 클러치 기어(163)가 제1 탈수축(91) 및 부싱(31)을 고정시키는 지지력이 해소된다.

따라서, 더블 로터(20)에 제1 탈수축(91)을 지지하는 부싱(31) 및 제1 탈수축(91)의 회전을 단속하는 지지력이 해소되어, 제1 탈수축(91)이 부싱(31)에 지지되어 회전하게 되고, 제1 탈수축(91)에 맞물린 드럼(121)을 통해 제2 탈수축(92)으로 회전력이 전달된다.

상기 세탁기에서 제1 탈수축(91)과 제2 탈수축(92)은 드럼(121)을 통해 연결되며, 제1 세탁축(81)과 제2 세탁축(82)은 태양 기어(125) 및 캐리어(126)를 통해 제1 세탁축(81)이 기어 수단(120)을 통해 회전력을 제2 세탁축(82)을 전달하고, 제1 탈수축(91)은 드럼(121)을 통해 제2 탈수축(92)으로 회전력을 전달할 수 있는 단순한 구조로 결합 가능하다.

또한, 상기 세탁기에서 세탁 행정시에는 제1 탈수축(91)의 회전을 클러치 기어(163)를 통해 단속함에 의해 제2 탈수축(92)이 회전하지 않도록 하여 펄세이터(106)만 정/역 방향으로 회전하도록 하고, 탈수 행정시에는 제1 탈수축(91)의 단속을 해제하여 세탁조(100) 및 펄세이터(106)가 회전하도록 함에 의해 세탁축(81, 82) 및 탈수축(91, 92)을 결합하는 별도의 결합 구조없이 세탁축(81, 82)과 탈수축(91, 92)을 회전 결합시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 세탁기의 구동 장치에 적용되는 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 BLDC 모터를 상세하게 설명한다.

도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명에 따른 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 BLDC 모터를 축 방향을 따라 절개한 단면도 및 도 3a의 A-A' 선 단면도이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 BLDC 모터(1) 는 다수의 분할 코어(12)가 보빈(16)의 외주에 코일(14)이 권선된 후 열경화성 수지를 사용하여 인서트 몰딩함에 의해 제조되는 환원형 스테이터 지지체(11)에 의해 일체로 형성된 스테이터(10)와, 스테이터(10)의 내주부 및 외주부에 소정의 자기갭(gap)(G1,G2)을 갖고, 환원형으로 다수의 내부 자석(24a)과 링 형상의 내부 요크(22a)가 배치되어 있는 내부 로터(21a)와, 다수의 외부 자석(24b)과 링 형상의 외부 요크(22b)가 배치되어 있는 외부 로터(21b)로 구성되는 더블 로터(20)와, 일단이 로터 지지 프레임(23)의 중심부에 삽입 결합되고, 슬리브 베어링(144)과 제1 베어링(141)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있는 제1 세탁축(81) 및 제1 탈수축(91)을 포함한다.

따라서, BLDC 모터(1)는 내부 로터(21a)와 외부 로터(21b)가 로터 지지 프레임(23)에 지지되는 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 레이디얼 코어 타입(BLDC) 모터가 된다.

그리고, 스테이터 지지체(11)의 일측면에는 내부 자석(24a)의 극성을 검출할 수 있도록 홀 센서(40)가 내부 자석(24a)의 하단부에 대향한 위치에 일체로 형성되어 배치되며, 홀 센서(40)가 검출하는 위치 신호를 세탁기의 구동 장치를 제어하는 제어 장치(미도시)로 전송하는 센서 터미널(41)과 센서 터미널(41)을 설치하기 위한 센서 하우징(41a)과, 코일(14)에 구동 신호를 인가하기 위한 신호 터미널(42)과, 신호 터미널(42)을 설치하기 위한 신호 하우징(42a)이 위한다.

이와 같이, 홀 센서(40)를 내부 요크(22a) 하측에 내부 자석(24a)과 대향하도록 위치시킴에 따라 내부 자석(24a)의 극성을 정확하게 검출할 수 있도록 함은 물론, 내부 자석(24a)의 극성을 검출하여 제어 장치(미도시)로 전송하는 검출 신호의 신호대잡음비(S/N : signal to noise ratio)를 최대화할 수 있다.

따라서, 내부 요크(22a)는 외부 요크(22b)의 길이보다 홀 센서(40)의 높이만큼 작게 형성하거나, 홀 센서(40)가 위치하는 스테이터 지지체(11)의 상부면의 높이를 홀 센서(40)의 높이만큼 낮추어 형성하는 것이 바람직하다.

제1 세탁축(81)은 부싱(31) 및 와셔(32)를 이용하여 고정 너트(33)로 조임에 의해 로터 지지 프레임(23)의 중심부에 결합될 수 있으며, 더블 로터(20)가 회전함에 따라 슬리브 베어링(144)에 지지되어 회전하게 된다.

또한, 제1 탈수축(91)은 부싱(31)을 통해 로터 지지 프레임(23)에 지지되고, 제1 세탁축(81)이 회전함에 의해 제1 베어링(141)에 지지되어 회전한다.

한편, 스테이터(10)는 도4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 완전히 분할된 다수의 분할 코어(12)가 환원형의 조립용 PCB(50)를 통해 가조립되어, 인서트 몰딩됨으로 환원형 스테이터 지지체(11)에 의해 일체로 성형되며, 스테이터 지지체(11)는 클러치 하우징(161)을 향하여 수직 연장된 후 클러치 하우징(161)의 저면과 대향하도록 내측으로 수평 연장 형성되어, 클러치 하우징(161)과 결합할 수 있는 연장부(11b)를 구비한다.

상기 연장부(11b)에 다수 형성되는 체결부(도 4c의 15)와 클러치 하우징(161)에 형성되는 관통 구멍에 고정 볼트(35)를 관통시켜 볼트 결합하여 BLDC 모터(1)가 클러치 하우징(161)에 고정되도록 하고, 하부에 형성되는 다수의 돌기(18)는 클러치 하우징(161)에 형성되는 결합 위치 가이드용 요홈과 결합하여, BLDC 모 터(1)가 정해진 위치에서 클러치 하우징(161)에 고정되도록 한다.

또한, 스테이터 지지체(11)의 외면상에는 BLDC 모터(1)의 지지 강도를 보강하기 위한 다수의 리브(11a)가 형성된다.

제1 및 제2 베어링(141, 142)은 제1 및 제2 탈수축(91, 92)과 제1 및 제2 세탁축(81, 82)을 각각 2 지점에서 지지함에 의해 회전 가능하게 한다. 이때, 제1 및 제2 베이링(141, 142)의 중심은 동축상으로 결합되는 제1 및 제2 탈수축(91, 92)과 제1 및 제2 세탁축(81, 82)의 중심선과 동일 선상에 위치시킨다. 그 결과, 세탁/헹굼/탈수 행정시에 제1 및 제2 세탁축(81, 82)과 제1 및 제2 탈수축(91, 92)이 회전할 때, 편심이 발생하지 않도록 하여 진동 및 소음을 줄이면서 세탁기의 수명을 연장할 수 있다.

또한, 도 3b는 설명의 편의상 분할 코어(12)에 코일(14)이 권선되지 않은 상태를 도시한 것으로, 본 발명에 다른 BLDC 모터(1)는 기존의 27코어-24극 방식을 사용하는 것이 아니라, 18코어-12극 방식을 적용한다.

이는 BLDC 모터(1)의 토크 리플을 작게 하기 위함이며, 18코어-12극 방식을 적용하면, 토크 리플이 작아지는 동시에 코깅 토크가 커지는데 코깅 토크를 상쇄시키기 위하여 분할 코어(12)에 스큐 방식을 적용한다. 따라서, 본 발명에 따른 BLDC 모터(1)는 구동시 진동과 소음을 최소화할 수 있으며, 분할 코어(12)에 적용되는 스큐 구조에 대한 상세 설명은 후술하기로 한다.

한편, 본 발명에 따른 BLDC 모터(1)의 더블 로터(20)를 이루는 내부 및 외부 자석(24a, 24b)은 예컨대, 6개의 자성체를 상호 대향하게 위치시키고, 각 자성체의 양쪽 부분을 N극 또는 S극으로 착자시켜 형성할 수 있으며, 대향하는 내부 자석(24a)과 외부 자석(24b)의 극성을 서로 반대 극성을 가지도록 한다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테이터의 정면도, 평면도, 저면도, 및 도 4c의 B-B' 선 단면도이다.

도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 본 발명에 따른 스테이터(10)는 일측에 센서 터미널(41)을 수용할 수 있는 센서 하우징(41a)과, 신호 터미널(42)을 수용할 수 있는 신호 하우징(42a)이 위치하고, 센서 하우징(41a) 및 신호 하우징(42)에 대향하는 내측에는 홀 센서(40)를 내장하는 센서 홀더(44)가 위치한다.

스테이터(10)의 내주부는 내부 요크(22a) 내측, 즉 중심부 방향으로 신장되어 연장부(11a)가 형성되며, 연장부(11a)에는 볼트/너트 결합 등과 같은 다양한 결합 방식으로 클러치 하우징(161)에 결합할 수 있는 결합 홀(15)이 다수개 마련된다.

또한, 센서 하우징(41)이 위치하는 내주 상에는 홀 센서(40)가 일체로 형성되고, 스테이터 지지체(11)는 BLDC 모터(1)의 무게를 최소화하기 위하여 최소한의 두께로 형성되는 것이 바람직하므로, 스테이터 지지체(11)의 두께를 최소화함과 동시에 BLDC 모터(1)의 강도를 보강하기 위한 다수개의 지지 강도 보강용 리브(11a)가 형성되며, 연장부(11a)의 하부상에는 클러치 하우징(161)의 결합 위치 가이드용 요홈과 결합하는 다수의 돌기(18)가 형성된다.

이때, 스테이터 지지체(11)에 홀 센서(40)가 내장되는 센서 홀더(44)가 위치되어 일체로 형성됨으로, 홀 센서(40)가 위치하는 영역의 두께는 센서 홀더(44)의 폭만큼 두껍게 형성하는 것이 바람직하다.

아울러, 스테이터 지지체(11)의 일측상에 마련되는 결합 구멍(11c)은 클러치 레버(166)의 클러치 링크(166c)를 관통시켜 결합하기 위한 공간이다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 스테이터(10)에서 센서 하우징(41a) 및 신호 터미널(42a)의 위치에 대향하는 내주상에 홀 센서(40)를 고정 위치시키기 위한 센서 홀더(44)가 위치하며, 센서 홀더(44)는 예컨대, 한쌍의 홀 센서(40)의 위치를 고정시키며 스테이터 지지체(11)와 일체로 형성된다. 즉, 센서 홀더(44)는 홀 센서(40)를 내부 요크(22a) 하부에 위치하도록 설정한다.

이하, 본 발명에 따른 18개의 분할 코어(30)를 포함하는 일체형 스테이터(10)의 제조공정을 개략적으로 설명한다.

도 5a는 본 발명에 따른 분할 코어이고, 도 5b는 도 5a의 분할 코어에 보빈을 결합한 상태를 도시한 도면이고, 도 5c는 도 5b의 분할 코어에 코일을 권선한 상태에서 C-C' 선을 절단한 단면도로, 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 분할 코어(12)는 단면 형상이 대략적으로 'T' 자형(또는 'I'자형)을 이루고, 그 외주부에는 절연성 재질로 이루어지는 보빈(13)이 결합된다.

상기 보빈(13)은 코일(14)이 권선될 수 있는 중간 부분의 사각통 형상을 가지는 권선 부분과, 권선 부분의 내측 및 외측에 각각 절곡되어 연장된 내부 및 외부 플랜지(13a, 13b)로 이루어지며, 내부 및 외부 플랜지(13a, 13b) 사이의 권선 부분에 코일(14)이 권선된다.

또한, 플랜지 연장부(18a, 18b)는 내부 및 외부 플랜지(13a, 13b)의 양측면 상으로 신장되어, 권선되는 코일(14)을 가이드함과 아울러, 분할 코어 조립체(19)의 조립이 용이하도록 한다.

아울러, 결합 돌기(17a, 17b)가 형성된 플랜지 연장부(18a)에는 코일(14)을 인출할 수 있는 관통 홈(13c)이 마련되어, 코일(14)을 인출하여 구동 신호를 입력할 수 있도록 한다. 이러한, 관통 홈(13c)은 코일(14)의 시작 및 끝 배선을 인출할 수 있도록 2개를 마련하는 것이 바람직하다.

분할 코어(12)의 직선 형태 몸통의 내측 및 외측에서 각각 절곡 연장되는 내부 및 외부 플랜지(13a, 13b)는 환형의 내부 및 외부 로터(21a, 21b)와 일정한 갭이 유지되도록 내부 플랜지(13a)는 내측이 라운드되고, 외부 플랜지(13b)는 외측으로 라운드된다.

이때, 스테이터(10)가 전체적으로 환원형을 이루므로 외부 플랜지(13b)가 내부 플랜지(13a)보다 상대적으로 크게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 분할 코어(12)와 보빈(13)간의 조립은 열경화성 수지를 사용한 인서트 몰딩방식으로 일체로 성형되는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니고 주지된 다른 방식으로 조립될 수 있다.

분할 코어(12)에 보빈(13)을 조립한 이후에 독립적으로 완전 분할된 분할 코어(12) 각각에 범용 코일 권선기(미도시)를 이용하여 코일을 권선한다.

범용 코일 권선기는 예를 들어, 턴 테이블 방식으로 하나의 분할 코어에 코일을 권선하는 기기를 말하며, 이러한 범용 코일 권선기는 무인 자동화가 구축되어, 각 분할 코어(12)에 대한 코일 권선 작업이 연속적으로 이루어지고 있다. 즉, 본 발명에 따른 BLDC 모터(1)의 스테이터(10)에 포함되는 분할 코어(12)에 코일(14)을 권선하는 방식이 특수한 연속 권선 기기를 이용하여 다수개의 분할 코어를 동시에 권선하지 않고, 무인 자동화가 되어 있는 범용 코일 권선기를 이용하여 코일(14)을 권선하도록 하여 BLDC 모터(1)의 생산성이 향상되도록 한다.

아울러, 내부 및 외부 플랜지(13a, 13b)의 일측(예를 들어, 하단)에는 분할 코어 조립체(19)를 조립용 PCB(50)에 자동 위치 설정되도록 하는 제1 및 제2 결합 돌기(17a, 17b)가 형성된다.

상기 도 3c에 도시된 것과 같이, 18개의 분할 코어(12) 각각에 인서트 몰딩 방식으로 외측면에 열경화성 수지를 몰딩하여 절연성 보빈(13)을 형성한 상태에서 보빈(13)의 외주에 코일(14)을 권선하여 분할 코어 조립체(19)를 만든다.

이후, 코일(14)이 권선된 18개의 분할 코어 조립체(19)를 도 3d에 도시된 것과 같은 조립용 PCB(50) 상에 조립한 이후에 열경화성 수지로 몰딩함에 의해 스테이터 지지체(11)에 의해 일체형이 되는 스테이터(10)가 얻어진다.

도 5d는 본 발명에 따른 조립용 PCB의 저면도이다.

도 5d를 참조하면, 조립용 PCB(50)는 스테이터(10)의 환원형 형상에 따라 분할 코어 조립체(19)가 결합되도록 지지하는 중앙 영역(52)과, 분할 코어 조립체(19)가 자동 위치 설정되어 결합되도록 하는 결합 영역(53)과, 센서 홀더(44)를 결합하고, 센서 홀더(44)를 통해 결합되는 홀 센서(40)로부터 전송되는 검출 신호를 제어 장치로 전송하고, 신호 터미널(42) 및 센서 터미널(41) 등을 회로적으로 연결하기 위한 회로 영역(56)으로 이루어진다.

조립용 PCB(50)의 중앙 영역(52) 상에는 동일 상(U,V,W)을 가지는 분할 코어 조립체(19)들의 코일(14) 양단부를 상호 결선하기 위한 다수의 도전 라인(54)이 배열되며, 도전 라인(54)은 결합 영역(53)이 형성되지 않는 중앙 영역(52) 상에 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 결합 영역(53) 이외의 중앙 영역(52) 내측 및 외측은 PCB를 형성하지 않도록 함에 의해 스테이터(10)를 열경화성 수지를 이용하여 인서트 몰딩 방식으로 사출 성형하였을 때 열경화성 수지에 접착력을 최대화하여 BLDC 모터(1)의 스테이터(10)를 견고하게 제작할 수 있으며, 스테이터(10)를 사출 성형한 이후에 내구성을 강화시킬 수 있다.

즉, 조립용 PCB(50)의 중앙 영역(52)은 띠 형상으로 환형형으로 이루어지고, 결합 영역(53)은 중앙 영역(52)으로부터 분할 코어 조립체(19)의 하단 면적보다 적어지도록 수직 신장되어, 열경화성 수지의 접촉 면적을 최대화하는 것이 바람직하며, 이에 따라 열경화성 수지의 접촉 면적이 증대되어 스테이터(10)의 내구성이 증가한다.

또한, 조립용 PCB(50)의 결합 영역(53)간의 이격 거리는 분할 코어 조립체(19)의 크기에 따라 결정될 수 있으며, 결합 영역(52)간의 이격 거리는 일정하게 유지되도록 한다.

한편, 분할 코어 조립체(19)를 조립용 PCB(50) 상에 결합하는 방식을 간략하게 설명하면, 먼저, 분할 코어(12)에 절연성 재질의 보빈(13)이 결합하고, 보빈(13)에 의해 마련되는 공간에 코일(14)을 권선한 분할 코어 조립체(19)를 조립용 PCB(40)의 결합 영역(53) 상에 결합한다.

이때, 보빈(13)의 내부 및 외부 플랜지(13a, 13b) 하단에 형성된 제1 및 제2 결합 돌기(17a, 17b)를 대응하는 조립용 PCB(50)의 결합 영역(53)에 형성된 제1 및 제2 결합 홈(51a, 51b)에 끼워져 자동 위치 설정되면서 조립된다.

따라서, 조립용 PCB(50)를 이용하여 다수의 분할 코어 조립체(12)를 조립하는 경우, 보빈(13)의 제1 및 제2 결합 돌기(17a, 17b) 및 조립용 PCB(50)의 제1 및 제2 결합 홈(51a, 51b)에 따라 조립 위치가 자동적으로 결정됨으로 비숙련자도 용이하게 조립작업이 가능하므로 조립 생산성이 매우 우수해진다.

또한, 조립용 PCB(50) 상에 분할 코어 조립체(19)가 결합되어 가조립된 스테이터(10)는 분할 코어(12)의 내/외부 연장부(12a, 12b)가 각각 소정의 곡률로 내향 및 외향 곡면을 이루고 있으므로, 다수의 분할 코어 조립체(19)의 내주부 및 외주부의 진원도가 높게 되어 스테이터(10)의 내/외부에 위치하는 내부 로터(21a)와 외부 로터(21b)와의 사이에 근접되면서도 일정한 자기갭(gap)을 유지할 수 있게 된다.

이후, 동일 상(U,W,V)를 가지는 분할 코어 조립체(19)의 코일(14) 양단부를 상호 결선한다.

도 6a는 조립용 PCB에 분할 코어 조립체가 조립되어 동일 상의 코일간 양단부가 상호 결선된 상태를 도시하는 도면이고, 도 6b는 본 발명에 따른 BLDC 모터의 분할 코어를 배치하는 것을 설명하기 위한 도면이도, 도 6c는 3상(u, v, w) 구동 방식에서 동일 상의 코일간 양단부가 상호 결선되는 방식을 설명하기 위한 도면이 다.

도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 본 발명에서는 조립용 PCB(50)를 이용하여 다수, 예를 들어, 18개의 분할 코어 조립체(u1-v6, w1-w6, v1-v6)를 3상 'Y' 결선 방식으로 조립하며, 각 상(U, V, W)별로 코일(14)의 양단부를 연결하기 위한 다수의 도전 라인(54a~54n)이 조립용 PCB(50) 저면 중앙 영역(52)에 배열되어 있다.

이때, 다수의 도전 라인(54a~54n)은 중앙 영역(52) 상에 결합 영역(53)이 형성되지 않은 위치에 배열되며, 각 상별 코일(14)의 양단부간 연결을 용이하게 하면서 코일(14)의 양단부를 결선하는 배선이 중첩되지 않도록 하기 위해 최소한의 길이로 형성되는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 상세한 설명에서는 예를 들어, 분할 코어(3a)에 결합되는 보빈(13)에 한쌍의 관통 홈(대각 방향)을 마련하고, 코일(14)로부터 인출되는 시작/끝 배선을 각각 관통 홈에 결합되는 연결 핀(32a, 32b)을 통해 코일(14)간 연결하는 경우에 대하여 설명한다.

도 6b를 참조하면, 분할 코어 조립체(3c)는 u1-w1-v1-u2-w2-v2-u1-…-u6-w6-v6 순서로 조립용 PCB(50) 상에 조립되며, 이 경우, 제1 단에 위치하는 분할 코어 조립체(u1,w1,v1)의 시작 배선을 구동 신호가 입력되는 입력 단자(U, V, W)와 연결되고, 최종단인 제6 단에 위치한 분할 코어 조립체(u6,w6,v6)의 끝 배선은 상호 결선되어 중성점(Neutral Point: NP)을 형성한다.

즉, 제1 단의 분할 코어 조립체(u1,w1,v1)의 시작 배선에는 입력 단자(U,V,W)로부터 구동 신호가 입력되고, 최종단인 제6 단의 분할 코어 조립 체(u6,w6,v6)의 끝 배선을 상호 결선되어 중성점을 형성한다.

도 6a에 도시된 (+) 핀은 시작 배선과 연결된 시작 핀(32a)이고, (-) 핀은 끝 배선과 연결되는 끝 핀(32b)인 경우, u1 분할 코어 조립체(3c)의 끝 핀(32b)이 u2 분할 코어 조립체(3c)의 시작 배선(32a)과 연결될 수 있으면, 각 상별 코일이 연결됨을 알 수 있다.

도시된 바와 같이, u1 분할 코어 조립체(3c)의 끝 핀(32b)과 도전 라인(54)을 연결하고, 도전 라인(54)과 u2 분할 코어 조립체(3c)의 시작 핀(32a)을 연결하므로, u1 및 u2 분할 코어 조립체(3c)의 코일(14)간 양단부가 결선되며, 이때, 도전 라인(54)과 시작 및 끝 핀(32a, 32b)은 점프 배선으로 솔더링하여 연결할 수 있다.

도 6c를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 제1 단의 분할 코어 조립체(u1, w1, v1)의 시작 배선은 구동 신호를 입력하는 각각의 입력 단자(U, W, V)와 연결된다.

또한, 조립용 PCB(50)의 결합 영역(53) 사이의 중앙 영역(52)에는 다수의 도전 라인(54a~54n)이 배열되고, u1 분할 코어 조립체(3c)의 끝 핀(32b)을 도전 라인(54a)의 일측에 연결하고, 도전 라인(54a)의 타측을 u2 분할 코어 조립체(3c)의 시작 핀(32a)과 연결한다. 따라서, 도전 라인(54a)을 통해 u1 분할 코어 조립체(3c)의 끝 배선과, u2 분할 코어 조립체(3c)의 시작 배선이 연결된다.

이와 동일하게 V 및 W 상의 분할 코어 조립체(3c)의 끝 핀(32b)을 이웃하는 동일한 상의 분할 코어 조립체(3c)의 시작 핀(32a)과 연결할 수 있다.

아울러, 최종단인 제6 단의 분할 코어 조립체(u6, w6, v6)의 끝 배선은 최종 도전 라인(54n)에 연결되어 중성점(NP)을 형성한다.

조립용 PCB(50)의 중앙 영역(52)에 배열되어 있는 각 도전 라인(54)을 통해 이웃하는 동일 상의 분할 코어 조립체(3c)의 코일(14)간 연결시킬 수 있기 때문에 조립용 PCB(50)에 스테이어 코일 조립체(3c)를 결합하고, 동일 상을 가지는 분할 코어 조립체(3c)의 코일(3c)간 연결을 용이하게 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 분할 코어 조립체(19) 사이의 코일(14)간 연결이 조립용 PCB(50)의 도전 라인(54)을 통해 반대면에서 솔더링 등을 통하여 이루어지므로 분할 코어(12)에 코일(14)이 감긴 부분과, 결선 부분을 분리시키는 것이 가능하기 때문에 절연성능이 향상된다.

이와 같은 BLDC 모터(10)의 스테이터(30)의 조립 과정을 간단히 정리하면, 각각 분할 코어(12)가 보빈(13)의 통형부분의 중공부에 삽입되고, 적어도 하나의 연결핀(32)이 보빈(13)의 플랜지(13a, 13b)의 모서리에 삽입되도록 인서트 몰딩에 의해 일체로 성형한다.

그 후 분할 코어(12)와 일체로 성형된 보빈(13)의 플랜지(13a, 13b) 사이의 외주에 범용 권선기를 이용하여 코일(14)을 권선하여 다수의 분할 코어 조립체(3c)를 준비한다.

이어서, 조립용 PCB(50)의 상부에 다수의 분할 코어 조립체(19)를 결합시키고, 저면부에서 코일(14)의 양단을 상기한 코일 결선 방법에 따라 각 상별로 연결하여 스테이터(30)를 가조립하며, 홀 센서(40)를 내부 요크(22a) 하단부에 위치시 켜, 인서트 몰딩 방식으로 일체화하기 위하여 스테이터(30) 내주부에 배치한다.

이때, 내부 요크(22a) 하단부 상의 조립용 PCB(50)상에 센서 홀더(44)를 구비하고, 센서 홀더에 홀 센서(40)를 배치한 이후에 인서트 몰딩 방식으로 스테이터(10)와 일체로 형성한다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 센서 홀더를 설명하기 위한 사시도이다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명에 따른 센서 홀더(44)의 지지판(44b) 하부에는 조립용 PCB(50)의 회로 영역(56)의 센서 홀더 결합용 홀(56a, 56b)에 결합되는 한쌍의 결합 돌기(44a)가 형성되고, 상부에는 하우징(44c)에 한쌍의 홀 센서(40)를 결합하여 고정할 수 있는 센서 결합부(44d)가 형성된다.

또한, 지지판(44b) 측면에는 회로 영역(56)의 내측 상에 마련되어 센서 홀더(44)의 결합을 가이드하는 가이드 홈(56c)에 끼워지는 홈(44e)이 형성되고, 센서 결합부(44d)에 상응하는 지지판(44b)에는 한쌍의 홀 센서(40)가 검출 신호를 전송할 수 있는 배선을 회로 영역(56)에 연결하는 연결 구멍(44f)이 형성된다.

상술한 바와 같이, 조립용 PCB(50)에 다수의 분할 코어 조립체(12c)를 조립한 다음 홀 센서(40)가 결합된 센서 홀더(44)를 조립용 PCB(50)의 회로 영역(56)에 결합한다. 이때, 센서 홀더(44)에 대향하는 스테이터(10)의 외측에는 센서 터미널(41) 및 신호 터미널(42)이 결합된다.

센서 홀더(44)의 센서 결합부(44d)에는 한쌍의 홀 센서(40)를 결합하여 연결 구멍(44f)을 통해 회로영역(56)에 홀 센서(40)의 신호 배선을 연결하고, 지지판(44b) 하부에 형성된 한쌍의 결합 돌기(44a)를 조립용 PCB(50)의 회로 영역(56) 에 형성된 한쌍의 센서 결합용 홀(56)에 끼워져 조립되어, 홀 센서(40)는 내부 요크(22a) 하단부 상에 고정 위치된다.

센서 홀더(44)가 회로 영역(56)에 결합되고, 다수개의 분할 코어 조립체(12c)가 조립된 조립용 PCB(50)에서 동일 상(U,V,W)을 가지는 코일(14)의 양단부를 상호 결선하고, 홀 센서(40)가 내부 자석(24a)의 극성을 검출하는 검출 신호가 전송되는 배선을 연결한 다음 인서트 몰딩 방식에 따라 일체로 스테이터(10)를 형성한다.

따라서, 홀 센서(40)가 결합되는 센서 홀도(44)가 조립용 PCB(50)의 회로 영역(56)에 결합되어 스테이터(10)와 일체로 인서트 몰딩됨으로 홀 센서(40)를 설정된 위치에 정확하게 위치시킬 수 있다. 즉, 기존에 홀 센서(40)를 조립용 PCB(50) 상에 결합하는 공정에서 발생할 수 있는 위치 편차를 방지할 수 있으며, 홀 센서(40)를 개별적으로 조립하는 기존 방식보다 정밀 제어가 가능하다.

이후, 인서트 몰딩방식으로 각 분할 코어(12)의 내/외부 연장부(12a,12b)의 외부 대향면을 제외하고, 다수의 분할 코어 조립체(19) 사이의 공간과, 조립용 PCB(50) 하부의 코일 결선부분을 덮도록 열경화성 수지, 예를 들어 폴리에스터와 같은 BMC(Bulk Molding Compound) 몰딩재로 몰딩시켜 스테이터(10)를 성형하여, 도 4a 내지 도 4d에 도시된 것과 같은 스테이터(10)가 얻어진다.

따라서, BMC 몰딩재가 조립용 PCB(50)의 중앙 영역(52)과, 결합 영역(53)과 회로 영역(56) 이외의 PCB가 형성되지 않은 영역에서 접촉함에 의해 스테이터(10)의 내구성이 강화될 수 있으며, 스테이터 지지체(11)를 통해 일체로 형성됨에 의해 방수 처리가 가능해 진다.

이하, 코깅 토크를 상쇄시키기 위하여 스큐 방식이 적용되는 분할 코어를 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 설명한다.

도 8a는 스큐 방식이 적용된 스큐 분할 코어의 사시도이고, 도 8b는 도 8a의 분할 코어를 내측에서 바라본 측면도이고, 도 8c는 도 8a의 분할 코어를 외측에서 바라본 측면도이다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 스큐 분할 코어(120)는 단면 형상이 대략적으로 "I"(또는 "T")자 형상을 이루고, 그 외주부에는 절연성 재질의 외부 플랜지(130a) 및 내부 플랜지(130b)로 이루어지는 보빈(130)이 결합되고, 보빈(130)이 마련하는 공간에 코일이 권선되어, 스큐 분할 코어 조립체(190)를 이룬다.

또한, 보빈(130)의 외부 플랜지(130a)는 내부 플랜지(130b) 보다 상대적으로 더 큰 크기로 형성되고, 보빈(130)에 권선된 코일로부터 배선을 인출하기 위한 관통 구멍(130c)이 마련된다.

상기 보빈(130)은 코일이 권선될 수 있는 중간 부분의 사각통 형상을 가지는 권선 부분과, 권선 부분의 내측 및 외측에 각각 절곡되어 연장된 내부 및 외부 플랜지(130a, 130b)로 이루어지며, 내부 및 외부 플랜지(130a, 130b) 사이의 권선 부분에 코일이 권선된다.

아울러, 플랜지 연장부(180a, 180b)는 내부 및 외부 플랜지(130a, 130b)의 양측면상으로 신장되어, 권선되는 코일을 가이드함과 아울러, 분할 코어 조립체(190)의 조립이 용이하도록 한다.

결합 돌기(170a, 170b)가 형성된 플랜지 연장부(180a)에는 코일의 인출할 수 있는 관통 구멍(130c)이 마련되어, 코일로부터 인출되는 배선에 구동 신호를 입력할 수 있도록 한다.

스큐 분할 코어(120)의 직선 형태 몸통의 내측 및 외측에서 각각 절곡 연장되는 내부 및 외부 플랜지(130a, 130b)는 환형의 내부 및 외부 로터(210a, 210b)와 일정한 갭이 유지되도록 내부 플랜지(130a)는 내측으로 라운드되고, 외부 플랜지(130b)는 외측으로 라운드되며, 스테이터(10)가 전체적으로 환원형을 이루므로 외부 플랜지(130b)가 내부 플랜지(130a)보다 상대적으로 크게 형성되는 것이 바람직하다.

스큐 분할 코어(120)에 보빈(130)을 조립한 이후에 독립적으로 완전 분할된 스큐 분할 코어(120) 각각에 범용 코일 권선기(미도시)를 이용하여 코일을 권선한다.

아울러, 내부 및 외부 플랜지(130a, 130b)의 일측(예를 들어, 하단)에는 분할 코어 조립체(190)를 조립용 PCB(50)에 자동 위치 설정되도록 하는 제1 및 제2 결합 돌기(170a, 170b)가 형성된다.

이러한, 스큐 분할 코어(120)에는 코깅 토크 저감, 소음/진동 저감 등의 효과를 얻을 수 있도록 슬롯수(즉, 분할 코어 수)에 반비례하여 결정되는 0~1피치(pitch) 범위에서 스큐(skew)가 주어져 있다. 이 경우, 1피치는 (360°/슬롯 수)으로 결정되며, 예를 들어, 슬롯의 수가 18개인 경우 20.0° 설정된다.

따라서, 본 발명에 따른 BLDC 모터(1)는 기존의 27코어-24극 방식을 사용하 는 것이 아니라, 18코어-12극 방식을 적용하여, 토크 리플을 최소화함과 아울러, 스큐 분할 코어(120)를 적용하여 증가되는 코깅 토크를 상쇄시킬 수 있다.

도 9a는 본 발명에 따른 더블 로터의 평면도이고, 도 9b는 도 9a의 D-D' 선 단면도이다.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, BLDC 모터(1)의 더블 로터(20)는 다수의 외부 자석(24b)과 링 형상의 외부 요크(22b)가 배치되어 있는 외부 로터(21b)와, 다수의 내부 자석(24a)과 링 형상으로 로터 지지 프레임(23)으로부터 절곡되어 연장 형성되는 내부 요크(22a)가 로터 지지체(25)에 의해 지지되어 형성되는 내부 로터(1)를 구비하고 있다.

로터 지지 프레임(23)의 중심부에는 회전축(30)이 삽입되어 결합되는 중앙 홀(26)이 형성된다.

상기 중앙 홀(26)은 그 중심이 더블 로터(20)의 무게 중심에 위치하도록 형성되는 것이 바람직하며, 이는 더블 로터(20)의 회전시에 발생하는 진동을 최대한 억제하기 위한 것이다. 따라서, 로터 지지 프레임(23)은 중앙 홀의 중심이 더블 로터(20)의 무게 중심에 위치하도록 외주 상에서 절곡되어 내부 요크(22a)를 형성하고, 내주 상에서 절곡되어 중심부에 위치하는 중앙 홀(26)이 더블 로터(20)의 무게 중심에 위치되도록 한다.

이러한, 더블 로터(20)는 환원형의 내부 요크(22a)의 외측에 각각 N극 및 S극으로 착자된 다수, 예를 들어 6개의 내부 자석(24a)을 접착제를 사용하여 교대로 배치하여 내부로터(21a)를 형성하고, 환원형의 외부 요크(22b)의 내측에 각각 N극 및 S극으로 착자된 6개의 자석(24b)을 접착제를 사용하여 교대로 배치하여 외부 로터(21b)를 형성한다. 이 경우 내부 로터(21a)와 외부 로터(21b)의 대향한 자석(24a, 24b)은 서로 반대 극성을 갖도록 배치된다.

이어서, 로터 지지체(25)에 의해 내부 로터(21a) 및 외부 로터(21b)가 일체가 되도록 열경화성 수지, 예를 들어 BMC(Bulk Molding Compound) 몰딩재로 인서트 몰딩하여 더블 로터(20)를 제조한다.

이때, 내부 요크(22a) 하단부에 내부 자석(24a) 하단부와 대향하여 홀 센서(40)가 위치하기 때문에 내부 요크(22a)의 길이가 외부 요크(22b)의 길이보다 홀 센서(40)의 높이(a)만큼 작게 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 더블 로터(20)의 내부 로터(21a) 및 외부 로터(21b) 사이에는 중앙부로부터 방사상으로 뻗어 있는 다수, 예를 들어 7개의 직선 리브(27)를 통하여 상호 연결되어 있으며, 내부 로터(21a) 및 외부 로터(21b)와 다수의 직선 리브(27)의 상호 교차에 의해 다수의 대형 구멍(28a)과 소형 구멍(28b)이 스테이터(10)의 상단과 대향한 부분에서 원주방향을 따라 교대로 형성되어 있다.

즉, 더블 로터(20)의 내부 및 외부 로터(21a, 21b)에는 공기의 흐름을 외부에서 내부 및 외부 로터(21a, 21b)와 스테이터(10) 사이의 자기갭 방향으로 안내하는 다수의 대형 구멍(28a) 및 소형 구멍(28b)이 마련되고, 중앙 홀 방향으로 공기가 흐르도록 하는 다수개의 직선 리브(27)가 마련되어, BLDC 모터(1)가 공랭식으로 냉각되도록 한다.

따라서, 더블 로터(20)가 회전하게 되면, 대형 구멍(28a) 및 소형 구멍(28b) 을 통하여 입사한 공기는 내부 및 외부 로터(21a, 21b)와 스테이터(10)간의 자기갭(G1, G2)을 통하여 빠져 나가게 되며. 이러한 공기의 흐름은 BLDC 모터(1)를 냉각시키게 된다.

이 경우, 상기 다수의 직선 리브(27)는 강도 보강 역할과 함께, 외부 공기를 대형 및 소형 구멍(28a, 28b)으로 안내하는 역할을 하게 된다.

즉, BLDC 모터(1)의 구동시에 코일(14)에 인가된 구동전류에 의해 코일(14)과 자석(24)으로부터 전기 및 자기력의 손실로 인하여 발생하는 열을 방출함과 동시에 냉각시킬 수 있다.

아울러, 로터 지지체(25)가 열경화성 수지를 통해 인서트 몰딩되어 형성됨으로, 다양한 대형 및 소형 구멍(28)과 리브(27)의 형상이 구현 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 BLDC 모터(1)의 더블 로터(20)는 내부 로터(21a)와 외부 로터(21b)를 구성하는 내부 요크(22a) 및 외부 요크(22b)를 각각 프레임을 절곡하여 형성하고, 내부 요크(22a)의 외주면 및 외부 요크(22b)의 내주면에 서로 대향하면서 반대 극성을 가지도록 자석(24)을 배치한 이후에 각각의 프레임을 결합하는 이중 구조로 형성할 수도 있으며, 기타 공지된 다양한 방법으로 더블 로터(20)를 구현할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 BLDC 모터(1)를 이용하여 세탁기의 구동 장치를 구현하면, BLDC 모터(1)의 스테이터(10)가 스테이터 지지체(11)로 인하여 일체로 형성되고, 더블 로터(20)가 로터 지지체(25)에 의해 일체로 형성됨에 의해 방수 처리가 가능하며, 조립용 PCB(50)를 이용하여 조립 생산할 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 전자동 세탁기의 구동 장치에 적용되는 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 BLDC 모터에서 일체형 스테이터를 형성하는 BMC 몰딩재(예를 들어, 열경화성 수지)의 접촉 면적을 최대화하고, 더블 로터의 로터 지지체를 형성하는 BMC 몰딩재가 내부 요크와 접촉하는 면적을 최대화하여 BLDC 모터의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 세탁기의 구동 장치는 BLDC 모터(1)의 더블 로터(20) 중심에 결합되는 제1 세탁축(81)이 기어 수단(120)의 태양 기어(125)를 통해 펄세이터(106)를 회전시키는 제2 세탁축(82)이 연결되고, 기어 수단(120)의 드럼(121)을 통해 제1 탈수축(91) 및 제2 탈수축(92)이 연결됨에 의해 별도의 결합 구조 없이 기어 수단(120)을 통해 세탁축(81, 82) 및 탈수축(91, 92)이 회전 결합될 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 세탁기는 세탁 행정시에는 클러치 수단(130)을 통해 제1 탈수축(91)의 회전을 단속하고, 탈수 행정시에는 제1 탈수축(91)의 단속을 해제함에 의해 별도의 브레이크 어셈블리를 구비하지 않고도 세탁 행정시에 세탁조(100)를 회전시키는 탈수축(91, 92)의 회전을 단속할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 세탁기는 클러치 기어(163)를 제1 탈수축(91)에 밀착 고정시킴에 의해 세탁조(100)의 회전을 단속하여 세탁 행정 또는 탈수 행정을 수행할 수 있으므로 세탁축 및 탈수축의 결합 구조를 단순하게 하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 결합 구조의 복잡함으로 인한 고장을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전자동 세탁기의 구동 장치에서 세탁 또는 탈수 행정에 따라 탈수축의 회전을 단속할 때, 클러치 수단이 제1 탈수축 및 부싱에 밀착되어 회전을 단속할 수 있으므로, 별도의 브레이크 수단없이 세탁 행정시에 탈수축의 회전을 단속할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 세탁기의 구동 장치에서 클러치 수단의 클러치 커플러를 세탁 또는 탈수 행정시에 이동시켜 제1 탈수축의 회전을 단속하는 클러치 기어에 착탈시켜 세탁조에 전달되는 회전력을 제어할 수 있는 구조를 가지므로, 간단한 클러치 결합 구조를 가지는 세탁기를 구현할 수 있다.

아울러, 본 발명에 따르면, 한쌍의 세탁축 및 탈수축이 기어 수단을 통해 연결되어, 세탁 행정시에는 제1 탈수축이 클러치 기어에 의해 회전 단속되어, 태양 기어를 통해 세탁축만이 회전력을 전달하고, 탈수 행정시에는 제1 탈수축이 부싱에 지지되어 회전 가능함에 의해 탈수축 및 세탁축이 모두 회전하게 되므로, 세탁축 및 탈수축의 회전 결합 구조를 간단하게 구현할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 전자동 세탁기의 구동 장치에 적용되는 BLDC 모터의 더블 로터 및 스테이터를 인서트 몰딩함에 의해 방수 처리할 수 있으며, 더블 로터의 로터 지지체와, 스테이터의 스테이터 지지체를 인서트 몰딩함에 있어 BMC 몰딩재의 접촉 면적을 최대화하여 내구성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 본 발명에 따르면, 고출력에 가능한 더블 로터/싱글 스테이터 구조의 BLDC 모터를 적용하므로 기어비를 더욱 줄일 수 있을 뿐만 아니라 세탁기에서 모터가 차지하는 크기를 최소화하여 세탁기의 소형화가 가능함은 물론 전력 소모량을 최소화할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (14)

1. 세탁조와 상기 세탁조 내에 회전 가능하게 결합된 펄세이터를 구비하는 전자동 세탁기의 구동 장치에 있어서,

   상기 펄세이터 및 세탁조를 회전시키는 회전력을 발생하는 BLDC 모터와;

   상기 BLDC 모터의 로터로부터 연장되는 로터 지지 프레임에 고정 결합되어 회전하는 제1 세탁축과;

   일측이 상기 펄세이터와 연결되고, 타측을 통해 상기 제1 세탁축으로부터 회전력을 전달받아 상기 펄세이터를 정/역 방향으로 회전시키는 제2 세탁축과;

   상기 제1 세탁축의 외주에 동축상으로 결합되며, 상기 로터 지지 프레임에 지지되어 회전하는 제1 탈수축과;

   일측이 상기 세탁조와 연결되고, 타측을 통해 상기 제1 탈수축으로부터 회전력을 전달받아 상기 세탁조를 회전시키는 제2 탈수축과;

   상기 제1 탈수축과 상기 제2 탈수축 및 상기 제1 세탁축과 상기 제2 세탁축간 상기 회전력을 전달하는 기어 수단과;

   세탁 행정시에 상기 제1 탈수축의 회전을 단속하여 상기 BLDC 모터에서 발생되는 회전력이 상기 기어 수단을 통해 상기 제1 세탁축에서 상기 제2 세탁축으로 전달되도록 함에 의해 상기 펄세이터가 회전하도록 하고, 탈수 행정시에 상기 제1 탈수축을 회전 가능하도록 하여, 상기 BLDC 모터에서 발생되는 회전력이 상기 기어 수단을 통해 상기 제2 세탁축 및 상기 제2 탈수축으로 전달되도록 함에 의해 상기 펄세이터 및 상기 세탁조가 동시에 회전하도록 하는 클러치 수단을 포함하는 전자동 세탁기의 구동 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 기어 수단은,

   상기 제1 탈수축과 상기 제2 탈수축을 상호 연결하며, 상기 기어 수단의 외형을 형성하는 드럼과,

   상기 제1 세탁축과 연결되는 태양 기어와,

   상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 다수의 유성 기어와,

   상기 유성 기어가 상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 중심이 되는 기어축과,

   상기 기어축의 상/하부를 지지하며, 상기 제2 세탁축이 연결되는 캐리어를 포함하며,

   세탁 행정시에 상기 제1 탈수축의 회전이 단속되어, 상기 드럼이 고정되고, 상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 상기 유성 기어에 의해 전달되는 회전력이 상기 캐리어를 통해 상기 제2 세탁축으로 전달되며, 탈수 행정시에 상기 제1 탈수축이 상기 BLDC 모터에 지지되어 회전함에 의해 상기 드럼이 회전하여 상기 제2 탈수축 및 상기 제2 세탁축으로 회전력이 전달되는 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 구동 장치.
3. 제2 항에 있어서, 상기 클러치 수단은,

   상기 드럼을 감싸 보호하며, 상기 BLDC 모터의 스테이터에 고정 결합되는 클 러치 하우징과,

   상기 제1 탈수축을 상기 로터 지지 프레임에 지지하여 상기 BLDC 모터로부터 발생되는 회전력에 따라 상기 제1 탈수축을 회전 가능하게 하는 부싱과,

   상기 제1 탈수축 및 상기 부싱의 일부 외측면에 위치하는 클러치 기어와,

   세탁 행정시에 제1 방향으로 이동하고, 탈수 행정시에 제2 방향으로 이동하는 클러치 레버와,

   상기 클러치 레버가 제1 방향으로 이동함에 따라 상기 클러치 기어에 결합되고, 제2 방향으로 이동함에 따라 상기 클러치 기어에서 이탈하는 클러치 커플러를 포함하며,

   상기 클러치 기어에 상기 클러치 커플러가 결합될 때, 상기 제1 탈수축에 밀착 고정되어 회전이 단속되고, 상기 클러치 커플러가 이탈하면, 상기 제1 탈수축이 회전 가능하게 설정되는 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 구동 장치.
4. 제3 항에 있어서,

   상기 부싱과 상기 클러치 기어 사이에 위치하는 토션 스프링을 더 구비하며,

   상기 클러치 커플러가 상기 클러치 기어에 결합될 때, 상기 토션 스프링이 상기 부싱 및 제1 탈수축에 밀착되어, 상기 제1 탈수축의 회전을 단속하는 지지력에 역방향 토션력을 추가하여 상기 부싱을 조임 고정시키는 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 구동 장치.
5. 제1 항에 있어서,

   각기 다른 2지점에서 상기 제1 세탁축 및 제2 세탁축의 회전을 지지하며, 상기 제1 및 제2 세탁축의 중심축과 평행한 동일 선상에 중심이 위치하는 제1 및 제 2 슬리브 베어링과,

   상기 제1 세탁축과 제1 탈수축의 사이에 위치하며, 상기 제1 탈수축의 회전을 지지하는 제1 베어링과,

   상기 제 2 세탁축과 상기 제2 탈수축의 사이에 위치하며, 상기 제2 탈수축의 회전을 지지하는 제2 베어링을 더 포함하는 전자동 세탁기의 구동 장치.
6. 제1 항에 있어서, 상기 BLDC 모터는,

   중심부를 통해 결합되는 상기 제1 세탁축 및 부싱을 통해 지지되는 상기 제1 탈수축을 회전시키며, 내부 요크의 외주면 및 외부 요크의 내주면에 각각 다수의 N극 및 S극 자석이 서로 다른 동심원상에 환원상으로 교대로 배치되고, 서로 대향한 자석이 반대 극성을 갖도록 배치되는 내부 및 외부 로터로 이루어진 더블 로터와,

   상기 내부 및 외부 로터 사이에 서로 공극을 갖고 설치되며 각각 분할 코어가 결합되는 보빈에 코일이 권선된 다수의 분할 코어 조립체와 홀 센서가 결합된 센서 홀더를 자동 위치 설정이 가능한 조립용 PCB에 가조립된 상태로 열경화성 수지를 사용하여 인서트 몰딩에 의해 환원형으로 일체로 형성되며, 상기 클러치 하우징에 고정되는 일체형 스테이터를 포함하는 전자동 세탁기의 구동 장치.
7. 제6 항에 있어서, 상기 일체형 스테이터는,

   다수의 분할 코어의 내측 및 외측에 중앙 하단에 제1 및 제2 결합 돌기가 형성되는 내부 및 외부 플랜지를 구비하는 보빈을 둘러싸고, 상기 보빈 각각에 코일이 권선된 다수의 분할 코어 조립체와,

   상기 각 분할 코어 조립체가 자동 위치 설정되어 조립되며, 각 상(U, V, W)별로 상기 코일의 양단부를 상호 결선하는 조립용 PCB와,

   상기 조립용 PCB에 조립된 상기 각 분할 코어 조립체를 열경화성 수지를 이용하여 인서트 몰딩함에 의해 일체로 형성하는 스테이터 지지체를 포함하며,

   상기 조립용 PCB는,

   환원형으로 형성되며, 상기 코일을 상기 각 상별로 상호 결선하기 위하여 하부면에 인쇄된 다수의 도전 라인을 구비하는 중앙 영역과,

   상기 분할 코어 조립체의 하단 면적보다 작으면서 상기 중앙 영역으로부터 방사형으로 신장되어 형성되며, 상기 분할 코어 조립체의 제1 및 제2 결합 돌기에 상응하는 위치에 상기 제1 및 제2 결합 돌기를 수용하는 제1 및 제2 결합 홈이 마련되어 상기 각 분할 코어 조립체를 자동 위치 설정하는 다수의 결합 영역과,

   상기 각 상별 제1 분할 코어 조립체의 코일에 구동 신호를 입력할 수 있도록 하고, 상기 각 홀 센서를 자동 위치 설정할 수 있는 한쌍의 센서 결합용 홈에 상기 센서 홀더에 구비되는 센서 결합 돌기를 수용하여 상기 각 홀 센서를 상기 내부 요크 하단부에 위치 설정하는 회로 영역을 포함하는 전자동 세탁기의 구동 장치.
8. 제7 항에 있어서, 상기 스테이터 지지체는,

   상기 스테이터의 중심부 방향으로 연장되어, 상기 클러치 하우징에 상기 일체형 스테이터를 고정하기 위한 연장부와,

   외주 상에 상기 스테이터의 강도를 보강하기 위한 다수의 지지 강도 보강용 리브를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 구동 장치.
9. 제7 항에 있어서,

   상기 BLDC 모터는 18코어-12극 방식으로 이루어지고, 상기 분할 코어에는 360°/코어(슬롯)수로 정의되는 1피치 범위 이내의 스큐(skew)가 적용되며,

   상기 스테이터는, 18개의 분할 코어 조립체가 U,W,V 순서로 상기 조립용 PCB 상에 환원형으로 결합되어, 상기 각 상들의 제1 분할 코어 조립체의 시작 배선 각각이 구동 신호를 입력하는 입력 단자와 연결되고, 상기 각 상별 분할 코어 조립체의 끝 배선이 이웃하는 동일 상의 분할 코어 조립체의 시작 배선과 연결되며, 제6 분할 코어 조립체의 끝 배선은 상호 연결되어 중성점을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 구동 장치.
10. 모터에서 발생되는 회전력을 행정에 따라 펄세이터 및 세탁조로 선택적으로 전달하는 전자동 세탁기의 동력 전달 장치에 있어서,

    상기 모터의 로터 중심부에 고정 결합되는 제1 세탁축과, 일측이 상기 펄세이터에 연결되어 정/역 방향으로 회전시키고, 타측으로 상기 제1 세탁축으로부터 회전력을 전달받는 제2 세탁축으로 구성되는 세탁축과;

    상기 제1 세탁축의 외주에 동축상으로 결합되며, 상기 모터의 로터에 회전 가능하게 지지되는 제1 탈수축과, 일측이 상기 세탁조와 연결되고, 타측으로 상기 제1 탈수축으로부터 회전력을 전달받는 제2 탈수축으로 구성되는 탈수축과;

    상기 제1 탈수축과 상기 모터의 로터 사이에 위치하여, 상기 제1 탈수축을 상기 로터에 회전 가능하게 지지하는 부싱과;

    상기 제1 탈수축과 상기 제2 탈수축을 상호 연결하는 드럼과, 상기 제1 세탁축과 연결되는 태양 기어와, 상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 다수의 유성 기어와, 상기 유성 기어가 상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 중심이 되는 기어축과, 상기 기어축의 상/하부를 지지하며, 상기 제2 세탁축이 연결되는 캐리어로 구성되는 기어 수단과;

    상기 드럼을 감싸 보호하는 클러치 하우징과, 상기 제1 탈수축 및 상기 클러치 부싱의 일부 외측면에 위치하는 클러치 기어와, 세탁 행정시에 상기 클러치 기어에 결합되어, 상기 클러치 기어가 상기 부싱 및 제1 탈수축을 고정시키게 하고, 탈수 행성시에 상기 클러치 기어를 상기 부싱 및 제1 탈수축으로부터 이탈되도록 하는 클러치 커플러로 구성되는 클러치 수단과;

    각기 다른 위치에서 상기 제1 세탁축 및 제2 세탁축의 회전을 지지하는 제1 및 제2 슬리브 베어링과;

    각기 다른 위치에서 상기 제1 탈수축 및 제2 탈수축의 회전을 지지하는 제1 및 제2 베어링을 포함하며,

    상기 세탁 행정시에 상기 클러치 기어가 상기 부싱 및 제1 탈수축을 고정시키면, 상기 태양 기어와 연결된 제1 세탁축을 통해 전달되는 회전력을 상기 캐리어를 통해 상기 제2 세탁축으로 전달하고, 탈수 행정시에 상기 부싱에 의해 지지되어 회전하는 상기 제1 탈수축으로부터 전달되는 회전력을 상기 드럼을 통해 제2 탈수축으로 전달하는 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기의 동력 전력 장치.
11. 외형을 형성하는 케이스내에 설치되는 외조와;

    상기 외조 내부에 회전 가능하게 설치되는 세탁조와;

    상기 세탁조내에 회전 가능하게 설정되는 펄세이터와;

    상기 세탁조 및 상기 펄세이터를 회전시키는 회전력을 발생하는 BLDC 모터와;

    상기 BLDC 모터의 더블 로터로부터 연장되는 로터 지지 프레임에 고정 결합되는 제1 세탁축과;

    일측이 상기 펄세이터와 연결되고, 타측이 상기 제1 세탁축과 연결되는 제2 세탁축과;

    상기 제1 세탁축의 외주에 동축상으로 결합되며, 상기 더블 로터 중심부에 부싱을 통해 결합하고, 슬리브 베어링을 통해 상기 제1 세탁축에 지지되어 회전하는 제1 탈수축과;

    일측이 상기 세탁조와 연결되고, 타측이 상기 제1 탈수축과 연결되는 제2 탈수축과;

    상기 제1 탈수축과 상기 제2 탈수축을 상호 연결하고, 상기 제1 세탁축과 상기 제2 세탁축을 상호 연결하며, 상기 BLDC 모터에서 발생되는 상기 회전력을 기어비에 따라 증폭시켜 전달하는 기어 수단과;

    세탁 행정시에 상기 제1 탈수축 및 상기 부싱을 고정시켜 상기 제1 탈수축의 회전을 단속하여 상기 기어 수단을 통해 상기 제 1 세탁축으로부터 제2 세탁축으로 회전력이 전달되어 상기 펄세이터가 회전하도록 하고, 탈수 행정시에 상기 제1 탈수축 및 상기 부싱을 회전 가능하게 하여 상기 제1 탈수축이 상기 부싱에 지지되어 회전함에 의해 상기 기어 수단을 통해 제2 탈수축으로 회전력이 전달되어, 상기 세탁조가 회전하도록 하는 클러치 수단을 포함하는 전자동 세탁기.
12. 제11 항에 있어서, 상기 클러치 수단은,

    상기 제1 탈수축을 상기 로터 지지 프레임에 지지하는 클러치 부싱과;

    상기 제1 탈수축 및 상기 클러치 부싱의 일부 외측면에 위치하는 클러치 기어와;

    세탁 또는 탈수 행정시에 제1 방향으로 왕복 이동하는 클러치 레버와;

    상기 클러치 레버의 이동 방향에 따라 제2 방향으로 이동하여 상기 클러치 기어에 착탈됨에 의해 상기 클러치 기어가 상기 제1 탈수축의 회전을 단속하거나, 회전 가능하도록 하는 클러치 커플러와;

    상기 클러치 부싱과 상기 클러치 기어 사이에 위치하며, 상기 클러치 기어가 상기 제1 탈수축의 회전을 단속하는 힘에 역방향 토션력을 추가하여 상기 부싱을 조임 고정시키는 토션 스프링을 포함하는 전자동 세탁기.
13. 제12 항에 있어서, 상기 기어 수단은,

    상기 제1 탈수축과 상기 제2 탈수축을 상호 연결하며, 상기 기어 수단의 외형을 형성하는 드럼과,

    상기 제1 세탁축과 연결되는 태양 기어와,

    상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 다수의 유성 기어와,

    상기 유성 기어가 상기 태양 기어에 맞물려 회전하는 중심이 되는 기어축과,

    상기 기어축의 상/하부를 지지하며, 상기 제2 세탁축이 연결되는 캐리어를 포함하며,

    세탁 행정시에 상기 부싱 및 상기 제1 탈수축이 상기 클러치 기어에 의해 고정되어, 상기 태양 기어가 상기 제1 세탁축의 회전력을 상기 캐리어의 의해 상기 제2 세탁축으로 전달하고, 탈수 행정시에 상기 드럼이 상기 제1 탈수축이 상기 부싱에 지지되어 회전하는 회전력을 상기 제2 탈수축으로 전달하는 동시에 상기 태양 기어가 상기 제2 세탁축으로 회전력을 전달하는 것을 특징으로 하는 전자동 세탁기.
14. 제11 항에 있어서,

    상기 제1 세탁축과 제1 탈수축이 동축상으로 결합하는 제1 지점과, 제2 세탁축과 제2 탈수축이 동축상으로 결합하는 제2 지점 상에 위치하여, 상기 각 세탁축 과 탈수축의 회전을 지지하며, 상기 각 세탁축과 탈수축의 중심축과 평행한 동일 선상에 중심이 위치하는 제1 및 제2 베어링과,

    상기 제1 세탁축과 제1 탈수축의 사이에 위치하며, 상기 제1 세탁축의 회전을 지지하는 제1 슬리브 베어링과,

    상기 제 2 세탁축과 상기 제2 탈수축의 사이에 위치하며, 상기 제2 세탁축의 회전을 지지하는 제2 슬리브 베어링을 더 포함하는 전자동 세탁기.

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