KR20090026918A - 세탁기용 모터 및 이를 포함하는 세탁기 - Google Patents

세탁기용 모터 및 이를 포함하는 세탁기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세탁기용 모터 및 이를 포함하는 세탁기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 세탁기용 모터는 프레임; 상기 프레임의 내주면에 부착되는 다수의 마그넷으로 이루어지는 로터; 상기 마그넷의 내측에 배치되며, 코일이 권선되는 다수의 코어를 구비하는 스테이터; 및 상기 다수의 코어와 체결되며, 상기 코어의 단부를 연속적으로 연결하는 스트립을 포함할 수 있다.
로터, 스테이터, 모터, 소결 마그넷, 사출 마그넷, 스트립, 자로 형성 프레임

Description

세탁기용 모터 및 이를 포함하는 세탁기{Motor for washing machine and washing machine including the same}
본 발명은 세탁기용 모터 및 이를 포함하는 세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 코깅(cogging) 현상 및 소음을 줄이도록 로터 프레임의 내주면에 극 중심부가 볼록한 아크형의 세그먼트 마그넷을 배치하여 정현 갭 플럭스를 발생시키는 세탁기용 모터 및 이를 포함하는 세탁기에 관한 것이다.
일반적으로 세탁기용 모터는 내측에 아크 형상의 코어를 가지고 코어 내측에 마그넷을 수납하는 공간을 가지며, 상기 공간에 고성능 소결 마그넷을 삽입하고, 플라스틱 사출물로 마그넷과 코어를 고정하는 구조의 IPM 타입의 아우터 로터(Outer rotor)를 사용한다.
또한, 세탁기용 모터의 스테이터는 라운드 형상의 코어로 타발하여 각각의 코어 티쓰에 코일을 권선하여 사용된다.
상기와 같은 하나의 코어 티쓰에 하나의 마그넷 로터를 갖는 세탁기용 BLDC 모터는 로터가 세탁기의 드럼에 직접 연결되어 클러치나 브레이크 장치 없이 전자기적으로 컨트롤이 가능한 장점이 있어, 세탁시에는 저속 고 토크 운전을 하고 탈 수시는 고속 저 토크 운전을 할 수 있었다.
그러나, 이와 같은 IPM 타입의 로터는 구조가 복잡하고, 복수의 마그넷을 일일이 코어 내에 정확히 안착시켜야 하는 등의 제조가 어렵고, 제조 비용이 상승하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위해 제안되는 것으로, 로터의 프레임에 세그먼트 소결 마그넷을 부착하고, 극 중심부가 볼록한 아크형의 연속적인 모양으로 세크먼트 마그넷 전체를 사출 마그넷으로 감싸게 하여 생산성이 개선된 세탁기용 모터를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 자로 형성 프레임으로 로터의 외주면을 둘러싸도록 하여 전기저항을 감소시켜 정현 갭 플럭스를 발생시키며, 코깅이나 토크 리플(Torque Ripple)을 억제하여 소음을 감소시킬 수 있는 세탁기용 모터를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 세탁기용 모터는 프레임; 상기 프레임의 내주면에 부착되는 다수의 마그넷으로 이루어지는 로터; 상기 마그넷의 내측에 배치되며, 코일이 권선되는 다수의 코어를 구비하는 스테이터; 및 상기 다수의 코어와 체결되며, 상기 코어의 단부를 연속적으로 연결하는 스트립을 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명에 따른 세탁기용 모터는 로터 프레임; 상기 로터 프레임의 내주면에 배치되며, 세그먼트 소결 마그넷이 중심을 이루며, 상기 세그먼트 소결 마그넷을 감싸며 볼록하게 성형되는 사출 마그넷으로 이루어지는 복합 마그넷; 및 상기 복합 마그넷의 내측으로 배치되는 스테이터를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에서, 로터 프레임; 상기 프레임의 내주면에 부착되는 복합 마 그넷; 상기 복합 마그넷의 내측에 배치되며, 코일이 권선되는 다수의 코어를 구비하는 스테이터; 상기 코어 사이의 공간과 상기 복합 마그넷 사이를 차단하는 스트립; 및 상기 로터 프레임의 외주면을 둘러싸며, 자기저항을 감소시키는 자로 형성 프레임을 포함할 수 있다.
상기와 같은 세탁기용 모터에 의하여, 로터 프레임의 마그넷 전부를 고가의 네오듐 자석이 아니라 저가의 페라이트 사출 자석을 사용할 수 있으므로 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 세그먼트 소결 마그넷을 둘러싸는 사출 자석을 극 중심부를 볼록한 아크형상으로 성형할 수 있으므로, 정현 갭 플럭스를 발생시켜 소음을 감소시킬 수 있다.
또한, 로터 프레임의 외주면을 마그넷의 자로 저항을 감소시키기 위한 자로 형성 프레임으로 둘러쌈으로써, 정현 갭 플럭스를 더 발생시켜 코깅 현상 및 토크 리플현상을 감소시켜 소음을 감소할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 세탁기용 모터를 포함하는 세탁기의 부분 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 세탁기용 모터는 외부의 캐비닛 내부의 터브(200)의 후면부(210)의 중심부근에서 체결부(100)로 회전조(30)와 연결되어 구성된다.
상기와 같은 세탁기용 모터는 스테이터(300)의 권선된 코일(310)에 전류를 흘려주면 상기 코일(310)에 흐르는 전류와 마그넷(440, 460)의 상호 작용력에 의해 로터(400)가 회전한다. 그리고, 상기 로터(400)의 회전력은 회전축(10)을 통해 회전조(30)에 전달된다. 상기 베어링 하우징(20)에 지지되는 회전축(10)의 회전에 따라 세탁시 회전조(30)가 좌우로 반복 회전하거나, 탈수시 일방향으로 회전한다.
이하에서는 본 발명인 세탁기용 모터의 회전자 및 고정자 구조에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 일부를 도시한 개략 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 스트립이 조립되는 모습의 일부를 도시한 개략 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 마그넷이 로터 프레임에 부착된 일부의 모습을 도시한 개략도이다.
본 발명에 따른 세탁기용 모터는 로터(400)와 스테이터(300)로 구성된다.
상기 로터(400)는 로터 프레임(420), 상기 로터 프레임(420)의 내주면에 부착되는 다수의 마그넷(450)이 부착된다.
상기 스테이터(300)는 상기 마그넷(450)의 내측으로 배치된다. 그리고, 코일(320)이 권선되는 다수의 코어(320)가 원주 방향으로 배열된다. 상기 다수의 코어(320)는 상기 마그넷(450)과 소정의 간극(380)을 두고 배열된다.
상기 마그넷(450)은 로터 프레임(420)의 내주면에 연속적으로 배열된다. 그리고, 상기 로터 프레임(420)에는 세그먼트 소결 마그넷(460)이 그 중심을 형성하며, 상기 세그먼트 소결 마그넷(460)은 자성이 강한 고에너지적의 네오듐(Nd) 마그넷을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 세그먼트 소결 마그넷(460)의 외측에는 상기 세그먼트 소결 마그넷(460)을 사출 마그넷(440)으로 둘러싼다. 상기 사출 마그넷(440)은 네오듐(Nd) 또는 페라이트(Ferrite) 분말을 플라스틱과 반죽하여 성형한다. 페라이트 분말을 이용할 수 있어 네오듐 마그넷에 비해 소재 비용을 줄일 수 있으며, 사출하여 성형할 수 있으므로 생산성 및 제조가 용이하다.
상기 사출 마그넷(440)은 상기 세그먼트 소결 마그넷(460)을 극 중심부가 볼록하도록 아크형으로 성형하여, 모터 성능의 저해 인자인 코깅(cogging) 현상을 감소시킬 수 있는 정현 갭 플럭스를 발생시킨다. 이와 같은 정현 갭 플럭스는 모터의 소음을 줄일 수 있다.
스테이터(300) 내측에는 상기 코어(320)들의 티쓰들 사이에는 소정의 슬롯 오픈 공간이 형성되며, 상기 슬롯 오픈 공간을 통해 발생하는 자기 저항을 없애도록 코어(320)의 단부를 연속적으로 연결하는 스트립(500)으로 상기 슬롯 오픈 공간을 막는다.
상기 스트립(500)은 상기 마그넷(450)과 코어(320) 사이의 간극(380)에 끼워지는 방법으로 체결된다. 상기 스트립(500)에는 연결돌기(520)가 형성되며, 상기 코어(320)에는 상기 연결돌기가 수용되는 연결돌기 수용부(340)이 형성되어 용이하게 체결된다.
또한, 상기 스트립(500)의 상기 로터 방향의 면에는 소정간격으로 그루브(540)가 형성되어 자기저항을 더 감소하도록 한다. 자기저항 감소를 위해 상기 그루브(540)는 상기 코어(320) 사이의 슬롯 오픈 공간의 중심과 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 로터 프레임에 자로 형성 프레임을 둘러싼 모습의 일부를 도시한 개략 사시도이다.
상기 로터 프레임(420)의 외주면에는 상기 마그넷(450) 극단부에서 발생할 수 있는 자기저항을 감소시키도록 자로 형성 프레임(640)으로 둘러쌀 수 있다.
상기 자로 형성 프레임(640)은 자기저항을 감소시켜 정현 갭 플럭스를 이룰 수 있도록 함으로써, 코깅현상 및 토크리플 현상을 줄일 수 있으므로 저소음을 구현할 수 있다.
상기 자로 형성프레임(640)에는 자로홀(620)을 연속적으로 배열하여, 자기저항 감소의 효과를 더 크게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 세탁기용 모터를 포함하는 세탁기의 부분 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 일부를 도시한 개략 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 스트립이 조립되는 모습의 일부를 도시한 개략 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 마그넷이 로터 프레임에 부착된 일부의 모습을 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 로터 프레임에 자로 형성 프레임을 둘러싼 모습의 일부를 도시한 개략 사시도.

Claims (18)

  1. 프레임;
    상기 프레임의 내주면에 부착되는 다수의 마그넷으로 이루어지는 로터;
    상기 마그넷의 내측에 배치되며, 코일이 권선되는 다수의 코어를 구비하는 스테이터; 및
    상기 다수의 코어와 체결되며, 상기 코어의 단부를 연속적으로 연결하는 스트립을 포함하는 세탁기용 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그넷의 내측 중심은 세그먼트 소결 마그넷이며, 외측은 상기 세그먼트 소결 마그넷을 둘러싸서 극 중심부가 볼록하도록 형성하는 사출 마그넷인 세탁기용 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 세그먼트 소결 마그넷은 고에너지적 네오듐(Nd) 마그넷이며,
    상기 사출 마그넷은 저에너저적 페라이트(Ferrite) 또는 고에너지적 네오듐 마그넷의 분말과 플라스틱으로 성형되는 세탁기용 모터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트립 및 상기 코어 중 어느 하나는 연결돌기가 형성되며,
    다른 하나는 상기 연결돌기 수용부가 형성되어 체결되는 세탁기용 모터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트립의 상기 로터 방향의 면에는 소정간격으로 그루브가 형성되는 세탁기용 모터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 그루브는 상기 코어 사이의 공간의 중심과 대응되는 위치에 형성되는 세탁기용 모터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임의 외주면은 자기저항을 감소시키는 자로 형성 프레임으로 둘러싸인 세탁기용 모터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 자로 형성 프레임은 연속적으로 자로홀이 형성되는 세탁기용 모터.
  9. 로터 프레임;
    상기 로터 프레임의 내주면에 배치되며, 세그먼트 소결 마그넷이 중심을 이 루며, 상기 세그먼트 소결 마그넷을 감싸며 볼록하게 성형되는 사출 마그넷으로 이루어지는 복합 마그넷; 및
    상기 복합 마그넷의 내측으로 배치되는 스테이터를 포함하는 세탁기용 모터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 세그먼트 소결 마그넷은 네오듐 마그넷인 세탁기용 모터.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 사출 마그넷은 네오듐 또는 페라이트 분말과 플라스틱으로 성형하는 세탁기용 모터.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 로터 프레임의 외주면은 자기저항을 감소시키는 자로 형성 프레임으로 둘러싸인 세탁기용 모터.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 자로 형성 프레임은 연속적으로 자로홀이 형성되는 세탁기용 모터.
  14. 로터 프레임;
    상기 프레임의 내주면에 부착되는 복합 마그넷;
    상기 복합 마그넷의 내측에 배치되며, 코일이 권선되는 다수의 코어를 구비하는 스테이터;
    상기 코어 사이의 공간과 상기 복합 마그넷 사이를 차단하는 스트립; 및
    상기 로터 프레임의 외주면을 둘러싸며, 자기저항을 감소시키는 자로 형성 프레임을 포함하는 세탁기용 모터.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 자로 형성 프레임은 상기 로터 프레임 사이에 연속적으로 형성되는 자로홀을 포함하는 세탁기용 모터.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 복합 마그넷의 내부는 세그먼트 소결 마그넷이며, 외부는 상기 세그먼트 소결 마그넷을 둘러싸는 라운드 형상의 사출 마그넷인 세탁기용 모터.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 스트립의 상기 복합 마그넷 방향의 외주면은 상기 코어 사이의 공간에 대응되는 위치에 그루브가 형성되는 세탁기용 모터.
  18. 터브;
    상기 터브 내에서 세탁물을 수용하는 회전조; 및
    상기 터브에 연결되어 상기 회전조를 회전 구동시키는 제 1 항 내지 제 17 항의 세탁기용 모터;를 포함하는 세탁기.
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