KR20100118448A - 모터 및 이를 구비한 식기세척기 - Google Patents

모터 및 이를 구비한 식기세척기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모터 및 이를 구비한 식기세척기에 관한 것이다. 본 모터는, 스테이터와, 샤프트를 중심으로 스테이터에 회전가능하게 배치되는 로터와, 그리고 축선방향으로 추력을 발생시키는 추력발생부를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 축선방향으로 접촉되는 부품의 마모를 억제시킬 수 있고, 진동 및 소음 발생을 저감할 수 있으며 운전 효율을 제고시킬 수 있다.
식기세척기, 펌프, 모터, 추력발생부

Description

모터 및 이를 구비한 식기세척기{MOTOR AND DISH WHASHER HAVING THE SAME}
본 발명은, 모터 및 이를 구비한 식기세척기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 마찰에 기인한 부품의 신뢰도 저하를 억제할 수 있도록 한 펌프 및 이를 구비한 식기세척기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 식기세척기는 전기를 이용하여 식기를 세척하는 장치를 의미한다. 이러한 식기세척기는 식기를 세척하는 세척방식에 따라 샤워식과 초음파식으로 구별될 수 있다.
상기 샤워식은 가정용으로 사용되는 식기세척기에 주로 적용되는 방식으로서, 바스켓에 세척가능하게 수납된 식기에 세제를 녹인 세척수를 분사하여 식기를 세척할 수 있게 구성된다.
상기 초음파식은 영업점포 등에서 사용되는 식기세척기에 주로 적용되는 방식으로서, 세척수 속에 세척될 식기를 넣고 세척수에 진동을 가하여 식기를 세척하는 방식이다.
상기 샤워식 식기세척기는, 내부에 세척공간을 형성하는 터브와, 상기 터브의 하측에 터브와 연통되게 설치되는 섬프와, 상기 터브의 내부에 주로 상하 방향 으로 이격배치되어 식기에 세척수를 분사하는 복수의 분사부를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 섬프에는 상기 분사부로 물을 펌핑하여 공급하기 위한 세척수펌프가 연결될 수 있다. 상기 각 분사부들의 상측 또는 하측에는 세척될 식기를 수납한 바스켓이 각각 배치될 수 있다.
상기 세척수펌프는, 유체, 즉 세척수를 흡입하여 토출하는 임펠러와, 상기 임펠러를 회전 구동시키는 임펠러구동부를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 임펠러구동부는 전기모터(electric motor)가 이용된다.
이러한 구성에 의하여, 세척될 식기가 바스켓에 수납되어 각 분사부의 상측 또는 하측에 배치되고, 운전이 개시되면 상기 섬프로 세척수가 공급된다. 세척수가 설정된 수위까지 공급되면, 상기 세척수펌프는 각 분사부로 세척수를 공급한다. 상기 각 분사부로 공급된 세척수는 상기 바스켓의 내부에 수납된 식기로 분사되어 해당 식기를 세척하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 식기세척기에 있어서는, 상기 임펠러의 회전시 유입되는 유체에 의하여 축선방향의 추력(반작용력)이 발생하게 되며, 이 추력이 상기 임펠러의 샤프트를 지지하는 스러스트베어링과 상기 샤프트의 접촉면 사이의 마찰력을 증가시키게 된다. 이에 따라 상기 스러스트베어링과 상기 샤프트의 접촉면의 강제 마모가 촉진되고, 진동 및 소음을 유발하게 되어 제품의 신뢰도가 저하될 수 있다.
또한, 상기 추력에 기인한 마찰력 증가는 모터의 부하를 증가시켜 모터의 전류 입력을 증가시키고, 이에 기인하여 모터의 동손(銅損:copper loss)이 증가하고 결국 모터의 운전 효율이 저하될 수 있다.
또한, 상기 추력에 기인한 전류 입력 증가는 모터의 온도 상승을 유발하여 주변 부품의 강제 열화를 촉진시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은, 축선방향으로 접촉되는 부품의 마모를 억제시킬 수 있는 모터 및 이를 구비한 식기세척기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 축선방향의 마찰력 증가를 억제하여 진동 및 소음을 저감할 수 있으며 운전 효율을 제고시킬 수 있는 모터 및 이를 구비한 식기세척기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상술한 바와 같은 목적 달성을 위해, 스테이터; 샤프트를 중심으로 상기 스테이터에 회전가능하게 배치되는 로터; 그리고 축선방향으로 추력을 발생시키는 추력발생부;를 포함하는 모터를 제공한다.
여기서, 상기 추력발생부는 축선방향으로 배치되는 두 영구자석을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 두 영구자석은 상호 간 척력이 작용하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 두 영구자석은 상호 간 인력이 작용하게 배치될 수 있다.
상기 추력발생부는 축선방향으로 배치되는 영구자석 및 자성체를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 샤프트의 일 단에는 유체를 축선방향으로 흡입하는 임펠러가 구비되며, 상기 추력발생부는 상기 임펠러의 회전시 발생되는 추력과 반대 방향으로 작용하는 추력을 발생시키게 구성될 수 있다.
상기 샤프트를 축선방향으로 지지하는 스러스트베어링을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 스러스트베어링에는 판면으로부터 함몰된 함몰부가 형성될 수 있다. 상기 함몰부에는 상기 추력발생부를 구성하는 영구자석이 삽입될 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 스테이터; 샤프트를 중심으로 상기 스테이터에 회전가능하게 배치되는 로터; 상기 샤프트를 축선방향으로 지지하는 스러스트베어링; 그리고 축선방향으로 추력을 발생시키는 추력발생부;를 포함하는 모터가 제공된다.
여기서, 상기 추력발생부는 상기 스러스트베어링에 구비되는 영구자석을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 스러스트베어링에는 상기 영구자석이 수용될 수 있게 영구자석수용부가 형성될 수 있다.
상기 영구자석은 표면이 상대물과 접촉되지 아니하게 상기 영구자석수용부에 수용되게 구성될 수 있다.
상기 영구자석수용부는 원형 단면으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 분야에 따르면, 세척공간을 형성하는 터브; 상기 터브의 내부에 유체를 분사하는 유체분사부; 회전시 유체를 상기 유체분사부에 공급하는 임펠러; 그리고 상기 임펠러를 회전시키는 상기 모터;를 포함하는 식기세척기가 제공된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 축선방향의 부품 간 마찰 을 줄일 수 있어 부품의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 축선방향의 마찰력을 감소시켜 이에 기인한 진동 및 소음 발생을 억제시킬 수 있다.
또한, 축선방향의 마찰력을 감소시켜 운전 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 스러스트베어링의 판면에 함몰되게 함몰부 또는 영구자석수용부를 형성하여 영구자석이 상대물과 접촉되지 아니하도록 함으로써 영구자석의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 일 측에는 척력이 작용하게 영구자석을 배치하고 다른 일 측에는 인력이 작용하게 영구자석을 배치함으로써 영구자석의 크기를 과도하게 증가시키지 아니하면서 추력을 효과적으로 증가시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
[1]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식기세척기의 단면도이고, 도 2는 도 1의 세척수펌프의 단면도이며, 도 3은 도 2의 요부확대도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 식기세척기는, 세척공간을 형성하는 터브(120)와, 상기 터브(120)의 내부에 유체를 분사하는 유체분사부(130)와, 회전시 유체를 상기 유체분사부(130)에 공급하는 임펠러(150); 그리고 상기 임펠러(150)를 회전 구동시키는 모터(160)를 구비하여 구성된다.
상기 터브(120)는 외관을 형성하는 캐비넷(110)의 내부에 배치되어 내부에 식기를 세척할 수 있는 세척공간을 형성한다. 상기 터브(120) 및 캐비넷(110)의 일 측, 보다 구체적으로 전면에는 개구가 형성되며, 이 개구에는 상기 세척공간을 밀폐되게 차단하는 도어(115)가 구비될 수 있다.
상기 터브(120)의 내부에는 세척될 식기가 수납되는 바스켓(또는 랙)(135)이 구비될 수 있다. 상기 바스켓(135)은 복수로 구성될 수 있다. 상기 바스켓(135)은 상하방향을 따라 이격 배치될 수 있다.
상기 터브(120)의 내부에는 상기 바스켓(135)에 수납된 식기에 유체를 분사할 수 있게 유체분사부(130)가 구비될 수 있다. 상기 유체분사부(130)는 세척수를 분사하게 구성될 수 있다. 상기 유체분사부(130)는 분사되는 유체의 힘(반작용)에 의해 회전되게 구성될 수 있다. 상기 유체분사부(130)는 복수로 구성될 수 있다. 상기 유체분사부(130)는 상기 각 바스켓(135)의 하측에 각각 배치될 수 있다.
상기 터브(120)의 저부에는 유체, 즉 세척수가 수집될 수 있게 섬프(sump)(131)가 구비될 수 있다. 상기 섬프(131)의 상측 및 일 측에는 상기 유체분사부(130)로 세척수를 공급할 수 있게 연결관(132)들이 각각 구비될 수 있다.
한편, 상기 섬프(131)에는 수집된 세척수를 상기 유체분사부(130)로 펌핑할 수 있게 세척수펌프(140)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 세척수펌프(140)는 축선이 수평방향 또는 수직(상하)방향으로 배치되게 구성될 수 있다. 즉, 상기 세척수펌프(140)는 상기 섬프(131)의 일 측에 배치되거나 상기 섬프(131)의 하측에 배치되게 구성될 수 있다.
상기 세척수펌프(140)는, 세척수를 축선방향으로 흡입하는 임펠러(150)와, 상기 임펠러(150)를 회전 구동시키는 모터(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 임펠러(150)의 둘레에는 상기 임펠러(150)를 회전가능하게 수용할 수 있게 임펠러하우징(141)이 구비될 수 있다. 상기 임펠러하우징(141)에는 세척수를 흡입 및 토출할 수 있게 흡입부(142) 및 토출부(143)가 각각 형성된다. 상기 흡입부(142) 및 토출부(143)는 세척수를 축선방향으로 흡입하여 원심력에 의해 반경방향으로 토출할 수 있게 구성될 수 있다.
상기 모터(160)는, 스테이터(170)와, 샤프트(185)를 중심으로 상기 스테이터(170)에 대해 회전가능하게 배치되는 로터(180)와, 축선방향으로 추력을 발생시키는 추력발생부(210)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 샤프트(185)의 일 단부에는 상기 임펠러(150)가 고정 결합된다.
상기 임펠러하우징(141)의 일 측에는 상기 로터(180)를 회전 가능하게 수용할 수 있게 로터수용부(145)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 모터(160)의 로터(180)는 상기 로터수용부(145)의 내부에 회전 가능하게 배치되고, 상기 스테이터(170)는 상기 로터수용부(145)의 외측에 배치된다. 상기 스테이터(170)와 상기 로터(180)의 공극에는 상기 로터수용부(145)가 배치된다.
상기 스테이터(170)는, 스테이터코어(171)와, 상기 스테이터코어(171)에 권선되어 전원 인가시 자기력을 발생시키는 스테이터코일(172)을 구비한다.
상기 로터(180)는, 중심에 상기 샤프트(185)가 고정 결합되어 상기 샤프트(185)를 중심으로 회전하는 로터프레임(또는 로터코어)(181)과, 상기 로터프레임(181)의 둘레면에 고정배치되는 영구자석(182)을 구비하여 구성될 수 있다. 이 에 의해, 상기 로터(180)의 영구자석(182)의 자기력과 상기 스테이터(170)의 자기력의 상호 작용에 의해 상기 영구자석(182)이 회전하고, 상기 로터프레임(181), 상기 샤프트(185) 및 상기 임펠러(150)가 일체로 회전함으로써 유체가 흡입 및 토출된다. 상기 로터(180)의 영구자석(182)은 원통 형상을 가지게 형성될 수 있다. 상기 로터(180)의 영구자석(182)은 원주방향을 따라 서로 다른 자극이 배치되게 구성될 수 있다.
상기 샤프트(185)에는 상기 샤프트(185)를 회전가능하게 지지하는 베어링(190)이 구비될 수 있다. 상기 베어링(190)은 상기 샤프트(185)와 면접촉되어 고속 회전이 가능한 플레인베어링((plain bearing)으로 구성될 수 있다. 상기 베어링(190)은 상기 샤프트(185)의 양 단부 영역에 각각 구비될 수 있다. 즉, 상기 베어링 중 어느 하나(191a)는 상기 임펠러(160)와 가까운측 단부에 배치되고 다른 하나(191b)는 상기 임펠러(160)로부터 상대적으로 먼 쪽 단부에 배치된다.
상기 베어링(190)은 상기 샤프트(185)를 반경방향으로 지지하는 저어널베어링(jounal bearing)으로 구성될 수 있다. 상기 각 베어링(190)은 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)으로 형성될 수 있다.
상기 베어링들(191a,191b)은 상기 샤프트(185)를 축선방향으로 지지할 수 있게 스러스트베어링(thrust bearing)(192)을 각각 구비할 수 있다. 상기 스러스트베어링(192)들은 상기 베어링(191a,191b)들의 저어널베어링부의 일 단부에서 반경방향으로 확장되게 형성된다.
상기 로터수용부(145)의 일 측에는 구동회로를 구비한 회로기판(148)이 구비 될 수 있으며, 상기 회로기판(148)의 일 측에는 전원연결부(149)가 구비될 수 있다. 상기 로터수용부(145)에는 상기 샤프트(185)의 단부영역이 수용될 수 있게 샤프트수용부(147)가 형성될 수 있다. 상기 샤프트수용부(147)은 상기 로터수용부(145)로부터 돌출되게 형성될 수 있다. 상기 베어링(190) 중 하나(191b)는 상기 샤프트수용부(147)의 내부에서 상기 샤프트(185)를 회전가능하게 지지하도록 구성될 수 있다. 상기 샤프트(185)의 상기 임펠러(160)측 대향 단부에는 상기 스러스트베어링(191b)과 접촉될 수 있게 베어링접촉부(187)가 형성될 수 있다. 상기 베어링접촉부(187)는 상기 샤프트(185)을 반경방향으로 축소되게 절취하여 형성될 수 있다.
한편, 상기 추력발생부(210)는 축선방향을 따라 배치되는 두 영구자석(211a,211b)을 구비하여 구성될 수 있다. 상기 추력발생부(210)는 상기 임펠러(150)의 회전에 의해 유입되는 유체에 의하여 발생되는 추력과 반대 방향으로 작용하는 추력을 발생시키게 구성될 수 있다. 이에 의해, 축선방향을 따른 부품(스러스트베어링(192)과 베어링접촉부(187)) 간의 마찰력을 줄일 수 있어 마찰에 기인한 부품의 강제 마모를 억제하여 수명을 연장시킬 수 있고 진동 및 소음 발생을 억제할 수 있다.
상기 두 영구자석(211a,211b)은 서로 소정의 공극을 두고 이격되어 서로 접촉되지 아니하게 배치될 수 있다. 상기 두 영구자석(211a,211b)은 상호 간 척력이 작용하게 구성될 수 있다. 즉, 상기 두 영구자석(211a,211b)은 상호 대면하는 측이 동일한 극성(N극 또는 S극)을 가지게 배치될 수 있다. 여기서, 두 영구자 석(211a,211b)은 상기 두 영구자석(211a,211b) 사이에 작용하는 척력(추력)이 상기 임펠러(150)의 회전시 유체의 흡입에 의해 발생되는 추력과 상쇄될 수 있는 정도로 자기력을 가지게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 영구자석(211a,211b)들은 중앙에 샤프트(185)가 삽입될 수 있게 관통된 원반형상을 가지게 형성될 수 있다. 상기 영구자석(211a,211b)들은 복수의 세그먼트로 형성될 수도 있다.
상기 영구자석(211a,211b) 중 하나(211a)는 상기 임펠러(150)측 베어링(191a)의 일 측에 배치될 수 있다.
상기 영구자석(211a,211b) 중 다른 하나(211b)의 배후에는 상기 영구자석(211b)을 지지할 수 있게 베어링접촉부(215)가 구비될 수 있다. 상기 베어링접촉부(215)는 부싱(215)으로 구성될 수 있다. 상기 부싱(215)은 상기 샤프트(185)에 결합되는 원통부(216)와, 상기 원통부(216)의 일 단에 반경방향으로 연장되는 플랜지부(217)를 구비하게 구성될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 스테이터코일(172)에 전원이 인가되면 상기 스테이터코일(172)의 자기력과 상기 로터(180)의 영구자석(182)의 자기력의 상호 작용에 의해 상기 로터(180)가 상기 샤프트(185)를 중심으로 회전한다. 이에 따라 상기 임펠러(150)가 회전되고, 이에 의해 상기 흡입부(142)를 통해 세척수가 흡입되어 상기 토출부(143)를 통해 토출된다.
상기 임펠러(150)의 회전에 의한 세척수의 흡입시 상기 샤프트(185)에는 그 반작용으로 축선방향의 추력이 작용하게 된다. 이때, 상기 추력발생부(210)인 영구자석(211a,211b)들 사이에 발생되는 척력(추력)에 의해 상기 임펠러(150)의 회전 에 의해 발생된 추력이 상쇄 또는 감쇄된다. 이에 의해 상기 스러스트베어링(192)과 상기 베어링접촉부(187) 사이의 마찰력이 현저하게 저감될 수 있으며, 진동 및 소음이 현저하게 저감될 수 있다. 또한, 회전시 축선방향의 마찰력(저항)이 현저하게 감소되므로 모터(160)의 전류 입력이 저감되고, 이에 의해 모터(160)의 온도 상승이 억제되고 모터(160)의 운전 효율이 제고될 수 있다.
한편, 상기 임펠러(150)에 의해 토출된 세척수는 상기 연결관(132)을 통해 상기 각 유체분사부(130)로 이동되고, 상기 유체분사부(130)를 통해 각 바스켓(135)에 수납된 식기로 분사되어 식기를 세척하게 된다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 식기세척기의 모터에 대해 설명한다.
[2]
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 식기세척기의 세척수 펌프의 단면도이고, 도 5는 도 4의 요부확대도이다. 이하, 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 도시를 생략하고 동일한 참조부호를 인용하고, 일부 중복되는 구성에 대해서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전술한 바와 같이, 본 식기세척기는, 세척공간을 형성하는 터브(120)와, 상기 터브(120)의 내부에 유체를 분사하는 유체분사부(130)와, 회전시 유체를 상기 유체분사부(130)에 공급하는 임펠러(150); 그리고 상기 임펠러(150)를 회전 구동시키는 모터(160)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 터브(120)의 내부에는 유체분사부(130)가 구비되며, 상기 터브(120)의 저부에는 상기 유체분사부(130)로 세척수를 펌핑할 수 있게 세척수펌프(140)가 구비된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 세척수펌프(140)는, 세척수를 축선방향으로 흡입하는 임펠러(150)와, 상기 임펠러(150)를 회전 구동시키는 모터(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 임펠러(150)는 흡입부(142) 및 토출부(143)를 구비한 임펠러하우징(141)의 내부에 회전 가능하게 수용되며, 상기 임펠러(150)는 세척수를 축선방향으로 흡입하여 원심력에 의해 반경방향으로 토출하게 구성될 수 있다.
상기 모터(160)는, 스테이터(170)와, 샤프트(185)를 중심으로 상기 스테이터(170)에 대해 회전가능하게 배치되는 로터(180)와, 축선방향으로 추력을 발생시키는 추력발생부(230)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 샤프트(185)의 일 단부에는 상기 임펠러(150)가 고정 결합된다.
상기 로터(180)는 상기 임펠러하우징(141)의 일 측에 형성된 로터수용부(145)의 내부에 회전가능하게 배치되며, 상기 스테이터(170)는 상기 로터수용부(145)의 외측에 배치된다.
상기 샤프트(185)에는 상기 샤프트(185)를 회전가능하게 지지할 수 있게 베어링(190)이 구비될 수 있다. 상기 베어링(190)은 상기 샤프트(185)의 축선방향을 따라 이격되게 복수(191a,191b)로 구성되며, 상기 베어링(191a,191b)들은 상기 샤프트(185)를 축선방향으로 지지할 수 있게 스러스트베어링(192)을 각각 구비할 수 있다.
상기 베어링(191a,191b) 중 상기 임펠러(150)측에 배치되는 베어링(191a)의 일 측에는 상기 스러스트베어링(192)과 접촉될 수 있게 베어링접촉부(215)가 구비될 수 있다. 상기 베어링접촉부(215)는 상기 샤프트(185)에 결합되며, 원통부(216) 및 플랜지부(217)를 구비한 부싱(215)으로 구성될 수 있다.
상기 샤프트(185)에는 상기 임펠러(150)의 대향측 단부에 배치되는 베어링(191b)의 스러스트베어링(192)과 접촉할 수 있게 베어링접촉부(187)가 형성될 수 있다. 상기 베어링접촉부(187)는 상기 샤프트(185)를 반경방향으로 절취하여 단턱 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(185)의 타 단부, 즉 상기 임펠러(150)가 결합되는 단부의 대향측 단부에는 축선방향으로 추력을 발생시키는 추력발생부(230)가 구비될 수 있다. 상기 추력발생부(230)는 상기 임펠러(150)의 회전시 발생되는 추력과 반대방향으로 작용하는 추력을 발생할 수 있게 구성될 수 있다.
상기 추력발생부(230)는 인력(흡인력)이 작용할 수 있게 적어도 하나의 영구자석을 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 상기 추력발생부(230)는 하나의 영구자석과 자성체로 구성되거나, 서로 다른 극성(N극, S극)을 가지고 대면 접촉되는 두 개의 영구자석으로 구성될 수 있다. 이하, 상기 추력발생부(230)는 서로 다른 극성을 가지는 두 개의 영구자석(231a,231b)을 포함하여 구성된 경우를 예를 들어 설명한다.
상기 샤프트(185)의 단부에는 영구자석(231a)이 고정 결합되어 있으며, 상기 영구자석(231a)의 일 측에는 흡인력이 작용하게 다른 영구자석(231b)이 이격되게 배치되어 있다. 상기 영구자석(231b)은 샤프트수용부(147)의 내부에 고정 결합될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 스테이터코일(172)에 전원이 인가되면 상기 스테이터코일(172)의 자기력과 상기 로터(180)의 영구자석(182)의 자기력의 상호 작용에 의해 상기 로터(180)가 상기 샤프트(185)를 중심으로 회전한다. 이에 따라 상기 임펠러(150)가 회전되어 상기 흡입부(142)를 통해 세척수가 흡입되어 상기 토출부(143)를 통해 토출된다. 상기 임펠러(150)에 의해 토출된 세척수는 상기 연결관을 통해 상기 유체분사부(130)로 이동되고, 상기 유체분사부(130)를 통해 각 바스켓(135)에 수납된 식기로 분사되어 식기를 세척하게 된다.
한편, 상기 임펠러(150)의 회전에 의한 세척수의 흡입시 상기 샤프트(185)에는 유체의 흡입 작용의 반작용으로 축선방향의 추력이 작용하게 된다. 이때, 상기 추력발생부(230)인 영구자석(231a,231b)들 사이에 작용하는 흡인력(추력)에 의해 상기 임펠러(150)의 회전에 의해 발생된 추력이 상쇄 또는 감쇄된다. 이에 의해 상기 스러스트베어링과 상기 베어링접촉부 사이의 마찰력이 현저하게 저감될 수 있으며, 진동 및 소음이 현저하게 저감될 수 있다. 또한, 회전시 마찰력이 현저하게 감소되므로 모터(160)의 전류 입력이 저감되고, 이에 의해 모터(160)의 온도 상승이 억제되고 모터(160)의 운전 효율이 제고될 수 있다.
[3]
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식기세척기의 세척수펌프의 단면도이고, 도 7은 도 6의 요부확대도이다.
전술한 바와 같이, 본 식기세척기는, 세척공간을 형성하는 터브(120)와, 상기 터브(120)의 내부에 유체를 분사하는 유체분사부(130)와, 회전시 유체를 상기 유체분사부(130)에 공급하는 임펠러(150); 그리고 상기 임펠러(150)를 회전 구동시키는 모터(160)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 터브(120)의 내부에는 유체분사부(130)가 구비되며, 상기 터브(120)의 저부에는 상기 유체분사부(130)로 세척수를 펌핑할 수 있게 세척수펌프(140)가 구비된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 세척수펌프(140)는, 세척수를 축선방향으로 흡입하는 임펠러(150)와, 상기 임펠러(150)를 회전 구동시키는 모터(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 임펠러(150)는 흡입부(142) 및 토출부(143)를 구비한 임펠러하우징(141)의 내부에 회전 가능하게 수용되며, 상기 임펠러(150)는 세척수를 축선방향으로 흡입하여 원심력에 의해 반경방향으로 토출하게 구성될 수 있다.
상기 모터(160)는, 스테이터(170)와, 샤프트(185)를 중심으로 상기 스테이터(170)에 대해 회전가능하게 배치되는 로터(180)와, 축선방향으로 추력을 발생시키는 추력발생부(250)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 샤프트(185)의 일 단부에는 상기 임펠러(150)가 고정 결합된다.
상기 로터(180)는 상기 임펠러하우징(141)의 일 측에 형성된 로터수용 부(145)의 내부에 회전가능하게 배치되며, 상기 스테이터(170)는 상기 로터수용부(145)의 외측에 배치된다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(185)에는 상기 샤프트(185)를 회전가능하게 지지할 수 있게 베어링(191a,191b)이 구비될 수 있다. 상기 베어링(191a,191b)은 상기 샤프트(185)의 축선방향을 따라 이격되게 양 단부영역에 각각 배치될 수 있다. 상기 각 베어링(191a,191b)은 상기 샤프트(185)를 축선방향으로 지지할 수 있게 스러스트베어링(192)을 각각 구비할 수 있다. 이에 의해, 상기 샤프트(185)의 축선방향의 하중을 분산지지하여 응력집중을 방지할 수 있고, 응력집중에 기인한 스러스트베어링(192) 및 이 스러스트베어링(192)과 접촉되는 영역(베어링접촉부(187,215))의 강제 마모를 억제할 수 있다.
상기 샤프트(185)에는 상기 임펠러(150)와 가까운 쪽의 스러스트베어링(192)과 접촉될 수 있게 베어링접촉부(215)가 구비될 수 있다. 상기 베어링접촉부(215)는 상기 샤프트(185)에 결합되며 원통부(216) 및 플랜지부(217)를 구비한 부싱으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 샤프트(185)에는 상기 임펠러(160)로부터 먼 쪽의 스러스트베어링(192)과 접촉될 수 있게 베어링접촉부(187)가 형성될 수 있다. 상기 베어링접촉부(187)는 상기 샤프트(185)를 반경방향으로 축소되게 절취하는 것에 의해 형성될 수 있다.
한편, 상기 샤프트(185)에는 상기 임펠러(150)의 회전시 흡입되는 유체에 기인하여 발생되는 추력과 반대방향으로 작용하는 추력을 발생하는 추력발생부(250) 가 각각 형성될 수 있다. 이하, 설명의 편의상 상기 임펠러(150)와 가까운 쪽의 추력발생부는 제1추력발생부(260)로 칭하고, 상기 임펠러(150)와 먼 쪽의 추력발생부는 제2추력발생부(270)로 칭하기로 한다. 여기서, 상기 제1추력발생부(260)는 두 영구자석(261a,261b)을 척력이 작용하게 배치하여 구성될 수 있으며, 상기 제2추력발생부(270)는 흡인력이 작용하게 적어도 하나의 영구자석을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 추력발생부를 복수로 구성하면 추력을 발생하는 영구자석들의 크기를 줄일 수 있어 제작 및 설치를 용이하게 할 수 있다.
상기 제1추력발생부(260)는 척력이 작용하게 대면하는 면이 서로 동일한 극성을 가지는 두 영구자석(261a,261b)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1추력발생부(260)의 두 영구자석(261a,261b)은 서로 접촉되지 아니하게 서로 이격배치될 수 있다. 상기 제1추력발생부(260)의 두 영구자석(261a,261b)은 스러스트베어링(192) 및 부싱(215)의 플랜지부(217)에 각각 형성된 영구자석수용부(194,218)에 각각 수용될 수 있다. 이때, 상기 각 영구자석수용부(194,218)는 상기 영구자석(261a,261b)의 두께보다 큰 깊이를 가지게 형성될 수 있다. 이에 의해, 두 영구자석(261a,261b)은 서로 접촉되지 아니하고 이격된 상태를 유지하게 된다. 상기 영구자석수용부(194,218)들은 상기 스러스트베어링(192) 및 부싱(215)의 플랜지부(217)의 각 표면으로부터 함몰되게 형성된다는 측면에서 '함몰부'라 정의할 수 있다.
상기 제2추력발생부(270)는 흡인력이 작용하게 서로 이격 배치된 두 영구자석(271a,271b)을 구비하여 구성될 수 있다. 상기 제2추력발생부(270)의 영구자 석(271a,271b) 중 어느 하나(271a)는 상기 샤프트(185)의 단부에 고정 결합되고, 다른 하나(271b)는 상기 샤프트수용부(147)의 내부에 고정 결합될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 스테이터코일(172)에 전원이 인가되면 상기 스테이터코일(172)의 자기력과 상기 로터(180)의 영구자석의 자기력의 상호 작용에 의해 상기 로터(180)가 상기 샤프트(185)를 중심으로 회전한다. 이에 따라 상기 임펠러(150)가 회전되어 상기 흡입부(142)를 통해 세척수가 흡입되어 상기 토출부(143)를 통해 토출된다. 상기 임펠러(150)에 의해 토출된 세척수는 상기 연결관을 통해 상기 유체분사부(130)로 이동되고, 상기 유체분사부(130)를 통해 각 바스켓(135)에 수납된 식기로 분사되어 식기를 세척하게 된다.
한편, 상기 임펠러(150)의 회전에 의해 세척수의 흡입시 상기 샤프트(185)에는 축선방향의 추력이 작용하게 된다. 이때, 상기 제1추력발생부(260)의 두 영구자석(261a,261b)사이에 발생된 흡인력(추력) 및 상기 제2추력발생부(270)의 두 영구자석(271a,271b)사이에 작용하는 척력에 의해 상기 임펠러(150)의 회전에 의해 발생된 추력이 상쇄 또는 감쇄된다. 이에 의해 상기 스러스트베어링(192)과 상기 베어링접촉부(187,215) 사이의 마찰력이 현저하게 저감될 수 있다. 이에 의해 축선방향으로 접촉되는 부품들의 마모 및 진동 및 소음이 현저하게 저감될 수 있다. 또한, 회전시 축선방향의 부품(스러스트베어링(192), 베어링접촉부(187,215))간 마찰력이 현저하게 감소되므로 모터(160)의 전류 입력이 저감될 수 있다. 이에 의해 모터(160)의 온도 상승이 억제되어 온도 상승에 따른 부품의 강제 열화가 억제되고 모터(160)의 운전 효율이 제고될 수 있다.
전술 및 도시한 실시예에서는, 본 발명의 모터가 식기세척기의 세척수펌프에 구비된 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 회전시 축선방향의 추력이 발생되어 축선방향으로 접촉되는 부품 간의 마찰력을 증대시키는 모터(예를 들면 축류팬의 모터 등)에 본 발명의 모터가 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1 내지 도 에는 추력발생부가 각각 두 개의 영구자석을 구비하에 구성된 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 도 1 내지 도 3과 관련하여 전술한 추력발생부와 도 4 및 도 5와 관련하여 전술한 추력발생부가 단일의 모터에 동시에 구성될 수도 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식기세척기의 단면도,
도 2는 도 1의 세척수펌프의 단면도,
도 3은 도 2의 요부확대도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 식기세척기의 세척수 펌프의 단면도,
도 5는 도 4의 요부확대도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 식기세척기의 세척수펌프의 단면도,
도 7은 도 6의 요부확대도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 캐비넷 115 : 도어
120 : 터브 130 : 유체분사부
131 : 섬프 135 : 바스켓
140 : 세척수펌프 141 : 임펠러하우징
142 : 흡입부 143 : 토출부
145 : 로터수용부 147 : 샤프트수용부
150 : 임펠러 160 : 모터
170 : 스테이터 171 : 스테이터코어
172 : 스테이터코일 180 : 로터
181 : 로터프레임 182,211a,211b : 영구자석
187,215 : 베어링접촉부 190,191a,191b : 베어링
192 : 스러스트베어링 210 : 추력발생부
215 : 부싱 216 : 원통부
217 : 플랜지부

Claims (15)

  1. 스테이터;
    샤프트를 중심으로 상기 스테이터에 회전가능하게 배치되는 로터; 그리고
    축선방향으로 추력을 발생시키는 추력발생부;
    를 포함하는 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추력발생부는 축선방향으로 배치되는 두 영구자석을 포함하는 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 두 영구자석은 상호 간 척력이 작용하게 배치되는 모터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 두 영구자석은 상호 간 인력이 작용하게 배치되는 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 추력발생부는 축선방향으로 배치되는 영구자석 및 자성체를 포함하는 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트의 일 단에는 유체를 축선방향으로 흡입하는 임펠러가 구비되며,
    상기 추력발생부는 상기 임펠러의 회전시 발생되는 추력과 반대 방향으로 작용하는 추력을 발생시키는 모터.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샤프트를 축선방향으로 지지하는 스러스트베어링을 더 포함하는 모터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스러스트베어링에는 판면으로부터 함몰된 함몰부가 형성되는 모터.
  9. 스테이터;
    샤프트를 중심으로 상기 스테이터에 회전가능하게 배치되는 로터;
    상기 샤프트를 축선방향으로 지지하는 스러스트베어링; 그리고
    축선방향으로 추력을 발생시키는 추력발생부;
    를 포함하는 모터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 추력발생부는 상기 스러스트베어링에 구비되는 영구자석을 포함하는 모터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 스러스트베어링에는 상기 영구자석이 수용될 수 있게 영구자석수용부가 형성되는 모터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 영구자석은 표면이 상대물과 접촉되지 아니하게 상기 영구자석수용부에 수용되는 모터.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 영구자석수용부는 원형 단면으로 형성되는 모터.
  14. 세척공간을 형성하는 터브;
    상기 터브의 내부에 유체를 분사하는 유체분사부;
    회전시 유체를 상기 유체분사부에 공급하는 임펠러; 그리고
    상기 임펠러를 회전시키는 제1항의 모터;
    를 포함하는 식기세척기.
  15. 세척공간을 형성하는 터브;
    상기 터브의 내부에 유체를 분사하는 유체분사부;
    회전시 유체를 상기 유체분사부에 공급하는 임펠러; 그리고
    상기 임펠러를 회전시키는 제9항의 모터;
    를 포함하는 식기세척기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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