KR20120015587A - 드럼세탁기용 직결형 구동 장치 및 이를 이용한 드럼세탁기 - Google Patents

드럼세탁기용 직결형 구동 장치 및 이를 이용한 드럼세탁기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 드럼세탁기용 직결형 구동 장치 및 이를 이용한 드럼세탁기에 관한 것으로, 회전축에 로터를 연결하지 않고 바스켓 배면에 로터를 일체로 결합하여 로터에 대한 스테이터의 직접적인 상호작용에 의해 바스켓을 구동함으로써, 세탁기의 공간 효율성을 높일 뿐만 아니라, 제작비용을 줄이고 제조공정을 단순화할 수 있도록 하기 위한, 드럼세탁기용 직결형 구동 장치 및 이를 이용한 드럼세탁기를 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 드럼세탁기용 구동 장치로서, 원주방향으로 향한 자석을 구비하고, 바스켓의 배면에 일단부가 착탈가능하게 장착된 적어도 하나의 로터; 상기 바스켓을 수용하는 터브의 개구부에 스테이터 지지부가 장착되며, 상기 로터의 자석과 대향하여 로터를 회전구동시키도록 상기 스테이터 지지부로부터 돌출되어 스테이터 코어에 코일이 권선된 적어도 하나의 스테이터; 및 상기 바스켓에 일단부가 고정되고 타단부가 스테이터 지지부에 회전가능하게 결합된 회전축;을 포함한다.

Description

드럼세탁기용 직결형 구동 장치 및 이를 이용한 드럼세탁기{DIRECT DRIVE APPARATUS FOR DRUM WASHING MACHINE AND DRUM WASHING MACHINE THEREOF}
본 발명은 드럼세탁기용 직결형 구동 장치 및 이를 이용한 드럼세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 회전축에 로터를 연결하지 않고 바스켓 배면에 로터를 일체로 결합하여 로터에 대한 스테이터의 직접적인 상호작용에 의해 바스켓을 구동함으로써, 세탁기의 공간 효율성을 높일 뿐만 아니라, 제작비용을 줄이고 제조공정을 단순화할 수 있도록 하기 위한, 드럼세탁기용 직결형 구동 장치 및 이를 이용한 드럼세탁기에 관한 것이다.
세탁기는 주로 모터를 주동력으로 하며, 세제와 물을 이용하여 의복에 묻어 있는 오염물을 떼어내도록 세탁, 헹굼 및 탈수의 과정을 진행하는 장치이다. 이러한 세탁기는 동력장치인 모터, 세탁물에 에너지를 전달하는 기계부, 세탁과정을 조정하는 제어부, 물을 넣고 빼는 급수부 및 배수부로 크게 구성된다. 세부적으로, 세탁기는 세탁물을 수용하는 바스켓(basket)과 세탁수를 수용하는 터브(tub)로 이루어진 구조를 갖는다.
한편, 터브의 외부에 배치된 모터는 영구자석이 부착된 로터(rotor) 및 코일이 권선된 스테이터(stator)를 포함한다. 이때, 스테이터는 터브의 외부에 설치되고, 그에 따라 로터는 스테이터의 외주에 배치된다. 이는 모터를 위해 터브의 외부에 별도 공간을 마련해야 하므로, 터브 및 바스켓의 크기를 제한하여 세탁기 용량의 한계 요인으로 공간 활용성을 떨어뜨린다.
또한, 모터는 회전축을 통해 터브 내에 배치된 바스켓으로 회전력을 전달한다. 즉, 회전축은 모터의 회전력을 전달하는 주요한 수단이기 때문에, 회전력 전달에 따른 부하가 크게 걸린다. 이때, 회전축은 회전력에 의한 부하를 견딜 수 있는 구조[일례로, 세레이션(serration) 구조]로 로터와 연결된다. 이는 로터와 별도의 연결구조를 구비해야 하므로, 로터와 연결을 위한 부품이 필요하고 해당 부품을 설치하기 위한 조립 공정이 요구된다. 이와 같이, 종래에는 제조 공정이 복잡하고 제조 비용이 상승한다.
상기와 같은 이유로, 대한민국 등록특허 제662150호에는, 세탁기의 공간 활용성을 증대하고, 회전축의 동력 전달 부하를 감소시키기 위한 구조가 제안되었다. 즉, 대한민국 등록특허 제662150호에 개시된 드럼세탁기는, 별도의 로터를 구비하지 않고 드럼(즉, 바스켓)에 배치된 영구자석, 영구자석과 상호 작용을 통한 회전력을 발생시키는 고정자(즉, 스테이터)를 구비한다. 이와 같은 종래의 드럼세탁기는 드럼에 영구 자석이 설치되고 고정자가 터브에 설치됨으로써, 별도의 회전자 프레임이 없이 드럼 자체가 회전자로서 기능을 수행한다. 이처럼, 종래의 드럼세탁기는 터브 외부에 모터의 설치공간이 별도로 필요하지 않다는 점에서 공간 효율성을 높일 수 있다.
하지만, 종래의 드럼세탁기는 영구자석을 드럼에 직접 부착하여 회전자 기능을 수행해야 하므로, 고정자와 상호 작용하여 회전력을 발생할 수 있도록 드럼의 형상을 성형해야 한다. 즉, 영구자석이 부착된 드럼은 소정의 깊이를 갖는 함몰부를 형성해야 하는 제조상 어려움이 존재한다.
아울러, 드럼은 영구자석이 직접 배치됨에 따라, 고정자와 회전력을 발생하기 위해 자화되는 재질에 의해서만 제조되어야 한다. 이는 결국 드럼 재질의 제한으로 인한 제조비용을 상승시키고, 그러한 재질의 드럼에 함몰부를 성형함에 따른 제작공정을 복잡하게 한다.
더욱이, 종래 드럼세탁기는 로터를 구성하는 영구자석이 드럼 내부의 함몰부에 일체로 고정 설치된 것이므로, 고장이 발생하면 이를 교체하는 방식으로 수리하기 어려워 A/S에 있어 한계가 있다.
또한, 종래 드럼세탁기는 스테이터의 전면패널이 배면패널과 일체로 형성되고, 그 내부에 권선이 설치된 구조이다. 이에 따라, 고장발생시에는 터브 전체를 분해하여 고장 수리를 진행해야 하므로 A/S가 어렵다.
따라서, 종래의 세탁기는 공간 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 제작비용을 줄이고 제조공정이 간단한 방식에 의해 제작될 필요성이 있다.
따라서 상기와 같은 종래 기술은 공간 효율성을 확보하더라도 제작비용이 비싸고 제조공정이 복잡한 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.
따라서 본 발명은 회전축에 로터를 연결하지 않고 바스켓 배면에 로터를 일체로 결합하여 로터에 대한 스테이터의 직접적인 상호작용에 의해 바스켓을 구동함으로써, 세탁기의 공간 효율성을 높일 뿐만 아니라, 제작비용을 줄이고 제조공정을 단순화할 수 있도록 하기 위한, 드럼세탁기용 직결형 구동 장치 및 이를 이용한 드럼세탁기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 로터 및 스테이터를 바스켓 및 터브에 착탈가능하게 조립할 수 있는 구조이므로 A/S가 용이한 구조를 제공하기 위한, 드럼세탁기용 직결형 구동 장치 및 이를 이용한 드럼세탁기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 드럼세탁기용 구동 장치로서, 원주방향으로 향한 자석을 구비하고, 바스켓의 배면에 일단부가 착탈가능하게 장착된 적어도 하나의 로터; 상기 바스켓을 수용하는 터브의 개구부에 스테이터 지지부가 장착되며, 상기 로터의 자석과 대향하여 로터를 회전구동시키도록 상기 스테이터 지지부로부터 돌출되어 스테이터 코어에 코일이 권선된 적어도 하나의 스테이터; 및 상기 바스켓에 일단부가 고정되고 타단부가 스테이터 지지부에 회전가능하게 결합된 회전축;을 포함한다.
상기 로터에는, 상기 바스켓에 결합을 위한 로터 결합부가 형성되어 있고, 로터 결합부재를 이용하여 상기 로터 결합부와 상기 바스켓을 일체로 결합하는 것을 특징으로 한다.
상기 스테이터 지지부는, 지지부 결합부재를 이용하여 상기 터브에 취부되는 것을 특징으로 한다.
상기 로터 및 상기 스테이터는, 방수용 수지를 이용하여 코팅 처리되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전축은, 회전에 의한 상기 바스켓의 외부 이탈을 방지하기 위해 타단부에 고정부재를 부착하는 것을 특징으로 한다.
상기 로터는, 싱글 로터 구조로서, 백요크에 영구자석을 장착하여 상기 스테이터에 대향하여 배치함으로써, 상기 백요크에 대해 상기 스테이터와 자기회로를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 로터는, U자형 더블 로터 구조로서, 일측에 제1 백요크에 제1 영구자석을 장착하고 타측에 제2 백요크에 제2 영구자석을 장착하여 U자형 내부에 상기 스테이터를 위치시킴으로써, 상기 제1 백요크 및 상기 제2 백요크 각각에 대해 상기 스테이터와 자기회로를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 로터는, 백요크의 내주에 제1 영구자석을 장착하고, 외주에 제2 영구자석을 장착하며, 상기 스테이터는, 한 쌍의 내부 스테이터와 외부 스테이터로 이루어진 더블 스테이터 구조로서, 상기 내부 스테이터를 상기 제1 영구자석에 대향하여 배치하고 상기 외부 스테이터를 상기 제2 영구자석에 대향하여 배치함으로써, 상기 내부 스테이터 및 상기 외부 스테이터 각각에 대해 상기 백요크와 자기회로를 형성하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 드럼세탁기로서, 바스켓; 상기 바스켓을 수용하여 배면 중앙에 개구부를 갖는 터브; 원주방향으로 향한 자석을 구비하고, 상기 바스켓의 배면에 일단부가 착탈가능하게 장착된 적어도 하나의 로터; 상기 터브의 개구부에 스테이터 지지부가 장착되며, 상기 로터의 자석과 대향하여 로터를 회전구동시키도록 상기 스테이터 지지부로부터 돌출되어 스테이터 코어에 코일이 권선된 적어도 하나의 스테이터; 및 상기 바스켓에 일단부가 고정되고 타단부가 스테이터 지지부에 회전가능하게 결합된 회전축;을 포함한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 회전축에 로터를 연결하지 않고 바스켓 배면에 로터를 일체로 결합하여 로터에 대한 스테이터의 직접적인 상호작용에 의해 바스켓을 구동함으로써, 세탁기의 공간 효율성을 높일 뿐만 아니라, 제작비용을 줄이고 제조공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 터브와 바스켓 사이에 형성된 공간에 집약적으로 로터와 스테이터를 모두 설치함으로써, 드럼 및 터브의 용량을 증대시켜 세탁기의 공간 활용성을 증대할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 이너-로터 구조의 커버 일체형 구조를 구현하여 모터 내부에서 회전하는 로터에 의한 소음을 차단할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 싱글 로터/싱글 스테이터 구조뿐만 아니라, 더블 로터/싱글 스테이터 구조 및 더블 로터/더블 스테이터 구조를 구현함으로써, 로터의 출력토크를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 로터 및 스테이터를 바스켓 및 터브에 착탈가능하게 조립할 수 있는 구조이므로 A/S가 용이한 구조를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼세탁기용 직결형 구동 장치를 나타낸 축방향 단면도,
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 드럼세탁기용 직결형 구동 장치를 나타낸 축방향 단면도,
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 드럼세탁기용 직결형 구동 장치를 나타낸 축방향 단면도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼세탁기용 직결형 구동 장치를 나타낸 축방향 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 드럼세탁기용 직결형 구동 장치(이하 "구동 장치"라 함, 100)는, 싱글 로터/싱글 스테이터 구조를 이용하여 세탁기(1)를 구동한다.
제1 실시예에 따른 구동 장치(100)는 로터(110)를 내측(즉, 바스켓측)에 배치하는 이너-로터(inner-rotor) 구조의 커버 일체형을 구현하여 모터 내부에서 회전하는 로터(110)에 의한 소음을 차단한다. 이러한 구동 장치(100)는 터브(140)와 바스켓(150) 사이에 형성된 공간에 집약적으로 로터(110)와 스테이터(120)를 모두 설치함으로써, 커버 일체형이지만 슬림형 구조로 제작할 수 있고, 드럼 및 터브의 용량을 증대시켜 세탁기(1)의 공간 활용성을 증대할 수 있다.
특히, 로터(110)는 세탁물을 수용하는 바스켓(150) 하부에 일체로 결합됨에 따라, 회전축(130)에 연결되지 않고 스테이터(120)의 직접적인 상호 작용을 통해 발생된 회전력을 그대로 이용하여 일체로 결합된 바스켓(150)을 회전 구동한다. 즉, 바스켓(150)은 회전축(130)을 통해 전달되는 회전력에 의해 회전하는 것이 아니라, 로터(110)의 회전 구동 자체에 의해 회전한다. 다시 말해, 회전축(130)은 로터(110)의 회전력을 바스켓(150)에 전달하는 수단이 아니라, 로터(110)에 의한 바스켓(150)의 회전 기준이면서 회전 지지 수단이다.
이에 따라, 로터(110)는 회전축(130)에 회전력을 전달하기 위한 별도의 세레이션 구조를 채용하지 않기 때문에, 세레이션 부품의 생략을 통해 비용을 절감하고, 로터 구조 자체를 간단히 설계할 수 있을 뿐만 아니라 모터의 체적 축소에 따른 세탁기(1) 용량의 확장을 기대할 수 있다. 이는 로터(110)의 회전력을 회전축(130)을 통해 바스켓(150)에 전달하는 방식에 비해, 회전축(130)에 가해지는 부하를 감소시켜 바스켓(150) 구동에 대한 신뢰성을 향상할 수 있다.
구체적으로, 로터(110)는 바스켓(150)의 배면에 일단부가 착탈가능하게 장착되는데, 회전축(130)을 중심으로 회전축(130)의 둘레에 결합된다. 이때, 로터(110)는 바스켓(150)에 결합을 위한 로터 결합부(111a)가 형성되어 있으며, 로터 결합부재(111b)(일례로, 나사, 볼트 등)를 이용하여 로터 결합부(111a)와 바스켓(150)을 일체로 결합한다.
또한, 로터(110)는 고리형의 백요크(110a) 내주에 N극 및 S극이 교대로 자화된 영구자석(110b)이 원주방향으로 향하여 구비된다. 이때, 영구자석(110b)은 N극 및 S극으로 착자된 분할편으로 이루어진 다수의 자석이거나, N극 및 S극이 분할착자된 링 형상의 자석일 수 있다.
한편, 스테이터(120)는 로터(110)에 대해 소정의 자기갭(gap)을 가지고 대향하며, 코일(120a)이 통전될 때 로터(110)의 영구자석(110b)과의 관계에서 토크를 발생시켜 로터(110)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하도록 한다. 이때, 스테이터(120)는 스테이터 코어(120b)로부터 로터(110)의 백요크(110a)에 이르는 경로인 자기회로를 형성한다. 여기서, 스테이터(120)는 일체형 스테이터 코어(즉, 통 코어) 또는 분할형 스테이터 코어(즉, 분할 코어)로 구현될 수 있다. 특히, 분할형 스테이터 코어 구조가 적용되는 경우에는, 채움률(fill factor)을 극대화하고 정렬 권선을 할 수 있다.
또한, 스테이터(120)는 스테이터 코어(120b)의 외주를 감싸는 절연용 보빈(도 1에 미도시)이 일체로 형성된 후 보빈의 외주에 코일(120a)이 권선되어 고리형으로 조립된다. 이때, 상기와 같이 조립된 스테이터(120)는 외측면이 인서트 몰딩 방식에 의해 열경화성 수지로 몰딩될 때, 고리형의 스테이터 지지부(121)와 일체로 형성된다. 여기서, 스테이터(120)는 로터(110)의 영구자석(110b)과 대향하여 로터(110)를 회전구동하도록 스테이터 지지부(121)로부터 돌출되어 있다.
여기서, 코일(120a)은 3상(U상, V상, W상)의 개별 코일들로서, 권선시에 3상 스타 결선 또는 3상 델타 결선으로 권선된다. 부가적으로, 코일(120a)은 일반적으로 구리(Cu) 재질을 사용하나, 구리에 비해 1/3 비중을 가질 뿐 아니라 가격도 상대적으로 저렴한 알루미늄(Al) 재질을 사용할 수도 있다. 다만, 알루미늄의 경우에는 쉽게 산화될 여지가 있어 코일(120a)에 채용되기 어렵지만, 코일(120a)이 권선된 상태로 열경화성 수지로 외부를 피복하여 산화를 방지할 수 있다.
스테이터 지지부(121)는 스테이터(120)를 지지 및 결합할 수 있는 구조를 제공할 뿐만 아니라, 터브(140)의 개구부에 대한 커버 기능도 동시에 제공하므로 별도의 모터 커버를 구비하지 않아도 되므로 모터의 슬림화를 가능하게 한다. 이는 빌트-인 타입의 드럼세탁기에서 바람직한 저소음 구조를 구현할 수 있도록 한다. 이때, 스테이터 지지부(121)는 지지부 결합부재(123)(일례로, 나사, 볼트 등)를 이용하여 터브(140)에 취부된다.
또한, 스테이터 지지부(121)는 회전축(130)의 외주부를 지지하기 위한 절곡부(122)를 바스켓(150)을 향해 연장 형성한다. 이때, 회전축(130)은 제1 베어링(130a)과 제2 베어링(130b)이 소정의 간격으로 이격 배치된 절곡부(122)의 내부에서 회전 가능하게 지지 및 결합된다.
회전축(130)은 로터(110) 및 스테이터(120)의 조립 기준이다. 이에 따라, 로터(110)와 스테이터(120)는 회전축(130)을 중심으로 자기갭을 균일하게 유지하여 조립함으로써, 회전시 자기갭 불균일에 의한 진동소음을 줄일 수 있다. 아울러, 회전축(130)은 회전시에 선단부에 결합된 바스켓(150)의 외부 이탈을 방지하기 위해 타단부에 고정부재(130c)를 부착한다.
부가적으로, 로터(110) 및 스테이터(120)은 터브(140)와 바스켓(150) 사이에 배치하므로 물에 의한 내수성을 확보하기 위해, 방수용 수지(일례로, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지 등)를 이용하여 코팅 처리되는 것이 바람직하다. 이에 대해서는 당업자라면 쉽게 이해할 수 있는 내용으로서 자세한 설명을 생략한다.
이러한 구동 장치(100)는 로터(110) 및 스테이터(120)를 터브(140)와 바스켓(150)에 착탈가능하게 조립할 수 있는 구조이므로 A/S가 용이한 구조를 갖는다.
이하, 후술할 도 2 및 도 3을 참조하여 구동 장치(100)의 다른 실시예에 대해 설명하며, 이때 구동 장치(100)의 구성요소에 대응하여 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 명칭을 동일하게 하고 도면번호를 달리하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 드럼세탁기용 직결형 구동 장치를 나타낸 축방향 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동 장치(200)는, 더블 로터/싱글 스테이터 구조를 이용하여 세탁기(1)를 구동한다.
특히, 로터(210)는 U자형의 더블형 로터로서, U자형의 일측에 제1 백요크(210a)의 내측에 대해 N극 S극이 교대로 자화된 제1 영구자석(210b)을 장착하고, U자형의 타측에 제2 백요크(210c)의 내측에 대해 N극 S극이 교대로 자화된 제2 영구자석(210d)을 장착한다. 이때, 로터(210)는 바스켓(250)에 결합을 위한 로터 결합부(211a)가 형성되어 있으며, 로터 결합부재(211b)를 이용하여 로터 결합부(211a)와 바스켓(250)을 일체로 결합한다.
한편, 스테이터(220)는 U자형의 로터(210) 내부에 위치하여, 일측이 제1 백요크(210a)에 장착된 제1 영구자석(210b)에 대해 자기갭을 갖고 대향하며, 타측이 제2 백요크(210c)에 장착된 제2 영구자석(210d)에 대해 자기갭을 갖고 대향한다. 이때, 스테이터(220)는 제1 백요크(210a) 및 제2 백요크(210b) 각각에 대해 독립적인 자기회로를 형성하며, 코일(220a)이 통전될 때 로터(210)의 제1 영구자석(210b) 및 제2 영구자석(210d)와의 관계에서 토크를 발생시켜 로터(210)를 회전시킨다.
이와 같이, 로터(210)는 제1 영구자석(210b) 및 제2 영구자석(210d) 양측에 대해 스테이터(220)에 의한 자기력이 가해지므로 출력토크가 증가한다. 또한, 로터(210)는 회전축(230)에 회전력을 전달하기 위한 별도의 세레이션 구조를 채용하지 않기 때문에, 세레이션 부품의 생략을 통해 비용을 절감하고, 로터 구조 자체를 간단히 설계할 수 있을 뿐만 아니라 모터의 체적 축소에 따른 세탁기(1) 용량의 확장을 기대할 수 있다.
아울러, 스테이터(220)는 스테이터 코어(220b)의 외주를 감싸는 절연용 보빈(도 2에 미도시)이 일체로 형성된 후 보빈의 외주에 코일(220a)이 권선된다.
또한, 스테이터 지지부(221)는 회전축(230)을 지지하기 위한 절곡부(222)를 바스켓(250)을 향하여 연장 형성한다. 이때, 회전축(230)은 제1 베어링(230a)과 제2 베어링(230b)이 소정의 간격으로 이격 배치된 절곡부(222)의 내부에서 회전 가능하게 지지 및 결합된다. 이때, 스테이터 지지부(221)는 지지부 결합부재(223)를 이용하여 터브(240)에 결합한다.
이와 같이, 제2 실시예에 따른 구동 장치(200)는 로터(220) 이외의 구성요소가 제1 실시예에 따른 구동 장치(100)의 구성요소에 중복되므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 드럼세탁기용 직결형 구동 장치를 나타낸 축방향 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 드럼세탁기용 직결형 구동 장치(300)는, 더블 로터/더블 스테이터 구조를 이용하여 세탁기(1)를 구동한다.
로터(310)는 백요크(310a)의 내외측 각각에 대해 N극 S극이 교대로 자화된 제1 및 제2 영구자석(310b,310c)을 장착한다. 이때, 로터(310)는 바스켓(350)에 결합을 위한 로터 결합부(311a)가 형성되어 있으며, 로터 결합부재(311b)를 이용하여 로터 결합부(311a)와 바스켓(350)을 일체로 결합한다.
로터(310)는 일체형 로터를 배치하더라도, 실제로 내부 스테이터(320) 및 외부 스테이터(325) 각각에 대해 독립된 자기 회로를 형성하므로 내부 스테이터(320) 및 외부 스테이터(325) 각각에 대향하는 더블 로터 기능을 수행한다. 로터(310)는 내부 스테이터(320)와 외부 스테이터(325) 사이에 배치된다.
한편, 내부 스테이터(320)는 백요크(310a)에 장착된 제1 영구자석(310b)에 대해 자기갭을 갖고 대향한다. 이때, 내부 스테이터(320)는 백요크(310a)에 대해 독립적인 자기회로를 형성하며, 코일(320a)이 통전될 때 로터(310)의 제1 영구자석(310b)와의 관계에서 토크를 발생시켜 로터(310)를 회전시킨다.
마찬가지로, 외부 스테이터(325)는 백요크(310a)에 장착된 제2 영구자석(310c)에 대해 자기갭을 갖고 대향한다. 이때, 외부 스테이터(325)는 백요크(310a)에 대해 독립적인 자기회로를 형성하며, 코일(325a)이 통전될 때 로터(310)의 제2 영구자석(310c)와의 관계에서 토크를 발생시켜 로터(310)를 회전시킨다.
이와 같이, 로터(310)는 제1 영구자석(310b)에 대해 내부 스테이터(320)에 의한 자기력이 가해지고, 제2 영구자석(310c)에 대해 외부 스테이터(325)에 의한 자기력이 가해지므로, 출력토크가 크게 증가한다. 또한, 로터(310)는 회전축(330)에 회전력을 전달하기 위한 별도의 세레이션 구조를 채용하지 않기 때문에, 세레이션 부품의 생략을 통해 비용을 절감하고, 로터 구조 자체를 간단히 설계할 수 있을 뿐만 아니라 모터의 체적 축소에 따른 세탁기(1) 용량의 확장을 기대할 수 있다
아울러, 내부 스테이터(320)는 스테이터 코어(320b)의 외주를 감싸는 절연용 보빈(도 3에 미도시)이 일체로 형성된 후 보빈의 외주에 코일(320a)이 권선되고, 외부 스테이터(325)는 스테이터 코어(325b)의 외주를 감싸는 절연용 보빈(도 3에 미도시)이 일체로 형성된 후 보빈의 외주에 코일(325a)이 권선된다.
또한, 스테이터 지지부(321)는 회전축(330)을 지지하기 위한 절곡부(322)를 바스켓(350)을 향하여 연장 형성한다. 이때, 회전축(330)은 제1 베어링(330a)과 제2 베어링(330b)이 소정의 간격으로 이격 배치된 절곡부(322)의 내부에서 회전 가능하게 지지 및 결합된다. 이때, 스테이터 지지부(321)는 지지부 결합부재(323)를 이용하여 터브(340)에 결합한다.
이와 같이, 제3 실시예에 따른 구동 장치(300)는 내부 스테이터(320) 및 외부 스테이터(325) 이외의 구성요소가 제1 실시예에 따른 구동 장치(100)의 구성요소에 중복되므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.
전술한 바와 같이, 제1 내지 제3 실시예에 따른 구동 장치(100 내지 300)는, 로터(110,210,310)를 바스켓(150,250,350)에 직접 연결함으로써, 로터(110,210,310)를 회전축(130,230,330)에 연결하기 위한 별도의 프레임이 요구되지 않고, 로터(110,210,310)와 일체로 연결된 바스켓(150,250,350) 자체가 로터가 된다. 그러면, 종래 로터 및 스테이터로 이루어진 구동 모터가 드럼 및 터브와 별도로 제작되어 별도로 요구되던 구동 모터의 설치 공간은, 드럼 및 터브의 공간으로 활용될 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 실시예에 따른 구동 장치(100 내지 300)가 적용된 세탁기에서는, 드럼 및 터브의 용량이 증대되어 세탁기의 공간 활용성이 증대될 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
110: 로터 110a: 백요크
110b: 영구자석 111a: 로터 결합부
111b: 로터 결합부재 120: 스테이터
120a: 코일 120b: 스테이터 코어
121: 스테이터 지지부 122: 절곡부
123: 지지부 결합부재 130: 회전축
130a: 제1 베어링 130b: 제2 베어링
130c: 고정부재 140: 터브
150: 바스켓

Claims (9)

  1. 드럼세탁기용 구동 장치로서,
    원주방향으로 향한 자석을 구비하고, 바스켓의 배면에 일단부가 착탈가능하게 장착된 적어도 하나의 로터;
    상기 바스켓을 수용하는 터브의 개구부에 스테이터 지지부가 장착되며, 상기 로터의 자석과 대향하여 로터를 회전구동시키도록 상기 스테이터 지지부로부터 돌출되어 스테이터 코어에 코일이 권선된 적어도 하나의 스테이터; 및
    상기 바스켓에 일단부가 고정되고 타단부가 스테이터 지지부에 회전가능하게 결합된 회전축;
    을 포함하는 드럼세탁기용 직결형 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 로터에는, 상기 바스켓에 결합을 위한 로터 결합부가 형성되어 있고, 로터 결합부재를 이용하여 상기 로터 결합부와 상기 바스켓을 일체로 결합하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기용 직결형 구동 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스테이터 지지부는, 지지부 결합부재를 이용하여 상기 터브에 취부되는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기용 직결형 구동 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 로터 및 상기 스테이터는, 방수용 수지를 이용하여 코팅 처리되는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기용 직결형 구동 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 회전축은, 회전에 의한 상기 바스켓의 외부 이탈을 방지하기 위해 타단부에 고정부재를 부착하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기용 직결형 구동 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터는, 싱글 로터 구조로서, 백요크에 영구자석을 장착하여 상기 스테이터에 대향하여 배치함으로써, 상기 백요크에 대해 상기 스테이터와 자기회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기용 직결형 구동 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터는, U자형 더블 로터 구조로서, 일측에 제1 백요크에 제1 영구자석을 장착하고 타측에 제2 백요크에 제2 영구자석을 장착하여 U자형 내부에 상기 스테이터를 위치시킴으로써, 상기 제1 백요크 및 상기 제2 백요크 각각에 대해 상기 스테이터와 자기회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기용 직결형 구동 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터는, 백요크의 내주에 제1 영구자석을 장착하고, 외주에 제2 영구자석을 장착하며, 상기 스테이터는,한 쌍의 내부 스테이터와 외부 스테이터로 이루어진 더블 스테이터 구조로서, 상기 내부 스테이터를 상기 제1 영구자석에 대향하여 배치하고 상기 외부 스테이터를 상기 제2 영구자석에 대향하여 배치함으로써, 상기 내부 스테이터 및 상기 외부 스테이터 각각에 대해 상기 백요크와 자기회로를 형성하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기용 직결형 구동 장치.
  9. 드럼세탁기로서,
    바스켓;
    상기 바스켓을 수용하여 배면 중앙에 개구부를 갖는 터브;
    원주방향으로 향한 자석을 구비하고, 상기 바스켓의 배면에 일단부가 착탈가능하게 장착된 적어도 하나의 로터;
    상기 터브의 개구부에 스테이터 지지부가 장착되며, 상기 로터의 자석과 대향하여 로터를 회전구동시키도록 상기 스테이터 지지부로부터 돌출되어 스테이터 코어에 코일이 권선된 적어도 하나의 스테이터; 및
    상기 바스켓에 일단부가 고정되고 타단부가 스테이터 지지부에 회전가능하게 결합된 회전축;
    을 포함하는 드럼세탁기.
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