KR20210020429A - 구동부 조립체 및 이를 포함하는 탑로더 세탁기 - Google Patents
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Abstract
구동부 조립체 및 이를 포함하는 탑로더 세탁기가 개시된다. 본 발명의 구동부 조립체는, 베어링하우징, 스테이터 및 클러치스코퍼를 포함하여 구성된다. 제1 홀에는 제1 슬리브가 결합된다. 제2 홀에는 제2 슬리브가 결합된다. 제1 슬리브와 제2 슬리브가 볼트의 결합력에 의해 서로 밀착되더라도, 제2 슬리브는 베어링하우징과 이격될 수 있다.
Description
본 발명은 구동부 조립체 및 이를 포함하는 탑로더 세탁기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 구동부 조립체 및 이를 포함하는 탑로더 세탁기에 관한 것이다.
생활수준이 향상됨에 따라 가전제품이 주거환경의 음향환경에 크게 영향을 미치는 주요 요인이 되고 있다. 특히 가전제품 중에서 세탁기는 높은 소음을 발생시키는 제품 중 하나로 저소음·저진동에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
최근 세탁기는 용량이 증가하고 탈수 속도가 고속화 되는 경향을 나타내고 있다. 그러나 이의 역기능으로 제품의 진동·소음이 크게 문제가 되고 있다.
탑로더(top-loader) 세탁기에서 진동·소음 불량은 전체 불량요인 중 30% 이상을 차지한다. 탑로더(top-loader) 세탁기에서 발생하는 소음의 대부분은 모터에서 발생하는 진동이 주변 구성에 전달되는 과정에서 발생한다.
이와 관련하여 대한민국 공개특허공보 제2005-0064926호(이하 '선행문헌 1')는 전자동 세탁기의 스테이터 체결구조를 개시하고 있다. 선행문헌 1은 본 발명의 출원인에 의해 출원되었다.
선행문헌 1을 참조하면, 스테이터의 체결돌출부에는 스테이터체결공이 형성된다. 스톱퍼에는 스톱퍼체결공이 형성된다. 하부클러치하우징에는 하우징체결공이 형성된다. 하우징체결공에는 암나사산이 형성된다. 볼트는 스테이터체결공, 스톱퍼체결공을 통과해 하우징체결공에 나사결합된다. 스테이터, 스토퍼 및 하부클러치하우징은 볼트에 의해 순차적으로 결합된다.
스테이터는 세탁조의 편심, 로터와 상호 전자기적 반발력 등의 요인(이하 '진동요인')에 의해 진동하게 된다. 세탁물은 세탁 및 탈수시 내조 안에서 이리 저리 움직인다. 따라서, 세탁물은 세탁 및 탈수시 내조 안에서 로터의 회전축을 중심으로 완전한 대칭을 형성할 수 없다. 따라서, 진동요인에 의한 스테이터의 진동을 완전히 제거할 수는 없다.
스테이터와 클러치하우징의 체결구조가 느슨해지면, 스테이터와 로터 사이의 간격이 변동하게 된다. 스테이터와 로터 사이 간격 변동은 진동요인에 의한 진동 및 소음을 증폭시키는 주요한 원인이 된다.
선행문헌 1은, 볼트와 체결돌출부 사이에 풀림방지용 와셔를 구비하여 체결구조가 느슨해지는 현상을 방지하고 있다. 즉, 선행문헌 1은 스테이터와 로터 사이 간격 변동을 막아서 진동 및 소음의 증폭을 억제하기 위한 기술이다.
그러나 선행문헌 1은 진동요인에 의한 소음 자체를 경감시키는 것과는 무관하다. 따라서, 본 발명의 출원인은 진동요인에 의한 소음 자체를 경감시키는 방안을 연구하게 되었다.
이와 관련하여 대한민국 공개특허공보 제2019-0063259호(이하 '선행문헌 2')는 세탁기를 개시하고 있다. 선행문헌 2는 본 발명의 출원인에 의해 출원되었다.
선행문헌 2를 참조하면, 구동부(1000)는 세탁축(1410), 탈수축(1420), 베어링 하우징(1100) 및 구동모터를 포함하여 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 베어링 하우징(1100)의 저면에는 체결부재(BT')가 삽입되기 위한 체결홀(1102)들이 형성된다. 클러치 스토퍼(1500)에는 베어링 하우징(1100)에 고정되기 위한 체결 보스(1510)가 형성된다.
스테이터(1200)에는 체결돌출부가 형성된다. 체결돌출부에는 체결공이 형성된다. 체결공과 체결 보스(1510)에 삽입된 체결부재(BT')는 베어링 하우징(1100)에 체결된다. 따라서 베어링 하우징(1100), 클러치 스토퍼(1500) 및 스테이터(1200)는 함께 고정된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 체결 보스(1510)에는 슬리브(이하 '슬리브A(1512)')가 삽입된다. 슬리브A(1512)는 인서트 사출에 의하여 체결 보스(1510) 내부에 삽입될 수 있다. 슬리브A(1512)는 내부가 비어있는 원통형을 형성한다.
슬리브A(1512)는 금속 재질로 형성된다. 슬리브A(1512)는 체결 보스(1510)의 관통공에 삽입되어, 체결 보스(1510)의 강도를 향상시킨다. 선행문헌 2에는 기재되지 않았으나, 실제 제품에는 체결공에도 슬리브(이하 '슬리브B(1212)')가 삽입되고 있다. 슬리브A(1512)와 슬리브B(1212)는 동일한 원통형태를 형성한다.
스테이터(1200)는 3개의 체결부재(BT')에 의해 베어링 하우징(1100)에 고정된다. 선행문헌 2의 구동부(1000)는 3개의 체결부재(BT')에 의해 고정됨으로써, 6개의 체결부재(BT')에 의해 고정되는 구동부에 비하여 진동 전달량이 감소하게 된다.
그러나 체결부재(BT')의 개수를 줄이면, 하나의 체결부재(BT')에 인가되는 진동에너지는 증가하게 된다. 따라서 체결부재(BT')의 개수를 줄이면, 체결부재(BT') 및 슬리브의 강도가 향상되어야 하는 단점이 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 체결 보스(1510)의 상면이 베어링 하우징(1100)의 저면에 접촉되는 면적을 줄이기 위해, 슬리브A(1512)가 체결 보스(1510)의 상면에서 약 1mm정도 돌출된다. 체결부재(BT')는 슬리브A(1512) 및 슬리브B(1212)를 관통하여 베어링 하우징(1100)의 저면에 고정된다.
선행문헌 2는, 체결 보스(1510)의 상면에서 슬리브A(1512)를 약 1mm정도 돌출시킴으로써, 구동모터에서 발생하는 진동에너지가 클러치 스토퍼(1500)를 통해 베어링 하우징(1100) 측으로 전달되는 면적을 최소화하고 있다.
그러나 출원인이 실제 세탁기의 소음을 분석해본 결과, 구동부(1000)에서 발생하는 소음의 대부분은 1) 슬리브A(1512)와 베어링 하우징(1100)의 접촉면, 2) 체결부재(BT')와 슬리브A(1512) 및 슬리브B(1212)의 접촉면에서 발생하고 있었다.
체결부재(BT'), 슬리브A(1512), 슬리브B(1212) 및 베어링 하우징(1100)은 모두 금속이다. 즉, 구동부(1000)에서 발생하는 소음의 대부분은 체결부위의 금속 간 접촉면으로 요약될 수 있다. 따라서 본 발명의 출원인은 체결부위의 금속 간 접촉면을 최소화하면서도 체결부위의 강도를 확보할 수 있는 방안을 연구하게 되었다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 과제는, 진동요인에 의한 소음 자체를 경감시키는 구동부 조립체 및 이를 포함하는 탑로더 세탁기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 과제는, 볼트의 개수를 줄이고 볼트 및 슬리브의 두께를 두껍게 하지 않아도 소음이 최소화되는 구동부 조립체 및 이를 포함하는 탑로더 세탁기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 과제는, 체결부위의 금속 간 접촉면을 최소화하면서도 체결부위의 강도를 확보할 수 있는 구동부 조립체 및 이를 포함하는 탑로더 세탁기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구동부 조립체는, 제1 슬리브와 제2 슬리브가 볼트의 결합력에 의해 서로 밀착되더라도, 상기 제2 슬리브는 베어링하우징과 이격되도록 이루어진다. 따라서, 진동요인에 의한 소음 자체를 경감시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구동부 조립체는, 상기 베어링하우징, 스테이터 및 클러치스코퍼를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 베어링하우징은 외조 아래에 구비될 수 있다. 상기 베어링하우징은 저면에 상기 볼트가 나사결합될 수 있다.
상기 스테이터는 상기 베어링하우징 아래에 구비될 수 있다. 상기 스테이터에는 제1 홀이 형성될 수 있다.
상기 클러치스토퍼는 상기 베어링하우징과 상기 스테이터 사이에 개재될 수 있다. 상기 클러치스토퍼에는 제2 홀이 형성될 수 있다.
상기 제1 홀에는 제1 슬리브가 결합될 수 있다. 제1 슬리브는 인서트 사출에 의해 상기 제1 홀에 결합될 수 있다.
상기 제2 홀에는 제2 슬리브가 결합될 수 있다. 제2 슬리브는 인서트 사출에 의해 상기 제2 홀에 결합될 수 있다.
상기 볼트는 상기 제1 슬리브 및 상기 제2 슬리브에 삽입되어 상기 베어링하우징, 상기 클러치스토퍼 및 상기 스테이터를 결합할 수 있다.
상기 제1 슬리브와 상기 제2 슬리브가 상기 볼트의 결합력에 의해 서로 밀착되더라도, 상기 제2 슬리브는 상기 베어링하우징과 이격될 수 있다.
상기 제2 슬리브는 고리부 및 관부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고리부는 상기 제1 슬리브의 상단면에 밀착될 수 있다.
상기 관부는 상기 고리부에서 위로 연장될 수 있다. 상기 관부는 상기 베어링하우징과 이격될 수 있다.
상기 고리부의 상면은 상기 클러치스토퍼와 환형 접촉면을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 관부가 상기 베어링하우징 쪽으로 밀리지 않아서 제1 슬리브와 제2 슬리브가 볼트의 결합력에 의해 서로 밀착되더라도, 상기 제2 슬리브는 베어링하우징과 이격된 상태를 유지할 수 있다.
상기 고리부의 저면은 상기 제1 슬리브 둘레에서 상기 스테이터와 접촉면을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 스테이터의 진동에너지에 의한 상기 상기 제1 슬리브와 상기 제2 슬리브 간 수평방향 상대이동을 억제할 수 있다.
상기 클러치스토퍼는 상기 제2 홀을 형성하는 보스부를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 보스부의 저면은 상기 고리부 둘레에서 상기 스테이터와 접촉면을 형성할 수 있다.
상기 클러치스토퍼는 상기 제2 홀의 상단부 둘레에서 상기 볼트의 결합력에 의해 상기 베어링하우징에 밀착될 수 있다. 따라서, 상기 클러치스토퍼와 상기 베어링하우징은 금속 간 접촉면을 형성하지 않으면서도 체결부위의 강도를 확보할 수 있다.
상기 볼트는 나사부, 헤드부 및 연결부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 나사부는 상기 베어링하우징에 나사결합될 수 있다. 상기 나사부는 상기 제1 슬리브 및 상기 제2 슬리브와 상하방향으로 이격될 수 있다.
상기 헤드부는 상기 스테이터를 상기 베어링하우징 쪽으로 밀 수 있다.
상기 연결부는 상기 나사부와 상기 헤드부를 연결할 수 있다. 상기 연결부는 상기 제1 슬리브 및 상기 제2 슬리브와 수평방향으로 이격될 수 있다. 따라서, 체결부위의 금속 간 접촉면을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 구동부 조립체는, 결합부가 베어링하우징과 이격되도록 이루어진다. 따라서, 진동요인에 의한 소음 자체를 경감시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구동부 조립체는, 상기 베어링하우징, 스테이터 및 클러치스코퍼를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 베어링하우징은 외조 아래에 구비될 수 있다. 상기 베어링하우징은 저면에 상기 볼트가 나사결합될 수 있다.
상기 스테이터는 상기 베어링하우징 아래에 구비될 수 있다. 상기 스테이터에는 제1 홀이 형성될 수 있다.
상기 클러치스토퍼는 상기 베어링하우징과 상기 스테이터 사이에 개재될 수 있다. 상기 클러치스토퍼에는 제2 홀이 형성될 수 있다.
상기 제2 홀에는 슬리브가 결합될 수 있다. 슬리브는 인서트 사출에 의해 상기 제2 홀에 결합될 수 있다.
상기 슬리브는 결합부, 삽입부 및 확장부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 결합부는 상기 제2 홀에 결합될 수 있다.
상기 삽입부는 상기 제1 홀에 삽입될 수 있다.
상기 볼트는 상기 슬리브에 삽입되어 상기 베어링하우징, 상기 클러치스토퍼 및 상기 스테이터를 결합할 수 있다.
상기 확장부는 상기 결합부의 하단부 외면에서 돌출될 수 있다.
상기 확장부의 상면은 상기 클러치스토퍼와 환형 접촉면을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 결합부가 상기 베어링하우징 쪽으로 밀리지 않아서 상기 제2 슬리브는 베어링하우징과 이격된 상태를 유지할 수 있다.
상기 확장부의 저면은 상기 삽입부 둘레에서 상기 스테이터와 접촉면을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 스테이터의 진동에너지에 의한 상기 상기 볼트와 상기 슬리브 간 수평방향 상대이동을 억제할 수 있다.
상기 클러치스토퍼는 상기 제2 홀을 형성하는 보스부를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 보스부의 저면은 상기 확장부 둘레에서 상기 스테이터와 접촉면을 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 탑로더 세탁기는, 상기 구동부 조립체를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 제1 슬리브와 제2 슬리브가 볼트의 결합력에 의해 서로 밀착되더라도, 제2 슬리브는 베어링하우징과 이격됨으로써, 금속 재질인 제2 슬리브와 베어링하우징 간 접촉면을 제거할 수 있다. 또한, 클러치스토퍼는 제2 홀의 상단부 둘레에서 볼트의 결합력에 의해 베어링하우징에 밀착된다. 따라서 스테이터의 진동에너지는 합성수지 재질인 보스부를 거쳐서 베어링하우징으로 전달되는 과정에서 소산될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 나사부는 제1 슬리브 및 제2 슬리브와 상하방향으로 이격되고, 연결부는 제1 슬리브 및 제2 슬리브와 수평방향으로 이격됨으로써, 스테이터의 진동에 의한 제1 슬리브 및 제2 슬리브와 볼트 간 충돌을 차단할 수 있다. 따라서, 제1 슬리브 및 제2 슬리브와 볼트 간 충돌에 의한 소음이 최소화될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 고리부의 상면이 클러치스토퍼와 환형 접촉면을 형성함으로써, 보스부와 스테이터 간 상대이동 및 상대회전에 최소화된다. 또한, 고리부는 제1 슬리브와 밀착되는 부위에서 제2 슬리브의 강도를 향상시킨다. 따라서, 제1 슬리브와 제2 슬리브 간 접촉면을 최소화하면서도 체결부위의 강도를 확보할 수 있다.
도 1은 종래 구동부 조립체를 나타내는 단면도.
도 2는 도 1의 볼트 체결부위를 나타내는 부분 확대도.
도 3은 도 2의 볼트 체결부위의 진동전달을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탑로더 세탁기를 나타내는 단면도.
도 5는 도 5의 탑로더 세탁기의 외조 및 구동부 조립체를 나타내는 저면사시도.
도 6은 도 4의 탑로더 세탁기의 구동부 조립체를 나타내는 측면도.
도 7은 도 4의 탑로더 세탁기의 구동부 조립체를 나타내는 사시도.
도 8은 도 4의 탑로더 세탁기의 구동부 조립체를 나타내는 단면도.
도 9는 도 4의 탑로더 세탁기의 구동부 조립체의 클러치스토퍼를 나타내는 사시도.
도 10은 도 9의 볼트 체결부위를 나타내는 부분 확대도.
도 11은 도 10의 볼트 체결부위의 진동전달을 나타내는 도면.
도 12는 도 10의 볼트 체결부위의 분해도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 클러치스토퍼를 나타내는 사시도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼트 체결부위의 분해도.
도 15는 도 14의 볼트 체결부위의 진동전달을 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 볼트 체결부위를 나타내는 부분 확대도.
도 3은 도 2의 볼트 체결부위의 진동전달을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탑로더 세탁기를 나타내는 단면도.
도 5는 도 5의 탑로더 세탁기의 외조 및 구동부 조립체를 나타내는 저면사시도.
도 6은 도 4의 탑로더 세탁기의 구동부 조립체를 나타내는 측면도.
도 7은 도 4의 탑로더 세탁기의 구동부 조립체를 나타내는 사시도.
도 8은 도 4의 탑로더 세탁기의 구동부 조립체를 나타내는 단면도.
도 9는 도 4의 탑로더 세탁기의 구동부 조립체의 클러치스토퍼를 나타내는 사시도.
도 10은 도 9의 볼트 체결부위를 나타내는 부분 확대도.
도 11은 도 10의 볼트 체결부위의 진동전달을 나타내는 도면.
도 12는 도 10의 볼트 체결부위의 분해도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 클러치스토퍼를 나타내는 사시도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼트 체결부위의 분해도.
도 15는 도 14의 볼트 체결부위의 진동전달을 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탑로더 세탁기(1)를 나타내는 단면도이고, 도 5는 도 5의 탑로더 세탁기(1)의 외조(3) 및 구동부 조립체(10)를 나타내는 저면사시도이고, 도 6은 도 4의 탑로더 세탁기(1)의 구동부 조립체(10)를 나타내는 측면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탑로더 세탁기(1)는, 케이스(2), 외조(3), 내조(4), 펄세이터(5) 및 구동부 조립체(10)를 포함하여 구성된다. 대한민국 공개특허공보 제2019-0063259호에 개시된 바와 같이, 케이스, 외조, 내조 및 펄세이터는 널리 공지된 기술이므로 이의 자세한 설명은 생략하고자 한다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 구동부 조립체(10)는 펄세이터(5) 및 내조(4)를 회전시키는 구성으로서, 베어링하우징(100), 스테이터(200), 로터(300), 회전축(400) 및 클러치스토퍼(500)를 포함하여 구성된다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 베어링하우징(100)은 로터(300)의 회전축(400)을 회전가능하게 지지하는 구성으로서, 외조(3)의 아래에 구비된다. 베어링하우징(100)은 외조(3)의 저면에 결합될 수 있다.
도 7은 도 4의 탑로더 세탁기(1)의 구동부 조립체(10)를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 4의 탑로더 세탁기(1)의 구동부 조립체(10)를 나타내는 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 베어링하우징(100)에는 복수의 홀(101)이 형성될 수 있다. 외조(3)의 하측에는 볼트(B)가 나사결합되는 구멍이 형성될 수 있다. 볼트(B)는 홀(101)에 삽입된 상태에서 구멍에 나사결합될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 베어링하우징(100)은 내부에 베어링(110) 및 유성기어모듈(120)을 수용한다. 베어링(110)은 회전축(400)을 회전가능하게 지지한다.
회전축(400)은 로터(300)의 회전력을 펄세이터(5) 및 내조(4)에 전달하는 구성으로서, 세탁축(410) 및 탈수축(420)을 포함하여 구성된다. 세탁축(410)은 상부세탁축(411) 및 하부세탁축(412)을 포함하여 구성된다. 탈수축(420)은 상부탈수축(421) 및 하부탈수축(422)을 포함하여 구성된다.
유성기어모듈(120)은 상부세탁축(411)과 하부세탁축(412)을 연결한다. 유성기어모듈(120)은 상부세탁축(411) 및 상부탈수축(421)의 회전속도를 감속시키고 회전력을 증가시킨다. 대한민국 공개특허공보 제2019-0063259호에 개시된 바와 같이, 세탁축, 탈수축, 베어링 및 유성기어모듈은 널리 공지된 기술이므로 이의 자세한 기술적 설명은 생략하고자 한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 스테이터(200)와 로터(300)는 구동모터를 구성한다. 스테이터(200)와 로터(300)는 베어링하우징(100) 아래에 구비된다. 스테이터(200)는 코어(210), 인슐레이터(220) 및 코일(230)을 포함하여 구성된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 인슐레이터(220)에는 제1 홀(211)이 형성된다. 제1 홀(211)에는 제1 슬리브(212)가 결합된다. 제1 슬리브(212)는 인슐레이터(220)의 사출성형시 인서트될 수 있다. 제1 슬리브(212)는 제1 홀(211)에 강성을 부여한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 로터(300)는 프레임(310) 및 자석(320)을 포함하여 구성된다. 로터(300)의 중심부에는 축결합부(330)가 구비된다. 축결합부(330)는 커플러(CP)에 회전력을 전달할 수 있다. 커플러(CP)는 하부탈수축(422)에 상하이동 가능하게 장착된다. 커플러(CP)는 클러치기구에 의해 승강된다.
클러치스토퍼(500)는 클러치레버의 회전을 제한하는 구성으로서, 베어링하우징(100)과 스테이터(200) 사이에 개재된다. 클러치레버는 클러치스토퍼(500)에 회전 가능하게 결합된다. 대한민국 공개특허공보 제2019-0063259호에 개시된 바와 같이, 스테이터, 로터 및 클러치스토퍼는 널리 공지된 기술이므로 이의 자세한 기술적 설명은 생략하고자 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 베어링하우징(100), 클러치스토퍼(500) 및 스테이터(200)는 볼트(BT)에 의해 결합된다. 베어링하우징(100)의 저면에는 나사홀(102)이 형성된다. 나사홀(102)은 내면에 암나사산을 형성한다. 볼트(BT)는 나사홀(102)에 나사결합된다.
도 9는 도 4의 탑로더 세탁기(1)의 구동부 조립체(10)의 클러치스토퍼(500)를 나타내는 사시도이고, 도 10은 도 9의 볼트(BT) 체결부위를 나타내는 부분 확대도이고, 도 11은 도 10의 볼트(BT) 체결부위의 진동전달을 나타내는 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 클러치스토퍼(500)에는 복수의 보스부(510)가 형성된다. 보스부(510)에는 제2 홀(511)이 형성된다. 제2 홀(511)에는 제2 슬리브(512)가 결합된다. 제2 슬리브(512)는 클러치스토퍼(500)의 사출성형시 인서트될 수 있다. 제2 슬리브(512)는 금속 재질로 제작된다. 제2 슬리브(512)는 제2 홀(511)에 강성을 부여한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 볼트(BT)는 제1 슬리브(212) 및 제2 슬리브(512)에 삽입되어 베어링하우징(100), 클러치스토퍼(500) 및 스테이터(200)를 결합한다.
상술한 바와 같이, 인슐레이터(220)에는 제1 홀(211)이 형성된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 홀(211)에는 제1 슬리브(212)가 결합된다. 제1 슬리브(212)는 원통형태를 형성한다. 제1 슬리브(212)는 인슐레이터(220)의 사출성형시 인서트될 수 있다.
제1 슬리브(212)는 제1 홀(211)의 상단에서 위로 돌출되지 않는다. 제1 슬리브(212)는 제1 홀(211)의 하단에서 아래로 돌출되지 않는다. 제1 슬리브(212)는 금속 재질로 제작된다. 제1 슬리브(212)는 제1 홀(211)에 강성을 부여한다. 제1 슬리브(212)는 볼트(BT)의 결합력과 진동에너지에 의한 제1 홀(211)과 인슐레이터(220)의 변형을 방지한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제2 슬리브(512)는 고리부(512A) 및 관부(512B)를 포함하여 구성된다.
고리부(512A)는 제1 슬리브(212)의 상단면에 밀착되는 부분으로, 고리 형태를 형성한다. 고리부(512A)의 저면은 제1 슬리브(212)의 상단면이 밀착되는 고리 형태의 평탄면을 형성한다. 제1 슬리브(212)와 관부(512B)는 동일한 지름을 형성한다. 고리부(512A)는 관부(512B)의 하단부에서 반경방향으로 확장된 형태를 형성한다.
도 2를 참조하면, 선행문헌 2의 슬리브A(1512)와 슬리브B(1212)는 동일한 원통형태를 형성한다. 도 3 및 도 11에 도시된 바와 같이, 클러치스토퍼(500)와 스테이터(200)가 모터의 진동에너지에 의해 수평방향으로 (미세하게) 상대이동하는 경우(이하 '경우A'), 고리부(512A)의 저면과 제1 슬리브(212)의 상단면이 접촉하는 면적은 슬리브A(1512)의 저면과 슬리브B(1212)의 상단면이 접촉하는 면적보다 크다.
이는 본 발명의 클러치스토퍼(500)와 스테이터(200)는 선행문헌 2의 클러치 스토퍼(1500)와 스테이터(1200)보다 경우A의 조건에서 수평방향으로 더 큰 마찰력을 형성하는 것을 의미한다. 즉, 경우A의 조건에서 본 발명의 클러치스토퍼(500)와 스테이터(200)는 선행문헌 2의 클러치 스토퍼(1500)와 스테이터(1200)보다 수평방향으로 견고한 결합력을 형성하는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명의 클러치스토퍼(500)와 스테이터(200)는 선행문헌 2의 클러치 스토퍼(1500)와 스테이터(1200)보다 수평방향으로 더 큰 진동에너지에도 상대이동이 차단될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 볼트(BT)가 베어링하우징(100), 클러치스토퍼(500) 및 스테이터(200)를 결합한 상태(이하 '결합상태')에서, 고리부(512A)의 저면은 제1 슬리브(212) 둘레에서 인슐레이터(220)의 상면과 접촉면을 형성한다. 즉, 결합상태에서 고리부(512A)의 저면은 제1 슬리브(212)의 상단면 및 인슐레이터(220)의 상면과 밀착되어 수평방향의 마찰력을 형성한다.
제2 홀(511)의 하단은 보스부(510)의 저면과 단차를 형성한다. 고리부(512A)는 단차 내에 구비된다. 고리부(512A)의 상면은 단차 내에서 보스부(510)와 환형 접촉면을 형성한다. 따라서, 결합상태에서 제1 슬리브(212)가 제2 슬리브(512)를 위쪽으로 밀더라도 관부(512B)가 베어링하우징(100) 쪽으로 밀리지 않게 된다.
보스부(510)의 저면은 고리부(512A) 둘레에서 인슐레이터(220)와 접촉면을 형성한다. 고리부(512A)는 관부(512B)의 하단부에서 반경방향으로 확장된 형태를 형성한다. 보스부(510)의 저면은 선행문헌 2의 체결 보스(1510)의 저면보다 반경방향으로 더 확장된다.
결합상태에서 스테이터(200)와 클러치스토퍼(500)는 '1)제1 슬리브(212)와 고리부(512A), 2)인슐레이터(220)와 고리부(512A), 3)보스부(510)와 인슐레이터(220)'가 접촉면을 형성한다. 따라서, 본 발명의 클러치스토퍼(500)와 스테이터(200)는 선행문헌 2의 클러치 스토퍼(1500)와 스테이터(1200)보다 수평방향으로 더 큰 진동에너지에도 상대이동이 차단될 수 있다.
관부(512B)는 고리부(512A)에서 위로 연장된다. 관부(512B)는 제2 홀(511)의 내부에 구비된다. 관부(512B)의 상단은 보스부(510)의 상면보다 아래에 구비된다. 결합상태에서 제1 슬리브(212)와 제2 슬리브(512)는 볼트(BT)의 결합력에 의해 서로 밀착되더라도, 제2 슬리브(512)는 베어링하우징(100)과 이격된 상태를 유지한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 결합상태에서 제1 슬리브(212)와 제2 슬리브(512)는 볼트(BT)의 결합력에 의해 상하방향으로 서로 밀착된다. 결합상태에서 보스부(510)는 제2 홀(511)의 상단부 둘레에서 볼트(BT)의 결합력에 의해 베어링하우징(100)의 저면에 밀착된다.
도 2 및 도 10을 참조하면, 보스부(510)는 종래 체결 보스(1510)보다 반경방향으로 확장된다. 따라서, 보스부(510)는 종래 체결 보스(1510)보다 볼트(BT)의 결합력과 진동에너지에 저항하는 강성이 향상된다.
도 3을 참조하면, 선행문헌 2는, 체결 보스(1510)의 상면에서 슬리브A(1512)를 약 1mm정도 돌출시킴으로써, 구동모터에서 발생하는 진동에너지가 클러치 스토퍼(1500)를 통해 베어링 하우징(1100) 측으로 전달되는 면적을 최소화하고 있다.
그러나 출원인이 실제 세탁기의 소음을 분석해본 결과, 종래 구동부(1000)에서 발생하는 소음의 대부분은 1) 슬리브A(1512)와 베어링 하우징(1100)의 접촉면, 2) 체결부재(BT')와 슬리브A(1512)와 슬리브B(1212)의 접촉면에서 발생하고 있었다.
체결부재(BT'), 슬리브A(1512), 슬리브B(1212) 및 베어링 하우징(1100)은 모두 금속이다. 즉, 구동부(1000)에서 발생하는 소음의 대부분은 체결부위의 금속 간 접촉면으로 요약될 수 있다. 따라서 본 발명의 출원인은 체결부위의 금속 간 접촉면을 최소화하면서도 체결부위의 강도를 확보할 수 있는 방안을 연구하게 되었다.
도 11에 도시된 바와 같이, 결합상태에서 제1 슬리브(212)와 제2 슬리브(512)는 볼트(BT)의 결합력에 의해 상하방향으로 서로 밀착된다. 결합상태에서 제1 슬리브(212)와 제2 슬리브(512)는 볼트(BT)의 결합력에 의해 서로 밀착되더라도, 제2 슬리브(512)는 베어링하우징(100)과 이격된 상태를 유지한다.
본 발명의 구동부 조립체(10)는 제2 슬리브(512)와 베어링하우징(100)의 접촉면을 제거함으로써, 체결부위의 금속 간 접촉면을 제거하게 된다.
스테이터(200)의 진동에너지는 금속 재질의 제2 슬리브(512)가 아닌 합성수지 재질의 보스부(510)를 통해 베어링하우징(100)으로 전달된다. 스테이터(200)의 진동에너지는 합성수지 재질의 보스부(510)에서 상당량 소산된 후 베어링하우징(100)으로 전달된다. 따라서, 스테이터(200)의 진동에 의한 소음이 대폭 감소된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 볼트(BT)는 나사부(BT1), 헤드부(BT2) 및 연결부(BT3)를 포함하여 구성된다.
나사부(BT1)는 베어링하우징(100)에 나사결합되는 부분이다. 나사부(BT1)는 외면에 수나사산을 형성한다. 베어링하우징(100)의 저면에는 나사홀(102)이 형성된다. 나사홀(102)은 내면에 암나사산을 형성한다.
나사부(BT1)는 나사홀(102)에 나사결합된다. 나사부(BT1)는 결합상태에서 제1 슬리브(212) 및 제2 슬리브(512)와 상하방향으로 이격된다. 즉, 결합상태에서 관부(512B)의 상단은 나사부(BT1)의 아래에 위치하게 된다.
헤드부(BT2)는 결합상태에서 스테이터(200)를 베어링하우징(100) 쪽으로 민다. 볼트(BT)에는 스프링와셔(W1)와 평와셔(W2)가 장착될 수 있다.
연결부(BT3)는 나사부(BT1)와 헤드부(BT2)를 연결한다. 연결부(BT3)는 외면에 수나사산을 형성하지 않는다. 연결부(BT3)는 나사부(BT1)의 산보다 작은 지름을 형성한다. 연결부(BT3)는 나사부(BT1)의 골보다 작은 지름을 형성할 수 있다.
연결부(BT3)는 제1 슬리브(212) 및 관부(512B)의 내경보다 작은 지름을 형성한다. 따라서, 연결부(BT3)는 제1 슬리브(212) 및 제2 슬리브(512)와 수평방향으로 이격된다. 따라서, 체결부위의 금속 간 접촉면을 최소화할 수 있다.
도 2를 참조하면, 선행문헌 2의 볼트(BT')는 나사부(BT1')와 헤드부(BT2')로 구성된다. 도 2 및 도 10에 도시된 바와 같이, 볼트(BT)와 제1 슬리브(212) 및 제2 슬리브(512)는 볼트(BT')와 슬리브A(1512) 및 슬리브B(1212)보다 수평방향으로 더 이격된다.
따라서, 도 3 및 도 11에 도시된 바와 같이, 경우A의 조건에서 제1 슬리브(212) 및 제2 슬리브(512)와 볼트(BT)는 슬리브A(1512) 및 슬리브B(1212)와 볼트(BT')보다 접촉할 확률이 낮다.
결과적으로, 본 발명의 구동부 조립체(10)는 수평방향으로 큰 진동에너지에도 볼트(BT)와 제1 슬리브(212) 및 제2 슬리브(512) 간 접촉이 차단될 수 있다. 따라서, 스테이터(200)의 진동에 의한 소음이 대폭 감소된다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 클러치스토퍼(500)를 나타내는 사시도이고, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼트(BT) 체결부위의 분해도이고, 도 15는 도 14의 볼트(BT) 체결부위의 진동전달을 나타내는 도면이다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동부 조립체(20)는 클러치스토퍼(500)의 제2 홀(511)에 슬리브(513)가 결합된다. 슬리브(513)는 클러치스토퍼(500)의 사출성형시 인서트될 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 슬리브(513)는 결합부(513A), 삽입부(513B) 및 확장부(513C)를 포함하여 구성된다.
확장부(513C)는 고리 형태를 형성한다. 확장부(513C)는 결합부(513A)의 하단부 외면에서 반경방향으로 확장된다. 확장부(513C)의 저면은 삽입부(513B) 둘레에서 인슐레이터(220)의 상단면과 접촉면을 형성한다. 확장부(513C)의 저면은 인슐레이터(220)의 상단면에 밀착되는 고리 형태의 평탄면을 형성한다.
제2 홀(511)의 하단은 보스부(510)의 저면과 단차를 형성한다. 확장부(513C)는 단차 내에 구비된다. 확장부(513C)의 상면은 단차 내에서 보스부(510)와 환형 접촉면을 형성한다. 따라서, 결합상태에서 볼트(BT)의 헤드부(BT2)가 슬리브(513)를 위쪽으로 밀더라도 결합부(513A)가 베어링하우징(100) 쪽으로 밀리지 않게 된다.
보스부(510)의 저면은 확장부(513C) 둘레에서 인슐레이터(220)와 접촉면을 형성한다. 확장부(513C)는 결합부(513A)의 하단부에서 반경방향으로 확장된 형태를 형성한다. 보스부(510)의 저면은 선행문헌 2의 체결 보스(1510)의 저면보다 반경방향으로 더 확장된다.
도 14에 도시된 바와 같이, 결합부(513A)는 확장부(513C)에서 위로 연장된다. 결합부(513A)는 제2 홀(511)의 내부에 구비된다. 결합부(513A)의 상단은 보스부(510)의 상면보다 아래에 구비된다. 결합상태에서 볼트(BT)의 헤드부(BT2)가 슬리브(513)를 위쪽으로 밀더라도 슬리브(513)는 베어링하우징(100)과 이격된 상태를 유지한다.
삽입부(513B)는 제1 홀(211)에 삽입되는 부분으로서, 확장부(513C)를 기준으로 결합부(513A)의 반대쪽에 형성된다. 삽입부(513B)와 결합부(513A)는 동일한 지름을 형성한다.
삽입부(513B)는 원통형태를 형성한다. 삽입부(513B)는 결합상태에서 제1 홀(211)에 강성을 부여한다. 삽입부(513B)는 볼트(BT)의 결합력과 진동에너지에 의한 제1 홀(211)과 인슐레이터(220)의 변형을 방지한다.
보스부(510)는 제2 홀(511)의 상단부 둘레에서 볼트(BT)의 결합력에 의해 베어링하우징(100)의 저면에 밀착된다. 도 2 및 도 15를 참조하면, 보스부(510)는 종래 체결 보스(1510)보다 반경방향으로 확장된다. 따라서, 보스부(510)는 종래 체결 보스(1510)보다 볼트(BT)의 결합력과 진동에너지에 저항하는 강성이 향상된다.
도 3을 참조하면, 선행문헌 2는, 체결 보스(1510)의 상면에서 슬리브A(1512)를 약 1mm정도 돌출시킴으로써, 구동모터에서 발생하는 진동에너지가 클러치 스토퍼(1500)를 통해 베어링 하우징(1100) 측으로 전달되는 면적을 최소화하고 있다.
그러나 출원인이 실제 세탁기의 소음을 분석해본 결과, 종래 구동부(1000)에서 발생하는 소음의 대부분은 1) 슬리브A(1512)와 베어링 하우징(1100)의 접촉면, 2) 체결부재(BT')와 슬리브A(1512) 및 슬리브B(1212)의 접촉면에서 발생하고 있었다.
체결부재(BT'), 슬리브A(1512), 슬리브B(1212) 및 베어링 하우징(1100)은 모두 금속이다. 즉, 구동부(1000)에서 발생하는 소음의 대부분은 체결부위의 금속 간 접촉면으로 요약될 수 있다. 따라서 본 발명의 출원인은 체결부위의 금속 간 접촉면을 최소화하면서도 체결부위의 강도를 확보할 수 있는 방안을 연구하게 되었다.
도 2를 참조하면, 선행문헌 2의 슬리브A(1512)와 슬리브B(1212)는 볼트(BT')의 결합력에 의해 수평방향의 마찰력을 형성한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동부 조립체(20)는 결합부(513A)와 삽입부(513B)를 일체로 제조한다. 따라서, 수평방향으로 큰 진동에너지에도 볼트(BT)와 슬리브(513)의 접촉이 차단될 수 있다. 따라서, 스테이터(200)의 진동에 의한 소음이 대폭 감소된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동부 조립체(20)는 슬리브(513)와 베어링하우징(100)의 접촉면을 제거함으로써, 체결부위의 금속 간 접촉면을 제거하게 된다.
스테이터(200)의 진동에너지는 금속 재질의 슬리브(513)가 아닌 합성수지 재질의 보스부(510)를 통해 베어링하우징(100)으로 전달된다. 스테이터(200)의 진동에너지는 합성수지 재질의 보스부(510)에서 상당량 소산된 후 베어링하우징(100)으로 전달된다. 따라서, 스테이터(200)의 진동에 의한 소음이 대폭 감소된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10,20 : 구동부 조립체
100 : 베어링하우징 400 : 회전축
101 : 홀 410 : 세탁축
102 : 나사홀 411 : 상부세탁축
110 : 베어링 412 : 하부세탁축
120 : 유성기어모듈 420 : 탈수축
BT : 볼트 421 : 상부탈수축
BT1 : 나사부 422 : 하부탈수축
BT2 : 헤드부 CP : 커플러
BT3 : 연결부 500 : 클러치스토퍼
W1 : 스프링와셔 510 : 보스부
W2 : 평와셔 511 : 제2 홀
200 : 스테이터 512 : 제2 슬리브
210 : 코어 512A : 고리부
220 : 인슐레이터 512B : 관부
230 : 코일 513 : 슬리브
211 : 제1 홀 513A : 결합부
212 : 제1 슬리브 513B : 삽입부
300 : 로터 513C : 확장부
310 : 프레임 1100 : 베어링 하우징
320 : 자석 1200 : 스테이터
330 : 축결합부(513A) 1212 : 슬리브B
1 : 탑로더 세탁기 1500 : 클러치 스토퍼
2 : 케이스 1510 : 체결 보스
3 : 외조 1512 : 슬리브A
4 : 내조 BT' : 체결부재
5 : 펄세이터
100 : 베어링하우징 400 : 회전축
101 : 홀 410 : 세탁축
102 : 나사홀 411 : 상부세탁축
110 : 베어링 412 : 하부세탁축
120 : 유성기어모듈 420 : 탈수축
BT : 볼트 421 : 상부탈수축
BT1 : 나사부 422 : 하부탈수축
BT2 : 헤드부 CP : 커플러
BT3 : 연결부 500 : 클러치스토퍼
W1 : 스프링와셔 510 : 보스부
W2 : 평와셔 511 : 제2 홀
200 : 스테이터 512 : 제2 슬리브
210 : 코어 512A : 고리부
220 : 인슐레이터 512B : 관부
230 : 코일 513 : 슬리브
211 : 제1 홀 513A : 결합부
212 : 제1 슬리브 513B : 삽입부
300 : 로터 513C : 확장부
310 : 프레임 1100 : 베어링 하우징
320 : 자석 1200 : 스테이터
330 : 축결합부(513A) 1212 : 슬리브B
1 : 탑로더 세탁기 1500 : 클러치 스토퍼
2 : 케이스 1510 : 체결 보스
3 : 외조 1512 : 슬리브A
4 : 내조 BT' : 체결부재
5 : 펄세이터
Claims (11)
- 외조 아래에 구비되고, 저면에 볼트가 나사결합되는 베어링하우징;
상기 베어링하우징 아래에 구비되고, 제1 홀이 형성되는 스테이터; 및
상기 베어링하우징과 상기 스테이터 사이에 개재되고, 제2 홀이 형성되는 클러치스토퍼를 포함하고,
상기 제1 홀에는 제1 슬리브가 결합되고,
상기 제2 홀에는 제2 슬리브가 결합되며,
상기 볼트는 상기 제1 슬리브 및 상기 제2 슬리브에 삽입되어 상기 베어링하우징, 상기 클러치스토퍼 및 상기 스테이터를 결합하고,
상기 제1 슬리브와 상기 제2 슬리브가 상기 볼트의 결합력에 의해 서로 밀착되더라도, 상기 제2 슬리브는 상기 베어링하우징과 이격되는,
탑로더 세탁기의 구동부 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 제2 슬리브는,
상기 제1 슬리브의 상단면에 밀착되는 고리부; 및
상기 고리부에서 위로 연장되고, 상기 베어링하우징과 이격되는 관부를 포함하고,
상기 관부가 상기 베어링하우징 쪽으로 밀리지 않도록, 상기 고리부의 상면은 상기 클러치스토퍼와 환형 접촉면을 형성하는,
탑로더 세탁기의 구동부 조립체. - 제2항에 있어서,
상기 고리부의 저면은 상기 제1 슬리브 둘레에서 상기 스테이터와 접촉면을 형성하는,
탑로더 세탁기의 구동부 조립체. - 제2항에 있어서,
상기 클러치스토퍼는 상기 제2 홀을 형성하는 보스부를 포함하고,
상기 보스부의 저면은 상기 고리부 둘레에서 상기 스테이터와 접촉면을 형성하는,
탑로더 세탁기의 구동부 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 클러치스토퍼는 상기 제2 홀의 상단부 둘레에서 상기 볼트의 결합력에 의해 상기 베어링하우징에 밀착되는,
탑로더 세탁기의 구동부 조립체. - 제1항에 있어서,
상기 볼트는,
상기 베어링하우징에 나사결합되고, 상기 제1 슬리브 및 상기 제2 슬리브와 상하방향으로 이격되는 나사부;
상기 스테이터를 상기 베어링하우징 쪽으로 미는 헤드부; 및
상기 나사부와 상기 헤드부를 연결하고, 상기 제1 슬리브 및 상기 제2 슬리브와 수평방향으로 이격되는 연결부를 포함하는,
탑로더 세탁기의 구동부 조립체. - 외조 아래에 구비되고, 저면에 볼트가 나사결합되는 베어링하우징;
상기 베어링하우징 아래에 구비되고, 제1 홀이 형성되는 스테이터; 및
상기 베어링하우징과 상기 스테이터 사이에 개재되고, 제2 홀이 형성되는 클러치스토퍼를 포함하고,
상기 제2 홀에는 슬리브가 결합되고,
상기 슬리브는,
상기 제2 홀에 결합되는 결합부; 및
상기 제1 홀에 삽입되는 삽입부를 포함하며,
상기 볼트는 상기 슬리브에 삽입되어 상기 베어링하우징, 상기 클러치스토퍼 및 상기 스테이터를 결합하고,
상기 결합부는 상기 베어링하우징과 이격되는,
탑로더 세탁기의 구동부 조립체. - 제7항에 있어서,
상기 슬리브는,
상기 결합부의 하단부 외면에서 반경방향으로 돌출된 확장부를 포함하고,
상기 결합부가 상기 베어링하우징 쪽으로 밀리지 않도록, 상기 확장부의 상면은 상기 클러치스토퍼와 환형 접촉면을 형성하는,
탑로더 세탁기의 구동부 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 확장부의 저면은 상기 삽입부 둘레에서 상기 스테이터와 접촉면을 형성하는,
탑로더 세탁기의 구동부 조립체. - 제8항에 있어서,
상기 클러치스토퍼는 상기 제2 홀을 형성하는 보스부를 포함하고,
상기 보스부의 저면은 상기 확장부 둘레에서 상기 스테이터와 접촉면을 형성하는,
탑로더 세탁기의 구동부 조립체. - 제1항의 구동부 조립체를 포함하는,
탑로더 세탁기.
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- 2020-07-21 US US16/934,451 patent/US11781262B2/en active Active
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