WO2016080753A1 - 세탁기 모터 및 이를 구비한 세탁기 - Google Patents

세탁기 모터 및 이를 구비한 세탁기 Download PDF

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WO2016080753A1
WO2016080753A1 PCT/KR2015/012396 KR2015012396W WO2016080753A1 WO 2016080753 A1 WO2016080753 A1 WO 2016080753A1 KR 2015012396 W KR2015012396 W KR 2015012396W WO 2016080753 A1 WO2016080753 A1 WO 2016080753A1
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bearing
stator
washing machine
rotor
shaft
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PCT/KR2015/012396
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Inventor
김병수
고형환
이병호
Original Assignee
주식회사 아모텍
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/30—Driving arrangements 
    • D06F37/40—Driving arrangements  for driving the receptacle and an agitator or impeller, e.g. alternatively

Definitions

  • the present invention relates to a washing machine motor and a washing machine having the same that the washing tank and the pulsator can be driven independently to form a variety of washing water flow.
  • washing machine is disclosed in the Republic of Korea Patent Publication No. 10-0548310 (January 24, 2006), the outer case forming the appearance, the outer tub that is supported inside the outer case to accommodate the wash water therein, and Washing and dehydration combined inner tub rotatably accommodated inside the outer tub, a pulsator installed in the inner tub so as to rotate relative to form a water flow, and a driving force for rotating the inner tub and the pulsator
  • a driving motor for generating a pressure
  • an inner tank rotating shaft for rotating the inner tank by receiving the driving force of the driving motor
  • a pulsator rotating shaft for rotating the pulsator by receiving the driving force of the driving motor
  • a pulsator rotating shaft connected to the driving motor.
  • Such a conventional washing machine is equipped with a planetary gear set consisting of a sun gear, a ring gear, a planetary gear and a carrier, and decelerates the rotational force of the drive motor and transmits it to the pulsator and the inner tank, and the clutch spring is operated to selectively select the pulsator and the inner tank. It transmits power to rotate the pulsator only or to rotate the pulsator and the inner tank at the same time.
  • the conventional washing machine has a problem that there is a limit to increase the washing efficiency because it can implement only a certain pattern of washing water flow by employing a motor of a single-power structure, which is impossible to independently control the pulsator and the inner tank.
  • the conventional washing machine requires a planetary gear set, a clutch spring, etc. to selectively rotate the pulsator and the inner tank, so that the configuration is complicated and the manufacturing cost increases.
  • the planetary gear set and the clutch spring are installed between the driving motor and the outer tub, so that the space occupying in the height direction of the washing machine is large, so that the height of the washing machine is increased or the height of the washing machine is the same, the height of the inner tank should be reduced. Therefore, there is a problem that the washing capacity is small.
  • An object of the present invention is to enable the independent control of the pulsator and the washing tank is possible to implement a twin force that can rotate the pulsator and the washing tank in the opposite direction as well as a single power, washing machine motor that can form a variety of water flow And to provide a washing machine having the same.
  • Another object of the present invention is to connect the outer rotor with a large driving torque to a washing tank requiring high torque, and to connect the inner rotor with a small driving torque with a pulsator capable of driving at low torque to reduce power consumption while improving performance. It is to provide a washing machine motor and a washing machine having the same.
  • Another object of the present invention is to connect the outer rotor between the first bearing and the second bearing for supporting the outer shaft to reduce the overall height of the motor, thereby reducing the overall height of the washing machine or increase the size of the washing tub It is to provide a washing machine motor and a washing machine having the same.
  • Still another object of the present invention is to allow the first bearing to be mounted on the stator support to remove a separate bearing housing for mounting the first bearing so that the number of parts can be reduced and the assembly process can be simplified. It is to provide a washing machine provided.
  • Washing machine motor of the present invention is an outer shaft connected to the washing tank; An inner shaft connected to the pulsator; An outer rotor connected to the outer shaft to drive a washing tub; An inner rotor connected to the inner shaft to drive a pulsator; And a stator disposed with a gap between the inner rotor and the outer rotor, wherein the outer rotor generates a relatively larger torque than the inner rotor.
  • the washing machine motor of the present invention is disposed at a predetermined interval and further includes a first bearing and a second bearing rotatably supporting the outer shaft, wherein the outer shaft has an outer rotor between the first bearing and the second bearing.
  • a first connection portion to be connected may be formed.
  • the second bearing may be mounted on the stator support of the stator.
  • the inner rotor has a first magnet disposed at an inner surface of the stator with a predetermined gap, a first back yoke disposed on a rear surface of the first magnet, and the first magnet and the first back yoke are fixed, and an inner shaft It may include an inner rotor support connected to.
  • the outer rotor has a second magnet disposed on the outer surface of the stator with a predetermined gap, a second back yoke disposed on the rear surface of the second magnet, and the second magnet and the second back yoke are fixed, and an outer shaft It may include an outer rotor support connected to.
  • the stator includes a stator core having a plurality of teeth radially arranged inwardly and outwardly, a first coil wound around an inner tooth of the stator core, a second coil wound around an outer tooth of the stator core, and the stator core. It may include a stator support is fixed and fixed to the outer tank.
  • the stator support includes a core fixing part integrally formed with the stator core, a second bearing mounting part extending inwardly from the core fixing part, and a second bearing mounted thereon, and extending outwardly from the core fixing part. It may include a fixed outer fixing portion.
  • the stator core is partitioned between a first teeth portion on which a first coil is wound, a second teeth portion formed on the opposite side of the first teeth portion, and a second coil wound around the first teeth portion, and between the first teeth portion and the second teeth portion. And a coupling part formed at both ends of the partition part and interconnecting the stator cores.
  • a first connector for applying external power to the first coil and a second connector for applying external power to the second coil may be independently installed or integrally installed.
  • the outer rotor support connected to the outer shaft from the outer rotor and the inner rotor support connected to the inner shaft from the inner rotor may each include a flat plate, and each flat plate may be arranged in parallel with each other.
  • the first bearing is mounted in a bearing housing, the bearing housing includes a first bearing seating portion on which a first bearing is seated, a seal fixing portion extending from the first bearing seating portion, and a second seal mounted thereon, and the seal. It may include a connecting portion extending in the downward direction from the fixing portion, and a flat portion extending horizontally from the connecting portion to form a disk, the stator and the outer tub is fixed.
  • the washing machine motor includes an outer shaft connected to the washing tank; An inner shaft connected to the pulsator; An outer rotor connected to the outer shaft to drive a washing tub; An inner rotor connected to the inner shaft to drive a pulsator; A stator disposed with a gap between the inner rotor and the outer rotor; And a first bearing and a second bearing rotatably supporting the outer shaft, wherein the outer shaft includes a first connection portion to which an outer rotor is connected between the first bearing and the second bearing. It is characterized by being formed.
  • Washing machine is the outer tub for receiving the wash water; A washing tank rotatably disposed in the outer tub to perform washing and dehydration; A pulsator rotatably disposed in the washing tank to form a washing stream; And a washing machine motor for simultaneously or selectively driving the washing tank and the pulsator.
  • the washing machine motor of the present invention is capable of independent control of the pulsator and the washing tank, so that not only a single power but also a twin force that can rotate the pulsator and the washing tank in opposite directions, thereby providing various washing water flows. Can be formed.
  • the washing machine motor of the present invention connects the outer rotor with a large driving torque to a washing tank requiring a high torque, and the inner rotor with a small driving torque is connected to a pulsator capable of driving at low torque to improve the power consumption. Can be reduced.
  • the washing machine motor of the present invention connects the outer rotor between the first and second bearings rotatably supporting the outer shaft, thereby providing a minimum distance required to support the outer shaft between the first and second bearings. While securing the overall height of the motor can be reduced, thereby reducing the overall height of the washing machine or increase the size of the washing tub.
  • the outer rotor support connected to the outer shaft from the outer rotor and the inner rotor support connected to the inner shaft from the inner rotor each include a flat plate portion, and when the respective flat plate portions are arranged in parallel with each other, the height of the motor can be slimmed down. have.
  • washing machine motor of the present invention allows the first bearing to be mounted on the stator support to remove a separate bearing housing for mounting the first bearing, thereby reducing the number of parts and simplifying the assembly process.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a washing machine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the washing machine motor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a plan view of a washing machine motor according to the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of a stator according to the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view of a stator core according to the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a washing machine according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a washing machine motor according to a second embodiment of the present invention.
  • a washing machine includes a case 100 forming an external appearance, an outer tub 110 supporting a suspension inside the case 100 to accommodate washing water, and an outer tub.
  • a washing tank 120 rotatably disposed in the inside of the 110 to perform washing and dehydration, a pulsator 130 rotatably disposed in the washing tank 120 to form a washing stream, and a washing tank 120.
  • Is installed in the lower portion of the washing tank 120 and the pulsator 130 includes a motor 140 for driving at the same time or selectively.
  • the washing machine motor 140 includes an outer shaft 20 connected to the washing tub 120 and an inner rotatably disposed in the outer shaft 20 and connected to the pulsator 130.
  • a cylindrical first sleeve bearing 80 and a second sleeve bearing 82 are installed to form an outer shaft 20 and an inner shaft 30. Support relative rotation.
  • the first bearing 26 and the second bearing 28 are disposed at regular intervals on the outer surface of the outer shaft 20 to rotatably support the outer shaft 20.
  • the first bearing 26 is mounted to the bearing housing 10, and the second bearing 28 is mounted to the stator support 230.
  • the second bearing 28 is mounted on the stator support 230, a separate bearing housing for mounting the second bearing 28 is unnecessary, so that the number of parts can be reduced and the assembly process can be simplified.
  • the bearing housing 10 is formed of a metal material, and extends upwardly from the first bearing seat 12 and the first bearing seat 12 in which the first bearing 26 is seated, thereby extending the second seal 210. ) Is mounted on the seal fixing portion 14, the connecting portion 16 extending downward from the seal fixing portion 14, and extends horizontally from the connecting portion 16 to form a disk form stator 60 and the outer shell ( And a flat plate portion 18 to which the 110 is fixed.
  • the plate portion 18 is coupled to the outer tub 110 and the stator support 230 by a plurality of bolts 250.
  • the first connecting portion 90 to which the outer rotor support 56 of the outer rotor 50 is connected is formed at the center side of the outer shaft 20, and the inner rotor support of the inner rotor 40 is provided below the inner shaft 30.
  • a second connection portion 92 to which the 46 is connected is formed.
  • the first connector 90 is formed between the first bearing and the second bearing can reduce the overall height of the motor. That is, in the case of the conventional motor, the first connection portion is formed below the second bearing 28, in which case the length of the outer shaft 20 is longer as long as the first connection portion 90 is formed.
  • the interval between the first bearing 26 and the second bearing 28 is sufficient to allow stable support while distributing the load sufficiently. Should be kept.
  • the first connecting portion 90 is disposed between the first bearing 26 and the second bearing 28, so that the length of the first connecting portion formed below the second bearing 28 of the existing outer shaft. It is possible to reduce the length of the outer shaft, thereby reducing the height of the washing machine motor.
  • the overall height of the washing machine can be reduced by that amount, which is easy and convenient for the user to top-load the laundry. If the overall height is the same, the size of the washing tub can be increased, thereby increasing the washing machine capacity.
  • the second connecting portion 92 is formed in the inner shaft below the second bearing 28.
  • the first connector 90 and the second connector 92 may be serration-coupled, spline-coupled, or key-coupled with the outer shaft 20 and the inner shaft 30, respectively.
  • first fixing nut 34 is screwed to the lower side of the first connecting portion 90 of the outer shaft 20 to prevent the outer rotor support 56 from being separated from the outer shaft 20, and the inner shaft (
  • the second fixing nut 36 is screwed to the lower end of the 30 to prevent the inner rotor support 46 of the inner rotor 40 from being separated.
  • the upper side of the outer shaft 20 is formed with a third connecting portion 94 is connected to the washing tank 120, the upper side of the inner shaft 32 is formed with a fourth connecting portion 96 is connected to the pulsator 130. .
  • the third connector 94 and the fourth connector 96 may be serration-coupled, spline-coupled, or key-coupled with the outer shaft 20 and the inner shaft 30, respectively.
  • the first seal 220 is installed between the outer shaft 20 and the inner shaft 30 to prevent the wash water from leaking, and the wash water is leaked between the outer shaft 20 and the first bearing housing 10.
  • the second seal 210 is prevented.
  • the inner rotor 40 includes a first magnet 42 disposed at a predetermined gap on the inner surface of the stator 60, a first back yoke 44 disposed on the rear surface of the first magnet 42, and insert molding. And an inner rotor support 46 formed integrally with the first magnet 42 and the first back yoke 44.
  • the inner rotor support 46 is formed integrally with the first magnet 42 and the first back yoke 44 by molding with a thermosetting resin, for example, a bulk molding compound (BMC) molding material such as polyester. . Therefore, the inner rotor 40 can have waterproof performance and can shorten the manufacturing process.
  • a thermosetting resin for example, a bulk molding compound (BMC) molding material such as polyester.
  • the inner rotor support may be formed of a steel material in addition to the resin material manufactured by insert molding.
  • the inner rotor support acts as a back yoke, so no back yoke is required, and the inner rotor support of the steel material is serrated or molded into a separate inner rotor support of steel. To fix the first magnet.
  • the inner rotor support 46 is connected to the inner shaft 30 on an inner surface thereof, and the first magnet 42 and the first back yoke 44 are integrally fixed to the inner surface of the inner rotor support 46.
  • the inner rotor 40 Since the inner rotor 40 has a smaller driving torque than the outer rotor and the pulsator 130 requires a smaller torque than the washing tub, the inner rotor 40 can sufficiently rotate the pulsator 130.
  • the outer rotor 50 includes a second magnet 52 disposed on the outer surface of the stator 60 with a predetermined gap, a second back yoke 54 disposed on the rear surface of the second magnet 52, and an insert.
  • the outer rotor support 56 is formed integrally with the second magnet 52 and the second back yoke 54 by molding.
  • the outer rotor support 56 is formed integrally with the second magnet 52 and the second back yoke 54 by molding with a thermosetting resin, for example, a BMC (Bulk Molding Compound) molding material such as polyester. .
  • a thermosetting resin for example, a BMC (Bulk Molding Compound) molding material such as polyester.
  • the outer rotor 50 can have waterproof performance and can shorten the manufacturing process.
  • the outer rotor support may be formed of a steel material in addition to the resin material manufactured by insert molding. If the outer rotor support is formed of steel, the outer rotor support acts as a back yoke, so a separate back yoke is unnecessary, and a serration process is performed on the steel outer rotor support or a separate serration is made of steel outer rotor support. Insert molding in to fix the second magnet.
  • the outer rotor support 56 is formed inside the outer surface of the second magnet and the second back yoke integrally by insert molding, and passes through one surface of the stator 60, and an inner surface thereof is connected to the outer shaft 20.
  • the outer rotor 50 is designed to have a greater torque than the inner rotor 40, and the washing tub 120 requires a larger torque than the pulsator 130.
  • the washing machine motor 140 of the present invention has an outer rotor support 56 connected from the outer rotor 50 to the outer shaft 20 between the first bearing 26 and the second bearing 28.
  • the outer rotor support 56 and the inner rotor support 46 each include a flat plate portion.
  • the outer rotor support 56 and the inner rotor support 46 can reduce the height of the motor slim as the plate portions are arranged in parallel with each other.
  • the washing machine motor 140 is connected to the washing tank 120 that requires a large torque, the outer rotor 50 having a large drive torque, and has a relatively small torque compared to the outer rotor 50 Since the inner rotor 40 is connected to the pulsator 130 which requires a relatively small torque compared to the washing tank, the inner rotor 40 may improve the performance of the washing machine and reduce the current consumption.
  • the stator 60 includes a plurality of stator cores 62 arranged radially, a bobbin 64 that is a nonmagnetic material wrapped around the outer circumferential surface of the stator core 62, and the stator core 62.
  • a stator support on which the first coil 66 wound on one side of the first coil 66, the second coil 68 wound on the other side of the stator core 62, and the stator core 62 are arranged in an annular shape and fixed to the outer tub 110. 230.
  • the stator support 230 is formed integrally with the stator core 62 by insert molding after arranging the stator core 62 in the mold in the circumferential direction at regular intervals.
  • thermosetting resin for example, a BMC (Bulk Molding Compound) molding material such as polyester molding the stator support 102 in an insert molding method, wherein the plurality of stator cores 62 in the mold in the circumferential direction It is arranged integrally at regular intervals.
  • BMC Bit Molding Compound
  • stator support 230 is manufactured separately from the stator core 62 and then bolted to the stator support 230 is also applicable.
  • the stator support 230 includes a core fixing part 232 integrally formed with the stator core 62 and a second bearing extending inward from an upper end of the core fixing part 232 to mount the second bearing 28.
  • the mounting portion 236 and the outer shell fixing portion 234 extending in the outward direction from the bottom of the core fixing portion 232 is fixed to the outer tub 110.
  • the bearing housing for mounting the second bearing can be removed by integrally forming the second bearing mounting portion 236 on the stator support 230 to mount the second bearing 28.
  • the stator core 62 is formed on the opposite side of the first tooth portion 310 to which the first coil 66 is wound and the first tooth portion 310 to form the second coil.
  • stator core can be applied to the core form as well as the split core described above. That is, the barrel core may be integrally formed such that the first teeth and the second teeth are arranged at a predetermined interval in a circumferential direction to form a circle.
  • stator core may be formed in an arc shape divided into a plurality, and may be formed so that a plurality of arc forms are coupled to each other to form an annular shape.
  • the inner rotor 40 rotates when power is applied only to the first coil 66.
  • the power is applied only to the second coil 68, only the outer rotor 50 is rotated.
  • the power is applied to the first coil 66 and the second coil 68 simultaneously, the inner rotor 40 and the outer rotor ( 50 is rotated at the same time.
  • the first flange portion 316 disposed to face the first magnet 44 is formed at the end of the first tooth portion 310, and the second magnet 54 is formed at the end of the second tooth portion 312.
  • a second flange portion 318 is disposed to face the formation.
  • the first flange 316 and the second flange portion 318 are inward and at a predetermined curvature so as to correspond to the first magnet 42 of the inner rotor 40 and the second magnet 52 of the outer rotor 50, respectively. It forms an outwardly curved surface. Therefore, since the roundness of the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the stator core 62 is increased, the magnetic gap is constant while the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the stator 60 are close to each other while the first magnet 42 and the second magnet 52 are close to each other. Can be maintained.
  • the coupling parts 320 and 322 have a structure directly connected to allow the stator cores 62 to be energized with each other.
  • the coupling parts 320 and 322 are formed such that the coupling protrusion 322 protrudes on one side of the partition 314, and the coupling groove 320 into which the coupling protrusion 322 is fitted to the other side of the partition 314. ) Is formed, and when the coupling protrusion 322 is inserted into the coupling groove 320 to assemble, the stator cores 62 are radially arranged and have a structure directly connected to each other.
  • the coupling portion forms pinholes at both ends of the partition portion of the stator core, and connects the pin member between the pinholes of the two stator cores while connecting the cores to each other to connect the stator cores. It is also possible to apply the structure, and a method of caulking using a caulking member in a state in which the stator cores are in contact with each other.
  • the connectors 162 and 164 may include a first connector 162 to which a power source for rotating the washing tub 110, that is, an external power source applied to the first coil 66, and a power source for rotating the pulsator 130. And a second connector 164 to which a power applied to the second coil 68 is connected.
  • first connector 162 and the second connector 164 may be manufactured separately, respectively, and installed separately on the stator support 230, and the first connector 162 and the second connector 164 may be integrally formed. It may be manufactured and installed on the stator support 230.
  • the first connector 162 and the second connector 164 are integrally formed when insert-inserting the stator support 230.
  • the first connector and the second connector may be manufactured separately from the stator support, and then mounted on the connector mounting portion formed on the stator support.
  • the washing machine motor of the present invention forms a first magnetic circuit L1 between one side of the stator 60 on which the inner rotor 40 and the first coil 66 are wound, and the outer rotor 50 and the second coil. Since the second magnetic circuit L2 is formed between the other sides of the stator 60 to which the 68 is wound to form a pair of magnetic circuits that are independent of each other, the inner rotor 40 and the outer rotor 50 are driven separately, respectively. Can be.
  • the first magnetic circuit L1 may include the first magnet 42 of the N pole, the first tooth portion 310 on which the first coil 66 is wound, the inner portion of the partition 314, and the N pole. Via the first magnet 42 and the inner rotor support 46 of the S pole adjacent to the first magnet 42.
  • the second magnetic circuit L2 is divided into a second tooth portion 312 facing the second magnet 52 of the N pole, the second magnet 52 of the N pole, and the second coil 68 wound thereon. Via the outer portion of the portion 314, the second magnet 54 of the S pole, and the outer rotor support 56.
  • the bearing support structure for supporting the outer shaft, the position of the outer rotor, and the stator support are different from the first embodiment, and the rest of the structure is the first embodiment. Same as the example.
  • a bearing support structure for supporting the outer shaft of the washing machine motor 140a according to the second embodiment of the present invention will be described.
  • the first bearing 26 and the second bearing 28 are disposed at regular intervals on the outer surface of the outer shaft 20 to rotatably support the outer shaft 20.
  • the first bearing 26 is supported by the first bearing housing 10 and the second bearing 28 is supported by the second bearing housing 102 as in the first embodiment.
  • the first bearing housing 10 is formed of a metal material, and extends upwardly from the first bearing seat 12 and the first bearing seat 12 in which the first bearing 26 is seated.
  • the seal fixing portion 14 to be mounted, the connecting portion 16 extending downward from the seal fixing portion 14, and extends horizontally from the connecting portion 16 to form a disk form stator 60 and the outer shell 110 ) Includes a flat plate portion 18 fixed thereto.
  • the flat plate 18 is fastened to the second bearing housing 102 by a plurality of bolts 250 in the circumferential direction.
  • the second bearing housing 102 is formed of a metal material, and a second bearing seating portion 104 on which the second bearing 28 is seated, and an extension part extending upward from the second bearing seating portion 104 ( 106 and a fixing portion 108 extending outward from the upper end of the connecting portion 106 and fastened by a bolt 250 to the flat plate portion 18 of the first bearing housing 10.
  • the outer rotor 50 is disposed below the second bearing 28 without the outer rotor support 56 being disposed between the first bearing 26 and the second bearing 28. .
  • the lower side of the outer shaft 20 is formed with a first connecting portion 90 to which the outer rotor support 56 of the outer rotor 50 is connected, and the inner rotor support of the inner rotor 40 below the inner shaft 30.
  • a second connection portion 92 to which the 46 is connected is formed.
  • the first connector 90 and the second connector 92 may have a structure in which a serration is formed with the outer shaft 20 and the inner shaft 30 to be splined to each other, and form a key groove to form a mutual key. It may have a structure to be bonded.
  • first fixing nut 34 is screwed to the lower end of the outer shaft 20 to prevent the outer rotor support 56 from being separated from the outer shaft 20, and the inner end of the inner shaft 30 is inner.
  • the second fixing nut 36 is screwed to prevent the inner rotor support 46 of the rotor 40 from being separated.
  • the stator support 230 is a core fixing part 232 integrally formed with the stator core 62 and extends outward from the lower end of the core fixing part 232 to be fixed to the outer tub 110.
  • the outer tank fixing part 234 is included.
  • the outer shaft 20 is connected to the outer rotor 50 while the outer rotor 50 is rotated by the magnetic circuit L2. Rotating the washing tub 120 while rotating.
  • the first coil 66 and the second coil 68 are supplied with power in opposite directions. Is authorized. Then, as the inner rotor 40 and the outer rotor 50 rotate in opposite directions, the pulsator 130 and the washing tub 120 rotate in opposite directions.
  • the present invention enables independent control of the pulsator and the washing tank, and connects the outer rotor with a large driving torque to the washing tank, and connects the inner rotor with a small driving torque to the pulsator to reduce power consumption while improving performance. It can be applied to a washing machine motor and a fully automatic washing machine having the same.

Abstract

본 발명의 세탁기 모터는 세탁조와 연결되는 아우터 샤프트, 펄세이터와 연결되는 인너 샤프트, 상기 아우터 샤프트에 연결되어 세탁조를 구동시키는 아우터 로터, 상기 인너 샤프트에 연결되어 펄세이터를 구동시키는 인너 로터, 상기 인너 로터와 아우터 로터 사이에 공극을 두고 배치되는 스테이터, 및 일정 간격을 두고 배치되며 상기 아우터 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 제1베어링 및 제2베어링을 포함하며, 상기 아우터 샤프트는 상기 제1베어링과 제2베어링 사이에 아우터 로터가 연결되는 제1연결부가 형성된다. 아우터 로터가 아우터 샤프트에 연결되는 제1연결부를 제1베어링과 제2베어링 사이에 배치함에 따라 세탁기 모터는 모터의 전체 높이를 줄일 수 있어 세탁기의 전체 높이를 줄이거나 세탁조의 사이즈를 증대시킬 수 있다.

Description

세탁기 모터 및 이를 구비한 세탁기
본 발명은 세탁조 및 펄세이터가 각각 독립적으로 구동될 수 있어 다양한 세탁 수류를 형성할 수 있는 세탁기 모터 및 이를 구비한 세탁기에 관한 것이다.
종래의 세탁기는 한국 등록특허공보 10-0548310(2006년01월24일)에 개시된 바와 같이, 외형을 이루는 아웃케이스와, 상기 아웃케이스의 내부에 지지되어 내부에 세탁수를 수용하는 외조와, 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 수용되는 세탁과 탈수 겸용의 내조와, 상기 내조의 내부에 상대회전 가능하게 설치되어 세탁수류를 형성하는 펄세이터(Pulsator)와, 상기 내조 및 펄세이터를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터의 구동력을 전달받아 내조를 회전시키는 내조회전축과, 상기 구동모터의 구동력을 전달받아 펄세이터를 회전시키는 펄세이터회전축과, 구동모터에 연결되고 펄세이터 회전축에 연결되는 선기어, 선기어와 링기어에 동시에 맞물리는 복수의 유성기어와, 유성기어를 자전 및 공전 가능하게 지지하는 캐리어와, 세탁시 또는 탈수시 상기 내조와 펄세이터의 회전을 제어하기 위한 클러치 스프링을 포함하여 구성된다.
이와 같은 종래의 세탁기는 선기어, 링기어, 유성기어 및 캐리어로 구성된 유성기어 셋트가 구비되어, 구동모터의 회전력을 감속하여 펄세이터 및 내조로 전달하고, 클러치 스프링이 작동되어 펄세이터와 내조로 선택적으로 동력을 전달하여 펄세이터만 회전시키거나 펄세이터와 내조를 동시에 회전시킨다.
위에서 설명한 바와 같이, 종래의 세탁기는 펄세이터와 내조의 독립적인 제어가 불가능한 단동력 구조의 모터를 채용함으로써, 일정한 패턴의 세탁수류만을 구현할 수 있기 때문에 세탁 효율을 높이는데 한계가 있는 문제가 있다.
또한, 종래의 세탁기는 펄세이터와 내조를 선택적으로 회전시키기 위해 유성기어셋트와 클러치 스프링 등을 필요로 하여 구성이 복잡하고 제조비용이 증가하는 문제가 있다.
또한, 종래의 세탁기는 구동모터와 외조 사이에 유성기어셋트 및 클러치 스프링이 설치되므로, 세탁기의 높이방향으로 차지하는 공간이 커서, 세탁기의 높이가 높아지거나, 세탁기의 높이가 동일한 경우 내조의 높이를 줄여야 하므로 세탁 용량이 적어지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 펄세이터와 세탁조의 독립적인 제어가 가능하여 단동력 뿐 아니라 펄세이터와 세탁조를 서로 반대방향으로 회전시킬 수 있는 쌍동력 구현이 가능함으로써, 다양한 세탁수류를 형성할 수 있는 세탁기 모터 및 이를 구비한 세탁기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 구동 토크가 큰 아우터 로터를 고토크를 필요로 하는 세탁조와 연결하고, 구동 토크가 작은 인너 로터를 저토크에서 구동 가능한 펄세이터와 연결하여 성능을 향상시키면서 소비전력을 감소시킬 수 있는 세탁기 모터 및 이를 구비한 세탁기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 아우터 샤프트를 지지하는 제1베어링과 제2베어링 사이에 아우터 로터를 연결하여 모터의 전체 높이를 줄일 수 있고, 이에 따라 세탁기의 전체 높이를 줄이거나 세탁조의 사이즈를 증대시킬 수 있는 세탁기 모터 및 이를 구비한 세탁기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제1베어링이 스테이터 지지체에 장착되도록 하여 제1베어링을 장착하기 위한 별도의 베어링 하우징을 제거할 수 있어 부품수를 줄일 수 있고 조립공정을 단순화할 수 있는 세탁기 모터 및 이를 구비한 세탁기를 제공하는 것이다.
본 발명의 세탁기 모터는 세탁조와 연결되는 아우터 샤프트; 펄세이터와 연결되는 인너 샤프트; 상기 아우터 샤프트에 연결되어 세탁조를 구동시키는 아우터 로터; 상기 인너 샤프트에 연결되어 펄세이터를 구동시키는 인너 로터; 및 상기 인너 로터와 아우터 로터 사이에 공극을 두고 배치되는 스테이터;를 포함하고, 상기 아우터 로터는 상기 인너 로터에 비해 상대적으로 큰 토크를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세탁기 모터는 일정 간격을 두고 배치되며 상기 아우터 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 제1베어링 및 제2베어링을 더 포함하며, 상기 아우터 샤프트는 상기 제1베어링과 제2베어링 사이에 아우터 로터가 연결되는 제1연결부가 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 제2베어링은 스테이터의 스테이터 지지체에 장착될 수 있다.
상기 인너 로터는 상기 스테이터의 내면에 일정 갭을 두고 배치되는 제1마그넷과, 상기 제1마그넷의 배면에 배치되는 제1백요크와, 상기 제1마그넷 및 제1백요크가 고정되고, 인너 샤프트에 연결되는 인너 로터 지지체를 포함할 수 있다.
상기 아우터 로터는 상기 스테이터의 외면에 일정 갭을 두고 배치되는 제2마그넷과, 상기 제2마그넷의 배면에 배치되는 제2백요크와, 상기 제2마그넷 및 제2백요크가 고정되고, 아우터 샤프트에 연결되는 아우터 로터 지지체를 포함할 수 있다.
상기 스테이터는 내측 및 외측으로 다수의 티스가 방사상으로 배열되는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 내측 티스에 감겨지는 제1코일과, 상기 스테이터 코어의 외측 티스에 감겨지는 제2코일과, 상기 스테이터 코어가 고정되고 외조에 고정되는 스테이터 지지체를 포함할 수 있다.
상기 스테이터 지지체는 스테이터 코어와 일체로 형성되는 코어 고정부와, 상기 코어 고정부에서 내측방향으로 연장되어 제2베어링이 장착되는 제2베어링 장착부와, 상기 코어 고정부에서 외측방향으로 연장되어 외조에 고정되는 외조 고정부를 포함할 수 있다.
상기 스테이터 코어는 제1코일이 감겨지는 제1티스부와, 상기 제1티스부의 반대쪽에 형성되어 제2코일이 감겨지는 제2티스부와, 상기 제1티스부와 제2티스부 사이를 구획하는 구획부와, 상기 구획부의 양쪽 끝부분에 형성되어 상기 스테이터 코어들 사이를 상호 연결하는 결합부를 포함할 수 있다.
상기 스테이터 지지체의 외면에는 외부 전원을 제1코일로 인가하는 제1커넥터와, 외부 전원을 제2코일로 인가하는 제2커넥터가 독립적으로 설치되거나 일체로 설치될 수 있다.
상기 아우터 로터로부터 아우터 샤프트에 연결되는 아우터 로터 지지체와 상기 인너 로터로부터 인너 샤프트에 연결되는 인너 로터 지지체는 각각 평판부를 포함하며, 각각의 평판부가 서로 평행하게 배열될 수 있다.
상기 제1베어링은 베어링 하우징에 장착되고, 상기 베어링 하우징은 제1베어링이 안착되는 제1베어링 안착부와, 상기 제1베어링 안착부에서 연장되어 제2시일이 장착되는 시일 고정부와, 상기 시일 고정부에서 하측방향으로 연장되는 연결부와, 상기 연결부에서 수평하게 연장되어 원판 형태를 이루고 스테이터 및 외조가 고정되는 평판부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 세탁기 모터는 세탁조와 연결되는 아우터 샤프트; 펄세이터와 연결되는 인너 샤프트; 상기 아우터 샤프트에 연결되어 세탁조를 구동시키는 아우터 로터; 상기 인너 샤프트에 연결되어 펄세이터를 구동시키는 인너 로터; 상기 인너 로터와 아우터 로터 사이에 공극을 두고 배치되는 스테이터; 및 일정 간격을 두고 배치되며 상기 아우터 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 제1베어링 및 제2베어링을 포함하며, 상기 아우터 샤프트는 상기 제1베어링과 제2베어링 사이에 아우터 로터가 연결되는 제1연결부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세탁기는 세탁수를 수용하는 외조; 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁과 탈수를 수행하는 세탁조; 상기 세탁조 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁 수류를 형성하는 펄세이터; 및 상기 세탁조와 펄세이터를 동시에 또는 선택적으로 구동시키는 세탁기 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 세탁기 모터는 펄세이터와 세탁조의 독립적인 제어가 가능하여 단동력 뿐만 아니라 펄세이터와 세탁조를 서로 반대방향으로 회전시킬 수 있는 쌍동력 구현이 가능함으로써, 다양한 세탁수류를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 세탁기 모터는 구동 토크가 큰 아우터 로터를 고토크를 필요로 하는 세탁조와 연결하고, 구동 토크가 작은 인너 로터를 저토크에서 구동 가능한 펄세이터와 연결하여 성능을 향상시키면서 소비전력을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 세탁기 모터는 아우터 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 제1베어링과 제2베어링 사이에 아우터 로터를 연결함으로써, 제1베어링과 제2베어링 사이에 아우터 샤프트를 지지하는 데 필요한 최소한의 거리를 확보하면서도 모터의 전체 높이를 줄일 수 있고, 이에 따라 세탁기의 전체 높이를 줄이거나 세탁조의 사이즈를 증대시킬 수 있다.
이 경우, 아우터 로터로부터 아우터 샤프트에 연결되는 아우터 로터 지지체와 인너 로터로부터 인너 샤프트에 연결되는 인너 로터 지지체는 각각 평판부를 포함하고, 각각의 평판부가 서로 평행하게 배열되면 모터의 높이를 슬림하게 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 세탁기 모터는 제1베어링이 스테이터 지지체에 장착되도록 하여 제1베어링을 장착하기 위한 별도의 베어링 하우징을 제거할 수 있어 부품수를 줄일 수 있고 조립공정을 단순화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기 모터의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 세탁기 모터의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스테이터의 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 스테이터 코어의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기 모터의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기는 외형을 이루는 케이스(100)와, 케이스(100)의 내부에 현가 지지되어 세탁수를 수용하는 외조(110)와, 외조(110)의 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁과 탈수를 수행하는 세탁조(120)와, 세탁조(120) 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁 수류를 형성하는 펄세이터(130)와, 세탁조(120)의 하부에 설치되어 세탁조(120)와 펄세이터(130)를 동시에 또는 선택적으로 구동시키는 모터(140)를 포함한다.
세탁기 모터(140)는 도 2에 도시된 바와 같이, 세탁조(120)와 연결되는 아우터 샤프트(20)와, 아우터 샤프트(20)의 내부에 회전 가능하게 배치되고 펄세이터(130)와 연결되는 인너 샤프트(30)와, 아우터 샤프트(20)와 연결되는 아우터 로터(50)와, 인너 샤프트(30)와 연결되는 인너 로터(40)와, 인너 로터(40)와 아우터 로터(50) 사이에 공극을 두고 배치되는 스테이터(60)를 포함한다.
인너 샤프트(30)의 외주면과 아우터 샤프트(20)의 내주면 사이에는 원통 형태의 제1슬리브 베어링(80) 및 제2슬리브 베어링(82)이 설치되어 아우터 샤프트(20) 및 인너 샤프트(30)가 상대 회전되도록 지지한다.
아우터 샤프트(20)의 외면에는 제1베어링(26) 및 제2베어링(28)이 일정 간격을 두고 배치되어 아우터 샤프트(20)를 회전 가능하게 지지한다.
제1베어링(26)은 베어링 하우징(10)에 장착되고, 제2베어링(28)은 스테이터 지지체(230)에 장착된다.
여기에서, 제2베어링(28)은 스테이터 지지체(230)에 장착되므로 제2베어링(28)을 장착하기 위한 별도의 베어링 하우징이 불필요하므로 부품수를 줄일 수 있고 조립공정을 단순화할 수 있다.
베어링 하우징(10)은 금속재질로 형성되고, 제1베어링(26)이 안착되는 제1베어링 안착부(12)와, 제1베어링 안착부(12)에서 상측방향으로 연장되어 제2시일(210)이 장착되는 시일 고정부(14)와, 시일 고정부(14)에서 하측방향으로 연장되는 연결부(16)와, 연결부(16)에서 수평하게 연장되어 원판 형태를 이루고 스테이터(60) 및 외조(110)가 고정되는 평판부(18)를 포함한다.
평판부(18)는 복수의 볼트(250)에 의해 외조(110) 및 스테이터 지지체(230)에 결합된다.
아우터 샤프트(20)의 중앙측에는 아우터 로터(50)의 아우터 로터 지지체(56)가 연결되는 제1연결부(90)가 형성되고, 인너 샤프트(30)의 하측에는 인너 로터(40)의 인너 로터 지지체(46)가 연결되는 제2연결부(92)가 형성된다.
여기에서, 제1연결부(90)는 제1베어링과 제2베어링 사이에 형성되므로 모터의 전체 높이를 줄일 수 있다. 즉, 기존의 모터의 경우 제2베어링(28) 하측으로 제1연결부가 형성되는데, 이 경우 아우터 샤프트(20)의 길이는 제1연결부(90)가 형성되는 길이만큼 더 길어지게 된다.
제1베어링(26)과 제2베어링(28)은 세탁기 전체 하중을 받기 때문에 제1베어링(26)과 제2베어링(28) 사이의 간격은 하중을 충분히 분산하면서 안정적으로 지지할 수 있도록 충분한 간격을 유지해야된다.
본 실시예에서는 제1연결부(90)가 제1베어링(26)과 제2베어링(28) 사이에 배치됨으로써, 기존의 아우터 샤프트의 제2베어링(28) 하측에 형성되는 제1연결부의 길이만큼 아우터 샤프트의 길이를 줄일 수 있게 되고, 이에 따라 세탁기 모터의 높이를 줄일 수 있다.
모터의 높이가 줄어들면 그 만큼 세탁기의 전체 높이를 줄일 수 있어 사용자가 세탁물을 탑 로딩할 경우 쉽고 편리하며, 전체 높이가 동일할 경우 세탁조의 사이즈를 증대시킬 수 있어 세탁기 용량을 증대시킬 수 있다.
제2연결부(92)는 제2베어링(28) 하측 인너 샤프트에 형성된다.
제1연결부(90) 및 제2연결부(92)는 아우터 샤프트(20) 및 인너 샤프트(30)와 각각 세레이션(Serration) 결합되거나, 스플라인 결합되거나, 키홈을 형성하여 키 결합될 수 있다.
여기에서, 아우터 샤프트(20)의 제1연결부(90) 하측에는 아우터 로터 지지체(56)가 아우터 샤프트(20)에서 이탈되는 것을 방지하는 제1고정너트(34)가 나사 체결되고, 인너 샤프트(30)의 하단에는 인너 로터(40)의 인너 로터 지지체(46)가 이탈되는 것을 방지하는 제2고정너트(36)가 나사 체결된다.
아우터 샤프트(20)의 상측에는 세탁조(120)가 연결되는 제3연결부(94)가 형성되고, 인너 샤프트(32)의 상측에는 펄세이터(130)가 연결되는 제4연결부(96)가 형성된다.
제3연결부(94) 및 제4연결부(96)는 아우터 샤프트(20) 및 인너 샤프트(30)와 각각 세레이션(Serration) 결합되거나, 스플라인 결합되거나, 키홈을 형성하여 키 결합될 수 있다.
아우터 샤프트(20)와 인너 샤프트(30) 사이에는 세탁수가 누수되는 것을 방지하는 제1시일(220)이 장착되고, 아우터 샤프트(20)와 제1베어링 하우징(10) 사이에는 세탁수가 누수되는 것을 방지하는 제2시일(210)이 장착된다.
인너 로터(40)는 스테이터(60)의 내면에 일정 갭을 두고 배치되는 제1마그넷(42)과, 제1마그넷(42)의 배면에 배치되는 제1백요크(44)와, 인서트 몰딩에 의해 제1마그넷(42) 및 제1백요크(44)와 일체로 형성되는 인너 로터 지지체(46)를 포함한다.
여기에서, 인너 로터 지지체(46)는 열경화성 수지, 예를 들어 폴리에스터와 같은 BMC(Bulk Molding Compound) 몰딩재로 몰딩하여 제1마그넷(42) 및 제1백요크(44)와 일체로 형성된다. 따라서, 인너 로터(40)는 방수 성능을 가질 수 있고, 제조 공정을 단축할 수 있다.
그리고, 인너 로터 지지체는 인서트 몰딩하여 제조되는 수지 재질 이외에, 스틸재질로 형성될 수 있다. 인너 로터 지지체가 스틸재질로 형성될 경우 인너로터 지지체가 백요크 역할을 하기 때문에 백요크가 불필요하고, 스틸재질의 인너 로터 지지체에 세레이션 가공하거나 별도의 세레이션을 스틸 재질의 인너로터 지지체에 몰딩하여 제1마그넷을 고정한다.
인너 로터 지지체(46)는 그 내면에 인너 샤프트(30)에 연결되고, 그 외면에는 제1마그넷(42) 및 제1백요크(44)가 일체로 고정된다.
따라서, 인너 로터(40)가 회전되면 인너 샤프트(30)가 회전되고, 인너 샤프트(30)에 연결된 펄세이터(130)가 회전된다.
인너 로터(40)는 구동토크가 아우터 로터에 비해 작고, 펄세이터(130)는 세탁조에 비해 작은 토크를 필요로 하므로, 인너 로터(40)는 펄세이터(130)를 충분히 회전시킬 수 있다.
그리고, 아우터 로터(50)는 스테이터(60)의 외면에 일정 갭을 두고 배치되는 제2마그넷(52)과, 제2마그넷(52)의 배면에 배치되는 제2백요크(54)와, 인서트 몰딩에 의해 제2마그넷(52) 및 제2백요크(54)와 일체로 형성되는 아우터 로터 지지체(56)을 포함한다.
여기에서, 아우터 로터 지지체(56)는 열경화성 수지, 예를 들어 폴리에스터와 같은 BMC(Bulk Molding Compound) 몰딩재로 몰딩하여 제2마그넷(52) 및 제2백요크(54)와 일체로 형성된다. 따라서, 아우터 로터(50)는 방수 성능을 가질 수 있고, 제조 공정을 단축할 수 있다.
아우터 로터 지지체는 인서트 몰딩하여 제조되는 수지 재질 이외에, 스틸재질로 형성될 수 있다. 아우터 로터 지지체가 스틸재질로 형성될 경우 아우터 로터 지지체가 백요크 역할을 하게 되어 별도의 백요크가 불필요하고, 스틸재질의 아우터 로터 지지체에 세레이션 가공하거나 별도의 세레이션을 스틸 재질의 아우터 로터 지지체에 인서트 몰딩하여 제2마그넷을 고정한다.
아우터 로터 지지체(56)는 그 외면 내측에 제2마그넷 및 제2백요크가 인서트 몰딩에 의해 일체로 형성되고, 스테이터(60)의 일면을 통과하고 그 내면이 아우터 샤프트(20)에 연결된다.
따라서, 아우터 로터(50)가 회전되면 아우터 샤프트(20)가 회전되고 아우터 샤프트(20)와 연결된 세탁조(120)가 회전된다.
아우터 로터(50)는 인너 로터(40)에 비해 큰 토크를 갖도록 설계되고, 세탁조(120)는 펄세이터(130)에 비해 큰 토크를 필요로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 세탁기 모터(140)는 아우터 로터(50)로부터 아우터 샤프트(20)에 연결되는 아우터 로터 지지체(56)를 제1베어링(26)과 제2베어링(28) 사이에 배치함과 동시에, 아우터 로터 지지체(56)와 인너 로터 지지체(46)는 각각 평판부를 포함하고 있다. 또한, 아우터 로터 지지체(56)와 인너 로터 지지체(46)는 평판부가 서로 평행하게 배열됨에 따라 모터의 높이를 슬림하게 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 세탁기 모터(140)는 큰 구동토크를 갖는 아우터 로터(50)가 큰 토크를 필요로 하는 세탁조(120)와 연결되고, 아우터 로터(50)에 비해 상대적으로 작은 토크를 갖는 인너 로터(40)가 세탁조에 비해 상대적으로 작은 토크를 필요로 하는 펄세이터(130)와 연결되므로 세탁기의 성능을 향상시킬 수 있고, 전류 소비량을 줄일 수 있다.
스테이터(60)는 도 3에 도시된 바와 같이, 방사상으로 배열되는 다수의 스테이터 코어(62)와, 스테이터 코어(62)의 외주면에 감싸지는 비자성체인 보빈(64)과, 스테이터 코어(62)의 일측에 감겨지는 제1코일(66)과, 스테이터 코어(62)의 타측에 감겨지는 제2코일(68)과, 스테이터 코어(62)가 환형으로 배열되고 외조(110)에 고정되는 스테이터 지지체(230)를 포함한다.
스테이터 지지체(230)는 금형에 원주방향으로 스테이터 코어(62)를 일정 간격을 두고 배열한 후 인서트 몰딩에 의해 스테이터 코어(62)와 일체로 형성된다.
즉, 열경화성 수지, 예를 들어 폴리에스터와 같은 BMC(Bulk Molding Compound) 몰딩재로 몰딩하여 스테이터 지지체(102)을 인서트 몰딩 방식으로 성형하고, 이때 금형에 복수의 스테이터 코어(62)를 원주방향으로 일정 간격을 두고 배열하여 일체로 형성된다.
스테이터 지지체(230)는 인서트 몰딩에 의해 스테이터 코어(62)와 일체로 형성되는 구조 이외에, 스테이터 코어(62)와 별도로 제조된 후 스테이터 지지체(230)와 볼트 체결되는 구조도 적용이 가능하다.
스테이터 지지체(230)는 스테이터 코어(62)와 일체로 형성되는 코어 고정부(232)와, 코어 고정부(232)의 상단에서 내측방향으로 연장되어 제2베어링(28)이 장착되는 제2베어링 장착부(236)와, 코어 고정부(232)의 하단에서 외측방향으로 연장되어 외조(110)에 고정되는 외조 고정부(234)를 포함한다.
이와 같이, 스테이터 지지체(230)에 제2베어링 장착부(236)를 일체로 형성하여 제2베어링(28)을 장착함으로써, 제2베어링을 장착하기 위한 베어링 하우징을 제거할 수 있다.
스테이터 코어(62)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1코일(66)이 감겨지는 제1티스부(310)와, 제1티스부(310)의 반대쪽에 형성되어 제2코일(68)이 감겨지는 제2티스부(312)와, 제1티스부(310)와 제2티스부(312) 사이를 구획하는 구획부(314)와, 구획부(314)의 측방향 양쪽 끝부분에 형성되어 코어들(62) 사이를 상호 연결하는 결합부(320,322)를 포함한다.
이와 같은 스테이터 코어는 위에서 설명한 분할 코어뿐만 아니라 통 코어 형태도 적용이 가능하다. 즉, 통 코어는 둘레방향으로 제1티스부와, 제2티스부가 일정 간격으로 배열되어 원형으로 이루도록 일체로 형성될 수 있다.
이외에, 스테이터 코어는 다수로 분할된 호 형태로 형성되고, 다수의 호 형태가 상호 결합되어 환형으로 이루도록 형성될 수 있다.
여기에서, 제1코일(66)로는 제1전원이 인가되고, 제2코일(68)에는 제2전원이 인가되기 때문에, 제1코일(66)로만 전원이 인가되면 인너 로터(40)만 회전되고, 제2코일(68)로만 전원이 인가되면 아우터 로터(50)만 회전되고, 제1코일(66)과 제2코일(68)에 동시에 전원이 인가되면 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)가 동시에 회전된다.
제1티스부(310)의 끝부분에는 제1마그넷(44)과 마주보게 배치되는 제1플랜지부(316)가 형성되고, 제2티스부(312)의 끝부분에는 제2마그넷(54)과 마주보게 배치되는 제2플랜지부(318)가 형성된다.
제1플랜지(316)와 제2플랜지부(318)는 인너 로터(40)의 제1마그넷(42)과, 아우터 로터(50)의 제2마그넷(52)에 각각 대응하도록 소정 곡률로 내향 및 외향 곡면을 이루고 있다. 따라서, 스테이터 코어(62)의 내주면 및 외주면의 진원도가 높아지므로 스테이터(60)의 내주면 및 외주면과 제1마그넷(42) 및 제2마그넷(52)과의 사이가 근접되면서도 일정한 자기갭(gap)을 유지할 수 있다.
스테이터 코어들(62) 사이는 자기회로를 형성할 수 있도록 상호 직접 연결된 구조를 가져야된다. 따라서, 결합부(320,322)는 스테이터 코어들(62) 사이가 서로 통전될 수 있도록 직접 연결된 구조를 갖는다.
이러한 결합부(320,322)는 일 예로, 구획부(314)의 일측에 결합돌기(322)가 돌출되게 형성되고, 구획부(314)의 타측에 결합돌기(322)가 끼움 결합되는 결합홈(320)이 형성되어, 결합돌기(322)를 결합홈(320)에 끼워 조립하면 스테이터 코어들(62)이 방사상으로 배열되고, 상호 직접 연결된 구조를 갖게 된다.
그리고, 결합부는 이러한 구조 이외에, 스테이터 코어의 구획부 양쪽 끝부분에 핀홀을 형성하고, 코어들 사이를 상호 접촉시킨 상태에서 핀 부재를 두 스테이터 코어의 핀홀 사이에 끼움 결합하여 스테이터 코어들 사이를 연결하는 구조도 적용이 가능하고, 스테이터 코어들 사이를 상호 접촉시킨 상태에서 코킹부재를 이용하여 코킹하는 방법도 적용이 가능하다.
스테이터 지지체(230)의 외측에는 외부 전원을 제1코일(66) 및 제2코일(68)로 인가하는 커넥터(162,164)가 설치된다. 커넥터(162,164)는 세탁조(110)를 회전시키기 위한 전원 즉, 제1코일(66)로 인가되는 외부 전원이 연결되는 제1커넥터(162)와, 펄세이터(130)를 회전시키기 위한 전원 즉, 제2코일(68)로 인가되는 전원이 연결되는 제2커넥터(164)를 포함한다.
여기에서, 제1커넥터(162)와 제2커넥터(164)가 각각 별도로 제조되어 스테이터 지지체(230)에 각각 별도로 설치될 수 있고, 제1커넥터(162)와 제2커넥터(164)가 일체로 제조되어 스테이터 지지체(230)에 설치될 수 있다.
제1커넥터(162)와 제2커넥터(164)는 스테이터 지지체(230)를 인서트 사출할 때 일체로 형성된다.
그리고, 제1커넥터와 제2커넥터는 스테이터 지지체와 별도로 제조된 후 스테이터 지지체에 형성되는 커넥터 장착부에 장착될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 세탁기 모터는 인너 로터(40)와 제1코일(66)이 감겨지는 스테이터(60)의 일측 간에 제1자기 회로(L1)를 형성하고, 아우터 로터(50)와 제2코일(68)이 감겨지는 스테이터(60)의 타측 간에 제2자기 회로(L2)를 형성하여 각각 서로 독립적인 한 쌍의 자기 회로를 형성하므로 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)가 각각 별도로 구동될 수 있다.
구체적으로, 제1자기회로(L1)는 N극의 제1마그넷(42), 제1코일(66)이 감겨지는 제1티스부(310), 구획부(314)의 내측부분, N극의 제1마그넷(42)에 인접한 S극의 제1마그넷(42) 및 인너 로터 지지체(46)를 경유한다.
그리고, 제2자기회로(L2)는 N극의 제2마그넷(52), N극의 제2마그넷(52)에 대향하고 제2코일(68)이 감겨지는 제2티스부(312), 구획부(314)의 외측부분, S극의 제2마그넷(54), 아우터 로터 지지체(56)를 경유한다.
도 6 및 도 7을 참고하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기와 세탁기 모터를 설명한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기 모터는 도 7에 도시된 바와 같이, 아우터 샤프트를 지지하는 베어링 지지 구조, 아우터 로터의 위치 및 스테이터 지지체가 제1실시예와 상이하고 나머지 구조는 제1실시예와 동일하다.
따라서, 제2실시예에서는 제1실시예와 동일한 부분은 동일한 부재번호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기 모터(140a)의 아우터 샤프트를 지지하는 베어링 지지 구조를 설명한다.
아우터 샤프트(20)의 외면에는 제1베어링(26) 및 제2베어링(28)이 일정 간격을 두고 배치되어 아우터 샤프트(20)를 회전 가능하게 지지한다.
제1베어링(26)은 제1실시예와 동일하게 제1베어링 하우징(10)에 지지되고, 제2베어링(28)은 제2베어링 하우징(102)에 지지된다.
제1베어링 하우징(10)은 금속재질로 형성되고, 제1베어링(26)이 안착되는 제1베어링 안착부(12)와, 제1베어링 안착부(12)에서 상측방향으로 연장되어 제2시일이 장착되는 시일 고정부(14)와, 시일 고정부(14)에서 하측방향으로 연장되는 연결부(16)와, 연결부(16)에서 수평하게 연장되어 원판 형태를 이루고 스테이터(60) 및 외조(110)가 고정되는 평판부(18)를 포함한다.
평판부(18)는 원주방향으로 제2베어링 하우징(102)에 복수의 볼트(250)로 체결된다.
제2베어링 하우징(102)은 금속재질로 형성되고, 제2베어링(28)이 안착되는 제2베어링 안착부(104)와, 제2베어링 안착부(104)에서 상측방향으로 연장되는 연장부(106)와, 연결부(106)의 상단에서 외측방향으로 연장되어 제1베어링 하우징(10)의 평판부(18)에 볼트(250)로 체결되는 고정부(108)를 포함한다.
또한, 제2실시예에서 아우터 로터(50)는 아우터 로터 지지체(56)가 제1베어링(26)과 제2베어링(28) 사이에 배치되지 않고, 제2베어링(28)의 하측에 배치된다.
아우터 샤프트(20)의 하측에는 아우터 로터(50)의 아우터 로터 지지체(56)가 연결되는 제1연결부(90)가 형성되고, 인너 샤프트(30)의 하측에는 인너 로터(40)의 인너 로터 지지체(46)가 연결되는 제2연결부(92)가 형성된다.
제1연결부(90) 및 제2연결부(92)는 아우터 샤프트(20) 및 인너 샤프트(30)와 각각 세레이션(Serration)을 형성하여 스플라인 결합되는 구조를 가질 수 있고, 키홈을 형성하여 상호 키 결합되는 구조를 가질 수 있다.
여기에서, 아우터 샤프트(20)의 하단에는 아우터 로터 지지체(56)가 아우터 샤프트(20)에서 이탈되는 것을 방지하는 제1고정너트(34)가 나사 체결되고, 인너 샤프트(30)의 하단에는 인너 로터(40)의 인너 로터 지지체(46)가 이탈되는 것을 방지하는 제2고정너트(36)가 나사 체결된다.
제2실시예에서 스테이터 지지체(230)는 스테이터 코어(62)와 일체로 형성되는 코어 고정부(232)와, 코어 고정부(232)의 하단에서 외측방향으로 연장되어 외조(110)에 고정되는 외조 고정부(234)를 포함한다.
이와 같이, 구성되는 본 발명에 따른 세탁기 모터의 작용을 다음에서 설명한다.
먼저, 세탁시 펄세이터(130)만 구동시킬 경우, 제1코일(66)로 전원이 인가되면 인너 로터(40)가 회전되고, 인너 로터(40)에 연결된 인너 샤프트(30)가 회전된다. 그리고, 인너 샤프트(30)에 연결된 펄세이터(130)가 회전된다.
그리고, 세탁조(120)만 회전시킬 경우, 제1코일(68)로 전원이 인가되면 자기회로(L2)에 의해 아우터 로터(50)가 회전되면서 아우터 로터(50)와 연결된 아우터 샤프트(20)가 회전되면서 세탁조(120)를 회전시킨다.
이때, 세탁조(120)는 큰 구동 토크를 갖는 아우터 로터(50)의 회전력이 전달되므로 고토크를 필요로 하는 세탁조(120)를 회전시키기 용이하다. 따라서, 세탁기의 용량을 키울 수 있고, 대용량 세탁기를 구현할 수 있다.
그리고, 탈수 및 헹굼시 펄세이터(130)와 탈수조(120)를 동시에 회전시킬 경우, 제1코일(66)과 제2코일(68)에 동시에 전원이 인가된다. 그러면 자기회로(L1)에 의해 인너 로터(40)가 회전되고 인너 로터(40)와 연결된 인너 샤프트(30)가 회전되면서 펄세이터(130)를 회전시킨다. 그리고, 자기회로(L2)에 의해 아우터 로터(50)가 회전되면서 아우터 로터(50)와 연결된 아우터 샤프트(20,22)이 회전되면서 세탁조(120)를 회전시킨다.
그리고, 풀림 행정이나 세탁물의 엉킴 등을 제거하기 위해 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 서로 반대로 회전시킬 경우, 제1코일(66)과 제2코일(68)에 서로 반대방향의 전원을 인가한다. 그러면, 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)가 서로 반대방향으로 회전되면서 펄세이터(130)와 세탁조(120)가 서로 반대방향으로 회전된다.
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.
본 발명은 펄세이터와 세탁조의 독립적인 제어가 가능하며 세탁조에 구동 토크가 큰 아우터 로터를 연결하고, 펄세이터에 구동 토크가 작은 인너 로터를 연결함에 따라 성능을 향상시키면서 소비전력을 감소시킬 수 있는 세탁기 모터 및 이를 구비한 전자동 세탁기에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 세탁조와 연결되는 아우터 샤프트;
    펄세이터와 연결되는 인너 샤프트;
    상기 아우터 샤프트에 연결되어 세탁조를 구동시키는 아우터 로터;
    상기 인너 샤프트에 연결되어 펄세이터를 구동시키는 인너 로터; 및
    상기 인너 로터와 아우터 로터 사이에 공극을 두고 배치되는 스테이터;를 포함하고,
    상기 아우터 로터는 상기 인너 로터에 비해 상대적으로 큰 토크를 발생시키는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    일정 간격을 두고 배치되며 상기 아우터 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 제1베어링 및 제2베어링을 더 포함하며,
    상기 아우터 샤프트는 상기 제1베어링과 제2베어링 사이에 아우터 로터가 연결되는 제1연결부가 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2베어링은 스테이터의 스테이터 지지체에 장착되는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인너 로터는 상기 스테이터의 내면에 일정 갭을 두고 배치되는 제1마그넷과,
    상기 제1마그넷의 배면에 배치되는 제1백요크와,
    상기 제1마그넷 및 제1백요크가 고정되고, 인너 샤프트에 연결되는 인너 로터 지지체를 포함하는 세탁기 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아우터 로터는 상기 스테이터의 외면에 일정 갭을 두고 배치되는 제2마그넷과,
    상기 제2마그넷의 배면에 배치되는 제2백요크와,
    상기 제2마그넷 및 제2백요크가 고정되고, 상기 아우터 샤프트에 연결되는 아우터 로터 지지체를 포함하는 세탁기 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터는
    내측 및 외측으로 다수의 티스가 방사상으로 배열되는 스테이터 코어와,
    상기 스테이터 코어의 내측 티스에 감겨지는 제1코일과,
    상기 스테이터 코어의 외측 티스에 감겨지는 제2코일과,
    상기 스테이터 코어가 고정되고 외조에 고정되는 스테이터 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스테이터 지지체는 스테이터 코어와 일체로 형성되는 코어 고정부와,
    상기 코어 고정부에서 내측방향으로 연장되어 아우터 샤프트를 지지하는 제2베어링이 장착되는 제2베어링 장착부와,
    상기 코어 고정부에서 외측방향으로 연장되어 외조에 고정되는 외조 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 스테이터 코어는 제1코일이 감겨지는 제1티스부와,
    상기 제1티스부의 반대쪽에 형성되어 제2코일이 감겨지는 제2티스부와,
    상기 제1티스부와 제2티스부 사이를 구획하는 구획부와,
    상기 구획부의 양쪽 끝부분에 형성되어 상기 스테이터 코어들 사이를 상호 연결하는 결합부를 포함하는 세탁기 모터.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 스테이터 지지체의 외면에는 외부 전원을 제1코일로 인가하는 제1커넥터와, 외부 전원을 제2코일로 인가하는 제2커넥터가 독립적으로 설치되거나 일체로 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 아우터 로터로부터 아우터 샤프트에 연결되는 아우터 로터 지지체와 상기 인너 로터로부터 인너 샤프트에 연결되는 인너 로터 지지체는 각각 평판부를 포함하며, 각각의 평판부가 서로 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제1베어링은 베어링 하우징에 장착되고,
    상기 베어링 하우징은 제1베어링이 안착되는 제1베어링 안착부;
    상기 제1베어링 안착부에서 연장되어 제2시일이 장착되는 시일 고정부;
    상기 시일 고정부에서 하측방향으로 연장되는 연결부; 및
    상기 연결부에서 수평하게 연장되어 원판 형태를 이루고 스테이터 및 외조가 고정되는 평판부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터.
  12. 세탁조와 연결되는 아우터 샤프트;
    펄세이터와 연결되는 인너 샤프트;
    상기 아우터 샤프트에 연결되어 세탁조를 구동시키는 아우터 로터;
    상기 인너 샤프트에 연결되어 펄세이터를 구동시키는 인너 로터;
    상기 인너 로터와 아우터 로터 사이에 공극을 두고 배치되는 스테이터; 및
    일정 간격을 두고 배치되며 상기 아우터 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 제1베어링 및 제2베어링을 포함하며,
    상기 아우터 샤프트는 상기 제1베어링과 제2베어링 사이에 아우터 로터가 연결되는 제1연결부가 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2베어링은 상기 스테이터의 스테이터 지지체에 장착되는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 스테이터 지지체는 스테이터 코어와 일체로 형성되는 코어 고정부와,
    상기 코어 고정부에서 내측방향으로 연장되어 아우터 샤프트를 지지하는 제2베어링이 장착되는 제2베어링 장착부와,
    상기 코어 고정부에서 외측방향으로 연장되어 외조에 고정되는 외조 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터.
  15. 세탁수를 수용하는 외조;
    상기 외조의 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁과 탈수를 수행하는 세탁조;
    상기 세탁조 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁 수류를 형성하는 펄세이터;
    상기 세탁조와 펄세이터를 동시에 또는 선택적으로 구동시키는 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 따른 세탁기 모터를 포함하는 세탁기.
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