KR100565652B1

KR100565652B1 - 톱로딩 방식 드럼세탁기의 구동부

Info

Publication number: KR100565652B1
Application number: KR1020030099877A
Authority: KR
Inventors: 최성봉
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2006-03-30
Also published as: ES2593410T3; JP2005193050A; CN1637196A; EP1550758A3; KR20050068451A; AU2004242506A1; US20050241346A1; PL1550758T3; EP1550758A2; CN100465368C; JP4455988B2; EP1550758B1

Abstract

본 발명은 톱로딩 방식 드럼세탁기의 구동부 구조를 개선하여, 구동부를 구성하는 부품의 제작성을 향상시킴과 더불어 터브 벽부측에의 안정된 장착을 통해 소음 및 고장을 줄여 제품 신뢰성을 높일 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 일측에 도어가 구비된 캐비닛과; 상기 캐비닛 내부에 설치되며 캐비닛의 도어와 일치되는 위치에 도어가 장착된 터브와; 상기 터브 좌우측으로부터 회전가능하게 지지되며 외주면상에 세탁물 인출용 도어가 구비되는 드럼과; 상기 터브를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼에 축연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트와; 상기 샤프트를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링과; 상기 베어링을 지지하고, 상기 터브에 부착되는 베어링 하우징과; 무게 1.5kg 이상의 스테이터와; 상기 스테이터의 외주면을 감싸는 로터를 포함하여 구성되되,

상기 스테이터는, 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 다층구조를 이루도록 한 환형의 헬리컬 코어와, 인서트 몰딩에 의해 상기 헬리컬 코어의 외부면을 감싸도록 형성되어 상기 헬리컬 코어를 전기적으로 절연되도록 하는 인슐레이터와, 상기 스테이터를 베어링 하우징에 고정하기 위하여, 상기 헬리컬 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부를 포함하며, 상기 체결부 중앙에는 상기 스테이터를 상기 베어링 하우징에 나사로 고정하기 위한 체결공이 형성된 것을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기가 제공된다.

드럼세탁기, 터브, 스테이터, 직결식, 베어링 하우징

Description

톱로딩 방식 드럼세탁기의 구동부{driving unit in top loading drum type washing machine}

도 1은 종래의 톱로딩 방식 드럼세탁기 외관예를 나타낸 정면도

도 2는 도 1의 측면도

도 3은 종래의 톱로딩 방식 드럼세탁기의 내부 구조예를 도시한 것으로서, 주요부의 정면 종단면도

도 4는 도 2의 스테이터에 적용된 종래 분할코어를 나타낸 사시도

도 5는 본 발명의 스테이터를 나타낸 사시도

도 6a 및 도 6b는 도 5의 요부 확대도로서,

도 6a는 요부 평면도

도 6b는 요부 사시도

도 7은 본 발명의 스테이터에 적용되는 헬리컬 코어를 나타낸 사시도

도 8은 본 발명에 따른 스테이터가 적용된 드럼세탁기의 구동부 구조를 나타낸 상세 단면도

도 9는 본 발명의 스테이터의 다른 실시예를 나타낸 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:캐비닛 2:터브

3:드럼 4:샤프트

5:모터 13:로터

14:스테이터 142:코일

143:체결부 143a:체결공

143b:위치결정돌기 143c:공간부

143g:위치결정홈 143p:원통형 금속

144:인슐레이터 HC:헬리컬 코어

150:베이스부 151:티스

152:요입홈 153:리벳

16:커넥터

본 발명은 톱로딩 방식 드럼세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세탁물을 위로 취출하는 톱로딩 방식이면서 모터 직결식인 드럼세탁기 구동부 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 드럼 세탁 방식은 세제와 세탁수 및 세탁물이 드럼 내에 투입된 상태에서, 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 드럼과 세탁물의 마찰력을 이용하여 세탁을 행하는 방식으로서, 세탁물의 손상이 거의 없고, 세탁물이 서로 엉키지 않으며, 두드리고 비벼빠는 세탁효과를 낼 수 있다.

한편, 톱로딩 방식의 드럼세탁기는 세탁물 출납의 용이성을 위해 개발된 것으로서, 도 1 내지 도 3을 참조하여 톱로딩 방식 드럼세탁기의 구조에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 톱로딩 방식 드럼세탁기 외관예를 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1의 측면도로서, 캐비닛(1) 상부측에 도어(D)가 설치되고, 도어(D) 일측에는 세제통(DB:Detergent Box)이 설치되며, 도어(D) 타측에는 조작패널(CP:Control Pannel)이 설치된다.

도 3은 종래의 톱로딩 방식 드럼세탁기의 내부 구조예를 도시한 주요부의 정면 종단면도로서, 이를 참조하여 내부 구조를 간략히 살펴보면, 캐비닛(1) 내측에 스프링에 매달려 지지되는 터브(2)가 설치되고, 상기 터브(2) 내측 중앙에는 드럼(3)이 회전가능하게 설치된다.

그리고, 상기 터브(2) 일측벽부 중앙에는 베어링(6a,6b)을 지지하는 베어링 하우징(7)이 설치되고, 상기 베어링 하우징(7) 중앙을 관통하는 드럼축(4)의 일단은 드럼 후방에 직결된다.

그리고, 상기 드럼축(4)의 타단은 모터(5)에 직결된다.

한편, 상기 터브(2)의 타측벽부에는 드럼(3)의 타측에 직결된 지지축(4a)이 베어링(28)의 지지를 받도록 설치되어 있다.

이와 같은 톱로딩 방식의 드럼세탁기는 도어(D)를 열면 개폐동작을 링크시키는 연결수단(도시는 생략함)의 작동에 의해 터브 개구(20b) 및 드럼 개구(23b)가 동시에 개방되도록 되어 있다.

그러나, 이와 같은 톱로딩 방식의 BLDC모터를 채용하는 직결식 드럼세탁기는 다음과 같은 문제점을 내포하고 있어, 보다 새로운 구조의 직결식 드럼세탁기의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

즉, 기존의 톱로딩 방식의 드럼세탁기는 모터 제조시 코어등 재료의 낭비가 많거나, 모터 제조공정이 복잡한 문제점이 있으며, 모터를 터브(2)에 장착함에 있어 강도가 약해 진동이나 소음을 효과적으로 감소시키지 못하는 등의 문제점이 있다.

특히, 터브(2) 일측벽부의 베어링 하우징(7)에 고정되거나, 터브 일측벽부에 직접 고정되는 스테이터만의 무게가 1.5kg 이상이 되고, 탈수회전 속도가 600~ 2,000RPM 정도의 대용량의 톱로딩 방식 드럼세탁기용 모터에 있어서는, 스테이터(14) 무게와 고속 회전시의 진동 및 로터의 흔들림과 변형으로 인하여 스테이터(14)와 터브(2)의 연결부위가 파손된다.

즉, BLDC 모터를 사용하면서 스테이터(14)를 터브(2) 일측벽부에 체결하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기의 경우, 스테이터(14)의 면이 지면에 대해 직교하도록 스테이터(14)가 터브(2) 일측벽부에 체결되므로 인해, 세탁기 운전시 발생하는 진동으로 인하여 스테이터(14)에 있어서 체결부위 파손이 더욱 심하게 된다.

이를 방지하기 위하여 기존에는 스테이터(14)를 구성하는 분할 코어(DC)를 제작할 경우, 금속 철판을 프레스 가공하여 티스와 베이스부를 만듦과 동시에 티스의 반대측에는 체결을 위한 돌출부(500)를 형성한 후, 이것을 적층하여 도 4에 도시된 바와 같은 형태로 제작한 후 사용한다.

그러나, 이와 같은 스테이터(14)의 분할 코어(DC) 제작방법은 제작공정이 복잡할 뿐 아니라, 재료의 손실이 많이 발생한다.

재료의 손실을 줄이고, 제작공정을 간단히 하기 위해서는 티스와 베이스부로 구성된 철판을 나선형으로 회전시키면서 적층하는 소위 스파이럴 코어(spiral core)가 양호하나, 스파이럴 코어를 제작할 때는 띠형태로 타발된 철판이 나선형으로 굽어져야 하므로, 코어 내측으로 스테이터(14)를 베어링 하우징(7)에 결합하기 위한 돌출부(500)를 형성할 수 없게 된다.

이는 돌출부(500)를 형성할 경우, 코어의 폭이 너무 커져 코어를 나선형태를 이루도록 적층하기가 불가능해지기 때문이다.

또한, 터브(2) 벽부에 직접 부착되는 구조에 있어서는, 스테이터의 면이 지면에 대해 직교하도록 장착될 경우, 스테이터의 무게가 1.5kg 이상이 되면 터브측에도 파손이 발생하는 등 많은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 톱로딩 방식의 드럼세탁기용 BLDC 모터의 스테이터 제작시 소요되는 재료와 무게를 줄이고, 제작공정도 간단하게 하면서, 베어링 하우징이나 터브와 같은 고정측에 안정되게 장착될 수 있는 스테이터 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 조립 라인에서 스테이터를 조립할 때 보다 쉽게 조립할 수 있도록 하는 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 스테이터의 무게만 1.5kg이상이 되고, 회전속도 가 0~2,000 RPM 또는 그 이상의 속도까지 가변하면서 드럼의 회전을 제어하는 세탁기용 BLDC 모터를 플라스틱 재질의 터브 벽면에 직접 부착할 때 터브 측에서 모터의 무게와 진동을 견딜 수 있는 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제품의 수리 및 교체시 서비스맨이 보다 쉽게 제품을 유지 보수 할 수 있도록 한 구동부 구조를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 일측에 도어가 구비된 캐비닛과; 상기 캐비닛 내부에 설치되며 캐비닛의 도어와 일치되는 위치에 도어가 장착된 터브와; 상기 터브 좌우측으로부터 회전가능하게 지지되며 외주면상에 세탁물 인출용 도어가 구비되는 드럼과; 상기 터브를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼에 축연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트와; 상기 샤프트를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링과; 상기 베어링을 지지하고, 상기 터브에 부착되는 베어링 하우징과; 무게 1.5kg 이상의 스테이터와; 상기 스테이터의 외주면을 감싸는 로터를 포함하여 구성되되, 상기 스테이터는 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 다층구조를 이루도록 한 환형의 헬리컬 코어와, 인서트 몰딩에 의해 상기 헬리컬 코어의 외부면을 감싸도록 형성되어 상기 헬리컬 코어를 전기적으로 절연되도록 하는 인슐레이터와, 상기 스테이터를 베어링 하우징에 고정하기 위하여, 상기 헬리컬 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부를 포함하며, 상기 체결부 중앙에는 상기 스테이터를 상기 베어링 하우징에 나사로 고정하기 위한 체결공이 형성된 것을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기가 제공된다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 일측에 도어가 구비된 캐비닛과; 상기 캐비닛 내부에 설치되며 캐비닛의 도어와 일치되는 위치에 도어가 장착된 터브와; 상기 터브 좌우측으로부터 회전가능하게 지지되며 외주면상에 세탁물 인출용 도어가 구비되는 드럼과; 상기 터브를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트와; 상기 샤프트를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링과; 상기 베어링을 지지하고, 상기 터브 벽부에 고정되는 베어링 하우징과; 상기 무게 1.5kg 이상의 스테이터와; 상기 스테이터의 외주면을 감싸는 로터;를 포함하여 구성되되,
상기 스테이터는, 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 다층구조를 이루도록 한 환형의 헬리컬 코어와, 상기 헬리컬 코어의 외부면을 절연물질로 인서트 몰딩한 인슐레이터와, 상기 스테이터를 상기 베어링 하우징에 고정하기 위하여, 상기 헬리컬 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 체결부를 포함하며, 상기 체결부 중앙에는 상기 스테이터를 상기 베어링 하우징에 체결부재로 고정하기 위한 체결공을 형성하고, 상기 스테이터의 인슐레이터에는 위치결정 돌기 또는 위치결정 홈을 형성하고, 상기 베어링 하우징에는 상기 위치결정 돌기 및 위치결정 홈에 대응하는 홈 또는 돌기를 형성하고, 상기 스테이터의 인슐레이터에 형성된 체결공에 대응하여 상기 베어링 하우징에는 체결홈을 형성한 것을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기가 제공된다.

한편, 본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 다층구조를 이루도록 한 환형의 헬리컬 코어와, 상기 헬리컬 코어의 절연을 위하여 상기 헬리컬 코어를 인슐레이터를 형성하기 위한 형에 넣고 절연재질로 덮어서 제작한 인슐레이터와, 상기 헬리컬 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부와 상기 헬리컬 코어의 티스에 권선되는 코일로 이루어진 스테이터와; 상기 스테이터 외측으로 설치되며 상기 스테이터의 냉각을 위해 냉각핀과 통풍구가 형성되는 로터;로 구성됨을 특징으로 하는 아웃터 로터형 DC 모터가 제공된다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부도면 도 3 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5 내지 도 8를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 스테이터를 나타낸 사시도이고, 도 6a 및 도 6b는 도 5의 요부 확대도이며, 도 7은 본 발명의 스테이터에 적용되는 헬리컬 코어를 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 스테이터가 적용된 드럼세탁기의 구동부 구조를 나타낸 상세 단면도이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 톱로딩 방식의 드럼세탁기는, 일측에 도어가 구비된 캐비닛과; 상기 캐비닛 내부에 설치되며 캐비닛의 도어와 일치되는 위치에 도어가 장착된 터브와; 상기 터브 좌우측으로부터 회전가능하게 지지되며 외주면상에 세탁물 인출용 도어가 구비되는 드럼과; 상기 터브(2)를 관통하여 터브(2) 내측에 설치되는 드럼(3)에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼(3)에 전달하는 샤프트(4)와; 상기 샤프트(4) 일측을 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링(6a,6b)과; 상기 베어링을 지지하고, 상기 터브에 부착되는 베어링 하우징(7)과; 무게 1.5kg 이상의 스테이터(14)와; 상기 스테이터(14)의 외주면을 감싸는 로터(13);를 포함하여 구성된다.

이 때, 상기 스테이터(14)는, 티스(151)와 베이스부(150)로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 다층구조를 이루도록 한 환형의 헬리컬 코어(HC)와, 인서트 몰딩에 의해 상기 헬리컬 코어(HC)의 외부면을 감싸도록 형성되어 상기 헬리컬 코어(HC)를 전기적으로 절연되도록 하는 인슐레이터(144)와, 상기 스테이터(14)를 베어링 하우징(7)에 고정하기 위하여, 상기 헬리컬 코어(HC)의 내주면측에 인슐레이터(144)와 일체로 형성되고, 스테이터(14)의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부(143)를 포함한다.

그리고, 상기 체결부(143) 중앙에는 상기 터브 일측벽부에 부착된 베어링 하우징(7)에 스테이터(14)를 나사로 고정하기 위한 체결공(143a)이 형성된다.

그리고, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에는 위치결정 돌기(143b)가 형성되고, 상기 베어링 하우징(7)에는 상기 인슐레이터(144)에 형성되는 위치결정 돌기(143b)에 대응하는 홈(도 8 참조)이 형성된다.

이 때, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에 위치결정용 홈이 형성되고 베어링 하우징(7)에 돌기가 형성되어도 무방하다.

그리고, 상기 스테이터(14)는 체결부(143) 중앙에 형성된 체결공(143a) 내측으로 삽입되는 원통형 금속(143p)을 더 포함하여 구성된다.

이 때, 상기 원통형 금속(143p)은, 예를 들어, 절개된 부분에 의해 탄성을 갖는 스프링핀 또는 체결공(143a) 내로 강제 압입이 가능한 중공형핀 일 수 있다.

한편, 상기 체결부(143)의 높이는 상기 적층된 코어의 전체 높이의 20% 이상이 되도록 하되, 보다 바람직하게는 체결부(143)의 높이가 상기 적층된 코어의 전체 높이의 20% ~150% 가 되도록 한다.

그리고, 상기 헬리컬 코어(HC) 외측면으로 부터 돌출된 티스(151)의 길이를 "a"라 하고, 상기 헬리컬 코어(HC) 내측면으로 부터 상기 체결부(143)에 형성되는 체결공(143a)의 중심까지의 거리를 "b"라고 할 때, a≥b 로 정의되도록 체결부가 형성된다.

이와 더불어, 상기 스테이터(14)에 형성된 체결부(143) 상에는 모터 구동시 진동을 완충하기 위한 공간부(143c)가 구비된다.

그리고, 상기 헬리컬 코어(HC)는 베이스부(150)에 형성된 통공을 관통하는 리벳(153)에 의해 리벳팅되어 적층구조를 유지할 수 있다.

또한, 상기 헬리컬 코어(HC)의 와인딩 시작부위와 와인딩 끝부위는 각각 접하는 베이스부(150)에 용접되어 접합될 수 있다.

한편, 상기 금속재질의 베어링 하우징(7)은 그 내주면 상에 각각 설치된 전방 베어링(6a) 및 후방 베어링(6b)을 지지하여 각 베어링이 상기 베어링 하우징(7) 에서 이탈되지 않고 지지되도록 하기 위한 단턱이 각각 형성된다.

한편, 상기 샤프트(4) 후단부 중심에는 직결식 모터(5)를 구성하는 로터(13)가 체결되고, 상기 로터(13) 내측에는 상기 터브(2) 일측벽부에 고정된 베어링 하우징(7)에 체결되어 고정되며 상기 로터(13)와 함께 직결식 모터를 구성하는 스테이터(14)가 위치하게 된다.

이 때, 상기 로터(13)는 철판 재질로 된 것으로서, 그 원형의 바닥면 가장자리에서 전방으로 연장형성된 측벽면 상에는 그 내면 전방에 장착되는 마그네트(M)를 지지할 수 있도록 하기 위한 절곡부가 원주방향을 따라 형성되고, 바닥면 중심에는 상기 로터(13)를 샤프트(4)에 결합시키기 위한 볼트등의 체결부재가 통과가능한 관통홀이 형성된다.

여기서, 상기 로터(13)의 전체적인 형상은 프레스 가공에 의해 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 로터(13)의 중앙부 주변에는 로터(13)의 회전시 공기를 스테이터(14)쪽으로 불어넣어 스테이터(14)에서 발생하는 열을 냉각시키는 작용을 하는 복수개의 냉각핀(fin)이 방사상(放射狀)으로 형성되며, 이때 개별 냉각핀은 반경방향으로 소정의 길이를 갖도록 형성된다.

이 때, 상기에서 냉각핀은 랜싱(lancing) 가공에 의해 후벽면에 대해 90°각도로 절곡되어 개구부 쪽을 향하는 형태를 이루게 되며, 상기한 랜싱 가공에 의해 형성된 통공은 통풍구 역할을 수행하게 된다.

이와 더불어, 상기 로터(13) 후벽면의 각 냉각핀과 그에 이웃하는 냉각핀 사 이의 영역에는 로터(13)의 강도보강을 위한 엠보싱부가 형성되고, 상기 엠보싱부 상에는 수분 배출을 위한 배수홀이 형성된다.

한편, 상기 로터(13)의 중앙부에는 커넥터(16)(connector)를 설치할 수 있다. 이때, 상기 커넥터(16)는 철판재질인 로터(13)와 진동모드가 다른 수지 재질로 이루어지게 되며 로터에 대해 부싱 역할을 겸하게 된다.

한편, 로터(13)와 함께 모터(5)를 구성하는 스테이터(14)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 헬리컬 코어(HC)와, 상기 헬리컬 코어(HC)를 감싸는 인슐레이터(144)와, 상기 헬리컬 코어(HC)의 티스(151)에 권선되는 코일(142)과, 상기 인슐레이터(144)와 일체로 성형되며 코어 내측으로 3군데 이상 돌출형성되는 체결부(143)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 헬리컬 코어(HC)는, 맨 하층으로부터 맨 상층에 이르기까지 스파이럴 형태로 와인딩(winding)되어 다층구조를 이루되, 상기 헬리컬 코어(HC)의 베이스부(150)로부터 반경방향 외측으로는 티스(151)가 반경방향으로 돌출형성되며, 상기 헬리컬 코어(HC)의 베이스부(150)에는 코어의 와인딩시 응력이 감소되도록 하는 요입홈(152)이 형성된다.

또한, 상기 헬리컬 코어(HC)는 베이스부(150)에 형성된 통공을 관통하는 리벳(153)에 의해 리벳팅되어 결합된다.

그리고, 상기 헬리컬 코어(HC)의 와인딩 시작부위와 와인딩 끝부위는 각각 접하는 베이스부(150)의 소정 부위에 용접되어 접합될 수 있다.

한편, 상기 헬리컬 코어(HC)의 베이스부(150)에 형성되는 요입홈(152)은 사각형 혹은 사다리꼴을 이루도록 형성될 수 있으며, 호형을 이루도록 형성될 수도 있다.

그리고, 본 발명의 체결부(143)는 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 헬리컬 코어(HC) 외측면으로부터 돌출된 각 티스(151)의 길이를 "a" 라하고, 상기 헬리컬 코어(HC) 내측면으로부터 상기 체결부(143)에 형성된 체결공(143a)의 중심까지의 거리를 "b" 라고 할 때, a ≥b 로 정의될 수 있도록 형성된다.

또한, 상기 체결부(143)는 그 높이가 전체 코어 적층 높이의 5분의 1 이상이 되도록 형성된다.

한편, 상기 체결부(143)의 높이는 전체 코어 적층 높이가 되도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 체결부(143) 상에는 모터 구동시의 진동을 완충하기 위한 공간부(143c)가 적어도 1개 이상 구비되며, 상기 체결부(143) 상에는 베어링 하우징(7)에 형성되는 위치결정홈에 형합하게 되는 위치결정돌기(143b)가 구비된다.

한편, 위치결정돌기를 베어링 하우징(7)에 형성하고, 대신 상기 체결부(143) 상에는 베어링 하우징(7)에 형성되는 위치결정돌기에 형합하게 되는 위치결정홈을 형성하여도 무방함은 물론이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 드럼세탁기의 작용은 다음과 같다.

컨트롤패널부에 부착된 모터 구동용 컨트롤러(도시는 생략함)의 제어에 의해 스테이터(14)의 코일(142)에 순차적으로 전류가 흘러 로터(13)의 회전이 일어나면, 로터에 결합된 컨넥터(16)와 세레이션 결합된 샤프트(4)가 회전하게 되고, 이에 따라 샤프트(4)를 통해 드럼(3)으로 동력이 전달되어 드럼(3)이 회전하게 된다.

한편, 본 발명의 구동부가 적용된 드럼세탁기 작용은 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 톱로딩 방식 드럼세탁기는 터브(2)가 내열성이 뛰어난 플라스틱 재질로 제작되므로 인해 가벼우며 사출 성형되므로 제작성이 좋아지게 된다.

또한, 본 발명의 톱로딩 방식 드럼세탁기는 베어링 지지수단인 베어링 하우징(7)이 알루미늄 합금 등의 금속재질이므로 인해, 고온에서도 열적 변형이 없어 건조 행정이 있는 드럼세탁기에도 적용이 가능하게 된다.

특히, 로터(13)와 함께 모터(5)를 구성하는 스테이터(14)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 헬리컬 코어(HC)의 베이스부(150)에 코어의 요입홈(152)이 형성되어 코어의 와인딩시 응력을 감소시켜주는 구조를 띠게 됨으로써, 종전에 비해 보다 작은 힘으로 와인딩 작업이 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 헬리컬 코어(HC) 외측면으로부터 돌출된 각 티스(151)의 길이를 "a" 라하고, 상기 헬리컬 코어(HC) 내측면으로부터 상기 체결부(143)에 형성된 체결공(143a)의 중심까지의 거리를 "b" 라고 할 때, 체결부는 a ≥b 가 되도록 형성되는데, 이는 체결공(143a)의 위치가 하중이 작용하는 지점에서 가까운 곳에 있을수록 작용하는 토크가 작아 유리하지만, 지나치게 가깝게 할 경우 필연적으로 볼트의 직경이 작아지게 되어 전체 스테이터(14)를 지지하기 위해서는 지나치게 많은 수의 볼트가 체결되어야 하기 때문에, 이를 고려하여 결정한 것이다.

또한, 상기 체결부(143)는 그 높이가 전체 코어 적층 높이의 20% 내지 150% 범위가 되도록 형성되는데, 이는 체결부(143) 그 높이가 전체 코어 적층 높이의 20% 이하가 되면 모터 구동시 발생하는 진동으로 체결부(143)에 파손이 일어나게 될 우려가 있기 때문이다.

그리고, 상기 체결부(143)의 높이는 높을수록 강성은 좋아지나, 그 높이가 지나치게 커지면 세탁기 구동부 전체폭이 커져서 세탁기의 세탁용량을 감소시키게 되는 결과를 초래하므로 이를 감안하여 체결부(143) 높이는 전체 코어 적층 높이의 150%를 넘지 않도록 한다.

그리고, 상기 체결부(143) 상에 형성된 공간부(143c)는 모터 구동시의 발생하는 진동에 대해 완충 및 감쇠작용을 수행하여 스테이터(14)의 기계적 신뢰성을 향상시키게 된다.

그리고, 상기 체결부(143) 상에 형성된 위치결정돌기(143 b)는 터브(2)의 위치결정홈에 형합됨으로써 스테이터(14)의 체결이 쉽게 이루어지도록 돕게 된다.

이 때, 상기 터브(2)에 위치결정돌기가 형성되고, 체결부(143)에 위치결정홈이 형성되어도 무방함은 물론이다.

그리고, 본 발명에 따른 베어링 하우징(7)은, 내주면 전방에 단턱이 형성되고, 내주면 후방에도 단턱이 형성되어 있으므로 인해, 상기 샤프트(4) 양단부 외주면 상에 각각 설치되는 전방 베어링(6a) 후단부 및 후방 베어링(6b)의 전단부에 대한 지지가 가능하다.

즉, 상기 금속재질의 베어링 하우징(7)은 내주면 양측에 단턱이 각각 형성되어있으므로 인해 양측 베어링(6a)(6b)이 베어링 하우징(7)에서 이탈되지 않고 지지 된다.

한편, 상기 샤프트(4) 후단부 중심에는 직결식 모터(5)를 구성하는 로터(13)가 결합되고, 상기 로터(13) 내측에는 스테이터(14)가 위치하게 되는데, 상기 로터(13)의 바닥면 가장자리에서 상기 바닥면에 대해 대략 수직하게 연장형성된 측벽면 상에는 마그네트 안착면을 갖는 절곡부가 원주방향을 따라 형성되어 있어, 마그네트(M)를 로터(13) 내면에 부착시 마그네트(M)의 지지가 이루어지므로, 로터의 제작이 용이하게 이루어지게 된다.

또한, 상기 로터(13)의 바닥면 상에는 냉각핀이 방사상을 이루는 한편 반경방향으로 소정의 길이를 갖도록 형성되어 있어, 로터(13)의 회전시 냉각핀이 공기를 스테이터(14)쪽으로 불어넣어 스테이터(14)에서 발생하는 열을 냉각시키게 된다.

이 때, 상기 냉각핀은 랜싱 가공에 의해 로터(13)의 개구부 쪽을 향하도록 형성되며, 랜싱 가공에 의해 형성된 통공은 통풍구 역할을 수행하게 된다.

여기서, 상기 로터(13)는 철판 재질로서, 프레스 가공에 의해 성형되므로 인해, 로터를 제작하는데 소요되는 시간이 매우 짧아지게 되어 로터 제작시의 생산성이 향상된다.

이와 더불어, 상기 로터(13)의 바닥면은 엠보싱 가공되어 로터(13)의 전체적인 강도가 향상되며, 바닥면 상에 형성된 배수홀을 통해서는 수분 배출이 이루어진다.

그리고, 수지재질의 커넥터(16)는 사출 성형되는데, 철판으로 된 로터(13)와 는 진동모드가 달라 로터(13)의 진동이 감쇠되어 샤프트(4)에 전달되도록 하는 역할을 하게 된다.

한편, 도시는 생략하였으나, 상기한 제1실시예의 경우와는 달리, 세탁수를 저장하고, 구동부를 체결하기 위한 벽부를 가진 터브(2)가 플라스틱 재질이고, 베어링 하우징(7)은 상기 플라스틱 터브(2)에 인서트 몰딩되는 구조로서, 스테이터(14)가 터브 벽부에 직접 체결되도록 구성될 수도 있다.

즉, 베어링 하우징은 베어링을 지지하되, 상기 플라스틱 터브 일측벽부 내측에 인서트 몰딩될 수 있다. 그리고 이 경우에는 철판재질의 터브 서포터가 개재되어 터브 일측벽부의 강도 보강이 이루어질 수도 있다. 이 때 철판재질의 터브 서포트는 철판형태로서 터브 일측벽부의 프로파일과 대략 유사한 프로파일을 갖게 된다.

그리고, 이 경우 역시, 상기한 제1실시예에 적용된 구조의 스테이터(14)가 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.

한편, 이 같은 경우는 금속재질의 베어링 하우징(7)이 터브 일측벽부에 인서트되어 사출 성형되므로 인해 터브(2)와 베어링 하우징이 일체형을 이루게 되며, 이로 인해 베어링 하우징(7)을 터브의 일측벽부에 별도로 조립하는 공정이 생략되므로 조립 공정을 단순화할 수 있다.

도 9는 도 5의 스테이터의 다른 실시예를 나타낸 사시도로서, 본 실시예에 따른 스테이터(14)는, 티스(151)와 베이스부(150)로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 다층구조를 이루도록 한 환형의 헬리컬 코어(HC)와, 상기 헬리컬 코어(HC)의 외부면을 절연물질로 인서트 몰딩한 인슐레이터(144)와, 상기 스테이터(14)를 터브(2)의 일측벽부에 기고정된 베어링 하우징(7)에 고정하기 위하여, 상기 헬리컬 코어(HC)의 내주면측에 인슐레이터(144)와 일체로 형성되고, 스테이터(14)의 중앙을 향하여 돌출된 체결부(143)를 포함하여 구성된다.

그리고, 이와 더불어, 상기 체결부(143) 중앙에는 상기 스테이터(14)를 상기 터브(2) 일측 벽부에 부착된 베어링 하우징(7)에 나사나 볼트등의 체결부재로 고정하기 위한 체결공(143a)이 형성된다.

또한, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에는 위치결정 홈(143g)이 형성되고, 베어링 하우징(7)에는 그에 대응하는 돌기가 형성되며, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에 형성된 체결공(143a)에 대응하여 상기 베어링 하우징(7)에는 체결홈이 형성된다.

한편, 상기 구조와는 달리, 상기 스테이터(14)의 인슐레이터(144)에 위치결정용 돌기가 형성되고, 베어링 하우징에 이에 대응하는 홈이 형성되어도 무방하다.

그리고, 이 실시예의 경우 역시, 상기 헬리컬 코어(HC) 외측면으로 부터 돌출된 티스(151)의 길이를 "a"라 하고, 상기 헬리컬 코어(HC) 내측면으로부터 상기 체결부(143)에 형성되는 체결공(143a)의 중심까지의 거리를 "b"라고 할 때, a≥b 로 정의되도록 체결부가 형성되며, 그 이유는 앞서 서술한 바와 동일하다.

이상에서와 같이, 전술한 각 실시예에 따른 본 발명의 톱로딩 방식의 드럼세탁기는 BLDC 모터를 구성하는 스테이터(14) 제작시 소요되는 재료와 무게를 줄이 고, 그 제작공정도 단순화하며, 베어링 하우징(7)이나 플라스틱 터브(2)와 같은 고정측에 안정되게 장착할 수 있게 된다.

또한, 스테이터(14)의 무게만 1.5kg이상이 되고, 회전속도가 0~2,000 RPM 또는 그 이상의 속도까지 가변하면서 드럼(3)의 회전을 제어하는 세탁기용 BLDC 모터를 베어링 하우징(7)에 부착하거나 터브(2) 벽면에 직접 부착할 때 터브(2) 측에서 모터의 무게와 진동을 견딜 수 있는 구조를 제공하게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 톱로딩 방식의 드럼세탁기는 조립 라인에서 스테이터(14)를 터브(2)측에 조립할 때 쉽게 조립할 수 있게 되며, 이에 따라 애프터서비스시에도 서비스맨의 유지 보수 작업이 보다 쉽게 이루어질 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예들로 한정되지 않으며, 본 발명의 기술 사상의 범주를 벗어나지 않는 한 여러 가지 다양한 형태로의 변경 및 수정이 가능함은 물론이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 효과는 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 톱로딩 방식의 드럼세탁기용 BLDC 모터의 스테이터 제작시 소요되는 재료와 무게를 줄이고, 제작공정도 간단하게 하면서, 베어링 하우징이나 터브와 같은 고정측에 안정되게 장착할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 스테이터의 무게만 1.5kg이상이 되고, 회전속도가 0~2,000 RPM 또는 그 이상의 속도까지 가변하면서 드럼의 회전을 제어하는 톱로딩 방식 드럼세탁기용 BLDC 모터를 베어링 하우징이나 터브 벽면에 직접 부착할 때 터브 측에 서 모터의 무게와 진동을 견딜 수 있는 구조를 제공하게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 톱로딩 방식의 드럼세탁기는 조립 라인에서 스테이터를 베어링 하우징 또는 터브측에 결합할 때 쉽게 조립할 수 있게 되며, 이에 따라 애프터서비스시에도 서비스맨의 유지 보수 작업이 보다 쉽게 이루어질 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 톱로딩 방식 드럼세탁기에서는 와인딩이 용이한 구조의 헬리컬 코어(HC)를 채택함으로 인해 모재의 낭비가 방지되고 제조가 용이하게 되며, 스테이터의 체결부 강성을 높여 소음 및 진동을 줄여 기계적 신뢰성 향상 향상 및 수명 연장을 도모할 수 있게 된다.

Claims

일측에 도어가 구비된 캐비닛과;

상기 캐비닛 내부에 설치되며 캐비닛의 도어와 일치되는 위치에 도어가 장착된 터브와;

상기 터브 좌우측으로부터 회전가능하게 지지되며 외주면상에 세탁물 인출용 도어가 구비되는 드럼과;

상기 터브를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼에 축연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트와;

상기 샤프트를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링과;

상기 베어링을 지지하고, 상기 터브에 부착되는 베어링 하우징과;

무게 1.5kg 이상의 스테이터와;

상기 스테이터의 외주면을 감싸는 로터를 포함하여 구성되되,

상기 스테이터는, 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 다층구조를 이루도록 한 환형의 헬리컬 코어와, 인서트 몰딩에 의해 상기 헬리컬 코어의 외부면을 감싸도록 형성되어 상기 헬리컬 코어를 전기적으로 절연되도록 하는 인슐레이터와, 상기 스테이터를 베어링 하우징에 고정하기 위하여, 상기 헬리컬 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부를 포함하며,

상기 체결부 중앙에는 상기 스테이터를 상기 베어링 하우징에 나사로 고정하기 위한 체결공이 형성된 것을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기.
제 1 항에 있어서,

상기 터브는 플라스틱 재질로 구성되고, 베어링 하우징은 알루미늄 합금으로 구성되어, 터브 제작시 상기 베어링 하우징은 인서트 몰딩되어 터브와 일체로 제작되고, 상기 베어링 하우징에는 상기 스테이터가 부착됨을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기.
제 1 항에 있어서,

상기 체결부 중앙에 형성된 체결공 내측으로 삽입되는 원통형 금속을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기.
제 1 항에 있어서,

상기 체결부의 높이는 상기 적층된 코어의 전체 높이의 20% 이상이 되도록 한 것을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기.
제 1 항에 있어서,

상기 체결부의 높이는 상기 적층된 코어의 전체 높이의 20% ~150% 가 되도록 한 것을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기.
제 1 항에 있어서,

상기 헬리컬 코어 외측면으로 부터 돌출된 티스의 길이를 "a"라 하고, 상기 헬리컬 코어 내측면으로 부터 상기 체결부에 형성되는 체결공의 중심까지의 거리를 "b"라고 할 때, a≥b 인것을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기.
제 1 항에 있어서,

상기 스테이터에 형성된 체결부 상에는 모터 구동시 진동을 완충하기 위한 공간부가 구비됨을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기.
제 1 항에 있어서

상기 헬리컬 코어는 베이스부에 형성된 통공을 관통하는 리벳에 의해 리벳팅되어 결합됨을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기.
제 1 항에 있어서.

상기 헬리컬 코어의 와인딩 시작부위와 와인딩 끝부위는 각각 접하는 베이스부에 용접되어 접합됨을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기.
제 1 항에 있어서,

상기 스테이터의 인슐레이터에는 위치결정 돌기 또는 위치결정 홈을 형성하고, 상기 베어링 하우징에는 상기 위치결정 돌기 및 위치결정 홈에 대응하는 홈 또 는 돌기를 형성하며, 상기 스테이터의 인슐레이터에 형성된 체결공에 대응하여 상기 베어링 하우징에는 체결홈을 형성한 것을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기.
일측에 도어가 구비된 캐비닛과;

상기 캐비닛 내부에 설치되며 캐비닛의 도어와 일치되는 위치에 도어가 장착된 터브와;

상기 터브 좌우측으로부터 회전가능하게 지지되며 외주면상에 세탁물 인출용 도어가 구비되는 드럼과;

상기 터브를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트와;

상기 샤프트를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링과;

상기 베어링을 지지하고, 상기 터브 벽부에 고정되는 베어링 하우징과,

상기 무게 1.5kg 이상의 스테이터와;

상기 스테이터의 외주면을 감싸는 로터;를 포함하여 구성되되,

상기 스테이터는 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 다층구조를 이루도록 한 환형의 헬리컬 코어와, 상기 헬리컬 코어의 외부면을 절연물질로 인서트 몰딩한 인슐레이터와,

상기 스테이터를 상기 베어링 하우징에 고정하기 위하여, 상기 헬리컬 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 체결부를 포함하며,

상기 체결부 중앙에는 상기 스테이터를 상기 터브 벽부측의 베어링 하우징에 나사로 고정하기 위한 체결공을 형성하고,

상기 스테이터의 인슐레이터에는 위치결정 돌기 또는 위치결정 홈을 형성하고, 상기 베어링 하우징에는 상기 위치결정 돌기 및 위치결정 홈에 대응하는 홈 또는 돌기를 형성하고, 상기 스테이터의 인슐레이터에 형성된 체결공에 대응하여 상기 베어링 하우징의 벽부에는 체결홈을 형성한 것을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기.
제 11 항에 있어서,

상기 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 체결부는, 서로 이격되어 스테이터의 중앙을 향하여 3개 이상 돌출된 형태를 이룸을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

상기 헬리컬 코어 외측면으로 부터 돌출된 티스의 길이를 "a"라 하고, 상기 헬리컬 코어 내측면으로부터 상기 체결부에 형성되는 체결공의 중심까지의 거리를 "b"라고 할 때, a≥b 인 것을 특징으로 하는 톱로딩 방식의 드럼세탁기.
일측에 도어가 구비된 캐비닛과;

상기 캐비닛 내부에 설치되며 캐비닛의 도어와 일치되는 위치에 도어가 장착된 플라스틱 재질의 터브와;

상기 터브 좌우측으로부터 회전가능하게 지지되며 외주면상에 세탁물 인출용 도어가 구비되는 드럼과;

상기 터브를 관통하여 터브 내측에 설치되는 드럼에 축 연결되어 모터의 구동력을 드럼에 전달하는 샤프트와;

상기 샤프트를 지지하는 적어도 하나 이상의 베어링과;

상기 베어링을 지지하고, 상기 플라스틱 터브에 인서트 몰딩되는 베어링 하우징과;

무게 1.5kg 이상의 스테이터와;

상기 스테이터의 외주면을 감싸는 로터;를 포함하여 구성되되,

상기 스테이터는 티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 다층구조를 이루도록 한 환형의 헬리컬 코어와, 상기 헬리컬 코어의 외부면을 절연물질로 인서트 몰딩한 인슐레이터와,

상기 스테이터를 상기 터브에 고정하기 위하여, 상기 헬리컬 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 체결부를 포함하며,

상기 체결부 중앙에는 상기 스테이터를 상기 터브 벽부에 나사로 고정하기 위한 체결공을 형성하고,

상기 스테이터의 인슐레이터에는 위치결정 돌기 또는 위치결정 홈을 형성하고, 상기 터브 벽부에는 상기 위치결정 돌기 및 위치결정 홈에 대응하는 홈 또는 돌기를 형성하고, 상기 스테이터의 인슐레이터에 형성된 체결공에 대응하여 상기 터브 벽부에는 체결홈을 형성한 것을 특징으로 하는 드럼세탁기.
티스와 베이스부로 구성된 철판을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기 까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 다층구조를 이루도록 한 환형의 헬리컬 코어와, 상기 헬리컬 코어의 절연을 위하여 상기 헬리컬 코어를 인슐레이터를 형성하기 위한 형에 넣고 절연재질로 덮어서 제작한 인슐레이터와, 상기 헬리컬 코어의 내주면측에 인슐레이터와 일체로 형성되고, 스테이터의 중앙을 향하여 돌출된 3개 이상의 체결부와 상기 헬리컬 코어의 티스에 권선되는 코일로 이루어진 스테이터와;

상기 스테이터 외측으로 설치되며 상기 스테이터의 냉각을 위해 냉각핀과 통풍구가 형성되는 로터;로 구성됨을 특징으로 하는 아웃터 로터형 DC 모터.