KR100640803B1

KR100640803B1 - 이중 로터형 모터

Info

Publication number: KR100640803B1
Application number: KR1020050004170A
Authority: KR
Inventors: 최성봉; 정성해; 김영수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2006-11-06
Also published as: KR20060084140A

Abstract

본 발명은 이중 로터형 모터에 관한 것으로, 본 발명의 모터는, 장치의 모터 장착부에 회전가능하게 설치된 회전축과; 상기 회전축의 중심으로부터 일정 거리 이격된 위치에 원주방향을 따라 N극과 S극을 갖는 마그네트가 교대로 배열된 아웃터로터와, 상기 아웃터로터의 내측에 상기 회전축의 중심으로부터 일정 거리 이격된 위치에 원주방향을 따라 N극과 S극을 갖는 마그네트가 교대로 배열된 인너로터로 구성되며, 그 중심부가 상기 회전축과 결합되어 회전축과 함께 회전하는 로터 어셈블리와; 금속재질로 이루어진 코어와, 상기 코어의 상호 대향된 제 1면과 제 2면이 외부로 노출되도록 코어를 둘러싸며 코어의 일부를 수용하는 제 1인슐레이터 및 상기 코어의 나머지 일부를 수용하며 상기 제 1인슐레이터의 일측에서 결합되는 제 2인슐레이터로 이루어진 절연성 수지 재질의 인슐레이터와, 상기 인슐레이터의 외면에 권선되는 코일과, 상기 인슐레이터가 원형으로 배치된 상태에서 상기 코어의 외부로 노출된 제 1면과 제 2면이 외부로 노출되도록 상기 인슐레이터 및 코일을 인서트몰딩에 의해 일체로 둘러싸는 수지 재질의 원형의 몰드부로 이루어지며, 상기 몰드부의 외부로 노출된 코어의 제 1면과 제 2면이 각각 상기 아웃터로터와 인너로터의 마그네트와 일정 간극을 유지하며 대향되도록 상기 아웃터로터와 인너로터 사이에 배치되는 스테이터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명에 따르면, 몰드부에 의해 둘러싸인 스테이터를 중심으로 내측 및 외측에 각각 인너로터 및 아웃터로터가 구성되므로 모터의 크기와 무게를 크게 증가시키지 않고 모터의 출력을 대폭 증대시킬 수 있으며, 우수한 방수성능을 제공할 수 있다.

모터, 비엘디씨, 아웃터로터, 인너로터, 스테이터, 코어, 인슐레이터, 몰드

Description

이중 로터형 모터{Motor of Dual Rotor Type}

도 1은 종래 기술로서, 종래의 아웃터 로터형 모터가 적용된 드럼 세탁기의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도

도 2는 종래의 아웃터 로터형 모터의 스테이터의 구조를 나타낸 사시도

도 3은 본 발명에 따른 이중 로터형 모터의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도

도 4는 도 3의 이중 로터형 모터의 분해 사시도

도 5는 도 3의 이중 로터형 모터의 스테이터를 다른 방향에서 본 사시도

도 6은 도 5의 스테이터의 몰드부를 제거한 상태의 구조를 나타낸 평면도

도 7은 도 5의 스테이터의 몰드부를 제거한 상태의 구조를 나타낸 분해 사시도

도 8은 본 발명에 따른 이중 로터형 모터의 스테이터의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도

도 9는 본 발명에 따른 이중 로터형 모터의 스테이터의 또 다른 실시예를 나타낸 횡단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2a : 베어링 하우징 4 : 회전축

10 : 아웃터로터 11 : 마그네트

20 : 인너로터 21 : 마그네트

30 : 스테이터 31 : 단일 분할 코어

31a : 슈 32 : 인슐레이터

32a : 하부 인슐레이터 32b : 상부 인슐레이터

33 : 몰드부 34 : 코일

35 : 고정부 35a: 체결공

35b : 위치결정홈 37 : 컨넥터

38 : 홀센서 장착부 40 : 부싱

41 : 부싱측 세레이션부 50 : 홀센서유닛

51 : 홀센서

본 발명은 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁기와 같은 장치에 고정되는 스테이터의 양측에 로터를 이중으로 설치하여 토오크(torque)를 향상시킬 수 있도록 한 이중 로터 구조를 갖는 비엘디씨(BLDC: Brushless DC) 모터에 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.

그리고, 기존의 드럼세탁기는, 구동방식에 따라서는 모터의 구동력이 모터 풀리 및 드럼 풀리에 감긴 벨트를 통해 간접적으로 드럼에 전달되는 간접 연결 방식과, BLDC 모터의 로터가 드럼에 직결되어 곧 바로 모터에 구동력이 전달되는 직결식으로 나뉜다.

여기서, 모터의 구동력이 드럼으로 직접 전달되지 않고 모터 풀리 및 드럼 풀리에 감긴 벨트를 통해 전달되는 방식은 구동력 전달 과정에서 에너지 손실이 발생하게 되고, 동력 전달과정에서 많은 소음이 발생하게 된다.

따라서, 이와 같은 기존 드럼세탁기의 문제점들을 해결하기 위해 BLDC모터를 이용한 직결식 드럼세탁기의 사용이 확대되고 있는 추세이다.

도 1을 참조하여 종래의 드럼세탁기의 구조에 대해 간략히 살펴보면 다음과 같다.

도 1에 도시된 것과 같이, 캐비닛(1) 내측에 터브(2)가 설치되고, 상기 터브(2) 내측 중앙에는 드럼(3)이 회전가능하게 설치된다.

그리고, 상기 터브(2) 후방측에는 스테이터(6)와 로터(5)로 이루어진 모터가 설치되는데, 상기 스테이터(6)는 터브의 후벽부에 고정되고, 상기 로터(5)는 상기 스테이터(6)를 감싸면서 터브를 관통하여 드럼(3)에 축연결되도록 설치된다. 도면에 자세히 나타내지는 않았으나, 로터(5)의 내주면에는 마그네트가 상호 반대 극성으로 교대로 배열된다.

이와 더불어, 상기 터브 후벽부와 스테이터 사이에는 터브(2)의 후벽부의 외곽 형상과 거의 동형을 이루며 상기 스테이터의 체결시 터브 후벽부에 고정되어 스테이터의 하중을 지지함과 더불어 스테이터의 동심도(同心度)가 유지되도록 하는 금속재질의 터브 서포터(미도시)가 개재(介在)된다.

한편, 상기 캐비닛(1) 전방에는 도어(7)가 설치되고, 상기 도어(7)와 터브(2)(Tub) 사이에는 가스켓(8)이 설치된다.

또한, 상기 캐비닛(1) 상부면 내측과 터브(2) 외주면 상부측 사이에는 터브(2)를 지지하는 행잉 스프링(9a)(Hanging spring)이 설치되고, 상기 캐비닛(1) 하부면 내측과 터브(2) 외주면 하부측 사이에는 탈수시 발생하는 터브(2)의 진동을 감쇠시키기 위한 프릭션 댐퍼(9b)가 설치된다.

한편, 도 2는 도 1의 모터의 스테이터(6)의 구조를 나타낸 사시도로, 기존의 스테이터(6)는 금속 재질의 코어(6a)와, 상기 코어(6a)를 둘러싸는 수지 재질의 인슐레이터(6b)와, 상기 인슐레이터(6b)에 권선되는 코일(6c)로 이루어진다.

상기 스테이터(6)의 코어(6a)는 금속 철판을 프레스 가공하여 티스(6aa)와 이 티스들을 연결하는 베이스(미도시)를 가짐과 동시에 상기 베이스(6ab)에는 체결공(6e) 형성을 위한 돌출부(6d)를 가지는 단위 코어들을 제작한 후, 이들을 적층하는 방식으로 제작한다.

그런데, 상기와 같은 종래의 모터는 하나의 로터를 사용하기 때문에 출력을 증대시키는데 한계가 있다.

다시 말하면, 근래들어 세탁기의 용량이 대형화됨에 따라 드럼을 회전시키기 위한 모터의 출력 또한 증대되어야 하는데, 이와 같이 모터의 출력을 높이기 위해서는 로터와 스테이터의 크기가 대형화되어야 하고, 이로 인해 모터의 크기 및 무게가 대폭 증가하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 출원인은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 대한민국 특허공개공보 제 2001-0097204(2001.11.08)에 스테이터의 내측 및 외측에 코일을 권선하고, 스테이터의 내측 및 외측에 일정 공극을 두고 인너 로터 및 아웃터로터를 이중으로 구성함으로써 출력을 증대시킬 수 있는 모터를 제안하였다.

그러나, 상기 모터는 스테이터의 구체적인 구성, 즉 스테이터의 코어를 구성하는 방식과, 코어에 인슐레이터를 장착하기 위한 효율적인 구조 등에 대해서는 제시하고 있지 않아 실질적으로 이중 로터형 모터를 구현할 수 없는 문제가 있다.

또한, 상기 모터는 스테이터의 코일 등이 외부로 노출된 구조이므로 세탁기와 같이 물을 사용하는 장치에 적용할 경우, 방수 처리가 제대로 되어 있지 않으면 스테이터에 물이 뭍어 스테이터가 손상될 수 있는 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 모터의 크기와 무게를 증가시키지 않고 모터의 출력을 대폭 증대시킬 수 있는 효율적인 구조의 이중 로터형 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 방수성이 우수한 스테이터를 가짐으로써 세탁기와 같은 장치에 용이하게 적용하고, 장치에 용이하게 고정할 수 있는 이중 로터형 모터를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 장치의 모터 장착부에 회전가능하게 설치된 회전축과; 상기 회전축의 중심으로부터 일정 거리 이격된 위치에 원주방향을 따라 N극과 S극을 갖는 마그네트가 교대로 배열된 아웃터로터와, 상기 아웃터로터의 내측에 상기 회전축의 중심으로부터 일정 거리 이격된 위치에 원주방향을 따라 N극과 S극을 갖는 마그네트가 교대로 배열된 인너로터로 구성되며, 그 중심부가 상기 회전축과 결합되어 회전축과 함께 회전하는 로터 어셈블리와; 금속재질로 이루어진 코어와, 상기 코어의 상호 대향된 제 1면과 제 2면이 외부로 노출되도록 코어를 둘러싸며 코어의 일부를 수용하는 제 1인슐레이터 및 상기 코어의 나머지 일부를 수용하며 상기 제 1인슐레이터의 일측에서 결합되는 제 2인슐레이터로 이루어진 절연성 수지 재질의 인슐레이터와, 상기 인슐레이터의 외면에 권선되는 코일과, 상기 인슐레이터가 원형으로 배치된 상태에서 상기 코어의 외부로 노출된 제 1면과 제 2면이 외부로 노출되도록 상기 인슐레이터 및 코일을 인서트몰딩에 의해 일체로 둘러싸는 수지 재질의 원형의 몰드부로 이루어지며, 상기 몰드부의 외부로 노출된 코어의 제 1면과 제 2면이 각각 상기 아웃터로터와 인너로터의 마그네트와 일정 간극을 유지하며 대향되도록 상기 아웃터로터와 인너로터 사이에 배치되는 스테이터를 포함하여 구성된 이중 로터형 모터를 제공한다.

본 발명의 다른 한 실시형태에 따르면, 장치의 모터 장착부에 회전가능하게 설치된 회전축과; 상기 회전축의 중심으로부터 일정 거리 이격된 위치에 원주방향을 따라 N극과 S극을 갖는 마그네트가 교대로 장착된 아웃터로터와, 상기 아웃터로터의 내측에 상기 회전축의 중심으로부터 일정 거리 이격된 위치에 원주방향을 따라 N극과 S극을 갖는 마그네트가 교대로 장착된 인너로터로 구성되며, 그 중심부가 상기 회전축과 결합되어 회전축과 함께 회전하는 로터 어셈블리와; 금속재질로 이루어지며 각각이 개별체로 분할 형성된 단일 분할 코어와, 상기 각 단일 분할 코어의 상호 대향된 제 1면과 제 2면이 외부로 노출되도록 단일 분할 코어를 둘러싸는 절연성 재질의 인슐레이터와, 상기 인슐레이터의 외면에 권선되는 코일과, 상기 인슐레이터가 원형으로 배치된 상태에서 상기 단일 분할 코어의 외부로 노출된 제 1면과 제 2면이 외부로 노출되도록 인슐레이터 및 코일의 전 부분을 인서트몰딩에 의해 일체로 둘러싸는 수지 재질의 몰드부와, 상기 몰드부에 반경방향으로 일체로 연장되게 형성되어 상기 모터 장착부에 고정되는 고정부로 이루어지며, 상기 몰드부 외부로 노출된 코어의 제 1면과 제 2면이 상기 아웃터로터와 인너로터의 마그네트와 일정 간극을 유지하며 대향되도록 상기 아웃터로터와 인너로터 사이에 배치되는 스테이터를 포함하여 구성된 이중 로터형 모터가 제공된다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 스테이터의 양측으로 로터가 배치되어 동시 회전하므로 모터의 토오크가 대폭 증대되는 이점을 얻을 수 있다. 또한, 스테이터의 인슐레이터 및 코일 등이 몰드부에 의해 둘러싸인 상태로 지지되므로 장치에 용이하게 고정할 수 있고, 방수성이 매우 우수한 이점도 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이중 로터형 모터의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

먼저, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 이중 로터형 모터의 일 실시예를 설명한다.

이해를 돕기 위하여, 본 발명의 이중 로터형 모터가 세탁기에 적용된 것을 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명의 이중 로터형 모터는 세탁기 뿐만 아니라 다른 장치에도 동일하거나 유사하게 적용할 수 있을 것이다.

도 3과 도 4에 도시된 것과 같이, 세탁기의 터브(2)(도 1참조)의 후면부 중앙에 드럼(3)을 구동시키기 위한 회전축(4)이 회전가능하게 설치된다. 여기서, 상기 회전축(4)은 터브(2)의 후면에 설치되는 베어링 하우징(2a) 내부의 베어링(2b)에 의해 회전 가능한 상태로 지지된다.

상기 베어링 하우징(2a)에는 상기 회전축(4)을 구동시키기 위한 모터가 설치된다. 상기 모터는 베어링 하우징(2a)에 고정되는 스테이터(30)와, 상기 스테이터(30)의 외측 및 내측에 일정 간극을 유지하도록 설치되며 상기 회전축(4)의 끝단부가 결합되는 아웃터로터(10) 및 인너로터(20)로 이루어진다. 상기 아웃터로터(10)와 인너로터(20)는 금속 재질로 이루어짐이 바람직하나, 수지 재질의 사출물로 이루어질 수도 있다.

상기 아웃터로터(10)는 그의 중앙부에 상기 회전축(4)과 결합되는 수지 재질의 부싱(40)이 고정된 원반형으로 형성된다. 상기 부싱(40)은 볼트(42)와 같은 체결수단에 의해 아웃터로터(10)의 중앙부에 고정되나, 인서트사출과 같은 방식으로 아웃터로터에 일체로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 부싱(40)은 중앙에 상기 회전축(4)이 삽입되는 홀이 형성되고, 이 홀의 내주면에 회전축(4)의 외주면의 세레이션부(4a)와 결합되는 부싱측 세레이션부(41)가 형성되어 있다.

상기 아웃터로터(10)의 내주면에는 N극과 S극을 갖는 복수개의 마그네트(11) 가 교대로 배열된다.

상기 인너로터(20)는 중앙이 개방된 링형태로 이루어져 상기 아웃터로터(10)와 동심(同心)을 이루도록 결합되며, 그의 외주면에는 N극과 S극을 갖는 복수개의 마그네트(21)가 교대로 배열된다.

한편, 도 3 내지 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 스테이터(30)는 개별체로 된 복수개의 단일 분할 코어(31)와, 상기 단일 분할 코어(31)를 둘러싸는 절연성 수지 재질의 인슐레이터(32)와, 상기 인슐레이터(32)의 외면에 권선된 코일(34)과, 인서트 사출(insert mold)에 의해 상기 인슐레이터(32)와 코일(34)을 둘러싸면서 일체로 지지하는 수지 재질의 몰드부(33)로 이루어진다.

상기 몰드부(33)는 원형으로 이루어지며, 상기 아웃터로터(10)의 마그네트(11)와 인너로터(20)의 마그네트(21)와 대향되는 내측면과 외측면 각각에 단일 분할 코어(31)가 외부로 노출되도록 되어 있다.

그리고, 상기 몰드부(33)에는 상기 베어링 하우징(2a)과 인접한 끝단부에 베어링 하우징(2a)과의 결합을 위한 고정부(35)가 반경 방향 내측으로 일체로 연장되게 형성된다.

상기 고정부(35)의 내측 단부에는 베어링 하우징(2a)의 볼트 체결공(2c)과 대응하는 위치에 복수개의 체결공(35a)이 소정 간격을 두고 형성된다.

또한, 상기 스테이터(30)는 상기 회전축(4)에 대해 정확한 동심도를 가지면서 결합되어야 한다. 이를 위해 도 3에 도시된 것과 같이 상기 베어링 하우징(2a)의 볼트 체결공(2c)의 일측에 복수개의 위치결정돌기(2d)가 소정 간격을 두고 돌출 되게 형성되며, 상기 몰드부(33)의 고정부(35)에 상기 위치결정돌기(2d)가 대응하여 꼭맞게 삽입되는 위치결정홈(35b)이 형성됨이 바람직하다. 상기 위치결정홈(35b)은 상기 고정부(35)에 관통되게 형성된 관통구멍으로 형성될 수 있다.

물론, 상기와는 반대로 상기 베어링 하우징(2a)에 위치결정홈이 형성되고, 상기 고정부(35)에 위치결정돌기가 형성될 수도 있을 것이다.

상기 위치결정돌기(2d)는 직경이 일정하게 형성된 몸체부와 이 몸체부의 끝단에 대략 원추형으로 형성되어 위치결정돌기가 위치결정홈(35b)에 쉽게 삽입될 수 있도록 하는 가이드부로 이루어진다. 또한, 상기 위치결정홈(35b)은 상기 위치결정돌기(2d)가 삽입된 후 요동이 없이 꼭 맞게 결합되도록 상기 위치결정돌기(2d)와 거의 동일한 형태 및 크기로 이루어짐이 바람직하다. 즉, 위치결정홈(35b)은 상기 위치결정돌기(2d)의 몸체부가 삽입되는 부분은 그에 상응하여 직경이 일정한 직선부로 이루어지며, 위치결정돌기(2d)의 끝단의 가이드부가 삽입되는 부분은 원추형으로 경사부를 이루는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정부(35)의 위치결정홈(35b)은 그 직경이 체결공(35a)의 직경보다 작게 형성됨이 바람직하다.

상기 고정부(35)의 체결공(35a) 주변, 엄밀히 말하면 볼트(39)의 헤드가 닿는 부분은 다른 부분보다 약간 돌출되게 형성됨이 바람직하다.

그리고, 도 4에 도시된 것과 같이 상기 몰드부(33)의 외면에는 강도를 보강하기 위한 복수개의 보강리브(33c)들이 형성된다. 상기 보강리브(33c)는 몰드부(33)의 고정부(35)의 외면까지 연장되게 형성됨이 바람직하다.

또한, 몰드부(33), 특히 몰드부(33)의 고정부(35)의 강도를 보강하기 위해 상기 몰드부(33)의 고정부(35)의 내측면에도 인너로터(20)의 회전을 방해하지 않는 범위 내에서 보강리브(35c)가 형성됨이 바람직하다. 물론, 상술한 바와 같이 보강리브(35c)를 형성하지 않고 몰드부(33)의 내면 또는 외면에 링형태로 된 금속 재질의 보강브라켓(미도시)을 밀착되게 결합시킴으로써 몰드부(33)의 강도를 증대시킬 수도 있을 것이다.

그리고, 상기 몰드부(33)에는 스테이터(30)의 각 코일(34)에 전원을 공급하기 위한 컨넥터(37)가 일체로 형성된다.

또한, 상기 몰드부(33)의 일측에는 상기 인너로터(20)의 마그네트(21)의 위치를 검출하기 위한 홀센서유닛(50)(hall sensor unit)이 장착되는 홀센서 장착부(38)가 일체로 형성된다. 상기 홀센서 장착부(38)에는 홀센서유닛(50)의 센서단자(51)가 삽입되는 삽입홀(38a)이 형성된다. 상기 삽입홀(38a)은 몰드부(33)의 내측면으로 관통되도록 형성될 수 있으나, 이와 다르게 삽입홀(38a)이 몰드부(33)의 내측면으로 관통되지 않고 센서단자(51)가 인너로터(20)의 마그네트(21)와 연접할 정도로만 형성될 수도 있다.

물론, 이 실시예와 다르게 상기 센서단자(51)가 아웃터로터(10)의 마그네트(11)의 위치를 검출하도록 설치될 수도 있다.

그리고, 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 몰드부(33)에는 모터의 구동시 발생하는 열을 외부로 배출할 수 있도록 복수개의 냉각홀이 외부로 관통되게 형성됨이 바람직하다.

한편, 도 6과 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 스테이터(30)를 구성하는 코어는 각각이 개별체로 분할된 단일 분할 코어(31)로 이루어진다. 여기서, 상기 단일 분할 코어(31)는 대략 I자형으로 형성되지만, T자형으로 형성된 것을 독립적으로 사용하거나, 2개를 한 쌍으로 하여 상호 대향시켜 사용할 수도 있을 것이다.

또한, 상기 인슐레이터(32)는 하부 인슐레이터(32a)와 이 하부 인슐레이터(32a)의 상부에서 결합되는 상부 인슐레이터(32b)의 2부분으로 이루어진다. 상기 하부 및 상부 인슐레이터(32a, 32b)는 공지된 후크 결합 방식 등으로 상호 결합될 수 있다. 물론, 이와 다르게 상기 인슐레이터(32a, 32b)는 인서트사출에 의해 일체로 형성되면서 상기 단일 분할 코어(31)들을 감싸도록 구성될 수도 있을 것이다.

상기 상, 하부 인슐레이터(32a, 32b)들은 상기 단일 분할 코어(31)를 개별적으로 수용하는 코어수용부(32c)와, 각각의 코어수용부(32c)의 내측단부를 상호 일체로 연결하면서 인슐레이터를 원형으로 형성시키는 연결부(32d)로 이루어진다. 이 실시예와 다르게 연결부가 코어수용부(32c)의 외측단을 연결함으로써 코어수용부(32c)를 일체로 연결할 수도 있음은 물론이다.

상기 하부 및 상부 인슐레이터(32a, 32b)의 코어수용부(32c)는 내측단과 외측단이 각각 개방되게 형성되면서 단일 분할 코어(31)의 양단부의 슈(31a)(shoe)가 외부로 노출되도록 되어 있다.

그리고, 상기 인슐레이터(32)의 각 코어수용부(32c)에 권선되는 코일(34)은 에나멜이 코팅된 구리선을 사용할 수 있다.

상기와 같이 구성된 스테이터(30)는 다음과 같이 제작된다.

먼저, 하부 인슐레이터(32)의 각 코어수용부(32c)에 단일 분할 코어(31)를 안착시키고, 하부 인슐레이터(32)의 상측에서 상부 인슐레이터(32)를 결합시킨다. 이어서, 권선기를 이용하여 인슐레이터(32)의 각 코어수용부(32c) 외측에 코일(34)을 감는다.

상기한 바와 같이 인슐레이터(32)에 코일(34)이 권선되면, 인슐레이터(32)를 금형에 넣고 수지를 주입하여 몰드부(33)를 형성함으로써 완성된다.

이 때, 상기 몰드부(33)를 형성하는 수지 재료는 그의 녹는점이 코일(34)의 에나멜의 녹는점 및 인슐레이터의 재료의 녹는점보다 낮은 녹는점을 갖는 것이 바람직하다. 이는 성형과정에서 몰드부(33)를 이루는 수지가 코일(34)의 에나멜코팅과 인슐레이터(32)를 손상시키지 않도록 하기 위함이다.

전술한 실시예와 다르게, 상기 하부 및 상부 인슐레이터(32)는 상호 연결되지 않고 각각이 독립적으로 분할된 개별체로 이루어질 수도 있다. 이 경우 단일 분할 코어(31)와 인슐레이터가 모두 독립된 개별체로 이루어지므로 코일(34)을 권선할 때 다른 인슐레이터와의 간섭이 없어지므로 고속 권선이 가능한 이점을 얻을 수 있다.

또한, 도 8에 스테이터의 다른 실시예로 도시된 것과 같이, 단일 분할 코어와 인슐레이터가 모두 독립된 개별체로 이루어질 경우, 단일 분할 코어의 중간 부분을 제 1단일 분할 코어(131a)와 제 2단일 분할 코어(131b)의 2부분으로 분할하고, 인슐레이터(132)를 상하 인슐레이터로 구성하지 않고 일체형으로 구성하여, 인슐레이터(132)의 양측 개구부를 통해 제 1단일 분할 코어(131a)와 제 2단일 분할 코어(131b)를 각각 삽입한 다음, 코킹(caulking) 등의 방식으로 고정시킬 수 있다.

이 때, 상기 제 1,2단일 분할 코어(131a, 131b)의 분할면은 대략 L자형으로 절곡되도록 형성됨이 바람직한데, 이는 상기 코어의 결합면적을 증대시킴으로써 안정된 결합력을 확보할 수 있도록 하기 위함이다.

도 9는 상기 스테이터(30)를 구성하는 코어의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예의 스테이터 코어는 방사상으로 외측으로 연장된 복수개의 티스(teeth)(231c)와, 상기 티스(231c)의 내측단을 상호 일체로 연결하는 베이스(231d)로 이루어진 아웃터코어(231a)(outer core)와; 내측으로 방사상으로 연장된 복수개의 티스(231e)와, 상기 티스(231e)의 외측단을 상호 일체로 연결하는 베이스(231f)로 이루어진 인너코어(231b)(inner core)로 구성된다.

또한, 상기 아웃터코어(231a)와 인너코어(231b)를 둘러싸는 인슐레이터는 상기 아웃터코어(231a)를 둘러싸는 제 1인슐레이터(232a)와, 인너코어(231b)를 둘러싸는 제 2인슐레이터(232b)로 이루어진다. 상기 제 1,2인슐레이터(232a, 232b)는 서로 분리되게 형성될 수도 있으나, 서로 일체로 통합되게 형성됨이 바람직하다. 물론, 제 1,2인슐레이터(232a, 232b)가 일체형으로 형성될 경우에도 상기 아웃터코어(231a)와 인너코어(231b)가 분리될 수 있도록 제 1,2인슐레이터(232a, 232b) 사이에 격벽이 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 제 1,2인슐레이터(232a, 232b)는 전술한 실시예의 인슐레이터와 유사하게 상부 인슐레이터와 하부 인슐레이터로 이루어져, 상,하부 인슐레이터의 결합에 의해 일체화 된다.

상기와 같이 스테이터 코어가 아웃터코어(231a)와 인너코어(231b)로 이루어질 경우, 각 코어(231a, 231b)는 상기 티스(231c, 231e)와 베이스(231d, 231f)의 형태를 갖는 복수개의 금속 플레이트들을 적층하여 형성한 통코어로 제작될 수 있다.

또한, 이와 다르게 상기 아웃터코어(231a)와 인너코어(231b)는 각각 상기 티스(231c, 231e)와 베이스(231d, 231f)의 형태를 갖는 띠 형태의 금속 플레이트를 나선형으로 회전시키면서 적층 형성한 스파이럴 코어(spiral core)로 제작될 수 있다.

물론, 전술한 것들과는 다르게, 상기 아웃터코어(231a)와 인너코어(231b)는 각각 복수개의 티스(231c, 231e)와 이들을 상호 연결하는 원호 형상의 베이스(231d, 231f)를 갖는 복수개의 금속 플레이트들을 적층하여 복수개의 분할 코어들을 형성하고, 이 분할 코어들을 상호 연결하여 원형으로 형성하여 제작할 수도 있을 것이다.

한편, 전술한 모터의 실시예들에서 모터의 스테이터(30)가 세탁기의 베어링 하우징(2a)에 장착되는 것으로 설명하였으나, 터브(2)(도 1참조)의 후면에 고정될 수도 있으며, 기타 다른 부분에 회전축(4)과 동심상으로 장착될 수 있다.

또한, 본 발명의 모터는 스테이터 자체가 몰드부(33)에 의해 우수한 방수성을 가지므로 세탁기에 적용될 경우 우수한 성능을 발휘할 수 있으나, 공기조화기나 기타 다른 장치에도 얼마든지 동일하거나 유사한 방식으로 적용 가능할 것이다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 몰드부에 의해 둘러싸인 스테이터를 중심으로 내측 및 외측에 각각 인너로터 및 아웃터로터가 구성되므로 모터의 크기와 무게를 크게 증가시키지 않고 모터의 출력을 대폭 증대시킬 수 있다.

특히, 본 발명에 의하면, 스테이터의 코어 및 인슐레이터 등이 몰드부에 의해 지지된 구조를 이루고 있으므로 스테이터를 세탁기와 같은 장치에 고정시키기 위한 고정부를 구성하기 용이하다.

또한, 스테이터의 코어와 인슐레이터 및 코일의 외부를 몰드부가 감싸고 있으므로 스테이터의 방수성이 매우 우수하다. 따라서, 세탁기와 같이 물을 사용하는 장치에 적용할 경우 스테이터에 물이 뭍어 합선 등이 일어날 가능성이 거의 없게 되고, 내구성도 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

장치의 모터 장착부에 회전가능하게 설치된 회전축과;

상기 회전축의 중심으로부터 일정 거리 이격된 위치에 원주방향을 따라 N극과 S극을 갖는 마그네트가 교대로 배열된 아웃터로터와, 상기 아웃터로터의 내측에 상기 회전축의 중심으로부터 일정 거리 이격된 위치에 원주방향을 따라 N극과 S극을 갖는 마그네트가 교대로 배열된 인너로터로 구성되며, 그 중심부가 상기 회전축과 결합되어 회전축과 함께 회전하는 로터 어셈블리와;

금속재질로 이루어진 코어와, 상기 코어의 상호 대향된 제 1면과 제 2면이 외부로 노출되도록 코어를 둘러싸며 코어의 일부를 수용하는 제 1인슐레이터 및 상기 코어의 나머지 일부를 수용하며 상기 제 1인슐레이터의 일측에서 결합되는 제 2인슐레이터로 이루어진 절연성 수지 재질의 인슐레이터와, 상기 인슐레이터의 외면에 권선되는 코일과, 상기 인슐레이터가 원형으로 배치된 상태에서 상기 코어의 외부로 노출된 제 1면과 제 2면이 외부로 노출되도록 상기 인슐레이터 및 코일을 인서트몰딩에 의해 일체로 둘러싸는 수지 재질의 원형의 몰드부로 이루어지며, 상기 몰드부의 외부로 노출된 코어의 제 1면과 제 2면이 각각 상기 아웃터로터와 인너로터의 마그네트와 일정 간극을 유지하며 대향되도록 상기 아웃터로터와 인너로터 사이에 배치되는 스테이터를 포함하여 구성된 이중 로터형 모터.
제 1항에 있어서, 상기 코어는 각각이 개별체로 분할 형성된 단일 분할 코어로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 2항에 있어서, 상기 각 단일 분할 코어는 T자형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 2항에 있어서, 상기 각 단일 분할 코어는 I자형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 2항에 있어서, 상기 각 단일 분할 코어는 적어도 2개로 분할 형성되어 인슐레이터 내부에서 상호 일체로 결합된 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 1항에 있어서, 상기 코어는,

상기 아웃터로터의 마그네트와 대향하는 제 1면을 가지며 방사상으로 연장된 복수개의 티스(teeth)와, 상기 티스의 내측단을 상호 일체로 연결하는 베이스로 이루어진 아웃터코어와;

상기 인너로터의 마그네트와 대향하는 제 2면을 가지며 방사상으로 연장된 복수개의 티스와, 상기 티스의 외측단을 상호 일체로 연결하는 베이스로 이루어진 인너코어로 구성된 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 6항에 있어서, 상기 아웃터코어와 인너코어는 각각 상기 티스와 베이스의 형태를 갖는 복수개의 금속 플레이트들을 적층하여 형성한 통코어인 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 6항에 있어서, 상기 아웃터코어와 인너코어는 각각 상기 티스와 베이스의 형태를 갖는 띠 형태의 금속 플레이트를 나선형으로 회전시키면서 적층 형성한 스파이럴 코어(spiral core)인 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 6항에 있어서, 상기 아웃터코어와 인너코어는 각각 복수개의 티스와 이들을 상호 연결하는 원호 형상의 베이스를 갖는 복수개의 금속 플레이트들을 적층하여 복수개의 분할 코어를 형성하고, 이 분할 코어를 상호 연결하여 원형으로 형성하여 제작된 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 인슐레이터는 각각의 코어를 개별적으로 수용하도록 개별체로 분할 형성된 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 인슐레이터는 상호 일체로 연결된 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 11항에 있어서, 상기 인슐레이터는 내측 단부가 상호 일체로 연결된 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 11항에 있어서, 상기 인슐레이터는 외측 단부가 상호 일체로 연결된 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
삭제
제 6항에 있어서, 상기 코어를 둘러싸는 인슐레이터는, 상기 아웃터코어를 둘러싸는 제 1인슐레이터부와, 상기 인너코어를 둘러싸는 제 2인슐레이터부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 6항에 있어서, 상기 코어를 둘러싸는 인슐레이터는, 상기 아웃터코어 및 인너코어의 상부를 둘러싸는 상부 인슐레이터부와, 상기 아웃터코어와 인너코어의 하부를 둘러싸는 하부 인슐레이터부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 16항에 있어서, 상기 상,하부 인슐레이터부의 중간부에 아웃터코어와 인너코어를 분리하는 격벽이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 6항에 있어서, 코어를 둘러싸는 인슐레이터는, 상기 아웃터코어를 둘러싸는 제 1인슐레이터부와, 상기 인너코어를 둘러싸는 제 2인슐레이터부로 분할 형성 된 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 6항에 있어서, 코어를 둘러싸는 인슐레이터는, 상기 아웃터코어를 둘러싸는 제 1인슐레이터부와, 상기 인너코어를 둘러싸는 제 2인슐레이터부와, 상기 제 1,2인슐레이터 사이에서 상기 아웃터코어와 인너코어를 분리하는 격벽이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 1항에 있어서, 상기 몰드부를 모터 장착부에 고정시키기 위한 고정부가 몰드부에 일체로 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 20항에 있어서, 상기 고정부는 몰드부의 일단부에 반경방향 내측으로 연장되게 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 20항에 있어서, 상기 고정부는 몰드부의 일단부에 반경방향 외측으로 연장되게 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 20항에 있어서, 상기 모터 장착부에 복수개의 체결공이 형성되고, 상기 고정부에 상기 체결공에 대응하는 복수개의 체결공이 형성되어, 상기 모터 장착부의 체결공과 고정부의 체결공을 통해 볼트가 체결됨으로써 스테이터의 몰드부가 모터 장착부에 고정되는 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 23항에 있어서, 상기 볼트의 헤드가 연접하게 되는 고정부의 체결공의 주변은 고정부의 다른 부분보다 돌출되게 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 20항 또는 제 23항에 있어서, 상기 모터 장착부에 대한 몰드부의 고정 위치를 결정하기 위한 위치결정유닛을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 25항에 있어서, 상기 위치결정유닛은,

상기 모터 장착부에 돌출되게 형성된 적어도 1개의 위치결정돌기와,

상기 위치결정돌기가 대응하여 삽입되도록 상기 몰드부의 고정부에 형성되는 는 적어도 1개의 위치결정홈으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 25항에 있어서, 상기 위치결정유닛은,

상기 몰드부의 고정부에 돌출되게 형성된 적어도 1개의 위치결정돌기와,

상기 위치결정돌기가 대응하여 삽입되도록 상기 모터 장착부에 오목하게 형성되는 위치결정홈으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 26항 또는 제 27항에 있어서, 상기 위치결정돌기는 직경이 일정한 몸체부와, 상기 몸체부의 끝단에 원추형으로 경사지게 형성된 가이드부로 이루어지는 것 을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 28항에 있어서, 위치결정홈은 상기 위치결정돌기의 몸체부와 상응하여 직경이 일정하게 형성된 직선부와, 상기 위치결정돌기의 가이드부에 대응하여 상기 직선부의 끝단에 원추형으로 경사지게 형성되는 경사부로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 26항에 있어서, 상기 위치결정홈은 상기 고정부의 체결공의 직경보다 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 1항에 있어서, 상기 몰드부의 강도를 보강하기 위한 보강부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 31항에 있어서, 상기 보강부는 상기 몰드부의 외면에 일체로 형성된 복수개의 보강리브로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 20항에 있어서, 상기 몰드부의 고정부에 강도를 보강하기 위한 복수개의 보강리브가 일체로 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 20항에 있어서, 상기 몰드부의 고정부에 강도를 보강하기 위해 상기 몰드 부와 고정부를 연결하는 부분에 링형태로 된 금속 재질의 보강브라켓이 설치됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 1항에 있어서, 상기 몰드부에 상기 코일에 전원을 공급하기 위한 컨넥터가 일체로 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 1항에 있어서, 상기 몰드부에 상기 로터 어셈블리의 마그네트의 위치를 검출하는 홀센서(hall semsor)가 장착되는 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 36항에 있어서, 상기 홀센서는 상기 로터 어셈블리의 인너로터의 마그네트의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 36항에 있어서, 상기 홀센서는 상기 로터 어셈블리의 아웃터로터의 마그네트의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 1항에 있어서, 상기 코일은 에나멜코팅된 구리선인 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 39항에 있어서, 몰드부는 상기 코일의 에나멜의 녹는점과 인슐레이터의 녹는점 보다 낮은 녹는점을 갖는 수지 재질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
제 1항에 있어서, 상기 몰드부에 적어도 1개의 냉각홀이 관통되게 형성된 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
장치의 모터 장착부에 회전가능하게 설치된 회전축과;

상기 회전축의 중심으로부터 일정 거리 이격된 위치에 원주방향을 따라 N극과 S극을 갖는 마그네트가 교대로 장착된 아웃터로터와, 상기 아웃터로터의 내측에 상기 회전축의 중심으로부터 일정 거리 이격된 위치에 원주방향을 따라 N극과 S극을 갖는 마그네트가 교대로 장착된 인너로터로 구성되며, 그 중심부가 상기 회전축과 결합되어 회전축과 함께 회전하는 로터 어셈블리와;

금속재질로 이루어지며 각각이 개별체로 분할 형성된 단일 분할 코어와, 상기 각 단일 분할 코어의 상호 대향된 제 1면과 제 2면이 외부로 노출되도록 단일 분할 코어를 둘러싸며 단일 분할 코어의 일부를 수용하는 제 1인슐레이터 및 상기 단일 분할 코어의 나머지 일부를 수용하며 상기 제 1인슐레이터의 일측에서 결합되는 제 2인슐레이터로 이루어진 절연성 재질의 인슐레이터와, 상기 인슐레이터의 외면에 권선되는 코일과, 상기 인슐레이터가 원형으로 배치된 상태에서 상기 단일 분할 코어의 외부로 노출된 제 1면과 제 2면이 외부로 노출되도록 인슐레이터 및 코일의 전 부분을 인서트몰딩에 의해 일체로 둘러싸는 수지 재질의 몰드부와, 상기 몰드부에 반경방향으로 일체로 연장되게 형성되어 상기 모터 장착부에 고정되는 고정부로 이루어지며, 상기 몰드부 외부로 노출된 코어의 제 1면과 제 2면이 상기 아웃터로터와 인너로터의 마그네트와 일정 간극을 유지하며 대향되도록 상기 아웃터로터와 인너로터 사이에 배치되는 스테이터를 포함하여 구성된 이중 로터형 모터.
제 1항 또는 제 42항에 있어서, 상기 장치는 세탁기인 것을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.