KR101491050B1

KR101491050B1 - 드럼 세탁기용 구동 모터, 이를 구비한 드럼 세탁기 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR101491050B1
Application number: KR20130009292A
Authority: KR
Inventors: 김병수; 정민수
Original assignee: 주식회사 아모텍
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2015-02-23
Also published as: WO2014116079A1; US9644305B2; KR20140097647A; US20150330011A1

Abstract

본 발명의 드럼 세탁기 구동모터는 터브의 배면에 고정되는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 일측에 권선되고 제1전원이 인가되는 제1코일과, 상기 스테이터 코어의 타측에 권선되고 제2전원이 인가되는 제2코일을 포함하는 스테이터와, 드럼과 회전축으로 연결되는 로터 지지체와, 상기 로터 지지체에 고정되고 상기 스테이터의 외면에 공극을 두고 배치되어 제1코일과 상호 작용하여 회전되는 아우터 로터와, 상기 로터 지지체에 고정되고 상기 스테이터의 내면에 공극을 두고 배치되어 제2코일과 상호 작용하여 회전되는 인너 로터를 포함하는 로터로 구성되어, 탈수 행정시 인너 로터와 아우터 로터 중 어느 하나만 구동하고, 세탁 및 헹굼 행정시 인너 로터와 아우터 로터를 동시에 구동하여, 세탁 행정 및 탈수 행정에 맞는 토크 설계를 할 수 있어 세탁 효율 및 모터 효율을 증대시킬 수 있고, 회로 구성을 단순화할 수 있다.

Description

드럼 세탁기용 구동 모터, 이를 구비한 드럼 세탁기 및 그 구동방법{DRIVING MOTOR AND DRIVING METHOD AND DRUM WASHING MACHINE HAVING THE SAME}

본 발명은 드럼 세탁기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세탁 행정시 RPM과 탈수 행정시 RPM을 서로 다르게 하여 세탁 및 탈수 성능을 향상시킬 수 있는 드럼 세탁기용 구동모터 및 이를 구비한 드럼 세탁기에 관한 것이다.

종래의 드럼 세탁기는 한국 등록특허공보 10-1063528(2011년 09월 01일)에 개시된 바와 같이, 케이스의 내측에 회전 가능하게 배치된 터브와, 터브의 후방에 배치되고 회전축이 터브의 배면 중앙을 관통하여 드럼에 연결된 모터를 포함하고, 상기 모터는 터브에 고정되고 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 하우징과, 베어링 하우징에 고정되는 스테이터와, 스테이터의 외주면에 일정 갭을 두고 배치되고 회전축에 연결되는 로터를 포함한다.

이와 같은 종래의 드럼 세탁기는 스테이터로 전원이 인가되면 로터가 회전되고 로터와 회전축으로 연결된 드럼이 회전되면서, 세탁, 헹굼, 탈수 행정을 수행하여 세탁물을 세탁한다.

또한, 종래의 드럼 세탁기의 모터 구동방법은 한국 공개특허공보 10-2007-0066093(2007년 06월 27일)에 개시된 바와 같이, 드럼세탁기가 작동되면 드럼세탁기의 동작 정보가 일반 모드인지 고속 모드인지를 판단하고, 일반 모드이면 구형파 모터 구동 정보를 독출하여 구형파 구동 방식을 드럼세탁기의 모터에 적용하며, 고속 모드이면 사인파 모터 구동 정보를 독출하여 사인파 구동 방식을 드럼세탁기의 모터에 적용하도록 구성된다.

드럼 세탁기는 세탁 행정시와 탈수 행정시 그 회전속도가 다르기 때문에 세탁 행정시 RPM과 탈수 행정시 RPM을 서로 다르게 해야된다.

이를 위해, 종래의 드럼 세탁기는 세탁 행정 및 헹굼 행정시 구형파 구동방식을 모터에 적용하고, 속도가 빠른 탈수 행정시 사인파 구동방식을 모터에 적용하기 때문에 코일 사용량이 줄어들게 되고 이에 따라 탈수 행정시 효율이 저하되는 문제가 있다.

또한, 이와 다른 방법으로, 직,병렬 구동방식이 적용될 수 있는데, 직,병렬 구동방식은 코일의 정렬 방식을 세탁 행정시 직렬로 구성하고, 탈수 행정시 병렬로 구성하여 탈수 RPM을 증대시킬 수 있지만, 직, 병렬 구동하기 위한 스위칭 소자가 많이 필요로 하고 주변 회로가 추가되어 회로가 증가되고, 이에 따라 비용이 상승하는 문제가 있다.

한국 등록특허공보 10-1063528(2011년 09월 01일) 한국 공개특허공보 10-2007-0066093(2007년 06월 27일)

따라서, 본 발명의 목적은 인너 로터와 아우터 로터가 각각 별도로 구동되도록 구성하여, 탈수 행정시 인너 로터와 아우터 로터 중 어느 하나만 구동하고, 세탁 및 헹굼 행정시 인너 로터와 아우터 로터를 동시에 구동하여, 세탁 행정 및 탈수 행정에 맞는 토크 설계를 할 수 있어 세탁 효율 및 모터 효율을 증대시킬 수 있고, 회로 구성을 단순화할 수 있는 드럼 세탁기용 구동모터 및 이를 구비한 드럼 세탁기를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 드럼 세탁기용 구동모터는 터브에 고정되며 각각 아우터 티스와 인너 티스가 직경방향으로 형성된 복수의 분할 코어를 갖는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 아우터 티스에 권선되고 제1전원이 인가되는 제1코일과, 상기 스테이터 코어의 인너 티스에 권선되고 제2전원이 인가되는 제2코일을 포함하는 스테이터; 및 드럼과 단일 회전축을 통하여 연결되는 로터 지지체와, 상기 로터 지지체에 고정되고 상기 스테이터의 외면에 공극을 두고 배치되어 제1코일과 상호 작용하여 회전되는 아우터 로터와, 상기 로터 지지체에 고정되고 상기 스테이터의 내면에 공극을 두고 배치되어 제2코일과 상호 작용하여 회전되는 인너 로터를 포함하는 로터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스테이터 코어는 상기 스테이터 코어는 환형으로 연결된 복수의 분할 코어를 포함하며, 상기 복수의 분할 코어 각각은, 상기 제1코일이 감겨지는 아우터 티스와, 상기 아우터 티스의 반대쪽에 형성되어 제2코일이 감겨지는 인너 티스와, 상기 아우터 티스와 인너 티스 사이를 구획하는 구획부와, 상기 구획부의 양쪽 끝부분에 형성되어 상기 분할 코어들 사이를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.

본 발명의 스테이터는 분할 코어를 터브의 배면에 고정하는 고정 브라켓을 더 포함하고, 상기 분할 코어는 중앙에 관통홀이 형성되고, 볼트가 상기 관통홀을 통과하여 고정 브라켓에 형성된 체결홀에 체결될 수 있다.

본 발명의 드럼 세탁기용 구동모터는 상기 제1코일 및 제2코일에 3상 교류전력을 인가하는 구동회로 및 상기 제1코일 및 제2코일 중 어느 하나에 상기 3상 교류전력을 인가하거나 차단하는 스위치를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 드럼 세탁기는 케이스 내부에 현가 지지되고 세탁수가 수용되는 터브와, 상기 터브의 내부에 회전 가능하게 지지되고 세탁물을 수용하는 드럼과, 상기 터브의 배면에 장착되고 드럼과 회전축으로 연결되는 구동모터를 포함하고, 상기 구동모터는 터브의 배면에 고정되며 각각 아우터 티스와 인너 티스가 직경방향으로 형성된 복수의 분할코어를 갖는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 아우터 티스에 권선되고 제1전원이 인가되는 제1코일과, 상기 스테이터 코어의 인너 티스에 권선되고 제2전원이 인가되는 제2코일을 포함하는 스테이터; 및 상기 드럼과 단일 회전축을 통하여 연결되는 로터 지지체와, 상기 로터 지지체에 고정되고 상기 스테이터의 외면에 공극을 두고 배치되어 제1코일과 상호 작용하여 회전되는 아우터 로터와, 상기 로터 지지체에 고정되고 상기 스테이터의 내면에 공극을 두고 배치되어 제2코일과 상호 작용하여 회전되는 인너 로터를 포함하는 로터를 포함한다.

본 발명의 드럼 세탁기 구동방법은 세탁기의 동작 모드를 판단하는 단계와, 상기 동작 모드가 세탁 모드일 경우 제1코일과 제2코일에 3상 교류전력을 인가하여 아우터 로터와 인너 로터에 회전력을 발생시켜 단일 회전축을 통하여 드럼을 회전 구동시키는 단계와, 상기 동작 모드가 탈수 모드일 경우 제1코일과 제2코일 중 어느 하나에만 3상 교류전력을 인가하여 아우터 로터와 인너 로터 중 어느 하나만 회전력을 발생시켜 단일 회전축을 통하여 드럼을 회전 구동시키는 단계를 포함한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 드럼 세탁기용 구동장치는 스테이터 코어의 일측에 제1코일을 권선하고, 타측에 제2코일을 권선하여, 인너 로터와 아우터 로터가 각각 별도로 구동되도록 구성하여, 탈수 행정시 인너 로터와 아우터 로터 중 어느 하나만 구동하고, 세탁 행정시 인너 로터와 아우터 로터를 동시에 구동하여, 세탁 행정 및 탈수 행정에 맞는 토크 설계를 할 수 있어 세탁 효율 및 모터 효율을 증대시킬 수 있고, 회로 구성을 단순화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼 세탁기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동모터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동모터의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 코어 조립체의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 코어의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동모터의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 분할 코어 연결부의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 분할 코어 연결부의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 코어에 코일을 감는 과정을 보여주는 측면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 코어 조립체의 조립방법을 보여주는 설명도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동모터를 구동시키는 구동 회로도이다.

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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼 세탁기의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동모터의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동모터의 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼 세탁기는 일측에 개폐 가능한 커버(102)가 장착되는 케이스(100)와, 케이스(100) 내부에 댐퍼(112)에 의해 현가 지지되고 세탁수가 수용되는 터브(110)와, 터브(110)의 내부에 회전 가능하게 지지되고 세탁물을 수용하는 드럼(120)과, 터브(110)의 배면 중앙에 장착되고 드럼(120)과 회전축(10)으로 연결되어 드럼(120)을 구동시키는 구동모터(200)를 포함한다.

구동모터(200)는 터브(110)의 배면에 고정되는 스테이터(20)와, 스테이터(20)의 외주면 및 내주면에 일정 갭을 두고 배치되고 회전축(10)에 연결되는 로터(30)를 포함한다.

회전축(10)은 터브(110)에 관통되게 형성된 관통홀(11)을 통과하고, 관통홀(11)의 내면에는 회전축(10)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(13)이 장착된다.
회전축(10)의 일단은 드럼(120)의 배면에 고정되고, 타단은 로터(30)의 로터 지지체(50)에 스플라인 결합 등 방법으로 고정된다.

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로터(30)는 회전축(10)에 스플라인 결합되는 로터 지지체(50)와, 로터 지지체(50)의 바깥쪽에 장착되고 스테이터(20)의 외면과 일정 갭을 두고 배치되는 아우터 로터(60)와, 로터 지지체(50)의 안쪽에 장착되고 스테이터(20)의 내면과 일정 갭을 두고 배치되는 인너 로터(70)를 포함한다.

로터 지지체(50)는 원판 형태이고, 중앙에 회전축(10)에 고정되는 회전축 고정부(52)와, 회전축 고정부(52)의 가장자리에서 연장되어 아우터 로터(60)가 고정되는 아우터 로터 고정부(54)와, 회전축 고정부(52)에서 연장되고 아우터 로터 고정부(54)와 일정 간격을 두고 형성되어 인너 로터(70)가 고정되는 인너 로터 고정부(56)를 포함한다.

이러한 로터 지지체(50)는 금형에 의해 아우터 로터(60) 및 인너 로터(70)를 환형으로 배열한 후 인서트 몰딩에 의해 일체로 형성된다.

아우터 로터(60)는 스테이터(20)의 외면과 일정 갭을 두고 배치되는 제1마그넷(62)과, 제1마그넷(62)의 배면에 배치되는 제1백요크(64)를 포함한다.

인너 로터(70)는 스테이터(20)의 내면과 일정 갭을 두고 배치되는 제2마그넷(72)과, 제2마그넷(72)의 배면에 배치되는 제2백요크(74)를 포함한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할코어 조립체의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 코어의 평면도이다.

스테이터(20)는 환형으로 배열되는 다수의 분할 코어 조립체(22a-22c)와 다수의 분할 코어 조립체(22a-22c)를 터브(110)의 배면에 고정시키는 고정 브라켓(80)을 포함하며, 상기 다수의 분할 코어 조립체(22a-22c)는 다수의 분할 코어(22)와, 분할 코어(22)의 외주면에 감싸지는 비자성체인 보빈(24)과, 분할 코어(22)의 일측에 감겨지는 제1코일(26)과, 분할 코어(22)의 타측에 감겨지는 제2코일(28)을 포함한다.

여기에서, 제1코일(26)로는 제1전원이 인가되고, 제2코일(28)에는 제2전원이 인가되기 때문에, 제1코일(26)로만 전원이 인가되면 아우터 로터(60)만 회전력이 발생되고, 제2코일(28)로만 전원이 인가되면 인너 로터(70)만 회전력이 발생되며, 제1코일(26)과 제2코일(28)에 전원이 인가되면 아우터 로터(60)와 인너 로터(70)가 동시에 회전력이 발생된다.

분할 코어(22)는 제1코일(26)이 감겨지는 아우터 티스(12)와, 아우터 티스(12)의 반대쪽에 형성되어 제2코일(28)이 감겨지는 인너 티스(14)와, 아우터 티스(12)와 인너 티스(14) 사이를 구획하는 구획부(16)와, 구획부(16)의 양쪽 끝부분에 형성되어 분할 코어(22) 사이를 상호 연결하는 연결부(42,44)를 포함한다.

아우터 티스(12)의 끝부분에는 제1마그넷(62)과 마주보게 배치되는 제1연장부(17)가 형성되고, 인너 티스(14)의 끝부분에는 제2마그넷(72)과 마주보게 배치되는 제2연장부(18)가 형성된다.

제1연장부(17)와 제2연장부(18)는 아우터 로터(60)의 제1마그넷(62)과, 인너 로터(70)의 제2마그넷(72)에 각각 대응하도록 소정 곡률로 내향 및 외향 곡면을 이루고 있다. 따라서, 분할 코어(22)의 내주부 및 외주부의 진원도가 높아지므로 스테이터(20)의 내주부 및 외주부와 제1마그넷(62) 및 제2마그넷(72)과의 사이가 근접되면서도 일정한 자기갭(gap)을 유지할 수 있다.

그리고, 분할 코어(22)는 복수의 철편이 적층되어 형성되는데, 스테이터 코어(22)의 중앙에는 복수의 철편을 고정하기 위해 볼트(82)가 통과하는 관통홀(46)이 형성된다.

여기에서, 볼트(82)는 관통홀(46)을 통과하여 고정 브라켓(80)에 형성된 체결홀(86)에 체결되어 분할 코어(22)를 고정 브라켓(80)에 고정하는 역할을 한다.

즉, 하나의 볼트(82)에 의해 복수의 철편을 고정시킴과 아울러 분할 코어를 고정 브라켓(80)에 고정시킬 수 있어 조립 공정을 줄일 수 있고, 부품수를 절감할 수 있다.

분할 코어(22)와 고정 브라켓(80) 사이의 체결구조는 위에서 설명한 바와 같이, 볼트(82)에 의해 체결되는 구조 이외에, 인서트 몰딩에 의해 일체로 형성될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 분할 코어(22)를 금형에 방사상으로 배열한 후 인서트 몰딩에 의해 고정 브라켓(80)을 분할 코어(22)와 일체로 형성한다.

분할 코어(22) 사이는 자기회로를 형성할 수 있도록 상호 직접 연결된 구조를 가져야 된다. 따라서, 연결부(42,44)는 분할 코어(22) 사이가 서로 통전될 수 있도록 직접 연결된 구조를 갖는다.

이러한 연결부(42,44)는 일 예로, 구획부(16)의 일측에 결합돌기(44)가 돌출되게 형성되고, 구획부(16)의 타측에 결합돌기(44)가 끼움 결합되는 결합홈(42)이 형성된다. 결합돌기(44)에는 폭이 좁아지는 목부(86)가 형성되어 결합홈(42)의 입구(88)에 걸림된다.

그리고, 연결부는 이러한 구조 이외에, 도 7에 도시된 바와 같이, 분할 코어의 구획부(16) 양쪽 끝부분에 핀홀(90)을 형성하고, 분할코어 사이를 상호 접촉시킨 상태에서 핀 부재(92)를 두 코어의 핀홀(90) 사이에 끼움 결합하여 분할 코어(22) 사이를 연결하는 구조도 적용이 가능하고, 도 8에 도시된 바와 같이, 분할 코어(22) 사이를 상호 접촉시킨 상태에서 코킹부재(94)를 이용하여 코킹하는 방법도 적용이 가능하다.

보빈(24)은 분할 코어(22)의 제1연장부(17) 및 제2연장부(18)가 제1마그넷(62) 및 제2마그넷(72)과 상호 반응하도록 노출되게 제1연장부(17) 및 제2연장부(18)를 제외한 나머지 코어의 외주면에 감싸지게 형성된다. 즉, 보빈(24)은 인서트 몰딩에 의해 분할 코어(22)의 외주면에 형성되고 분할 코어(22)와 제1코일(26) 및 제2코일(28) 사이를 절연시킨다.

이와 같은 구동모터는 아우터 로터(60)와 제1코일(26)이 감겨지는 스테이터(20)의 일측 간에 제1자기 회로(L1)를 형성하고, 인너 로터(70)와 제2코일(28)이 감겨지는 스테이터(20)의 타측 간에 제2자기 회로(L2)를 형성하여 각각 서로 독립적인 한 쌍의 자기 회로를 형성하므로 자로가 짧아지고, 이에 따라 자기저항을 감소시켜 자기력 손실이 감소시키고 모터 효율을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 제1자기회로(L1)는 N극의 제1마그넷(62), 제1코일(26)이 감겨지는 아우터 티스(12), 구획부(16)의 외측부분, N극의 제1마그넷(62)에 인접한 S극의 제1마그넷(62), 제1백요크(64)를 경유한다.

그리고, 제2자기회로(L2)는 N극의 제2마그넷(72), N극의 제2마그넷(72)에 대향하고 제2코일(28)이 감겨지는 인너 티스(14), 구획부(16)의 내측부분, S극의 제2마그넷(72), 제2백요크(74)를 경유한다.

이와 같이, 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터 제조공정을 다음에서 설명한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 코어에 코일을 감는 과정을 보여주는 측면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 코어 조립체의 조립방법을 보여주는 설명도이다.

먼저, 분할 코어(22)는 복수의 철편을 적층한 후 인서트 몰딩을 실시하여 분할 코어(22)의 외주면에 보빈(24)이 감싸지게 형성한다.

그런 후, 분할 코어(22)의 아우터 티스(12)에 제1코일(26)을 권선함과 동시에 인너 티스(14)에 제2코일(28)을 권선하는 코일 권선공정을 실시한다.

코일 권선 과정을 살펴보면, 복수의 분할 코어(22)를 일렬로 정렬시킨다. 즉, 아우터 티스(12)와 인너 티스(14)를 수평하게 일렬로 정렬시키고 코어 정렬용 지그(150)를 이용하여 분할 코어(22) 사이가 수평하게 정렬되도록 고정시킨다. 여기에서, 코어 연결용 지그(150)는 분할 코어(22) 사이를 자력을 이용하여 고정시키도록 양면에 분할 코어(22)가 부착되는 자석 지그가 사용되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 분할 코어(22)의 정렬이 완료되면 연속권선장치를 이용하여 아우터 티스(12)의 외주면에 제1코일(26)을 권선하는 동시에 인너 티스(14)의 외주면에 제2코일(28)을 권선한다. 이때, 제1코일(26)과 제2코일(28)은 서로 다른 두 개의 코일이 각각 개별적으로 아우터 티스(12)와 인너 티스(14)에 권선된다.

이때, 분할 코어(22)는 구획부(16)에 의해 아우터 티스(12)와 인너 티스(14)가 구획되기 때문에 아우터 티스(12)에 권선되는 제1코일(26)과 인너 티스(14)에 권선되는 제2코일(28)이 서로 분리된 상태로 권선될 수 있다.

그리고, 하나의 코어(22)의 권선이 완료되면 이웃하여 배치되는 분할 코어(22)에 연속적으로 연이어 코일 권선을 실시한다. 즉, 연속적으로 이웃하여 배치되는 분할 코어(22)의 아우터 티스(12)의 외주면에 제1코일(26)을 권선함과 동시에 인너 티스(14)의 외주면에 제2코일(28)을 권선한다. 이때, 분할 코어와 분할 코어 사이는 방사상으로 배열할 때 어느 정도 여유가 있어야 되므로 제1코일(26) 사이는 제1점프선(160)으로 연결되고, 제2코일(28) 사이는 제2점프선(162)으로 연결된다.

이와 같은 과정을 반복하여 복수의 분할 코어(22)에 연속적으로 코일을 권선하고, 3상일 경우 U,V,W 각 상에 대응하는 3세트의 분할 코어 조립체(22a-22c)를 제조한다.

이와 같은, 본 실시예에 따른 코일 권선방법은 아우터 티스(12)의 외주면에 제1코일(26)을 권선할 때 동시에 인너 티스(14)의 외주면에 제2코일(28)을 권선하기 때문에 제1코일(26)과 제2코일(28)이 동시에 권선되므로 생산성을 향상시킬 수 있고 제조시간을 단축한다.

즉, 아우터 티스(12)의 외주면에 제1코일(26)을 권선하는 과정과, 인너 티스(14)의 외주면에 제2코일(28)을 권선하는 과정을 별도로 분리하여 실시하게 되면, 코일 권선을 두 번의 공정을 수행해야되지만, 본 실시예에서는 한 번의 공정에서 제1코일(26)과 제2코일(28)을 동시에 권선하기 때문에 코일 권선에 따른 시간을 절약하고, 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같은 제조 공정에서 분할 코어 조립체의 제조가 완료되면, 도 10에 도시된 바와 같이, U, V, W 각 상의 분할 코어 조립체가 각 상별로 돌아가면서 교대로 배열된다. 이때, 각 상별 분할 코어(22) 사이는 점프선(160,162)으로 연결되므로 3상의 분할 코어 조립체가 교대로 배열될 때 분할 코어 조립체 사이의 간격이 벌어지더라도 충분히 대응할 수 있다.

복수의 분할 코어 조립체(22a-22c)를 방사상으로 배열한 후 고정 브라켓(80)에 볼트(82)로 체결하면 스테이터의 조립이 완료된다.

이때, 볼트(82)는 코어(22)에 형성된 관통홀(46)을 통과하여 고정 브라켓(80)의 체결홀(86)에 체결되므로 조립공정을 단순화할 수 있다. 그리고, 분할 코어(22)를 금형에 방사상으로 배열한 후 고정 브라켓(80)을 인서트 사출에 의해 일체로 형성하는 것도 가능하다.

이와 같이, 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기용 구동모터의 작용을 다음에서 설명한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 드럼 세탁기용 구동모터를 구동시키는 구동 회로도이다.

3상의 제1코일(26)은 제1 3상 스테이터 코일(101-1,101-2,101-3)을 포함하고, 3상의 제2코일(28)은 제2 3상 스테이터 코일(103-1,103-2,103-3)을 포함한다.

제1 3상 스테이터 코일(101-1,101-2,101-3)은 3상 교류전력이 인가될 경우에 아우터 로터(60)에 회전력을 발생시키고, 제2 3상 스테이터 코일(103-1,103-2,103-3)은 3상 교류전력이 인가될 경우에 인너 로터(70)를 회전시킨다.

여기에서, 제1 3상 스테이터 코일(101-1,101-2,101-3)가 인너 로터(70)에 회전력을 발생시키고, 제2 3상 스테이터 코일(103-1,103-2,103-3)은 아우터 로터(60)에 회전력을 발생시키는 것도 가능하다.

인버터는 게이트 드라이버가 충분한 전압 레벨을 갖도록 증폭한 구동신호에 따라 전원단자(Vcc)의 직류전력을 스위칭하는 3쌍의 스위칭 소자(Q1, Q2)(Q3, Q4)(Q5, Q6)들을 포함하고 있다. 3쌍의 스위칭 소자(Q1, Q2)(Q3, Q4)(Q5, Q6)들은 상부 스위칭 소자(Q1, Q3, Q5)와 하부 스위칭 소자(Q2, Q4, Q6)로 구분되어 토템폴 구조로 접속된다.

그리고 3쌍의 스위칭 소자(Q1, Q2)(Q3, Q4)(Q5, Q6)들 각각의 접속점에서 U상, V상 및 W상의 3상 교류전력이 발생되고, 발생된 3상 교류전력이 제1 3상 스테이터 코일(101-1,101-2,101-3) 및 제2 3상 스테이터 코일(103-1,103-2,103-3)로 출력되게 구성된다.

그리고 제1 3상 스테이터 코일(101-1,101-2,101-3)에는 3상 교류전력을 인가 또는 차단하는 스위치(S1,S2,S3)가 설치된다.

스위치(S1,S2,S3)는 제1 3상 스테이터 코일(101-1,101-2,101-3)가 아우터 로터(60)에 회전력을 발생시킬 경우 아우터 로터(60)의 구동을 차단 및 인가하는 역할을 하고, 제1 3상 스테이터 코일(101-1,101-2,101-3)가 인너 로터(70)에 회전력을 발생시킬 경우 인너 로터(70)의 구동을 차단 및 인가하는 역할을 하게 된다.

도 11의 구동 회로도를 참조하여, 구동모터의 작용을 살펴보면, 먼저 세탁 행정시 스위치(S1,S2,S3)가 온(ON) 상태로 작동되고, 제1 3상 스테이터 코일(101-1,101-2,101-3) 및 제2 3상 스테이터 코일(103-1,103-2,103-3)에 3상 교류전력이 인가되어 아우터 로터와 인너 로터에 동시에 회전력이 발생한다.

따라서, 세탁 행정에 맞는 RPM으로 드럼을 회전시켜 세탁 효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 탈수 행정시 스위치(S1,S2,S3)가 오프(OFF) 상태로 작동되어 제2 3상 스테이터 코일(103-1,103-2,103-3)에만 3상 교류전력이 인가되어 인너 로터(70) 하나만 회전력이 발생된다.

따라서, 탈수 행정시 인너 로터(70) 하나만 회전력이 발생되므로 탈수 행정시 RPM 상승 및 탈수 효율을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10: 회전축 12: 아우터 티스
14: 인너 티스 16: 구획부
20: 스테이터 22: 스테이터 코어
24: 보빈 26: 제1코일
28: 제2코일 30: 로터
50: 로터 지지체 60: 아우터 로터
62: 제1마그넷 64: 제1백요크
70: 인너 로터 72: 제2마그넷
74: 제2백요크 80: 고정 브라켓
82: 볼트 46: 관통홀
86: 체결홀 100: 케이스
110: 터브 120: 드럼
200: 구동모터

Claims

터브에 고정되며 각각 아우터 티스와 인너 티스가 직경방향으로 형성된 복수의 분할 코어를 갖는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 아우터 티스에 권선되고 제1전원이 인가되는 제1코일과, 상기 스테이터 코어의 인너 티스에 권선되고 제2전원이 인가되는 제2코일을 포함하는 스테이터; 및
드럼과 단일 회전축을 통하여 연결되는 로터 지지체와, 상기 로터 지지체에 고정되고 상기 스테이터의 외면에 공극을 두고 배치되어 제1코일과 상호 작용하여 회전되는 아우터 로터와, 상기 로터 지지체에 고정되고 상기 스테이터의 내면에 공극을 두고 배치되어 제2코일과 상호 작용하여 회전되는 인너 로터를 포함하는 로터를 포함하는 드럼 세탁기용 구동모터.
제1항에 있어서,
상기 스테이터 코어는 환형으로 연결된 복수의 분할 코어를 포함하며, 상기 복수의 분할 코어 각각은,
상기 제1코일이 감겨지는 아우터 티스와,
상기 아우터 티스의 반대쪽에 형성되어 제2코일이 감겨지는 인너 티스와,
상기 아우터 티스와 인너 티스 사이를 구획하는 구획부와,
상기 구획부의 양쪽 끝부분에 형성되어 상기 분할 코어들 사이를 연결하는 연결부를 포함하는 드럼 세탁기용 구동모터.
제2항에 있어서,
상기 연결부는 상기 구획부의 일측에 형성되는 결합돌기와, 상기 구획부의 타측에 형성되어 상기 결합돌기가 끼움 결합되는 결합홈을 포함하는 드럼 세탁기용 구동모터.
제1항에 있어서,
상기 스테이터는 분할 코어를 터브의 배면에 고정하는 고정 브라켓을 더 포함하고, 상기 분할 코어는 중앙에 관통홀이 형성되고, 볼트가 상기 관통홀을 통과하여 고정 브라켓에 형성된 체결홀에 체결되는 것을 특징으로 하는 드럼 세탁기용 구동모터.
제1항에 있어서,
상기 스테이터는 분할 코어를 터브의 배면에 고정하는 고정 브라켓을 더 포함하고, 상기 고정 브라켓은 분할 코어와 인서트 사출에 의해 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 드럼 세탁기용 구동모터.
제1항에 있어서,
상기 복수의 분할 코어의 아우터 티스에는 제1코일이 연이어 권선되는 것을 특징으로 하는 드럼 세탁기용 구동모터.
제1항에 있어서,
상기 복수의 분할 코어의 인너 티스에는 제2코일이 연이어 권선되는 것을 특징으로 하는 드럼 세탁기용 구동모터.
제1항에 있어서,
상기 제1코일 및 제2코일에 3상 교류전력을 인가하는 구동회로; 및
상기 제1코일 및 제2코일 중 어느 하나에 상기 3상 교류전력을 인가하거나 차단하는 스위치를 더 포함하는 드럼 세탁기용 구동모터.
케이스 내부에 현가 지지되고 세탁수가 수용되는 터브와, 상기 터브의 내부에 회전 가능하게 지지되고 세탁물을 수용하는 드럼과, 상기 터브의 배면에 장착되고 드럼과 회전축으로 연결되는 구동모터를 포함하고,
상기 구동모터는 터브의 배면에 고정되며 각각 아우터 티스와 인너 티스가 직경방향으로 형성된 복수의 분할코어를 갖는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 아우터 티스에 권선되고 제1전원이 인가되는 제1코일과, 상기 스테이터 코어의 인너 티스에 권선되고 제2전원이 인가되는 제2코일을 포함하는 스테이터; 및
상기 드럼과 단일 회전축을 통하여 연결되는 로터 지지체와, 상기 로터 지지체에 고정되고 상기 스테이터의 외면에 공극을 두고 배치되어 제1코일과 상호 작용하여 회전되는 아우터 로터와, 상기 로터 지지체에 고정되고 상기 스테이터의 내면에 공극을 두고 배치되어 제2코일과 상호 작용하여 회전되는 인너 로터를 포함하는 로터를 포함하는 드럼 세탁기.
세탁기의 동작 모드를 판단하는 단계;
상기 동작 모드가 세탁 모드일 경우 제1코일과 제2코일에 3상 교류전력을 인가하여 아우터 로터와 인너 로터에 회전력을 발생시켜 단일 회전축을 통하여 드럼을 회전 구동시키는 단계; 및
상기 동작 모드가 탈수 모드일 경우 제1코일과 제2코일 중 어느 하나에만 3상 교류전력을 인가하여 아우터 로터와 인너 로터 중 어느 하나만 회전력을 발생시켜 단일 회전축을 통하여 드럼을 회전 구동시키는 단계를 포함하는 드럼 세탁기의 구동방법.