WO2014098475A1 - 세탁기의 구동장치 및 이를 구비한 세탁기 - Google Patents

세탁기의 구동장치 및 이를 구비한 세탁기 Download PDF

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WO2014098475A1
WO2014098475A1 PCT/KR2013/011816 KR2013011816W WO2014098475A1 WO 2014098475 A1 WO2014098475 A1 WO 2014098475A1 KR 2013011816 W KR2013011816 W KR 2013011816W WO 2014098475 A1 WO2014098475 A1 WO 2014098475A1
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WO
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bearing
washing machine
bobbin
stator
coil
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/011816
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English (en)
French (fr)
Inventor
김병수
정민수
신종하
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 and a washing machine having a washing tank and a pulsator directly connected to the driving device and capable of driving the washing tank and the pulsator, respectively, without a separate intermediate medium.
  • 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 that is accommodated rotatably inside the outer tub, a pulsator installed to rotate relative to the inner tub to form a water flow and generating a driving force for rotating the inner tub and the pulsator
  • a drive motor an inner tank rotating shaft for rotating the inner tank receiving the driving force of the driving motor, a pulsator rotating shaft for rotating the pulsator receiving the driving force of the driving motor, and a sun gear connected to the driving motor and connected to the pulsator rotating shaft
  • the clutch is configured to include a clutch spring for controlling the rotation of the inner tank and the pulsator during dehydr
  • 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 requires a planetary gear set, a clutch spring, etc. to selectively rotate the pulsator and the inner tank, and thus, the configuration is complicated and manufacturing cost increases.
  • the conventional washing machine has a problem that the pulsator and the inner tank can be rotated in the same direction and the pulsator and inner tank can not be rotated in the opposite direction, the washing machine performance is reduced.
  • An object of the present invention is to remove the existing power conversion means clutch and planetary gear set can reduce the manufacturing cost, simplify the manufacturing process, lower the height of the washing machine can increase the washing capacity of the washing machine It is to provide a driving device and a washing machine having the same.
  • Another object of the present invention is to form a fastening unit integrally to the bobbin of the stator, and to fasten the fastening unit to the bearing housing fixed to the outer tank to fix the stator to the bearing housing, so that a separate part for fixing the stator is unnecessary.
  • Still another object of the present invention is to provide a washing machine and a washing machine having the same, in which a stator is directly fixed to an outer tub without a separate frame, thereby reducing the number of parts and shortening the assembly process.
  • Still another object of the present invention is to provide a driving device for a washing machine having a connector for connecting a pulsator rotating power source and a connector for connecting a washing tank rotating power source, each having a separate power connection, and a washing machine having the same.
  • the driving apparatus of the washing machine includes an outer shaft connected to a washing tub, an inner shaft rotatably disposed in the outer shaft and connected to a pulsator, an inner rotor connected to the outer shaft, and the inner shaft. And a stator disposed to have a gap between the inner rotor and the outer rotor, wherein the stator includes a stator core, a bobbin wrapped around an outer surface of the stator core, and wound around one side of the stator core. And a first coil and a second coil wound on the other side of the stator core.
  • a first bearing and a second bearing are disposed on an outer circumferential surface of the outer shaft, and the first bearing and the second bearing are fixed to the outer tank. Being mounted on the first bearing housing and the second bearing housing, the bobbin is attached to the first bearing housing Characterized in that a fastening portion which is formed integrally for securing the mutator.
  • the first bearing housing according to the present invention includes a bobbin fixing part in which a plurality of first fastening holes are formed in which the bobbin is fastened in the circumferential direction, a bearing mounting part formed inside the bobbin fixing part to mount the first bearing, and the stator. It may include an outer tank mounting portion formed on the outer side of the fixing portion mounted to the outer tank.
  • the bobbin of the present invention is wrapped around the outer surface of the stator core and wound around the first coil, the first coil winding portion, the second coil winding portion wound the second coil, and the first coil winding portion extending from the first coil It may include a fastening portion fastened to the bearing housing.
  • the fastening part of the present invention extends to the end of the first coil winding part and is formed in a disk shape in contact with the bottom surface of the first bearing housing, and a plurality of bolt fastening holes may be formed in the circumferential direction.
  • the washing machine of the present invention is suspending on the inside of the case to accommodate washing water, a pulsator rotatably disposed in the washing tank to form a water stream, and simultaneously or selectively driving the washing tank and the pulsator. It includes a drive device.
  • the driving device of the washing machine of the present invention is to directly connect between the drive motor and the pulsator and the washing tank to remove the existing power conversion means clutch and planetary gear set, thereby reducing the manufacturing cost and simplify the manufacturing process It is possible to increase the washing capacity while lowering the height of the washing machine.
  • the driving device of the washing machine of the present invention is directly connected between the pulsator and the outer rotor, and directly connected between the washing tank and the inner rotor, when only the outer rotor is driven, the pulsator is rotated, if only the inner rotor is driven, only the washing tank is rotated,
  • the pulsator and the washing tank can be rotated in different directions at the same time, thereby improving the performance of the washing machine.
  • the driving device of the washing machine of the present invention forms a fastening unit integrally with the bobbin of the stator, and fastens the fastening unit to the bearing housing to fix the stator, thereby eliminating a separate stator support for fixing the stator, thereby reducing the number of parts. It has the advantage of being able to simplify the manufacturing process.
  • the driving device of the washing machine of the present invention has the advantage of shortening the manufacturing process and reducing the number of parts by forming the bearing housing integrally to fix the stator directly to the outer tank when insert injection molding the bobbin of the stator.
  • the driving device of the washing machine of the present invention is provided with a connector for connecting the pulsator rotational power, and a connector for connecting the washing tank rotational power can be connected to the power source separately.
  • 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 a driving apparatus of the washing machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of the inner shaft and the outer shaft according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 4 is a half cross-sectional view of a driving apparatus of the washing machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is a lateral cross-sectional view of the stator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of a stator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view of a stator core according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a driving apparatus of a washing machine according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a half sectional view of a driving device of a washing machine according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG 10 is a side view of a driving device of the washing machine according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a rear view of a driving device of a washing machine according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a top view of a driving device of the washing machine according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a washing machine according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the washing machine driving apparatus according to an 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 drive unit 140 for driving at the same time or selectively.
  • the driving device 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.
  • An inner rotor 40 connected to the shaft 30, an outer shaft 20, an outer rotor 50 connected to the inner shaft 30, an inner rotor 40, and an inner rotor 40. It includes a stator 60 disposed with a gap between the outer rotor (50).
  • the first bearing 70 and the second bearing 72 rotatably supporting the outer shaft 20 are disposed at a predetermined interval.
  • the first bearing 70 is supported by the first bearing housing 10, and the second bearing 72 is supported by the second bearing housing 56.
  • the first bearing housing 10 and the second bearing housing 12 are fixed to the outer tub 110.
  • the outer shaft 20 is formed in a cylindrical shape to allow the inner shaft 30 to pass therethrough, and includes a first shaft 22 and a first shaft 22 to which the inter rotor 40 is coupled. It is connected to the upper side of the washing tank 120 includes a second shaft 24 is coupled.
  • a press-fitting groove 26 in which the lower end of the second shaft 24 is press-fitted, and a stepped portion 28 is formed on the outer side of the intermediate side to reduce the outer diameter.
  • Reference numeral 28 is a first bearing 70 is mounted to prevent the first bearing 70 from flowing up and down.
  • a first connection portion 210 to which the inner rotor housing 42 of the inner rotor 40 is connected is formed under the portion where the first bearing 70 of the first shaft 22 is mounted, and the first connection portion Below the 210, a first fixing nut 74 is fixed to the inner rotor housing 42 to the first shaft 22.
  • the first bearing 70 is inserted into the stepped portion 28 formed on the outer circumferential surface of the first shaft 22, the inner rotor housing 42 is connected by the first connecting portion 210, and the first fixing portion is fixed.
  • the nut 74 is tightened, the assembly is completed, so the assembly is easy.
  • the first bearing 70 is inserted into the step portion 28 to prevent flow, and the inner rotor housing 42 is prevented from being separated from the first shaft 22 by the first fixing nut 74. Can be.
  • the lower end of the second shaft 24 is pressed into the press-fitting groove 26 of the first shaft 22 to be connected to the first shaft 22, and the second bearing 72 is inserted into the outer circumferential surface thereof.
  • the upper outer circumferential surface of the portion in which the bearing 72 is inserted is formed with a second connection portion 220 connected to the coupling portion 122 formed at the center of the washing tank 120.
  • a stepped portion 27 is formed at an upper end of the first shaft, and the second bearing 72 is caught by the stepped portion 27 to prevent the second bearing 72 from being separated.
  • the first connector 210 and the second connector 220 may be formed with protrusions on the outer surface of the first shaft 22 to be serration-coupled, spline-coupled, or keyed to form a key groove.
  • first connector 210 and the second connector 220 can connect the inner rotor housing 42 and the washing tub 110 to the outer surface of the first shaft 22 in addition to the structure described above, any structure is applicable. It is possible.
  • the inner shaft 30 is rotatably disposed on the inner surface of the outer shaft 20, and a lower end thereof is drawn out from the lower end of the outer shaft 20 to form a third connection part 280 to which the outer rotor housing 52 is connected.
  • a second fixing nut 76 is fastened to prevent the outer rotor housing 52 from being separated.
  • the upper end of the inner shaft 30 is drawn out of the upper end of the outer shaft 20 to form a fourth connection part 290 to which the pulsator 130 is connected.
  • connection portion 280 and the fourth connection portion 290 are formed by forming projections on the outer surface of the inner shaft 30, the outer rotor housing 52 and the pulsator 130, Serration It can be joined, splined, or keyed to form a keyway.
  • the first sleeve bearing 80 and the second sleeve bearing 82 are fixed to the upper inner circumferential surface and the lower inner circumferential surface of the outer shaft 20, respectively, and the inner shaft is fixed to the first sleeve bearing 80 and the second sleeve bearing 82. 30 is rotatably supported.
  • the first bearing housing 10 is formed in a disc shape, and includes a bobbin coupling part 410 to which the bobbin 64 of the stator 60 is coupled, and an inner side of the bobbin coupling part 410.
  • the bearing mounting portion 420 is bent in the lower direction in the first bearing 70 is mounted, and the outer shell fixing portion 430 is bent in the upper direction from the outside of the bobbin coupling portion 410 and fixed to the outer tub 110.
  • the bobbin coupling portion 410 is formed with a first fastening hole 14 fastened to the bobbin 64 of the stator 60 with a bolt 47, and the outer tub fixing portion 430 has a bolt 48 with an outer tub 110.
  • a plurality of second fastening holes 16 for fastening with) are formed.
  • first fastening hole 14 and the second fastening hole 16 are formed in plural in the circumferential direction on the bobbin coupling part 410 and the outer tub fixing part 430 of the first bearing housing 10.
  • the second bearing housing 56 is formed of a metal material, and is formed in the center of the opening to be mounted on the bearing mounting portion 230 to which the second bearing 72 is mounted, and bent upward from the bearing mounting portion 230 to seal the first seal.
  • Seal mounting portion 240 is mounted 260 and the outer shell fixing portion which is bent downward from the seal mounting portion 240 is formed with a third fastening hole 18 to be fastened by the bolt 48 to the outer tub 110 ( 250).
  • the outer shell fixing portion 430 of the first bearing housing 10 and the outer shell fixing portion 250 of the second bearing housing 56 are disposed in contact with each other, the second fastening hole 16 and the third fastening hole. In this communication, the two housings 10 and 56 are fixed to the outer tub 110 by one bolt 48.
  • first bearing housing 10 and the second bearing housing 56 are arranged to be stacked on the rear surface of the outer tub 110, and then the second fastening hole 16 and the second bearing housing of the first bearing housing 10 are disposed.
  • the bolt 48 By passing the bolt 48 through the third fastening hole 18 of the 56 and fastening to the outer tub 110, the first bearing housing 10 and the second bearing housing 56 with one bolt 48. Can be fastened to the outer tub 110 at the same time to improve the assembly.
  • a first seal 260 is installed between the second bearing housing 56 and the outer surface of the outer shaft 20 to prevent the wash water from leaking, and the upper inner surface of the outer shaft 20 and the upper end of the inner shaft 30 are mounted.
  • a second seal 270 is installed between the outer surfaces to prevent the wash water from leaking.
  • the inner rotor 40 includes an inner rotor housing 42 and a first magnet 44 fixed to an outer surface of the inner rotor housing 42 and disposed to face the inner surface of the stator 60 at a predetermined gap.
  • Inner rotor housing 42 has a first magnet 44 is fixed to the outer surface, the inner surface is connected to the first connecting portion 210 of the outer shaft 20.
  • the outer rotor 50 is fixed to the outer rotor housing 52 and the second magnet 54 which is fixed to the outer inner surface of the outer rotor housing 52 and disposed to face the outer surface of the stator 60 at a predetermined gap. Include.
  • the outer rotor housing 52 has a second magnet 54 fixed to the outer inner surface thereof, the inner surface of which is connected to the third connector 280 of the inner shaft 30.
  • the inner rotor housing 42 and the outer rotor housing 52 are preferably formed of a magneto forming material so that the magneto can be formed without a back yoke.
  • the stator 60 includes a stator core 62 formed in an annular shape, a bobbin 64 which is a nonmagnetic material wrapped around the outer circumferential surface of the stator core 62, and a stator core 62.
  • the first coil 66 is wound on one side of the) and the second coil 68 is wound on the other side of the stator core (62).
  • the bobbin 64 is wrapped around the outer surface of the stator core 62 and the first coil wound portion 92 in which the first coil 66 is wound, and the second coil in a state partitioned from the first coil 66.
  • a second coil winding 98 is wound around the coil 68, and a fastening portion 96 extending from the first coil winding 92 to be fastened to the first bearing housing 10.
  • the fastening part 96 is formed in the shape of a disc which extends at a right angle to the end of the first coil winding part 92 and is in contact with the bottom surface of the bobbin coupling part 410 of the first bearing housing 10, and in the circumferential direction.
  • a plurality of bolt fastening holes 98 are formed.
  • the bolt fastening hole 98 is connected to the first fastening hole 14 formed in the bobbin coupling portion 410 of the first bearing housing 10 and fastened to the bolt 47.
  • the fastening portion 96 is integrally formed on the bobbin 64 and the bolt 47 is in contact with the fastening portion 96 in the first bearing housing 10. Since the stator 60 is fixed when fastened, the existing separate stator support is unnecessary, so that the number of parts can be reduced and the assembly process can be shortened.
  • the first coil 66 Since the first power is applied to the first coil 66, that is, the driving signal, and the second power supply is applied to the second coil 68, the first coil 66 is applied only to the first coil 66.
  • the first coil 66 When power is applied, only the inner rotor 40 is rotated, and when the second power is applied only to the second coil 68, only the outer rotor 50 is rotated, and simultaneously to the first coil 66 and the second coil 68.
  • the first and second power are applied, the inner rotor 40 and the outer rotor 50 rotate at the same time.
  • the stator core 62 has a first tooth portion 310 on which the first coil 66 is wound, and a second tooth portion on which the second coil 68 is wound on the opposite side of the first tooth portion 310. 312, a partition 314 partitioning between the first and second teeth 310 and 312, and formed at both lateral ends of the partition 314 between the cores 62. It includes a coupling unit (320,322) for interconnecting the.
  • 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 44 of the inner rotor 40 and the second magnet 54 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 44 and the second magnet 54 are close to each other. Can be maintained.
  • the coupling parts 320 and 322 have a structure in which the stator cores 22 are directly coupled to each other so that they are energized.
  • the coupling parts 320 and 322 are formed such that the coupling protrusion 322 protrudes on one side of the partition 16, 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.
  • stator core 22 is formed of a split core as described above, and in addition to the structure coupled to each other by the coupling parts 320 and 322, a structure in which the coupling part is formed in an annular shape is also applicable.
  • stator core may be partially divided into a plurality of slots instead of being divided into slots, and may be coupled by a coupling unit.
  • FIG 8 is a cross-sectional view of the driving apparatus of the washing machine according to the second embodiment of the present invention
  • Figure 9 is a half sectional view of the driving apparatus of the washing machine according to the second embodiment of the present invention.
  • the driving device 140 of the washing machine is 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.
  • An inner rotor 40 connected to the shaft 30, an outer shaft 20, an outer rotor 50 connected to the inner shaft 30, an inner rotor 40, and an inner rotor 40. It includes a stator 60 disposed with a gap between the outer rotor (50).
  • the outer shaft 20 and the inner shaft 30 have the same structure as the outer shaft 20 and the inner shaft 30 described in the above embodiment.
  • the outer shaft 20 is rotatably supported by the first bearing 70 and the second bearing 72.
  • the first bearing 70 is mounted to the bearing support 152 integrally formed on the bobbin 64 of the stator 60, and the second bearing 72 is mounted to the bearing housing 57.
  • the bearing housing 57 is formed of a metal material, is formed in the center of the opening, and is mounted in the bearing mounting portion 230 to which the second bearing 72 is mounted, and is bent upward from the bearing mounting portion 230 to thereby seal the first seal 260. ) Is mounted on the seal mounting portion 240 and the outer fixing portion 250 is formed in the seal mounting portion 240 is bent in the downward direction and the first fastening hole 18 is fastened to the outer tub 110 by a bolt 48. It includes.
  • a first seal 260 is mounted between the bearing housing 57 and the outer surface of the outer shaft 20 to prevent leakage of wash water, and between the upper inner surface of the outer shaft 20 and the upper outer surface of the inner shaft 30.
  • the second seal 270 is installed to prevent the wash water from leaking.
  • the inner rotor 40 includes an inner rotor housing 42 and a first magnet 44 fixed to an outer surface of the inner rotor housing 42 and disposed to face the inner surface of the stator 60 at a predetermined gap.
  • Inner rotor housing 42 has a first magnet 44 is fixed to the outer surface, the inner surface is connected to the first connecting portion 210 of the outer shaft 20.
  • the outer rotor 50 is fixed to the outer rotor housing 52 and the second magnet 54 which is fixed to the outer inner surface of the outer rotor housing 52 and disposed to face the outer surface of the stator 60 at a predetermined gap. Include.
  • the outer rotor housing 52 has a second magnet 54 fixed to the outer inner surface thereof, the inner surface of which is connected to the third connector 280 of the inner shaft 30.
  • the inner rotor housing 42 and the outer rotor housing 52 are integrally formed with the first magnet 44 and the second magnet 54 by insert injection, and the first magnet 44 and the second magnet ( 54 may be applied to the structure having the back yokes 43 and 59, respectively, and may be formed of a porcelain forming material to form a porcelain without the back yoke.
  • the stator 60 includes a stator core 62 formed in an annular shape, a bobbin 64 which is a nonmagnetic material wrapped around the outer circumferential surface of the stator core 62, and a first coil 66 wound around one side of the stator core 62. ) And a second coil 68 wound on the other side of the stator core 62.
  • the bobbin 64 is integrally formed on the outer surface of the stator core 62 by insert injection after the stator core 62 is arranged in the mold. At this time, the bobbin 64 is integrally formed with a bearing support portion 152 supporting the first bearing 70 and an outer tub fixing portion 154 fixed to the outer tub 110.
  • the bobbin 64 is formed to be wrapped on the outer surface of the stator core 62 by insert injection, the bearing support portion 152 is formed extending in the inward direction from the inner surface of the bobbin 64, the outer shell fixing portion ( 154 extends outward from the outer surface of the bobbin 64.
  • the bearing support 152 and the outer fixing part 154 are integrally formed when the bobbin 64 is formed by insert injection.
  • the bearing support portion 152 and the outer shell fixing portion 154 may be integrally molded by insert injection with the stator core 62 in a state where a reinforcing material of a metal material is inserted to reinforce strength. At this time, the reinforcing material of the metal material may be applied to the iron material or aluminum material similar to the shape of the bearing support 152 and the outer shell fixing portion 154.
  • the outer tank fixing part 154 is formed in plural at intervals in the circumferential direction on the outer surface of the bobbin 64, the second fastening hole 16 for fastening the bolt is formed.
  • the outer tub fixing part 154 is disposed in contact with the rear surface of the bearing housing 56, and the first engaging hole 18 formed in the bearing housing 56 and the second engaging hole formed in the outer tub fixing part 154 ( 16 is communicated and fixed to the outer tub 110 by one bolt 46.
  • the upper surface of the bobbin 64 is provided with position alignment protrusions 156 and 158 for aligning the assembly positions when assembling the bearing housing 56 and the stator with each other. That is, the first alignment protrusion 156 protrudes from the upper surface of the bobbin 64 and is in contact with the inner surface of the bearing housing 56, and is formed at intervals outside the first alignment protrusion 156 so as to form a bearing housing 56.
  • the second alignment protrusion 158 in contact with the back of the) is included.
  • the first alignment protrusion 156 contacts the inner surface of the bearing housing 56 and the second alignment protrusion 156 contacts the rear surface of the bearing housing 56.
  • the stator 60 of the present invention has a bearing support 152 for supporting the first bearing 72 and an outer shell fixing portion for fixing the stator 60 to the outer shell when the bobbin 64 is manufactured by insert injection molding.
  • integrally forming 154 it is not necessary to provide a separate fixing frame for fixing the stator 60 to the outer tank, thereby reducing the number of parts, shortening the manufacturing process, and reducing the assembly process. Reduce productivity.
  • FIG. 10 is a side view of a driving apparatus according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a rear view of the driving apparatus according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a driving according to the second embodiment of the present invention. Top view of the device.
  • 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.
  • the outer surface of the bobbin 64 is formed with a first connector fixing portion 172 to which the first connector 162 is fixed, and a second connector fixing portion 174 to which the second connector 164 is fixed.
  • the first connector fixing part 172 and the second connector fixing part 174 are integrally formed when insert-injecting the bobbin 64. That is, when the first connector 162 and the second connector 164 are placed in a mold and then molded, the first connector fixing part 172 is wrapped on the outer surface of the first connector 162 so that the first connector 162 is formed. ) Is fixed, and the second connector fixing part 174 is wrapped on the outer surface of the second connector 164 to fix the second connector 174.
  • first power is applied to the first coil 66 and the second power is applied to the second coil 68
  • only the inner rotor 40 is rotated when the power is applied only to the first coil 66.
  • the power is applied only to the two coils 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 are rotated. Rotates at the same time.
  • a first power source connected by the first connector 162 is applied to the first coil 66
  • a second power source connected by the second connector 164 is applied to the second coil 68. Separate power is applied to the coil 66 and the second coil 68 so that the inner rotor 40 and the outer rotor 50 may be driven separately.
  • the driving apparatus of the washing machine 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 first Since the second magnetic circuit L2 is formed between the other sides of the stator 60 on which the two coils 68 are wound to form a pair of magnetic circuits that are independent of each other, the inner rotor 40 and the outer rotor 50 are respectively It can be driven separately.
  • the first magnetic circuit L1 includes the first magnet 44 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 of the first magnetic circuit L1. Via the first magnet 44 and the inner core housing 42 of the S pole adjacent to the first magnet 44.
  • the second magnetic circuit (L2) is the second magnet portion 54 of the N pole, the second teeth portion 312, the second coil (68) wound around the N pole, 54 Via the outer portion of the portion 314, the second magnet 54 of the S pole, and the outer rotor housing 52.
  • 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 relates to a washing machine driving apparatus capable of driving a washing tub and a pulsator, respectively, without a separate intermediate medium because the washing tank and the pulsator are directly connected to the driving apparatus.
  • the motor used in the washing machine driving apparatus includes a double rotor and a double stator.
  • the inner rotor and the outer rotor may be connected to the pulsator and the washing tank of the washing machine, respectively, to independently drive the pulsator and the washing tank, thereby forming various washing water flows.

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Abstract

본 발명의 세탁기의 구동장치는 세탁조와 연결되는 아우터 샤프트와, 상기 아우터 샤프트의 내부에 회전 가능하게 배치되고 펄세이터와 연결되는 인너 샤프트와, 상기 인너 샤프트와 연결되는 아우터 로터와, 상기 인너 로터와 아우터 로터 사이에 공극을 두고 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 아우터 샤프트의 외주면에는 제1베어링 및 제2베어링이 배치되고, 상기 제1베어링 및 제2베어링은 외조에 고정되는 제1베어링 하우징 및 제2베어링 하우징에 장착되며, 상기 보빈에는 상기 제1베어링 하우징에 스테이터를 고정시키기 위한 체결부가 일체로 형성된다. 본 발명의 세탁기의 구동장치는 기존의 클러치를 제거할 수 있어 제조비용을 줄일 수 있고 제조공정을 단순화할 수 있으며, 세탁기의 높이를 줄일 수 있다.

Description

세탁기의 구동장치 및 이를 구비한 세탁기
본 발명은 세탁조와 펄세이터가 구동장치와 직결되어 별도의 중간 매개체가 없어도 세탁조와 펄세이터를 각각 구동시킬 수 있는 세탁기의 구동장치 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 펄세이터와, 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 공정 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.
하지만, 종래의 세탁기는 펄세이터와 내조를 선택적으로 회전시키기 위해 유성기어 셋트와 클러치 스프링 등을 필요로 하여 구성이 복잡하고, 제조비용이 증가하는 문제가 있다.
또한, 종래의 세탁기는 구동모터와 외조 사이에 유성기어 셋트 및 클러치 스프링이 설치되므로 세탁기의 높이방향으로 차지하는 공간이 많아지고, 이에 따라 세탁기의 높이가 높아지거나, 세탁기의 높이가 동일할 경우 내조의 높이를 줄여야 되므로 세탁용량이 작아지는 문제가 있다.
또한, 종래의 세탁기는 펄세이터와 내조가 동일한 방향으로 회전시킬 수 있고 펄세이터와 내조를 서로 반대방향으로 회전시킬 수 없기 때문에 세탁기 성능이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 기존의 동력변환수단인 클러치 및 유성기어셋트를 제거할 수 있어 제조비용을 줄일 수 있고 제조공정을 단순화할 수 있고, 세탁기의 높이를 낮추면서 세탁용량을 증대시킬 수 있는 세탁기의 구동장치 및 이를 구비한 세탁기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 펄세이터와 세탁조를 동시에 서로 다른 방향으로 회전시킬 수 있어 세탁기의 성능을 향상시킬 수 있는 세탁기의 구동장치 및 이를 구비한 세탁기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 스테이터의 보빈에 체결부를 일체로 형성하고, 체결부를 외조에 고정되는 베어링 하우징에 볼트 체결하여 스테이터를 베어링 하우징에 고정시킴으로써, 스테이터를 고정시키기 위한 별도의 부품이 불필요하여 제조공정을 단축하고, 부품수를 줄일 수 있는 세탁기의 구동장치 및 이를 구비한 세탁기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 스테이터가 별도의 프레임 없이 직접 외조에 고정되어 부품수를 줄이고 조립공정을 단축할 수 있는 세탁기의 구동장치 및 이를 구비한 세탁기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 펄세이터 회전용 전원을 연결하는 커넥터와 세탁조 회전용 전원을 연결하는 커넥터가 별도로 구비되어 전원 연결이 각각 별도로 이루어지는 세탁기의 구동장치 및 이를 구비한 세탁기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 세탁기의 구동장치는 세탁조와 연결되는 아우터 샤프트와, 상기 아우터 샤프트의 내부에 회전 가능하게 배치되고 펄세이터와 연결되는 인너 샤프트와, 상기 아우터 샤프트와 연결되는 인너 로터와, 상기 인너 샤프트와 연결되는 아우터 로터와, 상기 인너 로터와 아우터 로터 사이에 공극을 두고 배치되는 스테이터를 포함하고, 상기 스테이터는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 외면에 감싸지는 보빈과, 상기 스테이터 코어의 일측에 감겨지는 제1코일과, 상기 스테이터 코어의 타측에 감겨지는 제2코일을 포함하며, 상기 아우터 샤프트의 외주면에는 제1베어링 및 제2베어링이 배치되고, 상기 제1베어링 및 제2베어링은 외조에 고정되는 제1베어링 하우징 및 제2베어링 하우징에 장착되며, 상기 보빈에는 상기 제1베어링 하우징에 스테이터를 고정시키기 위한 체결부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1베어링 하우징은 원주방향으로 보빈이 체결되는 복수의 제1체결홀이 형성되는 보빈 고정부와, 상기 보빈 고정부의 내측에 형성되어 제1베어링이 장착되는 베어링 장착부와, 상기 스테이터 고정부의 외측에 형성되어 외조에 장착되는 외조 장착부를 포함할 수 있다.
본 발명의 보빈은 스테이터 코어의 외면에 감싸지고 제1코일이 감겨지는 제1코일 감김부와, 상기 제2코일이 감겨지는 제2코일 감김부와, 상기 제1코일 감김부에서 연장되어 제1베어링 하우징에 체결되는 체결부를 포함할 수 있다.
본 발명의 체결부는 제1코일 감김부의 끝부분으로 연장되어 제1베어링 하우징의 하면에 접촉되는 원판 형태로 형성되고, 원주방향으로 복수의 볼트 체결홀이 형성될 수 있다.
본 발명의 세탁기는 케이스의 내부에 현가 지지되어 세탁수를 수용하는 외조와, 상기 세탁조 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁 수류를 형성하는 펄세이터와, 상기 세탁조와 펄세이터를 동시에 또는 선택적으로 구동시키는 구동장치를 포함한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 세탁기의 구동장치는 구동모터와 펄세이터 및 세탁조 사이를 직접 연결하여 기존의 동력변환수단인 클러치 및 유성기어셋트를 제거함으로써, 제조비용을 줄일 수 있고 제조공정을 단순화할 수 있으며, 세탁기의 높이를 낮추면서 세탁용량을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 세탁기의 구동장치는 펄세이터와 아우터 로터 사이가 직결되고, 세탁조와 인너 로터 사이가 직결되어, 아우터 로터만 구동되면 펄세이터가 회전되고, 인너 로터만 구동되면 세탁조만 회전되며, 아우터 로터와 인너 로터에 각각 서로 반대 방향의 전원이 인가되면 펄세이터와 세탁조를 동시에 서로 다른 방향으로 회전시킬 수 있어 세탁기의 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 세탁기의 구동장치는 스테이터의 보빈에 체결부를 일체로 형성하고, 체결부을 베어링 하우징에 체결하여 스테이터를 고정시킴으로써, 스테이터를 고정시키기 위한 별도의 스테이터 지지체 등이 불필요하여 부품수를 줄일 수 있고 제조공정을 단순화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 세탁기의 구동장치는 스테이터의 보빈을 인서트 사출 성형할 때 베어링 하우징을 일체로 형성하여 스테이터를 외조에 직접 고정시킴으로써, 제조공정을 단축하고 부품수를 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 세탁기의 구동장치는 펄세이터 회전용 전원을 연결하는 커넥터와, 세탁조 회전용 전원을 연결하는 커넥터가 별도로 구비되어 전원 연결이 각각 별도로 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기의 구동장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 인너 샤프트 및 아우터 샤프트의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 세탁기의 구동장치의 반 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터의 횡방향 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 스테이터 코어의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기의 구동장치의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기의 구동장치의 반 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기의 구동장치의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기의 구동장치를 배면도이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기의 구동장치의 상면도이다.
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 세탁기의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기 구동장치의 단면도이다.
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 구동장치(140)를 포함한다.
구동장치(140)는 도 2에 도시된 바와 같이, 세탁조(120)와 연결되는 아우터 샤프트(20)과, 아우터 샤프트(20)의 내부에 회전 가능하게 배치되고 펄세이터(130)와 연결되는 인너 샤프트(30)과, 아우터 샤프트(20)과 연결되는 인너 로터(Inner Rotor)(40)와, 인너 샤프트(30)과 연결되는 아우터 로터(Outer Rotor)(50)와, 인너로터(40)와 아우터 로터(50) 사이에 공극을 두고 배치되는 스테이터(60)를 포함한다.
아우터 샤프트(20)의 외주면에는 아우터 샤프트(20)를 회전 가능하게 지지하는 제1베어링(70)과 제2베어링(72)이 일정 간격을 두고 배치된다.
제1베어링(70)은 제1베어링 하우징(10)에 지지되고, 제2베어링(72)은 제2베어링 하우징(56)에 지지된다. 제1베어링 하우징(10)과 제2베어링 하우징(12)은 외조(110)에 고정된다.
아우터 샤프트(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 인너 샤프트(30)가 통과하도록 원통 형태로 형성되고, 인터 로터(40)가 결합되는 제1샤프트(22)와, 제1샤프트(22)의 상측에 연결되고 세탁조(120)가 결합되는 제2샤프트(24)를 포함한다.
제1샤프트(22)의 상단 내면에는 제2샤프트(24)의 하단이 압입되는 압입홈(26)이 형성되고, 중간측 외면에는 외경이 작아지는 단차부(28)가 형성되며, 이 단착부(28)는 제1베어링(70)이 장착되어 제1베어링(70)이 상하 유동되는 것을 방지하는 역할을 한다.
그리고, 제1샤프트(22)의 제1베어링(70)이 장착되는 부분의 하측으로 인너 로터(40)의 인너 로터 하우징(42)이 연결되는 제1연결부(210)가 형성되고, 제1연결부(210)의 하측에는 인너 로터 하우징(42)을 제1샤프트(22)에 고정시키는 제1고정너트(74)가 체결된다.
여기에서, 제1샤프트(22)의 외주면에 형성된 단차부(28)에 제1베어링(70)을 삽입하고, 제1연결부(210)에 의해 인너 로터 하우징(42)을 연결하고, 제1고정너트(74)를 체결하면 조립이 완료되므로 조립이 간편하다. 그리고, 제1베어링(70)은 단차부(28)에 삽입되어 유동을 방지되고, 인너 로터 하우징(42)은 제1고정너트(74)에 의해 제1샤프트(22)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
제2샤프트(24)는 그 하단이 제1샤프트(22)의 압입홈(26)에 압입되어 제1샤프트(22)와 연결되고, 그 외주면에는 제2베어링(72)이 삽입되며, 제2베어링(72)이 삽입되는 부분의 상측 외주면은 세탁조(120)의 중앙에 형성된 결합부(122)에 연결되는 제2연결부(220)가 형성된다.
그리고, 제1샤프트의 상단에는 단차부(27)가 형성되고, 이 단차부(27)에 제2베어링(72)이 걸림되어 제2베어링(72)의 이탈을 방지한다.
제1연결부(210) 및 제2연결부(220)는 제1샤프트(22)의 외면에 돌기를 형성하여 세레이션(Serration) 결합되거나, 스플라인 결합되거나, 키홈을 형성하여 상호 키 결합될 수 있다.
이러한 제1연결부(210) 및 제2연결부(220)는 위에서 설명한 구조 이외에 제1샤프트(22)의 외면에 인너 로터 하우징(42) 및 세탁조(110)를 연결할 수 있는 구조이면 어떠한 구조도 적용이 가능하다.
인너 샤프트(30)는 아우터 샤프트(20)의 내면에 회전 가능하게 배치되고, 하단은 아우터 샤프트(20)의 하단에서 인출되어 아우터 로터 하우징(52)이 연결되는 제3연결부(280)가 형성되고, 하단 끝부분에는 아우터 로터 하우징(52)이 이탈되는 것을 방지하는 제2고정너트(76)가 체결된다. 그리고, 인너 샤프트(30)의 상단은 아우터 샤프트(20)의 상단에서 인출되어 펄세이터(130)가 연결되는 제4연결부(290)가 형성된다.
여기에서, 여기에서, 제3연결부(280) 및 제4연결부(290)는 인너 샤프트(30)의 외면, 아우터 로터 하우징(52) 및 펄세이터(130)에 돌기를 형성하여 세레이션(Serration) 결합되거나, 스플라인 결합되거나, 키홈을 형성하여 키 결합될 수 있다.
아우터 샤프트(20)의 상부 내주면 및 하부 내주면에 각각 제1슬리브 베어링(80) 및 제2슬리브 베어링(82)이 고정되고, 제1슬리브 베어링(80) 및 제2슬리브 베어링(82)에 인너 샤프트(30)이 회전 가능하게 지지된다.
제1베어링 하우징(10)은 도 4에 도시된 바와 같이, 원판 형태로 형성되어 스테이터(60)의 보빈(64)이 결합되는 보빈 결합부(410)와, 상기 보빈 결합부(410)의 내측에서 하측방향으로 절곡되어 제1베어링(70)이 장착되는 베어링 장착부(420)와, 보빈 결합부(410)의 외측에서 상측방향으로 절곡되어 외조(110)에 고정되는 외조 고정부(430)를 포함한다.
보빈 결합부(410)에는 스테이터(60)의 보빈(64)에 볼트(47)로 체결되는 제1체결홀(14)이 형성되고, 외조 고정부(430)에는 외조(110)에 볼트(48)로 체결하기 위한 복수의 제2체결홀(16)이 형성된다.
여기에서, 제1체결홀(14) 및 제2체결홀(16)은 제1베어링 하우징(10)의 보빈 결합부(410) 및 외조 고정부(430)에 원주방향으로 복수로 형성된다.
제2베어링 하우징(56)은 금속 재질로 형성되고, 개구된 중앙에 형성되어 제2베어링(72)이 장착되는 베어링 장착부(230)와, 베어링 장착부(230)에서 상측방향으로 절곡되어 제1시일(260)이 장착되는 시일 장착부(240)와, 시일 장착부(240)에서 하측방향으로 절곡되어 외조(110)에 볼트(48)로 체결되는 제3체결홀(18)이 형성되는 외조 고정부(250)를 포함한다.
여기에서, 제1베어링 하우징(10)의 외조 고정부(430)와 제2베어링 하우징(56)의 외조 고정부(250)는 상호 접촉되게 배치되고 제2체결홀(16)과 제3체결홀이 연통되어 하나의 볼트(48)에 의해 두 하우징(10,56)이 외조(110)에 고정된다.
즉, 제1베어링 하우징(10)과 제2베어링 하우징(56)을 외조(110)의 배면에 적층되도록 배치한 후 제1베어링 하우징(10)의 제2체결홀(16)과 제2베어링 하우징(56)의 제3체결홀(18)에 볼트(48)를 통과시킨 후 외조(110)에 체결함으로써, 하나의 볼트(48)로 제1베어링 하우징(10)과 제2베어링 하우징(56)을 동시에 외조(110)에 체결할 수 있어 조립성을 향상시킬 수 있다.
제2베어링 하우징(56)과 아우터 샤프트(20)의 외면 사이에는 세탁수가 누수되는 것을 방지하는 제1시일(260)이 장착되고, 아우터 샤프트(20)의 상단 내면과 인너 샤프트(30)의 상단 외면 사이에는 세탁수가 누수되는 것을 방지하는 제2시일(270)이 장착된다.
인너 로터(40)는 인너 로터 하우징(42)과, 인너 로터 하우징(42)의 외면에 고정되고 스테이터(60)의 내면과 일정 갭을 두고 마주보게 배치되는 제1마그넷(44)을 포함한다. 인너 로터 하우징(42)는 외면에 제1마그넷(44)이 고정되고, 내면은 아우터 샤프트(20)의 제1연결부(210)에 연결된다.
그리고, 아우터 로터(50)는 아우터 로터 하우징(52)와, 아우터 로터 하우징(52)의 외측 내면에 고정되고 스테이터(60)의 외면과 일정 갭을 두고 마주보게 배치되는 제2마그넷(54)을 포함한다. 아우터 로터 하우징(52)은 외측 내면에 제2마그넷(54)이 고정되고, 그 내면은 인너 샤프트(30)의 제3연결부(280)에 연결된다.
여기에서, 인너 로터 하우징(42)과 아우터 로터 하우징(52)은 백요크없이 자로를 형성할 수 있도록 자로 형성재료로 형성되는 것이 바람직하다.
스테이터(60)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 환형으로 형성되는 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)을 포함한다.
여기에서, 보빈(64)은 스테이터 코어(62)의 외면에 감싸지고 제1코일(66)이 감겨지는 제1코일 감김부(92)와, 제1코일(66)과 구획된 상태로 제2코일(68)이 감겨지는 제2코일 감김부(98)와, 제1코일 감김부(92)에서 연장되어 제1베어링 하우징(10)에 체결되는 체결부(96)를 포함한다.
체결부(96)는 제1코일 감김부(92)의 끝부분으로 직각으로 연장되어 제1베어링 하우징(10)의 보빈 결합부(410)의 하면에 접촉되는 원판 형태로 형성되고, 원주방향으로 복수의 볼트 체결홀(98)이 형성된다.
여기에서, 볼트 체결홀(98)은 제1베어링 하우징(10)의 보빈 결합부(410)에 형성된 제1체결홀(14)과 연통되어 볼트(47)로 체결된다.
이와 같이, 본 발명의 스테이터 고정구조를 보면, 보빈(64)에 체결부(96)를 일체로 형성하고, 제1베어링 하우징(10)에 체결부(96)을 접촉시킨 상태에서 볼트(47)로 체결하면 스테이터(60)가 고정되기 때문에 기존의 별도의 스테이터 지지체 등이 불필요하여 부품수를 절감할 수 있고, 조립공정을 단축할 수 있다.
제1코일(66)로는 제1전원(즉, 구동신호)이 인가되고, 제2코일(68)에는 제2전원(즉, 구동신호)이 인가되기 때문에, 제1코일(66)로만 제1전원이 인가되면 인너 로터(40)만 회전되고, 제2코일(68)로만 제2전원이 인가되면 아우터 로터(50)만 회전되고, 제1코일(66)과 제2코일(68)에 동시에 제1 및 제2 전원이 인가되면 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)가 동시에 회전된다.
스테이터 코어(62)는 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.
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(44)과, 아우터 로터(50)의 제2마그넷(54)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(44) 및 제2마그넷(54)과의 사이가 근접되면서도 일정한 자기갭(gap)을 유지할 수 있다.
스테이터 코어들(22) 사이는 자기회로를 형성할 수 있도록 상호 직접 연결된 구조를 가져야된다. 따라서, 결합부(320,322)는 스테이터 코어들(22) 사이가 서로 통전될 수 있도록 직접 결합되는 구조를 갖는다.
이러한 결합부(320,322)는 일 예로, 구획부(16)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.
여기에서, 스테이터 코어(22)는 위에서 설명한 바와 같은 분할 코어로 형성되고 결합부(320,322)에 의해 상호 결합되는 구조 이외에 결합부가 일체로 연결되는 환형으로 형성되는 구조도 적용이 가능하다.
또한, 상기 스테이터 코어는 각 슬롯마다 분할되는 대신에 분할 코어가 다수의 슬롯을 포함하는 부분 분할형으로 이루어지고, 결합부에 의해 결합되는 것도 가능하다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기의 구동장치의 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 세탁기의 구동장치의 반 단면도이다.
제2실시예에 따른 세탁기의 구동장치(140)는 세탁조(120)와 연결되는 아우터 샤프트(20)과, 아우터 샤프트(20)의 내부에 회전 가능하게 배치되고 펄세이터(130)와 연결되는 인너 샤프트(30)과, 아우터 샤프트(20)과 연결되는 인너 로터(Inner Rotor)(40)와, 인너 샤프트(30)과 연결되는 아우터 로터(Outer Rotor)(50)와, 인너로터(40)와 아우터 로터(50) 사이에 공극을 두고 배치되는 스테이터(60)를 포함한다.
아우터 샤프트(20)및 인너 샤프트(30)는 위의 일 실시예에 설명한 아우터 샤프트(20) 및 인너 샤프트(30)의 구조와 동일하다.
아우터 샤프트(20)은 제1베어링(70) 및 제2베어링(72)에 의해 회전가능하게 지지된다. 제1베어링(70)은 스테이터(60)의 보빈(64)에 일체로 형성되는 베어링 지지부(152)에 장착되고, 제2베어링(72)은 베어링 하우징(57)에 장착된다.
베어링 하우징(57)은 금속 재질로 형성되고, 개구된 중앙에 형성되어 제2베어링(72)이 장착되는 베어링 장착부(230)와, 베어링 장착부(230)에서 상측방향으로 절곡되어 제1시일(260)이 장착되는 시일 장착부(240)와, 시일 장착부(240)에서 하측방향으로 절곡되어 외조(110)에 볼트(48)로 체결되는 제1체결홀(18)이 형성되는 외조 고정부(250)를 포함한다.
베어링 하우징(57)과 아우터 샤프트(20)의 외면 사이에는 세탁수가 누수되는 것을 방지하는 제1시일(260)이 장착되고, 아우터 샤프트(20)의 상단 내면과 인너 샤프트(30)의 상단 외면 사이에는 세탁수가 누수되는 것을 방지하는 제2시일(270)이 장착된다.
인너 로터(40)는 인너 로터 하우징(42)과, 인너 로터 하우징(42)의 외면에 고정되고 스테이터(60)의 내면과 일정 갭을 두고 마주보게 배치되는 제1마그넷(44)을 포함한다. 인너 로터 하우징(42)는 외면에 제1마그넷(44)이 고정되고, 내면은 아우터 샤프트(20)의 제1연결부(210)에 연결된다.
그리고, 아우터 로터(50)는 아우터 로터 하우징(52)와, 아우터 로터 하우징(52)의 외측 내면에 고정되고 스테이터(60)의 외면과 일정 갭을 두고 마주보게 배치되는 제2마그넷(54)을 포함한다. 아우터 로터 하우징(52)은 외측 내면에 제2마그넷(54)이 고정되고, 그 내면은 인너 샤프트(30)의 제3연결부(280)에 연결된다.
여기에서, 인너 로터 하우징(42)과 아우터 로터 하우징(52)은 인서트 사출에 의해 제1마그넷(44) 및 제2마그넷(54)과 일체로 형성되고 제1마그넷(44) 및 제2마그넷(54)의 후방에 각각 백요크(43,59)가 구비되는 구조가 적용될 수 있고, 백요크없이 자로를 형성할 수 있도록 자로 형성재료로 형성될 수 있다.
스테이터(60)는 환형으로 형성되는 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)을 포함한다.
여기에서, 보빈(64)은 스테이터 코어(62)를 금형에 배열한 후 인서트 사출에 의해 스테이터 코어(62)의 외면에 일체로 형성된다. 이때, 보빈(64)은 제1베어링(70)을 지지하는 베어링 지지부(152)와, 외조(110)에 고정되는 외조 고정부(154)가 일체로 형성된다.
즉, 보빈(64)은 인서트 사출에 의해 스테이터 코어(62)의 외면에 감싸지게 형성되고, 베어링 지지부(152)는 보빈(64)의 내측면에서 내측방향으로 연장되어 형성되며, 외조 고정부(154)는 보빈(64)의 외측면에서 외측방향으로 연장되어 형성된다.
베어링 지지부(152)와 외조 고정부(154)는 보빈(64)을 인서트 사출에 의해 형성할 때 일체로 형성된다.
여기에서, 베어링 지지부(152)와 외조 고정부(154)는 강도 보강을 위해 금속 재질의 보강재가 삽입된 상태로 스테이터 코어(62)와 인서트 사출하여 일체로 성형될 수 있다. 이때, 금속재질의 보강재는 베어링 지지부(152)와 외조 고정부(154)의 형태와 유사한 철 재질 또는 알루미늄 재질이 적용될 수 있다.
여기에서, 외조 고정부(154)는 보빈(64)의 외면에서 원주방향으로 간격을 두고 복수로 형성되고, 볼트 체결을 위한 제2체결홀(16)이 형성된다.
외조 고정부(154)는 베어링 하우징(56)의 배면에 접촉된 상태로 배치되고, 베어링 하우징(56)에 형성된 제1체결홀(18)과 외조 고정부(154)에 형성된 제2체결홀(16)이 연통되어 하나의 볼트(46)에 의해 외조(110)에 고정된다.
보빈(64)의 상면에는 베어링 하우징(56)과 스테이터를 상호 조립할 때 조립 위치를 정렬시키는 위치 정렬용 돌기(156,158)가 형성된다. 즉, 보빈(64)의 상면에서 돌출되어 베어링 하우징(56)의 내측면에 접촉되는 제1정렬돌기(156)와, 제1정렬돌기(156)의 외측에 간격을 두고 형성되어 베어링 하우징(56)의 배면에 접촉되는 제2정렬돌기(158)를 포함한다.
이와 같이, 스테이터(60)와 베어링 하우징(56) 사이를 조립할 때 베어링 하우징(56)의 내측면에 제1정렬돌기(156)가 접촉되고 베어링 하우징(56)의 배면에 제2정렬돌기(156)가 접촉되어 스테이터(60)와 베어링 하우징(56)의 조립 위치가 정렬되므로 조립이 쉽다.
본 발명의 스테이터(60)는 보빈(64)을 인서트 사출하여 제조할 때 제1베어링(72)을 지지하기 위한 베어링 지지부(152)와, 스테이터(60)를 외조에 고정시키기 위한 외조 고정부(154)를 일체로 형성함으로써, 스테이터(60)를 외조에 고정하기 위한 별도의 고정용 프레임을 구비할 필요가 없어 부품수를 줄일 수 있고, 제조공정을 단축하며, 조립 공정을 줄일 수 있어 단가를 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 구동장치의 측면도이고, 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 구동장치의 배면도이고, 도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 구동장치의 상면도이다.
스테이터(60)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.
보빈(64)의 외측면에는 제1커넥터(162)가 고정되는 제1커넥터 고정부(172)와, 제2커넥터(164)가 고정되는 제2커넥터 고정부(174)가 형성된다.
여기에서, 제1커넥터 고정부(172)와 제2커넥터 고정부(174)는 보빈(64)을 인서트 사출할 때 일체로 형성된다. 즉, 제1커넥터(162)와 제2커넥터(164)를 금형에 배치한 후 몰딩을 실시하면 제1커넥터 고정부(172)가 제1커넥터(162)의 외면에 감싸져 제1커넥터(162)가 고정되고, 제2커넥터 고정부(174)가 제2커넥터(164)의 외면에 감싸져 제2커넥터(174)가 고정된다.
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.
이때, 제1코일(66)로 제1커넥터(162)에 의해 연결된 제1전원이 인가되고, 제2코일(68)로는 제2커넥터(164)에 의해 연결된 제2전원이 인가되므로, 제1코일(66)과 제2코일(68)로 각각 별도의 전원이 인가되어 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)가 각각 별도로 구동될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 세탁기의 구동장치는 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(44), 제1코일(66)이 감겨지는 제1티스부(310), 구획부(314)의 내측부분, N극의 제1마그넷(44)에 인접한 S극의 제1마그넷(44) 및 인너 코어 하우징(42)을 경유한다.
그리고, 제2자기회로(L2)는 N극의 제2마그넷(54), N극의 제2마그넷(54)에 대향하고 제2코일(68)이 감겨지는 제2티스부(312), 구획부(314)의 외측부분, S극의 제2마그넷(54), 아우터 로터 하우징(52)을 경유한다.
이와 같은 구동장치를 이용한 세탁기의 작동을 살펴보면, 먼저 세탁시 펄세이터(130)만 구동시킬 경우, 제2코일(68)로 전원이 인가되면 아우터 로터(50)가 회전되고, 아우터 로터(50)에 연결된 인너 샤프트(30)가 회전되면서 펄세이터(130)를 회전시킨다.
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 아우터 샤프트(20)가 회전되면서 세탁조(120)를 회전시킨다. 그리고, 자기회로(L2)에 의해 아우터 로터(50)가 회전되면서 아우터 로터(50)와 연결된 인너 샤프트(30)이 회전되면서 펄세이터(130)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 세탁조와 펄세이터가 구동장치와 직결되어 별도의 중간 매개체가 없어도 세탁조와 펄세이터를 각각 구동시킬 수 있는 세탁기의 구동장치에 관한 것으로, 세탁기 구동장치에 사용되는 모터는 더블 로터 및 더블 스테이터 타입으로, 인너 로터 및 아우터 로터가 세탁기의 펄세이터와 세탁조에 각각 연결되어 펄세이터와 세탁조를 독립적으로 구동할 수 있어 다양한 세탁수류를 형성할 수 있다.

Claims (17)

  1. 세탁조와 연결되는 아우터 샤프트;
    상기 아우터 샤프트의 내부에 회전 가능하게 배치되고 펄세이터와 연결되는 인너 샤프트;
    상기 아우터 샤프트와 연결되는 인너 로터;
    상기 인너 샤프트와 연결되는 아우터 로터; 및
    상기 인너 로터와 아우터 로터 사이에 공극을 두고 배치되는 스테이터를 포함하고,
    상기 스테이터는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 외면에 감싸지는 보빈과, 상기 스테이터 코어의 일측에 감겨지는 제1코일과, 상기 스테이터 코어의 타측에 감겨지는 제2코일을 포함하며,
    상기 아우터 샤프트의 외주면에는 제1베어링 및 제2베어링이 배치되고, 상기 제1베어링 및 제2베어링은 외조에 고정되는 제1베어링 하우징 및 제2베어링 하우징에 장착되며,
    상기 보빈에는 상기 제1베어링 하우징에 스테이터를 고정시키기 위한 체결부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1베어링 하우징은 원주방향으로 보빈이 체결되는 복수의 제1체결홀이 형성되는 보빈 고정부와,
    상기 보빈 고정부의 내측에 형성되어 제1베어링이 장착되는 베어링 장착부와,
    상기 스테이터 고정부의 외측에 형성되어 외조에 장착되는 외조 장착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보빈은 스테이터 코어의 외면에 감싸지고 제1코일이 감겨지는 제1코일 감김부와, 상기 제2코일이 감겨지는 제2코일 감김부와, 상기 제1코일 감김부에서 연장되어 제1베어링 하우징에 체결되는 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 체결부는 제1코일 감김부의 끝부분으로 연장되어 제1베어링 하우징의 하면에 접촉되는 원판 형태로 형성되고, 원주방향으로 복수의 볼트 체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터 코어는 제1코일이 감겨지는 제1티스부와,
    상기 제1티스부의 반대쪽에 형성되어 제2코일이 감겨지는 제2티스부와,
    상기 제1티스부와 제2티스부 사이를 구획하는 구획부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스테이터 코어는 상기 구획부의 양쪽 끝부분에 결합부가 형성되어 상호 결합되는 분할 코어타입 또는 구획부의 양쪽 끝부분이 일체로 연결되는 일체형 코어타입이 적용되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 아우터 샤프트의 하측 외주면에는 인너 로터의 인너 로터 하우징이 연결되는 제1연결부가 형성되고, 아우터 샤프트의 상측 외주면에는 외조가 연결되는 제2연결부가 형성되며,
    상기 아우터 로터의 하단에는 인너 로터 하우징을 고정시키는 제1고정 너트가 체결되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인너 샤프트의 하측 외주면에는 아우터 로터 하우징이 연결되는 제3연결부가 형성되고, 인너 샤프트의 상측 외주면에는 펄세이터가 연결되는 제4연결부가 형성되며,
    상기 인너 샤프트의 하단에는 아우터 로터 하우징을 고정시키는 제2고정너트가 체결되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 보빈에는 상기 스테이터를 외조에 고정시키기 위한 외조 고정부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보빈은 그 내측면에서 연장되어 제1베어링을 지지하는 베어링 지지부와, 그 외측면에서 연장되어 외조에 고정되는 외조 고정부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 베어링 지지부와 외조 고정부는 내부에 강도 보강을 위한 금속재질의 보강재가 삽입된 상태로 스테이터와 인서트 사출되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 외조 고정부는 보빈의 가장자리에 원주방향을 간격을 두고 복수로 형성되고 외조에 볼트 체결되는 제2체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 베어링 지지부 및 외조 고정부는 상기 스테이터 코어에 보빈을 인서트 사출에 의해 형성할 때 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 보빈에는 제2베어링 하우징의 배면에 접촉되는 제1정렬돌기와, 제2베어링 하우징의 내측면에 접촉되는 제2정렬돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터의 외측면에는 제1코일에 인가되는 제1전원이 연결되는 제1커넥터와, 제2코일에 인가되는 제2전원이 연결되는 제2커넥터가 설치되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1커넥터 및 제2커넥터는 보빈을 인서트 사출에 의해 형성할 때 제1커넥터 고정부 및 제2커넥터 고정부에 고정되는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동장치.
  17. 케이스의 내부에 현가 지지되어 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 세탁조와 펄세이터를 동시에 또는 선택적으로 구동시키는 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 따른 세탁기 구동장치;를 포함하는 세탁기.
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