KR20060086661A - 이중 로터형 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 중앙에 개방부가 형성된 제1베이스부의 가장자리에서 상기 제1베이스부에 대하여 대략 수직한 방향으로 연장되어 내주면에 아우터 마그넷이 설치되는 제1연장부가 형성된 아우터 로터; 그리고 상기 개방부의 테두리에 결합되고 회전축이 삽입 및 지지되는 부싱과, 상기 제1연장부의 내측으로 소정간격을 두고 대향되도록 상기 부싱으로부터 연장되어 외주면에 이너 마그넷이 설치되는 제2연장부가 인서트 몰딩되어 일체로 구비된 이너 로터를 포함하여 이루어지는 이중 로터형 모터를 제공한다.

세탁기, 이중로터, 인서트몰딩, 부싱

Description

이중 로터형 모터{double rotor type motor}

도 1은 종래기술에 따른 모터의 장착구조를 나타낸 단면도.

도 2는 종래기술에 따른 모터 확대된 단면도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 로터형 모터의 분해 사시도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 로터형 모터의 단면도.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 이중 로터의 단면도.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 이중 로터의 단면도.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 이중 로터의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

B : 베어링 하우징 30 : 스테이터

10,210,310 : 아우터 로터 20,220,320 : 이너 로터

410 : 이중 로터 40,244,344,444 : 부싱

본 발명은 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 특히 세탁기 등에 적용하는 것이 적합한 이중 로터형 모터에 관한 것이다.

일반적으로, 세탁기는 세제와 세탁수 및 세탁물이 드럼 내에 투입된 상태에서, 모터의 구동력을 전달받아 회전되는 드럼 내에서 세탁수 및 세탁물 간의 마찰력을 이용하여 세탁을 행한다. 여기서, 상기 드럼은 널리 세탁수 및 세탁물이 수용되는 세척조를 말하며, 드럼 방식 또는 펄세이터 방식에 상관없이 세탁기에 모두 적용되는 구성이다.

한편, 상기 세탁기의 구동방식에 따라서는 모터의 구동력이 모터 풀리 및 드럼 풀리에 감긴 벨트를 통해 간접적으로 드럼에 전달되는 간접 연결 방식과, 모터가 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 간접 연결 방식은 구동력 전달 과정에서 에너지 손실이 발생하게 되고, 동력 전달과정에서 많은 소음이 발생된다. 따라서, 이와 같은 문제점들을 해결하기 위해 직결식 모터를 채택한 세탁기의 사용이 확대되고 있는 추세이다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 드럼세탁기 및 그의 모터의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 캐비닛(1) 내측에 터브(2)(Tub)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 연결된다. 도면에 자세히 나타 내지는 않았으나, 로터(5)의 내주면에는 마그네틱이 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)되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 캐비닛(1) 전방에는 도어(7)가 설치되고, 상기 도어(7)와 터브(2) 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)(Friction damper)가 설치된다.

한편, 도 2는 상기 모터의 확대 단면도로서, 기존의 스테이터(6)는 터브(2)의 후면에 고정된 베어링 하우징(B)에 장착되고, 로터(5)는 상기 스테이터(6)의 외곽에 회전가능하게 장착된다. 로터(5)의 중앙부에는 회전축(4)의 일단이 고정되고, 상기 회전축(4)의 타단은 드럼(3)등에 연결된다. 여기서, 로터(5)의 내주면에는 영구자석(5a)이 설치되고, 스테이터(6)는 코어와 상기 코어의 외주면에 전원이 공급되는 코일이 권선되어 전자석으로 기능한다.

따라서, 상기 코일에 전원이 공급되면, 상기 영구자석과 전자석 사이에 형성된 회전자계의 작용에 의하여 로터(5)가 회전되고, 로터(5)의 회전토크는 상기 회 전축(4)을 통하여 상기 드럼(3)등으로 전달된다.

또한, 상기 모터의 작동시 발생되는 열을 냉각시키기 위하여, 종래의 로터의 프레임 하부에는 외부 공기가 통과되는 홀(5b)이 형성되었다.

그런데, 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 증가되는 문제점이 있었다.

이에 본 출원인은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 대한민국 특허공개공보 제 2001-0097204(2001년 11월 08일 출원)에 스테이터의 내측 및 외측에 코일을 권선하고, 스테이터의 내측 및 외측에 일정 공극을 두고 인너 로터 및 아우터 로터를 이중으로 구성함으로써 출력을 증대시킬 수 있는 모터를 제안하였다.

이에 본 발명은 상기 모터를 더욱 개량하여 구체화하였으며, 다양한 구조를 갖는 이중 로터형 모터를 제공한다.

본 발명의 목적은 보다 개선된 구조를 갖는 이중 로터형 모터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 중앙에 개방부가 형성된 제1베이스부의 가장자리에서 상기 제1베이스부에 대하여 대략 수직한 방향으로 연장되어 내주면에 아우터 마그넷이 설치되는 제1연장부가 형성된 아우터 로터; 그리고 상기 개 방부의 테두리에 결합되고 회전축이 삽입 및 지지되는 부싱과, 상기 제1연장부의 내측으로 소정간격을 두고 대향되도록 상기 부싱으로부터 연장되어 외주면에 이너 마그넷이 설치되는 제2연장부가 인서트 몰딩되어 일체로 구비된 이너 로터를 포함하여 이루어지는 이중 로터형 모터를 제공한다.

여기서, 상기 제2연장부의 외주면에는 상기 이너 마그넷의 상하면을 지지하는 지지부가 돌출된다. 상기 지지부의 끝단에는 상기 이너 마그넷을 고정하는 고정부가 구비된다. 상기 제2연장부에서 상기 이너 마그넷 하측에는 관통홀이 형성된다. 상기 제1연장부와 제2연장부의 사이에 위치된 제1베이스부에는 냉각홀이 형성된다.

상기 아우터 로터의 개방부 테두리에는 몰드물이 인서트 몰딩시 충진되어 고정되는 고정홀이 형성된다. 상기 아우터 로터는 금속재질로 이루어진다. 상기 제2연장부와 이너 마그넷의 사이에는 백요크로 기능하는 금속 플레이트가 삽입된다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중앙에 개방부가 형성된 제2베이스부의 가장자리에서 상기 제2베이스부에 대하여 대략 수직한 방향으로 연장되어 외주면에 이너 마그넷이 설치되는 제2연장부가 형성된 이너 로터; 그리고 상기 개방부의 테두리에 결합되고 회전축이 삽입 및 지지되는 부싱과, 상기 제2연장부의 외측으로 소정간격을 두고 대향되도록 상기 부싱로부터 연장되어 내주면에 아우터 마그넷이 설치되는 제1연장부가 인서트 몰딩되어 일체로 구비된 아우터 로터를 포함하여 이루어지는 이중 로터형 모터를 제공한다.

여기서, 상기 제2연장부의 외주면에는 상기 이너 마그넷을 지지하는 지지부 가 돌출된다. 상기 제2연장부에서 상기 이너 마그넷의 하측에는 관통홀이 형성된다. 상기 제1연장부에서 상기 아우터 마그넷의 하측에는 관통홀이 형성된다. 상기 제1연장부와 제2연장부의 사이에 위치된 상기 아우터 로터에는 관통홀이 형성된다.

상기 이너 로터의 개방부 테두리에는 몰드물이 인서트 몰딩시 충진되어 고정되는 고정홀이 형성된다. 상기 이너 로터는 금속재질로 이루어진다. 상기 제1연장부와 상기 아우터 마그넷의 사이에는 백요크로 기능하는 금속 플레이트가 삽입된다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여, 중앙에 개방부가 형성된 베이스부와, 상기 베이스부의 가장자리에서 상기 베이스부에 대하여 대략 수직한 방향으로 연장되어 내주면에 아우터 마그넷이 설치되는 제1연장부와, 상기 제1연장부에서 내측으로 소정간격을 두고 대향되도록 연장되어 외주면에 이너 마그넷이 설치되는 제2연장부가 인서트 몰딩되어 일체로 구비된 이중 로터; 그리고 중앙에 회전축이 삽입 및 지지되는 홀이 형성되고, 상기 개방부의 테두리에 구비되는 부싱을 포함하여 이루어지는 이중 로터형 모터를 제공한다.

여기서, 상기 부싱과 상기 이중 로터는 인서트 몰딩에 의하여 일체로 형성된다. 상기 제2연장부의 외주면에는 상기 이너 마그넷의 상하면을 지지하는 지지부가 돌출된다.

상기 지지부의 끝단에는 상기 이너 마그넷을 고정하는 고정부가 구비된다. 상기 제2연장부에서 상기 이너 마그넷의 하측에는 관통홀이 형성된다. 상기 제1연장부에서 상기 아우터 마그넷의 하측에는 관통홀이 형성된다. 상기 제1연장부와 제 2연장부의 사이에 위치한 베이스부에는 냉각홀이 형성된다.

상기 제1연장부와 상기 아우터 마그넷의 사이에는 백요크로 기능하는 금속 플레이트가 삽입된다. 상기 제2연장부와 상기 이너 마그넷의 사이에는 백요크로서 기능하는 금속 플레이터가 삽입된다.

이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 이중 로터형 모터를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 로터형 모터의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이중 로터형 모터의 단면도이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 상기 이중 로터형 모터는 이너 로터(20), 아우터 로터(10), 그리고 스테이터(30)를 포함하여 이루어진다. 상기 아우터 로터(10) 및 이너 로터(20)의 사이에는 스테이터(30)가 삽입되고, 상기 스테이터(30)의 상부는 상기 세탁기 터브의 후방에 구비된 베어링 하우징에 고정된다. 또한, 상기 스테이터(30)의 일측에는 상기 이중 로터의 회전속도를 검출하는 홀센서(hall sensor)(70)가 구비된다.

상기 아우터 로터(10)에 구비된 아우터 마그넷(11)과 이너 로터(20)에 구비된 이너 마그넷(21)과 대향되는 내측면과 외측면 각각에 코어(31)가 외부로 노출된다. 여기서, 상기 아우터 마그넷(11)과 이너 마그넷(21)은 영구자석들로 이루어지고, 상기 코어(31)는 전자석으로 이루어짐이 바람직하다.

따라서, 상기 이너 마그넷(21)과 코어(31)의 내측면 및 상기 아우터 마그넷(11)과 코어(31)의 외측면 사이에서 회전자계가 이중으로 형성되므로, 상기 이중 로터는 보다 강한 토크를 가지고 회전될 수 있다.

한편, 일반적으로 영구자석을 가지는 모터에서는 스테이터(30)의 분할된 코어(31) 구조로 인하여 원주방향으로 회전된 거리에 따라서 자기저항이 일정하지 않다. 따라서, 영구자석과 전자석 간에 형성된 회전자계가 소정각도 회전될 때마다 주기적으로 변화됨으로 인하여 코깅 토오크(cogging torque)가 발생된다. 상기 코깅 토오크는 실제 모터의 운전시 속도변화 및 소음을 유발하여 모터의 성능을 저하시킨다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 상기 아우터 마그넷(11) 및 이너 마그넷(21)을 이루는 영구자석들의 노출면은 중앙부가 볼록하게 라운드진 형상으로 형성됨이 바람직하다. 이는 회전자계가 약해지는 영구자석의 중앙부의 두께를 두껍게 형성함으로써 회전자계의 변화를 감소시켜 코깅 토오크를 최소화시키기 위함이다.

도 4에서 보는 바와 같이, 세탁기의 드럼과 연결된 회전축(4)은 상기 터브(도 1의 2참조)의 후면에 설치되는 베어링 하우징(B) 내부의 베어링에 의해 회전 가능한 상태로 지지되고, 상기 베어링 하우징(B)에는 상기 회전축(4)을 구동시키기 위하여 이중 로터형 모터가 설치된다. 여기서, 상기 회전축(4)의 끝단부는 상기 아우터 로터(10) 중앙부에 체결된 부싱(40)에 삽입 및 지지된다.

여기서, 상기 스테이터(30)의 상부는 베어링 하우징(B)에 고정되고, 하부는 상기 아우터 로터(10) 및 이너 로터(20)의 사이에 삽입된다. 이때, 상기 스테이터(30)의 외주면 및 내주면은 각각 상기 아우터 로터의 내주면 및 이너 로터의 외주면과 일정 간극을 유지하도록 설치된다.

상세히, 상기 스테이터(30)는 개별체로 된 복수개의 분할 코어(31)와, 상기 분할 코어(31)를 둘러싸는 절연성 수지 재질의 인슐레이터(32)와, 상기 인슐레이터(32)의 외면에 권선된 코일(34)과, 상기 인슐레이터(32)와 코일(34)을 지지하는 지지부(35c)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 아우터 로터(10)는 중앙에 개방부가 형성된 제1베이스부(14)와, 상기 제1베이스부의 가장자리에서 상기 제1베이스부(14)에 대하여 대략 수직한 방향으로 연장되어 내주면에 아우터 마그넷(11)이 설치되는 제1연장부(15)를 구비한다. 여기서, 상기 아우터 마그넷(11)은 상기 제1연장부(15)의 원주방향을 따라서 N극과 S극이 교대로 배열된 복수개의 영구자석으로 이루어진다.

그리고, 상기 이너 로터(20)는 상기 제1베이스부(14)의 상면에 결합되는 제2베이스부(24)와, 상기 제2베이스부(24)의 가장자리에서 제1연장부(15) 내측으로 소정간격을 가지고 대향되도록 연장되어 외주면에 이너 마그넷(21)이 설치되는 제2연장부(25)를 구비한다. 여기서, 상기 이너 마그넷(21)은 상기 제2연장부(25)의 원주방향을 따라서 N극과 S극에 교대로 배열된 복수개의 영구자석으로 이루어진다.

여기서, 상기 이너 로터 및 아우터 로터는 사출물로 이루어질 수도 있으나, 백요크로 기능하기 위하여 금속재질로 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 제1베이스부(14) 및 상기 제2베이스부(24)의 접하는 부분은 프레스가공 및 코킹 작업에 의하여 형성된 코킹홀부(50)에 의하여 고정된다.

상세히, 상기 코킹홀부(50)를 형성하기 위하여 프레스 다이에 위치시킬 때, 상기 이너 로터(20)의 내주면과 아우터 로터(10)의 외주면은 얼라인 장비에 의하여 지지되어 자동적으로 위치가 정렬된다.

이후, 상기 코킹홀부(50)는 상기 제1베이스부(14) 및 제2베이스부(24)를 관통하는 홀(51)을 형성하고, 상기 홀(51)의 테두리 부분을 밴딩한 후 압착하여 코킹부(52)를 형성하는 방식으로 상기 베이스부들(14,24)을 상호 고정시킨다. 즉, 상기 제2베이스부(24)는 상기 홀(51)의 테두리에 형성된 코킹부(52)와 상기 제1베이스부(14)의 상면 사이에서 클램핑되어 고정된다. 이때, 상기 코킹홀부(50)는 상기 베이스부들(14,24)의 원주방향을 따라서 소정각도의 간격을 가지고 적어도 2이상의 다수 개소에 형성됨이 바람직하다.

상기 제1베이스부(14)와 상기 제2베이스부(24)는 상기 코킹홀부(13)의 형성방법 대신에 소위 판금압착성형(TOX round joint) 또는 볼트 등과 같은 체결부재의 체결을 통하여 결합될 수도 있다. 상기 판금압착성형은 2개의 금속 플레이트를 맞댄 후 요홈이 형성된 판금압착성형용 다이 상면에 위치시키고 프레스를 사용하여 가압함으로써 상기 플레이트들을 결합시키는 방법이다.

또한, 상기 코킹홀부(50) 또는 판금압착성형에 의한 고정부를 형성하기 전에, 상기 고정부를 형성할 위치의 상기 제1베이스부(14)에는 프레스 가공에 의하여 소정깊이로 상측으로 돌출된 엠보싱(13)이 형성됨이 바람직하다. 상기 엠보싱(13)은 제1베이스부(14)의 강도를 보강하기 위하여 형성되는 것으로서, 상기 제1베이스부(14)의 원주방향을 따라서 소정각도 간격을 가지고 다수개 형성됨이 바람직하다. 상기 엠보싱(13)이 형성된 이후에, 상기 엠보싱(13)과 상기 제2베이스부(24)가 접하는 부분에 코킹홀부(50) 또는 판금압착성형에 의한 고정부가 형성된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 엠보싱(13)은 제1베이스부(14)의 상측으로 돌출되고, 상기 엠보싱(13)의 상면에 제2베이스부(24)가 로딩된다. 따라서, 상기 엠보싱(13)이 형성되지 않은 영역에서는 상기 제1베이스(14)의 상면과 상기 제2베이스부(24)의 하면 사이에는 소정 공간이 형성되고, 상기 공간을 통하여 이너 로터(20) 내측의 공기가 상기 제1베이스부(14)와 제2베이스부(24) 사이의 공간으로 흐르면서 상기 모터의 작동 중 가열된 부분을 냉각시킨다.

또한, 상기 제1연장부(15)와 제2연장부(25)의 사이에 위치한 상기 제1베이스(14)부에는 냉각홀(14a)이 원주방향을 따라서 소정각도 간격을 가지고 다수개 형성되는데, 상기 이중 로터의 회전시 상기 냉각홀(14a)을 통하여 공기가 이동됨으로써 상기 모터를 냉각시킨다. 여기서, 상기 냉각홀(14a)의 테두리에는 공기의 이동을 안내하기 위한 가이드 부재가 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 제2연장부(25)에서 상기 이너 마그넷(21)이 설치된 부분의 하측에는 원주방향으로 소정각도의 간격을 가지고 적어도 하나 이상의 관통홀(26)이 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 관통홀(26)은 이너 로터(20) 내부와 상기 제1연장부(15) 및 제2연장부(25) 사이의 공간을 상호 연통시키고, 상기 관통홀(26)을 통하여 공기가 송풍되면서 가열된 모터를 냉각시킨다.

따라서, 상기 엠보싱(13)에 의하여 상기 제1베이스부(14)와 제2베이스부(24) 사이에 형성된 공간, 냉각홀(14a), 그리고 관통홀(26)을 통하여 공기의 순환구조를 이룸으로써 상기 모터가 보다 효율적으로 냉각될 수 있다.

여기서, 상기 관통홀(26)을 형성할 때 랜싱(lancing) 가공 등에 의하여 상기 제2연장부(25)의 일측이 부분적으로 절개되고, 상기 절개된 부분이 상측으로 밴딩된 지지부(27)가 상기 제2연장부(25)의 외주면을 따라서 돌출된다. 상기 지지부(27)는 상기 제2연장부(25)의 외주면에 구비된 이너 마그넷(21)의 하면을 지지한다.

상기 이너 마그넷(21)은 제2연장부(25)의 외주면에 접착제를 사용하여 부착되는데, 상기 이중 로터가 고속으로 회전됨에 따라서 발생되는 원심력에 의하여 상기 이너 마그넷(21)이 외측으로 탈거될 위험이 있다. 여기서, 상기 지지부(27)의 상면에도 상기 이너 마그넷(21)의 하면이 접착됨으로써 접착면적이 증가되고, 이를 통하여 상기 이너 마그넷(21)이 이탈되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 지지부(27)의 끝단을 상측으로 밴딩하여 상기 이너 마그넷(21)의 하단을 구속하도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 제1연장부(15)의 상단은 강도보강을 위하여 외측으로 컬링가공됨이 바람직하다. 또한, 상기 제2연장부(25)의 상단은 강도보강을 위하여 외측으로 컬링가공된다. 여기서, 상기 제2연장부(25)의 외주면에는 이너 마그넷이 설치되므로, 상기 컬링된 상단의 폭(D)은 상기 이너 마그넷(21)의 두께보다 작게 형성됨이 바람직하다.

한편, 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 제1베이스부(14)에 형성된 개방부의 테두리에는 부싱 수용부(16)가 상측으로 볼록하게 형성됨이 바람직하다. 이는 상기 부싱(44)가 상기 이중 로터의 하부로 돌출되는 경우 불필요하게 공간을 차지하므로, 이를 방지하기 위함이다.

상기 부싱(40)의 중앙에는 회전축이 삽입되는 홀(41)이 형성되고, 상기 홀(41)의 내주면에는 회전축의 외주면에 형성된 세레이션부와 결합되는 부싱측 세레이션부(41a)가 형성된다. 또한, 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 부싱(40)의 외주면에는 강도를 보강하기 위한 적어도 하나 이상의 리브(40a)가 경사진 형상으로 구비됨이 바람직하다. 또한, 상기 리브(40a)는 상기 부싱(40)의 원주방향을 따라서 소정간격을 가지고 다수개 형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 부싱(40)은 상기 부싱(40)과 부싱 수용부(16)에 형성된 홀(45,48)들을 관통하여 체결되는 볼트 등에 의해 상기 아우터 로터(10)의 중앙에 형성된 개방부(12)의 테두리에 고정된다.

이상 전술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이중 로터형 모터에서는 상기 아우터 로터(10), 이너 로터(20), 그리고 부싱(40)이 별개의 피스로 제작된 후 조립되므로 제작 및 조립을 위하여 많은 시간이 소요된다. 또한, 상기 로터들(10,20)과 부싱(40)을 조립할 때 위치를 정확히 얼라인 하기 위한 작업이 별도로 필요하다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 이중 로터의 단면도이다.

도 5에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 이중 로터의 부싱(244)과 이너 로터(220)는 인서트 몰딩에 의하여 일체로 형성된다. 여기서, 상기 인서트 몰딩에 의하여 일체형으로 구비되는 상기 부싱(244) 및 이너 로터(220)의 구조를 제외한 이중 로터의 구성은 전술한 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

도시된 바와 같이, 상기 아우터 로터(210)는 중앙부에 형성된 개방부의 테두 리에는 상기 부싱(244) 및 이너 로터(220)가 인서트 몰딩되어 일체로 구비된다. 여기서, 상기 부싱(244)은 회전축이 삽입 및 지지되는 보스부(247)와, 상기 보스부(247)의 외측에 형성되어 강도를 보강하는 리브(246)를 포함한다.

여기서, 상기 부싱(244) 및 이너 로터(220)가 상기 아우터 로터(210)의 개방부 테두리에 인서트 몰딩에 의하여 일체로 형성될 때, 상기 아우터 로터(210), 이너 로터(220), 그리고 부싱(244) 간의 위치 정렬이 동시에 이루어진다. 즉, 상기 인서트 몰딩시 상기 아우터 로터(210), 이너 로터(220), 그리고 부싱(244)이 이루는 동심원들의 중심이 일치되도록 얼라인된다.

상기 아우터 로터, 이너 로터, 그리고 부싱을 별도의 피스로 제작하여 조립하는 경우에는, 제작을 위한 시간 및 조립시 위치정렬을 위한 시간이 추가적으로 소요되었으나, 상기 인서트 몰딩에 의하여 상기 이너 로터(220) 및 부싱(244)을 상기 아우터 로터(210)의 개방부 테두리에 형성하는 경우에는 보다 신속히 정확한 위치에 형성될 수 있다.

한편, 상기 아우터 로터(210)의 개방부 테두리에는 몰드물이 인서트 몰딩시 충진되어 고정되는 고정홀(214a)이 형성된다. 따라서, 상기 몰드물은 상기 고정홀에 채워진 상태로 굳게 되므로, 상기 부싱(244) 및 이너 로터(220)를 이루는 몰드물이 상기 개방부의 테두리로부터 이탈되는 것이 방지된다.

여기서, 상기 이너 로터(220)와 부싱(244)은 전기적으로 절연 재질의 몰드물로 이루어지고, 상기 아우터 로터(210)는 금속재질로 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 부싱(244)은 전기적으로 절연재질인 몰드물로 이루어지는데, 이 를 통하여 금속재질로 이루어진 상기 아우터 로터(210) 및 이너 로터(220)를 통하여 상기 스테이터에 공급된 전기가 외부로 누설되어 사용자가 감전될 위험을 방지한다.

한편, 상기 제2연장부(225)의 외주면에는 상기 이너 마그넷(221)을 지지하는 지지부(227a,227b)가 돌출되는데, 상기 지지부(227a,227b)는 상기 이너 마그넷(21)의 상하면이 각각 부착되도록 상측 및 하측에 각각 구비됨이 바람직하다.

따라서, 상기 이너 마그넷(221)은 상기 제2연장부(225)의 외주면 뿐만 아니라 그의 상하면이 상기 상하측 지지부(227a,227b)에 각각 부착된다. 이를 통하여, 상기 이너 마그넷(221)이 부착되는 면적을 증가되어 로터의 회전시 발생되는 원심력에 의하여 상기 이너 마그넷(221)이 이탈되는 것이 방지한다.

또한, 상기 지지부(227a,227b)의 끝단에는 상기 이너 마그넷(221)의 이탈을 방지하는 고정부(228a,228b)가 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 지지부(227a,227b) 및 고정부(228a,228b)는 상기 제2연장부(225)와 일체로 인서트 몰딩에 의하여 형성됨이 바람직하다.

상기 이너 마그넷(221)의 하면을 지지하는 하측 지지부(227b)의 하측에는 공기가 통과되는 관통홀(226)이 원주방향으로 소정각도의 간격을 가지고 다수개 형성되어 가열된 모터의 냉각구조를 이룬다. 또한, 상기 아우터 로터(210)의 제1베이스부(214)에는 공기가 통과되는 냉각홀들(214a)이 원주방향으로 소정각도의 간격을 가지고 형성된다.

한편, 제2연장부(225)가 전기적 절연 재질의 몰드물로 이루어지므로, 상기 제2연장부(225)와 이너 마그넷(221)의 사이에는 백요크로 기능하는 금속 플레이트(230)가 삽입됨이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 이중 로터를 나타낸 단면도이다.

도 6에서 보는 바와 같이, 전술한 제2실시예와는 다르게 본 실시예에 따른 이중 로터에서는 이너 로터(320) 대신에 아우터 로터(310)가 부싱(344)과 인서트 몰딩에 의하여 일체로 형성된다. 여기서, 상기 인서트 몰딩에 의하여 일체형으로 구비되는 상기 부싱(344) 및 아우터 로터(320)의 구조를 제외한 이중 로터의 구성은 전술한 실시예들과 동일하므로 설명을 생략한다.

도시된 바와 같이, 상기 부싱(344)과 아우터 로터(320)는 상기 이너 로터(320)의 중앙부에 형성된 개방부의 테두리에 인서트 몰딩되어 일체로 구비된다. 여기서, 상기 개방부 테두리에는 몰드물이 인서트 몰딩시 충진되어 고정되는 고정홀(314a)이 형성된다. 따라서, 상기 몰드물은 상기 고정홀(314a)에 채워진 상태로 고정되므로, 몰드물이 상기 개방부의 테두리로부터 이탈되는 것이 방지된다.

여기서, 상기 이너 로터(320)는 금속재질로 이루어짐이 바람직하고, 상기 부싱(344) 및 아우터 로터(310)는 전기적인 절연재질의 몰드물로 일체화되어 이루어짐이 바람직하다.

한편, 제1실시예에서 설명된 바와 같이, 상기 이너 로터(320)의 제2연장부(325)에는 공기가 통과되는 관통홀(326) 및 상기 이너 마그넷(321)의 하부를 지지하는 지지부(327)가 구비된다.

또한, 상기 아우터 로터(310)의 제1연장부(315) 또는 제1베이스부(314)에도 공기가 통과되는 관통홀(315a)이 형성됨이 바람직하다. 여기서, 상기 관통홀들(315a)은 원주방향을 따라서 소정각도의 간격을 가지고 다수개 형성됨이 바람직하다.

그리고, 제1연장부(315)가 전기적 절연 재질의 몰드물로 이루어지므로, 상기 제1연장부(315)와 이너 마그넷(311)의 사이에는 백요크로 기능하는 금속 플레이트(330)가 삽입됨이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 이중 로터를 나타낸 단면도이다.

도 7에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 의하면 이너 로터 및 아우터 로터로 이루어진 이중 로터(410)와 부싱(444)이 인서트 몰딩되어 일체로 형성된다. 여기서, 상기 이너 로터 및 아우터 로터는 일체로 이루어지는 반면에, 상기 부싱은 별도의 피스로 이루어지도록 구성할 수도 있다.

한편, 상기 인서트 몰딩에 의하여 일체형으로 구비되는 상기 부싱(444) 및 이중 로터(410)의 구조를 제외한 구성은 전술한 실시예들과 동일하므로 설명을 생략한다.

도시된 바와 같이, 상기 이중 로터(410)의 베이스부(414)의 상면에는 외주면에 이너 마그넷(421)이 설치되는 제2연장부(425)와 내주면에 아우터 마그넷(411)이 설치되는 제1연장부(415)가 구비된다.

여기서, 상기 제2연장부(425)의 외주면에는 상기 이너 마그넷(421)의 상하면을 지지하도록 상측 및 하측 지지부(427a,427b)가 돌출된다. 따라서, 상기 이너 마그넷(421)의 상하면이 상기 지지부(427a,427b)에 부착되므로, 상기 이너 마그넷 (421)의 부착면적이 증가된다. 이를 통하여, 상기 이중 로터(410)의 회전시 발생되는 원심력에 의하여 상기 이너 마그넷(421)이 이탈되는 것이 방지된다.

그리고, 상기 상측 및 하측 지지부(427a,427b)의 끝단에는 상기 이너 마그넷(421)의 테두리를 감싸는 고정부(428a,428b)가 형성되는데, 상기 고정부(428a,428b)는 상기 이너 마그넷의 테두리를 구속하여 이탈을 방지한다. 상기 지지부(427a,427b) 및 고정부(428a,428b)는 상기 제2연장부와 일체로 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 제2연장부(425)에는 원주방향으로 소정각도의 간격을 가지고 다수개의 관통홀(426)이 형성되는데, 구체적으로 상기 하측 지지부(427b)의 하부에 관통홀(426)이 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 제1연장부(415)에도 공기가 통과되는 관통홀(415a)이 형성되고, 상기 베이스(414)에도 냉각홀(414a)이 형성됨이 바람직하다. 따라서, 상기 이중 로터(410)의 회전시 상기 관통홀들(415a,426)을 통하여 이동된 공기에 의하여 가열된 모터가 냉각된다.

또한, 상기 제1연장부(415) 및 제2연장부(425)가 전기적으로 절연재질의 몰드물로 이루어지므로, 상기 연장부들(415,425)과 상기 마그넷들(411,421)의 사이에는 백요크로 기능하는 금속 플레이트(431,430)가 각각 삽입됨이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이중 로터형 모터는 이너 로터, 아우터 로터, 그리고 부싱의 다양한 구성에 대한 실시예를 제공한다.

한편, 상기 이중 로터형 모터의 실시예들에서 스테이터가 세탁기의 베어링 하우징(B)에 장착되는 것으로 설명하였으나, 터브(도 1참조)의 후면에 부착될 수도 있으며, 기타 다른 부분에 회전축(4)과 동심 상으로 장착될 수 있다.

또한, 본 발명에 다른 이중 로터형 모터는 세탁기 뿐만 아니라, 공기조화기나 기타 다른 장치에도 얼마든지 동일하거나 유사한 방식으로 적용 가능할 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이중 로터형 모터는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 상기 스테이터와 이중 로터 사이에 이중으로 회전자계를 형성하므로 전체적으로 부피를 증가시키지 않고도 높은 회전 토크를 제공할 수 있다.

둘째, 상기 이중 로터를 이루는 부품들을 인서트 몰딩에 의하여 일체화하여 제작하는 경우 각 부품의 제작 및 조립에 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 위치가 정렬된 상태의 이중 로터를 용이하게 제작하므로 생산성을 향상시킬 수 있다.

셋째, 상기 이중 로터를 몰드물을 사용하여 인서트 몰딩에 의하여 형성하므로 추가적인 공정에 의하지 않고 모터의 냉각을 위한 냉각홀 및 관통홀을 용이하게 형성할 수 있다.

넷째, 상기 이중 로터의 재질을 비교적 탄성이 높은 금속 대신에 몰드물을 사용하여 구성함으로써 진동에 의한 비틀림 현상 등을 방지하고 상기 이중 로터의 전체적인 강성을 개선할 수 있다.

다섯째, 전기적으로 절연성 재질의 몰드물로 이중 로터를 형성함으로써 상기 스테이터에 공급된 전기가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (25)

1. 중앙에 개방부가 형성된 제1베이스부의 가장자리에서 상기 제1베이스부에 대하여 대략 수직한 방향으로 연장되어 내주면에 아우터 마그넷이 설치되는 제1연장부가 형성된 아우터 로터; 그리고

   상기 개방부의 테두리에 결합되고 회전축이 삽입 및 지지되는 부싱과, 상기 제1연장부의 내측으로 소정간격을 두고 대향되도록 상기 부싱으로부터 연장되어 외주면에 이너 마그넷이 설치되는 제2연장부가 인서트 몰딩되어 일체로 구비된 이너 로터를 포함하여 이루어지는 이중 로터형 모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2연장부의 외주면에는 상기 이너 마그넷의 상하면을 지지하는 지지부가 돌출됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 지지부의 끝단에는 상기 이너 마그넷을 고정하는 고정부가 구비됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제2연장부에서 상기 이너 마그넷 하측에는 관통홀이 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1연장부와 제2연장부의 사이에 위치된 제1베이스부에는 냉각홀이 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 아우터 로터의 개방부 테두리에는 몰드물이 인서트 몰딩시 충진되어 고정되는 고정홀이 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 아우터 로터는 금속재질로 이루어짐을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2연장부와 이너 마그넷의 사이에는 백요크로 기능하는 금속 플레이트 가 삽입됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
9. 중앙에 개방부가 형성된 제2베이스부의 가장자리에서 상기 제2베이스부에 대하여 대략 수직한 방향으로 연장되어 외주면에 이너 마그넷이 설치되는 제2연장부 가 형성된 이너 로터; 그리고

   상기 개방부의 테두리에 결합되고 회전축이 삽입 및 지지되는 부싱과, 상기 제2연장부의 외측으로 소정간격을 두고 대향되도록 상기 부싱로부터 연장되어 내주면에 아우터 마그넷이 설치되는 제1연장부가 인서트 몰딩되어 일체로 구비된 아우터 로터를 포함하여 이루어지는 이중 로터형 모터.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제2연장부의 외주면에는 상기 이너 마그넷을 지지하는 지지부가 돌출됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 제2연장부에서 상기 이너 마그넷의 하측에는 관통홀이 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 제1연장부에서 상기 아우터 마그넷의 하측에는 관통홀이 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 제1연장부와 제2연장부의 사이에 위치된 상기 아우터 로터에는 관통홀 이 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
14. 제 9 항에 있어서,

    상기 이너 로터의 개방부 테두리에는 몰드물이 인서트 몰딩시 충진되어 고정되는 고정홀이 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
15. 제 9 항에 있어서,

    상기 이너 로터는 금속재질로 이루어짐을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
16. 제 9 항에 있어서,

    상기 제1연장부와 상기 아우터 마그넷의 사이에는 백요크로 기능하는 금속 플레이트가 삽입됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
17. 중앙에 개방부가 형성된 베이스부와, 상기 베이스부의 가장자리에서 상기 베이스부에 대하여 대략 수직한 방향으로 연장되어 내주면에 아우터 마그넷이 설치되는 제1연장부와, 상기 제1연장부에서 내측으로 소정간격을 두고 대향되도록 연장되어 외주면에 이너 마그넷이 설치되는 제2연장부가 인서트 몰딩되어 일체로 구비된 이중 로터; 그리고

    중앙에 회전축이 삽입 및 지지되는 홀이 형성되고, 상기 개방부의 테두리에 구비되는 부싱을 포함하여 이루어지는 이중 로터형 모터.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 부싱과 상기 이중 로터는 인서트 몰딩에 의하여 일체로 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
19. 제 17 항에 있어서,

    상기 제2연장부의 외주면에는 상기 이너 마그넷의 상하면을 지지하는 지지부가 돌출됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 지지부의 끝단에는 상기 이너 마그넷을 고정하는 고정부가 구비됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
21. 제 17 항에 있어서,

    상기 제2연장부에서 상기 이너 마그넷의 하측에는 관통홀이 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
22. 제 17 항에 있어서,

    상기 제1연장부에서 상기 아우터 마그넷의 하측에는 관통홀이 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
23. 제 17 항에 있어서,

    상기 제1연장부와 제2연장부의 사이에 위치한 베이스부에는 냉각홀이 형성됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
24. 제 17 항에 있어서,

    상기 제1연장부와 상기 아우터 마그넷의 사이에는 백요크로 기능하는 금속 플레이트가 삽입됨을 특징으로 하는 이중 로터형 모터.
25. 제 17 항에 있어서,

    상기 제2연장부와 상기 이너 마그넷의 사이에는 백요크로서 기능하는 금속 플레이터가 삽입됨을 특징으로 하는 이중 로터형 마그넷.

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