KR20130027673A

KR20130027673A - 모터와 이를 가지는 세탁기

Info

Publication number: KR20130027673A
Application number: KR1020110091003A
Authority: KR
Inventors: 윤근영; 김영관; 이성구
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2013-03-18
Anticipated expiration: 2031-09-08
Also published as: US9350205B2; KR101900456B1; EP2568579A3; CN103001358B; EP2568579A2; CN103001358A; US20130061641A1; EP2568579B1

Abstract

로터에서 발생하는 누설자속을 줄일 수 있도록 개선된 구조를 가지는 모터와 이러한 모터가 적용된 세탁기를 개시한다. 모터는 원주방향으로 배열된 복수의 스테이터코어들과, 복수의 스테이터코어들에 감긴 코일을 가지는 스테이터와, 스테이터의 내측에 회전 가능하게 배치되는 로터를 포함한다. 로터는 로터의 원주방향으로 배치되는 복수의 로터코어와, 각각의 로터코어 사이에 마련되며, 로터코어의 상, 하면보다 로터의 축방향으로 더 돌출되는 복수의 마그네트와, 복수의 로터코어 및 복수의 마그네트를 지지하며, 모터축이 결합되는 축공을 형성하는 몰딩부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모터와 이를 가지는 세탁기{MOTOR AND WASHING MACHINE HAVING THE SAME}

본 발명은 모터에 관한 것으로, 상세하게는 누설자속을 저감할 수 있도록 개선된 모터에 관한 것이다.

모터는 전기에너지로부터 회전력을 얻는 기계로서, 스테이터와 로터를 구비한다. 로터는 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하도록 구성되고, 자기장과 코일에 흐르는 전류 사이에서 작용하는 힘에 의해 회전한다.

자계를 발생시키기 위해 영구자석을 사용하는 영구자석 모터는 표면 부착형 영구자석 모터(surface mounted permanent magnet motor), 매입형 영구자석 모터(interior type permanent magnet motor), 스포크형 영구자석 모터(spoke type permanent magnet motor)로 구분될 수 있다.

이 중 스포크형 영구자석 모터는 구조적으로 자속 집중도가 높기 때문에 고 토크, 고 출력을 발생시킬 수 있으며, 동일 출력에 대해 모터를 소형화할 수 있다는 장점을 가진다. 스포크형 영구자석 모터는 고 토크, 고 출력 특성이 요구되는 세탁기 구동모터나 전기자동차 구동모터, 소형발전기 구동모터에 적용될 수 있다.

일반적으로 스포크형 영구자석 모터의 로터는 회전축을 중심으로 방사 형태로 배치되는 영구자석들과, 각 영구자석들 사이에 배치되는 로터코어들을 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 스포크형 영구자석 모터에서는 자속의 일부가 로터코어의 상,하면을 통해 회전축 방향으로 누설될 수 있다. 누설자속이 증가하면 동일 출력의 모터에 대해 영구 자석의 사용량이 증가하므로 재료비나 모터를 소형화하는 측면에서 불리하다.

또한, 스포크형 영구자석 모터에서는 로터가 회전하는 과정에서 스테이터에서 발생되는 자속이 마그네트에 영향을 미쳐 마그네트에 형성된 자속의 세기를 감소시키는 감자(減磁)현상이 발생할 수 있다.

본 발명의 일 측면은 로터에서 발생하는 누설자속을 줄일 수 있도록 개선된 구조를 가지는 모터와 이러한 모터가 적용된 세탁기를 제공한다.

본 발명의 다른 일 측면은 마그네트에서 감자되는 자속을 줄일 수 있도록 개선된 구조를 가지는 모터와 이러한 모터가 적용된 세탁기를 제공한다.

본 발명의 사상에 따른 모터는 원주방향으로 배열된 복수의 스테이터코어들과, 상기 복수의 스테이터코어들에 감긴 코일을 가지는 스테이터;와, 상기 스테이터의 내측 또는 외측에 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하고, 상기 로터는, 상기 로터의 원주방향으로 배치되는 복수의 로터코어;와, 상기 각각의 로터코어 사이에 마련되며, 상기 로터코어의 상, 하면보다 상기 로터의 축방향으로 더 돌출되는 복수의 마그네트;와, 상기 복수의 로터코어 및 상기 복수의 마그네트를 지지하며, 모터축이 결합되는 축공을 형성하는 몰딩부;를포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 로터코어는 상기 마그네트와 각각 접하는 양 측면으로부터 상기 로터의 원주방향으로 돌출되는 제1돌기부를 포함할 수 있다.

상기 제1돌기부는 상기 각각의 로터코어 사이에 마련되는 상기 마그네트의 일 측면과 접하여 상기 로터의 반경이 확대되는 방향으로 상기 마그네트가 배치되는 위치를 결정할 수 있다.

상기 로터코어는 상기 몰딩부와 결합되는 제1단부와, 상기 스테이터코어의 일단과 공극을 형성하는 제2단부를 포함하고, 상기 제2단부는 상기 스테이터코어에서 발생하는 자속이 상기 마그네트에 미치는 것을 방지하기 위해 상기 로터코어의 양 측면으로부터 상기 로터의 원주방향으로 돌출되는 제2돌기부를 포함할 수 있다.

상기 제2돌기부는 상기 제1돌기부에 비해 상기 로터의 중심으로부터 더 먼 곳에 위치할 수 있다.

상기 제2돌기부는 상기 로터코어의 중심과 멀어지는 방향으로 상기 제2돌기부가 돌출되는 상기 로터코어의 일 측면과 경사각을 형성하는 경사면을 포함할 수 있다.

서로 이웃하는 상기 로터코어의 상기 제2돌기부 사이의 간격은 상기 제1돌기부 사이의 간격보다 좁을 수 있다.

상기 몰딩부는 상기 로터코어의 일단과 결합하는 브리지를 포함하고, 상기 브리지에는 그 외측둘레면으로부터 상기 로터의 반경방향 외측으로 돌출되는 결합돌기가 마련되고, 상기 로터코어의 일단에는 상기 결합돌기를 수용하는 결합홈이 마련될 수 있다.

상기 결합돌기는 상기 브리지의 외측둘레면으로부터 그 원주방향의 폭이 줄어드는 방향으로 경사지게 돌출되는 제1경사돌기와, 상기 제1경사돌기로부터 그 원주방향의 폭이 늘어나는 방향으로 경사지게 연장되는 제2경사돌기를 포함할 수 있다.

상기 로터코어는, 상기 로터가 회전하는 과정에서 발생하는 원심력에 의해 상기 로터가 이탈하는 것을 방지하기 위해, 상기 몰딩부가 관통하여 결합되는 이탈방지홀을 더 포함할 수 있다.

상기 마그네트는 상기 로터코어의 상, 하면보다 상기 로터의 축방향으로 0.5mm 이상 5mm 이하 더 돌출될 수 있다.

상기 스테이터는 상기 복수의 스테이터코어들과 상기 코일을 절연시키기 위해 상기 복수의 스테이터코어들을 감싸는 인슐레이터를 포함하고, 상기 복수의 스테이터코어들은 상기 인슐레이터의 사출 성형을 위한 금형 내부에 인서트되어 상기 인슐레이터를 사출 성형하여 제작하는 과정에서 상기 인슐레이터와 일체가 될 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 모터의 스테이터의 제조방법은 로터와 상기 로터와 전자기적으로 상호 작용하여 상기 로터를 회전시키는 스테이터를 포함하는 모터의 스테이터의 제조방법에 있어서, 몸체와, 상기 몸체로부터 그 반경방향 내측으로 돌출되는 복수의 스테이터코어들을 포함하는 금속재질의 단위스테이터코어조립체를 결합하여 원형의 스테이터코어조립체를 형성하고; 상기 스테이터코어조립체를 상기 스테이터코어조립체의 외측을 감싸는 인슐레이터를 사출 성형하기 위한 금형의 내부에 배치하고; 상기 금형에 용융된 합성 수지를 주입하여 상기 스테이터코어조립체와 상기 인슐레이터가 일체로 형성되도록 하고; 상기 일체로 형성된 상기 스테이터코어조립체와 상기 인슐레이터를 상기 금형으로부터 분리하고; 상기 복수의 스테이터코어들을 감싸는 상기 인슐레이터의 일부분에 코일을 감는 것;을 특징으로 한다.

상기 인슐레이터는 상기 코일에 전원을 공급하기 위한 전원공급부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 모터는 내주면과 외주면을 가지는 원형의 몸체와, 상기 내주면으로부터 상기 몸체의 반경방향 내측으로 연장되는 스테이터코어들과, 상기 스테이터코어들에 감긴 코일을 가지는 스테이터;와, 상기 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하여 회전하도록 마련되는 로터로서, 상기 로터의 원주방향으로 배열되는 복수의 마그네트와, 상기 로터의 원주방향으로 상기 마그네트와 교대로 배치되며, 상기 복수의 마그네트에 형성된 자속이 집중되는 복수의 로터코어를 포함하는 로터;와, 상기 복수의 로터코어 및 상기 복수의 마그네트를 지지하는 몰딩부;와, 상기 마그네트와 상기 마그네트와 인접한 상기 스테이터코어 사이의 간격을 규제하며, 상기 서로 이웃한 로터코어 사이의 간격을 규제하여 상기 스테이터코어에서 발생하는 자속이 상기 마그네트에 미치는 것을 방지하는 감자방지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 감자방지부는, 상기 로터코어의 일 측면으로부터 상기 로터의 원주방향으로 돌출되고, 상기 각각의 로터코어 사이에 마련되는 상기 마그네트의 일 측면과 접하여 상기 마그네트와 상기 마그네트와 인접한 상기 스테이터코어 사이의 간격을 규제하는 제1감자방지돌기를 포함할 수 있다.

상기 감자방지부는, 상기 스테이터코어와 인접한 상기 로터코어의 외측단에 마련되어 상기 서로 이웃한 로터코어 사이의 간격을 규제하는 제2감자방지돌기를 포함하고, 상기 제2감자방지돌기는, 상기 로터의 중심과 멀어지는 방향으로 상기 제1감자방지돌기가 돌출되는 상기 로터코어의 일 측면과 경사각을 형성하여 상기 서로 이웃한 로터코어 사이의 간격을 규제하는 경사면을 포함할 수 있다.

서로 이웃하는 상기 로터코어의 상기 제2감자방지돌기 사이의 간격은 상기 제1감자방지돌기 사이의 간격보다 더 좁을 수 있다.

상기 복수의 로터코어 및 상기 복수의 마그네트는 상기 몰딩부의 사출 성형을 위한 금형 내부에 인서트되어 상기 몰딩부를 사출 성형하여 제작하는 과정에서 상기 몰딩부와 일체가 될 수 있다.

상기 마그네트는, 상기 서로 이웃한 로터코어의 상면 또는 하면 사이에 형성되는 누설자속의 경로가 길어지도록 상기 로터코어의 상, 하면보다 상기 로터의 축방향으로 더 돌출될 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 세탁기용 모터는 본체;와, 상기 본체 내부에 배치되어 세탁수를 저장하는 터브;와, 상기 터브의 내부에 배치되고, 구동축을 통해 상기 터브에 회전 가능하게 지지되는 드럼;과, 상기 터브에 장착되어 상기 구동축을 회전시키는 모터;를 포함하고, 상기 모터는, 스테이터코어들과, 상기 스테이터코어들에 감긴 코일을 가지는 스테이터;와, 상기 스테이터의 내측에 회전 가능하게 배치되는 로터로서, 상기 로터의 원주방향을 따라 서로 서로 이격되도록 배열되는 복수의 로터코어와, 상기 각각의 로터코어 사이에 삽입되며 상기 로터코어의 상, 하면보다 상기 로터의 축방향으로 더 돌출되는 복수의 마그네트와, 상기 복수의 로터코어 및 상기 복수의 마그네트를 지지하며 상기 구동축이 결합되는 축공을 가지는 몰딩부를 포함하는 로터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 로터는 상기 로터코어의 일 측면으로부터 상기 로터의 원주방향으로 돌출되고, 상기 각각의 로터코어 사이에 마련되는 상기 마그네트의 일 측면과 접하여 상기 마그네트의 상기 로터의 반경방향으로의 위치를 결정하는 돌기부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 로터에서 발생하는 누설자속이 줄어들게 되므로 누설자속에 따른 모터의 출력저하를 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 마그네트에서 감자되는 자속이 줄어들게 되므로 감자현상에 따른 모터의 출력저하를 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서 로터를 도시한 사시도.
도 3은 도 2에서 로터코어와 마그네트를 발췌하여 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 일부분을 확대하여 도시한 정면도.
도 5는 도 3의 일부분을 확대하여 도시한 평면도.
도 6은 도 5에 도시된 로터코어와 마그네트에 몰딩부가 결합된 모습을 도시한 도면.
도 7은 로터와 스테이터 사이의 자속의 흐름을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서 스테이터를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터를 제조하는 과정을 도시한 도면.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들에 따른 모터는 세탁기, 에어컨, 전기자동차, 경전철, 전기자전거, 소형발전기 등 동력원으로 모터를 사용하는 각종 기기에 모두 적용이 가능하며, 이하에서는 편의상 세탁기를 예로 들어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 세탁기(1)는 외관을 형성하는 캐비닛(10)과, 캐비닛(10)의 내부에 배치되는 터브(20)와, 터브(20) 내부에 회전 가능하게 배치되는 드럼(30)과, 드럼(30)을 구동하는 모터(40)를 구비한다.

캐비닛(10)의 전면부에는 드럼(30)의 내부로 세탁물을 투입할 수 있도록 투입구(11)가 형성된다. 투입구(11)는 캐비닛(10)의 전면부에 설치된 도어(12)에 의해 개폐된다.

터브(20)의 상부에는 터브(20)로 세탁수를 공급하기 위한 급수관(50)이 설치된다. 급수관(50)의 일측은 외부 급수원(미도시)과 연결되고, 급수관(50)의 타측은 세제 공급장치(60)와 연결된다. 세제 공급장치(60)는 연결관(55)을 통해 터브(20)와 연결된다. 급수관(50)을 통해 공급되는 물은 세제 공급장치(60)를 경유하여 세제와 함께 터브(20)의 내부로 공급된다.

터브(20)의 하부에는 터브(20) 내부의 물을 캐비닛(10)의 외부로 배출하기 위한 배수펌프(70)와 배수관(75)이 설치된다.

드럼(30)의 둘레에는 세탁수의 유통을 위한 다수의 통공(31)이 형성되고, 드럼(30)의 내주면에는 드럼(30)이 회전할 때 세탁물의 상승 및 낙하가 이루어질 수 있도록 복수의 리프터(32)가 설치된다.

드럼(30)과 모터(40) 사이에는 구동축(80)이 배치된다. 구동축(80)은 모터(40)의 회전력을 드럼(30)에 전달한다. 구동축(80)의 일단은 드럼(30)에 연결되고, 구동축(80)의 타단은 터브(20)의 후벽(21)의 외측으로 연장된다.

터브(20)의 후벽(21)에는 구동축(80)을 회전 가능하게 지지하도록 베어링 하우징(82)이 설치된다. 베어링 하우징(82)은 알루미늄 합금으로 마련될 수 있으며, 터브(20)를 사출 성형할 때 터브(20)의 후벽(21)에 인서트될 수 있다. 베어링 하우징(82)과 구동축(80) 사이에는 구동축(80)이 원활하게 회전할 수 있도록 베어링들(84)이 설치된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서 로터를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1에서 로터코어와 마그네트를 발췌하여 도시한 사시도이며, 도 4는 도 2의 일부분을 확대하여 도시한 정면도이고, 도 5는 도 2의 일부분을 확대하여 도시한 평면도이며, 도 6은 도 3에 도시된 로터코어와 마그네트에 몰딩부가 결합된 모습을 도시한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 로터가 스테이터의 내측에 배치되는 이너(inner)로터 타입이거나, 로터가 스테이터의 외측에 배치되는 아우터(outer)로터 타입을 모두 포함하며, 이하에서는 편의상 이너로터 타입을 기준으로 설명한다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 모터(40)는 터브(20)의 외측에 배치되고, 드럼(30)에 동력을 제공하여 드럼(30)을 양 방향으로 회전시킨다. 모터(40)는 터브(20)의 후벽(21)에 장착되는 스테이터(100)와, 스테이터(100)의 주위에 배치되어 스테이터(100)와 전자기적으로 상호 작용하여 회전하는 로터(200)를 포함하여 구성된다.

로터(200)는 방사형상으로 배치된 복수의 로터코어(220)와, 각각의 로터코어(220) 사이에 배치되는 복수의 마그네트(240)와, 복수의 로터코어(220) 및 복수의 마그네트(240)를 지지하는 몰딩부(260)를 포함하여 구성된다.

복수의 로터코어(220)는 마그네트(240)를 지지하며, 마그네트(240)에 형성된 자속의 경로(자로)(magnetic path)를 형성한다. 복수의 로터코어(220)는 로터(200)의 원주방향을 따라 배열되고, 각각의 로터코어(220) 사이에 마그네트(240)가 수용될 수 있도록 서로 이격되어 배치된다.

로터코어(220)는 로터(200)의 중심에 인접하게 배치되는 내측 단부(220b)와, 스테이터코어(114)에 인접하게 배치되어 스테이터코어(114)와 공극을 형성하는 외측 단부(220a)를 포함하며, 로터코어(220)의 원주방향으로의 폭은 그 내측 단부(220b)에서 외측 단부(220a)로 갈수록 증가한다. 로터코어(220)는 규소 강판을 프레스 가공하여 형성되는 판재를 적층하여 형성될 수 있다.

로터코어(220)는 로터(200)가 스테이터(100)와 전자기적으로 상호 작용하여 회전하는 과정에서 스테이터코어(114)에서 발생하는 자속이 마그네트(240)에 미치는 것을 방지하는 감자방지부(230)를 포함한다.

감자방지부(230)는 마그네트(240)와 접하는 양 측면으로부터 로터(200)의 원주방향으로 돌출되는 제1감자방지돌기(232)와, 제1감자방지돌기(232)보다 로터(200)의 중심으로부터 더 먼 곳에 위치하며, 로터코어(220)의 외측 단부(220a)에 마련되는 제2감자방지돌기(234)를 포함한다.

제1감자방지돌기(232)는 서로 이웃하는 로터코어(220)에 배치되는 마그네트(240)의 일단과 접하여 마그네트(240)의 위치를 결정하며, 마그네트(240)와 스테이터코어(114) 사이의 간격을 로터(200)의 반경방향으로 규제한다.

제1감자방지돌기(232)는 마그네트(240)가 스테이터코어(114)와 지나치게 인접하게 배치되지 않도록 마그네트(240)와 스테이터코어(114) 사이의 간격을 규제함으로써, 로터(200)가 스테이터(100)와 전자기적으로 상호 작용하여 회전하는 과정에서, 스테이터(100)에 발생하는 자속이 마그네트(240)에 형성된 자속에 영향을 미쳐 마그네트에 형성된 자속의 세기를 감소시키는 감자(減磁)현상을 방지한다.

또한, 서로 이웃하는 로터코어(220)의 서로 대향하는 각각의 일 측면으로부터 돌출되는 제1감자방지돌기(232)들은 서로 이웃하는 로터코어(220)들 사이의 간격을 좁게 하여, 스테이터코어(114)에서 발생하는 자속이 마그네트(240)에 형성된 자속에 영향을 미치지 않고, 제1감자방지돌기(232)들을 통해 자속의 경로를 쉽게 형성할 수 있도록 유도하는 역할을 한다.

제2감자방지돌기(234)는 로터코어(220)의 외측 단부(220a)에 마련되어 서로 이웃한 로터코어(220) 사이의 원주방향 간격을 규제한다.

서로 이웃하는 로터코어(220)의 외측 단부(220a)에 마련되어 서로 대향하는 방향으로 돌출되는 제2감자방지돌기(234)들은 서로 이웃하는 로터코어(220)들 사이의 간격을 규제하여, 스테이터코어(114)에서 발생하는 자속이 마그네트(240)에 형성된 자속에 영향을 미치지 않고, 제2감자방지돌기(234)들을 통해 자속의 경로를 쉽게 형성할 수 있도록 유도하는 역할을 한다.

또한, 제2감자방지돌기(234)는, 로터(200)의 중심과 멀어지는 방향으로, 제1감자방지돌기(232)가 돌출되는 로터코어(220)의 일 측면과 경사각을 형성하는 제1경사면(234a) 및 제2경사면(234b)을 더 포함할 수 있다. 제1경사면(234a)은 스테이터코어(114)에서 발생하는 자속이 이웃한 로터코어(220)의 외측 단부(220a)와 쉽게 자속의 경로를 형성할 수 있도록 하여 제2감자방지돌기(234)를 통해 마그네트(240)에 영향을 미치는 것을 방지한다. 제2경사면(234b)은 로터코어(220)의 끝단에서 로터코어(220)와 스테이터코어(114) 사이의 공극에 형성되는 자속의 밀도가 분산되도록 하여, 자속에 의한 전자기적인 가진력에 의해 스테이터(100) 또는 로터(200)가 진동하거나, 진동에 따른 소음 발행을 저감한다.

또한, 로터코어(220)는 각각의 분할된 로터코어(220)를 지지하는 몰딩부(260)와 결합되는 관통홀(222) 및 결합홈(224)을 포함한다.

관통홀(222)은 몰딩부(260)를 사출하는 과정에서 몰딩부(260)가 수용되어 결합될 수 있도록 로터코어(220)의 몸체를 관통한다.

관통홀(222)의 직경은 1.5mm 이상 5mm이하인 것이 바람직하다. 관통홀(222)의 직경이 지나치게 작을 경우, 로터코어(220)가 몰딩부(260)에 의해 견고하게 지지되지 못하며, 관통홀(222)의 직경이 지나치게 클 경우, 로터코어(220)로 집중된 자속이 로터코어(220)의 외측 단부(220a)를 통해 자속의 경로를 형성하는 데 방해가 될 수 있기 때문이다.

또한 관통홀(222)은 로터(200)의 반경방향으로 복수개 배치될 수 있으며, 관통홀(222)의 수가 지나치게 많은 경우, 관통홀(222)의 직경이 지나치게 클 경우와 마찬가지로 로터코어(220)로 집중된 자속이 로터코어(220)의 외측 단부(220a)를 통해 자속의 경로를 형성하는 데 방해가 될 수 있으므로 그 수는 3개 이하인 것이 바람직하다.

결합홈(224)은 로터코어(220)의 내측 단부(220b)의 대략 중앙부에 형성되며, 그 내측 단부(220b)로부터 그 외측 단부(220a)를 향하는 방향으로 그 원주방향 폭이 줄어드는 형상으로 마련되는 제1수용부(224a)와, 제1수용부(224a)와 연결되며, 그 원주방향 폭이 커지는 형상으로 마련되는 제2수용부(224b)를 포함한다.

제1수용부(224a) 및 제2수용부는 몰딩부(260)를 사출하는 과정에서 몰딩부(260)를 수용하여, 로터코어(220)와 몰딩부(260)가 견고하게 결합될 수 있도록 한다.

각각의 로터코어(220) 사이에 배치되는 복수의 마그네트(240)는 로터(200)의 중심을 기준으로 방사상으로 위치되도록 로터(200)의 원주방향을 따라 배열된다. 마그네트(240)는 반영구적으로 높은 에너지 밀도의 자기적 성질을 유지할 수 있는 페라이트 자석이거나 네오디움(Neodymium)이나 사마륨(samarium)과 같은 희토류를 포함하는 자석일 수 있다.

마그네트(240)에 형성된 자속은 로터(200)의 원주방향을 따라 배열된다. 서로 이웃한 두 개의 마그네트(240)는 동일한 극성이 서로 마주하도록 배치된다. 이러한 자기회로에 의하면 마그네트(240)에서 발생되는 자속이 집중되어 모터의 크기를 줄이면서도 성능을 향상시킬 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 마그네트(240)는 로터코어(220)의 누설자속을 저감하기 위해 로터(200)의 축방향으로 마그네트(240)의 길이(Hm)가 로터코어(220)의 길이(Hr)보다 길게 형성되어 로터코어(220)의 상, 하면보다 더 돌출될 수 있다.

로터코어(220)의 양 측에 결합된 마그네트(240)에 형성된 자속은 로터코어(220)에 집중되며, 로터코어(220)에 집중된 자속의 대부분은 로터코어(220)의 외측 단부(220a)를 통해 로터(200)의 반경이 확대되는 방향으로 자속의 경로를 형성함으로써 로터(200)가 회전할 수 있도록 한다.

로터코어(220)에 집중된 자속의 일부는 로터코어(220)의 상, 하면을 통해 누설되어 이웃하는 로터코어(220)의 상, 하면에서 누설된 자속과 함께 누설자속의 경로를 형성할 수 있다. 이러한 누설자속은 특히 그 경로가 짧아질수록 더 커지게 되는데, 마그네트(240)가 로터코어(220)의 상, 하면보다 더 돌출되도록 형성, 배치되어, 누설자속의 경로가 길어지게 함으로써, 로터코어(220)의 누설자속을 저감하고, 로터코어(220)에 집중된 자속이 로터코어(220)의 외측 단부(220a)를 통해 로터(200)의 반경이 확대되는 방향으로 자속의 경로를 형성하는데 집중되도록 하여, 모터의 출력 및 효율이 일정 수준 이상으로 유지되게 한다.

마그네트(240)가 로터(200)의 축방향으로 로터코어(220)의 상, 하면보다 더 돌출되는 길이(d1, d2)는 0.5mm 이상 5mm 이하가 되게 하는 것이 바람직하다. 돌출되는 길이가 0.5mm 미만인 경우, 실질적으로 누설자속을 저감하는 효과를 얻기 힘들게 되며, 돌출되는 길이가 5mm를 초과하는 경우, 마그네트(240)에 형성된 자속이 모두 로터코어(220)로 집중되지 못하는 현상이 발행할 수 있기 때문이다.

몰딩부(260)는 구동축(80)이 결합되는 축공(262)와, 로터(200)가 회전하는 과정에서 발생되는 열을 방출하기 위한 열방출구(264)를 포함한다.

또한 몰딩부(260)는 복수의 로터코어(220) 및 복수의 마그네트(240)를 지지하는 링형상의 브리지(266)와, 몰딩부(260)와 복수의 로터코어(220) 및 복수의 마그네트(240)를 결합시키는 제1결합리브 내지 제3결합리브(263, 265, 268)를 포함하여 구성된다.

제1결합리브(268)는 결합홈(224)과 함게 결합부를 형성하며, 브리지(266)의 외측둘레면으로부터 로터(200)의 반경방향 외측으로 돌출되는 돌기 형상으로 마련되며 제1결합리브(268)가 돌출됨에 따라 그 폭이 줄어드는 방향으로 경사지게 형성되는 제1경사돌기(268a)와, 제1경사돌기(268a)로부터 그 폭이 확장되는 방향으로 경사지게 형성되는 제2경사돌기(268b)를 포함한다.

제1경사돌기(268a)는 제1수용부(224a)에 수용, 결합되고, 제2경사돌기(268b)는 제2수용부(224b)에 수용, 결합되어 로터코어(200)와 브리지(266)를 서로 결합시키며, 특히 제2경사돌기(268b)는 로터(200)의 원주방향으로 그 폭이 확장되는 단턱 형상으로 마련되어 로터(200)가 회전하는 과정에서 발생하는 원심력에 의해 로터코어(220)가 브리지(266)로부터 이탈되는 것을 효과적으로 방지한다.

제2결합리브(263)는 서로 이웃한 로터코어(220)의 서로 마주보는 각각의 일 측면과, 서로 이웃한 로터코어(220) 사이에 배치되며 제1감자방지돌기(232)와 접하는 마그네트(240)의 일단에 의해 형성되는 공간(229)에 수용되어 로터(200)의 강도를 보강하는 한편, 마그네트(240)가 외부로 노출되는 것을 방지한다.

제3결합리브(265)는 로터코어(220)에 마련된 관통홀(222)에 수용, 결합되어 제2경사돌기(268b)와 함께 로터코어(220)가 브리지(266)로부터 이탈되는 것을 방지한다.

제1결합리브 내지 제3결합리브(263, 265, 268)는, 인서트 사출방식을 통해 몰딩부(260)를 복수의 로터코어(220) 및 복수의 마그네트(240)에 일체로 사출하는 과정에서, 각각 결합홈(224), 로터코어(220)와 마그네트(240)에 의해 형성되는 공간(229), 관통홀(222)에 대응하는 형상으로 형성된다.

도 7은 로터와 스테이터 사이의 자속의 흐름을 도시한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 로터(200)가 회전하는 과정에서 일시적으로 스테이터코어(114)에서 발생된 자속(B1)이 마그네트(240)에 형성된 자속(B2)과 반대의 방향으로 흐를 수 있다.

제1감자방지돌기(232)는 마그네트(240)가 스테이터코어(114)와 지나치게 인접하게 배치되지 않도록 마그네트(240)와 스테이터코어(114) 사이의 간격을 규제하여, 스테이터(100)에 발생하는 자속(B1)이 마그네트(240)에 형성된 자속(B2)에 영향을 미치는 것을 저감한다.

또한, 서로 이웃하는 로터코어(220)의 서로 대향하는 각각의 일 측면으로부터 돌출되는 제1감자방지돌기(232)들은 서로 이웃하는 로터코어(220)들 사이의 간격을 좁게 하여, 제1감자방지돌기(232)들을 통해 자속의 경로(B3)를 쉽게 형성할 수 있도록 함으로써, 스테이터코어(114)에서 발생하는 자속(B1)이 마그네트(240)에 형성된 자속(B2)에 영향을 미치는 것을 저감한다.

서로 이웃하는 로터코어(220)의 외측 단부(220a)에 마련되어 서로 대향하는 방향으로 돌출되는 제2감자방지돌기(234)들은 서로 이웃하는 로터코어(220)들 사이의 간격을 규제하여, 제2감자방지돌기(234)들을 통해 자속의 경로를 쉽게 형성할 수 있도록 함으로써, 스테이터코어(114)에서 발생하는 자속(B1)이 마그네트(240)에 형성된 자속(B2)에 영향을 미치는 것을 저감한다.

또한, 제2감자방지돌기(234)에 포함된 제1경사면(234a)은 스테이터코어(114)에서 발생하는 자속이 이웃한 로터코어(220)의 외측 단부(220a)와 쉽게 자속의 경로(B4)를 형성할 수 있도록 하여 제2감자방지돌기(234)를 통해 마그네트(240)에 영향을 미치는 것을 저감하고, 제2경사면(234b)은 로터코어(220)의 끝단에서 로터코어(220)와 스테이터코어(114) 사이의 공극에 형성되는 자속의 밀도가 분산되도록 하여, 자속에 의한 전자기적인 가진력에 의해 스테이터(100) 또는 로터(200)가 진동하거나, 진동에 따른 소음 발행을 저감한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에서 스테이터를 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터를 제조하는 과정을 도시한 도면이다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 스테이터(100)는, 내주면과 외주면을 가지는 스테이터 몸체(112)와, 스테이터 몸체(112)의 내주면에서 스테이터(100)의 중심을 향하는 방향으로 방사형 구조로 돌출된 복수개의 스테이터 코어(114)를 포함하는 단위스테이터코어조립체(116)들로 구성되는 스테이터코어조립체(110)와, 스테이터코어조립체(110)의 외측을 감싸는 인슐레이터(120)와, 스테이터 코어(114)를 둘러싸는 인슐레이터(120)의 일부분인 코일권선부(124)에 권선되는 코일(130)을 포함하여 구성된다. 단위스테이터코어조립체(116)들은 프레스 가공된 철판을 적층하여 형성될 수 있다.

인슐레이터(120)는 전기적인 절연성을 가지는 재질로 형성되고, 코일(130)이 권선되는 코일권선부(124)와, 코일권선부(124)에 권선된 코일(130)에 전류가 흐를 수 있도록 전원을 공급하는 전원공급부(126)와, 스테이터(100)를 세탁기(1)의 터브(20)에 장착시킬 수 있도록 그 외주면 상에 마련되는 체결홀(128)들을 포함한다. 체결홀(128)들에는 스테이터(100)를 터브(20)의 후벽에 결합시키기 위한 핀, 리벳 또는 볼트 등의 체결부재(미도시)가 삽입된다.

인슐레이터(120)는 인서트 사출방식을 통해 스테이터코어조립체(110)와 일체로 형성될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 먼저 스테이터 몸체(112)와 복수의 스테이터코어(114)를 포함하는 단위스테이터코어조립체(116)들을 서로 결합하여 원형의 스테이터코어조립체(110)를 형성하고, 스테이터코어조립체(110)를 인슐레이터(120)를 사출 성형하기 위한 금형의 내부에 배치한다.

스테이터코어조립체(110)를 금형의 내부에 배치하는 과정을 완료하면, 상기 금형에 인슐레이터(120)의 재료가 되는 용융된 합성 수지를 주입하여 스테이터코어조립체(110)와 인슐레이터(120)가 일체로 형성되도록 한다.

이후, 일체로 형성된 스테이터코어조립체(110)와 인슐레이터(120)를 상기 금형으로부터 분리하고, 인슐레이터(120)의 코일권선부(124)에 권선하여 스테이터(100)를 완성한다.

이와 같이, 인슐레이터(120)를 인서트 사출방식을 통해 스테이터코어조립체(110)와 일체로 형성되도록 함으로써, 스테이터(100)의 강도가 향상되고, 스테이터코어조립체(110)에 인슐레이터(120)를 별도로 조립하는 공정이 불필요하게 된다. 아울러 전원공급부와 같은 복잡한 형상의 부품을 금형을 제작하는 과정에서 인슐레이터(120)에 일체화 시킬 수 있어 설계자유도가 향상되는 이점이 있다.

1 : 세탁기 20 : 터브
40 : 모터 100 : 스테이터
110 : 스테이터코어조립체 120 : 인슐레이터
200 : 로터 220 : 로터코어
240 : 마그네트 260 : 몰딩부

Claims

원주방향으로 배열된 복수의 스테이터코어들과, 상기 복수의 스테이터코어들에 감긴 코일을 가지는 스테이터;와,
상기 스테이터의 내측 또는 외측에 회전 가능하게 배치되는 로터;를 포함하고,
상기 로터는,
상기 로터의 원주방향으로 배치되는 복수의 로터코어;와,
상기 각각의 로터코어 사이에 마련되며, 상기 로터코어의 상, 하면보다 상기 로터의 축방향으로 더 돌출되는 복수의 마그네트;와,
상기 복수의 로터코어 및 상기 복수의 마그네트를 지지하며, 모터축이 결합되는 축공을 형성하는 몰딩부;를
포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 로터코어는 상기 마그네트와 각각 접하는 양 측면으로부터 상기 로터의 원주방향으로 돌출되는 제1돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제2항에 있어서,
상기 제1돌기부는 상기 각각의 로터코어 사이에 마련되는 상기 마그네트의 일 측면과 접하여 상기 로터의 반경이 확대되는 방향으로 상기 마그네트가 배치되는 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 모터.
제2항에 있어서,
상기 로터코어는 상기 몰딩부와 결합되는 제1단부와, 상기 스테이터코어의 일단과 공극을 형성하는 제2단부를 포함하고,
상기 제2단부는 상기 스테이터코어에서 발생하는 자속이 상기 마그네트에 미치는 것을 방지하기 위해 상기 로터코어의 양 측면으로부터 상기 로터의 원주방향으로 돌출되는 제2돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제4항에 있어서,
상기 제2돌기부는 상기 제1돌기부에 비해 상기 로터의 중심으로부터 더 먼 곳에 위치하는 것을 특징으로 하는 모터.
제5항에 있어서,
상기 제2돌기부는 상기 로터코어의 중심과 멀어지는 방향으로 상기 제2돌기부가 돌출되는 상기 로터코어의 일 측면과 경사각을 형성하는 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제6항에 있어서,
서로 이웃하는 상기 로터코어의 상기 제2돌기부 사이의 간격은 상기 제1돌기부 사이의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 몰딩부는 상기 로터코어의 일단과 결합하는 브리지를 포함하고,
상기 브리지에는 그 외측둘레면으로부터 상기 로터의 반경방향 외측으로 돌출되는 결합돌기가 마련되고,
상기 로터코어의 일단에는 상기 결합돌기를 수용하는 결합홈이 마련되는 것을 특징으로 하는 모터.
제8항에 있어서,
상기 결합돌기는 상기 브리지의 외측둘레면으로부터 그 원주방향의 폭이 줄어드는 방향으로 경사지게 돌출되는 제1경사돌기와,
상기 제1경사돌기로부터 그 원주방향의 폭이 늘어나는 방향으로 경사지게 연장되는 제2경사돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 로터코어는, 상기 로터가 회전하는 과정에서 발생하는 원심력에 의해 상기 로터가 이탈하는 것을 방지하기 위해, 상기 몰딩부가 관통하여 결합되는 이탈방지홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 마그네트는 상기 로터코어의 상, 하면보다 상기 로터의 축방향으로 0.5mm 이상 5mm 이하 더 돌출되는 것을 특징으로 하는 모터.
제1항에 있어서,
상기 스테이터는 상기 복수의 스테이터코어들과 상기 코일을 절연시키기 위해 상기 복수의 스테이터코어들을 감싸는 인슐레이터를 포함하고,
상기 복수의 스테이터코어들은 상기 인슐레이터의 사출 성형을 위한 금형 내부에 인서트되어 상기 인슐레이터를 사출 성형하여 제작하는 과정에서 상기 인슐레이터와 일체가 되는 것을 특징으로 하는 모터.
로터와 상기 로터와 전자기적으로 상호 작용하여 상기 로터를 회전시키는 스테이터를 포함하는 모터의 스테이터의 제조방법에 있어서,
몸체와, 상기 몸체로부터 그 반경방향 내측으로 돌출되는 복수의 스테이터코어들을 포함하는 금속재질의 단위스테이터코어조립체를 결합하여 원형의 스테이터코어조립체를 형성하고;
상기 스테이터코어조립체를 상기 스테이터코어조립체의 외측을 감싸는 인슐레이터를 사출 성형하기 위한 금형의 내부에 배치하고;
상기 금형에 용융된 합성 수지를 주입하여 상기 스테이터코어조립체와 상기 인슐레이터가 일체로 형성되도록 하고;
상기 일체로 형성된 상기 스테이터코어조립체와 상기 인슐레이터를 상기 금형으로부터 분리하고;
상기 복수의 스테이터코어들을 감싸는 상기 인슐레이터의 일부분에 코일을 감는 것;을
특징으로 하는 모터의 스테이터의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 인슐레이터는 상기 코일에 전원을 공급하기 위한 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 스테이터의 제조방법.
내주면과 외주면을 가지는 원형의 몸체와, 상기 내주면으로부터 상기 몸체의 반경방향 내측으로 연장되는 스테이터코어들과, 상기 스테이터코어들에 감긴 코일을 가지는 스테이터;
상기 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하여 회전하도록 마련되는 로터로서, 상기 로터의 원주방향으로 배열되는 복수의 마그네트와, 상기 로터의 원주방향으로 상기 마그네트와 교대로 배치되며, 상기 복수의 마그네트에 형성된 자속이 집중되는 복수의 로터코어를 포함하는 로터;와,
상기 복수의 로터코어 및 상기 복수의 마그네트를 지지하는 몰딩부;와,
상기 마그네트와 상기 마그네트와 인접한 상기 스테이터코어 사이의 간격을 규제하며, 상기 서로 이웃한 로터코어 사이의 간격을 규제하여 상기 스테이터코어에서 발생하는 자속이 상기 마그네트에 미치는 것을 방지하는 감자방지부;를
포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제15항에 있어서,
상기 감자방지부는,
상기 로터코어의 일 측면으로부터 상기 로터의 원주방향으로 돌출되고, 상기 각각의 로터코어 사이에 마련되는 상기 마그네트의 일 측면과 접하여 상기 마그네트와 상기 마그네트와 인접한 상기 스테이터코어 사이의 간격을 규제하는 제1감자방지돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제16항에 있어서,
상기 감자방지부는,
상기 스테이터코어와 인접한 상기 로터코어의 외측단에 마련되어 상기 서로 이웃한 로터코어 사이의 간격을 규제하는 제2감자방지돌기를 포함하고,
상기 제2감자방지돌기는,
상기 로터의 중심과 멀어지는 방향으로, 상기 제1감자방지돌기가 돌출되는 상기 로터코어의 일 측면과 경사각을 형성하여, 상기 서로 이웃한 로터코어 사이의 간격을 규제하는 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
제17항에 있어서,
서로 이웃하는 상기 로터코어의 상기 제2감자방지돌기 사이의 간격은 상기 제1감자방지돌기 사이의 간격보다 더 좁은 것을 특징으로 하는 모터.
제15항에 있어서,
상기 복수의 로터코어 및 상기 복수의 마그네트는 상기 몰딩부의 사출 성형을 위한 금형 내부에 인서트되어 상기 몰딩부를 사출 성형하여 제작하는 과정에서 상기 몰딩부와 일체가 되는 것을 특징으로 하는 모터.
제15항에 있어서,
상기 마그네트는, 상기 서로 이웃한 로터코어의 상면 또는 하면 사이에 형성되는 누설자속의 경로가 길어지도록 상기 로터코어의 상, 하면보다 상기 로터의 축방향으로 더 돌출되는 것을 특징으로 하는 모터.
본체;
상기 본체 내부에 배치되어 세탁수를 저장하는 터브;와,
상기 터브의 내부에 배치되고, 구동축을 통해 상기 터브에 회전 가능하게 지지되는 드럼;과,
상기 터브에 장착되어 상기 구동축을 회전시키는 모터;를 포함하고,
상기 모터는,
스테이터코어들과, 상기 스테이터코어들에 감긴 코일을 가지는 스테이터;와,
상기 스테이터의 내측에 회전 가능하게 배치되는 로터로서, 상기 로터의 원주방향을 따라 서로 이격되도록 배열되는 복수의 로터코어와, 상기 각각의 로터코어 사이에 삽입되며 상기 로터코어의 상, 하면보다 상기 로터의 축방향으로 더 돌출되는 복수의 마그네트와, 상기 복수의 로터코어 및 상기 복수의 마그네트를 지지하며 상기 구동축이 결합되는 축공을 가지는 몰딩부를 포함하는 로터;를
포함하는 것을 특징으로 세탁기.
제21항에 있어서,
상기 로터는 상기 로터코어의 일 측면으로부터 상기 로터의 원주방향으로 돌출되고, 상기 각각의 로터코어 사이에 마련되는 상기 마그네트의 일 측면과 접하여 상기 마그네트의 상기 로터의 반경방향으로의 위치를 결정하는 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기.