KR100587298B1 - 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및백요크 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드럼세탁기등에 적용되는 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 제조방법을 개선하여 스테이터 코어 성형과 동시에 백요크가 성형되도록 함으로써 작업공수를 줄임과 더불어 재료의 절감을 도모할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 모재인 전기강판을 준비하는 단계와; 모재의 외곽에는 백요크가 형성되고, 모재의 백요크 내측 영역에는 코어가 형성되도록 상기 준비된 모재를 프레스 가공하는 단계;를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법이 제공된다.

드럼세탁기, 모터, 스테이터, 코어, 백요크

Description

드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조방법{method for fabricating stator core and back yoke of outer rotor-type motor in drum-type washing machine}

도 1은 기존 직결식 드럼세탁기 구성예를 개략적으로 나타낸 종단면도

도 2는 도 1의 스테이터 외관 사시도

도 3은 기존의 스테이터 코어 제조 과정을 나타낸 참고도

도 4는 도 1의 A부 확대도

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 따른 스테이터 코어 및 백요크 제조과정을 순차적 나타낸 평면도로서,

도 5a는 준비된 모재를 나타낸 평면도

도 5b는 타발 직후의 상태를 나타낸 평면도

도 5c는 불필요한 부분이 제거된 상태를 나타낸 평면도

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스테이터 코어 및 백요크 제조과정을 순차적으로 나타낸 평면도로서,

도 6a는 준비된 모재를 나타낸 평면도

도 6b는 타발 직후의 상태를 나타낸 평면도

도 6c는 불필요한 부분이 제거된 상태를 나타낸 평면도

도 7은 본 발명의 백요크의 양단부 구조의 다른 실시예를 나타낸 평면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:캐비닛 2:터브

3:드럼 4:샤프트

5:로터 50:백요크

M:마그네트 6:스테이터

60a,60b:코어 151:티스

본 발명은 드럼세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직결식 드럼세탁기에 적용되는 아웃터로터형 BLDC 모터의 스테이터 코어 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 드럼 세탁 방식은 세제와 세탁수 및 세탁물이 드럼 내에 투입된 상태에서, 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 드럼과 세탁물의 마찰력을 이용하여 세탁을 행하는 방식으로서, 세탁물의 손상이 거의 없고, 세탁물이 서로 엉키지 않으며, 두드리고 비벼빠는 세탁효과를 낼 수 있다.

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

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

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

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

도 1은 종래의 드럼세탁기 구성을 나타낸 종단면도로서, 캐비닛(1) 내측에 터브(2)가 설치되고, 상기 터브(2) 내측 중앙에는 드럼(3)이 회전가능하게 설치된다.

그리고, 상기 터브(2) 후방측에는 모터가 설치되는데, 터브 후벽부에 스테이터(6)가 고정되고, 로터(5)는 상기 스테이터(6)를 감싸면서 터브를 관통하여 드럼(3)에 축연결되도록 설치된다.

그리고, 상기 캐비닛(1) 전방에는 도어(21)가 설치되고, 도어(21)와 터브(2)(Tub) 사이에는 가스켓(22)이 설치된다.

또한, 상기 캐비닛(1) 상부면 내측과 터브(2) 외주면 상부측 사이에는 터브(2)를 지지하는 행잉 스프링(23)(Hanging spring)이 설치되고, 상기 캐비닛(1) 하부면 내측과 터브(2) 외주면 하부측 사이에는 탈수시 발생하는 터브(2)의 진동을 감쇠시키기 위한 프릭션 댐퍼(24)가 설치된다.

한편, 도 2는 도 1의 스테이터 외관 사시도이고, 도 3은 기존의 스테이터 코 어 제조 과정을 나타낸 참고도로서, 기존의 분할코어(DC) 방식의 스테이터 코어 제조방법은 모재(BM1)인 금속 철판을 프레스로 타발하여 티스(151)와 베이스부(150)를 가짐과 동시에 티스(151)의 반대측에는 체결공(500a) 형성을 위한 돌출부(500)를 가지는 단위 코어들을 제작한 후, 이들을 소정 높이로 적층하고, 다시 적층된 코어 어셈블리들을 원주방향으로 상호연결하고 연결부위를 용접함으로써 스테이터 코어를 완성하게 된다.

이 때, 상기 분할된 각 코어에 구비된 돌출부(500)는 스테이터(6)를 터브 후벽부에 체결할 때 필요한 체결공(500a)을 제공함과 더불어 볼트의 체결력을 견디는 역할을 수행한다.

한편, 도 4는 도 1의 A부 확대도로서, 플라스틱 로터는 플라스틱 재질로서 대략 원통구조인 프레임 내주면 상에는 자로(磁路) 형성에 필수적인 백요크(50)가 부착되고, 상기 백요크(50) 내측면에는 마그네트(M)가 부착되는 구조이다.

그리고, 상기 백요크(50) 역시 코어와 마찬가지로 전기강판을 프레스로 타발하여 제작된다.

그러나, 이 같은 종래에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

먼저, 종래에는 스테이터 제조를 위한 분할코어(DC) 제조 과정과 로터에 쓰이는 백요크(50) 제조 공정이 별개로 진행되므로 인해 작업 공수가 많을 뿐만 아니라, 재료의 낭비가 초래되는 문제점이 있었다.

즉, 별도의 공정으로 분할코어(DC)와 백요크(50)를 제조하게 되므로, 한번에 가공하는 경우에 비해 공정수가 늘어나게 되며, 분할코어(DC) 제조를 위한 모재(BM1)와 백요크(50) 제조를 위한 모재(미도시)가 별도로 준비되어 별도의 공정에서 가공됨으로 인해, 가공후 각 모재에서 버리는 부분도 늘어나게 되어 재료의 손실이 많아지게 된다.

한편, 기존에 분할코어(DC) 대신 원주방향을 따라 끊어지지 않고 이어져 고리형태를 이루는 소위 통형의 코어를 적용하기도 하나, 이 경우에도 백요크(50)는 별도 가공되므로 인해 전술한 문제점들은 동일하게 발생한다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조가 하나의 모재와 한번의 공정에 의해 이루어지도록 함으로써 스테이터 코어 및 백요크 제조에 소요되는 작업공수를 줄이고 재료를 절감할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 소정 직경을 갖는 전기강판을 준비하는 단계와; 모재의 외곽에는 백요크가 형성되고, 모재의 백요크 내측 영역에는 분할코어가 형성되도록 상기 준비된 모재를 프레스 가공하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법이 제공된다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 소정 직경을 갖는 전기강판을 준비하는 단계와; 모재의 외곽에는 백요크가 형성되고, 모재의 백요크 내측 영역에는 고리형의 통코어가 형성되도록 상기 준비된 모재를 프레 스 가공하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 실시예들에 대해 첨부도면 도 5 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 본 발명에 따른 스테이터 코어 및 백요크 제조과정을 자세히 살펴본다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제1방법에 따른 따른 스테이터 코어 및 백요크 제조과정을 순차적 나타낸 평면도로서, 먼저, 도 5a에 도시한 바와 같이 소정의 외경(Do) 및 내경(Di)을 갖는 전기강판을 타발을 위한 모재(BM2)를 준비한다.

이 때, 상기 전기강판은 도시된 바와 같은 중공부를 가지므로써 고리모양을 이루는 것이 바람직하나, 완전 원형이어도 무방하다.

한편, 모재(BM2)가 준비된 후에는 프레스(도시는 생략함)로 상기 모재를 타발하여 분할된 형태인 스테이터 코어(60a) 및 백요크(50)를 동시에 모재 상에 성형하게 된다.

이 때, 모재(BM2)의 외곽에는 백요크(50)가 형성되고, 모재(BM2)의 백요크(50) 내측 영역에는 분할된 형태로 스테이터 코어가 형성된다.

그리고, 상기 분할된 스테이터 코어의 원호각(α)은 모두 동일한 크기를 갖도록 형성됨이 바람직하며, 상기 원호각(α)의 예로서는 60°나 90°혹은 120°를 들 수 있다.

한편, 상기 백요크(50)와 스테이터 코어(60a)는 소정 거리(L) 유지된 상태로 타발되는데, 이는 실제 스테이터(6; 도 4 참조)와 로터(5; 도 4 참조)의 조립시를 감안해야 하기 때문이다.

즉, 로터(5)의 제작시 백요크(50) 내측에는 마그네트(M; 도 4 참조)가 부착되며, 스테이터와 로터(5)의 조립이 완료된 후에는 로터(5)의 마그네트(M) 내주면과 스테이터 코어(60a)의 티스(151) 끝단 사이에는 소정의 간극(G; 도 4 참조)이 유지되어야 하므로, 모재(BM2)로부터 백요크(50)와 스테이터 코어(60a)를 타발하는 과정에서는 상기 마그네트(M)의 두께(t; 도 4 참조) 및 로터(5)와 스테이터(6) 사이에 유지되어야 하는 간극(G; air Gap)이 미리 고려되어야 한다.

다시 말해, 로터(5) 제작시 백요크(50) 내측면에 부착될 마그네트(M)의 두께(t)와 로터(5)와 스테이터(6)와의 간극(G)을 고려하여 타발하여야만, 로터(5)의 백요크(50) 상에서 자로가 끊어지는 부분이나 스테이터 코어(60a)와 마그네트(M)의 간섭이 발생하지 않는 상태로의 아웃터로터형 BLDC모터의 제작이 가능하게 되는 것이다.

따라서, 백요크(50)와 스테이터 코어(60a)는, 도 5b에 도시된 바와 같이 마그네트(M; 도 4 참조)의 두께(t; 도 4 참조)와 로터(5; 도 4 참조)와 스테이터(6; 도 4 참조) 사이에 유지되어야 하는 간극(G; 도 4 참조)을 합한 거리(L)만큼 이격된 상태를 이루도록 타발된다.

그리고, 타발 후, 모재(BM2)로부터 불필요한 부분이 제거되면, 도 5c에 도시된 바와 같이 한 벌의 스테이터 코어(60a) 및 백요크(50)가 남게 된다.

이 때, 스테이터 코어는 분할된 형태로 타발되므로 각 코어 유니트들을 적층하여 어셈블리 형태로 만든 후, 고리형태를 이루도록 상호 연결한 상태에서 연결부 위를 용접하여 완성시키게 된다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스테이터 코어 및 백요크 제조과정을 나타낸 평면도로서, 전술한 실시예에서의 과정과 동일한 원리로 진행되므로 자세한 설명은 생략하고 차이가 나는 부분만 언급하기로 한다.

본 실시예에 따른 스테이터 코어 및 백요크(50) 제조시에는, 타발 후 스테이터 코어의 형태가 분할코어의 형태를 띠도록 타발하지 않고, 고리모양으로서 전체적으로 이어진 통코어(60b)가 되도록 타발하게 된다.

그리고, 이와 같이 한 경우에는 분할된 백요크와는 달리 적층만 하면 된다.

한편, 도 7은 본 발명의 백요크(50)의 양단부 구조의 다른 실시예를 나타낸 평면도로서, 상기 분할된 형태로 타발되는 백요크(50)의 양단부는 서로 형합하도록 사형(蛇形) 구조를 이루도록 성형된다.

본 발명은 상기한 실시예들로 한정되지 않으며, 본 발명의 기술 사상의 범주를 벗어나지 않는 한 여러 가지 다양한 형태로의 변경 및 수정이 가능함은 물론이다.

예컨대, 상기 백요크(50)의 양단부는 전술한 사형 구조 외에 이웃하는 백요크(50)와 형합되는 기하학적 형태이면 어떠한 구조로도 형성될 수 있는 것이다.

또한, 상기한 실시예에서는 한 장의 모재를 가지고 설명하였으나, 모재를 다수층으로 적층한 상태에서 프레싱하여 한번에 소정 두께로 적층된 스테이터 코어 및 백요크(50)를 형성할 수 있음 또한 물론이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 효과는 다음과 같다.

본 발명은 드럼세탁기용 BLDC 모터의 제작에 필요한 스테이터 코어와 백요크를 하나의 모재에서 동시에 성형함으로써 이들의 제작에 소요되는 재료를 줄이고, 한번의 프레싱에 의해 한 벌씩 스테이터 코어와 백요크를 제작 가능함으로써 각 부품을 별도로 가공할 때와는 달리 생산성도 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (20)

1. 소정 직경을 갖는 원판형의 전기강판을 준비하는 단계와;

   모재의 외곽에는 백요크가 형성되고, 모재의 백요크 내측 영역에는 분할코어가 형성되도록 상기 준비된 모재를 프레스 가공하는 단계;를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
2. 소정의 내경 및 외경을 갖는 고리형의 전기강판을 준비하는 단계와;

   모재의 외곽에는 백요크가 형성되고, 모재의 백요크 내측 영역에는 분할코어가 형성되도록 상기 준비된 모재를 프레스 가공하는 단계;를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 분할코어의 원호각은 서로 동일한 크기의 각도를 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 분할코어가 형성하는 원호각은 60°, 90°, 120°중 어느 한 각을 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 아웃터 로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 백요크와 스테이터 코어는 모재상에서 소정 간격 이격된 상태가 되도록 성형됨을 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 백요크와 스테이터 코어의 성형시의 이격거리는 로터 제작시 백요크 내측면에 부착될 마그네트의 두께 및 로터와 스테이터 사이에 유지되어야 하는 간극을 합한 거리임을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 백요크는 가공후 분할된 형태를 띠도록 타발됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   분할된 형태로 가공된 백요크의 양단부는 이웃하는 백요크와 형합되는 기하학적 형태를 가지게 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 분할된 형태로 가공된 백요크의 양단부는 서로 형합하도록 사형(蛇形)구조를 취함을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 모재가 적어도 2장 이상 적층된 상태에서 타발이 이루어짐을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
11. 소정 직경을 갖는 원판형의 전기강판을 준비하는 단계와;

    모재의 외곽에는 백요크가 형성되고, 모재의 백요크 내측 영역에는 고리형의 통코어가 형성되도록 상기 준비된 모재를 프레스 가공하는 단계;를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
12. 소정의 내경 및 외경을 갖는 고리형의 전기강판을 준비하는 단계와;

    모재의 외곽에는 백요크가 형성되고, 모재의 백요크 내측 영역에는 통코어가 형성되도록 상기 준비된 모재를 프레스 가공하는 단계;를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 백요크와 스테이터 코어는 모재상에서 소정 간격 이격된 상태가 되도록 성형됨을 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 백요크와 스테이터 코어의 성형시의 이격거리는 로터 제작시 백요크 내측면에 부착될 마그네트의 두께 및 로터와 스테이터 사이에 유지되어야 하는 간극을 합한 거리임을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
15. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 백요크는 가공후 분할된 형태를 띠도록 타발됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
16. 제 15 항에 있어서,

    분할된 형태로 가공된 백요크의 양단부는 이웃하는 백요크와 형합되는 기하학적 형태를 가지게 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 분할된 형태로 가공된 백요크의 양단부는 서로 형합하도록 사형(蛇形)구조를 취함을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
18. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 모재가 적어도 2장 이상 적층된 상태에서 타발이 이루어짐을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
19. 모재인 전기강판을 준비하는 단계와;

    모재의 외곽측에는 백요크가 형성되고, 모재의 백요크 내측 영역에는 스테이터 코어가 형성되도록 상기 준비된 모재를 프레스 가공하는 단계;를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 백요크 및 스테이터 코어는 분할된 형태이거나, 혹은 통짜인 것을 특징으로 하는 드럼세탁기용 아웃터로터형 모터의 스테이터 코어 및 백요크 제조 방법.

Images