KR101451518B1

KR101451518B1 - 세탁기용 모터 어셈블리

Info

Publication number: KR101451518B1
Application number: KR1020130091378A
Authority: KR
Inventors: 장정철; 서제형; 박수현; 양경식
Original assignee: 뉴모텍(주)
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2014-10-17
Anticipated expiration: 2033-08-01

Abstract

본 발명은 세탁기용 모터 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 홀 센서의 조립 및 설치가 용이하며, 방열성능이 향상된 세탁기용 모터 어셈블리에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따른 세탁기용 모터 어셈블리는 내측면에 코일이 권선되는 다수개의 티스가 돌출형성되어 있는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 상하부를 감싸는 인슐레이터를 포함하여 이루어지는 스테이터 어셈블리; 상기 스테이터 코어의 내부에 회전 가능하게 설치되는 샤프트; 상기 샤프트의 외주면에 고정되는 로터 코어; 상기 샤프트의 하단부 외주면에 결합되는 센서 마그넷; 상기 샤프트의 하단부가 삽입될 수 있도록 상면 중앙부에 원통형상의 체결부가 돌출형성되어 있는 컨트롤 박스; 상기 체결부의 하면을 덮도록 상기 컨트롤 박스의 하면에 결합되는 센서 캡; 그리고, 상기 센서 캡에 설치되어 상기 샤프트의 하단부 외주면에 결합되어 있는 센서 마그넷의 회전 자기장을 측정하는 홀 센서를 포함하여 이루어진다.

Description

세탁기용 모터 어셈블리{MOTOR ASSEMBLY FOR WASHING MACHINE}

본 발명은 세탁기용 모터 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 홀 센서의 조립 및 설치가 용이하며, 방열성능이 향상된 세탁기용 모터 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 브러쉬리스 모터(Brushless Motor)에는 정류자가 없고 로터의 회전을 검출하기 위한 홀 센서가 설치되어 있다.

특히, 드럼 세탁기 등에 사용되는 DD(Direct Drive) 모터에는 회전하는 로터에 포함되어 있는 로터 마그넷에서 발생하는 회전 자기장을 검출하기 위한 홀 센서가 설치되어 있다.

그런데, 소형 세탁기에 적용되는 모터의 경우 상기와 같은 홀 센서를 설치할 공간이 없어 홀 센서를 설치하기 위한 별도의 구조물을 로터 근처에 형성시켜야 하는 등의 문제가 있어 근래에는 로터와 함께 회전하는 샤프트의 말단에 센서 마그넷을 설치하고, 상기 센서 마그넷의 회전 자기장을 통해 로터의 회전 속도를 구할 수 있는 모터가 제안되고 있다. 이와 같은 모터는 대한민국 공개특허공보 제10-2002-0038308호 및 일본 공개특허공보 특개2012-239295호에 개시되어 있다.

하지만, 제안된 모터 역시 홀 센서를 설치하기 쉽지 않은 구조를 가지고 있어 홀 센서 등과 같은 각종 전자부품들을 손쉽게 조립할 수 있는 모터 구조의 개발이 필요한 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 내측면에 코일이 권선되는 다수개의 티스가 돌출형성되어 있는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 상하부를 감싸는 인슐레이터를 포함하여 이루어지는 스테이터 어셈블리; 상기 스테이터 코어의 내부에 회전 가능하게 설치되는 샤프트; 상기 샤프트의 외주면에 고정되는 로터 코어; 상기 샤프트의 하단부 외주면에 결합되는 센서 마그넷; 상기 샤프트의 하단부가 삽입될 수 있도록 상면 중앙부에 원통형상의 체결부가 돌출형성되어 있는 컨트롤 박스; 상기 체결부의 하면을 덮도록 상기 컨트롤 박스의 하면에 결합되는 센서 캡; 그리고, 상기 센서 캡에 설치되어 상기 샤프트의 하단부 외주면에 결합되어 있는 센서 마그넷의 회전 자기장을 측정하는 홀 센서를 포함하여 이루어지는 세탁기용 모터 어셈블리를 제공한다.

여기서, 상기 컨트롤 박스는 방열을 위해 알류미늄 재질로 제작됨이 바람직하다.

또한, 상기 컨트롤 박스의 상면에는 방열을 위한 다수개의 방열판이 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 센서 캡의 상면에는 상기 홀 센서의 상단부가 삽입되는 센서 장착부가 상측으로 돌출 형성되고, 상기 체결부의 하부 내측면에는 상기 센서 장착부를 끼워넣을 수 있는 절개홈이 형성된다.

여기서, 상기 컨트롤 박스의 하부에는 상기 홀 센서의 하단부가 납땜 등에 의해 결합됨과 동시에 상기 센서 캡의 하면에 나사 결합되는 회로기판이 설치된다.

또한, 상기 회로기판의 중앙부에는 센서 캡과의 나사결합을 위한 제1 체결홀이 형성되고, 상기 센서 캡의 상면 중앙부에는 상기 제1 체결홀과 연통되는 제2 체결홀을 구비하는 체결편이 돌출형성된다.

본 발명에 따른 세탁기용 모터 어셈블리는 센서 캡 등을 이용해 홀 센서가 컨트롤 박스 내부에 용이하게 설치될 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 세탁기용 모터 어셈블리는 컨트롤 박스를 알류미늄 재질로 제작하여 방열성능이 향상되도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 세탁기용 모터 어셈블리의 전체적인 구조를 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 컨트롤 박스의 상부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 컨트롤 박스의 하부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 센서 캡의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 센서 캡이 컨트롤 박스의 하면에 설치된 상태를 나타내는 사시도이다.

이하, 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 세탁기용 모터 어셈블리의 전체적인 구조를 나타내는 분해사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세탁기용 모터 어셈블리는 스테이터 어셈블리(100)와, 샤프트(200)와, 로터 코어(300)와, 센서 마그넷(400)과, 컨트롤 박스(500)와, 센서 캡(600)과, 홀 센서(Hall Sensor)(700)를 포함하여 이루어진다.

상기 스테이터 어셈블리(100)는 내측면에 코일(C)이 권선되는 다수개의 티스(Teeth)(111)가 돌출형성되는 스테이터 코어(110)와, 상기 스테이터 코어(110)의 상하부를 덮는 상하부 인슐레이터(Insulator)(110,120)를 포함하여 이루어진다. 이러한 스테이터 어셈블리(100) 구조는 이미 널리 알려져 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 샤프트(200)는 상기 스테이터 코어(110)의 내부에 회전 가능하게 설치된다. 구체적으로, 상기 샤프트(200)는 상단부가 스테이터 코어(110)의 상부에 결합되어 있는 모터 하우징(10)에 결합되고, 하단부가 이하 설명할 컨트롤 박스(500)에 결합되어 스테이터 코어(110)의 내부에 위치하며, 이때 샤프트(200)의 양단부는 제1, 2 베어링(210,220)에 지지된 상태로 모터 하우징(10) 및 컨트롤 박스(500)에 결합되어 원활한 회전이 가능하게 된다.

상기 로터 코어(300)는 상기 샤프트(200)의 외주면에 고정설치된다. 로터 코어(300)의 내부에는 로터 마그넷(310)이 삽입되어 있어, 스테이터 어셈블리(100)에 전원이 인가되면 상기 로터 코어(300)는 스테이터 어셈블리(100)에서 발생하는 자속의 영향을 받아 회전하게 되며, 이에 따라 로터 코어(300)가 결합되어 있는 상기 샤프트(200)의 회전이 이루어지게 된다.

상기 센서 마그넷(400)은 상기 샤프트(200)의 하단부 외주면에 결합되어 샤프트(200)의 회전시 샤프트(200)와 함께 회전하도록 구성된다. 이러한 센서 마그넷(400)은 이하 설명할 홀 센서(700)를 이용한 모터의 회전속도 검출을 위해 설치된다.

통상 모터의 회전속도는 홀 센서(700)가 로터 코어(300)의 내부에 구비되는 로터 마그넷(310)의 자속을 검출하는 방식으로 측정되지만, 이 경우 홀 센서(700)를 설치하기 위한 별도의 구조물을 로터 코어(300)의 주변에 설치하여야 하기 때문에 모터의 전체적인 크기를 증가시키는 등의 문제점이 있다.

하지만, 상술한 바와 같이 로터 코어(300)와 함께 회전하는 샤프트(200)의 하단부에 센서 마그넷(400)을 별도로 설치하면, 상기 센서 마그넷(400)의 회전 자기장을 검출하여 모터의 회전속도를 측정하는 것이 가능해지므로 샤프트(200)의 하단부가 결합되는 컨트롤 박스(500) 내부에 홀 센서(700)를 설치할 수 있고, 이에 따라 홀 센서(700) 설치를 위한 별도의 구조물을 로터 코어(300) 주변에 설치할 필요가 없어지므로 모터 어셈블리의 구조를 컴팩트화 시킬 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 컨트롤 박스의 상부 구조를 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 컨트롤 박스의 하부 구조를 나타내는 사시도이다.

상기 컨트롤 박스(500)는 이미 설명한 바와 같이 상기 샤프트(200)에 결합되며, 이를 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 상면 중앙부에는 상기 샤프트(200)의 하단부가 삽입되는 원통형상의 체결부(510)가 돌출형성된다.

따라서 상기 샤프트(200)의 하단부를 상기 체결부(510) 내부로 밀어넣으면 컨트롤 박스(500)에 샤프트(200)가 결합되어지며, 이와 같이 샤프트(200)의 하단부가 상기 체결부(510) 내부에 삽입되어지면, 자연히 샤프트(200)의 하단부 외주면에 결합되어 있는 센서 마그넷(400)이 체결부(510) 내부에 위치하게 된다.

물론, 이때 상기 샤프트(200)의 하단부에 설치된 제2 베어링(220) 역시 체결부(510) 내부로 삽입되어 위치하며, 이에 따라 샤프트(200)의 하단부는 제2 베어링(220)에 의해 체결부(510) 내부에서 회전가능하게 지지되게 된다.

이러한 컨트롤 박스(500)에는 홀 센서(700) 및 회로기판(800) 등의 다양한 전자부품들이 설치되어 많은 열이 발생하기 때문에 컨트롤 박스(500)는 방열을 위해 알류미늄 재질로 제작됨이 바람직하다.

또한, 상기 컨트롤 박스(500)의 상면에는 방열을 위한 다수개의 방열판(520)이 추가로 형성될 수도 있다. 상기 방열판(520)은 별도로 제작되어 컨트롤 박스(500)에 조립되거나 컨트롤 박스(500)와 일체로 형성될 수 있다.

상기 센서 캡(600)은 상기 체결부(510)의 하면을 덮도록 상기 컨트롤 박스(500)의 하면에 결합되며, 상기 홀 센서(700)는 상기 센서 캡(600)에 설치되어 상술한 바와 같이 체결부(510) 내부에 위치하는 센서 마그넷(400)의 회전 자기장을 측정한다.

여기서, 상기 홀 센서(700)가 센서 마그넷(400)의 회전 자기장을 정확히 측정할 수 있도록 홀 센서(700)는 가능한 센서 마그넷(400)에 가깝게 위치됨이 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따른 센서 캡의 구조를 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 센서 캡이 컨트롤 박스의 하면에 설치된 상태를 나타내는 사시도이다.

이를 위해 상기 센서 캡(600)의 상면에는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 홀 센서(700)의 상단부가 삽입되는 센서 장착부(610)가 상측으로 돌출 형성된다.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 센서 장착부(610)에 홀 센서(700)가 삽입되면 홀 센서(700)의 상단부는 체결부(510) 내부에 위치하게 되며, 이에 따라 홀 센서(700)는 체결부(510) 내부에 위치하는 센서 마그넷(400)에 최대한 근접한 위치에서 센서 마그넷(400)의 회전 자기장을 측정할 수 있게 된다.

또한, 이 경우 홀 센서(700)가 센서 장착부(610)에 감싸여진 상태로 체결부(510) 내부에 위치하기 때문에 홀 센서(700)가 외부 충격이나 먼지 등의 이물질로부터 보호될 수 있게 된다.

여기서, 상기 체결부(510)의 하부 내측면에는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 센서 장착부(610)를 끼워넣을 수 있는 절개홈(511)이 형성된다. 따라서 상기 센서 장착부(610)를 상기 절개홈(511)에 삽입시키면 상기 센서 캡(600)은 도 5에 도시된 바와 같이, 컨트롤 박스(500)의 하면에 장착되어 체결부(510)의 하면을 덮게 된다.

한편, 상기 컨트롤 박스(500)의 하부에는 저항, 콘덴서 등과 같은 다양한 전자부품들을 실장하고 있는 회로기판(800)이 설치된다.

상기 회로기판(800)은 상기 센서 캡(600)의 하면에 나사 결합되며, 이를 위해 상기 회로기판(800)의 중앙부에는 제1 체결홀(810)이 형성되고, 상기 센서 캡(600)의 상면 중앙부에는 상기 제1 체결홀(810)과 연통되는 제2 체결홀(621)을 구비하는 체결편(620)(도 4참조)이 돌출형성된다.

또한, 상기 회로기판(800)에는 홀 센서(700)의 하단부가 납땜 등에 의해 결합된다.

따라서 회로기판(800)을 컨트롤 박스(500)의 하면에 설치하면, 자연히 회로기판(800)에 납땜되어 있는 홀 센서(700)의 상단부는 센서 캡(600)의 센서 장착부(610)에 삽입되어 지며, 또한 볼트를 제1, 2 체결홀(810, 621)에 삽입하여 조여주면 회로기판(800)과 센서 캡(600)이 견고하게 결합되어 외부 충격 등이 가해지더라도 센서 캡(600)이 컨트롤 박스(500)의 하면에 결합된 상태를 유지할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명된 본 발명은 그 범위가 전술된 바에 한하지 않고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 변경 또는 치환할 수 있는 것이 본 발명의 범위에 해당함은 물론이고, 그 균등물 또한 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 스테이터 어셈블리 200: 샤프트
210, 220: 제1, 2 베어링 300: 로터 코어
310: 로터 마그넷 400: 센서 마그넷
500: 컨트롤 박스 510: 체결부
511: 절개홈 520: 방열판
600: 센서 캡 610: 센서 장착부
620: 체결편 700: 홀 센서
800: 회로기판 810, 621: 제1, 2 체결홀

Claims

내측면에 코일이 권선되는 다수개의 티스가 돌출형성되어 있는 스테이터 코어와, 상기 스테이터 코어의 상하부를 감싸는 인슐레이터를 포함하여 이루어지는 스테이터 어셈블리;
상기 스테이터 코어의 내부에 회전 가능하게 설치되는 샤프트;
상기 샤프트의 외주면에 고정되는 로터 코어;
상기 샤프트의 하단부 외주면에 결합되는 센서 마그넷;
상기 샤프트의 하단부가 삽입될 수 있도록 상면 중앙부에 원통형상의 체결부가 돌출형성되어 있는 컨트롤 박스;
상기 체결부의 하면을 덮도록 상기 컨트롤 박스의 하면에 결합되는 센서 캡; 및
상기 센서 캡에 설치되어 상기 샤프트의 하단부 외주면에 결합되는 센서 마그넷의 회전 자기장을 측정하는 홀 센서를 포함하고,
상기 센서 캡의 상면에는 상기 홀 센서의 상단부가 삽입되는 센서 장착부가 상측으로 돌출 형성되며, 상기 체결부의 하부 내측면에는 상기 센서 장착부를 끼워넣을 수 있는 절개홈이 형성되고, 상기 컨트롤 박스의 하부에는 상기 홀 센서와 연결되는 동시에 상기 센서 캡의 하면에 나사 결합되는 회로기판이 설치되며,
상기 회로기판의 중앙부에는 센서 캡과의 나사결합을 위한 제1 체결홀이 형성되고, 상기 센서 캡의 상면 중앙부에는 상기 제1 체결홀과 연통되는 제2 체결홀을 구비하는 체결편이 돌출형성되어,
상기 회로기판의 제1 체결홀과 상기 센서 캡 상면 중앙부의 제2 체결홀은 서로 대응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤 박스는 방열을 위해 알류미늄 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤 박스의 상면에는 방열을 위한 다수개의 방열판이 형성되는 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터 어셈블리.
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