와인딩 타입 스테이터 코어를 갖는 스테이터 및 이를포함한 세탁장치 document_id A220623017095

본 발명은 전기 모터용 스테이터 및 이를 포함하는 세탁장치에 관한 것으로서, 상기 스테이터의 코어는 특히 종래 분할코어가 재료비 낭비의 문제와 스파이럴 코어가 갖는 설비의 대형화 복잡화 문제를 해결하는 것에 특징이 있다. 세탁장치는 세탁물의 세탁을 위한 세탁기와 젖은 세탁물을 고온의 열풍으로 건조시키는 건조기 등을 포함한다. 이와 같은 세탁기 및 건조기는 세탁물이 세탁되거나 건조되는 드럼을 포함하는데, 상기 드럼은 모터에 의해 회전된다. 특히, 세탁기 중 최근에 각광받고 있는 드럼 세탁기는 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 세탁장치 중 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. 이와 더불어, 상기 터브(2) 후벽부와 스테이터(6) 사이에는 터브(2)의 후벽부의 외곽 형상과 거의 동형을 이루며 상기 스테이터(6)의 체결시 터브(2) 후벽부에 고정되어 스테이터(6)의 하중을 지지함과 더불어 스테이터(6)의 동심도(同心度)가 유지되도록 하는 금속재질의 터브 서포터(미도시)가 개재(介在)된다. 한편, 상기 캐비닛(1) 전방에는 도어(21)가 설치되고, 상기 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 도 2의 스테이터에 적용되는 분할코어(DC)를 나타낸 사시도로서, 기존의 스테이터 코어는 금속 철판을 프레스 가공하여 폴(151)와 베이스(150)를 가짐과 동시에 폴(151)의 반대측에는 체결공(500a) 형성을 위한 돌출부(500)를 형성한 단위 코어들을 적층하여 어셈블리를 만들고, 다시 이들을 원주방향으로 상호 연결하여 구성된다. 이 때, 상기 돌출부(500)는 스테이터(6)를 터브(2) 후벽부에 체결할 때 필요한 체결공(500a)을 제공함과 더불어 볼트의 체결력을 견디는 역할을 수행한다. 그러나, 이 같은 분할코어(DC)를 제작할 경우에는 재료의 손실이 많을 뿐 아니라, 제작 공정이 복잡한 문제점이 있었다. 즉, 분할코어(DC)를 제작할 경우, 한 장의 금속 철판에서 한 개의 단위 코어를 프레스 가공하고 상기와 같이 가공된 단위 코어들을 적층하여 어셈블리를 만들며 다시 이들을 원주방향으로 상호 연결하여 제작하기 때문에, 상기 단위 코어를 프레스 가공하고 남는 철판의 양이 많아 재료의 낭비가 심했을 뿐만 아니라, 상기 단위 코어에는 폴(151)의 반대측에 돌출부(500)가 형성되어 있어 단위 코어를 제작하기 위해 소요되는 철판의 양도 많고 제작 공정 또한 복잡하였다. 상기와 같은 분할코어의 문제점을 해결하기 위해 코어강판을 나선형으로 감아 적층하여 만들어진 도4와 같은 스파이럴 코어가 발명되었다. 도시된 바와 같이, 스파이럴 코어(SC)는, 띠 형태의 베이스(150)부 한 쌍이 폭방향으로 대향되고 상기 베이스(150)로부터 돌출된 폴(151)가 서로 교차된 상태인 2열로 한 장의 전기(電氣)강판(10)으로부터 타발된 철판(11)을 맨 하층부터 맨 상층에 이르기까지 나선형으로 회전시키면서 쌓아 다층구조를 이루도록 구성된다. 여기서, 상기 철판(11)을 나선형으로 회전시켜 와인딩할 때 철판(11)의 회전 반대방향으로의 풀림 및 적층되는 철판(11)과 철판(11) 사이의 들뜸을 방지하기 위하여, 상기 철판(11)의 폴(151) 상면에 형합돌기(154a)를 형성하고 상기 형합돌기(154a)와 대응되도록 폴(151)의 하면에 형합홈을 형성한다. 그리고, 상기 베이스(150)에는 철판(11)의 와인딩 시 응력이 감소되도록 하여 와인딩 작업을 용이하게 하는 요입홈(152)이 상기 철판(11)의 폴(151)와 폴(151) 사이에 위치되도록 형성된다. 상기 철판(11)은 전기강판(10)에서 2열로 타발하되, 상기 철판(11)의 폴(151)의 끝단부 형태와 동일한 노치홈(150a)이 상기 폴(151)와 대향되는 베이스(150) 즉, 반대쪽 베이스(150)에 형성되도록 타발한다. 또한, 상기 철판(11)의 폴(151)에는 2열로 타발된 철판(11)의 원활한 분리 작업을 위하여 이젝터(ejector) 홈(151d)이 형성된다. 그리고, 상기 적층된 철판(11)은 상기 베이스(150)에 형성된 통공을 관통하는 리벳(153)에 의해 리벳팅되어 결합된다. 또한, 상기 적층된 철판(11)의 와인딩 시작부위와 와인딩 끝부위는 각각 접하는 베이스(150)의 소정 부위에 용접되어 접합된다. 그런데, 위와 같은 종래의 스파이럴 코어는 하나의 전기 강판으로부터 2열로 대칭되게 배열된 코어 철판을 타발하여 얻어내기 때문에 재료의 낭비가 없는 장점을 갖지만, 타발된 코어 철판을 와인딩하기 위해서는 대형 설비가 필요한 단점이 있다. 또한, 종래 스파이럴 코어는 요입홈(152)이 있어서 와인딩 작업이 어느 정도 용이하게 이루어지고 있었지만, 실질적으로 그 요입홈은 와인딩 작업의 용이함보다는 와인딩 시 베이스가 받는 벤딩응력을 줄이는 것이 주목적이었다. 스파이럴 코어의 와인딩 작업을 위해 코어 철판을 열처리하는 과정이 필요하기도 하였다. 이와 같은 추가적인 과정을 거치도록 하기 위해 그에 따른 설비가 필요하였으며 이는 설비의 대형화 문제를 한층 더 심화시키는 요인이었다.