KR20200038907A - 팬모터 어셈블리 및 이를 구비한 진공청소기 - Google Patents

Abstract

유동 손실을 최소화하여 모터의 효율을 향상시킬 수 있는 팬모터 어셈블리 및 이를 구비한 진공청소기를 개시한다.
팬모터 어셈블리는 케이스와, 케이스 내에 설치되어 흡입력을 형성하도록 마련되는 모터와, 모터의 축에 설치되어 회전하는 임펠러와, 모터에 의해 흡입된 공기를 가이드 하는 가이드 팬을 포함하고, 가이드 팬은, 케이스와의 사이로 공기 유동이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 그 상면에 돌출 형성되는 적어도 한개 이상의 리브로 구성되는 실링부재를 포함한다.

Description

팬모터 어셈블리 및 이를 구비한 진공청소기{FAN MOTOR ASSEMBLY AND VACUUM CLEANER HAVING THE SAME}

본 발명은 유동 손실을 최소화하여 모터의 효율을 향상시킬 수 있는 팬모터 어셈블리 및 이를 구비한 진공청소기에 관한 것이다.

일반적으로 진공청소기는 흡입력을 발생시켜 공기와 함께 먼지 등의 이물질을 흡입한 후, 본체 내부에 마련된 집진장치 등을 이용하여 이물질을 제거함으로써 청소가 이루어질 수 있도록 한 장치이다.

진공청소기 본체 내부에는 흡입된 공기로부터 먼지를 걸러주는 집진장치가 설치되고, 집진장치의 후방에는 공기를 흡입할 수 있도록 흡입력을 발생시키는 팬모터 어셈블리가 장착된다.

팬모터 어셈블리는, 외부 전원을 인가하면 전자기력을 통해 고정자에 대해 회전하는 회전자를 포함하는 모터와, 모터의 회전구동으로 모터의 축 상단에 설치된 임펠러를 회전시켜 외기를 흡입하게 된다.

이러한 팬모터 어셈블리는 임펠러를 통해 빠른 유속으로 외기를 진공청소기 내부로 흡입하고, 흡입된 흡기의 유속을 가이드 팬을 통해 감소시켜 내부로 안내하게 된다.

한편, 사출공정에 의해 형성되는 가이드 팬은 디퓨저 상단 깃의 평탄도가 불량하거나, 사출압에 의해 버(burr)가 발생하게 되는 실링이 망가져 유동 손실이 발생하는 문제가 있다.

또한, 이러한 유동 손실은 모터의 성능 산포가 증가하고 효율이 저하되는 문제가 있다.

본 발명의 일 측면은 유동 손실을 최소화하여 모터의 효율을 향상시킬 수 있는 팬모터 어셈블리 및 이를 구비한 진공청소기를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 측면은 모터 효율을 향상시켜 제품의 품질을 향상 시킬 수 있는 팬모터 어셈블리 및 이를 구비한 진공청소기를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 팬모터 어셈블리는 케이스와, 상기 케이스 내에 설치되어 흡입력을 형성하도록 마련되는 모터와, 상기 모터의 축에 설치되어 회전하는 임펠러와, 상기 모터에 의해 흡입된 공기를 가이드 하는 가이드 팬을 포함하고, 상기 가이드 팬은, 상기 케이스와의 사이로 공기 유동이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 그 상면에 돌출 형성되는 적어도 한개 이상의 리브로 구성되는 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드 팬은 흡입 공기의 압력을 상승시키는 디퓨저를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드 팬은 상기 디퓨저에 의해 압력이 상승된 공기를 상기 모터 방향으로 안내하도록 형성되는 리턴 베인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 적어도 한개 이상의 리브는 상기 모터로부터 멀어지는 방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이스는, 상기 모터의 상부에 마련되는 제1 케이스와, 상기 모터의 하부에 마련되는 제2 케이스를 포함하고, 상기 실링부재는 상기 제1 케이스의 내측 상면 둘레에 맞닿도록 대응되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 적어도 한 개 이상의 리브는 서로 이격되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 진공청소기는, 본체와, 상기 본체 내부에 마련되어 외부의 공기와 먼지를 흡입하도록 흡입력을 발생시키는 팬모터 어셈블리를 포함하고, 상기 팬모터 어셈블리는, 케이스와, 상기 케이스 내에 설치되어 흡입력을 형성하도록 마련되는 모터와, 상기 모터의 축에 설치되어 회전하는 임펠러와, 상기 모터에 의해 흡입된 공기를 가이드 하는 가이드 팬을 포함하고, 상기 가이드 팬은, 상기 케이스와 선 접촉하도록 마련되는 실링부재를 포함하고, 상기 실링부재는 그 상면에 원 둘레를 형성하도록 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 적어도 하나 이상의 리브는 상기 모터로부터 멀어지는 방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드팬은 흡입 공기의 압력을 상승시키는 디퓨저와 상기 디퓨저에 의해 압력이 상승된 공기를 상기 모터 방향으로 안내하도록 형성되는 리턴 베인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링부재는, 링 형상의 링 부재를 포함하고, 상기 링 부재의 상면 일측에 형성되는 제1 리브와, 상기 제1 리브로부터 이격되어 돌출 형성되는 제2 리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 디퓨저에는 상기 리턴베인이 결합된 수 있도록 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면 유동 손실을 최소화하여 모터의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 모터 효율을 향상시켜 진공청소기 품질을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 진공청소기를 개략적으로 나타내는 도면,
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 진공청소기에 설치된 팬모터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 도면,
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 팬모터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 분해 사시도,
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 팬모터 어셈블리의 가이드 팬을 개략적으로 나타내는 사시도,
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 팬모터 어셈블리의 가이드 팬을 개략적으로 나타내는 단면도,
도 6 은 도 5 의 A 부분의 확대도,
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 팬모터 어셈블리의 가이드 팬을 적용 시 유량 변화에 따른 진공도를 나타내는 그래프,
도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 팬모터 어셈블리의 가이드 팬을 적용 시 유량 변화에 따른 효율을 나타내는 그래프이다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 진공청소기를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 진공청소기에 설치된 팬모터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 팬모터 어셈블리를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 진공청소기(1)는 공기의 흡입력에 의해 대상면(바닥)의 이물질을 흡입하도록 마련되는 흡입부(11)와, 흡입부(11)에 흡입된 이물질이 포집되도록 마련되는 본체(10)를 포함한다.

본체(10)와 흡입부(11) 사이에는 본체(10)에서 발생되는 흡입력이 흡입부(11)에 전달될 수 있도록 연결호스(13)와 연결관(12)을 통해 연결되고, 연결호스(13)와 연결관(12) 사이에는 사용자가 손으로 잡을 수 있도록 손잡이(12a)가 마련될 수 있다.

연결호스(13)는 신축성 있는 주름관으로 형성되는 것이 바람직하며, 그 일단은 본체(10)에 연결되고 타단은 손잡이(12a)에 연결되어, 흡입부(11)가 본체(10)를 중심으로 일정 반경 내에서 자유롭게 움직일 수 있도록 하며, 연결관(12)은 소정 길이를 갖도록 형성되고 그 일단이 흡입부(11)에 연결되고 타단이 손잡이(12a)에 연결되어 사용자가 손잡이(12a) 잡고 흡입부(11)를 이동시켜 바닥의 이물질을 청소할 수 있도록 한다.

본체(10)의 저면에는 좌우측에 각각 대칭적으로 배치되는 구동바퀴(14)가 마련될 수 있다. 구동바퀴(14)는 사용자의 본체(10) 이동을 원활하게 하도록 마련된다.

본체(10)의 전방에는 연결호스(13)가 연결되어 흡입된 공기를 전달받을 수 있도록 되어 있으며, 후방에는 내부 집진부(20)에 의해 이물질이 걸러진 공기가 다시 본체(10) 외부로 배기될 수 있도록 배기구(10a)가 형성될 수 있다.

본체(10)의 내부에는 집진부(20)와, 흡입력을 발생시키도록 마련되는 팬모터 어셈블리(30)가 마련될 수 있다.

팬모터 어셈블리(30)는 케이스(31) 내에 설치되어 흡입력을 발생하도록 마련되는 모터(32)와, 모터(32)의 축에 설치되어 회전하는 임펠러(33)와, 모터(32)에 의해 흡입된 공기를 가이드 하는 가이드 팬(40)을 포함한다.

이때, 팬모터 어셈블리(30)는 본체(10) 내에서 회전축이 상하 방향으로 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 팬모터 어셈블리(30)의 하단에는 집진부(20)레서 걸러지지 않은 이물질을 거르기 위한 배기 필터(15)가 설치될 수 있다.

또, 이와 같은 팬모터 어셈블리(30)의 흡입측(34)은 연결배관(21)에 의해 집진부(20)의 토출측과 연결되어 집진부(20)에 흡입력을 발생시키게 된다.

본 실시예에 적용되는 임펠러(33)는 축 방향으로 공기를 흡입하여 반경방향으로 토출하는 원심팬으로 이루어져 있으며, 임펠러(33)로부터 토출된 공기는 모터(32)를 냉각한 후 모터(32)의 외측으로 배출된다.

케이스(31)는 모터(32)의 상부에 마련되는 제1 케이스(31a)와, 제1 케이스(31a)의 하측에서 결합되어 모터(32)의 하부에 마련되는 제2케이스(31)를 포함한다.

모터(32)는 회전자(미도시)와 고정자(미도시)를 구비하고, 외부에서 전류를 인가할 경우 회전자가 회전하며, 회전자의 회전은 모터축(미도시)에 전달되어 모터(32)를 회전시킨다.

모터(32)의 회전은 모터축 상단에 체결되는 임펠러(33)에 전달된다.

임펠러(33)의 회전 운동은 임펠러(33) 주변에 원심력을 제공하고, 이 원심력으로 임펠러(33) 중심의 공기를 임펠러(33) 가장자리, 즉 바깥쪽으로 토출하면서 흡입측(34)의 외기를 흡입할 수 있게 된다.

임펠러(33)는 모터축을 동심축으로 하여 소정의 간격으로 이격되어 있는 상판(33a)과 하판(33b)으로 구성되고, 상판(33a)과 하판(33b) 사이에 블레이드(33c)가 마련된다. 블레이드(33c)는 상판(33a)과 하판(33b) 사이에 방사상 방향으로 일정간격으로 배치되되, 각각의 블레이드(33c)는 일정한 곡률을 갖는 만곡형상으로 형성된다.

한편, 상판(33a)의 중심에는 임펠러(33)의 회전 운동으로 유입될 공기의 유입통로(33d)가 형성될 수 있다.

본 실시예에서 적용되는 임펠러(33)의 블레이드(33c)는 하판(33b)의 회전 중심으로부터 외측 방향으로 방사상의 나선 형상으로 뻗는 블레이드 패턴을 갖는 것을 예를 들어 도시하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 블레이드의 개수 및 곡률은 필요에 따라 다양하게 변경되어 형성될 수 있다.

임펠러(33)에 의해 흡입된 공기를 가이드 하기 위해 마련되는 가이드 팬(40)은 임펠러(33)를 회전 가능하게하도록 임펠러(33)의 외측에 소정 간격으로 이격되어 배열된다.

가이드 팬(40)은 흡입 공기의 압력을 상승시키는 제1 가이드부(41)와, 제1 가이드부(41) 상측에 마련되는 제2 가이드부(42)를 포함할 수 있다.

도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 팬모터 어셈블리의 가이드 팬을 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 팬모터 어셈블리의 가이드 팬을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 6 은 도 5 의 A 부분의 확대도이다.

도 4 내지 도 6 에 도시된 바와 같이, 팬모터 어셈블리(30)의 가이드 팬(40)은 제1 가이드부(41)와 제1 가이드부(41) 상측에 마련되는 제2 가이드부(42)를 포함한다.

케이스(31)는 모터(32)의 상부에 마련되는 제1 케이스(31a)와, 제1 케이스(31a)의 하측에서 모터(32)의 하부에 마련되는 제2케이스(31)를 포함할 수 있다.

제1 가이드부(41)는 원형의 판 부재(45)와, 판 부재(45)의 하측에 마련되는 디퓨저(46)를 포함할 수 있다.

디퓨저(46)는 임펠러(33)의 회전으로 흡입측(34)을 통해 고속으로 유입된 흡기를 모터(32) 측으로 안내하도록 마련된다.

제2 가이드부(42)는 링 형상의 링 부재(43)와, 제1 가이드부(41)의 디퓨저(46)에 의해 압력이 상승된 공기를 모터(32)측 방향으로 안내하도록 형성되는 리턴 베인(44)을 포함한다.

또, 제2 가이드부(42)는 케이스(31)와의 사이로 공기 유동이 발생되는 것을 방지하도록 선 접촉하는 실링부재(50)를 포함한다.

실링부재(50)는 링 부재(43) 상면에 돌출 형성되는 리브(51,52)를 포함할 수 있다. 리브(51,52)는 케이스(31) 상부를 형성하는 제1 케이스(31a)의 내면 상측 둘레와 맞닿도록 대응되게 형성되는 것이 바람직하다.

리브(51,52)는 링 부재(43)의 내측 원둘레를 형성하도록 돌출 형성되는 제1 리브(51)와, 링 부재(43)의 외측 원둘레를 형성하도록 돌출 형성되는 제2 리브(52)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 리브(51,52)는 링 부재(43)의 상면 내측단과 외측단에 각각 배치되는 것을 예를 들어 도시하였으나, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 리브의 개수는 링 부재의 크기와 케이스의 형상에 따라 변형 가능하게 형성될 수도 있다.

제1 가이드부(41)와 제2 가이드부(42)는 제1 가이드부(41)의 판 부재(45) 상면에 함몰되게 형성되는 결합홈(47)에 의해 분리 가능하게 결합될 수 있다.

따라서, 모터(32)에 외부 전원이 공급되면, 모터(32)의 회전 구동에 의해 임펠러(33)로 전달되고, 임펠러(33)는 회전하면서 흡입측(34) 주변 외기를 흡입하고, 흡입된 공기는 임펠러(33)의 원심력을 통해 흡입되어 가장자리를 향해 토출되고, 임펠러(33)로부터 토출되는 공기는 제1 가이드부(41)의 디퓨저(46)를 매개로 하여 모터(32) 측으로 가이드된다.

이때, 제2 가이드부(42)의 실링부재(50)는 제1 케이스(31) 내측과 선 접촉하여 공기의 유동 손실을 방지할 수 있다.

도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 팬모터 어셈블리의 가이드 팬을 적용 시 유량 변화에 따른 진공도를 나타내는 그래프이고, 도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 팬모터 어셈블리의 가이드 팬을 적용 시 유량 변화에 따른 효율을 나타내는 그래프이다.

도 7 내지 8 에 도시된 본 실시예에 따른 팬모터 어셈블리(30)의 가이드 팬(40)을 적용 한 구조(A)와 실링부재(50)를 구비하지 않는 가이드 팬(40)을 적용한 기존 구조(B)에 대한 진공도 및 효율을 시뮬레이션 진행한 결과, 본 실시예의 가이드 팬(40)을 적용한 구조(A)가 기존 구조(B) 보다 높은 진공도와 효율을 가지는 것으로 판명된다.

이상과 같이 본 발명의 이해를 위해 그 실시예를 기술하였으나, 당업자라면 알수 있듯이 본 발명은 본 명세서에 기술된 특정 실시예를 한정하는 것이 아니라, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변형, 변경 및 대체될 수 있다.

1 : 진공 청소기 10 : 본체
11 : 흡입부 30 : 팬모터 어셈블리
31 : 케이스 32 : 모터
33 : 임펠러 40 : 가이드 팬
41 : 제1 가이드부 42 : 제2 가이드부
43 : 링 부재 44 : 리턴 베인
45 : 판 부재 46 : 디퓨저
50 : 실링부재 51 : 제1 리브
52 : 제2 리브

Claims (11)

1. 케이스와,
   상기 케이스 내에 설치되어 흡입력을 형성하도록 마련되는 모터와,
   상기 모터의 축에 설치되어 회전하는 임펠러와,
   상기 모터에 의해 흡입된 공기를 가이드 하는 가이드 팬을 포함하고,
   상기 가이드 팬은,
   상기 케이스와의 사이로 공기 유동이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 그 상면에 돌출 형성되는 적어도 한개 이상의 리브로 구성되는 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬모터 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가이드 팬은 흡입 공기의 압력을 상승시키는 디퓨저를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬모터 어셈블리.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 가이드 팬은 상기 디퓨저에 의해 압력이 상승된 공기를 상기 모터 방향으로 안내하도록 형성되는 리턴 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 팬모터 어셈블리.
4. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 한개 이상의 리브는 상기 모터로부터 멀어지는 방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 팬모터 어셈블리.
5. 제1항에 있어서,
   상기 케이스는,
   상기 모터의 상부에 마련되는 제1 케이스와,
   상기 모터의 하부에 마련되는 제2 케이스를 포함하고,
   상기 실링부재는 상기 제1 케이스의 내측 상면 둘레에 맞닿도록 대응되게 형성되는 것을 특징으로 하는 팬모터 어셈블리.
6. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 한 개 이상의 리브는 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 팬모터 어셈블리.
7. 본체와,
   상기 본체 내부에 마련되어 외부의 공기와 먼지를 흡입하도록 흡입력을 발생시키는 팬모터 어셈블리를 포함하고,
   상기 팬모터 어셈블리는,
   케이스와,
   상기 케이스 내에 설치되어 흡입력을 형성하도록 마련되는 모터와,
   상기 모터의 축에 설치되어 회전하는 임펠러와,
   상기 모터에 의해 흡입된 공기를 가이드 하는 가이드 팬을 포함하고,
   상기 가이드 팬은,
   상기 케이스와 선 접촉하도록 마련되는 실링부재를 포함하고, 상기 실링부재는 그 상면에 원 둘레를 형성하도록 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 적어도 하나 이상의 리브는 상기 모터로부터 멀어지는 방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 가이드팬은 흡입 공기의 압력을 상승시키는 디퓨저와 상기 디퓨저에 의해 압력이 상승된 공기를 상기 모터 방향으로 안내하도록 형성되는 리턴 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 실링부재는,
    링 형상의 링 부재를 포함하고,
    상기 링 부재의 상면 일측에 형성되는 제1 리브와, 상기 제1 리브로부터 이격되어 돌출 형성되는 제2 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 디퓨저에는 상기 리턴베인이 결합된 수 있도록 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공청소기.

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