KR100408998B1 - 진공 청소기의 파워 브러시용 구동모터 - Google Patents

진공 청소기의 파워 브러시용 구동모터 Download PDF

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KR100408998B1 KR10-2001-0001037A KR20010001037A KR100408998B1 KR 100408998 B1 KR100408998 B1 KR 100408998B1 KR 20010001037 A KR20010001037 A KR 20010001037A KR 100408998 B1 KR100408998 B1 KR 100408998B1
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Abstract

본 발명의 진공 청소기의 파워 브러쉬용 구동모터는 파워 브러쉬를 포함하는 흡입구 케이스에 고정되는 모터 하우징과, 일단이 상기 파워 브러쉬와 동일축 상에 연결되는 샤프트와, 상기 샤프트와 일체로 연결되는 로터와, 상기 로터에 장착된 회전운동용 마그네트와, 상기 모터 하우징에 고정되는 스테이터와, 상기 스테이터에 장착되어 전원이 인가되면 상기 회전운동용 마그네트를 회전시키는 회전운동용 코일과, 상기 샤프트의 타단에 장착된 도체와, 상기 도체와 소정의 간격을 두고 배치되어 전원이 인가되면 상기 도체를 직선 운동시키는 전자석을 포함하여 구성되고, 상기 전자석의 코일에 전원을 단속적으로 인가함에 따라 상기 파워 브러쉬가 회전운동뿐만 아니라 직선 운동도 가능토록 하여 바닥의 먼지 및 파워 브러쉬의 틈새공간에 존재하는 먼지를 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

진공 청소기의 파워 브러시용 구동모터{Power brush motor of vacuum cleaner}
본 발명은 진공 청소기의 파워 브러쉬용 구동모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파워 브러쉬가 회전운동뿐만 아니라 직선 왕복운동 가능하도록 하여 먼지 제거능력을 향상시킬 수 있는 진공 청소기용 파워 브러쉬용 모터에 관한 것이다.
일반적으로 진공 청소기는 도 1에 도시된 바와 같이, 공기의 흡입력에 의해 먼지나 기타 이물질을 흡입하도록 본체(100)의 하측에 설치되는 흡입부(200)와, 상기 흡입부(200)로 먼지가 흡입되도록 흡입력을 부여하는 송풍기구(300)와, 상기 송풍기구(300)의 송풍력에 의해 흡입된 먼지가 저장되도록 본체(100)의 내측에 설치되는 포집주머니(400)와, 흡입부(200)로부터 포집된 먼지 및 이물질이 포집주머니(400)로 이송되는 이송구(500)와, 상기 흡입부(200)의 일측에 설치되어 바닥의 먼지를 털어내는 역할을 하는 파워 브러쉬 어셈블리(600)로 이루어진다.
도 2는 종래 기술에 따른 파워 브러쉬 어셈블리의 구성도이다.
종래의 파워 브러쉬 어셈블리는 먼지 및 기타 이물질을 흡입하는 흡입구(102)가 형성되는 흡입구 케이스(104)와, 이 흡입구 케이스(104)에 회전 가능하게 설치되어 바닥에 쌓인 먼지를 털어내는 역할을 하는 파워 브러쉬(106)와, 상기 흡입구 케이스(4)의 내측면에 고정되어 회전력을 발생시키는 구동모터(108)와, 상기 구동모터(108)의 회전력을 파워 브러쉬(106)로 전달하는 동력 전달기구로 이루어진다.
여기에서, 파워 브러쉬(106)는 그 외주면으로 브러쉬부재(112)가 일정 간격을 갖고 나선형태로 돌출되어 회전되면서 먼지를 털어내는 역할을 하고, 양쪽 끝부분에서 회전축(110)이 돌출되어 흡입구 케이스(104)에 양측이 회전 가능하게 끼워지고, 이 회전축(110)과 흡입구 케이스(104) 사이에는 슬리브(114)가 끼워져 파워 브러쉬(106)를 회전 가능하게 지지하고, 그 일측에 파워 브러쉬(106)에 회전력을 부여하는 구동모터(108) 및 동력 전달기구가 연결된다.
상기 구동모터(108)는 상기 흡입구 케이스(104)에 고정되는 모터 하우징(108a)과, 일단이 모터 하우징(108a) 내측에 배치되고 타단이 모터 하우징(108a)에 외측에 배치되도록 모터 하우징(108a)에 회전가능하게 결합되는 샤프트(116)와, 상기 샤프트(116)를 회전시키는 로터(108b)와, 이 로터(108b)의 둘레에 로터와 일정 간격을 두고 배치되는 스테이터(108c)로 구성된다.
상기 동력 전달기구는 구동모터(108)의 샤프트(116)에 고정되어 회전되는 구동풀리(118)와, 상기 파워 브러쉬(106)의 일측에 고정되는 피동풀리(120)와, 상기 구동풀리(118)와 피동풀리(120) 사이에 감겨져 구동풀리(118)의 구동력을 피동풀리(120)측으로 전달하는 벨트(124)로 구성된다.
이와 같이 구성된 파워 브러쉬 어셈블리에서 상기 구동모터(108)는 상기 스테이터(108c)에 전원이 인가되면 권선 코일에 의해 회전 자계가 발생되어 상기 로터(108b)의 영구자석에 의한 자계와 상호 작용력에 의해 샤프트(116)를 회전시킨다. 상기 샤프트(116)가 회전되면 상기 구동풀리(118)를 회전되고, 상기 구동풀리(118)와 벨트(124)로 연결된 피동풀리(120)가 회전되면서 최종적으로 파워브러쉬(106)가 회전시켜 바닥에 쌓인 먼지를 털어내는 역할을 수행한다.
그러나, 상기한 바와 같이 이루어진 종래의 진공 청소기용 파워 브러쉬 어셈블리는 회전력을 발생시키는 구동모터(108)에 따라 파워 브러쉬(106)가 회전운동에 의해서만 먼지를 제거하기 때문에 브러쉬 부재(112) 사이의 틈새공간에 존재하는 먼지는 제거되지 못하므로 먼지 제거성능이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 파워 브러쉬를 회전운동뿐만 아니라 직선 왕복 운동 가능하게 하여 브러쉬 사이의 틈새 공간에서의 먼지 제거를 할 수 있고 청소 성능을 향상시킬 수 있는 진공 청소기의 파워 브러쉬용 구동모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 진공청소기의 주요부 구성을 나타내 개략도,
도 2는 종래 기술에 따른 파워 브러시 어셈블리의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 진공 청소기의 파워 브러쉬와 구동모터의 연결 상태를 나타낸 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 구동모터의 일 실시예를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 구동모터의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
1: 흡입구 케이스 4: 브러쉬
10: 구동모터 12: 모터 하우징
20: 샤프트 24: 로터
28: 회전운동용 마그네트 30: 스테이터
34: 회전운동용 코일 40: 도체
46: 전자석
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 진공 청소기의 파워 브러쉬용 구동모터는 파워 브러쉬를 포함하는 흡입구 케이스의 내면 일측에 고정되는 모터 하우징과, 상기 모터 하우징을 관통되고 일단이 상기 파워 브러쉬와 동일축 상에 연결되는 샤프트와, 상기 샤프트와 일체로 연결되는 로터와, 상기 로터에 장착되어 회전운동을 위한 자계를 형성하는 회전운동용 마그네트와, 상기 회전운동용 마그네트의 외측 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 상기 모터 하우징에 고정되는 스테이터와, 상기 스테이터에 장착되어 전원이 인가되면 상기 회전운동용 마그네트를 회전시키는 회전운동용 코일과, 상기 샤프트의 타단에 장착된 도체와, 상기 도체와 소정의 간격을 두고 배치되어 전원이 인가되면 상기 도체를 직선 운동시키는 전자석을 포함하여 구성되고, 상기 모터 하우징은 중앙에 상기 샤트프가 회전 가능하게 관통될 수 있도록 관통홀이 형성됨과 아울러 상기 관통홀 둘레에 상기 스테이터가 고정되는 제 1 커버부재와, 상기 제 1 커버부재에 결합되어 스테이터 및 로터를 둘러싸고 상기 샤프트가 회전 가능하게 관통되는 관통홀이 형성된 제 2 커버부재와, 상기 전자석이 상기 제 2 커버부재의 외측에 배치될 수 있도록 상기 전자석을 둘러싸고 상기 제 2 커버부재에 고정되는 제 3 커버부재로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 진공 청소기의 파워 브러쉬와 구동모터의 연결 상태를 나타낸 구성도이다.
본 발명에 의한 진공 청소기의 파워 브러쉬용 구동모터는 도 3에 도시된 바와 같이, 파워 브러쉬(4)를 포함하는 흡입구 케이스(1)의 내면 일측에 고정되어 상기 파워 브러쉬(4)를 회전시키거나 직선이동시키거나 회전운동시키면서 직선이동 시킨다.
상기 파뤄 브러쉬(4)는 그 외주면으로 브러쉬부재(5)가 일정 간격을 갖고 나선형태로 돌출되고, 양측에 회전축(6,8)이 둘출되어 일측 회전축(6)은 상기 흡입구 케이스(1)에 슬리이브 베어링(7)으로 회전 가능하게 연결되고, 타측 회전축(8)은 구동모터(10)와 커플링(9)으로 연결된다.
도 4는 본 발명에 따른 구동모터의 일실시예를 나타낸 단면도이다.
상기 구동모터(10)는 도 4에 도시된 바와 같이, 흡입구 케이스(1)의 내면 일측에 고정되는 모터 하우징(12)과, 상기 모터 하우징(12)을 관통되고, 일단이 상기 파워 브러쉬(4)와 동일축 상에 연결되는 샤프트(20)와, 상기 샤프트(20)와 일체로 연결되는 로터(24)와, 상기 로터(24)에 장착되어 회전운동을 위한 자계를 형성하는 회전운동용 마그네트(28)와, 상기 회전운동용 마그네트(28)의 외측 둘레방향으로소정의 간격을 두고 상기 모터 하우징(12)에 고정되는 스테이터(30)와, 상기 스테이터(30)에 장착되어 전원이 인가되면 상기 회전운동용 마그네트(28)를 회전시키는 회전운동용 코일(34)과, 상기 샤프트(20)의 타단에 장착된 도체(40)와, 상기 도체(40)와 소정의 간격을 두고 배치되어 전원이 인가되면 상기 도체(40)를 직선 운동시키는 전자석(46)을 포함하여 구성된다.
상기 모터 하우징(12)은 상기 흡입구 케이스(1)의 일면에서 상기 파워 브러쉬(4)를 향해 돌출되는 홀더(11)에 의해 고정되고, 상기 홀더(11)와 모터 하우징(12)은 그 각각에 볼트홀(11a,12a)이 형성되어 볼트(13)에 의해 고정된다.
또한, 상기 모터 하우징(12)은 중앙에 상기 샤트프(20)가 회전 가능하게 관통될 수 있도록 관통홀(14a)이 형성되고, 상기 관통홀 둘레에 상기 스테이터가 볼트(14b)에 의해 고정되는 제 1 커버부재(14)와, 상기 제 1 커버부재(14)에 상기 볼트(13)에 의해 결합되어 상기 스테이터(30) 및 로터(24)를 둘러싸고 상기 샤프트(20)가 회전 가능하게 관통되는 관통홀(16a)이 형성된 제 2 커버부재(16)와, 상기 전자석(46)이 상기 제 2 커버부재(16)의 외측에 배치될 수 있도록 상기 전자석(46)을 둘러싸고 상기 제 2 커버부재(16)에 체결수단에 의해 고정되는 제 3 커버부재(18)로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 커버부재(14)와 샤프트(20)의 사이에는 제 1 슬리이브 베어링(42a) 및 레이디엘 베어링(44a)이 설치되고, 상기 로터(24)와 제 1 슬리이브 베어링(42a)의 사이에는 원통형 홈(49a)이 형성되어 일단이 상기 제 1 슬리브 베어링(42a)에 접촉되고 타단이 상기 로터(24)에 접촉되는 제 1 코일스프링(48a)이 상기 원통형 홈(49a)에 끼워진다.
그리고, 상기 제 2 커버부재(16)와 샤프트(20)의 사이에는 제 2 슬리이브 베어링(42b) 및 스러스트 베어링(44b)이 설치되고, 상기 로터(24)와 제 2 슬리이브 베어링(42b)의 사이에는 원통형 홈(49b)이 형성되어 일단이 상기 제 2 슬리브 베어링(42b)에 접촉되고 타단이 상기 로터(24)에 접촉되는 제 2 코일스프링(48b)이 상기 원통형 홈(49b)에 끼워진다.
상기 체결수단은 상기 제 2 커버부재(16)와 제 3 커버부재(18)에 형성된 볼트홀(16b,18a)과, 상기 볼트홀부(16b,18a)를 관통하는 볼트(19)로 구성된다.
여기서, 상기 전자석(46)은 철심(47)과 상기 철심(47) 둘레에 조밀하게 감긴 코일(48)로 이루어진 일반적인 것으로, 상기 코일(48)에 전기를 인가시키면 철심(47)에 자력이 생성되도록 하여 인접한 위치의 도체(40)를 끌어당긴다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
청소작업을 위해 회전운동용 코일(34)에 전원이 인가되면 상기 회전운동용 코일(34)에 형성되는 회전자계와 회전운동용 마그네트(28)에 의한 자계와의 상호 작용력에 의해 로터(24)는 회전되고, 이때 로터(24)와 일체로 연결된 상기 샤프트(20)가 회전된다. 그러면, 상기 샤프트의 회전력이 상기 커플링(9)을 통해 파워 브러쉬(4)에 전달되고, 상기 브러쉬부재(5)가 회전되면서 바닥의 먼지를 부양시켜 먼지 제거 작업이 수행된다.
그리고, 이와 동시에 전자석(46)의 코일(48)에 전원을 인가하게 되면, 상기 철심(47)은 자력에 의해 상기 도체(40)를 끌어당기고, 상기 도체(40)의 이동에 따라 상기 샤프트(20)는 상기 제 2 코일스프링(48b)을 압축시키면서 상기 철심(48)을 향해 직선이동되어 상기 파워 브러쉬(4)를 직선운동시킨다.
여기서, 상기 전자석(46)의 코일(48)에 전원을 단속적으로 인가시키면, 상기 도체(40) 및 샤프트(20)는 상기 전자석(46)의 인력과 상기 제 1,2 코일스프링(48a,48b)의 탄성력에 의해 직선왕복운동 하게 되고, 상기 파워 브러쉬(4)는 회전과 직선 왕복운동이 동시에 이루어져 바닥의 먼지는 물론 상기 브러쉬부재(5) 사이의 틈새공간에 존재하는 먼지를 보다 더 효율적으로 부양시키게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 구동모터의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
본 실시예의 구동모터는 상기 구동모터(60)는 도 5에 도시된 바와 같이, 흡입구 케이스(1)의 내면 일측에 고정되는 모터 하우징(12)과, 상기 모터 하우징(12)을 관통되고, 일단이 상기 파워 브러쉬(4)와 동일축 상에 연결되는 샤프트(20)와, 상기 샤프트(20)와 일체로 연결되는 로터(24)와, 상기 로터(24)에 장착되어 회전운동을 위한 자계를 형성하는 회전운동용 마그네트(28)와, 상기 회전운동용 마그네트(28)의 외측 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 상기 모터 하우징(12)에 고정되는 스테이터(30)와, 상기 스테이터(30)에 장착되어 전원이 인가되면 상기 회전운동용 마그네트(28)를 회전시키는 회전운동용 코일(34)과, 상기 샤프트(20) 타단의 원주방향 둘레면에 장착되어 직선운동을 위한 자계를 형성하는 직선운동용 마그네트(70)와, 상기 직선운동용 마그네트(70)의 외측 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 전원이 인가되면 상기 직선운동용 마그네트(70)를 직선 운동시키는 직선운동용 코일(80)을 포함하여 구성되고, 기타의 구성은 상기 일 실시예와 동일하다.
본 실시예에서는 상기 일 실시예의 경우와 같이 회전운동용 코일(34)에 전원이 인가되면 상기 회전운동용 코일(34)에 형성되는 회전자계와 회전운동용 마그네트(28)에 의한 자계와의 상호 작용력에 의해 로터(24)는 회전되고, 이때 로터(24)와 일체로 연결된 상기 샤프트(20)와 상기 샤프트에 연결된 파워 브러쉬(4)는 회전되어 상기 파워 브러쉬(4)가 바닥의 먼지를 부양시킨다.
그리고, 이와 동시에 직선운동용 코일(80)에 전원을 인가하게 되면, 상기 직선운동용 마그네트(70) 및 샤프트(20)는 직선운동용 코일(80)에 형성되는 자계와 직선운동용 마그네트(70)에 의한 자계와의 상호 작용력과 코일스프링(48a,49a)의 탄성력에 의해 직선 왕복 운동되어 상기 파워 브러쉬(4)를 직선 왕복 운동시킴에 따라, 상기 파워 브러쉬(4)는 회전되면서 직선 왕복 운동되어 청소 능력을 향상되게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 진공 청소기의 파워 브러쉬용 구동모터는 흡입구 케이스에 설치된 파워 브러쉬를 회전운동뿐만 아니라 직선 운동도 가능토록 하여, 바닥의 먼지 및 파워 브러쉬의 틈새공간에 존재하는 먼지를 효율적으로 제거할 수 있고, 그로 인해 청소성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (7)

  1. 파워 브러쉬를 포함하는 흡입구 케이스의 내면 일측에 고정되는 모터 하우징과, 상기 모터 하우징을 관통되고 일단이 상기 파워 브러쉬와 동일축 상에 연결되는 샤프트와, 상기 샤프트와 일체로 연결되는 로터와, 상기 로터에 장착되어 회전운동을 위한 자계를 형성하는 회전운동용 마그네트와, 상기 회전운동용 마그네트의 외측 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 상기 모터 하우징에 고정되는 스테이터와, 상기 스테이터에 장착되어 전원이 인가되면 상기 회전운동용 마그네트를 회전시키는 회전운동용 코일과, 상기 샤프트의 타단에 장착된 도체와, 상기 도체와 소정의 간격을 두고 배치되어 전원이 인가되면 상기 도체를 직선 운동시키는 전자석을 포함하여 구성되고,
    상기 모터 하우징은 중앙에 상기 샤트프가 회전 가능하게 관통될 수 있도록 관통홀이 형성됨과 아울러 상기 관통홀 둘레에 상기 스테이터가 고정되는 제 1 커버부재와, 상기 제 1 커버부재에 결합되어 스테이터 및 로터를 둘러싸고 상기 샤프트가 회전 가능하게 관통되는 관통홀이 형성된 제 2 커버부재와, 상기 전자석이 상기 제 2 커버부재의 외측에 배치될 수 있도록 상기 전자석을 둘러싸고 상기 제 2 커버부재에 고정되는 제 3 커버부재로 구성된 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 파워 브러쉬용 구동모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터 하우징은 상기 흡입구 케이스의 일면에서 상기 파워 브러쉬를 향해 돌출되는 홀더에 의해 고정되고, 상기 홀더와 모터 하우징은 그 각각에 볼트홀이 형성되어 볼트에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 파워 브러쉬용 구동모터.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 커버부재와 샤프트의 사이에는 슬리이브 베어링 및 레이디엘 베어링이 설치되고, 상기 로터와 슬리이브 베어링의 사이에는 원통형 홈이 형성되어 일단이 상기 슬리브 베어링에 접촉되고 타단이 상기 로터에 접촉되는 코일스프링이 상기 원통형 홈에 끼워진 것을 특징으로 하는 진공청소기의 파워 브러쉬용 구동모터.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 커버부재와 샤프트의 사이에는 슬리이브 베어링 및 레이디엘 베어링이 설치되고, 상기 로터와 슬리이브 베어링의 사이에는 원통형 홈이 형성되어 일단이 상기 슬리브 베어링에 접촉되고 타단이 상기 로터에 접촉되는 코일스프링이 상기 원통형 홈에 끼워진 것을 특징으로 하는 진공청소기의 파워 브러쉬용 구동모터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 커버부재 및 제 3 커버부재에는 볼트홀부가 형성되고, 상기 볼트홀부를 관통하는 볼트에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 파워 브러쉬용 구동모터.
  7. 파워 브러쉬를 포함하는 흡입구 케이스의 내면 일측에 고정되는 모터 하우징과, 상기 모터 하우징을 관통되고 일단이 상기 파워 브러쉬와 동일축 상에 연결되는 샤프트와, 상기 샤프트와 일체로 연결되는 로터와, 상기 로터에 장착되어 회전운동을 위한 자계를 형성하는 회전운동용 마그네트와, 상기 회전운동용 마그네트의 외측 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 상기 모터 하우징에 고정되는 스테이터와, 상기 스테이터에 장착되어 전원이 인가되면 상기 회전운동용 마그네트를 회전시키는 회전운동용 코일과, 상기 샤프트 타단의 원주방향 둘레면에 장착되어 직선운동을 위한 자계를 형성하는 직선운동용 마그네트와, 상기 직선운동용 마그네트의 외측 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 전원이 인가되면 상기 직선운동용 마그네트를 직선 운동시키는 직선운동용 코일을 포함하여 구성되고,
    상기 모터 하우징은 중앙에 상기 샤트프가 회전 가능하게 관통될 수 있도록 관통홀이 형성됨과 아울러 상기 관통홀 둘레에 상기 스테이터가 고정되는 제 1 커버부재와, 상기 제 1 커버부재에 결합되어 스테이터 및 로터를 둘러싸고 상기 샤프트가 회전 가능하게 관통되는 관통홀이 형성된 제 2 커버부재와, 상기 직선운동용 코일이 상기 제 2 커버부재의 외측에 배치될 수 있도록 상기 직선운동용 코일을 둘러싸고 상기 제 2 커버부재에 고정되는 제 3 커버부재로 구성된 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 파워 브러쉬용 구동모터.
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