KR100633431B1 - Impeler and motor assembly having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주파수 범위 8~10KHz의 피크(Peak)치 소음을 감소시킬 수 있는 진공청소기용 임펠러와 이를 구비한 모터 조립체 및 진공청소기에 관한 것이다. 본 발명에 의한 진공청소기용 임펠러는 원판형상의 하판과, 하판으로부터 일정 거리 이격되어 설치되며 하판과 동일한 직경을 가지며 중앙에 공기흡입구가 형성된 상판 및 상판과 하판 사이에 방사상으로 개재되며 외측 단의 양측 모서리가 모따기 가공된 복수의 공기안내부재를 포함한다. The present invention relates to a vacuum cleaner impeller, a motor assembly and a vacuum cleaner having the same that can reduce the peak (peak) noise of the frequency range of 8 ~ 10KHz. The vacuum cleaner impeller according to the present invention is installed in a disk-shaped lower plate and spaced apart from the lower plate by a predetermined distance and has the same diameter as the lower plate and is radially interposed between the upper plate and the upper plate and the lower plate having an air inlet formed in the center, and both sides of the outer end. The edges include a plurality of air guide members chamfered.
임펠러, 모따기, 상판, 소음, 주파수, 모터 조립체, Impeller, chamfer, tops, noise, frequency, motor assembly,
Description
도 1은 종래 기술에 의한 모터 조립체를 개략적으로 나타낸 단면도, 1 is a cross-sectional view schematically showing a motor assembly according to the prior art,
도 2는 도 1의 모터 조립체에 사용되는 진공청소기용 임펠러를 나타낸 사시도,Figure 2 is a perspective view of the impeller for the vacuum cleaner used in the motor assembly of Figure 1,
도 3은 임펠러가 디퓨저 내측에서 회전하는 모습을 나타낸 평면도,3 is a plan view showing the impeller rotating inside the diffuser,
도 4는 컴퓨터 시뮬레이션의 유동해석을 통해 찾은 임펠러의 소음원을 보여주는 도면,4 is a view showing the noise source of the impeller found through the flow analysis of the computer simulation,
도 5는 본 발명에 의한 진공청소기용 임펠러의 제1실시예를 나타낸 사시도,5 is a perspective view showing a first embodiment of an impeller for a vacuum cleaner according to the present invention;
도 6은 도 5의 제1실시예에 의한 진공청소기용 임펠러의 정면도,6 is a front view of the impeller for the vacuum cleaner according to the first embodiment of FIG.
도 7은 도 5의 제1실시예에 의한 진공청소기용 임펠러의 공기안내부재의 모따기를 설명하기 위한 도면,7 is a view for explaining the chamfer of the air guide member of the impeller for vacuum cleaner according to the first embodiment of FIG.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 의한 임펠러를 구비한 모터 조립체를 나타낸 도면,8 is a view showing a motor assembly having an impeller according to a first embodiment of the present invention;
도 9는 소음비교실험에 사용된 제1피실험 임펠러의 공기안내부재를 나타낸 도면,9 is a view showing the air guide member of the first experimental impeller used in the noise comparison experiment,
도 10은 도 9의 공기안내부재와 본 발명의 일 실시예에 의한 공기안내부재에 의한 소음비교실험에 의한 결과를 나타낸 그래프,10 is a graph showing the results of the noise comparison test by the air guide member and the air guide member according to an embodiment of the present invention of FIG.
도 11은 소음비교실험에 사용된 제2피실험 임펠러의 공기안내부재를 나타낸 도면,11 is a view showing the air guide member of the second test impeller used in the noise comparison experiment,
도 12는 도 11의 공기안내부재와 본 발명의 일 실시예에 의한 공기안내부재에 의한 소음비교실험에 의한 결과를 나타낸 그래프,12 is a graph showing the results of the noise comparison experiment by the air guide member of Figure 11 and the air guide member according to an embodiment of the present invention,
도 13은 본 발명에 의한 진공청소기용 임펠러의 제2실시예를 나타낸 사시도,13 is a perspective view showing a second embodiment of the impeller for a vacuum cleaner according to the present invention;
도 14는 도 13의 제2실시예에 의한 진공청소기용 임펠러의 부분 정면도,14 is a partial front view of the impeller for the vacuum cleaner according to the second embodiment of FIG.
도 15는 본 발명의 제2실시예에 의한 임펠러를 구비한 모터 조립체를 나타낸 도면,15 is a view showing a motor assembly having an impeller according to a second embodiment of the present invention;
도 16은 종래기술에 의한 임펠러와 본 발명의 제2실시예에 의한 임펠러의 소음비교실험 결과를 나타낸 그래프,16 is a graph showing the noise comparison test results of the impeller according to the second embodiment of the present invention and the prior art,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 모터 조립체를 구비한 진공청소기의 일실시예를 나타낸 도면이다.17 is a view showing an embodiment of a vacuum cleaner having a motor assembly according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100,100'; 모터 조립체 101; 모터100,100 ';
102; 모터축 110,110'; 임펠러102; Motor shaft 110,110 '; Impeller
111; 하판 112,112'; 상판111; Bottom 112,112 '; Tops
113; 공기안내부재 115; 공기흡입구113;
120; 디퓨저 200; 진공청소기120; Diffuser 200; Vacuum cleaner
210; 흡입브러쉬 220; 연장관210;
230; 본체 231; 모터실230;
본 발명은 진공청소기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공청소기용 모터 조립체에 사용되는 임펠러에 관한 것이다. The present invention relates to a vacuum cleaner, and more particularly, to an impeller used in a motor assembly for a vacuum cleaner.
일반적으로, 진공청소기는 부분 진공을 발생시키고 이를 이용하여 오물 등을 포집하는 장치이다. 따라서, 진공청소기는 부분 진공을 발생시키기 위한 모터 조립체를 구비하고 있다. 부분 진공은 모터에 의해 회전하는 임펠러에 의해 공기가 흡입됨으로써 발생한다. In general, a vacuum cleaner generates a partial vacuum and uses the same to collect dirt and the like. Thus, the vacuum cleaner has a motor assembly for generating a partial vacuum. Partial vacuum is generated by the intake of air by an impeller rotating by a motor.
첨부된 도 1은 종래 기술에 의한 모터 조립체의 개략 단면도이고, 도 2는 도 1의 임펠러를 나타낸 사시도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a motor assembly according to the prior art, and FIG. 2 is a perspective view of the impeller of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 의한 모터 조립체(1)는 모터(10), 모터(10)에 의해 회전하는 임펠러(20), 임펠러(20)에 의해 흡입된 공기를 모터(10) 쪽으로 유도하는 디퓨저(30)를 포함한다.1 and 2, the
임펠러(20)는 하판(21), 상판(22), 복수의 공기안내부재(23)를 포함한다. 하판(21)은 원판형상이며, 모터(10)의 모터축(11)에 설치된다. 상판(22)은 하판(21)에 대응되는 원판형상으로 하판(21)과 거의 동일한 직경을 갖도록 성형된다. 상판(22)의 중앙에는 공기가 흡입되는 공기흡입구(25)가 마련된다. 복수의 공기안내부재(23)는 상판(22)과 하판(21) 사이에 방사상으로 일정 간격으로 개재된다. 각 각의 공기안내부재(23)는 통상 일정한 곡률을 갖는 곡선형 띠형상으로 성형된다. 이때, 하판(21) 및 상판(22)의 외주쪽에 위치하는 공기안내부재(23)의 일단(23a)은 양 모서리가 직각을 이루고 있다. 또, 공기안내부재(23)의 길이는 공기안내부재(23)의 일단(23a)이 상판(22)과 하판(21)의 외주보다 안쪽에 위치하고, 그 타단이 상판(22)의 공기흡입구(25)의 바깥쪽에 위치하는 길이로 정해진다.The
디퓨저(30)는 임펠러(20)의 외측에 임펠러(20)가 회전할 수 있도록 일정한 간격을 두고 임펠러(20)와 동심원 상으로 모터(10)의 상단에 설치된다. 디퓨저(30)는 임펠러(20)로 흡입되어 배출되는 공기를 모터(10) 쪽으로 안내하는 복수의 가이드부재가 마련되어 있다.The
상기와 같은 구성을 갖는 종래의 모터 조립체의 작용에 대하여 첨부된 도1 및 도 2를 참조하여 설명한다.The operation of the conventional motor assembly having the above configuration will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
모터 조립체(1)의 모터(10)가 회전하면, 모터축(11)에 설치된 임펠러(20)의 하판(21)에 의해 임펠러(20)가 회전하게 된다. 임펠러(20)가 회전하면, 임펠러 상판(22)의 공기흡입구(25)와 연통된 흡입브러쉬(미도시)의 오물흡입구를 통해 먼지나 오물 등을 포함한 공기가 흡입된다. 공기에 함유된 오물 등은 미도시된 집진실의 오물포집유닛을 지나며 제거되고, 깨끗한 공기만 임펠러(20)의 공기흡입구(25)로 인입된다. 공기흡입구(25)로 인입된 공기는 복수의 공기안내부재(23)를 따라 디퓨져(30) 쪽으로 배출된다. 디퓨저(30)로 배출된 공기는 모터(10)를 냉각시키고 미도시된 본체의 배출구를 통해 진공청소기의 외부로 배출된다.When the
그런데, 이와 같은 모터 조립체(1)의 공기흡입력을 이용하여 오물을 포집하는 진공청소기는 고속으로 회전하는 모터(10)로 인해 상당히 큰 소음을 발생시킨다는 문제점이 있다. 이러한 소음을 줄이기 위해 모터 조립체를 통해 배출되는 공기의 유로를 변경시키거나, 흡음부재를 설치하는 등의 다양한 방법이 발명되어 사용되고 있으나 완벽하게 소음을 줄이지 못하고 있다. 특히, 청소시 소비자의 불쾌감을 해소하기 위해서는 모터 조립체(1)의 임펠러(20) 회전시 발생하는 소음 중에서 주파수 범위 8~10KHz의 피크(Peak)치 소음을 저감시킬 필요가 있다.By the way, there is a problem that the vacuum cleaner for collecting the dirt by using the air suction input of the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 임펠러의 회전시 발생하는 소음 중에서 주파수 범위 8~10KHz의 피크(Peak)치 소음 및 전체적인 소음을 저감시킬 수 있는 진공청소기용 임펠러를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made in view of the above problems, it provides a vacuum cleaner impeller that can reduce the peak (peak) noise and overall noise of the frequency range of 8 ~ 10KHz among the noise generated during the rotation of the impeller. There is a purpose.
본 발명의 다른 목적은, 소음을 줄일 수 있도록 상기와 같은 진공청소기용 임펠러를 구비하는 모터 조립체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a motor assembly having an impeller for a vacuum cleaner as described above so as to reduce noise.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 원판형상의 하판; 상기 하판으로부터 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 하판과 동일한 직경을 가지며 중앙에 공기흡입구가 형성된 상판; 및 상기 상판과 하판 사이에 방사상으로 개재되며, 외측 단의 양측 모서리가 모따기 가공된 복수의 공기안내부재;를 포함하는 진공청소기용 임펠러를 제공함으로써 달성된다. An object of the present invention as described above, the disk-shaped lower plate; An upper plate installed at a predetermined distance from the lower plate, the upper plate having the same diameter as the lower plate and having an air inlet at the center thereof; And a plurality of air guide members radially interposed between the upper plate and the lower plate, the both side edges of the outer ends of which are chamfered.
이때, 상기 모따기는 을 만족하도록 하는 것이 바람직하다. 여기서, B는 공기안내부재의 폭 방향의 모따기 길이이고, C는 공기안내부재의 폭이다.In this case, the chamfer It is desirable to satisfy. Here, B is the chamfer length in the width direction of the air guide member, C is the width of the air guide member.
또한, 상기 복수의 공기안내부재는 상기 상판과 하판에 코깅(cogging)접합된다.In addition, the plurality of air guide members are cogging (cogging) bonded to the upper plate and the lower plate.
그리고, 상기 모따기는 상기 공기안내부재의 길이 방향의 모따기 길이가 상기 코깅접합의 최외각 코깅부의 위치보다 작도록 가공되는 것이 바람직하다. 또는, 상기 길이 방향의 모따기 길이는 1.5 ~ 3mm로 하는 것이 바람직하다.The chamfer is preferably processed such that the length of the chamfer in the longitudinal direction of the air guide member is smaller than the position of the outermost cogging portion of the cogging junction. Alternatively, the chamfer length in the longitudinal direction is preferably 1.5 to 3 mm.
본 발명의 다른 측면에서, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 원판형상의 하판; 상기 하판 상측에 방사상으로 설치되며, 외측 단의 양측 모서리가 모따기 가공된 복수의 공기안내부재; 및 상기 복수의 공기안내부재 상측에 설치되며, 상기 복수의 공기안내부재의 모따기 가공의 시작점에 대응되는 직경을 가지며 중앙에 공기흡입구가 형성된 상판;을 포함하는 진공청소기용 임펠러를 제공함으로써 달성될 수 있다. In another aspect of the present invention, an object of the present invention as described above, the disk-shaped lower plate; A plurality of air guide members installed radially on the lower plate and having both edges of the outer end chamfered; And an upper plate installed above the plurality of air guide members and having a diameter corresponding to the starting point of the chamfering processing of the plurality of air guide members and having an air inlet formed in the center thereof. have.
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 모터; 상기 모터의 모터축에 설치되는 원판형상의 하판과 상기 하판으로부터 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 하판과 동일한 직경을 가지며 중앙에 공기흡입구가 형성된 상판과, 상기 상판과 하판 사이에 방사상으로 개재되며, 외측단의 양측 모서리가 모따기 가공된 복수의 공기안내부재를 포함하는 임펠러; 및 상기 모터의 상단에 설치되 며, 상기 임펠러로부터 흡입되는 공기를 상기 모터쪽으로 유도하는 디퓨저;를 포함하는 진공청소기용 모터 조립체를 제공함으로써 달성된다. In another aspect of the present invention, an object of the present invention as described above, a motor; The lower plate is installed in the motor shaft of the motor and the lower plate is installed spaced apart from the lower plate, the upper plate having the same diameter as the lower plate and the air inlet is formed in the center, and radially interposed between the upper plate and the lower plate, An impeller including a plurality of air guide members whose both edges of the outer end are chamfered; And a diffuser installed at an upper end of the motor and directing air sucked from the impeller toward the motor.
이때, 상기 모따기는 를 만족하도록 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, B는 공기안내부재의 폭방향의 모따기 길이이고, C는 공기안내부재의 폭이다.In this case, the chamfer It is preferable to form so as to satisfy. Here, B is the chamfer length in the width direction of the air guide member, and C is the width of the air guide member.
또한, 상기 복수의 공기안내부재는 상기 상판과 하판에 코깅(cogging)접합되며, 이 경우 상기 모따기는 상기 공기안내부재의 길이 방향의 모따기 길이가 상기 코깅접합의 최외각 코깅부의 위치보다 작도록 가공된다. 또는, 상기 길이방향의 모따기 길이는 1.5 ~ 3mm로 가공된다.In addition, the plurality of air guide member is cogging (cogging) bonded to the upper plate and the lower plate, in this case, the chamfer is processed so that the length of the chamfer in the longitudinal direction of the air guide member is smaller than the position of the outermost cogging portion of the cogging joint do. Alternatively, the length of the chamfer in the longitudinal direction is processed to 1.5 ~ 3mm.
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 모터; 원판형상의 하판과, 상기 하판 상측에 방사상으로 설치되며 외측 단의 양측 모서리가 모따기 가공된 복수의 공기안내부재 및 상기 복수의 공기안내부재 상측에 설치되며 상기 복수의 공기안내부재의 모따기의 시작점에 대응되는 직경을 가지며 중앙에 공기흡입구가 형성된 상판을 포함하는 임펠러; 및 상기 모터의 상단에 설치되며, 상기 임펠러로부터 흡입되는 공기를 상기 모터 쪽으로 유도하는 디퓨저;를 포함하는 진공청소기용 모터 조립체를 제공함으로써 달성된다. In another aspect of the present invention, an object of the present invention as described above, a motor; The lower plate of the disc shape, and a plurality of air guide members radially installed on the upper side of the lower plate and the outer edges of both ends are chamfered and the air guide member is installed at the starting point of the chamfer of the plurality of air guide members An impeller having a corresponding diameter and including an upper plate having an air inlet formed therein; And a diffuser installed at an upper end of the motor and configured to direct air sucked from the impeller to the motor.
이때, 상기 모따기는 상기 공기안내부재의 길이 방향의 모따기 길이가 상기 하판과 복수의 공기안내부재가 코깅접합된 코깅부 중에서 최외각에 위치한 코깅부까지의 거리보다 작도록 가공된 것이 바람직하다.In this case, the chamfer is preferably processed such that the length of the chamfer in the longitudinal direction of the air guide member is less than the distance to the cogging portion located at the outermost of the cogging portion of the lower plate and the plurality of air guide member cogging.
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 흡입브러쉬와, 상기 흡입브러쉬와 연통되며 오물을 포집하는 오물포집유닛 및 상기 오물포집유닛과 연통되며 흡입력을 발생시키는 모터 조립체;를 포함하는 진공청소기에 있어서, 상기 모터 조립체는, 모터; 상기 모터의 모터축에 설치되는 원판형상의 하판과, 상기 하판으로부터 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 하판과 동일한 직경을 가지며 중앙에 공기흡입구가 형성된 상판과, 상기 상판과 하판 사이에 방사상으로 개재되며, 외측단의 양측 모서리가 모따기 가공된 복수의 공기안내부재를 포함하는 임펠러; 및 상기 모터의 상단에 설치되며, 상기 임펠러로부터 흡입되는 공기를 상기 모터 쪽으로 유도하는 디퓨저;를 포함하는 진공청소기를 제공함으로써 달성된다. In another aspect of the present invention, an object of the present invention as described above, the suction brush, a dirt collection unit in communication with the suction brush and collecting the dirt and a motor assembly in communication with the dirt collection unit to generate a suction force; A vacuum cleaner comprising: the motor assembly comprises a motor; The lower plate of the disk is installed on the motor shaft of the motor, is installed spaced apart from the lower plate a predetermined distance, the upper plate having the same diameter as the lower plate and the air inlet is formed in the center, and radially interposed between the upper plate and the lower plate Impeller including a plurality of air guide member chamfered on both sides of the outer end; And a diffuser installed at an upper end of the motor and directing air sucked from the impeller toward the motor.
이하, 임펠러 회전시 발생하는 소음, 특히 주파수 범위 8~10KHz의 피크(Peak)치 소음을 저감시키기 위해, 가장 먼저 소음원이 어디에 있는지를 찾는 실험을 행하였는바, 그 결과를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. Hereinafter, in order to reduce the noise generated when the impeller rotates, in particular, the peak value of the frequency range of 8 to 10 kHz, an experiment was first conducted to find out where the noise source is, and the results are shown in FIGS. 3 and 4. Will be explained.
컴퓨터 시뮬레이션을 통해 도 3에 도시된 바와 같이 디퓨저의 내부(30)에서 임펠러(20)를 회전시키면서 유동해석을 행하였다. 그 결과가 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 복수의 공기안내부재(23)의 외측 단(23a)에 삼각형상의 꼬리(23b)가 달려 있는 것을 볼 수 있다. 이 삼각형상의 꼬리(23b)는 복수의 공기안내부재(23)의 외측 단(23a)에 걸리는 힘을 나타낸다. 이로부터 임펠러(20)의 회전시 발생하는 소음은 임펠러(20)의 복수의 공기안내부재(23)의 외측 단(23a)에서 발생하는 것을 알 수 있다. 이는 임펠러(20)가 도 3에 도시된 바와 같이 디퓨저(30)의 내측에서 회전할 때, 임펠러(20)의 공기안내부재(23)의 외측 단(23a)과 디퓨저(30)의 가이드 부재(31)의 상호 작용에 의해 발생한다고 해석할 수 있다. 즉, 임펠러(20) 회전시 소음원은 복수의 공기안내부재(23)의 외측 단(23a)이라고 판단할 수 있다. As shown in FIG. 3, flow simulation was performed by rotating the
따라서, 임펠러(20) 회전시의 소음, 특히 주파수 범위 8~10KHz의 피크(Peak)치 소음을 감소시키기 위해서 공기안내부재(23)의 외측 단(23a)의 형상 및 임펠러 상판의 직경을 변경하는 본 발명을 안출하게 되었다.Therefore, in order to reduce noise during rotation of the
이하, 본 발명에 의한 진공청소기용 임펠러의 실시예들에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the vacuum cleaner impeller according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 의한 진공청소기용 임펠러의 제1실시예의 사시도이고, 도 6은 도 5의 진공청소기용 임펠러의 측면도이다.5 is a perspective view of a first embodiment of a vacuum cleaner impeller according to the present invention, Figure 6 is a side view of the vacuum cleaner impeller of FIG.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 진공청소기용 임펠러(110)는 하판(111), 상판(112), 복수의 공기안내부재(113)를 포함한다.5 and 6, the
하판(111)은 원판 형상이며, 그 중심이 미도시된 모터의 모터축에 설치된다. 상판(112)은 하판(111)에 대응되는 원판 형상으로 하판(111)과 거의 동일한 직경을 갖는다. 상판(112)의 중앙에는 공기가 흡입되는 공기흡입구(115)가 마련된다. 또한, 공기흡입구(115)는 상판(112)으로부터 일정 높이 돌출되도록 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 공기흡입구(115)와 상판(112)의 연결부(114)는 흡입되는 공기가 원할하게 흐르도록 일정 곡률의 곡선으로 형성된다. 복수의 공기안내부재(113)는 상판(112)과 하판(111) 사이에 방사상으로 일정 간격으로 개재된다. 각각의 공기안 내부재(113)는 통상 일정한 곡률을 갖는 곡선형 띠 형상으로 성형된다. 그리고, 각각의 공기안내부재(113)는 다양한 결합부재에 의해 상판(112) 및 하판(111)에 결합된다. 본 실시예의 경우에는 각각의 공기안내부재(113)는 코깅(cogging) 접합(115)으로 상판(112) 및 하판(111)에 결합된다. 이때, 하판(111) 및 상판(112)의 외주 쪽에 위치하는 공기안내부재(113)의 일단(113a)은 양 모서리(113c)가 모따기 가공되어 있다. 이 모따기 가공은 다음 범위 내에서 행해지는 것이 바람직하다.The
도 7은 공기안내부재의 모따기 가공을 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참조하면, 모따기(113c)의 공기안내부재(113)의 길이 방향의 길이(A)(이하, '모따기의 길이 방향 길이'라 함)는 최대로 상판(112) 및 하판(111)과 공기안내부재(113)를 결합하는 코깅접합(116)의 최외각 접합부(116a,116b)로부터 공기안내부재(113)의 일단(113a)까지의 거리보다 짧도록 형성하는 것이 바람직하다. 또는 모따기(113c)의 길이 방향 길이(A)는 원래의 모서리(113d)로부터 1.5~3mm 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 모따기(113c)의 공기안내부재(113)의 폭 방향의 길이(B)(이하, '모따기의 폭 방향 길이'라 함)는 다음의 수식을 만족하도록 정해지는 것이 바람직하다.7 is a view for explaining the chamfering process of the air guide member. Referring to FIG. 7, the length A in the longitudinal direction of the
여기서, B는 모따기(113c)의 폭 방향 길이이고, C는 공기안내부재(113)의 폭을 나타낸다.Here, B is the width direction length of the
또한, 공기안내부재(113)의 길이는 공기안내부재(113)의 일단(113a)이 상판(112)과 하판(111)의 외주보다 안쪽에 위치하고, 그 타단이 상판(112)의 공기흡입구(115)의 바깥쪽에 위치하는 길이로 정해진다.In addition, the length of the
상기와 같이 구성된 진공청소기용 임펠러(110)의 작용에 대해서는 후술하는 진공청소기용 모터 조립체의 작용을 설명하는 경우에 함께 설명한다.The operation of the
도 8은 본 발명에 의한 임펠러의 제1실시예를 구비한 진공청소기용 모터 조립체의 일 실시예를 나타낸 단면도이다.Figure 8 is a cross-sectional view showing an embodiment of a vacuum cleaner motor assembly with a first embodiment of the impeller according to the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 임펠러를 구비한 진공청소기용 모터 조립체(100)는 모터(101), 모터(101)에 의해 회전하는 임펠러(110), 임펠러(110)에 의해 흡입된 공기를 모터(101) 쪽으로 유도하는 디퓨저(120)를 포함한다.Referring to FIG. 8, the
모터(101)는 일반적으로 진공청소기에 사용되는 회전수 3,000~3,600rpm의 모터이면 다양한 형식의 것이 사용될 수 있으나 본 실시예의 경우에는 3,000rpm의 유니버셜 모터를 사용하였다. 여기서, 본 실시예서 사용된 모터가 본 특허의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.
임펠러(110)는 하판(111), 상판(112), 복수의 공기안내부재(113)를 포함한다. 도 5 및 도 8을 참조하면, 하판(111)은 원판 형상이며, 그 중심이 모터(101)의 모터축(102)에 설치된다. 상판(112)은 하판(111)에 대응되는 원판 형상으로 하판(111)과 거의 동일한 직경을 갖는다. 상판(112)의 중앙에는 공기가 흡입되는 공기흡입구(115)가 마련된다. 또한, 공기흡입구(115)는 상판(112)으로부터 일정 높이 돌설되도록 형성되며, 공기흡입구(115)와 상판(112)의 연결부(114)는 흡입되는 공기가 원활하게 흐르도록 일정 곡률의 곡선으로 형성된다. 복수의 공기안내부재(113)는 상판(112)과 하판(111) 사이에 방사상으로 일정 간격으로 개재된다. 각각의 공기안내부재(113)는 통상 일정한 곡률을 갖는 곡선형 띠형상으로 성형된다. 본 실시예의 경우에는 9개의 공기안내부재(113)가 코깅(cogging) 접합(116)으로 상판(112) 및 하판(111)에 결합된다. 이때, 하판(111) 및 상판(112)의 외주 쪽에 위치하는 공기안내부재(113)의 일단(113a)은 양 모서리(113c)가 모따기 가공되어 있다. 모따기 가공은 상술한 범위 내에서 행해지는 것이 바람직하다. 본 실시예의 경우에는 모따기(113c)의 폭 방향 길이(B)는 공기안내부재(113)의 폭 C=7mm일 때, B=C/2=3.5mm로 하였고, 모따기(113c)의 길이 방향 길이(A)는 3mm로 하였다. 이때, 코깅접합(116)의 최외각 코깅부(116a,116b)는 공기안내부재(113)의 외측 단(113a)에서 3mm이상 떨어져 있다(도 7 참조).The
디퓨저(120)는 임펠러(110)의 외측에 임펠러(120)가 회전할 수 있도록 일정한 간격을 두고 임펠러(110)와 동심원상으로 모터(101)의 상단에 설치된다. 디퓨저(120)는 임펠러(110)로 흡입되어 배출되는 공기를 모터(101) 쪽으로 안내하는 복수의 가이드부재가 마련되어 있다. 도 3 및 도 8에 도시된 디퓨저(120)는 본 발명에 의한 진공청소기용 모터 조립체(100)에 사용될 수 있는 디퓨저(120)의 일 실시예일 뿐이고 이외의 다양한 형식의 디퓨저가 사용될 수 있다.The
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 진공청소기용 모터 조립체의 일 실시예의 작용에 대하여 설명한다.The operation of one embodiment of the motor assembly for a vacuum cleaner according to the present invention configured as described above will be described.
모터 조립체(100)의 모터축(102)이 회전하면, 모터축(102)에 설치된 임펠러(110)의 하판(111)도 회전하게 되고 이에 의해 임펠러(110)가 회전하게 된다. 임펠러(110)가 회전하면, 임펠러 상판(112)의 공기흡입구(115)와 연통된 흡입브러쉬(미도시)의 오물흡입구를 통해 먼지나 오물 등을 포함한 공기가 흡입된다. 공기에 함유된 오물 등은 미도시된 집진실을 지나며 제거되고, 깨끗한 공기만 임펠러(110)의 공기흡입구(115)로 인입된다. 공기흡입구(115)로 인입된 공기는 분산되어 복수의 공기안내부재(113)의 내측 단으로 인입되고 내측 단으로 인입된 공기는 공기안내부재(113)의 외측 단(113a)을 따라 디퓨저(120) 쪽으로 배출된다. When the
이때, 임펠러(110)의 주파수 범위 8~10KHz의 피크(Peak)치 소음은 종래의 공기안내부재의 형상이나 다른 형상의 공기안내부재에 비해 표 1과 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이 감소된다. 즉, 제1피실험 임펠러의 공기안내부재(23)에 비해서는 9dB 정도의 소음이 감소되고, 제2피실험 임펠러의 공기안내부재(23')에 비해서는 7.3dB 정도의 소음이 감소된다. 도 10 및 도 12에서 굵은 선으로 도시된 그래프(①,③)는 본 발명의 제1실시예에 의한 임펠러의 소음을 나타내고, 가는 선으로 표시된 그래프(②,④)는 각각 제1 및 제2피실험 임펠러의 소음을 나타낸다.At this time, the peak noise of the frequency range of 8 ~ 10KHz of the
여기서, 본 발명의 제1실시예에 의한 임펠러(110)의 공기안내부재(113)는 외측 단(113a)의 양 모서리(113c)의 모따기 가공을 한 것이고, 모따기 가공 치수는 상술한 바와 같이 A=3mm, B=3.5mm이다(도 7 참조). 또한, 제1피실험 임펠러의 공기안내부재(23)는 도 9에 도시된 바와 같이 공기안내부재(23)의 양 모서리(23d)가 직각이며, 제2피실험 임펠러의 공기안내부재(23')는 도 11에 도시된 바와 같이 공기안내부재(23')의 외측 단에서 내측으로 일정 반경을 갖는 홈(23'a)으로 성형된 것이다. 본 발명의 제1실시예에 의한 임펠러(120)와 제1 및 제2피실험 임펠러의 경우 모두 8개 또는 9개의 공기안내부재로 구성된다. 또한, 모터는 회전수 3,000 및 3,600 rmp의 유니버셜 모터를 사용하였다. 또한, 소음은 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이 주파수 범위 8~10KHz에서의 피크(Peak)치 소음을 나타낸다. 통상 주파수 범위 8~10KHz는 임펠러의 2차 BPF(Blade Passage Frequency)의 범위를 나타낸다. 여기서, BPF란 초당 통과하는 날개의 개수로서 그 단위는 Hz로 나타낸다. 예컨대, 본 발명의 실시예와 같이 모터의 회전수가 3,000rpm이고 임펠러의 공기안내부재의 개수가 9개인 경우에는 BPF는 4,500Hz가 되며, 이를 1차 BPF라 한다. 또한, 2차 BPF란 1차BPF를 2배한 것을 말하며, 본 실시예의 경우에는 9,000Hz가 된다. Here, the
디퓨저(120)로 배출된 공기는 모터(101)를 냉각시키고 미도시된 본체의 배출구를 통해 진공청소기의 외부로 배출된다.The air discharged to the
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 진공청소기용 임펠러(110')는 하판(111), 상판(112'), 복수의 공기안내부재(113)를 포함한다.13 and 14, the
하판(111)은 원판 형상이며, 그 중심이 미도시된 모터의 모터축에 설치된다.The
상판(112')은 하판(111)에 대응되는 원판 형상으로 제1실시예에 의한 임펠러(110)와 달리 하판(111)보다 작은 직경을 갖는다. 상판(112')의 직경은 복수의 공기안내부재(113)의 모따기에 대응하여 결정된다. 이때, 상판(112')은 상판(112')의 외주 단(112'a)이 복수의 공기안내부재(113)의 모따기 가공이 길이 방향으로 시작되는 모따기 시작점(113s)에 대응되도록 직경을 정하는 것이 바람직하다. 상판(112')의 중앙에는 공기가 흡입되는 공기흡입구(115)가 마련된다. 또한, 공기흡입구(115)는 상판(112')으로부터 일정 높이 돌출되도록 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 공기흡입구(115)와 상판(112')의 연결부(114')는 흡입되는 공기가 원활하게 흐르도록 일정 곡률의 곡선으로 형성된다. The
복수의 공기안내부재(113)는 상판(112')과 하판(111) 사이에 방사상으로 일정 간격으로 개재된다. 각각의 공기안내부재(113)는 통상 일정한 곡률을 갖는 곡선형 띠형상으로 성형된다. 그리고, 각각의 공기안내부재(113)는 다양한 결합부재에 의해 상판(112') 및 하판(111)에 결합된다. 본 실시예의 경우에는 각각의 공기안내부재(113)는 코깅(cogging) 접합(115)으로 상판(112') 및 하판(111)에 결합된다. 이때, 하판(111) 및 상판(112')의 외주 쪽에 위치하는 공기안내부재(113)의 일단(113a)은 양 모서리(113c)가 모따기 가공되어 있다. 이 모따기 가공은 상술한 제1실시예의 임펠러(110)에서 공기안내부재의 모따기 가공과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.The plurality of
도 14를 참조하면, 모따기(113c)의 길이 방향의 길이(A)는 최대로 상판(112') 및 하판(111)과 공기안내부재(113)를 결합하는 코깅접합(116)의 최외각 접합부(116a,116b)로부터 공기안내부재(113)의 일단(113a)까지의 거리보다 짧도록 형성하는 것이 바람직하다. 또는 모따기(113c)의 길이 방향 길이(A)는 공기안내부재(113) 원래의 모서리(113d)로부터 1.5~3mm 범위 내로 하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 14, the length A in the longitudinal direction of the
또한, 공기안내부재(113)의 길이는 공기안내부재(113)의 일단(113a)이 하판(111)의 외주보다 안쪽에 위치하고, 그 타단이 상판(112')의 공기흡입구(115)의 바깥쪽에 위치하는 길이로 정해진다.In addition, the length of the
상기와 같이 구성된 진공청소기용 임펠러(110')의 작용에 대해서는 후술하는 진공청소기용 모터 조립체의 작용을 설명하는 경우에 함께 설명한다.The operation of the
도 15는 본 발명의 제2실시예에 의한 임펠러(110')를 구비한 진공청소기용 모터 조립체를 나타낸 단면도이다.15 is a cross-sectional view of a vacuum cleaner motor assembly having an impeller 110 'according to a second embodiment of the present invention.
도 15를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 임펠러(110')를 구비한 진공청소기용 모터 조립체(100')는 모터(101), 모터(101)에 의해 회전하는 임펠러(110'), 임펠러(110')에 의해 흡입된 공기를 모터(101) 쪽으로 유도하는 디퓨저(120)를 포함한다.Referring to FIG. 15, a vacuum
모터(101)는 일반적으로 진공청소기에 사용되는 회전수 3,000~3,600rpm의 모터이면 다양한 형식의 것이 사용될 수 있으나 본 실시예의 경우에는 3,000rpm의 유니버셜 모터를 사용하였다. 여기서, 본 실시예에서 사용된 모터가 본 특허의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.
임펠러(110')는 하판(111), 상판(112'), 복수의 공기안내부재(113)를 포함한다. 도 13 및 도 14를 참조하면, 하판(111)은 원판 형상이며, 그 중심이 모터(101)의 모터축(102)에 설치된다. 상판(112')은 하판(111)에 대응되는 원판 형상으로 복수의 공기안내부재(113)의 모따기 시작점(113s)의 위치에 대응되는 직경을 갖는다. 상판(112')의 중앙에는 공기가 흡입되는 공기흡입구(115)가 마련된다. 또한, 공기흡입구(115)는 상판(112')으로부터 일정 높이 돌출되도록 형성되며, 공기흡입구(115)와 상판(112')의 연결부(114')는 흡입되는 공기가 원활하게 흐르도록 일정 곡률의 곡선으로 형성된다. 복수의 공기안내부재(113)는 상판(112')과 하판(111) 사이에 방사상으로 일정 간격으로 개재된다. 각각의 공기안내부재(113)는 통상 일정한 곡률을 갖는 곡선형 띠형상으로 성형된다. 본 실시예의 경우에는 9개의 공기안내부재(113)가 코깅(cogging) 접합(116)으로 상판(112') 및 하판(111)에 결합된다. 이때, 하판(111) 및 상판(112')의 외주 쪽에 위치하는 공기안내부재(113)의 일단(113a)은 양 모서리(113c)가 모따기 가공되어 있다. 모따기 가공은 상술한 범위 내에서 행해지는 것이 바람직하다. 본 실시예의 경우에는 모따기(113c)의 폭 방향 길이(B)는 공기안내부재(113)의 폭 C=7mm일 때, B=C/2=3.5mm로 하였고, 모따기(113c)의 길이 방향 길이(A)는 3mm로 하였다. 이때, 코깅접합(116)의 최외각 코깅부(116a,116b)는 공기안내부재(113)의 외측 단(113a)에서 3mm이상 떨어져 있다(도 14 참조).The
디퓨저(120)는 임펠러(110')의 외측에 임펠러(120')가 회전할 수 있도록 일정한 간격을 두고 임펠러(110')와 동심원 상으로 모터(101)의 상단에 설치된다. 디퓨저(120)는 임펠러(110')로 흡입되어 배출되는 공기를 모터(101) 쪽으로 안내하는 복수의 가이드부재가 마련되어 있다. 도 15에 도시된 디퓨저(120)는 본 발명에 의한 진공청소기용 모터 조립체(100')에 사용될 수 있는 디퓨저(120)의 일 실시예일 뿐이고 이외의 다양한 형식의 디퓨저가 사용될 수 있다.The
상기와 같은 본 발명의 제2실시예에 의한 임펠러(110')를 구비한 진공청소기용 모터 조립체(100')의 작용은 상술한 제1실시예에 의한 임펠러(110)를 구비한 진공청소기용 모터 조립체(100)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.The operation of the vacuum
이때, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 제2실시예에 의한 임펠러(110')를 설치한 모터 조립체(100')는 임펠러(110')의 주파수 범위 8~10KHz의 피크(Peak)치 소음이 종래기술에 의한 임펠러(20, 도 2 참조)에 비해 표 2와 도 16에 도시된 바와 같이 감소한다. 즉, 종래의 임펠러(20)에 비해서는 6.5dB 정도의 소음이 감소한다. 도 16에서 굵은 선으로 도시된 그래프⑤는 본 발명의 제2실시예에 의한 임펠러(110')의 소음을 나타내고, 가는 선으로 표시된 그래프⑥은 종래기술에 의한 임펠러(20)의 소음을 나타낸다. 또한, 전체적인 주파수 범위에서의 소음을 평균한 전체 소음도 1.6dBA 정도 감소한다.At this time, the
여기서, 본 발명의 제2실시예에 의한 임펠러(110')의 공기안내부재(113)는 외측 단(113a)의 양 모서리(113c)의 모따기 가공을 한 것이고, 모따기 가공 치수는 상술한 바와 같이 A=3mm, B=3.5mm이다. 그리고 임펠러(110')의 상판(112')의 직경은 모따기의 길이 방향 가공 시작점(113s)에 대응된다(도 14 참조). 또한, 종래 기술에 의한 임펠러(20)는 도 9에 도시된 바와 같이 양 모서리(23d)가 직각인 공기안내부재를 갖는다. 본 발명의 제2실시예에 의한 임펠러(110')와 종래기술에 의한 임펠러(20)의 경우 모두 8개 또는 9개의 공기안내부재로 구성된다. 또한, 모터는 회전수 3,000 및 3,600 rmp의 유니버셜 모터를 사용하였다. 전체 소음이란 전체 주파수 범위에서의 소음을 평균한 값을 나타내며, 8~10KHz 피크치 소음은 주파수 범위 8~10KHz에서 피크치를 갖는 소음을 나타낸다. 통상 주파수 범위 8~10KHz는 임펠러의 2차 BPF(Blade Passage Frequency)의 범위를 나타낸다. 여기서, BPF란 초당 통과하는 날개의 개수로서 그 단위는 Hz로 나타낸다. 예컨대, 본 발명의 실시예와 같이 모터의 회전수가 3,000rpm이고 임펠러의 공기안내부재의 개수가 9개인 경우에는 BPF는 4,500Hz가 되며, 이를 1차 BPF라 한다. 또한, 2차 BPF란 1차BPF를 2배한 것을 말하며, 본 실시예의 경우에는 9,000Hz가 된다.Here, the
도 17은 본 발명의 제1실시예에 의한 임펠러(110)를 갖는 모터 조립체(100)를 구비한 진공청소기의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 17 is a view schematically showing an embodiment of a vacuum cleaner having a
도 17을 참조하면, 본 발명에 의한 진공청소기(200)는 먼지나 오물 등을 흡입하는 흡입브러쉬(210), 흡입브러쉬(210)와 본체(230)를 연통하는 연장관(220), 집진실과 모터실(231)로 분리 구획된 본체(230)를 포함한다. Referring to FIG. 17, the
흡입브러쉬(210)는 그 바닥면에 먼지나 오물 등을 흡입하는 오물흡입구(미도시)를 구비한다. 집진실(미도시)은 흡입브러쉬(210)를 통해 흡입되는 오물 등을 함유한 공기로부터 오물 등을 분리/포집하는 오물포집유닛이 설치된다. 오물포집유닛은 일반적인 먼지봉투나 사이클론 집진유닛 중 어느 것이나 사용될 수 있다. 모터실(231)에는 흡입브러쉬(210)로부터 먼지나 오물 등을 흡입하는 흡입력을 발생시키는 모터 조립체(100)가 설치된다. 모터 조립체(100)는 모터(101), 모터(101)에 의해 회전하는 임펠러(110, 도 8 참조), 임펠러(110)에 의해 흡입된 공기를 모터(101) 쪽으로 유도하는 디퓨저(120)를 포함한다. 임펠러(110)는 복수의 공기안내부재(113)를 포함하며, 공기안내부재(113)의 외측 단(113a)의 양 모서리(113c)는 모따기 가공되어 있다. 이와 같은 모터 조립체(100)는 상술한 바와 동일하고 다른 구성요소들은 일반적인 진공청소기와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같은 본 발명에 의한 진공청소기(200)로 청소를 할 경우, 전원을 온(ON)시키면 모터실(231)의 모터(101)가 회전하게 된다. 모터(101)가 회전하면, 모터축(102)의 선단에 설치된 임펠러(110)가 회전하게 된다. 임펠러(110)가 회전하면, 흡입브러쉬(210)의 오물흡입구를 통해 먼지나 오물 등을 함유하는 공기가 흡입된다. 흡입되는 오물 등을 함유하는 공기는 집진실의 오물포집유닛을 지나면서 오물 등이 제거되어 깨끗하게 된다. 오물 등이 제거된 공기는 임펠러(110)의 공기흡입구(115)로 인입되어 복수의 공기안내부재(113)의 외측 단(113a)을 지나 디퓨저(120)로 인입된다(도 7 및 도 8 참조). 이때, 복수의 공기안내부재(113)의 외측 단(113a)은 양 모서리(113c)가 모따기 가공되어 있기 때문에 주파수 범위 8~10KHz의 피크(Peak)치 소음이 저감된다. 디퓨저(120)로 인입된 공기는 모터(101)를 지나 배출구(233)를 통해 본체(230) 외부로 배출된다.When cleaning with the
이상에서는 제1실시예에 의한 임펠러(110)를 갖는 모터 조립체(100)를 구비한 진공청소기에 대해 설명하였으나 제2실시예에 의한 임펠러(110')를 갖는 모터 조립체(100')를 구비한 진공청소기의 구성 및 작용도 상술한 설명과 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.In the above, the vacuum cleaner including the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 진공청소기용 임펠러에 의하면, 임펠러 회전시 주파수 범위 8~10KHz의 피크(Peak)치 소음 및 전체적인 주파수 범위에서의 소음을 종래의 임펠러보다 감소시킬 수 있다.As described above, according to the vacuum cleaner impeller according to the present invention, it is possible to reduce the peak value noise of the frequency range 8-10KHz and the noise in the overall frequency range at the time of impeller rotation than the conventional impeller.
또한, 본 발명에 의한 임펠러를 구비하는 진공청소기용 모터 조립체에 의하면, 모터 회전시 주파수 범위 8~10KHz의 피크(Peak)치 소음 및 전체적인 주파수 범위에서의 소음을 종래의 모터 조립체에 비해 감소시킬 수 있다.In addition, according to the motor assembly for a vacuum cleaner having an impeller according to the present invention, it is possible to reduce the peak value noise of the frequency range 8 ~ 10KHz and the noise in the overall frequency range when the motor rotates compared to the conventional motor assembly. have.
특히, 본 발명에 의한 모터 조립체를 구비한 진공청소기에 의하면, 주파수 범위 8~10KHz의 피크(Peak)치 소음 및 전체 주파수 범위에서의 소음이 종래의 청소기보다 감소하므로 조용한 상태에서 청소를 수행할 수 있다.In particular, according to the vacuum cleaner having a motor assembly according to the present invention, since the peak value noise of the frequency range 8 ~ 10KHz and the noise in the entire frequency range is reduced than the conventional vacuum cleaner can perform cleaning in a quiet state have.
본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 후술하는 청구범위에 기재된 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 행할 수 있는 단순한 구성요소의 치환, 부가, 삭제, 변경은 본 발명의 청구범위 기재 범위 내에 속하게 된다.The present invention is not limited to the specific embodiments described above, but can be performed by a person skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit of the present invention described in the claims below. Substitutions, additions, deletions, and alterations fall within the scope of the claims.
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