KR20060118293A - 모터조립체 및 이를 구비한 진공청소기 - Google Patents

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Abstract

모터조립체 및 이를 구비한 진공청소기가 개시된다. 개시된 모터조립체는 흡입모터; 상기 흡입모터를 감싸는 내부케이스; 및 상기 내부케이스의 적어도 일부를 감싸는 적어도 하나의 외부케이스;를 포함하며, 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에는 공기가 흘러가면서 확산되도록, 평균단면적이 증가하는 확산통로가 형성된 것을 특징으로 한다.
진공청소기, 모터조립체, 내부케이스, 외부케이스, 확산통로

Description

모터조립체 및 이를 구비한 진공청소기{A Motor Assembly And A Vacuum Cleaner Having The Same}
도 1은 본 발명인 모터조립체의 일 실시예를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 모터조립체가 설치된 청소기본체 및 모터조립체의 요부를 절단한 도면,
도 3은 도 2의 단면 Ⅲ-Ⅲ에서 내려다 본 모터조립체 및 청소기본체의 전체 단면도,
도 4는 도 3의 ①,②,③,④,⑤,⑥,⑦,⑧지점에서 확산통로 단면적의 변화 및 이를 직선화시켜 나타낸 그래프,
도 5는 모터조립체에 의한 소음저감효과를 나타낸 그래프,
도 6는 모터조립체에 의한 피크(peak) 성분의 감소효과를 나타낸 도표이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10..청소기본체 11..흡입파이프
12..배기파이프 100..모터조립체
110..흡입모터 110a..배출창
120..내부케이스 121..제1내부케이스
121a..제1공기통과공 122..제2내부케이스
122b..제2공기통과공 130..외부케이스
131..제1외부케이스 132..제2외부케이스
130a..제3공기통과공 140..지지부재
P1..확산통로
본 발명은 진공청소기에 관한 것으로 보다 상세하게는 흡입모터에서 발생하는 소음을 감소시키기 위한 모터조립체 및 이를 구비한 진공청소기에 관한 것이다.
진공청소기는 흡입모터 구동시 발생되는 흡입력에 의해 집진실로 먼지를 흡입한다. 이때 진공청소기 특성상 높은 알피엠(RPM)을 가진 고출력 모터가 사용된다. 이러한 고출력 모터는 구동시 소음을 크게 발생시킨다.
한편, 이러한 소음을 저감시키기 위해 한국공개특허(1997-32650)에는 소음을 흡수하는 흡음재 및 흡음재를 감싸며 표면에 분산구멍이 형성된 차음재를 구비한 모터케이스가, 일본공개특허(평01-268524)에는 제1통기공이 측면에 제2통기공이 후면에 구비되어 이러한 제1,2통기공에 흡음재가 설치된 모터케이스가 개시되어 있다.
그러나, 상술한 한국공개특허(1997-32650), 일본공개특허(평01-268524)는 소음을 저감시키기 위한 별도의 흡음재가 필요하여 구성이 복잡하고 비용이 상승하는 문제점이 있었다. 또한, BPF(날개통과주파수) 및 전체적인 소음레벨을 감소시키는 효과는 있으나 저주파대역과 피크(peak) 성분을 효과적으로 감소시키지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서,
첫째, 저주파대역 및 피크(peak) 성분을 효과적으로 감소시키는 모터조립체 및 이를 구비한 진공청소기를 제공하는 데 목적이 있다.
둘째, 구성이 간단한 모터조립체 및 이를 구비한 진공청소기를 제공하는 데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명인 모터조립체는, 흡입모터; 상기 흡입모터를 감싸는 내부케이스; 및 상기 내부케이스의 적어도 일부를 감싸는 적어도 하나의 외부케이스;를 포함하며, 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에는 공기가 흘러가면서 확산되도록, 평균단면적이 증가하는 확산통로가 형성된 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 확산통로는, 공기가 흘러가는 방향으로 단면적이 규칙적으로 증가하는 것이 바람직하다.
상기 내부케이스는, 상기 흡입모터로 공기가 유입되는 제1공기통과공이 구비된 제1내부케이스; 및 상기 확산통로로 공기가 배출되는 제2공기통과공이 구비된 제2내부케이스;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 외부케이스에는 상기 확산통로에서 공기가 배출되는 제3공기통과공이 상기 제2공기통과공 반대위치에 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적은 흡입파이프 및 배기파이프를 구비한 청소기본체; 상기 청소기본체 내부에 수직하게 설치된 흡입모터; 상기 흡입모터를 감싸며 상기 흡입파이프와 연통된 내부케이스; 및 상기 내부케이스의 적어도 일부를 감싸며 상기 배기파이프와 연통된 적어도 하나의 외부케이스;를 포함하며, 상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에는 공기가 흘러가면서 확산되도록, 평균단면적이 증가하는 확산통로가 형성된 것을 특징으로 하는 진공청소기에 의해 달성된다. 여기서, 상기 확산통로는, 공기가 흘러가는 방향으로 단면적이 규칙적으로 증가하는 것이 바람직하다.
상기 내부케이스는, 상기 흡입모터로 공기가 유입되는 제1공기통과공이 구비된 제1내부케이스; 및 상기 확산통로로 공기가 배출되는 제2공기통과공이 구비된 제2내부케이스;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 외부케이스에는 상기 확산통로에서 공기가 배출되는 제3공기통과공이 상기 제2공기통과공 반대위치에 형성된 것이 바람직하다. 그리고, 상기 배기파이프는 상기 제3공기통과공에 근접하게 설치된 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터조립체 및 이를 구비한 진공청소기를 자세히 설명하기로 한다. 참고로 화살표는 공기의 흐름을 나타낸다.
도 1은 본 발명인 모터조립체의 일 실시예를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 모터조립체가 설치된 청소기본체 및 모터조립체의 요부를 절단한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 모터조립체(100)는 흡입모터(110), 내부케이스 (120), 외부케이스(130)를 포함한다.
흡입모터(110)는 흡입력을 제공하며 청소기본체(10)에 수직하게 배치된다. 흡입모터(110)의 하측 원주상에는 공기가 배출되는 배출창(110a)이 형성된다. 제1공기통과공(121a)에서 유입된 공기는 흡입모터(110)의 내부를 통해 배출창(110a)으로 빠져나간다.
흡입모터(110)는 진공청소기 특성상 높은 알피엠(RPM)을 가진 고출력 모터가 사용된다. 따라서, 진동이 심하게 발생한다. 이러한 진동을 방지하고 흡입모터(110)를 하중방향에서 수직하게 지지하기 위해 지지부재(140)가 설치된다. 지지부재(140)는 내부케이스(120)의 중심부에 설치되며, 진동방지 및 지지력을 유지하기 위해 20mm 내지 40mm의 두께를 가진 고무인 것이 적당하다.
내부케이스(120)는 제1내부케이스(121)와 제2내부케이스(122)를 포함한다.
제1내부케이스(121)는 흡입모터(110)의 상측을 감싸며, 흡입모터(110)로 공기가 유입되기 위한 제1공기통과공(121a)이 상면에 형성된다. 제1공기통과공(121a)은 흡입파이프(11)와 연통한다.
흡입파이프(11)의 전측에는 집진수단인 먼지봉투 또는 사이클론 집진장치가 설치된다. 이는 본 발명의 요지가 아니므로 도시하지 않았다. 이렇게 집진수단에서 먼지와 분리된 공기는 흡입파이프(11)를 거쳐 제1공기통과공(121a)로 유입된다.
제2내부케이스(122)는 제1내부케이스(121)가 감싸지 않은 흡입모터(110)의 나머지 부분을 하측에서 감싸며, 확산통로(P1)로 공기가 배출되기 위한 제2공기통과공(122b)이 원주상에 형성된다.
제1내부케이스(121)와 제2내부케이스(122)는 분리가능하게 결합한다. 본 실시예에서는 제1볼트(20)를 이용하여 결합한다. 물론 나사결합외에도 힌지나 끼어맞춤등 다양한 방식으로 결합할 수 있을 것이다.
외부케이스(130)는 제1외부케이스(131)와 제2외부케이스(132)를 포함한다.
제1외부케이스(131)는 제2내부케이스(122)를 상측에서 감싼다.
제2외부케이스(132)는 제2내부케이스(122)가 감싸지 않은 제2내부케이스(122)의 나머지 부분을 하측에서 감싼다. 제1외부케이스(131)와 제2외부케이스(132)가 결합하면 확산통로(P1, 도 3참조)에서 배기파이프(12)로 공기가 빠져나가기 위한 제3공기통과공(130a)이 형성된다. 물론 제3공기통과공(130a)을 제1외부케이스(131)나 제2외부케이스(132) 중 어느 한쪽에만 형성할 수도 있을 것이다.
제3공기통과공(130a)은 제2공기통과공(122b) 반대위치에 형성된다. 이럴 경우, 제2공기통과공(122b)을 빠져나온 공기가 곧바로 제3공기통과공(130a)으로 빠져나가지 않고 확산통로(P1)에서 원주방향으로 회전하면서 흘러간 후 제3공기통과공(130a)을 빠져나가게 된다. 이렇게 함으로서, 공기의 흐름방향에 변화가 생겨 소음이 감소될 수 있다. 그리고, 제3공기통과공(130a)에서 빠져나온 공기가 신속히 배출되도록 배기파이프(12)는 제3공기통과공(130a)에 근접하게 설치된다.
제1외부케이스(131)와 제2외부케이스(132)는 분리가능하게 결합한다. 본 실시예에서는 제2볼트(30)를 이용하여 결합한다. 물론 나사결합외에도 힌지나 끼어맞춤등 다양한 방식으로 결합할 수 있을 것이다.
도 2 및 도 3을 참조하면 내부케이스(120)와 외부케이스(130) 사이에는 공기 가 확산될 수 있는 확산통로(P1)가 형성된다. 보다 구체적으로 확산통로(P1)는 외부케이스(130)와 내부케이스(121)로 둘러싸여 내부에 형성된 공간으로 공기흐름방향으로 평균단면적이 점차 증가한다.
이를 도 3 및 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 3은 도 2의 단면 Ⅲ-Ⅲ에서 내려다 본 모터조립체 및 청소기본체의 전체 단면도이고, 도 4는 도 3의 ①,②,③,④,⑤,⑥,⑦,⑧지점에서 확산통로 단면적의 변화 및 이를 직선화시켜 나타낸 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제2공기통과공(122b)의 위치(①), 확산통로(P1)를 따라 공기가 흘러가는 위치(②,③,④,⑤), 제3공기통과공(130a)의 위치(⑥), 제3공기통과공(130a)를 빠져나온 공기가 배기파이프(12, 도 2참조)로 빠져나가기 위해 흘러가는 위치(⑦,⑧)에서 단면적은 불규칙적으로 증감을 반복한다.(점선으로 표시) 그러나, 위치(①,②,③,④,⑤,⑥,⑦,⑧)에서 단면적의 변화를 평균적으로 나타낸 평균단면적(실선으로 표시)은 증가한다는 것을 알 수 있다.
물론, 확산통로(P1)의 단면적을 처음부터 규칙적으로 증가시키는 것이 바람직하나. 내부케이스(120)를 둘러싸고 있는 외부케이스(130)의 성형의 어려움을 고려할 때 본 실시예와 같이 확산통로(P1)의 단면적이 불규칙적으로 증감을 반복하다 결과적으로 평균단면적이 증가되도록 하였다.
흡입모터(110)의 배출창(110a)을 빠져나온 공기는 제2공기통과공(122b), 확산통로(P1), 제3공기통과공(130a), 배기파이프(12, 도 2참조)를 빠져나가는 동안 점차 확산하면서 유속이 느려진다. 또한, 흡입모터(110)의 배출창(110a)을 빠져나 온 공기는 원주방향으로 분산되어 제2공기통과공(122b)을 거쳐 확산통로(P1)로 배출된다. 확산통로(P1)에서 공기는 원주방향으로 회전하면서 흘러가고, 제3공기통과공(130a)을 거쳐 수직으로 상승하여 배기파이프(12)를 거쳐 청소기본체(10)를 빠져나가는 동안 여러차례 공기의 흐름방향이 바뀌게 된다.
이렇게, 공기의 유속이 느려지고 공기의 흐름 방향이 바뀌는 동안 소음이 감소한다. 특히 저주파대역의 소음 및 피크(peak) 성분이 효과적으로 감소한다. 이를 도 5 및 도 6를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. 도 5는 모터조립체에 의한 소음저감효과를 나타낸 그래프이고, 도 6는 모터조립체에 의한 피크(peak) 성분의 감소효과를 나타낸 도표이다.
모터조립체(100)가 있는 경우가 모터조립체(100)가 없는 경우에 비해 전체적으로 소음이 대략 4.8dBA가 감소한다. 특히, 저주파영역(0~2000Hz)에서 소음감소효과가 크다.
그리고, 피크(peak)성분은 첫번째 피크(peak) 성분이 나타나는 위치ⓐ에서 모터조립체(100)가 있는 경우가 모터조립체(100)가 없는 경우에 비해 대략 9.0dBA 감소한다. 두번째 피크(peak) 성분이 나타나는 위치ⓑ에서 모터조립체(100)가 있는 경우가 모터조립체(100)가 없는 경우에 비해 대략 20dBA 감소한다. 세번째 피크(peak) 성분이 나타나는 위치ⓒ에서 모터조립체(100)가 있는 경우가 모터조립체(100)가 없는 경우에 비해 대략 7.0dBA 감소한다. 따라서, 모터조립체(100)가 있는 경우가 없는 경우에 비해서 피크성분이 크게 개선됨을 알 수 있다.
이하, 모터조립체(100)와 청소기본체(10)에서 공기의 흘러가는 경로를 설명 하면 다음과 같다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 흡입파이프(11)를 통해 제1공기통과공(121a)으로 유입된 공기는 흡입모터(110)의 내부를 따라 하강한 후 배출창(110a)을 통해 흡입모터(110)를 빠져 나간다.
배출창(110a)을 빠져나온 공기는 분산되어 제2공기통과공(122b)을 거쳐 확산통로(P1)로 배출된다. 확산통로(P1)에서 공기는 원주방향으로 회전하면서 흘러간 후 제3공기통과공(130a)을 거쳐 확산통로(P1)를 빠져나간다.
제3공기통과공(130a)을 빠져나온 공기는 수직으로 상승하여 배기파이프(12)를 빠져나간다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 모터조립체 및 이를 구비한 진공청소기에 따르면,
첫째, 공기가 제2공기통과공, 확산통로, 제3공기통과공, 배기파이프를 빠져나가는 동안 점차 확산되면서 유속이 느려지고, 방향이 변화하게 된다. 이로 인해 전체적인 소음이 감소한다. 특히 저주파대역의 소음 및 피크(peak) 성분이 효과적으로 감소한다. 이로 인해 청소환경이 정숙해진다.
둘째, 흡음재 없이 내부케이스와 외부케이스사이에 확산통로가 형성된 모터조립체를 구성할 수 있어, 모터조립체의 구성이 간단해지고 비용이 감소한다.
이와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물 론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (9)

  1. 흡입모터;
    상기 흡입모터를 감싸는 내부케이스; 및
    상기 내부케이스의 적어도 일부를 감싸는 적어도 하나의 외부케이스;를 포함하며,
    상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에는 공기가 흘러가면서 확산되도록, 평균단면적이 증가하는 확산통로가 형성된 것을 특징으로 하는 모터조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 확산통로는,
    공기가 흘러가는 방향으로 단면적이 규칙적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 모터조립체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 내부케이스는,
    상기 흡입모터로 공기가 유입되는 제1공기통과공이 구비된 제1내부케이스; 및
    상기 확산통로로 공기가 배출되는 제2공기통과공이 구비된 제2내부케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터조립체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 외부케이스에는 상기 확산통로에서 공기가 배출되는 제3공기통과공이 상기 제2공기통과공 반대위치에 형성된 것을 특징으로 하는 모터조립체.
  5. 흡입파이프 및 배기파이프를 구비한 청소기본체;
    상기 청소기본체 내부에 수직하게 설치된 흡입모터;
    상기 흡입모터를 감싸며 상기 흡입파이프와 연통된 내부케이스; 및
    상기 내부케이스의 적어도 일부를 감싸며 상기 배기파이프와 연통된 적어도 하나의 외부케이스;를 포함하며,
    상기 내부케이스와 상기 외부케이스 사이에는 공기가 흘러가면서 확산되도록, 평균단면적이 증가하는 확산통로가 형성된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 확산통로는,
    공기가 흘러가는 방향으로 단면적이 규칙적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 내부케이스는,
    상기 흡입모터로 공기가 유입되는 제1공기통과공이 구비된 제1내부케이스; 및
    상기 확산통로로 공기가 배출되는 제2공기통과공이 구비된 제2내부케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 외부케이스에는 상기 확산통로에서 공기가 배출되는 제3공기통과공이 상기 제2공기통과공 반대위치에 형성된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 배기파이프는 상기 제3공기통과공에 근접하게 설치된 것을 특징으로 하는 진공청소기.
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