KR20160071346A

KR20160071346A - 모터, 펌프 및 클리닝 장치

Info

Publication number: KR20160071346A
Application number: KR1020150176981A
Authority: KR
Inventors: 유에 리; 민 리; 추이 요우 조우; 바오 팅 리우; 용 왕; 웨이 장; 시아오 린 장
Original assignee: 존슨 일렉트릭 에스.에이.
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2016-06-21
Also published as: US20160172909A1; EP3032721B1; EP3032721A2; JP2016116441A; EP3032721A3; MX2015017017A; BR102015030911A2; US10389187B2

Abstract

모터, 펌프 및 클리닝 장치가 제공된다. 모터(22)는 고정자 및 고정자에 대해 회전 가능한 회전자(26)를 포함한다. 고정자는 고정자 코어(54) 및 고정자 코어 둘레로 권선되는 고정자 권선(56)을 포함한다. 고정자 코어는 한 쌍의 대향 극(62) 및 극 사이에 연결된 요크를 포함한다. 각각의 극은 회전자와 마주하는 극 아크면(66)을 가지며, 극 아크면과 회전자 사이에 공기 갭이 형성된다. 한 쌍의 극은 서로로부터 이격된 대향하는 원주 단부(74)를 포함하며, 원주 단부 사이의 거리(a1)과 극 아크면과 회전자 사이의 공기 갭의 최소 폭(a2)의 비는 2 보다 적다.

Description

모터, 펌프 및 클리닝 장치{Motor, Pump And Cleaning Apparatus}

본 발명은 모터에 관한 것으로, 특히 팬 또는 워터 펌프에서의 사용에 적합한 모터에 관한 것이다.

종래 기술의 동기식 모터의 시동 공정 동안, 고정자의 전자석은 영구자석 회전자가 진동하도록 끌어당기는 교번 자기장을 생성한다. 회전자가 보다 많은 운동 에너지를 얻을수록, 회전자의 진동 크기는 증가하고, 회전자는 결국 고정자의 교번 자기장과 동기화되기 위하여 가속된다. 연속적 시동을 보장하기 위하여, 모터는 일반적으로 낮은 시작점을 가지도록 구성되며, 이는 모터가 높은 효율의 동작점에서 동작하는 것을 불가능하게 하고, 따라서 낮은 효율을 초래한다.

그러므로, 높은 효율을 갖는 모터에 대한 필요성이 있다.

일 측면에서, 고정자 및 상기 고정자에 대해 회전 가능한 회전자를 포함하는 모터가 제공된다. 상기 고정자는 고정자 코어 및 상기 고정자 코어 주위로 감긴 고정자 권선을 포함한다. 상기 고정자 코어는 대향하는 한 쌍의 극 및 상기 극 사이에 연결된 요크를 포함한다. 각각의 극은 상기 회전자와 마주하는 극 원호면을 가지며, 상기 극 원호면과 상기 회전자 사이에 공극이 형성된다. 상기 한 쌍의 극은 서로로부터 이격된 대향하는 원주 단부 부분을 포함하며, 상기 극 원호면과 상기 회전자 사이의 공극의 최소 폭에 대한 상기 원주 단부 부분 사이의 거리의 비는 2 보다 적다.

바람직하게는, 상기 극 원호면은 상기 회전자와 동심으로서, 균일한 주 공극이 상기 극 원호면과 상기 회전자 사이에 형성되고, 상기 균일한 주요 공극 사이의 폭에 대한 상기 원주 단부 부분 사이의 거리의 비는 2보다 적다.

바람직하게는, 내부로 오목한 시동 홈이 상기 극 원호면 내에 형성되고, 상기 시동 홈 및 회전자가 그 사이에 불균일 공극을 형성한다.

바람직하게는, 2개의 극의 2개의 극 원호면의 2개의 시동 홈이 직경에 대해 대칭이고, 극의 각각의 원주 단부 부분으로부터 연장한다.

바람직하게는, 상기 회전자는 적어도 하나의 영구 자석을 포함하고, 상기 고정자 권선이 교류 전원에 직렬로 연결되는 경우, 상기 회전자는 정상 상태 동안 60f/p RPM 의 일정 속도로 회전하고, 여기서 f는 교류 전원의 주파수이고, p는 상기 회전자의 극 쌍의 개수이다.

바람직하게는, 모터는 구동 회로 및 위치 센서를 더 포함하며, 상기 회전자의 극 축은 상기 회전자가 정지 상태인 경우 상기 고정자의 중심축으로부터 예각으로 이탈하고, 상기 구동 회로는 상기 위치 센서에 의해 검출된 자석 극 위치 정보를 기초로, 상기 고정자 권선이 상기 모터가 기동될 때마다 상기 회전자가 고정된 시동 방향을 갖도록 보장하기 위하여 소정 방식으로 에너지가 공급되도록 구성된다.

바람직하게는, 상기 위치 센서는 상기 회전자가 정지 상태인 경우의 상기 회전자의 극축의 수직선과 상기 고정자의 중심축의 수직선 사이에 형성된 예각의 범위에 배치된다.

다른 측면에서, 펌프 챔버를 갖는 펌프 하우징, 상기 펌프 챔버와 소통하는 주입구 및 배출구, 및 상기 펌프 챔버 내에 회전식으로 배치되며 전술한 모터에 의해 구동되는 임펠러를 포함하는 펌프가 제공된다.

바람직하게는, 상기 임펠러는 원주 방향으로 이격되어 배치된 복수개의 곡선의 블레이드를 포함한다.

또 다른 측면에서, 클리닝 챔버, 세정수를 클리닝 챔버에 공급하기 위한 물 공급 통로, 물의 배수를 위한 배수 통로, 및 상기 클리닝 챔버 내의 세정수를 상기 배수 통로로 펌핑하기 위한 배수 펌프를 포함하는 클리닝 장치가 제공되며, 상기 배수 펌프는 전술한 것과 같은 펌프의 특징부를 포함한다.

본 발명의 양호한 실시예가 첨부된 도면을 참조로 단지 예로서 설명될 것이다. 도면에서, 하나 이상의 도면에 보여지는 동일한 구조, 구성 요소 또는 부품은 일반적으로 이들이 보이는 전체 도면에서 동일한 참조 번호가 매겨진다. 도면에서 도시되는 부품 및 특징부의 치수는 일반적으로 편의상 및 표현의 간결을 위하여 선택되며, 반드시 원래 크기 그대로 도시되지는 않는다. 도면은 아래와 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펌프를 도시한다.
도 2는 도 1의 펌프의 축방향 단면도이다.
도 3은 도 1의 펌프의 모터 회전자의 축방향 단면도이다.
도 4는 도 3의 회전자의 자석을 도시한다.
도 5는 도 3의 모터 회전자의 방사 방향 단면도이다.
도 6은 도 1의 펌프의 모터의 부분 평면도이다.
도 7은 도 6의 모터의 고정자 코어의 평면도이다.
도 8은 도 6의 모터의 고정자의 절연 권선 브래킷의 다른 실시예를 도시한다.
도 9는 도 6의 모터의 고정자의 절연 권선 브래킷이 수평 방향으로 끝과 끝을 이어 배치되는 것을 도시하는 도면이다.
도 10은 도 1의 펌프의 펌프 하우징 커버 본체를 도시한다.
도 11은 펌프 하우징 커버 본체가 제거된 도 1의 펌프의 도면이다.
도 12는 도 1의 펌프의 모터 회전자의 장착 구조를 도시한다.
도 13은 도 1의 펌프의 바닥판의 저면도이다.
도 14는 도 1의 펌프의 임펠러를 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프를 채용하는 식기 세척기를 도시한다.

도 1 및 도 2를 참조로, 본 발명의 일 실시예에 따른 펌프(10)는 펌프 챔버(12)를 갖는 펌프 하우징(14), 상기 펌프 챔버(12)와 유체 소통하는 주입구(16) 및 배출구(18), 상기 펌프 챔버(12) 내에 회전식으로 배치된 임펠러(20) 및 상기 임펠러(20)를 구동하기 위한 모터(22)를 포함한다. 바람직하게는, 모터(22)는 고정자 및 고정자에 대해 회전 가능한 회전자(26)를 포함하는 동기식 모터이다. 여기에 설명된 펌프는 식기 세척기 또는 세탁 장치와 같은 클리닝 장치에 이용하기에 특히 적합하다.

도 3 내지 도 5를 참조로, 회전자(26)는 회전 샤프트(28) 및 회전 샤프트(28)에 고정된 자석(30)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 회전자(26)는 대향하는 극성을 갖는 2개의 극을 형성하는 2개의 영구 자석(30)을 포함한다. 영구 자석(30)은 오버 몰딩 편(over-molding piece; 32)에 의해 회전자 샤프트(28)에 고정된다. 오버 몰딩 편(32)은 내부 링(34), 외부 링(36), 및 내부 및 외부 링(34, 36)의 대향하는 축방향 단부를 상호 연결하도록 배치된 2개의 단부판(38)을 포함한다. 외부 링(36)은 자석(30) 상에 오버 몰드(over-molded)되고, 회전 샤프트(28)와 동심인 외부면을 갖는다. 내부 링(34)은 회전 샤프트(28) 상에서 오버 몰드된다. 2개의 자석(30)은 내부 링(34)과 외부 링(36) 사이에서 방사상으로 고정되고 2개의 단부판(38) 사이에서 축방향으로 고정된다. 회전 샤프트(28)의 외부면 상에 요철 구조(39)가 형성되어 오버 몰딩 편(32)과 회전 샤프트(28) 사이의 접합력을 강화한다. 각각의 자석(30)은 원주 방향을 따라 원주의 절반을 덮으며, 방사 외부면(40), 방사 내부면(42), 및 자석(30)의 대향 단부에서 방사 외부면(40)과 방사 내부면(42)을 연결하는 2개의 공면 연결면(44)을 포함한다. 방사 외부면(40)은 원호 구역(46) 및 원호부(46)의 대향하는 원주 단부로부터 연결면(44)으로 연장하는 2개의 평면 구역(48)을 포함한다. 자석(30)은 분말재로부터 소결될 수 있다. 평면 구역(48)은 그라인딩과 같은 연이은 공정을 위하여 성형된 자석(30)을 위치 지정하는데 이용될 수 있다. 외부면(40)의 원호 구역(46)은 방사상 내부면(42)과 동심일 수 있다. 2개의 자석(30)의 방사상 내부면(42)은 회전 샤프트(28)가 이를 통과하도록 하기 위한 내부 보어(50)를 협력하여 규정한다. 오버 몰딩 편(32)의 내부 링(34)은 방사상 내부면(42)과 회전 샤프트(28) 사이에 형성된다.

바람직하게는, 180°의 각도에 대한 각 자석(30)의 극 원호 각도(θ)의 비는 0.75 내지 0.95의 범위 내에 있고, 보다 바람직하게는 0.9 내지 0.95의 범위 내에 있다. 본 명세서에서 이용되는 용어 "극 원호 각도"는 방사 외부면(40)의 원호면 구역(46)과 회전 샤프트(28)의 중심 축의 2개의 원주 단부를 연결하는 가상의 선에 의해 형성되는 각도를 지칭한다. 하나의 동일 측면에서의 2개의 자석(30)의 방사 외부면(40)의 2개의 평면 구역(48)은 공면이다. 2개의 공면의 평면 구역(48)의 두 원주 단부 사이의 거리(d1)는 2mm 내지 9.5mm 범위 내에 있다. 오버 몰딩 편(32)의 외부면의 거리(d3)에 대한 2개의 공면 연결면(44)의 2개의 외부 단부 사이의 거리(d2)의 비는 0.82 내지 0.95의 범위 내에 있다. 일 실시예에서, 자석(30)의 극 원호 각도(θ)는 166° 보다 크고, 2개의 공면의 평면 구역(48)의 2개의 원주 단부 사이의 거리(d1)는 2mm 내지 2.5mm 범위 내에 있다. 오버 몰딩 편(32)의 외부 링(36)의 축방향 단부는, 오버 몰딩 편(32)을 형성하는 공정 동안 2개의 자석(30)을 위치 지정하기 위하여, 원주 방향으로 이격되어 배치된 적어도 2개의 위치 지정 홈(52)을 규정한다. 각각의 위치 지정 홈(52)은 2개의 자석(30)이 서로 접촉하는 영역에 배치되며, 2개의 자석(30)의 동일 측에서의 2개의 평면 구역(48)은 완전히 노출된다.

종래 기술의 원호 자석과 비교하여, 본 실시예의 회전자의 자석의 극 원호 각도는 증가되며, 이는 모터의 코깅 토크(cogging torque)를 감소시키고, 회전자의 회전을 보다 원활하게 한다. 링 형상 자석과 비교하여, 본 실시예의 원호 자석은 비용을 절감한다.

도 6 및 도 7을 참조로, 고정자는 고정자 코어(54) 및 고정자 코어(54) 주위를 감고 있는 고정자 권선(56)을 포함한다. 본 실시예에서, 고정자 코어(54)는 바닥부(58), 바닥부(58)의 대향 단부로부터 연장하는 2개의 브랜치(60), 2개의 브랜치(60) 상에 형성된 한 쌍의 대향 극(62)을 포함한다. 바람직하게는, 바닥부(58)는 바 형상이며, 2개의 브랜치(60)는 바닥부(58)의 대향 단부로부터 평행하게 연장하며, 2개의 극(62)은 바닥부(58)로부터 멀어지는 단부에서 2개의 브랜치(60) 상에 형성된다. 각각의 극(62)은 대응하는 브랜치(60)로부터 연장하고 바닥부(58)에 실질적으로 평행한 2개의 측면(64, 65) 및 2개의 측면(64 및 65) 사이의 오목한 극 원호면(66)을 포함한다. 회전자의 외부면은 극 원호면(66)과 마주하며, 그 사이에 공극이 형성된다.

바람직하게는, 바닥부(58) 및 2개의 브랜치(60)는 분리하여 형성될 수 있다. 바닥부(58)는 다중 판형상 바닥부 부재의 적층에 의해 형성될 수 있으며, 브랜치(60)는 다중 판형상 브랜치 부재의 적층에 의해 형성될 수 있다. 바닥 부재 및 브랜치 부재 각각은 적층된 판 형상 부재를 함께 실장하기 위한 조립 홀(68)을 규정한다. 돌출부(70)는 바닥부(58)에 인접한 각각의 브랜치(60)의 단부의 단부면으로부터 돌출하며, 바닥부(58)의 대향 단부가 대응하여 2개의 오목부(72)를 형성한다. 바닥부 부재와 브랜치 부재가 조립되어 그 각각의 적층 구조를 형성한 후, 두 개의 브랜치(60)의 돌출부(70)가 바닥부(58)의 2개의 오목부(72)와 스냅 방식으로(snappingly) 연결되어 고정자 코어를 형성한다. 대안적으로, 돌출부(70)는 바닥부(58) 상에 형성할 수 있으며, 오목부(72)는 브랜치(60)에 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 바닥부(58)의 최대 폭(b1)은, 두 개의 브랜치(60)를 함께 붙인 후 이들 사이의 최소 거리(b2)보다 크지 않다. 바닥부(58)의 최대 길이(b3)는 바닥에 면하는 브랜치(60)의 측면(64)과 바닥에 인접한 브랜치(60)의 단부의 가장 먼 지점(본 실시예에서는 돌출부(70)의 원단부) 사이의 최대 거리(b4)보다 크지 않다. 앞서 구성한 고정자 코어에서, 바닥부(58)는, 브랜치(60)를 형성하는 공정 동안 제거된 두 개의 브랜치(60) 사이의 소재에 의해 형성될 수 있어서, 소재를 절약하며, 그에 따라 비용을 감소시킬 수 있다. 게다가, 바닥부(58)의 최대 길이(b3)는 바닥부(58)에 면하는 브랜치(60)의 측면(64)과 바닥부(58)에 인접한 브랜치(60)의 단부의 단면 사이의 거리(b5)보다 클 수 있다.

두 개의 고정자 극(62)은 고정자 극의 두 개의 원주 방향 단부 각각에서 대향하는 원주 방향 단부 부분(74)을 형성한다. 개방 슬롯(75)이 대향하는 원주 방향 단부 부분 사이에 규정되어, 큰 자기 저항을 형성하며 자기 누설을 감소시킨다. 본 실시예에서, 개방 슬롯(75)은 두 극을 통해 방사상으로 연장하여, 두 극을 떨어지게 분리한다. 고정자 극(62)의 극 원호면(66)과 회전자(26)의 외면은 그 사이에 실질적으로 균일한 공극을 형성한다. 문구, "실질적으로 균일한 공극"은 균일한 공극이 고정자의 대부분과 회전자의 대부분 사이에 형성되며 공극 중 오직 적은 부분만이 균일하지 않은 상황을 지칭한다. 바람직하게는, 고정자 극의 극 원호면(66)은 회전자와 동심이어서, 균일한 주요 공극(76)을 형성한다. 각각의 극 원호면(66)은 내부로 오목한 시동(startup) 홈(78)을 형성하여, 불균일 공극이 시동 홈(78)과 회전자(26)의 외면 사이에 형성된다. 바람직하게는, 두 개의 극(62)의 극 원호면의 두 개의 시동 홈(78)은 회전자의 직경에 대해 대칭이며, 각각 원주 방향 단부 부분(74) 중 대응하는 것으로부터 연장한다. 이 구성은, 회전자(26)가 정지해 있을 때 회전자(26)의 극 축(S1)(도 5)이 고정자 극(62)의 중심 축(S2)으로부터 각도만큼 벗어나 있음을 보장할 수 있어서, 회전자는 모터에 전원이 공급될 때마다 고정된 시작 방향을 갖는다. 극 축은 두 개의 상이한 자극(본 실시예에서는 두 개의 자석) 사이의 경계를 지칭하며, 고정자 극의 중심 축은 두 개의 극(62)의 중심을 통과하는 선을 지칭한다.

바람직하게는, 회전자의 극 원호면과 회전자 사이의 최소 공극(본 실시예에서는 극 원호면과 회전자 사이의 주요 공극)에 대한 두 개의 고정자 극의 두 개의 대향 원주 방향 단부 부분(74) 사이의 거리(a1)의 비는 2 미만이다.

본 실시예에서, 두 개의 개방 슬롯(75)은 동일하고 균일한 폭을 가지며, 브랜치(60)의 길이 방향에 평행하다. 대안적으로, 각각의 개방 슬롯(75)은 불균일 폭을 가질 수 있다. 이 경우에, 앞서 기재한 바와 같이 두 개의 대향 원주 방향 단부 부분(74) 사이의 거리(a1)는 개방 슬롯(75)의 최소 폭을 지칭한다. 또한, 개방 슬롯(75)은 2개의 극을 통해 연장할 수 없다. 차라리, 개방 슬롯은 두 극 사이에 큰 자기 저항이 형성되는 한 2개의 극의 내부면 또는 외부면에만 형성될 뿐이다.

본 실시예의 모터 구성은, 회전자가 고정된 시작 방향을 가지며, 동시에 모터의 코깅 토크를 감소시켜 회전자의 회전을 더 매끄럽게 함을 보장할 수 있다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 바람직하게는, 고정자는, 고정자 코어(54)의 두 개의 브랜치(60)의 절연 권선 브래킷(80) 주위에 각각 감기는 한 쌍의 고정자 권선(56)을 포함한다. 모터는, 브랜치(60)에 평행한 방향으로 절연 권선 브래킷(80)에 장착되는 회로 기판(82)(도 2)을 더 포함한다. 과열 보호기(84)가 회로 기판(82)에 장착된다. 과열 보호기(84)가 회로 기판(82)과 두 개의 고정자 권선(56) 사이에 배열되어, 권선(56) 중 어느 하나의 온도가 지나치게 높은 경우에 전원 공급을 차단할 수 있다. 두 개의 고정자 권선(56)은 두 개의 별도의 도체 와이어(86)를 감음으로써 형성할 수 있으며, 이들 와이어는 그 후 서로 전기적으로 연결된다. 각 도체 와이어(86)는 입력 단자(88)와 출력 단자(90)를 갖는다. 두 개의 권선은 동시에 두 개의 도체 와이어(86)를 감음으로써 형성할 수 있으며, 이것은 시간을 절약한다. 두 개의 고정자 권선(56)의 두 개의 입력 단자(88)는 평행한 브랜치(60)의 길이 방향 단부에 위치하며, 권선의 내부 층에 배열된다. 두 개의 출력 단자(90)는 평행한 브랜치(60)의 다른 길이 방향 단부에 위치하여 권선의 외부 층에 배열된다. 절연 권선 브래킷(88)은 관상 부분(92)과, 이 관상 부분(92)의 대향 단부로부터 외부로 연장하는 단벽(94)을 포함한다. 권선 공간(95)이 관상 부분(92)의 방사상 외면과 두 개의 단벽(94)의 축방향 대향 면 사이에 형성되어 권선(56)을 수용한다.

입력 단자(88)가 배열되는 측에서 두 개의 절연 권선 브래킷(80)의 단벽(94)은 각각 와이어 안내 슬롯(96)을 형성한다. 두 개의 고정자 권선(56)의 두 개의 입력 단자(88)는 권선 브래킷(80)의 외부로부터 와이어 안내 슬롯(96)을 거쳐 권선 브래킷(80) 내부의 권선 공간(95)으로 라우팅된다. 격벽(98)이 권선 브래킷 내부의 권선 공간(95)과 와이어 안내 슬롯(96) 사이에 형성된다. 격벽(98)은 관상 부분(92)의 외면으로 연장한다. 입력 단자(88)는 격벽(98)에 의해 차단되어, 관상 부분(92)의 외면에 도달할 때까지 권선 공간에 들어가지 않는다. 그러므로 입력 단자(88)는 권선 공간(95)에서 코일의 각 층으로부터 격리되어, 권선 공간에서 코일과 입력 단자 사이의 마찰 접촉으로 인한 코일의 단락 회로를 회피하며, 이러한 마찰 접촉은 도체 와이어의 절연 층을 벗겨 낸다. 바람직하게는, 두 개의 출력 단자(90)는 회로 기판(82)에 납땜되어 전기적으로 연결될 수 있어서, 두 개의 권선(56)은 직렬 연결된다. 두 개의 권선(56)의 두 개의 입력 단자(88)는 외부의 단상 교류 전원에 의해 전원이 공급될 수 있다. 바람직하게는, 도 9에 도시한 바와 같이, 두 개의 절연 권선 브래킷(80)은 일체형으로 형성되고 길이 방향으로 배치되어 바 형상을 갖는다. 두 개의 권선(56)이 권선 브래킷(80) 주위에 감긴 후, 바-형상의 두 개의 권선 브래킷(80)이 서로 평행하게 되도록 구부려진다. 두 개의 평행한 권선 브래킷(80)은 그 후 고정자 코어(54)의 두 개의 평행한 브랜치(60) 주위에 부착된다. 바람직하게는, 두 개의 권선(56)의 두 개의 입력 단자는, 서로로부터 멀리 있는, 바-형상의 두 개의 권선 브래킷(80)의 두 개의 원단부에 배열되거나 바-형상의 두 개의 권선 브래킷(80)의 두 인접한 단부에서 그 중심 부분에 배열되며, 두 개의 권선의 권선 방향은 서로 대향한다. 이처럼, 두 개의 권선 브래킷이 서로 평행하게 되도록 구부려지면, 두 개의 권선의 두 개의 입력 단자는 동일 단부에 배열되며, 직렬로 연결되는 두 개의 권선에 의해 생성되는 자계는 서로 상쇄하지 않는다.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 펌프 하우징(14)은 커버 본체(100), 커버 본체(100)에 장착되는 바닥 판(102)을 포함한다. 커버 본체(100)는 시일링 링(104)에 의해 바닥 판(102)에 밀폐하여 연결된다. 바람직하게는, 시일링 링(104)은 바닥 판(102)의 방사상 홈(106)에 위치하여, 커버 본체(100)가 바닥 판(102)에 장착되기 전에 시일링 링(104)이 바닥 판(102)으로부터 분리되는 것을 방지한다. 커버 본체(100)는 상부 판(108)과, 상부 판(108)과 바닥 판(102)을 상호 연결하는 측면 인클로징(side enclosing) 판(110)을 포함한다. 주입구(16)는 상부 판(108)으로부터 일반적으로 축방향으로 외부로 연장하며, 배출구(18)는 축방향에 일반적으로 수직인 방향으로 측면 인클로징 판(110)으로부터 연장한다. 커버 본체(100)와 바닥 판(102)은 그 사이에 펌프 챔버(12)를 형성하며, 임펠러(20)가 펌프 챔버(12)에 회전 가능하게 배열된다.

스냅 잠금 구조가 커버 본체(100)와 바닥 판(102) 사이에 형성된다. 스냅 잠금 구조는, 바닥 판(102)과 커버 본체(100) 사이의 상대적인 원주 방향 회전에 의해 서로와 스냅 방식으로 잠길 수 있다. 바람직하게는, 복수의 원주 방향으로 연장하는 잠금 슬롯(112)이 바닥 판(102)의 외부 원주 방향 에지에서 형성되며, 복수의 원주 방향으로 연장하는 돌출부(113)가 커버 본체(100)의 외면 상에서 대응하여 형성된다. 원주 방향으로 연장하는 돌출부(113)의 축방향 폭은 원주 방향으로 연장하는 잠금 슬롯(112) 내로 삽입하는 방향으로 점진적으로 감소한다. 탄성 아암(114)이 바닥 판(102)의 외부 원주 방향 에지에 형성되며, 위로 경사지게 연장한다. 탄성 아암은, 아암의 본체에 대해 아래로 오목한 단차(116)를 가진 자유 단을 갖는다. 블록(118)이 커버 본체(100)의 외면 상에 형성된다. 커버 본체(100)가 시계 방향으로 회전할 때, 커버 본체(100)의 원주 방향으로 연장하는 돌출부(113)가 바닥 판(102)의 그 각각의 원주 방향으로 연장하는 잠금 슬롯(112) 내로 삽입되며, 블록(118)이 탄성 아암(114) 위로 슬라이드한다. 원주 방향으로 연장하는 돌출부(113)가 회전하여 그 각각의 잠금 슬롯(112)과 간섭-핏(interference-fit)을 형성하면, 블록(118)은 단차(116)로 단지 슬라이드하여, 커버 본체(100)의 역회전을 방지한다.

바닥 판(102)은, 개구(120)를 갖는 펌프 챔버 바닥 벽(122)과, 개구(120)로부터 일체형으로 축방향으로 그리고 외부로 연장하는 회전자 하우징(124)을 포함한다. 고정된 단부 캡(126)이 개구(120)에 인접한 회전자 하우징(124)의 일 단부에 장착된다. 회전 샤프트(28)의 일 단부가 단부 캡(126)을 통과하여 펌프 챔버(12)에 들어가 임펠러(20)에 연결되어, 임펠러(20)를 회전하도록 구동한다. 회전 샤프트(28)의 대향 단부는 각각 단부 캡(126)에 배열되는 베어링(128)과 개구(120)로부터 먼, 회전자 하우징(124)의 다른 단부에 배열되는 베어링(130)에 의해 지지될 수 있다.

바람직하게는, 베어링(128)은 충격 흡수재(132)를 통해 단부 캡(126)에 장착할 수 있다. 베어링(128)은 원통 형상이며, 베어링(128)의 외면 상에서 원주 방향으로 연장하는 릿지(134)를 포함한다. 충격 흡수재(132)의 내면은 홈(136)을 형성하여 릿지(134)와 맞물린다. 이러한 구성은 베어링(128)과 회전자 사이가 동심이 됨을 보장한다. 베어링(130)은 회전자 하우징(124)과 일체형으로 형성되는 베어링 시트(138)에 의해 지지될 수 있다. 복수의 내부 티쓰(140)가 베어링 시트(138)의 내면 상에 형성되어, 베어링 시트(138)의 내면과 베어링(130)의 외면 사이에 불연속 접촉을 초래한다. 이러한 구성은 동작 동안 모터에 의해 생성되는 진동을 감소시킬 수 있다.

회전자 하우징(124)은 두 개의 고정자 극(62) 사이에 고정한다. 회전자(26)의 외면과 회전자 하우징(124) 사이에는 간극(gap)이 형성되어, 회전자(26)는 회전자 하우징(124)에 대해 회전할 수 있다. (도 11에 도시한) 축방향으로 연장하는 리브(142)가 회전자 하우징(124)의 외면 상에 형성된다. 고정자 극(62)에 인접한 단부에서의 2개의 절연 권선 브래킷(80)의 2개의 인접한 측이 협력하여 리브(144)를 형성한다(도 6). 리브(142)와 리브(144)는 2개의 극(62)의 원주 방향 단부 부분(74) 사이에서 2개의 개방 슬롯(75) 내에 각각 삽입되어, 고정자 코어(54)의 상대적인 원주 방향 회전을 제한한다. 바람직하게는, 회전자 하우징(124)의 리브(142)의 외면은, 바닥(58)으로부터 먼, 고정자 극(62)의 측면(65)보다 높지 않다.

도 11 및 도 13을 참조하면, 모터는 회로 기판(82)과 고정자 권선(56)을 덮는 모터 커버 본체(146)를 또한 포함한다. 모터 커버 본체(146)는 바닥 벽(148)과 바닥 벽(148)으로부터 연장하는 두 개의 측벽(150)을 포함한다. 두 개의 측벽(150)은 고정자 코어(54)의 두 개의 측에 배열된다. 회로 기판(82)은 바닥 벽(148)과 고정자 권선(56) 사이에 배치된다.

본 실시예에서, 모터 커버 본체(146)와 펌프 하우징(14)은, 측벽(150) 상의 돌출 블록(152)과 바닥 판(102)으로부터 아래로 연장하는 후크(154)를 포함하는 스냅 잠금 구조에 의해 서로 장착된다. 돌출 블록(152)은 후크(154)와 스냅 방식으로 맞물린다. 바닥 판(102)은 두 개의 측벽(150)에 대응하는 적어도 한 쌍의 위치지정 돌출부(156)를 포함한다. 측벽(150) 각각은 후크(154) 중 대응하는 하나와 위치지정 돌출부(156) 중 대응하는 하나 사이에 삽입된다. 바람직하게는, 각각의 위치지정 돌출부(156)는 대응하는 후크(154)의 빈부분과 정렬되어, 대응하는 측벽(150)이 위치지정 돌출부(156)에 의해 가압될 수 있어서 빈 부분을 향해 변형될 수 있다. 이처럼, 모터 커버 본체(146)와 펌프 하우징(14) 사이의 장착력은 강화되어, 모터의 동작 동안 진동을 감소시킨다.

본 실시예에서, 후크(154)는 또한 동시에 위치지정 돌출부(156)로서 기능할 수 있다. 이해할 수 있는 바와 같이, 한 쌍의 위치지정 돌출부(156)는 또한 후크(154)와 독립적으로 별도로 배열될 수 있다. 예시한 실시예에서, 한 쌍보다 많은 위치지정 돌출부(156)가 각각의 측벽에 형성된다. 대안적으로, 단일 쌍의 위치지정 돌출부(156)가 각 측에 형성될 수 있다. 한 쌍보다 많은 위치지정 돌출부(156)인 경우에, 각 쌍의 위치지정 돌출부(156)는 다른 쌍의 위치지정 돌출부(156)와 독립적으로 별도로 배열될 수 있다. 대안적으로, 바-형상의 돌출부(156)가 측벽의 내부 또는 외부에 대응하는 위치에 형성되며, 두 개의 또는 두 쌍보다 많은 위치지정 돌출부(156)가 바-형상의 돌출부(156)를 공유한다.

중국 특허출원 번호 제201410404474.2호 및 제201410404755.8호 전체가 본 명세서에서 인용되고 있다. 본 실시예의 모터는, 중국 특허출원 중 어느 하나에서 개시한 구동 회로 또는 다른 적절한 구동 회로와 연계하여 사용될 때, 회전자가 각각의 시동 동안 동일한 방향으로 회전함을 보장할 수 있다. 이처럼, 팬 또는 물 펌프와 같은 응용에서, 회전자에 의해 구동되는 임펠러는 만곡된 날개를 활용하여, 팬 또는 물 펌프의 수력 효율(hydraulic efficiency)을 향상시킬 수 있다. 따라서, 더 소형의 모터가 동일한 레벨의 출력을 달성하는데 사용될 수 있어서, 에너지 소비를 감소시킬 수 있다. 구동 회로가 회로 기판(82) 상에 배열될 수 있다. 위치 센서(158)(도 2)에 의해 검출되는 자극 위치 정보를 기반으로 하여, 고정자 권선(56)에는 미리 결정된 방식으로 에너지가 공급되어, 모터에 전원이 공급될 때마다 회전자가 고정된 시동 방향을 가짐을 보장한다. 본 실시예에서, 위치 센서(158)는, 회전자가 정지해 있을 때 회전자의 극 축(S1)의 수직선과 고정자의 중심 축(S2)의 수직선 사이에 형성된 예각의 범위에 배열된다. 위치 센서(158)는 회전자 하우징(124) 외부에 배열되며 모터 커버 본체(146)에 의해 덮인다.

도 14를 참조로, 임펠러(20)는 회전 샤프트(28)와의 동기식 회전을 위하여 회전 샤프트(28)에 고정식으로 장착된다. 임펠러(20)는 플라스틱 소재로 제조될 수 있으며, 기판(160) 및 기판(160)에 원주 방향으로 이격되어 장착된 복수개의 블레이드(162)를 포함한다. 바람직하게는, 임펠러(20)의 블레이드(162)는 원호 형상이며, 긴 블레이드(164) 그룹과 짧은 블레이드(166) 그룹을 포함한다. 블레이드의 두 그룹은 대안적으로는 기판(160)의 외부 원주 에지에 원주 방향으로 배치된다. 펌프 챔버(12)의 내부면과 임펠러(20) 사이에 나선형 흐름 통로(168)(도 11)가 형성된다. 흐름 통로(168)의 방사형 단면적은 배출구(18)로 향하여 원주 방향으로 점차 증가한다. 회전자가 고정된 시작 회전 방향을 갖는다는 조건 하에서, 원호 형상 블레이드 및 나선형 흐름 통로는 수력 효율을 증대할 수 있다. 실장 포스트(170)가 기판(160)의 중심 영역에 배치된다. 회전 샤프트(28)의 일 단부는 샤프트 슬리브(172)를 경유하여 실장 포스트(170)에 고정된다. 샤프트 슬리브(172)는 금속 소재로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 모터로부터 떨어져 있는 실장 포스트(170)의 축방향 단부에서, 방사상 내부로 배치된 실장 포스트(170), 샤프트 슬리브(172) 및 사출 성형부(174)가 협력하여 연속 폐단부면을 형성한다. 사출 성형부(174) 및 실장 포스트(170)는 브리지부(176)를 통해 연결된다. 다른 실시예에서, 임펠러(20)는 직선형 블레이드를 이용할 수 있다.

본 명세서에서 펌프(10)는 식기세척기 또는 세탁기 장치와 같은 세정 장치를 위한 배수 펌프로서 사용하는데 특히 적합하나, 이에 제한적이지는 않다. 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 배수 펌프를 포함하는 식기세척기(176)를 도시한다. 식기세척기는 클리닝 챔버(178), 클리닝 챔버(178)에 세정수를 물을 공급하기 위한 물 공급 통로(180), 물을 배수하기 위한 배수 통로(182), 클리닝 챔버(178) 내의 세정수를 순환시키기 위한 순환 통로(184), 및 배수 펌프(10) 및 순환 펌프(186)를 갖는 제어 시스템(188)을 포함한다. 배수 펌프(10)는 클리닝 챔버(178) 내의 세정수를 배수 통로(182)로 펌핑하고, 순환 펌프(186)는 클리닝 챔버(178) 내의 세정수를 순환 통로(184)로 펌핑한다. 본 발명의 실시예에 기술된 모터는 다른 응용 분야에서도 사용될 수 있음을 이해할 수 있어야 한다. 본 발명의 실시예에 기술된 모터가 다른 응용 분야에서도 사용될 수 있음을 이해할 수 있어야 한다.

본 출원의 상세한 설명 및 청구 범위에서, 동사인 "포함하다(comprise)", "포함하다(include)", "함유하다(contain)", 및 "가지다(have)"와 그 변형은 포괄적 개념으로 이용되어, 상술한 항목들의 존재를 규명하는 것이나, 추가 항목 또는 특징들의 존재를 배제하려는 의도는 아니다.

본 발명이 하나 또는 이상의 양호한 실시예를 참조로 설명되지만, 당해 분야의 숙련자라면 다양한 개조가 가능함이 이해되어야 한다. 그러므로, 본 발명의 범위는 이하의 첨부된 청구범위를 참조로 결정될 것이다.

Claims

고정자 및 상기 고정자에 대해 회전 가능한 회전자(26)를 포함하는 모터(22)로서, 상기 고정자는 고정자 코어(54) 및 상기 고정자 코어 주위로 감긴 고정자 권선(56)을 포함하며, 상기 고정자 코어(54)는 대향하는 한 쌍의 극(62) 및 상기 극 사이에 연결된 요크를 포함하며, 각각의 극(62)은 상기 회전자와 마주하는 극 원호면(66)을 가지며, 상기 극 원호면(66)과 상기 회전자(26) 사이에 공극이 형성되며, 상기 한 쌍의 극은 서로로부터 이격된 대향하는 원주 단부 부분(74)을 포함하며, 상기 극 원호면과 상기 회전자 사이의 공극의 최소 폭(a2)에 대한 상기 원주 단부 부분 사이의 거리(a1)의 비는 2 보다 적은, 모터.
청구항 1에 있어서, 상기 극 원호면(66)은 상기 회전자(26)와 동심으로서, 균일한 주 공극이 상기 극 원호면과 상기 회전자 사이에 형성되고, 상기 균일한 주요 공극 사이의 폭에 대한 상기 원주 단부 부분 사이의 거리의 비가 2 보다 적은, 모터.
청구항 2에 있어서, 내부로 오목한 시동 홈(78)이 상기 극 원호면(66) 내에 형성되고, 상기 시동 홈(78) 및 상기 회전자(26)가 그 사이에 불균일한 공극을 형성하는, 모터.
청구항 2에 있어서, 2개의 극의 2개의 극 원호면의 2개의 시동 홈(78)이 직경에 대해 대칭이고, 극의 각각의 원주 단부 부분(74)으로부터 연장하는, 모터.
청구항 3에 있어서, 상기 회전자(26)는 적어도 하나의 영구 자석(30)을 포함하고, 상기 고정자 권선(56)이 교류 전원에 직렬로 연결되는 경우, 상기 회전자(26)는 정상 상태 동안 60f/p RPM 의 일정 속도로 회전하고, 여기서 f는 교류 전원의 주파수이고, p는 상기 회전자의 극 쌍의 개수인, 모터.
청구항 5에 있어서, 구동 회로 및 위치 센서(158)를 더 포함하며, 상기 회전자의 극 축(S1)은 상기 회전자가 정지 상태인 경우 상기 고정자의 중심축(S2)으로부터 예각으로 이탈하고, 상기 구동 회로는 상기 위치 센서(158)에 의해 검출된 자석 극 위치 정보를 기초로, 상기 고정자 권선(56)이 상기 모터가 기동될 때마다 상기 회전자가 고정된 시동 방향을 갖도록 보장하기 위하여 소정 방식으로 에너지가공급되도록 구성되는, 모터.
청구항 6에 있어서, 상기 위치 센서(158)는 상기 회전자가 정지 상태인 경우의 상기 회전자의 극축(S1)의 수직선과 상기 고정자의 중심축(S2)의 수직선 사이에 형성된 예각의 범위에 배치되는, 모터.
펌프(10)로서, 펌프 챔버(12)를 갖는 펌프 하우징(14), 상기 펌프 챔버(12)와 소통하는 주입구(16) 및 배출구(18), 및 상기 펌프 챔버(12) 내에 회전식으로 배치되며 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 모터(22)에 의해 구동되는 임펠러(20)를 포함하는 펌프.
청구항 8에 있어서, 상기 임펠러는 원주 방향으로 이격되어 배치된 복수개의 곡선의 블레이드(162)를 포함하는, 펌프.
클리닝 장치(176)로서, 클리닝 챔버(178), 세정수를 상기 클리닝 챔버(178)에 공급하기 위한 물 공급 통로(180), 물의 배수를 위한 배수 통로(182), 및 상기 클리닝 챔버(178) 내의 세정수를 상기 배수 통로(182)로 펌핑하기 위한 배수 펌프(10)를 포함하며, 상기 배수 펌프(10)는 청구항 8 또는 청구항 9에 기재된 펌프의 특징부를 포함하는, 클리닝 장치.