WO2019212294A1 - 모터 어셈블리와 그 제조 방법 및 이를 포함하는 청소기 - Google Patents

모터 어셈블리와 그 제조 방법 및 이를 포함하는 청소기 Download PDF

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WO2019212294A1
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cover
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housing
coupled
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황웅
김지민
박태상
조기연
한진우
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Definitions

  • the present invention relates to a motor assembly having improved suction performance, a method of manufacturing the same, and a cleaner including the same.
  • a motor is a machine that obtains rotational force from electrical energy and includes a stator and a rotor.
  • the rotor is configured to electromagnetically interact with the stator and is rotated by a force acting between the magnetic field and the current flowing in the coil.
  • the motor can be used in various home appliances, for example, a cleaner or the like.
  • the vacuum cleaner is a home appliance that sucks air containing foreign matters such as dust and the like by using an air pressure generated by a motor mounted inside the cleaning main body, and filters the foreign matter from the inside of the cleaning main body.
  • the motor generates suction by discharging the air inside the cleaner to the outside to lower the internal pressure.
  • the suction force generated in this way allows the foreign matter such as dust on the surface to be cleaned to be sucked together with the external air through the suction means to be removed by the dust collector.
  • the motor may include an impeller rotating with the rotor to generate suction force, a cover disposed to surround the impeller, and a guide member for guiding air passing through the impeller together with the cover.
  • the cover or guide member may be provided with a plurality of vanes for increasing the pressure of air passing through the impeller. In order to improve the suction performance of the motor, it is preferable that there is no gap between the plurality of vanes and the cover or guide member.
  • a predetermined gap is provided between the impeller and the cover, and when the gap is minimum, the suction performance of the motor is maximized. Therefore, the distance between the impeller and the cover is preferably minimized, but it is necessary to prevent the impeller and the cover from contacting due to assembly tolerances or the like.
  • a cover and a guide member are integrated to eliminate gaps between the plurality of radial vanes and the cover or guide member, thereby improving the suction performance and a method of manufacturing the motor assembly and a cleaner including the same.
  • Another aspect of the present invention discloses a motor assembly, a method of manufacturing the same, and a cleaner including the same, which can maintain a constant gap between an impeller and a cover, regardless of assembly tolerances of various components.
  • Another aspect of the present invention is to prevent the contact between the impeller and the cover while maintaining a minimum distance between the impeller and the cover to improve the suction assembly is improved motor assembly, a method of manufacturing the same and a cleaner comprising the same.
  • the motor assembly is coupled to the rotor to rotate about the axis with the stator, a rotor configured to electromagnetically interact with the stator to rotate about the axis, and And an impeller provided to suck air, a housing coupled to the stator to cover the impeller and the stator, an inlet through which air sucked by the impeller is introduced, and a cover provided to cover the impeller; And a guide member configured to guide the air discharged from the impeller and to be coupled to the housing, and a plurality of agents protruding in an axial direction from one of the cover and the guide member and coupled to the other of the cover and the guide member.
  • cover and the guide member are configured to be movable in the axial direction when the cover and the guide member are not coupled to the housing, wherein the cover includes a contact portion which contacts the impeller according to the position of the cover, and the contact portion May be spaced apart from the impeller when the guide member is coupled to the housing.
  • the guide member includes a stopper for limiting a range of movement of the guide member in the axial direction when the guide member is not coupled to the housing, the stopper contacting the housing such that the housing is connected to the guide member. Can be prevented from passing in the axial direction.
  • the shortest distance between the stopper and the housing in the axial direction may be greater than the shortest distance between the cover and the impeller in the axial direction.
  • the plurality of first vanes protruding in an axial direction from one of the cover and the guide member may be integrated by ultrasonic welding to the other of the cover and the guide member.
  • the cover or the guide member may further include a welding peak corresponding to the bonding surface of the first vane and protruding toward the bonding surface, and a protrusion guide for guiding ultrasonic welding of the bonding surface and the welding acid.
  • the guide member connects an inner casing coupled with the housing, an outer casing disposed along an outer circumference of the inner casing to be spaced apart from the inner casing, and the inner casing and the outer casing, and the air discharged from the impeller. It may further comprise a plurality of second vanes for guiding the.
  • the guide member and the housing may be provided to be bonded by applying an adhesive between an inner circumferential surface of the guide member and an outer circumferential surface of the housing.
  • the guide member may further include a plurality of first grooves disposed to be spaced apart along the inner circumferential surface of the guide member so that an adhesive is uniformly applied between the inner circumferential surface of the guide member and the outer circumferential surface of the housing.
  • the guide member is provided at a position corresponding to each of the plurality of first grooves, the width of which is smaller than that of the first groove, and is provided so that air between the inner circumferential surface of the guide member and the outer circumferential surface of the housing escapes. It may further include a plurality of second grooves.
  • the guide member may further include a test hole having a diameter larger than the diameter of the impeller so that the impeller penetrates, and the test hole may show whether the plurality of first vanes and the cover or the guide member are normally coupled. have.
  • a cleaner includes a cleaner body, a suction head provided to suck foreign substances on a surface to be cleaned by the cleaner body, and a motor assembly disposed inside the cleaner body, wherein the motor assembly includes a stator and a stator.
  • a motor including a rotor and a housing, an impeller provided to engage with the shaft of the rotor to rotate about the shaft and the impeller to guide the air sucked by the impeller, and a cover configured to be coupled with the housing
  • a cover unit the cover unit being configured to be movable in the axial direction when not coupled to the housing, and moving away from the impeller after contacting the impeller after moving in the axial direction. It can be arranged to combine with.
  • the cover unit has an inlet through which air sucked by the impeller flows, and includes a cover provided to cover the impeller, and a guide member configured to guide the air discharged from the impeller and to be coupled to the housing. can do.
  • the shortest distance between the guide member and the housing in the axial direction may be greater than the shortest distance between the cover and the impeller in the axial direction.
  • the motor assembly may further include a plurality of radial vanes protruding axially from one of the cover and the guide member and coupled to the other of the cover and the guide member.
  • the guide member connects an inner casing coupled with the housing, an outer casing disposed along an outer circumference of the inner casing to be spaced apart from the inner casing, and the inner casing and the outer casing, and the air discharged from the impeller. It may further include a plurality of axial vanes for guiding the.
  • a method of manufacturing a motor assembly includes a plurality of radial vanes projecting in an axial direction from one of a cover and a guide member to another of the cover and the guide member, wherein the cover and the impeller are in contact with each other.
  • the cover and the guide member are moved in a first direction parallel to the axial direction until the cover and the impeller come into contact with each other, and the cover and the guide member are moved to have a predetermined distance between the cover and the impeller.
  • the cover and the guide member and the housing may be coupled to each other in a second direction opposite to the first direction.
  • the plurality of radial vanes and the cover or the guide member may be coupled using ultrasonic welding.
  • the cover and the guide member may be moved by 0.1 mm to 0.7 mm in the second direction.
  • the guide member and the housing may be bonded by applying an adhesive between the inner circumferential surface of the guide member and the outer circumferential surface of the housing.
  • the guide member may include a plurality of grooves spaced apart along the inner circumferential surface of the guide member, and when bonding the guide member and the housing, an adhesive may be injected into the plurality of grooves.
  • the cover and the guide member are integrated so that there is no gap between the plurality of radial vanes and the cover or guide member, thereby improving the suction performance of the motor assembly.
  • the gap between the impeller and the cover can be kept to a minimum while preventing contact between the impeller and the cover, so that the suction performance of the motor assembly can be improved.
  • FIG. 1 is a view showing a stick cleaner including a motor assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a motor assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an exploded perspective view of a motor assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 4 is a perspective view of a cover unit in the motor assembly according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a bottom perspective view of the cover unit shown in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a view showing a cover and a guide member according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view illustrating the cover and the guide member illustrated in FIG. 6 from different angles.
  • FIG. 8 is a view showing a cover and a guide member according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view illustrating the cover and the guide member shown in FIG. 8 from different angles.
  • FIG. 10 is a view showing a cover and a guide member according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view illustrating the cover and the guide member illustrated in FIG. 10 from different angles.
  • FIG. 12 is a side cross-sectional view of the motor assembly according to an embodiment of the present invention, which illustrates a state before the cover unit and the housing are coupled to each other.
  • FIG. 13 is a side cross-sectional view of the motor assembly according to an exemplary embodiment of the present invention, which illustrates a case in which the cover unit and the housing are coupled together.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a motor assembly according to an embodiment of the present invention.
  • first and second as used herein may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. It is used only to distinguish one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a view showing a stick cleaner including a motor assembly according to an embodiment of the present invention.
  • the cleaner including the motor assembly 100 according to the present invention may include a stick cleaner 1.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the motor assembly 100 according to the present invention may be used in an upright cleaner.
  • the motor assembly 100 may be applied to various home appliances in addition to the cleaner.
  • the stick type cleaner 1 including the motor assembly 100 will be described.
  • the cleaner 1 may include a cleaning base 10 and a suction head 30.
  • the cleaner 1 may include a stick 20 connecting the cleaning main body 10 and the suction head 30 and a handle 40 connected to the cleaning main body 10.
  • the handle part 40 is a part coupled to the cleaning main body 10, and may be provided to allow a user to manipulate the cleaner 1 by holding it.
  • the handle part 40 may be provided with a control part (not shown) so that the user may control the cleaner 1.
  • the suction head 30 may be disposed below the cleaning main body 10 to be in contact with the surface to be cleaned.
  • the suction head 30 may be provided to be in contact with the surface to be cleaned so that dust or dirt on the surface to be cleaned may be introduced into the cleaning body 10 by the suction force generated from the motor assembly 100.
  • the cleaning basic body 10 may include a dust collecting device 11 and a driving device 12 provided therein.
  • the dust collector 11 may be provided to collect dust or dirt on the surface to be cleaned sucked from the suction head 30.
  • the driving device 12 may include a motor assembly 100 provided to drive the cleaner 1.
  • the motor assembly 100 may generate power to generate suction force inside the cleaning body 10.
  • FIG. 2 is a perspective view of a motor assembly according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is an exploded perspective view of a motor assembly according to an embodiment of the present invention.
  • the motor assembly 100 includes a motor including a stator 210, a rotor 220, and housings 240 and 250, and a rotating shaft 221 of the rotor 220.
  • An impeller 230 coupled to generate air flow, a cover unit 300 covering the impeller 230 and guiding the air sucked by the impeller 230, and a controller 400 for controlling the motor. can do.
  • the motor may include a stator 210, a rotor 220, and housings 240 and 250.
  • the stator 210 may be configured to generate magnetic flux when a current is applied to the coil 212.
  • the rotor accommodating part 211 may be provided at the center of the stator 210 to accommodate the rotor 220.
  • the stator 210 may include an insulator 213, and the insulator 213 may be made of a material having electrical insulation.
  • the coil 212 may be wound over the stator 210 in a state in which the insulator 213 is coupled to the stator 210.
  • the rotor 220 may be disposed in the rotor accommodating part 211 of the stator 210.
  • the rotor 220 may electromagnetically interact with the stator 210.
  • the rotor 220 may include a rotating shaft 221 and bearings 222 and 223.
  • the rotary shaft 221 may be provided to rotate when the rotor 220 electromagnetically interacts with the stator 210.
  • the bearings 222 and 223 may include a first bearing 222 coupled to an upper side of the rotary shaft 221 and a second bearing 223 coupled to a lower side of the rotary shaft 221.
  • the first bearing 222 may be disposed between the first housing 240 and the rotation shaft 221 to support the rotation shaft 221 to rotate while the rotation axis of the rotation shaft 221 is fixed.
  • the second bearing 223 may be disposed between the second housing 250 and the rotation shaft 221 to support the rotation shaft 221 to rotate while the rotation axis of the rotation shaft 221 is fixed.
  • the housings 240 and 250 may be provided to be coupled to the stator 210.
  • the housings 240 and 250 may include a first housing 240 and a second housing 250.
  • the first housing 240 and the second housing 250 may be coupled to each other with the rotor 220 and the stator 210 interposed therebetween.
  • the rotor 220 may be fixed to the stator 210 by combining the first housing 240 and the second housing 250.
  • the first housing 240 may include a first bearing seating portion 241 on which the first bearing 222 is seated, and a first coupling portion 242 extending in the axial direction and engaging with the second housing 250. Can be.
  • the first housing 240 may be provided in a substantially cylindrical shape, and an outer circumferential surface 243 provided to surround a part of side surfaces of the stator 210 and the rotor 220, and an upper surface of the stator 210 and the rotor 220. It may include an upper surface 244 provided to cover the.
  • the first coupling part 242 may extend in the axial direction from the outer circumferential surface 243 of the first housing.
  • the first coupling part 242 may be provided to be spaced apart along the circumferential direction of the first housing 240, and may be provided in plurality. For example, as shown in FIG. 3, three first coupling parts 242 may be provided, but the number may be changed.
  • the second housing 250 includes a second bearing seating portion 251 provided to seat the second bearing 223 and a second coupling portion 252 provided to engage with the first coupling portion 242 of the first housing. It may include.
  • the second coupling part 252 may be provided to correspond to the number of first coupling parts 242.
  • the first coupling part 242 and the second coupling part 252 may be coupled by various known methods.
  • the first coupling part 242 and the second coupling part 252 may be coupled by an interference fit coupling.
  • the motor assembly 100 may include an impeller 230 coupled to the rotating shaft 221 of the rotor 220 to generate a flow of air.
  • the impeller 230 may include a shaft coupling part 232 to which the rotating shaft 221 is coupled. When the rotating shaft 221 is coupled to the shaft coupling portion 232, the impeller 230 may rotate together with the rotating shaft 221.
  • the impeller 230 may include a hub 233 and a plurality of wings 231 protruding from the hub 233 to form a flow of air.
  • the hub 233 is provided to have a smaller cross-sectional area along the axial direction of the rotary shaft 221 so that the air flowing in the axial direction is discharged in the radial direction of the rotary shaft 221 as the impeller 230 rotates. Can be.
  • the plurality of wings 231 may be provided at the hub 233 to rotate together with the hub 233 to form an airflow.
  • the plurality of wings 231 may be provided on an outer surface of the hub 233.
  • the rotor 220 may be disposed on an inner surface of the hub 233, and a plurality of wings 231 may be disposed on an outer surface of the hub 233 to form an airflow.
  • the cover unit 300 may include a cover 310 provided to cover the impeller 230 and a guide member 320 for guiding the air sucked by the impeller 230.
  • the cover unit 300 may be provided to be coupled to the first housing 240. The coupling method of the cover unit 300 and the first housing 240 will be described later.
  • the motor assembly 100 may further include a controller 400 provided to control the speed of the motor.
  • the controller 400 may be disposed below the motor, but is not limited thereto.
  • the controller 400 may be disposed at various locations according to the type of cleaner.
  • the motor assembly 100 may further include a washer 500 disposed between the second housing 250 and the second bearing 223.
  • the washer 500 may preload the bearing 223.
  • FIG. 4 is a perspective view of a cover unit in the motor assembly according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a bottom perspective view of the cover unit shown in FIG. 4.
  • 6 is a view showing a cover and a guide member according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view illustrating the cover and the guide member illustrated in FIG. 6 from different angles.
  • the cover unit 300 may be integrally provided by combining the cover 310 and the guide member 320.
  • 4 and 5 illustrate the cover unit 300 when the cover 310 and the guide member 320 are coupled to each other.
  • the guide member 320 may include a plurality of radial vanes 326.
  • the plurality of radial vanes 326 may guide the air such that the air sucked in the axial direction by the impeller 230 is discharged in the radial direction.
  • the kinetic energy of the air sucked by the impeller 230 may be converted into pressure while passing through the plurality of radial vanes 326.
  • the plurality of radial vanes 326 may be formed to protrude in the axial direction of the rotary shaft 221 from the guide member 320.
  • the plurality of radial vanes may be formed to protrude in the axial direction from the inner surface of the cover 310.
  • a radial vane is provided in the guide member.
  • the plurality of radial vanes 326 may be provided to engage the inner surface of the cover 310.
  • the combination of the plurality of radial vanes 326 and the cover 310 can be accomplished by a variety of methods. According to one embodiment of the invention, the plurality of radial vanes 326 and the cover 310 may be combined by ultrasonic welding.
  • Ultrasonic welding involves applying mechanical vibration energy of high ultrasonic frequency band to an object to be bonded together with pressure to generate frictional heat between the bonded surfaces of the object to raise the surface of the object to the temperature at which the plastic is momentarily deformed. It means to make the junction through.
  • Ultrasonic welding has various advantages such as small deformation on the product after welding, welding without surface treatment in advance, and low power consumption.
  • the bond can be made in a very short time to improve productivity.
  • the cover and the guide member are made by interference fitting or the like, and a gap is formed between the plurality of radial vanes and the cover or the plurality of radial vanes and the guide member due to the coupling structure. Air leakage caused by these gaps has caused deterioration of the suction performance of the motor assembly.
  • the gap between each of the plurality of radial vanes 326 and the cover 310 can be eliminated. . Through this, no leakage of air occurs and the suction performance of the motor assembly can be improved.
  • a welding mount 312 and a protruding guide 313 may be provided on an inner surface of the cover 310.
  • the welding peak 312 may be disposed at a position corresponding to the radial vane 326.
  • the protruding guide 313 may be disposed at both sides of the welding mount 312.
  • the radial vanes 326 can be easily disposed in the welding position by the projecting guide 313, and when ultrasonic welding is performed, the projecting guides support both sides of the radial vanes 326, and the welding peak 312 is It may be integrated with the top surface of the radial vane 326. As shown in FIG. 5, after the ultrasonic welding is performed, the welding peak 312 and the protruding guide 313 may be plastically deformed to change their shape.
  • the cover 310 may include a first coupling surface 314 and a second coupling surface 315.
  • the first coupling surface 314 may be coupled to the top surface 330 of the outer casing 329.
  • the second coupling surface 315 may be coupled to the outer surface of the outer casing 329.
  • the guide member 320 may include a test hole 321.
  • the diameter of the test hole 321 may be greater than the diameter of the impeller 230.
  • the test hole 321 may visually check whether the plurality of radial vanes 326 and the cover 310 are normally coupled. Through this, the coupling failure of the plurality of radial vanes 326 and the cover 310 may be confirmed before the cover unit 300 is coupled to the first housing 240. That is, the coupling failure can be detected before the assembly of the motor assembly 100 further proceeds, thereby improving production efficiency.
  • the guide member 320 may further include a plurality of axial vanes 328.
  • the guide member 320 includes an inner casing 327, an outer casing 329 and an inner casing 327 and an outer casing 329 disposed along the circumference of the inner casing 327 to be spaced apart from the inner casing 327. It may include a plurality of axial vanes 328 to connect.
  • the plurality of axial vanes 328 may pass through the plurality of radial vanes 326 to discharge air introduced in the radial direction in the axial direction.
  • the plurality of axial vanes 328 may be provided integrally with the guide member 320.
  • the guide member 320 may include a plurality of first grooves 322 and a plurality of second grooves 324.
  • the plurality of first grooves 322 may be disposed to be spaced apart along the circumferential direction of the first inner circumferential surface 323 of the guide member 320, and the plurality of second grooves 324 may be disposed at the second of the guide member 320. It may be spaced apart along the circumferential direction of the inner circumferential surface 325.
  • the diameter of the first inner circumferential surface 323 of the guide member 320 may be greater than the diameter of the second inner circumferential surface 325.
  • an adhesive is uniform between the first inner circumferential surface 323 and the outer circumferential surface 243 of the first housing 240. Can be applied.
  • the plurality of second grooves 324 may be provided to have a smaller width than the plurality of first grooves 322.
  • the plurality of second grooves 324 may allow air between the first inner circumferential surface 323 and the outer circumferential surface 243 of the first housing to escape when the adhesive is injected into the first groove 322. Through this, the plurality of second grooves 324 may prevent the adhesive from being uniformly applied to the first inner circumferential surface 323 by the air layer.
  • the cover unit 300 and the first housing 240 may be bonded by applying an adhesive between the first inner circumferential surface 323 of the guide member and the outer circumferential surface 243 of the first housing.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the coupling method of the cover unit 300 and the first housing 240 may be made in various ways in addition to the adhesive coating.
  • FIG. 8 is a view showing a cover and a guide member according to another embodiment of the present invention.
  • 9 is a view illustrating the cover and the guide member shown in FIG. 8 from different angles.
  • the cover unit 300a may include a plurality of radial vanes 326a and may not include axial vanes.
  • the guide member 320a may not include an outer casing. At this time, the side surface of the cover 310a may extend in the axial direction.
  • FIG. 10 is a view showing a cover and a guide member according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view illustrating the cover and the guide member illustrated in FIG. 10 from different angles.
  • the cover unit 300b may include a plurality of axial vanes 328b and may not include radial vanes. .
  • the cover 310 may not include a welding peak and a protrusion guide.
  • FIG. 12 is a side cross-sectional view of the motor assembly according to an embodiment of the present invention, which illustrates a state before the cover unit and the housing are coupled to each other.
  • FIG. 13 is a side cross-sectional view of the motor assembly according to an exemplary embodiment of the present invention, which illustrates a case in which the cover unit and the housing are coupled together.
  • the cover unit 300 before the cover unit 300 and the first housing 240 are coupled, the cover unit 300 may be configured to be movable in the axial direction with respect to the first housing 240.
  • the guide member 320 may include a stopper 331 which moves in the axial direction to prevent the first housing 240 from passing through the test hole 321.
  • the stopper 331 may contact the upper surface 244 of the first housing 240 to prevent the first housing 240 from passing through the test hole 321.
  • the shortest distance L2 between the stopper 331 and the upper surface 244 of the first housing in the axial direction is the shortest between the inner surface of the cover 310 and the impeller 230 in the axial direction. It may be provided larger than the distance (L1).
  • the motor assembly 100 can maintain a constant distance between the impeller 230 and the cover 310 regardless of the tolerance of other components.
  • the gap between the impeller 230 and the cover 310 according to the designer's intention can be maintained. Since the intention of the designer is to maintain a minimum gap between the impeller 230 and the cover 310 does not touch, the motor assembly 100 according to the spirit of the present invention has a minimum gap between the impeller 230 and the cover 310 Can be Through this, the suction performance of the motor assembly 100 can be improved.
  • the guide member 320 may move in the axial direction.
  • the guide member 320 may move in a first direction which is a downward direction in the drawing.
  • the impeller 240 may contact the inner surface of the cover 310 coupled with the guide member 320.
  • the contact point between the cover 310 and the impeller 240 is referred to as the contact portions 234 and 316.
  • a gap G may be provided between the stopper 331 and the upper surface 244 of the first housing. This means that the impeller 240 and the cover 310 contact before the guide member 320 moves in the first direction and the stopper 331 and the upper surface 244 of the first housing come into contact with each other. That is, the stopper 331 prevents the first housing 240 from passing through the test hole 321, but does not prevent the impeller 240 from contacting the cover 310.
  • the cover unit 300 may be moved in a second direction opposite to the first direction.
  • the contact portion 316 of the cover may be spaced apart from the contact portion 234 of the impeller.
  • the contact portion 316 of the cover and the contact portion 234 of the impeller may be spaced apart by L1.
  • L1 may be a gap between the impeller 240 and the cover 310 according to the designer's intention.
  • L1 may be approximately 0.1 mm to 0.7 mm.
  • the adhesive is applied to the first groove 322 of the guide member to couple the guide member 320 to the first housing 240. You can. Through this, as shown in FIG. 13, the gap between the impeller 240 and the cover 310 may be maintained at L1.
  • the cover unit and the first housing may be coupled after the assembly of the parts other than the cover unit and the first housing is completed.
  • the distance between the cover and the impeller can be adjusted irrespective of the tolerance of other parts. Accordingly, the spacing between the cover and the impeller can be maintained at the minimum spacing according to the designer's intention.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a motor assembly according to an embodiment of the present invention.
  • the cover and the guide member may be preferentially combined.
  • the cover and the guide member may be combined in various ways.
  • the plurality of radial vanes and the cover or guide member may be ultrasonically welded to each other.
  • the cover unit may be moved in a first direction parallel to the axial direction.
  • the cover unit When the cover unit and the impeller come into contact as the cover unit moves in the first direction, the cover unit may be moved in a second direction opposite to the first direction to space the cover and the impeller a predetermined distance.
  • the interval between the cover and the impeller is preferably 0.1mm to 0.7mm.
  • an adhesive may be applied between the inner circumferential surface of the guide member and the outer circumferential surface of the first housing.
  • a plurality of first grooves may be provided on the inner circumferential surface of the guide member to be spaced apart along the circumferential direction of the inner circumferential surface so as to uniformly apply the adhesive.
  • the adhesive may be sprayed on the plurality of first grooves to be uniformly applied between the inner circumferential surface of the guide member and the outer circumferential surface of the first housing.
  • a plurality of second grooves may be provided on the inner circumferential surface of the guide member.
  • the plurality of second grooves may be provided to have a smaller width than the plurality of first grooves. Air between the guide member and the first housing may escape through the plurality of second grooves. Therefore, it is possible to prevent the adhesive from being uniformly applied by the air layer during adhesive application.

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Abstract

결합 구조를 개선하여 흡입 성능이 향상된 모터 어셈블리와 그 제조 방법 및 이를 포함하는 청소기를 제공한다. 모터 어셈블리는 스테이터와, 상기 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하여 축을 중심으로 회전하도록 구성되는 로터와, 상기 로터와 함께 상기 축을 중심으로 회전하도록 상기 로터에 결합되고, 회전함에 따라 공기를 흡입하도록 마련되는 임펠러와, 상기 스테이터와 결합하여 상기 임펠러와 상기 스테이터 사이를 커버하는 하우징과, 상기 임펠러에 의해 흡입되는 공기가 유입되는 유입구를 가지고, 상기 임펠러를 커버하도록 마련되는 커버와, 상기 임펠러에서 배출되는 공기를 가이드하고, 상기 하우징과 결합하도록 구성되는 가이드 부재 및 상기 커버와 상기 가이드 부재 중 하나로부터 축 방향으로 돌출되고 상기 커버와 상기 가이드 부재 중 다른 하나에 결합되는 복수의 제1베인; 을 포함하고, 상기 커버와 상기 가이드 부재는 상기 하우징에 결합되지 않았을 때, 상기 축 방향으로 이동 가능하도록 구성되고, 상기 커버는 상기 커버의 위치에 따라 상기 임펠러에 접촉되는 접촉부를 포함하고, 상기 접촉부는 상기 가이드 부재가 상기 하우징에 결합된 때 상기 임펠러로부터 이격될 수 있다.

Description

모터 어셈블리와 그 제조 방법 및 이를 포함하는 청소기
본 발명은 흡입 성능을 개선한 모터 어셈블리와 그 제조 방법 및 이를 포함하는 청소기에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 전기에너지로부터 회전력을 얻는 기계로서, 스테이터와 로터를 포함한다. 로터는 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하도록 구성되고, 자기장과 코일에 흐르는 전류 사이에서 작용하는 힘에 의해 회전한다.
모터는 다양한 가전 기기에 사용될 수 있고, 예를 들어, 청소기 등에 사용될 수 있다.
청소기는 청소기본체의 내부에 장착되는 모터에 의해 발생되는 기압을 이용하여 먼지등과 같은 이물질이 포함된 공기를 흡입한 후, 청소기본체의 내부에서 이물질을 걸러내는 가전 기기이다.
모터는 청소기의 내부의 공기를 외부로 배출하여 내부 압력을 낮추는 것에 의해 흡입력을 발생시킨다. 이렇게 발생한 흡입력은 흡입 수단을 통해 피청소면의 먼지 등의 이물질을 외부 공기와 함께 흡입하여 집진장치에 의해 제거할 수 있도록 한다.
모터는 로터와 함께 회전하여 흡입력을 발생시키는 임펠러와, 임펠러를 감싸도록 배치되는 커버와, 커버와 함께 임펠러를 통과한 공기가 가이드하는 가이드 부재를 포함할 수 있다.
커버 또는 가이드 부재에는 임펠러를 통과한 공기의 압력을 상승시키는 복수의 베인이 마련될 수 있다. 모터의 흡입 성능 향상을 위해서는 복수의 베인과 커버 또는 가이드 부재 사이의 틈(gap)이 없는 것이 바람직하다.
또한, 임펠러와 커버 사이에는 소정의 간격이 마련되고, 이러한 간격이 최소일 때, 모터의 흡입 성능은 최대가 된다. 따라서, 임펠러와 커버 사이의 간격은 최소가 되는 것이 바람직하나, 조립 공차 등에 의해 임펠러와 커버가 접촉하는 것을 방지해야 한다.
본 발명의 일 측면은 커버와 가이드 부재가 일체화되어 복수의 반경 방향 베인과 커버 또는 가이드 부재 사이의 틈(gap)이 없어지고, 이로 인해 흡입 성능이 향상된 모터 어셈블리와 그 제조 방법 및 이를 포함하는 청소기를 개시한다.
본 발명의 다른 일 측면은 여러 부품들의 조립 공차와 관계 없이, 임펠러와 커버 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있어 신뢰도가 향상된 모터 어셈블리와 그 제조 방법 및 이를 포함하는 청소기를 개시한다.
본 발명의 또 다른 일 측면은 임펠러와 커버의 접촉을 방지하면서도 임펠러와 커버 사이의 간격을 최소로 유지할 수 있어 흡입 성능이 향상된 모터 어셈블리와 그 제조 방법 및 이를 포함하는 청소기를 개시한다.
본 발명의 사상에 따르면, 모터 어셈블리는 스테이터와, 상기 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하여 축을 중심으로 회전하도록 구성되는 로터와, 상기 로터와 함께 상기 축을 중심으로 회전하도록 상기 로터에 결합되고, 회전함에 따라 공기를 흡입하도록 마련되는 임펠러와, 상기 스테이터와 결합하여 상기 임펠러와 상기 스테이터 사이를 커버하는 하우징과, 상기 임펠러에 의해 흡입되는 공기가 유입되는 유입구를 가지고, 상기 임펠러를 커버하도록 마련되는 커버와, 상기 임펠러에서 배출되는 공기를 가이드하고, 상기 하우징과 결합하도록 구성되는 가이드 부재 및 상기 커버와 상기 가이드 부재 중 하나로부터 축 방향으로 돌출되고 상기 커버와 상기 가이드 부재 중 다른 하나에 결합되는 복수의 제1베인; 을 포함하고, 상기 커버와 상기 가이드 부재는 상기 하우징에 결합되지 않았을 때, 상기 축 방향으로 이동 가능하도록 구성되고, 상기 커버는 상기 커버의 위치에 따라 상기 임펠러에 접촉되는 접촉부를 포함하고, 상기 접촉부는 상기 가이드 부재가 상기 하우징에 결합된 때 상기 임펠러로부터 이격될 수 있다.
상기 가이드 부재는, 상기 가이드 부재가 상기 하우징에 결합되지 않았을 때, 상기 가이드 부재의 상기 축 방향으로의 이동 범위를 제한하는 스토퍼를 포함하고, 상기 스토퍼는 상기 하우징과 접촉하여 상기 하우징이 상기 가이드 부재를 상기 축 방향으로 통과하는 것을 방지할 수 있다.
상기 축 방향으로 상기 스토퍼와 상기 하우징 사이의 최단 거리는, 상기 축 방향으로 상기 커버와 상기 임펠러 사이의 최단 거리 보다 크게 마련될 수 있다.
상기 커버와 상기 가이드 부재 중 하나로부터 축 방향으로 돌출된 상기 복수의 제1베인은 상기 커버와 상기 가이드 부재 중 다른 하나에 초음파 용착되어 일체화될 수 있다.
상기 커버 또는 상기 가이드 부재는, 상기 제1베인의 접합면과 대응되고 상기 접합면을 향해 돌출된 용착산과, 상기 접합면과 상기 용착산의 초음파 용착을 가이드하는 돌출 가이드를 더 포함할 수 있다.
상기 가이드 부재는, 상기 하우징과 결합되는 이너 케이싱과, 상기 이너 케이싱과 이격되도록 상기 이너 케이싱의 외측 둘레를 따라 배치되는 아우터 케이싱 및 상기 이너 케이싱과 상기 아우터 케이싱을 연결하고, 상기 임펠러에서 배출된 공기를 가이드하는 복수의 제2베인을 더 포함할 수 있다.
상기 가이드 부재와 상기 하우징은, 상기 가이드 부재의 내주면과 상기 하우징의 외주면 사이에 접착제를 도포하여 결합되도록 마련될 수 있다.
상기 가이드 부재는, 상기 가이드 부재의 내주면을 따라 이격되게 배치되어 상기 가이드 부재의 내주면과 상기 하우징의 외주면 사이에 접착제가 균일하게 도포되도록 마련되는 복수의 제1홈을 더 포함할 수 있다.
상기 가이드 부재는, 상기 복수의 제1홈 각각과 대응되는 위치에 마련되고, 상기 제1홈보다 폭이 작게 마련되며, 상기 가이드 부재의 내주면과 상기 하우징의 외주면 사이의 공기가 빠져나가도록 마련되는 복수의 제2홈을 더 포함할 수 있다.
상기 가이드 부재는 상기 임펠러가 관통하도록 상기 임펠러의 직경보다 큰 직경을 가지는 테스트 홀을 더 포함하고, 상기 테스트 홀은 상기 복수의 제1베인과 상기 커버 또는 상기 가이드 부재가 정상적으로 결합되었는지 여부를 보여줄 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 청소기는 청소기 본체와, 상기 청소기 본체로 피청소면의 이물질을 흡입하도록 마련되는 흡입 헤드 및 상기 청소기 본체의 내부에 배치되는 모터 어셈블리를 포함하고, 상기 모터 어셈블리는, 스테이터와 로터 및 하우징을 포함하는 모터와, 상기 로터의 축과 결합하여 상기 축을 중심으로 회전하도록 마련되는 임펠러 및 상기 임펠러를 커버하여 상기 임펠러에 의해 흡입된 공기를 가이드하고, 상기 하우징과 결합하도록 구성되는 커버 유닛을 포함하고, 상기 커버 유닛은, 상기 하우징에 결합되지 않았을 때, 상기 축 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 상기 축 방향으로 이동하여 상기 임펠러와 접촉한 후, 상기 임펠러로부터 이격된 때, 상기 하우징과 결합하도록 마련될 수 있다.
상기 커버 유닛은, 상기 임펠러에 의해 흡입되는 공기가 유입되는 유입구를 가지고, 상기 임펠러를 커버하도록 마련되는 커버와, 상기 임펠러에서 배출되는 공기를 가이드하고, 상기 하우징과 결합하도록 구성되는 가이드 부재를 포함할 수 있다.
상기 축 방향으로 상기 가이드 부재와 상기 하우징 사이의 최단 거리는, 상기 축 방향으로 상기 커버와 상기 임펠러 사이의 최단 거리 보다 크게 마련될 수 있다.
상기 모터 어셈블리는, 상기 커버와 상기 가이드 부재 중 하나로부터 축 방향으로 돌출되고 상기 커버와 상기 가이드 부재 중 다른 하나에 결합되는 복수의 반경 방향 베인을 더 포함할 수 있다.
상기 가이드 부재는, 상기 하우징과 결합되는 이너 케이싱과, 상기 이너 케이싱과 이격되도록 상기 이너 케이싱의 외측 둘레를 따라 배치되는 아우터 케이싱 및 상기 이너 케이싱과 상기 아우터 케이싱을 연결하고, 상기 임펠러에서 배출된 공기를 가이드하는 복수의 축 방향 베인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 모터 어셈블리의 제조 방법은 커버와 가이드 부재 중 하나로부터 축 방향으로 돌출된 복수의 반경 방향 베인을 상기 커버와 상기 가이드 부재 중 다른 하나에 결합하고, 상기 커버와 임펠러가 접촉할 때까지 상기 커버 및 상기 가이드 부재를 상기 축 방향과 나란한 제1방향으로 이동시키고, 상기 커버와 상기 임펠러가 접촉하면, 상기 커버와 상기 임펠러가 소정의 간격을 갖도록 상기 커버 및 상기 가이드 부재를 상기 제1방향과 반대인 제2방향으로 이동시키고, 상기 커버 및 상기 가이드 부재와 하우징을 결합할 수 있다.
상기 복수의 반경 방향 베인과 상기 커버 또는 상기 가이드 부재는 초음파 용착을 이용하여 결합할 수 있다.
상기 커버와 상기 임펠러가 접촉하면, 상기 커버 및 상기 가이드 부재를 상기 제2방향으로 0.1mm 내지 0.7mm만큼 이동시킬 수 있다.
상기 가이드 부재와 상기 하우징은, 상기 가이드 부재의 내주면과 상기 하우징의 외주면 사이에 접착제를 도포하여 결합할 수 있다.
상기 가이드 부재는 상기 가이드 부재의 내주면을 따라 이격되게 배치되는 복수의 홈을 포함하고, 상기 가이드 부재와 상기 하우징을 결합할 때, 상기 복수의 홈에 접착제를 주입할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 커버와 가이드 부재가 일체화되어 복수의 반경 방향 베인과 커버 또는 가이드 부재 사이의 틈(gap)이 없어지고, 이로 인해 모터 어셈블리의 흡입 성능이 향상될 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 여러 부품들의 조립 공차와 관계 없이, 임펠러와 커버 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있어 모터 어셈블리의 제조 신뢰도가 향상될 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 임펠러와 커버의 접촉을 방지하면서도 임펠러와 커버 사이의 간격을 최소로 유지할 수 있어 모터 어셈블리의 흡입 성능이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리를 포함하는 스틱형 청소기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리에서, 커버 유닛의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 커버 유닛의 저면 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버와 가이드 부재를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 커버와 가이드 부재를 다른 각도에서 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버와 가이드 부재를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 커버와 가이드 부재를 다른 각도에서 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커버와 가이드 부재를 도시한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 커버와 가이드 부재를 다른 각도에서 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 측단면도로서, 커버 유닛과 하우징이 결합되기 이전을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 측단면도로서, 커버 유닛과 하우징이 결합된 이후를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 “제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리를 포함하는 스틱형 청소기를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모터어셈블리(100)를 포함하는 청소기는 스틱형 청소기(1)를 포함할 수 있다. 다만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 본 발명에 따른 모터어셈블리(100)는 업라이트형 청소기에 사용될 수 있다.
또한, 모터어셈블리(100)는 청소기 외에 다양한 가전 기기에 적용될 수 있다. 이하, 모터어셈블리(100)를 포함하는 스틱형 청소기(1)를 중심으로 설명하도록 한다.
청소기(1)는 청소기본체(10) 및 흡입헤드(30)를 포함할 수 있다. 청소기(1)는 청소기본체(10)와 흡입헤드(30)를 연결하는 스틱(20) 및 청소기본체(10)와 연결되는 손잡이부(40)를 포함할 수 있다.
손잡이부(40)는 청소기본체(10)에 결합되는 부분으로서, 사용자가 파지하여 청소기(1)를 조작할 수 있도록 마련될 수 있다. 손잡이부(40)에는 제어부(미 도시)가 마련되어, 사용자가 청소기(1)를 제어할 수 있도록 마련될 수 있다.
흡입헤드(30)는 청소기본체(10)의 하부에 마련되어, 피청소면과 접촉할 수 있도록 배치될 수 있다. 흡입헤드(30)는 피청소면과 접촉하여 모터어셈블리(100)로부터 발생하는 흡입력으로 피청소면의 먼지나 오물을 청소기본체(10)의 내부로 유입시킬 수 있도록 마련될 수 있다.
청소기본체(10)는 그 내부에 마련되는 집진장치(11) 및 구동장치(12)를 포함할 수 있다. 집진장치(11)는 흡입헤드(30)로부터 흡입된 피청소면의 먼지나 오물을 집진할 수 있도록 마련될 수 있다.
구동장치(12)는 청소기(1)를 구동할 수 있도록 마련되는 모터어셈블리(100)를 포함할 수 있다. 모터어셈블리(100)는 청소기본체(10)의 내부에서 흡입력을 발생시키도록 동력을 발생시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 모터 어셈블리(100)는 스테이터(210)와 로터(220) 및 하우징(240, 250)을 포함하는 모터와, 로터(220)의 회전 샤프트(221)에 결합되어 공기의 유동을 발생시키는 임펠러(230)와, 임펠러(230)를 커버하고 임펠러(230)에 의해 흡입된 공기를 가이드하는 커버 유닛(300)과, 모터를 제어하는 제어부(400)를 포함할 수 있다.
모터는 스테이터(210)와 로터(220) 및 하우징(240, 250)을 포함할 수 있다.
스테이터(210)는 코일(212)에 전류가 인가되면 자속을 발생시키도록 구성될 수 있다.
스테이터(210)의 중앙부에는 로터(220)를 수용하기 위한 로터 수용부(211)가 마련될 수 있다.
스테이터(210)는 인슐레이터(213)를 포함할 수 있으며, 인슐레이터(213)는 전기적 절연성을 가지는 재질로 마련될 수 있다.
코일(212)은 인슐레이터(213)가 스테이터(210)에 결합된 상태에서 스테이터(210)에 걸쳐 권선될 수 있다.
로터(220)는 스테이터(210)의 로터 수용부(211)에 배치될 수 있다. 로터(220)는 스테이터(210)와 전자기적으로 상호 작용할 수 있다.
로터(220)는 회전 샤프트(221)와 베어링(222, 223)을 포함할 수 있다.
회전 샤프트(221)는 로터(220)가 스테이터(210)와 전자기적으로 상호 작용하면 회전하도록 마련될 수 있다.
베어링(222, 223)은 회전 샤프트(221)의 상측에 결합되는 제1베어링(222)과 회전 샤프트(221)의 하측에 결합되는 제2베어링(223)을 포함할 수 있다.
제1베어링(222)은 제1하우징(240)과 회전 샤프트(221) 사이에 배치되어 회전 샤프트(221)의 회전축(axis)이 고정된 채 회전 샤프트(221)가 회전하도록 지지할 수 있다.
제2베어링(223)은 제2하우징(250)과 회전 샤프트(221) 사이에 배치되어 회전 샤프트(221)의 회전축(axis)이 고정된 채 회전 샤프트(221)가 회전하도록 지지할 수 있다.
하우징(240, 250)은 스테이터(210)와 결합하도록 마련될 수 있다. 하우징(240, 250)은 제1하우징(240)과 제2하우징(250)을 포함할 수 있다.
제1하우징(240)과 제2하우징(250)은 로터(220)와 스테이터(210)를 사이에 두고 결합할 수 있다. 제1하우징(240)과 제2하우징(250)이 결합함으로써 로터(220)는 스테이터(210)에 고정될 수 있다.
제1하우징(240)은 제1베어링(222)이 안착되는 제1베어링 안착부(241)와, 축 방향으로 연장되어 제2하우징(250)과 결합하는 제1결합부(242)를 포함할 수 있다.
제1하우징(240)은 대략 원통 형상으로 마련될 수 있으며, 스테이터(210) 및 로터(220)의 측면 일부를 감싸도록 마련되는 외주면(243)과, 스테이터(210) 및 로터(220)의 상면을 커버하도록 마련되는 상면(244)을 포함할 수 있다.
제1결합부(242)는 제1하우징의 외주면(243)으로부터 축 방향으로 연장될 수 있다. 제1결합부(242)는 제1하우징(240)의 원주 방향을 따라 이격되게 마련될 수 있으며, 복수로 마련될 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1결합부(242)는 3개가 마련될 수 있으나 그 개수는 얼마든지 변경이 가능하다.
제2하우징(250)은 제2베어링(223)이 안착되도록 마련되는 제2베어링 안착부(251)와 제1하우징의 제1결합부(242)와 결합하도록 마련되는 제2결합부(252)를 포함할 수 있다.
제2결합부(252)는 제1결합부(242)의 개수와 대응되게 마련될 수 있다. 제1결합부(242)와 제2결합부(252)는 공지된 다양한 방법에 의해 결합될 수 있다. 예를 들면, 제1결합부(242)와 제2결합부(252)는 억지 끼움 결합에 의해 결합될 수 있다.
모터 어셈블리(100)는 로터(220)의 회전 샤프트(221)에 결합되어 공기의 유동을 발생시키는 임펠러(230)를 포함할 수 있다.
임펠러(230)는 회전 샤프트(221)가 결합되는 샤프트 결합부(232)를 포함할 수 있다. 샤프트 결합부(232)에 회전 샤프트(221)가 결합되면, 임펠러(230)는 회전 샤프트(221)와 함께 회전할 수 있다.
임펠러(230)는 허브(233)와 허브(233)로부터 돌출되어 공기의 흐름을 형성하는 복수의 날개(231)를 포함할 수 있다.
허브(233)는 회전 샤프트(221)의 축 방향을 따라 그 단면적이 작아지도록 마련되어 임펠러(230)가 회전함에 따라 상기 축 방향으로 유입되는 공기를 회전 샤프트(221)의 반경 방향으로 배출되도록 마련될 수 있다.
복수의 날개(231)는 허브(233)에 마련되어 허브(233)와 함께 회전하여 기류를 형성하도록 마련될 수 있다. 복수의 날개(231)는 허브(233)의 외면에 마련될 수 있다.
허브(233)의 내면에는 로터(220)가 배치될 수 있고, 허브(233)의 외면에는 복수의 날개(231)가 배치되어 기류를 형성할 수 있다.
커버 유닛(300)은 임펠러(230)를 커버하도록 마련되는 커버(310)와, 임펠러(230)에 의해 흡입된 공기를 가이드하는 가이드 부재(320)를 포함할 수 있다. 커버 유닛(300)은 제1하우징(240)과 결합되도록 마련될 수 있다. 커버 유닛(300)과 제1하우징(240)의 결합 방법은 후술하기로 한다.
모터 어셈블리(100)는 모터의 속도를 제어하도록 마련되는 제어부(400)를 더 포함할 수 있다. 제어부(400)는 모터의 하부에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제어부(400)는 청소기의 타입에 따라 다양한 위치에 배치될 수 있다.
모터 어셈블리(100)는 제2하우징(250)과 제2베어링(223) 사이에 배치되는 와셔(500)를 더 포함할 수 있다. 와셔(500)는 베어링(223)에 예압을 가할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리에서, 커버 유닛의 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 커버 유닛의 저면 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버와 가이드 부재를 도시한 도면이다. 도 7은 도 6에 도시된 커버와 가이드 부재를 다른 각도에서 도시한 도면이다.
이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 커버와 가이드 부재의 결합 방법에 대해 자세히 설명한다.
커버 유닛(300)은 커버(310)와 가이드 부재(320)가 결합되어 일체로 마련될 수 있다.
도 4와 도 5는 커버(310)와 가이드 부재(320)가 결합되었을 때의 커버 유닛(300)을 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 가이드 부재(320)는 복수의 반경 방향 베인(326)을 포함할 수 있다. 복수의 반경 방향 베인(326)은 임펠러(230)에 의해 축 방향으로 흡입된 공기가 반경 방향으로 배출되도록 공기를 가이드할 수 있다. 또한, 임펠러(230)에 의해 흡입된 공기의 운동 에너지는 복수의 반경 방향 베인(326)을 통과하면서 압력으로 변환될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 반경 방향 베인(326)은 가이드 부재(320)로부터 회전 샤프트(221)의 축 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이와 달리, 복수의 반경 방향 베인은 커버(310)의 내면으로부터 상기 축 방향으로 돌출되어 형성될 수도 있다. 이하에서는 반경 방향 베인이 가이드 부재에 마련된 것을 예로 들어 설명한다.
복수의 반경 방향 베인(326)은 커버(310)의 내면과 결합하도록 마련될 수 있다. 복수의 반경 방향 베인(326)과 커버(310)의 결합은 다양한 방법에 의해 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 반경 방향 베인(326)과 커버(310)는 초음파 용착에 의해 결합될 수 있다.
초음파 용착이란, 높은 초음파 주파수 대역의 기계적 진동 에너지를 압력과 함께 접합하려는 상대물에 가하여 상대물과의 접합된 면 사이에서 마찰열을 발생시켜 상대물의 표면을 순간적으로 소성 변형되는 온도까지 올려 분자 결합을 통하여 접합이 이루어지도록 하는 것을 말한다.
초음파 용착은 용착 후 제품에 미치는 변형이 작고, 사전에 표면 처리 없이 용착이 가능하며, 소모 전력이 적다는 등 다양한 장점이 있다. 특히, 매우 짧은 시간에 결합이 이루어져 생산성을 향상시킬 수 있다.
초음파 용착에 의해 복수의 반경 방향 베인(326)과 커버(310)의 내면이 결합되는 경우, 베인(326) 각각과 커버(310)의 내면 사이의 틈(gap)이 완전히 없어질 수 있다. 종래에는 커버와 가이드 부재가 억지 끼움 결합 등에 의해 이루어졌으며, 결합 구조상 복수의 반경 방향 베인과 커버 또는 복수의 반경 방향 베인과 가이드 부재 사이에 틈(gap)이 생겼다. 이러한 틈(gap)에 의한 공기 누설은 모터 어셈블리의 흡입 성능 악화 원인이 되었다.
본 발명의 사상에 따르면, 복수의 반경 방향 베인(326)과 커버(310)가 초음파 용착에 의해 일체화되기 때문에 복수의 반경 방향 베인(326) 각각과 커버(310) 사이의 틈이 제거될 수 있다. 이를 통해, 공기의 누설이 발생하지 않고, 모터 어셈블리의 흡입 성능이 향상될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 커버(310)의 내면에는 용착산(312)과 돌출 가이드(313)가 마련될 수 있다.
용착산(312)은 반경 방향 베인(326)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 돌출 가이드(313)는 용착산(312)의 양 측에 배치될 수 있다. 돌출 가이드(313)에 의해 반경 방향 베인(326)은 용착 위치에 쉽게 배치될 수 있고, 초음파 용착이 이루어지면 돌출 가이드는 반경 방향 베인(326)의 양 측을 지지하고, 용착산(312)은 반경 방향 베인(326)의 상면과 일체화될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 초음파 용착이 이루어진 이후에는 용착산(312)과 돌출 가이드(313)는 소성 변형되어 그 형태가 변할 수 있다.
커버(310)와 가이드 부재(320)의 결합력을 향상시키기 위해, 커버(310)는 제1결합면(314)과 제2결합면(315)을 포함할 수 있다. 제1결합면(314)은 아우터 케이싱(329)의 상면(330)과 결합될 수 있다. 제2결합면(315)은 아우터 케이싱(329)의 외측면과 결합될 수 있다.
가이드 부재(320)는 테스트 홀(321)을 포함할 수 있다. 테스트 홀(321)의 직경은 임펠러(230)의 직경보다 크게 마련될 수 있다. 테스트 홀(321)을 통해 복수의 반경 방향 베인(326)과 커버(310)의 결합이 정상적으로 이루어졌는지를 육안으로 확인할 수 있다. 이를 통해, 복수의 반경 방향 베인(326)과 커버(310)의 결합 불량을 커버 유닛(300)이 제1하우징(240)과 결합하기 이전에 확인할 수 있다. 즉, 모터 어셈블리(100)의 조립이 더 진행되기 이전에 결합 불량을 검출해낼 수 있어 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가이드 부재(320)는 복수의 축 방향 베인(328)을 더 포함할 수 있다.
가이드 부재(320)는 이너 케이싱(327)과, 이너 케이싱(327)과 이격되도록 이너 케이싱(327)의 둘레를 따라 배치되는 아우터 케이싱(329) 및 이너 케이싱(327)과 아우터 케이싱(329)을 연결하는 복수의 축 방향 베인(328)을 포함할 수 있다.
복수의 축 방향 베인(328)은 복수의 반경 방향 베인(326)을 통과하여 반경 방향으로 유입되는 공기를 축 방향으로 배출시킬 수 있다. 복수의 축 방향 베인(328)은 가이드 부재(320)와 일체로 마련될 수 있다.
도 5와 도 7에 도시된 바와 같이, 가이드 부재(320)는 복수의 제1홈(322)과 복수의 제2홈(324)을 포함할 수 있다.
복수의 제1홈(322)은 가이드 부재(320)의 제1내주면(323)의 원주 방향을 따라 이격되게 배치될 수 있고, 복수의 제2홈(324)은 가이드 부재(320)의 제2내주면(325)의 원주 방향을 따라 이격되게 배치될 수 있다.
가이드 부재(320)의 제1내주면(323)의 직경은 제2내주면(325)의 직경보다 크게 마련될 수 있다.
복수의 제1홈(322)은, 가이드 부재(320)를 제1하우징(240)에 결합시킬 때, 제1내주면(323)과 제1하우징(240)의 외주면(243) 사이에 접착제가 균일하게 도포되도록 할 수 있다.
복수의 제2홈(324)은 복수의 제1홈(322) 보다 폭이 작게 마련될 수 있다. 복수의 제2홈(324)은 제1홈(322)에 접착제를 주입할 때, 제1내주면(323)과 제1하우징의 외주면(243) 사이의 공기가 빠져나가도록 할 수 있다. 이를 통해, 복수의 제2홈(324)은 공기층에 의해 접착제가 제1내주면(323)에 균일하게 도포되지 않는 것을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이, 커버 유닛(300)과 제1하우징(240)은 가이드 부재의 제1내주면(323)과 제1하우징의 외주면(243) 사이에 접착제를 도포하여 결합할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 커버 유닛(300)과 제1하우징(240)의 결합 방법은 접착제 도포 이외에 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버와 가이드 부재를 도시한 도면이다. 도 9는 도 8에 도시된 커버와 가이드 부재를 다른 각도에서 도시한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예와 관련하여 상기한 내용과 중복되는 설명은 생략한다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 커버 유닛(300a)은 복수의 반경 방향 베인(326a)을 포함할 수 있고, 축 방향 베인을 포함하지 않을 수 있다. 가이드 부재(320a)는 아우터 케이싱을 포함하지 않을 수 있다. 이 때, 커버(310a)의 측면이 축 방향으로 연장될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커버와 가이드 부재를 도시한 도면이다. 도 11은 도 10에 도시된 커버와 가이드 부재를 다른 각도에서 도시한 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예와 관련하여 상기한 내용과 중복되는 설명은 생략한다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 커버 유닛(300b)은 복수의 축 방향 베인(328b)을 포함할 수 있고, 반경 방향 베인을 포함하지 않을 수 있다. 커버(310)는 용착산과 돌출 가이드를 포함하지 않을 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 측단면도로서, 커버 유닛과 하우징이 결합되기 이전을 도시한 도면이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 측단면도로서, 커버 유닛과 하우징이 결합된 이후를 도시한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버 유닛과 하우징의 결합 방법에 대해 자세히 설명한다.
본 발명의 사상에 따르면, 커버 유닛(300)과 제1하우징(240)이 결합되기 이전에는, 커버 유닛(300)이 제1하우징(240)에 대해 축 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
가이드 부재(320)는 축 방향으로 이동하여 제1하우징(240)이 테스트 홀(321)을 통과하는 것을 방지하도록 마련되는 스토퍼(331)를 포함할 수 있다. 스토퍼(331)는 제1하우징(240)의 상면(244)과 접촉하여 제1하우징(240)이 테스트 홀(321)을 통과하는 것을 방지할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 축 방향으로 스토퍼(331)와 제1하우징의 상면(244) 사이의 최단 거리(L2)는, 축 방향으로 커버(310)의 내면과 임펠러(230) 사이의 최단 거리(L1) 보다 크게 마련될 수 있다.
도 12를 참조하여 달리 표현하면, 커버(310)와 임펠러(240)가 접촉부(234, 316)에서 접촉하였을 때, 스토퍼(331)와 제1하우징의 상면(244) 사이에는 소정의 갭(gap, G)이 마련될 수 있다.
이러한 구조적 특징을 통해, 본 발명의 사상에 따르면, 모터 어셈블리(100)는 다른 부품들의 공차와 무관하게 임펠러(230)와 커버(310) 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 설계자의 의도에 따른 임펠러(230)와 커버(310) 사이의 간격을 유지할 수 있다. 설계자의 의도는 임펠러(230)와 커버(310)가 닿지 않는 최소의 간격을 유지하는 것이므로, 본 발명의 사상에 따른 모터 어셈블리(100)는 임펠러(230)와 커버(310) 사이의 간격이 최소가 될 수 있다. 이를 통해, 모터 어셈블리(100)의 흡입 성능이 향상될 수 있다.
상기한 바와 같이, 가이드 부재(320)와 제1하우징(240)이 결합되지 전에는 가이드 부재(320)가 축 방향으로 이동할 수 있다. 가이드 부재(320)는 도면에서 하측 방향인 제1방향으로 이동할 수 있다. 가이드 부재(320)가 제1방향으로 이동함에 따라, 가이드 부재(320)와 결합된 커버(310)의 내면과 임펠러(240)가 접촉할 수 있다. 이 때, 커버(310)와 임펠러(240)가 접촉하는 지점을 접촉부(234, 316)라 한다.
임펠러(240)와 커버(310)가 접촉부(234, 316)에서 접촉하였을 때, 스토퍼(331)와 제1하우징의 상면(244) 사이에는 갭(G)이 마련될 수 있다. 이는, 가이드 부재(320)가 제1방향으로 이동하여 스토퍼(331)와 제1하우징의 상면(244)이 접촉하기 이전에 임펠러(240)와 커버(310)가 접촉한다는 것을 의미한다. 즉, 스토퍼(331)는 제1하우징(240)이 테스트 홀(321)을 통과하는 것을 방지하나, 임펠러(240)와 커버(310)가 접촉하는 것을 방지하지 않는다.
도 12에 도시된 바와 같이, 임펠러(240)와 커버(310)가 접촉하면, 커버 유닛(300)을 상기 제1방향과 반대인 제2방향으로 이동시킬 수 있다. 커버 유닛(300)이 제2방향으로 이동하면, 도 13에 도시된 바와 같이, 커버의 접촉부(316)와 임펠러의 접촉부(234)가 소정 거리 이격될 수 있다. 구체적으로, 커버의 접촉부(316)와 임펠러의 접촉부(234)는 L1만큼 이격될 수 있다. 이 때, L1은 설계자의 의도에 따른 임펠러(240)와 커버(310) 사이의 간격일 수 있다. 예를 들면, L1은 대략 0.1mm 내지 0.7mm일 수 있다.
커버(310)와 임펠러(240)가 설계자의 의도에 따른 L1만큼 이격된 이후에, 가이드 부재의 제1홈(322)에 접착제를 도포하여 가이드 부재(320)와 제1하우징(240)을 결합시킬 수 있다. 이를 통해, 도 13에 도시된 바와 같이, 임펠러(240)와 커버(310) 사이의 간격이 L1으로 유지될 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면, 커버 유닛과 제1하우징을 제외한 다른 부품들의 조립이 완료된 이후에 커버 유닛과 제1하우징을 결합할 수 있다. 또한, 커버 유닛과 제1하우징을 결합할 때, 커버와 임펠러 사이의 간격을 다른 부품의 공차와는 무관하게 조절할 수 있다. 이에 따라, 커버와 임펠러 사이의 간격이 설계자의 의도에 따른 최소 간격으로 유지될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 제조 방법에 대해 설명한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리를 제조함에 있어, 우선적으로 커버와 가이드 부재를 결합할 수 있다. (S100)
커버와 가이드 부재를 결합하는 방법은 다양하게 마련될 수 있으며, 일 예로 복수의 반경 방향 베인과 커버 또는 가이드 부재를 초음파 용착하여 결합할 수 있다.
커버와 가이드 부재가 결합되어 일체화된 커버 유닛을 형성하면, 커버 유닛과 제1하우징의 중심을 일치시킨 후, 커버 유닛을 축 방향과 나란한 제1방향으로 이동시킬 수 있다. (S200)
커버 유닛이 제1방향으로 이동함에 따라 커버와 임펠러가 접촉하게 되면, 커버와 임펠러를 소정 거리 이격시키기 위해 커버 유닛을 상기 제1방향과 반대인 제2방향으로 이동시킬 수 있다. (S300)
이 때, 커버와 임펠러 사이의 간격이 0.1mm 내지 0.7mm인 것이 바람직하다.
커버와 임펠러가 설계자의 의도에 따른 간격만큼 이격되면, 커버 유닛과 제1하우징을 결합할 수 있고, 모터 어셈블리의 제조가 완료될 수 있다. (S400)
커버 유닛과 제1하우징을 결합할 때, 가이드 부재의 내주면과 제1하우징의 외주면 사이에 접착제를 도포하여 결합할 수 있다.
가이드 부재의 내주면에는 접착제가 균일하게 도포되도록 내주면의 원주 방향을 따라 이격되게 마련되는 복수의 제1홈이 마련될 수 있다. 상기 복수의 제1홈에 접착제를 분사하여 가이드 부재의 내주면과 제1하우징의 외주면 사이에 균일하게 도포될 수 있다.
가이드 부재의 내주면에는 복수의 제2홈이 마련될 수 있다. 복수의 제2홈은 복수의 제1홈보다 폭이 작게 마련될 수 있다. 복수의 제2홈을 통해 가이드 부재와 제1하우징 사이의 공기가 빠져나갈 수 있다. 따라서, 접착제 도포 시 공기층에 의해 접착제가 균일하게 도포되지 않는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 스테이터;
    상기 스테이터와 전자기적으로 상호 작용하여 축을 중심으로 회전하도록 구성되는 로터;
    상기 로터와 함께 상기 축을 중심으로 회전하도록 상기 로터에 결합되고, 회전함에 따라 공기를 흡입하도록 마련되는 임펠러;
    상기 스테이터와 결합하여 상기 임펠러와 상기 스테이터 사이를 커버하는 하우징;
    상기 임펠러에 의해 흡입되는 공기가 유입되는 유입구를 가지고, 상기 임펠러를 커버하도록 마련되는 커버;
    상기 임펠러에서 배출되는 공기를 가이드하고, 상기 하우징과 결합하도록 구성되는 가이드 부재; 및
    상기 커버와 상기 가이드 부재 중 하나로부터 축 방향으로 돌출되고 상기 커버와 상기 가이드 부재 중 다른 하나에 결합되는 복수의 제1베인; 을 포함하고,
    상기 커버와 상기 가이드 부재는 상기 하우징에 결합되지 않았을 때, 상기 축 방향으로 이동 가능하도록 구성되고,
    상기 커버는 상기 커버의 위치에 따라 상기 임펠러에 접촉되는 접촉부를 포함하고, 상기 접촉부는 상기 가이드 부재가 상기 하우징에 결합된 때 상기 임펠러로부터 이격되는 모터 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 부재는, 상기 가이드 부재가 상기 하우징에 결합되지 않았을 때, 상기 가이드 부재의 상기 축 방향으로의 이동 범위를 제한하는 스토퍼를 포함하고,
    상기 스토퍼는 상기 하우징과 접촉하여 상기 하우징이 상기 가이드 부재를 상기 축 방향으로 통과하는 것을 방지하는 모터 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 축 방향으로 상기 스토퍼와 상기 하우징 사이의 최단 거리는, 상기 축 방향으로 상기 커버와 상기 임펠러 사이의 최단 거리 보다 크게 마련되는 모터 어셈블리.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 커버와 상기 가이드 부재 중 하나로부터 축 방향으로 돌출된 상기 복수의 제1베인은 상기 커버와 상기 가이드 부재 중 다른 하나에 초음파 용착되어 일체화되는 모터 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커버 또는 상기 가이드 부재는,
    상기 제1베인의 접합면과 대응되고 상기 접합면을 향해 돌출된 용착산과, 상기 접합면과 상기 용착산의 초음파 용착을 가이드하는 돌출 가이드를 더 포함하는 모터 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 부재는,
    상기 하우징과 결합되는 이너 케이싱과,
    상기 이너 케이싱과 이격되도록 상기 이너 케이싱의 외측 둘레를 따라 배치되는 아우터 케이싱 및
    상기 이너 케이싱과 상기 아우터 케이싱을 연결하고, 상기 임펠러에서 배출된 공기를 가이드하는 복수의 제2베인을 더 포함하는 모터 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 부재와 상기 하우징은, 상기 가이드 부재의 내주면과 상기 하우징의 외주면 사이에 접착제를 도포하여 결합되도록 마련되는 모터 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가이드 부재는,
    상기 가이드 부재의 내주면을 따라 이격되게 배치되어 상기 가이드 부재의 내주면과 상기 하우징의 외주면 사이에 접착제가 균일하게 도포되도록 마련되는 복수의 제1홈을 더 포함하는 모터 어셈블리.
  9. 제9항에 있어서,
    상기 가이드 부재는,
    상기 복수의 제1홈 각각의 대응되는 위치에 마련되고, 상기 제1홈보다 폭이 작게 마련되며, 상기 가이드 부재의 내주면과 상기 하우징의 외주면 사이의 공기가 빠져나가도록 마련되는 복수의 제2홈을 더 포함하는 모터 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 임펠러가 관통하도록 상기 임펠러의 직경보다 큰 직경을 가지는 테스트 홀을 더 포함하고,
    상기 테스트 홀은 상기 복수의 제1베인과 상기 커버 또는 상기 가이드 부재가 정상적으로 결합되었는지 여부를 보여주는 모터 어셈블리.
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