KR100837362B1

KR100837362B1 - 진공청소기용 모터의 소음저감장치

Info

Publication number: KR100837362B1
Application number: KR1020060106163A
Authority: KR
Inventors: 오현준; 홍승기; 이명원; 양환석; 이상원
Original assignee: 삼성광주전자 주식회사
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-06-12
Also published as: KR20080038787A; SI1917894T1; RU2345696C1; EP1917894A1; US8046869B2; US20080098561A1; RU2007115899A; EP1917894B1

Abstract

진공청소기용 모터의 소음방지장치가 개시된다. 개시된 소음방지장치는 모터 커버의 상단을 통해 유입된 공기가 임펠러의 임펠러 베인을 거쳐 가이드 베인을 빠져나온 뒤, 모터 하우징과 스테이터 코어 사이 및 상기 스테이터 코어와 로터 사이를 통과해 상기 모터 하우징의 다수의 윈도우로 배출될 때, 상기 배출공기에 의해 상기 모터 하우징 내에서 발생되는 소음을 저감하기 위한 진공청소기용 모터의 소음저감장치에 있어서, 상기 모터 하우징과 상기 스테이터 코어 사이로 배출되는 공기의 양을 제한하도록 상기 모터 하우징 개구의 주변부를 따라 안착 고정되어 상기 모터 하우징과 상기 스테이터 코어 사이를 폐쇄하는 몸체부; 상기 가이드 베인을 빠져나온 대부분의 공기가 상기 스테이터 코어와 상기 로터 사이로 배출되도록 상기 몸체부 중앙에 형성된 제1 공기배출부; 및, 상기 가이드 베인을 빠져나온 공기 중 일부가 상기 모터 하우징과 상기 스테이터 코어 사이로 배출되도록 상기 몸체부의 주변에 관통 형성된 적어도 하나의 제2 공기배출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

진공청소기, 모터, 소음, 노이즈, 유동, 충돌소음, 충격소음, 소음저감

Description

진공청소기용 모터의 소음저감장치{Noise Absorbing Apparatus of Motor for Vacuum Cleaner}

도 1은 통상의 모터조립체를 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공청소기용 모터의 소음저감장치를 나타내는 평면도,

도 3은 도 2에 도시된 제1 실시예의 소음저감장치가 하우징에 설치된 상태를 나타내는 사시도,

도 4는 도 2에 도시된 제1 실시예의 소음저감장치가 하우징에 설치된 상태에서 일부를 절결한 상태를 나타내는 평면도,

도 5는 도 4에 표시된 V-V 방향을 따라 나타낸 단면도,

도 6 내지 도 8은 본 발명의 제2 내지 제4 실시예에 따른 진공청소기용 모터의 소음저감장치를 각각 나타내는 평면도,

도 9는 소음저감장치가 없는 경우와, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예의 소음저감장치가 설치된 상태에서 모터의 소음을 측정한 그래프이다.

*도면 내 주요부분에 대한 부호설명*

100,200,300,400: 소음저감장치 110,210,310,410: 몸체부

120,220,320,420: 제1 공기배출부 130,230:330,340: 제2 공기배출부

본 발명은 진공청소기용 모터에 관한 것으로, 특히 임펠러에서 고속으로 유출되는 공기가 가이드 베인으로부터 모터 하우징의 윈도우까지의 배출구간에서 발생하는 유동 소음을 저감시키기 위한 진공청소기용 모터의 소음저감장치에 관한 것이다.

일반적으로, 진공청소기는 먼지 등과 같은 외부의 이물질들을 흡입하여 본체 내부에 집진시키는 장치로 상기 흡입력을 발생시키기 위해 본체 내부에는 진공청소기 모터가 장착되는데, 이러한 종래 진공청소기 모터를 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 진공청소기용 모터는 컵 모양의 모터 하우징(10)을 구비하고, 모터 하우징(10)의 전방 개방단에는 전방커버(21)에 의해 고정되는 전면 베어링(19a)이 설치되고, 하우징(10)의 후면 폐쇄단 중심부에는 후면 베어링(19b)이 설치된다. 또한 모터 하우징(10)의 양 측면에는 전원을 공급하기 위해 대칭되게 복수 개의 브러쉬(13)가 결합되며, 모터 하우징(10) 내로 흡입된 공기를 배출하기 위해 모터 하우징(10)의 원주방향을 따라 다수개의 윈도우가 형성된다. 더욱이, 모터 하우징(10)의 내측에는 코일(12)이 권취된 스테이터 코어(11)가 브라켓(14)에 의해 지지되는 상태로 압입 고정되고, 스테이터 코어(11)의 내부에는 로터(17)가 회동 가능하게 삽입 결합된다. 이 경우, 모터축(18)은 로터(17)와 연동하 도록 압입 고정됨과 아울러 로터(17) 후면에 브러쉬(13)가 밀착 고정되는 정류자(15)가 압입 고정되며, 모터축(18)은 양단이 전/후면 베어링(19a,19b)에 의해 지지 고정된다. 또한, 모터축(18)의 일단에 흡입력을 발생시키기 위한 임펠러(23)가 연동 가능하게 결합되고, 임펠러(23)의 외주면에는 디퓨져(25)가 구비되며, 디퓨져(25)의 배면에는 가이드 베인(27)이 일체로 형성된다. 상기 임펠러(23), 디퓨져(25) 및 가이드 베인(27)을 수용하도록 모터 하우징(10) 전면 개방단에 체결되는 임펠러 커버(29)는 중앙에 공기흡입구(29a)를 구비하며, 임펠러(29)의 회전에 의하여 유입된 공기를 배출하기 위한 배기 유로를 형성한다.

이와 같은 구성된 종래의 진공청소기 모터의 작동은, 인가된 전원에 의하여 스테이터(11,12)와 로터(17)의 전기적인 상호작용에 의해 로터(17)가 회동하고, 로터(17)의 회동력은 로터(17)를 지지하는 모터축(18)에 의해 임펠러(23)로 전달된다. 이어서, 임펠러(23)의 회전력에 의해 공기가 임펠러 커버(29)의 공기유입구(29a)를 통해 임펠러 커버(29) 내로 유입된 후, 고속으로 회전하는 임펠러(23) 내부에 가설된 임펠러 베인에 의해 고속으로 유출된 공기는, 임펠러(23)의 외곽에 고정된 디퓨져(25)를 통과하여 임펠러 커버(29)에 의해 절곡 형성된 유로를 따라 가이드 베인(27)으로 유입된다. 그 후, 상기 가이드 베인(27)으로 유입된 공기는 가이드 베인(27)에 의해 모터 하우징(10) 내부의 스테이터 코어(11)와 로터(17) 사이(S1) 및 모터 하우징(10)과 스테이터 코어(11)사이(S2)로 유출된다. 이 과정에서 배출공기는 스테이터 코어(11)와 로터(17)를 냉각시키며 모터 하우징(10)의 다수의 윈도우를 통해 모터 하우징(10) 외부로 토출됨으로서 진공청소기에 필요한 흡입력을 발생시킨다.

이 경우, 상기 임펠러(23)의 회전 운동에 의해 임펠러(23) 및 디퓨져(25)를 순차적으로 통과하면서 정압이 상승한 배기가 가이드 베인(27)을 따라 모터 하우징(10)의 스테이터 코어(11)와 로터(17) 사이(S1) 및 모터 하우징(10)과 스테이터 코어(11)사이(S2)로 고속 유출되면서 유동 소음이 발생하게 되는 문제점이 있었다. 특히, 모터 하우징(10)과 스테이터 코어(11)사이(S2)에는 스테이터 코어(11)를 지지하는 복잡하게 형성된 브라켓(14) 및 브러시(13)가 존재하고 있어 배출공기가 이러한 복잡한 구조물들에 부딪히면서 충돌소음이 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 대한민국 등록특허 제474344호에는 하우징 커버의 후면과 프로텍터의 전면 사이에 금속망으로 이루어진 소음저감부재를 삽입하여, 모터 하우징 내부를 통해 다수의 윈도우로 고속 배출되는 공기의 유동을 교란시킴으로써 유동 소음을 저감하였다.

그러나, 이와 같이 소음저감장치는 소정의 메쉬를 갖는 금속망으로 이루어짐에 따라, 가이드 베인(27)으로부터 윈도우를 향해 이동하는 배출공기가 거의 대부분 모터 하우징(10)과 스테이터 코어(11) 사이(S2)로 배출되면서 상기 지적한 구조물에 충돌하면서 발생하는 충돌소음을 저감시키는 데는 한계가 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 모터 하우징과 스테이터 코어 사이를 통과하는 공기로 인해 발생되는 모터 하우징 내의 유동소음을 저감시키는 진공청소기용 모터의 소음저감장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 모터 커버의 상단을 통해 유입된 공기가 임펠러의 임펠러 베인을 거쳐 임펠러 저면에 일체로 형성된 가이드 베인을 빠져나온 뒤, 모터 하우징과 스테이터 코어 사이 및 상기 스테이터 코어와 로터 사이를 통과해 상기 모터 하우징의 다수의 윈도우로 배출될 때, 상기 배출공기에 의해 상기 모터 하우징 내에서 발생되는 소음을 저감하기 위한 진공청소기용 모터의 소음저감장치에 있어서, 상기 모터 하우징과 상기 스테이터 코어 사이로 배출되는 공기의 양을 제한하도록 상기 모터 하우징 개구의 주변부를 따라 안착 고정되어 상기 모터 하우징과 상기 스테이터 코어 사이를 폐쇄하는 몸체부; 상기 가이드 베인을 빠져나온 대부분의 공기가 상기 스테이터 코어와 상기 로터 사이로 배출되도록 상기 몸체부 중앙에 형성된 제1 공기배출부; 및, 상기 가이드 베인을 빠져나온 공기 중 일부가 상기 모터 하우징과 상기 스테이터 코어 사이로 배출되도록 상기 몸체부의 주변에 관통 형성된 적어도 하나의 제2 공기배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 모터의 소음저감장치를 제공한다.

상기 제2 공기배출부는 상기 모터 하우징과 스테이터 코어 사이로 배출되는 공기의 양이 상기 스테이터 코어와 상기 로터 사이로 배출되는 공기의 양보다 적은 양이 통과하도록, 상기 제1 공기배출부의 면적보다 작은 면적으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제2 공기배출부는 그릴형상 또는 다수의 소형구멍이 형성된 타공부로 이루어질 수 있다. 아울러, 상기 제2 공기배출부는 장공 형상으로 상기 제1 공기배출부를 중심으로 적어도 2개 또는 4개가 대칭으로 형성될 수 있다.

상기 몸체부는 상기 가이드 베인을 빠져나온 대부분의 공기가 상기 제1 공기배출부로 원활하게 배출되도록, 상기 몸체부 상면이 외부에서 내부로 갈수록 내측 하방향으로 라운딩형성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공청소기용 모터의 소음저감장치의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공청소기용 모터의 소음저감장치를 나타내는 평면도, 도 3은 도 2에 도시된 제1 실시예의 소음저감장치가 모터 하우징에 설치된 상태를 나타내는 사시도, 도 4는 도 2에 도시된 제1 실시예의 소음저감장치가 모터 하우징에 설치된 상태에서 일부를 절결한 상태를 나타내는 평면도, 도 5는 도 4에 표시된 V-V 방향을 따라 나타낸 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 소음저감장치(100)가 설치되는 진공청소기용 모터는 통상의 흡입모터와 동일하므로 그 상세한 구조 설명은 생략한다. 이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 소음저감장치(100)를 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2를 참고하면, 소음저감장치(100)는 몸체부(110), 제1 공기배출부(120) 및 제2 공기배출부(130)을 포함한다.

몸체부(110)는, 도 2와 같이 대략 링형상으로 이루어지며, 도 3 내지 도 5와 같이, 모터 하우징(10)과 스테이터 코어(11) 사이인 제2 공간부(S2)로 배출되는 공기의 양을 제한하도록 제2 공간부(S2)를 덮을 수 있게 모터 하우징(10) 개구의 주변부 즉, 플랜지부(10a)의 내주변(10b, 도 5 참조)을 따라 안착 고정된다. 이 경우, 몸체부(110)는 외주변이 플랜지부(10a)의 내주변(10b)과 하우징 커버(21)와 저면 사이에 압박 상태로 고정 배치된다. 또한, 몸체부(110)는 몸체부(110) 상면이 외부에서 내부로 갈수록 내측 하방향으로 라운딩된 만곡부(113)를 갖는다. 이러한 만곡부(113)은 가이드 베인(27, 도 1 참조)을 빠져나온 배출공기가 스테이터 코어(11) 및 로터(17) 사이인 제1 공간부(S1)로 공기가 원활하게 배출되도록 한다.

제1 공기배출부(120)는 가이드 베인(27, 도 1 참조)을 빠져나온 대부분의 공기가 제1 공간부(S1)로 배출되도록 몸체부(110)의 중앙에 형성된다. 이러한 제1 공기배출부(120)의 넓이는 도 3과 같이, 대략 스테이터 코일(11) 및 제1 공간부(S1)를 덮지 않을 정도의 넓이면 충분하다.

제2 공기배출부(130)는 가이드 베인(27, 도 1 참조)을 빠져나온 공기 중 일부가 제2 공간부(S2) 사이로 배출되도록, 몸체부(110)의 주변에 관통 형성된다. 이러한 제2 공기배출부(130)는 도 2와 같이 그릴형상으로 이루어지며, 대략 제2 공간부(S2)에 대응하는 몸체부(110)의 소정 위치에 적어도 1곳 이상에 형성된다.

이와 같이 구성된 제1 실시예에 따른 소음저감장치(100)를 장착한 모터는 가이드 베인(27, 도 1 참조)을 고속으로 빠져나온 배출공기가 몸체부(110)에 의해 대부분 제1 공간부(S1)로 안내되며, 나머지 일부 배출공기는 제2 공기배출부(130)를통해 제2 공간부(S2)로 배출됨에 따라, 제2 공간부(S2)를 통해 배출되는 공기의 양을 제한할 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이 비교예 1 및 비교예 2와 실시예 1에 대한 모터 하우징(10) 내에서 발생하는 소음레벨을 비교한 측정한 그래프를 참조하면, 비교예 1 즉, 소음저감장치를 사용하지 않는 모터의 경우에는 1차 내지 3차 BPF(Blade Passing Frequency) 피크(Peak) 소음 레벨이 85~95 dBA, 전체 오버올(Total Overall) 소음 레벨이 103.83 dBA 를 나타내며, 비교예 2 즉, 본 발명의 제1 실시예와 동일한 구성 중 제2 공기배출부가 형성되지 않은 구성으로 이루어진 소음저감장치를 설치한 모터인 경우, 전체 오버올(Total Overall) 소음 레벨이 101.76 dBA를 나타낸다. 한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 소음저감장치(100)를 사용한 모터인 경우, 전체 오버올(Total Overall) 소음 레벨이 102.21 dBA를 나타낸다. 이러한 소음레벨 측정결과로부터 알 수 있는 바와 같이 제2 공기배출부(130)를 폐쇄한 경우가 가장 소음레벨이 최소가 된다는 것을 알 수 있다.

한편 하기의 표 1에 도시된 바와 같이, 입력 1800W 급 청소기 모터를 기준으로 했을 때의 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1에 대한 각각의 흡입력을 비교해 보면 다음과 같다.

Case	비교예1	비교예 2	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
최대흡입력(W)	658	510	632	628	618	635
비교예 1/Case(%)	-	77.5	96.0	95.4	93.9	96.5

비교예 2는 흡입력이 비교예 1에 비해 77.5%에 못미치는 반면에 실시예 1은 96.0%의 흡입력이 측정되었으며, 이에 따라 소음 및 모터의 흡입력을 함께 고려해 볼 때 제2 공기배출부(130)가 없는 경우보다 제2 공기배출부(130)가 형성되어 있는 경우가 모터 흡입력이 높다는 것을 알 수 있다.

도 6 내지 도 8에 각각 도시된 본 발명의 제2 내지 제4 실시예에 따른 진공청소기용 모터의 소음저감장치(200,300,400)는, 제1 실시예에 따른 소음저감장치와 같이 모두 링형상으로 이루어지며, 각각 몸체부(210,310,410), 제1 공기배출부(220,320,420) 및 제2 공기배출부(230,330,430)를 갖는다.

이러한 제2 내지 제4 실시예의 소음저감장치(200,300,400)는, 몸체부(210,310,410) 및 제1 공기배출부(220,320,420)가 서로 동일하지만, 제2 공기배출부(230,330,430)가 서로 상이한 모양으로 형성된다. 즉, 제2 실시예(200)의 제2 공기배출부(230)는 다수의 소형구멍이 형성된 타공부 형상으로 이루어지며, 제3 실시예의 제2 공기배출부(330)는 제1 공기배출부(320)를 중심으로 서로 대칭되는 위치에 장공형상의 소정 넓이는 갖는 배출구멍이 몸체부(210)에 2개 형성되고, 제4 실시예의 제2 공기배출부(430)는 장공 형상으로 상기 제1 공기배출부를 중심으로 4개가 대칭으로 각각 형성된다.

이와 같은 제2 내지 제4 실시예의 소음저감장치(200,300,400)가 설치된 모터에 대한 각각의 소음레벨 측정결과는 도 9를 참조하면, 순차적으로 101.30 dBA, 103.86 dBA 및 102.87 dBA를 나타내며, 흡입력은 상기 표 1과 같이 비교예 1 대비 95.4%, 93.9% 및 96.5%를 나타낸다.

따라서, 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 소음저감장치(100,200,300,400)가 설치된 모터의 경우, 비교예 1 대비 대략 95%의 양호한 흡입력을 유지하면서, 대부분 비교예 1의 103.83 dBA의 소음레벨보다 작은 소음레벨을 유지한다.

상기와 같은 본 발명에 있어서는, 모터 하우징 내로 유입된 배출공기의 대부 분을 스테이터 코어와 로터 사이로 배출되도록 강제 유도하여, 모터 하우징과 스테이터 코어 사이로 배출되는 공기의 양을 크게 줄임으로써 모터 하우징과 스테이터 코어 사이로 배치된 복잡한 구조물에 의해 공기가 충돌하여 발생하는 소음을 줄여 전체적으로 모터 하우징 내에서 발생하는 소음을 저감시킬 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims

모터 커버의 상단을 통해 유입된 공기가 임펠러의 임펠러 베인을 거쳐 임펠러 저면에 일체로 형성된 가이드 베인을 빠져나온 뒤, 모터 하우징과 스테이터 코어 사이 및 상기 스테이터 코어와 로터 사이를 통과해 상기 모터 하우징의 다수의 윈도우로 배출될 때, 상기 배출공기에 의해 상기 모터 하우징 내에서 발생되는 소음을 저감하기 위한 진공청소기용 모터의 소음저감장치에 있어서,

상기 모터 하우징과 상기 스테이터 코어 사이로 배출되는 공기의 양을 제한하도록 상기 모터 하우징 개구의 주변부를 따라 안착 고정되어 상기 모터 하우징과 상기 스테이터 코어 사이를 폐쇄하는 몸체부;

상기 가이드 베인을 빠져나온 대부분의 공기가 상기 스테이터 코어와 상기 로터 사이로 배출되도록 상기 몸체부 중앙에 형성된 제1 공기배출부; 및,

상기 가이드 베인을 빠져나온 공기 중 일부가 상기 모터 하우징과 상기 스테이터 코어 사이로 배출되도록 상기 몸체부의 주변에 관통 형성된 적어도 하나의 제2 공기배출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 모터의 소음저감장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 공기배출부는 상기 모터 하우징과 스테이터 코어 사이로 배출되는 공기의 양이 상기 스테이터 코어와 상기 로터 사이로 배출되는 공기의 양보다 적은 양이 통과하도록, 상기 제1 공기배출부의 면적보다 작은 면적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 모터의 소음저감장치.
제2항에 있어서,

상기 제2 공기배출부는 그릴형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 모터의 소음저감장치.
제2항에 있어서,

상기 제2 공기배출부는 다수의 소형구멍이 형성된 타공부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 모터의 소음저감장치.
제2항에 있어서,

상기 제2 공기배출부는 장공 형상으로 상기 제1 공기배출부를 중심으로 적어도 2개가 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 모터의 소음저감장치.
제2항에 있어서,

상기 제2 공기배출부는 장공 형상으로 상기 제1 공기배출부를 중심으로 4개가 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 모터의 소음저감장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 몸체부는 상기 가이드 베인을 빠져나온 대부분의 공기가 상기 제1 공기배출부로 원활하게 배출되도록, 상기 몸체부 상면이 외부에서 내부로 갈수록 내측 하방향으로 라운딩형성되는 것을 특징으로 하는 진공청소기용 모터의 소음저감장치.