KR100351849B1 - structure of switched reluctance motor and control board in vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공청소기용 스위치드 리럭턴스 모터(switched reluctance motor)에 관한 것으로서, 스위치드 리럭턴스 모터를 제어하는 컨트롤러 기판과 이에 장착되는 발열소자를 냉각하기 위한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switched reluctance motor for a vacuum cleaner, for cooling a controller substrate controlling a switched reluctance motor and a heating element mounted thereon.
이를 위해 본 발명은 스위치드 리럭턴스 모터(110)(switched reluctance motor)와; 상기 스위치드 리럭턴스 모터(110) 후방에 장착되어 공기를 흡입하는 팬(115)과; 상기 스위치드 리럭턴스 모터(110)의 소음을 차단하기 위해 상기 스위치드 리럭턴스 모터(110) 외부에 구비되며, 상기 팬(115)에 의해 흡입되는 공기를 토출하기 위한 공기토출구(120b)가 형성되는 커버(120)와; 상기 커버(120)의 공기 토출구(120b)측에 설치되며 상기 스위치드 리럭턴스 모터(110)를 제어하기 위한 소자들이 장착되는 컨트롤러 기판(130)을 포함하여 구성되는 진공청소기용 스위치드 리럭턴스 모터와 컨트롤러 기판의 장착구조가 제공된다.To this end, the present invention includes a switched reluctance motor (110); A fan 115 mounted to the rear of the switched reluctance motor 110 to suck air; The cover is provided outside the switched reluctance motor 110 to block the noise of the switched reluctance motor 110, the air discharge port 120b is formed for discharging the air sucked by the fan 115 120; Switched reluctance motor and controller for a vacuum cleaner, which is installed on the air outlet 120b side of the cover 120 and includes a controller substrate 130 on which elements for controlling the switched reluctance motor 110 are mounted. The mounting structure of the substrate is provided.
Description
본 발명은 진공청소기용 스위치드 리럭턴스 모터(switched reluctance motor)(이하, 스위치드 리럭턴스 모터라 약칭함)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스위치드 리럭턴스 모터와 이의 회전을 제어하는 컨트롤러 기판의 장착 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a switched reluctance motor (hereinafter abbreviated as switched reluctance motor) for a vacuum cleaner, and more particularly, to a mounting structure of a switched reluctance motor and a controller board for controlling the rotation thereof. It is about.
일반적으로 청소기에 구비되는 스위치드 리럭턴스 모터는 도 1 에 도시한 바와 같이 하우징(11) 내부에 고정자(13)와 회전자(14)가 구비되고, 상기 고정자(13) 및 상기 회전자(14) 후방에는 팬(15)이 장착된다.In general, a switched reluctance motor provided in a cleaner includes a stator 13 and a rotor 14 inside the housing 11, and the stator 13 and the rotor 14 are provided in the housing 11. The fan 15 is mounted to the rear.
그리고, 상기 스위치드 리럭턴스 모터의 외부에는 상기 상기 스위치드 리럭턴스 모터가 발생시키는 소음을 차단하기 위한 커버(20)가 구비된다.A cover 20 is provided outside the switched reluctance motor to block noise generated by the switched reluctance motor.
따라서, 청소기에 전원이 인가되어 상기 회전자(14)가 고속 회전하면, 청소기에 흡입력이 발생하여 청소가 수행됨과 동시에 상기 팬(15)에 의해 스위치드 리럭턴스 모터 내부로 공기가 흡입되어 상기 스위치드 리럭턴스 모터를 냉각하게 되는 것이다.Therefore, when power is applied to the cleaner and the rotor 14 rotates at a high speed, suction power is generated in the cleaner to perform cleaning, and at the same time, air is sucked into the switched reluctance motor by the fan 15, and the switched reluctance It is to cool the turn motor.
한편, 도 2a,2b 는 스위치드 리럭턴스 모터를 제어하는 컨트롤러 기판에 소자들이 장착된 상태를 나타내는 개략도이다.2A and 2B are schematic views illustrating a state in which elements are mounted on a controller board for controlling a switched reluctance motor.
도시한 바와 같이 상기 컨트롤러 기판(30)에는 상기 스위치드 리럭턴스 모터를 구동하는데 사용되는 릴레이(31), 컨덴서(32), 또는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(33)(insulated gate bipolar transistor)와 같이 발열량이 많은 소자가 장착된다.As shown, the controller substrate 30 has a large amount of heat generation, such as a relay 31, a capacitor 32, or an insulated gate bipolar transistor 33 used to drive the switched reluctance motor. The device is mounted.
한편, 상기 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(33)에는 방열핀(34)이 구비되어, 상기 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(33)의 방열을 돕는다.On the other hand, the insulated gate bipolar transistor 33 is provided with a heat dissipation fin 34 to help the heat dissipation of the insulated gate bipolar transistor 33.
그러나, 종래 진공청소기에서는 스위치드 리럭턴스 모터의 구동을 제어하는 상기 컨트롤러 기판(30)이 상기 스위치드 리럭턴스 모터와 떨어진 상태로 진공청소기 내에 구비됨에 따라 상기 컨트롤러 기판(30)에 장착되는 발열소자들을 냉각하기 위한 별도의 팬과 같은 냉각수단이 필요하였다.However, in the vacuum cleaner according to the related art, since the controller board 30 controlling the driving of the switched reluctance motor is provided in the vacuum cleaner in a state away from the switched reluctance motor, the heating elements mounted on the controller substrate 30 are cooled. Cooling means such as a separate fan were needed to achieve this.
즉, 종래에는 전술한 바와 같이 컨트롤러 기판(30)을 냉각하기 위한 팬등이 필요함에 따라 소비전력이 증가하는 문제점이 있다.That is, conventionally, as described above, there is a problem in that power consumption increases as a fan for cooling the controller substrate 30 is required.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 진공청소기에 구비되는 스위치드 리럭턴스 모터와 상기 스위치드 리럭턴스 모터의 구동을 제어하는 컨트롤러 기판을 효과적으로 냉각하여 청소기의 소비전력을 절감하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and the object is to reduce the power consumption of the cleaner by effectively cooling the switched reluctance motor provided in the vacuum cleaner and the controller board for controlling the operation of the switched reluctance motor. have.
도 1 은 일반적인 진공청소기용 스위치드 리럭턴스 모터의 단면도1 is a cross-sectional view of a switched reluctance motor for a general vacuum cleaner
도 2a,2b 는 스위치드 리럭턴스 모터를 제어하는 컨트롤러 기판과 이 기판에 장착된 소자들을 나타내는 개략도2A and 2B are schematic diagrams showing a controller substrate for controlling a switched reluctance motor and elements mounted thereon;
도 3 은 본 발명의 제1실시예에 따라 스위치드 리럭턴스 모터의 커버에 컨트롤러 기판이 장착된 상태를 나타내는 측면도3 is a side view showing a state in which a controller board is mounted on a cover of a switched reluctance motor according to the first embodiment of the present invention;
도 4 는 본 발명의 제2실시예에 따라 스위치드 리럭턴스 모터의 커버에 컨트롤러 기판 및 가이드가 장착된 상태를 나타내는 측면도4 is a side view illustrating a state in which a controller board and a guide are mounted on a cover of a switched reluctance motor according to a second embodiment of the present invention;
도 5 는 도 3 의 "A" 방향에서 본 컨트롤러 기판의 상태도FIG. 5 is a state diagram of the controller substrate viewed from the direction “A” of FIG. 3. FIG.
도 6 은 본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 따라 컨트롤러 기판에 장착된 주요 발열소자들의 온도차이를 나타내는 도FIG. 6 is a diagram illustrating a temperature difference between main heating elements mounted on a controller substrate according to the first and second embodiments of the present invention.
도면의 주요부분 설명Description of the main parts of the drawings
110. 스위치드 리럭턴트 모터 115. 팬110. Switched reluctant motor 115. Fan
120. 커버 120b. 공기토출구120. Cover 120b. Air outlet
130. 컨트롤로 기판 200. 가이드130. Substrate 200 as a guide.
상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 스위치드 리럭턴스 모터(switched reluctance motor)와; 상기 스위치드 리럭턴스 모터 후방에 장착되어 공기를 흡입하는 팬과; 상기 스위치드 리럭턴스 모터의 소음을 차단하기 위해 상기 스위치드 리럭턴스 모터 외부에 구비되며, 상기 팬에 의해 흡입되는 공기를 토출하기 위한 공기토출구가 형성되는 커버와; 상기 커버의 공기 토출구측에 설치되며 상기 스위치드 리럭턴스 모터를 제어하기 위한 소자들이 장착되는 컨트롤러 기판을 포함하여 구성되는 진공청소기용 스위치드 리럭턴스 모터와 컨트롤러 기판의 장착구조가 제공된다.According to an aspect of the present invention for solving the above-described conventional problems, and a switched reluctance motor (switched reluctance motor); A fan mounted to the rear of the switched reluctance motor to suck air; A cover provided outside the switched reluctance motor to block the noise of the switched reluctance motor, the cover having an air outlet for discharging air sucked by the fan; Provided is a mounting structure of a vacuum cleaner switched reluctance motor and a controller substrate, which is installed on the air outlet side of the cover and includes a controller substrate on which elements for controlling the switched reluctance motor are mounted.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도 3 내지 도 6 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to Figures 3 to 6 attached to a preferred embodiment of the present invention.
도 3 은 본 발명의 제1실시예에 따라 스위치드 리럭턴스 모터의 커버에 컨트롤러 기판이 장착된 상태를 나타내는 측면도이다.3 is a side view illustrating a state in which a controller board is mounted on a cover of a switched reluctance motor according to the first embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이 본 발명의 제1실시예는 스위치드 리럭턴스 모터(110)와, 상기 스위치드 리럭턴스 모터(110)의 소음을 차단하기 위한 커버(120)와, 상기 커버(120)의 공기 토출구(120b)측에 구비되는 컨트롤러 기판(130)을 포함하여 구성된다.As shown, the first embodiment of the present invention includes a switched reluctance motor 110, a cover 120 for blocking noise of the switched reluctance motor 110, and an air outlet port of the cover 120. It is configured to include a controller substrate 130 provided on the side (120b).
상기 스위치드 리럭턴스 모터(110)의 하우징(111)에는 공기가 유입되는 유입구(111a)와 유출되는 유출구(111b)가 각각 형성된다.In the housing 111 of the switched reluctance motor 110, inlet 111a and air outlet 111b through which air is introduced are formed, respectively.
또한, 상기 스위치드 리럭턴스 모터(110)의 외부를 감싸는 상기 커버(120)에는 상기 모터(110)의 하우징(111)에 형성되는 유입구(111a)와 유출구(111b)의 위치와 대략 동일 위치에 공기흡입구(120a)와 공기토출구(120b)가 형성된다.In addition, the cover 120 surrounding the outside of the switched reluctance motor 110 has air at approximately the same position as that of the inlet 111a and the outlet 111b formed in the housing 111 of the motor 110. The inlet port 120a and the air outlet port 120b are formed.
그리고, 상기 커버(120)의 공기토출구(120b)측에는 공기의 유동방향과 대략 대향되도록 컨트롤러 기판(130)이 설치된다.In addition, the controller board 130 is installed at the air discharge port 120b side of the cover 120 so as to substantially face the flow direction of air.
이 때, 상기 컨트롤러 기판(130)은 발열량이 많은 릴레이(131),컨덴서(132), 또는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(133)등이 스위치드 리럭턴스 모터(120)의 토출공기에 의해 냉각이 잘 이루어지도록 상기 커버(120)에 설치된다.In this case, the controller substrate 130 may allow the relay 131, the capacitor 132, or the insulated gate bipolar transistor 133, which generate a large amount of heat, to be cooled by the discharge air of the switched reluctance motor 120. The cover 120 is installed.
한편, 본 발명의 제1실시예에서는 도 3 과 같이 방열판(134)이 결합된 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(133)가 공기토출구(120a)에 근접하도록 컨트롤러 기판(130)을 장착하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며 컨트롤러 기판(130)에 장착되는 소자들의 구성에 따라 다른 발열소자가 상기 공기토출구(120b)측에 근접 위치하도록 할 수 있으며, 이는 후술하는 제2실시예에도 동일하게 적용된다.Meanwhile, in the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the controller substrate 130 is mounted such that the insulated gate bipolar transistor 133 having the heat sink 134 coupled thereto is close to the air outlet 120a. However, the present invention is not limited thereto. In addition, depending on the configuration of the elements mounted on the controller substrate 130, the other heating element may be located close to the air discharge port (120b) side, which is equally applicable to the second embodiment to be described later.
상기와 같이 구성함에 따라 본 발명은 청소기에 전원이 인가되면 컨트롤러 기판(130)의 전기적 제어에 의해 스위치드 리럭턴스 모터(110)의 회전자(114)가 회전하게 되고, 이러한 회전력이 팬(115)에 전달되어 상기 팬(115)의 회전에 의해 공기가 흡입되어 스위치드 리럭턱트 모터(110) 내를 냉각한 후에, 커버(120)의 공기토출구(120b)를 통해 토출된다.As described above, when the cleaner is applied with power, the rotor 114 of the switched reluctance motor 110 is rotated by electrical control of the controller substrate 130. The air is sucked by the rotation of the fan 115 to cool the inside of the switched reluctant motor 110, and then discharged through the air outlet 120b of the cover 120.
이 때, 상기 커버(120)의 공기토출구(120b)측에 설치되는 컨트롤러 기판(130)의 발열소자등이 모터의 토출공기에 의해 냉각됨으로써, 상기 컨트롤러 기판(130)에 대한 별도의 냉각수단을 구비하지 않고도, 상기 컨트롤러 기판(130)의 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(133)를 포함한 발열소자들을 냉각할 수 있게 되는 것이다.At this time, the heating element and the like of the controller substrate 130 installed at the air discharge port 120b side of the cover 120 is cooled by the discharge air of the motor, thereby providing additional cooling means for the controller substrate 130. Without providing, it is possible to cool the heating elements including the insulated gate bipolar transistor 133 of the controller substrate 130.
도 4 는 본 발명의 제2실시예에 따라 스위치드 리럭턴스 모터의 커버에 컨트롤러 기판과 가이드가 장착된 상태를 나타내는 측면도이다.4 is a side view illustrating a state in which a controller substrate and a guide are mounted on a cover of a switched reluctance motor according to a second embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이 본 발명의 제2실시예는 스위치드 리럭턴스 모터(110)의 소음을 차폐하기 위한 커버(120)의 공기토출구(120b)측에 컨트롤러 기판(130)이 설치되는 것은 전술한 제1실시예와 동일한다.As shown in the second embodiment of the present invention, the controller board 130 is installed at the air outlet 120b side of the cover 120 to shield the noise of the switched reluctance motor 110. Same as the example.
한편, 본 발명의 제2실시예는 상기 커버(120)의 공기토출구(120b)를 통해 토출되는 공기가 분산되지 않고 상기 컨트롤러 기판(130)에 집중 토출하여 유동할 수 있도록 안내하는 가이드(200)를 더 포함한 것이다.On the other hand, the second embodiment of the present invention guides so that the air discharged through the air discharge port (120b) of the cover 120 is concentrated to discharge the flow to the controller substrate 130 without being dispersed It will contain more.
상기 가이드(200)는 커버(120)의 공기토출구(120b) 주변과 컨트롤러 기판(130)를 밀폐하며, 공기 유동방향을 개방하도록 한 형태이다.The guide 200 seals the air discharge port 120b of the cover 120 and the controller substrate 130 and opens the air flow direction.
도 5 는 도 3 의 "A" 방향에서 본 컨트롤러 기판를 도시하며, 도 6 은 본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 따른 컨트롤러 기판(130)에 장착되는 주요 발열소자들의 온도차이를 도시한다.FIG. 5 illustrates a controller substrate viewed from the direction “A” of FIG. 3, and FIG. 6 illustrates a temperature difference between main heating elements mounted on the controller substrate 130 according to the first and second embodiments of the present invention. do.
먼저, 커버(120)의 공기토출구(120b)측에 컨트롤러 기판(130)만을 설치한 제1실시예에서는 도 5 에서 좌측에 위치한 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(133a)의 온도는 약 45℃ 를 나타내나, 커버(120)의 공기토출구(120b)측에 컨트롤러 기판(130)을 설치함과 동시에 가이드(200)를 설치한 제2실시예에서는 약 40℃ 로 더욱 낮아짐을 알 수 있다.First, in the first embodiment in which only the controller substrate 130 is installed at the air discharge port 120b side of the cover 120, the temperature of the insulated gate bipolar transistor 133a positioned on the left side of FIG. 5 is about 45 ° C. In the second embodiment in which the controller 200 is installed at the air discharge port 120b side of the cover 120 and the guide 200 is installed, the temperature is further lowered to about 40 ° C.
그리고, 제1실시예에 따른 도 5 에서 우측의 위치한 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(133b)의 온도는 약 42℃ 를 나타내나, 제2실시예에 따라 가이드(200)를 더 설치하는 경우에는 약 38℃ 로 낮아진다.In addition, the temperature of the insulated gate bipolar transistor 133b located on the right side of FIG. 5 according to the first embodiment is about 42 ° C., but when the guide 200 is further installed according to the second embodiment, about 38 ° C. Lowers.
또한, 컨덴서(132)의 경우에는 가이드(200)가 없는 제1실시예에서는 약 50℃에 가까우나, 가이드(200)가 있는 제2실시예에서는 약 45℃로 낮아지는 효과가 있다.In addition, in the case of the capacitor 132, the first embodiment without the guide 200 is close to about 50 ° C, but in the second embodiment with the guide 200, the effect is lowered to about 45 ° C.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 컨트롤러 기판(130)을 스위치드 리럭턴스 모터(110)의 소음을 차폐하는 커버(120)의 토출구(120b)에 설치함으로서, 별도의 냉각수단 없이 상기 컨트롤러 기판(130)에 장착되는 발열소자들을 냉각하는 것이 가능하고, 가이드(200)를 설치하여 발열소자의 온도를 더욱 낮출 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the controller board 130 is installed at the discharge port 120b of the cover 120 that shields the noise of the switched reluctance motor 110, so that the controller board 130 is not provided with additional cooling means. It is possible to cool the heating elements mounted on the, it is possible to further lower the temperature of the heating element by installing the guide 200.
또한, 전술한 본 발명의 제2실시예에서는 가이드(200)가 커버(120)의 공기토출구(120b) 주변을 덮게 됨에 따라, 스위치드 리럭턴스 모터(110)의 소음을 저감하는 부가적인 효과를 기대할 수 있다.In addition, in the second embodiment of the present invention described above, as the guide 200 covers the periphery of the air outlet 120b of the cover 120, an additional effect of reducing the noise of the switched reluctance motor 110 is expected. Can be.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the present invention has the following effects.
첫째, 스위치드 리럭턴스 모터를 제어하는 컨트롤러 기판을 상기 스위치드 리럭턴스 모터의 소음을 차폐하는 커버의 공기토출구에 설치함으로서, 상기 스위치드 리럭턴스 모터를 냉각한 공기를 이용하여, 별도의 냉각수단 없이 컨트롤러 기판에 장착되는 발열소자들을 냉각하여 소비전력을 절감할 수 있다.First, by installing the controller board for controlling the switched reluctance motor at the air outlet of the cover shielding the noise of the switched reluctance motor, by using the air cooled by the switched reluctance motor, without a separate cooling means Cooling the heating elements mounted on the can reduce the power consumption.
둘째, 커버의 공기토출구와 이에 설치되는 컨트롤러 기판 사이에 가이드를 구비함으로서, 상기 컨트롤러 기판의 발열소자에 모터의 토출공기를 집중함으로서 냉각 효율을 높일 수 있다.Second, by providing a guide between the air discharge port of the cover and the controller substrate installed in the cover, it is possible to increase the cooling efficiency by concentrating the discharge air of the motor to the heating element of the controller substrate.
셋째, 본 발명의 가이드는 커버의 공기토출구 주변을 덮게 됨에 따라, 스위치드 리럭턴스 모터의 소음을 저감하는 부가적인 효과가 있다.Third, as the guide of the present invention covers the periphery of the air outlet of the cover, there is an additional effect of reducing the noise of the switched reluctance motor.
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