KR100955791B1 - LRC motor for high efficiency slim vacuum suction device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로봇 청소기의 진공흡입장치에서 발생되는 열을 별도의 방열 부품 없이 냉각시키고, 로봇 청소기를 슬림형으로 제작 가능하며, 생산성을 향상시킬 수 있는 고효율 슬림형 진공흡입장치용 BLDC 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a BLDC motor for a highly efficient slim vacuum suction device capable of cooling the heat generated by the vacuum suction device of the robot cleaner without a separate heat dissipation component, making the robot cleaner slim, and improving the productivity.
본 발명은 중앙 프레임으로부터 절곡 신장되는 요크 프레임 내주면에 다수의 N극 및 S극 자석이 교대로 배치된 로터와, 상기 로터의 내부에 배치되며 다수의 분할형 코어 각각에 보빈이 결합된 상태에서 코일을 개별 권선하여, 열경화성 수지로 인서트 몰딩함에 의해 스테이터 지지체를 통해 일체로 형성되는 스테이터와, 로터 부싱을 통해 상기 로터의 중앙 부분에 결합되어 회전하는 회전축과, 상기 스테이터 지지체에 일체로 형성되는 후크를 통해 후크 결합하여 상기 스테이터를 고정시키며 모터에 대한 구동 전압을 인가하는 콘트롤 PCB를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a rotor in which a plurality of N-pole and S-pole magnets are alternately disposed on the inner circumferential surface of the yoke frame that is bent and extended from the center frame, and a coil is disposed inside the rotor and coupled to each of the plurality of split cores. The individual windings, a stator formed integrally through the stator support by insert molding with a thermosetting resin, a rotating shaft coupled to and rotated by the rotor bushing through the rotor bushing, and a hook integrally formed on the stator support. It is characterized in that it comprises a control PCB for coupling through the hook to secure the stator and apply a driving voltage for the motor.
로봇 청소기, 진공흡입장치, BLDC 모터, 슬림형, 소형화, 흡입 효율 Robot vacuum cleaner, vacuum suction device, BLDC motor, slim type, miniaturization, suction efficiency
Description
본 발명은 고효율 슬림형 진공흡입장치용 BLDC 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 로봇 청소기의 진공흡입장치에서 발생되는 열을 별도의 방열 부품 없이 냉각시키고, 로봇 청소기를 슬림형으로 제작 가능하며, 생산성을 향상시킬 수 있는 고효율 슬림형 진공흡입장치용 BLDC 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a BLDC motor for a high-efficiency slim vacuum suction device, and more particularly, to cool the heat generated by the vacuum suction device of the robot cleaner without a separate heat dissipation component, and to manufacture the robot cleaner in a slim type, and improve productivity. The present invention relates to a BLDC motor for a high efficiency slim vacuum suction device that can be improved.
오늘날 많은 가전 제품들이 개발되어 시판되고 있으며, 이러한 가전 제품 중에 주거 환경의 청결을 위해 개발된 진공 청소기가 있다.Many home appliances are being developed and marketed today, among which are vacuum cleaners developed for the cleanliness of residential environments.
진공 청소기는 청소기 본체 내부에 장착되는 BLDC 모터에 의해 발생되는 진공압을 이용하여 먼지 등과 같은 이물질이 포함된 공기를 흡입한 후 본체 내부에서 이물질을 걸러내는(filtering) 가전제품이다.The vacuum cleaner is a household appliance that filters the foreign matter from inside the body after inhaling air containing the foreign matter such as dust using a vacuum pressure generated by a BLDC motor mounted inside the cleaner body.
진공 청소기는 사용자가 직접 조작하는 진공 청소기와 사용자의 조작 없이 스스로 청소를 수행하는 로봇 청소기로 분류될 수 있으며, 로봇 청소기는 내부 배터리를 동력원으로 입력된 프로그램에 따라 일정 청소 영역의 바닥을 이동하면서 공기를 흡입한 후 이물질을 걸러내는 청소 작업을 수행한다.The vacuum cleaner may be classified into a vacuum cleaner which is operated by a user and a robot cleaner which performs cleaning by the user without the user's manipulation. The robot cleaner moves air on the floor of a certain cleaning area according to a program inputted by an internal battery as a power source. After cleaning, perform cleaning operation to filter foreign substances.
이러한 로봇 청소기, 특히 내부 배터리를 동력원으로 이용하는 와이어레스형 로봇 청소기에서는 진공압을 발생시키기 위해 진공발생장치에 소비전력이 낮은 고효율의 BLDC 모터를 채용할 필요가 있다.In such a robot cleaner, in particular, a wireless robot cleaner using an internal battery as a power source, it is necessary to employ a high efficiency BLDC motor having low power consumption in the vacuum generator to generate vacuum pressure.
BLDC 모터는 파워구동소자를 포함하는 드러이버가 필요하고 100W 이상의 고출력을 내기 위해서는 파워구동소자로부터 발생되는 열을 빠르게 방열시키기 위한 방열 대책이 필요하다. 상기와 같이, 로봇 청소기에서 발생되는 열을 방열시키기 위해서는 별도의 방열 핀(fin)을 마련하거나, BLDC 모터를 감싸거나, BLDC 모터가 장착되는 하우징을 알루미늄과 같이 열전도성이 높은 금속으로 형성하여야 한다. The BLDC motor needs a driver including a power driver and a heat dissipation measure is required to quickly dissipate heat generated from the power driver in order to output high power of 100W or more. As described above, in order to dissipate heat generated by the robot cleaner, a separate heat dissipation fin should be provided, the BLDC motor may be wrapped, or the housing in which the BLDC motor is mounted should be formed of a metal having high thermal conductivity such as aluminum. .
따라서, 종래의 진공흡입장치에서는 BLDC 모터의 파워구동소자를 방열 핀 또는 방열 하우징에 부착시키는 구조에 의해 방열을 행하였기 때문에 BLDC 모터를 진공흡입장치의 팬 가이드에 밀착시킨 슬림형 구조를 채용하기 어려웠다. 즉, 팬 가이드와 콘트롤 PCB 사이 공간에 구동 모터를 위치시키는 내장형으로 설계할 수 없었다.Therefore, in the conventional vacuum suction apparatus, heat dissipation is performed by attaching the power driving element of the BLDC motor to the heat dissipation fin or the heat dissipation housing. Therefore, it is difficult to adopt a slim structure in which the BLDC motor is in close contact with the fan guide of the vacuum suction apparatus. That is, it was not possible to design a built-in type to place the drive motor in the space between the fan guide and the control PCB.
또한, BLDC 모터에서 발생되는 열을 방열시키기 위한 방열 핀 또는 방열 하우징과 같은 방열 구조물을 마련하는 경우에는 로봇 청소기의 진공흡입장치 내부에 방열 구조물을 장착해야 하므로, 로봇 청소기 내부 구조가 복잡해짐은 물론, 방열 구조물을 장착하기 위한 공간으로 인해 진공흡입장치의 크기가 커지게 된다. 또한, BLDC 모터의 하우징을 방열 구조물로 형성하는 경우에는 진공흡입장치(즉, 로봇 청소기)의 무게가 증가하게 되고 이는 소모 전력의 증가를 야기하게 된다. 더욱이, 이와 같이 청소기의 무게와 크기가 증가하면, 소파나 침대 밑 등을 청소하기 위하 여 슬림 타입으로 하우징을 설계하는데 장애요인으로 작용한다.In addition, in the case of providing a heat dissipation structure such as a heat dissipation fin or heat dissipation housing for dissipating heat generated by the BLDC motor, the heat dissipation structure must be mounted inside the vacuum suction device of the robot cleaner. Due to the space for mounting the heat radiation structure, the size of the vacuum suction device increases. In addition, when the housing of the BLDC motor is formed of a heat dissipation structure, the weight of the vacuum suction device (ie, the robot cleaner) increases, which causes an increase in power consumption. In addition, if the weight and size of the cleaner are increased in this way, it is an obstacle to designing the housing in a slim type for cleaning a sofa or under a bed.
한편, 로봇 청소기는 기본적으로 그 내부에 전원공급을 위한 2차 전지모듈, 한쌍의 바퀴를 독립적으로 구동하기 위한 한쌍의 구동모터, 집진장치 등이 매우 큰 공간을 차지하고 있어, 진공흡입장치가 배치될 공간은 크지 않다. 더욱이, 진공흡입장치의 선단부와 후단 측면에는 각각 필터가 배치되고 있다.On the other hand, the robot cleaner basically occupies a very large space such as a secondary battery module for supplying power, a pair of drive motors for independently driving a pair of wheels, and a dust collector, so that a vacuum suction device may be disposed. The space is not big. Furthermore, filters are arranged at the front end and the rear end side of the vacuum suction device, respectively.
특히, 종래의 진공흡입장치는 전체 길이가 구현하고자 하는 슬림형 로봇 청소기의 배치공간 높이보다 크기 때문에 진공흡입장치는 로봇 청소기의 하우징에 내장될 때 경사지게 하거나 수평으로 배치된 설치 구조를 채택하여야만 되었다. In particular, since the conventional vacuum suction device has a total length larger than the height of the space of the slim robot cleaner to be implemented, the vacuum suction device has to adopt an installation structure that is inclined or horizontally disposed when embedded in the housing of the robot cleaner.
그 결과 종래에는 진공흡입장치를 수평 또는 경사지게 배치됨에 따라 그의 전방 및 측면에 필터가 배치되는 로봇 청소기의 하우징을 슬림화함과 동시에 소형으로 구현하는데 장애요소가 되었다.As a result, as the vacuum suction device is disposed horizontally or inclined, it has become an obstacle to slimming and miniaturizing the housing of the robot cleaner in which the filters are disposed at the front and the side thereof.
따라서, 로봇 청소기의 BLDC 모터에서 발생되는 열을 방열 핀과 같은 별도의 수단 없이 방열시킴에 의해, 로봇 청소기의 크기를 콤팩트(compact)하게 함과 동시에 무게를 경량화하는 것이 요구된다.Therefore, by dissipating the heat generated from the BLDC motor of the robot cleaner without any other means such as heat radiation fins, it is required to make the size of the robot cleaner compact and to reduce the weight.
아울러, 로봇 청소기는 기본적으로 세정도가 높고 넓은 지역을 짧은 시간에 청소하기 위해서는 공기를 흡입하는 흡입력과 효율을 최대화하는 것이 요구된다. 따라서, 로봇 청소기의 청소 효율을 최대화하기 위해서는 공기를 흡입하는 진공흡입장치의 모터의 출력 및 회전력을 최대화하여야 하나, 기존 진공흡입장치에 적용되는 모터의 출력 및 회전력은 요구되는 수준에 미치지 못하며, 소비되는 전력 역시 큰 단점을 가진다.In addition, the robot cleaner is basically required to maximize the suction power and efficiency to suck air in order to clean a large area in a short time with high cleaning. Therefore, in order to maximize the cleaning efficiency of the robot cleaner, the output and rotational force of the motor of the vacuum suction device that sucks air should be maximized, but the output and rotational force of the motor applied to the existing vacuum suction device do not reach the required level and consume. The power to be used also has a big disadvantage.
한편, 종래에는 임펠러의 중심부가 직경이 작은 임펠러 부싱에 의해 로터 부싱에 압착 지지되는 구조에 의해 로터의 회전력이 임펠러의 중심부를 통하여 전달되었다. 그 결과 로터의 회전시에 임펠러가 회전축으로부터 미끄러지는 현상이 발생하여 로터의 회전력이 임펠러로 효과적으로 전달되지 못하는 문제가 있다.On the other hand, in the related art, the rotational force of the rotor is transmitted through the center of the impeller by the structure in which the center of the impeller is pressed and supported by the rotor bushing by the impeller bushing having a small diameter. As a result, a phenomenon in which the impeller slips from the rotating shaft during rotation of the rotor is generated, and thus the rotational force of the rotor is not effectively transmitted to the impeller.
아울러, BLDC 모터의 회전축을 지지하는 한쌍의 베어링의 위치를 정확하게 설정해야 하는 데, 이를 위해서는 바람직하게는 1/100 이하로 하는 것이 요구되나, 이 경우는 고가의 정밀 금형을 사용하여야 한다. 고가의 정밀 금형을 사용하지 않고 베어링의 동심도를 맞출 수 있는 설계방식이 요구된다. In addition, the position of the pair of bearings that support the rotating shaft of the BLDC motor must be accurately set. For this purpose, it is preferably set to 1/100 or less, but in this case, an expensive precision mold should be used. There is a need for a design method that can match the concentricity of bearings without using expensive precision molds.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은, 진공 흡입되는 외부공기의 통과 경로를 짧게 하면서도 마찰 저항이 적게 곡선화 설계함에 의해 흡입효율이 증가하여 소비전력이 작아지고, 그 결과 파워구동소자에서 발생되는 열을 별도의 방열 수단(예를 들어, 방열 핀)없이 냉각시킬 수 있는 고효율 진공흡입장치용 BLDC 모터를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention was devised to solve the above problems, and its object is to reduce the frictional resistance while reducing the passage path of the external air to be sucked in vacuum, thereby increasing the suction efficiency and reducing the power consumption. As a result, the present invention provides a BLDC motor for a high-efficiency vacuum suction device capable of cooling heat generated by a power driving device without a separate heat dissipation means (for example, a heat dissipation fin).
본 발명의 다른 목적은 고효율의 BLDC 모터를 채용함에 의해 소비전력이 작아지고, 그 결과 파워구동소자에서 발생되는 열을 별도의 방열 수단(예를 들어, 방열 핀)없이 냉각시킬 수 있는 고효율 진공흡입장치용 BLDC 모터를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to reduce the power consumption by employing a high efficiency BLDC motor, as a result of high efficiency vacuum suction that can cool the heat generated by the power drive element without a separate heat dissipation means (for example, heat radiation fin) To provide a BLDC motor for the device.
본 발명의 또 다른 목적은 팬 가이드와 콘트롤 PCB 사이 공간에 구동 모터를 위치시키는 내장형으로 설계하는 것이 가능하여 진공흡입장치의 길이를 최소화할 수 있어, 그 결과 로봇 청소기 내부에 수직형으로 내장될 수 있고 청소기 전체 구조를 슬림형으로 제작할 수 있는 슬림형 진공흡입장치용 BLDC 모터를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to be designed as a built-in to position the drive motor in the space between the fan guide and the control PCB to minimize the length of the vacuum suction device, as a result can be embedded vertically inside the robot cleaner It is to provide a BLDC motor for a slim vacuum suction device that can make the overall structure of the vacuum cleaner slim.
본 발명의 다른 목적은 진공흡입장치의 임펠러가 모터의 회전에 의해 회전할 때, 모터의 회전력을 효과적으로 전달받아 미끄럼없이 회전할 수 있으며 내구성이 높은 진공흡입장치용 BLDC 모터를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a BLDC motor for a vacuum suction device having high durability, which can rotate without slipping when the impeller of the vacuum suction device is rotated by the rotation of the motor, effectively receiving the rotational force of the motor.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중앙 프레임으로부터 절곡 신장되는 요크 프레임 내주면에 다수의 N극 및 S극 자석이 교대로 배치된 로터와, 상기 로터의 내부에 배치되며 다수의 분할형 코어 각각에 보빈이 결합된 상태에서 코일을 개별 권선하여, 열경화성 수지로 인서트 몰딩함에 의해 스테이터 지지체를 통해 일체로 형성되는 스테이터와, 로터 부싱을 통해 상기 로터의 중앙 부분에 결합되어 회전하는 회전축과, 상기 스테이터 지지체에 일체로 형성되는 후크를 통해 후크 결합하여 상기 스테이터를 고정시키며 모터에 대한 구동 전압을 인가하는 콘트롤 PCB를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡입장치용 BLDC 모터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a rotor in which a plurality of N-pole and S-pole magnets are alternately arranged on the inner circumferential surface of the yoke frame that is bent and extended from the center frame, and is disposed in each of the plurality of split cores. A stator formed by winding individual coils in a state where bobbins are coupled and insert molding with a thermosetting resin, a stator formed integrally through a stator support, a rotating shaft coupled and rotating to a central portion of the rotor through a rotor bushing, and the stator support It provides a BLDC motor for a vacuum suction device, characterized in that it comprises a control PCB for fixing the stator by applying a hook through a hook formed integrally to the motor and applying a driving voltage to the motor.
상기 스테이터는, 다수의 분할형 코어와, 절연성 재질로 형성되어, 상기 분할형 코어의 외주에 결합되는 다수의 보빈과, 상기 보빈에 의해 마련되는 공간에 권선되는 코일과, 상기 콘트롤 PCB 상에 결합되는 후크 및 제1 베어링 수용홈이 마련되며, 상기 분할형 코어의 보빈에 코일이 권선된 다수의 분할형 코어 조립체를 환원형으로 형성하기 위하여 열경화성 수지를 사용한 인서트 몰딩 방법에 의해 일체화시킨 스테이터 지지체를 포함하며, 상기 제1 베어링 수용홈의 내주면에 상기 내장되는 베어링의 공차를 최소화하는 다수의 돌기가 형성되는 것이 바람직하다.The stator is formed of a plurality of split cores, an insulating material, a plurality of bobbins coupled to an outer circumference of the split core, a coil wound in a space provided by the bobbin, and coupled to the control PCB. And a stator support integrated with an insert molding method using a thermosetting resin to form a plurality of split core assemblies having coils wound on bobbins of the split cores. It is preferable that a plurality of protrusions are formed on the inner circumferential surface of the first bearing accommodation groove to minimize the tolerance of the embedded bearing.
상기 회전축의 선단부에 진공흡입장치용 임펠러의 하부판이 고정수단에 의해 결합 고정된다.The lower plate of the impeller for the vacuum suction device is coupled to the front end of the rotating shaft by fixing means.
상기 분할형 코어는 'I'형으로 이루어질 수 있다.The split core may be formed of an 'I' type.
상기한 바와 같이, 본 발명의 BLDC를 이용한 진공흡입장치에서는 로터의 회전력이 임펠러에 효과적으로 전달이 이루어지면서 경로가 짧고 마찰 저항이 적은 곡선화 통과 경로를 거치면서 가속된 공기 흐름이 모터 내부를 냉각시키기 때문에 흡입효율이 종래에 비하여 크게 증가하여 소비전력이 작아지고, 그 결과 파워구동소자에서 발생되는 발열량이 감소하여 별도의 방열 수단 없이 냉각시킬 수 있게 된다.As described above, in the vacuum suction device using the BLDC of the present invention, while the rotational force of the rotor is effectively transmitted to the impeller, the accelerated air flow cools the inside of the motor while passing through a curved passage path having a short path and low frictional resistance. Therefore, the suction efficiency is greatly increased as compared with the prior art, the power consumption is reduced, and as a result, the amount of heat generated by the power driving device is reduced, it is possible to cool without a separate heat dissipation means.
또한, 본 발명의 BLDC를 이용한 진공흡입장치는 종래와 같은 파워구동소자를 냉각시키는데 필요한 부피가 큰 Al 방열 구조물 등을 채용하지 않는 것이 가능하여, 팬 가이드와 콘트롤 PCB 사이 공간에 구동 모터를 위치시키는 내장형으로 설계하는 것이 가능하여 전체 길이를 슬림형으로 작게 구현할 수 있어 청소기에 수직형으로 배치하는 것이 가능하여 전체적으로 슬림화함과 동시에 콤팩트하게 제작할 수 있다.In addition, the vacuum suction device using the BLDC of the present invention can not employ a bulky Al heat dissipation structure, etc. required for cooling the power drive device as in the prior art, thereby positioning the drive motor in the space between the fan guide and the control PCB. It is possible to design with built-in type, so that the overall length can be made slim and small, so it can be arranged vertically on the cleaner, making it slim overall and making it compact.
아울러, 진공흡입장치의 임펠러가 모터의 회전에 의해 회전할 때, 모터의 회 전력을 효과적으로 전달받아 미끄럼없이 회전할 수 있으며, 진공흡입장치에 모터를 조립하여 제작하는 조립성이 향상되도록 할 수 있다.In addition, when the impeller of the vacuum suction device rotates by the rotation of the motor, it can be effectively rotated by receiving the rotational power of the motor, it is possible to improve the assemblability to manufacture by assembling the motor to the vacuum suction device. .
또한, 로봇 청소기의 진공흡입장치를 제작할 때, 예를 들어, 모터의 스테이터 또는 PCB 커버 등을 사출 성형으로 제작할 때, 성형 조건을 완화시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, when manufacturing the vacuum suction device of the robot cleaner, for example, when manufacturing the stator or PCB cover, etc. of the motor by injection molding, it is possible to reduce the molding conditions to improve productivity.
(실시예)(Example)
이하, 본 발명에 따른 진공흡입장치용 BLDC 모터를 첨부한 도면을 참조하여 상세 설명하며, 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.Hereinafter, a BLDC motor for a vacuum suction device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the operating principle of the preferred embodiment of the present invention, a detailed description of related known functions or configurations will be omitted. do.
첨부된 도 1 내지 도 3은 본 발명이 적용되는 로봇 청소기의 외형을 설명하기 위한 사시도, 도 1에 도시된 로봇 청소기의 내부 구성을 개략적으로 설명하기 위한 개략 내부 구성도 및 저면도이다.1 to 3 are a perspective view for explaining the external appearance of the robot cleaner to which the present invention is applied, a schematic internal configuration diagram and a bottom view for schematically explaining the internal configuration of the robot cleaner shown in FIG.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 로봇 청소기(100)는 외관을 형성하는 본체(110)와, 본체(110)의 내부에 구비되어 진공압을 발생시켜 이물질이 포함된 외부공기를 흡입하기 위한 흡입력을 발생시키는 진공흡입장치(120)와, 진공흡입장치(120)의 구동에 의해 공기를 흡입하는 흡입 노즐(130)과, 흡입 노즐(130)에서 흡입된 공기 중의 이물질을 집진하는 집진장치(140)를 포함한다.1 to 3, the
상기 본체(110)는 예시된 바와 같이, 납작한 원통형으로 형성될 수 있으며, 본체(110)의 외주면에는 실내의 벽이나 장애물과의 거리를 감지하는 센서(미 도시) 및 충돌시 충격을 흡수하는 범퍼(미 도시)가 구비될 수 있다.The
또한, 본체(110)의 상측에는 로봇 청소기(100)의 작동을 조작할 수 있는 조작 버튼(118)과, 로봇 청소기(100)의 작동 상태 등을 표시하는 디스플레이부(115)가 형성되고, 대략 중앙부에는 흡입된 공기가 배출되는 배기필터(미 도시)를 커버하는 배기 커버(114)가 구비된다.In addition, an
한편, 본체(110)의 내부에는 로봇 청소기(100)의 구동을 제어하는 제어부(180)와, 로봇 청소기(100)에 전원을 공급하는 배터리(190)가 장착되고, 배터리(190)의 후방에는 흡입력을 발생시키는 진공흡입장치(120)가 위치하며, 진공흡입장치(120)의 후방에는 상기 집진장치(140)가 장착되는 집진장치 장착부(141)가 위치한다.On the other hand, the
또한, 집진장치(140)는 본체(110)의 후방에 위치하는 집진장치 장착부(141)에 착/탈 가능하게 장착되고, 본체(110)의 하부 양측에는 각각 로봇 청소기(100)의 이동이 가능하도록 하는 좌, 우측 바퀴(150)(160)가 구비되고, 상기 각 바퀴(150)(160)는 제어부(180)에 의해 작동되는 좌륜 모터(151)와 우륜 모터(161)가 각각 연결되어 회전 이동하게 된다.In addition, the
따라서, 좌륜 모터(151)와 우륜 모터(161)의 구동에 따라 로봇 청소기(100)가 이동하면서 일정 청소 영역내의 청소를 수행하게 된다.Therefore, the
또한, 상기 각 바퀴(150)(160)의 양측면에는 사용자의 파지가 용이하도록 하는 손잡이(165)가 구비되며, 본체(110)의 하면에는 적어도 하나의 보조 바퀴(170)가 구비되어, 로봇 청소기(100)와 바닥면 사이의 마찰을 최소화하는 동시에 로봇 청소기(100)의 이동이 원활하도록 한다.In addition, handles 165 are provided on both side surfaces of the
상술한 바와 같이 구성되는 로봇 청소기(100)는 먼저 사용자의 조작 버튼(118)을 누름에 의해 로봇 청소기(100)의 청소 모드가 선택되면, 제어부(180)가 입력된 프로그램에 따라 로봇 청소기(100)를 제어한다. 즉, 제어부(180)는 진공흡입장치(120)를 구동시켜 흡입 노즐(130)을 통해 공기가 흡입되도록 하여 집진 장치(140)에서 이물질을 집진하도록 하며, 좌/우륜 모터(151, 161)를 구동시켜 정해진 노선을 따라 로봇 청소기(100)가 이동하면서 청소를 하게 한다.When the
상기한 도 1 내지 도 3에 도시된 로봇 청소기(100)는 진공흡입장치(120)가 종래와 같이 경사지게 배치된 구조로 설계된 것을 예시한 것으로서, 이하에 설명하는 본 발명에 따른 진공흡입장치를 채용하는 경우 진공흡입장치가 슬림화된 구조로 구현될 수 있어 진공흡입장치(120)를 수직방향으로 배치하는 것이 가능하다. 그 결과 진공흡입장치의 흡입구 및 배출구 측에 배치되는 필터를 구동모터의 슬림화에 따라 발생된 공간을 이용하여 배치할 수 있어 로봇 청소기 전체를 슬림형으로 제작할 수 있게 된다.The
이와 같은 로봇 청소기(100)는 진공흡입장치(120)의 크기를 슬림화 및 최소화함에 의해 콤팩트하게 제작될 수 있다.Such a
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 BLDC 모터를 이용한 로봇 청소기의 진공흡입장치를 설명하기 위한 사시도, 단면도 및 결합 사시도이다.4A to 4C are a perspective view, a cross-sectional view, and a combined perspective view for explaining a vacuum suction device of a robot cleaner using a BLDC motor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 진공흡입장치(120)는 PCB 커버(61)내에 모터의 스테이터에 대한 구동전류를 인가하기 위한 제 어회로 소자들이 장착되어 있는 콘트롤 PCB(60)가 결합되고, 콘트롤 PCB(60)의 일측, 예를 들어 상측면 상에 BLDC 모터(1)의 스테이터(30)가 결합된다.4A to 4C, the
또한, 스테이터(30)의 외주면과 로터(20)의 내주면간 공극이 유지되도록 위치 설정되어 콘트롤 PCB(60) 상에 결합되고, 로터(20)의 중앙 프레임(23) 중앙 부분에 회전축(10)이 결합된다.In addition, the position between the outer circumferential surface of the
이러한 콘트롤 PCB(60)는 조립되는 스테이터(30)를 고정 지지함은 물론, 배터리(190)에 충전된 전압을 BLDC 모터(1)에 구동 전압으로 인가한다. 따라서, 본 발명에 따른 로봇 청소기(100)는 와이어레스 타입에 해당한다.The
여기서, 로터(20)의 중앙 프레임(23) 사이에 회전축(10)이 삽입되고, 중앙 프레임(23)과 회전축(10)은 로터 부싱(24)에 의해 고정되어, 로터(20)가 회전함에 의해 회전축(10)이 회전한다.Here, the
아울러, 팬 가이드(50)는 로터 부싱(24) 상부에 위치하며, 흡입되는 공기를 가이드하는 다수의 가이드 홈(51)을 구비하고, 다수의 팬 연결봉(52), 예를 들어 4개의 팬 연결봉(52)에 의해 고정 지지된다. 이러한, 각 팬 연결봉(52)은 PCB 커버(61)에 마련되는 결합 구멍(61a)에 결합되어 고정된다. 즉, 4개의 팬 연결봉(52)이 PCB 커버(61)에 고정됨에 따라 팬 가이드(50)가 고정된다.In addition, the
팬 가이드(50)의 다수의 가이드 홈(51)은 각각 커버(70)와 대향한 팬 가이드(50)의 외주부에 원주방향을 따라 나선형으로 진행함에 따라 폭이 점차적으로 넓어지면서 상측으로부터 하측으로 진행함에 따라 홈이 확장되는 구조를 갖도록 나선형으로 이루어져 있다. 상기 가이드 홈(51)을 통과한 공기는 흡입구멍(51a)을 통하 여 모터(1) 내부로 이동하여 모터(1)를 구성하는 로터(20)와 스테이터(30), 및 콘트롤 PCB(60)의 상부면에 실장된 구동 트랜지스터 등의 회로소자를 공냉 방식으로 냉각시키면서 팬 연결봉(52) 사이의 공간을 통하여 배출되는 경로를 갖는다.Each of the plurality of
상기 팬 가이드(50)의 상부에 배치되는 임펠러(40)는 상측에 원형의 흡입구(40b)가 돌출된 환원형의 상부판(40c)과, 상부판(40c)과 일정 간격을 갖고 평행하게 배치된 원형의 하부판(40d)과, 상기 상부판과 하부판 사이에 나선형 칸막이 형태로 배치되어 흡입구(40b)로 흡입된 공기를 원주부로 안내하는 공기 흐름경로를 형성하는 다수의 가이드 베인(40a)으로 이루어져 있다.The
상기 임펠러(40)는 로터(20)와의 결합(즉, 동력 전달)을 위해 임펠러(40)의 하부판(40d) 중앙부와, 한쌍의 임펠러 와셔(41) 및 임펠러 부싱(42)의 중앙부에는 회전축(10)이 결합 고정된다. 아울러, 임펠러 부싱(42)의 상부에는 임펠러 부싱(42)과 한쌍의 임펠러 와셔(41)의 이탈을 방지하며, 회전축(10)과 임펠러(40) 및 로터(20)의 결합력을 더욱 강하게 하는 고정너트(43)가 나사 체결되어 있다.The
따라서, 임펠러(40)는 고정너트(43)의 조임에 따라 임펠러 부싱(42)이 접촉면적이 큰 한쌍의 임펠러 와셔(41)를 임펠러(40) 하부판의 중심부에 압착 지지시킴에 의해 임펠러(40)는 로터 부싱(24)에 밀착 고정되며, 그 결과 로터(20)의 회전시에 임펠러(40)가 미끄럼없이 회전하게 되어 로터(20)의 회전력이 임펠러(40)로 효과적으로 전달된다.Therefore, as the
또한, 임펠러(40) 상부에는 진공흡입장치(120)의 내부 구성을 보호하면서 외형을 형성하는 커버(70)가 결합되며, 커버(70)의 하부측은 펜 가이드(50)의 외주 상에 마련되는 결합 턱(53)에 위치하여 고정된다. 상기 커버(70)의 중앙 부분에는 공기가 유입되는 원형 흡입구(71)가 형성되어 있으며, 그의 내주부는 임펠러(40)의 흡입구(40b)로 연장 형성되어 흡입되는 외부공기를 임펠러(40)의 흡입구(40b)로 안내하고 있고, 임펠러(40)의 외주부와 일정한 간격을 이루는 원통형 하단부는 임펠러(40)로부터 배출되는 도입공기를 팬 가이드(50)의 가이드 홈(51)으로 안내하는 통과 경로(PW)의 외벽을 이루고 있다.In addition, the
한편, 회전축(10)은 소정의 간격을 갖는 제1 및 제2 위치에 설치된 제1 및 제2 베어링(81, 82)에 회전 가능하게 지지되어 있다.On the other hand, the rotating
상기 제1 베어링(81)은 스테이터(30)의 내측부에 배치되는 부싱(36a)에 형성된 베어링 수용홈에 삽입 내장되며, 제2 베어링(82)은 PCB 커버(61)에 마련된 베어링 수용홈에 내장되고, 상기 부싱(36a)은 스테이터(30) 및 PCB 커버(61)의 인서트 몰딩 방식으로 성형될 때 함께 마련될 수 있다. 또한, 회전축(10)의 하부에는 제2 베어링(82)의 이탈을 방지하기 위한 스냅 링(83)이 스냅 결합되어 있다.The
상기와 같이 구성된 본 발명의 BLDC 모터를 이용한 로봇 청소기의 진공흡입장치(120)에서는 BLDC 모터(1)에 구동 전압이 인가되어, 로터(20)의 회전에 따라 임펠러(40)가 고속으로 회전하게 되면, 임펠러(40)의 내부에 나선형으로 배치된 다수의 가이드 베인(40a)의 작용에 의해 임펠러(40)의 내부에 있던 공기가 팬 가이드(50)의 가이드 홈(51)을 따라 흡입구멍(51a)을 통하여 하측, 즉 모터(1) 내부로 배출되면서 강한 부압이 발생한다. In the
이러한 강한 부압이 발생하면 커버(70)의 흡입구(71)를 통해 외부공기가 흡 입되어 임펠러(40)를 통하여 팬 가이드(50)의 가이드 홈(51)을 따라 이동하게 되고, 모터(1) 내부로 흡입된 공기는 팬 가이드(50)의 팬 연결봉(52) 사이의 배출공간으로 배출되는 공기의 흐름이 발생한다.When such a strong negative pressure is generated, the outside air is sucked through the
이때, 진공흡입장치(120)에서 발생되는 강한 진공 흡입력에 의해 흡입되는 공기에 포함된 이물질은 집진 장치(140)에서 집진된 후, 이물질이 제거된 공기가 다시금 배기커버(114)를 통하여 외부로 배출된다.At this time, the foreign matter contained in the air sucked by the strong vacuum suction force generated by the
상기한 바와 같이 본 발명의 BLDC 모터를 이용한 진공흡입장치에서는 임펠러(40)의 회전에 따라 외부공기는 커버(70)의 흡입구(71), 임펠러(40), 팬 가이드(50)의 가이드 홈(51), 모터(1) 내부, 팬 연결봉(52) 사이의 배출공간으로 이어지는 최단거리의 짧은 통과 경로(PW)를 곡선화하여 자연스런 공기 흐름 경로를 갖도록 설정함에 의해 마찰 저항 요소를 최소화하였다.As described above, in the vacuum suction device using the BLDC motor of the present invention, the outside air is rotated by the
또한, 팬 가이드(50)의 다수의 가이드 홈(51)은 각각 커버(70)와 함께 대향한 팬 가이드(50)의 외주부에 원주방향을 따라 나선형으로 진행함에 따라 폭과 깊이가 점차적으로 넓어지는 통과 경로(PW)를 형성하고 있으므로, 임펠러(40)가 고속으로 회전하여 고압의 공기가 이러한 가이드 홈(51)에 공급되면 상기 가이드 홈(51)과 흡입구멍(51a)은 마치 분사 노즐과 같이 작용하여 공기 흐름에 가속이 이루어지게 한다.In addition, the plurality of
그후, 상기 가이드 홈(51)을 통과한 가속된 공기 흐름은 모터(1) 내부로 이동하여 모터(1)를 구성하는 로터(20)와 스테이터(30), 및 콘트롤 PCB(60)의 상부면에 실장된 파워구동 트랜지스터 등의 회로소자를 공냉 방식으로 냉각시키면서 팬 연결봉(52) 사이의 공간을 통하여 배출되는 경로를 갖는다.Then, the accelerated air flow passing through the
더욱이, 본 발명의 BLDC 모터를 이용한 진공흡입장치(120)에서는 로터(20)의 회전력이 임펠러(40)에 효과적으로 전달이 이루어지면서 경로가 짧고 마찰 저항이 적은 통과 경로(PW)를 거치면서 가속된 공기 흐름이 모터(1) 내부를 냉각시키기 때문에 흡입효율이 종래에 비하여 크게 증가하여 소비전력이 작아지고, 그 결과 파워구동소자에서 발생되는 발열량이 감소하여 별도의 방열 수단(예를 들어, Al 방열 핀)없이 냉각시킬 수 있게 된다.Furthermore, in the
따라서, 본 발명의 진공흡입장치(120)는 종래와 같은 파워구동소자를 냉각시키는데 필요한 부피가 크고, 무게를 증가시키는 Al 방열 구조물 등을 채용하지 않는 것이 가능하여, 팬 가이드(50)와 콘트롤 PCB(60) 사이 공간에 BLDC 모터(1)를 위치시키는 내장형으로 설계하는 것이 가능하게 되었다. Therefore, the
그 결과, 본 발명에서는 BLDC 모터가 외장형으로 설계된 종래 구조에 비하여 BLDC 모터(1)의 축소된 높이(길이)만큼, 즉 약 40% 정도 진공흡입장치(120)의 길이가 슬림화하게 제작될 수 있으므로 로봇 청소기(100) 내부에 수직형으로 배치하는 것이 가능하여 청소기 전체적으로 슬림화함과 동시에 콤팩트하게 제작할 수 있다.As a result, in the present invention, the length of the
도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 진공흡입장치의 BLDC 모터를 설명하기 위한 단면도이다.5 is a cross-sectional view for explaining a BLDC motor of the vacuum suction apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, BLDC 모터(1)의 로터(20)는 중앙 프레임(23)의 중앙에 마련되는 로터 부싱(24)의 관통 구멍에 회전축(10)이 삽입되어, 고정 지지된다.Referring to FIG. 5, the
그리고, 중앙 프레임(23)으로부터 직각으로 절곡되어 신장되는 원통형의 요 크 프레임(22)의 내주에는 다수개, 예를 들어, 4개의 자석(N극 및 S극 각각 2개)(21)이 접착 고정되며, 각 자석(21)은 스테이터(30) 방향으로 마주보게 접착된다.A plurality of, for example, four magnets (two N-poles and two S-poles) 21 are bonded to the inner circumference of the
한편, 스테이터(30)는 단면이 대략 'T'형태의 코어(31)에 보빈(32)이 결합된 상태에서 코일(35)이 권선된 이후에 BMC(bulk molding compound)를 사용하여 환원형의 형상을 이루도록 스테이터 지지체, 즉 부싱(36a,36b)을 인서트 몰딩에 의해 형성한다. 이때, 스테이터(30)의 인서트 몰딩시에 제1 부싱(36a)의 제1 위치에 해당하는 영역에 베어링 수용홈을 형성한다.On the other hand, the
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 코어 및 일체형 코어 조립체를 설명하기 위한 단면도이다.6A and 6B are cross-sectional views illustrating an integrated core and an integrated core assembly according to an embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명에 따른 일체형 코어(31a)는 전체적으로 환원형으로 이루어지는 원통부(37)와, 환원형 원통부(37)로부터 예를 들어, 6개의 'T'또는 'I' 형 티스(teeth)(38)가 방사방향으로 연장되어, 6개의 슬롯을 갖는다. 상기 티스(38)의 외주부에는 절연성 재질의 보빈(32a)이 인서트 몰딩방식으로 형성되며, 보빈의 외주에 코일(35)이 권선되면, 일체형 코어 조립체(33a)가 형성된다.6A and 6B, the
이후, 일체형 코어 조립체(33a)를 부싱(36a)이 마련되도록 인서트 몰딩방식으로 성형하여 스테이터(30)를 형성한다.Thereafter, the
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 변형 실시예에 따른 분할형 코어 및 분할형 코어 조립체를 설명하기 위한 단면도이다.7A and 7B are cross-sectional views illustrating a split core and a split core assembly according to a modified embodiment of the present invention.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명에 따른 분할형 코어는 전체적으로 대략 'T' 또는 'I' 형태의 분할형 코어(31b)가 다수, 예를 들어, 6개가 조합되어 스테이터(30)를 형성한다.7A and 7B, a split core according to the present invention generally includes a plurality of
분할형 코어(31b) 각각은 도 6a에 도시된 일체형 코어(31a)를 각각 'T' 또는 'I' 형 티스(38a)를 포함하도록 균등하게 분할한 것이다.Each of the
상기 각 분할형 코어(31b)에는 절연성 재질의 보빈(32b)이 인서트 몰딩 방식으로 결합된 상태에서 코일(35)이 권선되어 분할형 코어 조립체(33b)가 형성된다. 이와 같이 분할형 코어(31b)를 사용하여 코일(35)을 권선하는 경우 저렴한 범용권선기를 사용하여 코일 권선이 이루어질 수 있어 일체형 코어를 사용하여 코일을 권선하는 것과 비교할 때 생산성이 높게 된다.The
이후, 예를 들어, 6개의 분할형 코어 조립체(33b)의 내주부(37a), 즉 이웃하는 분할형 코어 조립체(33b)의 내주부(37a) 측면끼리 용접하여 접착시키고, 베어링 수용홈이 마련되도록 부싱을 일체로 형성하여 스테이터(30)를 형성한다.Then, for example, the inner
한편, 일체형 코어 조립체(33a) 및 분할형 코어 조립체(33b)를 인서트 몰딩방식으로 성형할 때, 베어링 수용홈을 마련하면서 스테이터(30)를 콘트롤 PCB(60)에 고정 결합시킬 수 있는 고정용 후크를 일체로 사출 성형한다. 따라서, 고정용 후크를 사용하여 스테이터(30)를 콘트롤 PCB(60)에 고정시킬 수 있으므로, BLDC 모터(1)의 조립 생산성을 향상시킬 수 있다.On the other hand, when molding the
한편, 제1 및 제2 베어링(81,82)의 동심도를 맞추기 위해서는 제1 및 제2 위치에 형성되는 베어링 수용홈을 설정된 위치에 배치하는 것이 요구된다. 그러나, 인서트 몰딩에 의해 스테이터(30)의 부싱(36a)을 형성할 때 제1 베어링(81)이 삽입 되는 베어링 수용홈의 설치위치에 대한 공차는 1/100 이하로 제작하는 것이 금형의 정밀성을 요구하기 때문에 어려움이 있다. 따라서, 고가의 정밀금형 대신에 보다 저렴한 금형의 사용이 가능하게 하려면 공차를 예를 들어, 1/100보다 크게 하는 것이 바람직하다.On the other hand, in order to match the concentricity of the first and
이를 위하여 본 발명에서는 스테이터(30)의 부싱(36a)을 형성할 때 도 8과 같이 베어링 수용홈의 내주부에 다수의 반원형 돌기(90)를 형성하였다. 이와 같이, 베어링 수용홈 외측면에 다수의 돌기(90)를 형성하고, 그 내주부에 베어링 하우징을 삽입하여 베어링을 설치하면 금형의 공차를 낮추는 것이 가능하게 된다.To this end, in the present invention, when the
또한, 제2 베어링(82)이 위치하는 PCB 커버(70)를 사출 성형할 때, 중앙 부분에 마련되는 베어링 수용홈의 외측면에도 상기 돌기(90)를 형성하여 요구되는 공차를 만족시키도록 하는 것이 바람직하다. 그 결과 금형의 공차를 1/100 보다 크게 설계하는 것이 가능하여 제조비용을 절감할 수 있다.In addition, when injection molding the
도 9는 본 발명에 따른 BLDC 모터의 로터 구조를 설명하기 위한 단면도이다.9 is a cross-sectional view for explaining the rotor structure of the BLDC motor according to the present invention.
도 9를 참조하면, 로터(20)는 중앙 부분에 회전축(10)이 결합되는 중심 공간(25)이 마련되는 중앙 프레임(23)과, 중앙 프레임(23)으로부터 절곡되어 신장되며, 전체적으로 환원형을 이루는 요크 프레임(22)과, 요크 프레임(22)의 내주면에 접착되는 자석(21)과, 중앙 프레임(23)의 중앙 부분에 위치하며, 중앙 공간(25)에 결합되는 회전축(10)을 고정 지지하는 로터 부싱(24)으로 구성된다.Referring to FIG. 9, the
이 경우, 상기 요크 프레임(22)은 자로(磁路)를 형성할 수 있는 금속재로 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the
또한, 중앙 프레임(23)에는 BLDC 모터(1)가 구동됨에 의해 발생되는 열을 공냉 방식으로 방열시키기 위한 다수의 관통구멍이 마련되어 있어, 로터(10)가 회전함에 의해 스테이터(30)에서 발생되는 열을 방열시키기 위한 공기의 흐름을 유도할 수 있다.In addition, the
한편, 상기 로터(20)의 자석(21)은 요크 프레임(22)의 내측에 접착되는 하나의 환형 자성체에 N극 및 S극을 교대로 분할 착자시키거나 분할형 자석을 사용할 수 있다. Meanwhile, the
또한, 로터(20)를 회전축(10)에 고정 지지하는 로터 부싱(24)은 별도의 제작한 이후에 중앙 프레임(23)과 인서트 몰딩 방식으로 결합될 수 있다.In addition, the
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 로봇 청소기의 진공흡입장치를 설명하기 위한 일부 절개 단면도이다.10 is a partial cutaway cross-sectional view for describing a vacuum suction device of the robot cleaner according to the second embodiment of the present invention.
상기 도 4a 내지 도 4c에 도시된 제1 실시예에 따른 진공흡입장치(120)는 BLDC 모터(1)가 팬 가이드(50) 내에 위치하는 내장형으로, 진공흡입장치(120)의 크기를 콤팩트하게 설계한 모델이다. 상기 도 10에 도시된 제2 실시예에 따른 진공흡입장치(1200)는 BLDC 모터(5)가 팬 가이드(500) 외부 공간에 위치하는 외장형으로, BLDC 모터(5)를 별도로 제작하여 진공흡입장치(120)에 결합시키는 구조를 채용함에 의해 조립 생산성을 향상시킬 수 있다.The
따라서, 상기 도 10에 도시된 제2 실시예의 진공흡입장치(1200)는 PCB 커버(700)가 구비되지 않고, 스테이터(300)가 후크(340)를 통해 콘트롤 PCB(600) 하부에 결합된다. 또한, 스테이터(300)는 내부에 회전축(10)이 결합되는 스테이터 지 지체(390)와 일체로 성형되어, 고정 지지된다.Accordingly, the
스테이터 지지체(390)의 하부에는 제2 베어링(820)이 삽입 내장될 수 있으며, 내주면에 돌기(90)(도 8 참조)가 형성되는 베어링 수용홈(360b)이 마련된다.The
또한, 팬 가이드(500)의 중앙 부분에는 회전축(10)을 지지하는 제1 베어링(810)이 삽입 내장되며, 돌기(90)가 형성되는 베어링 수용홈(360a)이 마련된다.In addition, a
한편, 팬 가이드(500)의 팬 연결봉(520)은 콘트롤 PCB(600) 상에 마련되는 고정 구멍을 통해 결합되는 고정 볼트(440)에 의해 고정되어, 팬 가이드(500)를 고정 지지하며, 가이드 홈(510)은 흡입되는 공기의 흐름을 유도한다.Meanwhile, the
또한, 스테이터(300)는 외주면과 로터(200)의 내주면간 공극이 유지되도록 위치 설정되어 콘트롤 PCB(600) 상에 후크 결합되고, 로터(200)는 중앙 프레임(230) 중앙 부분에 로터 부싱(240)을 통해 회전축(10)과 결합되어 고정된다.In addition, the
이러한 콘트롤 PCB(600)는 조립되는 스테이터(300)를 고정 지지함은 물론, 배터리(190)(도 2 참조)에 충전된 전압을 BLDC 모터(5)에 구동 전압으로 인가한다. The
따라서, 로터(200)의 중앙 프레임(230)에 회전축(10)이 결합되므로, 로터(200)가 고속 회전함에 의해 회전축(10)이 회전하게 되어, 임펠러(400)가 회전하게 되어 공기를 흡입한다.Therefore, since the rotating
아울러, 팬 가이드(500) 상부에는 한쌍의 임펠러 부싱(420) 및 한쌍의 임펠러 와셔(410)에 의해 회전축(10)과 밀착 결합되는 임펠러(400)가 위치한다.In addition, the
팬 가이드(500)는 흡입되는 공기를 가이드하는 나선형상의 다수의 가이드 홈(510)을 외주부에 구비하고, 다수의 팬 연결봉(520), 예를 들어 4개의 팬 연결 봉(520)에 의해 콘트롤 PCB(600)에 마련되는 고정 구멍을 통해 볼트 결합된다.The
임펠러(400)는 제1실시예와 같이 나선형으로 배치된 다수의 가이드 베인이 내부에 형성되어 있으며 하부판의 중심부가 한쌍의 임펠러 와셔(410) 및 임펠러 부싱(420)에 의해 회전축(10)에 결합 고정된다. The
이때, 임펠러(400)의 하부판은 회전축(10)의 상부에 나사결합되는 고정너트(430)의 조임에 의해 한쌍의 임펠러 와셔(410) 및 한쌍의 임펠러 부싱(420)에 의해 압착 고정되면서 베어링(810)의 하우징에 지지된다. 따라서 회전축(10)과 임펠러(400)의 결합력은 더욱 강해지므로 로터(200)의 회전시에 임펠러(400)의 미끄럼없이 회전 가능하게 된다.At this time, the lower plate of the
또한, 임펠러(400) 상부에는 진공흡입장치(120)의 구성을 보호하면서 외형을 형성함과 동시에 공기 흐름경로를 형성하는 커버(700)가 결합되며, 커버(700)의 원통 하부측은 펜 가이드(500)의 외주 상에 마련되는 결합 턱(530)에 고정된다.In addition, the
아울러, 회전축(10)은 제1 및 제2 위치에 위치하는 제1 및 제2 베어링(810, 820)에 의해 지지되어 회전한다.In addition, the
이러한, 각 베어링(810,820)은 팬 가이드(400) 및 스테이터 지지체(390)에 마련되는 한쌍의 베어링 수용홈(360a,360b) 내에 삽입 내장되며, 베어링 수용홈(360a,360b)은 스테이터 지지체(390) 및 팬 가이드(500)를 성형할 때 마련될 수 있다.Each of the
따라서, BLDC 모터(5)가 구동 전압이 인가되어, 로터(200)의 회전에 따라 발생되는 회전력에 의해 임펠러(400)가 회전하게 되면, 임펠러(400)의 내부에 나선형 으로 배치된 다수의 가이드 베인의 작용에 의해 임펠러(400)의 내부에 있던 공기가 팬 가이드(500)의 가이드 홈(510)을 따라 하측, 즉 모터(5) 내부로 배출되면서 강한 부압이 발생한다. Therefore, when the driving voltage is applied to the
이러한 강한 부압이 발생하면 커버(700)의 중심부에 마련되는 흡입구(710)를 통해 외부공기가 유입되어 임펠러(400)를 통하여 팬 가이드(500)의 가이드 홈(510)을 따라 이동하게 되고, 모터(5) 내부로 흡입된 공기는 팬 가이드(500)의 팬 연결봉(520) 사이의 배출공간으로 배출되는 공기의 흐름이 일어난다.When such a strong negative pressure occurs, the outside air flows through the
상기한 제2실시예에서 커버(700), 임펠러(400), 팬 가이드(500)의 구조는 상기한 제1실시예와 실질적으로 동일한 구조를 가지는 것이므로, 이에 따른 작용효과는 제1실시예와 동일하게 얻어진다.In the second embodiment, the structure of the
단지, 제2실시예의 진공흡입장치(1200)에서는 BLDC 모터(5)를 콘트롤 PCB(600) 하부 상에 위치시키는 구조를 채용한 것이므로, BLDC 모터(5)를 별도로 제작한 후 본체에 조립함에 의해 조립성이 우수해지며, 생산성이 향상될 수 있다.However, since the
또한 상술한 바와 같이 진공흡입장치(1200)에 흡입력을 발생시키는 BLDC 모터(5)를 적용하면, 흡입 효율을 향상시킬 수 있음은 물론, 흡입 효율이 향상됨에 따라 소비 전력이 감소되어 냉각이 요구되는 발열량이 감소하게 되기 때문에 별도의 방열 수단(예를 들어, 방열 핀 또는 방열 하우징)을 열전도체로 형성하지 않아도 발생되는 열이 파워구동소자에 크게 영향을 미치지 않게 된다.In addition, when the
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the technical spirit of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims.
도 1 내지 도 3은 본 발명이 적용되는 로봇 청소기의 외형을 설명하기 위한 사시도, 로봇 청소기의 내부 구성을 개략적으로 설명하기 위한 개략 내부 구성도 및 저면도.1 to 3 is a perspective view for explaining the external appearance of the robot cleaner to which the present invention is applied, a schematic internal configuration diagram and a bottom view for schematically explaining the internal configuration of the robot cleaner.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 BLDC 모터를 이용한 로봇 청소기의 진공흡입장치를 설명하기 위한 사시도, 단면도 및 결합 사시도.Figures 4a to 4c is a perspective view, a cross-sectional view and a combined perspective view for explaining the vacuum suction device of the robot cleaner using a BLDC motor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 진공흡입장치용 BLDC 모터를 설명하기 위한 단면도.5 is a cross-sectional view illustrating a BLDC motor for a vacuum suction device according to a first embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 코어 및 일체형 코어 조립체를 설명하기 위한 단면도.6A and 6B are cross-sectional views illustrating an integrated core and an integrated core assembly in accordance with an embodiment of the present invention.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 분할형 코어 및 분할형 코어 조립체를 설명하기 위한 단면도.7A and 7B are cross-sectional views illustrating a split core and split core assembly in accordance with an embodiment of the present invention.
도 8는 본 발명에 따른 베어링 하우징의 구조를 설명하기 위한 도면.8 is a view for explaining the structure of a bearing housing according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 BLDC 모터의 로터를 설명하기 위한 단면도.9 is a cross-sectional view for explaining the rotor of the BLDC motor according to the present invention.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 BLDC 모터를 이용한 로봇 청소기의 진공흡입장치를 설명하기 위한 일부 절개 단면도.10 is a partial cross-sectional view illustrating a vacuum suction device for a robot cleaner using a BLDC motor according to a second embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1,5 : BLDC 모터 10 : 회전축1,5: BLDC motor 10: rotating shaft
20,200 : 로터 21,210 : 자석20,200: rotor 21,210: magnet
22,220 : 요크 프레임 23 : 중앙 프레임22,220: yoke frame 23: center frame
24,240 : 로터 부싱 30,300 : 스테이터24,240: Rotor bushing 30,300: Stator
31 : 코어 32-32b : 보빈31: core 32-32b: bobbin
33-33b : 코어 조립체 34 : 후크33-33b: core assembly 34: hook
35 : 코일 36a,36b : 부싱35
40,400 : 임펠러 41,410 : 임펠러 와셔40,400: Impeller 41,410: Impeller Washer
40a : 가이드 베인 40c : 상부판40a: guide
40d : 하부판 40b,71 : 흡입구40d:
42,420 : 임펠러 부싱 43,430 : 너트42420: impeller bushing 43430: nut
50,500 : 팬 가이드 51,510 : 가이드 홈50,500: Fan Guide 51,510: Guide Home
51a : 흡입구멍 52,520 : 팬 연결봉51a: Suction hole 52,520: Fan connecting rod
53,530 : 결합 턱 60,600: 콘트롤 PCB53,530: Coupling Jaw 60,600: Control PCB
61 : PCB 커버 81,82,810,820 : 베어링61:
90 : 돌기 100 : 로봇 청소기90: projection 100: robot cleaner
110 : 본체 120,1200 : 진공흡입장치110:
130 : 흡입 노즐 140 : 집진 장치130: suction nozzle 140: dust collector
150, 160 : 바퀴150, 160: wheels
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