KR101454083B1

KR101454083B1 - 전동 송풍기

Info

Publication number: KR101454083B1
Application number: KR1020120156592A
Authority: KR
Inventors: 정성태; 조용완; 서상호; 오명근; 윤희수
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-10-21
Anticipated expiration: 2032-12-28
Also published as: KR20140086286A; CN103912510A; US20140186199A1

Abstract

본 발명에 따른 전동 송풍기는 임펠러; 상기 임펠러를 구동시키기 위해 상기 임펠러에 결합되는 회전자부와, 고정자부를 포함하고, 상기 회전자부는 마그네트를 포함하고, 상기 고정자부는 상기 마그네트에 대향되도록 위치되는 코어 및 코일로 이루어진 전기자를 포함하는 구동모듈; 상기 구동모듈이 장착된 모터 하우징; 및 상기 모터 하우징에 장착되고, 상기 구동모듈을 제어하는 제어모듈을 포함한다.

Description

전동 송풍기{Electric blower}

본 발명은 전동 송풍기에 관한 것이다.

일반적으로 진공청소기용 전동 송풍기는 핸디형 제품으로 소형화 및 결량화가 매우 중요하다. 그리고 모터의 출력밀도를 높일 경우 소형화 경량화가 가능하게 된다.

한편 종래의 전동 송풍기는 볼 베어링의 축계를 사용하고, 팬과 회전체 로터 및 베어링이 분리되어 있다. 또한, 로터의 상측에 임펠러를 조립하는 형태로 구현된다.

이와 같이 형성됨에 따라, 하기의 특허문헌을 포함하는 종래기술에 따른 전동 송풍기는 별도의 볼 베어링모듈과 임펠러의 구동모듈이 임펠러의 하부에 장착되도록 결합됨에 따라, 구조적으로 복잡하고 소형화로의 구현이 어려울 뿐만 아니라, 고속회전시 모터의 안정성이 유지되지 못하는 문제점을 지니고 있다. 이에 더하여 제어모듈을 별도로 구비함에 따라 소형화 또한 어려운 문제점을 지니고 있다.

US 20070134109 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제1 관점은 전동 송풍기의 구동모듈을 제어하는 제어모듈을 모터하우징에 일체로 형성시킴에 따라 소형화 및 경령화가 가능한 전동 송풍기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 제2 관점은 전동 송풍기는 초기구동시 즉, 임펠러의 부상전에 상기 임펠러의 플레이트는 구동모듈의 볼에 점 접촉됨에 따라 마찰이 최소되도록 상기 임펠러가 회전되고 에어베어링에 의한 동압설계에 따라 마찰이 최소화된 상태로 회전됨에 따라 초고속 구동이 가능하여 초소형 및 초경량으로 구현가능한 전동 송풍기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기는 임펠러; 및 상기 임펠러를 구동시키기 위해 상기 임펠러에 결합되는 회전자부와, 고정자부를 포함하고, 상기 회전자부는 마그네트를 포함하고, 상기 고정자부는 상기 마그네트에 대향되도록 위치되는 코어 및 코일로 이루어진 전기자를 포함하는 구동모듈; 상기 구동모듈이 장착된 모터 하우징; 및 상기 모터 하우징에 장착되고, 상기 구동모듈을 제어하는 제어모듈을 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기에 있어서, 상기 구동모듈은 상기 회전자부와 고정자부 사이에 에어베어링부가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기에 있어서, 상기 임펠러를 커버하고 모터 하우징과 결합되는 임펠러 커버를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기에 있어서, 상기 제어모듈은 상기 모터 하우징에 결합되는 제어기판과, 상기 제어기판에 연결되고 상기 구동모듈의 회전자부에 대향되도록 위치된 홀센서를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기에 있어서, 상기 구동모듈의 회전자부는 샤프트에 회전가능하도록 지지되는 슬리브와, 상기 고정자부의 전기자에 대향되도록 슬리브에 결합된 마그네트를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기는 상기 슬리브 및 상기 샤프트는 서로 대향면에 각각 장착되는 자기베어링용 마그네트를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기에 있어서, 상기 자기베어링용 마그네트는 슬리브의 상단부에 장착된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기에 있어서, 상기 자기베어링용 마그네트는 환고리형으로 이루어진다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기에 있어서, 상기 구동모듈의 고정자부는 상기 회전자부를 회전가능하도록 지지하는 샤프트와, 상기 회전자부의 마그네트에 대향되고 코어 및 코일로 이루어진 전기자를 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기에 있어서, 상기 샤프트는 슬리브와 미소간격을 갖고 에어베어링부가 형성되도록 슬리브에 삽입결합되고, 서로 대향되는 상기 샤프트의 외주면과 상기 슬리브의 내주면에는 선택적으로 동압발생홈이 형성된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기에 있어서, 상기 샤프트는 샤프트의 축방향에 대하여 임펠러의 대향면에 장착되는 볼을 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기에 있어서, 상기 임펠러는 상기 볼의 대향면에 장착되는 플레이트를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기에 있어서, 상기 임펠러를 커버하는 임펠러 커버를 더 포함하고, 상기 임펠러 커버는 모터 하우징에 결합된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기에 있어서, 상기 임펠러 커버와 모터 하우징은 고정나사에 의해 나사결합된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면 전동 송풍기의 구동모듈을 제어하는 제어모듈을 모터하우징에 일체로 형성시킴에 따라 소형화 및 경령화가 가능하고, 초기구동시 즉, 임펠러의 부상전에 상기 임펠러의 플레이트는 구동모듈의 볼에 점 접촉됨에 따라 마찰이 최소되도록 상기 임펠러가 회전되고 에어베어링에 의한 동압설계에 따라 마찰이 최소화된 상태로 회전됨에 따라 초고속 구동이 가능하여 초소형 및 초경량으로 구현가능한 전동 송풍기를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전동 송풍기를 개략적으로 도시한 정면도
도 2는 도 1에 도시한 전동 송풍기의 개략적인 사시 단면도.
도 3은 도 1에 도시한 전동 송풍기를 개략적인 단면도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전동 송풍기를 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 전동 송풍기의 개략적인 사시 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시한 전동 송풍기를 개략적인 단면도이다. 보다 구체적으로 상기 전동 송풍기(100)는 제어모듈이 일체로 형성된다.

도시한 바와 같이, 상기 전동 송풍기(100)는 임펠러(110), 구동모듈(120), 임펠러 커버(130), 모터 하우징(140) 및 제어모듈(150)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 임펠러(110)는 상기 구동모듈(150)에 연결되고, 상기 구동모듈에 의해 회전되어 공기를 유동시키기 위한 것이다.

또한, 상기 임펠러(110)는 상기 임펠러 커버(130)에 의해 커버된다.

그리고 상기 구동모듈(120)은 모터 하우징(140)에 결합되고, 상기 모터 하우징(140)은 상기 임펠러 커버(110)와 결합된다.

또한, 상기 제어모듈(150)는 상기 구동모듈(120)을 제어하기 위한 것으로 상기 모터 하우징(140)에 장착된다.

이하, 각 구성요소의 특징 및 이들의 유기적 결합에 대하여 보다 자세히 기술한다.

전술한 바와 같이, 상기 임펠러(110)는 상기 구동모듈(120)에 연결되고, 구동모듈의 회전자부의 회전에 연동되어 공기를 유동시킨다. 그리고 이를 위해 공기를 유동시키기 위한 날개(111)가 형성된다.

또한, 상기 임펠러 커버(130)는 공기의 유입을 위한 흡입공이 형성되고, 원통형으로 이루어진다.

그리고 상기 임펠러 커버(130)와 모터 하우징(140)은 본딩결합, 압입결합, 나사결합등의 다양한 방법을 이용하여 결합될 수 있고, 도 1,2 및 3은 이에 대한 일실시예로서, 고정나사(160)에 의해 결합된 것을 도시한 것이다.

다음으로, 상기 구동모듈(120)은 샤프트(121), 전기자(124)를 포함하는 고정자부와, 슬리브(122) 및 마그네트(123)를 포함하는 회전자부로 이루어지고, 상기 회전자부는 임펠러(110)와 연결되고, 상기 고정자부는 모터하우징(140)에 장착된다.

그리고 상기 샤프트(121)의 외경부와 슬리브(122)의 내경부는 미소간격을 갖고, 상기 미소간격에 에어베어링부가 형성될 수 있다. 본 발명은 일 실시예로서 에어베어링부를 채택하였고, 이에 한정되지 않고, 다양하게 구현될 수 있다.

또한, 상기 슬리브와 상기 샤프트의 대향면에 자기베어링용 마그네트(125a, 125b)가 각각 장착된다.

보다 구체적으로, 상기 회전자부에 있어서 상기 슬리브(122)는 상기 샤프트(121)에 의해 회전가능하도록 지지되고, 상기 임펠러(110)에 결합된다.

또한, 상기 슬리브(122)는 전술한 바와 같이 상기 샤프트(121)와의 미소간격에 에어베어링부가 형성되도록 내경부에 래디얼 동압발생홈(미도시)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 슬리브(122)는 외주면에는 고정자부의 상기 전기자(124)에 대향되도록 마그네트(123)가 장착된다.

그리고 본 발명에 따른 구동모듈은 에어베어링부에 더하여 자기베어링부을 더 포함하고, 이를 위해 상기 구동모듈은 상기 고정자부의 샤프트와 슬리브에 자기베어링용 마그네트(125a, 125b)가 각각 장착된다.

즉 상기 슬리브에 결합되는 자기베어링용 마그네트(125a)는 상기 샤프트(121)의 자기베어링용 마그네트(125b)에 대향되도록 장착된다. 그리고 상기 자기베어링용 마그네트(125a)는 환고리형으로 이루어질 수 있다.

다음으로 상기 고정자부에 있어서, 상기 샤프트(121)은 전술한 바와 같이 상기 슬리브(124)를 회전가능하도록 지지한다. 그리고 상기 샤프트(121)의 상단부은 상기 임펠러(110)에 대향되고, 하단부는 상기 모터 하우징(140)에 고정결합된다.

그리고 상기 샤프트(121)는 슬리브의 자기베어링용 마그네트(125a)에 대향되어 자기베어링용 마그네트(125b)가 장착된다.

이와 같이, 상기 슬리브(122) 및 샤프트(121)에 각각 장착되는 자기베어링용 마그네트(135a, 135b)에 의해 에어베어링에 더하여 보다 정밀한 동압설계가 가능하고, 안정적인 시스템을 갖는 구동모듈로 구현가능하게 된다.

그리고 상기 샤프트(121)는 초기구동시 상기 임펠러(110)와의 마찰을 감소시키기 위해 점접촉을 위한 볼(126)이 장착될 수 있다. 그리고 상기 샤프트(121)에는 볼을 수용하기 위한 볼 수용홈이 형성된다. 또한, 상기 볼 수용홈은 샤프트의 상단면 중심부에 형성될 수 있다.

그리고 상기 임펠러(110)에는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 상기 볼(126)에 대향되어 플레이트(112)가 장착될 수 있다.

또한, 상기 샤프트(121)의 외주면에는 에어베어링부가 형성되도록 래디얼 동압발생홈이 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 동압발생홈은 슬리브에 대향되는 샤프트의 외주면 또는 상기 샤프트에 대향되는 슬리브의 내주면에 선택적으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 동압발생홈은 동압설계에 따라 헤어링본 등으로 그 형상 및 크기가 다양하게 구현될 수 있다.

다음으로 상기 전기자는 코어(미도시) 및 코어(124)로 이루어지고, 상기 마그네트(135)에 대향하도록 모터 하우징에 고정결합된다.

그리고 상기 제어모듈(150)은 상기 구동모듈의 구동제어를 위한 것이고, 제어기판(151)과 이에 연결된 홀센서(152)를 포함한다. 또한 상기 홀센서(152)는 상기 구동모듈의 회전자부의 위치 및 변위를 센싱하기 위한 것으로, 상기 회전자부에 대향되도록 위치되고, 도 2,3은 마그네트(122)에 대향된 일실시예를 도시한 것이다. 또한, 상기 제어기판(151)은 모터 하우징(140)에 장착되고, 도 2,3은 일실시예로서 고정나사(160)에 의해 결합된 것을 도시한 것이다.

상기한 바와 같이 이루어짐에 따라 본 발명의 일실시예에 따른 전동 송풍기(100)는 소형화 및 경량화로 구현되고, 에어베어링에 의해 고속구동이 가능해진다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 전동 송풍기 110 : 임펠러
120 : 구동모듈 130 : 임펠러 커버
140 : 모터하우징 150 : 제어모듈
160 : 고정나사
121 : 샤프트 122 : 슬리브
123 : 마그네트 124 : 전기자
125a, 125b : 자기베어링용 마그네트
151 : 홀센서

Claims

임펠러;
상기 임펠러를 구동시키기 위해 상기 임펠러에 결합되는 회전자부와, 상기 회전자부를 회전가능하도록 지지하는 고정자부를 포함하는 구동모듈;
상기 구동모듈이 장착된 모터 하우징; 및
상기 모터 하우징에 장착되고, 상기 구동모듈을 제어하기 위해 상기 모터 하우징에 결합되는 제어기판과, 상기 제어기판에 연결되고 상기 구동모듈의 회전자부에 대향되도록 위치된 홀센서를 포함하는 제어모듈을 포함하고,
상기 회전자부는 고정자부에 회전가능하도록 지지되는 슬리브와, 상기 슬리브에 결합된 마그네트를 포함하고,
상기 고정자부는 상기 회전자부를 회전가능하도록 지지하는 샤프트와, 상기 회전자부의 마그네트에 대향되고 코어 및 코일로 이루어진 전기자를 포함하고,
상기 샤프트는 슬리브와 미소간격을 갖고 에어베어링부가 형성되도록 슬리브에 삽입결합되고, 서로 대향되는 상기 샤프트의 외주면과 상기 슬리브의 내주면에는 선택적으로 동압발생홈이 형성되고,
상기 샤프트는 샤프트의 축방향에 대하여 임펠러의 대향면에 장착되는 볼을 포함하고, 상기 임펠러는 상기 볼의 대향면에 장착되는 플레이트를 포함하는 전동 송풍기.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 임펠러를 커버하고 모터 하우징과 결합되는 임펠러 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 송풍기.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 슬리브 및 상기 샤프트는 서로 대향면에 각각 장착되는 자기베어링용 마그네트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 송풍기.
청구항 6에 있어서,
상기 자기베어링용 마그네트는 슬리브의 상단부에 장착되는 것을 특징으로 하는 전동 송풍기.
청구항 7에 있어서,
상기 자기베어링용 마그네트는 환고리형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전동 송풍기.
삭제
삭제
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 임펠러를 커버하는 임펠러 커버를 더 포함하고,
상기 임펠러 커버는 모터 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 전동 송풍기.
청구항 13에 있어서,
상기 임펠러 커버와 모터 하우징은 고정나사에 의해 나사결합된 것을 특징으로 하는 전동 송풍기.