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KR20160048344A - 모터구동장치 및 그를 이용한 청소기용 모터 - Google Patents

모터구동장치 및 그를 이용한 청소기용 모터 Download PDF

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Publication number
KR20160048344A
KR20160048344A KR1020140144680A KR20140144680A KR20160048344A KR 20160048344 A KR20160048344 A KR 20160048344A KR 1020140144680 A KR1020140144680 A KR 1020140144680A KR 20140144680 A KR20140144680 A KR 20140144680A KR 20160048344 A KR20160048344 A KR 20160048344A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
speed
leading angle
time
driving
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020140144680A
Other languages
English (en)
Inventor
김규동
이근홍
손정호
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
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Priority to US14/886,414 priority patent/US20160118926A1/en
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Abstract

본 발명의 목적은, 본 발명의 목적은, 배터리 사용시간을 증가시킬 수 있는 모터구동장치 및 그를 이용한 청소기용 모터를 제공하는 것이다.
본 발명은 시간정보를 출력하는 타이머 및 시간정보에 의해 구동시간이 소정시간을 경과하면, 모터의 속도를 낮추는 제어부를 포함하는 모터구동장치 및 그를 이용한 청소기용 모터를 제공하는 것이다.

Description

모터구동장치 및 그를 이용한 청소기용 모터{MOTOR DRIVING APPARATUS AND CLEANER USING THE SAME}
본 발명은 모터구동장치 및 그를 이용한 청소기용 모터에 관한 것이다.
청소기는 모터의 회전력을 이용하여 진공을 발생시키고 발생한 진공 흡입력으로 공기, 먼지 등을 흡입하고, 흡입된 공기를 원심력에 의해 외부로 배출할 때 먼지를 집진하여 먼지를 제거할 수 있다. 이때, 배터리를 통해 모터에 전력을 공급하게 되면, 장소에 구애받지 않고 청소기를 사용할 수 있다. 하지만 청소기의 흡입력이 떨어지면 먼지 제거가 원활하게 이루어지지 않기 때문에 최근에는 700W급 대전류 고전력의 모터를 사용하여 흡입력을 높이려는 방안이 강구되고 있다. 하지만, 이러한 청소기는 최대 속도로 구동할 때 고전류의 사용으로 모터의 온도 상승이 발생할 수 있다. 또한, 배터리 사용량의 증가로 인해 배터리의 충전시간은 약 2시간 가량 되지만 청소기의 구동시간이 약 13분 정도 지속되어 장시간 사용하지 못하는 문제점이 있어 배터리를 이용한 청소기가 널리 사용되지 않고 있다.
특허공개공보 10-2005-0099193 (2005.10.13 공개) 특개평 2010-088615 (2010. 04.22 공개)
본 발명의 목적은, 배터리 사용시간을 증가시킬 수 있는 모터구동장치 및 그를 이용한 청소기용 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1실시형태는, 시간정보를 출력하는 타이머 및 시간정보에 의해 구동시간이 소정시간을 경과하면, 모터의 속도를 낮추는 제어부를 포함하는 모터구동장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2실시형태는, 모터, 모터에 전원을 공급하는 배터리, 모터를 구동시키는 구동부를 포함하되, 구동부는, 시간정보에 의해 구동시간이 소정시간을 경과하면, 모터의 속도를 낮추는 제어부를 포함하는 청소기용 모터장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3실시형태는, 모터가 구동한 시간이 소정시간 경과하였는지를 판단하는 단계, 구동한 시간이 소정시간을 경과하였으면, 모터의 구동속도를 판단하는 단계, 및 판단된 구동속도가 기설정된 속도 이상이면, 구동속도를 저하시키는 단계를 포함하는 모터구동장치의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 제어장치 및 그를 이용한 청소기용 모터에 의하면 배터리의 사용시간을 늘릴 수 있고 사용에 따른 온도 상승을 억제할 수 있어 사용 중 모터가 정지되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 소음을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 모터장치의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어부의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 3은 도 2에 도시된 모터의 동작의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
본 발명에 따른 제어장치 및 그를 이용한 청소기용 모터는 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 청소기용 모터장치의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 1을 참조하면, 청소기용 모터장치(100)는 모터(110), 모터(110)에 전원을 공급하는 배터리(120), 모터(110)를 구동시키는 구동부(130)를 포함할 수 있다.
모터(110)는 전원을 공급받아 회전축을 회전시킴으로써 청소기가 공기와 함께 먼지를 흡입하여 청소할 수 있게 할 수 있다. 하지만, 모터(110)의 동작은 먼지를 흡입하는데에 사용되는 것으로 한정되는 것은 아니다. 모터(110)는 배터리(120)로부터 전력을 공급받아 동작할 수 있다. 배터리(120)는 충전된 전력을 모터(110)에 공급할 수 있어 모터(110)의 구동시간에 제한이 있을 수 있다. 따라서, 모터장치(100)가 적용된 청소기를 연속적으로 사용하는 데에 시간적인 제약이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 구동부(130)는 모터(110)의 속도를 제어할 수 있다. 모터(110)는 속도에 따라 전력의 소비량이 달라질 수 있기 때문에 모터(110)의 속도를 제어함으로써 동일한 양의 전력을 사용하더라도 모터(110)의 구동시간을 증가시킬 수 있다. 또한, 구동부(130)는 모터(110)의 구동시간을 늘리기 위해 모터(110)의 구동시간이 기 설정된 시간을 경과하면 모터(110)의 속도를 낮춰 배터리(120)의 방전시간을 늘릴 수 있다. 이때, 모터(110)의 속도를 낮추는 경우 청소기의 먼지 흡입력이 떨어질 수 있다. 따라서, 모터(110)의 속도를 낮추는 경우는 모터(110)의 속도가 최대 속도인 경우에만 기설정된 시간 경과 후에 모터(110)의 속도를 최대 속도보다 낮은 속도로 저하시켜 배터리(120)의 사용시간을 늘릴 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 청소기용 모터구동장치에 채용된 구동부의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 2를 참조하면, 구동부(130)는 시간정보를 출력하는 타이머(131)와, 시간정보에 의해 구동시간이 소정시간을 경과하면, 모터(110)의 속도를 낮추는 제어부(132)를 포함할 수 있다. 타이머(131)는 모터(110)의 구동시작 시점으로부터 시간을 카운트하여 모터(110)가 구동한 시간에 대한 시간정보를 생성하고 출력할 수 있다. 제어부(132)에서 모터(110)가 최대속도로 동작하는 경우에 구동시간이 소정 시간을 경과하면 모터(110)의 속도를 낮추는 경우에는 구동시간은 모터(110)가 최대속도로 동작한 시간일 수 있다.
또한, 제어부(132)는 모터정보를 포함하는 메모리(133)를 더 포함할 수 있다. 제어부(132)는 메모리(133)에 기록된 모터정보에 대응하여 해당 모터(110)의 구동시간을 파악하고, 타이머(131)에서 시간정보를 전달받아 구동시간이 경과되면 모터(110)의 속도에 대응하여 모터(110)의 속도를 낮추는 제어신호를 출력할 수 있다. 모터(110)의 구동시간은 모터(110)의 출력 등에 의해 결정될 수 있다. 또한, 메모리(133)에는 배터리(120)의 충전량 등에 관한 배터리정보를 포함할 수 있고, 제어부(132)는 배터리정보와 모터정보에 대응하여 해당 모터(110)의 구동시간을 파악할 수 있다. 이때, 제어부(132)는 제어신호에 대응하여 모터(110)의 선행각(advance angle)을 변경함으로써 모터(110)의 속도를 낮출 수 있다. 또한, 모터정보에는 모터(110)의 속도에 대응하여 기설정된 복수의 레벨과, 각 레벨별로 구별되는 모터의 선행각을 포함할 수 있다. 따라서, 제어부(132)는 각 레벨별로 설정된 선행각에 의해 모터의 속도를 제어할 수 있고 모터(110)의 속도가 최대가 되게 하는 선행각을 유지한 시간이 소정시간을 경과하면 최대속도에 대응되는 선행각에서 한 단계 낮은 속도에 대응되는 선행각으로 변경시킬 수 있다. 그리고, 최대 속도는 모터(110)가 최대로 낼 수 있는 속도일 수도 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 제어부(132)에 기설정된 복수의 레벨들 각각에 설정된 속도 중 가장 빠른 속도일 수 있고, 한 단계 낮은 속도 복수의 레벨들 각각에 설정된 속도 중 두 번째로 빠른 속도일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제어부(132)는 속도변경이 체감되지 않도록 최대 속도에 대응되는 선행각에서 한단계 낮은 속도에 대응되는 선행각으로 곧바로 변경되지 않도록 할 수 있다. 또한, 제어부(132)는 제어신호에 대응하여 현재 선행각에서 목표선행각으로 변경되되, 현재 선행각과 목표선행각 사이의 적어도 하나의 선행각으로 변경된 후 목표선행각으로 변경되게 할 수 있다. 여기서, 현재 선행각은 최대 속도에 대응되는 선행각이고, 목표선행각은 최대 속도보다 한 단계 낮은 속도에 대응되는 선행각을 목표 선행각이라고 할 수 있다. 또한, 현재 모터(110)의 선행각에서 1도씩 줄여 목표속도에 대응하는 목표선행각이 되도록 할 수 있다. 또한, 모터(110), 구동부(130) 등은 모터(110)의 구동에 의해 발생되는 열에 의해 손상 받을 수 있는데, 열에 의한 손상을 방지하기 위해 제어부(132)는 열을 감지하고 감지된 열에 대응하여 모터의 구동을 정지시킬 수 있게 된다. 따라서, 모터(110)가 도중에 정지되어 청소기를 사용할 수 없게 되는 문제점이 발생할 수 있지만, 모터(110)가 최대 속도로 구동하는 시간을 줄이면 발생되는 열이 감소될 수 있더 모터의 구동이 정지되는 현상을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제어부(132)는 조작부(134)를 포함할 수 있다. 조작부(134)는 스위치 등을 포함할 수 있고 조작부(134)에 있는 스위치의 조작을 통해 사용자가 모터(110)의 속도를 설정하여 설정된 속도로 모터(110)가 구동하도록 제어부(132)에 신호를 전달 할 수 있다. 조작부(134) 조작에 의해 모터(110)의 레벨의 수가 결정되어 모터(110)의 속도가 결정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제어부(132)는 온도센서(135)를 포함할 수 있다. 온도센서(135)는 모터(110)의 주변온도 또는 모터의 표면 온도 등을 측정하여 온도정보를 생성하고 제어부(132)에 전달하고, 제어부(132)는 온도정보에 따라 모터(110)가 과열되는 것을 방지하기 위해 모터(110)의 구동을 정지시킬 수 있다. 또한, 모터(110)의 속도를 저하시킬 수 있다. 선행각을 조절하여 모터(110)의 속도를 저하시킬 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 청소기용 모터장치 동작의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 청소기용 모터장치(100)는 모터(110)가 구동한 시간이 소정 시간을 경과하였는지를 판단할 수 있다.(S300) 청소기용 모터장치(100)는 소정 시간이 경과하였는지의 여부는 타이머(131)를 통해 판단할 수 있다. 타이머(131)는 모터(110)의 구동시작 시점으로부터 시간을 카운트하여 모터(110)가 구동한 시간에 대한 시간정보를 생성하고 출력할 수 있다.
그리고, 소정 시간을 경과하였으면, 현재 모터(110)의 속도를 판단할 수 있다.(S310) 현재 모터(110)의 속도는 모터의 선행각을 통해 판단할 수 있다. 그리고, 판단된 모터(110)의 속도가 기설정된 속도 이상이면, 모터(110)의 구동속도를 저하시킬 수 있다. 이때, 기 설정된 속도는 모터(110)의 최대 속도일 수 있고 저하되는 속도는 최대 속도보다 한 단계 낮은 속도일 수 있다. 모터(110)의 구동속도의 저하는 선행각을 변경하여 달성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 선행각의 변경은 현재 선행각에서 목표선행각으로 변경되되, 현재 선행각과 목표선행각 사이의 적어도 하나의 선행각으로 변경된 후 목표선행각으로 변경할 수 있다. 또한, 현재 모터(110)의 선행각에서 1도씩 줄여 목표속도에 대응하는 목표선행각이 되도록 할 수 있다.
본 명세서의 청구항들에서, 특정 기능을 수행하기 위한 수단으로서 표현된 요소는 특정 기능을 수행하는 임의의 방식을 포괄하고, 이러한 요소는 특정 기능을 수행하는 회로 요소들의 조합, 또는 특정 기능을 수행하기 위한 소프트웨어를 수행하기 위해 적합한 회로와 결합된, 펌웨어, 마이크로코드 등을 포함하는 임의의 형태의 소프트웨어를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 본 발명의 원리들의 '일 실시예' 등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 이 실시예와 관련되어 특정 특징, 구조, 특성 등이 본 발명의 원리의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 표현 '일 실시예에서'와, 본 명세서 전체를 통해 개시된 임의의 다른 변형례들은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.
본 명세서에서 '연결된다' 또는 '연결하는' 등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 아울러 본 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.
100: 모터 장치 110: 모터
120: 배터리 130: 구동부
131: 타이머 132: 제어부
133: 메모리 134: 조작부
135: 온도센서

Claims (16)

  1. 시간정보를 출력하는 타이머; 및
    상기 시간정보에 의해 구동시간이 소정시간을 경과하면, 모터의 속도를 낮추는 제어부를 포함하는 모터구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동시간은 상기 모터가 최대속도로 동작한 시간인 모터구동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 모터정보를 포함하는 메모리를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 메모리에 기록된 상기 모터정보에 대응하여 상기 모터에 할당된 상기 구동시간을 파악하고, 상기 타이머에서 상기 시간정보를 전달받아 상기 구동시간이 경과되면 상기 모터의 속도에 대응하여 상기 모터의 속도를 낮추는 제어신호를 출력하는 모터구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제어신호에 대응하여 상기 모터의 선행각을 변경함으로써 상기 모터의 속도를 낮추는 모터구동장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 모터정보에는 설정된 복수의 레벨과, 각 레벨 별로 구별되는 상기 모터의 선행각을 포함하며, 상기 제어부는 상기 모터정보를 통해 상기 각 레벨 별로 모터의 속도를 결정하는 모터구동장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제어신호에 대응하여 현재 선행각에서 목표선행각으로 변경되되, 상기 현재 선행각과 목표선행각 사이의 적어도 하나의 선행각으로 변경된 후 상기 목표선행각으로 변경되는 모터구동장치.
  7. 모터;
    상기 모터에 전원을 공급하는 배터리;
    상기 모터를 구동시키는 구동부를 포함하되,
    상기 구동부는,
    시간정보에 의해 구동시간이 소정시간을 경과하면, 모터의 속도를 낮추는 제어부를 포함하는 청소기용 모터장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 시간정보를 생성하는 타이머를 포함하는 청소기용 모터장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 구동시간은 상기 모터가 최대속도로 동작한 시간인 청소기용 모터장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는, 모터정보를 포함하는 메모리를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 메모리에 기록된 상기 모터정보에 대응하여 상기 모터에 할당된 상기 구동시간을 파악하고, 상기 타이머에서 상기 시간정보를 전달받아 상기 구동시간이 경과되면 상기 모터의 속도에 대응하여 상기 모터의 속도를 낮추는 제어신호를 출력하는 청소기용 모터장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제어신호에 대응하여 상기 모터의 선행각을 변경함으로써 상기 모터의 속도를 낮추는 청소기용 모터장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 모터정보에는 설정된 복수의 레벨과, 각 레벨 별로 구별되는 상기 모터의 선행각을 포함하며, 상기 제어부는 상기 모터정보를 통해 상기 각 레벨 별로 모터의 속도를 결정하는 청소기용 모터장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 선행각은 상기 제어신호에 대응하여 현재 선행각에서 목표선행각으로 변경되되, 상기 현재 선행각과 목표선행각 사이의 적어도 하나의 선행각으로 변경된 후 상기 목표선행각으로 변경되는 청소기용 모터장치.
  14. 모터가 구동한 시간이 소정시간 경과하였는지를 판단하는 단계;
    상기 구동한 시간이 소정시간을 경과하였으면, 상기 모터의 구동속도를 판단하는 단계; 및
    판단된 상기 구동속도가 기설정된 속도 이상이면, 상기 구동속도를 저하시키는 단계를 포함하는 모터구동장치의 구동방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 모터의 구동속도는 상기 모터의 선행각을 통해 판단하는 모터구동장치의 구동방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 모터의 구동속도를 저하시키는 단계는
    현재 선행각에서 목표선행각으로 변경되되, 상기 현재 선행각과 목표선행각 사이의 적어도 하나의 선행각으로 변경된 후 상기 목표선행각으로 변경하는 모터구동장치의 구동방법.
KR1020140144680A 2014-10-24 2014-10-24 모터구동장치 및 그를 이용한 청소기용 모터 Withdrawn KR20160048344A (ko)

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