KR100369920B1 - 전동송풍기 - Google Patents

Abstract

전동송풍기에 사용하는 전동기에 관한 것으로서, 전동기 구동시에 있어서의 회전자 및 요크의 방열효과 및 요크에 자석을 고정시키기 위한 몰드성형에 있어서 자석을 파손시키지 않고 소량의 몰드재료에 의해 확실하게 고정시키기 위해서, 송풍용팬, 전동기 및 전동기가 수용되는 거의 유저원통형상의 프레임 등으로 이루어지고, 송풍용팬으로 부터의 공기류가 전동기내를 통과하는 전동송풍기에 있어서, 중심부에 원형개구부를 갖고 거의 사각형으로 형성되어 프레임내에 압입 지지되는 요크 및 요크의 원형개구부의 내주면을 따라서 끝부사이에 소정의 간극을 거쳐서 설치된 원호형상의 여러개의 자석으로 이루어지는 고정자와 자석에 의해서 중심부에 형성된 공간부에 설치된 회전자로 이루어지고, 자석의 끝부사이에 형성된 간극에 의해 송풍용팬으로 부터의 공기류의 통기풍로를 형성한 전동기를 구비하였다.

이와 같은 구성으로 하는 것에 의해서, 요크 및 회전자에서 발생한 열을 효율적으로 외부로 방출하도록 했으므로, 전동기의 효력 및 내구성이 향상하여 신뢰성을 높일 수 있다는 등의 효과가 얻어진다.

Description

전동송풍기{A MOTOR FAN}

본 발명은 전동송풍기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동송풍기에 사용하는 전동기에 관한 것이다.

도 9는 예를 들면 일본국 실용신안공개공보 평성4-111253호에 기재된 종래의 회전전기기계의 자석 고정구조의 정단면도, 도 10은 그 고정자의 분해사시도, 도 11은 고정자의 종단면도이다.

도면에 있어서, (1a), (1b)는 원호형상으로 형성된 여자용 한쌍의 자석, (13)은 자성재료로 이루어지고 자석(1a), (1b)를 거쳐서 자기회로를 형성하기 위한 원통형상의 요크이다.

(14)는 합성수지로 이루어지고 요크(13)의 외주를 피복하는 유저(바닥을 갖는)원통형상의 외장부재로서, 그의 축방향에는 내주면에서 중심방향으로 돌출하는 거의 「ハ」형상으로 각 한쌍의 돌출부(15)가 대향해서 마련되고, 각 한쌍의 돌출부(15)사이에는 좁은 공극(16)이 형성되어 있고, 또, 대향하는 돌출부(15)사이에는 자석(1a), (1b)가 장착되는 원호형상의 오목부(17)이 형성되어 있다. 또한, 돌출부(15)의 돌출길이는 자석(1a), (1b)의 폭(두께)과 거의 등일하게 되어 있다.

상기와 같은 자석(1a), (1b)나 요크(13)을 조립하기 위해서는 우선 요크(13)을 삽입하고, 몰드성형에 의해 요크의 외주를 수지로 피복하는 외장부재(14)를 형성한다. 다음에 외장부재(14)의 대향하는 돌출부(15)사이에 형성된 오목부(17)에 자석(1a), (1b)를 압입한다. 이것에 의해, 자석(1a), (1b)는 대향하는 돌출부(15)사이에 각각 끼워유지되어 고정되고 고정자(10a)가 형성된다.

다음에 이 고정자(10a)를 원통형상의 프레임(18)내에 압입해서 고정시키고, 자석(1a), (1b)로 형성된 원통형상의 공간부내에 회전자(11)을 회전 자유롭게(회전 가능하게) 설치하면 전동기가 구성된다. 이 때, 자석(1a), (1b)의 내주면과 회전자(11)의 외주면사이에는 소정의 간극(틈)이 형성된다.

도 12는 상술한 전동기를 조립한 전동송풍기의 종단면도이다. 도면에 있어서 (10a)는 고정자, (11)은 고정자(10a)내에 설치된 회전자이고, 그의 축(12)는 프레임(18) 및 이 프레임(18)에 부착된 브래킷(20)에 마련한 축받이에 의해 회전 자유롭게 지지되어 있다. (21)은 축(12)의 한쪽끝에 부착된 송풍용팬, (22)는 브래킷(20)에 고정된 안내날개, (23)은 흡기구(24)를 갖고, 브래킷(20)에 부착되어 송풍용팬(21)을 피복하는 팬커버이다. 또한, (19)는 프레임(18)의 측벽에 마련한 배기구이다.

상기한 바와 같이 구성한 전동송풍기에 있어서, 전동기에 통전하면 회전자(11)의 축(12)에 부착한 송풍용팬(21)이 회전한다. 이것에 의해, 흡기구(24)에서 유입한 공기는 팬(21), 안내날개(22)를 거쳐 고정자(10a)와프레임(18)사이를 통과하고 배기구(19)에서 배출된다. 또, 고정자(10a) 및 회전자(11)에 발생한 열은 상술한 기류와 함께 배기구(19)에서 배출되어 전동기의 냉각이 유지된다.

상술한 바와 같이 구성한 전동송풍기에 있어서는 요크(13)의 주위가 외장부재(14)에 의해서 피복되어 있기 때문에 전동기의 구동시에 고정자(10a) 및 회전자(11)에 발생하는 열을 상술한 공기류와 접촉시켜 배출할 수가 없다. 이 때문에, 고정자(10a)에서 발생하는 열은 물론 회전자(11)에서 발생하는 열도 요크(13)을 거쳐서 방출할 수 없고, 겨우 외장부재(14)의 각 한쌍의 돌출부(15)사이에 형성된 좁은 공극(16)을 통과하는 공기류와 접촉해서 방출될 뿐이다. 이 결과, 전동기의 방열량이 억제되어 온도가 상승하고 신뢰성이 저하할 우려가 있다.

또, 자석(1a), (lb)는 그의 양단면이 외장부재(14)에 마련한 돌기부(15)에 의해서 고정되어 있을 뿐이므로, 축방향(도 10의 상하방향)의 유지강도의 확보가 곤란하고, 또 압입시에 자석(1a), (1b)가 파손될 우려가 있다.

또, 전동기의 구동시에 있어서 회전자(11)에 의한 반력이 자석(1a), (lb)에 작용하고 있고, 최근의 고속화에 따라 자석(1a), (1b)의 고정은 축방향뿐만 아니라 회전자(11)의 회전방향의 유지력의 확보도 중요하게 되고 있지만 상술한 고정수단으로는 이들의 대책이 불충분하다.

또, 요크(2)는 그의 외주위면이 외장부재(14)에 의해서 피복되어 있기 때문에 1대당의 몰드성형에 필요한 수지재료의 양이 많아져 재료비용이 증대할 뿐만 아니라 금형내에 몰드재료를 충전하기 위한 성형압력에 의해 요크(13)의 내주부가 변형될 우려가 있다.

본 발명의 목적은 상기의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 다음과 같은 전동기를 구비한 전동송풍기를 제공하는 것이다.

[1] 전동기 구동시에 있어서의 회전자 및 요크의 방열효과를 향상시킬 수 있는 것.

[2] 요크에 자석을 고정시키기 위한 몰드성형에 있어서 자석을 파손시키지 않고 소량의 몰드재료에 의해 확실하게 고정시킬 수 있는 것.

[3] 몰드성형에 의해 요크에 고정된 자석을 회전방향 및 축방향으로 확실하게 유지할 수 있는 것.

도 1은 본 발명에 관한 전동송풍기에 사용하는 전동기의 실시예 1의 정단면도,

도 2은 도 1의 고정자의 분해사시도,

도 3은 도 1의 고정자의 종단면도,

도 4는 도 1의 주요부의 설명도,

도 5는 실시예 1에 관한 전동기를 구비한 전동송풍기의 종단면도,

도 6은 본 발명에 관한 전동송풍기에 사용하는 전동기의 실시예 2의 정단면도,

도 7은 본 발명에 관한 전동송풍기에 사용하는 전동기의 실시예 3의 주요부의 설명도,

도 8은 본 발명에 관한 전동송풍기에 사용하는 전동기의 실시예 4의 주요부의 설명도,

도 9는 종래의 회전전기기계의 자석 고정구조의 1예의 정단면도,

도 10은 도 9의 고정자의 분해사시도,

도 11은 도 9의 고정자의 종단면도,

도 12는 도 9의 회전전기기계를 구비한 전동송풍기의 종단면도,

<부호의 설명>

1a, 1b; 자석, 2; 요크, 3; 원형개구부, 3a; 통기풍로, 5; 유지부재, 6; 돌출부, 7 경사면, 9; 관통구멍, 10; 고정자, 11; 회전자, 18; 프레임, 19; 배기구, 21; 송풍용팬, 24; 흡기구.

[1] 본 발명에 관한 전동송풍기는 송풍용팬, 전동기 및 상기 전동기가 수용되는 거의 유저원통형상의 프레임 등으로 이루어지고, 상기 송풍용팬으로 부터의 공기류가 상기 전동기내를 통과하는 전동송풍기에 있어서, 중심부에 원형개구부를 갖고 거의 사각형으로 형성되어 상기 프레임내에 압입 지지되는 요크 및 상기 요크의 원형개구부의 내주면을 따라 끝부사이에 소정의 간극을 거쳐서 설치된 원호형상의 여러개의 자석으로 이루어지는 고정자와 상기 자석에 의해서 중심부에 형성된 공간부에 설치된 회전자로 이루어지고, 상기 자석의 끝부사이에 형성된 간극에 의해 상기 송풍용팬으로 부터의 공기류의 통기풍로를 형성한 전동기를 구비한 것이다.

[2] 또, 상기 [1]의 고정자를 구성하는 요크와 자석을 삽입해서 상기 요크와 자석의 끝부를 몰드성형에 의해서 형성한 유지부재에 의해 일체로 고정시킨 것이다.

[3] 상기 [2]의 요크의 내주면의 자석의 양끝부에 대응하는 위치에 각각 돌출부를 마련하였다.

[4] 상기 [2] 또는 [3]의 자석의 양끝면과 외주면사이에 경사면을 마련하였다.

[5] 상기 [2], [3] 또는 [4]의 요크의 유지부재에 대응하는 위치에 관통구멍을 마련하였다.

<발명의 실시예>

<실시예 1>

도 1은 본 발명에 관한 전동송풍기에 사용하는 전동기의 실시예 1의 정단면도, 도 2는 그의 고정자의 분해사시도, 도 3은 고정자의 종단면도이다.

도면에 있어서, (1a), (lb)는 후술하는 요크에 마련한 원형개구부의 내주면을 따라서 설치된 원호형상이고 또한 축방향의 높이가 H인 한쌍의 여자용의 여러개 자석(도면에는 2개의 경우가 도시되어 있다)으로서, 그의 양끝부는 각각 반경방향을 따라 테이퍼형상으로 형성되어 있다. 또한, 이 자석(1a), (1b)의 원호형상의 외주면의 길이는 후술하는 요크의 원형개구부의 내주면의 길이를 자석(1a), (1b)의 수로 나눈 길이보다 짧게 형성되어 있다.

(2)는 자성재료로 이루어지고 자석(1a), (1b)를 거쳐서 자기회로를 형성하는 요크로서, 평면형상이 거의 사각형이고, 네모서리가 후술하는 프레임(18)의 내주면과 정합하는 원호형상으로 형성되어 있고, 중심부에는 자석(1a), (1b)의 외주면과 동일한 반경의 원형개구부(3)이 형성되어 있다.

이 요크(2)는 투자성이 높은 판재를 상술한 형상으로 펀칭해서 두께가 h (단, h<H)로 되도록 적층하여 고정시킨 것이지만, 투자성이 높은 두께 h의 부재를 상술한 형상으로 가공해서 형성해도 좋다.

(5)는 합성수지로 이루어지는 유지부재로서, 요크(2)와 그 원형개구부내에 대향해서 설치된 자석(1a), (1b)의 양끝부를 각각 일체로 고정시키기 위한 것이다.

(18)은 원통형상의 프레임으로서, 자석(1a), (1b)와 일체화된 요크(2)가 압입된다.

(11)은 자석(1a), (lb)의 내주면으로 형성된 중공부내에 회전 자유롭게 설치된 회전자, (12)는 그의 축이고, 회전자(11)과 자석(1a), (1b)의 내주면사이에는 예를 들면 1㎜정도의 간극이 형성된다.

상기와 같은 전동기를 제작하기 위해서는 도 1∼도 3에 도시한 바와 같이, 자석(1a), (1b)를 그의 외주면을 요크(2)의 원형개구부(3)의 내주면과 당첩시켜 삽입하고 위치 결정한다. 이 때, 인접하는 자석(1a), (1b)의 끝부사이에는 간극이 형성된다. 다음에 도 4에 도시한 바와 같이 자석(1a), (1b) 및 요크(2)를 삽입해서 몰드성형에 의해 자석(1a), (1b)의 양끝면 및 그 근방의 상하면 또 이들의 근방의 요크(2)의 내주면 및 상하면에 유지부재(5)를 형성하고, 이들을 일체로결합해서 고정자(10)을 구성한다. 그리고, 이 고정자(10)을 프레임(18)내에 압입하고 양자석(1a), (1b)사이에 형성된 중공부내에 회전자(11)을 설치하면 전동기가 형성된다.

도 5는 상술한 전동기를 구비한 전동송풍기의 종단면도로서, 그의 구성은 전동기를 제외하고 도 12에서 설명한 종래의 전동송풍기와 마찬가지이지만, 전동기의 축방향의 높이가 낮게 되었기 때문에 전체적으로 소형화할 수가 있다.

상기한 바와 같이 구성한 전동송풍기의 전동기에 있어서는 그 구동시에 요크(2) 및 회전자(11)에서 발생하는 열은 요크(2)의 내주면, 대향하는 한쌍의 유지부재(5) 및 회전자(11)의 외주면으로 둘러싸인 큰 통기풍로(3a)를 경유하여 흡기구(24)에서 유입한 공기류와 합류해서 배기구(19)에서 배출된다. 이 때문에, 요크(2) 및 회전자(11)에서 발생한 열을 효율적으로 외부에 방출할 수가 있으므로, 전동기의 효율 및 내구성이 향상하여 신뢰성을 높일 수가 있다.

또, 유지부재(5)에 의한 자석(1a), (1b)의 고정을 자석(1a), (1b)의 양끝부 및 그 근방의 요크(2)만으로 실행하고, 요크(2)의 대부분은 노출되어 있기 때문에 흡기구(24)에서 유입한 공기류를 요크(2)의 표면과 접촉시킬 수 있어 고정자(10)에서 발생하는 열을 효율 좋게 방출할 수가 있다.

또, 유지부재(5)가 테이퍼형상으로 형성된 자석(1a), (1b)의 양끝부를 축방향 및 회전방향에서 감싸고 있기 때문에 높은 유지력을 얻을 수 있다.

또, 몰드성형시에 있어서는 성형압력은 자석(1a), (1b)의 끝면 및 그 근방에만 작용하고 또한 압력은 자석(1a), (1b)의 원호중심방향으로 작용하기 때문에,자석(1a), (1b)의 파손을 방지할 수가 있다.

또, 유지부재(5)의 체적이 작기 때문에 몰드재료가 소량으로 비용을 저감할 수 있고, 또 몰드재료를 금형전역에 충전하는 것이 용이하기 때문에 성형압력을 억제할 수가 있다.

<실시예 2>

도 6은 본 발명에 관한 전동송풍기에 사용하는 전동기의 실시예 2의 정단면도이다. 또한, 설명을 용이하게 하기 위해서 일부의 유지부재를 생략하고 있다. 또, 실시예 1과 동일한 부분에는 이와 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

도면에 있어서 (6)은 요크(2)의 내주면의 자석(1a), (1b)의 양끝부에 대응하는 위치의 축방향에 중심부를 향해서 돌출해서 마련한 돌출부로서, 그의 돌출길이는 자석(1a), (1b)의 폭방향(두께)의 거의 2분의 1정도이다.

상기와 같이 구성한 본 실시예에 있어서는 자석(1a), (lb)를 그의 외주면을 요크(2)의 원형개구부(3)의 내주면을 따라서 돌출부(6)사이에 삽입한다. 그리고, 실시예 1의 경우와 마찬가지로 몰드성형에 의해서 유지부재(5)를 형성하고, 양자석(1a), (1b)와 요크(2)를 일체로 결합하여 고정자(10)을 형성한다.

본 실시예의 효과는 실시예 1의 경우와 마찬가지이지만, 또 돌출부(6)을 마련한 것에 의해 요크(2)에 대한 자석(1a), (1b)의 위치결정이 용이하게 되고, 또 유지부재(5)가 자석(1a), (1b)와 요크(2)에 부가해서 돌출부(6)도 둘러싸고 있기 때문에 더욱 높은 유지력을 확보할 수가 있다.

<실시예 3>

도 7은 본 발명에 관한 전동송풍기에 사용하는 전동기의 실시예 3의 주요부의 설명도이다. 또한, 실시예 1 및 2와 동일한 부분에는 이것과 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시예는 실시예 1 또는 2(도면에는 실시예 2의 경우가 도시되어 있다)에 있어서, 자석(1a), (1b)의 외주면에서 양끝면에 걸쳐서 절제(切除)하여 경사면(7)을 마련한 것이다.

본 실시예에 관한 고정자(10)의 제작수순은 실시예 1의 경우와 거의 마찬가지이다.

본 실시예의 효과도 실시예 1 또는 2의 경우와 거의 마찬가지이지만, 또 이것에 부가해서 자석(1a), (1b)의 양끝부에 경사면(7)을 마련하고 이 경사면(7)과 요크(2)사이 또는 경사면(7)과 요크(2)의 내주면 및 돌출부(6)의 측면사이에 중공부(8)을 형성했으므로, 몰드성형시에 이 중공부(8)에도 몰드재료가 충전되기 때문에 유지력을 더욱 높일 수가 있다.

<실시예 4>

도 8은 본 발명에 관한 전동송풍기에 사용하는 전동기의 실시예 4의 주요부의 설명도이다. 또한, 실시예 1 및 2와 동일한 부분에는 이것과 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시예는 실시예 1 및 2 또는 3(도면에는 실시예 2의 경우가 도시되어 있다)에 있어서, 요크(2)의 유지부재(5)가 마련되는 위치에 관통구멍(9)를 마련한 것으로서, 그의 제작수순은 실시예 1의 경우와 거의 마찬가지이다.

본 실시예의 효과도 실시예 1 및 2 또는 3의 경우와 거의 마찬가지이지만, 또 이것에 부가해서 요크(2)에 관통구멍(9)를 마련했으므로, 몰드성형시에 이 관통구멍(9)에도 몰드재료가 충전되기 때문에 유지력을 더욱 높일 수가 있다.

[1] 본 발명에 관한 전동송풍기는 중심부에 원형개구부를 갖고 거의 사각형으로 형성되어 프레임내에 압입지지되는 요크 및 이 요크의 원형개구부의 내주면을 따라서 끝부사이에 소정의 간극을 거쳐서 설치된 원호형상의 여러개의 자석으로 이루어지는 고정자와 자석에 의해서 중심부에 형성된 공간부에 설치된 회전자로 이루어지고, 자석의 끝부사이에 형성된 간극에 의해 송풍용팬으로 부터의 공기류의 통기풍로를 형성한 전동기를 구비하고, 요크 및 회전자에서 발생한 열을 효율적으로 외부로 방출하도록 했으므로, 전동기의 효력 및 내구성이 향상하여 신뢰성을 높일 수가 있다.

[2] 또, 상기 [1]의 고정자를 구성하는 요크와 자석을 삽입해서 요크와 자석의 끝부를 몰드성형에 의해서 형성한 유지부재에 의해 축방향 및 회전방향에서 감싸도록 했으므로 높은 유지력을 확보할 수가 있다.

또, 유지부재의 체적이 작기 때문에 몰드재료의 사용량을 적게 할 수 있고, 이것에 의해 비용을 저감할 수가 있다.

[3] 상기 [2]의 요크의 내주면의 자석의 양끝부에 대응하는 위치에 각각 돌출부를 마련했으므로, 상기 [2]의 효과 뿐만 아니라 요크내에 설치하는 자석의 위치결정이 용이하게 되고 또 유지부재가 자석과 요크에 부가해서 돌출부도 둘러싸고 있기 때문에 더욱 높은 유지력을 확보할 수가 있다.

[4] 상기 [2] 또는 [3]의 자석의 양끝면과 외주면사이에 경사면을 마련하여 유지부재의 몰드성형시에 이 경사면으로 형성한 중공부에도 몰드재료를 충전하도록 했으므로, 더욱 높은 유지력을 확보할 수가 있다.

[5] 상기 [2] 및 [3] 또는 [4]의 요크의 유지부재에 대응하는 위치에 관통구멍을 마련하고 유지부재의 몰드성형시에 이 관통구멍에도 몰드재료를 충전하도록 했으므로, 더욱 높은 유지력을 확보할 수가 있다.

Claims (3)

1. 송풍용팬, 전동기 및 상기 전동기가 수용되는 거의 유저원통형상의 프레임 등으로 이루어지고, 상기 송풍용팬으로 부터의 공기류가 상기 전동기내를 통과하는 전동송풍기에 있어서,

   중심부에 원형개구부를 갖고 거의 사각형으로 형성되어 상기 프레임내에 압입 지지되는 요크 및 상기 요크의 원형개구부의 내주면을 따라서 끝부사이에 소정의 간극을 거쳐서 설치된 원호형상의 여러개의 자석으로 이루어지는 고정자와 상기 자석에 의해서 중심부에 형성된 공간부에 설치된 회전자로 이루어지고,

   상기 자석의 끝부사이에 형성된 간극에 의해 상기 송풍용팬으로 부터의 공기류의 통기풍로를 형성한 전동기를 구비한 것을 특징으로 하는 전동송풍기.
2. 제 1항에 있어서,

   고정자를 구성하는 요크와 자석을 삽입해서 상기 요크와 자석의 끝부를 몰드성형에 의해서 형성한 유지부재에 의해 일체로 고정시킨 것을 특징으로 하는 전동송풍기.
3. 제 2항에 있어서,

   요크의 내주면의 자석의 양끝부에 대응하는 위치에 각각 돌출부를 마련한 것을 특징으로 하는 전동송풍기.