KR100438958B1 - 냉장고용 송풍팬 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고용 송풍팬 모터에 관한 것으로, 본 발명은 소정 형상의 적층판이 일정 두께를 갖도록 다수개 적층된 적층체의 내부에 일정 내경을 갖도록 관통된 회전자 삽입구멍이 형성되고 그 측부에 보빈 결합구멍이 구비되어 냉장고 본체의 냉각실에 고정 결합되는 적층 코어와, 내부에 코일이 권선됨과 아울러 일정 폭과 사각 형태의 링 형상으로 형성되어 상기 적층 코어와 수직을 이루도록 그 일측이 적층 코어의 보빈 결합구멍에 삽입되어 고정 결합되는 보빈과, 일정 두께와 외경을 갖는 환형 형태의 영구자석으로 형성되어 상기 적층 코어의 회전자 삽입구멍에 회전 가능하게 삽입되는 회전자와, 상기 회전자의 가운데 고정 결합됨과 아울러 그 일측에 송풍팬이 결합되는 모터 축과, 상기 회전자의 측부에 위치하도록 부착되어 그 회전자의 극을 감지하는 센서와, 그 센서의 감지에 따라 상기 보빈의 권선 코일에 인가되는 전류를 제어하는 컨트롤러를 포함하도록 구성하여 냉장고 고내에 냉기를 유동시키는 송풍팬을 회전시키는데 사용되는 소비전력을 최소화함과 아울러 냉장고 고내의 부하 증가에 따른 송풍팬 회전수의 가변 폭을 증가시킴으로써 냉장고 사용시 소모되는 전력 소비를 줄이고 아울러 고내에 과부하가 작용할 경우 빠른 시간내에 대응하게 되어 보다 식품을 신선하게 보관할 수 있도록 한 것이다.

Description

냉장고용 송풍팬 모터{FAN MOTOR FOR REFRIGERATOR}

본 발명은 냉장고용 송풍팬 모터에 관한 것으로, 특히 식품을 저장하는 냉장고 고내에 냉기를 유동시키는 송풍팬을 회전시키는데 사용되는 소비전력을 최소화하고 냉장고 고내의 부하 증가에 따른 송풍팬의 회전수의 가변 폭을 증가시킬 수 있도록 한 냉장고용 송풍팬 모터에 관한 것이다.

일반적으로 전동기, 즉 모터는 전기에너지를 공급받아 운동에너지 변환시키는 기기로, 그 적용 분야에 따라 형태가 다양하다.

상기 모터가 적용된 일예로, 가전 제품의 하나인 냉장고에 장착된 모터는 증발기의 측부에 위치하도록 설치된 송풍팬을 회전시켜 그 증발기에 의해 형성되는 냉기를 고내로 순환 유동시키게 된다.

도 1, 2는 상기 냉장고에 적용되는 종래 송풍팬 모터를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 송풍팬 모터는 소정 형상을 갖는 다수개의 라미네이션 시트가 일정 두께를 갖도록 적층된 적층 코어(10)와, 내부에 권선 코일(20)이 구비되어 상기 적층 코어(10)의 일측 단에 고정 결합되는 보빈(30)을 포함하여 구성되는 고정자(S)와, 소정 형상을 갖는 다수개의 라미네이션 시트가 일정 두께를 갖도록 적층된 적층체로 이루어져 상기 고정자의 적층 코어(10)에 회전 가능하게 삽입되는 회전자(R)를 포함하여 구성된다.

상기 적층 코어(10)는 사각 형태로 형성되며 그 내부에 상기 회전자(R)가 위치하는 원형의 관통구멍(11)이 형성되고 그 관통구멍(11)의 측부에 상기 보빈(30)이 삽입 고정되는 사각 형태의 보빈 결합구멍(12)이 구비되어 이루어지며, 그 적층 코어 보빈 결합구멍(12)의 외측 테두리 부분은 일정 길이 분리 가능하게 분리부(13)가 구비된다.

상기 보빈(30)은 일정 폭을 갖는 사각 형태의 링으로 형성되며 그 내부에 코일이 권선된 권선 코일(20)이 구비된다. 상기 보빈(30)은 상기 적층 코어(10)의 분리부(13)가 분리된 상태에서 그 분리부(13)가 그 보빈(30)의 내부에 삽입되어 상기 적층 코어(10)의 분리된 곳에 다시 결합 고정됨에 의해 상기 보빈(30)이 적층 코어(10)에 결합된다. 이때, 상기 보빈(30)은 적층 코어(10)의 면에 대하여 수직으로 위치하게 되며 그 보빈(30)에 권선된 권선 코일(20)은 외부의 전원 단자에 연결된다.

상기 회전자(R)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 적층 코어 관통구멍(11)의 내경보다 약간 작은 외경을 갖는 원형 라미네이션 시트(L)가 일정 두께를 갖도록 다수장 적층된 적층체로 이루어지며 그 적층체의 가운데 모터 축(40)이 고정 결합된다. 상기 회전자(R)는 상기 고정자의 적층 코어 관통구멍(11)에 삽입되며 이때, 상기 회전자(R)에 결합된 모터 축(40)이 상기 고정자의 적층 코어(10) 양측면에 각각 고정 결합된 전방 프레임(50)과 후방 프레임(60)의 베어링부(51)(61)에 결합된다.

상기한 바와 같은 송풍팬 모터는 냉장고 본체의 배면측에 구비된 냉각실(A)의 내부에 설치되며 그 냉각실(A)에 냉기를 발생시키는 증발기(70)가 장착된다. 그리고 상기 송풍팬 모터의 모터 축(40)에 송풍팬(80)이 고정 결합되며 그 송풍팬(80)은 증발기(70)에서 형성되는 냉기가 고내로 유동하도록 냉기 유로를 형성하는 쉬라우드(90)의 관통구멍(91)에 위치하게 된다.

상기한 바와 같은 송풍팬 모터의 작동은 다음과 같다.

먼저, 상기 고정자의 권선 코일(20)에 교번 전류가 인가되면 그 인가되는 교번 전류에 의해 발생되는 회전 자기장과 그 회전 자기장에 의해 상기 회전자(R)에 발생되는 유도 전류와의 상호작용에 의해 토오크(Torque)가 발생되며 그 토오크에 의해상기 회전자(R)가 회전하게 된다. 상기 회전자(R)의 회전력은 그 회전자(R)에 결합된 모터 축(40)에 의해 송풍팬(80)에 전달되어 그 송풍팬(80)이 회전하게 되며 그 송풍팬(80)의 회전에 의해 발생되는 압력 차에 의해 상기 증발기(70)에서 형성되는 냉기가 냉기 유로를 통해 고내로 유동하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 냉장고용 송풍팬 모터는 상기 보빈(30)의 권선 코일(20)에 공급되는 교번 전류에 의해 유도되는 유도 전류에 의해 토오크가 발생되므로 슬립이 발생되어 효율이 저하됨으로써 소비전력이 많이 소모되며 이는 가정에서 사용하고 있는 냉장고의 소비전력을 증가시키게 되는 문제점이 있고, 또한 상기 회전자(R)의 회전 출력, 즉 회전수의 증가에 한계성이 있어 상기 송풍팬(80)의 회전수 가변 영역이 작아 냉장고 고내의 부하 증가에 따른 송풍팬(80)의 회전 제어에 한계성이 있는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 식품을 저장하는 냉장고 고내에 냉기를 유동시키는 송풍팬을 회전시키는데 사용되는 소비전력을 최소화하고 냉장고 고내의 부하 증가에 따른 송풍팬의 회전수의 가변 폭을 증가시킬 수 있도록 한 냉장고용 송풍팬 모터를 제공함에 있다.

도 1은 종래 냉장고용 송풍팬 유도 모터를 도시한 측단면도,

도 2는 상기 냉장고용 송풍팬 유도 모터를 부분 단면하여 도시한 정면도,

도 3은 상기 냉장고용 송풍팬 유도 모터를 구성하는 회전자를 분해하여 도시한 사시도.

도 4는 본 발명의 냉장고용 송풍팬 모터를 도시한 측단면도,

도 5는 본 발명의 냉장고용 송풍팬 모터를 부분 단면하여 도시한 정면도,

도 6은 본 발명의 냉장고용 송풍팬 모터를 구성하는 케이싱의 결합 상태를 부분 단면하여 도시한 측면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

80 ; 송풍팬 100 ; 적층 코어

101 ; 회전자 삽입구멍 102 ; 보빈 결합구멍

103 ; 좌측 적층체 104 ; 우측 적층체

110 ; 권선 코일 120 ; 보빈

130 ; 회전자 140 ; 모터 축

170 ; 센서 180 ; 컨트롤러

181 ; 측면 케이싱부 182 ; 하면 케이싱부

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 소정 형상의 적층판이 일정 두께를 갖도록 다수개 적층된 적층체의 내부에 일정 내경을 갖도록 관통된 회전자 삽입구멍이 형성되고 그 측부에 보빈 결합구멍이 구비되어 냉장고 본체의 냉각실에 고정 결합되는 적층 코어와; 내부에 코일이 권선됨과 아울러 일정 폭과 사각 형태의 링 형상으로 형성되어 상기 적층 코어와 수직을 이루도록 그 일측이 적층 코어의 보빈 결합구멍에 삽입되어 고정 결합되는 보빈과; 일정 두께와 외경을 갖는 환형 형태의 영구자석으로 형성되어 상기 적층 코어의 회전자 삽입구멍에 회전 가능하게 삽입되는 회전자와; 상기 회전자의 가운데 고정 결합됨과 아울러 그 일측에 송풍팬이 결합되는 모터 축과; 상기 회전자의 측부에 위치하도록 부착되어 그 회전자의 극을 감지하는 센서와; 상기 보빈의 측면부에 위치하는 측면 케이싱부와 그 측면 케이싱부의 일측면 하부 가운데에서 연장 형성되어 상기 보빈의 하면부에 위치하는 하면 케이싱부로 이루어져 그 측면 케이싱부와 하면 케이싱부가 각각 상기 보빈의 측면부와 하면부에 접촉되도록 결합되어 상기 센서의 감지에 따라 상기 보빈의 권선 코일에 인가되는 전류를 제어하는 컨트롤러를; 포함하여 구성함을 특징으로 하는 냉장고용 송풍팬 모터가 제공된다.

이하, 본 발명의 냉장고용 송풍팬 모터를 첨부도면에 도시한 실시례에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 4, 5는 본 발명의 냉장고용 송풍팬 모터의 일예를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 소정 형상의 적층판이 일정 두께를 갖도록 다수개 적층된적층체의 내부에 일정 내경을 갖도록 관통된 회전자 삽입구멍(101)이 형성되고 그 측부에 보빈 결합구멍(102)이 구비된 적층 코어(100)가 냉장고 본체의 냉각실(A)에 고정 결합된다.

상기 적층 코어(100)의 적층체는 사각 형태로 형성됨이 바람직하고 상기 회전자 삽입구멍(101)은 원형으로 상기 적층체의 일측에 관통 형성되며 상기 보빈 결합구멍(102)은 상기 회전자 삽입구멍(101)의 측부에 위치하도록 상기 적층체에 관통 형성된다.

상기 적층 코어(100)는 그 회전자 삽입구멍(101)과 보빈 결합구멍(102)에 걸쳐 이등분되도록 좌측 적층체(103)와 우측 적층체(104)로 이루어짐이 바람직하다. 즉, 상기 좌측 적층체(103)는 상기 회전자 삽입구멍(101)과 보빈 결합구멍(102)의 반쪽 형상을 구비하도록 형성되고 상기 우측 적층체(104)는 상기 회전자 삽입구멍(101)과 보빈 결합구멍(102)의 나머지 반쪽 형상을 구비하도록 형성되어 그 좌측 적층체(103)와 우측 적층체(104)를 결합시 그 결합된 좌측 적층체(103)와 우측 적층체(104)에 의해 상기 회전자 삽입구멍(101)과 보빈 결합구멍(102) 형상을 이루게 된다.

그리고 상기 내부에 코일이 권선된 권선 코일(110)이 결합됨과 아울러 일정 폭과 사각 형태의 링 형상으로 형성되는 보빈(120)이 상기 적층 코어의 보빈 결합구멍(102)에 결합된다. 상기 보빈(120)은 상기 적층 코어의 우측 적층체(104)와 좌측 적층체(103)를 분리시킨 상태에서 그 일측을 상기 보빈 결합구멍(102)을 이루는 우측 적층체(104) 또는 좌측 적층체(103)에 위치시킨 다음 그 우측 적층체(104)와좌측 적층체(103)를 결합시킴에 의해 상기 적층 코어(100)에 결합된다.

그리고 일정 두께와 외경을 갖는 환형 형태의 영구자석으로 형성된 회전자(130)가 상기 적층 코어의 회전자 삽입구멍(101)에 회전 가능하게 삽입된다. 그리고 상기 회전자(130)의 가운데 소정의 길이를 갖는 모터 축(140)이 삽입되어 결합되며 그 모터 축(140)에 송풍팬(80)이 고정 결합된다.

상기 적층 코어(100)의 양측면에 소정 형상을 갖는 전방 프레임(150)과 후방 프레임(160)이 각각 고정 결합된다. 상기 전방 프레임(150)과 후방 프레임(160)에 각각 베어링부(151)(161)가 구비되어 상기 회전자(130)에 고정 결합되는 모터 축(140)의 양측 부분이 상기 전방 프레임의 베어링부(151)와 후방 프레임의 베어링부(161)에 각각 삽입된다.

그리고 상기 회전자(130)의 극(Pole)을 감지하는 센서(170)가 상기 회전자(130)의 측부에 위치하도록 상기 적층 코어(100)측에 고정 결합된다.

그리고 상기 센서(170)의 감지에 따라 상기 보빈(120)의 권선 코일(110)에 인가되는 전류를 제어하는 컨트롤러(180)가 상기 보빈(120)에 고정 결합된다. 상기 컨트롤러(180)는 그 외형 형상이 니은자 형상으로 형성된 케이싱의 내부에 센싱회로, AC-DC변환회로, AC구동회로 등을 구성하는 부품 및 기판등이 장착된다. 즉 상기 컨트롤러의 케이싱은 일정 폭과 사각 면적을 갖도록 형성되어 상기 보빈(120)의 측면부에 위치하는 측면 케이싱부(181)와 그 측면 케이싱부(181)의 일측면 하부 가운데에 육면체 형상으로 연장 형성되어 상기 보빈(120)의 하면부에 위치하는 하면 케이싱부(182)로 이루어진다. 상기 컨트롤러(180)는 그 측면 케이싱부(181)가보빈(120)의 측면부에 접촉되고 그 하면 케이싱부(182)가 상기 보빈(120)의 하면부에 접촉되도록 그 보빈(120)에 고정 결합된다.

이때, 상기 컨트롤러(180)가 상기 보빈(120)에 결합시, 도 6에 도시한 바와 같이, 그 보빈(120)에 구비된 권선 코일(110)과 연결되는 보빈(120)의 단자(121)들과 상기 컨트롤러(180)에 구비된 접속 단자(183), 즉 컨트롤러의 내부에 구비된 기판의 접속 단자가 서로 접촉되도록 결합된다.

한편, 본 발명의 냉장고용 송풍팬 모터가 장착되는 냉각실(A)에 냉기를 발생시키는 증발기(70)가 장착되고 상기 모터 축(140)에 고정 결합되는 송풍팬(80)은 상기 증발기(70)에서 발생되는 냉기가 고내로 유동하는 냉기 유로, 즉 쉬라우드(90)의 관통구멍(91)에 위치하게 된다.

이하, 본 발명의 냉장고용 송풍팬 모터의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 보빈(120)의 권선 코일(110)에 교번 전류가 인가되면 그 권선 코일(110)에 흐르는 전류에 따라 그 권선 코일(110)의 주변에 발생되는 플럭스가 적층 코어(100)를 통해 흐르게 된다. 상기 적층 코어(100)에 흐르는 플럭스와 그 적층 코어의 회전자 삽입구멍(101)에 삽입된 영구자석인 회전자(130)에 의해 형성되는 플럭스와의 상호 작용에 의해 상기 회전자(130)가 회전하게 된다. 이때, 상기 회전자(130)의 측부에 위치하는 센서(170)에 의해 그 회전자(130)의 극을 감지하게 되고 그 센서(170)에 의해 감지되는 극을 상기 컨트롤러(180)에서 인지하여 그 극에 따라 상기 보빈(120)의 권선 코일(110)에 직류 교번 전류를 공급하게 된다.

상기 회전자(130)가 회전하게 되면 그 회전자(130)에 결합된 모터 축(140)을통해 회전력이 전달되어 그 모터 축(140)에 결합된 송풍팬(80)이 회전하게 된다. 상기 송풍팬(80)이 회전하게 되면 그 송풍팬(80)의 회전에 의해 압력 차가 발생되며 그 압력 차에 의해 상기 증발기(70)에서 형성되는 냉기가 냉기 유로를 통해 유동하면서 고내를 순환하게 된다.

본 발명은 상기 회전자(130)의 측부에 위치하는 센서(170)에 의해 그 회전자(130)의 극을 감지하여 그 센서(170)에 감지되는 극에 따라 상기 권선 코일(110)에 전류를 인가하게 되므로 상기 회전자(130)의 슬립 발생을 방지하게 되어 모터의 효율을 높이게 될 뿐만 아니라 소비전력을 감소시키게 된다. 아울러, 상기 센서(170)가 회전자(130)의 극을 감지하여 그 센서(170)에 감지되는 극에 따라 상기 권선 코일(110)에 교번 전류를 인가하여 그 회전자(130)가 회전하게 되므로 그 회전자(130)의 고속 회전이 가능하게 되어 상기 송풍팬(80)의 회전 속도 가변폭이 크게 된다.

또한, 본 발명은 센싱회로, AC구동회로 그리고 AC-DC변환회로를 구성하는 부품 및 기판들이 내부에 장착되는 컨트롤러(180)의 케이싱이 측면 케이싱부(181)와 하면 케이싱부(182)로 형성되어 보빈(120)의 측면 및 하면에 걸쳐 위치하도록 결합되므로 전체 구조가 간단하게 된다.

그리고 상기 회전자(130) 및 보빈(120)이 결합되는 적층 코어(100)가 두 개의 부품, 즉 좌측 적층체(103)와 우측 적층체(104)로 구성되므로 상기 권선 코일(110)에 전류가 흐름에 따라 발생되는 플럭스가 회전자 삽입구멍(101)외의 부분으로 흐르는 것을 억제하고 그 회전자 삽입구멍(101)측으로 흐르는 플럭스의 양을 증가시키게 되어 출력을 증가시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 냉장고용 송풍팬 모터는 냉장고의 본체에 장착되어 식품을 저장하는 냉장고 고내에 냉기를 유동시키는 송풍팬을 회전시키는데 사용되는 소비전력을 최소화하고 냉장고 고내의 부하 증가에 따른 송풍팬 회전수의 가변 폭을 증가시키게 됨으로써 냉장고 사용시 소모되는 전력 소비를 줄이고 아울러 고내에 과부하가 작용할 경우 빠른 시간내에 대응하게 되어 보다 식품을 신선하게 보관할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 소정 형상의 적층판이 일정 두께를 갖도록 다수개 적층된 적층체의 내부에 일정 내경을 갖도록 관통된 회전자 삽입구멍이 형성되고 그 측부에 보빈 결합구멍이 구비되어 냉장고 본체의 냉각실에 고정 결합되는 적층 코어와; 내부에 코일이 권선됨과 아울러 일정 폭과 사각 형태의 링 형상으로 형성되어 상기 적층 코어와 수직을 이루도록 그 일측이 적층 코어의 보빈 결합구멍에 삽입되어 고정 결합되는 보빈과; 일정 두께와 외경을 갖는 환형 형태의 영구자석으로 형성되어 상기 적층 코어의 회전자 삽입구멍에 회전 가능하게 삽입되는 회전자와; 상기 회전자의 가운데 고정 결합됨과 아울러 그 일측에 송풍팬이 결합되는 모터 축과; 상기 회전자의 측부에 위치하도록 부착되어 그 회전자의 극을 감지하는 센서와; 상기 보빈의 측면부에 위치하는 측면 케이싱부와 그 측면 케이싱부의 일측면 하부 가운데에서 연장 형성되어 상기 보빈의 하면부에 위치하는 하면 케이싱부로 이루어져 그 측면 케이싱부와 하면 케이싱부가 각각 상기 보빈의 측면부와 하면부에 접촉되도록 결합되어 상기 센서의 감지에 따라 상기 보빈의 권선 코일에 인가되는 전류를 제어하는 컨트롤러를; 포함하여 구성함을 특징으로 하는 냉장고용 송풍팬 모터.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 적층 코어는 그 회전자 삽입구멍과 보빈 결합구멍에 걸쳐 이등분되도록 좌측 적층체와 우측 적층체로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고용 송풍팬 모터.