KR100672596B1 - 하이브리드 인덕션 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 유입된 수분을 방출시키는 구조를 구비하여 안정성 및 내구성이 증진된 하이브리드 인덕션 모터에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 고정자, 회전자, 상기 회전자의 회전력을 전달하는 회전축 및 상기 고정자와 상기 회전자 사이에서 상기 고정자에서 발생되는 회전자계로 회전함과 동시에 회전자계를 발생시켜 상기 회전자를 회전시키는 영구자석 회전자; 그리고 상기 고정자가 외측에 고정 결합되어 외관을 형성하는 브라켓을 포함하여 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터에 있어서, 상기 영구자석 회전자는, 중공의 원통형 영구자석; 및 상기 영구자석을 지지하며, 외주면에 수분이 방출되는 수분 방출구가 구비된 영구자석 프레임을 포함하여 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터를 제공한다.

HIM, 하이브리드 인덕션 모터, 수분 방출구, 수분 방출홀

Description

하이브리드 인덕션 모터{hybrid induction motor}

도 1은 종래의 하이브리드 인덕션 모터의 측단면도.

도 2는 도 1의 A-A' 부분의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 측단면도.

도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 영구자석 회전자를 도시한 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110 : 고정자 120 : 회전자

130 : 영구자석 회전자 131 : 영구자석

132 : 영구자석 프레임 133 : 베어링부

134 : 베어링 136 : 수분 방출구

137 : 영구자석 이음부 138 : 외주면

139 : 수평면 140 : 회전축

150 : 브라켓 155 : 수분 방출홀

본 발명은 하이브리드 인덕션 모터(hybrid induction motor)(이하 'HIM' 이라 한다)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안정성 및 내구성이 증진된 하이브리드 인덕션 모터 하이브리드 인덕션 모터에 관한 것이다.

도 1은 종래의 HIM의 측단면도이고, 도 1의 A-A' 부분의 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 HIM은 고정자, 회전자, 영구자석 회전자, 회전축 및 브라켓을 포함하여 이루어져 있다.

상기 고정자(10)는, 예를 들어 규소 강판이 적층되어 형성되는 고정자 코어(11)와 고정자 코일(12) 포함하여 이루어진다. 여기서 상기 고정자 코어를 형성하는 강판은 내부가 중공이며, 내주를 따라 소정 각도로 배치되어 반경 방향 내측으로 돌출되는 티스(13) 및 상기 티스와 티스 사이의 공간부인 슬롯(14)이 형성된다. 그리고, 상기 고정자 코일(12)은 상기 고정자의 슬롯(14)에 삽입되어 상기 티스(13)에 감도록 구성되어 있다.

상기 회전자(20)는, 일반적으로 농형(籠形) 회전자(squirrel cage rotor)가 많이 사용되며, 도 1 및 도 2에 도시된 회전자는 상기 농형 회전자를 도시한 것이다.

이러한 회전자(20)는 중심에서 소정 반경의 외주를 따라 소정 각도로 배치된 복수개의 슬롯(21)이 형성된 강판을 적층하여 형성한다. 그리고, 상기 회전자는 상기 회전자 코어의 슬롯(21) 내에 삽입되는 봉 형상의 도체바(22)를 포함하며, 이러한 봉 형상의 도체바는 보통 구리 또는 알루미늄 봉이 사용된다.

그리고, 상기 농형 회전자(20)의 양단부는 상기 도체바(22)를 통한 전기적 단락을 이루기 위하여 앤드링(23)으로 연결되며, 일반적으로 이는 알루미늄 다이캐스팅으로 형성된다.

한편, 상기 회전자(20)는 중심부에는 축공(24)이 형성된다. 상기 축공에는 상기 회전자의 회전력을 외부로 전달하는 회전축(40)이 압입되어 상기 회전자와 상기 회전축은 일체로 회전하게 된다.

상기 영구자석 회전자(30)는 상기 고정자(10)와 상기 회전자(20) 사이에 소정 간격을 두고 회전 가능한 영구자석(31)과 상기 영구자석을 상기 회전축(40)에 회전 가능하게 지지하는 영구자석 프레임(32)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 영구자석 프레임(32)은 회전 중심에 베어링부(33)가 형성되어 상기 베어링부에 예를 들어 볼 베어링(34)이 압입되어 상기 영구자석 회전자가 상기 회전축(40)에 대하여 회전 가능하게 지지된다.

종래의 영구자석 회전자는 도 1에 도시된 바와 같이 원통 형상의 영구자석(31)과 컵 형상의 영구자석 프레임(32)으로 이루어진다. 여기서, 상기 영구자석(31)과 상기 영구자석 프레임(32)은 예를 들어 접착제를 통하여 서로 결합된다.

그러나, 종래의 HIM(1)에서 상기 영구자석 프레임(32)은 단순히 상기 고정자(10)와 상기 회전자(20) 사이에서 소정 간격을 유지하여 상기 영구자석(31)을 회전 가능하게 상기 회전축(40)에 고정 결합시키는 기능만을 수행하였다.

그리고, 일반적인 HIM(1)은 상기 고정자(10)와 결합하여 상기 HIM의 외관을 형성하고 내부에 수용되는 여러 가지 구성들을 보호하는 브라켓(50)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 회전축(40)은 상기 브라켓(50)을 관통하고, 상기 회전축 은 상기 브라켓(50)에 대하여 예를 들어 베어링(51)에 의해서 회전 가능하게 지지된다.

여기서, 상기 브라켓(50)은 하부 브라켓과 상기 하부 브라켓과 결합되는 상부 브라켓으로 이루어져 전체적인 HIM의 외관이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 회전축(40)은 상기 상부 브라켓 및 하부 브라켓을 관통하고, 상기 회전축은 상기 브라켓들에 대하여 예를 들어 베어링(51)에 의해서 회전 가능하게 지지된다.

또한, 최근에는 HIM의 조립성을 높이고, 감전 등의 위험을 낮춰 보다 안정성을 높이기 위하여 상기 고정자를 단일 사출 어셈블리로 형성하기도 한다. 즉, 상기 고정자 코어 및 고정자 코일 등을 일체로 BMC(bulk mold compound) 몰딩을 통하여 일체로 형성하는 것이다. 여기서, 상기 BMC 몰딩은 상기 하부 브라켓과 일체로 형성될 수도 있다.

그러나, 종래의 세이딩 코일형 HIM을 포함한 HIM에서는 상기 HIM이 냉장고 내부 등과 같이 상기 HIM 내부로 수분이 유입될 우려가 많은 환경에서 사용되는 경우 내구성이 저하되거나 오작동 될 우려가 많았다. 특히, 상기 HIM 내부로 유입된 수분이 결빙되어 상기 HIM이 구속되는 문제가 발생되었다.

즉, 회전축(40)을 따라 상기 HIM 내부로 유입되어 회전축(40)과 베어링(51) 사이, 영구자석 회전자(30)와 고정자(10) 사이, 영구자석 회전자(30)와 회전자(20) 사이 또는 영구자석 회전자 베어링(34)과 회전축(30)에서 상기 수분이 결빙되어 상기 HIM이 구속되는 문제가 발생하였다.

이러한 문제는 일단 상기 HIM 내부로 유입된 수분이 방출되지 않아서 발생되 므로, 상기 유입된 수분이 방출될 수 있는 HIM의 구조가 요청되었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 내부에 유입된 수분을 방출시키는 구조를 구비하여 안정성 및 내구성이 증진된 하이브리드 인덕션 모터를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고정자, 회전자, 상기 회전자의 회전력을 전달하는 회전축 및 상기 고정자와 상기 회전자 사이에서 상기 고정자에서 발생되는 회전자계로 회전함과 동시에 회전자계를 발생시켜 상기 회전자를 회전시키는 영구자석 회전자, 그리고 상기 고정자 외측에 고정 결합되어 외관을 형성하는 브라켓을 포함하여 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터에 있어서, 상기 영구자석 회전자는, 중공의 원통형 영구자석 및 상기 영구자석을 지지하며, 외주면에 수분이 방출되는 수분 방출구가 구비된 영구자석 프레임을 포함하여 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터를 제공한다.

여기서, 상기 수분 방출구는 상기 영구자석 프레임의 외주면을 관통하여 형성되며, 상기 수분 방출구는 상기 영구자석 프레임의 외주면 상에 소정 각도 간격으로 배치된 복수 개임이 바람직하다.

한편, 상기 영구자석 프레임은, 컵 형상으로 외주면과 수평면을 포함하여 이루어지고, 상기 외주면 단부에서 상기 영구자석을 지지하는 영구자석 이음부와, 상기 영구자석 프레임 중심에서 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링이 구 비되는 베어링부를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 수분 방출구는 상기 영구자석 프레임의 외주면과 수평면이 만나는 모서리 부분에 형성되고 상기 브라켓에는 유입된 수분이 방출되는 수분 방출홀이 구비됨이 바람직하다. 여기서 상기 수분 방출홀은 상기 수분 방출구의 반경 방향 직선상에 구비되는 것이 바람직할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 HIM의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하며, 전술한 바와 중복되는 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 HIM의 측단면도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 HIM은 고정자(110), 회전자(120), 영구자석 회전자(130), 회전축(140) 및 브라켓(150)을 포함하여 이루어져 있다. 여기서, 상기 구성요소에 대한 상세한 설명은 전술한 바와 같으므로 생략하며, 미설명 부호는 베어링들이다.

여기서, 본 발명에 따른 HIM(100)은 종래의 HIM과 달리 회전축140을 타고 상기 HIM의 내부로 유입된 수분을 배출할 수 있는 수분 방출수단을 구비한 것이다. 이러한 수분 방출수단은 영구자석 회전자(130)에 구비된 수분 방출구(136)일 수 있으며, 상기 브라켓(150)에 형성된 수분 방출홀(156)일 수 있다.

또한 본 발명에 따른 HIM(100)의 수분 방출수단으로서 상기 수분 방출구(136)와 상기 수분 방출홀(156)이 동시에 구비될 수도 있다. 즉, 상기 수분 방출구는 상기 HIM 내부에서 회전하는 구성 요소들 사이에 유입된 수분을 방출하는 기능을 하고, 상기 수분 방출홀은 상기 HIM 내부 유입되어 상기 HIM의 하단으로 낙하 하는 수분을 상기 HIM 외부로 방출하는 기능을 하게 된다.

여기서, 상기 수분 방출홀(156)에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 수분 방출홀(156)은 상기 브라켓의 외주면 상에 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 HIM은 회전축이 수평하게 위치될 수 있다. 일반적으로 수분이 많이 유입될 수 있는 냉장고 등에서 팬을 구동시키는 모터는 도 3과 같이 설치되게 된다.

따라서, 상기 수분 방출홀(156)은 상기 HIM의 설치되는 위치에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 상기 수분 방출홀이 저면을 향하도록 상기 브라켓에 형성됨이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 수분 방출홀이 상부를 향하도록 형성된다면 수분을 방출하여야 하는 수분 방출홀을 통해서 오히려 수분이 상기 HIM 내부로 유입될 수 있기 때문이다.

한편, 상기 수분 방출홀은 도 3에는 고정자의 오른쪽에 형성되어 있으나, 상기 고정자의 왼쪽에 형성될 수도 있다.

다음으로, 상기 영구자석 회전자(130)에 구비된 수분 방출구(136)를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 HIM의 영구자석 회전자(130)를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 영구자석 회전자(130)는 영구자석(131)과 상기 영구자석을 지지하며, 외주면에 수분이 방출되는 수분 방출구(136)가 구비된 영구자석 프레임(132)을 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 수분 방출구는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 영구자석 프레임 의 외주면을 관통하여 형성되고, 상기 수분 방출구는 상기 영구자석 프레임의 외주면 상에 소정 각도 간격으로 배치된 복수 개임이 바람직하다.

왜냐하면, 회전축을 타고 유입된 수분이 회전축, 영구자석 회전자 및 회전자의 회전가 회전할 때 원심력에 의해서 방사 방향으로 퍼지기 때문이다. 따라서, 수분이 퍼지는 방사 방향으로 수분 방출구가 형성되는 것이 바람직하고, 이를 이루기 위해서 상기 영구자석 프레임의 외주면을 관통하여 복수 개 형성됨이 바람직한 것이다.

여기서, 상기 영구자석 프레임(132)은, 컵 형상으로 외주면(138)과 수평면(139)을 포함하여 이루어지고, 상기 외주면 단부에서 상기 영구자석을 지지하는 영구자석 이음부(137); 그리고 상기 영구자석 프레임(132) 중심에서 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링(134)이 구비되는 베어링부(133)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

이러한 구조를 통하여 상기 영구자석 프레임(132)은 상기 영구자석 회전자(130)이 고정자(110)와 회전자(120) 사이에서 소정 공극을 갖고 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 지지하게 된다.

한편, 상기 수분 방출구(136)는 상기 영구자석 프레임의 외주면(138)과 수평면(139)이 만나는 모서리 부분에 형성됨이 바람직하다. 왜냐하면, 방사 방향으로 방출되는 수분이 완전히 방출되기까지 단차가 없는 것이 바람직하기 때문이다. 다시 말하면, 상기 모서리 부분에 수분 방출구가 형성되지 않고 상기 외주면(138)에만 수분 방출구가 형성된 경우에는 방사 방향으로 퍼지는 수분이 모소리 부분에 부 딪혀 방출되지 않을 수 있기 때문이다.

그리고, 전술한 상기 수분 방출홀(156)은 상기 수분 방출구(136)의 반경 방향 직선상에 구비될 수 있다. 이 경우에는 상기 수분 방출구(136)를 통하여 방출된 수분이 상기 HIM 브라켓 내부에 남아있지 않고, 곧바로 상기 수분 방출홀(156)을 통해서 외부로 방출될 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상술한 본 발명에 따르면,

첫째, 수분이 유입될 우려가 많은 환경에서 사용되는 경우에도 유입된 수분이 방출될 수 있는 하이브리드 인덕션 모터를 제공할 수 있다.

둘째, 유입된 수분이 방출될 수 있는 구조를 통해서 내구성 및 안정성이 증진된 하이브리드 인덕션 모터를 제공할 수 있다.

Claims (8)

1. 고정자, 회전자, 상기 회전자의 회전력을 전달하는 회전축 및 상기 고정자와 상기 회전자 사이에서 상기 고정자에서 발생되는 회전자계로 회전함과 동시에 회전자계를 발생시켜 상기 회전자를 회전시키는 영구자석 회전자; 그리고

   상기 고정자가 외측에 고정 결합되어 외관을 형성하는 브라켓을 포함하여 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터에 있어서,

   상기 영구자석 회전자는,

   중공의 원통형 영구자석; 및

   상기 영구자석을 지지하며, 외주면에 수분이 방출되는 수분 방출구가 구비된 영구자석 프레임을 포함하여 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수분 방출구는 상기 영구자석 프레임의 외주면을 관통하여 형성됨을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 수분 방출구는 상기 영구자석 프레임의 외주면 상에 소정 각도 간격으로 배치된 복수 개임을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 영구자석 프레임은,

   컵 형상으로 외주면과 수평면을 포함하여 이루어지고, 상기 외주면 단부에서 상기 영구자석을 지지하는 영구자석 이음부; 그리고

   상기 영구자석 프레임 중심에서 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링이 구비되는 베어링부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 수분 방출구는 상기 영구자석 프레임의 외주면과 수평면이 만나는 모서리 부분에 형성됨을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 브라켓에는 유입된 수분이 방출되는 수분 방출홀이 구비됨을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 하이브리드 인덕션 모터는 상기 수분 방출홀이 저면을 향하도록 설치됨을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
8. 고정자, 회전자, 그리고 상기 회전자의 회전력을 전달하는 회전축 및 상기 고정자와 상기 회전자 사이에서 상기 고정자에서 발생되는 회전자계로 회전함과 동시에 회전자계를 발생시켜 상기 회전자를 회전시키는 영구자석 회전자를 포함하여 이루어지며,

   상기 영구자석 회전자는,

   영구자석; 및

   상기 영구자석을 지지하며, 외주면에 수분이 방출되는 수분 방출구가 구비된 영구자석 프레임을 포함하여 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터.

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