KR100724447B1 - 외전형 전동기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외전형 전동기에 관한 것으로, 베어링에 의해 회전 지지되는 회전축과; 외주연부에 영구 자석이 장착되고, 상기 회전축과 일체로 회전하도록 상기 회전축에 고정된 회전자와; 상기 영구 자석과 상기 회전축의 반경 방향으로 이격되어 설치된 고정자와; 상기 베어링 외경에 장착되어 상기 고정자를 지지하는 지지 브라켓을; 포함하여, 전동기의 구조가 간단하고 소형화시킬 수 있으며 냉각특성이 향상될 수 있는 외전형 전동기를 제공한다.

외전형 전동기, 브라켓, 마운팅 베이스, 방진부재

Description

외전형 전동기{EXTERNAL ROTOR TYPE MOTOR}

도 1은 종래의 외전형 전동기의 내부 구성을 도시한 단면도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외전형 전동기의 내부 구성을 도시한 단면도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 외전형 전동기의 절개 사시도

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 외전형 전동기의 내부 구성을 도시한 단면도

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

9: 사용 대상 99: 고정볼트

100: 외전형 전동기 110: 고정자

120: 회전자 121: 영구 자석

122: 회전자 프레임 130: 회전축

140: 지지 베어링 141: 제1베어링

142: 제2베어링 150: 지지 브라켓

151: 제1브라켓 151a,152a: 중심부

151b,152b: 절곡부 151c,152c: 관통공

152: 제2브라켓 153: 마운팅 베이스

170: 방진부재

본 발명은 외전형 전동기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 좁은 장소에 설치할 수 있도록 두께를 작게 할 뿐만 아니라 부품의 수가 적어 제조 비용이 절감되고 전동기의 냉각 특성을 향상시킨 외전형 전동기에 관한 것이다.

일반적으로 외전형 전동기는 세탁기나 에어컨 등의 팬 구동에 주로 사용되는 전동기로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 외전형 전동기(1)의 고정자측(50)은 하우징(52), 엔드 브라켓(51), 고정자(10) 등으로 구성되며, 회전자측(20)은 회전자(20a), 영구자석(21), 회전축(30) 등으로 구성된다.

상측 베어링(42)은 하우징(52)의 베어링 고정부(52a)에 의해서 고정되고, 하측 베어링(41)은 엔드 브라켓(51)의 베어링 고정부(51a)에 의해서 고정된다.

회전축(30)은 회전자(20a)의 보스부(22)에 압입되어 고정된다. 보스부(22)에 압입되는 회전축(30)의 외주면에는 널링(knurling) 공구 요철(31)이 형성되어 있다. 이 널링 공구 요철(31)에 의해 회전축(30)은 보스부(22)에 압입되어 결합된다.

고정자(10)는 엔드 브라켓(51)에 장착된 별도의 고정부(54)에 의해 지지 고정된다.

상기와 같은 구성하에서 회전자(20a)와 고정자(10)는 하우징(52)과 엔드 브라켓(51)으로 이루어진 공간 내부에 위치하게 된다.

도면 중 미설명 부호 "60"은 전자부품이다.

외전형 전동기의 동작 원리는 공지이고, 본 발명과 직접적인 관계가 없기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

상기의 구성과 같은 종래의 외전형 전동기의 회전자와 고정자는 하우징과 엔드 브라켓으로 이루어지는 공간 내부에 설치되기 때문에 회전자와 고정자의 냉각에 문제가 있었다. 즉, 공기를 이용하여 냉각을 할 경우에 회전자와 고정자가 외부에 노출되어 있지 않아서 냉각이 잘 되지 않는 문제점이 있었다.

또한, 회전축에 널링 공구를 이용하여 요철을 만들어야 하는 공정으로 인하여 제작효율이 떨어지고, 엔드 브라켓을 이용하여 사용 대상 제품에 전동기를 취부하기 때문에 취부 구조가 커지는 문제점이 있었으며, 별도의 고정부를 이용하여 고정자를 지지하기 때문에 전동기의 전체적인 두께가 커지는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 별도의 방진수단이 전동기에 구비되어 있지 않기 때문에 전동기의 구동시 발생하는 진동이 직접 사용 대상 제품으로 전달되어 소음이 커지는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 전동기의 두께를 크게 줄임에 따라 폭이 좁은 장소에도 쉽게 적용할 수 있는 외전형 전동기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 취부 대상에 용이하게 취부할 수 있는 외전형 전동기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 부품의 수를 크게 줄임으로써 조립에 소요되는 작업 시간을 줄여 제조 비용을 절감하는 것이다.

또한, 본 발명은, 전동기로부터 발생되는 진동이나 소음의 전달을 최소화하는 외전형 전동기를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 베어링에 의해 회전 지지되는 회전축과; 영구 자석이 원주 방향을 따라 다수 장착되고, 상기 회전축과 일체로 회전하도록 상기 회전축에 고정된 회전자와; 상기 영구 자석과 상기 회전축의 반경 방향으로 이격되어 설치된 고정자와; 상기 베어링에 접촉하며 고정되어 상기 고정자를 지지하는 지지 브라켓을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 외전형 전동기를 제공한다.

이를 통해, 별도의 하우징이나 고정을 위한 부재가 없더라도, 지지 브라켓만으로 고정자를 지지할 수 있게 되어, 외전형 전동기의 고정자를 고정하기 위한 부품의 수를 크게 줄일 수 있고, 전동기의 두께를 줄여 소형화할 수 있을 뿐만 아니라, 별도의 하우징이 없이 회전자가 외부에 노출되므로, 발열량이 많은 고정자는 외부의 찬공기와 직접적인 열교환이 허용됨에 따라 발열 효율이 향상되어 전동기의 냉각 특성을 크게 향상시킬 수 있다.

상기 베어링은 서로 이격된 제1베어링 및 제2베어링으로 이루어지고, 상기 지지 브라켓은 상기 제1베어링 및 상기 제2베어링의 외경에 각각 장착된 제1브라켓 및 제2브라켓으로 이루어진다. 즉, 이 때, 제1베어링 및 제2베어링은 상기 회전축 에 고정되고, 상기 지지 브라켓은 상기 베어링에 고정되어 지지되며, 상기 고정자는 지지 브라켓에 의해 지지된다. 따라서, 상기 고정자는 지지 브라켓에 의해서만 지지됨으로써, 전동기의 두께가 크게 줄어들게 된다.

또한, 상기 지지 브라켓이 상기 제1베어링 및 제2베어링 외경에 각각 장착되는 제1브라켓 및 제2브라켓으로 이루어짐에 따라, 제1브라켓 및 제2브라켓 사이에 공간이 형성되는데 이 공간에 전동기를 구동하기 위한 구동회로기판을 설치할 경우 구동회로기판을 위한 별도의 공간이 필요하지 않게 되어 전동기의 크기 또는 두께를 줄일 수 있으며 구동회로 일체형 전동기를 만들 수 있다.

또한, 상기 제2브라켓과 결합되는 마운팅 베이스를 더 포함하여 구성될 수도 있다. 이와 같이 하우징이나 엔드 브라켓에 마운팅 베이스를 결합하지 않고 고정자를 지지하는 제2브라켓에 마운팅 베이스를 결합함으로써 기구적 안정성을 확보할 수 있으며 마운팅 베이스의 취부 공간을 줄일 수 있다.

여기서, 상기 마운팅 베이스는 상기 제2브라켓과 일체로 형성됨으로써 전동기의 구조를 더욱 간단하게 할 수도 있다. 또한, 제2브라켓과 마운팅 베이스를 결합하는 별도의 공정이 필요 없게 되고 제2브라켓과 마운팅 베이스를 하나의 부재로 생산할 수 있어 생산성이 향상된다.

한편, 상기 마운팅 베이스에 방진부재가 더 설치될 수도 있다. 방진부재를 설치하여 전동기의 구동에 따른 진동과 이로 인한 소음을 방지하여 정숙한 운전 환경을 만들 수 있다. 방진부재로는 방진고무 또는 방진 스프링 등을 이용할 수 있다.

상기 회전축은 고정볼트에 의해 상기 회전자에 고정되거나 회전자에 압입 고정된다. 고정볼트를 이용하거나 압입하여 회전축을 회전자에 결합함으로써 전동기의 용이하게 제조할 수 있다. 즉, 회전축과 회전자를 결합하기 위해서 회전축을 널링(knurling) 가공하는 단계가 필요 없어 생산성이 향상될 수 있다.

이러한 발명의 목적과 특징은 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외전형 전동기의 내부 구성을 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 외전형 전동기의 절개 사시도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 외전형 전동기의 내부 구성을 도시한 단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 외전형 전동기(100)는, 원주 방향으로 배열된 고정자(110)와, 고정자(110)의 바깥쪽으로 미세한 간극을 두고 이격되어 원주 방향으로 다수 배열된 영구 자석(121)을 고정한 회전자(120)와, 회전자(120)와 일체로 결합되어 함께 회전하는 회전축(130)과, 상기 회전축(130)을 회전 지지하는 한 쌍의 베어링(140)과, 베어링(140)의 외주를 감싸 도록 베어링(140)에 고정된 한 쌍의 지지 브라켓(150)과, 지지 브라켓(150)의 사이 공간에 형성된 구동회로기판(미도시)으로 구성된다.

상기 고정자(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 원주 방향을 따라 교대로 극성이 바뀌도록 다수개로 배열된다.

상기 회전자(120)는 중심부에 압입부(120a)가 절곡 형성되어 고정 볼트(99)로 회전축(130)에 고정됨에 따라 회전축(130)과 일체로 회전하며, 회전자 프레임(122)이 외주연부에 회전축(130)의 방향으로 절곡 형성되고, 회전축(130)의 반경 방향으로의 회전자 프레임(122)의 내측면에 원주 방향을 따라 다수의 영구 자석(121)이 고정된다. 이 때, 고정자(110)와 영구 자석(121)은 회전축(130)의 반경 방향으로의 미세한 에어 간극을 두고 이격된다.

상기 회전축(130)은 상기 압입부(120a)의 내주면에 중간끼워맞춤 내지 억지끼워맞춤에 의해 끼워지고, 고정볼트(99)로 회전자(120)와 결합된다. 여기서 고정볼트(99)는 상기 압입부(120a)의 볼트공(123)을 관통하여 회전축(130)의 암나사부 (131)에 체결된다. 이와 같이 압입이나 고정볼트를 이용하여 회전축(130)과 회전자(120)를 결합함으로써 회전축에 널링(knurling) 가공 등을 할 필요가 없게 되므로, 회전축(130)과 회전자(120)를 용이하게 결합할 수 있다.

상기 베어링(140)은 회전축(130)을 회전 지지 하기 위하여 소정 거리만큼 이격된 제1베어링(141)과 제2베어링(142)으로 이루어진다.

상기 지지 브라켓(150)은 제1베어링(141)의 외주면을 감싸듯이 접촉하며 고정되는 제1브라켓(151)과, 제2베어링(142)의 외주면을 감싸듯이 접촉하며 고정되는 제2브라켓(152)으로 구성된다.

여기서, 제1브라켓(151) 및 제2브라켓(152)은, 제1베어링(141) 및 제2베어링(142) 내로 외부의 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여 제1베어링(141) 및 제2베어링(142)의 일측면을 덮는 중심부(151a,152a)가 각각 형성되고, 회전축(130)과의 간섭을 회피하기 위하여 회전축(131)의 외경보다는 큰 관통공(151c,152c)이 중심부(151a,152a)에 각각 형성되며, 제1브라켓(151) 및 제2브라켓(152) 사이의 공간을 극대화하기 위하여 베어링(141,142)의 외경에는 'U'자 형의 절곡부(151b,152b)가 각각 형성된다. 이를 통해, 지지 브라켓(150)의 중심부(151a,152a)는 반경 방향으로의 소정의 탄성 변위가 허용되어, 제1브라켓(151) 및 제2브라켓(152)은 보다 견고하면서 용이하게 제1베어링(141) 및 제2베어링(142)에 각각 고정 가능하다.

여기서, 상기 관통공(151c, 152c)은 회전축(130)을 통과시키기 위해 형성되는데, 회전축(130)이 제2브라켓(152)을 통과하지 않게 구성되는 경우에는 하측의 관통공(152c)을 형성하지 않아도 무방하다. 또한, 지지 브라켓(150)의 중심부(151a,152a)에는 상기 지지 베어링(140)의 외경이 장착되어 고정된다. 따라서, 상기 지지 베어링(140)의 내경은 회전축(130)을 지지하고, 외경은 상기 중심부(151a,152a)에 의해 지지되면서 회전축(130)의 회전이 가능하게 된다.

이와 같이 고정자(110)를 제1브라켓 및 제2브라켓(151,152)에 의해 지지 고정함으로써 별도의 고정자 지지부재가 필요 없으며 제1브라켓 및 제2브라켓(151,152) 사이의 공간(A)을 활용할 수 있어 전동기를 소형화할 수 있다. 예를 들면, 제1브라켓 및 제2브라켓(151,152) 사이의 공간(A)에 전동기의 구동회로기판(미도시)을 설치하여 전동기의 전체 두께를 줄일 수 있다.

또한, 상기 절곡부(151b,152b)를 형성함으로써 상기 고정자(110)를 탄성적으로 지지할 수 있다. 즉, 상기 절곡부(151b,152b)를 형성함으로써 지지 브라켓(150)이 판(板) 스프링과 같은 역할을 하게 되어 고정자(110)를 지지 브라켓(150)의 탄성력에 의해 지지할 수 있다.

제2브라켓(152)에는 마운팅 베이스(153)의 일단이 결합된다. 상기 마운팅 베이스(153)의 타단에는 방진부재(170)가 장착된다. 여기서, 방진부재(170)는 상기 마운팅 베이스(153)와 사용 대상 제품(9) 사이에 장착되어 전동기의 구동에 따른 진동이나 이로 인한 소음을 방지한다. 여기서, 방진부재(170)는 방진고무 또는 방진 스프링 등이 될 수 있다. 이로 인하여, 고정자(110)를 지지하는 지지 브라켓(150)을 중심으로 사용 대상 제품(9)에 전동기가 취부되기 때문에 기구적 안정성이 커지고 취부구조를 줄일 수 있게 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 외전형 전동기(100)는, 제2브라켓(152)과 마운팅 베이스(153)를 일체로 형성된 점에서 도2 및 도3의 일 실시예의 구성과 상이하다. 제2브라켓(152)과 마운팅 베이스(153)를 일체로 형성함에 따라, 고정자(110) 지지를 위한 제2브라켓(152')을 마운팅 베이스 겸용으로 사용할 수 있게 되어 더욱 전동기의 구조를 간단하게 할 수 있고 제2브라켓(152')이나 마운팅 베이스의 제작이 보다 용이해진다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명 의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것이 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 별도의 하우징 없이 회전축을 회전자에 볼트에 의해서 고정하거나 압입하여 고정함으로써 회전축의 체결을 간단하게 할 수 있으며, 별도의 고정부재나 엔드 브라켓 없이 고정자를 제1브라켓 및 제2브라켓에 의해 지지함으로써 전동기의 구조가 간단해질 뿐만 아니라 회전자와 고정자가 외부에 노출되어 전동기의 냉각 효율이 향상되며 제1브라켓 및 제2브라켓 사이의 공간을 활용할 수 있어 전동기를 소형화할 수 있다.

또한, 본 발명은 제2브라켓에 결합되거나 제2브라켓과 일체로 형성된 마운팅 베이스를 이용하여 사용 대상 제품에 전동기를 취부함으로써 사용 대상 제품에 밀착하여 취부할 수 있게 되어 취부 공간을 줄일 수 있고, 지지 브라켓을 중심으로 사용 대상 제품에 취부되기 때문에 기구적 안정성이 확보되며, 방진부재를 장착함으로써 전동기 구동에 의한 진동 및 이로 인한 소음을 방지할 수 있다.

Claims (9)

1. 베어링에 의해 회전 지지되는 회전축과;

   영구 자석이 원주 방향을 따라 다수 장착되고, 상기 회전축과 일체로 회전하도록 상기 회전축에 고정된 회전자와;

   상기 영구 자석과 상기 회전축의 반경 방향의 내측으로 이격되어 설치된 고정자와;

   상기 베어링에 접촉하며 고정되어 상기 고정자를 지지하는 지지 브라켓을;

   포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 외전형 전동기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 베어링은 서로 이격된 제1베어링 및 제2베어링으로 이루어지고;

   상기 지지 브라켓은 상기 제1베어링 및 상기 제2베어링의 외경에 각각 장착된 제1브라켓 및 제2브라켓으로 이루어진 것을 특징으로 하는 외전형 전동기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 고정자는 그 일부가 상기 제1브라켓과 상기 제2브라켓 사이에 끼워지도록 구성된 것을 특징으로 하는 외전형 전동기.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 지지 브라켓은 상기 베어링의 외경을 감싸게 형성되고, 그 바깥쪽으로 다시 굽어지도록 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 외전형 전동기.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 외전형 전동기를 설치하고자 하는 대상과 연결 고정하는 마운팅 베이스가 상기 제2브라켓과 고정된 것을 특징으로 하는 외전형 전동기.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 마운팅 베이스는 상기 제2브라켓과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 외전형 전동기.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,

   상기 마운팅 베이스는 방진 부재에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 외전형 전동기.
8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 회전축은 고정볼트에 의해 상기 회전자에 고정되거나 회전자에 압입 고정되는 것을 특징으로 하는 외전형 전동기.
9. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 회전자는 외주연부가 상기 회전축 방향으로 절곡 형성되고, 상기 회전축의 반경 방향으로의 절곡부의 내측에 상기 영구 자석이 고정된 것을 특징으로 하는 외전형 전동기.

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