KR100881853B1 - 어스피레이션 모터용 축지지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인카 센서 조립체의 회전축 및 슬리브 베어링이 수직이 되게 인스트루먼트 패널에 취부시키며, 회전축을 지지하는 부싱의 하단 형상을 변경하여, 회전축이 회전함에 의해 발생되는 오일 누설 및 소음 발생을 방지하는 축지지장치, 어스피레이션 모터 및 이를 이용한 인카 센서 조립체에 관한 것이다.

본 발명의 인카센서 조립체는, 하우징의 기류 경로 내부에 배치된 임펠러를 회전 구동하기 위한 구동 모터와, 상기 임펠러의 작동에 따라 기류 경로로 도입되는 실내 공기의 온도 신호를 측정하는 온도 센서를 포함하는 인카센서와; 상기 하우징의 기류 경로로 차량의 실내공기를 안내하도록 일단이 인스트루먼트 패널에 고정되고, 타단이 상기 하우징의 선단부와 결합 고정되는 덕트로 구성되며, 상기 구동 모터의 회전축을 수직 방향으로 배치하도록 상기 덕트는 중앙 부분이 상기 인스트루먼트 패널과 자동차의 바닥면 사이에 형성되는 경사각만큼 절곡되는 것을 특징으로 한다.

인카 센서, 어스피레이션 모터, 오일 누설, 회전축, 슬리브 베어링

Description

어스피레이션 모터용 축지지장치{Shaft Supporting Apparatus for Aspiration Motor}

본 발명은 어스피레이션 모터용 축지지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 인카 센서 조립체의 회전축 및 슬리브 베어링이 인스트루먼트 패널에 수직이 되게 취부시키며, 회전축에 지지하는 부싱의 하단 형상을 변경하여, 회전축이 회전함에 의해 발생되는 오일 누설 및 소음 발생을 방지하는 어스피레이션 모터용 축지지장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 우천시나 하절기, 동절기 등과 같이 외부 날씨 환경에 관계없이 운전자의 설정 조건을 충족시켜 자동차 실내를 쾌적하게 유지시키는 공조 장치를 구비하고 있으며, 이러한 공조 장치는 난방 시스템과 냉방 시스템을 동시에 구비한다.

또한, 공조 장치는 난방 시스템과 냉방 시스템의 선택적 구동이 운전자의 조작에 따라 이루어지는 수동방식에서 운전자의 설정 온도에 따라 자동으로 실내 온 도를 유지하도록 난방 시스템과 냉방 시스템을 자동으로 제어하는 자동 방식으로 구분되며, 점차 수동 방식에서 자동 방식으로 옮겨가고 있다.

상기한 자동식 공조 장치에서는 자동차의 실내 온도나 습도를 검출하여 공조 장치로 전송하기 위한 인카 센서 조립체가 구비되어 있으며, 인카 센서 조립체는 어스피레이터(aspirator) 방식 또는 송풍 방식에 의해 자동차의 실내 공기를 흡입하여 외부 또는 실내로 배출하면서 기류 경로 상에 설치된 온도 또는 습도 센서에 의해 온도 또는 습도를 측정한다.

이러한 인카 센서 조립체는 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 자동차 실내의 공조 조작 패널이 부착되는 인스트루먼트 패널(1)의 그릴(2) 배면에 설치되는 것이 일반적이다.

도 2는 종래의 인카 센서 조립체의 취부 구조를 설명하기 위한 단면도로, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 인카 센서 조립체(20)는 자동차의 실내를 향하여 개구되어 있는 그릴(2)의 배면에 한쌍의 플랜지(41a, 41b)를 한쌍의 고정 나사(42a, 42b)를 사용하여 고정시킨다.

상기 인카 센서 조립체(20)는 하우징(14)의 내부에 자석(5a)으로 형성되는 로터(5)와 코일(6a)이 권선되어 형성되는 스테이터(6)와 상기 로터(5)에 회전 가능하게 결합되는 회전축(7)으로 구성되는 어스피레이션 모터와, 상기 로터(5)와 일체로 결합되며, 상기 어스피레이션 모터의 회전함에 의해 회전하는 임펠러(30)가 구비되어, 임펠러(30)의 회전에 의해 자동차의 실내 공기를 그릴(2)을 유입구(3)를 통해 흡입된 이후에 임펠러(20)의 측면에 형성된 배출구(4)로 배출되는 기류 경 로(2a)가 형성된다.

이에 따라 자동차 실내 공기의 기류 경로(5) 상에 설치되어 있는 온도 센서(40)는 자동차의 실내 온도를 정확하게 검출하여 자동차의 공조 장치로 전송한다.

이러한, 인카 센서 조립체(20)는 외형을 형성하는 하우징(14)과, 온도 센서(40)에서 검출한 실내 온도의 신호를 자동차의 공조 장치로 전송하기 위한 신호용 PCB(13)와, 신호용 PCB(13)를 통해 전송되는 신호를 자동차의 공조 장치로 전송하는 신호 터미널(22)과, 코일(6a)에 구동 신호를 인가하기 위한 제어용 PCB(15)를 구비한다.

하우징(14)의 일측, 예를 들어, 측면에는 자동차 그릴(2)의 배면에 인카 센서 조립체(20)를 고정할 때 사용되는 한쌍의 플랜지(41a, 41b)가 양측으로 돌출되어 있고, 각 플랜지(41a, 41b)에는 각각 러버로 이루어지는 원형 그로밋(grommet)이 결합되어 소음 및 진동 흡수용으로 사용될 수 있다.

또한, 임펠러(30)를 회전시키기 위한 회전력을 발생시키는 어스피레이션 모터는 임펠러(20)와 일체로 형성된 자석(5a)으로 형성되는 로터(5)와, 제어용 PCB(15)에 저면이 결합되는 스테이터 지지판(10)과 스테이터 지지판(10)의 중심부에서 신장된 보스(9) 및 보빈(8)에 의해 마련되는 공간에 코일(6a)이 권선되어 형성되는 스테이터(6)와 회전축(7)으로 구성된다.

아울러, 회전축(7)은 로터(5) 및 임펠러(20)에 일체로 결합되며, 스테이터(6) 중심부에 회전 가능하게 삽입 결합되며, 로터(5)의 회전에 의해 임펠러(20) 가 회전 가능하도록 한다.

상기 회전축(7)의 일측 상에는 회전축(7)에 밀착되어 회전을 미끄럽게 하는 베어링 시트(11)가 구비되고, 스테이터(6)의 보스(9)와 회전축(7) 사이에는 회전축(7)의 회전을 지지하는 슬리브 베어링(12)이 위치한다.

또한, 스테이터 지지판(10)에 일체로 형성되는 베어링 시트(11)와, 회전축(7)과 슬리브 베어링(12) 사이에 마련되는 공간에는 회전축(7)의 회전에 따른 마찰 계수를 감소시키기 위한 오일(grease)(16)이 충진된다.

이러한, 인카 센서 조립체(20)의 취부 구조에서는 측면에 마련되는 한쌍의 플랜지(41a, 41b)를 통해 고정됨에 의해 회전축(7)과 슬리브 베어링(12)이 지면과 수평하게 위치하게 되어, 회전축(7)이 회전할 때, 오일(15)에 누설되게 된다.

도 3a 내지 도 3c는 오일의 누설을 설명하기 위한 회전축과 슬리브 베어링 결합도로서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 슬리브 베어링(12) 내부에 마련되는 공간에 회전축(7)이 삽입 결합되어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 회전축(7)이 회전함에 의해 정압(+) 및 부압(-)이 발생하게 된다.

따라서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 회전축(7)이 회전함에 의해 발생되는 정압(+) 및 부압(-)이 발생하는 영역으로 충진되어 있는 오일(16)이 누설된다.

이와 같이, 인카 센서 조립체(20)에서 충진되어 있는 오일(16)이 누설됨에 따라 회전축(7)의 회전시에 마찰저항이 증가하여 소음이 크게 발생하게 되며, 회전축(7) 및 슬리브 베어링(12)이 마찰함에 의해 마모되어 수명이 단축되는 원인이 된다.

한편, 도 4는 회전축이 슬리브 베어링 내부에서 회전하는 상태를 도시한 도면으로, 슬리브 베어링(12)이 보스(9)의 하측에 배치되는 경우 회전축(7)은 회전시에 중심이 약간 기울어지게 됨에 따라 회전축(7)의 일측에 형성되는 반구면(R)이 슬리브 베어링(12)에 접촉될 수 있다.

이러한 접촉이 발생하면 회전축(7)의 일측면에 형성되는 반구면(R)에는 조도 및 스크레치(scratch)가 형성되므로, 회전축(7)이 회전함에 따라 슬리브 베어링(12)과 반구면(R)이 접촉하게 되어 소음이 발생하며, 회전축(7) 및 슬리브 베어링(12)의 수명을 감소시키게 된다.

즉, 회전축(7)을 인서트 몰딩 방식으로 구현할 때, 반구면(R)을 형성하는 금형의 정밀 제작이 어려운 현실이므로, 반구면(R)에 스크레치가 발생할 수밖에 없으므로, 이로 인해, 인카 센서 조립체(20)가 구동되어 회전축(7)이 회전할 때, 소음이 발생하며, 어스피레이션 모터의 수명이 단축된다.

한편, 동 출원인에게 허여된 특허 등록 제 0640685호에서는 자동차의 종류에 따른 취부 구조에 대응하여 위치 설정되는 제1 결합부와 표준화된 인카 센서 조립체를 결합시키기 위한 제2 결합부를 실장보드에 소정의 간격을 두고 구비함에 의해 차종에 따라 차량의 취부 구조가 변경될지라도 실장보드의 제1 결합부의 위치와 형상만을 변경하고, 제2 결합부와 그 형상은 그대로 유지할 수 있어, 인카 센서 조립체의 표준화를 도모할 수 있으며, 실장보드의 재질이 흡음 및 진동 흡수 기능을 갖는 스폰지로 이루어져 있어 인카 센서 조립체로부터 발생된 소음과 진동이 자동차의 취부 구조로 전달되는 것을 차단할 수 있는 자동차용 공조 장치의 인카 센서 조 립체의 취부 구조가 제시되었다.

그러나, 선등록 특허에서는 회전축과 슬리브 베어링이 수평, 즉 자동차의 바닥(지면)과 수평하게 배열됨에 따라 오일이 누설되는 현상을 방지할 수 있는 취부 구조가 제안되지 않음은 물론, 회전축의 반구면(R)이 슬리브 베어링에 접촉하여, 반구면(R)에 형성되는 조도 및 스크레치에 의해 발생되는 소음 및 수명 단축을 해결할 수 있는 방법이 제시되어 있지 않다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은, 인카 센서 조립체에서 임펠러와 로터를 회전축에 지지하는 부싱의 하단 형상을 변경하여, 회전축의 회전시에 충진된 오일이 누설되지 않도록 하는 어스피레이션 모터용 축지지장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 모터 회전축의 반구면(R)과 슬리브 베어링이 접촉하여 반구면(R)에 조도 및 스크레치가 형성됨에 의해 발생되는 소음 및 수명 단축을 방지할 수 있는 어스피레이션 모터용 축지지장치를 제공하는 데 있다.

삭제

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 회전축, 상기 회전축이 부싱을 통하여 중앙에 지지된 로터 및 스테이터로 이루어지는 모터의 회전축을 회전 가능하게 지지하기 위한 축지지장치에 있어서, 상기 스테이터의 코일을 지지하는 스테이터 지지판의 중앙으로부터 상기 로터의 중앙으로 돌출되며 상기 회전축의 하단이 삽입되는 요홈을 갖는 보스와; 상기 보스 요홈의 바닥에 삽입 설치되어 회전축 하단을 지지하는 베어링 시트와; 상기 보스 요홈의 내주부에 설치되어 회전축의 외주면을 지지하는 슬리브 베어링과; 상기 보스 요홈에 충전되어 있는 오일과; 상기 보스의 상단에 결합되어 슬리브 베어링의 이탈을 방지하기 위한 캡을 포함하며, 상기 부싱의 하단은 상기 캡의 내주부로 연장 형성되며, 상기 부싱의 하단과 회전축의 외주부 사이에 회전축을 따라 누설되는 오일을 보스 요홈으로 리턴시키기 위한 오일 리턴 요홈을 형성한 것을 특징으로 하는 축지지장치를 제공한다.

이 경우 상기 오일 리턴 요홈은 상측으로 올라갈수록 직경이 좁아지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 슬리브 베어링은 상기 베어링 시트로부터 회전축 하단의 반구면 부분보다 높은 위치에 설치되어 회전축의 반구면이 슬리브 베어링과 접촉하지 않도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기한 축지지장치는 부싱 구조와 슬리브 베어링의 설정 위치를 변경함에 의해 회전축의 회전시에 충진된 오일이 누설되된 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 임펠러의 하부면에 일체로 형성되 며 내부에 다수 세트의 극성이 교대로 배치된 자석을 구비하고 중앙부에 하측방향의 요홈을 형성하는 융기부가 상방향으로 돌출 형성된 로터와; 상기 로터의 융기부 중앙에 일체로 형성되는 부싱에 지지되는 회전축과; 상기 로터와 대향 배치되어 로터를 회전 구동시키기 위한 전자기력을 발생하도록 스테이터 지지판과 일체로 형성된 보빈에 코일이 권선된 스테이터와; 상기 스테이터 지지판의 중앙부에 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하기 위한 축지지수단을 포함하며, 상기 축지지수단은 상기 스테이터 지지판의 중앙으로부터 상기 로터의 융기부 중앙으로 돌출되며 회전축이 삽입되는 요홈을 갖는 보스와, 상기 보스 요홈의 바닥에 삽입 설치되어 회전축 하단을 지지하는 베어링 시트와, 상기 보스 요홈의 내주부에 설치되어 회전축의 외주면을 회전 가능하게 지지하며, 회전축의 반구면이 슬리브 베어링과 접촉하지 않도록 상기 베어링 시트로부터 회전축 하단의 반구면 부분보다 높은 위치에 설치되는 슬리브 베어링과, 상기 보스 요홈에 충전되어 있는 오일과, 상기 보스의 상단에 결합되어 슬리브 베어링의 이탈을 방지하기 위한 캡을 포함하며, 상기 부싱의 하단은 상기 캡의 내주부로 연장 형성되며, 상기 부싱의 하단과 회전축의 외주부 사이에 회전축을 따라 누설되는 오일을 보스 요홈으로 리턴시키기 위한 오일 리턴 요홈을 형성한 것을 특징으로 하는 어스피레이션 모터를 제공한다.

이 경우, 상기 오일 리턴 요홈은 상측으로 올라갈수록 직경이 좁아지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 어스피레이션 모터는 상기 베어링 시트 외주 상에 자기 회로를 형성하는 다각형의 백 요크와, 상기 로터의 자석 극성을 검출하는 홀 소자를 더 포 함하며, 상기 베어링 시트, 상기 백 요크 및 상기 홀 소자는 열경화성 수지를 이용하여 인서트 몰딩 방식으로 스테이터 지지판 내부에 사출 성형될 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명의 인카센서 조립체는, 하우징의 기류 경로 내부에 배치된 임펠러를 회전 구동하기 위한 구동 모터와, 상기 임펠러의 작동에 따라 기류 경로로 도입되는 실내 공기의 온도 신호를 측정하는 온도 센서를 포함하는 인카센서와; 상기 하우징의 기류 경로로 차량의 실내공기를 안내하도록 일단이 인스트루먼트 패널에 고정되고, 타단이 상기 하우징의 선단부와 결합 고정되는 덕트로 구성되며, 상기 구동 모터의 회전축을 수직 방향으로 배치하도록 상기 덕트는 중앙 부분이 상기 인스트루먼트 패널과 자동차의 바닥면 사이에 형성되는 경사각만큼 절곡되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 인카센서 조립체는, 내부에 기류 경로를 갖는 하우징과; 차량의 실내로부터 기류 경로로 실내 공기를 흡입하기 위해 상기 하우징 내에 회전 가능하게 배열된 임펠러와; 상기 하우징 내에 배열되며 상기 임펠러를 회전 구동시키기 위한 구동모터와; 상기 기류 경로로 도입되는 실내 공기의 온도 신호를 측정하여 공조장치로 전송하는 온도 센서와; 상기 하우징의 기류 경로로 차량의 실내공기를 안내하도록 일단이 인스트루먼트 패널에 고정되고, 타단이 상기 하우징의 선단부와 결합 고정되는 덕트로 구성되며, 상기 구동모터의 회전축을 수직 방향으로 배치하도록 상기 덕트는 중앙 부분이 상기 인스트루먼트 패널과 자동차의 바닥면 사이에 형성되는 경사각만큼 절곡되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 인카센서 조립체는, 하우징의 기류 경로 내부에 배치된 임펠러를 회전 구동하기 위한 구동 모터와, 상기 임펠러의 작동에 따라 기류 경로로 도입되는 실내 공기의 온도 신호를 측정하는 온도 센서를 포함하는 인카센서와; 상기 구동 모터의 회전축을 수직 방향으로 배치하도록 인스트루먼트 패널로부터 연장되어 하우징의 선단부와 결합 고정되는 신장부와; 상기 하우징의 기류 경로로 차량의 실내공기를 안내하기 위하여 상기 인스트루먼트 패널로부터 연장되는 덕트 형성부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 신장부와 덕트 형성부는 각각 상기 구동 모터의 회전축을 수직 방향으로 배치하도록 상기 인스트루먼트 패널과 자동차의 바닥면 사이에 형성되는 경사각만큼 상기 신장부와 덕트 형성부는 상기 인스트루먼트 패널로부터 경사각을 갖고 연장 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 덕트의 일단은 인스트루먼트 패널에 나사 결합방식으로 고정되고, 타단은 상기 하우징의 선단부와 후크를 이용한 스냅결합방식으로 고정되는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 인카센서 조립체는 덕트의 일단이 인스트루먼트 패널에 나사 결합방식으로 고정될 때, 덕트의 일단에 형성된 수용홈에 내장되어 인카센서 조립체로부터 인스트루먼트 패널로 전달되는 진동 및 소음 흡수하기 위한 충격흡수부재를 더 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 인카 센서 조립체의 회전축 및 슬리브 베어링이 지면과 수직 상태를 이루도록 인스트루먼트 패널에 취부함에 의해, 회전 축의 마찰 계수를 줄여 주는 오일이 회전축의 회전에 의해 누설되는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 인카 센서 조립체에서는 임펠러/로터를 회전축에 지지하는 부싱의 하단 형상을 누설 오일 리턴 구조로 변경함에 의해 오일의 누설을 억제할 수 있다.

아울러, 본 발명에 따르면, 어스피레이션 모터의 회전축에서 반구면이 슬리브 베어링에 접촉하지 않도록 하여 반구면이 슬리브 베어링에 접촉함에 의해 발생하는 소음 및 수명 단축을 방지한다.

이하, 본 발명에 따른 어스피레이션 모터, 이를 이용한 인카 센서 조립체 및 인카 센서 조립체의 취부 구조를 첨부한 도면을 참조하여 상세 설명한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 인카 센서 조립체를 설명하기 위한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인카 센서 조립체(50)의 상부에는 자동차의 실내 공기가 유입되는 유입구(56)가, 측면에는 유입구(56)로 유입되는 공기가 배출되는 배출구(57)가 마련된다.

즉, 인카 센서 조립체(50)의 자동차의 실내 공기가 유입되는 유입부(56)로부터 측면의 적어도 하나 이상의 배출구(57)로 통하는 기류 경로(54)로 자동차의 실내 공기가 유입/배출되게 된다.

상기 인카 센서 조립체(50)는 외형을 형성하는 상부 하우징(62a) 및 하부 하 우징(62b)과, 유입구(56)에서 유입되어 배출구(57)로 배출되는 기류 경로(54) 상에 위치하여, 자동차의 실내 공기 온도를 센싱하는 온도 센서(55)와, 상부 하우징(62a)의 내부 일측면 상에 위치하며, 온도 센서(55)에서 센싱한 신호를 자동차의 공조 장치로 전송하기 위한 신호용 PCB(63)와, 신호용 PCB(63)와 접촉하여 온도 센서(55)가 센싱한 신호를 자동차의 공조 장치로 전송하고, 어스피레이션 모터(70)에 대한 구동신호를 수신하는 다수의 신호 터미널(68)을 구비한다.

또한, 인카 센서 조립체(50)는 어스피레이션 모터(70)가 회전함에 의해 회전하여 자동차의 실내 공기가 유입/배출되는 기류 경로(54)를 형성하는 임펠러(65)와, 임펠러(65)의 상승을 억제하기 위한 스토퍼(67)와, 상기 임펠러(65)를 회전시키는 회전력을 발생시키는 스테이터(80)와 로터(71)와 회전축(90)으로 구성되는 어스피레이션 모터(70)를 구비한다.

상기 어스피레이션 모터(70)는 임펠러(65)와 일체로 결합되는 자석(71a)으로 형성되는 로터(71)와, 제어용 PCB(64)에 저면이 후크(83a)를 통해 후크 결합되는 스테이터 지지판(83)과, 스테이터 지지판(83)의 중앙부로부터 신장되는 보스(85)와, 상기 보스(85)의 측면으로 신장되는 보빈(84)에 의해 마련되는 공간에 절연 와이어가 권선되어 형성되는 스테이터 코일(81)을 포함하는 스테이터(80)와, 로터(71)의 중심부에 임펠러(65)와 일체로 결합하며, 상기 보스(85) 내주에 회전 가능하게 삽입 결합되는 회전축(90)으로 구성된다.

상기 스테이터(80)의 스테이터 지지판(83)에는 중앙부에 위치하며, 회전축(90)의 회전을 원활하게 하기 위한 베어링 시트(82)와, 베어링 시트(82) 외주 상 에 자기 회로를 형성하는 다각, 예를 들어, 6각형의 백 요크(87)와, 보스(85) 내주 상에 결합되며, 상기 회전축(90)의 회전을 지지하는 슬리브 베어링(88)과, 슬리브 베어링(88)의 이탈을 방지하기 위하여, 보스(85)의 상측에 결합되는 캡(86)을 또한 포함한다.

상기 보스(85)와, 베어링 시트(82)와, 슬리브 베어링(88)과, 상기 보스 요홈에 충전되어 있는 오일(79)과, 캡(86)은 상기 회전축을 회전 가능하게 지지하기 위한 축지지수단을 형성한다.

한편, 인카 센서 조립체(50)의 온도 센서(55)는 서미스터로 구현될 수 있으며, 어스피레이션 모터(70)가 구동하여 임펠러(65)의 회전에 따라 공기가 유입되는 유입부(56) 상에 위치하고, 신호용 PCB(63)는 온도 센서(55)가 센싱한 온도 값의 전송 또는 습도 센싱 등과 같은 기능을 처리하며, 상부 하우징(62a)의 일측 내면에 위치한다.

상부 하우징(62a)의 상측에는 자동차 그릴의 배면에 한쌍의 고정 나사(도 8의 43a, 43b)를 사용하여 인카 센서 조립체(50)를 고정하는 한쌍의 플랜지(61a, 61b)가 양측으로 돌출되어 있고, 각 플랜지(61a, 61b)에는 각각 러버(도 9의 300)로 이루어지는 원형 그로밋(grommet)이 결합되어 소음 및 진동 흡수용으로 사용된다.

또한, 신호용 PCB(63)는 신호 터미널(68)과 연결되어 신호 터미널(68)을 통해 신호를 자동차의 공조 장치로 전송하고, 제어용 PCB(64)는 스테이터 코일(81)에 구동 신호를 인가한다.

상기 어스피레이션 모터(70)는 스테이터 지지판(83)의 중앙 부분에 마련되는 홀에 회전축(90)을 지지하기 위한 슬리브 베어링(88)이 위치하고, 상기 슬리브 베어링(88) 내부에 회전축(90)이 삽입 결합되며, 상기 회전축(90)은 부싱(66)에 일체로 결합되며, 로터(71)는 분할 착자 또는 분할 편 방식으로 이루어지는 자석(71a)을 포함한다.

스테이터 지지판(83)과 축(90) 및 슬리브 베어링(88) 사이의 공간에는 회전축(90)의 회전에 따른 마찰 계수를 감소시키기 위한 오일(79)이 충진되며, 스테이터 코일(81)에 구동 신호를 공급하는 제어용 PCB(64)는 스테이터 지지판(83)의 저면에 결합용 후크(83a)에 의해 결합 고정된다.

한편, 어스피레이션 모터(70)에 전원이 공급 중단되거나, 제어용 PCB(64)가 스테이터 코일(81)에 대한 구동 신호의 공급이 중단되면, 로터(71)의 회전이 정지하게 된다. 이때, 자석(71a)의 극성을 검출하는 홀 소자(89)가 데드 포인트 상에 위치하기 않도록 홀 소자(89)와 백 요크(87)를 이미 설정된 위치에 인서트 몰딩한다.

즉, 홀 소자(89)는 다각형, 예를 들어, 육각형 백 요크(87)의 모서리 및 자석(71a)의 자극 경계면으로부터 대략 15도만큼 편이되도록 위치 설정되어, 홀 소자(89)가 자석(71a)의 극성을 검출하지 못하는 데드 포인트에 위치하지 않도록 한다.

또한, 회전축(90)의 일측 상에 위치하는 베어링 시트(82), 자기 회로를 형성하기 위한 백 요크(87) 및 홀 소자(89)가 정해진 위치에 인서트되며, 측면상에 보 빈(84)이 절곡 신장되어 인서트 몰딩 방식의 사출 성형으로 형성되는 스테이터(80)의 보빈(84)에 의해 마련되는 공간에 절연 와이어를 권선하여 스테이터 코일(81)을 형성한다.

스테이터 지지판(83)의 중앙부로부터 신장된 보스(85)와 보스(85)의 측면 상에 절곡 신장되어 형성되는 보빈(84)에 의해 마련되는 공간에 절연 와이어가 권선되어 형성되는 스테이터 코일(81)에 자석(71a)이 대향하도록 로터(71)를 결합한다.

아울러, 스테이터(80)의 보스(85)와, 회전축(90)과 슬리브 베어링(88)에 의해 마련되는 공간에 소정 량의 오일(79)을 충진하고, 회전축(90)을 지지하는 슬리브 베어링(88) 및 회전축(90)을 삽입 결합한다.

상기 스테이터 지지판(83)의 저면에 제어용 PCB(64)를 결합하고, 스테이터 코일(81)과 로터(71)의 자석(71a)이 대향되도록 회전축(90)을 삽입한 이후에 상부 하우징(62a) 및 하부 하우징(62b)으로 이루어지는 하우징(62)에 결합한다.

이때, 스테이터 지지판(83)의 저면에 고정되는 제어용 PCB(64)의 외주부가 상부 하우징(62a)의 홈에 삽입한 상태에서 하우 하우징(41b)의 요홈에 스냅 결합시킴에 따라 상부 하우징(41)과 하부 하우징(41b) 사이에 압착 고정시킬 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 인카 센서 조립체의 어스피레이션 모터를 보다 구체적으로 설명하기 위한 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 어스피레이션 모터(70)의 스테이터(80)는 스테이터 지지판(83)과, 스테이터 지지판(83)의 중앙부로부터 수직 신장되는 보스(85)와, 보스(85)의 측면 상에 절곡 신장되며, 스테이터 지지판(83)의 상부면과 일정 거리 이격되어 일체로 형성되는 보빈(84)과, 보빈(84)과 스테이터 지지판(83)에 의해 마련되는 공간에 절연 와이어가 권선되어 형성되는 스테이터 코일(81)을 포함한다.

한편, 어스피레이션 모터(70)의 로터(71)는 임펠러(65)의 하부면과 일체로 결합되며, 스테이터 코일(81)과 대향하게 위치하는 자석(71a)으로 형성된다. 상기 자석(71a)은 환형의 로터 지지체 내에 다수 세트의 극성이 교대로 배치되며, 중앙부에 하측방향으로 요홈을 형성하는 융기부가 상방향으로 돌출 형성되어 있다.

또한, 회전축(90)의 하단이 삽입되는 보스(85)는 스테이터 지지판(83)의 중앙부로부터 융기부의 요홈으로 수직 신장되어 있다.

상기 어스피레이션 모터(70)의 스테이터 코일(81)에 전원이 공급되면, 스테이터 코일(81)에 대향 위치한 로터(71)가 회전하게 되고, 로터(71)가 회전함에 의해 회전 가능하게 결합된 회전축(90) 및 일체로 형성된 임펠러(65)가 회전하게 되어, 공기를 유입/배출시키는 기류 경로(54)를 형성한다. 이때 회전축(90)은 슬리브 베어링(88)에 지지되어 회전하게 된다.

아울러, 스테이터(80)의 보스(85)의 상단에는 슬리브 베어링(88)에 대한 이탈 방지와 함께 후술하는 바와 같이 1차적으로 부싱(66)에 의한 1차적인 오일(79)의 누설 방지에 부가하여 2차적인 오일의 누설방지를 위해 전체적으로 환원형의 형상을 갖는 캡(86)이 결합된다.

또한, 회전축(90)이 슬리브 베어링(88)에 의해 지지되어 회전될 때 발생하는 정압(+) 및 부압(-)에 의해 오일(79)이 누설되는 것을 방지하기 위하여, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 회전축을 지지하는 부싱(66)에 대한 하단의 형상을 변형하고, 부싱(66)의 길이를 슬리브 베어링(88) 방향으로 캡(86)보다 더 길게 형성한다.

도 7a 및 도 7b는 도 6에 도시된 어스피레이션 모터의 부분(a) 확대도이다.

도 7a를 참조하면, 누설되는 오일(79)을 리턴시키기 위하여 부싱(66)의 하단은 캡(86)의 하단(z)보다 슬리브 베어링(88) 방향으로 더 길게 형성하고, 부싱(66)의 하단 형상은 내주부에 환형의 요홈(66a)이 형성된 구조, 즉 안쪽이 바깥쪽보다 높은 계단 형상으로 이루어진다.

따라서, 회전축(90)이 슬리브 베어링(88)에 의해 지지되어 회전함에 따라 누설될 수 있는 오일(79)이 캡(86)보다 부싱(66)에 먼저 접촉하게 되고, 부싱(66)의 하단의 형상을 따라 외부로 누설되지 않고, 다시금 슬리브 베어링(88)과, 회전축(90) 및 베어링 시트(82)에 의해 마련되는 공간으로 되돌아가게 된다.

한편, 도 7b에 도시된 바와 같이, 누설되는 오일(79)을 리턴시키기 위한 요홈(66b)의 구조는 우선, 부싱(66)의 하단을 캡(86)의 하단보다 슬리브 베어링(88) 방향으로 더 길게 연장 형성하고, 부싱(66)의 하단 형상을 상기한 계단 형상이 아닌 요홈(66b)의 직경이 상측으로 올라갈수록 점차적으로 감소하여 내주부가 곡면을 이루는 형상으로 구현될 수 있다.

이 경우 누설되는 오일(79)은 회전축(90)을 따라 상승한 후 부싱(66)의 하단 형상, 즉 요홈(66b)의 내주면을 따라 다시 하강하므로 오일의 누설을 방지할 수 있다.

아울러, 보스(85)의 하단 내주부(85a)는 슬리브 베어링(88)이 회전축(90)의 반구면(R)에 접촉하지 않을 정도의 높이로 설정되도록 내측으로 돌출 형성되어, 회전축(90)이 회전할 때, 반구면(R)이 슬리브 베어링(88)에 접촉하지 않도록 함에 의해 회전축(90)의 반구면(R)과 슬리브 베어링(88)의 접촉하여 발생되는 소음 및 수명 단축을 방지한다.

즉, 상기 보스(85)의 하단 내주부(85a)의 높이를 반구면(R)의 높이(x)보다 소정 높이(y)만큼 높게 형성하여, 슬리브 베어링(88)에 회전축(90)의 반구면(R)에 접촉하지 않도록 한다.

따라서, 회전축(90)이 회전함에 의해 누설될 수 있는 오일(79)이 부싱(66)의 하단 형상에 따라 외부로 누설되는 것이 억제됨은 물론, 회전축(90)의 반구면(R)이 슬리브 베어링(88)에 접촉하여 발생할 수 있는 소음 및 수명 단축을 방지할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인카 센서 조립체의 취부 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 도 8의 제2 실시예에서 상기한 제1 실시예와 동일한 요소에 대하여는 동일한 부재번호를 부여하고 이에 대하여는 설명을 생략한다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인카 센서 조립체(50)에서는 한쌍의 플랜지(61a, 61b)가 고정 나사(43a, 43b)를 통해 인스트루먼트 패널(100)로부터 연장된 제1 신장부(110) 및 제2 신장부(120)에 고정됨과 동시에 제1 신장부(110) 및 제2 신장부(120)와 동일한 방향으로 인스트루먼트 패널(100)로부터 인카 센서 조립체(50)의 유입구(56)로 덕트형성부(105)가 연장되어 있다. 따라서, 덕 트형성부(105)는 차량의 내부로부터 인카 센서 조립체(50)로 도입되는 공기의 흡입덕트를 형성한다.

상기 인카 센서 조립체(50)의 한쌍의 플랜지(61a, 61b)는 인스트루먼트 패널(100)로부터 절곡 신장되는 제1 신장부(110) 및 제2 신장부(120)에 고정 나사(43a, 43b)를 통해 결합 고정된다.

예를 들어, 인스트루먼트 패널(100)이 자동차의 바닥 즉, 지면(기준면)과 수직이 아니라 소정 경사각(α)을 이루는 경우, 제1 신장부(110) 및 제2 신장부(120)는 인스트루먼트 패널(100)로부터 90도에서 소정 경사각(α)을 뺀 경사각(β)만큼 절곡되어 신장된다.

따라서, 제1 신장부(110) 및 제2 신장부(120)에 고정 나사(43a, 43b)를 통해 한쌍의 플랜지(61a, 61b)가 고정되면, 회전축(90) 및 슬리브 베어링(88)은 지면과 수직 상태로 설정되므로, 회전축(90)이 회전할지라도 오일(79)은 중력의 영향을 받아 회전축(90)을 따라 상승하기 어렵게 되므로 오일(79)이 누설되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 기존의 인카 센서 조립체의 취부 구조에서는 회전축(90)과 슬리브 베어링(88)이 지면과 수평하게 위치하므로, 회전축(90)이 회전함에 의해 오일(79)이 수평 방향으로 누설될 수 있으나, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 회전축(90) 및 슬리브 베어링(88)이 지면과 수직하게 위치하므로, 회전축(90)이 회전함에 의해 오일(79)이 누설되지 않고, 중력에 의해 베어링 시트(82)와, 슬리브 베어링(88) 및 회전축(90)에 의해 마련되는 공간을 벗어나지 않게 된다.

한편, 인스트루먼트 패널(100)이 지면과 수직으로 형성되는 경우에는 제1 신장부(110) 및 제2 신장부(120)와 덕트형성부(105)를 직각으로 절곡 신장시켜서, 인카 센서 조립체(50)의 한쌍의 플랜지(61a, 61b)를 고정시키는 것도 가능하고, 다른 방안으로는 도 9에 도시된 착탈 가능한 절곡형 덕트(200)를 사용하여 구현할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 인카 센서 조립체의 취부 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 인카 센서 조립체(50)는 일측에 인스트루먼트 패널(100)에 한쌍의 고정 나사(43a, 43b)를 통해 고정되는 제1 결합부(211) 및 제2 결합부(212)가 형성되고, 타측에 인카 센서 조립체(50)의 상부 하우징(62a)에 후크 결합될 수 있는 다수의 후크(220)를 구비하는 절곡형 덕트(200)를 통해 인스트루먼트 패널(100)에 고정된다.

즉, 상기 절곡형 덕트(200)는 직각 절곡된 관 형상의 덕트 본체(200a)와, 상기 덕트 본체(200a)의 일측 단부로부터 외측으로 연장되어 한쌍의 고정 나사(43a, 43b)를 통해 인스트루먼트 패널(100)에 고정되는 제1 결합부(211) 및 제2 결합부(212)와, 덕트 본체(200a)의 타측 단부로부터 각각 연장되어 인카 센서 조립체(50)의 상부 하우징(62a)에 후크 결합되는 다수, 예를 들어 도 10a와 같이 4개의 후크(220)를 구비하고 있다.

따라서, 절곡형 덕트(200)의 일측 단부는 인스트루먼트 패널(100)에 결합되고, 타측 단부는 인카 센서 조립체(50)를 고정시켜, 인카 센서 조립체(50)를 인스 트루먼트 패널(100)에 고정시키고, 인스트루먼트 패널(100)을 통해 유입되는 자동차의 실내 공기를 인카 센서 조립체(50)로 흘러가도록 하는 통로 역할을 한다.

상기 절곡형 덕트(200)는 예를 들어, 인스트루먼트 패널(100)이 지면과 수직을 이루는 경우, 중앙 부분에 직각 절곡되어 인카 센서 조립체(50)의 회전축(90) 및 슬리브 베어링(88)이 지면과 수직으로 위치하도록 하며, 덕트 본체(200a)의 일측 및 타측 단부는 각각 인스트루먼트 패널(100)의 흡입 구멍(240)과 인카 센서 조립체(50)의 유입구(56)를 형성하는 상단부를 연통하도록 정합이 이루어지게 한다.

아울러, 절곡형 덕트(200)의 제1 결합부(211) 및 제2 결합부(212)와 인스트루먼트 패널(100) 사이에는 진동 및 소음 흡수용 러버(rubber)(300)가 삽입 결합되어, 인카 센서 조립체(50)에서 임펠러(65)의 회전에 따라 발생되는 진동이 인스트루먼트 패널(100)로 전달되는 것을 방지함은 물론, 소음이 발생되는 것을 최소화한다.

이때, 인카 센서 조립체(50)가 작동하여 임펠러(65)가 회전하면 덕트(200)의 일측과 대향한 인스트루먼트 패널(100)의 흡입 구멍(240)을 통해 자동차의 실내 공기가 흡입되어, 인카 센서 조립체(50)의 유입구(56)로 이동하여 배출구(57)로 배출되는 기류 경로(54)가 형성되므로 기류 경로(54)상에 배치된 온도 센서(55)로부터 실내 공기의 정확한 온도 신호를 검출하게 된다.

도 10a는 도 9에 도시된 본 발명에 따른 덕트를 설명하기 위한 정면도이고, 도 10b는 제3 실시예에 따른 인카 센서 조립체의 평면도이다.

도 10a를 참조하면, 본 발명에 따른 절곡형 덕트(200)는 일측 단부에 러 버(300)를 수용할 수 있는 환원형의 수용홈(230)이 형성되는 제1 결합부(211) 및 제2 결합부(212)가 형성되고, 중앙 부분이 직각 절곡되어 있으며 타측 단부에는 다수, 예를 들어, 4개의 후크(220)가 돌출 형성된다.

또한, 도 10b를 참조하면, 인카 센서 조립체(50)의 상부 하우징(62a) 상측에는 절곡형 덕트(200)의 각 후크(220)를 수용하여 후크 결합되도록 하는 다수, 예를 들어, 4개의 수용 홀(51)이 마련된다.

따라서, 본 발명에 따른 절곡형 덕트(200)는 소음 및 진동 흡수용 러버(300)가 환원형의 수용홈(230)에 삽입되고, 제1 결합부(211) 및 제2 결합부(212)가 고정 나사(43a, 43b)에 의해 인스트루먼트 패널(100)에 고정되고, 각 후크(220)가 인카 센서 조립체(50)의 각 수용 홀(51)에 후크 결합되어 인카 센서 조립체(50)를 고정시킨다.

이 경우, 상기 소음 및 진동 흡수용 러버(300)는 상기 덕트(200)의 일단에 형성된 제1 결합부(211) 및 제2 결합부(212)가 인스트루먼트 패널(100)에 나사 결합방식으로 고정될 때, 덕트(200)의 일단에 형성된 수용홈(230)에 내장되어 인카센서 조립체(50)로부터 인스트루먼트 패널(100)로 전달되는 진동 및 소음 흡수하기 위한 충격흡수부재를 형성한다.

상기 도 10a에 도시된 절곡형 덕트(200)는 예를 들어, 인스트루먼트 패널(100)에 지면과 수직인 경우에 중앙 부분이 직각 절곡된 상태를 도시한 것으로, 인스트루먼트 패널(100)이 지면과 소정 각도로 경사지게 형성되는 경우에는 덕트(200)의 중앙 부분이 90도에서 인스트루먼트 패널(100)이 지면과 경사진 소정 각 도를 뺀 경사각만큼 절곡된다.

따라서, 인카 센서 조립체(50)가 절곡형 덕트(200)에 의해 인스트루먼트 패널(100)에 고정 결합됨에 의해 회전축(90) 및 슬리브 베어링(88)이 지면과 수직상태로 설정되게 된다. 그러므로, 회전축(90)이 회전할지라도 제3 실시예와 동일하게 오일(79)이 누설되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 본 발명에 따르면, 인카 센서 조립체(50)를 자동차의 인스트루먼트 패널(100)에 취부시킬 때, 인스트루먼트 패널(100)로부터 신장되는 제1 신장부(110) 및 제2 신장부(120) 또는 절곡형 덕트(200)를 통해 회전축(90) 및 슬리브 베어링(88)을 지면과 수직 상태를 이루도록 배열되게 하여, 회전축(90)이 회전함에 의해 오일(79)이 누설되는 것을 방지함은 물론, 보스(85)의 하단 내주부(85a)의 높이를 회전축(90)의 반구면(R)이 슬리브 베어링(88)에 접촉하지 않도록 형성하여 회전축(90)의 반구면(R)이 슬리브 베어링(88)에 접촉함에 의해 발생되는 소음 및 수명 단축을 방지할 수 있다.

아울러, 본 발명에 따르면, 슬리브 베어링(88)의 이탈을 방지하는 캡(86)보다 부싱(66)의 하단을 더 길게 형성함과 동시에 부싱(66)의 밑단 형상을 오일(79)이 외부로 누설되지 않도록 변형하여, 회전축(90)이 회전함에 의해 오일(79)이 누설되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 자동차의 실내를 도시한 부분 사시도.

도 2는 일반적인 자동차 공조 장치의 인카 센서 조립체의 취부 구조 단면도.

도 3a 내지 도 3c는 일반적인 인카 센서 조립체의 회전축과 슬리브 베어링 결합도.

도 4는 회전축이 슬리브 베어링 내부에서 회전하는 상태를 도시한 상태도.

도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 인카 센서 조립체를 설명하기 위한 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 인카 센서 조립체의 어스피레이션 모터를 보다 구체적으로 설명하기 위한 단면도.

도 7a 및 도 7b는 도 6에 도시된 어스피레이션 모터의 부분(a) 확대도.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인카 센서 조립체의 취부 구조를 설명하기 위한 단면도.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 인카 센서 조립체의 취부 구조를 설명하기 위한 단면도.

도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 덕트를 설명하기 위한 정면도 및 인카 센서 조립체의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

43a, 43b : 고정 나사 50 : 인카 센서 조립체

55 : 온도 센서 56 : 유입구

57 : 배출구 61a, 61b : 플랜지

62a, 62b : 하우징 63 : 신호용 PCB

64 : 제어용 PCB 65 : 신호용 터미널

65 : 임펠러 66 : 부싱

70 : 어스피레이션 모터 71a : 자석

71 : 로터 79 : 오일

80 : 스테이터 81 : 코일

82 : 베어링 시트 83 : 스테이터 지지판

83a : 후크 84 : 보빈

85 : 보스 86 : 캡

87 : 백 요크 88 : 슬리브 베어링

89 : 홀 소자 90 : 회전축

100 : 인스트루먼트 패널 110, 120 : 신장부

105 : 덕트 형성부 200 : 덕트

211, 212 : 결합부 220 : 후크

230 : 수용홈 240 : 흡입 구멍

300 : 러버

Claims (13)

1. 회전축, 상기 회전축이 부싱을 통하여 중앙에 지지된 로터 및 스테이터로 이루어지는 모터의 회전축을 회전 가능하게 지지하기 위한 축지지장치에 있어서,

   상기 스테이터의 코일을 지지하는 스테이터 지지판의 중앙으로부터 상기 로터의 중앙으로 돌출되며 상기 회전축의 하단이 삽입되는 요홈을 갖는 보스와;

   상기 보스 요홈의 바닥에 삽입 설치되어 회전축 하단을 지지하는 베어링 시트와;

   상기 보스 요홈의 내주부에 설치되어 회전축의 외주면을 지지하는 슬리브 베어링과;

   상기 보스 요홈에 충전되어 있는 오일과;

   상기 보스의 상단에 결합되어 슬리브 베어링의 이탈과 오일의 이탈을 방지하기 위한 캡을 포함하며,

   상기 부싱의 하단은 상기 캡의 내주부로 연장 형성되며, 상기 부싱의 하단과 회전축의 외주부 사이에 회전축을 따라 누설되는 오일을 보스 요홈으로 리턴시키기 위한 오일 리턴 요홈을 형성한 것을 특징으로 하는 축지지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 오일 리턴 요홈은 상측으로 올라갈수록 직경이 좁아지는 것을 특징으로 하는 축지지장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 슬리브 베어링은 상기 베어링 시트로부터 회전축 하단의 반구면 부분보다 높은 위치에 설치되어 회전축의 반구면이 슬리브 베어링과 접촉하지 않도록 설치되는 것을 특징으로 하는 축지지장치.
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