KR100904430B1 - 팬 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터, 특히 팬 모터에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 몰드부에 의해 외부가 감싸지는 스테이터 어셈블리와 상기 스테이터 어셈블리의 외측에서 회전하는 로터 어셈블리를 포함하여 이루어지고, 상기 로터 어셈블리는 상기 스테이터 어셈블리를 내부에 수용하는 팬을 포함하여 이루어지며, 상기 팬의 반경 방향 내측에는 허브부가 형성되고, 상기 몰드부는 허브부의 반경 방향 외측에 상기 스테이터 어셈블리의 내부로 물이 침투되는 것을 방지하는 돌출부가 형성됨을 특징으로 하는 팬 모터를 제공할 수 있다.

모터, 팬, 터보팬, 팬모터

Description

팬 모터{Fan Motor}

도 1은 일반적인 팬 모터를 도시한 사시도;

도 2는 본 발명에 따른 모터의 분해 사시도;

도 3은 본 발명에 따른 모터의 결합 사시도;

도 4는 본 발명에 따른 팬과 로터의 결합 방향을 도시한 사시도;

도 5는 본 발명에 따른 팬의 저면도;

도 6은 본 발명에 따른 모터의 단면도;

도 7은 본 발명에 따른 모터의 스테이터 코어와 인슐레이터가 결합된 사시도;

도 8은 본 발명에 따른 모터의 스테이터 어셈블리(70)와 베어링 부재(50, 60)의 분해 사시도;

도 9는 본 발명에 따른 모터의 베어링 부재의 분해 사시도;

도 10은 도 6의 A 부분에 대한 확대 단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 설명**

10 : 팬 20 : 로터

30 : 로터 어셈블리 40 : 회전축

50, 60 : 베어링 부재(상부 베어링 하우징, 하부 베어링 하우징)

67 : 하부 브라켓 70 : 스테이터 어셈블리

71 : 스테이터 코어 72 : 인슐레이터

73 : 피씨비 74 : 몰드부

100 : 모터(팬 모터)

본 발명은 팬 모터에 관한 것이며, 보다 상세하게는 제조가 용이하고 효율 및 내구성을 증진시킨 모터에 관한 것이다. 아울러 본 발명은 컴팩트하게 구성하여 취급 및 사용이 편리하며, 특히 전체적인 높이를 줄여 가전 제품 등에서의 설치 공간을 줄이고 공간 활용을 극대화한 팬 모터에 관한 것이다.

여기서, 팬 모터라 함은 팬 구동용 모터를 의미하는 것이 아니고, 팬과 모터의 어셈블리를 의미한다.

일반적으로 모터는 스테이터와 로터 사이의 전자기적 상호작용에 의해서 로터가 회전하여 그 회전력을 외부로 전달하기 위한 장치를 말한다. 여기서, 상기 로터의 회전력은 회전축을 통하여 부하를 구동시키게 된다.

한편, 상기 스테이터는 일반적으로 스테이터 코어와 상기 스테이터 코어에 권선된 코일을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 스테이터 코어는 인슐레이터 또는 보빈을 통해서 상기 코일과 전기적인 절연이 이루어진다.

그러나, 일반적인 모터에서는 스테이터와 로터가 모터 외관을 이루는 브라켓 에 수용되며, 상기 브라켓 외부로 노출된 회전축에 팬 등이 연결된다. 따라서, 이러한 형태의 모터와 팬은 모터 브라켓 높이와 팬 높이로 인해 전제적인 팬 모터의 높이가 커질 수밖에 없었다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 팬 모터(1)에서는 모터의 외관을 이루는 브라켓(2) 내부에 도시되지 않았지만 스테이터, 로터, 코일, 필요에 따라 제어를 위한 PCB가 구비되며, 상기 로터와 연결된 회전축(3)이 브라켓(2) 외부로 노출된다. 그리고, 상기 노출된 회전축(3)의 말단에 팬(4)이 연결되어 전체적인 팬 모터(1)가 형성된다.

이러한 팬 모터에서는, 상기 팬 모터(1)의 길이, 즉 상기 팬(4) 전방에서 브라켓(2)의 후방까지의 길이(이하에서는 이러한 길이를 "팬 모터의 높이(L)"라고 한다)가 팬의 높이, 팬(4) 후방에서 브라켓(2) 전방까지의 길이, 그리고 브라켓(2)의 높이로 인하여 높아질 수밖에 없었다.

따라서, 이러한 팬 모터(1)의 설치를 위한 충분한 공간이 확보되어야 했다. 그리고 이러한 팬 모터가 설치되는 가전 제품 등의 공간 활용이 어려운 문제가 있었다. 아울러, 팬 모터(1)의 높이가 높기 때문에 제품에 설치하는 공정이 복잡하거나 어려운 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 팬 모터에 있어서의 제반 문제점을 해결하기 위함을 목적으로 한다.

보다 구체적으로, 본 발명은 제조 및 조립이 용이하여 생산성이 증가된 모 터, 특히 팬 모터를 제공하고자 함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 팬 모터의 높이를 매우 효과적으로 줄여 컴팩트한 팬 모터를 제공하고자 함을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 몰드부에 의해 외부가 감싸지는 스테이터 어셈블리와 상기 스테이터 어셈블리의 외측에서 회전하는 로터 어셈블리를 포함하여 이루어지고, 상기 로터 어셈블리는 상기 스테이터 어셈블리를 내부에 수용하는 팬을 포함하여 이루어지며, 상기 팬의 반경 방향 내측에는 허브부가 형성되고, 상기 몰드부는 허브부의 반경 방향 외측에 상기 스테이터 어셈블리의 내부로 물이 침투되는 것을 방지하는 돌출부가 형성됨을 특징으로 하는 팬 모터를 제공한다.

그리고, 상기 몰드부는 상기 허브부의 말단 하부와 마주보도록 함몰부가 형성된다.

또한, 상기 몰드부는 상기 팬의 보스부 내측과 마주보는 부분에 모따기부가 형성된다.

한편, 본 발명의 팬 모터는, 스테이터 코어, 인슐레이터, 그리고 코일을 포함하여 이루어지며, 몰드부에 의해 외부가 감싸지는 스테이터 어셈블리; 상기 스테이터 어셈블리의 중앙부에 결합되는 베어링 부재; 상기 스테이터 어셈블리를 내부에 수용하는 팬, 상기 팬과 일체로 회전하도록 결합되고 상기 베어링 부재를 관통하여 회전 가능하게 지지되는 회전축, 그리고 상기 스테이터 어셈블리의 반경 방향 외측에서 상기 팬과 일체로 회전하는 로터를 포함하여 이루어지는 로터 어셈블리를 갖고, 상기 팬의 반경 방향 내측에는 허브부가 형성되고, 상기 몰드부는 허브부의 반경 방향 외측에 상기 스테이터 어셈블리의 내부로 물이 침투되는 것을 방지하는 돌출부가 형성된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 팬 모터에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 모터, 특히 팬 모터의 구성에 대해서 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 모터의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 모터의 결합 사시도이다. 그리고, 도 4는 본 발명에 따른 팬과 로터의 결합 방향을 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 팬의 저면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 모터의 단면도이다.

본 발명에 따른 모터는 팬이 일체로 형성되기 때문에 이하에서는 편의상 본 발명에 따른 모터를 팬 모터라고 한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 모터는, 로터 어셈블리(30), 스테이터 어셈블리(70), 베어링 부재(50, 60)로 이루어질 수 있다.

먼저, 로터 어셈블리(30)에 대하여 설명한다.

상기 로터 어셈블리는 팬(10)과 로터(20)를 포함하여 이루어진다. 상기 팬(10)은 팬 모터(100)의 상측 외관을 이루며 후술하는 스테이터 어셈블리(70)를 내부에 수용한다. 그리고, 상기 로터(20)는 상기 스테이터 어셈블리(70)의 반경 방 향 외측에 위치되어 상기 스테이터 어셈블리(70)와의 상호 전자기적인 작용에 의하여 회전하게 된다.

상기 팬(10)은 상기 스테이터 어셈블리(70)를 내부에 수용하며, 그 수직 단면 형상이 종 형상으로 형성되는 몸통부(11)를 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 팬(10)은 상기 몸통부(11)의 반경 방향 외측으로 형성되며, 회전됨에 따라 공기의 유동을 일으키는 날개부(13)를 포함하여 이루어진다.

이러한 팬(10)이 실질적으로 스테이터 어셈블리(70)의 모든 구성을 그 내부에 수용하기 때문에 팬 모터(100)의 조립이 완성된 후에는 도 3에 도시된 바와 같이 높이가 현저히 감소되어 컴팩트한 팬 모터(100)를 형성할 수 있다. 그리고 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 팬 모터(100)은 그 외관이 실질적으로 팬(100)과 하부 브라켓(65)에 의해서 형성된다. 여기서 도면 부호 81은 팬 모터(100)이 제품이나 모터 마운트에 취부되기 위한 결합홀을 지칭하며, 도면 부호 82는 팬 모터의 피씨비 또는 코일을 외부의 전원선이나 제어선과 연결하기 위한 슬롯이다. 이러한 슬롯을 통하여 외부의 전원선 등이 도시되지는 않았지만 커넥터 등을 통하여 전술한 피씨비 또는 코일과 전기적으로 연결될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 팬 모터(100)는 이러한 로터(20)가 상기 팬(10)과 일체로 회전되도록 함을 특징으로 한다. 이를 위하여 상기 몸통부(11)의 내측에는 상기 로터가 결합되는 허브부(12)가 형성될 수 있다. 즉, 상기 허브부(12)의 내측으로 로터(20)가 결합될 수 있다. 여기서, 상기 로터는 상기 허브부(12)에 압입되어 결합될 수 있으며, 접착제를 통해서 결합될 수도 있다.

한편, 상기 로터(20)는 영구자석을 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 원통형의 영구자석으로 형성되어, 상기 스테이터 어셈블리(70)의 반경 방향 외측에서 회전하도록 구성될 수 있다. 이때 상기 영구자석은 원주 방향을 따라서 자극이 교번되도록 착자되어야 할 것이다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 상기 팬(10), 특히 허브부(12)의 반경 방향 내측에는 상기 로터(20)가 결합될 때 그 결합 위치를 결정하기 위한 위치결정부(14)가 형성된다. 이러한 위치결정부(14)는 상기 로터가 삽입 결합될 때 더 이상 삽입되지 않도록 스토퍼 기능을 수행하게 된다. 그리고, 상기 위치결정부는, 상기 허브부의 원주 방향을 따라 복수 개 형성되며, 상기 허브부(12)의 반경 방향으로 소정 길이 돌출된 보스들을 포함하여 이루어질 수 있다.

이러한 위치결정부(14)를 통해서 전술한 바와 같이, 로터 특히 영구자석으로 이루어진 로터(20)의 위치를 결정하게 된다. 이러한 로터는 정확한 위치에 구비됨이 바람직하다. 왜냐하면 이러한 로터(20)는 스테이터 어셈블리(70)와 에어갭(air gap)을 두고 서로 마주보도록 위치되어야 하는데, 로터(20)의 위치가 상측 또는 하측으로 일정 오차를 갖도록 위치되면 모터의 효율이 현저히 저하되고, 회전 시 진동이 더욱 커지게 된다. 따라서, 상기 위치결정부(14)를 통하여 로터(20)의 위치를 결정하도록 하는 것은 특히 본 발명과 같은 아우터 로터 타입의 모터(로터가 스테이터의 반경 방향 외측에서 회전하는 모터)에서는 매우 효과적이다.

이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 팬(10)에 대해서 상세히 설명한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 있어서의 팬(10)은 몸통부(11)와 날개부(13)를 포함하여 이루어진다.

상기 몸통부(11)는 그 수직 단면이 종형상으로 형상된 보스부(15)와 보스부의 반경 방향 말단부분과 일체로 연결된 베이스부(16)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 베이스부는 실질적으로 팬(10)의 하면을 형성하게 된다.

상기 날개부(13)는 회전됨에 따라 공기의 유동을 발생시키는 복수 개의 날개(17)와 공기의 유동을 안내하는 쉬라우드(18)를 포함하여 이루어진다. 여기서 상기 날개(17)는 상기 쉬라우드(18)와 상기 베이스부(16)와 연결되도록 형성된다.

이러한 팬(10)을 편의상 터보 팬이라고 부르는데, 공기의 유동을 안내하는 쉬라우드가 팬(10)과 일체로 형성된다. 여기서, 상기 날개(17)는 쉬라우드(18)와 베이스부(16)과 연결되고 고정되어 있기 때문에 떨림이나 진동이 최소화되어 팬 소음을 감소시키는 효과가 있다.

한편, 이러한 팬(10)은 단일 사출에 의해서 형성됨이 바람직하다. 이를 위하여 상기 쉬라우드(18)의 최대 내경보다 상기 베이스부(16)의 최대 외경이 작도록 형성됨이 바람직하다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 쉬라우드(18)와 베이스부(16) 사이에는 일정한 갭(d)가 적어도 형성됨이 바람직하다. 여기서, 갭(d)은 적어도 영(Zero)보다는 큰 값을 갖게 될 것이다.

이를 통해서, 하부 몰드 금형과 상부 몰드 금형이 쉬라우드(18)의 내경에 따른 수직면 또는 베이스부(16)의 외경에 따른 수직면을 경계로 분리될 수 있기 때문에 단일 사출 공정으로 팬(10)을 형성할 수 있게 된다.

그리고, 상기 날개(17)는 공기의 저항을 최소화하고 팬 소음을 줄이기 위하 여 단면 형상이 도 5에 도시된 바와 같이 익형(airfoil)으로 형성됨이 바람직하다. 아울러, 상기 날개(17)와 상기 베이스부(16)의 연결부분은 라운드 형상(R)로 형성됨이 바람직하다. 이는 상기 날개와 상기 베이스부(16) 연결부분이 예각을 이루기 때문에 발생되는 소음과 사출 시 잔류 응력으로 인한 결함을 최소화하기 위함이다. 즉, 이러한 날개(17)의 라운드 형상으로 인하여 특히 공진 소음을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 팬(10)의 몸통부, 특히 보스부(15)의 단면 형상은 종 형상인 것이 바람직하다. 즉, 하측으로 향할수록 반경이 넓어지도록 형성됨이 바람직하다. 이는 실질적으로 내부에 스테이터 어셈블리(70)를 수용함과 아울러 보스부(15) 외부에서의 공기 유동 저항을 최소화하도록 하기 위함이다. 즉, 상기 쉬라우드(18)와 상기 보스부(15) 사이의 공간으로 공기가 유입될 때 공기 유동 저항을 최소로 할 수 있다. 즉, 상기 쉬라우드(18)와 상기 보스부(15)의 형상에 의해 공기가 안내되고 유동 저항을 최소로 하는 것이 가능하다.

아울러, 상기 보스부(15)의 중앙부분은 상기 쉬라우드(18)의 상단부분과 실질적으로 동일 라인에 형성되도록 할 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 보스부(15)의 중앙부분은 상기 쉬라우드(18)의 상단부분 보다 소정 길이 돌출되도록 할 수 있다. 이는 팬 모터(100)에 있어서 팬의 높이를 줄여 전체적인 팬 모터(100)의 높이를 줄이기 위함이다.

예를 들어, 도 6에 도시된 팬 모터(100)는 냉장고의 저장실의 공기를 유입하도록 설치될 수 있다. 이 경우 상기 팬 모터(100)의 상부는 냉장고의 저장실과 연 통되도록 설치된다. 따라서, 스테이터 어셈블리(70)의 크기가 동일하고 보스부(15)의 크기가 동일하다면, 상기 보스부를 쉬라우드(18)의 상단부분 보다 돌출시키는 경우 쉬라우드 상단과 스테이터 어셈블리(70)의 하부와의 거리는 줄어들 수 밖에 없다. 이는 팬 모터(100)의 설치 공간이 쉬라우드 상부와 스테이터 어셈블리(70) 사이의 거리에 따라 달라짐을 감안하면, 그 설치 공간을 매우 줄일 수 있는 효과가 있다. 따라서, 이러한 보스부(15)의 돌출 형상으로 인하여 더욱 컴팩트하고 설치가 용이한 팬 모터(100)을 제공하는 것이 가능하다. 아울러 제품 측면에 있어서도 다양한 유로 설계를 가능하도록 할 수 있을 것이다.

이하에서는 도 6 내지 도 9를 참조하여 스테이터 어셈블리(70)와 베어링 부재(50, 60)에 대해서 상세히 설명한다. 여기서 도 7은 스테이터 코어(71)과 인슐레이터(72)가 결합된 사시도이며, 도 8은 스테이터 어셈블리(70)와 베어링 부재(50, 60)의 분해 사시도이고, 도 9는 베어링 부재(50)의 분해 사시도이다.

먼저, 스테이터 어셈블리(70)을 설명한다.

상기 스테이터 어셈블리(70)는 스테이터 코어(71)와 인슐레이터(72)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 인슐레이터(72)는 절연 재질로 형성되며 상기 스테이터 코어(71)의 상부와 하부에 결합될 수 있다. 물론, 상기 스테이터 코어(71)가 인서트 되어 사출됨으로써 상기 스테이터 코어와 일체로 형성될 수도 있다.

상기 인슐레이터를 통하여 스테이터 코어(71)에는 코일(76)이 권선되며, 따라서 스테이터 코어(71)와 코일(76) 사이의 절연이 이루어진다. 그리고, 상기 인슐레이터(72)를 통하여 상기 코일(76)이 권선되는 위치가 결정되어 진다.

한편, 본 발명에 따른 팬 모터(100)는 모터의 구동을 제어하도록 피씨비(73)를 포함하여 이루어질 수 있다. 그리고 상기 피씨비에는 여러 가지의 전기, 전자적 소자들이 실장될 수 있고, 아울러 전력 소자(power IC)가 실장될 수 있다. 또한 상기 피씨비에는 전기적인 패턴들이 형성된다. 이 경우 상기 스테이터 코어(71)와 상기 인슐레이터(72)는 상기 피씨비의 상부에 위치될 수 있다. 보다 상세히, 상기 인슐레이터(72)는 상기 피씨비(73) 상부에 결합되며, 상기 인슐레이터(72)를 통하여 상기 스테이터 코어(71)와 상기 피씨비(73) 사이의 절연이 이루어진다.

상기 인슐레이터(72)에는 상기 피씨비(73)와의 결합을 위한 결합부(75)를 포함하여 이루어진다. 예를 들어, 상기 결합부(75)는 도 7에 도시된 바와 같이 후크 형태로 형성될 수 있다. 이 경우 도시되지는 않았지만 상기 후크에 대응되어 피씨비(73)에는 후크홈이 형성될 것이다. 그리고 이러한 후크홈은 별도로 형성되지 않고 피씨비(73)의 중앙에 형성되어 회전축(40)이 관통되는 관통홀일 수 있다. 이 경우 도 7에 도시된 바와 같이 후크가 반경 방향 내측으로 탄성 변형된 후 피씨비(73)에 결합될 수 있을 것이다.

또한, 도시되지는 않았지만 이러한 후크는 단순한 봉 형태의 돌기로 대체될 수 있을 것이다. 이 경우 상기 피씨비(73)에는 이러한 돌기들이 삽입될 수 있는 홀 내지 홈(미도시)가 형성됨이 바람직할 것이다. 이러한 후크나 돌기의 수는 적절히 선정될 수 있으며, 2개 내지 3개로 이루어질 수 있을 것이다.

한편, 상기 인슐레이터(72)가 상기 피씨비(73)에 보다 안정적으로 결합될 수 있도록 상기 인슐레이터(72)의 하부는 상기 피씨비(73)와 접하도록 형성됨이 바람 직하다.

그러나, 상기 인슐레이터(72)의 하부는 일정한 단차 구조를 갖도록 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 인슐레이터(72)의 하부 중 일정 부분은 상기 피씨비(73) 상면과 맞닿지 않는 여유 거리(h)를 갖도록 단차 구조가 형성됨이 바람직하다.

이는 스테이터 코어(71)에 권선되는 코일(76)이 피씨비(73)와 전기적 연결을 위한 여유 거리를 확보하도록 하기 위함이다. 예를 들어, 상기 피씨비(73)에 상기 코일(76)이 솔더링될 때 상기 인슐레이터(72)가 열에 의해 손상되는 것을 방지하도록 하기 위함이다. 물론, 이러한 여유 거리(h)는 솔더링이 먼저 이루어진 후에도 인슐레이터의 결합으로 인한 솔더링 부분이 손상되는 것을 방지하는 기능도 수행할 것이다.

한편, 피씨비가 없이 팬 모터의 외부, 다시 말하면 제품 자체에서 모터의 구동을 제어하도록 구성된 경우에도 이러한 단차 구조는 유용하다. 왜냐하면 이 경우 전술한 코일(76)의 말단들은 직접 외부의 리드선 등과 연결되어야 하는데 이러한 여유 거리(h)를 이용할 수 있기 때문이다.

한편, 코일이 삼상으로 이루어진 경우에는 u, v, w 각 상의 코일 말단과 이들의 중성점을 피씨비(73)와 연결하기 위하여 상기 단차부는 도 7에 도시된 바와 같이 4 개소에 단차부가 형성됨이 바람직하다.

또한, 이러한 스테이터 코어(71), 인슐레이터(72), 코일(76), 그리고 피씨비(73)가 모두 형성된 후 이들이 모두 몰드부(74)에 의해 감싸지도록 함이 바람직하다.

본원 발명에 따른 팬 모터는 외관이 밀폐된 형태가 아닐 수 있기 때문에 전기적으로 누전이 일어날 수 있는 스테이터 어셈블리(70)를 절연 재질의 몰드부(74)로 감싸는 것은 누수나 누전 방지를 위해 매우 바람직하다. 이러한 몰드부(74)가 형성된 스테이터 어셈블리(70)가 도 8에 도시되어 있다. 아울러, 이러한 몰드부(74)는 다양한 재질과 다양한 형태로 형성될 수 있는데, 예를 들어 마크로멜트나 BMC(Bulk Molding Compound, 강화 열경화성 수지)로 형성될 수 있다.

한편, 상기 몰드부(74)는 팬(10)과의 관계에서 누수 방지와 소음 저감을 위하여 모따기부(74a), 돌출부(74b)와 함몰부(74c)를 포함하여 이루어질 수 있다.

먼저, 상기 스테이터 어셈블리(70)에 대해 상기 팬(10)이 회전할 때 상기 팬(10)의 보스부(15) 내측과 상기 몰드부(74)가 마주보는 부분이 형성된다. 이 부분의 간격이 좁아지는 경우 팬(10)이 회전될 때 소음이 발생될 우려가 있으며, 팬(10)의 회전이 간섭될 여지도 있다. 따라서 이러한 부분은 도 6에 도시된 바와 같이 모따기부(74a)를 통하여 충분한 간격을 형성 갖도록 함이 바람직하다. 물론, 이러한 모따기부는 챔퍼 또는 라운드로 형성될 수 있다.

또한, 스테이터 어셈블리(70)의 내부로 물이 침투되는 것을 방지하기 위하여 몰드부(74)에는 돌출부(74b)와 함몰부(74c)가 형성됨이 바람직하다. 이러한 돌출부는 상기 팬(10)의 허브부(12)의 반경 방향 외측에 형성되며, 상기 함몰부(74c)는 상기 허브부(12)의 말단 하부와 마주보도록 형성됨이 바람직하다.

예를 들어, 상기 팬 모터(100)는 회전축(40)이 수평선에 대해서 수직하게 설치될 수 있다. 이 경우 팬 모터(100)의 하부에 물이 고인다고 하더라도 상기 돌출 부(74b)에 의하여 물이 차서 상기 스테이터 어셈블리(70) 내부로 유입되는 것이 효과적으로 방지된다. 또한 상기 팬 모터(100)는 회전축(40)이 수평선에 대해서 수평하게 설치될 수 있다. 이 경우 낙하되는 물이 팬(10)의 보스부(15)의 내측과 몰드부(74) 사이로 유입될 수 있다. 그러나 이러한 물은 상기 돌출부(74b)로 인해 스테이터 어셈블리(70)으로 유입되지 않고 허브부(12)의 외측으로 유입되나 허브부(12)가 회전하므로 비산되어 팬(10) 외부로 방출된다. 따라서, 보다 효과적으로는, 상기 돌출부(74b)가 상기 허브부(12)의 하단과 일직선을 이루거나 이보다 높게 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 함몰부(74c)의 함몰 깊이는 허브부(12)가 회전 시 상기 몰드부(74)와 간섭되지 않도록 충분한 길이로 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 모따기부(74a) 구조는 상기 회전축(40)이 수평선에 대해서 수직하게 설치된 경우에 누수 방지를 위해서도 효과적이다. 즉, 낙하되어 몰드부(74)를 타고 팬 모터(100)으로 유입되는 물은 상기 모따기부(74a)의 경사로 인하여 허브부(12)의 외부로 유입되기 때문이다.

본 발명에 따른 모터, 특히 팬 모터(100)은 전술한 바와 같이 베어링 부재를 포함하여 이루어진다. 이러한 베어링 부재는 스테이터 어셈블리(70)의 상부와 하부에 각각 위치되는 상부 베어링 하우징(50)과 하부 베어링 하우징(60)을 포함하여 이루어질 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이 스테이터 어셈블리(70)의 상부와 하부에는 각각 상부 베어링 하우징(50)과 하부 베어링 하우징(60)이 결합된다. 이러한 결합은 베어링 하우징(50, 60)이 스테이터 어셈블리(70)의 중앙부분에 압입되어 이루어질 수 있다.

따라서, 상기 스테이터 어셈블리(70)와 상기 베어링 하우징(50, 60)의 중앙 부분을 관통하여 회전축(40)이 회전 가능하게 지지된다. 아울러, 이러한 베어링 하우징을 통하여 상기 스테이터 어셈블리(70)과 로터 어셈블리(30) 사이의 에어갭이 유지될 것이다.

한편, 상기 베어링 하우징들은 스테이터 어셈블리(70)에 몰드부(74)가 형성된 후 결합될 수 있으며, 먼저 베어링 하우징이 스테이터 어셈블리(70)에 결합된 후 몰드부(74)가 형성될 수도 있을 것이다.

여기서, 상부 베어링 하우징(50)과 하부 베어링 하우징(60)은 그 형상과 기능이 실질적으로 동일함이 바람직하다. 그러나, 팬 모터(100)의 하부에서 제품에 취부되기 위하여 상기 하부 베어링 하우징(60)은 하부 브라켓(66)을 더 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 여기서 상기 하부 브라켓은 별도로 형성된 구성으로 이루어질 수도 있고, 후술하는 상부 베어링 하우징(50)의 커버부 하우징(51)과 동일하게 형성되되 그 형상만 달리 형성될 수 있다. 후자의 경우에는 상부 베어링 하우징(50)과 하부 베어링 하우징(60)은 그 형상과 세부 구성이 동일하되, 커버부 하우징(51)과 하부 브라켓(66)의 형상만 달라지게 될 것이다. 따라서, 하부 베어링 하우징(60)의 구체적인 설명은 상부 베어링 하우징(50)에 대한 설명과 중복되므로 생략한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상부 베어링 하우징(50)은 상기 스테이터 어셈블리(70)에 삽입되며, 상부가 개방된 코어부 하우징(55)과 하부가 개방되어 상기 코 어부 하우징(55)와 결합되어 내부에 소정 공간을 형성하는 커버부 하우징(51)을 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 상부 베어링 하우징(50)의 내부에는 베어링(54)가 구비된다. 여기서 상기 베어링(54)는 소결되어 형성된(sintered) 베어링임이 바람직하고, 보다 구체적으로는 오일리스(oil-less) 베어링임이 바람직하다. 한편, 상기 베어링이 원활한 기능을 위하여 베어링 오일을 공급하기 위한 구성으로서 상기 베어링 하우징(50)의 내부에는 베어링 오일을 함유하는 펠트(53)이 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 펠트(53)의 반경 방향 내측에 베어링이 구비되고, 상기 펠트를 통하여 상기 베어링(54)에 베어링 오일이 공급된다.

한편, 상기 베어링(54)의 위치 결정하거나 위치를 제한하기 위하여 상기 커버부 하우징(51)과 상기 베어링(54)의 상부에는 베어링 홀더(52)가 개재됨이 바람직하다. 그리고, 상기 베어링 홀더에는 상기 펠트(53)에 함유된 베어링 오일이 상기 베어링(54)의 상부로 순환시키기 위한 슬릿(56)이 방사상으로 형성됨이 바람직하다. 마찬가지로 상기 코어부 하우징(55)에는 상기 펠트(53)에 함유된 베어링 오일이 상기 베어링(54)의 하부로 순환시키기 위한 홈이 방사상으로 형성됨이 바람직하다.

이하에서는 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 팬 모터에 있어서, 회전축(40)과 베어링 부재(50, 60) 특히 상부 베어링 하우징(50)과의 결합 부분 특징에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 상기 회전축(40)은 다양한 방법에 의해 팬(10)과 결합될 수 있다. 그 러나, 어떠한 경우라도 상기 팬(10)과 상기 회전축(40)의 결합부분에는 상기 회전축(40)의 길이 방향으로 소정 길이 연장되어 형성되는 회전축 수용부(19)가 형성됨이 바람직하다.

한편, 본 발명에 있어서의 베어링(54)은 펠트(56)에 미리 함유된 베어링 오일을 통해 마찰이 최소화된다. 여기서, 상기 베어링 오일이 회전축(40)을 타고 비산되지 않도록 함이 바람직하다. 이러한 베어링 오일의 비산을 방지하기 위하여 상기 회전축(40)에는 오일 커터(58)가 구비된다. 여기서 상기 오일 커터(58)는 상기 커버부 하우징(51)의 관통홀(50a) 부분에 위치됨이 바람직하다. 이때, 상기 관통홀(50a)는 회전축(40)의 관통을 위한 것이다.

따라서, 상기 오일 커터(58)는 실질적으로 상기 관통홀(50a)을 막기 때문에 회전축(40)을 타고 베어링 오일이 비산되는 것을 방지하게 된다.

또한, 베어링 오일의 비산 방지를 위해 상기 관통홀(50a)의 내경 보다는 작도록 상기 회전축 수용부(19)의 외경이 형성될 수 있을 것이다. 물론, 이 경우 상기 오일 커터(58) 구성은 생략될 수도 있을 것이며, 양자가 동시에 베어링 오일 비산 방지 기능을 수행할 수 있을 것이다.

즉, 상기 회전축 수용부(19)는 회전축(40)을 지지함과 아울러, 상기 관통홀(50a)을 실질적으로 막도록 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 회전축 수용부(19)를 통하여 상기 팬(10)과 회전축(40)의 결합을 보다 견고히 함과 동시에 베어링 오일의 비산을 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 커버부 하우징(51)에는 단차부(59)가 형성됨이 바람직하다. 즉, 반경 방향 내측으로 단차부(59)가 형성됨이 바람직하다. 이러한 단차부(59)를 통하여 상기 커버부 하우징(51)은 베어링 홀더(52)의 반경 방향 외측 부분만 누르게 되며, 상기 베어링 홀더(52)의 슬릿(53)과 내측 부분은 누르지 않게 된다. 따라서, 상기 베어링 홀더(52)는 이러한 단차부(59)로 인하여 상기 베어링을 정렬시키는 한편, 적절히 유동성을 조절할 수 있게 된다.

다시 말하면, 상기 베어링 홀더(52)는 상기 단차부(59)로 인하여 탄성 변형되어 최대 H 거리만큼 그 내측 부분이 상측으로 이동될 수 있다. 따라서 이러한 단차부(59)와 상기 베어링 홀더(52)의 형상에 의해 상기 베어링(54)는 적정 유동성을 가지게 된다.

이러한 단차부(59)와 베어링 홀더(52)의 유동성을 통한 상기 베어링(54)의 유동성은 매우 중요하다. 왜냐하면 상기 베어링(54)의 유동성이 담보되지 못하는 경우에는 베어링(54)와 회전축(40)을 체결할 때 어려움이 발생될 수 있기 때문이다. 즉, 얼라인(align)이 제대로 된 경우에는 회전축(40) 체결이 용이할 수 있으나 그렇지 못한 경우에는 베어링이 유동성을 갖지 않는 경우 그 체결이 매우 어려울 것이다. 또한 억지로 체결을 하는 경우에는 회전축에 스크래치(scratch)를 발생시켜 소음이 발생될 여지가 많다.

그러나, 전술한 바와 같이 베어링(54)에 적절한 유동성이 담보된다면 베어링과 회전축의 결합이 매우 용이하게 되고, 회전축의 회전시 적정 조심 토크가 유지되어 원활한 회전축(40)의 회전이 이루어지고 소음 발생이 미연에 방지될 수 있을 것이다.

이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 모터, 특히 팬 모터의 조립에 대해서 상세히 설명한다.

스테이터 어셈블리의 조립 순서는 다음과 같다.

스테이터 코어(71)을 타발 및 적층을 통해 형성하고, 상기 스테이터 코어에 인슐레이터(72)를 형성한다. 그리고 코일을 권선한다. 아울러 피씨비에 각종 회로 소자들을 실장시킨 후 인슐레이터와 피씨비를 결합시켜 스테이터 어셈블리(70)를 형성한다. 이때, 상기 코일과 피시비(73)과의 전기적 연결을 하게 된다. 아울러, 스테이터 어셈블리(70)의 외부를 감싸도록 몰드부(74)를 형성한다. 이로써 스테이터 어셈블리의 조립이 완성된다.

베어링 부재(50, 60)의 조립 순서는 다음과 같다.

코어부 베어링 하우징(55)에 펠트(Felt)(53)를 넣고 베어링 오일을 주입한다 그리고, 펠트의 중앙부에 베어링(54)을 넣고, 베어링 상부에 베어링 홀더(52)를 얹는다. 그리고, 커버부 베어링 하우징(51)을 상기 코어부 베어링 하우징(55)과 결합시킨다. 이로서 상부 베어링 하우징(50)의 조립이 완성된다. 마찬가지 순서로 하부 베어링 하우징(60)의 조립이 이루어진다.

로터 어셈블리(30)의 조립 순서는 다음과 같다.

먼저 사출 공정을 통해 팬(10)을 형성한다. 그리고 상기 팬(10)에 영구자석 로터(20)을 결합시키고, 상기 영구자석을 착자시킨다. 그리고 적절한 방법을 통하여 회전축(40)을 상기 팬(10)과 결합시킨다. 이로써 로터 어셈블리(30)의 조립이 완성된다.

이러한, 스테이터 어셈블리(70), 베어링 부재(50, 60) 그리고 로터 어셈블리(30)가 형성되면 이들을 서로 결합시킨다.

먼저, 스테이터 어셈블리(70)의 상부와 하부에 각각 상부 베어링 하우징(50)과 하부 베어링 하우징(60)을 강제 압입 방식 등으로 결합시킨다. 그리고, 상기 회전축(40)을 상기 상부 베어링 하우징(50)과 스테이터 어셈블리(70), 그리고 하부 베어링 하우징(60) 순서로 관통시킨다. 그리고, 관통된 회전축(40)이 하부 브라켓(67) 외부로 노출된 부분에 회전축 이탈 방지링(ring)(67)을 결합시킨다. 상기 이탈 방지링(67)은 로터 어셈블리(30)가 스테이터 어셈블리(70)에 대해서 이탈되는 것을 방지하는 기능을 수행한다.

이러한 조립 과정을 통하여 본 발명에 따른 모터의 조립이 완성되어, 도 3에 도시된 모터를 형성하게 된다. 즉, 스테이터 어셈블리(70) 구성과 상부 베어링 하우징(50) 구성은 모두 상기 팬(10)의 내부에 수용되어 전체적인 높이를 현저히 줄일 수 있는 팬 모터가 형성된다.

전술한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 본 발명에 따르면 제조가 용이하고, 컴팩트한 팬 모터를 형성할 수 있다. 특히, 팬 모터의 높이를 현저히 줄여 설치 공간을 현저히 줄일 수 있게 된다.

둘째, 본 발명에 따르면 스테이터 어셈블리를 절연 재질의 몰드부로 감싸기 때문에 보다 안전하고 사용이 용이한 팬 모터를 제공할 수 있다. 아울러 몰드부의 단차구조를 통하여 물의 침투를 미연에 방지할 수 있는 팬 모터를 제공할 수 있다.

셋째, 모터의 전체적이 외관을 형성하는 브라켓 구성을 삭제할 수 있기 때문에 브라켓 형성을 위한 재료 절약 및 공정 생략이 가능한 팬 모터를 제공할 수 있다.

넷째, 스테이터 어셈블리에 직접 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 부재를 결합시킨 모터, 특히 팬 모터를 제공할 수 있다. 따라서, 제조가 용이하고 베어링 부재의 고정을 위한 별도의 구성을 생략할 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 공기의 유동을 안내하는 쉬라우드를 일체로 갖는 터버 팬 구조가 적용된 팬 모터를 제공할 수 있기 때문에 구성이 간단하고 매우 효율적인 팬 모터를 제공하는 것이 가능하다.

Claims (6)

1. 몰드부에 의해 외부가 감싸지는 스테이터 어셈블리와 상기 스테이터 어셈블리의 외측에서 회전하는 로터 어셈블리를 포함하여 이루어지고,

   상기 로터 어셈블리는 상기 스테이터 어셈블리를 내부에 수용하는 팬을 포함하여 이루어지며,

   상기 팬의 반경 방향 내측에는 허브부가 형성되고, 상기 몰드부는 허브부의 반경 방향 외측에 상기 스테이터 어셈블리의 내부로 물이 침투되는 것을 방지하는 돌출부가 형성됨을 특징으로 하는 팬 모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 몰드부는 상기 허브부의 말단 하부와 마주보도록 함몰부가 형성됨을 특징으로 하는 팬 모터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 몰드부는 상기 팬의 보스부 내측과 마주보는 부분에 모따기부가 형성됨을 특징으로 하는 팬 모터.
4. 스테이터 코어, 인슐레이터, 그리고 코일을 포함하여 이루어지며, 몰드부에 의해 외부가 감싸지는 스테이터 어셈블리;

   상기 스테이터 어셈블리의 중앙부에 결합되는 베어링 부재;

   상기 스테이터 어셈블리를 내부에 수용하는 팬, 상기 팬과 일체로 회전하도록 결합되고 상기 베어링 부재를 관통하여 회전 가능하게 지지되는 회전축, 그리고 상기 스테이터 어셈블리의 반경 방향 외측에서 상기 팬과 일체로 회전하는 로터를 포함하여 이루어지는 로터 어셈블리를 갖고,

   상기 팬의 반경 방향 내측에는 허브부가 형성되고, 상기 몰드부는 허브부의 반경 방향 외측에 상기 스테이터 어셈블리의 내부로 물이 침투되는 것을 방지하는 돌출부가 형성됨을 특징으로 하는 팬 모터.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 몰드부는 상기 허브부의 말단 하부와 마주보도록 함몰부가 형성됨을 특징으로 하는 팬 모터.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 몰드부는 상기 팬의 보스부 내측과 마주보는 부분에 모따기부가 형성됨을 특징으로 하는 팬 모터.

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