KR101357898B1 - Air blower for fuel cell vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 회전자 역할의 마그네트와, 회전속도를 검출하는 홀센서가 인슐레이터에 일체로 수용되어 회전 샤프트에 장착된 로터 어셈블리를 구비한 연료전지 차량용 공기 블로워에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워에 의하면, 공기 블로워의 내부에서 공기에 대한 유동저항이 감소되므로 소음 및 진동의 발생이 저감되고 모터의 냉각이 효율적으로 이루어지며, 로터 어셈블리의 강성이 증대됨에 따라 공기 블로워의 작동 안정성 및 내구성이 향상되는 효과가 있다.The present invention relates to an air blower for a fuel cell vehicle having a rotor acting as a rotor and a hall sensor detecting a rotational speed integrally housed in an insulator and mounted to a rotating shaft. According to the air blower for a fuel cell vehicle according to the present invention, since the flow resistance to the air is reduced in the air blower, noise and vibration are reduced, the motor is cooled efficiently, and the rigidity of the rotor assembly is increased. There is an effect of improving the operational stability and durability.
Description
본 발명은 공기 블로워에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 BLDC 모터의 로터 역할을 하는 마그네트와, 회전속도를 검출하는 홀센서가 인슐레이터에 일체로 수용되어 회전 샤프트에 장착된 로터 어셈블리를 구비한 연료전지 차량용 공기 블로워에 관한 것이다.
The present invention relates to an air blower, and more particularly, to a fuel cell vehicle including a magnet serving as a rotor of a BLDC motor, and a rotor assembly in which an Hall sensor for detecting a rotational speed is integrally accommodated in an insulator and mounted to a rotating shaft. Relates to an air blower.
일반적으로, 연료전지 차량은 연료공급부에서 공급되는 수소와, 공기공급부에서 공급되는 공기 중 산소가 가습기에 공급되어, 물의 전기분해 역반응인 전기화학반응에 의해 연속적으로 생성되는 전기에너지를 사용하여 구동하게 된다.Generally, the fuel cell vehicle is driven by using hydrogen supplied from the fuel supply unit and oxygen in the air supplied from the air supply unit is supplied to the humidifier and is continuously generated by the electrochemical reaction, which is the reverse reaction of electrolysis of water do.
여기서, 연료전지 차량은 전기를 생산하는 연료전지 스택과, 이 연료전지 스택에 연료와 공기를 가습하여 공급하는 가습기와, 가습기에 수소를 공급하는 연료공급부와, 가습기에 산소를 포함하는 공기를 공급하는 공기공급부, 및 연료전지 스택을 냉각하기 위한 냉각모듈을 포함하고 있다.Here, the fuel cell vehicle supplies a fuel cell stack for producing electricity, a humidifier for humidifying and supplying fuel and air to the fuel cell stack, a fuel supply unit for supplying hydrogen to the humidifier, and air containing oxygen to the humidifier. It includes an air supply unit, and a cooling module for cooling the fuel cell stack.
이때, 공기공급부는 공기 중에 포함된 이물질을 여과하는 에어클리너와, 에어클리너에서 여과된 공기를 압축하여 공급하는 공기 블로워, 및 공기 블로워를 제어하는 컨트롤박스를 포함하여 구성된다.
At this time, the air supply unit is configured to include an air cleaner for filtering foreign matter contained in the air, an air blower for compressing and supplying the air filtered from the air cleaner, and a control box for controlling the air blower.
도 1은 공기 블로워의 일 예를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing an example of an air blower.
도 1에 도시된 바와 같이 공기 블로워(10)는, 전방에 외부공기가 유입되는 공기유입구(21)를 가진 유입덕트(20)와, 상기 유입덕트(20)의 후단에 결합되고 내부에 스테이터(31)와 로터 어셈블리(32)가 설치되는 모터 하우징(30)과, 상기 모터 하우징(30)의 후단에 결합되고 일측에 공기토출구(41)가 형성되며 상기 로터 어셈블리(32)의 회전에 의해 공기를 압축하는 임펠러(42)가 수용되는 임펠러 하우징(40)과, 상기 임펠러 하우징(40)의 후단에 결합되어 상기 로터 어셈블리(32)를 회전 가능하게 지지하는 지지부재(50)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the
이때, 공기유입구(21)를 통해 유입덕트(20)의 내부로 들어온 공기는 모터 하우징(30)과 임펠러 하우징(40)을 거쳐 임펠러(42)로 유입되고, 로터 어셈블리(32)의 회전에 따른 임펠러(42)의 회전으로 인해, 고압으로 압축되어 임펠러 하우징(40)의 공기토출구(41)를 통해 외부로 배출된다.At this time, the air introduced into the
즉, 임펠러(42)의 고속회전에 따라 공기가 임펠러(42)로 유입되며, 임펠러(42)를 거치면서 그 압력이 급격히 상승되어 외부로 토출되는 것이다(특허문헌 1 참조).
That is, air flows into the
도 2는 도 1에 도시된 종래의 로터 어셈블리의 상세도이다.FIG. 2 is a detailed view of the conventional rotor assembly shown in FIG. 1.
도 2에 도시된 바와 같이, 로터 어셈블리(32)는 회전 샤프트(33)와, 회전 샤프트(33) 상에 결합되는 홀센서(34), 및 마그네트(35)를 포함하여 이루어지는데, 회전 샤프트(33)의 후단부는 임펠러(42)의 중공에 결합되어, 회전 샤프트(33)의 회전시 임펠러(42)도 함께 회전하게 된다.As shown in FIG. 2, the
마그네트(35)는 BLDC 모터에서 로터(회전자)의 역할을 하며, 스테이터(31)에 전원 인가시 회전 샤프트(33)와 일체로 회전한다. 이때, 홀센서(34)는 회전 샤프트(33)의 회전각도와 회전속도를 검출하며, 마그네트(35)와 홀센서(34) 사이에는 자기장 간섭을 방지하기 위해 인슐레이터(36)가 개재된다.The
그런데, 도 2에 도시된 종래의 로터 어셈블리(32)와 같이, 회전 샤프트(33)의 전단부에 홀센서(34)가 구비되고, 인슐레이터(36)를 사이에 두고 홀센서(34) 보다 직경이 큰 마그네트(35)가 홀센서(34)의 후방에 구비되는 경우, 공기가 로터 어셈블리(32)의 표면을 따라 유동하는 과정에서 유동저항을 많이 받게 된다.However, like the
즉, 회전 샤프트(33)의 외주면을 따라 유동하는 공기는 홀센서(34)와 인슐레이터(36)의 외주면을 따라 유동하는 과정에서 마그네트(35)의 커버(37)에 부딪혀 유동저항을 받게 된다.That is, the air flowing along the outer circumferential surface of the
이에 따라, 공기가 로터 어셈블리(32)를 지나는 동안 유동 소음과 진동이 많이 발생하며, 공기의 유동이 원활하게 이루어지지 않음에 따라, 모터의 냉각 성능이 저하되는 문제점이 있다.Accordingly, while the air passes through the
또한, 회전 샤프트(33) 상에 홀센서(34), 인슐레이터(36), 마그네트(35), 및 커버(37)를 각각 별도로 조립해야 하므로, 조립면 과다로 인한 불평형 질량의 발생 가능성이 높은 반면에, 이를 해결하기 위한 밸런싱 면은 부족하여 로터 어셈블리(32)의 강성이 저하되는 문제가 있다.
In addition, since the
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예는, 내부공간에 각각 마그네트와 홀센서를 전후 이격하여 일체로 수용하는 인슐레이터를 회전 샤프트 상에 구비함으로써, 유입된 공기가 로터 어셈블리의 표면을 따라 유동하는 과정에서 유동 저항과 소음 및 진동이 감소되고, 로터 어셈블리의 강성이 증가되는 효과를 가진 연료전지 차량용 공기 블로워의 제공을 목적으로 한다.
The present invention has been made to solve the problems described above, one embodiment of the present invention, by providing an insulator on the rotating shaft to accommodate the magnet and the hall sensor spaced apart integrally in the internal space, respectively, It is an object of the present invention to provide an air blower for a fuel cell vehicle having the effect of reducing the flow resistance, noise and vibration, and increasing the rigidity of the rotor assembly in the process of flowing the air along the surface of the rotor assembly.
상기 목적의 달성을 위해, 본 발명의 바람직한 일실시예는, 전방에 외부공기가 유입되는 공기유입구를 가진 유입덕트와, 상기 유입덕트의 후단에 결합되고 내부에 스테이터와 로터 어셈블리가 설치되는 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 후단에 결합되고 일측에 공기토출구가 형성되며 상기 로터 어셈블리의 회전에 의해 공기를 압축하는 임펠러가 수용되는 임펠러 하우징과, 상기 임펠러 하우징의 후단에 결합되어 상기 로터 어셈블리를 회전 가능하게 지지하는 지지부재를 포함하는 연료전지 차량용 공기 블로워에 있어서, 상기 로터 어셈블리는, 상기 임펠러에 일단이 결합되는 회전 샤프트와, 상기 회전 샤프트의 일측에 결합되는 마그네트와, 상기 마그네트로부터 후방으로 이격하여 상기 회전 샤프트에 결합되는 홀센서와, 상기 마그네트와 상기 홀센서 사이에 개재되고 상기 마그네트와 상기 홀센서를 내부공간에 이격하여 일체로 수용하는 인슐레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워를 제공한다.In order to achieve the above object, a preferred embodiment of the present invention, the inlet duct having an air inlet through which the outside air flows in the front, the motor housing is coupled to the rear end of the inlet duct and the stator and rotor assembly is installed therein And an impeller housing coupled to the rear end of the motor housing and having an air discharge port formed at one side thereof, the impeller housing compressing air by the rotation of the rotor assembly, and coupled to the rear end of the impeller housing to rotate the rotor assembly. In the air blower for a fuel cell vehicle comprising a support member for supporting the vehicle, The rotor assembly is a rotary shaft, one end is coupled to the impeller, a magnet coupled to one side of the rotary shaft, spaced apart rearward from the magnet Hall sensor coupled to the rotating shaft, and the magnet Is interposed between the Hall sensor provides a fuel cell vehicle air blower comprising: a shield for receiving the magnet and the Hall sensor integrated apart from each other in the inner space.
이때, 상기 인슐레이터 내부에는 격벽으로 구획된 마그네트 수용부와 홀센서 수용부가 전후 방향 서로 이격하여 형성되며, 상기 격벽과 홀센서 수용부의 외경은 상기 마그네트 수용부의 외경보다 작은 것이 바람직하다.At this time, the inside of the insulator is formed by separating the magnet receiving portion and the hall sensor receiving portion partitioned with each other in the front and rear direction, the outer diameter of the partition and the hall sensor receiving portion is preferably smaller than the outer diameter of the magnet receiving portion.
한편, 상기 인슐레이터의 전단과 후단에는 커버가 각각 결합된다.
On the other hand, the cover is coupled to the front and rear ends of the insulator, respectively.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워에 의하면, 인슐레이터의 내부에 마그네트와 홀센서가 이격 수용되어 일체로 회전 샤프트 상에 구비되므로, 로터 어셈블리를 따라 임펠러 방향으로 유동하는 공기의 유동저항이 감소하고 이에 따라, 블로워의 공기 유입시 소음 및 진동이 저감되는 효과가 있다.According to an air blower for a fuel cell vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention, since the magnet and the hall sensor are spaced apart from each other in the insulator and are integrally provided on the rotating shaft, air flows in the impeller direction along the rotor assembly. The resistance is reduced and, accordingly, there is an effect that noise and vibration is reduced when the air flows into the blower.
또한, 인슐레이터와 마그네트 및 홀센서가 일체로 회전 샤프트에 조립되므로, 조립면 저감에 따라 불평형 질량의 발생 가능성이 낮아지고, 조립 부품 수 저감으로 인한 제작시간과 비용의 감소 효과가 있다.In addition, since the insulator, the magnet, and the hall sensor are integrally assembled to the rotating shaft, the possibility of unbalanced mass is lowered according to the reduction of the assembly surface, and the manufacturing time and cost are reduced due to the reduction of the number of assembly parts.
아울러, 내부에 마그네트와 홀센서를 구비하는 인슐레이터가 회전 샤프트 상에 일체로 장착되므로, 로터 어셈블리의 강성이 증가하여 소음과 진동이 저감되는 효과가 있고, 로터 어셈블리의 밸런싱면 증가로 인해, 오밸런싱에 따른 로터 어셈블리의 강성 저하를 방지할 수 있다.
In addition, since the insulator including the magnet and the hall sensor inside is integrally mounted on the rotating shaft, the rigidity of the rotor assembly is increased, thereby reducing noise and vibration, and the misalignment due to the increase of the balancing surface of the rotor assembly. It is possible to prevent the degradation of the rigidity of the rotor assembly according to.
도 1은 공기 블로워의 일 예를 도시한 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 로터 어셈블리의 상세도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워의 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 로터 어셈블리의 상세도.1 is a cross-sectional view showing an example of an air blower.
Figure 2 is a detailed view of the conventional rotor assembly shown in Figure 1;
3 is a sectional view of an air blower for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention;
4 is a detailed view of the rotor assembly shown in FIG. 3.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.Hereinafter, a preferred embodiment of an air blower for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
In addition, the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention, but merely as exemplifications of the constituent elements set forth in the claims of the present invention, and are included in technical ideas throughout the specification of the present invention, Embodiments that include components replaceable as equivalents in the elements may be included within the scope of the present invention.
실시예Example
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an air blower for a fuel cell vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워(이하, '공기 블로워')(100)는, 외부공기가 유입되는 유입덕트(200)와, 유입덕트(200)의 후단에 결합되고 내부에 스테이터(310)와 로터 어셈블리(320)를 포함하는 모터가 설치되는 모터 하우징(300)과, 모터 하우징(300)의 후단에 결합되고 일측에 공기토출구(440)가 형성되며 로터 어셈블리(320)의 회전에 의해 공기를 압축하는 임펠러(410)가 내부에 수용되는 임펠러 하우징(400)과, 임펠러 하우징(400)의 후단에 결합되어 로터 어셈블리(320)의 회전 샤프트(321)를 회전 가능하게 지지하는 지지부재(500)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 3, an air blower (hereinafter, referred to as an “air blower”) 100 for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention includes an
여기서, 유입덕트(200)의 전방에는 공기유입구(210)가 형성되며, 이 유입덕트(200)는 임펠러(410) 회전시 외부로부터 유입되는 공기의 통로가 된다.Here, the
즉, 임펠러(410) 회전시 공기유입구(210)를 통해 외부의 공기가 유입덕트(200)로 유입되며, 유입된 공기는 유입덕트(200)를 통과하여 후술하는 모터 하우징(300)으로 유동하게 된다.That is, when the
모터 하우징(300)은 유입덕트(200)의 후단에 결합되며 내부에 모터를 수용하는데, 이때 모터는 외주면에 코일이 권선된 상태로 모터 하우징(300)에 수용되는 스테이터(고정자)(310)와, 스테이터(310)의 중공을 관통하여 회전 가능하게 설치되는 로터 어셈블리(320)를 포함한다.The
그리고, 로터 어셈블리(320)는 회전 샤프트(321)와, 회전 샤프트(321)의 일측에 결합되는 마그네트(323)와, 마그네트(323)의 후방에 이격하여 회전 샤프트(321)에 결합되는 홀센서(325)와, 마그네트(323)와 홀센서(325) 사이에 개재되는 인슐레이터(327)를 포함한다.In addition, the
여기서, 회전 샤프트(321)는 후단부가 임펠러(410)의 중공에 결합되어, 회전 샤프트(321)의 회전시 임펠러(410)가 함께 일체로 회전하게 된다.Here, the rear end portion of the
또한, 마그네트(323)는 BLDC 모터에서 로터(회전자)의 역할을 하며, 스테이터(310)에 전원 인가시 회전 샤프트(321)와 함께 일체로 회전한다. In addition, the
아울러, 홀센서(325)는 회전 샤프트(321)의 회전각도와 회전속도를 검출하기 위한 것으로, 마그네트(323)와 홀센서(325) 사이에는 자기장 간섭을 방지하기 위해 인슐레이터(327)가 개재된다.In addition, the
본 발명의 일실시예에 따른 로터 어셈블리(320)는 인슐레이터(327)의 내부에 마그네트(323)와 홀센서(325)가 이격 수용되어 일체로 회전 샤프트(321) 상에 구비되며, 공기의 유동저항 감소에 따른 소음 및 진동 저감과 강성 증가의 효과가 있는바, 이에 대하여는 도 4를 참고하여 후술하기로 한다.The
임펠러 하우징(400)은 모터 하우징(300)의 후단에 결합되어 내부에 임펠러(410)를 수용하며, 임펠러 하우징(400)의 둘레에는 원주방향으로 스크롤 형태의 송풍부(420)가 형성된다.The
이때, 송풍부(420)의 내부에는 임펠러(410)에 의해 고압으로 압축된 공기가 이송되도록 임펠러 하우징(400)의 내부와 연통하는 유로(430)가 형성되고, 송풍부(420)의 일측에는 회전 샤프트(321)의 반경방향으로 공기토출구(440)가 형성된다.At this time, the
또한, 임펠러(410)는 회전 샤프트(321)의 후단부에 설치되고, 회전 샤프트(321)의 회전에 따라 회전 샤프트(321)와 함께 회전하면서 유입덕트(200)의 공기유입구(210)를 통해 유입된 공기를 압축하며, 임펠러(410)에 의해 고압으로 압축된 공기는 송풍부(420)의 유로(430)를 통해 공기토출구(440)로 배출된다.In addition, the
지지부재(500)는 임펠러 하우징(400)의 후단에 결합되어 회전 샤프트(321)를 지지하게 되는데, 지지부재(500)의 중앙에는 지지베어링(510)이 수용되어 회전 샤프트(321)의 후단을 회전 가능하게 지지한다.The
이때, 회전 샤프트(321)의 전단은 모터 하우징(300)의 전방에 구비되는 지지베어링(610)에 의해 회전 가능하게 지지되는 것이 바람직하며, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 모터 하우징(300)의 전방에 커버부재(600)가 결합되고, 이 커버부재(600)의 중앙에 지지베어링(610)이 수용될 수 있다.At this time, the front end of the
회전 샤프트(321)의 전단과 후단은 각각 캡(710,720)에 의해 덮여져서 이물질의 유입이 방지되도록 하는 것이 바람직하며 이때, 회전 샤프트(321)의 전단에 덮이는 캡(710)은 외부로부터 유입되는 공기와의 마찰 저항을 줄이기 위해 전방으로 돌출된 원추형으로 형성되는 것이 바람직하다.The front and rear ends of the
이와 같이 구성된 공기 블로워(100)는, 스테이터(310)에 전원 인가시 마그네트(323)의 회전과 함께 회전 샤프트(321)와 임펠러(410)가 일체로 회전하여 유입덕트(200)를 통해 외부공기를 흡입하며, 유입된 외부공기는 임펠러(410)를 통과하는 과정에서 고압으로 압축되어, 임펠러 하우징(400)을 둘러 스크롤 형태로 형성된 송풍부(420)의 공기토출구(440)를 통해 외부로 토출된다.
In the
도 4는 도 3에 도시된 로터 어셈블리의 상세도이다.4 is a detailed view of the rotor assembly shown in FIG. 3.
본 발명의 일실시예에 따른 로터 어셈블리(320)는, 회전 샤프트(321)와, 회전 샤프트(321)의 일측에 결합되는 마그네트(323)와, 마그네트(323)의 후방에 이격하여 회전 샤프트(321)에 결합되는 홀센서(325)와, 마그네트(323)와 홀센서(325) 사이에 개재되는 인슐레이터(327)를 포함한다.
이때, 인슐레이터(327)의 전단은 마그네트(323) 방향으로 연장되어 마그네트(323)의 외주면을 감싸고, 인슐레이터(327)의 후단은 홀센서(325) 방향으로 연장되어 홀센서(325)의 외주면을 감싸게 된다. At this time, the front end of the
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 마그네트(323)와 홀센서(325)는 인슐레이터(327) 내부에 서로 이격하여 수용된다.That is, as shown in FIG. 4, the
이에 대하여 좀 더 상세하게 설명하자면, 인슐레이터(327) 내부에는 격벽(327a)으로 구획된 마그네트 수용부(327b)와 홀센서 수용부(327c)가 전후 방향 서로 이격하여 형성되며, 마그네트 수용부(327b)에는 마그네트(323)가 수용되고, 홀센서 수용부(327c)에는 홀센서(325)가 수용된다.In more detail, the
이때, 마그네트(323)와 홀센서(325) 사이에 배치되는 격벽(327a)은, 마그네트(323)와 홀센서(325) 사이에 발생되는 자기장 간섭을 방지하는 역할을 하게 되며, 그 두께는 적절히 선택될 수 있다.In this case, the
아울러, 마그네트(323)의 직경이 홀센서(325)의 직경 보다 크기 때문에, 마그네트 수용부(327b)의 외경 역시 홀센서 수용부(327c)의 외경 보다 크게 형성되며, 도 4에는 홀센서 수용부(327c)에 격벽(327a)이 형성된 예를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 마그네트 수용부(327b)에 격벽(327a)이 형성되는 것도 가능하며, 마그네트 수용부(327b)와 홀센서 수용부(327c) 양쪽에 걸쳐 소정 두께의 격벽(327a)이 형성될 수도 있다.In addition, since the diameter of the
한편, 마그네트 수용부(327b)의 전단과 홀센서 수용부(327c)의 후단에는 각각 이물질 유입 방지를 위해 커버(329)가 결합되는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the
이와 같이, 인슐레이터(327) 내에 마그네트(323)와 홀센서(325)를 서로 이격하여 일체로 수용하는 경우, 로터 어셈블리(320)의 조립 부품 수 저감에 따른 제작시간과 비용의 절감 효과가 있으며, 마그네트(323)와 홀센서(325) 및 인슐레이터(327)가 일체화됨에 따라 진동에 대한 로터 어셈블리(320)의 강성이 증대되는 효과가 있다.As such, when the
또한, 도 1과 도 2를 참고하면, 종래에는 유입덕트(20)를 거쳐 모터 하우징(30)으로 유입된 공기가 회전 샤프트(33)를 따라 임펠러(42) 방향으로 유동하는 과정에서, 회전 샤프트(33)의 외측으로 돌출된 마그네트(35)의 커버(37)에 부딪히게 됨에 따라 유동 저항을 많이 받았으나, 본 발명의 일실시예에 따른 로터 어셈블리(320)의 경우, 인슐레이터(327)의 외주면을 따라 유동하는 공기에 대한 유동 저항이 종래에 비해 현저히 감소된다.In addition, referring to Figures 1 and 2, in the conventional air flow into the
이때, 인슐레이터(327)의 전단에 결합되는 커버(329)는, 유동 저항 감소를 위해 유입덕트(200) 방향으로 볼록하게 만곡진 외주면을 가진 원추형으로 형성될 수 있다.In this case, the
한편, 일반적으로 회전체에는 초기부터 형성되어온 불평형량이 있는데, 어떤 회전수(rpm)로 회전할 때 회전체에 남아있던 불평형량에 의해 원심력이 발생하며, 이는 회전체에 진동을 일으켜 충격과 소음을 발생시키고 작동 정밀도에 영향을 주게 된다.On the other hand, in general, the rotating body has an unbalance amount formed from the beginning, the centrifugal force is generated by the unbalance amount remaining in the rotating body when rotating at a certain rotational speed (rpm), which causes the rotating body to vibrate the shock and noise And affect the accuracy of operation.
이를 해결하기 위해 일반적으로 회전체에 대하여 밸런스 조정을 하게 되는데, 이러한 밸런스 조정은 예를 들어, 밸런싱 머신(balancing machine)에서 회전체의 질량불평형 위치를 찾아내고 그 질량불평형을 보상하는 질량만큼 해당되는 부위를 깎아내거나 거기에 웨이트(weight)를 붙이는 식의 질량가감을 통해 이루어진다.In order to solve this problem, a balance adjustment is generally performed on the rotating body. For example, the balancing adjustment is performed by finding a mass imbalance position of the rotating body in a balancing machine and compensating the mass unbalance. This can be done by squeezing or adding weight to it.
그런데, 로터 어셈블리의 경우, 웨이트를 부착할만한 공간을 확보하기 어려움에 따라, 해당 부위를 연삭하여 깎아내는 경우가 많은데, 종래의 경우 이러한 밸런스 조정을 시행할 수 있는 밸런싱면의 부족으로 인해, 충분한 밸런스 조정을 이루기 어렵거나, 실수로 밸런스 조정이 과도하게 이루어져 로터 어셈블리의 강성이 저하되는 문제가 있다.However, in the case of the rotor assembly, due to the difficulty in securing a space for attaching the weight, the relevant parts are often ground and scraped, but in the conventional case, due to the lack of a balancing surface that can perform such a balance adjustment, sufficient balance is achieved. It is difficult to make the adjustment, or there is a problem in that the balance adjustment is excessively made by mistake and the rigidity of the rotor assembly is lowered.
그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 로터 어셈블리(320)에 의하면, 마그네트(323)를 감싸는 인슐레이터(327)의 외주면에 대하여 밸런스 조정 작업을 시행할 수 있으므로, 밸런싱면이 충분히 확보되어, 오밸런싱(balancing error)으로 인한 로터 어셈블리(320)의 강성 저감을 방지할 수 있다.
However, according to the
본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워의 작동을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the air blower for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
스테이터(310)에 권선된 코일에 전원이 공급되면 마그네트(323)와 함께 회전 샤프트(321)가 축회전하며, 이때 회전 샤프트(321)에 일체로 결합된 임펠러(410)가 회전 샤프트(321)와 함께 회전하여 외부의 공기를 공기 블로워(100) 내부로 흡입한다.When power is supplied to the coil wound on the
외부의 공기는 공기유입구(210)를 통해 유입덕트(200) 내부로 유입되며, 모터 하우징(300)을 거쳐 임펠러 하우징(400)으로 유입된 후, 임펠러(410)에 의해 고압으로 압축된다.The outside air is introduced into the
그리고, 고압으로 압축된 공기는 스크롤 형태인 송풍부(420)의 토출유로(430)를 따라 이동하며, 공기토출구(440)를 통해 외부로 토출된다.In addition, the air compressed at high pressure moves along the
이때, 유입덕트(200)로 유입된 공기가 임펠러(410) 방향으로 유동하는 과정에서, 로터 어셈블리(320)의 표면을 따라 유동하게 되는데, 캡(710)을 지난 공기는 마그네트 수용부(327b)의 외주면으로 유도되고, 낮게 단차진 홀센서 수용부(327c)의 외주면으로 유동한 후 회전 샤프트(321)의 외주면을 따라 임펠러(410) 방향으로 자연스럽게 유도된다.At this time, the air introduced into the
따라서, 종래에 비해 공기 블로워(100)의 내부에서 공기에 대한 유동저항이 감소되므로 소음 및 진동의 발생이 저감되고 모터의 냉각이 효율적으로 이루어지며, 마그네트(323)와 홀센서(325)가 인슐레이터(327) 내에 일체로 수용되어 회전 샤프트(321)에 결합됨에 따라 조립 및 유지 보수가 편리하고, 로터 어셈블리(320)의 강성이 증대됨으로써 공기 블로워(100)의 작동 안정성 및 내구성이 향상되는 효과를 보이게 된다.
Therefore, the flow resistance of the air in the
100 : 공기 블로워
200 : 유입덕트
300 : 모터 하우징 310 : 스테이터
320 : 로터 어셈블리 321 : 회전 샤프트
323 : 마그네트 325 : 홀센서
327 : 인슐레이터 327a : 격벽
327b : 마그네트 수용부 327c : 홀센서 수용부
329 : 커버
400 : 임펠러 하우징 410 : 임펠러
500 : 지지부재100: air blower
200: inlet duct
300: motor housing 310: stator
320: rotor assembly 321: rotating shaft
323: magnet 325: hall sensor
327
327b:
329: cover
400
500: support member
Claims (4)
상기 로터 어셈블리(320)는, 상기 임펠러(410)에 일단이 결합되는 회전 샤프트(321)와, 상기 회전 샤프트(321)의 일측에 결합되는 마그네트(323)와, 상기 마그네트(323)로부터 후방으로 이격하여 상기 회전 샤프트에 결합되는 홀센서(325)와, 상기 마그네트(323)와 상기 홀센서(325) 사이에 개재되고 상기 마그네트(323)와 상기 홀센서(325)를 내부공간에 이격하여 일체로 수용하는 인슐레이터(327)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
An inlet duct 200 having an air inlet 210 through which external air flows in front, and a motor housing coupled to a rear end of the inlet duct 200 and having a stator 310 and a rotor assembly 320 installed therein. 300 and an impeller housing 400 coupled to a rear end of the motor housing 300 and having an air outlet 440 formed at one side thereof, and containing an impeller 410 for compressing air by the rotation of the rotor assembly 320. In the fuel blower vehicle air blower comprising a support member 500 coupled to the rear end of the impeller housing 400 to rotatably support the rotor assembly 320,
The rotor assembly 320 has a rotary shaft 321 having one end coupled to the impeller 410, a magnet 323 coupled to one side of the rotary shaft 321, and rearward from the magnet 323. It is interposed between the Hall sensor 325 and the magnet 323 and the Hall sensor 325 and spaced apart from the magnet 323 and the Hall sensor 325 spaced apart in the internal space Air blower for a fuel cell vehicle comprising an insulator (327) for receiving.
상기 인슐레이터(327) 내부에는 격벽(327a)으로 구획된 마그네트 수용부(327b)와 홀센서 수용부(327c)가 전후 방향 서로 이격하여 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
The method according to claim 1,
The inside of the insulator 327 is a blower for a fuel cell vehicle, characterized in that the magnet receiving portion (327b) and the hall sensor receiving portion (327c) divided by partitions 327a are formed spaced apart from each other in the front and rear directions.
상기 격벽(327a)과 홀센서 수용부(327c)의 외경은 상기 마그네트 수용부(327b)의 외경보다 작은 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
The method according to claim 2,
The outer diameter of the partition 327a and the hall sensor accommodating part 327c is smaller than the outer diameter of the magnet accommodating part 327b.
상기 인슐레이터(327)의 전단과 후단에 커버(329)가 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
The method according to claim 1,
The air blower for a fuel cell vehicle, characterized in that the cover (329) is respectively coupled to the front and rear ends of the insulator (327).
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KR100767532B1 (en) | 2006-09-04 | 2007-10-17 | 현대자동차주식회사 | An one body type air blower-humidifier for a fuel cell |
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- 2011-12-26 KR KR1020110142582A patent/KR101357898B1/en active IP Right Grant
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