KR101491880B1 - An air blower for fuel cell vehicle - Google Patents

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KR101491880B1
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육지용
차용길
박치용
양현섭
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한라비스테온공조 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an air blower. According to an embodiment, provided is an air blower for a fuel cell vehicle, which prevents deformation of a rear support according to coupling of a rear bearing cap by bolt-fastening the rear bearing cap on a rear bearing liner, and reduces vibration of a rear bearing and noise caused by the vibration by reinforcing a liner indentation unit of a rear support and a fastening unit of the rear bearing liner. Therefore, the air blower for a fuel cell vehicle has improved sensitive quality and durability.

Description

연료전지 차량용 공기 블로워{An air blower for fuel cell vehicle}[0001] The present invention relates to an air blower for a fuel cell vehicle,

본 발명은 공기 블로워에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리어 베어링의 진동과 이에 따른 소음이 저감됨으로써, 감성품질과 내구성이 향상되는 연료전지 차량용 공기 블로워에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air blower, and more particularly, to an air blower for a fuel cell vehicle in which sensitivity and durability are improved by reducing vibration and noise caused by a rear bearing.

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 includes 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 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.The air supply unit includes an air cleaner for filtering foreign substances contained in the air, an air blower for compressing and supplying the air filtered by the air cleaner, and a control box for controlling the air blower.

도 1은 종래의 공기 블로워의 일 예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이며, 도 3은 종래의 리어 서포트의 구성을 보인 단면도이다. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a conventional air blower, FIG. 2 is a sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of a conventional rear support.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 공기 블로워(10)는, 전방에 외부공기가 유입되는 공기유입구(21)를 가진 유입덕트(20)와, 유입덕트(20)의 후단에 결합되고 내부에 모터(31)가 설치되는 모터 하우징(30)과, 모터 하우징(30)의 후단에 결합되고 일측에 공기토출구(41)가 형성되며 모터(31) 작동시 모터(31)의 회전 샤프트(32)와 함께 회전하면서 공기를 압축하는 임펠러(42)가 내부에 설치되는 임펠러 하우징(40)과, 임펠러 하우징(40)의 후단에 결합되는 리어 서포트(50)를 포함하여 이루어진다.1 and 2, the air blower 10 includes an inlet duct 20 having an air inlet 21 into which external air is introduced in the front, an inlet duct 20 connected to a rear end of the inlet duct 20, A motor housing 30 in which a motor 31 is installed and an air discharge port 41 formed on one side of the motor housing 30 and a rotary shaft 32 An impeller housing 40 in which an impeller 42 for compressing air while rotating together with the impeller housing 40 and a rear support 50 coupled to a rear end of the impeller housing 40.

여기서, 공기유입구(21)를 통해 유입덕트(20)의 내부로 들어온 공기는 모터 하우징(30)과 임펠러 하우징(40)을 거쳐 임펠러(42)로 유입되고, 모터(31) 작동에 따른 임펠러(42)의 회전에 의해 고압으로 압축되어 임펠러 하우징(40)의 공기토출구(41)를 통해 외부로 배출된다.The air that has entered the inlet duct 20 through the air inlet 21 flows into the impeller 42 through the motor housing 30 and the impeller housing 40 and flows into the impeller 42 42 and is discharged to the outside through the air discharge port 41 of the impeller housing 40. [

즉, 임펠러(42)의 고속회전에 따라 공기가 임펠러(42)로 유입되며, 임펠러(42)를 거치면서 그 압력이 급격히 상승되어 외부로 토출되는 것이다.That is, as the impeller 42 rotates at a high speed, air flows into the impeller 42, and the pressure of the impeller 42 rises rapidly while passing through the impeller 42, and is discharged to the outside.

이때, 리어 서포트(50)는 그 테두리가 임펠러 하우징(40)의 후단 테두리에 결합되어, 임펠러 하우징(40)과 함께 압축공기를 공기토출구(41) 방향으로 안내하는 유로의 일부를 이루는 한편, 임펠러(42)와 회전 샤프트(32)를 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다.At this time, the rear support 50 is joined to the rear edge of the impeller housing 40 so that its rim forms a part of the flow path for guiding the compressed air together with the impeller housing 40 in the direction of the air discharge port 41, (42) and the rotating shaft (32) in a rotatable manner.

리어 서포트(50)에 대하여 좀 더 상세하게 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 리어 서포트(50)에는 라이너 장착홀(51)이 관통 형성되고, 이 라이너 장착홀(51)에 리어 베어링 라이너(60)가 삽입된다.3, the rear support 50 has a liner mounting hole 51 formed therethrough, and a rear bearing liner 51 is inserted into the liner mounting hole 51. [ 60 are inserted.

또한, 리어 베어링 라이너(60)에는 리어 베어링(70) 장착을 위한 공간부(61)가 마련되며, 이 공간부(61)는 리어 서포트(50)의 후면에 결합되는 리어 베어링 캡(80)에 의해 후방이 폐쇄된다.The rear bearing liner 60 is provided with a space portion 61 for mounting the rear bearing 70. The space portion 61 includes a rear bearing cap 80 coupled to the rear surface of the rear support 50 The rear side is closed.

리어 서포트(50)와 리어 베어링 라이너(60) 및 리어 베어링 캡(80)은 볼트(90) 체결에 의해 일체로 결합되는데, 이를 위해 리어 서포트(50)의 후면 라이너 장착홀(51)의 테두리를 따라 걸림홈(52)이 단차 형성되고, 이 걸림홈(52)에는 원주방향으로 서로 이격하여 복수의 볼트 체결홀(53)이 형성된다. The rear support 50 and the rear bearing liner 60 and the rear bearing cap 80 are integrally joined by bolts 90. For this purpose, the rim of the rear liner mounting hole 51 of the rear support 50 A plurality of bolt fastening holes 53 are formed in the fastening grooves 52 so as to be spaced from each other in the circumferential direction.

또한, 리어 베어링 라이너(60)의 후단에는 이 걸림홈(52)에 지지되도록 라이너 플랜지부(62)가 확장 형성되며, 리어 베어링 캡(80)의 전단에는 전술한 라이너 플랜지부(62)와 대향하도록 캡 플랜지부(81)가 확장 형성된다.A rear end of the rear bearing liner 60 is formed with a liner flange portion 62 extended to be supported by the engagement groove 52. A front end of the rear bearing cap 80 is provided with a liner flange portion 62, The cap flange portion 81 is formed to be extended.

즉, 복수의 볼트(90)가 캡 플랜지부(81)와 라이너 플랜지부(62)를 관통하여 리어 서포트(50)의 볼트 체결홀(53)에 각각 체결됨으로써, 리어 서포트(50)에 대한 리어 베어링 라이너(60)와 리어 베어링 캡(80)의 조립이 완료되는 것이다.That is, the plurality of bolts 90 are respectively fastened to the bolt fastening holes 53 of the rear support 50 through the cap flange portion 81 and the liner flange portion 62, The assembly of the bearing liner 60 and the rear bearing cap 80 is completed.

그런데, 종래의 경우, 리어 베어링 캡(80)의 볼트(90) 체결시, 볼트(90) 조립 토크(torque)에 의해 볼트 체결홀(53) 주변의 리어 서포트(50)에 변형이 발생되고, 이 변형이 라이너 장착홀(51)과 공간부(61)의 내주면에까지 영향을 미쳐, 리어 베어링 라이너(60) 및/또는 리어 베어링(70)의 변형에 따른 진동과 소음 발생의 문제가 있다.
In the conventional case, when the bolts 90 of the rear bearing cap 80 are fastened, the rear support 50 around the bolt fastening holes 53 is deformed by the torque of assembling the bolts 90, This deformation affects the inner peripheral surface of the liner mounting hole 51 and the space portion 61 and causes vibration and noise generation due to deformation of the rear bearing liner 60 and / or the rear bearing 70.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예는, 리어 서포트와 리어 베어링 라이너 및 리어 베어링 캡의 조립시, 볼트의 체결 토크에 의한 변형 발생을 방지하여, 모터 작동시 리어 베어링의 진동 및 소음을 저감할 수 있는 연료전지 차량용 공기 블로워와 관련된다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and one embodiment of the present invention is to prevent deformation due to tightening torque of a bolt when assembling a rear support, a rear bearing liner and a rear bearing cap, And relates to a fuel cell vehicle air blower capable of reducing vibration and noise of a rear bearing when a motor is operated.

본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 일측에 외부공기가 유입되는 공기유입구를 가진 유입덕트; 상기 유입덕트의 후단에 결합되며, 내부에 모터가 설치되는 모터 하우징; 상기 모터 하우징의 후단에 결합되고, 내부에는 상기 모터에 의해 회전하는 임펠러가 설치되는 임펠러 하우징; 상기 임펠러 하우징의 후단에 결합되며, 라이너 장착홀이 형성되는 리어 서포트; 상기 라이너 장착홀에 결합되고, 베어링 조립홀이 형성되며, 후면에 복수의 제1체결홀이 형성되는 리어 베어링 라이너; 상기 베어링 조립홀에 장착되고, 상기 모터의 회전 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 적어도 하나 이상의 리어 베어링; 및 상기 리어 서포트의 후면에 결합되어 상기 베어링 조립홀을 폐쇄하며, 상기 제1체결홀과 대응되도록 제2체결홀이 관통 형성되는 리어 베어링 캡을 포함하며, 상기 리어 베어링 라이너는 상기 라이너 장착홀에 열간 압입되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, an inflow duct having an air inlet through which outside air is introduced into one side; A motor housing coupled to a rear end of the inflow duct and having a motor installed therein; An impeller housing coupled to a rear end of the motor housing and having an impeller rotating therein by the motor; A rear support coupled to a rear end of the impeller housing and having a liner mounting hole formed therein; A rear bearing liner coupled to the liner mounting hole, wherein a bearing assembly hole is formed, and a plurality of first fastening holes are formed on the rear surface; At least one rear bearing mounted to the bearing assembly hole and rotatably supporting a rotating shaft of the motor; And a rear bearing cap coupled to a rear surface of the rear support to close the bearing assembly hole and having a second fastening hole formed therethrough to correspond to the first fastening hole, The air blower for a fuel cell vehicle is characterized in that hot press-fitting is performed.

여기서, 상기 리어 베어링 캡은 상기 제1체결홀을 관통하여 상기 제2체결홀에 삽입되는 체결수단에 의해 상기 리어 베어링 라이너에 결합된다.The rear bearing cap is coupled to the rear bearing liner by fastening means inserted through the first fastening hole and inserted into the second fastening hole.

또한, 상기 리어 베어링 라이너는, 상기 제1체결홀로부터 이격하여 원주방향을 따라 형성되는 복수의 슬롯을 포함할 수 있다.The rear bearing liner may include a plurality of slots spaced apart from the first fastening hole and formed along the circumferential direction.

이때, 상기 복수의 슬롯은 상기 제1체결홀의 내측과 외측에 대칭으로 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the plurality of slots are preferably formed symmetrically to the inside and the outside of the first fastening hole.

또한, 상기 제1체결홀이 형성되는 상기 리어 베어링 라이너의 체결부 두께가, 상기 제1체결홀의 폭 대비 4배 내지 6배인 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness of the fastening portion of the rear bearing liner in which the first fastening hole is formed is 4 to 6 times the width of the first fastening hole.

아울러, 상기 리어 베어링 라이너가 압입되는 상기 리어 서포트의 라이너 압입부 두께가, 상기 라이너 장착홀의 폭 대비 30% 내지 45%인 것이 바람직하다.
It is preferable that the thickness of the liner press-in portion of the rear support into which the rear bearing liner is press-fitted is 30% to 45% of the width of the liner mounting hole.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워에 의하면, 리어 베어링 캡이 리어 베어링 라이너에 볼트 체결되고, 리어 베어링 라이너는 리어 서포트에 열간 압입되므로, 리어 베어링 캡 조립을 위한 볼트 체결시, 볼트 조립 토크에 의한 리어 서포트의 변형을 방지할 수 있다.In the air blower for a fuel cell vehicle according to the preferred embodiment of the present invention, the rear bearing cap is bolted to the rear bearing liner and the rear bearing liner is hot-pressed into the rear support, It is possible to prevent the rear support from being deformed by the bolt-assembling torque.

또한, 리어 베어링 라이너의 체결부 두께와, 리어 서포트의 라이너 압입부 두께를 각각 볼트체결홀과 라이너 장착홀의 폭에 비해 크게 형성함으로써, 리어 베어링 캡 조립을 위한 볼트 체결시, 볼트 조립 토크에 의한 리어 베어링 라이너와 리어 서포트의 변형을 방지할 수 있다.Further, by forming the thickness of the fastening portion of the rear bearing liner and the thickness of the liner pressing portion of the rear support larger than the widths of the bolt fastening holes and the liner mounting holes, It is possible to prevent deformation of the bearing liner and the rear support.

아울러, 리어 베어링 라이너의 볼트체결홀 주변에, 원주방향으로 연장되는 슬롯을 형성하여, 볼트 체결시 볼트체결홀로부터 발생되는 응력을 흡수 또는 차단함으로써, 볼트체결홀 주변의 변형을 최소화할 수 있다.In addition, a slot extending in the circumferential direction is formed around the bolt fastening hole of the rear bearing liner to absorb or block the stress generated from the bolt fastening hole when fastening the bolt, so that the deformation around the bolt fastening hole can be minimized.

이에 따라, 리어 베어링이 장착되는 베어링 조립홀의 변형이 방지되며, 공기 블로워 작동시 리어 베어링의 진동과 소음 저감에 따른 내구성 및 감성품질의 향상 효과가 있다.
Accordingly, deformation of the bearing assembly hole in which the rear bearing is mounted is prevented, and durability and sensitivity quality are improved by vibration and noise reduction of the rear bearing when the air blower operates.

도 1은 종래의 공기 블로워의 일 예를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 단면도.
도 3은 종래의 리어 서포트의 구성을 보인 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워의 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 리어 서포트의 구성을 보인 단면도.
도 6은 리어 베어링 라이너의 볼트 체결하중에 의한 변형 분포를 비교한 시뮬레이션 결과.
도 7은 리어 서포트의 볼트 체결하중에 의한 변형 분포를 비교한 시뮬레이션 결과.
도 8은 리어 베어링 라이너의 축하중에 의한 변형 분포를 비교한 시뮬레이션 결과.
도 9는 리어 서포트의 축하중에 의한 변형 분포를 비교한 시뮬레이션 결과.1 is a perspective view showing an example of a conventional air blower.
2 is a sectional view of Fig. 1;
3 is a sectional view showing the configuration of a conventional rear support.
4 is a sectional view of an air blower for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention;
5 is a sectional view showing a configuration of a rear support according to an embodiment of the present invention.
6 is a simulation result of a comparison of deformation distributions due to the bolt fastening load of the rear bearing liner.
Fig. 7 is a simulation result of comparison of deformation distribution due to bolt fastening load of the rear support. Fig.
8 is a simulation result of a comparison of strain distribution caused by the axial load of the rear bearing liner.
9 is a simulation result of a comparison of strain distribution caused by the axial load of the rear support.

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, preferred embodiments 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 4는 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of an air blower for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 4에 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 모터(310)가 설치되는 모터 하우징(300)과, 모터 하우징(300)의 후단에 결합되고 내부에 임펠러(410)가 설치되는 임펠러 하우징(400)과, 임펠러 하우징(400)의 후단에 결합되며 라이너 장착홀(510)이 형성되는 리어 서포트(500)와, 라이너 장착홀(510)에 결합되고 베어링 조립홀(610)이 형성되는 리어 베어링 라이너(600)와, 베어링 조립홀(610)에 장착되고 모터(310)의 회전 샤프트(320)를 회전 가능하게 지지하는 적어도 하나 이상의 리어 베어링(700)과, 리어 서포트(500)의 후면에 결합되어 베어링 조립홀(610)을 폐쇄하는 리어 베어링 캡(800)을 포함하여 이루어진다.4, 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 inflow duct 200 into which outside air flows, an inflow duct 200 An impeller housing 400 coupled to a rear end of the motor housing 300 and having an impeller 410 installed therein, a motor housing 310 coupled to a rear end of the impeller housing 300, A rear bearing 500 coupled to the rear end of the rear bearing 400 and having a liner mounting hole 510 formed therein, a rear bearing liner 600 coupled to the liner mounting hole 510 and having a bearing assembly hole 610 formed therein, At least one rear bearing 700 mounted on the bearing assembly hole 610 and rotatably supporting the rotary shaft 320 of the motor 310 and a bearing assembly hole 610 coupled to the rear surface of the rear support 500, And a rear bearing cap 800 for closing the rear bearing cap 800.

여기서, 공기 블로워(100)의 유입덕트(200) 전방에는 공기유입구(210)가 형성되며, 유입덕트(200)는 임펠러(410)의 회전에 의해 외부로부터 유입되는 공기의 통로가 된다.An air inlet 210 is formed in front of the inlet duct 200 of the air blower 100. The inlet duct 200 serves as a passage for air introduced from the outside by the rotation of the impeller 410.

그리고, 모터 하우징(300)은 유입덕트(200)의 후단에 결합되며 내부에 모터(310)를 수용한다. The motor housing 300 is coupled to the rear end of the inlet duct 200 and accommodates the motor 310 therein.

이때, 모터(310)는 도 4에 도시된 바와 같이 회전 샤프트(320)가 고정자(330)를 관통하도록 되어 있고, 고정자(330)와 대향하는 회전 샤프트(320)의 외주면에는 회전자(340)가 구비되며, 고정자(330)는 모터(310)의 외형을 이루는 원통형 케이싱(350)의 내주면을 따라 수용된다.4, the rotating shaft 320 passes through the stator 330 and the rotor 340 is mounted on the outer circumferential surface of the rotating shaft 320 facing the stator 330. In this case, And the stator 330 is accommodated along the inner circumferential surface of the cylindrical casing 350 forming the outer shape of the motor 310. [

또한, 모터(310)의 케이싱(350) 전면에는 베어링 장착홈(351)이 형성되며, 이 베어링 장착홈(351)에 프론트 베어링(360)이 장착되어, 모터(310)의 회전 샤프트(320) 전단을 회전 가능하게 지지한다.A bearing mounting groove 351 is formed on the front surface of the casing 350 of the motor 310. A front bearing 360 is mounted on the bearing mounting groove 351 to rotate the rotary shaft 320 of the motor 310, The front end is rotatably supported.

아울러, 모터 하우징(300)의 내주면과 케이싱(350)의 외주면 사이에는 다수의 지지리브(370)가 케이싱(350)의 길이방향으로 길게 형성되는데, 각각의 지지리브(370)는 케이싱(350)의 원주방향을 따라 소정 간격 서로 이격하여 형성되며, 이들 지지리브(370) 사이에 형성되는 공간은 공기가 지나가는 유로가 된다.A plurality of support ribs 370 are formed in the longitudinal direction of the casing 350 between the inner circumferential surface of the motor housing 300 and the outer circumferential surface of the casing 350. Each of the support ribs 370 includes a casing 350, And a space formed between the support ribs 370 serves as a passage through which air flows.

한편, 모터(310)의 케이싱(350) 후방에는 케이싱 커버(380)가 결합되며, 케이싱 커버(380)의 후방에 모터(310)의 작동 제어를 위한 PCB 기판(390)이 배치된다.A casing cover 380 is coupled to the rear of the casing 350 of the motor 310 and a PCB substrate 390 for controlling the operation of the motor 310 is disposed behind the casing cover 380.

임펠러 하우징(400)은 모터 하우징(300)의 후단에 결합되며 내부에 임펠러(410)를 수용하는데, 임펠러 하우징(400)의 둘레에는 원주방향으로 스크롤 형태의 송풍부(420)가 형성된다.The impeller housing 400 is coupled to the rear end of the motor housing 300 and accommodates the impeller 410 therein. The scroll housing 420 is formed around the impeller housing 400 in the circumferential direction.

이때, 송풍부(420)의 내부에는 임펠러(410)에 의해 고압으로 압축된 공기가 이송되도록 임펠러 하우징(400)의 내부와 연통하는 토출유로(421)가 형성되고, 송풍부(420)의 일측에는 회전 샤프트(320)의 반경방향으로 공기토출구(422)가 형성된다.At this time, a discharge passage 421 communicating with the inside of the impeller housing 400 is formed in the blowing section 420 so that the air compressed by the impeller 410 is delivered to the inside of the impeller 410, The air discharge port 422 is formed in the radial direction of the rotating shaft 320.

또한, 임펠러(410)는 모터(310)의 회전 샤프트(320) 후단에 설치되고, 모터(310) 작동시 회전 샤프트(320)가 회전함에 따라 회전 샤프트(320)와 함께 회전하면서 유입덕트(200)의 공기유입구(210)를 통해 유입된 공기를 압축하며, 임펠러(410)에 의해 고압으로 압축된 공기는 송풍부(420)의 토출유로(421)를 통해 공기토출구(422)로 배출된다.The impeller 410 is installed at the rear end of the rotating shaft 320 of the motor 310 and rotates together with the rotating shaft 320 as the rotating shaft 320 rotates during the operation of the motor 310, And the air compressed by the impeller 410 at a high pressure is discharged to the air discharge port 422 through the discharge passage 421 of the blowing section 420.

리어 서포트(500)는 임펠러 하우징(400)의 후단에 결합되어 임펠러 하우징(400)과 함께 송풍부(420)의 토출유로(421) 방향으로 안내하는 유로를 형성하는 한편, 임펠러(410)와 회전 샤프트(320)를 지지하게 되는데, 리어 서포트(500)의 중앙에 설치되는 리어 베어링(700)에 의해 회전 샤프트(320)의 후단이 회전 가능하게 지지된다. The rear support 500 is coupled to the rear end of the impeller housing 400 to form a flow path guiding the impeller housing 400 in the direction of the discharge flow path 421 of the blowing section 420, The rear end of the rotating shaft 320 is rotatably supported by the rear bearing 700 installed at the center of the rear support 500. [

따라서, 리어 베어링(700)의 조립 위치가 어긋나거나, 리어 베어링(700) 또는 그 주변부에 변형이 발생하는 경우, 회전 샤프트(320)의 회전 작동시 진동 및 소음이 발생하게 되는 문제가 있다.Therefore, when the assembling position of the rear bearing 700 is shifted or deformation occurs in the rear bearing 700 or its peripheral portion, vibration and noise are generated when the rotary shaft 320 is rotated.

이하, 도 5를 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 리어 서포트의 구성 및 결합관계에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
Hereinafter, the configuration and coupling relationship of the rear support according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 리어 서포트의 구성을 보인 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a configuration of a rear support according to an embodiment of the present invention.

리어 서포트(500)는 그 테두리가 임펠러 하우징(400)의 후단 테두리에 볼트 체결되며, 임펠러 하우징(400)과 함께 압축공기를 송풍부(420)로 유도하는 유로의 일부를 이룬다.The rear support 500 is bolted to the rim of the rear end of the impeller housing 400 and forms a part of a flow path for guiding compressed air to the blowing part 420 together with the impeller housing 400.

리어 서포트(500)의 중앙에는 후술하는 리어 베어링 라이너(600)의 결합을 위한 라이너 장착홀(510)이 관통 형성되고, 라이너 장착홀(510)의 후단 테두리를 따라 걸림홈(511)이 단차 형성된다.A liner mounting hole 510 for coupling a rear bearing liner 600 to be described later is formed at the center of the rear support 500. A latch groove 511 is formed along the rear edge of the liner mounting hole 510, do.

리어 베어링 라이너(600)는 원통형 몸체의 중앙에 리어 베어링(700)의 장착을 위한 베어링 조립홀(610)이 관통 형성되고, 베어링 조립홀(610)의 내주면 전단에는 내측으로 걸림턱(611)이 형성되며, 몸체의 후단에는 외측으로 걸림부(620)가 확장 형성된다.The rear bearing liner 600 is formed with a bearing assembly hole 610 for mounting the rear bearing 700 at the center of the cylindrical body and a locking jaw 611 is formed at the front end of the inner peripheral surface of the bearing assembly hole 610 And a latching part 620 is extended outward at the rear end of the body.

이때, 베어링 조립홀(610)에는 적어도 하나 이상의 리어 베어링(700)이 장착되는데, 리어 베어링(700)의 전방 이탈은 리어 베어링 라이너(600)의 걸림턱(611)에 의해 방지되고, 리어 베어링(700)의 후방 이탈은 후술하는 리어 베어링 캡(800)에 의해 방지된다.At this time, at least one rear bearing 700 is mounted on the bearing assembly hole 610. The front release of the rear bearing 700 is prevented by the engagement protrusions 611 of the rear bearing liner 600, 700 are prevented by the rear bearing cap 800 described later.

리어 베어링 캡(800)은 리어 서포트(500)의 후면에 결합되어 베어링 조립홀(610)의 후방을 폐쇄하며, 후방으로 돌출된 함체형의 본체(810)와, 본체(810)의 전단에서 수직방향 외측으로 확장 형성되는 플랜지부(820)를 포함한다.The rear bearing cap 800 includes a main body 810 coupled to the rear surface of the rear support 500 to close the rear of the bearing assembly hole 610 and protruding rearward, And a flange portion 820 extended outward in the direction.

리어 서포트(500)와 리어 베어링 라이너(600) 및 리어 베어링 캡(800)의 조립은 다음과 같이 이루어진다.The assembly of the rear support 500, the rear bearing liner 600 and the rear bearing cap 800 is performed as follows.

먼저, 리어 서포트(500)의 라이너 장착홀(510)에 리어 베어링 라이너(600)가 열간 압입된다.First, the rear bearing liner 600 is hot press-fitted into the liner mounting hole 510 of the rear support 500.

이때, 리어 서포트(500) 후단의 걸림홈(511)에 리어 베어링 라이너(600)의 걸림부(620)가 걸려서 지지되며, 리어 서포트(500)의 후면과 리어 베어링 라이너(600)의 후면은 동일 평면상에 위치하게 된다.At this time, the latching portion 620 of the rear bearing liner 600 is hooked and held in the latching groove 511 at the rear end of the rear support 500. The rear surface of the rear support 500 and the rear surface of the rear bearing liner 600 are the same And is positioned on a plane.

이후, 리어 서포트(500)의 후면에 리어 베어링 캡(800)을 결합하는데, 리어 서포트(500)와 리어 베어링 캡(800)의 결합은 리어 베어링 캡(800)을 리어 베어링 라이너(600)의 후면에 볼트 등의 체결수단으로 체결함으로써 이루어진다. The rear support 500 and the rear bearing cap 800 are coupled to the rear bearing cap 800. The rear bearing cap 800 is coupled to the rear surface of the rear support 500, Such as a bolt.

이를 위해, 리어 베어링 라이너(600)의 후면에는 원주방향으로 서로 이격하여 복수의 제1체결홀(630)이 형성되며, 리어 베어링 캡(800)의 플랜지부(820)에는 리어 베어링 라이너(600) 후면의 제1체결홀(630)과 대응하여 복수의 제2체결홀(821)이 관통 형성된다.A plurality of first fastening holes 630 are formed on the rear surface of the rear bearing liner 600 so as to be spaced apart from each other in the circumferential direction and a rear bearing liner 600 is fixed to the flange portion 820 of the rear bearing cap 800, A plurality of second fastening holes 821 are formed in correspondence with the first fastening holes 630 on the rear side.

즉, 리어 베어링 라이너(600)와 리어 베어링 캡(800)은, 리어 베어링 캡(800)의 제2체결홀(821)을 관통하여 리어 베어링 라이너(600)의 제1체결홀(630)에 삽입되는 볼트(B) 등의 체결수단에 의해 상호 결합되는 것이다.That is, the rear bearing liner 600 and the rear bearing cap 800 are inserted into the first fastening holes 630 of the rear bearing liner 600 through the second fastening holes 821 of the rear bearing cap 800 And are fastened together by fastening means such as bolts (B).

이때, 볼트(B)의 헤드부는 리어 베어링 캡(800)의 플랜지부(820) 후면에 지지되고, 나사부는 리어 베어링 라이너(600)의 제2체결홀(821)에 삽입되어 나사결합되며, 리어 베어링 라이너(600)는 리어 서포트(500)의 라이너 장착홀(510)에 열간 압입되어 고정된 상태이므로, 리어 서포트(500)와 리어 베어링 라이너(600) 및 리어 베어링 캡(800)은 일체로 결합하게 된다.At this time, the head of the bolt B is supported on the rear surface of the flange portion 820 of the rear bearing cap 800, the threaded portion is inserted into and screwed into the second fastening hole 821 of the rear bearing liner 600, The rear support 500 and the rear bearing liner 600 and the rear bearing cap 800 are integrally joined to each other so that the rear support 500, .

따라서, 리어 베어링 캡(800)의 볼트 체결시 볼트(B)가 리어 서포트(500)에 직접 체결되는 것이 아니므로, 볼트 조립 토크(torque)에 의해 리어 서포트(500)에 변형이 발생되는 종래의 문제를 방지할 수 있게 된다.Therefore, since the bolt B is not directly fastened to the rear support 500 when bolts are fastened to the rear bearing cap 800, there is a possibility that the rear support 500 is deformed due to the bolt assembly torque The problem can be prevented.

볼트 조립 토크를 직접 받게 되는 리어 베어링 라이너(600)의 변형 방지를 위해서는, 리어 베어링 라이너(600)의 제1체결홀(630) 주변 체결부(640)의 두께(t1)를 제1체결홀(630)의 폭(w1) 대비 4배 내지 6배의 두께로 형성한다. The thickness t 1 of the fastening portion 640 around the first fastening hole 630 of the rear bearing liner 600 is set to be smaller than the thickness t 1 of the fastening hole 640 of the rear bearing liner 600, Is formed to have a thickness of 4 to 6 times the width (w 1 ) of the first electrode (630).

이는, 체결부(640)의 두께(t1)가 제1체결홀(630)의 폭(w1) 대비 4배 미만이면 변형 억제 효과가 미미하고, 체결부(640)의 두께(t1)가 제1체결홀(630)의 폭(w1) 대비 6배를 초과하면 리어 베어링 라이너(600)의 부피 및 하중 증가로 인해 리어 베어링 라이너(600)의 조립이 어렵고, 리어 서포트(500)의 강성이 저하되는 등의 문제가 있기 때문이다.This is because if the thickness t 1 of the fastening portion 640 is less than 4 times the width w 1 of the first fastening hole 630, the effect of suppressing deformation is insignificant and the thickness t 1 of the fastening portion 640, the first fastening holes 630, the width (w 1) compared to 6 times when it is more than the rear bearing liner 600, a rear support 500, it is difficult to assemble the rear bearing liner 600. due to the volume and weight increase of the There is a problem such that the rigidity is lowered.

여기서, 리어 베어링 라이너(600)에 리어 베어링 캡(800)의 볼트 체결시, 제1체결홀(630)로부터 체결부(640)를 거쳐 베어링 조립홀(610)이나 라이너 장착홀(510) 방향으로 응력이 전파되는 것을 방지하기 위해, 리어 베어링 캡(800)이 체결되는 리어 베어링 라이너(600)의 후면에 응력을 흡수 또는 차단할 수 있도록 복수의 슬롯(650)을 형성하는 것이 바람직하다.When the rear bearing cap 800 is bolted to the rear bearing liner 600, the first bearing hole 610 and the second bearing hole 610 are formed in the direction of the bearing assembly hole 610 and the liner mounting hole 510 from the first coupling hole 630 through the coupling portion 640, In order to prevent stress from propagating, it is preferable to form a plurality of slots 650 so as to absorb or block stress on the rear surface of the rear bearing liner 600 to which the rear bearing cap 800 is fastened.

이때, 슬롯(650)은 베어링 조립홀(610)의 테두리를 따라 원주방향으로 연장되는 원형의 홈 형태로 형성되며, 제1체결홀(630)의 내측과 외측에 각각 서로 대칭으로 이격하여 복수 개 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the slots 650 are formed in the shape of a circular groove extending in the circumferential direction along the rim of the bearing assembly hole 610, and are spaced symmetrically from each other on the inner side and the outer side of the first fastening hole 630, .

도 6은 리어 베어링 라이너의 볼트 체결하중에 의한 변형 분포를 비교한 시뮬레이션 결과로서, 베어링 조립홀(610)의 내주면에서 최대 변형율(Max strain)이 종래의 예(a)에 비해 본 발명의 일실시예에 따른 예(b)에서 더 작게 나타남을 볼 수 있다.6 is a simulation result in which the deformation distribution due to the bolt fastening load of the rear bearing liner is compared. The maximum strain at the inner peripheral surface of the bearing assembly hole 610 is larger than that of the conventional example (a) (B) of the example.

한편, 리어 서포트(500)의 라이너 장착홀(510) 변형 방지를 위해서는, 리어 베어링 라이너(600)가 장착되는 라이너 장착홀(510) 주변 라이너 압입부(520)의 두께(t2)를 라이너 장착홀(510)의 폭(w2) 대비 30% 내지 45%의 두께로 형성한다.On the other hand, to the liner attachment hole 510, strain relief of the rear support 500, mounting a thickness (t 2) of mounting the liner where the rear bearing liner 600, a mounting hole 510 near the liner press-in portion 520 liner Is formed to a thickness of 30% to 45% of the width (w 2 ) of the hole (510).

이는, 라이너 압입부(520)의 두께(t2)가 라이너 장착홀(510)의 폭(w2) 대비 30% 미만이면 변형 억제 효과가 미미하고, 라이너 압입부(520)의 두께(t2)가 라이너 장착홀(510)의 폭(w2) 대비 45%를 초과하면 리어 서포트(500)의 부피 및 하중 증가로 인해 비용 대비 효과와 패키지 측면에서 불리할 뿐만 아니라, 임펠러 하우징(400)과의 결합부위가 손상될 위험이 있기 때문이다.This is because if the thickness t 2 of the liner press-in portion 520 is less than 30% of the width w 2 of the liner mounting hole 510, the deformation suppressing effect is insignificant and the thickness t 2 Is greater than 45% of the width (w 2 ) of the liner mounting hole 510, it is disadvantageous in terms of cost and package due to the volume and load increase of the rear support 500, This is because there is a risk of damaging the binding site of the liquid.

도 7은 리어 서포트의 볼트 체결하중에 의한 변형 분포를 비교한 시뮬레이션 결과로서, 라이너 장착홀(510) 내주면에서 최대 변형율이, 종래의 예(a)에 비해 본 발명의 일실시예에 따른 예(b)에서 더 작음을 볼 수 있다.
7 is a simulation result of comparison of deformation distributions due to the bolt fastening load of the rear support. The maximum deformation rate at the inner circumferential surface of the liner mounting hole 510 is larger than that of the example (a) according to one embodiment of the present invention b) can be seen to be smaller.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 공기 블로워(100)는, 모터(310) 작동시 회전 샤프트(320)와 함께 임펠러(410)가 일체로 회전하여, 유입덕트(200)를 통해 유입된 외부공기를 고압으로 압축하며, 압축된 공기는 임펠러 하우징(400)을 둘러 스크롤 형태로 형성된 송풍부(420)의 토출유로(421)를 따라 유동한 후, 공기토출구(422)를 통해 외부로 토출된다.The air blower 100 according to an embodiment of the present invention is configured such that the impeller 410 rotates integrally with the rotary shaft 320 when the motor 310 is operated, Compresses the air to a high pressure and the compressed air flows along the discharge passage 421 of the blowing section 420 formed in a scroll shape around the impeller housing 400 and then is discharged to the outside through the air discharge port 422 .

그런데, 임펠러(410)와 리어 서포트(500) 사이에는 임펠러(410)가 회전할 수 있도록 약간의 틈새(430)가 형성되며, 따라서 임펠러(410)를 거치면서 압축된 고압의 공기가 송풍부(420)의 토출유로(421)로 이동하는 과정에서 이 틈새(430)로 유입되어 임펠러(410)의 후방으로 들어간다.A slight clearance 430 is formed between the impeller 410 and the rear support 500 to allow the impeller 410 to rotate. Accordingly, the high-pressure air compressed through the impeller 410 flows into the airflow- 420 to the discharge passage 421 and enters the clearance 430 and enters the rear of the impeller 410.

이에 따라, 임펠러(410)와 리어 서포트(500) 사이의 틈새(430)로 유입된 고압의 압축공기로 인해 임펠러(410)의 후방에는 고압이 형성되며, 회전 샤프트(320)를 전방으로 미는 축방향의 하중이 발생된다.Accordingly, a high pressure is formed in the rear of the impeller 410 due to the high-pressure compressed air introduced into the gap 430 between the impeller 410 and the rear support 500, A load in the direction is generated.

도 8과 도 9는 이러한 축하중이 걸렸을 때의 변형 분포를 종래의 예와 본 발명의 일실시예에 대하여 비교한 시뮬레이션 결과로서, 도 8은 리어 베어링 라이너의 축하중에 의한 변형 분포를 비교한 시뮬레이션 결과이고, 도 9는 리어 서포트의 축하중에 의한 변형 분포를 비교한 시뮬레이션 결과이다.FIGS. 8 and 9 are simulation results comparing the deformation distribution when the axial load is applied with respect to the conventional example and the embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a simulation comparing the deformation distribution caused by the axial load of the rear bearing liner Fig. 9 is a simulation result in which deformation distributions due to the axial load of the rear support are compared.

도 8과 도 9에서 볼 수 있듯이, 종래의 예(a)에 비하여 본 발명의 일실시예에 따른 예(b)에서, 베어링 조립홀(610) 내주면과 라이너 장착홀(510) 내주면에서 최대 변형율이 더 작게 나타난다.
8 and 9, in the example (b) according to the embodiment of the present invention, the maximum deformation ratio (the maximum deformation ratio) in the inner peripheral surface of the bearing assembly hole 610 and the inner peripheral surface of the liner mounting hole 510, Is smaller.

100 : 공기 블로워 200 : 유입덕트
300 : 모터 하우징 310 : 모터
320 : 회전 샤프트 360 : 프론트 베어링
400 : 임펠러 하우징 410 : 임펠러
420 : 송풍부 430 : 틈새
500 : 리어 서포트 510 : 라이너 장착홀
520 : 라이너 압입부 600 : 리어 베어링 라이너
610 : 베어링 조립홀 630 : 제1체결홀
640 : 체결부 650 : 슬롯
700 : 리어 베어링 800 : 리어 베어링 캡
820 : 플랜지부 821 : 제2체결홀100: air blower 200: inlet duct
300: motor housing 310: motor
320: rotating shaft 360: front bearing
400: impeller housing 410: impeller
420: Amplification 430: Clearance
500: Rear support 510: Liner mounting hole
520: liner press-in portion 600: rear bearing liner
610: bearing assembly hole 630: first fastening hole
640: fastening portion 650: slot
700: Rear bearing 800: Rear bearing cap
820: flange portion 821: second fastening hole

Claims (6)

일측에 외부공기가 유입되는 공기유입구(210)를 가진 유입덕트(200);
상기 유입덕트(200)의 후단에 결합되며, 내부에 모터(310)가 설치되는 모터 하우징(300);
상기 모터 하우징(300)의 후단에 결합되고, 내부에는 상기 모터(310)에 의해 회전하는 임펠러(410)가 설치되는 임펠러 하우징(400);
상기 임펠러 하우징(400)의 후단에 결합되며, 라이너 장착홀(510)이 형성되는 리어 서포트(500);
상기 라이너 장착홀(510)에 결합되고, 베어링 조립홀(610)이 형성되며, 후면에 복수의 제1체결홀(630)이 형성되는 리어 베어링 라이너(600);
상기 베어링 조립홀(610)에 장착되고, 상기 모터(310)의 회전 샤프트(320)를 회전 가능하게 지지하는 적어도 하나 이상의 리어 베어링(700); 및
상기 리어 서포트(500)의 후면에 결합되어 상기 베어링 조립홀(610)을 폐쇄하며, 상기 제1체결홀(630)과 대응되도록 제2체결홀(821)이 관통 형성되는 리어 베어링 캡(800);을 포함하며,
상기 리어 베어링 라이너(600)는 상기 라이너 장착홀(510)에 열간 압입되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
An inlet duct (200) having an air inlet (210) through which outside air is introduced into one side;
A motor housing 300 coupled to a rear end of the inflow duct 200 and having a motor 310 installed therein;
An impeller housing 400 coupled to a rear end of the motor housing 300 and provided with an impeller 410 rotated by the motor 310;
A rear support 500 coupled to a rear end of the impeller housing 400 and having a liner mounting hole 510 formed therein;
A rear bearing liner 600 coupled to the liner mounting hole 510 to form a bearing assembly hole 610 and having a plurality of first fastening holes 630 formed on a rear surface thereof;
At least one rear bearing (700) mounted to the bearing assembly hole (610) and rotatably supporting a rotary shaft (320) of the motor (310); And
A rear bearing cap 800 coupled to a rear surface of the rear support 500 to close the bearing assembly hole 610 and having a second coupling hole 821 formed therein to correspond to the first coupling hole 630, ≪ / RTI >
Wherein the rear bearing liner (600) is hot press-fit into the liner mounting hole (510).
청구항 1에 있어서,
상기 리어 베어링 캡(800)은 상기 제1체결홀(630)을 관통하여 상기 제2체결홀(821)에 삽입되는 체결수단에 의해 상기 리어 베어링 라이너(600)에 결합되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
The method according to claim 1,
Wherein the rear bearing cap 800 is coupled to the rear bearing liner 600 by fastening means inserted through the first fastening hole 630 and inserted into the second fastening hole 821. [ Air blower for vehicles.
청구항 1에 있어서, 상기 리어 베어링 라이너(600)는,
상기 제1체결홀(630)로부터 이격하여 원주방향을 따라 형성되는 복수의 슬롯(650)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
The rear bearing liner (600) according to claim 1, wherein the rear bearing liner (600)
And a plurality of slots (650) formed along the circumferential direction away from the first fastening hole (630).
청구항 3에 있어서,
상기 복수의 슬롯(650)은 상기 제1체결홀(630)의 내측과 외측에 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
The method of claim 3,
Wherein the plurality of slots (650) are symmetrically formed inside and outside the first fastening hole (630).
청구항 1 내지 청구항 4 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제1체결홀(630)이 형성되는 상기 리어 베어링 라이너(600)의 체결부(640) 두께(t1)가, 상기 제1체결홀(630)의 폭(w1) 대비 4배 내지 6배인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The thickness t 1 of the coupling part 640 of the rear bearing liner 600 in which the first coupling hole 630 is formed is 4 to 6 times the width w 1 of the first coupling hole 630, Wherein the air blower is an air blower for a fuel cell vehicle.
청구항 1 내지 청구항 4 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 리어 베어링 라이너(600)가 압입되는 상기 리어 서포트(500)의 라이너 압입부(520) 두께(t2)가, 상기 라이너 장착홀(510)의 폭(w2) 대비 30% 내지 45%인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.The method according to any one of claims 1 to 4,
The thickness t 2 of the liner press-in portion 520 of the rear support 500 into which the rear bearing liner 600 is inserted is 30% to 45% of the width w 2 of the liner mounting hole 510 Wherein the air blower further comprises:
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US20110135519A1 (en) 2009-12-09 2011-06-09 Halla Climate Control Corp. Air blower for a fuel cell vehicle

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