KR101612638B1 - 소형 bldc타입 블로어 모터 - Google Patents

소형 bldc타입 블로어 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 소형 BLDC타입 블로어 모터는, 내부에 영구자석을 장착한 모터 케이스(310); 상기 모터 케이스(310) 내부에 위치하여 코일선을 감아 전류의 흐름에 의하여 상기 모터 케이스(310) 내부를 회전하는 코어(320); 상기 모터 케이스(310) 및 코어(320)의 중심을 관통하여 코어(320)의 회전동력을 팬에 전달하는 모터 축(330); 상기 모터 축(330)과 결합되어 회전하여 냉각풍을 발생시키는 팬(400); 상기 모터 축(330)을 상하로 고정하는 한 쌍의 베어링(340); 상기 베어링(340) 중 상부 베어링(340)과 모터 케이스(310)의 사이에 상기 모터 축(330)이 관통한 상태로 개재되는 완충 스프링(350); 상기 코어(320)에서 연장되는 접속단자(360);를 포함하는 모터(300)와, 상기 모터(300)의 접속단자(360)와 연결되어 상기 모터(300)의 구동을 제어하는 PCB보드(100); 상기 PCB보드(100)가 고정되는 하부 프레임(200);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 모터내부 축을 고정하는 축 베어링의 변형 및 파손을 방지하고, 설계구조를 개선하여 기존대비 더욱 소형화할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

소형 BLDC타입 블로어 모터{A COMPACT BLDC TYPE BLOWER MOTOR}
본 발명은 소형의 BLDC타입 블로어 모터에 관한 것으로서, 소형의 BLDC타입 블로어 모터의 모터 축을 고정하기 위한 고정구조를 개선하여 축 베어링의 손상을 방지하고 더욱 소형화할 수 있는 기술에 관한 것이다.
자동차 산업은 매출액에서 연구개발비의 비율인 기술특화계수가 높은 대표적인 혁신 산업으로서, 신소재 기술, 일렉트로닉스 기술, 정보통신 기술, 신 생산 시스템 등의 혁신적 기술의 개발과 채용 여부가 제품 경쟁력의 원천이 되고 있다.
한편, 배출가스 규제가 국내 및 해외에서도 해마다 엄격해지고, 현행 디젤기관의 연소시스템으로 이러한 규제에 대응하기 어려워 새로운 방식의 동력 시스템의 연구가 중요하게 대두되고 있다.
선진국의 경우 이미 대체에너지, 전기 자동차, 하이브리드 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히, 전기자동차는 환경규제의 강화와 수출입 규제가 철폐되는 시점에서 선진기술의 자립 및 차세대 자동차 산업의 주역으로서 매우 중요한 분야이다. 따라서 혁신적인 기술 향상을 이룰 수 있는 신기술 적용이야말로 자동차 산업의 제품 경쟁력이 높아지는 것을 당연하다.
세계 전기자동차 시장이 2012년 이후 본격적으로 성장할 전망과 정부의 전기자동차 산업 활성화 방안 즉, 2011년 전기자동차 양산체제 구축, 2015년 세계 전기자동차 시장 점유율 10%달성, 2020년 국내 소형차의 10%를 전기자동차 보급을 목표로 하고 있다.
그런데, 전기자동차의 핵심부품인 모터 기술은 아직도 미진한 상태이며 이에 대한 꾸준한 개발이 요구되고 있다.
그 중, BLDC타입 블로어 모터는 기존의 형상이 고착화 되어, 현재 발생하고 있는 냉각풍에 의한 PCB보드 손상문제, 냉각구조의 비효율적 설계 등과 같은 문제 점을 해결하고 잇지 못하는 실정이다.
즉, 기존 BLDC타입 블로어 모터는 냉각공기가 스테이터 부분으로 유입되도록 하여 고열이 발생되는 부분을 공랭식으로 냉각을 행하고 있지만, 냉각공기의 일부가 전자제어장치 쪽으로도 유입되어 쇼트를 발생하는 문제점이 있으며, 상기 전자제어장치 내부에 온도 차이로 인해 응축수가 발생할 경우 이동을 하면서 전기적인 쇼트 발생은 물론 이물질 등으로 인한 고장 요인이 발생하기도 하였고, 발생된 응축수를 배출할 수 있는 수단이 부재하였다.
또한, 모터의 방열을 위한 방열수단 역시 다이캐스팅을 통해 제작되므로 원가 상승 요인으로 작용하였으며, 전자제어장치는 2~4개의 나사를 이용하여 고정토록 함으로서, 고열로 인한 변형 및 장기 사용시 전자기기의 변형 또한 그 변형에 기인한 성능 결함이 발생하였으며, 전기커넥터는 별도의 합성수지재로 성형토록 되어 있어 밀폐성 및 제작, 조립상의 문제점도 발생되었고, 수분이나 먼지 등이 케이스 사이를 통해 유입되어 이를 차단할 수 있는 수단의 개발이 절실히 요망되었던 것이다.
즉, 자동차용 BLDC 블로어 모터의 제어용 인버터는 전력이 제어되고 있으므로 많은 양의 열이 발생하고, 이에 따라, 그것에 설치된 파워소자의 방열을 위하여 부품이 실장된 PCB보드에 별도의 히트싱크를 설치하고 상기 파워소자의 방열을 원활히 하고 있다.
도 1은 종래의 BLCD모터의 냉각 구조를 나타내고 있는 공개특허10-2011-0028634의 히트싱크의 설치구조를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 피씨비(PCB) 기판(7)의 상부에 설치되는 파워소자(1)는 히트싱크(6)의 수직벽면에 부착되어 설치된다. 그 설치를 위해 파워소자(1)의 상부에 체결공(1a)이 형성되고, 상기 체결공(1a)을 관통한 결합수단(2)이 히트싱크의 수직벽에 설치된 고정공(6a)에 나사결합된다. 상기 파워소자(1)와 히트싱크(6)의 수직벽면 사이에는 절연을 위해 절연지(4)가 설치된다. 이에 따라, 파워소자(1)에서 발생한 열이 히트싱크(6)에 전달됨으로써 방열작용이 발생하고 있다.
상기와 같은 설치구조에서는 히트싱크(6)가 수직으로 세워져 방열핀(6b)이 PCB보드와 거리를 유지하면서 대기와 접촉하고 있으므로 효과적인 방열기능을 수행할 수 있으나, 전체적인 설치구조가 많은 부피를 요구하게 되므로 전체적인 BLDC모터의 크기가 증대되는 문제점이 있었다.
KR 10-2011-0028634 KR 10-2007-0037248
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 소형 BLDC타입 블로어 모터는, 모터내부 축을 고정하는 축 베어링의 변형 및 파손을 방지하고, 설계구조를 개선하여 기존대비 더욱 소형화한 제품을 제공 하도록 하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉각효율이 향상된 소형 BLDC타입 블로어 모터는, 내부에 영구자석을 장착한 모터 케이스(310); 상기 모터 케이스(310) 내부에 위치하여 코일선을 감아 전류의 흐름에 의하여 상기 모터 케이스(310) 내부를 회전하는 코어(320); 상기 모터 케이스(310) 및 코어(320)의 중심을 관통하여 코어(320)의 회전동력을 팬에 전달하는 모터 축(330); 상기 모터 축(330)을 상하로 고정하는 한 쌍의 베어링(340); 상기 베어링(340) 중 상부 베어링(340)과 모터 케이스(310)의 사이에 상기 모터 축(330)이 관통한 상태로 개재되는 완충 스프링(350); 상기 코어(320)에서 연장되는 접속단자(360);를 포함하는 모터(300)와, 상기 모터(300)의 접속단자(360)와 연결되어 상기 모터(300)의 구동을 제어하는 PCB보드(100); 상기 PCB보드(100)가 고정되는 하부 프레임(200);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 소형 BLDC타입 블로어 모터는, 모터내부 축을 고정하는 축 베어링의 변형 및 파손을 방지하고, 설계구조를 개선하여 기존대비 더욱 소형화할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 종래의 BLDC 블로어 모터의 제어용 인버터에 포함되는 파워소자 및 방열판의 설치구조를 나타낸 예시도이다;
도 2는 발명의 실시예에 따른 소형 BLDC타입 블로어 모터의 단면도이다;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 소형 BLDC타입 블로어 모터의 팬을 제거한 상부 사시도이다;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 접속단자와 PCB보드의 결합을 나타낸 예시도이다;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 완충스프링 장착 예시도이다;
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 소형 BLDC타입 블로어 모터의 단면도가 도시되어 있고, 도 3은 발명의 실시예에 따른 소형 BLDC타입 블로어 모터의 팬을 제거한 상부 사시도가 도시되어 있으며, 도 4는 모터의 접속단자와 PCB보드의 결합을 나타낸 예시도가 도시되어 있고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 완충스프링 장착 예시도가 도시되어 있다.
상기 도 2 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 소형 BLDC타입 블로어 모터는, 내부에 영구자석을 장착한 모터 케이스(310); 상기 모터 케이스(310) 내부에 위치하여 코일선을 감아 전류의 흐름에 의하여 상기 모터 케이스(310) 내부를 회전하는 코어(320); 상기 모터 케이스(310) 및 코어(320)의 중심을 관통하여 코어(320)의 회전동력을 팬에 전달하는 모터 축(330); 상기 모터 축(330)과 결합되어 회전하여 냉각풍을 발생시키는 팬(400); 상기 모터 축(330)을 상하로 고정하는 한 쌍의 베어링(340); 상기 베어링(340) 중 상부 베어링(340)과 모터 케이스(310)의 사이에 상기 모터 축(330)이 관통한 상태로 개재되는 완충 스프링(350); 상기 코어(320)에서 연장되는 접속단자(360);를 포함하는 모터(300)와, 상기 모터(300)의 접속단자(360)와 연결되어 상기 모터(300)의 구동을 제어하는 PCB보드(100); 상기 PCB보드(100)가 고정되는 하부 프레임(200);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 상기 모터의 모터 축(300)은 상부 및 하부가 한쌍의 베어링(340)에 의하여 고정되는 구조를 하고 있다.
이러한 베어링(340)의 경우 소형으로써 상기 모터(300)의 조립과정에서 발생하는 공차로 발생하는 유격이나, 모터 축(330)의 진동에 의해 파손되기 쉬운 구조였으나, 본 발명은 상기 완충 스프링(350)에 의하여 이러한 모터(300)의 조립과정에서 발생하는 공차에 의한 유격을 어느정도 보정하고, 모터 축(330)의 진동을 감쇄 할 수 있도록 하여, 상기와 같은 상하 이중 베어링(340)구조를 취하여도 안정된 기능을 보장 할 수 있게 된다.
또한, 이러한 완충 스프링(350)의 진동흡수에 의하여 모터(300)와 상기 PCB보드(100)의 연결 구조를 더욱 간략화 할 수 있는데, 도 3과 같이 상기 모터(300)의 접속단자(360)는 집접적으로 상기 PCB보드(100)에 연결되는 구조로써 노이즈 발생 및 공정의 단순화를 꾀할 수 있다.
즉, 상기 모터(300)와 PCB보드(100)사이에 전해지는 진동을 상기 완충 스프링(350)에 의하여 감쇄 할 수 있으므로, 이와 같은 직접 연결 방식을 채택하여 더욱 간단한 공정으로 제작 할 수 있게 된다.
또한, 상기 PCB보드(100)는 방열구조를 따로 둘 필요 없이 상기 팬(400)에 의하여 직접적으로 냉각할 수 있도록 하여 발열구조에 의한 공간의 낭비를 막아 더욱 소형화 할 수 있으며, 상기 PCB보드(100)의 경우 원칩(One Chip)화된 소자를 이용하여, 각 소자로 연결된 주변회로를 간략화 할 수 있으며, PCB보드(100) 자체의 소형화 및 단순화 하는 것이 바람직하다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
100 : PCB보드
200 : 하부 프레임
300 : 모터
400 : 팬

Claims (2)

  1. 내부에 영구자석을 장착한 모터 케이스(310);
    상기 모터 케이스(310) 내부에 위치하여 코일선을 감아 전류의 흐름에 의하여 상기 모터 케이스(310) 내부를 회전하는 코어(320);
    상기 모터 케이스(310) 및 코어(320)의 중심을 관통하여 코어(320)의 회전동력을 전달하는 모터 축(330);
    상기 모터 축(330)과 결합되어 회전하여 냉각풍을 발생시키는 팬(400);
    상기 모터 축(330)을 상하로 고정하는 한 쌍의 베어링(340);
    상기 베어링(340) 중 상부 베어링(340)과 모터 케이스(310)의 사이에 상기 모터 축(330)이 관통한 상태로 개재되는 완충 스프링(350)
    상기 코어(320)에서 연장되는 접속단자(360);를 포함하는 모터(300)와,
    상기 모터(300)의 접속단자(360)와 연결되어 상기 모터(300)의 구동을 제어하는 PCB보드(100);
    상기 PCB보드(100)가 고정되는 하부 프레임(200);을 포함하고
    상기 완충 스프링(350)은, 상기 모터 케이스(310)와, 상기 하부 프레임(200)의 접점에 위치하여 모터의 진동에 의해 상기 모터 케이스(310)와, 상기 하부 프레임(200)에 미세 유격이 발생할 경우, 이를 해소하여, 상기 베어링(340)의 파손을 방지하며,
    상기 PCB보드(100)는 상기 팬(400)에 의하여 직접적으로 냉각할 수 있도록 하여 방열구조에 의한 공간의 낭비를 막아 소형화 할 수 있으며,
    또한, 원칩(One Chip)화된 소자를 이용하여, 각 소자로 연결된 주변회로를 간략화하여 PCB보드(100) 자체의 소형화 및 단순화 하는 것을 특징으로 하는 소형 BLDC타입 블로어 모터.
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