KR101644359B1 - 조립성 및 방열성을 향상시킨 ｂｌｄｃ 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤프트; 상기 샤프트 상하 단부(端部)에 각각 결합되는 탑 및 바텀 베어링; 상기 샤프트 중단부(中端部)에 장착되는 스테이터코어; 상기 스테이터코어를 감싸는 로터; 및 상기 스테이터코어로부터 이격되게 상기 로터의 내주면을 따라 장착되는 마그네트;를 포함하여 이루어지되,
상기 로터를 상중하로 각각 분리된 3개의 분체로 이루어지게 하고, 각 분체의 상호 결합 및 분리가 가능하며, 상기 스테이터코어 상하에 각각 캡을 마련하여 상기 스테이터코어로의 이물질 유입 차단 및 내부 방열 성능을 향상시킬 수 있도록 구현한다.

Description

조립성 및 방열성을 향상시킨 ＢＬＤＣ 모터{BLUSHLESS DIRECT CURRENT MOTOR}

본 발명은 ＢＬＤＣ 모터에서 로터에 대한 조립성 및 내부 방열성을 향상시킨 ＢＬＤＣ 모터에 관한 기술이다.

ＢＬＤＣ 모터에서 방열 등의 효율을 개선한 기술로는,

대한민국특허등록 제10-0764018호(2007.09.28.등록, 이하 '선행기술'이라고 함) 『방열 효율 및 내구성이 우수한 비엘디시 모터』가 제시되어 있는바,

나선방향으로 비틀림 적층된 코어강판의 외면은 외부공기와의 접촉 면적이 증대하게 되어 방열효율이 향상되고, 코일 슬릿공에 구동열이 정체되는 것을 방지하므로, 그에 따라 모터의 효율이 크게 향상되는 기술이다.

본 발명은 로터를 세 분체로 분리하여 조립 및 분해가 가능하도록 하고, 상하 로터 내부 바닥에 다수의 방열핀을 마련하며, 내부 스테이터코어 상하 각각에 스테이터코어 측으로의 이물질 유입 방지를 위한 커버 기능 및 쇼트 방지 기능 및 내부 방열 기능을 갖는 캡을 마련함으로서, 전반적인 조립성 및 방열성을 향상시킨 ＢＬＤＣ 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 해결 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 조립성 및 방열성을 향상시킨 ＢＬＤＣ 모터는,

샤프트;

상기 샤프트 상하 단부(端部)에 각각 결합되는 탑 및 바텀 베어링;

상기 샤프트 중단부(中端部)에 장착되는 스테이터코어;

상기 스테이터코어를 감싸는 로터; 및

상기 스테이터코어로부터 이격되게 상기 로터의 내주면을 따라 장착되는 마그네트;

를 포함하여 이루어지되,

상기 로터는 내주면에 상기 마그네트가 장착되는 미들로터바디, 상기 미들로터바디 상부에 배치되고 상기 탑베어링 상부 측을 지지하며 상기 샤프트가 지나가는 탑중심홀을 갖는 탑로터바디, 상기 미들로터바디 하부에 배치되고 상기 바텀베어링 하부 측을 지지하며 상기 샤프트가 지나가는 바텀중심홀을 갖는 바텀로터바디, 그리고 상기 탑, 미들 및 바텀 로터바디를 각각 상호 결합시키기 위한 커넥팅수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 조립성 및 방열성을 향상시킨 ＢＬＤＣ 모터는,

로터의 조립 및 분해가 가능하고, 특히 회전대상체가 결합되는 중간의 미들로터바디에 대한 교체 및 수리가 용이하며, 내부 바닥면에 방열핀을 갖는 상하의 탑 및 바텀 로터바디와 방열공을 갖는 상하의 탑 및 바텀 캡을 통해 방열 성능을 높이고, 각 캡에 의한 스테이터코어로의 이물질 유입 방지 및 쇼트 방지가 가능한 가장 큰 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 조립성 및 방열성을 향상시킨 ＢＬＤＣ 모터를 나타낸 입체 구성도,
도 2는 도 1의 단면 구성도,
도 3은 로터, 탑 및 바텀 캡을 보여주기 위한 입체 구성도.

이하 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2를 기준으로 탑로터바디 측을 상부 또는 상방, 바텀로터바디 측을 하부 또는 하방이라고 방향을 특정하기로 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조립성 및 방열성을 향상시킨 ＢＬＤＣ 모터는,

크게 샤프트(10), 탑 및 바텀 베어링(20A, 20B), 스테이터코어(30), 로터(40) 및 마그네트(50)로 이루어진다.

각 구성에 대해 살펴보면,

샤프트(10)는

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이,

상하 길이를 갖는 원기둥의 회전축 구조로 이루어진다.

상하 단부(端部)에 각각 고정대상체와의 상호 고정 결합을 위한 D컷부가 형성되는 것이 바람직하다.

탑 및 바텀 베어링(20A, 20B)은

도 2에 도시된 바와 같이,

상기 로터(40)의 회전 동작을 위하여 상기 샤프트(10)에 결합되는 것으로,

링 형태이고 각각 내측과 외측에 배치되는 내륜과 외륜, 그리고 이들 사이에 개재(介在)되는 다수의 볼로 이루어진 볼베어링 구조로 이루어진다.

스테이터코어(30)(stator core)는

도 2에 도시된 바와 같이,

상기 샤프트(10) 중단부(中端部) 외주면을 따라 장착되는 것으로,

상기 마그네트(50)에 의한 자계와의 상호작용에 의해 토크를 발생시키는 코일이 권취되어 있는 구조로 이루어진다.

로터(40)(rotor)는

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이,

상기 마그네트(50)와 상기 스테이터코어(30)의 상호 작용에 의해 회전하게 되는 것으로,

상기 스테이터코어(30)을 감싸는 미들로터바디(41),

상기 미들로터바디(41) 상부에 배치되고 상기 탑베어링(20A) 하부 측을 지지하며 상기 샤프트(10)가 지나가는 탑중심홀(421)을 갖는 탑로터바디(42),

상기 미들로터바디(41) 하부에 배치되고 상기 바텀베어링(20B) 상부 측을 지지하며 상기 샤프트(10)가 지나가는 바텀중심홀(431)을 갖는 바텀로터바디(43), 그리고

상기 탑, 미들 및 바텀 로터바디(42, 41, 43)를 각각 상호 결합시키기 위한 커넥팅수단(44)

을 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 탑로터바디(42)는 내부 바닥면에 하방 돌출되어 상기 탑베어링(20A)의 외륜을 감싸는 탑스커트(422)가 형성되고, 상기 바텀로터바디(43) 또한 내부 바닥면에 상방 돌출되어 상기 바텀베어링(20B)의 외륜을 감싸는 바텀스커트(432)가 형성된다.

그리고 도 2에서와 같이, 상기 커넥팅수단(44)은

상기 탑로터바디(42) 하단부(下端部) 둘레를 따라 등간격으로 돌출 형성되는 둘 이상의 탑돌기부(441),

상기 바텀로터바디(43) 상단부(上端部) 둘레를 따라 등간격으로 돌출 형성되는 둘 이상의 바텀돌기부(442),

상기 각 탑 및 바텀 돌기부(441, 442)에 형성되는 체결공(443),

상기 각 탑 및 바텀 돌기부(441, 442)가 상기 미들로터바디(41) 내에 삽입된 상태에서 상기 미들로터바디(41)에 상기 체결공(443)과 대응되게 형성되는 대응체결공(444), 그리고

상기 체결공(443)과 상기 대응체결공(444)에 체결되는 볼트(445)

로 이루어진다.

그리고 도 1 및 도 2에서와 같이, 상기 로터(40)는 상기 미들로터바디(41) 외주면을 따라 구비되는 중계부재(45)를 더 포함하고, 상기 중계부재(45)에는 회전대상체(예 : 임펠러나 임펠러를 이루는 다수의 날개 등)가 장착된다.

마그네트(50)는

도 2에 도시된 바와 같이,

상기 스테이터코어(30)로부터 이격되게 상기 로터(40)에서 상기 미들로터바디(41)의 내주면을 따라 장착되는 것으로,

자계 형성을 위한 전자석 또는 영구자석으로 이루어진다.

한편, 본 발명에 따른 조립성 및 방열성을 향상시킨 ＢＬＤＣ 모터는 탑 및 바텀 캡(60, 70)을 더 포함하는데,

상기 탑캡(60)은

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이,

상기 샤프트(10)에 고정 결합되되 상기 탑베어링(20A) 하부 측을 지지하도록 상기 탑베어링(20A)과 상기 스테이터코어(30)에 개재(介在)되는 것으로,

하방 개구(開口)된 원통 형상의 탑캡바디(61), 그리고

상기 탑캡바디(61) 상부에 상하 관통 형성되는 다수의 탑방열공(62)

을 포함하여 이루어진다.

이때 상기 탑캡바디(61)는 중심에 상기 샤프트(10)가 끼워지는 탑삽입공(611)과, 상기 탑삽입공(611) 내주면을 따라 돌출 형성되어 상기 탑캡바디(61)가 상기 샤프트(10)에 압입되어 결합되게 다수의 탑융기부(612)가 구비된다.

그리고 상기 각 탑방열공(62)은 상부에서 바라보았을 때 상기 탑삽입공(611)을 기준으로 방사상(放射狀) 배열을 이룬다.

그리고 상기 탑캡바디(61)는 하부 측에 위치한 상기 스테이터코어(30) 상부 전체를 덮는 형태로 이루어지고, 특히 상기 탑캡바디(61)의 상부면에서 상기 각 탑삽입공(611)이 비(非)형성된 영역은 상기 샤프트(10)와 상기 탑로터바디(42)의 탑중심홀(421) 결합 틈새로 유입된 이물질 등이 상기 스테이터코어(30) 측으로 전달되는 것을 차단하는데 기여함으로서, 상기 스테이터코어(30) 측에 대한 쇼트 발생을 방지할 수 있다.

상기 바텀캡(70)은

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이,

상기 샤프트(10)에 고정 결합되되 상기 바텀베어링(20B) 상부 측을 지지하도록 상기 바텀베어링(20B)과 상기 스테이터코어(30)에 개재되는 것으로,

상방 개구된 원통 형상의 바텀캡바디(71), 그리고

상기 바텀캡바디(71) 하부에 상하 관통 형성되는 다수의 바텀방열공(72)

을 포함하여 이루어진다.

이때 상기 바텀캡바디(71)는 중심에 상기 샤프트(10)가 끼워지는 바텀삽입공(711)과, 상기 바텀삽입공(711) 내주면을 따라 돌출 형성되어 상기 바텀캡바디(71)가 상기 샤프트(10)에 압입되어 결합되게 다수의 바텀융기부(712)가 구비된다.

그리고 상기 각 바텀방열공(72)은 하부에서 바라보았을 때 상기 바텀삽입공(711)을 기준으로 방사상 배열을 이룬다.

그리고 상기 바텀캡바디(71)는 상부 측에 위치한 상기 스테이터코어(30) 하부 전체를 덮는 형태로 이루어지고, 특히 상기 바텀캡바디(71)의 하부면에서 상기 각 바텀삽입공(711)이 비(非)형성된 영역은 상기 샤프트(10)와 상기 바텀로터바디(43)의 바텀중심홀(431) 결합 틈새로 유입된 이물질 등이 상기 스테이터코어(30) 측으로 전달되는 것을 차단하는데 기여함으로서, 상기 탑캡(60)과 마찬가지로 상기 스테이터코어(30) 측에 대한 쇼트 발생을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 조립성 및 방열성을 향상시킨 ＢＬＤＣ 모터는

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이,

상기 로터(40)에서 상기 탑로터바디(42)의 내부 바닥면 또는 상기 바텀로터바디(43)의 내부 바닥면, 또는 이들 모두에 다수의 방열핀(F)이 형성된다.

본 발명에서는 모터 내부의 방열을 위해 상기 탑 및 바텀 로터바디(42, 43) 모두에 방열핀(F)들이 형성되는 것이 바람직하다.

따라서 상기 각 방열핀(F)은 상기 로터(40) 회전 시 함께 회전하면서 임펠러의 날개 기능을 하면서 모터 내부의 방열을 유도하게 된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "조립성 및 방열성을 향상시킨 ＢＬＤＣ 모터"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 샤프트
20A : 탑베어링
20B : 바텀베어링
30 : 스테이터코어
40 : 로터
41 : 미들로터바디 42 : 탑로터바디
421 : 탑중심홀 422: 탑스커트
43 : 바텀로터바디 431 : 바텀중심홀
432 : 바텀스커트
44 : 커넥팅수단 441 : 탑돌기부
442 : 바텀돌기부 443 : 체결공
444 : 대응체결공 445 : 볼트
45 : 중계부재
50 : 마그네트
60 : 탑캡
61 : 탑캡바디 611 : 탑삽입공
612 : 탑융기부 62 : 탑방열공
70 : 바텀캡
71 : 바텀캡바디 711 : 바텀삽입공
712 : 바텀융기부 72 : 바텀방열공

Claims (4)

1. 샤프트(10);
   상기 샤프트(10) 상하 단부(端部)에 각각 결합되는 탑 및 바텀 베어링(20A, 20B);
   상기 샤프트(10) 중단부(中端部)에 장착되는 스테이터코어(30);
   상기 스테이터코어(30)를 감싸는 로터(40); 및
   상기 스테이터코어(30)로부터 이격되게 상기 로터(40)의 내주면을 따라 장착되는 마그네트(50);
   를 포함하여 이루어지되,
   
   상기 로터(40)는 내주면에 상기 마그네트(50)가 장착되는 미들로터바디(41), 상기 미들로터바디(41) 상부에 배치되고 상기 탑베어링(20A) 하부 측을 지지하며 상기 샤프트(10)가 지나가는 탑중심홀(421)을 갖는 탑로터바디(42), 상기 미들로터바디(41) 하부에 배치되고 상기 바텀베어링(20B) 상부 측을 지지하며 상기 샤프트(10)가 지나가는 바텀중심홀(431)을 갖는 바텀로터바디(43), 그리고 상기 탑, 미들 및 바텀 로터바디(42, 41, 43)를 각각 상호 결합시키기 위한 커넥팅수단(44)으로 이루어지며,
   상기 샤프트(10)에 고정 결합되되 상기 탑베어링(20A) 하부 측을 지지하도록 상기 탑베어링(20A)과 상기 스테이터코어(30)에 개재(介在)되는 탑캡(60)을 더 포함하고,
   상기 탑캡(60)은 하방 개구(開口)된 원통 형상의 탑캡바디(61)와, 상기 탑캡바디(61) 상부에 상하 관통 형성되는 다수의 탑방열공(62)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 조립성 및 방열성을 향상시킨 ＢＬＤＣ 모터.
   
2. 삭제
3. 샤프트(10);
   상기 샤프트(10) 상하 단부(端部)에 각각 결합되는 탑 및 바텀 베어링(20A, 20B);
   상기 샤프트(10) 중단부(中端部)에 장착되는 스테이터코어(30);
   상기 스테이터코어(30)를 감싸는 로터(40); 및
   상기 스테이터코어(30)로부터 이격되게 상기 로터(40)의 내주면을 따라 장착되는 마그네트(50);
   를 포함하여 이루어지되,
   
   상기 로터(40)는 내주면에 상기 마그네트(50)가 장착되는 미들로터바디(41), 상기 미들로터바디(41) 상부에 배치되고 상기 탑베어링(20A) 하부 측을 지지하며 상기 샤프트(10)가 지나가는 탑중심홀(421)을 갖는 탑로터바디(42), 상기 미들로터바디(41) 하부에 배치되고 상기 바텀베어링(20B) 상부 측을 지지하며 상기 샤프트(10)가 지나가는 바텀중심홀(431)을 갖는 바텀로터바디(43), 그리고 상기 탑, 미들 및 바텀 로터바디(42, 41, 43)를 각각 상호 결합시키기 위한 커넥팅수단(44)으로 이루어지며,
   상기 샤프트(10)에 고정 결합되되 상기 바텀베어링(20B) 상부 측을 지지하도록 상기 바텀베어링(20B)과 상기 스테이터코어(30)에 개재되는 바텀캡(70)을 더 포함하고,
   상기 바텀캡(70)은 상방 개구된 원통 형상의 바텀캡바디(71)와, 상기 바텀캡바디(71) 하부에 상하 관통 형성되는 다수의 바텀방열공(72)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 조립성 및 방열성을 향상시킨 ＢＬＤＣ 모터.
   
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 로터(40)에서 상기 탑로터바디(42)의 내부 바닥면 또는 상기 바텀로터바디(43)의 내부 바닥면, 또는 이들 모두에는 다수의 방열핀(radiation fin)(F)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조립성 및 방열성을 향상시킨 ＢＬＤＣ 모터.

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