KR101833417B1 - 열변형에 따른 진동을 저감하기 위한 모터의 지지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판형상을 이루고 중앙에 체결홀이 형성되며 모터의 하우징 외측에 구비되어 모터를 지지하는 고정지지부와, 상기 고정지지부를 지면이나 구조물에 체결하도록 상기 체결홀에 삽입되어 모터를 고정하는 체결구를 포함하여 이루어지는 모터의 지지구조에 있어서, 상기 고정지지부의 하부면은, 상기 체결홀에서 양측으로 지면이나 구조물과 평행한 수평면이 형성되고, 상기 수평면의 양단에서 상기 고정지지부의 마주보는 각 모서리측으로 지면이나 구조물을 향하여 하향 경사지게 형성되는 경사면이 형성되어, 열변형에 의해 상기 고정지지부의 양 모서리가 벤딩되더라도 상기 고정지지부의 하부면이 지면이나 구조물에 밀착된 상태를 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 열변형에 따른 진동을 저감하기 위한 모터의 지지구조를 개시한다.

Description

열변형에 따른 진동을 저감하기 위한 모터의 지지구조{Motor supporting structure for reducing vibration by thermal stain}

본 발명은 모터의 지지구조에 관한 것으로, 상세하게는 모터 구동시 발생하는 열로 인해 모터의 하우징을 지지하는 고정지지부가 열변형됨으로서 발생하는 모터의 진동을 줄이기 위한 모터의 지지구조에 관한 것이다.

산업에 사용되는 각종 모터는 일반적으로 구동시 진동이 발생하기 때문에 지면 또는 진동이 없는 구조물에 단단히 고정한 상태로 사용한다.

도 1은 종래 일반적인 모터의 고정방법을 나타내는 도면이다.

모터는 보통 회전축과 고정자 및 회전자를 내장하고 있는 원통형의 하우징(1) 형상을 가진다. 따라서 모터를 지면이나 구조물에 고정할 경우 도시된 바와 같이 일반적으로 모터 하우징(1)의 모서리 네 곳에 모터를 지지하는 고정지지부(2)가 형성되고, 상기 고정지지부(2)는 지면이나 구조물에 앵커볼트(3)로 체결하여 단단하게 고정한다.

도 2는 종래 모터의 고정지지부 형상을 나타내는 사시도이다.

도시된 바와 같이 모터의 고정지지부(2)는 지면이나 구조물과 밀착되는 측면이 평평한 사각평판 형상을 이루고 가운데 앵커볼트가 삽입될 수 있는 홀(4)이 형성된 구조이다.

이러한 구조는 설치가 쉬운 장점이 있지만 모터의 구동시 열변형으로 인한 진동문제가 발생한다. 즉, 모터는 거의 구동상태로 산업상 이용되기 때문에 모터 내부의 온도가 상승하게 된다. 그래서 모터의 하우징은 고온으로 인해 열변형이 발생하게 된다. 이러한 상태는 도 3에 도시된 바와 같다.

도 3은 모터 하우징의 열변형 해석결과를 나타내는 이미지이다.

실제 변형은 미세하지만 시뮬레이션을 통해 열변형 크기를 확대하여 도시한 이미지임을 일러둔다. 도시된 바를 참조해보면, 모터 하우징이 열로 인해 상하로 불규칙하게 변형되는 것을 알 수 있다.

그런데 이러한 열변형은 확장되어 모터의 고정지지부(2)의 형상을 변형시킨다.

도 3에 도시된 고정지지부(2)의 형상을 자세히 보면 평판 형상이었던 것이 열로 인해 벤딩되어 양측이 위로 굽혀진 형상을 보인다. 이것을 좀 더 확인하기 위해 도 4를 참조한다. 도 4는 모터의 고정지지부의 열변형량을 나타내는 시뮬레이션이미지이다.

상술한 바와 같이 중심은 약 8.7e-003이나 양단은 약 2.2 내지 2.3e-002 정도의 변형이 발생함을 볼 수 있다. 즉, 양단이 벤딩되어 들려진 형태로 변형이 일어남을 볼 수 있다. 이와 같이 열변형은 모터의 진동으로 이어지는 심각한 문제를 발생시킨다.

상세히 설명하자면, 고정지지부(2)는 지면이나 구조물에 완전히 밀착된 상태로 모터가 구동되어야 진동이 최소화되는데, 살펴본 바와 같이 구동 상태에서 온도 상승으로 열변형이 발생하면 상기 고정지지부(2)의 변형으로 고정지지부(2)와 지면(또는 구조물)은 완전히 밀착되지 못하게 되어 진동을 발생시킨다.

즉, 고정지지부(2)와 지면 사이에 마찰이 감소되어 모터 자체의 고유한 진동특성이 변함(고유진동수가 낮아짐)으로 진동이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.

더 위험한 것은 모터의 고유진동수 변화로 공진이 발생하게 되면 이러한 진동은 더 커질 수 있다는 것이다.

따라서, 모터 구동시 온도 상승으로 인한 열변형으로 인한 진동을 저감하기 위한 모터 고정지지부의 구조를 개선할 필요가 있다할 것이다.

1) 대한민국 공개특허 10-2002-0057100 "냉장고 팬모터 진동저감 지지구조" 2) 대한민국 공개특허 10-2003-0055045 "분리형 공기조화기 실외기의 모터 지지구조" 3) 대한민국 공개특허 10-2014-0004832 "진동저감을 위한 모터 고정브라켓" 4) 대한민국 등록실용 20-0129009 "모터의 진동흡수 지지장치"

따라서, 본 발명의 목적은 모터의 구동으로 온도가 상승하여 열변형이 발생하더라도 고정지지부가 지면이나 구조물에 밀착된 상태를 유지함으로써 진동을 저감할 수 있는 고정지지부의 구조를 가진 열변형에 따른 진동을 저감하기 위한 모터의 지지구조를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열변형에 따른 진동을 저감하기 위한 모터의 지지구조는, 평판형상을 이루고 중앙에 체결홀이 형성되며 모터의 하우징 외측에 구비되어 모터를 지지하는 고정지지부와, 상기 고정지지부를 지면이나 구조물에 체결하도록 상기 체결홀에 삽입되어 모터를 고정하는 체결구를 포함하여 이루어지는 모터의 지지구조에 있어서, 상기 고정지지부의 하부면은, 상기 체결홀에서 양측으로 지면이나 구조물과 평행한 수평면이 형성되고, 상기 수평면의 양단에서 상기 고정지지부의 마주보는 각 모서리측으로 지면이나 구조물을 향하여 하향 경사지게 형성되는 경사면이 형성되어, 열변형에 의해 상기 고정지지부의 양 모서리가 벤딩되더라도 상기 고정지지부의 하부면이 지면이나 구조물에 밀착된 상태를 유지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 경사면은 모터 하우징의 중앙을 향해 경사지는 제1경사면과, 모터 하우징의 외측을 향해 경사지는 제2경사면으로 이루어지되, 상기 제1경사면이 제2경사면보다 경사각이 더 클 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 열변형이 발생해도 고정지지부의 하부면이 지면이나 구조물에 밀착되어 마찰이 커지므로 모터의 하우징이 확실하게 고정되는 효과가 있고 더불어, 진동특성이 변화가 줄어들어 진동 저감의 효과가 크다.

도 1은 종래 일반적인 모터의 고정방법을 나타내는 도면.
도 2는 종래 모터의 고정지지부 형상을 나타내는 사시도.
도 3은 종래 모터 하우징의 열변형 해석결과를 나타내는 이미지.
도 4는 종래 모터 고정지지부의 열변형으로 인한 변화량을 나타내는 시뮬레이션이미지.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 따른 열변형에 따른 진동을 저감하기 위한 모터의 지지구조를 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명을 적용한 모터의 하부면 구조를 나타내는 저면도.
도 7은 본 발명에 의한 작동상태도.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 따른 열변형에 따른 진동을 저감하기 위한 모터의 지지구조를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명을 적용한 모터의 하부면 구조를 나타내는 저면도이다. 그리고 도 5에서 AA'는 본 발명의 고정지지부의 A-A' 단면도를 나타낸다.

도시된 바를 참조하면, 본 발명은 종래에 모터를 지지하는 고정지지부의 형상을 변경하여 진동을 저감시킨 것을 기술적 특징으로 한다.

먼저, 본 발명은 고정지지부(10)와 체결구(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 체결구는 일반적으로 사용되는 체결수단일 수 있으며, 볼트와 같은 다양한 것일 수 있다. 상기 고정지지부(10)에 형성된 체결홀(10a)을 통해 삽입되어 상기 고정지지부(10)가 지면이나 구조물에 단단하게 고정될 수 있게 한다.

상기 고정지지부(10)는 평판 형상을 가지면서, 중앙에 체결홀(10a)이 형성되며, 사각형일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 고정지지부(10)는 모터 하우징(20)의 외측에 구비되는 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이 모터 하우징(20)을 지지할 수 있도록 외측 네 곳에 구비될 수 있다.

도 5에 도시된 바를 참조할 때, 상기 고정지지부(10)는 하부면, 즉 지면이나 구조물과 직접 맞닿는 하부면의 형상에 기술적 특징이 있으며, 상기 고정지지부(10)의 하부면에는 수평면(12)과 경사면(14)이 형성된다.

상기 수평면(12)은 상기 고정지지부(10)의 중앙에 형성된 체결홀(10a)로부터 양측으로 형성되는데, 지면이나 설치될 구조물과 평행하도록 평평한 형상을 이룬다.

왜냐하면, 상기 수평면(12)은 상기 체결홀(10a)과 인접한 구역에 해당하기 때문에 상기 고정지지부(10)의 가장자리에 비해 상대적으로 열변형이 크게 발생하지 않고 상기 체결구와 인접해 있기 때문에 의해 모터 구동시 온도가 상승해도 지면이나 구조물과 밀착된 상태를 유지할 수 있기 때문이다.

한편, 상기 경사면(14)은 경사진 형상을 가지는데, 상기 수평면(12)의 양끝단에서 상기 고정지지부(10)의 각 모서리 측으로 갈수록 경사지게 형성된다. 즉, 상기 경사면(14)은 상기 고정지지부(10)가 사각형일 경우 마주보는 각 모서리 측으로 경사를 형성하되, 지면을 향하여 하향 경사지게 형성된다.(참고로, 도 5에서는 고정지지부를 밑에서 바라본 사시도이므로 상향 경사지게 표현되었음을 일러둔다)

이것은 앞서 [발명의 배경이 되는 기술]에서 살펴본 바와 같이 열변형이 발생하면 고정지지부(10)의 가장자리 특히, 양측 모서리 부분의 변형량이 가장 크기 때문에 변형을 고려하여 변형이 가장 많이 발생하는 부분에 경사면(14)을 형성시킨 것이다.

따라서, 지면이나 구조물에 접촉되는 상기 고정지지부(10)의 하부면은 열변형이 발생하여 양측 모서리 부분이 벤딩되더라도 상기 경사면(14)과 수평면(12)은 지면에 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 작동상태에 대해서는 이후 상세히 설명하기로 한다.

이때, 상기 경사면(14)은 제1경사면(14a)과 제2경사면(14b)으로 구성될 수 있다.

상기 제1경사면(14a)은 상기 모터 하우징(20) 내측으로 향하는 경사면에 해당하는 구성이며, 상기 제2경사면(14b)은 상기 모터 하우징(20)의 외측으로 향하는 경사면일 수 있다.

바람직한 것은, 상기 제1경사면(14a)의 경사각(s1)은 제2경사면(14b)의 경사각(s2)보다 더 큰 것일 수 있다. 이것은 종래 고정지지부(10)의 변형량을 고려할 때 하우징(20) 내측을 향하는 쪽의 변형량이 크기 때문에 상기 제1경사면(14a)의 경사각(s1)을 좀 더 크게 형성시킬 수 있다.

이하에서는 도 7을 참조하여 본 발명의 작동상태에 대해 설명하고자 한다.

도 7은 본 발명에 의한 작동상태도이다. 여기서, 도 7(a)는 모터를 구동하지 않는 경우 고정지지부가 지면에 고정된 상태를 나타내고, 도 7(b)는 모터를 구동하여 온도가 상승한 경우 고정지지부가 지면에 밀착된 상태를 나타낸다.

모터를 구동하지 않는 상태에서 상기 고정지지부(10)의 하부면은 지면과 완전히 밀착되는 상태는 아니다. 왜냐하면, 도시된 바와 같이 상기 경사면(14)으로 인해 상기 수평면(12)이 지면에서 이격된 상태를 유지한 채 체결구에 의해 체결한다.

그러나 산업에서 모터는 대부분 24시간 구동되는 경우가 대부분이어서, (b)와 같은 상태가 계속 유지된다.

즉, 모터를 구동하게 되면 모터 내부의 온도가 상승하고 이로 인해, 하우징(20)의 열변형이 발생함으로써, 상기 고정지지부(10)도 변형된다. 앞서 언급한 바와 같이 상기 고정지지부(10)의 양측이 가장 많이 벤딩되면서 변형되지만, 종래와 달리, 변형이 발생하면서 상기 경사면(14)이 지면이나 구조물에 밀착하게 되고, 동시에 상기 수평면(12)도 밀착하게 되는 것이다.

따라서, 열변형시에도 상기 고정지지부(10)의 하부면이 지면과 강하게 밀착되어 상호 간에 마찰력이 증가하므로 모터의 하우징(20)이 단단히 고정되며, 이로 인해 진동특성이 크게 변하지 않아 진동이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.

바람직한 것은 진동 저감 대상 모터의 열변형량을 측정하거나 시뮬레이션하여 변형이 심한 곳의 경사면의 경사각을 더 크게 하는 설계를 함으로써 각 경우마다 능동적으로 대응할 수 있다.

만일, 진동이 심한 가혹 조건이라면, 상기 고정지지부(10)의 하부면에 전체적으로 탄성재질의 마운트나 흡진재를 삽입하여 진동을 더 감소시킬 수도 있을 것이다.

이상 본 발명의 실시 예에 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.

10 :고정지지부 10a : 체결홀
12 : 수평면 14 : 경사면
14a : 제1경사면 14b : 제2경사면
20 : 모터 하우징
s1 : 제1경사각 s2 : 제2경사각

Claims (2)

1. 평판형상을 이루고 중앙에 체결홀이 형성되며 모터의 하우징 외측에 구비되어 모터를 지지하는 고정지지부와, 상기 고정지지부를 지면이나 구조물에 체결하도록 상기 체결홀에 삽입되어 모터를 고정하는 체결구를 포함하여 이루어지는 모터의 지지구조에 있어서,
   상기 고정지지부의 하부면은,
   상기 체결홀에서 양측으로 지면이나 구조물과 평행한 수평면이 형성되고,
   상기 수평면의 양단에서 상기 고정지지부의 마주보는 각 모서리측으로 지면이나 구조물을 향하여 하향 경사지게 형성되는 경사면이 형성되어,
   열변형에 의해 상기 고정지지부의 양 모서리가 벤딩되더라도 상기 고정지지부의 하부면이 지면이나 구조물에 밀착된 상태를 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 열변형에 따른 진동을 저감하기 위한 모터의 지지구조.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 경사면은 모터 하우징의 중앙을 향해 경사지는 제1경사면과, 모터 하우징의 외측을 향해 경사지는 제2경사면으로 이루어지되,
   상기 제1경사면이 제2경사면보다 경사각이 더 큰 것을 특징으로 하는 열변형에 따른 진동을 저감하기 위한 모터의 지지구조.

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