KR101905913B1 - An air blower for fuel cell vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 차량용 공기 블로워에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 의하면, 프론트 서포트에 있어서, 프론트 베어링이 장착되는 베어링 지지부에 비해, 회전 샤프트가 삽입되는 회전 샤프트 지지부의 강성을 크게 함으로써, 프론트 베어링에 의한 반경방향 하중 작용시 프론트 서포트의 변형을 방지하고, 모터 작동시 프론트 베어링에 의한 진동 및 소음 발생을 저감할 수 있는 연료전지 차량용 공기 블로워가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, the stiffness of the rotary shaft support portion into which the rotary shaft is inserted is made larger than that of the bearing support portion in which the front bearing is mounted in the front support, Provided is an air blower for a fuel cell vehicle, which prevents deformation of a front support when a radial load is applied by a front bearing and reduces vibration and noise caused by a front bearing when the motor is operating.

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 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 quality of durability are improved by reducing vibration and noise caused by a 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 이러한 공기 블로워의 일 예를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래의 프론트 서포트의 단면도이다.Fig. 1 is a cross-sectional view showing an example of such an air blower, and Fig. 2 is a sectional view of a conventional front support.

도 1에 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 결합되며 일측에 공기토출구(41)가 형성되는 임펠러 하우징(40)과, 임펠러 하우징(40)의 내부에 설치되어 모터(31)에 의해 회전하며 공기를 압축하는 임펠러(42)와, 임펠러 하우징(40)의 후단에 결합되어 모터(31)의 회전 샤프트(32)와 임펠러(42)를 회전 가능하게 지지하는 리어 서포트(50)를 포함하여 이루어진다.1, the air blower 10 includes an inflow duct 20 having an air inlet 21 into which external air is introduced in front, a motor 31 connected to a rear end of the inflow duct 20, An impeller housing 40 coupled to the rear end of the motor housing 30 and having an air outlet 41 formed at one side thereof and a motor housing 40 installed inside the impeller housing 40 A rear support (not shown) which rotatably supports the rotary shaft 32 of the motor 31 and the impeller 42, which is coupled to the rear end of the impeller housing 40 50).

이때, 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.At this time, 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 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, 도 1에 도시된 바와 같이, 모터 하우징(30)의 전방에는 모터(31)가 장착되는 공간부를 덮도록 프론트 서포트(60)가 결합되고, 이 프론트 서포트(60)의 중공으로 회전 샤프트(32)의 전단이 삽입되어 프론트 베어링(70)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 프론트 서포트(60)의 전방에 중공을 폐쇄하는 베어링 커버(80)가 결합된다.1, a front support 60 is coupled to the front of the motor housing 30 so as to cover a space where the motor 31 is mounted, and a hollow shaft of the front support 60 32 is rotatably supported by a front bearing 70 and a bearing cover 80 for closing the hollow is coupled to the front of the front support 60. [

이때, 공기 블로워(10)의 구조적 특성상, 모터(31) 작동에 의해 임펠러(42)가 고속으로 회전하게 되면, 회전 샤프트(32)가 축방향 전방으로 전진하게 되며, 이를 감안하여 회전 샤프트(32)를 지지하는 프론트 베어링(70)은 축방향 유동이 가능하도록, 프론트 서포트(60)에 플로팅(floating) 결합된다.At this time, due to the structural characteristics of the air blower 10, when the impeller 42 is rotated at a high speed by the operation of the motor 31, the rotating shaft 32 is advanced forward in the axial direction, The front bearings 70 are floated to the front support 60 so that axial flow is possible.

그런데, 회전 샤프트(32)의 회전 속도가 높아지게 되면, 프론트 베어링(70)의 외륜이 내륜을 따라 함께 회전하게 되어, 반경방향 외측으로 하중이 작용하게 되며, 프론트 서포트(60)의 변형에 따른 구조적 진동과 소음이 발생하게 되는 문제가 있다.However, when the rotational speed of the rotary shaft 32 is increased, the outer ring of the front bearing 70 rotates together along the inner ring, so that a load acts radially outward. As a result, There is a problem that vibration and noise are generated.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 프론트 서포트(60)는 중공의 내주면 일측에 베어링 장착홈(61)이 형성되고, 그 아래에 프론트 베어링(70)을 지지하기 위한 단턱(62)이 형성된다.2, the conventional front support 60 has a bearing mounting groove 61 formed on one side of the hollow inner circumferential surface, and a step 62 for supporting the front bearing 70 is formed below the bearing mounting groove 61 .

이때, 프론트 베어링(70)에 의해 반경방향 외측으로 하중이 작용하면, 단턱(62)이 상측으로 밀려 올라오고, 중공의 상단 테두리 부분은 그 반작용으로 하측으로 기울어지는 변형이 발생되어(도 7(a) 참조), 프론트 베어링(70)의 진동과 마찰 소음이 발생하게 되는 것이다.
At this time, when a load is radially outwardly applied by the front bearing 70, the step 62 is pushed upward and the upper edge of the hollow portion is deformed downward due to its reaction (see Fig. 7 a), and vibration and friction noise of the front bearing 70 are generated.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예는, 프론트 서포트에 있어서, 프론트 베어링이 장착되는 베어링 지지부에 비해, 회전 샤프트가 삽입되는 회전 샤프트 지지부의 강성을 크게 함으로써, 프론트 베어링에 의한 반경방향 하중 작용시 프론트 서포트의 변형을 방지하고, 모터 작동시 프론트 베어링에 의한 진동 및 소음 발생을 저감할 수 있는 연료전지 차량용 공기 블로워와 관련된다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and one embodiment of the present invention is to provide a front supporting structure in which the rigidity of a rotary shaft support portion into which a rotary shaft is inserted To thereby prevent deformation of the front support when radial load is applied by the front bearing and to reduce vibration and noise generated by the front bearing during operation of the motor.

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, 상기 모터의 회전 샤프트 후단을 회전 가능하게 지지하는 리어 서포트; 및 상기 모터 하우징의 전방에 결합되어 상기 회전 샤프트의 전단을 회전 가능하게 지지하며, 몸체와, 상기 몸체의 일측에 형성되는 베어링 삽입홀과, 상기 베어링 삽입홀로부터 상기 몸체의 타측으로 연장 형성되는 회전 샤프트 삽입홀을 포함하여 이루어지는 프론트 서포트;를 포함하며, 상기 회전 샤프트 삽입홀의 깊이가 상기 베어링 삽입홀 깊이보다 큰 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 rotatably supporting a rear end of a rotating shaft of the motor; And a rotating shaft coupled to a front of the motor housing to rotatably support a front end of the rotating shaft. The rotating shaft includes a body, a bearing insertion hole formed at one side of the body, and a rotation extending from the bearing insertion hole to the other side of the body. And a front support including a shaft insertion hole, wherein the depth of the rotation shaft insertion hole is larger than the depth of the bearing insertion hole.

이때, 상기 회전 샤프트 삽입홀의 깊이는 상기 베어링 삽입홀 깊이의 1배 내지 3배인 것이 바람직하다.At this time, the depth of the rotation shaft insertion hole is preferably 1 to 3 times the depth of the bearing insertion hole.

또한, 상기 회전 샤프트 삽입홀은 상기 베어링 삽입홀로부터 폭이 좁게 단차져서 형성된다.Also, the rotation shaft insertion hole is formed by narrowing the width from the bearing insertion hole.

여기서, 상기 몸체는, 상기 베어링 삽입홀이 관통 형성되는 베어링 지지부와, 상기 베어링 지지부로부터 연장 형성되고 상기 회전 샤프트 삽입홀이 관통 형성되는 회전 샤프트 지지부를 포함하며, 상기 베어링 지지부에서 상기 회전 샤프트로 갈수록 폭이 넓어지는 원뿔대 형태를 이루는 것이 바람직하다.Here, the body may include a bearing support portion through which the bearing insertion hole is formed, and a rotation shaft support portion extending from the bearing support portion and through which the rotation shaft insertion hole is formed, wherein a distance from the bearing support portion to the rotation shaft It is preferable to form a truncated cone shape having a wider width.

이때, 상기 베어링 지지부의 축방향 두께는 상기 베어링 삽입홀에 장착되는 프론트 베어링 두께의 1.5배 내지 2.5배이고, 상기 베어링 지지부의 폭은 상기 베어링 삽입홀 직경의 1.5배 내지 3배인 것이 바람직하다.The thickness of the bearing support in the axial direction is preferably 1.5 to 2.5 times the thickness of the front bearing mounted on the bearing insertion hole, and the width of the bearing support is 1.5 to 3 times the diameter of the bearing insertion hole.

또한, 상기 회전 샤프트 지지부의 축방향 두께는 상기 베어링 삽입홀에 장착되는 프론트 베어링 두께의 1배 내지 2배인 것이 바람직하다.The axial thickness of the rotating shaft support portion is preferably 1 to 2 times the thickness of the front bearing mounted on the bearing insertion hole.

또한, 상기 몸체는, 상기 회전 샤프트 지지부로부터 상기 회전 샤프트 삽입홀의 둘레를 따라 돌출 형성되는 보강부와, 상기 회전 샤프트 지지부의 둘레를 따라 연장 형성되는 측벽을 포함한다.The body includes a reinforcing portion protruding from the rotation shaft support portion along the circumference of the rotation shaft insertion hole, and a side wall extending along the circumference of the rotation shaft support portion.

이때, 상기 보강부의 외경은 상기 회전 샤프트 삽입홀 직경의 1.5배 내지 2.5배인 것이 바람직하다.At this time, the outer diameter of the reinforcing portion is preferably 1.5 to 2.5 times the diameter of the rotation shaft insertion hole.

또한, 상기 베어링 지지부의 외주면은 오목하게 만곡진 곡면을 이루는 것이 바람직하다.
In addition, it is preferable that the outer circumferential surface of the bearing support portion forms a concavely curved surface.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워에 의하면, 프론트 서포트의 베어링 지지부에 비해 회전 샤프트 지지부의 강성을 크게 함으로써, 프론트 베어링에 의한 반경방향 하중 작용시 베어링 지지부에서 발생되는 응력을 흡수 또는 차단하여, 회전 샤프트 지지부의 변형을 방지할 수 있고, 베어링 진동 가진에 의한 소음을 저감할 수 있다.
According to the air blower for a fuel cell vehicle according to the preferred embodiment of the present invention, the rigidity of the rotary shaft support portion is made larger than that of the bearing support portion of the front support, thereby absorbing the stress generated in the bearing support portion during the radial load action by the front bearing It is possible to prevent deformation of the rotating shaft support portion and to reduce noise caused by the vibration of the bearing.

도 1은 공기 블로워의 일 예를 도시한 단면도.
도 2는 종래의 프론트 서포트의 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 공기 블로워의 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 프론트 서포트의 단면도.
도 5는 회전 진동시 프론트 서포트의 변형 분포를 비교한 시뮬레이션 결과.
도 6은 베어링의 반경방향 하중 작용에 의한 프론트 서포트의 변형 분포를 비교한 시뮬레이션 결과.
도 7은 베어링의 반경방향 하중 작용에 의한 프론트 서포트의 응력집중을 비교한 시뮬레이션 결과.1 is a sectional view showing an example of an air blower.
2 is a sectional view of a conventional front support;
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 sectional view of a front support according to an embodiment of the present invention;
5 is a simulation result in which the deformation distributions of the front supports are compared in the case of rotational vibration.
6 is a simulation result of a comparison of the deformation distribution of the front support by the radial load action of the bearing.
7 is a simulation result comparing the stress concentration of the front support by the radial load action of the bearing.

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 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 embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 연료전지 차량용 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 결합되어 모터(310)의 회전 샤프트(311) 후단을 회전 가능하게 지지하는 리어 서포트(500)와, 모터 하우징(300)의 전방에 결합되어 회전 샤프트(311)의 전단을 회전 가능하게 지지하는 프론트 서포트(600)를 포함한다.3, the 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, and a second inflow duct 200 coupled to a rear end of the inflow duct 200, An impeller housing 400 coupled to a rear end of the motor housing 300 and having an impeller 410 installed therein and a motor housing 300 coupled to a rear end of the impeller housing 400 A rear support 500 rotatably supporting the rear end of the rotation shaft 311 of the motor 310 and a front support 500 coupled to the front of the motor housing 300 to rotatably support the front end of the rotation shaft 311 600).

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

모터 하우징(300)은 유입덕트(200)의 후단에 결합되며, 모터 하우징(300)의 내부에는 모터(310)가 수용되는 원통형 케이싱(320)이 구비되는데, 모터 하우징(300)의 내주면과 케이싱(320)의 외주면 사이에는 다수의 지지리브(330)가 케이싱(320)의 길이방향으로 길게 형성된다.The motor housing 300 is coupled to the rear end of the inlet duct 200 and the motor housing 300 is provided with a cylindrical casing 320 in which the motor 310 is received. A plurality of support ribs 330 are formed in the longitudinal direction of the casing 320 between the outer circumferential surfaces of the casing 320.

이때, 각각의 지지리브(330)는 케이싱(320)의 원주방향을 따라 소정 간격 서로 이격하여 형성되며, 이들 지지리브(330) 사이에 형성되는 공간은 공기가 지나가는 유로가 된다.At this time, the respective support ribs 330 are spaced apart from each other at predetermined intervals along the circumferential direction of the casing 320, and a space formed between the support ribs 330 serves as a passage through which air flows.

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 impeller housing 400 is coupled to the rear end of the motor housing 300 and receives 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 유로(421)가 형성되고, 송풍부(420)의 일측에는 회전 샤프트(311)의 반경방향으로 공기토출구(422)가 형성된다.At this time, a flow path 421 communicating with the inside of the impeller housing 400 is formed in the blowing part 420 so as to transfer the air compressed by the impeller 410 at a high pressure. At one side of the blowing part 420, The air discharge port 422 is formed in the radial direction of the rotating shaft 311. [

또한, 임펠러(410)는 모터(310)의 회전 샤프트(311) 후단에 결합되어, 모터(310) 작동시 회전 샤프트(311)가 회전함에 따라, 회전 샤프트(311)와 함께 회전하면서 유입덕트(200)의 공기유입구(210)를 통해 유입된 공기를 압축하며, 임펠러(410)에 의해 고압으로 압축된 공기는 송풍부(420)의 유로를 통해 공기토출구로 배출된다.The impeller 410 is coupled to the rear end of the rotating shaft 311 of the motor 310 so that the impeller 410 rotates together with the rotating shaft 311 as the rotating shaft 311 rotates during operation of the motor 310, And the air compressed by the impeller 410 at a high pressure is discharged to the air discharge port through the flow path of the blowing part 420. [

한편, 리어 서포트(500)는 임펠러 하우징(400)의 후단에 결합되어 회전 샤프트(311)를 지지하게 되는데, 리어 서포트(500)의 중공에 리어 베어링(510)이 수용되어, 회전 샤프트(311)의 후단을 회전 가능하게 지지한다. The rear support 500 is coupled to the rear end of the impeller housing 400 to support the rotation shaft 311. The rear support 500 receives the rear bearing 510 in the hollow of the rear support 500, As shown in Fig.

이때, 회전 샤프트(311)의 전단은 프론트 베어링(630)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 이 프론트 베어링(630)은 케이싱(320)의 전방에 결합되는 프론트 서포트(600)의 중공(620)에 장착된다.The front end of the rotary shaft 311 is rotatably supported by a front bearing 630. The front bearing 630 is coupled to the hollow 620 of the front support 600 coupled to the front of the casing 320 Respectively.

종래의 경우, 프론트 베어링(630)에 의해 프론트 서포트(600)의 반경방향으로 하중이 가해질 때, 프론트 서포트(600)의 중공(620) 양단의 테두리 부분이 변형되면서 진동과 소음이 발생하는 문제가 있었다.Conventionally, when a load is applied in the radial direction of the front support 600 by the front bearing 630, there is a problem that vibrations and noise are generated due to deformation of the edge portions of both ends of the hollow 620 of the front support 600 there was.

이를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 프론트 서포트(600)는 변형이 발생되는 부분의 강성을 보강하였으며 이하, 도 4를 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 프론트 서포트(600)의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
In order to solve this problem, the front support 600 according to an embodiment of the present invention reinforces the rigidity of the portion where the deformation occurs. Hereinafter, referring to FIG. 4, a front support 600 according to an embodiment of the present invention The configuration will be described in detail.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 프론트 서포트의 단면도이며, 설명의 편의를 위해 시계방향으로 90°회전시켜 도시하였다.FIG. 4 is a cross-sectional view of a front support according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 3, and is rotated clockwise by 90 degrees for convenience of explanation.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 프론트 서포트(600)는, 전체적으로 원뿔대 형상의 몸체(610)와, 몸체(610)의 중앙에 관통 형성되는 중공(620)을 포함하는데, 이때 중공(620)은 몸체(610)의 일측(도면상 상측)에 관통 형성되는 베어링 삽입홀(621)과, 베어링 삽입홀(621)로부터 몸체(610)의 타측(도면상 하측)으로 폭이 좁게 단차져서 연장 형성되는 회전 샤프트 삽입홀(622)로 이루어진다.4, the front support 600 according to an embodiment of the present invention includes a truncated cone body 610 as a whole and a hollow 620 formed through the center of the body 610 The hollow 620 has a bearing insertion hole 621 formed at one side of the body 610 to pass through the bearing insertion hole 621 and a width wider from the bearing insertion hole 621 to the other side And a rotation shaft insertion hole 622 formed to be narrowed and extended.

그리고, 베어링 삽입홀(621)의 내주면 일측에는 프론트 베어링(630)의 압입 장착을 위한 베어링 장착홈(623)이 원주방향을 따라 요입 형성되며, 회전 샤프트(311)의 전단은 회전 샤프트 삽입홀(622)을 통해 베어링 삽입홀(621)로 삽입되어, 프론트 베어링(630)에 의해 회전 가능하게 지지된다.A bearing mounting groove 623 for press-fitting the front bearing 630 is formed along the circumferential direction at one side of the inner circumferential surface of the bearing insertion hole 621. The front end of the rotation shaft 311 is inserted into the rotation shaft insertion hole 622 to be rotatably supported by the front bearing 630. The front bearing 630 is rotatably supported by the bearing insertion holes 621,

이때, 회전 샤프트 삽입홀(622)의 깊이(t1,t2)를 베어링 삽입홀(621)의 깊이(t4)보다 1배 내지 3배 깊게 형성하는 것이 바람직한데, 이는 회전 샤프트 삽입홀(622)의 하단이 베어링 장착홈(623)으로부터 충분히 멀리 이격되도록 함으로써, 프론트 베어링(630)에 의한 반경방향 하중 작용시 베어링 장착홈(623)으로부터 발생된 응력에 의해 회전 샤프트 삽입홀(622)의 하단 테두리 부분과 베어링 삽입홀(621) 상단 테두리 부분이 변형되는 것을 방지하기 위함이다.At this time, it is preferable that the depth (t 1 , t 2 ) of the rotary shaft insertion hole 622 is formed to be one to three times deeper than the depth t 4 of the bearing insertion hole 621, 622 are spaced sufficiently far from the bearing mounting grooves 623 so that the stress generated from the bearing mounting grooves 623 in the radial load action by the front bearings 630 causes the rotation shaft insertion holes 622 The lower edge portion and the upper edge portion of the bearing insertion hole 621 are prevented from being deformed.

좀 더 상세하게 설명하자면, 프론트 서포트(600)의 몸체(610)는, 베어링 삽입홀(621)이 관통 형성되는 베어링 지지부(611)와, 베어링 지지부(611)로부터 연장 형성되고 회전 샤프트 삽입홀(622)이 관통 형성되는 회전 샤프트 지지부(612)와, 회전 샤프트 지지부(612)로부터 회전 샤프트 삽입홀(622)의 둘레를 따라 하향 돌출 형성되는 보강부(613)를 포함한다.More specifically, the body 610 of the front support 600 includes a bearing support portion 611 through which a bearing insertion hole 621 is formed, a rotation shaft insertion hole (not shown) extending from the bearing support portion 611, And a reinforcing portion 613 protruded downward from the rotation shaft support portion 612 along the circumference of the rotation shaft insertion hole 622. The rotation shaft support portion 612 includes a rotation shaft support portion 612,

이때, 유입덕트(200)를 통해 유입된 공기가 프론트 서포트(600)의 외주면을 따라 모터 하우징(300) 방향으로 자연스럽게 유동할 수 있도록, 베어링 지지부(611)와 회전 샤프트 지지부(612)의 외주면은 곡면을 이루는 것이 바람직하며, 베어링 지지부(611)의 외주면은 도 4에 도시된 바와 같이 반경방향으로 완만하게 오목한 곡면을 이루는 것이 바람직하다.The outer circumferential surface of the bearing support portion 611 and the rotation shaft support portion 612 may be formed in a curved shape so that the air introduced through the inlet duct 200 can flow naturally toward the motor housing 300 along the outer circumferential surface of the front support 600 And it is preferable that the outer circumferential surface of the bearing support portion 611 has a gently curved surface in the radial direction as shown in FIG.

프론트 베어링(630)에 의해 반경방향 외측으로 하중 작용시, 응력은 베어링 장착홈(623)의 주변으로부터 발생되며, 회전 샤프트 지지부(612)의 축방향 두께(t1)를 충분히 두껍게 형성함으로써, 베어링 장착홈(623)에서 발생된 응력이 회전 샤프트 삽입홀(622) 하단의 테두리 부분으로 전달되는 것을 차단할 수 있다. Stress is generated from the periphery of the bearing mounting groove 623 when the radial outward load is applied by the front bearing 630 and by forming the axial thickness t 1 of the rotating shaft support 612 to be sufficiently thick, It is possible to prevent the stress generated in the mounting groove 623 from being transmitted to the rim portion of the lower end of the rotation shaft insertion hole 622. [

이때, 회전 샤프트 지지부(612)의 강성이 증가함에 따라, 베어링 장착홈(623)의 변형에 의해 회전 샤프트 삽입홀(622) 하단 테두리 부분이 변형되는 것이 방지되며, 회전 샤프트 삽입홀(622) 하단 테두리 부분의 변형에 대한 반작용으로 베어링 삽입홀(621) 상단 테두리 부분이 함께 변형되는 것도 방지할 수 있게 된다.At this time, as the rigidity of the rotatable shaft supporting portion 612 increases, deformation of the bearing mounting groove 623 prevents deformation of the lower end of the rotatable shaft insertion hole 622, It is possible to prevent the upper edge portion of the bearing insertion hole 621 from being deformed together by the reaction against the deformation of the edge portion.

또한, 회전 샤프트 지지부(612)의 축방향 두께(t1)는, 보강부(613)의 축방향 두께(t2)를 감안하여, 프론트 베어링(630)이 압입되는 베어링 장착홈(623) 두께(t3)의 1배 내지 2배인 것이 바람직한데, 1배보다 작은 경우에는 응력의 흡수 및/또는 차단효과가 미미하고, 2배보다 큰 경우에는 프론트 서포트(600)의 규격이 커짐에 따라, 응력의 흡수 및/또는 차단효과와 대비하여 제작비용 및 공기 블로워(100)의 전체 중량 증가로 효율성이 저하되는 문제가 있다.In addition, the rotating shaft axial direction thickness of the support (612) (t 1), the reinforcing part 613, the axial thickness in view of the (t 2), a front bearing 630, a bearing mounted to be press-fit groove 623, the thickness of the (t 3 ) is smaller than 1, the effect of absorbing and / or blocking stress is insignificant. If it is larger than 2, the size of the front support 600 becomes larger, There is a problem that efficiency is lowered due to the manufacturing cost and the total weight of the air blower 100 in comparison with the absorption and / or blocking effect of stress.

이때, 전술한 회전 샤프트 삽입홀(622)의 깊이는 회전 샤프트 지지부(612) 및 보강부(613)의 축방향 두께(t1,t2)와 대응되고, 베어링 삽입홀(621)의 깊이는 베어링 지지부(611)의 축방향 두께(t4)와 대응된다. 즉, 전체적으로 원뿔대 형태의 프론트 서포트(600) 내에서 프론트 베어링(630)이 원뿔대의 상단 부분에 배치되도록 한다.At this time, the depth of the rotation shaft insertion hole 622 corresponds to the axial thickness t 1 , t 2 of the rotation shaft support portion 612 and the reinforcing portion 613, and the depth of the bearing insertion hole 621 corresponds to Corresponds to the axial thickness (t 4 ) of the bearing support portion 611. That is, the front bearing 630 is disposed in the upper part of the truncated cone in the truncated cone-shaped front support 600 as a whole.

한편, 베어링 장착홈(623)으로부터 발생된 응력이 베어링 삽입홀(621) 상단 테두리 부분으로 전달되는 것을 방지하고, 베어링 장착홈(623)의 변형에 의해 베어링 삽입홀(621) 상단 테두리 부분이 변형되는 것을 방지하기 위해서는 베어링 지지부(611)의 강성을 충분히 확보해야 할 필요가 있다.On the other hand, the stress generated from the bearing mounting groove 623 is prevented from being transmitted to the upper rim portion of the bearing insertion hole 621, and the upper rim portion of the bearing insertion hole 621 is deformed The rigidity of the bearing support portion 611 needs to be sufficiently secured.

이를 위해, 베어링 지지부(611)의 축방향 두께(t4)는 베어링 장착홈(623)에 장착되는 프론트 베어링(630) 두께(t3)의 1.5배 내지 2.5배이고, 베어링 지지부(611)의 폭(w1)은 베어링 삽입홀(621) 직경(d1)의 1.5배 내지 3배인 것이 바람직하다. To this end, the axial thickness of the bearing support portion 611 (t 4) the width of the front bearing 630, 1.5 times to 2.5 times, the bearing support 611 of the thickness (t 3) which is mounted on a bearing mounting recess (623) (w 1 ) is preferably 1.5 to 3 times the diameter (d 1 ) of the bearing insertion hole 621.

이때, 베어링 지지부(611)의 축방향 두께(t4)가 프론트 베어링(630) 두께(t3)의 1.5배보다 작거나, 폭(w1)이 베어링 삽입홀(621) 직경(d1)의 1.5배보다 작으면, 베어링 삽입홀(621) 상단이 베어링 장착홈(623)으로부터 충분히 이격되지 못하여, 베어링 지지부(611)에서 응력을 충분히 흡수/및 또는 차단할 수 없게 된다.At this time, if the axial thickness t 4 of the bearing support portion 611 is smaller than 1.5 times the thickness t 3 of the front bearing 630 or the width w 1 is smaller than the diameter d 1 of the bearing insertion hole 621, The upper end of the bearing insertion hole 621 is not sufficiently spaced from the bearing mounting groove 623 so that the bearing support portion 611 can not sufficiently absorb and / or block the stress.

또한, 베어링 지지부(611)의 축방향 두께(t4)가 2.5배보다 크거나 폭(w1)이 베어링 삽입홀(621) 직경(d1)의 3배보다 큰 경우에는 프론트 서포트(600)의 규격과 중량이 너무 증가하게 되는 문제가 있다.Further, when larger than 2.5 times the axial thickness (t 4) of the bearing support (611) or width (w 1) is greater than three times the bearing insertion hole (621) diameter (d 1) has a front support (600) There is a problem in that the size and the weight of the battery are excessively increased.

이때, 전술한 바와 같이, 프론트 서포트(600)는 전체적으로 원뿔대 형상의 몸체로 이루어지며, 베어링 지지부(611)에서 회전 샤프트 지지부(612)로 갈수록 폭이 넓어진다.At this time, as described above, the front support 600 is formed of a truncated cone body as a whole, and its width increases from the bearing support portion 611 to the rotary shaft support portion 612.

따라서, 위와 같이 베어링 지지부(611)의 폭(w1)을 충분히 확보하면, 회전 샤프트 지지부(612)의 폭은 보강부(613) 방향으로 갈수록 이보다 더욱 확장되므로, 회전 샤프트 지지부(612)의 강성을 충분히 확보할 수 있게 된다.Therefore, when the width w 1 of the bearing support portion 611 is sufficiently secured, the width of the rotation shaft support portion 612 expands further toward the reinforcement portion 613, so that the rigidity of the rotation shaft support portion 612 Can be sufficiently secured.

한편, 회전 샤프트 지지부(612)의 둘레를 따라 도면상 하단으로 측벽(614)이 연장 형성되어, 프론트 서포트(600)의 일측에 회전 샤프트 지지부(612)와 보강부(613) 및 측벽(614)으로 구획되는 모터 수용부(615)가 형성된다.A side wall 614 is extended from the lower end of the rotary shaft support portion 612 in the drawing so that the rotary support portion 612, the reinforcing portion 613, and the side wall 614 are formed on one side of the front support 600, The motor receiving portion 615 is formed.

이때, 회전 샤프트(311)의 회전과 진동에 의한 프론트 서포트(600)의 변형 방지를 위해, 보강부(613)의 외경(d3)은 회전 샤프트 삽입홀(622) 직경(d2)의 1.5배 내지 2.5배로 형성되는 것이 바람직하며 이는, 보강부(613)의 외경(d3)이 회전 샤프트 삽입홀(622) 직경(d2)의 1.5배보다 작으면 회전 샤프트(311)의 진동에 의해 보강부(613)에 변형이 발생될 위험이 있고, 2.5배보다 크면 모터 수용부(615)의 공간을 충분히 확보할 수 없게 되기 때문이다.The outer diameter d 3 of the reinforcing portion 613 is set to 1.5 times the diameter d 2 of the rotating shaft insertion hole 622 in order to prevent deformation of the front support 600 due to rotation and vibration of the rotary shaft 311. [ It is preferable that the outer diameter d 3 of the reinforcing portion 613 is smaller than 1.5 times the diameter d 2 of the rotary shaft insertion hole 622 by the vibration of the rotary shaft 311 There is a risk that deformation may occur in the reinforcing portion 613. If it is larger than 2.5 times, the space of the motor receiving portion 615 can not be secured sufficiently.

한편, 프론트 서포트(600)의 전방에는 베어링 삽입홀(621)을 폐쇄하는 베어링 커버(700)가 결합되고, 케이싱(320)의 후방에는 케이싱 커버(800)가 결합되며, 케이싱 커버(800)의 후방에 모터(310)의 작동 제어를 위한 PCB 기판(미도시)이 배치될 수 있다.
A bearing cover 700 for closing the bearing insertion hole 621 is coupled to the front of the front support 600. A casing cover 800 is coupled to the rear of the casing 320, And a PCB substrate (not shown) for controlling the operation of the motor 310 may be disposed at the rear side.

도 5는 회전 진동시 프론트 서포트의 변형 분포를 비교한 시뮬레이션 결과로서, 종래의 프론트 서포트(a)에 비해 본 발명의 일실시예에 따른 프론트 서포트(b)의 경우, 변형이 더 작게 분포함을 볼 수 있다.5 is a simulation result comparing the deformation distributions of the front supports at the time of rotational vibration. In the case of the front support (b) according to the embodiment of the present invention, as compared with the conventional front support (a) can see.

도 6은 베어링의 반경방향 하중 작용에 의한 프론트 서포트의 변형 분포를 비교한 시뮬레이션 결과로서, 종래의 프론트 서포트(a)에 비해 본 발명의 일실시예에 따른 프론트 서포트(b)의 경우, 베어링 장착홈(623) 주변의 변형이 더 작게 분포함을 볼 수 있다.FIG. 6 is a simulation result of comparison of deformation distribution of the front support by the radial load action of the bearing. In the case of the front support (b) according to the embodiment of the present invention as compared with the conventional front support (a) It can be seen that the deformation around the groove 623 is smaller.

도 7은 베어링의 반경방향 하중 작용에 의한 프론트 서포트의 응력집중을 비교한 시뮬레이션 결과로서, 종래의 프론트 서포트(a)의 경우, 베어링 장착 부위 주변에서 발생되는 응력으로 인해 중공의 상단과 하단 테두리 부분이 변형되는 모습을 보이지만, 본 발명의 일실시예에 따른 프론트 서포트(b)의 경우, 베어링 장착홈(623)으로부터 발생되는 응력에 의해 베어링 삽입홀(621) 상단과 회전 샤프트 삽입홀(622) 하단의 테두리 부분이 영향받지 않음을 보여주고 있다.
Fig. 7 is a simulation result of comparison of the stress concentration of the front support by the radial load action of the bearing. In the case of the conventional front support (a), due to the stress generated around the bearing mounting portion, In the case of the front support b according to the embodiment of the present invention, the upper end of the bearing insertion hole 621 and the rotation shaft insertion hole 622 are formed by the stress generated from the bearing mounting groove 623, And that the bottom edge is not affected.

100 : 연료전지 차량용 공기 블로워
200 : 유입덕트 300 : 모터 하우징
400 : 임펠러 하우징 500 : 리어 서포트
600 : 프론트 서포트 610 : 몸체
611 : 베어링 지지부 612 : 회전 샤프트 지지부
613 : 보강부 615 : 모터 수용부
621 : 베어링 삽입홀 622 : 회전 샤프트 삽입홀
623 : 베어링 장착홈 630 : 프론트 베어링
700 : 베어링 커버 800 : 케이싱 커버100: Fuel cell vehicle air blower
200: inlet duct 300: motor housing
400: impeller housing 500: rear support
600: Front support 610: Body
611: Bearing support part 612: Rotary shaft support part
613: reinforcing portion 615: motor receiving portion
621: Bearing insertion hole 622: Rotation shaft insertion hole
623: Bearing mounting groove 630: Front bearing
700: Bearing cover 800: Casing cover

Claims (9)

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, 상기 모터(310)의 회전 샤프트(311) 후단을 회전 가능하게 지지하는 리어 서포트(500); 및
상기 모터 하우징(300)의 전방에 결합되어 상기 회전 샤프트(311)의 전단을 회전 가능하게 지지하며, 몸체(610)와, 상기 몸체(610)의 일측에 형성되는 베어링 삽입홀(621)과, 상기 베어링 삽입홀(621)로부터 상기 몸체(610)의 타측으로 연장 형성되는 회전 샤프트 삽입홀(622)을 포함하여 이루어지는 프론트 서포트(600);를 포함하며,
상기 회전 샤프트 삽입홀(622)의 깊이(t1,t2)가 상기 베어링 삽입홀(621) 깊이(t4)보다 크게 형성되고,
상기 몸체(610)는,
상기 베어링 삽입홀(621)이 관통 형성되는 베어링 지지부(611)와, 상기 베어링 지지부(611)로부터 연장 형성되고 상기 회전 샤프트 삽입홀(622)이 관통 형성되는 회전 샤프트 지지부(612)를 포함하며, 상기 베어링 지지부(611)에서 상기 회전 샤프트 지지부(612)로 갈수록 폭이 넓어지는 원뿔대 형태를 이루는 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 rotatably supporting a rear end of a rotation shaft 311 of the motor 310; And
A bearing inserted hole 621 formed at one side of the body 610, a bearing hole 622 formed at one side of the body 610, And a rotation shaft insertion hole (622) extending from the bearing insertion hole (621) to the other side of the body (610). The front support (600)
The depth t 1 , t 2 of the rotating shaft insertion hole 622 is formed to be larger than the depth t 4 of the bearing insertion hole 621,
The body (610)
A bearing support portion 611 through which the bearing insertion hole 621 is formed and a rotation shaft support portion 612 extending from the bearing support portion 611 and through which the rotation shaft insertion hole 622 is formed, And a frusto-conical shape that widens from the bearing support part (611) toward the rotation shaft support part (612).
청구항 1에 있어서,
상기 회전 샤프트 삽입홀(622)의 깊이(t1,t2)는 상기 베어링 삽입홀(621) 깊이(t4)의 1배 내지 3배인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
The method according to claim 1,
Wherein a depth (t 1 , t 2 ) of the rotation shaft insertion hole (622) is one to three times the depth (t 4 ) of the bearing insertion hole (621).
청구항 1에 있어서,
상기 회전 샤프트 삽입홀(622)은 상기 베어링 삽입홀(621)로부터 폭이 좁게 단차져서 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
The method according to claim 1,
Wherein the rotation shaft insertion hole (622) is formed by narrowing the width from the bearing insertion hole (621).
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 베어링 지지부(611)의 축방향 두께(t4)는 상기 베어링 삽입홀(621)에 장착되는 프론트 베어링(630) 두께(t3)의 1.5배 내지 2.5배이고, 상기 베어링 지지부(611)의 폭(w1)은 상기 베어링 삽입홀(621) 직경(d1)의 1.5배 내지 3배인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
The method according to claim 1,
The axial thickness t 4 of the bearing support 611 is 1.5 to 2.5 times the thickness t 3 of the front bearing 630 mounted on the bearing insertion hole 621 and the width of the bearing support 611 (w 1 ) is 1.5 to 3 times the diameter (d 1 ) of the bearing insertion hole (621).
청구항 1에 있어서,
상기 회전 샤프트 지지부(612)의 축방향 두께(t1)는 상기 베어링 삽입홀(621)에 장착되는 프론트 베어링(630) 두께(t3)의 1배 내지 2배인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
The method according to claim 1,
Wherein the axial thickness t 1 of the rotating shaft support portion 612 is one to two times the thickness t 3 of the front bearing 630 mounted on the bearing insertion hole 621 Blower.
청구항 1에 있어서, 상기 몸체(610)는,
상기 회전 샤프트 지지부(612)로부터 상기 회전 샤프트 삽입홀(622)의 둘레를 따라 돌출 형성되는 보강부(613)와, 상기 회전 샤프트 지지부(612)의 둘레를 따라 연장 형성되는 측벽(614)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
[3] The apparatus of claim 1, wherein the body (610)
A reinforcing portion 613 protruding from the rotation shaft support portion 612 along the circumference of the rotation shaft insertion hole 622 and a side wall 614 extending along the circumference of the rotation shaft support portion 612 Wherein the air blower is an air blower for a fuel cell vehicle.
청구항 7에 있어서,
상기 보강부(613)의 외경(d3)은 상기 회전 샤프트 삽입홀(622) 직경(d2)의 1.5배 내지 2.5배인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.
The method of claim 7,
Wherein an outer diameter d 3 of the reinforcing portion 613 is 1.5 to 2.5 times the diameter d 2 of the rotation shaft insertion hole 622.
청구항 1에 있어서,
상기 베어링 지지부(611)의 외주면이 오목하게 만곡진 곡면을 이루는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량용 공기 블로워.

The method according to claim 1,
Wherein an outer circumferential surface of the bearing support portion (611) forms a concavely curved surface.

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