KR101925803B1 - 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터 - Google Patents

Abstract

본 개시는 모터에 구비된 스테이터 블록에 스토퍼를 구비하여 수평 및 수직 방향으로 발생되는 있는 진동의 리미트가 설정되는 장점을 갖고, 진동 및 소음 방지를 위해 고무재질의 부품을 적용한 디커플링 시스템(Decoupling System)이 적용된 모터에 외부 충격에 의해 내부 부품의 최대로 움직일 수 있는 변위를 스토퍼에 의한 제한을 둠으로써 내부 부품의 손상이 방지되는 장점을 가지며, 모터 구조의 전체적인 변경이 없이 기존의 구조가 최대한 유지되어 설계변경으로 인한 비용 낭비가 적어 경제성을 갖고, 간단한 형태의 구조를 가져 다양한 모터에 쉽게 적용할 수 있어 활용성을 갖는 장점을 있는 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터에 관한 것이다.
본 개시의 실시예에 따른 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터는, 상부 외측에 구비된 커버의 내부에 코일이 권선된 코어가 상부 외측으로 고정 설치된 스테이터 블록과, 상기 스테이터 블록의 하부로 코어와 터미널로 연계되어 모터하우징 내부에 고정 설치된 PCB와, 상기 스테이터 블록의 내측으로 상부 베어링과 하부 베어링에 의해서 자유 회전되게 설치된 샤프트 및 상기 샤프트의 하단부에 고정와셔에 의해서 고정 설치되어 샤프트의 회전 시 함께 회전되는 마그네트로 이루어진 로터를 포함하고, 상기 스테이터 블록의 표면에 외부로 돌출되게 구비되며, 모터에 외부 충격이 가해질 시 상기 스테이터 블록으로부터 인접된 위치의 상기 모터내 부품에 접촉되어 움직임 변위의 제한이 이루어지도록 하여 상기 모터내 부품의 손상이 방지되는 스토퍼로 이루어지고, 상기 스토퍼는 상기 스테이터 블록의 측면 가장자리에 구비된 외측스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터{MOTOR HAVING A STOPPER FOR PREVENTING FLOW TO AN EXTERNAL IMPACT}

본 명세서에 개시된 내용은 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터에 관한 것으로, 특히, 모터 내부에 진동의 리미트를 설정하는 스토퍼를 구비하여 외부 충격으로 인한 유동을 방지함으로써 모터 내부 부품의 손상이 방지되는 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

최근 에너지 효율을 높이기 위해 자동차, 에어컨과 세탁기 및 냉장고와 같은 가전제품 등에 인버터에 의해 제어되는 3상 브러시리스 직류 모터를 사용하는 경우가 많아지고 있다.

브러시리스 직류 모터(Brushless DC motor, BLDC motor)는 무정류자 모터(commutatorless motor)라고도 하며, 통상 직류 모터의 중요한 부품인 브러시와 정류자 대신 트랜지스터, 모스펫(MOSFET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT)와 같은 전력 스위칭 반도체 소자를 사용한 전자회로의 스위칭에 의해 고정자 권선에 흐르는 전류를 절환하여 토크를 발생시켜 구동하는 모터이다.

따라서 브러시리스 직류 모터는 동기 모터의 구조에 직류모터와 유사한 전류 대 토크, 속도 대 전압의 특성을 갖고 있으며, 고효율, 높은 전력 밀도 때문에 가전용 기기에서 산업용 기기에 이르기까지 사용분야가 점점 확대되고 있는 추세다.

3상 브러시리스 직류 모터는 단상에 비해 토크 제어가 용이하며 효율이 높고 소음면에서도 유리하여 대용량은 대부분 3상으로 구동된다. 이러한 브러시리스 직류 모터는 고정자로서 3개의 코일이 전기적으로 120도의 위상차를 갖도록 회전자인 영구자석과 대향하여 배치되며, 스위칭 소자를 통해 각 상의 고정자 코일들을 선택적으로 통전시킬 때 그에 따라 자화되는 코어와 영구자석의 자극 상호간에 작용하는 자기력에 의하여 회전자가 회전하게 된다.

이러한 브러시리스 직류 모터는 차량용 공기조화기에 사용되는 블로워(Blower) 모터의 구동원으로도 사용되는데, 그 예로서 선행기술문헌 1의 한국 등록특허 제10-1169044호가 개시된다.

상기 문헌에 개시된 블로워 모터는 상부 외측에 구비된 커버(11)의 내부에 코일이 권선된 코어(12)가 상부 외측으로 고정 설치된 스테이터 블록(10)과, 상기 스테이터 블록(10)의 하부로 코어(12)와 터미널(21)로 연계되어 모터하우징(22) 내부에 고정 설치된 PCB(20)와, 상기 스테이터 블록(10)의 내측으로 상부 베어링(13)과 하부 베어링(14)에 의해서 자유 회전되게 설치된 샤프트(30)와, 상기 샤프트(30)의 하단부에 고정와셔(41)에 의해서 고정 설치되어 샤프트(30)의 회전 시 함께 회전되는 마그네트(40)로 이루어진 로터(50)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

여기서, 모터하우징(22)은 상부커버와 하부커버로 이루어져 돌기부와 돌기부가 끼움되는 수용홈을 이용한 억지끼움 방식 또는 볼트 등을 이용한 나사체결 방식으로 결합되며, 이를 위해 상부커버와 하부커버에는 각각의 체결방식이 적용된 체결부가 구비된다.

이때, 상부커버의 하부측에는 스테이터 블록(10)의 기저면이 위치되고 하부커버의 상부측에는 히트싱크(heat sink)가 위치되는게 일반적이다.

하지만, 상기와 같은 구조를 갖는 모터가 차량 등과 같은 기계장치에 장착된 경우 기계장치의 작동으로 인한 자체 충격이나 운행중 발생되는 외부 충격 등을 포함한 외부로부터 가해지는 충격으로 인해 모터 내 부품들이 움직임에 대한 변위가 발생되고 이로 인해 손상이 발생되는 문제가 있다.

따라서, 외부 충격으로 인한 변위를 최대한 막도록 하여 모터 구성품의 손상을 막을 수 있는 획기적인 방안이 필요하다.

1. 한국 등록특허 제10-1169044호(2012.07.20) 2. 한국 공개특허 제10-2009-0004253호(2009.01.12) 3. 한국 공개특허 제10-2017-0125222호(2017.11.14)

모터에 구비된 스테이터 블록에 스토퍼를 구비하여 수평 및 수직 방향으로 발생되는 있는 진동의 리미트가 설정되는 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터를 제공하고자 한다.

진동 및 소음 방지를 위해 고무재질의 부품을 적용한 디커플링 시스템(Decoupling System)이 적용된 모터에 외부 충격에 의해 내부 부품의 최대로 움직일 수 있는 변위를 스토퍼에 의한 제한을 둠으로써 내부 부품의 손상이 방지되는 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터를 제공하고자 한다.

모터 구조의 전체적인 변경이 없이 기존의 구조가 최대한 유지되어 설계변경으로 인한 비용 낭비가 적어 경제성을 갖고, 간단한 형태의 구조를 가져 다양한 모터에 쉽게 적용할 수 있어 활용성을 갖는 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터를 제공하고자 한다.

실시예에 의하면, 상부 외측에 구비된 커버의 내부에 코일이 권선된 코어가 상부 외측으로 고정 설치된 스테이터 블록과, 상기 스테이터 블록의 하부로 코어와 터미널로 연계되어 모터하우징 내부에 고정 설치된 PCB와, 상기 스테이터 블록의 내측으로 상부 베어링과 하부 베어링에 의해서 자유 회전되게 설치된 샤프트 및 상기 샤프트의 하단부에 고정와셔에 의해서 고정 설치되어 샤프트의 회전 시 함께 회전되는 마그네트로 이루어진 로터를 포함하고, 상기 스테이터 블록의 표면에 외부로 돌출되게 구비되며, 모터에 외부 충격이 가해질 시 상기 스테이터 블록으로부터 인접된 위치의 상기 모터내 부품에 접촉되어 움직임 변위의 제한이 이루어지도록 하여 상기 모터내 부품의 손상이 방지되는 스토퍼로 이루어지고, 상기 스토퍼는 상기 스테이터 블록의 측면 가장자리에 구비된 외측스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터가 제공된다.

실시예에 의하면, 상기 스토퍼는 상기 스테이터 블록의 내측에 상호 이격되며 다수로 구비된 내측스토퍼를 포함한다.

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이상에서와 같은 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터는, 모터에 구비된 스테이터 블록에 스토퍼를 구비하여 수평 및 수직 방향으로 발생되는 있는 진동의 리미트가 설정되는 장점을 갖는다.

진동 및 소음 방지를 위해 고무재질의 부품을 적용한 디커플링 시스템(Decoupling System)이 적용된 모터에 외부 충격에 의해 내부 부품의 최대로 움직일 수 있는 변위를 스토퍼에 의한 제한을 둠으로써 내부 부품의 손상이 방지되는 장점을 갖는다.

모터 구조의 전체적인 변경이 없이 기존의 구조가 최대한 유지되어 설계변경으로 인한 비용 낭비가 적어 경제성을 갖고, 간단한 형태의 구조를 가져 다양한 모터에 쉽게 적용할 수 있어 활용성을 갖는 장점을 갖는다.

도 1은 브러시리스 직류 모터를 설명하기 위한 도면.
도 2는 기존의 브러시리스 직류 모터에 구비된 스테이터 블록을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 개시에 구비된 스테이터 블록의 정면도.
도 5는 본 개시에 구비된 스테이터 블록의 사시도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 개시의 실시예에 따른 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터는 모터 내부에 진동의 리미트를 설정하는 스토퍼를 구비하여 외부 충격으로 인한 유동을 방지함으로써 모터 내부 부품의 손상이 방지되는 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터로서, 모터, 베어링, 인쇄회로기판(PCB), 샤프트, 마그네트, 와셔, 스토퍼 등 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하기로 한다.

도 2는 기존의 브러시리스 직류 모터에 구비된 스테이터 블록을 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 개시의 실시예에 따른 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터를 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 개시에 구비된 스테이터 블록의 정면도, 도 5는 본 개시에 구비된 스테이터 블록의 사시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 개시의 실시예에 따른 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터는, 스테이터 블록(10), PCB(20), 샤프트(30), 로터(50)를 포함한다.

스테이터 블록(10)은 상부 외측에 구비된 커버(11)의 내부에 코일이 권선된 코어(12)가 상부 외측으로 고정 설치된다.

이러한, 스테이터 블록(10)은 "ㅗ"자형 단면 형상을 가지되, 상부측은 중공의 원통형으로 형성되어 샤프트(30)과 관통 삽입된 상부 베어링(13)과 하부 베어링(14)이 내부에 각각 이격 설치되고, 바닥측 기저면은 사각의 판상으로 구비되되 각각의 모서리에는 후술될 모터하우징(22)이 볼트 등으로 나사체결시 볼트가 관통되는 홈이 형성된다.

PCB(20)는 스테이터 블록(10)의 하부로 코어(12)와 터미널(21)로 연계되어 모터하우징(22) 내부에 고정 설치된다.

샤프트(30)는 스테이터 블록(10)의 내측으로 상부 베어링(13)과 하부 베어링(14)에 의해서 자유 회전되게 설치된다.

로터(50)는 샤프트(30)의 하단부에 고정와셔(41)에 의해서 고정 설치되어 샤프트(30)의 회전 시 함께 회전되는 마그네트(40)로 이루어진다.

한편, 전술된 바와 같은 본 개시의 모터하우징(22)은 상부커버(11)와 하부커버(11)로 이루어져 볼트 등을 통한 나사 체결방식을 통해 결합되되, 상부커버(11)에는 외측으로 돌출되며 다수로 구비된 체결부(22a')가 형성되고 하부커버(11)에는 체결부(22a')에 대응하는 체결홈(도면부호 미기재)이 형성된다.

여기서, 모터하우징(22)은 볼트 등을 통한 나사 체결방식을 통해 상부커버(11)와 하부커버(11)가 결합되는 것으로 기재되어 있으나, 상부커버(11)와 하부커버(11) 중 어느 하나에 돌기를 형성하고 다른 하나에 돌기가 끼워지는 홈을 형성하여 결합되도록 하는 억지끼움 방식으로 결합되게 하는 등 다양한 방법이 접목될 수 있다.

전술된 바에 따른 본 개시는 기존의 모터 구조와 대동소이 하나 스테이터 블록(10)에 스토퍼(100)를 구비하여 외부의 충격시 최대 유동 방지되게 하는 특징을 갖는데 이를 설명하기로 한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 기존의 스테이터 블록(10)은 외부 충격 등으로 인하여 부품의 변위가 커지고, 이로 인해 모터 내부 부품이 손상되는 문제점을 가지는데, 이를 개선하기 위해 스테이터 블록(10)에 스토퍼(100)를 구비하여 최대 변위를 막도록 하는 형상을 갖도록 함으로써 모터에 충격 발생 시 상하 및 좌우 부품에 걸리게 만든 구조를 갖도록 한 것이다.

이를 위해, 본 개시의 스토퍼(100)는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 스테이터 블록(10)의 표면에 외부로 돌출되게 구비되며, 모터에 외부 충격이 가해질 시 스테이터 블록(10)으로부터 인접된 위치의 모터내 부품에 접촉되어 움직임 변위의 제한이 이루어지도록 하여 모터내 부품의 손상이 방지되게 한다.

이러한, 본 개시의 스토퍼(100)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 스테이터 블록(10)의 내측에 상호 이격되며 다수로 구비된 내측스토퍼(110)를 포함한다.

내측스토퍼(110)는 스테이터 블록(10)으로부터 외측으로 돌출되되, 스테이터 블록(10)의 가장자리 부위를 따라 상호 이격되며 다수로 배치되고, 원통체 형상을 가져 단부가 모터 내부에 구비된 상하 부품에 걸리게 된다.

이러한, 내측스토퍼(110)는 스테이터 블록(10)의 상측에 구비되어 상부커버(22a)의 하부면에 걸림됨으로써 모터에 충격 발생 시 상하방향에 대한 최대 변위를 막도록 한다.

여기서, 본 개시의 내측스토퍼(110)는 스테이터 블록(10) 기저면 상측에만 구비되는 것으로 기재 및 도시되어 있으나 이에 국한하지 않고 스테이터 블록(10) 기저면 하측에만 구비하거나, 상측과 하측 모두에 구비될 수 있음은 물론이다.

또한, 본 개시의 내측스토퍼(110)는 상호 이격되며 다수로 구비된 원통체 돌기 형태로 구비되나 이에 한정되지 않고 바 타입의 직선상 형태 등 다양한 모양으로 구비될 수 있다.

그리고, 내측스토퍼(110)는 스테이터 블록(10)과 동일한 재질로서 일체로 형성되는 것이 바람직하나, 탄성이 있는 고무재질로서 구비되어 진동 감쇄 및 소음 방지가 동시에 가능하도록 하는 것도 가능하다.

한편, 본 개시의 스토퍼(100)는 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이 스테이터 블록(10)의 측면 가장자리에 구비된 외측스토퍼(120)를 포함한다.

이러한, 외측 스토퍼(100)는 스테이터 블록(10)으로부터 외측으로 돌출되되, 사각판상체의 형상을 가져 단부가 모터 내부에 구비된 측면 부품에 걸리게 된다.

여기서, 외측스토퍼(120)는 스테이터 블록(10)의 측면중 대칭된 양측면의 중심측에 상호 대칭된 위치에 구비되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 스테이터 블록(10)의 측면 외측에 위치하거나 내측과 외측의 모두에 구비되는 것도 가능하다.

이러한, 외측스토퍼(120)는 스테이터 블록(10)의 측면에 구비되어 스테이터 블록(10)에 인접된 모터 내부의 부품에 걸림됨으로써 모터에 충격 발생 시 측면방향에 대한 최대 변위를 막는다.

전술된 바에 따른 본 개시의 스토퍼(100)에 의하면, 디커플링 시스템이(진동,소음 방지로 고무를 넣는 것) 적용되어 있는 모터에 외부 충격에 의해 내부 부품이 최대로 움직일 수 있는 변위를 인접된 모터내 부품에 최대한 가까이 위치되도록 거리를 좁혀진 상태로 돌출된 스토퍼(100)가 제한을 둠으로써 수평 및 수직에 생길 수 있는 진동의 리미트 설정이 되어져 내부 부품의 손상을 막게 된다.

이상에서와 같은 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터는, 모터에 구비된 스테이터 블록에 스토퍼를 구비하여 수평 및 수직 방향으로 발생되는 있는 진동의 리미트가 설정되는 장점을 갖고, 진동 및 소음 방지를 위해 고무재질의 부품을 적용한 디커플링 시스템(Decoupling System)이 적용된 모터에 외부 충격에 의해 내부 부품의 최대로 움직일 수 있는 변위를 스토퍼에 의한 제한을 둠으로써 내부 부품의 손상이 방지되는 장점을 가지며, 모터 구조의 전체적인 변경이 없이 기존의 구조가 최대한 유지되어 설계변경으로 인한 비용 낭비가 적어 경제성을 갖고, 간단한 형태의 구조를 가져 다양한 모터에 쉽게 적용할 수 있어 활용성을 갖는 장점을 갖는다.

개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.

10 : 스테이터 블록 11 : 커버
12 : 코어 13 : 상부 베어링
14 : 하부 베어링 20 : PCB
21 : 터미널 22 : 모터하우징
22a : 상부커버 22a' : 체결부
22b : 하부커버 30 : 샤프트
40 : 마그네트 41 : 고정와셔
50 : 회전자 100 : 스토퍼
110 : 내측스토퍼 120 : 외측스토퍼

Claims (3)

1. 상부 외측에 구비된 커버의 내부에 코일이 권선된 코어가 상부 외측으로 고정 설치된 스테이터 블록;
   상기 스테이터 블록의 하부로 코어와 터미널로 연계되어 모터하우징 내부에 고정 설치된 PCB;
   상기 스테이터 블록의 내측으로 상부 베어링과 하부 베어링에 의해서 자유 회전되게 설치된 샤프트; 및
   상기 샤프트의 하단부에 고정와셔에 의해서 고정 설치되어 샤프트의 회전 시 함께 회전되는 마그네트로 이루어진 로터;를 포함하고,
   상기 스테이터 블록의 표면에 외부로 돌출되게 구비되며, 모터에 외부 충격이 가해질 시 상기 스테이터 블록으로부터 인접된 위치의 상기 모터내 부품에 접촉되어 움직임 변위의 제한이 이루어지도록 하여 상기 모터내 부품의 손상이 방지되는 스토퍼;로 이루어지고,
   상기 스토퍼는 상기 스테이터 블록의 측면 가장자리에 구비된 외측스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 스토퍼는 상기 스테이터 블록의 내측에 상호 이격되며 다수로 구비된 내측스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 충격에 대한 유동을 방지하는 스토퍼를 갖는 모터.
   
   
   
3. 삭제

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