KR102089743B1 - 전동압축기의 모터 회전자 - Google Patents

전동압축기의 모터 회전자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동압축기의 압축기구를 구동시키는 회전축과 일체로 축회전하는 모터의 회전자에 관한 것으로, 다수개의 회전자코어들이 영구자석들과 교번하여 회전축을 중심으로 환형으로 배치되고 각 회전자코어의 외측 선단에 영구자석의 상단을 지지하는 티스부가 형성되며 각 회전자코어의 내측 선단에 영구자석의 하단을 지지하는 걸림턱이 형성되어, 체결볼트의 개수를 감소시킴으로써 제조원가를 절감할 수 있고 중량을 감소시킬 수 있게 된다.

Description

전동압축기의 모터 회전자{ A rotor of motor in a electric compressor }
본 발명은 전동압축기의 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 공조시스템에서 냉매를 압축하는 전동압축기의 모터 회전자에 관한 것이다.
일반적으로, 차량은 실내의 냉난방을 위한 공조장치(Air Conditioning; A/C)가 설치된다. 이러한 공조장치는 냉방시스템의 구성으로서 증발기로부터 인입된 저온 저압의 기상 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축시켜 응축기로 보내는 압축기를 포함하고 있다.
차량용 공기조화장치에 적용되는 압축기에는 엔진의 동력을 이용하는 사판식 압축기와, 모터로 압축기구를 구동시키는 전동압축기 등이 있다.
도 1 내지 도 3에는 전동압축기의 모터 중 하나로 회전자(110)에 영구자석(115)이 매입된 스포크(spoke) 타입 모터가 도시되어 있다.
다수개의 회전자코어(111)들이 영구자석(115)들과 교번하여 회전축(101)을 중심으로 환형으로 배치되어 있는데, 영구자석(115)은 일자형 막대자석으로 회전자코어(111)들의 사이에 스포크 타입으로 배치되어 있다.
이러한 스포크 타입 모터는 회전자(110)가 축회전할 때 회전자코어(111)들과 영구자석(115)들이 원심력을 받아 회전자(110)의 반경방향으로 이탈하려고 한다. 이러한 이탈을 방지하기 위해 각 회전자코어(111)의 선단 양쪽에 회전자 티스(111b)가 돌출되어 있다. 티스부(111b)는 영구자석(115)의 선단을 지지하는 걸림턱 역할을 하여 영구자석(115)의 이탈을 저지하게 된다.
그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 스포크 타입의 막대형 영구자석(115)은 티스(111b)의 반대방향, 즉 회전자의 내측으로는 여전히 이탈될 수 있다. 따라서, 모든 회전자코어(111)에 볼트를 체결하여야 영구자석(115)을 견고하게 지지할 수 있게 된다.
또한, 회전자코어(111)들은 인접하는 다른 회전자코어(111)나 영구자석(115)과 별도의 결합수단으로 결합되지 않으므로 회전자코어(111)들이 모두 개별적으로 커버(121,122)에 피스체결되어야 한다. 각 회전자코어(111)에는 볼트체결공(111c)이 형성되어 체결볼트(130)에 의해 커버(121,122)와 볼트체결된다.
이와 같이 모든 회전자코어(111)에 피스결합을 위한 볼트체결공(111c)이 형성되고 회전자코어(111)의 개수에 맞는 볼트가 구비되어야 한다. 따라서, 볼트에 의해 회전자 전체의 하중이 커지고 결국 경량화를 저해하는 원인이 되고 있으며 다량의 장볼트를 구입하는 비용도 많이 소요된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 전동압축기의 모터 회전자가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 체결볼트의 개수를 감소시켜 제조원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 중량을 감소시킬 수 있는 전동압축기의 모터 회전자를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 전동압축기의 모터 회전자는, 전동압축기의 압축기구를 구동시키는 회전축과 일체로 축회전하는 모터의 회전자로서, 다수개의 회전자코어들이 영구자석들과 교번하여 회전축을 중심으로 환형으로 배치되고 각 회전자코어의 외측 선단에 영구자석의 상단을 지지하는 티스부가 형성되며 각 회전자코어의 내측 선단에 영구자석의 하단을 지지하는 걸림턱이 형성된 회전자코어 유닛, 및 상기 회전자코어 유닛의 양단에 결합되는 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 영구자석의 하단에 상기 회전자코어의 걸림턱에 지지되는 지지면이 형성된다.
더욱 바람직하게는, 상기 영구자석의 지지면은 영구자석의 하단 모서리에 경사지게 모따기되어 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 전동압축기의 모터 회전자에 있어서, 상기 회전자코어의 걸림턱은 도브테일 형상으로 형성된 것도 가능하다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 전동압축기의 모터 회전자는, 다수개의 회전자코어들이 영구자석들과 교번하여 회전축을 중심으로 환형으로 배치되어 회전축 관통공을 형성하는 회전자코어 유닛, 및 상기 회전자코어 유닛의 양단에 결합되고 상기 회전자코어 유닛의 회전축 관통공에 끼워지는 제1보스가 회전축의 축방향을 따라 돌출되어 형성된 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전동압축기의 모터 회전자에 있어서, 상기 제1보스는 상기 회전자코어 유닛의 회전축 관통공 내측벽과 회전축의 외주면 사이의 공간에 끼워지도록 도넛 형상으로 형성된 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 전동압축기의 모터 회전자에 있어서, 인접하는 회전자코어들의 티스부 사이에 보스수용홈이 형성되고, 상기 커버의 일측에 상기 보스수용홈에 안착되는 제2보스가 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 제2보스는 상기 회전자코어의 원주방향을 따라 원호형상으로 형성된 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 전동압축기의 모터 회전자에 있어서, 상기 회전자코어는 그 외측 선단에 영구자석의 상단을 지지하는 티스부가 형성되고, 그 내측 선단에 영구자석의 하단을 지지하는 걸림턱이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전동압축기의 모터 냉각구조에 있어서, 상기 커버는 상기 회전축의 축방향을 따라 회전자의 양단에 각각 구비되는 제1커버 및 제2커버를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1커버 및 제2커버는 상기 회전자의 양단에 탈착가능하게 피스결합된다.
본 발명의 실시예에 따른 전동압축기의 모터 냉각구조에 있어서, 상기 제1커버 및 회전자를 관통하여 제2커버에 볼트결합되는 장형의 체결볼트를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전동압축기의 모터 회전자에 의하면, 회전자코어의 내외측 및 영구자석을 지지하는 형상을 구현하여 체결볼트에 의하지 않고도 체결력을 높일 수 있게 되고, 그로 인해 체결볼트의 개수를 감소시켜 제조원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 중량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 전동압축기의 모터 회전자를 나타낸 분해사시도,
도 2는 도 1에 도시된 전동압축기의 모터 회전자의 결합단면도,
도 3은 도 2의 A-A선을 따라 절개한 개략적 측단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동압축기의 모터 회전자를 나타낸 분해사시도,
도 5는 도 4에 도시된 전동압축기의 모터 회전자의 결합사시도,
도 6은 도 5의 결합단면도,
도 7은 도 6의 B-B선을 따라 절개한 개략적 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동압축기의 모터 회전자는, 다수개의 회전자코어(11)들이 영구자석(15)들과 교번하여 회전축(1)을 중심으로 환형으로 배치된 회전자코어 유닛(10), 및 상기 회전자코어 유닛(10)의 양단에 결합되는 커버(20)를 포함한다.
회전자코어(11)들의 사이에는 막대형 영구자석(15)이 회전축(1)을 중심으로 스포크형(spoke type)으로 배열되어 있다.
각 회전자코어(11)는 부채꼴 형상으로 형성되고 외측 선단에 영구자석(15)의 상단을 지지하는 티스부(11b)가 형성되고, 각 회전자코어(11)의 내측 선단에 영구자석(15)의 하단을 지지하는 걸림턱(11a)이 형성되어 있다.
티스부(11b)는 회전자의 원주방향으로 돌출되어 형성됨으로써 영구자석(15)의 상단을 지지하게 된다. 따라서, 영구자석(15)이 회전시의 원심력에 의해 회전자의 반경방향을 따라 외측으로 이탈되지 않게 된다.
걸림턱(11a)도 회전자의 원주방향으로 돌출되어 형성됨으로써 영구자석(15)의 하단을 지지하게 된다. 걸림턱(11a)은 도브테일 형상으로 형성되고, 영구자석(15)의 하단에 걸림턱(11a)에 지지되는 지지면(15a)이 형성되어 있다.
지지면(15a)은 영구자석(15)의 하단 모서리에 모따기되어 경사지게 형성된다. 따라서, 걸림턱(11a)이 지지면(15a)을 지지하여 영구자석(15)이 회전자의 반경방향을 따라 내측으로 이동하지 못하게 저지되는 것이다.
결국, 영구자석(15)은 부채꼴 형상의 회전자코어(11)들의 사이에 끼워지고 회전자코어(11)의 티스부(11b) 및 걸림턱(11a)에 걸려 회전자의 반경방향으로의 이동이 저지된다.
여기서, 걸림턱(11a)이 지지면(15a)을 지지하여 영구자석(15)의 이동을 저지할 뿐만 아니라 지지면(15a)도 걸림턱(11a)을 지지하여 회전자코어(11)가 반경방향을 따라 외측으로 이동하지 못하게 된다. 다시 말하면, 1쌍의 회전자코어(11)의 사이에 영구자석(15)이 끼워진 상태를 보면 회전자코어(11)의 티스부(11b)와 걸림턱(11a)에 의해 영구자석(15)이 고정지지된 것으로 볼 수 있고, 1쌍의 영구자석(15)의 사이에 회전자코어(11)가 끼워진 상태를 보면 영구자석(15)의 지지면(15a)에 의해 회전자코어(11)가 구속되는 것으로 볼 수 있다.
따라서, 모든 회전자코어(11)를 체결볼트로 고정시키지 않더라도 회전자코어(11)들과 영구자석(15)을 견고하게 고정시킬 수 있게 된다. 가령, 도 1에 도시된 종래의 회전자는 10개의 체결볼트(130)로 10개의 회전자코어(111)를 고정결합시켰는데, 이에 반해 본 발명의 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 5개의 체결볼트(30)로 5개의 회전자코어(11)에 체결되더라도 10개의 회전자코어(11)와 영구자석(15)을 견고하게 고정시킬 수 있게 된다. 여기서, 체결볼트(30)가 체결되지 않는 회전자코어(11)에도 볼트체결공(11c)을 형성함으로써 회전자 전체의 중량을 감소시킬 수 있게 된다.
커버(20)는 회전축(1)의 축방향을 따라 회전자의 양단에 각각 구비되는 제1커버(21) 및 제2커버(22)를 포함하여 구성된다. 제1커버(21) 및 제2커버(22)는 원판 형상으로 형성되고, 제1커버(21) 및 제2커버(22)의 중앙에는 회전축 결합공(23)이 형성되어 있다.
제1커버(21) 및 제2커버(22)는 상기 회전자코어 유닛(10)의 양단에 탈착가능하게 피스결합된다. 이를 위해 제1커버(21)와 제2커버(22) 및 회전자코어(11)의 일측에는 다수개의 볼트체결공(11c,24)이 형성되어 있고, 볼트체결공(24)에는 체결볼트(30)가 체결된다.
체결볼트(30)는 장형으로 형성되어 제1커버(21)와 제2커버(22) 및 회전자코어(11)의 볼트체결공(11c,24)을 모두 관통하여 회전자코어 유닛(10)의 양단에 제1커버(21) 및 제2커버(22)를 고정결합시킨다.
이와 같이 각 회전자코어(11)들이 커버(20)에 볼트체결되면 회전자코어(11)들의 사이에 끼워진 영구자석(15)들도 고정지지된다.
제1커버(21) 및 제2커버(22)의 중앙에는 회전축 체결공(23)이 각각 형성되어 회전축(1)을 수용하게 된다. 회전축(1)의 외주면은 제1커버(21) 및 제2커버(22)의 회전축 체결공(23)에 지지된다.
제1커버(21) 및 제2커버(22)의 중앙에는 회전자코어 유닛(10)의 회전축 관통공(12)에 끼워지는 제1보스(25)가 회전축(1)의 축방향을 따라 돌출되어 있다.
제1보스(25)는 도넛 형상으로 형성되어 회전자코어 유닛(10)의 회전축 관통공(12) 내측벽과 회전축(1)의 외주면 사이의 공간에 끼워진다. 제1보스(25)는 회전축 관통공(12)의 내측벽을 지지함으로써 회전자코어(11)와 영구자석(15)이 회전자의 반경방향을 따라 내측으로 이동하지 못하게 저지된다. 제1보스(25)는 회전자코어(11)의 걸림턱(11a)과 마찬가지로 영구자석(15)을 지지함은 물론 회전자코어(11)도 함께 지지함으로써 회전자코어(11)와 영구자석(15)의 내측 방향 이동을 원천적으로 저지한다. 여기서, 제1보스(25)와 걸림턱(11a)을 모두 구비하는 것도 가능하나 제1보스(25)나 걸림턱(11a) 중 어느 하나를 택일적으로 구비하는 것도 가능하다.
인접하는 1쌍의 회전자코어(11)들의 티스부(11b) 사이에는 보스수용홈(16)이 형성되어 있다. 즉, 1쌍의 티스부(11b)가 하나의 영구자석(15)의 상단 양쪽 모서리를 덮어 지지하게 되는 경우 1쌍의 티스부(11b)와 영구자석(15)의 상단면이 대략 사다리꼴 형상의 홈을 형성하게 되는데, 이 보스수용홈(16)에 제2보스(26)가 안착된다.
제2보스(26)는 커버(20)의 가장자리를 따라 소정간격을 두고 다수개가 형성되어 있다. 제2보스(26)는 회전자코어(11)의 원주방향을 따라 원호형상으로 형성되되 전체적으로 그 단면이 대략 사다리꼴 형상으로 형성된다. 제2보스(26)는 회전축(1)의 축방향을 따라 돌출되어 형성됨으로써 보스수용홈(16)에 안착되고 1쌍의 티스부(11b) 및 영구자석(15)의 상단면에 접촉되어 회전자코어(11)와 영구자석(15)을 지지하게 된다. 즉, 제2보스(26)가 영구자석(15)의 상단면을 지지함으로써 영구자석(15)이 회전자의 외측으로 이동하지 못하게 저지되고, 1쌍의 티스부(11b)도 동시에 지지함으로써 1쌍의 회전자코어(11)도 회전자의 외측으로 이동하지 못하게 저지되는 것이다.
여기서, 제2보스(26)는 티스부(11b)와 마찬가지로 영구자석(15)의 외측 방향 이동을 저지하는 역할을 함은 물론 티스부(11b)도 동시에 지지함으로써 회전자코어(11)의 이동도 함께 저지하게 된다. 따라서, 티스부(11b)와 함께 제2보스(26)를 구비하는 것이 바람직하다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10 : 회전자코어 유닛
11 : 회전자코어
11a : 걸림턱
11b : 티스부
11c : 볼트체결공
12 : 회전축 관통공
15 : 영구자석
15a : 지지면
16 : 보스수용홈
20 : 커버
21 : 제1커버
22 : 제2커버
23 : 회전축 체결공
24 : 볼트체결공
25 : 제1보스
26 : 제2보스
30 : 체결볼트

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 전동압축기의 압축기구를 구동시키는 회전축(1)과 일체로 축회전하는 모터의 회전자에 있어서,
    다수개의 회전자코어(11)들이 영구자석(15)들과 교번하여 회전축(1)을 중심으로 환형으로 배치되어 회전축 관통공(12)을 형성하는 회전자코어 유닛(10); 및
    상기 회전자코어 유닛(10)의 양단에 결합되고, 상기 회전자코어 유닛(10)의 회전축 관통공(12)에 끼워지는 제1보스(25)가 회전축(1)의 축방향을 따라 돌출되어 형성된 커버(20);를 포함하며,
    상기 각 회전자코어(11)는,
    그 외측 선단에 영구자석(15)의 상단을 지지하는 티스부(11b)가 형성되고, 그 내측 선단에 영구자석(15)의 하단을 지지하는 걸림턱(11a)이 형성되며,
    상기 영구자석의 하단에 상기 회전자코어의 걸림턱(11a)에 지지되는 지지면(15a)이 형성되고, 상기 영구자석(15)의 지지면(15a)은 영구자석(15)의 하단 모서리에 경사지게 모따기되어 형성되며,
    상기 제1 보스(25)는, 상기 회전자코어 유닛(10)의 회전축 관통공(12) 내측벽과 회전축(1)의 외주면 사이의 공간에 끼워지도록 도넛 형상으로 형성되어, 상기 회전자코어(11)와 상기 영구자석(15)의 내측을 동시에 접촉하여, 상기 회전자코어(11)와 상기 영구자석(15)이 상기 회전자의 반경방향을 따라 내측방향으로 이동하지 못하도록 지지하는 것을 특징으로 하는 전동압축기의 모터 회전자.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    인접하는 회전자코어(11)들의 티스부(11b) 사이에 보스수용홈(16)이 형성되고,
    상기 커버(20)의 일측에 상기 보스수용홈(16)에 안착되는 제2보스(26)가 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 전동압축기의 모터 회전자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2보스(26)는,
    상기 회전자코어(11)의 원주방향을 따라 원호형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 전동압축기의 모터 회전자.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 회전자코어(11)의 걸림턱(11a)은 도브테일 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 전동압축기의 모터 회전자.
  9. 제4항에 있어서, 상기 커버(20)는,
    상기 회전축(1)의 축방향을 따라 회전자의 양단에 각각 구비되는 제1커버(21) 및 제2커버(22);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동압축기의 모터 회전자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1커버(21) 및 제2커버(22)는,
    상기 회전자(10)의 양단에 탈착가능하게 피스결합되는 것을 특징으로 하는 전동압축기의 모터 회전자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1커버(21) 및 회전자(10)를 관통하여 제2커버(22)에 볼트결합되는 장형의 체결볼트(30);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동압축기의 모터 회전자.
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