KR102179696B1 - 냉각 및 방열 성능이 강화된 bldc 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각과 함께 방열을 위하여 모터의 내부로 흐르는 공기의 흐름 유량을 충분히 확보하고 그와 더불어 공기의 흐름 유속을 향상시킴으로써 냉각은 물론 방열 성능을 더 높일 수 있도록 한 것으로, 본 발명은 스테이터 어셈블리의 내측에 회전 가능하게 배치되는 로터 어셈블리와, 상기 로터 어셈블리의 모터축에 결합 되는 모터팬과, 상기 스테이터 어셈블리의 전단과 후단이 일부 삽입되는 형태로 양편에 각각 배치되는 전면 및 후면 커버)를 포함하는 BLDC 모터로서, 상기 스테이터 어셈블리의 스테이터 코어부 일측 면에 결합 되는 스테이터 인슐레이터에는 결착수단이 모터팬 방향을 향해 돌출 형성되어 있고, 상기 결착수단과 결합 되는 형태로 스테이터 인슐레이터와 모터팬 사이에 배치되는 팬 가이드부재를 포함하고, 상기 팬 가이드부재는 후면 커버의 내부에 수용되는 형태로 배치될 수 있도록 형성되는 플레이트와, 상기 플레이트의 중앙에 통로를 형성하고 있는 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터가 제공된다.

Description

냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터{BLDC Motor Having Reinforced Cooling and Heat Dissipation}

본 발명은 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각과 함께 방열을 위하여 모터의 내부로 흐르는 공기의 흐름 유량을 충분히 확보하고 그와 더불어 공기의 흐름 유속을 향상시킴으로써 냉각은 물론 방열 성능을 더 높일 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 BLDC 모터는 외측에 마련되는 스테이터 어셈블리(100)와, 상기 스테이터 어셈블리(100)의 내측에 회전 가능하게 배치되는 로터 어셈블리(200)와, 로터 어셈블리(200)의 모터축(210)에 결합 되는 모터팬(300)을 포함하여 구성된다.

따라서, 모터팬(300)의 회전에 의해 발생하는 흡입력으로 BLDC 모터 내에 공기 흐름이 형성되고, 이러한 공기 흐름을 통해 모터 코일에 대한 냉각과 방열 기능이 제공된다.

그러나, 위와 같이 구성되는 BLDC 모터는 모터팬(300)이 스테이터 어셈블리(100)와 떨어져 있는 배치 상태에서 그 주위가 개방되는 구조를 취하고 있어 공기의 유입 및 유출 방향에 대한 분산과, 공기의 흐름 방향에 대한 분산이 불가피하여 냉각 공기의 흐름 유량 및 흐름 유속을 모두 충분히 확보하지 못하는 구조적인 문제로 인해 냉각 및 방열 기능이 효율적으로 발휘되지 못하는 문제가 있었다.

대한민국공개특허공보 공개번호 10-2018-0078386

본 발명은 배경기술에서 제시된 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하려는 과제는 냉각과 함께 방열을 위하여 모터의 내부로 흐르는 공기의 흐름 유량을 충분히 확보하고 그와 더불어 공기의 흐름 유속을 향상시킴으로써 냉각은 물론 방열 성능을 더 높일 수 있도록 한 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터를 제공하는데 목적이 있다.

위와 같은 해결하는 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 스테이터 어셈블리의 내측에 회전 가능하게 배치되는 로터 어셈블리와, 상기 로터 어셈블리의 모터축에 결합 되는 모터팬과, 상기 스테이터 어셈블리의 전단과 후단이 일부 삽입되는 형태로 양편에 각각 배치되는 전면 및 후면 커버)를 포함하는 BLDC 모터로서, 상기 스테이터 어셈블리의 스테이터 코어부 일측 면에 결합 되는 스테이터 인슐레이터에는 결착수단이 모터팬 방향을 향해 돌출 형성되어 있고, 상기 결착수단과 결합 되는 형태로 스테이터 인슐레이터와 모터팬 사이에 배치되는 팬 가이드부재를 포함하고, 상기 팬 가이드부재는 후면 커버의 내부에 수용되는 형태로 배치될 수 있도록 형성되는 플레이트와, 상기 플레이트의 중앙에 통로를 형성하고 있는 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터를 통해 목적을 달성할 수 있다.

또한 본 발명은, 결착수단은 길이를 가지고 후면 커버의 방향으로 형성되는 지지대와, 상기 지지대의 일단에 결착구를 형성하고 있으며, 상기 플레이트에는 결착구가 결착 되는 형태로 결합 될 수 있도록 결착공을 형성한 결착리브가 구비되어 있는 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터를 통해 목적을 달성할 수 있다.

또한 본 발명은, 전면커버에는 반경 방향으로 개방구가 형성될 수 있도록 전방을 막는 전면 커버부와, 상기 전면 커버부의 선단 둘레를 따라 간격을 가지고 구비되는 전면 테두리부가 스테이터 어셈블리의 방향을 향해 길이를 가지고 형성되어 있고, 상기 후면커버에는 반경 방향으로 개방구가 형성될 수 있도록 후방을 막는 후면 커버부와, 상기 후면 커버부의 선단 둘레를 따라 간격을 가지고 구비되는 후면 테두리부가 팬 가이드부의 방향을 향해 길이를 가지고 형성되어 있는 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터를 통해 목적을 달성할 수 있다.

또한 본 발명은, 후면 테두리부 중 선택되는 후면 테두리부의 양측 단부에는 팬 가이드부재의 플레이트가 후면 커버의 내부로 수용시 결착리브의 안착을 통해 팬 가이드부재를 지지해 주도록 단턱면이 형성되어 있는 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터를 통해 목적을 달성할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터를 사용하게 되면, 냉각과 함께 방열을 위하여 모터의 내부로 흐르는 공기에 대한 흐름 유량을 충분히 확보하고 흐름 유속을 향상시켜 냉각은 물론 방열 성능을 높일 수 있도록 한 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 모터팬이 구비된 일반적인 BLDC 모터를 보여주는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터 나타낸 것으로, 도 2a는 전면에서 바라본 분리 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 후면에서 바라본 분리 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터를 보여주는 것으로, 도 3a는 스테이터 어셈블리에 팬 가이드부재가 결합된 모습을 보여주는 결합사시도이고, 도 3b는 스테이터 어셈블리의 스테이터 인슐레이터와 팬 가이드부재 간에 분리된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터를 보여주는 결합사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터에 대한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 BLDC 모터(10)는 외측에 마련되는 스테이터 어셈블리(12)와, 상기 스테이터 어셈블리(12)의 내측에 회전 가능하게 배치되는 로터 어셈블리(14)와, 상기 로터 어셈블리(14)의 모터축(16)에 결합 되는 모터팬(18)과, 상기 스테이터 어셈블리(12)의 전단과 후단이 각각 삽입되는 형태로 수용되면서 모터축(16)과, 모터축(16)에 결합된 베어링을 안정적으로 결합시킬 수 있도록 양측에 각각 배치되는 전면 및 후면 커버(20, 22)를 포함하고 있다. 이러한 상기 전면 커버(20)와 후면 커버(22) 간에는 체결볼트(24)에 의해 서로 결합 된다.

또한, 상기 스테이터 어셈블리(12)와 모터팬(18) 사이에 배치되고 스테이터 어셈블리(12)와 결합 되는 중공형의 팬 가이드부재(26)를 더 포함하고 있다.

상기 스테이터 어셈블리(12)는 스테이터 코어부(30)와, 결합공(32)을 형성하고 있는 스테이터 인슐레이터(31)의 결합부(34)가 스테이터 코어부(30)의 일측 면에 결합 되는 스테이터 인슐레이터(31) 및 상기 스테이터 코어부(30)와 스테이터 인슐레이터(31)의 결합부(34)에 권선되는 코일(36)을 포함하여 구성된다. 상기 코일(36)의 권선 패턴 및 구조는 일반적인 BLDC 모터의 코일 권선 패턴 및 구조와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 스테이터 인슐레이터(31)에는 일 측면에 형성된 결합부(34)와 대응하는 타 측면에 스테이터 인슐레이터(31)의 선단 둘레를 따라 서로 간격을 두고 일체로 형성되는 결착수단(38)을 포함하고 있다.

구체적으로, 상기 결착수단(38)은 길이를 가지고 후면 커버(22)의 방향으로 배치되는 지지대(40)와, 상기 지지대(40)의 일단에 단턱면(42)을 형성하는 구조로 돌출 구비되는 결착구(44)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 결착수단(38)과 결합 되는 팬 가이드부재(26)는 원형의 플레이트(46)와, 상기 플레이트(46)의 중앙에 중공형으로 형성되는 통로(48)와, 상기 플레이트(46)의 선단 둘레를 따라 일정 위치에 결착공(50)을 형성한 결착리브(52)를 포함하여 구성된다.

따라서, 상기 스테이터 인슐레이터(31)에 팬 가이드부재(26)를 결합시, 우선 지지대(40)의 단턱면(42)에 팬 가이드부재(26)의 플레이트(46)가 놓이는 상태로 결착구(44)를 팬 가이드부재(26)의 결착공(50)으로 통과시키면서 결착리브(52)에 걸림 형태로 결합하게 된다.

한편, 상기 전면 커버(20)는 반경 방향으로 개방구(54)가 형성될 수 있도록 전방을 막는 전면 커버부(56)와, 상기 전면 커버부(56)의 선단 둘레를 따라 서로 간격을 가지고 구비되는 전면 테두리부(58)로 이루어지며, 이러한 전면 테두리부(58)는 스테이터 어셈블리(12)의 방향을 향해 길이를 가지고 형성되어 있다 (도 2b 참조).

상기 후면 커버(22)에는 도 2a, 도 2b 도 4에 도시된 바와 같이 반경 방향으로 개방구(60)가 형성될 수 있도록 후방을 막는 후면 커버부(61)와, 상기 후면 커버부(61)의 선단 둘레를 따라 서로 간격을 가지고 구비되는 후면 테두리부(62)로 이루어지며, 이러한 후면 테두리부(62)는 팬 가이드부재(26)의 방향을 향해 길이를 가지고 형성되어 있다.

특히 상기 후면 커버(22)의 후면 테두리부(62) 중 선택되는 후면 테두리부(62)의 양측 선단에는 팬 가이드부재(26)의 결착리브(52)가 안착 되는 구조로 팬 가이드부재(26)를 지지해 주는 단턱면(64)이 형성되어 있다.

상기 단턱면(64)은 후면 커버(22)로 수용 결합시 팬 가이드부재(26)의 결착리브(52)에 밀착되어 팬 가이드부재(26)의 유동이나 이탈되는 것을 방지하여 공기의 불안정한 흐름이나 소음 발생을 방지하는 기능을 제공한다.

따라서, 본 발명에 따른 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터(10)는, 먼저 BLDC 모터(10)의 모터축(16) 회전과 동시에 모터팬(16)이 회전을 하게 되면서 흡입력이 형성되게 되면, BLDC 모터(10)의 내부로 흡입되는 공기는 대부분 전면 커버(20)의 개방구(54)를 통해 유입되게 되고, 이와 같이 유입되는 공기는 전면 커버(20)의 내부에 모이게 된다.

상기 전면 커버(20)의 내부에 모인 공기는 스테이터 인슐레이터(31)의 결합공(32)과 스테이터 어셈블리(12)의 내측를 통과하면서 코일(36)을 냉각하게 된다.

이와 같이 통과한 공기는 팬 가이드부재(26)의 통로(48)를 통과 후 최종적으로는 후면 커버(61)의 개방구(60)를 통해 외부로 빠져나가는 흐름을 형성하게 된다. 이때, 상기 팬 가이드부재(26)의 플레이트(46)에 의해 스테이터 인슐레이터(31)의 결합공(32)으로 통과한 공기는 스테이터 어셈블리(12)의 내측를 통과한 공기와 합쳐진 상태에서 팬 가이드부재(26)의 통로(48)를 통해 빠져나가는 됨으로써 흐름 압력이 증대되게 된다.

아울러, 상기 팬 가이드부재(26)를 통과하는 공기는 후면 커버(22)의 내부에 모인 상태에서 후면 커버(22)의 개방구(60)를 통해 빠져나가게 된다. 이때 상기 개방구(60)의 면적이 후면 커버(22)의 둘레 면적보다 작기 때문에 후면 커버(22)의 개방구(60)를 통해 빠져나가는 동안 공기의 흐름 유속이 빨라지는 상태로 빠져나게 된다.

그에 따라 상기 개방구(60)로 공기가 빠져나가는 흐름력은 후면 커버(22)의 내부에 모인 공기를 개방구(60)의 방향으로 끌어당기는 힘으로 작용하게 됨으로써 결과적으로는 공기의 흡입력과 유속을 높이는 기능으로 작용하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터(10)는 냉각을 위하여 BLDC 모터(10)의 내부로 흐르는 공기에 대한 흐름 유량을 충분히 확보하면서도 공기의 흐름 압력과 공기의 흐름 유속이 배경기술에서 설명된 BLCD 모터보다 현저히 향상되어 냉각은 물론 방열 성능이 높아지게 된다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 여러 가지로 변경 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 실시 예들의 변형 또는 변경은 본 발명의 기술적 범위를 벗어날 수 없을 것이다.

10 : BLDC 모터
12, 100 : 스테이터 어셈블리
14, 200 : 로터 어셈블리
16, 210 : 모터축
18, 300 : 모터팬
20 : 전면 커버
22 : 후면 커버
24 : 체결볼트
26 : 팬 가이드부재
28 : 삽입공
30 : 스테이터 코어부
31 : 스테이터 인슐레이터
32 : 결합공
34 : 결합부
36 : 코일
38 : 결착수단
40 : 지지대
42, 64 : 단턱면
44 : 결착구
46 : 플레이트
48 : 통로
50 : 결착공
52 : 결착리브
54, 60 : 개방구
56 : 전면 커버부
58 : 전면 테두리부
61 : 후면 커버부
62 : 후면 테두리부

Claims (4)

1. 스테이터 어셈블리(12)의 내측에 회전 가능하게 배치되는 로터 어셈블리(14)와, 상기 로터 어셈블리(14)의 모터축(16)에 결합 되는 모터팬(18)과, 상기 스테이터 어셈블리(12)의 전단과 후단이 일부 삽입되는 형태로 양편에 각각 배치되는 전면 및 후면 커버(20, 22)를 포함하는 BLDC 모터로서,
   상기 스테이터 어셈블리(12)의 스테이터 코어부(30) 일측 면에 결합 되는 스테이터 인슐레이터(31)에는 결착수단(38)이 모터팬(18) 방향을 향해 돌출 형성되어 있고, 상기 결착수단(38)과 결합 되는 형태로 스테이터 인슐레이터(31)와 모터팬(18) 사이에 배치되는 팬 가이드부재(26)를 포함하고,
   상기 팬 가이드부재(26)는 후면 커버(22)의 내부에 수용되는 형태로 배치될 수 있도록 형성되는 플레이트(46)와, 상기 플레이트(46)의 중앙에 통로(48)를 형성하고 있으며,
   상기 결착수단(38)은 길이를 가지고 후면 커버(22)의 방향으로 형성되는 지지대(40)와, 상기 지지대(40)의 일단에 결착구(44)를 형성하고 있으며, 상기 플레이트(46)에는 결착구(44)가 결착 되는 형태로 결합 될 수 있도록 결착공(50)을 형성한 결착리브(52)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 전면 커버(20)에는 반경 방향으로 개방구(54)가 형성될 수 있도록 전방을 막는 전면 커버부(56)와, 상기 전면 커버부(56)의 선단 둘레를 따라 간격을 가지고 구비되는 전면 테두리부(58)가 스테이터 어셈블리(12)의 방향을 향해 길이를 가지고 형성되어 있고,
   상기 후면 커버(22)에는 반경 방향으로 개방구(60)가 형성될 수 있도록 후방을 막는 후면 커버부(61)와, 상기 후면 커버부(61)의 선단 둘레를 따라 간격을 가지고 구비되는 후면 테두리부(62)가 팬 가이드부재(26)의 방향을 향해 길이를 가지고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 후면 테두리부(62) 중 선택되는 후면 테두리부(62)의 양측 단부에는 팬 가이드부재(26)의 플레이트(46)가 후면 커버(22)의 내부로 수용될 때, 결착리브(52)의 안착을 통해 팬 가이드부재(26)를 지지해 주도록 단턱면(64)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각 및 방열 성능이 강화된 BLDC 모터.

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