KR102191313B1 - Sgm 팬 모터 - Google Patents

Abstract

본 모터는 팬의 구동과 함께 자가 발전을 제공하는 SGM 팬 모터에 관한 것으로, 특히 구조적 안정성, 동작 안정성 및 내구성이 향상된 SGM 팬 모터에 관한 것이다.
본 발명은, 중앙을 중심으로 방사상으로 배치된 다수의 블레이드를 포함하는 팬 커버, 그리고 상기 팬 커버와 결합되고, 내측 중앙에 구비된 장착부, 일단이 상기 장착부에 연결되고 방사상으로 배치된 다수의 리브 및 상기 리브의 타단이 연결되는 테두리를 포함하는 후면 커버, 그리고 상기 장착부에 장착되고, 상기 팬 커버에 결합되는 회전축과 이 회전축의 둘레를 따라 구비된 영구자석을 갖는 모터모듈 및 상기 회전축의 회전에 의해 유도 전류를 발생시키는 발전모듈을 포함하는 모터어셈블리를 포함한다.

Description

SGM 팬 모터{SGM fan motor}

본 모터는 팬의 구동과 함께 자가 발전을 제공하는 SGM 팬 모터에 관한 것으로, 특히 구조적 안정성, 동작 안정성 및 내구성이 향상된 SGM 팬 모터에 관한 것이다.

일반적으로, 팬 모터는 라디에이터 등과 같은 장치에서 발생되는 열을 배출하는 방열용 장치로서 사용된다.

대표적인 팬 모터로는 BLDC 모터(Brush Less Direct Current motor)가 있는데, BLDC 모터는 DC 모터에서 브러쉬가 없는 모터로서, 반도체 소자로 전류를 제어함에 따라 브러쉬를 사용할 필요가 없어 수명이 반영구적이고, 토크가 비교적 높아 고속회전을 통한 팬 쿨링(Fan Cooling)에 적합하다. 또한, 모터 드라이브 회로에서 전류제어가 용이하여 모터의 속도조절을 쉽게 할 수 있어, 자동차 산업 등 다양한 산업에 적용이 가능하다. 이러한 BLDC 모터에 관하 종래의 기술로, 대한민국 공개특허 제10-2018-0047480호(2018년05월10일) 등이 있다.

그러나 BLDC 모터는 전원을 통해 팬을 회전시킴으로써 공기를 순환시킨다는 기존의 모터 패러다임에서 크게 벗어나지 않는 기술적 특징을 갖는 바, 일반적인 모터 기능 그 이상을 기대할 수는 없다.

이에 따라 팬의 회전을 통해 공기를 순환시키는 기능과 더불어 팬의 회전을 통해 발전하여 생산된 전기를 이용할 수 있는 SGM(Starter Generator Motor) 팬 모터를 라디에이터에 적용할 수 있는 기술의 필요성이 재고되는 바이다.

아울러 SGM 팬 모터의 구조적 안정성, 동작 안정성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 방안을 마련하는 것 역시 중요한 과제로 대두될 수 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 라디에이터 쿨링 팬으로서, 회전을 통한 공기 순환이라는 모터의 기본 기능과 함께 팬의 회전에 의해 발생된 유도 전류를 통한 발전이라는 두 가지 기능을 모두 갖춘 SGM 팬 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 고유의 구성, 형상, 결합 구조 등을 통해 SGM 팬 모터의 구조적 안정성, 동작 안정성 및 내구성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 목적으로 하는 본 발명은, 중앙을 중심으로 방사상으로 배치된 다수의 블레이드를 포함하는 팬 커버, 그리고 상기 팬 커버와 결합되고, 내측 중앙에 구비된 장착부, 일단이 상기 장착부에 연결되고 방사상으로 배치된 다수의 리브 및 상기 리브의 타단이 연결되는 테두리를 포함하는 후면 커버, 그리고 상기 장착부에 장착되고, 상기 팬 커버에 결합되는 회전축을 갖는 모터모듈 및 상기 회전축의 회전에 의해 유도 전류를 발생시키는 발전모듈을 포함하는 모터어셈블리를 포함하고, 상기 모터어셈블리는 내부에 내장공간을 형성하는 전방케이스와 후방케이스를 포함하고, 상기 발전모듈은 상기 전방케이스의 내측면에 결합 구비되되 상기 모터모듈과 이격 구비되는 보빈, 상기 보빈에 권취된 코일 및 상기 보빈의 일 측에서 후방 또는 전방으로 돌출 구비된 단자를 포함하고, 상기 팬 커버는 중앙에 배치되고 상기 회전축이 결합되는 축설공을 포함하는 디스크 및 상기 디스크의 후면에 구비되고 상기 디스크의 둘레에서 후방으로 돌출되고 상기 블레이드의 단부가 연결되는 연결돌부를 더 포함하고, 상기 연결돌부는 상기 디스크의 후면에 연결되고 상기 블레이드의 배치 경사와 동일한 방향의 경사를 갖는 제1경사부, 상기 디스크의 후면에 연결되고 상기 제1경사부와 반대 방향의 경사를 갖는 제2경사부 및 상기 제1경사부와 제2경사부에 양단이 연결된 수평부를 포함하고, 상기 블레이드의 후단은 상기 수평부에 연결되며, 상기 제1경사부의 길이가 상기 제2경사부의 길이보다 길게 구성되는 것을 특징으로 한다.

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상기 구성 및 특징을 갖는 본 발명은 팬 커버에 결합되는 회전축을 갖는 모터모듈 및 팬 커버의 회전에 의해 유도 전류를 발생시키는 발전모듈을 포함하는 모터어셈블리를 통해, 라디에이터 쿨링 팬으로서 회전을 통한 공기 순환이라는 모터의 기본 기능과 함께 팬의 회전에 의해 발생된 유도 전류를 통한 발전이라는 두 가지 기능을 모두 갖춘 SGM 팬 모터를 구현한다는 효과를 갖는다.

또한 팬 커버의 블레이드와 중앙 디스크 간의 결합에 있어서 연결돌부의 구성을 통해 회전축이 회전할 때 모터어셈블리에 의해 블레이드가 걸려서 회전이 방해되는 것을 방지하고, 결과적으로 동작 안정성을 향상시킨다는 효과를 갖는다.

아울러 제1경사부, 제2경사부 및 수평부를 갖는 연결돌부의 구조적 특징과 제1경사부의 길이를 제2경사부의 길이보다 길게 구성하는 특징을 통해 블레이드의 결합 면적을 최대한으로 하고 이를 통해 구조적 안정성 및 내구성 향상을 제공하며, 나아가 공기 흐름에 따른 저항을 최소화한다는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 분해사시도.
도 2는 팬 커버에 관한 부분 구성도.
도 3은 후면 커버에 관한 부분 구성도.
도 4는 모터어셈블리에 관한 부분 구성도.
도 5는 본 발명의 추가 실시예를 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 SGM 팬 모터(이하 본 모터)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

본 모터는 팬의 구동과 함께 자가 발전을 제공하는 SGM 팬 모터로, 특히 구조적 안정성, 동작 안정성 및 내구성이 향상된 SGM 팬 모터에 관한 것으로, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 크게 전방의 팬 커버(1), 이 팬 커버(1)의 후방으로 결합되는 후면 커버(2), 그리고 팬 커버(1)와 후면 커버(2)의 내부에 구비되는 모터어셈블리(3)를 포함한다.

각 구성 별로 구체적으로 설명하면, 먼저 팬 커버(1)는 팬 역할을 하는 전방의 커버로, 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙을 중심으로 방사상으로 배치된 다수의 블레이드(11)를 포함한다.

블레이드(11)는 팬 커버(1) 회전 시에 바람을 생성하는 구성으로, 회전축(311)이 결합되는 중앙을 중심으로 하여 다수가 방사상으로 구비되며, 각 블레이드(11)는 소정의 간격을 갖는다. 자명하게도 블레이드(11)는 팬 커버(1)의 회전 방향에 대하여 소정의 경사를 갖도록 배치되는데, 이는 일반적인 것으로, 회전에 따라 바람을 생성하여 전방으로 송출하기 위함이다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이, 팬 커버(1)는 중앙에 배치되고 회전축(311)이 결합되는 축설공(13)을 포함하는 디스크(12)를 더 포함할 수 있다.

디스크(12)는 팬 커버(1)의 몸체에 해당하며, 중앙에 배치되고, 블레이드(11)의 단부가 결합되는 구성이다. 상기한 블레이드(11)의 방사형 배치의 기준이 되는 중앙이 바로 이 디스크(12)가 되는 것이다. 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 디스크(12)에는 중심에는 축설공(13)이 구비되고, 축설공(13)에는 후술하는 모터어셈블리(3)의 회전축(311)이 관통 결합된다.

그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 팬 커버(1)는 디스크(12)의 후면에 구비되고 디스크(12)의 둘레에서 후방으로 돌출되고 블레이드(11)의 단부가 연결되는 연결돌부(14)를 더 포함할 수 있다.

이러한 연결돌부(14)에는 블레이드(11)가 결합되는데, 연결돌부(14)는 축설공(13)에 회전축(311)이 결합되는 과정에서 모터어셈블리(3)에 의해 블레이드(11)가 걸려서 회전이 방해되는 것을 방지함과 더불어 결합 시의 구조적 안정성을 제공한다.

보다 구체적인 실시예로, 연결돌부(14)는 디스크(12)의 후면에 연결되고 블레이드(11)의 배치 경사와 동일한 방향의 경사를 갖는 제1경사부(141), 디스크(12)의 후면에 연결되고 제1경사부(141)와 반대 방향의 경사를 갖는 제2경사부(142) 및 제1경사부(141)와 제2경사부(142)에 양단이 연결된 수평부(143)를 포함하도록 구성될 수 있다.

제1경사부(141)는 블레이드(11)의 배치 경사와 동일한 방향의 경사를 갖고, 제2경사부(142)는 블레이드(11)의 배치 경사와 반대 방향의 경사를 갖는데, 제1경사부(141)는 회전 시의 저항을 완화시키는 역할, 제2경사부(142)는 회전 시 작용하는 외력에 대하여 저항 및 지지하는 역할을 한다. 그리고 수평부(143)는 연결돌부(14)의 전방 단부에 해당하며 블레이드(11)의 후단이 이 수평부(143)에 연결된다. 즉 제1경사부(141), 수평부(143) 및 제2경사부(142)의 구성에 의해 연결돌부(14)는 경사 배치되는 블레이드(11)와 마찬가지로 전체적인 형상이 회전 방향을 기준으로 할 때 경사지게 구성된다.

특히 도 2에 도시된 바와 같이, 연결돌부(14)의 제1경사부(141)의 길이는 제2경사부(142)의 길이보다 길게 구성되는 것이 바람직한데, 이는 블레이드(11)가 제1경사부(141)와 수평부(143)에 걸쳐서 연결된다는 것을 고려할 때, 블레이드(11)와의 결합 면적을 증대시키기 위함이고, 궁극적으로 구조적 안정성 및 내구성 향상에 기여하며, 나아가 공기 흐름에 따른 저항을 최소화하여 동작 안정성을 제공한다.

그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 팬 커버(1)는 블레이드(11)의 외곽에 구비되어 블레이드(11)의 외측 단부가 연결되는 프레임(15)을 더 포함할 수 있다. 자명하게도 블레이드(11)는 경사 배치되기 때문에 프레임(15)과도 경사지게 결합되며, 프레임(15)은 다양한 형상을 제작될 수 있으나, 팬 모터 특성 상 원형(보다 바람직하게는 링 형상)으로 제작되는 것이 바람직하다.

아울러 도 2에 도시된 바와 같이, 팬 커버(1)는 디스크(12)의 후면에 구비되고 디스크(12)의 후면에서 후방으로 돌출 구비되며 디스크(12)의 직경보다 작은 직경을 갖는 설치돌부(16)를 더 포함할 수 있다. 이러한 설치돌부(16)는 모터어셈블리(3)와의 결합 시에 디스크(12)가 모터어셈블리(3)의 케이스에 접촉되지 않도록 하여 팬 커버(1)의 회전을 용이하게 한다.

본 모터의 또 다른 구성으로, 후면 커버(2)는 팬 커버(1)와 결합되어 본 모터의 후면을 형성하는 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 내측 중앙에 구비된 장착부(21), 일단이 장착부(21)에 연결되고 방사상으로 배치된 다수의 리브(22) 및 리브(22)의 타단이 연결되는 테두리(23)를 포함한다.

상기에서, 장착부(21)는 모터어셈블리(3)의 장착을 제공하는 구성으로, 다양한 형태로 실시될 수 있는데, 특히 도 3과 같이 중앙에 구비된 통공과 그 주변에 형성된 플랜지를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 장착부(21)에는 모터어셈블리(3)가 장착되는데, 모터어셈블리(3)는 통공을 통과하여 플랜지에 결속되는 형태로 후면 커버(2)에 결합된다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 리브(22)는 일단이 장착부(21)에 연결되고 방사상으로 배치되며, 본 모터의 후방에서 공기가 흡입되어 전방으로 송풍될 수 있도록 개구공을 형성하기 위해 각 리브(22)들은 소정 간격을 가지고 배치된다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 테두리(23)는 후면 커버(2)의 외곽에 해당하는 구성으로, 리브(22)의 타단이 연결된다.

또한 도 3에 도시된 바와 같이, 후면 커버(2)는 테두리(23) 측에 구비된 결합부(24) 및 장착부(21) 상에 형성된 결합공(25)을 더 포함하는데, 결합부(24)는 팬 커버(1)와의 결합을 위해 팬 커버(1), 보다 명확하게는 팬 커버(1)의 프레임(15)이 안착되는 부분이고, 결합공(25)은 모터어셈블리(3)와의 결합을 위해 볼트 등과 같은 고정부재가 관통되는 구성이다. 자명하게도 모터어셈블리(3) 측에도 결합공(25)이 구비되어야 한다.

본 모터의 또 다른 구성으로, 모터어셈블리(3)는 팬 커버(1)의 회전을 위한 동력을 제공하며, 나아가 팬 커버(1)의 회전에 의해 유도 전류를 발생시키는 발전기의 역할을 함께 수행하는데, 이는 SGM(Starter Generator Motor)의 필수적 기능이다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 모터어셈블리(3)는 장착부(21)에 장착되며, 팬 커버(1)에 결합되는 회전축(311)을 갖는 모터모듈(31) 및 회전축(311)의 회전에 의해 유도 전류를 발생시키는 발전모듈(32)을 포함한다.(모터모듈(31)과 발전모듈(32)은 상호 조합되어 하나의 동작을 구성하지만, 모터모듈(31)은 팬 커버의 회전에 최종적으로 기여하는 구성이고, 발전모듈(32)은 유도전류에 의한 발전에 최종적으로 기여하는 구성임을 강조하기 위해 위와 같이 명명함. 또한 발전 및 유도전류는 영구자석에 의해 실현되나 이는 일반적인 기술적 사항으로서 통상의 지식을 따르는 것으로 한다)
상기 모터모듈(31)은 모터어셈블리(3)의 기능 중 모터의 기능을 수행하는 구성으로, 팬 커버(1)의 회전을 위한 동력을 제공하기 위해 팬 커버(1)에 결합는 회전축(311)을 포함한다. 이러한 회전축(311)은 팬 커버(1)의 축설공(13)에 결합되며, 아울러 모터모듈(31)은 후술하는 회로기판(35)을 더 포함하는데 회로기판(35)은 발전모듈(32)과의 공통 구성에 해당하여 이하에서 더 자세하게 다루기로 한다.

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그리고 발전모듈(32)은 모터어셈블리(3)의 기능 중 발전기의 기능을 수행하는 구성으로, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전방케이스(33)의 내측면에 결합 구비되되 모터모듈(31)과 이격 구비되는 보빈(321), 보빈(321)에 권취된 코일(322) 및 보빈(321)의 일 측에서 전방 또는 후방으로 돌출 구비된 단자(323)를 포함한다.

상기한 발전모듈(32)의 구성 및 구조에 관한 설명에 앞서, 상기한 전방케이스(33)는 내부에 내장공간을 형성하는 하우징의 전방 측 구성이고, 후방케이스(34)는 하우징의 후방 측 구성이며, 이 둘은 상호 결합되어 내부의 모터모듈(31), 발전모듈(32) 및 회로기판(35) 등을 보호한다.

다시, 발전모듈(32)의 보빈(321)은 코일(322)의 권취를 위한 베이스를 제공하는 구성으로, 전방케이스(33) 또는 후방케이스(34) 어느 것에 결합되어도 무방하며, 명칭에서도 알 수 있듯이 코일(322)이 권취되는 권취부(참조부호 미병기)를 중심으로 그 양단에 돌출부(참조부호 미병기)가 구비된 형태로 구성된다.

또한 코일(322)은 보빈(321)에 감겨서 팬 커버(1)의 회전을 이용하여 유도전류를 발생시키는 구성으로, 코일(322)과 보빈(321)의 조합된 구성은 고정자로서 기능하게 되고 회전축(311)과 영구자석(미도시)이 조합된 구성은 회전자로서 기능하게 된다. 이에 코일(322)에 전원이 인가되면 인가된 전원에 의해 회전축(311)이 회전하게 되고, 전원 인가가 해제되면 회전축(311)의 회전에 의해 코일(322)에 유도전류가 발생하게 된다. 유도 전류에 관한 내용은 통상의 기술자의 일반 상식선에서 충분히 이해할 수 있는 부분이므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

그리고 단자(323)는 상기한 코일(322)에 의해 발생된 유도 전류를 다른 소자로 전달하는 구성으로, 보빈(321)의 일 측에서 후방 또는 전방으로 돌출 구비되는데, 보빈(321)이 전방케이스(33)에 결합되는 경우 단자(323)는 후방으로 돌출되고, 보빈(321)이 후방케이스(34)에 결합되는 경우 단자(323)는 전방으로 돌출되게 구성된다.

아울러 발전모듈(32)은 보빈(321)의 외곽 측 단부에 후방 또는 전방 측으로 돌출 구비되는 고정돌기(324)를 더 포함할 수 있는데, 고정돌기(324)의 돌출 방향은 단자(323)의 돌출 방향과 동일하게 구성된다. 이러한 고정돌기(324)는 각 보빈(321)들에 권취되는 코일(322)을 하나의 선으로 구성할 때, 보빈(321)과 보빈(321) 사이에서 코일(322)의 감김 및 고정을 제공한다.

상기에서, 모터어셈블리(3)는 전방케이스(33)와 후방케이스(34)에 의해 형성된 내장공간에 내장되는 회로기판(35)을 더 포함하는데, 이 회로기판(35)은 모터모듈(31)의 회전축(311)의 구동을 위한 회로, 발전모듈(32)의 유도전류를 공급받아 전송하기 위한 회로 등을 포함하며, 이에 모터모듈(31)과 발전모듈(32)에 모두 포함될 수 있는 공통 구성이다.

추가로 도 4에 도시된 바와 같이, 전방케이스(33)에는 보빈(321)의 중심 측 단부에 의해 둘러싸인 공간인 중공(331)이 구비될 수 있으며, 이 중공(331)은 내장공간의 일부로 해석될 수도 있으나, 특히 중공(331)의 구비를 통해 발전 효율 향상 및 경량화를 실현할 수 있다.

또한 도 4에 도시된 바와 같이, 후방케이스(34)에는 케이블공(341)이 형성되는 것이 바람직한데, 케이블공(341)은 전원을 공급받기 위한 케이블이 통과하는 구성으로, 후방케이스(34)의 전면과 후면을 관통하도록 후방케이스(34)의 어느 한 위치에 형성되는 것으로 족하다.

한편, 팬 커버(1) 및 후면 커버(2)는 외부 환경(차량용 라디에이터용으로 한정하는 경우에도 차량의 내부 환경이 곧 외부 환경이 됨)에 상시 노출된다는 점을 고려할 때, 적절히 보호될 필요성이 있다.

상기한 보호수단으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 모터는 팬 커버(1) 및 후면 커버(2)가 외면에 구비되는 보호막(G)을 더 포함하되, 이 보호막(G)이 팬 커버(1) 및 후면 커버(2)의 외면에 접하는 침투층(G1), 침투층(G1)의 상부에 구비된 발열층(G2) 및 발열층(G2)의 상부에 구비된 보호층(G3)을 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

이러한 보호막(G)은 자체적으로 완충 및 방수 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 특히 발열층(G2)에 전기를 인가하면 약 300℃로 발열되어 침투층(G1)이 용융되면서 외면의 미세공이나 미세굴곡 등을 채운 후에 소결됨으로써, 향상된 결합력을 가질 뿐만 아니라 들뜸 현상까지 방지하고, 이를 통해 보다 견고한 보호 및 방수를 제공한다.(첨부된 도면에는 미세공 및 미세굴곡이 과장되게 도시되어 있음)

구체적인 실시예로, 침투층(G1)은 폴리에틸렌 100 중량부 대비, 폴리비닐 아세테이트계 저수축제 20 중량부 및 수소첨가 로젠이스테르 수지와 폴리브텐을 포함하는 점착제 50 중량부를 포함한다.

각 조성물 별로, 폴리에틸렌은 석유의 나프타로부터 분취되는 구성으로, 열가소성 수지로서 첨가되며, 방수성이 우수하다는 점과 약 130℃ 내외의 녹는점을 가진다는 점에서 채택되었다. 상기 침투층(G1)의 각 조성물은 이 폴리에틸렌 100 중량부를 기준으로 결정된다.

그리고 폴리비닐 아세테이트계 저수축제는 침투층(G1)의 소결 시에 과도하게 수축되어 들뜸이 발생하는 현상을 방지하기 위한 수축방지제로서 첨가된다. 이러한 폴리비닐 아세테이트계 저수축제는 20 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위 미만인 경우 수축 방지 효과가 부족하고, 상기 범위를 초과하는 경우 소결이 잘되지 않는 문제가 있다.

그리고 점착제는 침투층(G1)에 점착성을 부여하여 미세공, 미세굴곡 등에의 결착력을 강화하기 위해 첨가되는데, 특히 수소첨가 로젠이스테르 수지(Hydrogenated ester of Resin)와 폴리브텐(Polybutene)을 포함한다. 수소첨가 로젠이스테르는 초기점착성을 부여하면서 소결 후의 내열성이 기여하고, 폴리브텐은 점착성질을 부여한다. 이러한 점착제는 50 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위 미만인 경우 점착력이 저하되고, 상기 범위를 초과하는 경우 소결 후의 점착성이 급격하게 하락하는 문제가 있다.

상기 침투층(G1)은 폴리에틸렌이 용융될 수 있는 130℃ 이상의 온도 하에서 각 조성물들을 폴리에틸렌 용액에 투입하여 교반한 다음 소결하여 형성한다.

다음으로, 발열층(G2)은 이산화루테늄 100 중량부 대비, 은 200 중량부 및 이산화티타늄과 이규화몰리브덴을 포함하는 기능성 결착제 200 중량부를 포함한다. 이러한 발열층(G2)을 페이스트의 형태로 침투층(G1) 상부에 도포 시공되는 것을 특징으로 한다.

각 조성물 별로, 이산화루테늄은 백금족의 전이금속으로, 페이스트 형태의 발열층(G2)을 구성하기 위해 분말 형태로 구비된다. 이러한 이산화루테늄은 과도하게 사용되는 경우 발열온도가 너무 과하여 후술하는 보호층(G3)을 손상시킬 수 있기 때문에 발열층(G2) 전체 조성물 대비 20 중량%를 넘지 않는 것이 바람직하다. 상기 발열층(G2)의 각 조성물은 이 이산화루테늄 100 중량부를 기준으로 결정된다.

그리고 은(Ag)은 이산화루테늄과 마찬가지로 전이금속으로, 역시 페이스트 형태의 발열층(G2)을 구성하기 위해 분말 형태로 구비된다. 이러한 은은 200 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위 미만으로 사용되는 경우 발열층(G2)이 전류 생성을 위한 충분히 낮은 저항값을 가지기 어려우며, 상기 범위를 초과하여 사용되는 경우 발열 온도가 과도해지는 문제가 있다.

그리고 기능성 결착제는 이산화루테늄 및 은의 결합을 위해 첨가되며, 부가적으로 구성 간의 분산을 용이하게 함과 더불어 발열 포화 시간 단축 및 발열 효과 지속을 제공한다. 기능성 결착제는 이산화티타늄과 이규화몰리브덴을 포함하는데, 이산화티타늄은 발열 효과 지속에 기여하고, 특히 이규화몰리브덴은 몰리브덴과 실리콘의 몰비가 1:2로 이루어진 화합물로서, 높은 융점을 가져 발열층(G2)의 발열 시에 발열층(G2)이 용융되는 것을 방지하고, 고온 하에서 실리카를 형성하여 발열 효과 지속은 물론 발열 포화시간을 상당히 단축시킨다. 이러한 기능성 결착제는 200 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위 미만으로 사용되는 경우 효과 발현이 부족하고, 상기 범위를 초과하여 사용되는 경우 고온 발열 시의 전기 흐름이 불안정해지는 문제가 발생한다.

상기 발열층(G2)은 에틸렌글리콜(테르펜), 부틸칼비톨, 에틸셀로솔브, 에틸벤젠, 이소프로필벤젠, 메틸에틸케톤, 디옥산, 아세톤, 시클로헥사논, 3-메톡시부틸 아세테이트 등과 같은 유기용매에 상기 조성물들을 혼합한 후 혼련 과정을 거쳐 제조된다.

다음으로, 보호층(G3)은 부틸 합성고무 100 중량부 대비, 탄산칼슘과 벤토나이트를 포함하는 충진제 300 중량부, 나프텐 오일 100중량부 및 바륨알루미네이트와 지르코니아를 포함하는 내열제 50 중량부를 포함한다.

각 조성물 별로, 부틸 합성고무는 적정 내한성과 내열성을 갖고, 비교적 고탄성을 구비하며, 단열 효과가 우수하다는 점에서 채용되었다. 상기 보호층(G3)은 부틸 합성고무 100 중량부를 기준으로 결정된다.

그리고 충진제는 탄산칼슘과 벤토나이트를 포함하는데, 탄산칼슘은 방수성을 부가하기 위해 사용되며, 벤토나이트는 양이온 교환능이 상대적으로 우수하여 견고한 결합이 가능하고, 보호층(G3)에 크랙이 발생하는 경우, 흡습을 통해 팽창하면서 누수를 막는 효과를 갖는다. 특히 충진제는 모두 결합력이 우수한 조성물로 구성되어 보호층(G3)과 침투층(G1) 간의 융화가 훌륭하게 이루어질 수 있다. 이러한 충진제는 특별히 그 사용량이 한정되지는 않으나, 결합력 증대 및 경제성 측면에서 300 중량부가 포함되는 것이 바람직하다.

그리고 나프텐 오일은 가소제로서 첨가되며, 고온에서의 증발 손실이 적고, 내한성이 우수하며, 탄성유지 효과를 부가할 수 있다는 점에서 채용되었다. 이러한 나프텐 오일은 100 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위 미만으로 사용되는 경우 유연성 및 시공성이 저하되고, 상기 범위를 초과하여 사용되는 경우 점도가 과도하게 저하되어 발열층(G2)의 동작 시에 흘러내림이 발생하고 또한 보호층(G3)의 울음 현상이 발생하게 된다.

그리고 내열제는 발열층(G2)의 발열에 보호층(G3)이 용융되지 않고 견딜 수 있도록 내열 특성을 부가하기 위해 첨가되며, 특히 보호층(G3)이 300℃ 이상의 고온에서도 견딜 수 있도록 한다. 상기 내열제는 바륨알루미네이트와 지르코니아를 포함하는데, 바룸알루미네이트는 지르코니아를 기타 조성물과 결합시키는 결합재로서 부가되고, 지르코니아는 녹는점이 약 2700℃로, 급격한 온도 변화에 대한 저항성이 우수하며, 최소 1000 ℃ 이상의 고온 하에서도 낮은 열전도도와 내열성 및 내화성을 통해 보호층(G3)이 견딜 수 있도록 하기 위해 부가된다. 특히 상기 내열제에 의하여 보호층(G3)은 복수의 내부 기공을 갖게 되고, 이러한 기공들은 열전도도를 낮추고 내열성을 부가하게 된다. 이러한 내열제는 50 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 상기 범위를 벗어나 사용되는 경우 내열 특성이 오히려 저하되는 현상이 나타났다.

상기 보호층(G3)은 각 조성물을 분말형태로 구비하여 나프텐 오일에 혼화하는 방식으로 제조되며, 필요에 따라 소정의 기능성 첨가제를 더 포함할 수도 있다.

상기 보호막(G)의 시공에 관한 실시예로, 미세공과 미세굴곡을 형성한 시험용 블록에 침투층(G1)을 적층하고, 그 상부에 발열층(G2)을 도포한 후, 그 상부에 보호층(G3)을 적층한 다음, 발열층(G2)에 전기를 인가하여 보호막(G)을 형성하였다. 보호막(G)이 형성된 시험용 블록을 잘라 단면을 확대 관찰한 결과, 미세공과 미세굴곡 내에 침투층(G1)이 침투되어 경화된 것을 확인할 수 있었다. 또한 형성된 보호막(G)에 크로스-컷(cross-cut) 시험, 스크래칭 시험, 물 분사를 통한 내부 침습도 시험을 수행한 결과, 박리율은 0.5% 미만이었으며, 파손율은 3% 미만이었고, 내부 침습이 전혀 검출되지 않았다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 팬 커버
11: 블레이드 12: 디스크
13: 축설공 14: 연결돌부
141: 제1경사부 142: 제2경사부
143: 수평부
15: 프레임 16: 설치돌부
2: 후면 커버
21: 장착부 22: 리브
23: 테두리 24: 결합부
25: 결합공
3: 모터어셈블리
31: 모터모듈 311: 회전축
32: 발전모듈 321: 보빈
322: 코일 323: 단자
324: 고정돌기
33: 전방케이스 331: 중공
34: 후방케이스 341: 케이블공
35: 회로기판

Claims (4)

1. 중앙을 중심으로 방사상으로 배치된 다수의 블레이드를 포함하는 팬 커버;
   상기 팬 커버와 결합되고, 내측 중앙에 구비된 장착부, 일단이 상기 장착부에 연결되고 방사상으로 배치된 다수의 리브 및 상기 리브의 타단이 연결되는 테두리를 포함하는 후면 커버; 및
   상기 장착부에 장착되고, 상기 팬 커버에 결합되는 회전축을 갖는 모터모듈 및 상기 회전축의 회전에 의해 유도 전류를 발생시키는 발전모듈을 포함하는 모터어셈블리;
   를 포함하고,
   상기 모터어셈블리는 내부에 내장공간을 형성하는 전방케이스와 후방케이스를 포함하고,
   상기 발전모듈은 상기 전방케이스의 내측면에 결합 구비되되 상기 모터모듈과 이격 구비되는 보빈, 상기 보빈에 권취된 코일 및 상기 보빈의 일 측에서 후방 또는 전방으로 돌출 구비된 단자를 포함하고,
   상기 팬 커버는 중앙에 배치되고 상기 회전축이 결합되는 축설공을 포함하는 디스크 및 상기 디스크의 후면에 구비되고 상기 디스크의 둘레에서 후방으로 돌출되고 상기 블레이드의 단부가 연결되는 연결돌부를 더 포함하고,
   상기 연결돌부는 상기 디스크의 후면에 연결되고 상기 블레이드의 배치 경사와 동일한 방향의 경사를 갖는 제1경사부, 상기 디스크의 후면에 연결되고 상기 제1경사부와 반대 방향의 경사를 갖는 제2경사부 및 상기 제1경사부와 제2경사부에 양단이 연결된 수평부를 포함하고,
   상기 블레이드의 후단은 상기 수평부에 연결되며,
   상기 제1경사부의 길이가 상기 제2경사부의 길이보다 길게 구성되는 것을 특징으로 하는 SGM 팬 모터.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 팬 커버 및 후면 커버는 외면에 구비되는 보호막을 포함하되, 상기 보호막은 외면에 접하는 침투층, 상기 침투층의 상부에 구비된 발열층 및 상기 발열층의 상부에 구비된 보호층을 포함하고,
   상기 침투층은 폴리에틸렌 100 중량부 대비, 폴리비닐 아세테이트계 저수축제 20 중량부 및 수소첨가 로젠이스테르 수지와 폴리브텐을 포함하는 점착제 50 중량부를 포함하고,
   상기 발열층은 이산화루테늄 100 중량부 대비, 은 200 중량부 및 이산화티타늄과 이규화몰리브덴을 포함하는 기능성 결착제 200 중량부를 포함하고,
   상기 보호층은 부틸 합성고무 100 중량부 대비, 탄산칼슘과 벤토나이트를 포함하는 충진제 300 중량부, 나프텐 오일 100중량부 및 바륨알루미네이트와 지르코니아를 포함하는 내열제 50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SGM 팬 모터.

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