KR102273754B1 - 모터 어셈블리 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 회전축과, 회전축의 일측에 설치되는 임펠러와, 회전축의 축 방향을 따라 임펠러와 소정 간격 이격되도록 회전축타측에 설치되는 로터와, 회전축의 반경 방향을 따라 로터와 소정 간격 이격되도록 로터의 외측을 둘러싸는 스테이터와, 회전축에 설치되되의 일측에 임펠러와 로터의 사이에 설치되어 회전축의 회전을 지지하되, 임펠러와 상기 로터의 사이에 배치되는 제1 베어링과, 회전축의 상기 타측에 설치되어되 로터를 기준으로 제1 베어링의 반대편에 설치되어 회전축의 회전을 지지하되, 회전축의 축 방향을 기준으로 로터보다 더 회전축의 타단에 인접하도록 배치되는 제2 베어링을 포함하고, 제1 베어링의 외경은 제2 베어링의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리를 개시한다.

Description

모터 어셈블리 및 그 제조 방법{MOTOR ASSEMBLY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예들은 모터 어셈블리 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로 회전축을 지지하는 베어링을 구비하는 모터 어셈블리 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
모터는 청소기나 헤어 드라이기 등의 가전기기에 설치되어 회전력을 발생시키는 구동원으로 기능할 수 있다. 모터는 팬(fan)과 체결될 수 있으며, 이 경우 모터의 회전력은 팬에 전달되어 팬의 회전에 따라 기류가 생성될 수 있다.
앞서 예를 든 청소기나 헤어 드라이기는 사용자가 직접 손으로 들어 올린 상태에서 작동되므로, 필요한 기능을 향상시키거나 적어도 동일하게 유지한다는 전제 하에 가능한 무게는 더 가볍고 부피는 더 작게 제조하는 것이 최근 엔지니어링의 핵심 가치임은 부연할 필요가 없다.
청소기나 헤어 드라이기 뿐만 아니라, 일반적인 가전기기들은 설계하고 제조함에 있어 고유의 기능을 개선하거나 적어도 유지하는 동시에 경량화와 소형화가 요구된다. 이는 사용자의 편의성을 극대화하기 위함으로, 치열한 시장에서 경쟁 제품과의 차별화를 확보하기 위해서는 필수적으로 고려되어야 하는 사항이다.
일 예시로써, 청소기의 고유한 기능은 먼지를 흡입하는 것이므로, 청소기를 개량한다는 것은 곧 흡입력을 강화하는 것이다. 즉, 청소기의 기능을 향상시키기 위해서는 흡입력에 절대적인 영향을 미치는 모터의 출력을 향상시켜야 한다.
예컨대, 모터의 출력은 모터의 분당 회전수(revolution per minute, RPM)를 증가시킴으로써 향상시킬 수 있다. 하지만, 모터의 분당 회전수를 높게 설정할 경우 고속으로 회전하는 모터의 회전축을 안정적으로 지지할 것이 요구된다. 즉, 회전축의 회전을 지지하는 베어링의 내구성 또한 함께 강화해야만, 모터의 출력을 향상시키는 동시에 청소기의 수명을 길게 확보할 수 있다.
베어링의 수명은 여러가지 요인들에 의해 결정되나, 그 중에서도 베어링의 크기는 베어링의 수명에 가장 중요한 요인 중 하나이다. 예컨대, 베어링의 크기가 커질수록 베어링의 수명을 보다 길게 확보할 수가 있다. 하지만, 베어링의 크기가 커질수록 베어링을 수용하는 모터의 다른 구성요소들의 크기도 함께 커질 수 밖에 없으므로, 소형화 및 경량화를 추구하는 트렌드에 반하는 결과를 낳을 수 밖에 없다. 반대로, 소형화와 경량화를 위해 베어링의 크기를 작게 설계할 경우에는 베어링의 수명이 단축되므로, 모터 회전축을 안정적으로 오랫동안 지지할 수가 없게 된다.
정리하면, 모터의 소형화와 경량화를 구현하기 위해서는 베어링의 크기가 작아질수록 좋으나, 베어링의 수명을 길게 확보하기 위해서는 베어링의 크기가 커질수록 좋다. 따라서, 모터의 소형화와 경량화를 추구하는 동시에 베어링의 수명 또한 가능한 길게 확보하기 위해서는 베어링의 크기에 대한 적당한 절충점이 필요하다.
종래에는, 모터를 고속화하는 동시에 수명과 성능 및 신뢰성을 유지하기 위해 두 개의 베어링으로 회전축의 양측을 지지하는 것이 일반적이었다(한국 등록특허번호 제10-185221호, 2018.03.21 공개). 또한, 회전축의 양측을 지지하는 베어링의 크기가 동일하게 형성되는 것이 일반적이었다(미국 공개특허번호 제2018-0363669호, 2018.12.20 공개).만약, 종래기술에 개시된 바와 같이 스테이터의 내경보다 회전축의 타측에 설치되는 베어링의 외경이 클 경우, 회전축에 두 개의 베어링과 로터를 먼저 설치하고, 그 이후 회전축의 타측에 설치된 베어링이 스테이터의 내경을 관통하도록 조립하는 방식을 이용할 수 없게 된다.
대신, 스테이터의 내경보다 회전축의 타측에 설치되는 베어링의 외경이 클 경우, 회전축의 타측에 설치되는 베어링은 회전축이 스테이터의 내경을 통과한 이후 별도로 회전축의 타측에 설치될 수 밖에 없는데, 이는 조립 비용의 상승을 초래할 수 밖에 없다.
이와 같이, 베어링의 크기는 베어링의 수명에 있어 중요한 설계 시 고려사항이지만, 조립 비용 상승을 방지하는 동시에 모터의 소형화 및 경량화를 추구하기 위해서는 베어링의 크기를 최적화하기 위한 고민이 필요하다.
특허문헌 1: 한국 등록특허번호 제10-185221호, 2018.03.21 공개 특허문헌 2: 미국 공개특허번호 제2018-0363669호, 2018.12.20 공개
앞서 살펴본 바와 같이, 종래기술은 조립 비용에 대한 문제의식이 결여되어 있고, 회전축을 안정적으로 지지하기 위해 두 개의 베어링으로 회전축의 양측을 지지한다는 개념만 개시되어 있을 뿐, 모터의 소형화 및 경량화를 추구하면서 동시에 베어링의 수명을 충분하게 확보하려 할 경우 전술한 상충점이 존재한다는 문제점에 대해서는 완전히 침묵하고 있다.
본 발명의 실시예들은 가전기기에 설치되는 모터 어셈블리의 소형화 및 경량화의 트렌드를 반영하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 고속으로 회전하는 모터의 회전축을 지지함에 있어 신뢰성과 내구성을 향상시켜 충분한 수명을 확보할 수 있는 베어링 구조를 구비하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 조립 시 편의성과 비용 절감을 구현할 수 있는 모터 어셈블리 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 모터 어셈블리의 소형화 및 경량화, 베어링 구조의 신뢰성 및 내구성 향상, 그리고 조립 시 비용 절감의 과제들을 동시에 구현할 수 있는 모터 어셈블리 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상술한 바와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 모터 어셈블리와 그 제조 방법은, 서로 다른 외경을 갖는 두 개의 베어링들로 회전축을 지지하는 것을 기술적 특징으로 한다.
구체적으로는, 상대적으로 큰 외경을 갖는 베어링은 임펠러에 인접하는 회전축의 일측을 축 방향과 반경 방향으로 지지하고, 상대적으로 작은 외경을 갖는 베어링은 회전축의 타측을 반경 방향으로 지지하게 함으로써, 모터의 고속화를 구현하면서 동시에 모터 어셈블리의 소형화 및 경량화의 트렌드를 반영할 수 있고, 베어링 구조의 신뢰성과 내구성을 확보하는 한편 베어링 구조의 수명을 충분하게 확보할 수 있으며, 아울러 모터 어셈블리의 조립 시 모터 어셈블리의 조립 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 회전축과, 회전축의 일측에 설치되는 임펠러와, 회전축의 축 방향을 따라 임펠러와 소정 간격 이격되도록 회전축에 설치되는 로터와, 회전축의 반경 방향을 따라 로터와 소정 간격 이격되도록 로터의 외측을 둘러싸는 스테이터와, 회전축에 설치되되 임펠러와 로터의 사이에 설치되어 회전축의 회전을 지지하는 제1 베어링과, 회전축에 설치되되 로터를 기준으로 제1 베어링의 반대편에 설치되어 회전축의 회전을 지지하는 제2 베어링을 포함하고, 제1 베어링의 외경은 제2 베어링의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 제1 베어링이 설치되는 회전축의 일부의 외경은 제2 베어링이 설치되는 회전축의 다른 일부의 외경보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 베어링은 회전축의 일부를 회전축의 반경 방향 및 축 방향으로 지지하고, 제2 베어링은 회전축의 다른 일부를 회전축의 반경 방향으로 지지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 베어링을 수용하는 제1 베어링 하우징을 더 포함하고, 제1 베어링 하우징은, 회전축이 관통하는 제1 통공이 중앙에 천공되고, 적어도 일부가 회전축의 반경 방향을 기준으로 제1 베어링과 중첩되어 회전축의 반경 방향으로의 제1 베어링의 이동을 방지하는 제1 측지지부와, 적어도 일부가 회전축의 축 방향을 기준으로 제1 베어링과 중첩되어 회전축의 축 방향을 기준으로 임펠러를 향하는 방향으로의 제1 베어링의 이동을 방지하는 제1 종지지부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 베어링은 회전축의 외주면에 고정되는 제1 내륜과, 제1 베어링 하우징의 제1 측지지부와 제1 종지지부에 고정되는 제1 외륜과, 제1 내륜과 제1 외륜 사이에 개재되어 제1 외륜에 대한 제1 내륜의 상대적인 회전 운동을 지지하는 제1 구름부재를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 회전축은, 임펠러가 설치되는 임펠러 결합부와, 제1 베어링이 설치되는 제1 베어링 결합부와, 로터가 설치되는 로터 결합부와, 제2 베어링이 설치되는 제2 베어링 결합부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 회전축의 반경 방향을 따른 제1 베어링 결합부의 외경은 로터 결합부의 외경보다 작고, 제1 베어링과 로터 결합부가 서로 접촉하는 제1 접촉면은 회전축의 반경 방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 내륜은 제1 베어링 결합부의 외주면과 제1 접촉면에 고정되고, 제1 내륜은 회전축이 회전할 경우 회전축과 함께 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 회전축은 제1 베어링이 안착되는 제1 단차부를 포함하고, 제1 단차부는 회전축의 축 방향을 기준으로 로터를 향하는 제2 방향으로의 제1 베어링의 이동을 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 내주면에 스테이터가 설치되는 모터 하우징을 더 포함하고, 모터 하우징은, 회전축이 관통하는 제2 통공이 중앙에 천공되고, 적어도 일부가 회전축의 반경 방향을 기준으로 제2 베어링과 중첩되어 회전축의 반경 방향으로의 제2 베어링의 이동을 방지하는 제2 측지지부와, 적어도 일부가 회전축의 축 방향을 기준으로 제2 베어링과 중첩되고, 제2 베어링과 소정의 간격을 두고 이격되는 이탈방지부를 포함하는 제2 베어링 하우징을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제2 베어링은, 회전축의 외주면에 고정되는 제2 내륜과, 제2 베어링 하우징의 제2 측지지부에 고정되는 제2 외륜과, 제2 내륜과 제2 외륜 사이에 개재되어 제2 외륜에 대한 제2 내륜의 상대적인 회전 운동을 지지하는 제2 구름부재를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 회전축의 반경 방향을 따른 제2 베어링 결합부의 외경은 로터 결합부의 외경보다 작고, 제2 베어링과 로터 결합부가 서로 접촉하는 제2 접촉면은 회전축의 반경 방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 회전축은 제2 베어링이 안착되는 제2 단차부를 포함하고, 제2 단차부는 회전축의 축 방향을 기준으로 임펠러를 향하는 방향으로의 제2 베어링의 이동을 방지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 베어링의 외경은 스테이터의 내경보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 스테이터의 내경은 제2 베어링의 외경보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 회전축에 로터와 제1 베어링 및 제2 베어링을 설치하는 단계와, 제1 베어링 하우징에 제1 베어링을 안착시키는 단계와, 모터 하우징의 내주면에 스테이터를 설치하는 단계와, 스테이터의 내경을 통해 제2 베어링을 관통시키는 단계와, 모터 하우징에 구비된 제2 베어링 하우징에 제2 베어링을 수용시키는 단계와, 제1 베어링 하우징과 상기 모터 하우징을 체결하는 단계를 포함하고, 제1 베어링의 외경은 제2 베어링의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리의 제조 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 제1 베어링이 설치되는 회전축의 일부의 외경은 제2 베어링이 설치되는 회전축의 다른 일부의 외경보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 베어링은 회전축의 일부를 회전축의 반경 방향 및 축 방향으로 지지하고, 제2 베어링은 회전축의 다른 일부를 회전축의 반경 방향으로 지지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 베어링 하우징에 디퓨져를 설치하는 단계와, 회전축의 축 방향을 기준으로 제1 베어링보다 더 회전축의 일단에 인접하는 회전축의 일측에 임펠러를 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 베어링이 설치되는 회전축의 일부와, 제1 베어링과, 제1 베어링 하우징과, 임펠러 및 디퓨져를 내부에 수용하는 인렛 바디와, 제2 베어링이 설치되는 회전축의 다른 일부와, 제2 베어링과, 로터의 적어도 일부 및 스테이터의 적어도 일부를 내부에 수용하는 모터 하우징을 체결하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 모터 어셈블리 및 그 제조 방법에 의하면, 서로 다른 외경을 갖는 두 개의 베어링들로 회전축을 지지하되, 상대적으로 큰 외경을 갖는 베어링은 축 방향과 반경 방향으로 회전축의 일측을 지지하고, 상대적으로 작은 외경을 갖는 베어링은 반경 방향으로 회전축의 타측을 지지하게 함으로써 모터의 고속화를 구현하는 동시에 모터 어셈블리의 소형화 및 경량화의 트렌드를 반영할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 모터 어셈블리 및 제조 방법에 의하면, 서로 다른 외경을 갖는 두 개의 베어링들로 회전축을 지지하되, 상대적으로 큰 외경을 갖는 베어링이 축 방향과 반경 방향으로 회전축을 지지하게 함으로써 베어링 구조의 수명을 충분하게 확보할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 모터 어셈블리 및 제조 방법에 의하면, 서로 다른 외경을 갖는 두 개의 베어링들로 회전축을 지지하되, 상대적으로 작은 외경을 갖는 베어링은 반경 방향으로 회전축을 지지하게 함으로써 모터 어셈블리의 크기와 무게를 줄일 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 모터 어셈블리 및 제조 방법에 의하면, 회전축의 축 방향을 따라 회전축의 양측을 각각 베어링으로 지지하게 함으로써 고속으로 회전하는 회전축을 안정적으로 지지할 수 있어 베어링 구조의 신뢰성과 내구성을 확보할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 모터 어셈블리 및 제조 방법에 의하면, 상대적으로 작은 외경을 갖는 베어링은 모터 어셈블리의 조립 시 스테이터의 내경을 관통할 수 있어 모터 어셈블리의 조립 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 각 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 모터 어셈블리를 분해하여 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 모터 어셈블리의 일부를 확대하여 구체적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 모터 어셈블리의 다른 일부를 확대하여 구체적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 모터 어셈블리의 일부 구성들을 생략하여 제1 베어링의 외경과 제2 베어링의 외경, 로터의 외경 및 스테이터의 내경을 비교하는 분해 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 모터 어셈블리를 제조하는 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 7은 회전축에 제1 베어링과 제2 베어링 및 로터를 설치하는 모습을 묘사하는 사시도이다.
도 8은 제1 베어링과 제2 베어링 및 로터가 설치된 회전축을 제1 베어링 하우징에 설치하는 모습을 묘사하는 사시도이다.
도 9는 제1 베어링 하우징에 제1 베어링과 제2 베어링 및 로터가 설치된 상태에서, 제1 베어링 하우징에 디퓨져를 설치하는 모습을 묘사하는 사시도이다.
도 10은 제1 베어링 하우징에 제1 베어링과 제2 베어링, 로터 및 디퓨져가 설치된 상태에서, 회전축에 임펠러를 체결하는 모습을 묘사하는 사시도이다.
도 11은 모터 하우징에 스테이터를 결합하는 모습을 묘사하는 사시도이다.
도 12는 스테이터의 내경으로 제2 베어링을 관통시켜 모터 하우징의 제2 베어링 하우징에 제2 베어링이 수용되도록 제1 베어링 하우징과 모터 하우징을 결합하는 모습을 묘사하는 사시도 및 단면도이다.
도 13은 임펠러와 제1 베어링 하우징 및 디퓨져를 내부에 수용하는 인렛 바디와 내부에 로터와 스테이터 및 제2 베어링을 수용하는 모터 하우징 체결하는 모습을 묘사하는 사시도 및 단면도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명의 실시예들의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명의 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 각 구성을 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 모터 어셈블리를 분해하여 나타내는 분해 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 모터 어셈블리의 일부를 확대하여 구체적으로 나타내는 확대 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 모터 어셈블리의 다른 일부를 확대하여 구체적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 모터 어셈블리(100)는 회전축(110)과 임펠러(120), 로터(130), 스테이터(140), 제1 베어링(150), 제2 베어링(160), 제1 베어링 하우징(170), 모터 하우징(180) 및 인렛 바디(190)를 포함할 수 있다. 여기서, 모터 하우징(180)과 인렛 바디(190)는 모터 어셈블리(100)의 외관을 형성하는 구성으로, 다른 모든 구성요소들을 내부에 구비되는 빈 공간에 수용할 수 있다.
구체적으로, 모터 어셈블리(100)의 내부 공간은 인렛 바디(190)의 내부에 마련되는 빈 공간인 임펠러 공간(S1)과 모터 하우징(180)의 내부에 마련되는 빈 공간인 모터 공간(S2)으로 구분될 수 있다. 임펠러 공간(S1)과 모터 공간(S2)을 통해 유동하는 가스는 모터 어셈블리(100)의 내부에 구비되는 각 구성요소들을 냉각시킬 수 있으며, 이에 따라 모터 어셈블리(100)의 발열을 저감시킬 수 있다.
회전축(110)은 임펠러 공간(S1)과 모터 공간(S2)을 가로지르도록 연장 형성될 수 있다. 다르게 표현하면, 회전축(110)은 모터 어셈블리(100)의 길이 방향, 다시 말해 축 방향(L)으로 연장되도록 형성될 수 있다.
이하에서는, 인렛 바디(190)의 내부에 수용되는 회전축(110)의 일부를 회전축(110)의 일측(110A)으로 정의하고, 모터 하우징(180)의 내부에 수용되는 회전축(110)의 다른 일부를 타측(110B)으로 정의하기로 한다.
구체적으로, 회전축(110)은 제1 베어링 하우징(170)과 모터 하우징(180) 및 인렛 바디(190)의 내부에 수용될 수 있다. 즉, 회전축(110)은 길이 방향을 따라 일부가 인렛 바디(190)의 내부에, 다른 일부가 모터 하우징(180)에 수용될 수 있다. 더 구체적으로, 인렛 바디(190)의 내부에 수용된 회전축(110)의 일부는 제1 베어링 하우징(170)의 내부에 수용될 수 있다. 다시 표현하면, 회전축(110)의 일측(110A)은 제1 베어링 하우징(170)과 인렛 바디(190)측에 배치될 수 있고, 회전축(110)의 타측(110B)은 모터 하우징(180) 측에 배치될 수 있다.
회전축(110)의 일단(110C)은 제1 베어링 하우징(170)이나 인렛 바디(190)에 의해 지지되지 않는 자유단일 수 있고, 타단(110D) 또한 모터 하우징(180)에 의해 지지되지 않는 자유단일 수 있다. 여기서, "자유단"이라 함은 그 어떤 구성요소에 의해서도 지지되거나 구속되지 않는 회전축(110)의 양측 끝단을 의미할 수 있다.
회전축(110)의 일단(110C)은 임펠러(120)와 로터(130) 중 임펠러(120)에 근접할 수 있고, 임펠러(120) 측의 자유단일 수 있다. 그리고, 회전축(110)의 타단(110D)은 임펠러(120)와 로터(130) 중 로터(130)에 근접할 수 있고, 로터(130) 측의 자유단일 수 있다.
한편, 후술하겠으나 회전축(110)은 그 일단(110C)과 타단(110D) 사이가 복수개의 베어링에 의해 지지될 수 있다. 여기서, 복수개의 베어링은 후술할 제1 베어링(150)과 제2 베어링(160), 제1 베어링 하우징(170)과 제2 베어링 하우징(181) 사이의 결합 구조에 의해 구현되는 구름 베어링을 의미할 수 있으며, 이들에 대해서는 이하에서 구체적으로 설명하기로 한다.
구체적으로, 회전축(110)은 임펠러(120)가 설치되는 임펠러 결합부(111)와, 제1 베어링(150)이 설치되는 제1 베어링 결합부(112)와, 로터(130)가 설치되는 로터 결합부(113)와, 제2 베어링(160)이 설치되는 제2 베어링 결합부(114)를 포함할 수 있다.
임펠러 결합부(111)는 임펠러(120)가 설치되는 회전축(110)의 일부로서, 회전축(110)의 일측(110A) 중에서도 일단(110C)에 인접하는 부분이며, 임펠러 공간(S1)에 배치되되, 그 중에서도 외부로부터 가스가 유입되는 인렛 바디(190)의 흡입구(191)에 인접하도록 배치될 수 있다.
제1 베어링 결합부(112)는 후술할 제1 베어링(150)이 설치되는 회전축(110)의 일부로서 회전축(110)의 일측(110A)에 해당하는 부분이며, 임펠러 공간(S1)에 배치될 수 있다. 즉, 제1 베어링 결합부(112)는 회전축(110)의 반경 방향(R)을 따라 제1 베어링(150)과 중첩되는 회전축(110)의 일부로서, 제1 베어링(150)에 의해 반경 방향(R) 및 축 방향(L)으로 지지될 수 있다.
로터 결합부(113)는 로터(130)가 설치되는 회전축(110)의 일부로서, 회전축(110)의 길이 방향을 기준으로 타측(110B)으로 치우친 곳에 위치하는 회전축(110)의 일부이며, 모터 공간(S2)에 배치될 수 있다. 즉, 로터 결합부(113)는 회전축(110)의 반경 방향(R)을 따라 로터(130)와 중첩되는 회전축(110)의 일부일 수 있다.
제2 베어링 결합부(114)는 후술할 제2 베어링(160)이 설치되는 회전축(110)의 일부로서 회전축(110)의 타측(110B)에 해당하는 부분이고, 그 중에서도 로터 결합부(113)보다 더 회전축(110)의 타단(110D)에 인접하는 부분이며, 모터 공간(S2)에 배치될 수 있다. 즉, 제2 베어링 결합부(114)는 회전축(110)의 반경 방향(R)을 따라 제2 베어링(160)과 중첩되는 회전축(110)의 다른 일부로서, 제2 베어링(160)에 의해 반경 방향(R)으로 지지될 수 있다.
회전축(110)은 로터(130)와 스테이터(140)의 전자기적인 상호작용에 의해 회전할 수 있으며, 회전축(110)이 회전함에 따라 회전축(110)에 체결된 임펠러(120) 또한 회전축(110)과 함께 회전할 수 있으며, 임펠러(120)의 회전에 따라 가스가 모터 어셈블리(100)의 내부로 흡입될 수 있다.
임펠러(120)는 회전축(110)의 일측(110A)에 설치될 수 있다. 즉, 임펠러(120)는 회전축(110)의 축 방향(L)을 기준으로 로터(130)가 설치되는 회전축(110)의 타측(110B)과는 반대편에 설치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 임펠러(120)는 회전축(110)의 임펠러 결합부(111)에 체결되어 회전축(110)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있으며, 인렛 바디(190)의 내부에 구비되는 임펠러 공간(S1)에 배치될 수 있다.
구체적으로, 임펠러(120)는 허브(121)와, 허브(121)의 외측 둘레로부터 외측으로 돌출하도록 형성되는 복수개의 블레이드(122)를 포함할 수 있다. 한편, 임펠러(120)는 그 소재로써 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK) 등의 고강도 합성수지 재질로 성형될 수 있다. 다만, 임펠러(120)의 소재는 이에 한정되지 않으며, 다른 고강도 합성수지 뿐만 아니라 금속으로도 제조될 수 있다.
또한, 임펠러(120)는 회전축(110)의 축 방향(L)으로 공기 등의 가스를 흡입한 후 원심 방향와 축 방향 사이의 경사 방향으로 토출하는 사류형 임펠러일 수 있다. 즉, 흡입구(191)를 통해 인렛 바디(190)의 내부로 유입되는 가스는 블레이드(122)의 회전에 따라 허브(121)의 외측 표면을 따라 모터 하우징(180) 측으로 안내될 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되는 것은 아니며, 임펠러(120)는 축 방향으로 가스를 흡입하여 원심 방향으로 토출하는 원심형 임펠러로 구성될 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 임펠러(120)는 사류형 임펠러인 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
로터(130)는 회전축(110)의 축 방향을 따라 임펠러(120)와 소정 간격 이격되도록 회전축(110)에에 설치될 수 있다. 다시 말해, 로터(130)는 회전축(110)의 길이 방향을 기준으로 중심보다 타측(110B)으로 치우지는 곳에 위치하는 로터 결합부(113)에 설치될 수 있다. 즉, 로터(130)는 회전축(110)의 외주면을 둘러싸도록 회전축(110)에 결합될 수 있으며, 로터 결합부(113)가 위치하는 모터 공간(S2)에 배치될 수 있다.
구체적으로, 로터(130)는 마그네트(131)와, 마그네트(131)가 장착되는 마그네트 코어(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 로터(130)는 회전축(110)의 축 방향(L)을 따라 마그네트(131)를 중심으로 소정 간격 이격되어 배치되는 제1 엔드 플레이트(132)와 제2 엔드 플레이트(133)를 더 포함할 수 있다.
스테이터(140)는 모터 하우징(180)의 내주면에 설치되어 회전축(110)의 반경 방향(R)을 따라 로터(130)와 소정 간격 이격되도록 로터(130)의 외측을 둘러쌀 수 있다. 즉, 스테이터(140)는 로터(130)와 마찬가지로 회전축(110)의 로터 결합부(113)가 위치하는 모터 공간(S2)에 배치될 수 있다.
구체적으로, 스테이터(140)는 도체로 구성되는 스테이터 코어(141)와, 스테이터 코어(141)에 권선되는 코일(142)과, 스테이터 코어(141)와 코일(142) 사이를 전기적으로 절연하는 인슐레이터(143)를 포함할 수 있다. 코일(142)에는 전류가 인가될 수 있고, 코일(142)에 전류가 인가됨에 따라 로터(130)가 스테이터(140)에 대해 회전할 수 있다.
제1 베어링(150)은 회전축(110)의 일측(110A)에 설치되어 회전축(110)의 회전을 지지하되, 임펠러(120)와 로터(130)의 사이에 배치될 수 있다. 뒤에서 더 자세하게 설명하겠으나, 제1 베어링(150)은 제1 베어링 하우징(170)과의 결합 관계에 의해 회전축(110)의 일측(110A)을 회전축(110)의 반경 방향(R)과 축 방향(L)으로 지지할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 베어링(150)은 회전축(110)의 일측(110A)에 위치하는 제1 베어링 결합부(112)의 외주면에 설치될 수 있다.
구체적으로, 제1 베어링(150)은 회전축(110)의 외주면에 설치되는 제1 내륜(151)과, 제1 베어링 하우징(170)의 제1 측지지부(172)와 제1 종지지부(173)에 고정되는 제1 외륜(152)과, 제1 내륜(151)과 제1 외륜(152)의 사이에 개재되어 제1 외륜(152)에 대한 제1 내륜(151)의 상대적인 회전 운동을 지지하는 제1 구름부재(153)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 베어링 하우징(170)은 제1 베어링(150)을 수용하는 한편 모터 하우징(180)과 체결되는 구성으로, 제1 측지지부(172)는 회전축(110)의 축 방향(L)으로 연장 형성되고, 제1 종지지부(173)는 회전축(110)의 반경 방향(R)으로 연장 형성될 수 있다. 제1 종지지부(173)는 제1 외륜(152)과 접촉되며, 중앙이 천공될 수 있고, 천공된 구멍을 통해 회전축(110)이 관통될 수 있다.
도 3을 참조하면, 회전축(110)의 반경 방향(R)을 따른 제1 베어링 결합부(112)의 외경(112d)은 로터 결합부(113)의 외경(113d)보다 작고, 제1 베어링(150)과 회전축(110)의 일부가 접하는 제1 접촉면(1131)은 회전축(110)의 반경 방향(R)을 따라 연장될 수 있다.
구체적으로, 제1 베어링(150)의 제1 내륜(151)은 제1 베어링 결합부(112)의 외주면과, 제1 접촉면(1131)에 고정될 수 있다. 이에 따라, 회전축(110)이 회전할 경우, 제1 베어링(150)의 제1 내륜(151) 또한 회전축(110)과 함께 회전할 수 있다.
한편, 제1 베어링(150)의 제1 외륜(152)은 제1 베어링 하우징(170)의 제1 측지지부(172)와 제1 종지지부(173)에 고정될 수 있다. 이에 따라, 회전축(110)의 일부, 즉 제1 베어링 결합부(112)는 제1 베어링(150)에 의해 반경 방향(R) 및 축 방향(L)으로 지지될 수 있다.
후술하겠으나, 제1 베어링 하우징(170)은 회전축(110)의 회전과는 관계 없이 인렛 바디(190)의 내부에서 고정된 상태를 유지할 수 있으므로, 제1 외륜(152) 또한 회전축(110)이 회전하더라도 제1 베어링 하우징(170)과 함께 고정된 상태를 유지할 수 있다.
이러한 구조를 다르게 표현하면, 회전축(110)은 제1 베어링(150)이 안착되는 제1 단차부(115)를 더 포함할 수 있다. 제1 단차부(115)의 길이는 로터 결합부(113)의 외경(113d)과 제1 베어링 결합부(112)의 외경(112d)의 차이에 해당할 수 있다. 제1 단차부(115)는 회전축(110)의 축 방향(L)을 기준으로 로터(130)를 향하는 방향, 즉 회전축(110)의 일측(110A)에서 타측(110B)을 향하는 방향으로의 제1 베어링(150)의 이동을 방지할 수 있다.
이와 같이, 제1 베어링(150)은 제1 베어링 하우징(170)의 내부에 수용될 수 있으며, 제1 베어링 하우징(170)에 대해서는 이하에서 더 자세하게 설명하기로 한다.
제2 베어링(160)은 회전축(110)의 타측(110B)에 설치되어 회전축(110)의 회전을 지지하되, 회전축(110)의 축 방향(L)을 기준으로 로터(130)보다 더 회전축(110)의 타단(110D)에 인접하도록 배치될 수 있다. 후술하겠으나, 제2 베어링(160)은 제2 베어링 하우징(181)과의 결합 관계에 의해 회전축(110)의 타측(110B)을 회전축(110)의 반경 방향(R)으로 지지할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 베어링(160)은 회전축(110)의 타측(110B)에 위치하는 제2 베어링 결합부(114)의 외주면에 설치될 수 있다.
구체적으로, 제2 베어링(160)은 회전축(110)의 외주면에 설치되는 제2 내륜(161)과, 제2 베어링 하우징(181)의 제2 측지지부(1812)에 고정되는 제2 외륜(162)과, 제2 내륜(161)과 제2 외륜(162)의 사이에 개재되어 제2 외륜(162)에 대한 제2 내륜(161)의 상대적인 회전 운동을 지지하는 제2 구름부재(163)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 회전축(110)의 반경 방향(R)을 따른 제2 베어링 결합부(114)의 외경(114d)은 로터 결합부(113)의 외경(113d)보다 작고, 제2 베어링(160)과 로터 결합부(113)가 서로 접촉하는 제2 접촉면(1132)은 회전축(110)의 반경 방향(R)을 따라 연장될 수 있다.
구체적으로, 제2 베어링(160)의 제2 내륜(161)은 제2 베어링 결합부(114)의 외주면과, 제2 접촉면(1132)에 고정될 수 있다. 이에 따라, 회전축(110)이 회전할 경우, 제2 베어링(160)의 제2 내륜(161) 또한 회전축(110)과 함께 회전할 수 있다.
한편, 제2 베어링(160)의 제2 외륜(162)은 제2 베어링 하우징(181)의 제2 측지지부(1812)에 고정될 수 있다. 이에 따라, 회전축(110)의 다른 일부, 즉 제2 베어링 결합부(114)는 제2 베어링(160)에 의해 반경 방향(R)으로 지지될 수 있다.
후술하겠으나, 제2 베어링 하우징(181)은 회전축(110)의 회전과는 관계 없이 고정된 상태를 유지할 수 있으므로, 제2 외륜(162) 또한 회전축(110)이 회전하더라도 제2 베어링 하우징(181)에 고정된 상태를 유지할 수 있다.
이러한 구조를 다르게 표현하면, 회전축(110)은 제2 베어링(160)이 안착되는 제2 단차부(116)를 더 포함할 수 있다. 제2 단차부(116)의 길이는 로터 결합부(113)의 외경(113d)과 제2 베어링 결합부(114)의 외경(114d)의 차이에 해당할 수 있다. 제2 단차부(116)는 회전축(110)의 축 방향(L)을 기준으로 임펠러(120)를 향하는 방향, 즉 회전축(110)의 타측(110B)에서 일측(110A)을 향하는 방향으로의 제2 베어링(160)의 이동을 방지할 수 있다.
이와 같이, 제2 베어링(160)은 제2 베어링 하우징(181)의 내부에 수용될 수 있으며, 제2 베어링 하우징(181)에 대해서는 이하에서 더 자세하게 설명하기로 한다.
제1 베어링 하우징(170)은 제1 베어링(150)을 내부에 수용한 상태에서 모터 하우징(180)과 체결될 수 있다. 구체적으로, 제1 베어링 하우징(170)은 회전축(110)이 관통하는 제1 통공(171)이 중앙에 천공되고, 적어도 일부가 회전축(110)의 반경 방향(R)을 기준으로 제1 베어링(150)과 중첩되어 회전축(110)의 반경 방향(R)으로의 제1 베어링(150)의 이동을 방지하는 제1 측지지부(172)와, 적어도 일부가 회전축(110)의 축 방향(L)을 기준으로 제1 베어링(150)과 중첩되어 회전축(110)의 축 방향(L)을 기준으로 임펠러(120)를 향하는 제1 방향으로의 제1 베어링(150)의 이동을 방지하는 제1 종지지부(173)를 포함할 수 있다.
또한, 제1 베어링 하우징(170)은 제1 베어링(150)과 마찬가지로 임펠러(120)와 로터(130)의 사이에 설치될 수 있다. 즉, 제1 베어링 하우징(170)은 회전축(110)의 일부, 즉 제1 베어링 결합부(112)의 외주면을 둘러쌀 수 있다.
한편, 제1 베어링 하우징(170)은 후술할 디퓨져(175)와 일체로 형성되는 것도 가능하나, 바람직하게는 디퓨져(175)와는 별도로 제조된 이후 디퓨져(175)와 체결될 수 있다. 제1 베어링 하우징(170)과 디퓨져(175)가 일체로 형성될 경우, 상대적으로 조립 공차를 줄일 수 있고, 이에 따라 인렛 바디(190)의 내부로 유입되는 가스의 유동을 원활히 할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 디퓨져(175)는 임펠러(120)와 제1 베어링 하우징(170) 사이에 설치되어 인렛 바디(190)의 내부로 유입되는 가스를 모터 하우징(180) 측으로 인도할 수 있다. 즉, 디퓨져(175)와 인렛 바디(190)의 사이에는 가스가 유동할 수 있는 소정의 공간이 형성될 수 있다. 디퓨져(175)는 제1 베어링 하우징(170)에 볼트 및 너트와 같은 체결부재(미표시)를 통해 체결되어 고정될 수 있다.
디퓨져(175)의 외측 표면에는 인렛 바디(190)의 내측 표면을 향해 돌출되는 복수개의 디퓨져 베인(1751)이 형성될 수 있다. 복수개의 디퓨져 베인(1751)들은 디퓨져(175)의 외측 표면에 원주 방향을 따라 실질적으로 동일한 거리로 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 디퓨져(175)는 회전축(110)과 제1 베어링 하우징(170)이 관통하는 통공(미표시)을 더 구비할 수도 있다.
이러한 구조에 따르면, 흡입구(191)를 통해 인렛 바디(190)의 내부로 유입되는 가스는 임펠러(120)에 의해 인렛 바디(190)와 디퓨져(175)의 사이 공간으로 인도될 수 있으며, 인렛 바디(190)와 디퓨져(175) 사이로 유입되는 가스는 디퓨져 베인(1751)에 의해 임펠러 공간(S1)에서 모터 공간(S2) 측으로 안내될 수 있다.
모터 하우징(180)은 스테이터(140)의 외측 둘레를 둘러싸도록 형성되어 인렛 바디(190)와 체결되어 모터 어셈블리(100)의 외관을 형성할 수 있다. 상세히, 모터 하우징(180)의 내부에는 회전축(110)의 타측(110B)과 로터(130), 스테이터(140) 및 제2 베어링(160)이 수용될 수 있는 모터 공간(S2)이 형성될 수 있다.
한편, 모터 하우징(180)은 제2 베어링(160)을 수용하는 제2 베어링 하우징(181)을 포함할 수 있다. 상세히, 제2 베어링 하우징(181)은 회전축(110)이 관통하는 제2 통공(1811)이 중앙에 천공될 수 있고, 적어도 일부가 회전축(110)의 반경 방향(R)을 기준으로 제2 베어링(160)과 중첩되어 회전축(110)의 반경 방향(R)으로의 제2 베어링(160)의 이동을 방지하는 제2 측지지부(1812)와, 적어도 일부가 회전축(110)의 축 방향(L)을 기준으로 제2 베어링(160)과 중첩되고, 제2 베어링(160)과 소정의 간격을 두고 이격되는 이탈방지부(1813)를 포함할 수 있다.
또한, 제2 베어링 하우징(181)은 제2 베어링(160)과 마찬가지로 회전축(110)의 타측(110B) 중에서도 타단(110D)에 인접하는 위치에 설치될 수 있다. 즉, 제2 베어링 하우징(181)은 회전축(110)의 다른 일부, 즉 제2 베어링 결합부(114)의 외주면을 둘러쌀 수 있다.
또한, 모터 하우징(180)은 임펠러(120)의 회전에 의해 임펠러 공간(S1)에서 모터 공간(S2)으로 안내되는 가스가 모터 하우징(180)의 외부로 배출되는 배출구(182)를 구비할 수 있으며, 가스의 유동 방향을 기준으로 배출구(182)는 흡입구(191)의 반대편에 형성될 수 있다.
인렛 바디(190)는 가스가 흡입되는 흡입구(191)를 구비할 수 있고, 임펠러(120)의 외측 둘레를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 즉, 인렛 바디(190)의 내부에는 임펠러(120)가 회전 가능하도록 수용되는 임펠러 공간(S1)이 형성될 수 있고, 그 외관은 임펠러(120)의 형상에 대응되는 한편, 임펠러 공간(S1)을 따라 유동하는 가스를 안정적으로 안내할 수 있도록 그 내측 표면이 굴곡지도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 인렛 바디(190)의 흡입구(191) 반대편은 모터 하우징(180)과 체결되어 모터 어셈블리(100)의 외관을 형성할 수 있다. 모터 하우징(180)과 인렛 바디(190)의 체결 부위는 모터 어셈블리(100)의 내부를 유동하는 가스가 배출구(182) 이외 공간을 통해 외부로 유출되지 않도록 서로 밀착되도록 체결될 수 있다.
즉, 모터 하우징(180)과 인렛 바디(190) 사이에는 빈틈이 형성되지 않도록 서로를 단단하게 체결하는 것이 바람직하며, 그 체결 방식은 예컨대 나사 결합이나 끼움 결합 등 다양한 방법이 이용될 수 있으나, 어느 특정한 하나의 방법에 한정되는 것은 아니다.
다시 말해, 모터 하우징(180)과 인렛 바디(190)는 일종의 중공 형상의 케이스일 수 있으며, 가운데 빈 공간에 회전축(110)이 축 방향(L)으로 연장되도록 배치될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 회전축(110)은 모터 하우징(180)이나 인렛 바디(190)에 의해 직접적으로 지지되지 않을 수 있다. 즉, 모터 하우징(180)이나 인렛 바디(190)는 회전축(110)을 지지하기 위한 별도의 회전축 서포터(가칭)를 구비하지 않을 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 모터 어셈블리의 일부 구성들을 생략하여 제1 베어링의 외경과 제2 베어링의 외경, 로터의 외경 및 스테이터의 내경을 비교하는 분해 단면도이다.
도 5를 참조하면, 제1 베어링(150)의 외경(D1)은 제2 베어링(160)의 외경(D2)보다 크게 형성될 수 있다. 아울러, 제1 베어링(150)이 설치되는 제1 베어링 결합부(112)의 외경(112d)은 제2 베어링(160)이 설치되는 제2 베어링 결합부(114)의 외경(114d)보다 크게 형성될 수 있다.
일반적으로, 제1 베어링(150)과 제2 베어링(160)과 같은 구름 베어링의 경우, 베어링의 피로 수명에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 베어링의 크기이다. 예컨대, 베어링의 크기가 더 클수록 더 안정적이고 더 오래 회전축을 지지할 수 있다. 하지만, 모터 어셈블리(100)에 사용되는 베어링을 크게 설계할 경우, 예컨대 제1 베어링 하우징(170)과 제2 베어링 하우징(181)과 같이 베어링을 수용 및 지지하는 구성의 크기 또한 커져야 하므로 모터 어셈블리(100)의 전체적인 크기가 커질 수 밖에 없다.
뿐만 아니라, 이하 도 6 내지 13을 참조하여 더 자세하게 설명하겠으나, 모터 어셈블리(100)의 각 구성들을 조립하는 과정에서 있어서 조립 비용을 절약하는 동시에 조립의 편의성 향상을 위해서는 제2 베어링(160)의 외경(D2)은 스테이터(140)의 내경(140d)보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 모터 어셈블리(100)의 각 구성을 순서대로 조립하는 과정에 있어서, 특히 제1 베어링 하우징(170)에 회전축(110)과 제1 베어링(150), 제2 베어링(160) 및 로터(130)가 설치된 상태에서 제1 베어링 하우징(170)과 모터 하우징(180)을 체결하려 할 경우(도 12 참조), 모터 하우징(180)의 내주면에는 스테이터(140)가 설치된 상태이고, 또한 회전축(110)의 타측(110B)에는 제2 베어링(160)이 설치된 상태에서(도 12 참조), 제2 베어링(160)이 스테이터(140)의 내경(140d)을 관통하는 방향으로 이동하면서 조립이 수행되므로(도 12 참조), 만약 제2 베어링(160)의 외경(D2)이 스테이터(140)의 내경(140d)보다 크게 형성될 경우 기존의 조립 방식을 적용할 수 없는 한계가 존재한다.
즉, 제1 베어링 하우징(170)과 모터 하우징(180)을 체결한 이후, 스테이터(140)를 모터 하우징(180)의 내주면에, 그리고 회전축(110)의 타측(110B)에 제2 베어링(160)을 별도로 설치하는 것은 조립 공정의 편의 상 매우 불리하며, 필연적으로 조립 비용이 상승할 수 밖에 없고, 게다가 조립 과정에서 다른 구성의 변형이나 파손이 발생할 수도 있다.
따라서, 베어링의 내구성과 수명을 향상시키기 위해서는 베어링의 크기를 확대하는 것이 유리하지만, 한편으로 조립의 편의성을 보장하기 위해서는 베어링의 크기를 스테이터(140)의 내경(140d)보다는 작게 형성하는 것이 바람직하므로, 제2 베어링(160)의 경우 사실 상 확대 가능한 최대 크기, 즉 최대 외경(D2)은 스테이터(140)의 내경(140d)이 될 수 밖에 없다.
이러한 상황에서, 모터 어셈블리(100)를 설계함에 있어 가장 큰 목표는 모터 어셈블리(100)의 경량화와 고속화이므로, 이를 위해서는 스테이터(140)의 내경(140d)을 작게(즉, 스테이터를 둘러싸는 모터 하우징의 사이즈도 작게 형성되도록) 설계해야 함도 함께 고려해야 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 스테이터(140)의 내경(140d)이 작아질 경우 제2 베어링(160)의 외경(D2)도 함께 작아질 수 밖에 없으므로, 모터 어셈블리(100)의 경량화와 고속화를 위해서는 조립 시 스테이터(140)의 내경(140d)을 관통해야 하는 제2 베어링(160)의 크기 또한 작아질 수 밖에 없고, 이에 따라 결과적으로 제2 베어링(160)의 수명이 현저히 감소할 수 밖에 없는 한계점이 존재한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 조립 시 스테이터(140)의 내경(140d)을 통과해야 하는 제2 베어링(160)의 외경(D2)은 스테이터(140)의 내경(140d)보다 작게 설계하고, 동시에 제2 베어링(160)은 회전축(110)의 추력(thrust force)에 대해서는 자유하되 회전축(110)의 타측(110B)을 반경 방향(R)으로만 지지하도록 함으로써 베어링의 수명을 보장하는 한편, 제1 베어링(150)은 회전축(110)의 일측(110A)을 반경 방향(R) 및 축 방향(L)(즉, 추력)으로 지지하게 하되, 그 크기를 제2 베어링(160)보다 크게 형성(D1>D2)함으로써 모터 어셈블리(100)의 경량화와 고속화를 구현하는 동시에 회전축(110)을 지지하는 베어링들의 피로 수명을 충분하게 확보할 수 있다.
즉, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 서로 다른 외경을 갖는 제1 베어링(150)과 제2 베어링(160)으로 회전축(100)을 지지하되, 상대적으로 큰 외경(D1)을 갖는 제1 베어링(150)은 축 방향(L)과 반경 방향(R)으로 회전축(110)의 제1 베어링 결합부(112)를 지지하고, 상대적으로 작은 외경(D2)을 갖는 제2 베어링(160)은 반경 방향(R)으로 회전축(110)의 제2 베어링 결합부(114)를 지지하게 함으로써 모터의 고속화를 구현하는 동시에 모터 어셈블리(100)의 소형화 및 경량화의 트렌드를 반영할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 서로 다른 외경(D1, D2)을 갖는 두 개의 베어링들(150, 160)로 회전축(110)을 지지하되, 상대적으로 큰 외경(D1)을 갖는 제1 베어링(150)이 축 방향(L)과 반경 방향(R)으로 회전축(110)의 일측을 지지하게 함으로써 베어링 구조의 수명을 충분하게 확보할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 일 실시예에 따르면, 서로 다른 외경(D1, D2)을 갖는 두 개의 베어링들(150, 160)로 회전축(110)을 지지하되, 상대적으로 작은 외경(D2)을 갖는 제2 베어링(160)은 반경 방향(R)으로 회전축(110)의 타측(110B)을 지지하게 함으로써 모터 어셈블리(100)의 크기와 무게를 줄일 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전축(100)의 축 방향(L)을 따라 회전축의 양측, 즉 일측(110A)과 타측(110B)을 각각 제1 베어링(150)과 제2 베어링(160)으로 지지하게 함으로써 고속으로 회전하는 회전축(110)을 안정적으로 지지할 수 있어 베어링 구조의 신뢰성과 내구성을 확보할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상대적으로 작은 외경(D2)을 갖는 제2 베어링(160)은 모터 어셈블리(100)의 조립 시 스테이터(140)의 내경(140d)을 관통할 수 있어 모터 어셈블리(100)의 조립 비용을 절감할 수 있다.
구체적으로, 다시 도 3을 참조하면, 제1 베어링(150)의 제1 외륜(152)은 제1 베어링 하우징(170)의 제1 측지지부(172)에 의해 회전축(110)의 반경 방향(R)으로 지지되고 있는 상태이고, 제1 베어링 하우징(170)은 회전축(110)의 회전과 관계 없이 고정된 상태를 유지하므로, 제1 베어링(150)은 회전축(110)을 반경 방향(R)으로 지지할 수 있다.
또한, 제1 베어링(150)의 제1 외륜(152)은 제1 베어링 하우징(170)의 제1 종지지부(173)에 의해 회전축(110)의 축 방향(L)으로 지지되고 있는 상태이고, 제1 베어링 하우징(170)은 회전축(110)의 회전과 관계 없이 고정된 상태를 유지하므로, 제1 베어링(150)은 회전축(110)을 축 방향(L)으로 지지할 수 있다.
여기서, 제1 외륜(152)이 제1 종지지부(173)에 의해 축 방향(L)으로 지지되고 있는 상태라 함은, 회전축(110)이 고속으로 회전할 경우 회전축(110)은 추력(thrust force)에 의해 상승하게 되는데, 이때 제1 종지지부(173)는 제1 외륜(152)의 축 방향(L) 이동을 방지함으로써 회전축(110)이 축 방향(L)을 따라 상승하지 않도록 회전축(110)을 지지할 수 있음을 의미한다.
여기서, 회전축(110)이 "고속"으로 회전한다고 할 때, "고속"은 회전축(110)이 수만 RPM(revolutions per minute)으로 회전할 경우를 의미하며, 바람직하게는 10만 RPM 이상일 경우를 의미할 수 있다.
한편, 다시 도 4를 참조하면, 제2 베어링(160)의 제2 외륜(162)은 제2 베어링 하우징(181)의 제2 측지지부(1812)에 의해 회전축(110)의 반경 방향(R)으로 지지되고 있는 상태이고, 제2 베어링 하우징(181)은 회전축(110)의 회전과 관계 없이 고정된 상태를 유지하므로, 제2 베어링(160)은 회전축(110)을 반경 방향(R)으로 지지할 수 있다.
또한, 제2 베어링(160)과 이탈방지부(1813) 사이에는 빈 공간이 형성될 수 있는데, 이러한 빈 공간에는 도면에는 도시하지 않았으나 웨이브 와셔(wave washer)와 같은 탄성부재(미도시)가 개재되어 제2 베어링(160)을 회전축(110)의 축 방향(L)으로 탄성 지지(예압)할 수 있다. 다만, 탄성부재는 웨이브 와셔에 한정되는 것이 아니라 일반적인 스프링과 같이 탄성을 갖는 소재로 형성될 수도 있다.
다만, 제2 베어링(160)의 제2 외륜(162)은 제1 베어링(150)의 제1 외륜(152)과 같이 축 방향(L)으로는 소정의 자유도를 가질 수 있다. 즉, 제2 외륜(162)의 경우 회전축(110)의 제2 단차부(116)와 커버(1813)의 사이에 형성된 공간에서 회전축(110)의 축 방향(L)을 따라 슬라이딩 가능하다.
예컨대, 회전축(110)이 고속으로 회전할 경우, 회전축(110)은 흡입구(191)를 통해 가스가 유입되는 방향과 반대 방향, 즉 회전축(110)과 임펠러(120)가 상승하는 방향으로 추력(thrust force)을 받아 제2 단차부(116)와 커버(1813)의 사이에 형성된 공간을 따라 상승할 수 있다. 만약 회전축(110)의 회전이 중단될 경우, 회전축(110)은 다시 중력에 의해 제2 단차부(116)와 커버(1813)의 사이에 형성된 공간을 따라 하강하는 방향으로 이동할 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리(100)를 제조하는 방법에 대해 자세하게 설명하기로 한다. 아울러, 도 6 내지 도 13은 모터 어셈블리(100)를 제조하는 순서를 구체적으로 설명하기 위한 목적으로 도시된 것으로, 모터 어셈블리(100)의 각 구성요소들에 대한 자세한 설명은 상기 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 내용을 원용하기로 한다.
도 6은 도 1에 도시된 모터 어셈블리를 제조하는 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 7은 회전축에 제1 베어링과 제2 베어링 및 로터를 설치하는 모습을 묘사하는 사시도이며, 도 8은 제1 베어링과 제2 베어링 및 로터가 설치된 회전축을 제1 베어링 하우징에 설치하는 모습을 묘사하는 사시도이고, 도 9는 제1 베어링 하우징에 제1 베어링과 제2 베어링 및 로터가 설치된 상태에서, 제1 베어링 하우징에 디퓨져를 설치하는 모습을 묘사하는 사시도이며, 도 10은 제1 베어링 하우징에 제1 베어링과 제2 베어링, 로터 및 디퓨져가 설치된 상태에서, 회전축에 임펠러를 체결하는 모습을 묘사하는 사시도이고, 도 11은 모터 하우징에 스테이터를 결합하는 모습을 묘사하는 사시도이며, 도 12는 스테이터의 내경으로 제2 베어링을 관통시켜 모터 하우징의 제2 베어링 하우징에 제2 베어링이 수용되도록 제1 베어링 하우징과 모터 하우징을 결합하는 모습을 묘사하는 사시도 및 단면도이고, 도 13은 임펠러와 제1 베어링 하우징 및 디퓨져를 내부에 수용하는 인렛 바디와 내부에 로터와 스테이터 및 제2 베어링을 수용하는 모터 하우징 체결하는 모습을 묘사하는 사시도 및 단면도이다.
먼저 도 6과 도 7을 참조하면, 회전축(110)에 로터(130)를 설치하고, 로터(130)를 기준으로 회전축(110)의 일측(110A)에 제1 베어링(150)을, 로터(130)를 기준으로 회전축(110)의 타측(110B)에 제2 베어링(160)을 설치할 수 있다(S601).
구체적으로, 제1 베어링(150)은 회전축(110)의 일측(110A)에 형성된 제1 단차부(115)에 안착되어 제1 베어링 결합부(112)를 둘러쌀 수 있고, 제2 베어링(160)은 회전축(110)의 타측(110B)에 형성된 제2 단차부(116)에 안착되어 제2 베어링 결합부(114)를 둘러쌀 수 있다. 여기서, 제1 베어링(150)과 로터(130) 및 제2 베어링(160)은 회전축(110)의 길이 방향을 따라 순서대로 배치될 수 있다. 그리고, 제1 베어링(150)의 외경(D1, 도 5 참조)은 제2 베어링(160)의 외경(D2, 도 5 참조)보다 클 수 있다.
다음으로, 도 6과 도 8을 참조하면, 회전축(110)에 제1 베어링(150)과 로터(130) 및 제2 베어링(160)이 설치된 상태에서, 제1 베어링 하우징(170)에 제1 베어링(150)을 안착시킬 수 있다(S603).
이를 다르게 표현하면, 제1 베어링(150)과 로터(130) 및 제2 베어링(160)이 설치된 회전축(110)과 제1 베어링 하우징(170)을 서로 접근시키되, 먼저 회전축(110)의 일측(110A)이 제1 베어링 하우징(170)의 제1 통공(171)으로 진입하여 제1 통공(171)을 관통하고, 그 이후 제1 베어링(150)이 제1 베어링 하우징(170)의 내부에 마련된 빈 공간으로 인입될 수 있다.
제1 베어링 하우징(170)으로 인입된 제1 베어링(150)은 제1 베어링 하우징(170)의 제1 측지지부(172)와 제1 종지지부(173)에 의해 각각 회전축(110)의 반경 방향(R) 및 축 방향(L)으로 지지될 수 있다.
다음으로, 도 6과 도 9를 참조하면, 회전축(110)에 제1 베어링(150)과 로터(130) 및 제2 베어링(160)이 설치된 상태에서 제1 베어링(150)이 제1 베어링 하우징(170)에 안착된 이후, 제1 베어링 하우징(170)에는 디퓨져(175)가 설치될 수 있다(S605).
다만, 일 실시예는 이에 한정되지 않으며, 예컨대 제1 베어링 하우징(170)에 제1 베어링(150)을 안착시키기 이전에, 제1 베어링 하우징(170)과 디퓨져(175)를 체결한 이후, 디퓨져(175)가 체결된 상태의 제1 베어링 하우징(170)에 제1 베어링(150)을 안착시키는 것도 가능하다.
다시 말해, 제1 베어링 하우징(170)에 제1 베어링(150)을 안착시키는 단계(S603)와, 제1 베어링 하우징(170)에 디퓨져(175)를 설치하는 단계(S605)는 그 순서가 뒤바뀌어도 관계가 없음을 의미한다. 즉, 제1 베어링 하우징(170)에 디퓨져(175)를 설치하는 단계(S605)를 먼저 수행하고, 그 이후 제1 베어링 하우징(170)에 제1 베어링(150)을 안착시키는 단계(S603)를 진행할 수도 있다.
도면에 별도로 도시하지는 않았으나, 제1 베어링 하우징(170)과 디퓨져(175)는 나사 결합을 통해 서로 체결될 수 있다. 예컨대, 제1 베어링 하우징(170)과 디퓨져(175)는 서로 중첩되는 나사 결합공(미표시)을 구비하고, 나사 결합공에 나사가 삽입되는 방식으로 제1 베어링 하우징(170)과 디퓨져(175)가 서로 체결될 수 있다. 하지만, 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 나사 결합과는 다른 방식으로 서로 체결될 수도 있다. 예컨대, 제1 베어링 하우징(170)과 디퓨져(175)는 각각 돌출부와 홈을 구비하고, 돌출부가 홈에 안착된 상태에서는 제1 베어링 하우징(170)과 디퓨져(175)가 서로 체결되는 상태를 유지할 수도 있다.
다음으로, 도 6과 도 10을 참조하면, 회전축(110)에 제1 베어링(150)과 로터(130) 및 제2 베어링(160)이 설치된 상태에서 제1 베어링(150)이 제1 베어링 하우징(170)에 안착되고, 디퓨져(175)가 제1 베어링 하우징(170)에 설치된 이후, 회전축(110)의 축 방향(L)을 기준으로 제1 베어링(150)보다 더 회전축(110)의 일단(110C)에 인접하는 회전축(110)의 일측(110A)에 임펠러(120)를 압입 고정할 수 있다(S607).
구체적으로, 임펠러(120)는 회전축(110)과 체결될 수 있으며, 회전축(110)이 회전할 경우 회전축(110)과 함께 회전할 수 있다.
다음으로, 도 6과 도 11을 참조하면, 회전축(110)과 제1 베어링 하우징(170), 디퓨져(175) 및 임펠러(120)와는 별개로 구비되는 모터 하우징(180)의 내주면에 스테이터(140)를 설치할 수 있다(S609). 스테이터(140)는 회전축(110)과 제1 베어링(150), 로터(130) 및 제2 베어링(160)이 제1 베어링 하우징(170)에 삽입되는 방향(즉, 상측)과는 반대 방향(즉, 하측)으로 모터 하우징(180)의 내부로 진입될 수 있다.
구체적으로, 스테이터(140)는 모터 하우징(180)의 내주면에 고정될 수 있다. 이를 위해, 모터 하우징(180)의 내주면에는 스테이터(140)를 지지 및 고정하는 단차(미표시)가 형성될 수 있다. 이와 같이, 모터 하우징(180)의 내주면에 형성된 단차에 스테이터(140)가 안착된 상태에서, 제1 베어링 하우징(170)과 모터 하우징(180)이 체결됨에 따라 스테이터(140)는 제1 베어링 하우징(170)과 모터 하우징(180)의 내부에서 회전축(110)의 축 방향(L)을 따라 이동하지 않도록 고정된 상태를 유지할 수 있다.
다음으로, 도 6과 도 12를 참조하면, 회전축(110)에 제1 베어링(150)과 로터(130) 및 제2 베어링(160)이 설치되어 있고, 이 상태에서 제1 베어링(150)이 제1 베어링 하우징(170)에 안착되어 있으며, 아울러 디퓨져(175)가 제1 베어링 하우징(170)에 설치되고, 임펠러(120)도 회전축(110)에 설치된 상태에서, 스테이터(140)의 내경(140d, 도 5 참조)을 통해 제2 베어링(160)을 관통시켜 모터 하우징(180)에 구비된 제2 베어링 하우징(181)에 제2 베어링(160)이 수용되도록 제1 베어링 하우징(170)과 모터 하우징(180)을 체결할 수 있다(S611).
여기서, 제2 베어링(160)의 외경(D2, 도 5 참조)은 전술한 바와 같이 스테이터(140)의 내경(140d, 도 5 참조)보다 작으므로, 제2 베어링(160)은 스테이터(140)의 내경(140d, 도 5 참조)을 통해 제2 베어링 하우징(181)으로 접근할 수 있다.
이때, 제2 베어링(160)이 제2 베어링 하우징(181)의 이탈방지부(1813)에 닿기 전에, 제1 베어링 하우징(170)과 모터 하우징(180)이 서로 접촉할 수 있다. 이 상태에서, 도면에 별도로 도시하지는 않았으나, 제1 베어링 하우징(170)과 모터 하우징(180)은 나사 결합을 통해 서로 체결될 수 있다.
전술한 바 있으나 첨언하면, 제2 베어링(160)과 이탈방지부(1813) 사이에 형성되는 빈 공간에는 도면에는 도시하지 않았으나 웨이브 와셔(wave washer)와 같은 탄성부재(미도시)가 개재되어 제2 베어링(160)을 회전축(110)의 축 방향(L)으로 탄성 지지(예압)할 수 있다. 다만, 탄성부재는 웨이브 와셔에 한정되는 것이 아니라 일반적인 스프링과 같이 탄성을 갖는 소재로 형성될 수도 있다.
예컨대, 제1 베어링 하우징(170)과 모터 하우징(180)은 서로 중첩되는 나사 결합공(미표시)을 구비하고, 나사 결합공에 나사가 삽입되는 방식으로 서로 체결될 수 있다. 하지만, 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 나사 결합과는 다른 방식으로 서로 체결될 수도 있다. 예컨대, 제1 베어링 하우징(170)과 모터 하우징(180)은 각각 돌출부(미도시)와 홈(미도시)을 구비하고, 돌출부가 홈에 안착된 상태에서 제1 베어링 하우징(170)과 모터 하우징(180)이 서로 체결되는 상태를 유지할 수도 있다.
전술한 모터 어셈블리(100)의 제조 방법에 따르면, 회전축(110)의 일측(110A)과 타측(110B) 각각을 제1 베어링(150)과 제2 베어링(160)을 통해 지지할 수 있으므로, 안정적으로 회전축(110)을 지지할 수 있다.
또한, 제1 베어링(150)은 제1 베어링 하우징(170)에 안착되되 제1 측지지부(172)와 제1 종지지부(173)에 의해 반경 방향(R) 및 축 방향(L)으로 지지되고, 제2 베어링(160)보다 큰 외경(D1)을 가지므로, 회전축(110)의 일측(110A)을 반경 방향(R)과 축 방향(L)으로 모두 지지할 수 있을 뿐만 아니라 회전축(110)을 안정적으로 지지하기 위한 충분한 피로 수명 또한 확보할 수 있다.
또한, 제2 베어링(160)은 비록 제1 베어링(150)보다 작은 외경(D2)을 가지지만, 제1 베어링(150)과는 달리 회전축(110)의 타측(110B)에서 회전축(110)을 반경 방향(R)으로 지지하므로, 반경 방향(R)과 축 방향(L)을 함께 지지하는 제1 베어링(150)보다는 작은 외경(D2)을 가져도 무방하며, 이를 통해 모터 어셈블리(100)의 경량화와 소형화를 꾀할 수 있게 된다.
즉, 제1 베어링(150)과 제2 베어링(160)이 회전축(110)의 일측(110A)과 타측(110B)을 각각 지지하는 구조이면서, 회전축(110)의 추력(thrust force)를 지지하는 제1 베어링(150)의 외경(D1)을 크게 설계함으로써 제1 베어링(150)의 피로 수명을 확보하는 동시에, 제2 베어링(160)이 스테이터(140)의 내경(140d)보다 작은 외경(D2)을 가져도 무방한 구조를 채택함으로써 모터 어셈블리(100)의 소형화와 경량화를 구현할 수 있다.
또한, 상대적으로 작은 외경(D2)을 갖는 제2 베어링(160)은 모터 어셈블리(100)의 조립 시 스테이터(140)의 내경(140d)을 관통할 수 있으므로, 모터 어셈블리(100)의 조립 과정에서 회전축(110)이 스테이터(140)의 내경(140d)을 통과한 이후 별도로 베어링을 회전축(100)의 타측(110B)에 설치할 필요가 없으므로, 모터 어셈블리(100)의 조립 비용을 절감할 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 실시예들의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 실시예들에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 모터 어셈블리 143: 인슐레이터
110: 회전축 140d: 스테이터의 내경
110A: 회전축의 일측 150: 제1 베어링
110B: 회전축의 타측 151: 제1 내륜
110C: 회전축의 일단 152: 제1 외륜
110D: 회전축의 타단 153: 제1 구름부재
111: 임펠러 결합부 160: 제2 베어링
112: 제1 베어링 결합부 161: 제2 내륜
112d: 제1 베어링 결합부의 외경 162: 제2 외륜
113: 로터 결합부 163: 제2 구름부재
1131: 제1 접촉면 170: 제1 베어링 하우징
1132: 제2 접촉면 171: 제1 통공
113d: 로터 결합부의 외경 172: 제1 측지지부
114: 제2 베어링 결합부 173: 제1 종지지부
114d: 제2 베어링 결합부의 외경 175: 디퓨져
115: 제1 단차부 1751: 디퓨져 베인
116: 제2 단차부 180: 모터 하우징
120: 임펠러 181: 제2 베어링 하우징
121: 허브 1811: 제2 통공
122: 블레이드 1812: 제2 측지지부
130: 로터 1813: 이탈방지부
131: 마그네트 182: 배출구
132: 제1 엔드 플레이트 190: 인렛 바디
133: 제2 엔드 플레이트 191: 흡입구
140: 스테이터 D1: 제1 베어링의 외경
141: 스테이터 코어 D2: 제2 베어링의 외경
142: 코일

Claims (20)

  1. 회전축;
    상기 회전축에 설치되는 임펠러;
    상기 회전축의 축 방향을 따라 상기 임펠러와 소정 간격 이격되도록 상기 회전축에 설치되는 로터;
    상기 회전축의 반경 방향을 따라 상기 로터와 소정 간격 이격되도록 상기 로터의 외측을 둘러싸는 스테이터;
    상기 회전축에 설치되되 상기 임펠러와 상기 로터의 사이에 설치되어 상기 회전축의 일부를 상기 회전축의 상기 반경 방향 및 상기 축 방향으로 지지하는 제1 베어링;
    상기 회전축에 설치되되 상기 로터를 기준으로 상기 제1 베어링의 반대편에 설치되어 상기 회전축의 다른 일부를 상기 회전축의 상기 반경 방향으로 지지하는 제2 베어링; 및
    내주면에 상기 스테이터가 설치되고, 상기 임펠러의 회전에 의해 안내되는 가스가 배출되는 배출구와 상기 제2 베어링이 수용되는 제2 베어링 하우징이 구비되는 모터 하우징;을 포함하고,
    상기 회전축은
    상기 임펠러가 설치되는 임펠러 결합부와,
    상기 임펠러 결합부에서 연장되고 상기 제1 베어링이 설치되는 제1 베어링 결합부와,
    상기 제1 베어링 결합부에서 연장되며 상기 로터가 설치되는 로터 결합부와,
    상기 로터 결합부에서 연장되고 상기 제2 베어링이 설치되는 제2 베어링 결합부를 포함하며,
    상기 제1 베어링의 외경은 상기 제2 베어링의 외경보다 크고, 상기 제1 베어링의 내경으로부터 상기 제1 베어링의 외경까지의 거리는 상기 제2 베어링의 내경으로부터 상기 제2 베어링의 외경까지의 거리보다 더 크며, 상기 로터 결합부는 외경이 일정하게 구비되고, 상기 로터 결합부의 외경은 상기 제1 베어링 결합부의 외경보다 크게 구비되며, 상기 제1 베어링 결합부의 외경은 상기 제2 베어링 결합부의 외경보다 크게 구비되는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 베어링을 수용하는 제1 베어링 하우징을 더 포함하고,
    상기 제1 베어링 하우징은,
    상기 회전축이 관통하는 제1 통공이 중앙에 천공되고,
    적어도 일부가 상기 회전축의 상기 반경 방향을 기준으로 상기 제1 베어링과 중첩되어 상기 회전축의 상기 반경 방향으로의 상기 제1 베어링의 이동을 방지하는 제1 측지지부와,
    적어도 일부가 상기 회전축의 상기 축 방향을 기준으로 상기 제1 베어링과 중첩되어 상기 회전축의 상기 축 방향을 기준으로 상기 임펠러를 향하는 방향으로의 상기 제1 베어링의 이동을 방지하는 제1 종지지부를 포함하는, 모터 어셈블리.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 베어링은,
    상기 회전축의 외주면에 고정되는 제1 내륜과,
    상기 제1 베어링 하우징의 상기 제1 측지지부와 상기 제1 종지지부에 고정되는 제1 외륜과,
    상기 제1 내륜과 상기 제1 외륜 사이에 개재되어 상기 제1 외륜에 대한 상기 제1 내륜의 상대적인 회전 운동을 지지하는 제1 구름부재를 포함하는, 모터 어셈블리.
  6. 삭제
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 베어링과 상기 로터 결합부가 서로 접촉하는 제1 접촉면은 상기 회전축의 상기 반경 방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 내륜은 상기 제1 베어링 결합부의 외주면과 상기 제1 접촉면에 고정되고,
    상기 제1 내륜은 상기 회전축이 회전할 경우 상기 회전축과 함께 회전하는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 제1 베어링이 안착되는 제1 단차부를 포함하고,
    상기 제1 단차부는 상기 회전축의 상기 축 방향을 기준으로 상기 로터를 향하는 방향으로의 상기 제1 베어링의 이동을 방지하는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 베어링 하우징은,
    적어도 일부가 상기 회전축의 상기 축 방향을 기준으로 상기 제2 베어링과 중첩되고, 상기 제2 베어링과 소정의 간격을 두고 이격되는 이탈방지부;를 포함하고,
    상기 모터 하우징은, 상기 회전축이 관통하는 제2 통공이 중앙에 천공되고,
    적어도 일부가 상기 회전축의 상기 반경 방향을 기준으로 상기 제2 베어링과 중첩되어 상기 회전축의 상기 반경 방향으로의 상기 제2 베어링의 이동을 방지하는 제2 측지지부;를 포함하는, 모터 어셈블리.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 베어링은,
    상기 회전축의 외주면에 고정되는 제2 내륜과,
    상기 제2 베어링 하우징의 상기 제2 측지지부에 고정되는 제2 외륜과,
    상기 제2 내륜과 상기 제2 외륜 사이에 개재되어 상기 제2 외륜에 대한 상기 제2 내륜의 상대적인 회전 운동을 지지하는 제2 구름부재를 포함하고,
    상기 제1 구름부재의 직경은 상기 제2 구름부재의 직경보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 베어링과 상기 로터 결합부가 서로 접촉하는 제2 접촉면은 상기 회전축의 상기 반경 방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 제2 베어링이 안착되는 제2 단차부를 포함하고,
    상기 제2 단차부는 상기 회전축의 상기 축 방향을 기준으로 상기 임펠러를 향하는 방향으로의 상기 제2 베어링의 이동을 방지하는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 베어링의 외경은 상기 스테이터의 내경보다 큰 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 스테이터의 내경은 상기 제2 베어링의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리.
  16. 회전축에 로터와 제1 베어링 및 제2 베어링을 설치하는 단계;
    제1 베어링 하우징에 제1 베어링을 안착시키는 단계;
    모터 하우징의 내주면에 스테이터를 설치하는 단계
    상기 스테이터의 내경을 통해 상기 제2 베어링을 관통시키는 단계;
    상기 모터 하우징에 구비된 제2 베어링 하우징에 상기 제2 베어링을 수용시키는 단계; 및
    상기 제1 베어링 하우징과 상기 모터 하우징을 체결하는 단계를 포함하고,
    상기 회전축은
    임펠러가 설치되는 임펠러 결합부와,
    상기 임펠러 결합부에서 연장되고 상기 제1 베어링이 설치되는 제1 베어링 결합부와,
    상기 제1 베어링 결합부에서 연장되며 상기 로터가 설치되는 로터 결합부와,
    상기 로터 결합부에서 연장되고 상기 제2 베어링이 설치되는 제2 베어링 결합부를 포함하며,
    상기 제1 베어링의 외경은 상기 제2 베어링의 외경보다 크고, 상기 제1 베어링의 내경으로부터 상기 제1 베어링의 외경까지의 거리는 상기 제2 베어링의 내경으로부터 상기 제2 베어링의 외경까지의 거리보다 더 크며, 상기 로터 결합부는 외경이 일정하게 구비되고, 상기 로터 결합부의 외경은 상기 제1 베어링 결합부의 외경보다 크게 구비되며, 상기 제1 베어링 결합부의 외경은 상기 제2 베어링 결합부의 외경보다 크게 구비되는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리의 제조 방법.
  17. 삭제
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 베어링은 상기 회전축의 일부를 상기 회전축의 반경 방향 및 축 방향으로 지지하고,
    상기 제2 베어링은 상기 회전축의 다른 일부를 상기 회전축의 상기 반경 방향으로 지지하는 것을 특징으로 하는, 모터 어셈블리의 제조 방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 베어링 하우징에 디퓨져를 설치하는 단계와,
    상기 임펠러 결합부에 상기 임펠러를 설치하는 단계를 더 포함하는, 모터 어셈블리의 제조 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 베어링이 설치되는 상기 제1 베어링 결합부와, 상기 제1 베어링과, 상기 제1 베어링 하우징과, 상기 임펠러와 및 상기 디퓨져를 내부에 수용하는 인렛 바디와, 상기 제2 베어링이 설치되는 상기 제2 베어링 결합부와, 상기 제2 베어링과, 상기 로터의 적어도 일부 및 상기 스테이터의 적어도 일부를 내부에 수용하는 상기 모터 하우징을 체결하는 단계를 더 포함하는, 모터 어셈블리의 제조 방법.
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