KR102456563B1

KR102456563B1 - 팬 장치

Info

Publication number: KR102456563B1
Application number: KR1020210004385A
Authority: KR
Inventors: 최승용
Original assignee: 최승용
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2022-10-18
Also published as: KR20220102251A

Abstract

본 발명의 일 측면은 소비 전력 대비 출력이 극대화될 수 있는 고효율 모터 및 이를 갖는 팬 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 팬 장치는, 전자기 유도를 위한 코일이 설치되는 스테이터와, 상기 스테이터의 외측에 회전가능하게 설치되는 로터와, 상기 로터를 회전가능하게 지지하기 위한 회전축을 포함하는 모터; 상기 로터와 연동되며 송풍을 위한 다수의 날개를 구비하는 임펠러를 포함하고, 상기 로터는 외관을 형성하는 로터 하우징을 포함하고, 상기 로터 하우징은 그 상면에 돌출되어 상기 임펠러의 날개와 함께 연속적인 형상을 형성하며 상기 로터의 회전에 따라 송풍을 유도하는 날개부를 포함한다.

Description

팬 장치{fan device}

본 발명은 팬 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아우터 로터형 브러쉬리스 모터 및 이 모터에 의해 구동되는 팬 장치에 관한 것이다.

모터는 전기에너지로부터 회전력을 얻는 장치로써, 전자기력을 발생시키며 고정된 상태로 배치되는 스테이터(stator)와, 스테이터와의 전자기적 상호작용에 의해 발생되는 회전력에 의해 회전하도록 마련되는 로터(rotor)를 포함하여 구성된다.

이러한 모터는 크게 전원의 종류에 따라 직류전원을 사용하는 DC모터와, 교류전원을 사용하는 AC모터로 구분될 수 있으며, 최근에는 DC모터에서는 정류자와 브러쉬의 접촉에 의한 전력손실과 브러쉬 마모 문제를 해결하기 위하여 브러쉬를 사용하지 않고(Brushless) 전류의 방향을 전자적인 방법으로 제어(Electronically Commutated)하는 형태의 BLDC(Brushless Direct Current) 모터가 많이 사용되고 있는 추세이다.

또한, BLDC모터는 회전자인 로터의 위치에 따라 로터가 스테이터의 내측에 배치되는 내전형(Inner rotor type)과, 로터가 스테이터의 외측에 배치되는 외전형(Outer rotor type)으로 구분될 수 있다. 내전형 BLDC모터의 경우 외전형 BLDC모터에 비해 로터의 외경이 작아지므로 관성 모멘트를 작게 할 수 있으나 로터에 부착되는 마그넷(magnet)의 기계적 강도나 로터와의 접착 강도의 한계 때문에 고속 회전이 어려우나, 외전형 BLDC 모터의 경우 로터의 내측에 마그넷을 설치하게 되기 때문에 마그넷의 기계적 강도 및 로터와의 접착 강도 문제에 자유롭게 되어 고속회전용으로 적합할 수 있다.

다만, 외전형 BLDC 모터를 고속운전할 경우 로터의 외경이 커짐에 따라 로터가 회전축과 완전한 동심을 이루지 못하게 되면 고속 회전시 로터의 진동이 크게 발생하면서 로터 내측의 마그넷과 스테이터 사이의 간극이 일정하지 않을 수 있고 이에 따라 고속회전시 로터 내측의 마그넷과 스테이터 사이의 충돌을 방지하기 위하여 마그넷과 스테이터 사이의 간극을 일정수준 이상 유지해야 한다. 이와 같이, 마그넷과 스테이터사이의 간극을 크게 하여 유지할 경우, 자속 누설이 증가하면서 모터의 효율이 저하될 수 있으므로, 로터가 편심되지 않게 모터에 설치되고 이러한 동심상태가 유지되도록 하는 것이 중요하다.

또한, 외전형 BLDC 모터는 로터가 전체적으로 스테이터를 감싸는 구조를 갖게 되므로, 내부의 스테이터에서 발생하는 열을 외부로 방열하기에 불리할 수 있으므로, 장시간 고속회전시 모터의 신뢰성 확보를 위하여는 모터의 방열성능도 중요하다.

본 발명의 일 측면은 소비 전력 대비 출력이 극대화될 수 있는 고효율 모터 및 이를 갖는 팬 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 일 측면은 로터의 고속회전시 로터의 진동발생이 최소화될 수 있는 모터 및 이를 갖는 팬 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 일 측면은 방열성능이 향상된 모터 및 이를 갖는 팬 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 팬 장치는, 전자기 유도를 위한 코일이 설치되는 스테이터와, 상기 스테이터의 외측에 회전가능하게 설치되는 로터와, 상기 로터를 회전가능하게 지지하기 위한 회전축을 포함하는 모터; 상기 로터와 연동되며 송풍을 위한 다수의 날개를 구비하는 임펠러;를 포함하고, 상기 로터는 외관을 형성하는 로터 하우징을 포함하고, 상기 로터 하우징은 그 상면에 돌출되어 상기 임펠러의 날개와 함께 연속적인 형상을 형성하며 상기 로터의 회전에 따라 송풍을 유도하는 날개부를 포함할 수 있다.

상기 임펠러는 상기 로터 하우징이 내측에 인서트된 상태에서 상기 로터 하우징과 일체로 사출성형될 수 있다.

상기 로터 하우징은 그 외주면에 상기 임펠러의 사출시 상기 로터 하우징과 상기 임펠러의 결합을 위하여 상기 로터 하우징의 외주면에서 상기 로터 하우징의 반경방향으로 돌출형성되는 다수의 결합부를 더 포함할 수 있다.

상기 결합부는 상기 로터에 편심 모멘트를 발생하지 않는 배열과 형상을 갖도록 상기 로터 하우징에 형성될 수 있다.

상기 결합부는 상기 로터에 편심 모멘트를 발생하지 않도록 배열되고, 모두 같은 형상과 크기를 갖도록 형성될 수 있다.

상기 다수의 결합부는 상기 로터 하우징의 회전 중심을 지나는 중심선 상에 대향되게 한 쌍을 이루도록 배치되고, 상기 하나의 결합부가 배치된 일측에서 중심선을 따라 반대되는 타측에 결합부가 한 쌍을 이루며 배치되는 방식으로 배열되고, 한 쌍을 이루는 상기 다수의 결합부들이 편심 모멘트가 발생하지 않게 상기 로터 하우징의 둘레를 따라 동일한 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.

상기 결합부는 그 단면이 직사각형으로 형성될 수 있으며, 상기 로터 하우징의 반경방향 최외곽부분이 가장 넓은 단면적을 갖고 상기 로터 하우징의 중심방향으로 가면서 단면적이 작아지는 형상으로 형성될 수 있다.

상기 로터 하우징은 금속 분말사출성형에 의해 사출성형될 수 있다.

상기 모터는 상기 로터 하우징의 내측 둘레를 따라 배치되는 다수의 마그넷과, 상기 로터 하우징의 상부 내측에 배치되는 로터 허브;를 포함하며,

상기 로터 하우징은 상기 로터 허브 및 상기 마그넷이 인서트된 상태에서 금속 분말사출성형에 의해 상기 로터 허브 및 상기 마그넷과 일체로 사출성형될 수 있다.

상기 로터 상기 로터 하우징과 상기 회전축사이에 상기 회전축의 둘레를 따라 배치되어 상기 로터 하우징을 상기 회전축에 고정하는 부싱부와, 상기 부싱부로부터 상기 회전축의 반경방향으로 연장형성되는 다수의 방사 지지부를 포함할 수 있다.

상기 다수의 방사 지지부는 그 각각이 상기 회전축의 반경방향으로 연장된 방사형 가지형상을 갖도록 형성되고, 동일한 중심각만큼 이격되게 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 팬 장치는, 소비 전력 대비 출력이 극대화되어 에너지 절감 효과가 뛰어날 수 있다.

본 발명에 따른 팬 장치는, 로터의 고속회전시 로터의 진동발생이 최소화될 수 있다.

본 발명에 따른 팬 장치는, 방열성능이 향상되어 장시간 고속운전시에도 신뢰성 및 내구성이 뛰어날 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 팬 장치에 대한 평면도이다.
도 3은 도 1의 팬 장치에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 로터를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 내부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 허브를 도시한 도면이다.
도 7은 도 4에서 로터 허브의 제1고정부를 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 4에서 로터 허브의 제2고정부를 나타낸 단면도이다.

이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 팬 장치에 대한 평면도이고, 도 3은 도 1의 A-A'선에 대한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 로터를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 허브를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 허브를 도시한 도면이고, 도 7은 도 4에서 로터 허브의 제1고정부를 나타낸 단면도이며, 도 8은 도 4에서 로터 허브의 제2고정부를 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(10)는 전자기력 발생을 위한 스테이터(100)와, 상기 스테이터(100)의 외측에 회전가능하게 설치되는 로터(200)와, 상기 스테이터(100)에 회전가능하게 설치되고 로터(200)를 회전가능하게 지지하는 회전축(300)을 포함하여 외전형 BLDC 모터로 구성될 수 있다.

스테이터(100)는 전류가 인가되는 코일(110)과, 상기 코일(110)이 권선되는 복수의 티스(Tooth)를 구비하는 스테이터 코어(120)를 포함할 수 있다.

회전축(300)은 스테이터(100)를 관통하도록 배치될 수 있으며, 스테이터(100)에 배치되는 베어링(400)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다.

로터(200)는 외관을 형성하며 내측에 스테이터(100)가 수용될 공간이 형성된 로터 하우징(210)과, 로터 하우징(210)과 회전축(300) 사이에 배치되는 로터 허브(220)와, 로터 하우징(210)의 내주면에 배치되는 마그넷(230)을 포함할 수 있다.

로터 하우징(210)은 축방향 일측이 개구된 원통형으로 형성될 수 있고, 이 개구된 일측을 통해 스테이터(100)가 삽입될 수 있게 형성될 수 있다. 로터 하우징(210)은 일반적인 주조법이나 드로잉과 같은 소정가공법이 아닌 나노입자 크기의 금속분말을 분말사출성형법에 의해 정밀성형될 수 있다. 따라서, 로터 하우징(210)은 치수의 정밀도가 매우 높은 상태로 성형될 수 있어, 회전축(300)을 중심으로 동심도가 매우 높아 회전시 편심모멘트가 발생하지 않는 형상으로 성형될 수 있다. 또한, 로터 하우징(210)은 금속재질로 형성되기 때문에 스테이터(100) 내측에서 발생하는 열을 모터 외부로 방열하기에 유리하고, 플라스틱 수지나 세라믹 재질로 형성되는 경우에 비하여 기계적인 강도도 우수하여, 로터(200)가 고속회전하는 경우에도 로터 하우징(210)의 파손과 같은 위험 가능성이 현저하게 낮게 되어 모터의 신뢰성이 향상될 수 있다.

로터 하우징(210)의 내주면 둘레를 따라 다수의 마그넷(230)이 배치될 수 있다. 이러한 마그넷(230)은 스테이터(100)와의 상호작용을 위해 스테이터(100)와 대향되도록 배치될 수 있다. 또한, 마그넷(230)은 로터 하우징(210)에 내주면에 부착되거나 마그넷(230)이 인서트된 상태로 로터 하우징(210)을 성형하여 마그넷(230)의 일부분이 로터 하우징(210)의 내측에 매립된 형태로 설치될 수 있다. 따라서, 로터(200)가 고속으로 회전하는 경우에도 마그넷(230)이 로터 하우징(210)과 분리되어 모터(10)의 고장이 발생할 가능성이 현저하게 낮아질 수 있다.

로터(200)에는 임펠러(20)가 고정적으로 결합되어 로터(200)와 함께 연동되어 로터(200) 회전시 송풍력을 발생할 수 있고, 이에 따라 모터(10)와 임펠러(20)는 하나의 팬 장치(1)를 구성할 수 있다.

임펠러(20)는 플라스틱 수지로 구성될 수 있으며, 플라스틱 사출성형에 의해 형성될 수 있다. 임펠러(20)는 사출시 로터 하우징(210)이 내측에 인서트된 상태로 로터 하우징(210)과 일체로 사출성형될 수 있으며, 특히 기계적인 특성이 우수한 엔지니어링 플라스틱 소재로 구성될 수 있다.

임펠러(20)는 송풍력을 발생시키기 위한 다수의 날개(21)를 포함하여 구성될 수 있고, 로터 하우징(200)은 임펠러(20)의 날개(21)와 연결되는 다수의 날개부(212)를 더 포함할 수 있다.

날개부(212)는 로터 하우징(210)의 상면에 돌출되어 임펠러(20)의 날개(21) 일부분을 대체할 수 있게 임펠러(20)의 날개(21)와 함께 연속적인 형상을 형성할 수 있다. 따라서, 임펠러(20)의 날개(21)는 로터 하우징(210)의 상면으로 연장되어 배치되지 않고 이를 로터 하우징(210)의 날개부(212)가 대신하여 로터(200)의 회전에 따른 송풍을 유도한다.

로터 하우징(210)은 그 외주면에 임펠러(20)의 사출시 로터 하우징(210)과 결합을 위한 다수의 결합부(213)를 더 포함할 수 있다.

결합부(213)는 로터 하우징(210)의 외주면에서 로터 하우징(210)의 반경방향로 돌출형성될 수 있다. 따라서, 결합부(213)는 로터 하우징(210)과 임펠러(20)가 일체로 사출된 상태에서 두 부재사이의 체결력을 향상시키고, 로터 하우징(210)의 반경방향으로 돌출되므로 로터(200)의 회전에 따라 로터 하우징(210)에서 발생하는 토오크(Torque)를 임펠러(20)에 전달하기 유리한 구조를 제공한다.

결합부(213)는 로터 하우징(210)의 외주면에서 돌출된 구조로 형성되므로, 결합부(213)는 로터(200)에 편심 모멘트를 발생하지 않는 배열과 형상을 갖도록 로터 하우징(210)에 형성될 수 있다.

일례로, 로터(200)에 편심 모멘트를 발생하지 않는 배열과 형상을 갖도록 다수의 결합부(213)는 모두 같은 형상과 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 결합부(213)는 로터 하우징(210)의 회전 중심을 지나는 중심선 상에 대향되게 한 쌍을 이루도록 배치될 수 있다. 즉, 하나의 결합부(213)가 배치된 일측에서 중심선을 따라 반대되는 타측에 결합부(213)가 쌍을 이루며 배치되는 방식으로 배열될 수 있다. 이와 같이 한 쌍을 이루는 다수의 결합부(213)들이 편심 모멘트가 발생하지 않게 로터 하우징(210)의 둘레를 따라 동일한 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.

결합부(213)는 그 단면이 직사각형으로 형성될 수 있으며, 로터 하우징(210)의 반경방향 최외곽부분이 가장 넓은 단면적을 갖고 로터 하우징(210)의 중심방향으로 가면서 단면적이 작아지는 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 임펠러(20)가 사출성형되어 결합된 상태에서 로터(200)가 고속회전하여 강한 원심력이 발생하더라도 결합부(213)와 이를 감싸고 있는 임펠러(20) 부분사이에 원심력에 대한 강한 결합력이 유지되어 임펠러(20)가 로터 하우징(210)에서 이탈되거나 로터 하우징(210)과 임펠러(20) 사이의 이격이 발생하지 않고 임펠러(20)가 안정적으로 회전할 수 있게 된다.

또한, 로터 하우징(210)의 날개부(212)와 결합부(213)는 로터 하우징(210)에 일체로 형성되어 로터 하우징(210)의 외면에 돌출된 구조를 형성하므로 각각 송풍력 발생과 동력전달이라는 기능 이외에 로터 하우징(210)의 표면적을 증가시키며 모터(10)의 열이 외부로 방열하는 것을 돕는 방열핀으로터의 기능도 수행할 수 있어 모터(10)의 방열성능을 향상시키는 역할을 할 수 있다.

로터 허브(220)는 로터 하우징(210)의 개구된 일측 하부에 반대되는 로터 하우징(210)의 상부에 배치될 수 있다.

로터 허브(220)는 단일 금속 또는 2이상의 금속이 혼합된 합금으로 구성될 수 있으며, 방열성 및 강도가 뛰어난 재질로 형성될 수 있다. 또한 로터 허브(220)는 복잡한 형상을 갖을 수 있기 때문에 다이캐스팅과 같은 정밀 주조법에 의해 형성될 수 있다.

로터 허브(220)는 적어도 그 일부분이 로터 하우징(210)내에 매립될 수 있고, 이를 위하여 로터 허브는 완전한 형상으로 제작이 완료된 상태에서 로터 하우징(210)이 사출성형될 때 인서트되어 로터 하우징(210)과 일체로 사출성형될 수 있다.

로터 허브(220)는 회전축(300)과 결합을 위한 부싱부(221)를 포함할 수 있다. 부싱부(221)는 그 내측에 회전축(300)이 억지끼움 형태로 결합되어 고정될 수 있고, 따라서 회전축(300) 및 로터 허브(220)와 함께 회전할 수 있다.

부싱부(221)는 회전축(300)의 외면을 감싸면서 회전축(300)의 축방향으로 소정 길이를 갖도록 축방향으로 연장된 형상을 갖을 수 있고, 이러한 부싱부(221)의 축방향 연장구조에 의해 회전축(300)과의 결합력 및 지지력이 향상되어 로터(200)와 회전축(300) 사이를 견고하게 지지할 수 있고, 특히 로터(200) 회전시 발생할 수 있는 회전축(300)의 축방향에 의한 편심하중을 지지할 수 있다. 로터 하우징(210)에도 로터 허브(220)의 부싱부(221)를 감싸며 지지하기 위한 부싱부(211)가 형성될 수 있다.

로터 허브(220)는 부싱부(221)로부터 연장되는 플랜지부(222)를 더 포함할 수 있다.

플랜지부(222)는 부싱부(221)의 외면으로부터 반경방향으로 연장된 원반형상으로 형성될 수 있다. 이러한 플랜지부(222)는 후술할 방사 지지부(223)와 부싱부(221) 사이에 배치되어 두 부분 사이를 연결하며 지지할 수 있다.

방사 지지부(223)는 회전축(300)의 반경방향으로 연장된 방사형 가지형상을 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 방사 지지부(223)는 다수개로 형성될 수 있으며, 각각의 방사 지지부(223)는 일정한 중심각만큼 이격되게 배치될 수 있다.

또한, 다수의 방사 지지부(223)의 길이는 도시된 바와 같이 그 길이가 모두 같게 형성될 수 있다.

방사 지지부(223)는 로터 하우징(210)의 상부와 결합될 수 있으며, 전체 또는 적어도 일부분이 로터 하우징(21) 내부에 매립된 형태로 배치될 수 있다.

따라서, 방사 지지부(223)는 로터 하우징(210)과 일체를 이루며 로터 하우징(210)과의 결합력이 매우 높을 수 있고, 이에 따라 로터 하우징(210)의 강도를 보강함과 함께 모터(10)의 방열성을 향상하는 기능을 수행할 수 있다.

로터 허브(220)는 다수의 방사 지지부(223)들 사이를 연결하여 지지하기 위한 연결부(224)를 더 포함할 수 있다. 연결부(224)는 방사 지지부(223)의 외곽 단부보다 부싱부(221)의 반경방향 내측에 부싱부(221)의 원주방향을 따라 형성되며 다수의 방사 지지부(223)들을 연결하며 방사 지지부(223)의 강도를 보강한다.

로터 허브(220)는 다수의 방사 지지부(223)의 외곽 단부에 배치되어 로터 하우징(210)의 축방향으로 돌출되어 로터 하우징(210)을 축방향으로 관통하도록 배치되는 제1고정부(225)를 더 포함할 수 있다.

이러한 제1고정부(225)는 로터 허브(220)와 로터 하우징(210) 사이의 결합력을 높이고, 로터 하우징(210)의 축방향으로 연장된 구조에 의해 로터 허브(220)가 로터 하우징(210)에 가해지는 로터 하우징(210)의 반경방향 하중을 지지하기에 유리한 구조를 제공한다.

이러한 제1고정부(225)는 도시된 실시예와 같이 로터 하우징(210)을 내외로 관통하여 그 상단과 하단이 로터 하우징(210)의 외측 및 내측에 노출되게 배치될 수 있다.

또한, 제1고정부(225)는 그 외면이 로터 허브(220)가 로터 하우징(210)에 매립된 상태에서 로터 하우징(210)의 상면과 연속적인 형상을 이루며 하나의 면을 형성할 수 있다.

또는, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 축방향 연장구조는 동일하되, 로터 하우징(210)을 완전히 관통하지 않고 로터 하우징(21) 내부에 매립되어 외부에서 제1고정부(225)가 노출되지 않는 형태로 마련될 수도 있다.

로터 허브(220)는 연결부(224)에 형성되는 제2고정부(226)를 더 포함할 수 있다. 제2고정부(226)는 제1고정부(225)와 마찬가지로 로터 하우징(210)을 내외로 관통하여 그 상단과 하단이 로터 하우징(210)의 외측 및 내측에 노출되게 배치되거나, 축방향 연장구조는 동일하되 로터 하우징(210)을 완전히 관통하지 않고 로터 하우징(210) 내부에 매립되는 형태로 마련될 수도 있다.

제2고정부(226)는 상술한 바와 같이 연결부(224)에 형성될 수 있고, 연결부(224)가 방사 지지부(223)의 외곽 단부보다 부싱부(221)의 반경방향 내측으로 부싱부(221)의 원주방향을 따라 형성되므로, 방사 지지부(223)의 외곽 단부에 배치되는 제1고정부(225)보다 부싱부(221)의 반경방향 내측으로 배치될 수 있다.

이러한 제2고정부(226)는 로터 허브(220)의 둘레방향을 따라 제1고정부(225)와 교대로 배치될 수 있다. 또한, 제2고정부(226)는 제1고정부(225)와 마찬가지로 로터 허브(220)와 로터 하우징(210) 사이의 결합력을 높이고, 로터 하우징(210)의 축방향으로 연장된 구조에 의해 로터 허브(220)가 로터 하우징(210)에 가해지는 로터 하우징(210)의 반경방향 하중을 지지하기에 유리한 구조를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 다수의 방사 지지부(223)는 그 중 일부가 서로 길이가 같은 하나의 그룹을 형성하고 나머지는 서로 같은 길이를 갖되 앞선 그룹의 방지 지지부(223)의 길이와는 다른 길이를 갖는 다른 하나의 그룹을 형성할 수 있다.

이와 같이 서로 다른 길이를 갖는 방사 지지부(223)는 부싱부(221)의 둘레방향을 따라 서로 교차되게 배치될 수 있다. 즉, 길이가 긴 방사지지부(223)와 길이가 상대적으로 짧은 방사 지지부(223)가 교대로 배치될 수 있다. 이러한 방사 지지부(223)의 구조는 그 단부에 배치되는 제1고정부(225)가 로터 하우징(210)의 상면 여러 부분에 분산 배치되도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 로터 허브(220)는 회전시 편심 모멘트가 발생하지 않도록 로터 허브(220)를 구성하는 각각 구성요소들, 즉 방사 지지부(223), 제1고정부(225), 연결부(224), 제2고정부(226) 및 플랜지부(222)는 로터 허브(220)의 회전중심을 기준으로 편심 모멘트가 0이 되는 형상과 구조를 갖도록 형성되면서 로터 허브(220)의 회전중심에 대하여 대칭적인 구조를 갖도록 형성될 수 있으며, 제1,2 고정부(225,226)들을 통해 로터 하우징(210)의 반경방향 하중을 효과적으로 지지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 모터(10)의 로터(200)는 매우 높은 회전 밸런스를 갖게 되므로 고속회전에 유리하고 로터(200)와 스테이터(100) 사이의 간격이 매우 미세한 초접근상태에서도 로터(200)의 안정적인 회전이 가능할 수 있다.

로터 허브(220)는 열전도성이 뛰어난 금속으로 구성되어 로터 하우징(210)의 방열성능을 보강하여 모터 전체의 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 로터 하우징(210)을 나노분말을 소재로 금속 분말 사출성형하여 정밀하게 제작하면서, 마그넷(230)을 인서트 성형하게 되면 기존 0.5 내지 1mm 가 한계이었던 로터(200)와 스테이터(100) 사이의 간격을 0.5mm 이하 수준으로 설정할 수 있고, 아울러 로터 허브(220)를 통한 로터 하우징(210)의 강도 보강에 의해 로터(200)가 고속회전하는 경우에도 상기한 로터(200)와 스테이터(100) 사이의 간격이 유지되면서 소음 및 진동 발생을 최소화될 수 있다. 따라서, 로터(200)와 스테이터(100) 사이의 간격을 최소화할 수 있고 이에 따라 자속의 손실이 최소화되면서 모터(10)는 동력효율이 향상되어 저전력으로 높은 구동출력을 발생시켜 높은 에너지효율을 갖을 수 있다.

이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 팬 장치 10 : 모터
20 : 임펠러 100 : 스테이터
200 : 로터 210 : 로터 하우징
211 : 부싱부 212 : 날개부
213 : 결합부 220 : 로터 허브
223 : 방사 지지부 225 : 제1고정부
226 : 제2고정부 230 : 마그넷
300 : 회전축

Claims

전자기 유도를 위한 코일이 설치되는 스테이터와,
상기 스테이터의 외측에 회전가능하게 설치되는 로터와,
상기 로터를 회전가능하게 지지하기 위한 회전축을 포함하는 모터;
상기 로터와 연동되며 송풍을 위한 다수의 날개를 구비하는 임펠러;를 포함하고,
상기 로터는 외관을 형성하는 로터 하우징을 포함하며,
상기 로터 하우징은 그 상면에 돌출되어 상기 임펠러의 날개와 함께 연속적인 형상을 형성하며 상기 로터의 회전에 따라 송풍을 유도하는 날개부를 포함하는 팬 장치.
제1항에 있어서,
상기 임펠러는 상기 로터 하우징이 내측에 인서트된 상태에서 상기 로터 하우징과 일체로 사출성형되는 팬 장치.
제2항에 있어서,
상기 로터 하우징은, 그 외주면에 상기 임펠러의 사출시 상기 로터 하우징과 상기 임펠러의 결합을 위하여 상기 로터 하우징의 외주면에서 상기 로터 하우징의 반경방향으로 돌출형성되는 다수의 결합부를 더 포함하는 팬 장치
제3항에 있어서,
상기 결합부는 상기 로터에 편심 모멘트를 발생하지 않는 배열과 형상을 갖도록 상기 로터 하우징에 형성되는 팬 장치.
제4항에 있어서,
상기 결합부는 상기 로터에 편심 모멘트를 발생하지 않도록 모두 같은 형상과 크기를 갖도록 형성되는 팬 장치.
제5항에 있어서,
상기 다수의 결합부는 상기 로터 하우징의 회전 중심을 지나는 중심선 상에 대향되게 한 쌍을 이루도록 배치되고, 상기 하나의 결합부가 배치된 일측에서 상기 중심선을 따라 반대되는 타측에 결합부가 한 쌍을 이루며 배치되는 방식으로 배열되고, 한 쌍을 이루는 상기 다수의 결합부들이 편심 모멘트가 발생하지 않도록 상기 로터 하우징의 둘레를 따라 동일한 간격을 두고 이격되게 배치되는 팬 장치.
제6항에 있어서,
상기 결합부는 그 단면이 직사각형으로 형성될 수 있으며, 상기 로터 하우징의 반경방향 최외곽부분이 가장 넓은 단면적을 갖고 상기 로터 하우징의 중심방향으로 가면서 단면적이 작아지는 형상으로 형성되는 팬 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 로터 하우징은 금속 분말사출성형에 의해 사출성형되는 팬 장치.
제8항에 있어서,
상기 모터는 상기 로터 하우징의 내측 둘레를 따라 배치되는 다수의 마그넷과, 상기 로터 하우징의 상부 내측에 배치되는 로터 허브;를 포함하며,
상기 로터 하우징은 상기 로터 허브 및 상기 마그넷이 인서트된 상태에서 금속 분말사출성형에 의해 상기 로터 허브 및 상기 마그넷과 일체로 사출성형되는 팬 장치.
제9항에 있어서, 상기 로터 상기 로터 하우징과 상기 회전축사이에 상기 회전축의 둘레를 따라 배치되어 상기 로터 하우징을 상기 회전축에 고정하는 부싱부와, 상기 부싱부로부터 상기 회전축의 반경방향으로 연장형성되는 다수의 방사 지지부를 포함하는 팬 장치.
제10항에 있어서, 상기 다수의 방사 지지부는 그 각각이 상기 회전축의 반경방향으로 연장된 방사형 가지형상을 갖도록 형성되고, 동일한 중심각만큼 이격되게 배치되는 팬 장치.