KR102564193B1 - Blower motor of air conditioning system for automotive vehicles - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 공조장치용 블로어 모터에 관한 것으로서, 주요 설계인자를 개선함으로써, 우수한 코깅토크, 리플전류, 철손, 불평형 전자기력 특성을 가질 수 있고, 이를 통해, 우수한 모터성능을 유지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 모터 하우징과, 모터 하우징의 내주면에 간격을 두고 설치되는 복수의 스테이터들과, 스테이터들의 내측에 회전가능하게 설치되는 로터와, 로터의 회전중심축에 설치되는 복수의 정류자들 및, 각 정류자에 전기를 인가하는 복수의 브러시들을 구비하며, 로터는, 외주면에 간격을 두고 형성되는 다수의 슬롯들과, 각 슬롯에 권선되는 복수의 코일을 포함하는 차량 공조장치용 블로어 모터에 있어서, 모터 하우징의 내주면에 설치되는 스테이터들이 4개이고, 로터의 각 정류자에 전기를 인가하는 브러시가 2개이며; 4개의 스테이터들과 각각 인력 및 척력작용을 하면서 회전토크를 발생시키는 로터의 슬롯과, 슬롯에 권선되는 코일부분이 18개이고; 블로어 모터의 스펙(Spec)들 중 특정 스펙이 특정값을 유지할 수 있도록, 블로어 모터의 설계인자들 중 하나 이상의 설계인자를 미리 설정된 값으로 설계하는 것을 특징으로 하는 4극 18슬롯(Slot) 2브러시(Brush) 구조이다.The present invention relates to a blower motor for a vehicle air conditioner, and has an excellent cogging torque, ripple current, iron loss, and unbalanced electromagnetic force characteristics by improving major design factors, thereby maintaining excellent motor performance. to be
In order to achieve this object, the present invention provides a motor housing, a plurality of stators installed at intervals on the inner circumferential surface of the motor housing, a rotor rotatably installed inside the stators, and a rotation center axis of the rotor A vehicle air conditioner including a plurality of commutators and a plurality of brushes for applying electricity to each commutator, and a rotor including a plurality of slots formed at intervals on an outer circumferential surface and a plurality of coils wound on each slot. In the blower motor for use, there are four stators installed on the inner circumferential surface of the motor housing, and two brushes for applying electricity to each commutator of the rotor; There are 18 rotor slots and 18 coils wound on the slots, which generate rotational torque while acting on attraction and repulsion with each of the four stators; 4-pole 18-slot 2 brush, characterized in that one or more design factors among the design factors of the blower motor are designed to a preset value so that certain specifications among the specifications of the blower motor can maintain a specific value (Brush) structure.

Description

차량 공조장치용 블로어 모터{BLOWER MOTOR OF AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}Blower motor for vehicle air conditioning system {BLOWER MOTOR OF AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}

본 발명은 차량 공조장치용 블로어 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 주요 설계인자를 개선함으로써, 우수한 코깅토크, 리플전류, 철손, 불평형 전자기력 특성을 가질 수 있고, 이를 통해, 우수한 모터성능을 유지할 수 있는 차량 공조장치용 블로어 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a blower motor for a vehicle air conditioner, and more particularly, by improving key design factors, it can have excellent cogging torque, ripple current, iron loss, and unbalanced electromagnetic force characteristics, thereby maintaining excellent motor performance It relates to a blower motor for a vehicle air conditioner that can be used.

자동차는 차실내의 온도를 조절하기 위한 공조장치를 갖추고 있다. 이러한 공조장치는, 각종 액츄에이터들을 구비하고 있으며, 그 일례로서, 블로어 모터(Blower Motor)가 있다.Vehicles are equipped with an air conditioning system for regulating the temperature inside the vehicle. Such an air conditioner includes various actuators, and as an example thereof, there is a blower motor.

블로어 모터는, 인가되는 제어신호에 따라 작동되면서 블로어 팬을 회전시키는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 2극 12슬롯(Slot) 2브러시(Brush) 타입으로 구성되는 것이 보통이다.The blower motor rotates the blower fan while being operated according to the applied control signal, and as shown in FIG. 1, it is usually composed of a 2-pole 12-slot 2-brush type.

이러한 블로어 모터는, 브러시(1)들을 통해 정류자(3)들에 전기가 인가되면, 인가된 전기에 의해 슬롯(5)의 코일(6)부분에 자기장이 발생되고, 발생된 자기장이 둘레의 스테이터(Stator)(7)들과 인력과 척력작용을 하면서 회전토크를 발생시키며, 발생된 회전토크로 인해 로터(Rotor)(8)가 회전된다.In such a blower motor, when electricity is applied to the commutators 3 through the brushes 1, a magnetic field is generated in the coil 6 of the slot 5 by the applied electricity, and the generated magnetic field is transmitted to the stator around the stator. Rotational torque is generated while acting with attraction and repulsive force with the stator (7), and the rotor (8) is rotated due to the generated rotational torque.

그런데, 이러한 종래의 블로어 모터는, 2극 12슬롯 타입의 구조이므로, 출력에 비해 무게가 무겁고, 부피가 크다는 단점이 있다.However, since such a conventional blower motor has a 2-pole 12-slot type structure, it has a disadvantage in that it is heavy and bulky compared to the output.

또한, 2극 12슬롯 타입의 구조이므로, 회전 시에, 로터(8)의 코일(6)부분과 스테이터(7)들 사이의 인력변화로 인해 발생하는 "코깅토크(Cogging Torque)"가 매우 크다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 로터(8)에 진동이 발생되고, 로터(8)의 회전속도에 변화가 발생된다는 문제점이 있다.In addition, since it is a 2-pole 12-slot type structure, "Cogging Torque" generated due to the change in attraction between the coil 6 part of the rotor 8 and the stator 7 during rotation is very large. There is a disadvantage, and because of this disadvantage, there is a problem that vibration occurs in the rotor 8 and a change in the rotational speed of the rotor 8 occurs.

또한, 로터(8)의 코일(6)에 전기를 인가하는 과정에서, 코일(6)부분과 스테이터(7)들 간의 주기적인 인력변화와 그로 인한 자기장의 변화로 인해 리플전류(맥동전류: Ripple Current)가 발생되는데, 이러한 리플전류가 2극 12슬롯 타입의 구조 때문에 매우 크게 발생한다는 단점이 있다.In addition, in the process of applying electricity to the coil 6 of the rotor 8, the ripple current (pulsating current: Current) is generated, and this ripple current is generated very large due to the structure of the 2-pole 12-slot type.

한편, 이를 감안하여, 무게와 크기를 줄여 소형, 경량화가 가능하고, 로터의 코일과 스테이터들 사이에서의 코깅토크를 저감시킬 수 있으며, 로터 코일의 전기인가과정에서 발생되는 리플전류를 최소화할 수 있는 기술이 개발되고 있다.On the other hand, in consideration of this, it is possible to reduce the weight and size to reduce the size and weight, reduce the cogging torque between the coil of the rotor and the stator, and minimize the ripple current generated in the process of applying electricity to the rotor coil. technology is being developed.

그 일례로서, 본 출원인이 출원한 국내특허출원 제2017-0012631호의 "차량 공조장치용 블로어 모터"가 있다.As an example, there is “a blower motor for a vehicle air conditioner” of Korean Patent Application No. 2017-0012631 filed by the present applicant.

이 기술은, 도 2에 도시된 바와 같이, 스테이터(7)들을 4개로 구성하고, 브러시(1)들을 2개로 구성하며, 로터(8)의 슬롯(5)과 코일(6)을 24개로 구성하는 것으로, 4극 24슬롯(Slot) 2브러시(Brush) 구조를 갖는다.As shown in FIG. 2, this technology consists of 4 stators 7, 2 brushes 1, and 24 slots 5 and coils 6 of the rotor 8. By doing so, it has a 4 pole 24 slot (Slot) 2 brush (Brush) structure.

이러한 블로어 모터는, 4극 24슬롯 2브러시 구조이므로, 로터(8)의 코일(6)과 스테이터(7)들의 크기를 줄이고서도 종래의 2극 12슬롯 2브러시 구조의 블로어 모터와 동등한 출력을 가질 수 있으며, 이를 통해, 소형, 경량화가 가능하다.Since this blower motor has a 4-pole 24-slot 2-brush structure, it has an output equivalent to that of a conventional 2-pole 12-slot 2-brush structure blower motor even though the sizes of the coils 6 and stators 7 of the rotor 8 are reduced. Through this, it is possible to reduce the size and weight.

또한, 4극 24슬롯 2브러시의 구조를 가지므로, 로터(8)의 회전토크 손실없이 로터(8)의 코일(6)부분과 스테이터(7)들의 크기를 줄일 수 있고, 이를 통해, 로터(8)의 코일(6)부분과 스테이터(7)들 사이에서 발생하는 "코깅토크"를 저감시킬 수 있으며, 그 결과, "코깅토크"로 인한 로터(8)의 진동과, 로터(8)의 회전속도에 변화를 저감시킬 수 있다.In addition, since it has a structure of 4 poles, 24 slots and 2 brushes, it is possible to reduce the size of the coil 6 portion of the rotor 8 and the stators 7 without loss of rotational torque of the rotor 8, and through this, the rotor ( It is possible to reduce the "cogging torque" generated between the coil 6 part of 8) and the stator 7, and as a result, the vibration of the rotor 8 due to the "cogging torque" and the Changes in rotational speed can be reduced.

또한, 4극 24슬롯 2브러시의 구조를 가지므로, 로터(8)의 회전토크 손실없이 로터(8)의 코일(6)부분과 스테이터(7)들의 크기를 줄일 수 있고, 이를 통해, 코일(6)부분과 스테이터(7)들 간의 자기장 변화로 인한 "리플전류"를 저감시킬 수 있다.In addition, since it has a structure of 4 poles, 24 slots and 2 brushes, it is possible to reduce the size of the coil 6 portion of the rotor 8 and the stators 7 without loss of rotational torque of the rotor 8, and through this, the coil ( 6) It is possible to reduce the "ripple current" due to the change of the magnetic field between the part and the stator 7.

그런데, 이러한 4극 24슬롯 2브러시 구조의 블로어 모터는, 소형, 경량화가 가능하고, 코깅토크와 리플전류를 저감시킬 수 있지만, 로터(8)의 슬롯(5)에 대한 코일(6)의 권선 작업이 매우 어렵다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 생산성에 현저하게 저하된다는 문제점이 있다.By the way, the blower motor of this 4-pole 24-slot 2-brush structure can be compact and lightweight, and can reduce cogging torque and ripple current, but the winding of the coil 6 for the slot 5 of the rotor 8 There is a disadvantage that the operation is very difficult, and because of this disadvantage, there is a problem that the productivity is remarkably lowered.

특히, 로터(8)의 슬롯(5)을 24개로 설계 및 제조하는 과정에서, 슬롯(5)의 폭과 개방부가 매우 좁게 구성되는데, 이렇게 좁고 협소한 구조 때문에 슬롯(5)에 일정 굵기의 코일(6)을 권선하기가 매우 까다롭고 힘들다는 단점이 있다.In particular, in the process of designing and manufacturing 24 slots 5 of the rotor 8, the width and opening of the slot 5 are configured to be very narrow. There is a disadvantage that winding (6) is very difficult and difficult.

더욱이, 슬롯(5)에 대한 코일(6)의 권선작업은 대부분 자동 권선설비를 통해 이루어지고, 이러한 자동 권선설비는 좁고 협소한 슬롯(5)에 출입하면서 코일(6)을 권선해야 하는데, 상기와 같이, 좁고 협소한 슬롯(5)에 자동 권선설비가 출입하기가 매우 어렵다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 로터(8)의 슬롯(5)에 대한 코일(6)의 권선 작업에 많은 어려움을 겪고 있다는 문제점이 있으며, 그 결과, 블로어 모터의 양산성이 현저하게 저하된다는 결점이 있다.Moreover, most of the winding work of the coil 6 to the slot 5 is performed through an automatic winding facility, and such an automatic winding facility must wind the coil 6 while entering and exiting the narrow slot 5. As such, there is a disadvantage that it is very difficult for the automatic winding equipment to enter and exit the narrow and narrow slot 5, and because of this disadvantage, it is difficult to wind the coil 6 to the slot 5 of the rotor 8. As a result, there is a drawback that the mass productivity of the blower motor is remarkably lowered.

뿐만 아니라, 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터는, 2극 12슬롯 2브러시 구조에 비해 코깅토크와 리플전류를 저감시키기는 하지만, 여전히 만족할만한 수준의 코깅토크와 리플전류 저감 효과를 얻을 수 없다는 단점이 있다.In addition, although the conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor reduces cogging torque and ripple current compared to the 2-pole 12-slot 2-brush structure, it is still possible to obtain a satisfactory level of cogging torque and ripple current reduction effect. There is a downside to not having it.

그리고 이러한 단점 때문에, 여전히 코깅토크와 리플전류로 인한 로터(8)의 진동과 회전속도 변화 및 소음이 발생된다는 문제점이 있다.And because of these disadvantages, there is still a problem in that vibration of the rotor 8 due to cogging torque and ripple current, change in rotational speed, and noise are generated.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 구조를 개선함으로써, 로터의 슬롯에 대한 코일의 권선작업이 매우 용이하면서도 4극 24슬롯 2브러시 구조와 동등하거나 그 이상의 성능을 가질 수 있는 차량 공조장치용 블로어 모터를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above conventional problems, and its purpose is to improve the structure, so that the winding work of the coil for the slot of the rotor is very easy, and is equivalent to or equivalent to the 4-pole 24-slot 2-brush structure. An object of the present invention is to provide a blower motor for a vehicle air conditioner capable of having the above performance.

본 발명의 다른 목적은, 코일의 권선작업이 용이하면서도 4극 24슬롯 2브러시 구조와 동등하거나 그 이상의 성능을 가질 수 있도록 구성함으로써, 생산성을 향상시키면서도 높은 성능을 유지할 수 있는 차량 공조장치용 블로어 모터를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to configure a blower motor for a vehicle air conditioner that can maintain high performance while improving productivity by configuring the coil winding work to be easy and to have performance equivalent to or higher than that of a 4-pole 24-slot 2-brush structure is to provide

본 발명의 또 다른 목적은, 모터의 설계인자를 개선함으로써, 만족할만한 수준의 코깅토크와 리플전류 저감 효과를 얻을 수 있는 차량 공조장치용 블로어 모터를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a blower motor for a vehicle air conditioner capable of obtaining a satisfactory level of cogging torque and ripple current reduction effect by improving the design factor of the motor.

본 발명의 또 다른 목적은, 설계인자의 개선을 통해, 만족할만한 수준의 코깅토크와 리플전류 저감 효과를 얻을 수 있도록 구성함으로써, 로터의 회전 시에 발생되는 진동과 회전속도 변화 및 소음을 저감시킬 수 있고, 이를 통해, 회전성능이 개선되는 차량 공조장치용 블로어 모터를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to reduce vibration, rotational speed change, and noise generated during rotation of the rotor by configuring to obtain a satisfactory level of cogging torque and ripple current reduction effect through improvement of design factors. The object of the present invention is to provide a blower motor for a vehicle air conditioner, through which rotational performance is improved.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량 공조장치용 블로어 모터는, 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 내주면에 간격을 두고 설치되는 복수의 스테이터들과, 상기 스테이터들의 내측에 회전가능하게 설치되는 로터와, 상기 로터의 회전중심축에 설치되는 복수의 정류자들 및, 상기 각 정류자에 전기를 인가하는 복수의 브러시들을 구비하며, 상기 로터는, 외주면에 간격을 두고 형성되는 다수의 슬롯들과, 상기 각 슬롯에 권선되는 복수의 코일을 포함하는 차량 공조장치용 블로어 모터에 있어서, 상기 모터 하우징의 내주면에 설치되는 상기 스테이터들이 4개이고, 상기 로터의 각 정류자에 전기를 인가하는 상기 브러시가 2개이며; 상기 4개의 스테이터들과 각각 인력 및 척력작용을 하면서 회전토크를 발생시키는 상기 로터의 슬롯과, 상기 슬롯에 권선되는 코일부분이 18개이고; 상기 블로어 모터의 스펙들 중 특정 스펙이 특정값을 유지할 수 있도록, 상기 블로어 모터의 설계인자들 중 하나 이상의 설계인자를 미리 설정된 값으로 설계하는 것을 특징으로 하는 4극 18슬롯(Slot) 2브러시(Brush) 구조이다.In order to achieve this object, a blower motor for a vehicle air conditioner according to the present invention includes a motor housing, a plurality of stators installed at intervals on an inner circumferential surface of the motor housing, and rotatably installed inside the stators A rotor, a plurality of commutators installed on a central axis of rotation of the rotor, and a plurality of brushes for applying electricity to each commutator, wherein the rotor includes a plurality of slots formed at intervals on an outer circumferential surface; In the blower motor for a vehicle air conditioner including a plurality of coils wound on each slot, the stators installed on the inner circumferential surface of the motor housing are four, and the brushes for applying electricity to each commutator of the rotor are two is; 18 slots of the rotor generating rotational torque while acting on attraction and repulsion with the four stators, respectively, and 18 coil parts wound in the slots; A 4-pole 18-slot 2 brush, characterized in that one or more design factors among the design factors of the blower motor are designed to a preset value so that certain specifications among the specifications of the blower motor can maintain a specific value Brush) structure.

바람직하게는, 상기 블로어 모터의 설계인자 중, 상기 로터의 슬롯 길이와, 슬롯의 폭, 권선 코일의 굵기 및, 스테이터의 편심량들 중, 하나 이상의 설계인자를 미리 설정된 값으로 설계하는 것을 특징으로 한다.Preferably, among the design factors of the blower motor, one or more design factors among the slot length of the rotor, the width of the slot, the thickness of the winding coil, and the eccentric amount of the stator are designed to a preset value. .

그리고 상기 로터의 슬롯이, 상기 로터의 길이방향을 따라 23.5 ∼ 25.5㎜ 범위의 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.And the slot of the rotor is characterized in that it has a length in the range of 23.5 ~ 25.5 mm along the longitudinal direction of the rotor.

그리고 상기 로터의 슬롯이, 상기 스테이터측을 향하는 반경방향 외측의 개방부를 가지며, 상기 슬롯의 개방부는, 3 ∼ 5㎜범위의 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.Further, the slot of the rotor has an outer opening in a radial direction toward the stator, and the opening of the slot has a width ranging from 3 to 5 mm.

그리고 상기 각 스테이터는, 상기 로터와의 사이에 폭방향을 따라 불균일한 공극이 발생될 수 있도록 일정량의 편심을 가지며, 상기 각 스테이터의 편심량은 15 ∼ 19㎜ 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.Further, each stator has a certain amount of eccentricity so that an uneven air gap can be generated between the stator and the rotor along the width direction, and the eccentric amount of each stator is characterized in that it has a range of 15 to 19 mm.

그리고 상기 로터의 슬롯에 권선되는 코일이, 0.65 ∼ 0.8㎜ 범위의 외경을 갖는 것을 특징으로 한다.Further, the coil wound on the slot of the rotor has an outer diameter ranging from 0.65 to 0.8 mm.

본 발명에 따른 차량 공조장치용 블로어 모터에 의하면, 4극 18슬롯 2브러시의 구조로 개선되므로, 로터의 슬롯 사이즈를 크게 하여, 슬롯에 대한 코일의 권선작업을 용이하게 수행할 수 있도록 하면서도 4극 24슬롯 2브러시 구조와 동등하거나 그 이상의 모터성능을 가질 수 있는 효과가 있다.According to the blower motor for a vehicle air conditioner according to the present invention, since the structure of the 4-pole 18-slot 2-brush is improved, the slot size of the rotor is increased, so that the winding work of the coil for the slot can be easily performed while the 4-pole It has the effect of having motor performance equal to or higher than that of the 24-slot 2-brush structure.

또한, 코일의 권선작업을 용이하게 하면서도 4극 24슬롯 2브러시 구조에 비해 우수한 회전성능을 가질 수 있으므로, 생산성을 높일 수 있음과 동시에 우수한 모터성능을 유지할 수 있는 효과가 있다.In addition, since it is possible to have excellent rotational performance compared to a 4-pole 24-slot 2-brush structure while facilitating coil winding work, there is an effect of increasing productivity and maintaining excellent motor performance.

또한, 모터의 설계인자인, 로터의 슬롯 길이와 폭, 권선 코일의 굵기 및, 스테이터의 편심량 등을 개선함으로써, 4극 24슬롯 2브러시 구조의 모터와 동등하거나 그 이상의 회전속도와 토크를 유지하면서도, 만족할만한 수준의 "코깅토크"와 "리플전류" 저감 효과를 얻을 수 있다.In addition, by improving the design factors of the motor, such as the length and width of the slot of the rotor, the thickness of the winding coil, and the amount of eccentricity of the stator, while maintaining a rotational speed and torque equivalent to or higher than that of a motor with a 4-pole 24-slot 2-brush structure, , a satisfactory level of "cogging torque" and "ripple current" reduction effect can be obtained.

또한, 설계인자의 개선을 통해, 만족할만한 수준의 코깅토크와 리플전류 저감 효과를 얻을 수 있으므로, 로터의 회전 시에 발생되는 진동과 회전속도 변화 및 소음을 저감시킬 수 있고, 이를 통해, 회전성능이 현저하게 개선되는 효과가 있다.In addition, since a satisfactory level of cogging torque and ripple current reduction effect can be obtained through the improvement of design factors, vibration, rotational speed change, and noise generated during rotation of the rotor can be reduced, and through this, rotation performance This has a remarkably improving effect.

도 1은 종래의 차량 공조장치용 블로어 모터를 나타내는 단면도로서, 2극 12슬롯 2브러시 구조의 블로어 모터를 나타내는 도면,
도 2는 종래의 차량 공조장치용 블로어 모터를 나타내는 단면도로서, 4극 24슬롯 2브러시 구조의 블로어 모터를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 차량 공조장치용 블로어 모터의 구성을 나타내는 횡단면도,
도 4는 본 발명에 따른 차량 공조장치용 블로어 모터의 구성을 나타내는 측단면도,
도 5는 본 발명의 차량 공조장치용 블로어 모터를 구성하는 스테이터를 상세하게 나타내는 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 차량 공조장치용 블로어 모터의 작동예를 나타내는 그래프로서, 전기의 인가에 따른 모터의 리플전류 변화를 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터와 비교하여 나타내는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 차량 공조장치용 블로어 모터의 작동예를 나타내는 그래프로서, 전기의 인가에 따른 모터의 철손 변화를 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터와 비교하여 나타내는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 차량 공조장치용 블로어 모터의 작동예를 나타내는 그래프로서, 부하 및 무부하별 불평형 전자기력 분포를 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터와 비교하여 나타내는 그래프,
도 9는 본 발명에 따른 차량 공조장치용 블로어 모터의 작동예를 나타내는 그래프로서, 로터의 코일과 스테이터들 사이에서 발생되는 코깅토크를 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터와 비교하여 나타내는 그래프이다.1 is a cross-sectional view showing a blower motor for a conventional vehicle air conditioner, showing a blower motor having a 2-pole 12-slot 2-brush structure;
2 is a cross-sectional view showing a conventional blower motor for a vehicle air conditioner, showing a blower motor having a 4-pole 24-slot 2-brush structure;
3 is a cross-sectional view showing the configuration of a blower motor for a vehicle air conditioner according to the present invention;
4 is a side cross-sectional view showing the configuration of a blower motor for a vehicle air conditioner according to the present invention;
5 is a cross-sectional view showing in detail a stator constituting a blower motor for a vehicle air conditioner of the present invention;
6 is a graph showing an operation example of a blower motor for a vehicle air conditioner according to the present invention, and a view showing a change in ripple current of the motor according to the application of electricity compared to a conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor;
7 is a graph showing an operation example of a blower motor for a vehicle air conditioner according to the present invention, and shows a change in iron loss of the motor according to the application of electricity compared to a conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor;
8 is a graph showing an operation example of a blower motor for a vehicle air conditioner according to the present invention, a graph showing the distribution of unbalanced electromagnetic force by load and no load compared to a conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor;
9 is a graph showing an operation example of a blower motor for a vehicle air conditioner according to the present invention, and is a graph showing cogging torque generated between a coil of a rotor and stators in comparison with a conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor .

이하, 본 발명에 따른 차량 공조장치용 블로어 모터의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a blower motor for a vehicle air conditioner according to the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

먼저, 본 발명에 따른 차량 공조장치용 블로어 모터의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 3과 도 4를 참조하여 차량 공조장치용 블로어 모터에 대해 간략하게 설명한다.First, before examining the characteristics of the blower motor for a vehicle air conditioner according to the present invention, the blower motor for a vehicle air conditioner will be briefly described with reference to FIGS. 3 and 4 .

차량 공조장치용 블로어 모터는, 모터하우징(10)을 구비한다. 모터하우징(10)의 내주면에는 스테이터(20)들이 일정한 간격(20a)을 두고 설치되며, 스테이터(20)들의 내측에는, 로터(30)가 회전가능하게 설치된다.A blower motor for a vehicle air conditioner includes a motor housing (10). Stators 20 are installed at regular intervals 20a on the inner circumferential surface of the motor housing 10, and rotors 30 are rotatably installed inside the stators 20.

로터(30)는, 외주면에 간격을 두고 형성되는 다수의 슬롯(32)들과, 회전중심축(30a)의 외면에 일정 간격을 두고 설치되는 정류자(34)들을 갖추고 있다. 특히, 슬롯(32)들은, 로터(30)의 원주방향을 따라 간격을 두고 형성되는 것으로, 코일(36)이 권선된다.The rotor 30 has a plurality of slots 32 formed at intervals on the outer circumferential surface and commutators 34 installed at regular intervals on the outer surface of the rotation center shaft 30a. In particular, the slots 32 are formed at intervals along the circumferential direction of the rotor 30, and the coil 36 is wound.

그리고 블로어 모터는, 모터하우징(10)으로부터 로터(30)의 정류자(34)를 향해 설치되는 한 쌍의 브러시(40)들을 갖추고 있으며, 이들 한 쌍의 브러시(40)들은 로터(30)의 정류자(34)들과 마찰접촉하면서 상기 로터(30)의 각 정류자(34)에 전기를 단속적으로 공급한다.And the blower motor has a pair of brushes 40 installed from the motor housing 10 toward the commutator 34 of the rotor 30, and these pair of brushes 40 are the commutator of the rotor 30 34 and intermittently supply electricity to each commutator 34 of the rotor 30 while making frictional contact with them.

이러한 블로어 모터는, 브러시(40)를 통해 정류자(34)에 전기가 인가되면, 인가된 전기에 의해 로터(30)의 코일(36)들이 여자(勵磁) 및 소자(消磁)되면서 외측의 스테이터(20)들과 인력과 척력이 발생되고, 이러한 스테이터(20)들과의 인력과 척력에 의해 회전토크가 발생하면서 로터(30)가 회전운동한다.In such a blower motor, when electricity is applied to the commutator 34 through the brush 40, the coils 36 of the rotor 30 are excited and de-energized by the applied electricity, and the external stator (20), attractive force and repulsive force are generated, and rotational torque is generated by the attractive force and repulsive force between these stators 20, and the rotor 30 rotates.

다음으로, 본 발명에 따른 차량 공조장치용 블로어 모터의 특징부를 도 3 내지 도 9를 참조하여 상세하게 살펴본다.Next, features of the blower motor for a vehicle air conditioner according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 9 .

먼저, 도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 블로어 모터는, 모터하우징(10)의 내주면에 설치되는 스테이터(20)들을 구비하되, 상기 스테이터(20)들이, 4개인 구조를 갖는다. First, referring to FIGS. 3 and 4 , the blower motor of the present invention includes stators 20 installed on the inner circumferential surface of the motor housing 10, and has a structure in which four stators 20 are provided.

4개의 스테이터(20)들은, 모터하우징(10)의 내주면에 일정한 간격(20a)을 두고 설치되어 있되, S극과 N극이 번갈아가며 배열되도록 설치된다.The four stators 20 are installed at regular intervals 20a on the inner circumferential surface of the motor housing 10, and the S poles and N poles are alternately arranged.

이러한 4개의 스테이터(20)들은, 로터(30)에 권선된 코일(36)이 여자 및 소자될 시에, 상기 코일(36)들과 인력 및 척력작용을 하면서 회전토크를 발생시킨다. 따라서, 발생된 회전토크로 인해 로터(30)가 회전될 수 있게 한다.When the coil 36 wound on the rotor 30 is excited and demagnetized, these four stators 20 generate rotational torque while acting on attraction and repulsion with the coils 36. Therefore, the rotor 30 can be rotated due to the generated rotational torque.

그리고 본 발명의 블로어 모터는, 로터(30)에 형성되는 슬롯(32)과, 로터(30)의 회전중심축(30a)에 설치되는 정류자(34)가 각각 18개로 구성되는 특징을 갖는다.The blower motor of the present invention is characterized in that each of the slot 32 formed on the rotor 30 and the commutator 34 installed on the rotation center axis 30a of the rotor 30 are composed of 18 pieces.

이러한 구성의 로터(30)는, 정류자(34) 및 슬롯(32)이 18개이므로, 슬롯(32)에 권선되는 코일(36)도 18개인 구조를 갖는다. 이로써, 본 발명의 블로어 모터가, 4개의 스테이터(20)와 18개의 슬롯(32)을 갖는 4극 18슬롯(Slot) 2브러시(Brush)의 구조로 구성될 수 있게 한다.Since the rotor 30 of this configuration has 18 commutators 34 and 18 slots 32, the number of coils 36 wound around the slots 32 also has a structure of 18 pieces. Thus, the blower motor of the present invention can be configured with a structure of 4 poles, 18 slots and 2 brushes having 4 stators 20 and 18 slots 32.

이러한 4극 18슬롯 2브러시 구조의 블로어 모터는, 로터(30)의 슬롯(32)과 코일(36)이 18개 이므로, 상기 슬롯(32)과 코일(36)들의 개수가, 종래의 4극 24슬롯 2브러시 모터에 비해 줄어들게 된다.Since the blower motor of this 4-pole 18-slot 2-brush structure has 18 slots 32 and coils 36 of the rotor 30, the number of slots 32 and coils 36 is less than that of the conventional 4-pole It is reduced compared to a 24-slot 2-brush motor.

따라서, 로터(30)의 크기가 동일한 조건에서, 로터(30)의 슬롯(32) 사이즈를, 4극 24슬롯 2브러시 모터의 슬롯(32)(도 2참조)에 비해 크게 구성할 수 있다. 특히, 슬롯(32)의 폭과 개방부(32a)를 크게 구성할 수 있다.Therefore, under the condition that the size of the rotor 30 is the same, the size of the slot 32 of the rotor 30 can be configured to be larger than that of the slot 32 of the 4-pole 24-slot 2-brush motor (see FIG. 2). In particular, the width of the slot 32 and the opening 32a may be configured to be large.

이로써, 로터(30)의 슬롯(32)에 대한 코일(36)의 권선 작업 시에, 상기 코일(36)의 권선 작업이 매우 용이하다.Thus, when winding the coil 36 around the slot 32 of the rotor 30, the winding operation of the coil 36 is very easy.

특히, 로터(30)의 슬롯(32)이 충분한 크기의 폭과 개방부(32a)를 가지므로, 코일(36)의 권선을 위한 자동 권선설비가 상기 로터(30)의 슬롯(32)에 용이하게 출입할 수 있게 되는데, 이러한 구조 덕분에 코일(36)의 권선작업을 어려움 없이 용이하게 수행할 수 있게 된다. 그 결과, 블로어 모터를 용이하게 제조할 수 있으며, 이에 따라, 블로어 모터의 생산성과 양산성을 현저하게 개선시킨다.In particular, since the slot 32 of the rotor 30 has a sufficient width and an opening 32a, an automatic winding device for winding the coil 36 is easily installed in the slot 32 of the rotor 30. Thanks to this structure, the winding work of the coil 36 can be easily performed without difficulty. As a result, the blower motor can be easily manufactured, thereby remarkably improving the productivity and mass productivity of the blower motor.

다시, 도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 블로어 모터는, 모터의 스펙(Spec)들 중 특정 스펙이 특정값을 유지할 수 있도록, 모터 설계인자들 중 하나 이상의 설계인자를 미리 설정된 값으로 설계하는 구조를 갖는다.Again, referring to FIGS. 3 and 4, the blower motor of the present invention sets one or more design factors among motor design factors to a preset value so that certain specifications among motor specifications can maintain a specific value. have a design structure.

예를 들면, 모터의 설계인자 중, 로터(30)의 슬롯(32) 길이(L)와, 슬롯(32)의 폭(W), 권선 코일(36)의 굵기 및, 스테이터(20)의 편심량(E)들 중, 하나 이상의 설계인자를 미리 설정된 값으로 설계하는 특징을 갖는다.For example, among the design factors of the motor, the length (L) of the slot 32 of the rotor 30, the width (W) of the slot 32, the thickness of the winding coil 36, and the amount of eccentricity of the stator 20 Among (E), it has a feature of designing one or more design factors with preset values.

이를 상세하게 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 블로어 모터는, 로터(30)의 슬롯(32)이, 상기 로터(30)의 길이방향을 따라 23.5 ∼ 25.5㎜ 범위의 길이(L)를 갖는 구조를 갖는다.Looking at this in detail, as shown in FIG. 4, in the blower motor of the present invention, the slot 32 of the rotor 30 has a length L in the range of 23.5 to 25.5 mm along the longitudinal direction of the rotor 30 ) has a structure.

이렇게 구성한 이유는, 로터(30)의 슬롯(32) 길이(L)가, 23.5㎜ 미만일 경우에는, 슬롯(32)측에서 형성되는 자기장이 너무 약화되어 모터의 회전성능이 저하되고, 25.5㎜를 초과할 시에는 모터의 크기가 너무 커져서 소형, 경량화를 도모할 수 없기 때문이다.The reason for this configuration is that when the length L of the slot 32 of the rotor 30 is less than 23.5 mm, the magnetic field formed on the slot 32 side is too weakened and the rotational performance of the motor deteriorates, and the 25.5 mm This is because the size of the motor becomes too large when it is exceeded, making it impossible to achieve compactness and weight reduction.

바람직하게는, 로터(30)의 슬롯(32) 길이(L)가, 24.5㎜ 인 것이 좋다. 이는, 모터의 크기를 크게 설계하지 않고서도 슬롯(32)의 자기장을 최대로 하여 최적의 회전성능을 도모할 수 있기 때문이다.Preferably, the length L of the slot 32 of the rotor 30 is 24.5 mm. This is because the optimum rotational performance can be achieved by maximizing the magnetic field of the slot 32 without designing the size of the motor large.

그리고, 도 3을 참조하면, 로터(30)의 슬롯(32)은, 개방부(32a)의 폭(W)이 상기 로터(30)의 원주방향을 따라 3 ∼ 5㎜ 범위를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.And, referring to FIG. 3, the slot 32 of the rotor 30 is configured such that the width W of the opening 32a has a range of 3 to 5 mm along the circumferential direction of the rotor 30. desirable.

이렇게 구성한 이유는, 슬롯(32)의 개방부(32a) 폭(W)이, 3㎜ 미만일 경우에는, 슬롯(32)에 대한 코일(36)의 권선 작업이 매우 어렵고, 5㎜를 초과할 시에는 슬롯(32)측에 형성된 전자기력이 약화됨과 아울러 슬롯(32)에 권선된 코일(36)의 이탈우려가 매우 많기 때문이다.The reason for this configuration is that when the width W of the open portion 32a of the slot 32 is less than 3 mm, the winding work of the coil 36 with respect to the slot 32 is very difficult, and when it exceeds 5 mm This is because the electromagnetic force formed on the slot 32 side is weakened and the coil 36 wound on the slot 32 is highly likely to escape.

가장 바람직하게는, 슬롯(32)의 개방부(32a) 폭(W)이, 3㎜인 것이 좋다. 이는, 슬롯(32)에 대한 코일(36)의 권선 작업을 매우 용이하게 하면서도 슬롯(32)측의 전자기력을 최적의 상태로 유지시키고, 슬롯(32)에 권선된 코일(36)의 이탈우려를 방지하기 때문이다.Most preferably, the width W of the open portion 32a of the slot 32 is 3 mm. This greatly facilitates the winding work of the coil 36 around the slot 32, maintains the electromagnetic force on the side of the slot 32 in an optimal state, and reduces the risk of the coil 36 wound on the slot 32 coming off. because it prevents

그리고, 도 3과 도 5를 참조하면, 본 발명의 블로어 모터는, 로터(30)의 둘레에 설치되는 스테이터(20)들을 구비하되, 상기 각 스테이터(20)는, 로터(30)와의 사이에 폭방향을 따라 불균일한 공극이 발생될 수 있도록 일정량의 편심을 갖게 되는데, 이때의 편심량(E)이 15 ∼ 19㎜ 범위를 갖도록 구성된다.And, referring to FIGS. 3 and 5, the blower motor of the present invention has stators 20 installed around the rotor 30, but each stator 20 is between the rotor 30 It has a certain amount of eccentricity so that non-uniform air gaps can be generated along the width direction, and the amount of eccentricity (E) at this time is configured to have a range of 15 to 19 mm.

이렇게 구성한 이유는, 스테이터(20)의 편심량(E)이, 15㎜ 미만일 경우에는, 스테이터(20)의 폭방향 가운데부분에 대한 양쪽 가장자리부분의 두께 비율이 너무 커서, 스테이터(20)의 양쪽 가장자리부분 자력이 과도하게 증가되고, 그 결과, 로터(30)의 코일(36)부분과 스테이터(20)들 경계부 간의 인력과 자기장 변화로 인한 "코깅토크"와 "리플전류"가 과도하게 발생되기 때문이다.The reason for this configuration is that when the amount of eccentricity (E) of the stator 20 is less than 15 mm, the ratio of the thickness of both edges to the middle portion in the width direction of the stator 20 is too large, and both edges of the stator 20 This is because the partial magnetic force is excessively increased, and as a result, "cogging torque" and "ripple current" due to the attraction between the coil 36 of the rotor 30 and the boundary between the stators 20 and the magnetic field change are excessively generated. am.

또한, 19㎜를 초과할 경우에는, 스테이터(20)의 폭방향 가운데부분에 대한 양쪽 가장자리부분의 두께 비율이 너무 작아서, 스테이터(20)의 양쪽 가장자리부분 자력이 과도하게 감소되고, 그 결과, 로터(30)의 코일(36)부분과 스테이터(20) 사이의 인력과 척력이 줄어들어 로터(30)의 회전토크를 손실시키기 때문이다.In addition, when it exceeds 19 mm, the thickness ratio of both edge portions to the middle portion in the width direction of the stator 20 is too small, so that the magnetic force of both edge portions of the stator 20 is excessively reduced, and as a result, the rotor This is because attractive and repulsive forces between the coil 36 portion of (30) and the stator 20 are reduced, resulting in loss of rotational torque of the rotor 30.

바람직하게는, 스테이터(20)의 편심량(E)이, 15㎜인 것이 가장 좋다. 이는, 스테이터(20)의 가운데부분에 대한 양쪽 가장자리부분의 두께 비율이 최적의 상태를 유지하여, 스테이터(20)의 양쪽 가장자리부분 자력이 최적의 상태를 유지할 수 있기 때문이다.Preferably, the amount of eccentricity E of the stator 20 is most preferably 15 mm. This is because the thickness ratio of both edges of the stator 20 to the center of the stator 20 maintains an optimal state, so that the magnetic force of both edges of the stator 20 can maintain an optimal state.

그 결과, 로터(30)의 코일(36)부분과 스테이터(20)들 경계부 간의 인력과 자기장 변화로 인한 "코깅토크"와 "리플전류"는 저감시킬 수 있으면서도, 로터(30)의 코일(36)부분과 스테이터(20) 사이의 인력과 척력에 의한 로터(30)의 회전토크는 손실시키지 않는다.As a result, while the "cogging torque" and "ripple current" due to the change in the magnetic field and the attractive force between the coil 36 portion of the rotor 30 and the boundary portion of the stators 20 can be reduced, the coil 36 of the rotor 30 ) The rotational torque of the rotor 30 due to the attraction and repulsion between the part and the stator 20 is not lost.

다시, 도 3을 참조하면, 본 발명의 블로어 모터는, 로터(30)의 슬롯(32)에 권선되는 코일(36)을 구비하되, 상기 코일(36)의 외경굵기(D)가 0.65 ∼ 0.8㎜ 범위를 갖도록 구성된다.Referring again to FIG. 3, the blower motor of the present invention includes a coil 36 wound around the slot 32 of the rotor 30, but the outer diameter D of the coil 36 is 0.65 to 0.8 It is configured to have a range of mm.

이렇게 구성한 이유는, 코일(36)의 외경굵기(D)가, 0.65㎜ 미만일 경우에는, 슬롯(32)측의 전류 흐름량이 적어 로터(30)의 회전속도(RPM)를 과도하게 저하시키고, 0.8㎜를 초과할 경우에는, 슬롯(32)측의 전류 흐름량이 과다하여 로터(30)의 회전속도(RPM)를 과도하게 증가시킴과 아울러 배터리 소모량을 과도하게 증가시키기 때문이다.The reason for this configuration is that when the outer diameter D of the coil 36 is less than 0.65 mm, the amount of current flowing on the slot 32 side is small, excessively reducing the rotational speed (RPM) of the rotor 30, and 0.8 If it exceeds mm, this is because the amount of current flow on the slot 32 side is excessive, excessively increasing the rotational speed (RPM) of the rotor 30 and excessively increasing battery consumption.

바람직하게는, 코일(36)의 외경굵기(D)가, 0.7㎜인 것이 가장 좋다. 이는, 전류의 흐름량을 최적의 상태로 유지시켜 로터(30)의 회전속도(RPM)를 최적의 상태로 제어하면서도, 배터리 소모량을 최소화시킬 수 있기 때문이다.Preferably, it is best that the outer diameter thickness D of the coil 36 is 0.7 mm. This is because it is possible to minimize battery consumption while controlling the rotational speed (RPM) of the rotor 30 in an optimal state by maintaining the amount of current flow in an optimal state.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 블로어 모터에 의하면, 4극 18슬롯 2브러시의 구조로 개선되므로, 로터(30)의 슬롯(32) 사이즈를 크게 하여, 슬롯(32)에 대한 코일(36)의 권선작업을 용이하게 수행할 수 있도록 하면서도 4극 24슬롯 2브러시 구조와 동등하거나 그 이상의 모터성능을 가질 수 있다.According to the blower motor of the present invention having such a configuration, since it is improved to a structure of 4 poles, 18 slots and 2 brushes, the size of the slot 32 of the rotor 30 is increased, so that the coil 36 for the slot 32 It can have motor performance equal to or better than a 4 pole 24 slot 2 brush structure while enabling easy winding work.

또한, 코일(36)의 권선작업을 용이하게 하면서도 4극 24슬롯 2브러시 구조에 비해 우수한 회전성능을 가질 수 있는 구조이므로, 생산성을 높일 수 있음과 동시에 우수한 모터성능을 유지할 수 있다.In addition, since the winding work of the coil 36 can be facilitated and superior rotational performance can be obtained compared to the 4-pole 24-slot 2-brush structure, productivity can be increased and excellent motor performance can be maintained.

또한, 모터의 설계인자인, 로터(30)의 슬롯(32) 길이(L)와 폭(W), 권선 코일(36)의 굵기 및, 스테이터(20)의 편심량(E) 등을 개선함으로써, 4극 24슬롯 2브러시 구조의 모터와 동등하거나 그 이상의 회전속도와 토크를 유지하면서도, 만족할만한 수준의 "코깅토크"와 "리플전류" 저감 효과를 얻을 수 있다.In addition, by improving the design factors of the motor, the length (L) and width (W) of the slot 32 of the rotor 30, the thickness of the winding coil 36, and the eccentric amount (E) of the stator 20, It is possible to obtain a satisfactory level of "cogging torque" and "ripple current" reduction effect while maintaining a rotational speed and torque equivalent to or higher than that of a 4-pole 24-slot, 2-brush motor.

또한, 설계인자의 개선을 통해, 만족할만한 수준의 코깅토크와 리플전류 저감 효과를 얻을 수 있으므로, 로터(30)의 회전 시에 발생되는 진동과 회전속도 변화 및 소음을 저감시킬 수 있고, 이를 통해, 회전성능이 현저하게 개선된다.In addition, since a satisfactory level of cogging torque and ripple current reduction effect can be obtained through improvement of design factors, vibration, rotational speed change, and noise generated during rotation of the rotor 30 can be reduced, and through this , the rotational performance is remarkably improved.

본 발명자는, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 블로어 모터의 성능을 알아보기 위해, 본 발명의 4극 18슬롯 2브러시 블로어 모터와, 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터를 몇 가지 항목으로 비교 시험해 보았다.In order to find out the performance of the blower motor of the present invention having this configuration, the present inventors compared the 4-pole 18-slot 2-brush blower motor of the present invention and the conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor on several items. saw.

[리플전류] [ripple current]

도 6의 시험 결과에 의하면, 모터의 인가전압을 증가시킬 시에, 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터의 "리플전류"의 진폭에 비해, 본 발명의 4극 18슬롯 2브러시 블로어 모터의 "리플전류"의 진폭이 현저하게 저감되는 것으로 나타났다.According to the test results of FIG. 6, when the applied voltage to the motor is increased, compared to the amplitude of the "ripple current" of the conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor, the 4-pole 18-slot 2 brush blower motor of the present invention It was found that the amplitude of the "ripple current" was significantly reduced.

따라서, 본 발명의 4극 18슬롯 2브러시 블로어 모터는, 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터에 비해, "리플전류"로 인한 소음과 진동 및, 배터리와 각종 전기장치의 손상을 방지할 수 있게 된다.Therefore, compared to the conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor, the 4-pole 18-slot 2-brush blower motor of the present invention can prevent noise and vibration due to "ripple current" and damage to batteries and various electrical devices. there will be

[철손] [iron loss]

도 7의 시험 결과에 의하면, 모터의 인가전압을 증가시킬 시에, 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터는, "철손전류"가 평균 2.62W인 것으로 나타났고, 본 발명의 4극 18슬롯 2브러시 블로어 모터는 "철손전류"가 평균 2.31W인 것으로 나타났다.According to the test results of FIG. 7, when the applied voltage of the motor is increased, the conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor has an average "core loss current" of 2.62W, and the 4-pole 18-slot of the present invention The two-brush blower motor showed an average "core loss current" of 2.31W.

따라서, 본 발명의 4극 18슬롯 2브러시 블로어 모터는, 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터에 비해, "철손"이 현저하게 낮은 것을 알 수 있으며, 그 결과, 본 발명의 4극 18슬롯 2브러시 블로어 모터는, 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터와 동등하거나 그 이상의 성능을 가지면서도 최적의 에너지 효율을 유지할 수 있게 된다.Therefore, it can be seen that the 4-pole 18-slot 2-brush blower motor of the present invention has significantly lower "iron loss" than the conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor. As a result, the 4-pole 18-slot of the present invention The 2-brush blower motor can maintain optimum energy efficiency while having performance equal to or higher than that of a 4-pole 24-slot 2-brush blower motor.

[불평형 전자기력][unbalanced electromagnetic force]

도 8의 시험 결과에 의하면, 본 발명의 4극 18슬롯 2브러시 블로어 모터와, 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터의 "불평형 전자기력 분포"를 비교한 결과, "무부하 조건"과 "부하 조건" 모두에서 본 발명의 4극 18슬롯 2브러시 블로어 모터가, 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터에 비해, "불평형 전자기력"이 우수한 것으로 나타났다.According to the test results of FIG. 8, as a result of comparing the "unbalanced electromagnetic force distribution" of the 4-pole 18-slot 2-brush blower motor of the present invention and the conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor, "no-load condition" and "load condition" In all cases, the 4-pole 18-slot 2-brush blower motor of the present invention is superior to the conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor in "unbalanced electromagnetic force".

특히, "불평형 전자기력 분포"는, "중앙 집중도"가 높고, 마주보며 대응되는 것들 간의 "대칭률"이 높을수록 좋은데, 본 발명의 4극 18슬롯 2브러시 블로어 모터는, "무부하 조건"과 "부하 조건" 모두에서 "불평형 전자기력 분포"의 "중앙 집중도"와 "대칭률"이 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터에 비해 우수한 것으로 나타났다.In particular, the "unbalanced electromagnetic force distribution" is better as the "central concentration" is higher and the "symmetry ratio" between the opposing ones is higher. The 4-pole 18-slot 2-brush blower motor of the present invention is It was found that the "central concentration" and "symmetry ratio" of the "unbalanced electromagnetic force distribution" were superior to those of the conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor in all of the "conditions".

[코깅토크][Cogging torque]

도 9의 시험 결과에 의하면, 본 발명의 4극 18슬롯 2브러시 블로어 모터와, 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터의 "코깅토크"를 비교한 결과, 본 발명의 4극 18슬롯 2브러시 블로어 모터가, 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터에 비해, "코깅토크"가 우수한 것으로 나타났다.According to the test results of FIG. 9, as a result of comparing the "cogging torque" of the 4-pole 18-slot 2-brush blower motor of the present invention and the conventional 4-pole 24-slot 2-brush blower motor, the 4-pole 18-slot 2 brush of the present invention It was found that the blower motor had superior "cogging torque" compared to a conventional 4 pole 24 slot 2 brush blower motor.

특히, "코깅토크"는, 상,하 "진폭"이 적을수록 좋은데, 본 발명의 4극 18슬롯 2브러시 블로어 모터는, "코깅토크"는, 상,하 "진폭"이 종래의 4극 24슬롯 2브러시 블로어 모터에 비해 우수한 것으로 나타났다.In particular, the smaller the upper and lower "amplitude" of the "cogging torque", the better. In the 4-pole 18-slot 2-brush blower motor of the present invention, the "cogging torque" has the upper and lower "amplitude" of the conventional 4-pole 24 It was found to be superior to the slot 2 brush blower motor.

종합적으로 살펴보면, 4극 18슬롯 2브러시 구조를 갖고, 주요 설계인자가 개선된 본 발명의 블로어 모터는, 로터(30)의 슬롯(32)과 코일(36)이 18개 구조임에도 불구하고, 로터(30)와 스테이터(20)들 간의 "리플전류", "철손", "코깅토크", "불평형 전자기력 특성" 등이 매우 우수한 것으로 나타났다.Overall, the blower motor of the present invention, which has a 4-pole 18-slot 2-brush structure and has improved main design factors, despite the structure of 18 slots 32 and coils 36 of the rotor 30, the rotor It was found that "ripple current", "iron loss", "cogging torque", and "unbalanced electromagnetic force characteristics" between (30) and the stator (20) were very good.

그 결과, 로터(30)의 슬롯(32) 사이즈를 크게 하여, 슬롯(32)에 대한 코일(36)의 권선작업을 용이하게 수행할 수 있고, "코깅토크"와 "리플전류"를 현저하게 저감시킬 수 있으면서도 4극 24슬롯 2브러시 구조와 동등하거나 그 이상의 모터성능을 가질 수 있다.As a result, by increasing the size of the slot 32 of the rotor 30, it is possible to easily perform the winding work of the coil 36 with respect to the slot 32, and significantly reduce the "cogging torque" and "ripple current". Although it can be reduced, it can have motor performance equal to or better than the 4-pole 24-slot 2-brush structure.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described by way of example, but the scope of the present invention is not limited only to these specific embodiments, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.

10: 모터하우징(Motor Housing) 20: 스테이터(Stator)
30: 로터(Rotor) 30a: 회전중심축
32: 슬롯(Slot) 32a: 개방부
34: 정류자 36: 코일(Coil)
40: 브러시(Brush) D: 코일의 외경
E: 스테이터의 편심량 L: 슬롯의 길이
W: 슬롯의 개방부 폭10: Motor Housing 20: Stator
30: Rotor 30a: Rotation center axis
32: slot (Slot) 32a: opening
34: commutator 36: coil
40: Brush D: Outer diameter of coil
E: eccentricity of stator L: length of slot
W: the width of the opening of the slot

Claims (10)

모터 하우징(10)과, 상기 모터 하우징(10)의 내주면에 간격(20a)을 두고 설치되는 복수의 스테이터(20)들과, 상기 스테이터(20)들의 내측에 회전가능하게 설치되는 로터(30)와, 상기 로터(30)의 회전중심축(30a)에 설치되는 복수의 정류자(34)들 및, 상기 각 정류자(34)에 전기를 인가하는 복수의 브러시(40)들을 구비하며, 상기 로터(30)는, 외주면에 간격을 두고 형성되는 다수의 슬롯(32)들과, 상기 각 슬롯(32)에 권선되는 복수의 코일(36)을 포함하는 차량 공조장치용 블로어 모터에 있어서,
상기 모터 하우징(10)의 내주면에 설치되는 상기 스테이터(20)들이 4개이고, 상기 로터(30)의 각 정류자(34)에 전기를 인가하는 상기 브러시(40)가 2개이며;
상기 4개의 스테이터(20)들과 각각 인력 및 척력작용을 하면서 회전토크를 발생시키는 상기 로터(30)의 슬롯(32)과, 상기 슬롯(32)에 권선되는 코일(36)부분이 18개이고;
상기 블로어 모터의 스펙(Spec)들 중 특정 스펙이 특정값을 유지할 수 있도록, 상기 블로어 모터의 설계인자들 중 하나 이상의 설계인자를 미리 설정된 값으로 설계하며;
상기 블로어 모터의 설계인자 중, 상기 로터(30)의 슬롯(32) 길이(L)와, 슬롯(32)의 폭(W), 권선 코일(36)의 굵기 및, 스테이터(20)의 편심량(E)들 중, 하나 이상의 설계인자를 미리 설정된 값으로 설계하되,
상기 로터(30)의 슬롯(32)이, 상기 로터(30)의 길이방향을 따라 23.5 ∼ 25.5㎜ 범위의 길이(L)를 가지고;
상기 로터(30)의 슬롯(32)은,
상기 스테이터(20)측을 향하는 반경방향 외측의 개방부(32a)를 가지며, 상기 슬롯(32)의 개방부(32a)는, 3 ∼ 5㎜범위의 폭(W)을 가지며;
상기 각 스테이터(20)는,
상기 로터(30)와의 사이에 폭방향을 따라 불균일한 공극이 발생될 수 있도록 일정량의 편심을 가지며, 상기 각 스테이터(20)의 편심량(E)은 15 ∼ 19㎜ 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 블로어 모터.A motor housing 10, a plurality of stators 20 installed at intervals 20a on the inner circumferential surface of the motor housing 10, and a rotor 30 rotatably installed inside the stators 20 And, a plurality of commutators 34 installed on the rotation center shaft 30a of the rotor 30, and a plurality of brushes 40 for applying electricity to each commutator 34, the rotor ( 30) is a blower motor for a vehicle air conditioner including a plurality of slots 32 formed at intervals on an outer circumferential surface and a plurality of coils 36 wound on each slot 32,
The number of stators 20 installed on the inner circumferential surface of the motor housing 10 is four, and the number of brushes 40 applying electricity to each commutator 34 of the rotor 30 is two;
18 slots 32 of the rotor 30, which generate rotational torque while acting on attraction and repulsion with the four stators 20, and coils 36 wound around the slots 32;
Designing at least one design factor among the design factors of the blower motor to a preset value so that a specific specification among the specifications of the blower motor can maintain a specific value;
Among the design factors of the blower motor, the length (L) of the slot 32 of the rotor 30, the width (W) of the slot 32, the thickness of the winding coil 36, and the amount of eccentricity of the stator 20 ( E), design one or more design factors at preset values,
The slot 32 of the rotor 30 has a length L in the range of 23.5 to 25.5 mm along the longitudinal direction of the rotor 30;
The slot 32 of the rotor 30,
has a radially outer opening 32a toward the stator 20 side, and the opening 32a of the slot 32 has a width W in the range of 3 to 5 mm;
Each of the stators 20,
It has a certain amount of eccentricity so that a non-uniform air gap can be generated along the width direction between the rotor 30, and the eccentric amount E of each stator 20 has a range of 15 to 19 mm Vehicle, characterized in that Blower motor for air conditioner. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 로터(30)의 슬롯(32) 길이(L)가, 24.5㎜ 인 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 블로어 모터.According to claim 1,
A blower motor for a vehicle air conditioner, characterized in that the length L of the slot 32 of the rotor 30 is 24.5 mm. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 슬롯(32)의 개방부(32a) 폭(W)이, 3㎜인 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 블로어 모터.According to claim 1,
A blower motor for a vehicle air conditioner, characterized in that the width (W) of the opening (32a) of the slot (32) is 3 mm. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 각 스테이터(20)의 편심량(E)이, 15㎜인 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 블로어 모터.According to claim 1,
A blower motor for a vehicle air conditioner, characterized in that the amount of eccentricity (E) of each stator (20) is 15 mm. 제 8항에 있어서,
상기 로터(30)의 슬롯(32)에 권선되는 코일(36)이, 0.65 ∼ 0.8㎜ 범위의 외경(D)을 갖는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 블로어 모터.According to claim 8,
A blower motor for a vehicle air conditioner, characterized in that the coil 36 wound around the slot 32 of the rotor 30 has an outer diameter D in the range of 0.65 to 0.8 mm. 제 9항에 있어서,
상기 코일(36)의 외경(D)은, 0.7㎜인 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 블로어 모터.According to claim 9,
The outer diameter (D) of the coil (36) is a blower motor for a vehicle air conditioner, characterized in that 0.7 mm.
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