KR20060125110A

KR20060125110A - 모터축 진동 저감 장치

Info

Publication number: KR20060125110A
Application number: KR1020050046940A
Authority: KR
Inventors: 정용규; 정문기
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2006-12-06

Abstract

본 발명은 모터축 진동 저감 장치에 관한 것으로, 회전체와 연결되는 모터축의 단부에는 상기 회전체의 외면에 밀착하여 결합되는 너트와 체결되는 볼트부가 형성되고, 상기 볼트부의 안쪽에는 상기 회전체가 끼워져서 결합되는 결합부가 형성되는 모터축에 있어서, 상기 모터축의 결합부에 끼워지는 상기 회전체의 허브와의 사이에 개재되어 진동을 저감하도록 상기 모터축의 결합부에 끼워지는 축방진부재를 포함하여 구성됨으로써, 모터축의 진동이 회전체에 전달되는 것을 간단한 구성으로서 저감할 수 있게 함으로써 비용을 절감하고 제작 공정을 단순화하는 모터축 진동 저감 장치를 제공한다.

Description

모터축 진동 저감 장치{APPARATUS FOR REDUCING THE VIBRATION OF A MOTOR-SHAFT}

도 1은 종래 비엘디시 모터의 일례를 보인 종단면도.

도 2는 도 1의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도.

도 3은 도 1의 모터의 모터축 및 그에 결합하는 회전체에 관한 분해 단면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터축 진동 저감 장치의 구성을 설명하기 위한 분해 단면도.

도 5는 도 4의 진동 저감 장치의 결합 상태를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

40: 모터축 40a: 볼트부

40b: 결합부 41: D-커팅부

43: 축단차부 50: 회전체

51: 외면 53: 허브

54: 내면 55: 허브단차부

60: 너트 61: 워셔

70: 축방진부재 71: 방진단차부

80: 너트방진부재

본 발명은 모터축에 관한 것으로, 특히 모터축의 진동이 회전체에 전달되는 것을 간단한 구성으로서 저감할 수 있게 함으로써 비용을 절감하고 제작 공정을 단순화하는 모터축 진동 저감 장치에 관한 것이다.

이하, 본 명세서에서는 브러시리스 모터(Brushless Motor, 이하 비엘디시(BLDC) 모터와 혼용함)를 예로 들어서 설명하기로 한다.

일반적으로 브러시리스 모터는 DC모터에서 브러시와 정류자(Commutator)를 없애고 전자적인 정류 기구를 설치한 것으로, 기계적인 노이즈는 물론 전기적인 노이즈도 발생되지 않는 장점을 가진 모터이다. 상기 비엘디시 모터는 대략 구동코일이 원통형으로 형성되고 그 구동코일의 중심에 회전하는 마그네트가 구비되어 이루어져 있다.

이러한 비엘디시 모터는 정류자가 없기 때문에 이를 대신하는 전자 정류 회로가 필요하게 된다. 이 회로는 홀 센서(hall sensor) 등의 자극(磁極) 센서를 사용하여 마그네트가 어느 위치에 있는가를 검지하고 이 신호를 기초로 전자 회로를 제어하여 회전 자기장을 발생시키게 된다.

도 1은 종래 비엘디시 모터의 일례를 보인 종단면도이고, 도 2는 도 1의 "Ⅰ-Ⅰ"선단면도이며, 도 3은 도 1의 모터의 모터축 및 그에 결합하는 회전체에 관한 분해 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 비엘디시 모터는, 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 모터 케이싱(1)과, 상기 모터 케이싱(1)의 내부에 고정 결합되는 고정자(2)와, 상기 고정자(2)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(3)와, 상기 회전자(3)의 내부에 압입되어 그 회전자(3)의 회전력을 다른 시스템으로 전달하는 모터축(4)과, 상기 회전자(3)의 위치를 감지하는 홀 센서(5)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 고정자(2)는 수개의 극수를 갖는 다수개의 환형 코어(2a)가 원통형으로 적층되고, 상기 극수에는 각각 권선 코일(2b)이 결합되며, 상기 고정자(2)의 일측단에는 상기한 홀 센서(5)가 장착되어 있다.

상기 회전자(3)는 고정자(2)의 내부에 위치하도록 모터축(4)의 중앙측 외주면에 수개의 마그네트(3a)가 고정되고, 상기 마그네트(3a)의 외주면에는 그 마그네트(3a)의 이탈을 방지하는 비자성체로 된 마그네트 고정링(3b)이 각각의 마그네트(3a)를 감싸도록 끼워져 결합되어 있다.

상기 마그네트(3a)는 홀 센서(5)가 고정자(2)의 일측단에 장착되는 것을 감안하여 그에 대응하도록 축방향으로 연장되는 오버행부(overhang part)(미부호)가 형성되어 있다.

상기와 같은 종래 비엘디시 모터는 다음과 같이 동작된다.

상용 전원이 모터의 제어부(미도시)에 인가되면, 구동 회로부(미도시)는 홀센서(5)로부터 회전자(3)의 위치를 감지하여 그 위치에 따라 고정자(3)의 권선 코일(2b)에 전류를 흘러 주어 회전자계를 만들어 준다.

이렇게 발생시킨 회전자계는 회전자(3)와 작용하여 회전자(3)를 회전자계를 따라 회전하게 한다.

그러나, 회전자계를 구성하기 위한 통전 방식은 통전되는 상을 일정 각도마다 절환(Commutation)시켜 주어야 하므로, 모터의 인덕턴스(Inductance) 성분에 의해서 전류의 위상 지연이 발생하게 된다.

이러한 위상 지연으로 인해서 비엘디시 모터가 회전할 때 진동이 발생하며 이러한 진동 주파수는 모터의 회전수 변화에 따라 이동하게 된다.

위와 같은 진동이 모터 축(4)에 고정된 외부 회전체(20, 예를 들어 송풍용 팬)의 고유진동수와 일치하게 되면, 고음의 공진음이 발생하는 문제가 있다.

따라서, 회전체(20)의 허브(hub, 23)에 스틸(steel) 재질과 고무 재질 등으로 구성된 진동저감유닛(10)을 설치하여, 모터 축(4)과 회전체(20)의 연결부위를 고무재질로 차단하여 진동이 회전체에 전달되는 것을 방지하는 방법을 사용하기도 한다.

이에 대하여 도 3을 참조하면, 회전체(20)와 연결되는 모터축(4)의 단부에 형성된 볼트부(4a)는 회전체(20)의 외면(21)에 밀착하여 결합되는 너트(6)와 체결되는 가 형성된다. 이때 너트(6)는 워셔(7)를 개재하여 회전체(20)의 외면(21)과 밀착 결합된다. 볼트부(4a)의 안쪽은 회전체(20)가 끼워져서 결합되는 결합부(4b)가 된다.

앞서 말한 진동저감유닛(10)은 내측에 배치되며 모터 축(4)의 결합부(4b)가 삽입되는 결합공(11a)이 중앙에 개구된 스틸 재질의 보스부(11)와, 중간에 배치된 방진고무(12) 및 외곽에 배치되는 스틸 재질의 외주링(13)의 연속된 배열로 구성된 다.

이러한 진동저감유닛(10)은 위와 같이 스틸, 고무, 스틸의 재질 순으로 제작되어 고가이며, 회전체(20)를 사출로 제작하는 공정에 있어서 이러한 진동저감유닛(10)을 설치한 후에 사출하는 공정이 추가됨에 따라 회전체(20)의 제작 공정이 복잡해지고 제작 단가가 상승하는 등의 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 모터축의 진동이 회전체에 전달되는 것을 간단한 구성으로서 저감할 수 있게 함으로써 비용을 절감하고 제작 공정을 단순화하는 모터축 진동 저감 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 모터축 진동 저감 장치는 회전체와 연결되는 모터축의 단부에는 상기 회전체의 외면에 밀착하여 결합되는 너트와 체결되는 볼트부가 형성되고, 상기 볼트부의 안쪽에는 상기 회전체가 끼워져서 결합되는 결합부가 형성되는 모터축에 있어서, 상기 모터축의 결합부에 끼워지는 상기 회전체의 허브와의 사이에 개재되어 진동을 저감하도록 상기 모터축의 결합부에 끼워지는 축방진부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전체의 외면과 상기 너트 사이에 개재되는 너트방진부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 축방진부재와 상기 너트방진부재는 고무재로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 모터축의 결합부는 D-커팅되고, 상기 축방진부재는 그에 상응하는 형태로 결합되며, 상기 회전체의 허브도 상응하여 절개된 단차부가 형성되는 것일 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 모터축 진동 저감 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터축 진동 저감 장치의 구성을 설명하기 위한 분해 단면도이고, 도 5는 도 4의 진동 저감 장치의 결합 상태를 나타내는 단면도이다.

모터 외부의 회전체(50)와 연결되는 모터축(40)의 단부에는 볼트부(40a)가 나사산 형태로 형성되어 회전체(50)의 외면(51)에 밀착하여 결합되는 너트(60)와 체결된다. 이러한 볼트부(40a)의 안쪽에는 회전체(50)가 끼워져서 결합되는 결합부(40b)가 형성된다.

회전체(50)의 중앙 허브(53)에는 모터축(40)이 관통하여 결합되게 개구되어 있으며, 이러한 회전체(50)와 모터축(40)의 결합에는 축방진부재(70)가 개재된다.

이러한 축방진부재(70)는 고무재로 형성되며, 별도로 가공되어서 모터축(40)의 결합부(40b)에 끼워진다. 이렇게 모터축(40)에 축방진부재(70)가 끼워진 상태에서 회전체(50)가 모터축(40)에 삽입되는 것이다.

이러한 축방진부재(70)는 모터축(40)에 밀착하여 끼워지며, 축방진부재(70)의 슬립을 방지하기 위하여 모터축(40)의 결합부(40b)에는 모터축(40)의 외주 일부가 절단되어 그 단면이 D자가 되는 D-커팅부(41)가 형성된다.

그에 따라, 축방진부재(70)에도 방진단차부(71)가 위의 D-커팅부(41)에 대응하여 형성된다. 또한, 원심팬(50)의 허브(53)의 내면(54) 측에도 그러한 축방진부재(70)의 축단차부에 대응하는 허브단차부(55)가 형성되어, 역시 슬립이 방지되도록 한다.

이러한 축방진부재(70)의 단부를 지지하기 위하여, 모터축(40)의 결합부(40b)의 끝에는 축단차부(43)가 형성된다.

나아가, 너트(60){및 워셔(61)}와 회전체(50)의 외면(51)의 결합에는 너트방진부재(80)가 개재된다. 그에 따라, 너트(60)와 회전체(50) 사이에 워셔(61)만 개재되는 경우에 비하여, 그 결합 부위에서의 진동이 완화된다.

너트방진부재(80)는 고무재로 형성되어 모터축(40)의 진동이 전달되는 것을 차단하게 된다.

이제, 도 5의 결합된 상태를 참조하면, 모터축(40)의 외주에는 축방진부재(70)가 끼워지고, 그러한 축방진부재(70)의 외주에 다시 회전체(50)가 끼워진다. 이 상태에서 회전체(50)의 허브(53)를 관통하여 돌출한 모터축(40)의 볼트부(40a)에는 너트방진부재(80)와 워셔(61)를 회전체(50)의 외면(51)에서 부터 차례로 개재한 채로 너트(60)가 나사 결합된다.

여기서, 모터축(40)의 외주상 일정 부분이 수평으로 절개되어 형성된 D-커팅부(41)에는 축방진부재(70)의 축단차부(71) 및 회전체(50)의 허브단차부(55)가 대응하여 결합되어 축방진부재(70)와 회전체(50)가 원주상으로 슬립되지 않게 제어된다.

위와 같이, 종래의 진동방지유닛(10)이 회전체(50)의 허브(53)에 삽입되는 등의 방법으로 복잡하게 형성되던 진동 방지를 위한 장치가 모터축(40)의 외주에 간단하게 끼워지는 축방진부재(70)와 너트(60)와의 결합에 개재되는 너트방진부재(80)로서 간단하게 형성되어도 충분하다.

나아가, 이러한 축방진부재(70)와 너트방진부재(80)는 모터축(40)에 간단하게 끼워서 조립하면 되는 것으로서, 그 조립 공정도 간단화되는 이점이 있다.

이상에서는 비엘디시 모터를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것이라면 기타의 모터에도 적용할 수 있을 것임은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 모터축 진동 저감 장치에 따르면 모터축의 진동이 회전체에 전달되는 것을 간단한 구성으로서 저감할 수 있게 함으로써 비용을 절감하고 제작 공정을 단순화하는 등의 효과가 있다.

Claims

회전체와 연결되는 모터축의 단부에는 상기 회전체의 외면에 밀착하여 결합되는 너트와 체결되는 볼트부가 형성되고, 상기 볼트부의 안쪽에는 상기 회전체가 끼워져서 결합되는 결합부가 형성되는 모터축에 있어서,

상기 모터축의 결합부에 끼워지는 상기 회전체의 허브와의 사이에 개재되어 진동을 저감하도록 상기 모터축의 결합부에 끼워지는 축방진부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터축 진동 저감 장치.
제1항에 있어서,

상기 회전체의 외면과 상기 너트 사이에 개재되는 너트방진부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터축 진동 저감 장치.
제2항에 있어서,

상기 축방진부재와 상기 너트방진부재는 고무재로 형성되는 것을 특징으로 하는 모터축 진동 저감 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 모터축의 결합부는 D-커팅되고, 상기 축방진부재는 그에 상응하는 형태로 결합되며, 상기 회전체의 허브도 상응하여 절개된 단차부가 형성되는 것을 특징 으로 하는 모터축 진동 저감 장치.