KR20070008172A - 하이브리드 인덕션 모터 - Google Patents

하이브리드 인덕션 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조립이 용이하고 소음을 줄인 하이브리드 인덕션 모터에 관한 것이다. 본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 고정자, 회전자, 상기 회전자의 회전력을 전달하는 회전축, 브라켓 및 상기 고정자와 상기 회전자 사이에서 상기 고정자에서 발생되는 회전자계로 회전함과 동시에 회전자계를 발생시켜 상기 회전자를 회전시키는 영구자석 회전자를 포함하여 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터에 있어서, 상기 브라켓은 상기 하이브리드 인덕션 모터의 외관을 형성하고 상기 인덕션 모터를 보호하며, 중심부에는 상기 브라켓을 관통하는 회전축이 회전 가능하게 지지되도록 베어링이 안착되는 안착부가 형성되며, 상기 안착부에는 상기 베어링이 헛도는 것을 방지하는 방지수단이 포함되어 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터를 제공한다.
HIM, 하이브리드 인덕션 모터, 베어링, 방지수단, 오링

Description

하이브리드 인덕션 모터{hybrid induction motor}
도 1은 종래의 하이브리드 인덕션 모터의 측단면도.
도 2는 도 1의 A-A' 부분의 단면도.
도 3은 종래의 하이브리드 인덕션 모터의 베어링 안착부를 간략하게 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 방지수단의 일 예를 간략하게 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 방지수단의 다른 예를 간략하게 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 인덕션 모터의 방지수단의 또 다른 예를 간략하게 도시한 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1: 하이브리드 인덕션 모터 10 : 고정자
20 : 회전자 30 : 영구자석 회전자
40 : 회전축 150 : 브라켓
151 : 베어링 152: 베어링 안착부
153 : 방지수단 154 : 오링홈
본 발명은 하이브리드 인덕션 모터(hybrid induction moter)(이하 'HIM' 이라 한다)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립성이 개선되고 소음 발생 및 제조 원가를 줄인 하이브리드 인덕션 모터에 관한 것이다.
도 1은 종래의 HIM의 측단면도이고, 도 1의 A-A' 부분의 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 HIM은 고정자, 회전자, 영구자석 회전자, 회전축 및 브라켓을 포함하여 이루어져 있다.
상기 고정자(10)는, 예를 들어 규소 강판이 적층되어 형성되는 고정자 코어(11)와 고정자 코일(12) 포함하여 이루어진다. 여기서 상기 고정자 코어를 형성하는 강판은 내부가 중공이며, 내주를 따라 소정 각도로 배치되어 반경 방향 내측으로 돌출되는 티스(13) 및 상기 티스와 티스 사이의 공간부인 슬롯(14)이 형성된다. 그리고, 상기 고정자 코일(12)은 상기 고정자의 슬롯(14)에 삽입되어 상기 티스(13)에 감도록 구성되어 있다.
상기 회전자(20)는, 일반적으로 농형(籠形) 회전자 코어(squirrel cage rotor core)가 많이 사용되며, 도 1 및 도 2는 상기 농형 회전자 코어를 도시한 것이다.
이러한 회전자(20)는 중심에서 소정 반경의 외주를 따라 소정 각도로 배치된 복수개의 슬롯(21)이 형성된 강판을 적층하여 형성한다. 그리고, 상기 회전자는 상기 회전자 코어의 슬롯(21) 내에 삽입되는 봉 형상의 도체바(22)를 포함하며, 이러한 봉 형상의 도체바는 보통 구리 또는 알루미늄 봉이 사용된다.
그리고, 상기 농형 로터 코어의 양단부는 상기 도체바를 통한 전기적 단락을 이루기 위하여 앤드링(23)으로 연결되며, 일반적으로 이는 알루미늄 다이캐스팅으로 형성된다.
한편, 상기 회전자(20)는 중심부에는 축공(24)이 형성된다. 상기 축공에는 상기 회전자의 회전력을 외부로 전달하는 회전축(40)이 압입되어 상기 회전자와 상기 회전축은 일체로 회전하게 된다.
상기 영구자석 회전자(30)는 상기 고정자와 상기 회전자 사이에 소정 간격을 두고 회전 가능한 영구자석(31)과 상기 영구자석을 상기 회전축에 회전 가능하게 지지하는 영구자석 프레임(32)을 포함하여 이루어진다. 여기서 상기 영구자석 프레임은 회전 중심에 베어링 안착부(33)가 형성되어 상기 베어링 안착부에 예를 들어 볼 베어링(34)이 압입되어 상기 영구자석 회전자가 상기 회전축(40)에 대하여 회전 가능하게 지지된다.
상기 영구자석 회전자는 원통 형상의 영구자석(31)과 컵 형상의 영구자석 프레임(32)으로 이루어진다. 여기서, 상기 영구자석과 상기 영구자석 프레임은 예를 들어 접착제를 통하여 서로 결합된다.
그리고, 일반적인 HIM은 내측에 상기 고정자(10)가 고정 결합되어 상기 HIM의 외관을 형성하고 내부에 수용되는 여러 가지 구성들을 보호하는 하부 브라켓(50)을 포함하여 이루어진다. 여기서 상기 하부 브라켓은 상부 브라켓과 결합되어 전체적인 HIM의 외관이 형성된다.
도 3은 종래의 브라켓에 형성된 베어링 안착부에서 베어링 및 회전축이 결합된 상태를 간략히 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 회전축은 브라켓을 관통하여 상기 브라켓에 대하여 예를 들어 베어링(51)에 의해서 회전 가능하게 지지된다.
또한, 최근에는 HIM의 조립성을 높이고, 감전 등의 위험을 낮춰 보다 안정성을 높이기 위하여 상기 고정자를 단일 사출 어셈블리로 형성하기도 한다. 즉, 상기 회전자 코어 및 회전자 코일 등을 일체로 BMC(bulk mold compound) 몰딩을 통하여 일체로 형성하는 것이다. 여기서, 상기 BMC 몰딩은 상기 하부 브라켓과 일체로 형성될 수도 있다.
그러나, 종래의 HIM에서는 상기 상부 브라켓 및 하부 브라켓 중심부에 형성되어 베어링이 압입되는 베어링 안착부를 정밀하게 가공하여야 하는 문제점이 있었다. 왜냐하면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 베어링 안착부의 치수가 적으면 상기 베어링을 삽입하여 조립할 수 없는 문제점이 생기고, 치수가 크면 상기 회전축의 회전시 상기 베어링(51)이 헛도는 문제가 발생하여 회전축의 회전시 소음이 발생하게 되며, 상기 HIM의 내구성에도 나쁜 영향을 미치게 된다.
이러한 문제점은 상기 상부 및 하부 브라켓(50)을 사출을 통하여 제작하는 경우에 상기 사출 치수의 한계로 인하여 별도의 베어링 안착부(52) 가공이 필요하므로 더욱 심화된다.
한편, 이러한 문제점은 상기 고정자를 상기 하부 브라켓과 일체로 BMC 몰딩 으로 일체로 제작하여 상기 BMC 몰딩 자체에 상기 베어링 안착부가 형성되는 경우에도 발생하게 된다.
따라서, 상기 베어링 안착부에 별도의 가공을 하지 않고도 상기 문제점을 해결할 수 있는 방안이 요청되었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 조립이 보다 용이하고 소음 발생 및 제조 원가를 줄일 수 있는 하이브리드 인덕션 모터를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고정자, 회전자, 상기 회전자의 회전력을 전달하는 회전축, 브라켓 및 상기 고정자와 상기 회전자 사이에서 상기 고정자에서 발생되는 회전자계로 회전함과 동시에 회전자계를 발생시켜 상기 회전자를 회전시키는 영구자석 회전자를 포함하여 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터에 있어서, 상기 브라켓은 상기 하이브리드 인덕션 모터의 외관을 형성하고 상기 인덕션 모터를 보호하며, 중심부에는 상기 브라켓을 관통하는 회전축이 회전 가능하게 지지되도록 베어링이 안착되는 안착부가 형성되며, 상기 안착부에는 상기 베어링이 헛도는 것을 방지하는 방지수단이 포함되어 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터를 제공한다.
여기서, 상기 고정자는 단일 사출 어셈블리로 형성될 수 있으며, 이러한 경우에는 상기 브라켓은 상기 고정자와 일체로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 브라켓은 내부에 상기 회전자가 고정 결합되는 제1 브라켓과 상기 제1 브라켓과 결합되는 제2 브라켓을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 경우에도 상기 제1 브라켓은 상기 고정자와 단일 사출 어셈블리로 형성될 수 있다.
한편, 전술한 HIM에서 상기 상기 방지수단은 상기 안착부와 상기 베어링 사이의 마찰력을 이용한 것일 수 있으며, 상기 방지수단은 상기 안착부와 상기 베어링 외주면 간에 마찰력을 이용한 것일 수 있다.
또한, 상기 방지수단은 상기 안착부와 상기 베어링 수직면 간에 마찰력을 이용한 것일 수 있으며, 상기 안착부와 상기 베어링 외주면 간에 마찰력을 동시에 이용한 것일 수 있다.
여기서, 상기 방지수단은 상기 베어링 안착부에 삽입되는 고무 재질의 밴드일 수 있다. 또한, 상기 방지수단은 고무 재질의 오링일 수도 있다. 이 경우에 있어서 상기 베어링 안착부에는 상기 오링이 안착되는 오링 홈이 구비됨이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 HIM의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하며, 종래와 동일한 구성에 대하여 중복되는 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 HIM은 고정자, 회전자, 회전축, 브라켓 및 상기 고정자와 상기 회전자 사이에서 상기 회전자를 회전시키는 영구자석 회전자를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 브라켓은 상기 하이브리드 인덕션 모터의 외관을 형성하고 상기 인덕션 모터를 보호하며, 중심부에는 상기 브라켓을 관통하는 회전축이 회전 가 능하게 지지되도록 베어링이 안착되는 안착부가 형성된다.
또한, 상기 안착부에는 상기 베어링이 헛도는 것을 방지하는 방지수단이 포함되어 이루어진다.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 HIM에서 베어링이 헛도는 것을 방지하는 방지수단을 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 브라켓(150)에는 베어링(151)이 안착되는 베어링 안착부(152)가 형성되며, 상기 베어링 안착부(152)는 베어링의 외경 보다 다소 여유있게 형성된다. 즉, 상기 베어링 안착부는 별도의 가공을 요하지 않고, 주조 내지 사출 성형시 상기 베어링의 외경을 고려하여 다소 여유있게 형성함이 바람직하다.
물론, 주조 내지 사출 성형시 상기 베어링(151)이 압입될 수 있도록 상기 베어링 안착부(152)가 정밀하게 형성될 수도 있으나, 이는 제조원가가 지나치게 높아질 우려가 있으므로 바람직하지 않을 것이다.
따라서, 처음부터 여유있게 상기 안착부를 형성하여 별도의 가공없이 상기 베어링이 안착될 수 있도록 하고, 별도로 상기 베어링이 헛도는 것을 방지하는 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
이론적으로는, 상기 회전축이 회전하는 것과 상기 베어링이 안착되는 베어링 안착부와는 서로 간섭받지 않는다. 즉, 회전축은 상기 베어링 안착부와 무관하게 회전하게 된다. 그러나, 회전축(40)(도 3 참조)이 회전을 할 때 상기 베어링(151)에서 마찰력이 발생하게 되고, 상기 회전축이 동심 회전이 아닌 미세한 편심 회전 을 하기 때문에 상기 베어링(151)이 상기 베어링 안착부(152)에 대해서 회전할 수 있다.
그러나, 상기 베어링을 통한 마찰력이 매우 작고, 상기 회전축의 편심 회전이 미세하므로 상기 베어링이 회전하려는 힘은 매우 작다. 따라서 소정의 마찰력만으로도 상기 베어링의 회전하는 힘을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 HIM에서 베어링이 헛도는 것을 방지하는 수단으로서 상기 베어링과 상기 베어링 안착부 사이에 마찰력을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 방지수단은 고무 재질 밴드(153)일 수 있으며, 상기 밴드에는 상기 베어링 안착부의 내주면에 삽입되고, 이후 상기 베어링이 삽입되어 상기 베어링 외주면과 상기 밴드가 접하도록 구비될 수 있다.
한편, 상기 고무 재질의 밴드는 상기 베어링 외주면과 접하지 않고, 상기 베어링의 상기 회전축이 관통하는 수직면과 접할 수 있다. 물론, 이런 경우에는 상기 밴드가 상기 회전축의 회전을 방해하지 않도록 하여야 할 것이다.
그리고, 상기 고무 재질의 밴드는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 베어링의 외주면과 상기 베어링의 수직면과 동시에 접하도록 형성될 수 있으며, 이러한 고무 재질의 밴드는 일체로 형성되거나 별도로 형성될 수도 있을 것이다.
또한, 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 베어링이 헛도는 것을 방지하는 방지수단은 상기 베어링 안착부(152)의 내주면과 상기 베어링(151)의 외주면 사이에 삽입되어 상기 베어링 안착부에 대해서 상기 베어링이 회전하는 것을 방지하도록 마찰력을 발생시키는 고무재질의 오링(153)일 수 있다.
한편, 상기 베어링 안착부에는 상기 오링이 자리하는 오링홈(154)이 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 오링이 삽입 고정되어 보다 안정적으로 상기 베어링(151)의 헛도는 것을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.
이러한, 오링홈(154)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 오링이 상기 베어링 안착부에서 상하 방향으로 이동하지 않도록 형성될 수도 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 베어링 안착부에서 아래 방향으로만 이동하지 못하도록 형성될 수도 있다. 즉, 후자의 경우에는 상기 회전축이 회전할 때 상기 베어링 안착부에 가해지는 추력이 아래 방향만으로 형성되는 경우에 가능할 것이다.
본 발명에 따른 HIM에서의 고정자는 단일 사출 어셈블리로 형성될 수 있다. 즉, 고정자와 상기 고정자에 구비되는 고정자 코일 등을 BMC 몰딩으로 일체로 형성할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 단일 사출 어셈블리의 상부 및 하부에 결합되는 제1 브라켓과 제2 브라켓이 포함될 수 있다.
즉, 이러한 경우에는 상기 제1 브라켓과 제2 브라켓 각각에 상기 방지수단이 구비되는 베어링 안착부(152)가 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 HIM에서의 고정자와 상기 제1 브라켓은 일체로 형성될 수도 있다. 즉, 전술한 단일 사출 어셈블리에서 상기 제1 브라켓을 포함하여 BMC 몰딩을 할 수 있는 것이다. 이 경우에 있어서, 베어링 안착부(152)는 상기 BMC 몰딩시 동시에 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 HIM에서의 베어링 안착부는 상기 베어링 안착부가 형성되는 브라켓 또는 단일 사출 어셈블리의 재질에 관계없이, 주조 또는 사출에 의해서 형성되어 별도의 가공이 필요하지 않음을 특징으로 한다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
상술한 본 발명에 따르면 베어링 조립이 보다 용이하고, 베어링이 헛도는 것을 방지하여 소음 발생 및 제조 원가를 줄일 수 있는 하이브리드 인덕션 모터를 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 고정자, 회전자, 상기 회전자의 회전력을 전달하는 회전축, 브라켓 및 상기 고정자와 상기 회전자 사이에서 상기 고정자에서 발생되는 회전자계로 회전함과 동시에 회전자계를 발생시켜 상기 회전자를 회전시키는 영구자석 회전자를 포함하여 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터에 있어서,
    상기 브라켓은 상기 하이브리드 인덕션 모터의 외관을 형성하고 상기 인덕션 모터를 보호하며, 중심부에는 상기 브라켓을 관통하는 회전축이 회전 가능하게 지지되도록 베어링이 안착되는 베어링 안착부가 형성되며,
    상기 베어링 안착부에는 상기 베어링이 헛도는 것을 방지하는 방지수단이 포함되어 이루어지는 하이브리드 인덕션 모터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정자는 단일 사출 어셈블리로 형성됨을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 브라켓은 내부에 상기 회전자가 고정 결합되는 제1 브라켓과 상기 제1 브라켓과 결합되는 제2 브라켓을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 고정자와 상기 제1 브라켓은 일체로 형성됨을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
  5. 제 1항 내지 제 4항에 있어서,
    상기 방지수단은 상기 안착부와 상기 베어링 간에 마찰력을 이용한 것임을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 방지수단은 상기 안착부와 상기 베어링 외주면 간에 마찰력을 이용한 것임을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 방지수단은 상기 안착부와 상기 베어링 수직면 간에 마찰력을 이용한 것임을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 방지수단은 상기 안착부와 상기 베어링 외주면 간에 마찰력을 동시에 이용한 것임을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 방지수단은 고무 재질의 오링임을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 베어링 안착부에는 상기 오링이 안착되는 오링 홈이 구비됨을 특징으로 하는 하이브리드 인덕션 모터.
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