KR20080090027A - 직류 모터용 회전자 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 직류 모터용 회전자 조립체는, 전기적 도체로 이루어진 코어; 상기 코어의 양측에 배치되며 상기 코어에 상대 고정되도록 설치되며, 전기적 부도체인 복수의 절연판; 상기 코어의 외주에 권선된 코일; 및 상기 코어의 중심부에 상대고정되도록 결합된 회전 샤프트;를 포함하며, 상기 각 절연판은 상기 코일에서 발생하는 열을 냉각시키도록 그 절연판의 내주면에 복수의 냉각핀을 구비한 것을 것을 특징으로 한다.

Description

직류 모터용 회전자 조립체{Rotor or Armature assembly for DC motor}

도 1은 일반적인 팬 모터의 개략적 구성을 보여주는 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 팬 모터의 고정자와 회전자 조립체를 추출하여 도시한도면이다.

도 3은 종래의 팬 직류 모터용 회전자 조립체의 개략적 사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 팬 직류 모터용 회전자 조립체의 개략적 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 모터용 회전자 조립체의 개략적 사시도이다.

도 6은 도 5에 도시된 직류 모터용 회전자 조립체의 분해 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...직류 모터용 회전자 조립체 20...코어

22...회전 샤프트 25...권선코일

30...절연판 32...본체

33...고정부 34...회피공

35...냉각핀 201...몸체부

202...돌출부 203...구멍

본 발명은 직류 모터용 회전자 조립체에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 직류 모터용 회전자 조립체가 회전하는 도중에 권선코일에서 발생하는 열에 의해 그 직류 모터용 회전자 조립체의 성능이 저하되는 것을 방지하기 위한 자체 냉각기능을 가지도록 구조가 개선된 직류 모터용 회전자 조립체에 관한 것이다.

직류 모터는 일반적으로 고정자와 회전자를 포함하고 있다. 이러한 직류 모터를 구성하는 직류 모터용 회전자 조립체 중에서 일반적인 것으로서 팬 모터용 회전자 조립체는 팬 모터의 내부에 회전가능하게 설치되는 장치이다. 팬 모터는 일반적으로 자동차의 라디에이터, 냉동 냉장기기, 에어콘 등의 냉매나 열이 발생되는 구성부품을 냉각하기 위해 설치된다.

팬 모터의 일반적인 구조가 도 1에 도시되어 있다. 도 2 내지 도 4는 종래의 팬 모터용 회전자 조립체를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 괄호안에 표시된 식별부호 10과 25와 40은 후술하는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해 표기한 것이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 팬 모터(100)는 모터부(1)와 팬 장착부(2)로 구성되어 있다. 상기 모터부(1)는 고정자(3)와 회전자(4)를 포함하고 있다. 상기 고정자(3)는 프레임(3a)과 원주방향으로 이격된 상태로 그 프레임(4)의 내주면에 고정된 복수개의 영구자석(3b)을 포함하고 있다.

상기 회전자(4)는 상기 고정자(3)에 대해 상대회전이 가능하도록 설치되어 있다. 상기 회전자(4)는 코어(4a)와 회전 샤프트(4b)와 권선코일(4c)과 절연판(4d)을 포함하고 있다. 상기 코어(4a)는 중심부에 회전 샤프트를 수용하여 고정하기 위한 구멍을 포함하고 있다. 상기 구멍에는 회전 샤프트(4b)가 끼워져 그 코어(4a)에 고정되어 있다. 상기 회전 샤프트(4b)의 일단은 상기 프레임(3a)에 회전가능하게 지지되어 있다. 상기 회전 샤프트(4b)의 타단은 상기 프레임(3a)의 외부로 돌출되어 있다. 상기 회전 샤프트(4b)의 타단부에는 팬(200)이 장착되기 위한 브라켓이 설치된다. 상기 브라켓은 팬 장착부(2)를 구성한다. 상기 팬 장착부(200)에는 볼트나 너트 등과 같은 고정 수단에 의해 팬(200)이 고정되게 된다. 상기 코어(4a)는 그 외주에 복수개의 돌출부(401)가 그 코어(4a)의 원주방향으로 이격되어 배치되어 있다. 상기 돌출부(401)들에는 후술하는 권선코일(4c)이 복수회 권선된다. 상기 권선코일(4c)은 상기 회전 샤프트(4b)에 상대 고정되도록 설치된 정류자(4f)와 슬라이딩 되도록 설치된 외부의 브러시(미도시)로부터 전기를 공급받아 상기 고정자(3)에 설치된 영구자석(3b)과의 전자기적 상호작용에 의하여 상기 회전자(4)가 회전되도록 하는 역할을 한다.

상기 권선코일(4c)과 상기 회전 샤프트(4b) 사이에 전류가 흐르는 것을 방지하도록 상기 코어(4a)의 양측에는 절연판(4d)들이 배치되어 있다. 상기 각 절연판(4d)은 상기 코어(4a)에 마련된 복수의 돌출부(401)에 끼워져서 그 코어(4a)에 상대 고정되어 있다.

이와 같은 구조의 팬 모터(100)가 작동될 때, 상기 권선코일(4c)과 상기 영구자석(3b)들과의 전자기 상호유도에 의한 유도저항으로 인하여 열이 발생하게 된 다. 이와 같은 저항열은 팬 모터(100)의 성능을 떨어뜨리는 요인이 된다. 따라서, 상기 팬 모터(100)로부터 발생되는 열로 인한 팬 모터(100) 내부의 온도 상승을 억제할 필요가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 직류 모터의 작동시 발생되는 열에 의해 그 직류 모터의 내부온도가 상승하는 것을 억제하도록 구조가 개선된 직류 모터용 회전자 조립체를 제공함에 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 직류 모터용 회전자 조립체는, 전기적 도체로 이루어진 코어;

상기 코어의 양측에 배치되며 상기 코어에 상대 고정되도록 설치되며, 전기적 부도체인 복수의 절연판;

상기 코어의 외주에 권선된 코일; 및

상기 코어의 중심부에 상대고정되도록 결합된 회전 샤프트;를 포함하는 직류 모터용 회전자 조립체에 있어서,

상기 각 절연판은 상기 코일에서 발생하는 열을 냉각시키도록 그 절연판의 내주면에 복수의 냉각핀을 포함하는 점에 특징이 있다.

상기 냉각핀들은 상기 절연판과 일체로 형성된 것이 바람직하다.

상기 냉각핀들은 플라스틱 소재로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 각 냉각핀은 상기 절연판의 내주면으로부터 그 절연판의 반경방향으로 상기 샤프트를 향해 돌출되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직류 모터용 회전자 조립체의 개략적 사시도이다. 도 6은 도 5에 도시된 직류 모터용 회전자 조립체의 분해 사시도이다.

도 1과 도 2 및 도 5 와 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 직류 모터용 회전자 조립체(10)는 코어(20)와, 회전 샤프트(22)와, 절연판(30)과, 권선코일(25)을 포함하고 있다.

상기 코어(20)는 몸체부(201)와 복수의 돌출부(202)를 포함하고 있다. 상기 몸체부(201)의 중심부에는 후술하는 회전 샤프트(22)를 수용하여 고정하기 위한 구멍(203)이 마련되어 있다. 상기 돌출부(202)들은 상기 코어(20)의 외주를 따라 배치되어 있다. 상기 돌출부(202)들은 상기 몸체부(201)로부터 상기 몸체부(201)의 반경방향을 따라 그 몸체부(201)의 외측으로 돌출 연장되어 있다. 상기 돌출부(202)들은 상기 몸체부(201)의 외주 방향으로 서로 이격되어 배치되어 있다. 상기 몸체부(201)와 돌출부(202)들을 포함하는 코어(20)는 전기적으로 전기 전도성이 양호한 철 등과 같은 금속 소재로 이루어져 있다. 상기 돌출부(202)들은 후술하는 권선코일(25)이 잘 권선되도록 하기 위하여 마련된 것이다.

상기 회전 샤프트(22)는 상기 구멍(203)에 끼워져서 그 코어(20)에 고정되어 있다. 상기 회전 샤프트(22)의 일단은 앞서 종래 기술에서 서술한 팬 모터와 같은 직류 모터의 프레임(3)에 회전가능하게 지지되도록 설치된다. 상기 회전 샤프트(22)의 타단은 상기 프레임(3)의 외부로 돌출되도록 설치된다. 상기 회전 샤프트(22)의 타단부에는 팬이(200) 장착되기 위한 브라켓이 설치된다. 상기 브라켓은 팬 장착부(2)를 구성한다. 상기 팬 장착부(2)에는 볼트나 너트 등과 같은 고정 수단에 의해 팬이 고정되게 된다. 이와 같은 회전 샤프트(22)는 종래의 팬 모터(1)에서의 구조와 대동소이하다.

상기 절연판(30)은 복수개가 마련될 수 있으며, 본 실시예서는 2개가 마련되어 있다. 상기 절연판(30)들은 상기 코어(20)의 양측에 각각 1개식 배치되어 있다. 상기 절연판(30)들은 전기적인 부도체인 플라스틱과 같은 재료로 이루어져 있다. 상기 각 절연판(30)은 본체(32)와 복수의 고정부(33)와 복수의 냉각핀(35)을 포함하고 있다. 상기 본체(32)는 상기 코어(20)의 몸체부(201)에 대응하는 부분이다. 상기 본체(32)의 내측에는 원형의 회피공(34)이 형성되어 있다. 상기 회피공(34)은 상기 회전 샤프트(22)의 조립시 그 회전 샤프트(22)와 상기 절연판(30)의 간섭을 회피하기 위해 마련된 것이다. 상기 각 고정부(33)는 상기 본체(32)로부터 일체로 연장되어 있다. 상기 각 고정부(33)는 상기 코어(20)의 돌출부(201)들을 수용하여 그 돌출부(201)들에 상대 고정되어 있다. 상기 고정부(33)들은 상기 돌출부(201)들에 끼워질때 탄성변형에 의하여 억지로 끼워져서 미리 정해진 크기 이상의 외력이 가해지지 않는 한 상기 돌출부(201)들로부터 분리되지 않도록 되어 있다. 상기 냉각핀(35)들은 상기 절연판(30)의 내주면에 마련되어 있다. 더 구체적으로, 상기 냉각핀(35)들은 상기 회피공(34)의 둘레를 따라 서로 이격되어 배치되어 있다. 상기 냉각핀(35)들은 상기 본체(32)와 일체로 사출 성형등의 방식에 의하여 제조될 수 있다. 본 실시에에서 상기 절연판(30)은 본체(32)와 고정부(33)들과 냉각핀(35)들이 나일론과 같은 플라스틱 소재에 의해 일체로 성형되어 있다. 상기 냉각핀(35)들은 각각 상기 절연판(30)의 반경방향 즉, 상기 회피공(34)의 반경방향으로 연장되어 있다. 상기 냉각핀(35)들은 상기 절연판(30)의 내주면 즉, 상기 회피공(34)의 둘레로부터 상기 회전 샤프트(22)를 향하는 방향으로 돌출되어 있다. 상기 냉각핀(35)들은 후술하는 권선코일(25)에서 발생하는 열을 냉각시키도록 하기 위해 마련된 것이다.

상기 권선코일(25)은 상기 절연판(30)의 고정부(33)에 권선되어 있다. 즉 상기 권선코일(25)은 상기 코어(20)와 절연된 상태로 상기 절연판(30)에 권선되어 있는 것이다. 상기 권선코일(25)은 직류 모터의 외부로부터 전기를 공급받아 고정자에 설치된 영구자석(3b)과의 전자기적 상호작용에 의하여 상기 직류 모터용 회전자 조립체(10)가 회전되도록 하는 역할을 한다. 상기 권선코일(25)에 전기를 공급하기 위하여 상기 회전 샤프트(22)에는 그 회전 샤프트(22)와 절연된 상태로 정류자(40)가 설치되어 있다. 상기 정류자(40)는 외부의 전원으로부터 브러시(미도시)를 통하여 그 브러시와 슬라이딩 접촉되면서 전기를 공급받는다. 상기 정류자(40)와 상기 권선코일(25)은 전기적으로 서로 연결되어 있다.

이와 같은 구성요소를 포함하는 직류 모터용 회전자 조립체(10)의 작용을 상세하게 서술한다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 서술한 일반적인 팬 모터의 작동과정을 도 5 및 도 6을 참조하여 서술함으로써 본원 발명의 작용 효과를 이해할 수 있다.

본 발명에 따른 회전자 조립체(10)가 채용된 팬 모터가 작동되는 과정을 예로들어 본원 발명의 작용을 살펴보기로 한다.

팬 모터를 작동시키기 위해 수동 또는 자동 스위치에 의해 외부의 전원과 상기 팬 모터가 연결된다. 외부의 전원으로부터 전기가 상기 브러시에 공급된다. 상기 브러시는 상기 직류 모터용 회전자 조립체(10)에 마련된 정류자(40)에 슬라이딩 접촉되면서 그 정류자(40)에 전기를 공급한다. 상기 정류자(40)에 공급된 전기는 상기 권선코일(25)에 흐르게 되고 그 권선코일(25)에 흐르는 전류에 의해 상기 고정자에 마련된 영구자석(3b)과 그 권선코일(25)이 전자기적 상호작용을 일으키게 된다. 그 결과 상기 직류 모터용 회전자 조립체가 상기 고정자에 대하여 상대회전을 하게 된다. 그 결과 상기 직류 모터용 회전자 조립체(10)의 타단부에 브라켓을 통하여 고정된 팬(200)이 회전하게 된다. 그 결과 그 팬(200)에 의하여 공기의 유동이 발생하여 냉각시키고자 하는 부품이 냉각되게 된다. 그 과정에서 상기 권선코일(25)에는 유도저항에 의한 열이 발생하게 되는데, 그 열은 상기 냉각핀(35)들에 의해 효과적으로 그 팬 모터의 외부로 배출된다. 즉, 상기 직류 모터용 회전자 조립체(10)와 일체로 회전하는 상기 냉각핀(35)들이 그 직류 모터용 회전자 조립체(100) 내부에 공기를 유동킴으로써 그 팬 모터용 회전자(10)의 외부로 효과적으로 배출시킴으로써 팬 모터의 내부온도가 상승하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 즉, 상기 직류 모터용 회전자 조립체(10)의 외부로 배출된 열은 열적으로 양호한 도체인 팬 모터의 프레임(3a)을 통하여 외부로 배출됨으로써 그 팬 모터의 내부 의 온도가 상승하는 것을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 실시예에서와 같이 상기 냉각핀(35)들이 상기 절연판(30)의 본체(32)와 일체로 형성되는 경우에는 부가적인 조립공정이 필요하지 않으므로 제조원가가 상승되지 않고도 효과적으로 소기의 목적을 달성할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 냉각핀들은 상기 절연판과 일체로 형성된 것으로 서술하였으나, 상기 냉각핀들은 상기 절연판과 별개로 제작되어 결합되더라도 본원 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 냉각핀들은 플라스틱 소재로 이루어진 것으로 서술하였으나, 상기 냉각핀들의 재료는 플라스틱 소재로 한정하지 않더라도 본원 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 각 냉각핀은 상기 절연판의 내주면으로부터 그 절연판의 반경방향으로 상기 회전 샤프트를 향해 돌출되어 있는 것으로 서술하였으나, 상기 각 냉각핀의 방향이 상기 회전 샤프트를 향해 돌출되어 있지 않는 경우라도 직류 모터용 회전자 조립체가 회전하는 경우에 공기의 유동을 일으킬 수 있는 경루라면 본원 발명의 목적을 달성할 수 있다.

이상, 바람직한 실시 예들을 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예들에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 직류 모터용 회전자 조립체는 회 전 과정에서 상기 권선코일에는 유도저항에 의한 열이 발생하게 되는데, 그 열은 상기 냉각핀들에 의해 효과적으로 그 직류 모터의 외부로 배출되는 효과가 있다. 즉, 상기 직류 모터용 회전자 조립체와 일체로 회전하는 상기 냉각핀들이 그 직류 모터용 회전자 조립체 내부에 공기를 유동킴으로써 그 직류 모터용 회전자의 외부로 효과적으로 배출시킴으로써 그 직류 모터의 내부온도가 상승하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서와 같이 상기 냉각핀들이 상기 절연판의 본체와 일체로 형성되는 경우에는 부가적인 조립공정이 필요하지 않으므로 제조원가가 상승되지 않고도 소기의 목적을 효과적으로 달성할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 전기적 도체로 이루어진 코어;

   상기 코어의 양측에 배치되며 상기 코어에 상대 고정되도록 설치되며, 전기적 부도체인 복수의 절연판;

   상기 코어의 외주에 권선된 코일; 및

   상기 코어의 중심부에 상대고정되도록 결합된 회전 샤프트;를 포함하는 직류 모터용 회전자 조립체에 있어서,

   상기 각 절연판은 상기 코일에서 발생하는 열을 냉각시키도록 그 절연판의 내주면에 복수의 냉각핀을 구비한 것을 것을 특징으로 하는 직류 모터용 회전자 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 냉각핀들은 상기 절연판과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 직류 모터용 회전자 조립체.
3. 제1항에 있어서,

   상기 냉각핀들은 플라스틱 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 직류 모터용 회전자 조립체.
4. 제1항에 있어서,

   상기 각 냉각핀은 상기 절연판의 내주면으로부터 그 절연판의 반경방향으로 상기 샤프트를 향해 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 직류 모터용 회전자 조립체.

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