KR20100027899A

KR20100027899A - 팬 모터

Info

Publication number: KR20100027899A
Application number: KR1020080086998A
Authority: KR
Inventors: 김한기
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2010-03-11
Also published as: KR101461240B1

Abstract

본 발명은 스테이터; 스테이터를 수용하며, 스테이터의 반경방향의 외측에서 회전되도록 구비되는 로터; 로터를 관통하여 회전력을 전달하는 회전축;그리고,회전축과 연결되어 로터를 외부에서 수용하는 팬;을 포함하며, 팬의 허브 중앙에 로터 반대방향으로 보스부를 형성하고, 보스부는 일단부가 막힌 원통 형상이며, 회전축이 보스부에 삽입 고정되어 회전력을 팬으로 전달하는 것을 특징으로 하는 팬 모터에 관한 발명이다.

팬 모터, 보스부, 슬릿, 판 스프링, 주입홀

Description

팬 모터{FAN MOTOR}

본 발명은 팬 모터에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 팬을 관통하여 연결하는 회전축을 고정하기 위하여 팬의 허브에 보스부를 형성하여 회전축을 결합하는 팬 모터에 관한 것이다.

일반적으로 팬 모터는 로터의 회전력에 의해 공기를 송풍하기 위한 수단으로 사용하고 있으며, 냉장고, 공기조화기, 청소기 등에 널리 사용되고 있다.

모터는 스테이터와 로터사이의 전자기적 상호작용에 의해서 로터가 회전하며 그 회전력을 외부로 전달하기 위한 장치를 말한다. 여기서, 로터의 회전력은 회전축을 통하여 부하를 구동시키게 된다.

로터의 회전력이 회전축에 전달되어 회전축에 연결되어 있는 팬이 회전하게 되는데, 이때 로터에서 발생한 진동이 팬에 전달되어 소음이 발생하게 된다.

종래의 팬 모터에서 회전축과 팬이 결합하는 모습을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 팬 모터를 도시한 도면이다. 종래의 팬 모터(1)에서는 모터의 외관을 이루는 케이싱(20)에 스테이터, 로터, 코일 등이 구비되며, 로터와 연결된 회전축이 케이싱(20) 외부로 연결된다. 따라서, 회전축의 끝단이 팬(10)과 연결되어 팬 모터(1)를 형성하게 된다.

그러나 이러한 팬 모터(1)에서는, 팬 모터의 부피가 커지게 된다. 즉 케이싱(20)에서 팬(10)의 전방까지의 길이가 길어지게 되어 팬 모터(1)가 차지하는 공간이 커지게 된다.

또한, 회전축(30)이 길게 형성되어 팬의 허브(12) 내측에 결합시 균형을 잡지 못하게 된다. 즉, 회전축(30)과 팬(10)의 동심을 잡는 것도 굉장히 중요한데, 팬(10)이 동심을 이루지 못하면 회전하는 팬(10)에 소음이 발생하게 되고, 균일하지 못한 회전은 팬(10)과 연결되어 있는 로터 및 모터에도 영향을 미치게 하여 팬(10) 및 모터의 내구성에도 영향을 끼치게 된다. 특히, 공진상태에서는 로터 및 모터에 주어지는 영향도 커지게 된다.

이것은 로터와 팬이 회전하는 부재이며, 회전축을 팬의 허브 내측의 홈에 고정하기 어렵고, 긴 회전축(30)은 팬(10)에 동심을 잡기 힘들기 때문이다. 따라서, 회전축(30)에 팬(10)의 고정과 회전시 발생하는 소음 및 진동 등을 해결하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 팬 허브에 회전축을 삽입할 수 있는 보스부를 외측방향으로 설치하여, 축을 길게 조립하게 함으로써 축의 동심을 잡아주며, 결과적으로 진동 및 소음의 저감에 기여하기 위한 팬 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 스테이터; 스테이터를 수용하며, 스테이터의 반경방향의 외측에서 회전되도록 구비되는 로터; 로터를 관통하여 회전력을 전달하는 회전축; 그리고, 회전축과 연결되어 로터를 외부에서 수용하는 팬; 을 포함하며, 팬의 허브 중앙에 로터 반대방향으로 보스부를 형성하고, 보스부는 일단부가 막힌 원통 형상이며, 회전축이 보스부에 삽입 고정되어 회전력 팬으로 전달하는 것을 특징으로 하는 팬 모터를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 팬이 로터와 이격되어 로터와 일체로 회전하는 것을 특징으로 하는 팬 모터를 제공한다.

또한, 본 발명은 회전축이 보스부에 5mm 이상 삽입되는 것을 특징으로 하는 팬 모터를 제공한다.

또한, 본 발명은 회전축의 보스부에 삽입되는 부분에는 거칠기 가공이 행해지는 것을 특징으로 하는 팬 모터를 제공한다.

또한, 본 발명은 보스부가 축방향과 막힌 일단부에 서로 연결된 슬릿(slit)이 형성되고, 슬릿사이로 접착수지를 넣어 회전축이 고정되는 것을 특징으로 하는 팬 모터를 제공한다.

또한, 본 발명은 보스부의 막힌 일단부에 접착수지를 도포하기 위한 홀이 형성되고, 홀을 통해 접착수지를 넣어 회전축이 고정되는 것을 특징으로 하는 팬 모터를 제공한다.

또한, 본 발명은 보스부가 축방향 및 막힌 일단부에 서로 연결된 슬릿(slit)이 형성되고, 보스부 둘레에 위치하며 회전축과 보스부 사이를 가압하기 위한 판스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 팬 모터를 제공한다.

본 발명이 제공하는 팬 모터는 팬과 로터가 서로 이격되어 일체로 회전하게 되어 로터에서 발생하는 진동이 팬에 전달되지 않게 된다.

또한, 본 발명이 제공하는 팬 모터는 팬 허브의 보스부에 회전축을 길게 삽입 설치하여 회전축의 동심을 잡으며, 회전축의 조립정밀도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명이 제공하는 팬 모터는 회전축의 조립 정밀도를 높여 회전의 안정도를 가지며, 팬의 회전시 발생하는 진동 및 소음의 저감에 기여할 수 있다.

또한, 본 발명이 제공하는 팬 모터는 회전축의 보스부 둘레에 판 스프링으로 회전축을 강하게 조여 회전축과 보스부 내측면 사이의 미끄러짐 또는 팬과의 분리 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명이 제공하는 팬 모터는 회전축의 보스부에 접착수단의 주입홀을 형성하여 접착수단의 도포를 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명이 제공하는 팬 모터는 회전축이 보스부와 내측과 맞닿는 부분에 황삭가공을 하여 회전축과 보스부 내측의 본딩력을 높일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 팬 모터의 전체 분해 모습을 보여주고 있다. 구체적으로 설명하면, 로터(120)와 전자기적 상호작용을 일으키는 스테이터, 스테이터의 상부 및 하부에 결합하여 있는 상부 베어링 어셈블리(140) 및 하부 베어링 어셈블리(160), 상기 스테이터와 상부 베어링 어셈블리(140)를 덮는 로터(120)로 구성되어 있다. 또한, 로터(120)를 관통하며 상부 베어링 어셈블리(140) 및 하부 베어링 어셈블리(160)에 의해 지지가 되는 회전축(130), 회전축(130)의 일단은 팬 허브(111)의 보스부(113)에 끼워 넣어지며, 팬은 블레이드(111)와 허브(112)로 구성된다.

로터(120)는 일단이 막힌 원통형상이고, 상기한 스테이터를 포함하며 스테이터와 전자기적 상호작용에 의해서 회전력을 일으킨다. 로터(120)는 로터프레임(121)의 내주면에 영구자석(122)이 부착되게 된다. 이때 영구자석(122)은 원통형으로 로터프레임(121)의 내주면에 결합 될 수 있으며, 막대 자석과 같이 불연속적으로 형성되어 부착될 수도 있다.

한편, 로터프레임(121)의 내주면은 영구자석(122)이 결합 될 수 있게끔 단차 지어 형성될 수 있다. 또한, 단차 지어진 부분이거나 또는 도시되지는 않았지만 로 터프레임(121) 내주면에 막대형상의 지지대가 길이 방향으로 형성되어 영구자석(122)의 스토퍼로서 기능을 수행할 수 있다.

로터(120)의 막힌 일단의 중앙에 회전축이 관통하는 축공(123)이 형성되며, 이 축공(123)은 팬 쪽으로 돌출되어 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 회전축(130)이 로터(120)의 축공(123)에 의해서 지지되어 회전축(130)의 동심을 잡는 역할을 수행하게 된다. 회전축(130)은 로터의 축공(123)에 압입되거나 접착수단에 의해 결합하게 된다. 따라서, 로터(120)의 회전력을 전달하는 회전축(130)과 연결된 팬(110)은 로터(120)와 일체로 회전한다.

팬 허브(112)의 폐단부의 내측면과 로터의 폐단부의 외측면은 일정한 간격이 존재하며, 로터(120)에서 발생한 진동이 팬(110)으로 바로 전달되는 것을 방지하게 된다. 또한, 팬의 내주면과 로터의 외주면 사이도 이격되어 형성되며, 로터에서 발생한 진동이 팬으로 전달되는 것을 막을 수 있게 된다.

스테이터는 스테이터 코어(152), 스테이터 코어에 권선된 코일 그리고 코어와 코일을 절연하는 인슐레이터(151)를 포함하여 이루어진다. 인슐레이터(151)는 절연재질로 이루어지며 스테이터 코어(152)의 상부와 하부에 결합 될 수 있다. 인슐레이터(151)를 통하여 스테이터 코어(152)에는 코일이 권선되며, 스테이터 코어와 코일 사이의 절연이 이루어진다.

팬 모터(100)는 모터의 구동을 제어하도록 피씨비(153)를 포함하여 이루어질 수 있다. 피씨비(153)에는 여러가지 전기적인 패턴들이 형성되며, 상기 인슐레이터(151)는 피씨비(153)의 상부에 결합된다. 상기 인슐레이터(151)를 통하여 상기 코어(152)와 상기 피씨비(153) 사이의 절연이 이루어 진다.

또한, 이러한 스테이터 코어(152), 인슐레이터(151), 코일, 그리고 피씨비(153)가 모두 결합한 후 이들이 모두 몰드(154)에 의해서 감싸지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 몰드가 형성된 스테이터 어셈블리(150)는 냉장고 등 습기가 많은 곳에서 외부환경 및 충격으로부터 보호를 받을 수 있다.

상부 베어링 어셈블리(140)는 상기 스테이터 어셈블리(150)의 상부에 압입되며, 베어링 홀더(142)와 오일을 포함하는 펠트(143) 및 베어링(144)을 덮는 상부 브라켓(141)과 중간 브라켓(145)을 포함하여 이루어진다. 여기서 상기 베어링(144)은 소결되어 형성된 베어링임이 바람직하고, 오일리스 베어링임이 더욱 바람직하다. 한편, 상기 베어링(144)이 원활한 기능을 위하여 베어링 오일을 공급하기 위한 구성으로서 상기 베어링 어셈블리(140)의 내부에는 베어링 오일을 함유하는 펠트(143)를 구비함이 바람직하다. 상기 펠트(143)의 반경 방향 내측에 베어링이 구비되고, 상기 펠트(143)를 통하여 상기 베어링(144)에 베어링 오일이 공급된다.

하부 베어링 어셈블리(160)는 상부 베어링 어셈블리(140)와 그 형상 및 기능이 실질적으로 동일하다. 그러나 하부 베어링 어셈블리(160)는 제품에 결합하기 위해서 하부 브라켓(161)을 더 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 하부 브라켓(161)에는 제품에 결합하기 위한 결합홀(167)이 복수개 형성되어 있다. 또한, 하부 브라켓(161)은 외부 전선들을 피씨비(153)와 연결하기 위하여 슬롯(168)이 형성되어 있다.

회전축(130)은 일단이 허브(112)의 보스부(113)에 끼워 넣어지며, 타단은 하 부 브라켓(161)을 관통하게 된다. 또한, 회전축(130) 둘레에 홈(131)이 형성되어 있다. 홈(132)은 상부 브라켓(141)과 로터(120)의 폐단면 사이와 하부 브라켓(161)의 밑단의 회전축(130)의 타단에 형성된다. 이 홈에는 오일커터(135)가 끼워지게 되며. 오일커터(135)는 베어링에 있는 오일이 외부로 새나가는 것을 방지한다.

팬(110)은 블레이드(111)와 허브(112)로 구성되며 로터(120)를 덮게 된다. 팬의 허브 중앙에는 허브의 축공(123)을 관통하여 회전력을 전달하는 회전축(130)을 길게 삽입할 수 있는 보스부(113)가 팬(110)의 바깥쪽으로 형성된다. 보스부(113) 외측면에서 허브와 이어지는 부분에는 보스부(113)를 지지 보강하기 위한 리브(114)를 길이 방향으로 복수개 설치한다. 팬(110)의 상부는 외측방향으로 단차져 있으며 이는 팬 내부의 로터(120)의 형상도 마찬가지이다.

팬(110)은 회전축(130)에 의해 전달된 회전력을 받아서 회전을 하여 송풍을 하게 된다. 회전축(120)은 보스부(113)에 강제 압입의 방식으로 끼워지게 되며, 결합력을 강화하기 위해 접착수단도 도포 될 수 있다. 보스부(113)가 팬(110)의 외측방향으로 길게 형성되어 회전축의 일단이 길게 결합될 수 있어 축의 동심을 잡아주는 역할이 뛰어나게 된다.

팬(110)과 로터(120)는 서로 붙어 있을 수도 있지만, 바람직하게는 어느 정도 간격을 두고 이격 되어 일체로 회전을 하게 된다. 이격이 되어 있으므로 로터에서 발생한 진동이 바로 팬으로 전달되는 것을 막을 수 있게 된다. 따라서, 진동 및 소음이 감소되는 결과에 이르러 모터의 내구성이 향상된다.

도 3은 본 발명인 팬 모터(100)의 단면을 보여주는 도면이다. 팬의 허 브(112)가 로터(120)를 외부에서 감싸는 구조를 보이고 있으므로 팬(110)의 높이가 작아지게 된다. 일반 가전제품에 있어서, 콤팩트화가 가장 문제시되고 있는데, 팬 모터(100)의 높이를 줄이게 되어 팬 모터(100)가 다른 제품과 취부시에 필요로 하는 공간이 작아지게 된다. 따라서, 가전제품의 공간 효율성을 높일 수 있다.

로터(120)는 적어도 상부 베어링 어셈블리(140)와 스테이터를 포함하며, 스테이터의 하부에는 하부 베어링 어셈블리(160)가 강제압입의 방식으로 인슐레이터(151)에 삽입되어 있다.

회전축(130)은 상부 베어링 어셈블리(140) 및 하부 베어링 어셈블리(160)에 의해 지지가 되며, 로터(120)의 축공(123)을 관통하여 허브(112)의 보스부(113)에 끼워진다. 보스부(113)에 끼워진 회전축(130)은 복수개의 홈(133)이 회전축 둘레에 형성되어 있으며, 이 홈에 회전축 빠짐 방지링(135)이 체결된다. 또한, 허브(112)의 폐단면은 외측방향으로 단이 형성되어 있으며, 로터(120)의 축공(123)역시 허브(112)의 폐단면 방향으로 돌출되어 있다. 허브(112)의 축공(123)은 팬(110)을 지지해주는 기능을 수행하게 된다. 또한, 팬(110)과 로터(120)는 서로 이격되어 영구자석(122)에서 발생하는 전기적인 진동을 절연시키는 효과 있다.

도 4는 팬(110)과 로터(120)가 분리된 것을 나타낸 도면이다. 회전축(130)의 보스부(113)과 결합하여 맞닿는 회전축 끝단 부근의 표면에는 황삭(137)가공이 되어 있는데, 이는 보스부(113)과 결합하는 부분에 접착수단의 접착을 강화하여 결합력을 증가시키기 위함이다.

보스부(113)의 상단중앙부분에는 접착수단 주입홀(115)이 위치한다. 보스부 에 회전축을 결합한 후에 회전축과 보스부(113)의 결합을 강화하기 위하여 주입홀(115)에 접착수단을 도포하게 된다. 이때 주입홀(115)로 도포 된 접착수단은 후술하는 보스부(113)의 길이방향 슬릿(116)을 따라 보스부 내측과 회전축(130) 사이에 스며들게 된다. 보스부(113)의 둘레에는 보스부(113)를 조여 회전축(130)과 결합을 강화할 수 있는 판 스프링(132)이 있다. 접착수단의 도포 없이 판 스프링만으로도 회전축을 지지할 수 있으며, 접착수단과 같이 회전축(130)을 보스부(113)와 결합할 수 있다.

도 5는 팬(110)과 로터(120)결합의 하부면을 보여주는 도면이다. 팬 허브(112)는 로터(120)를 외부에서 감싸고 있으며, 로터(120)의 내부에는 상부 베어링 어셈블리(140), 스테이터를 감싸며 몰드(153)의 밑부분에 위치하는 하부 베어링 어셈블리(160)를 보여 주고 있다. 로터(120)의 폐단면의 내측면에는 로터(120)의 내구성을 증가시키기 위한 지지대(125)가 형성되어 있다. 또한, 로터(120)의 내주면에는 영구자석(122)이 결합하여 있다. 허브(121)와 반경방향으로 결합하여 있는 블레이드(111)는 여러 가지 모양으로 형성되어 있으며, 그 개수 역시 복수개로 결합 될 수 있다. 팬(110)은 단일 사출에 의해서 형성됨이 바람직하며 블레이드(111)의 크기는 송풍량을 결정하게 된다.

도 6은 허브(112)의 외측방향으로 형성된 보스부(113)를 확대하여 나타낸 도면이다. 보스부(113)는 팬 허브(112)의 중앙에 위치하며, 상부 베어링 어셈블리(140) 및 하부 베어링 어셈블리(160)에 의해 지지가 되어 로터(120)의 축공(122)을 관통하는 회전축(130)이 끼워진다. 회전축(130)은 보스부(113)에 동심을 맞추기 위해 5mm이상 삽입 길이를 가질 수 있으며, 보스부(113)의 둘레 밑단에는 보스부(113)를 지지 보강하기 위한 리브(114)가 설치되어 있다.

또한, 보스부(113)는 축방향 및 막힌 일단에 연결되는 슬릿(116)이 형성되어 있으며, 막힌 일단의 중심 및 슬릿상에 접착수단을 도포하기 위한 주입홀(115)을 형성하게 된다. 이 주입홀(115)을 통해서 회전축(130)과 보스부(113)를 더욱 단단히 결합하기 위한 접착수단을 도포하게 되며, 슬릿(116)을 따라서 접착수단이 스며들게 된다. 여기서 슬릿(116)은 보스부 내측부가 보일 수 있도록 완전히 뚫어져 형성되거나, 한편으로는 슬릿(116)이 내측부로 관통되지 않고 얇게 형성되어 슬릿(116)을 중심으로 안쪽으로 조여질 수 있게끔 만들어질 수도 있다. 이 경우엔 접착수단이 슬릿(116)을 따라 도포 되지는 않게 된다. 다만, 후술하는 바와 같이 판 스프링(132)이 체결되는 경우에 보스부(113)에 체결된 회전축(130)에 압력을 가할 수 있게 되어 결합력을 높일 수 있게 된다.

한편, 판 스프링(132)은 보스부 둘레에 체결되어 있다. 보스부(113)에 슬릿(116)이 형성되어 있어, 보스부(113)는 슬릿(116)을 중심으로 유동성을 가지고 있다. 즉, 보스부(113)에 슬릿(116)을 형성하여, 보스부(113) 자체가 조여질 수 있게 된다. 따라서, 보스부(113)에 연결된 회전축(130)에 압력을 가하게 되어 팬이 회전축(130)으로부터 헛돌거나 탈거되는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 보스부(113)의 접착수단 주입홀(115)에 접착수단을 도포하고, 판 스프링(132)을 체결하여 결합력을 더욱 높일 수 있게 된다.

본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위 를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 변형 예 또는 수정 예들은 본 발명의 특허 청구 범위에 속한다고 할 것이다.

도 1은 종래기술인 팬 모터를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 팬 모터를 전체 분해한 도면이다.

도 3은 본 발명의 팬 모터의 단면을 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명의 팬 모터의 팬과 로터를 분해한 도면이다.

도 5는 본 발명의 팬의 저면을 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 팬 허브의 확대 도면이다.

Claims

스테이터;

스테이터를 수용하며, 스테이터의 반경 방향의 외측에서 회전되도록 구비되는 로터;

로터를 관통하여 회전력을 전달하는 회전축; 그리고,

회전축과 연결되어 로터를 외부에서 수용하는 팬; 을 포함하며,

팬의 허브 중앙에 로터 반대방향으로 보스부를 형성하고, 보스부는 일단부가 막힌 원통 형상이며, 회전축이 보스부에 삽입 고정되어 회전력을 팬으로 전달하는 것을 특징으로 하는 팬 모터.
제1항에 있어서,

상기 팬은 로터와 이격되어 로터와 일체로 회전하는 것을 특징으로 하는 팬 모터.
제2항에 있어서,

회전축이 보스부에 5mm 이상 삽입되는 것을 특징으로 하는 팬 모터.
제1항에 있어서,

회전축의 보스부에 삽입되는 부분에는 거칠기 가공이 행해지는 것을 특징으로 하는 팬 모터.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

보스부는 축방향과 막힌 일단부에 서로 연결된 슬릿(slit)이 형성되고, 슬릿사이로 접착수지를 넣어 회전축이 고정되는 것을 특징으로 하는 팬 모터.
제5항에 있어서,

보스부의 막힌 일단부에 접착수지를 도포하기 위한 홀이 형성되고,

홀을 통해 접착수지를 넣어 회전축이 고정되는 것을 특징으로 하는 팬 모터.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

보스부는 축방향 및 막힌 일단부에 서로 연결된 슬릿(slit)이 형성되고,

보스부 둘레에 위치하며 회전축과 보스부 사이를 가압하기 위한 판 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 팬 모터.
제7항에 있어서,

보스부의 막힌 일단부에 접착수지를 도포하기 위한 홀이 형성되고,

홀을 통해 접착수지를 넣어 회전축이 고정되는 것을 특징으로 하는 팬 모터.