KR20100029618A - 아우터 로터 방식의 팬모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일을 회수할 수 있는 구성을 가지고, 펠트로부터 공급된 오일이 다시 펠트로 환원되도록 오일리턴패스가 형성될 수 있는 아우터 로터 방식의 팬모터에 관한 것으로서, 회전축을 회전 지지하는 베어링, 베어링을 지지하는 브라켓을 포함하며, 회전축은 회전축을 따라 흐르는 오일이 브라켓 외부로 흘러나가지 않도록 오일 회수홈이 회전축의 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 팬모터. 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다.

아우터 로터, 스테이터, 회전축, 베어링, 브라켓, 커버, 펠트

Description

아우터 로터 방식의 팬모터{OUTER ROTOR TYPE FAN MOTOR}

본 발명은 로터와 스테이터를 포함하는 아우터 로터 방식의 팬모터에 관한 것으로서, 구체적으로는 오일커터(oil cutter)를 생략할 수 있는 아우터 로터 방식의 팬모터에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 오일을 회수할 수 있는 구성을 가진 아우터 로터 방식의 팬모터에 관련된다. 또한, 펠트로부터 공급된 오일이 다시 펠트로 환원되도록 오일리턴패스가 형성될 수 있는 아우터 로터 방식의 팬모터에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고에 적용되는 송풍용 팬은 스테이터(stator)의 내부에 설치된 로터(rotor)가 회전하는 이너 로터(inner rotor) 방식의 모터에 의해 구동되어 냉장고의 고내로 냉기를 순환공급하는 작용을 한다.

모터는 스테이터와 로터 사이의 전자기적 상호작용에 의한 로터의 회전력을 외부로 전달하며, 이러한 회전력의 전달은 회전축을 통하여 이루어진다.

그리고, 스테이터는 일반적으로 스테이터 코어(core)와 스테이터 코어에 권 선된 코일(coil)을 포함하여 구성된다. 이 때, 스테이터 코어는 인슐레이터를 통해 코일과 전기적인 절연이 이루어지게 된다.

한편, 최근의 팬 모터에서는 냉장고의 고내의 설치공간을 고려하여 지름방향 및 축방향의 컴팩트화가 가능한 아우터 로터(outer rotor) 방식의 팬모터가 적용된다.

도 1은 종래의 아우터 로터 방식의 팬모터를 도시한 종단측면도이다. 도시된 바와 같이, 아우터로터 방식 팬모터(10)는 개략적으로 하부 베어링부재(2), 하부 베어링부재(2)에 부착되는 스테이터(3), 스테이터(3)에 부착되는 상부 베어링부재(4), 양 베어링부재(2, 4)에 의해 회전 지지되는 회전축(5)을 중심부로 하는 로터(6) 및 로터(6)의 외주에 설치된 팬부(7)을 포함하여 구성된다.

구체적으로 설명하면, 로터(6)는 스테이터(3)의 외주면에 원통 컵 형상으로 이격되어 배치된 아연도금강판제의 로터프레임(8)과, 로터프레임(8)의 내주면에 부착된 마그네트(9)로 구성되어 있다. 마그네트(9)는 로터프레임(8)의 내주면 후방 단부측에 삽입되어 고정되어있다. 그리고, 로터(6)의 일단부의 중심부에 회전축(5)의 일단부가 압입되는 방식으로 고정된다.

이와 같은 구성에 의해, 회전축이 양 베어링부재(2, 4)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 마그네트(9)가 스테이터(3)의 외주면에서 소정 간격을 두고 이격되어 배치되는 아우터 로터 방식 팬모터(10)를 구성한다.

또한, 팬부(7)는 합성수지재료로 이루어지고 로터프레임(8)을 인서트하여 용융재료를 주입하여 성형하는 것에 의해 일체적으로 형성되어 있다. 이 팬부(7)는 주로 로터프레임(8)의 외주를 덮는 허브부(7a)와, 지름방향으로 뻗은 날개부(7b)로 이루어져있다.

여기서, 스테이터(3)와 로터(6)의 상호 전자기적 작용에 의해 로터가 회전하게 되며, 회전자와 접촉하여 결합된 허브가 로터(6)와 함께 회전함으로써 팬부(7)가 회전하게 된다.

한편, 베어링(2a, 4a)의 외주면에는 오일을 함유하고 있는 펠트(2b, 4b)가 배치되어 있으며, 펠트에 함유된 오일이 베어링(2a, 4a)을 통해 흘러나와 회전축(5)의 회전시 윤활작용을 하게 된다.

따라서 이와 같은 윤활 작용으로 회전축(5)의 회전시 마찰력을 감소시킬 수 있고, 소음과 진동을 현저하게 감소시킬 수 있다.

그런데, 펠트(2b, 4b)에 함유된 오일은 일반 오일보다 묽기 때문에, 회전축(5)을 따라 누유되는 경우가 많았다. 누유된 오일은 회전축의 회전에 따라 사방으로 비산되는 문제점을 가진다.

한편, 도 2에는 오일커터(oil cutter)가 적용된 이너 로터 방식의 모터가 도시되어있다. 상기된 문제점을 해결하기 위해 종래에는 하우징의 외측에서 오일커터(11)를 회전축의 외주면을 둘러싸도록 구성함으로써 오일의 누유와 비산을 어느 정도 방지하게 된다.

그러나, 회전축과의 갭(gap)과 회전축의 회전으로 인해 오일이 회전축(5)의 외주면을 타고 올라가거나 내겨가게 되고 결국 외부로 오일의 누유가 발생하게 된다. 또한, 누유되는 오일은 회전축의 회전으로 인해 하우징 외부 공간으로 또한 비 산될 수밖에 없었다.

따라서, 종래 기술의 경우 오일의 누유에 따라 펠트(2a, 4a)에 함유된 오일이 감소하여, 회전축의 회전시 원활한 윤활작용을 하지 못해 마찰과 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 오일커터를 생략하여 추가 부품에 의한 진동과 소음을 저감할 수 있는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 오일의 누유와 팬모터 외부로의 비산을 방지할 수 있는 구성을 갖는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 펠트로부터 공급된 오일이 다시 환원될 수 있는 구성을 갖는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 윤활을 마친 오일이 다시 펠트로 환원될 수 있는 오일 리턴패스를 갖는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공하는데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 스테이터, 마그네트 그리고 회전축, 회전축을 회전 지지하는 베어링, 오일을 함침하는 펠트, 스테이터와 결합하는 브라켓과 커버를 포함하는 베어링 부재를 포함하며, 회전축은 회전축을 따라 흐르는 오일이 커버 외부로 흘러나가지 않도록 오일 회수홈이 회전축의 외주면에 형성되는 팬모터를 제공한다. 따라서, 하우징 외부로 오일이 누유 또는 비산되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 팬모터는 회전축과 베어링 사이의 윤활을 위한 오일이 함침되며, 베어링의 외주면을 감싸도록 베어링 부재 내부에 형성되는 펠트를 포함하는 팬모터를 제공한다.

또한, 본 발명은 오일 회수홈이 베어링의 내주면과 접하는 회전축의 외주면에 형성되는 팬모터를 제공한다. 따라서, 오일이 베어링 내부에서 펠트로 또는 내부위 회전축으로 환원될 수 있다.

또한, 본 발명은 오일 회수홈이 베어링과 커버 사이의 회전축 외주면에 형성되며, 회전축을 따라 흐르는 오일은 오일 회수홈에 의해 베어링과 커버 사이의 공간으로 비산되는 팬모터를 제공한다. 따라서, 비산되는 오일이 커버 내부에서 펠트로 환원될 수 있다.

또한, 본 발명은 오일 회수홈이 회전축의 외주면에 원주방향으로 형성되는 팬모터를 제공한다.

또한, 본 발명은 오일 회수홈에서 커버 내부 공간을 거쳐 펠트에 이르는 오일 리턴패스가 형성되는 팬모터를 제공한다. 따라서, 오일은 외부로 누유되지 않고 계속 윤활작용을 하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 아우터 로터 방식의 팬 모터에 의해, 오일커터의 추가 배치로 인한 소음과 진동이 저감되면서, 또한 오일의 누유와 비산에 의한 오염 및 베어링의 마모 등을 방지될 수 있다. 또한, 별도의 추가 부품이 생략될 수 있어 생산의 경제성과 신뢰성 또한 증가한다. 또한, 오일 리턴패스가 형성됨으로써 오일의 회수가 가능해져 베어링의 수명이 더욱 연장될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 아우터 로터 방식의 팬모터(100)는 팬(110), 로터(122), 스테이터 어셈블리(300) 및 상/하부 베어링부재(200, 400)로 이루어진다.

팬(110)은 팬모터(100)의 스테이터(330)에 수용된다. 보다 구체적으로는 팬(110)은 로터(122) 내지는 회전축(500)과 결합하여 스테이터의 외면을 감싸는 형상으로 배치된다. 로터(122)는 스테이터(300)의 반경방향으로 이격되어 위치되어 스테이터(330)와의 전자기력에 의하여 회전하게 된다.

팬(110)은 스테이터(330)를 원통 모양의 내측에 수용하며, 로터(122)와 결합하여, 로터(122)의 회전에 따라 함께 회전하여 공기 유동을 일으키는 날개부(113)를 포함한다.

이렇게 구성된 팬모터(100)는 스테이터 어셈블리(300)의 구성을 대부분 그 내부에 수용하기 때문에 결합된 후에는 높이가 현저하게 감소되어 컴팩트해진다. 따라서, 결합된 후에 팬모터(100)의 외관은 대부분 팬(110)과 하부 베어링부재(200)의 바닥면에 의해 형성된다.

본 발명에 따른 팬모터(100)는 로터(122)가 팬(110)과 결합하여 일체로 회전함을 특징으로 한다. 따라서, 상기 허브부(121)의 내주면에는 로터(122)가 결합된다. 여기서, 로터(122)는 허브부(121)의 내주면에 압입되는 방식으로 결합될 수 있 으며, 또한 접착되는 방식으로 결합될 수도 있다. 한편, 상기 로터(122)는 내부에 마그네트(magnet)를 수용하도록 형성될 수 있지만, 팬(110)의 허브부(121)에 삽입되는 마그네트가 될 수도 있음은 물론이다.

도 4는 본 발명에 따른 스테이터(330)의 사시도이다. 이하에서 스테이터 어셈블리(300)에 대해 설명한다.

스테이터 어셈블리(300)는 코어(332)와 인슐레이터(331)를 포함한다. 인슐레이터(331)는 절연물질로 형성되며 코어(332)의 상/하부에 결합된다. 한편, 사출되는 방식으로 코어(332)와 일체로 형성될 수도 있다.

본 발명에 따른 아우터 로터 방식의 팬모터의 인쇄회로기판(310)은 하우징이나 브라켓에 별개의 부품으로 설치되지 않고, 인슐레이터(331)와 결합하여 일체로 구성된다. 이로 인해 인쇄회로기판과 코일의 전기적인 연결이 보다 안정되고 진동과 마찰의 요소가 작아지므로 아우터 로터 방식 팬모터의 이점이 된다. 즉, 스테이터(330)가 모터 회전축의 중심부에 배치되고, 도면에 도시되지 않은 로터가 스테이터를 둘러싸면서 이격되어 배치되고, 인쇄회로기판(310)이 스테이터와 일체로 결합됨으로써 전류를 흐르도록 하는 코일과 연결되면서 기계적, 전기적인 안정성이 우수해진다.

인쇄회로기판(331)은 단자, 인쇄회로 및 전력소자로 구성되며, BLDC모터의 전기적인 흐름을 제어하는 역할을 하게 된다. 인쇄회로기판(331)의 전기적인 절연은 인쇄회로기판(331)을 에워싸는 몰드수지에 의해 이루어진다. 몰드수지는 인쇄회로기판(331)의 외면을 소정의 두께를 가지고 감싸게 되며, 마찬가지로 코어(332)와 코일(333)을 에워싸며 전기적인 절연을 하게 된다.

또한, 인쇄회로기판(310)과 인슐레이터(331)는 몰드수지에 의해 전기적인 절연과 함께 기계적인 결합을 하게 된다. 몰드수지는 액상의 점성이 있는 물질로 이루어지며, 결합과정에서 인쇄회로기판(310)과 인슐레이터(331)의 외면을 함께 감싸도록 흘러들어가 굳어져 상호 결합을 시키게 된다.

인슐레이터(331)는 중심부에 회전축(500)과 베어링부재(200, 400)의 브라켓(230, 430) 내측 연장부가 삽입될 수 있도록 중공 형상으로 되어 있으며, 인쇄회로기판(310) 역시 인슐레이터(331)의 중공형상에 상응하는 구멍이 형성된다. 따라서, 인쇄회로기판(310)과 인슐레이터(331)의 브라켓 삽입구에는 몰드수지가 흘러들어가지 않도록 몰딩 된다.

본 발명에 따른 팬모터(100)는 베어링 부재들을 포함하여 이루어진다. 이러한 베어링 부재들은 스테이터 어셈블리(300)의 상/하부에 각각 위치하는 상부 베어링부재(400) 및 하부 베어링 부재(200)로 이루어진다.

상기된 바와 같이, 각 베어링 부재(200, 400)가 스테이터 어셈블리(300)와 결합하는 내측연장부를 포함하는 상/하부 브라켓(230, 430)을 포함한다. 이러한 브라켓(230, 430)은 스테이터(330)의 인슐레이터(310)의 내측 중공부분에 압입되는 방식으로 결합된다. 또한, 삽입되어 접착되는 방식으로 결합될 수 있고, 별도로 체결되는 하우징에 의해 결합될 수도 있음은 물론이다.

하부 베어링부재(200)는 베어링(210), 펠트(220), 하부 브라켓(230) 그리고 하부 커버(240)을 포함하여 이루어진다. 상부 베어링 부재(400) 역시 같은 구성을 가진다. 단, 하부 베어링부재(200)의 하부커버(240)은 도면에 도시되지 않은 결합부재 또는 냉장고의 내부와 결합될 수 있도록 평평한 형상으로 되며 고정수단이 체결될 수 있도록 복수개의 홀을 포함한다. 각 베어링부재(200, 400)는 인슐레이터(331)와 동축으로 결합하고, 중심에 관통구를 포함하며, 회전축(500)이 베어링(210, 410)에 의해 지지된다.

또한, 상기 베어링(210, 410)은 오일리스(oil-less) 베어링이 바람직하다. 상기 베어링(210, 410)의 외주면에는 내부에 오일을 함유하는 펠트를 포함한다. 펠트는 회전축(500)의 회전과 함께 베어링에 지속적으로 오일을 공급하며, 오일은 회전축(500)과 베어링(210, 410)의 마찰과 소음을 저감시키는 역할을 한다. 한편, 베어링(210, 410)은 표면에 다수개의 기공이 형성되어 오일에 의한 윤활 공급의 효과를 더욱 높일 수 있도록 형성될 수도 있다.

이하, 도 5를 참고하여 본 발명에 따른 회전축(500)의 오일의 누유 방지와 회수를 위한 구성을 살펴본다.

상기 펠트(220)의 내부에는 묽은 오일이 함침되어 있어, 오일을 베어링(210, 410)에 공급하게 된다. 회전축(500)의 회전에 따라 오일은 베어링을 통해 회전축(500)으로 유입되고 상승 또는 하강하면서 마찰력 또는 소음을 저감하게 된다.

본 발명에 따른 팬모터는 회전축의 외주면에 오일 회수홈(510)이 형성된다. 바람직한 일예로, 오일 회수홈(510)은 베어링(210, 410)의 내주면과 접하는 외주에 형성된다. 더욱 바람직하게는 오일 회수홈(510)이 베어링(210, 410)의 내주면에서 상/하부 커버(240, 440)에 인접한 부위에 형성된다.

이하, 하부 베어링부재(200) 부근에서의 회전축(500)의 오일 회수홈(510)의 구성 및 기능을 먼저 설명한다.

커버(240, 440)와 회전축(500)이 접한 부위에서 회전축(500)의 회전을 위해 작은 간극이 존재하고, 오일커터가 없는 경우 회전축(500)이 회전함에 따라 오일은 커버(240)와의 간극으로 누유될 수 있다. 상기 오일 회수홈(510)에 의해 베어링(210)의 내주면에서 흘러내리는 오일은 오일 회수홈(510)에 축적된다. 회전축(500)의 회전에 의해 오일은 오일 회수홈(510)부근에서 더이상 커버(240) 방향으로 흘러내리지 못하게 되고, 회전과 함께 일부 스테이터의 중심부 방향으로 상승되게 된다.

한편, 바람직한 또 다른 실시예로 오일 회수홈(510)은 나선모양으로 형성될 수 있다. 나선의 방향은 회전축(500)의 회전에 따라 상승되는 방향으로 형성될 수 있으며, 이에 따라 흘러내리는 오일은 홈을 따라 상승할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 또다른 실시예는 오일 회수홈(510)이 회전축(500)의 베어링(210)과 하부커버(240) 사이의 공간에 형성된다. 오일은 흘러 내리면서 상기 공간으로 비산되어 다시 펠트(220)로 환원될 수 있다. 또한, 일부 오일은 다시 회전축(500)의 회전에 따라 베어링(210)과 회전축(500) 사이의 공간을 따라 상승할 수 있다.

또한, 상기와 같은 오일 회수홈(510)의 구성으로 인해 오일 리턴패스(oil return pass)가 형성된다. 구체적으로 살펴보면, 회전축(500)을 따라 흘러내린 오 일은 오일 회수홈(510)에서 베어링(210)과 하부커버(240) 사이의 공간을 거쳐 펠트(220)로 환원되는데, 이와 같은 오일 리턴패스에 의해 오일의 누유를 최소화할 수 있고 이에 따라 진동과 소음이 저감되며, 베어링의 수명이 보다 길어질 수 있다.

상기와 같이 하부 베어링부재(200)에 대응하여 형성되는 오일 회수홈(510)은 같은 방법으로 상부 베어링부재(400)을 통하는 회전축(500)에 동일한 구성과 기능을 가지며 형성될 수 있다.

한편, 살펴본 바와 같이 오일 회수홈(510)은 베어링(210)과 접하는 베어링(210)의 내면에 위치할 수 있고, 베어링(21)과 하부커버(240) 사이의 공간에 형성될 수도 있으며, 함께 구성될 수도 있다. 또한, 오일커터와 함께 구성됨으로써 오일 누유 방지의 기능을 더욱 신뢰성있게 할 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 아우터 로터 방식의 팬 모터는, 오일커터를 생략할 수 있어 진동과 소음이 더욱 저감될 수 있고, 또한 오일의 누유와 비산을 방지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 오일 리턴패스가 형성됨으로써 오일의 누유베어링의 수명이 더욱 연장될 수 있는 이점이 있다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 아우터 로터 방식의 팬모터의 일예가 도시된 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 오일커터가 적용된 팬모터가 도시된 도면.

도 3은 본 발명에 따른 팬모터가 도시된 도면

도 4는 도 3의 스테이터가 확대되어 도시된 도면.

도 5는 본 발명에 일실시예에 따른 오일 회수홈을 포함하는 아우터 로터 방식의 팬모터가 도시된 도면.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 오일 회수홈을 포함하는 아우터 로터 방식의 팬모터가 도시된 도면.

Claims (6)

1. 스테이터, 마그네트 그리고 회전축을 포함하는 팬모터로서,

   회전축을 회전 지지하는 베어링; 그리고,

   베어링을 지지하는 브라켓;을 포함하며,

   회전축은 회전축을 따라 흐르는 오일이 브라켓 외부로 흘러나가지 않도록 오일 회수홈이 회전축의 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 팬모터.
2. 제1항에 있어서,

   회전축과 베어링 사이의 윤활을 위한 오일이 함침되며, 베어링의 외주면을 감싸도록 베어링 부재 내부에 형성되는 펠트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
3. 제1항에 있어서,

   오일 회수홈은 베어링의 내주면과 접하는 회전축의 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
4. 제1항에 있어서,

   오일 회수홈은 베어링과 커버 사이의 회전축 외주면에 형성되며, 회전축을 따라 흐르는 오일은 오일 회수홈에 의해 베어링과 커버 사이의 공간으로 비산되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
5. 제1항에 있어서,

   오일 회수홈은 회전축의 외주면에 원주방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
6. 제2항에 있어서,

   오일 회수홈에서 커버 내부 공간을 거쳐 펠트에 이르는 오일 리턴패스가 형성되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.

Images