KR20100029619A

KR20100029619A - 아우터 로터 방식의 팬모터

Info

Publication number: KR20100029619A
Application number: KR1020080088456A
Authority: KR
Inventors: 박영훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2010-03-17
Also published as: KR101557994B1

Abstract

본 발명은 아우터 로터 방식의 팬모터에 관한 것으로서, 구체적으로는 스테이터와 인쇄회로기판이 결합하여 형성되는 아우터 로터 방식의 팬모터에 있어서 브라켓과 스테이터와의 결합에 의한 인쇄회로기판의 손상을 방지할 수 있으면서, 스테이터와 브라켓의 결합시 결합 위치를 결정할 수 있는 스토퍼 구조가 제공되는 아우터 로터 방식의 팬모터에 관한 것으로서, 로터, 스테이터, 스테이터 내주면을 형성하는 원통형상의 인슐레이터, 인슐레이터에의 내주면에 삽입되는 브라켓 그리고, 스테이터와 브라켓의 사이에서 스테이터의 일단부에 끼워지며, 전력소자가 실장된 인쇄회로기판을 포함하며, 브라켓의 내면과 인쇄회로기판은 이격되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다.

아우터 로터, 스테이터, 인슐레이터, 인쇄회로기판, 몰드수지, 브라켓

Description

아우터 로터 방식의 팬모터{OUTER ROTOR TYPE FAN MOTOR}

본 발명은 아우터 로터 방식의 팬모터에 관한 것으로서, 구체적으로는 스테이터와 인쇄회로기판이 결합하여 형성되는 아우터 로터 방식의 팬모터에 있어서 브라켓과 스테이터와의 결합에 의한 인쇄회로기판의 손상을 방지할 수 있는 아우터 로터 방식의 팬모터에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 아우터 로터 방식의 팬모터의 제작과정에서 스테이터와 브라켓의 결합시 결합 위치를 결정할 수 있는 스토퍼가 제공되는 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, 도2에 도시된 바와 같이 모터의 스테이터(3)는 코어(33), 코일(34)이 권선되는 인슐레이터(32)로 이루어지며, 코어(33)의 터미널이 인쇄회로기판(31)에 연결되어 솔더링이 이루어진다.

상기 인쇄회로기판(31)은 도면에 도시되지 않았지만, 별도의 고정수단을 통하여 스테이터의 상부나 하부에 고정된다. 여기서, 고정수단은 특히 몰드수지로 이루어지는 것이 일반적이다.

몰드수지는 고정수단의 역할을 하는 한편, 반도체 칩과 회로패턴을 외부로부터 보호하기 위해 인쇄회로기판을 에워싸게 된다.

스테이터(3)와 인쇄회로기판(31)의 결합체는 모터의 외관을 이루는 하우징과 결합되어 외부의 습기나 먼지로부터 보호된다. 이러한 하우징은 스테이터와 체결되어 고정된다.

그런데, 스테이터와 인쇄회로기판이 일체로 결합된 경우에, 하우징을 스테이터와 결합함에 있어서, 전기소자와 인쇄회로로 된 인쇄회로기판이 하우징과 스테이터 사이에서 힘을 받게 되어 변형되거나 파손되는 문제점이 있었다.

이러한 문제는, 하우징을 스테이터에 압입하는 방식으로 결합할 때 결합위치 를 결정할 수 있는 수단이 부존재하는 것에 기인한다. 또한, 이로 인해 결합과정에서 축방향으로 일정한 위치에 결합시키는 것이 어려운 문제가 있었다.

또한, 결합 이후에 팬모터의 동작에서 남아있는 잔류응력으로 인해 인쇄회로기판이 시간이 지남에 따라 변형되는 문제도 있었다.

본 발명은 브라켓과 인슐레이터의 결합과정이나 결합 이후의 동작과정에서의 손상에 의한 인쇄회로기판의 오작동을 방지할 수 있는 구성을 갖는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 보다 간단한 구조로 브라켓과 인쇄회로기판 또는 인쇄회로기판을 절연하는 몰드수지를 이격시킬 수 있는 구조를 갖는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스테이터와 브라켓의 결합과정에서 결합위치를 결정할 수 있는 구조를 갖는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 로터, 스테이터, 스테이터 내주면을 형성하는 원통형상의 인슐레이터, 인슐레이터에의 내주면에 삽입되는 브라켓 그리고, 스테이터와 브라켓의 사이에서 스테이터의 일단부에 끼워지며, 전력소자가 실장된 인쇄회로기판을 포함하며, 브라켓의 내면과 인쇄회로기판은 이격되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다. 따라서, 인쇄회로기판이 인슐레이터에 브라켓을 압입하는 과정에서 받는 압력을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 브라켓과 결합되는 인슐레이터의 단부가 인쇄회로기판보다 브라켓 방향으로 더 돌출된 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공 한다. 따라서, 인슐레이터의 제작과정에서 단부를 더 돌출되게 형성함으로써 보다 간이한 방법으로 인쇄회로기판을 보호할 수 있는 아우터 로터 방식의 팬 모터가 제공된다. 또한, 돌출된 구조로 인해 브라켓 결합위치를 결정할 수 있는 구조가 제공된다.

또한, 본 발명은 스테이터와 인쇄회로기판을 결합하며, 인쇄회로기판을 에워싸는 몰드수지를 포함하며, 브라켓의 내면과 인쇄회로기판을 에워싸는 몰드수지는 이격되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다. 따라서, 몰드수지가 인쇄회로기판을 에워싸면서 몰딩되었을 때 브라켓과의 접촉을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 브라켓과 결합되는 인슐레이터의 단부가 인쇄회로기판을 에워싸는 몰드수지보다 브라켓 방향으로더 돌출된 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터. 간이한 방법으로 브라켓과 몰드수지와 접촉을 피할 수 있는 구성을 제공한다.

또한, 본 발명은 브라켓이 인슐레이터에 압입되고, 인슐레이터의 반대 방향에서 끼워지는 커버와 협력하여 베어링을 지지하는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 아우터 로터 방식의 팬 모터에 의해, 인슐레이터에 압입되는 브라켓에 의한 인쇄회로기판의 손상을 방지할 수 있어 아우 터 로터 방식의 팬모터의 동작의 신뢰성과 내구성이 보장된다. 또한, 인슐레이터의 돌출구조에 의해 보다 간이한 방법으로 인쇄회로기판 또는 인쇄회로기판을 절연하는 몰드수지와 브라켓과의 접촉을 피할 수 있게 되어, 생산성 및 품질의 신뢰성이 제공될 수 있다. 또한, 돌출구조가 브라켓과 인슐레이터의 결합과정에서 스토퍼 역할을 하게 되어 생산과정의 정확도를 높일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3에 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 있으며, 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 우 수해진다.

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 절연이 이루어지며, 기계적인 결합을 한다. 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 브 라켓(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)를 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.

한편, 도 5는 도 4에 나타난 아우터 로터 방식의 팬모터의 스테이터(330)와 인슐레이터(331)의 결합방식의 실시예를 나타낸다.

상기된 인슐레이터(331)의 중공 부위에는 하부 베어링부재(200)가 삽입된다. 하부 베어링부재(200)는 인슐레이터(331)에 삽입되는 내측 연장부를 포함하는 하부 브라켓(230), 회전축을 지지하는 하부 베어링(210), 오일을 함침하면서 베어링과 회전축의 마찰을 윤활시키는 펠트(220)와 결합부재 또는 냉장고의 벽면과 결합하며 외관을 구성하는 하부커버(240)로 구성된다. 한편, 인슐레이터(331)의 타단부에 결합되는 상부 베어링부재(400)는 마찬가지로 내측 연장부를 포함하는 상부 브라켓(430), 상부 베어링(410), 펠트(420) 및 상부 커버(44)로 구성된다.

몰드수지는 인쇄회로기판(310)의 절연기능을 수행하는 한편 진동과 충격으로부터 기판과 전력소자들을 보호하는 역할을 한다. 하부 베어링부재(200)는 인쇄회로기판(310)을 에워싸는 몰드수지와 접촉하도록 형성될 수 있지만, 또한 이격되도록 형성될 수도 있다. 이에 따라, 하부 베어링부재(200)의 내측 연장부는 인슐레이터(331)에 압입되는 방식으로 결합하기 때문에, 하부 베어링부재(200)의 스테이터 방향의 내면이 몰드수지와 접촉하면서 가해지는 압력에 의한 손상을 방지할 수 있게 된다.

구체적으로 살펴보면, 인슐레이터(331)의 일단부는 인쇄회로기판(310)보다 하부 베어링부재(200) 방향으로 더 돌출된 돌출부(335)가 형성된다. 이에 따라, 하부 베어링부재(200)의 인슐레이터(331) 방향의 내면, 구체적으로는 하부 브라켓(230)의 내면은 돌출부(335)와 접촉하면서 그 이외의 면에 대해서는 이격된 모양이 된다. 이와 같이 형성되는 인슐레이터(331)의 돌출부(335)로 인해, 하부 베어링부재(200)를 인슐레이터(331)에 압입시 기판의 손상을 방지할 수 있고, 팬모터의 작동에 따른 진동과 충격을 더욱 완화하여 작동의 신뢰성을 보장할 수 있게 된다.

또한, 돌출부(335)는 브라켓(230, 430)의 결합과정에서 축방향의 결합위치를 결정할 수 있는 스토퍼(stopper) 역할을 하게 된다. 상기한 바와 같이 종래에는 스테이터(330)의 양방향에서 압입하는 형식으로 결합할 때, 결합 위치가 일정하지 않은 문제가 있었고, 이는 스테이터(330) 또는 브라켓(230, 430)의 변형을 야기하게 된다. 돌출부(335)는 인슐레이터(331)의 연장부로 함께 사출되는 방식의로 형성될 수 있기 때문에 보다 간이한 방법으로 생산이 가능하며, 또한 결합과정에 있어서도 각 부재들의 스트레스를 최소화할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 아우터 로터 방식의 팬 모터에 의해, 인슐레이터(331)와 브라켓(230, 430)의 결합과정에서 발생하는 스트레스와 변형을 최소화 할 수 있어 인쇄회로기판(310)의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 보다 간이한 방법으로 스토퍼를 구성할 수 있고 결합 과정에 있어서도 브라켓(230, 430)의 결합위치가 일정하게 되는 이점이 있다.

한편, 베어링부재(200, 400)는 브라켓(230, 430)에 형성된 내측 연장부에 의해 스테이터(330)와 결합하게 되고, 베어링(210, 410)은 상/하부 커버(240, 440)와 브라켓(230, 430)이 결합함으로써 지지된다. 브라켓(230, 430)과 상/하부 커버(240, 440)는 후크(hook)와 같은 결합수단을 통하여 결합될 수 있고, 압입 또는 접착되는 방식으로도 결합될 수 있음은 물론이다.

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 팬모터가 도시된 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 스테이터와 인쇄회로기판의 결합이 도시된 도면.

도 3은 본 발명에 따른 아우터 로터 방식의 팬모터가 도시된 도면.

도 4는 본 발명에 따른 스테이터의 일예가 도시된 도면.

도 5는 본 발명에 따른 스테이터와 베어링부재가 결합된 일예가 도시된 도면.

Claims

로터;

스테이터;

스테이터 내주면을 형성하는 원통형상의 인슐레이터;

인슐레이터에의 내주면에 삽입되는 브라켓; 그리고,

스테이터와 브라켓의 사이에서 스테이터의 일단부에 끼워지며, 전력소자가 실장된 인쇄회로기판;을 포함하며,

브라켓의 내면과 인쇄회로기판은 이격되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
제1항에 있어서,

브라켓과 결합되는 인슐레이터의 단부가 인쇄회로기판보다 브라켓 방향으로 더 돌출된 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
제1항에 있어서,

스테이터와 인쇄회로기판을 결합하며, 인쇄회로기판을 에워싸는 몰드수지;를 포함하며,

브라켓의 내면과 인쇄회로기판을 에워싸는 몰드수지는 이격되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
제3항에 있어서,

브라켓과 결합되는 인슐레이터의 단부가 인쇄회로기판을 에워싸는 몰드수지보다 브라켓 방향으로 더 돌출된 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
제1항에 있어서,

브라켓은 인슐레이터에 압입되고, 인슐레이터의 반대 방향에서 끼워지는 커버와 협력하여 베어링을 지지하는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.