KR20100030177A - 아우터 로터 방식의 팬모터 - Google Patents

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KR20100030177A
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Abstract

본 발명은 회전축이 용이하게 삽입되어 정확하게 지지될 수 있는 베어링과, 베어링이 하우징 내부에 고정될 수 있는 구성이 제공되는 아우터 로터 방식의 팬모터에 관한 것으로서, 코어, 인슐레이터, 그리고 코일을 포함하는 스테이터, 마그네트, 회전축, 그리고 로터프레임을 포함하는 로터, 스테이터가 외주면을 따라 삽입되는 내측연장부, 내측연장부의 내주면에 삽입되며, 회전축을 회전 지지하는 베어링 그리고, 내측연장부 일단부의 내부에 형성되며, 베어링을 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다.
아우터 로터, 베어링, 로터, 로터프레임, 스테이터, 내측연장부, 고정부재

Description

아우터 로터 방식의 팬모터{OUTER ROTOR TYPE FAN MOTOR}
본 발명은 아우터 로터 방식의 팬모터에 관한 것으로서, 구체적으로는 회전축이 용이하게 삽입되어 정확하게 지지될 수 있는 베어링과, 베어링이 하우징 내부에 고정될 수 있는 구성이 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 권선된 코일(coil)을 포함하여 구성된다. 이 때, 스테이터 코어는 인슐레이터를 통해 코일과 전기적인 절연이 이루어지게 된다.
한편, 최근의 팬모터에서는 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 회전하 게 되며, 회전자와 접촉하여 결합된 허브가 로터(6)와 함께 회전함으로써 팬부(7)가 회전하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 아우터 로터 방식의 팬모터(10)에 있어서, 회전축의 회전 지지를 위한 베어링이 상부와 하부 두 군데에 설치되었고, 팬의 회전에 따라 회전 중심이 바람직하지 않게 변화되는 문제점이 있었다. 이러한 회전 중심의 변화는 송풍팬 전체의 진동을 야기한다.
또한, 회전축을 체결할 때 제대로 얼라인(align) 되지 않아 생산 공정의 효율이 저하되고, 경우에 따라 회전축에 손상을 줄 수 있어 소음이 발생될 여지가 있었다.
아울러, 종래의 베어링은 팬 브라켓이나 스테이터에 강제 압입하는 방식으로 끼워지기 때문에 브라켓이나 스테이터에 크랙 등의 손상이 발생하고, 베어링 내경의 변화로 인해 회전축과의 마찰이 증가되며 극단적인 경우 회전축이 회전하지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 회전축이 용이하게 삽입되어 정확하게 지지될 수 있는 베어링과, 베어링이 하우징 내부에 고정될 수 있는 구성이 제공되는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공하는데 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 코어, 인슐레이터, 그리고 코일을 포함하는 스테이터, 마그네트, 회전축, 그리고 로터프레임을 포함하는 로터, 스테이터가 외주면을 따라 삽입되는 내측연장부, 내측연장부의 내주면에 삽입되며, 회전축을 회전 지지하는 베어링 그리고, 내측연장부 일단부의 내부에 형성되며, 베어링을 탄성 지지하는 고정부재를 포함하는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다. 따라서, 베어링이 별도로 구성된 구정부재를 통하여 고정되므로 베어링과 인접한부재들의 변형이 최소화된다.
또한, 본 발명은 베어링은 단일의 원통형상인 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다. 따라서, 회전축의 삽입이 용이하고 중심축에 정확히 배치될수 있다.
또한, 본 발명은 베어링이 이탈되지 않도록 내측연장부의 타단부에 결합되는 베어링 커버를 포함하는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다. 따라서, 베어링과 펠트가 이탈되지 않는 구조가 제공된다.
또한, 본 발명은 베어링 커버가 내측연장부의 타단부와 결합된 상태에서 초음파 융착되는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다.
또한, 본 발명은 고정부재가 스프링인 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다.
또한, 본 발명은 스프링이 내측연장부의 내주면을 따라 베어링 삽입시 베어링의 단부와 내측연장부 일단부 사이에서 압축되어 베어링을 지지하는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다. 따라서, 스프링의 탄성에 의해 베어링이 지지된다.
또한, 본 발명은 고정부재가 내측연장부의 일단부에 형성된 돌기인 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다. 따라서, 하우징 자체에 형성된 고정부재를 사용할 수 있어 구조가 간단한 팬모터가 구성된다.
또한, 본 발명은 돌기가 내측연장부의 내주면을 따라 베어링 삽입시, 베어링에 의해 형상이 변형되어 베어링 삽입시 형상이 변형되어 베어링을 지지하는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다. 따라서, 돌기의 탄성에 의해 베어링이 지지된다.
또한, 본 발명은 돌기가 경사면을 갖는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다.
또한, 본 발명은 내측연장부와 베어링에 각각 고정부재를 지지하기 위한 단차가 형성되는 아우터 로터 방식의 팬모터를 제공한다. 따라서, 고정부재가 정확한 위치에서 베어링을 지지할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 아우터 로터 방식의 팬모터에 의해, 회전축과 로터의 견고한 결합이 제공될 수 있고, 분리 또는 편심에 의한 손상을 방지할 수 있다. 또한, 회전축과 로터의 결합이 용이해지면서도 회전축이 팬모터의 중심에 정확하게 지지될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 스테이터, 하우징과 로터가 결합된 상태를 나타내는 측면도이며, 도 4는 도 3에 나타난 스테이터와 하우징의 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
본 발명에 따른 아우터 로터 방식의 팬모터의 인쇄회로기판(310)은 스테이터 및 하우징(240)과 결합하여 구성된다. 이로 인해 인쇄회로기판과 코일의 전기적인 연결이 보다 안정되고 진동과 마찰의 요소가 적어지므로 아우터 로터 방식 팬모터의 이점이 된다. 즉, 스테이터(300)가 모터 회전축의 중심부에 배치되고, 로터(122)가 스테이터(300)를 둘러싸면서 이격되어 배치되고, 인쇄회로기판(310)이 스테이터(300)와 일체로 결합됨으로써 전류를 흐르도록 하는 코일(333)과 연결되면서 기계적, 전기적인 안정성이 우수해진다.
인쇄회로기판(310)은 단자, 인쇄회로 및 전력소자로 구성되며, BLDC모터의 전기적인 흐름을 제어하는 역할을 하게 된다. 인쇄회로기판(310)의 전기적인 절연 은 인쇄회로기판(310)을 에워싸는 몰드수지에 의해 이루어진다. 몰드수지는 인쇄회로기판(310)의 외면을 소정의 두께를 가지고 감싸게 된다. 이러한 몰드수지는 다양한 재질과 다양한 형태로 형성될 수 있는데, 예를 들어 마크로멜트나 BMC로 이루어질 수 있다.
몰드수지에 의한 인쇄회로기판(310)의 몰딩을 보다 구체적으로 설명하면, 스테이터(300)의 각 상(u, v, w)에 권선된 코일(333)은 각 단부가 인쇄회로기판(310)의 해당 단자에 납땜되고, 기구적인 결합이 이루어진 상태에서 하우징(240)과 결합한다. 상기 하우징(240)과 스테이터(300)의 결합은 하우징(240)의 내측연장부(241)가 스테이터(300)의 중심에 형성된 중공부에 압입되는 방식을 통해 이루어진다.
이에 따라, 하우징(240)의 스테이터(300) 방향의 내측 바닥부와 스테이터(300)의 하우징(240) 방향 단부 사이의 공간에 인쇄회로기판(310)이 배치된다. 상기와 같이 결합된 상태에서 인쇄회로기판(310)의 절연을 위한 몰드수지가 주입되는데, 몰드수지는 인쇄회로기판(310)이 잠길 수 있는 높이로 하우징(240)의 스테이터(300) 방향의 내측 바닥면으로 주입된다.
한편, 인쇄회로기판(310)과 스테이터(300)는 삽입돌기(351)와 삽입홀(352)에 의해 기계적 결합력이 증가될 수 있다. 삽입돌기와 삽입홀에 의해 원주방향의 결합력이 증가하게 되므로, 팬모터의 작동에 따른 진동에 의해 쉽게 결합이 이탈되지 않도록 할 수 있다.
삽입돌기와 삽입홀은 스테이터(300)의 하우징(240) 방향 일단부의 선단면을 따라 복수개가 형성되며, 바람직하게는 각각 3개씩 형성된다. 한편, 스테이터(300) 와 인쇄회로기판(310)의 형상과 몰드수지의 주입 방법에 따라 삽입돌기와 삽입홀의 위치 또는 개수가 다양하게 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 하우징(240)의 내측 바닥면에는 도 4에 나타난 바와 같이 인쇄회로기판(310)의 고정결합을 위한 단차부가 형성될 수 있다. 상기 단차부는 바람직하게는 스테이터(300)와 하우징(240)이 결합된 상태에서 인쇄회로기판(310)이 잠길 수 있을 정도의 형상과 깊이로 형성된다. 이에 따라, 단차부에 몰드수지가 주입되어 인쇄회로기판(310)이 완전히 몰드수지에 잡기게 된 상태에서 하우징(240)과의 결합과 전기적인 절연이 이루어지게 된다.
상기 스테이터(300)는 코어(332), 코일(333) 및 인슐레이터(331)를 포함하여 이루어진다. 상기 인슐레이터(331)는 절연재질로 형성되며 코어(332)의 상부와 하부에 결합될 수 있다. 또한, 코어(332)가 인서트되어 사출됨으로써 코어(332)와 일체로 형성될 수도 있다.
상기 인슐레이터(331)를 통하여 코어(332)에는 코일(333)이 권선되며, 따라서 코어(332)와 코일(333)의 절연이 이루어진다. 또한, 인슐레이터(331)를 통하여 코일(333)이 권선되는 위치가 결정되어 고정될 수 있다.
또한, 스테이터(300)는 중심부에 회전축(500)과 하우징의 내측연장부(241)가 삽입될 수 있도록 중공 형상으로 되어 있다.
이하, 본 발명에 따른 하우징(240)을 도 3과 도 4를 기초로 더욱 구체적으로 살펴본다.
상기 하우징(240)은 스테이터(300)와 로터(122)의 외면을 감싸는 벽면을 갖 는 측면부와 스테이터(300)의 로터(122)와 마주보는 방향에서 스테이터(300) 및 인쇄회로기판(310)과 결합하는 바닥부로 이루어진다.
하우징(240)의 스테이터(300) 방향의 바닥부 내측면에는 스테이터(300)의 중공부의 내경에 대응하는 외경을 갖는 내측연장부(241)가 형성된다. 상기 내측연장부(241)는 스테이터(300)의 중공부에 압입되는 방식으로 결합된다. 이에 따라, 스테이터(300)와 하우징(240)이 결합하여 고정될 수 있다. 내측연장부(241)의 내부에는 베어링(210)이 지지되고, 회전축(500)이 상기 베어링(210)에 의해 중심축에 지지된다.
바람직하게는 내측연장부(241)는 하우징(240)과 일체로 제작된다. 따라서, 단일의 사출물로 형성되므로 팬모터의 구조가 더욱 단순해진다. 상기 하우징(240)은 후술할 바와 같이 스테이터(300)과 결합하면서, 베어링(210)을 동시에 지지할 수 있는 구조를 가지기 때문에 구조적으로 간단한 이점을 가진다.
또한, 하우징(240)의 바닥부는 상기 살펴본 바와 같이 스테이터(300)의 단부와의 사이에 인쇄회로기판(310)이 배치되어 고정되며, 몰드수지에 의해 고정과 절연이 이루어진다. 한편, 상기 바닥부는 인쇄회로기판(310)이 매입될 수 있도록 단차부가 형성될 수도 있다.
한편, 하우징(240)의 바닥부의 내측연장부(241)와 반대측에는 회전축(500)과 동축을 이루는 돌출부가 형성될 수도 있다. 상기 돌출부는 회전축(500)을 소정 길이 에워싸도록 형성된다. 돌출부의 주변에 형성된 면, 즉 하우징(240)의 바닥부의 스테이터(300) 반대측 면에는 냉장고 또는 냉장고와 연결될 수 있는 브라켓 등과 체결되는 부위의 사이에서 전달되는 충격과 진동을 완화할 수 있도록, 방진부재가 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 방진부재는 러버(rubber) 판이 된다. 이 때, 돌출부는 러버의 위치를 결정할 수 있는 가이드 역할을 한다.
또한, 상기 아우터 로터 방식의 팬모터(100)는 하우징(240)과 로터(122)의 바닥부가 외면을 형성하게 되는데, 로터(122), 스테이터(300) 또는 인쇄회로기판(310)의 내부로 외부물질 등의 유입을 방지하기 위해 밀봉구조를 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 로터(122)와 이격되면서 완전히 에워쌀 수 있고, 하우징(240)과 대향하는 방향으로 결합되는 상부 하우징이 형성될 수 있다. 상부 하우징은 하우징(240)과 팬모터의 외면을 형성하면서 에워싸게 되고, 내부에 밀폐된 공간을 형성한다.
상기 하우징(240)과 상부 하우징은 별도의 결합수단을 통하여 결합하여 내부 공간을 밀봉하게 된다. 상기 결합수단은 접착이나 볼트 체결 등의 방식이 사용될 수 있으나, 후크(hook)(241) 결합을 통하여 결합이 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. 하우징(240)의 개방단부 외주면에는 상부 하우징의 후크 걸림부에 대응하는 돌출된 형상의 후크(245)가 형성될 수 있고, 상기 후크는 하우징(240)의 개방단부 내주면에 형성될 수 있음은 물론이다.
또한, 상부 하우징에는 상기된 후크(245)에 대응하는 위치에 상부 하우징의 단부에서 후크 걸림부가 형성될 수 있다. 따라서, 상기 후크(245) 구성에 의해 별도의 체결수단의 장착이 필요하지 않고, 하우징(240)에 스테이터(300), 로터(122) 및 인쇄회로기판(310) 등의 부재들을 결합한 후에 상부 하우징을 끼워넣음으로써 팬모터 내부가 밀봉될 수 있다.
상기 후크(245)에 의한 하우징(240)과 상부 하우징의 결합구조에 의해, 별도의 체결수단이 필요 없고, 하우징(240)의 제작과 함께 후크부위가 하나의 금형으로 형성될 수 있어, 생산과정이 단순해지고 결합이 용이해지는 이점이 있다.
또한, 하우징(240)의 내측연장부(241) 내부에는 회전축(500)을 지지할 수 있도록 베어링(210)이 삽입된다. 바람직하게는 베어링(210)은 단일의 원통형상으로 이루어진다. 이렇게 베어링(210)이 단일의 원통형상으로 이루어진 경우, 종래의 두 개의 베어링 부재가 결합되는 방식에 비해 베어링을 지지하기 위한 별개의 부재들이 생략될 수 있고, 회전축 삽입시 축중심의 고정이 용이해지며, 회전동작의 신뢰성이 제공될 수 있는 이점이 있다.
상기 베어링(210)은 내측연장부(241)에 압입되는 방식으로 삽입되어 고정되며, 오일이 함침된 펠트(220)은 베어링(210)의 외주면에 배치되어, 오일을 베어링(210)과 회전축(500)으로 배출하여 윤활하도록 한다. 상기 펠트(220)는 베어링(210)의 축방향 길이의 일부만큼 베어링(210)의 외주면에 배치되며, 바람직하게는 베어링(210)이 내측연장부(241)에 삽입된 후에 삽입될 수 있도록, 내측연장부(241)의 상부 즉, 하우징(240)의 바닥부와 반대되는 내측연장부(241)의 단부측에 인접하여 배치된다.
한편, 로터(122)와 회전축(500)은 로터(122)의 바닥부 중심에 형성된 보스부나 삽입돌기부에 회전축(500)이 압입되는 방식으로 고정될 수 있지만, 이하 살펴볼 바와 같이 수지물(140)에 의해 고정될 수도 있다. 이하 도면을 기초로 본 발명에 따른 로터(122)를 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 로터(122)를 상세히 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 5a와 5b는 회전축(500)과 로터(122)가 몰드수지(140)에 의해 결합된 상태를 각각 상/하부에서 보여주는 사시도이며, 5c는 결합되기 전의 로터(122)를 나타내는 사시도이다. 또한, 도 6은 로터(122)와 회전축(500)이 결합된 상태를 나타내는 측단면도이다.
상기 로터(122)는 원통형상의 벽면과 바닥부로 형성되어, 회전축(500)과 중심에서 결합하고, 원통형상의 벽면의 내주면에 마그네트(130)와 결합하도록 구성된다. 이와 같이 결합된 상태에서 로터(122)는 상기 설명된 스테이터(300)와 베어링(210) 및 하우징(240) 등이 결합된 상태에서 베어링(210)에 지지될 수 있도록 회전축(500)이 중심에 삽입되어, 로터(122)의 내주면이 스테이터(300)의 외주면과 이격되어 감싸도록 형성된다. 또한, 로터(122)의 외주면은 하우징(240)의 내면과 이격되어 회전할 수 있도록 구성된다.
상기 로터(122)의 바닥부에는 중심에서 바깥방향으로 돌출되고, 회전축(500)이 소정 길이만큼 삽입될 수 있는 보스부(123)가 형성된다. 회전축(500)은 상기 보스부(123)에 압입되는 방법으로 삽입될 수 있고, 또한 삽입되어 별도의 고정수단을 통해 고정결합될 수도 있다.
상기 고정수단은 바람직하게는 몰드수지(140)로 이루어지는데, 몰드수지(140)는 로터(122)의 바닥부에 형성된 보스부(123)에 회전축(500)이 삽입된 후에 회전축(500)과 로터(122)의 결합부위를 에워싸도록 형성된다.
또한, 바람직하게는 로터(122)의 바닥부에는 몰드수지(140)가 주입될 수 있는 홀(124)이 형성된다. 상기 홀(124)의 양쪽, 즉 바닥부의 양측으로부터 몰드수지가 회전축(500), 보스부(123) 그리고 로터(122)의 바닥부 내면을 완전히 감싸도록 주입되는 것이 또한 바람직하다.
한편, 상기 몰드수지(140)에 의해 회전축(500)이 로터(122)와 결합하는 경우, 보스부(123)가 생략된 로터(122)의 바닥 개구부에 회전축(500)이 삽입되고 몰드수지(140)에 의해 고정될 수 있음은 물론이다.
또한, 몰드수지(140)는 바닥부의 소정 높이만큼 충전되도록 주입되는데, 바람직하게는 마그네트(130)가 로터(122)의 원통형상의 벽면 내주를 따라 삽입되는 깊이까지 형성된다. 따라서, 로터(122) 내부로 주입되어 경화된 몰드수지(140)는 마그네트(130)의 결합 위치를 결정할 수 있는 스토퍼 역할을 하게 된다.
한편, 상기 마그네트(130)는 바람직하게는 네오듐(NdFeB) 자석으로 구성된다. 네오듐 자석은 회토류 금속인 Nd와 B를 분말야금 성형후 연마한 것으로 비중이 작아 소형화, 경량화가 가능하며, 고자성을 가진 것을 특징으로 한다. 또한, 기계적 강도가 높기 때문에 깨짐 등이 적고 기계 가공 및 착자 후의 취급이 용이한 이점이 있다. 따라서, 강력한 토크를 갖는 소형의 냉장고용 팬모터(100)를 제공한다.
또한, 본 발명은 회전축(500)과 로터(122)의 결합이 더욱 견고한 로터의 제조방법을 제공한다. 로터(122)의 바닥부에 형성된 개구부에 회전축(500)을 삽입하고, 회전축(500)의 삽입부를 에워싸도록 인서트 몰딩하는 로터의 제조방법으로, 더 욱 바람직하게는 로터의 막힌 단면에 형성된 홀의 양측에서 수지물을 주입하여 결합의 신뢰성을 보장할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 아우터 로터 방식의 팬모터에 의해, 회전축과 로터의 견고한 결합이 제공될 수 있고, 분리 또는 편심에 의한 손상을 방지할 수 있다. 또한, 회전축과 로터의 결합이 용이해지면서도 회전축이 팬모터의 중심에 정확하게 지지될 수 있어 팬모터의 동작 신뢰성과 내구성이 보장되는 이점이 있다.
한편, 상기 베어링(210)은 내측연장부(241)에 압입되는 방식이 아닌, 내측연장부(241)에 삽입되어 별개의 고정수단으로 고정되는 방식을 통해 내측연장부(241)에서 지지될 수도 있다. 이하 본 발명에 따른 베어링(210) 삽입구조의 실시예를 도면을 기초로 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 베어링(210)이 도시된 도면이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 베어링(210)과 탄성부재(242)가 적용된 팬모터가 도시된 도면이며, 도 9는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 베어링(210)과 고정부재(243)가 적용된 팬모터가 도시된 도면이다.
도 7은 베어링(210)의 구조를 더욱 구체적으로 보여준다. 베어링(210)의 내측연장부(241)의 하부, 즉 하우징(240)의 바닥부를 향하는 단부는 고정수단이 지지될 수 있도록 단차부(211)에 의해 돌기 모양으로 형성되어있다.
또한, 베어링(210)의 상부는 외주면으로 펠트(220)가 감싸면서 배치될 수 있도록, 내측연장부(241)의 내경보다 작은 반경을 가지도록 형성될 수 있다. 한편, 베어링(210)은 동재질의 금속 원통형상으로 되어있으며, 외주면에는 축방향으로 펠트(220)로부터 오일이 고르게 흘러내릴 수 있도록 축방향으로 홈이 형성된다.
상기 고정수단은 탄성을 가진 부재로 이루어지며, 바람직하게는 스프링(242)이나 내측연장부(241)의 일단부에 형성된 돌기(243)가 될 수 있다. 먼저 고정수단이 스프링(242)인 경우를 설명한다.
상기 내측연장부(241)의 하우징(240)의 바닥면에 인접한 내부의 일단부에는 상기 스프링(242)이 지지될 수 있도록 베어링(210)의 단차부(211)에 상응하는 홈 내지는 단차가 형성된다. 스프링(242)의 하단부는 내측연장부(241)의 홈 또는 단차부에 지지되며, 상단부는 상기 베어링(210)의 단차부(211)에 의해 형성되는 가이드돌기에 지지된다. 베어링(210)이 이와 같이 스프링(242)에 의해 지지되면서 내측연장부(241)에 삽입되면, 상부의 외주면을 감싸면서 펠트(220)가 배치된다. 베어링(210)이 내측연장부(241) 방향으로 눌러지면서 스프링(242)에 의해 탄성 지지되면, 내측연장부(241)의 하우징(240)의 반대측 타단부에서 베어링 커버(230)가 결합됨으로써 베어링(210)과 펠트(220)를 또한 상부에서 지지한다.
상기 단차부(211)는 스프링(242)의 내주면에 돌기 모양으로 삽입되는 형상으로 스프링을 지지하면서, 스프링을 가이드하는 역할을 한다. 즉, 단차부(211)에 의해 형성되는 가이드돌기는 스프링(242)을 지지하면서 이탈을 방지하는 역할을 하게 된다. 따라서, 스프링(242)이 압축되면서 가이드돌기에 의해 가이드되므로, 스프링(242)이 내측연장부(241)의 내부에서 축방향으로만 움직일 수 있으므로, 베어링이 스프링(242)의 탄성력에 의해 정확하게 지지될 수 있다.
상기 베어링 커버(230)는 중심부에 회전축(500)이 관통될 수 있도록 중공형상으로 이루어지며, 내측연장부(241)의 타단부에 압입되는 방식으로 결합될 수 있고, 또한 후크방식으로 체결될 수도 있다. 더욱 바람직하게는 베어링 커버(230)는 내측연장부(241)의 타단부와 초음파 융착되는 방식으로 결합된다. 이에 따라, 팬모터의 회전과 진동에 따른 베어링 커버(230)와 베어링(210)의 이탈될 수 있는 가능성이 최소화된다.
한편, 고정수단이 내측연장부(241)의 내측 일단부에 형성되는 돌기(243)인 경우, 스프링(242)의 경우와 같이 베어링(210)이 내측연장부(241)에 삽입되면서 돌기(243)가 변형하면서 탄성지지된다. 이에 따라, 펠트(220)와 베어링 커버(230)가 결합되어 베어링을 지지하면서, 회전축(500)을 지지하고 윤활할 수 있도록 한다.
상기 돌기(243)의 구조는 도 10에 더욱 상세히 도시된다.
돌기(243)는 바람직하게는 하우징(240)의 내측연장부(241)의 바닥부에 인접한 일단부에, 돌기(243) 사이의 반경이 내측연장부(241)의 내경보다 작게 형성되는 경사진 모양이 된다. 돌기(243)의 단면적은 베어링(210)이 삽입되는 방향에서 작게 형성되며, 하우징(240)의 바닥부에 인접할 수록 단면이 넓어진다. 따라서, 베어링(210)이 삽입되면서 단차부에 경사면의 단면적이 작은 부분이 접촉하며 돌기(243)의 변형이 일어나게 된다.
상기 돌기(243)가 변형함으로써 베어링(210)이 내측연장부(241)의 타단부 방향으로 지지된다. 상기 돌기(243)는 베어링(210)의 삽입에 의해 단차부(211)와 접촉하면서, 돌기(243)의 상부로부터 축방향 및 반경방향으로 압축되면서 변형된다. 이러한 돌기(243)와 상기 커버(230)에 의해 베어링(210)이 내측연장부(241) 내부에서 지지될 수 있다.
한편, 돌기(243)의 변형으로 인해 내측연장부(241)와 베어링(210)의 기계적 결합이 강화될 수 있는데, 즉 베어링(210)의 단차부(211)에 의한 돌기형상의 외주면에 상기 돌기(243)가 접촉하여 변형을 일으키게 되고, 중심축방향으로 베어링(210)을 밀어냄으로써 베어링(210)을 지지할 수 있다.
또한, 돌기(243)는 내측연장부(241)의 내부에서 내경을 따라 복수개가 형성되며, 바람직하게는 4개가 형성된다.
한편, 베어링 커버(230)는 스프링(242)의 경우에서 설명한 바와 동일하게 형성된다.
상기와 같이 구성되는 베어링(210) 및 그 고정수단을 통해 베어링(210)과 회전축(500)의 체결시 얼라인(align)을 담보할 수 있는 확실성이 제공된다. 즉, 베어링부재가 종래기술과 같이 스테이터(300)의 상/하부에서 별개로 구성되는 경우, 회전축(500)의 삽입이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 회전축에 스크래치(scratch)가 발생하여 소음이 발생할 수도 있다. 따라서, 본 발명과 같이 구성되는 경우 회전축(500)이 팬모터(100)의 중심축에서 정확하게 지지될 수 있으면서도, 생산과정이 용이해진다.
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 스테이터와 인쇄회로기판이 결합된 일예가 도시된 도면.
도 3은 본 발명에 따른 팬모터가 도시된 도면.
도 4는 도 3의 스테이터와 하우징의 결합상태가 도시된 도면.
도 5는 본 발명에 따른 로터와 회전축이 결합된 일실시예가 도시된 도면.
도 6은 도 5에 나타난 로터와 회전축이 결합된 측단면도.
도 7은 본 발명에 따른 베어링이 도시된 도면.
도 8은 본 발명에 따른 베어링의 고정구조의 일실시예가 도시된 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 베어링과 고정수단이 도시된 도면.
도 10은 도 9의 고정수단이 확대되어 도시된 도면.
** 도면의 주요 부분에 대한 설명 **
100 : 팬모터 122 : 로터
123 : 보스부 124 : 홀
130 : 마그네트 140 : 몰드수지
210 : 베어링 220 : 펠트
240 : 하우징 241 : 내측연장부
300 : 스테이터 310 : 인쇄회로기판
331 : 인슐레이터 332 : 코어
333 : 코일 500 : 회전축

Claims (8)

  1. 코어, 인슐레이터, 그리고 코일을 포함하는 스테이터;
    마그네트, 회전축, 그리고 로터프레임을 포함하는 로터;
    스테이터가 외주면을 따라 삽입되는 내측연장부;
    내측연장부의 내주면에 삽입되며, 회전축을 회전 지지하는 베어링; 그리고,
    내측연장부 일단부의 내부에 형성되며, 베어링을 로터쪽으로 탄성력을 가하며 지지하는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
  2. 제1항에 있어서,
    베어링은 단일의 원통형상인 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    베어링이 이탈되지 않도록 내측연장부의 타단부에 결합되는 베어링 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
  4. 제3항에 있어서,
    베어링 커버는 내측연장부의 타단부와 결합된 상태에서 초음파 융착되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
  5. 제1항에 있어서,
    탄성부재는 스프링인 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
  6. 제5항에 있어서,
    스프링은 내측연장부의 내주면을 따라 베어링 삽입시 베어링의 단부와 내측연장부 일단부 사이에서 압축되어 베어링을 지지하는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
  7. 제5항에 있어서,
    내측연장부의 일단부에 형성되며 스프링을 지지하기 위한 홈; 그리고,
    베어링에 형성되며 스프링을 가이드하기 위한 가이드돌기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
  8. 제1항에 있어서,
    내측연장부와 베어링에 각각 탄성부재를 지지하기 위한 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 아우터 로터 방식의 팬모터.
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