KR20160052926A - 블로어 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블로어 모터에 관한 것으로, 연료전지 시스템을 구비한 차량에서 수소가스를 재순환시키기 위해 수소가스를 흡입 및 배출하는 임펠러와 축 연결되는 로터가 설치되는 제 1 공간부를 밀폐시키기 위하여 내부하우징을 외부하우징의 내부에 설치하고, 제 1 공간부를 덮도록 외부하우징에 결합되는 모터 커버와 내부하우징 사이에 실링부재를 결합시켜 제 1 공간부 외부로 수소가스가 유출되는 것을 방지하는 블로어 모터를 제공한다.

Description

블로어 모터{MOTOR FOR BLOWER}

본 발명은 블로어 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 시스템을구비한 차량에서 수소가스를 재순환시키기 위한 임펠러와 축 연결된 모터의 기밀을 다중적으로 수행하기 하는 블로어 모터에 관한 것이다.

일반적으로 연료전지 시스템을 구비하는 차량에 있어서, 연료전지에 공급되는 수소는 상기 연료전지 스택(stack)에서 발생하는 화학반응에 필요한 양보다 더 많은 수소를 공급하게 되는데, 이는 연료전지 스택에서 100%의 화학 반응이 이루어지지 않기 때문이다.

따라서, 연료전지 스택에서는 반응에 사용되고 남은 잉여 수소가 발생하게 되고, 시스템의 효율을 높이기 위하여 상기 잉여 수소를 재순환 시켜 다시 연료전지 스택으로 공급하게 된다. 구체적으로, 연료전지 스택에서 배출되는 재순환 가스(수소, 질소, 수증기 등을 포함함)는 재순환 라인을 거쳐 연료전지 스택으로 재공급된다.

일반적으로 연료전지 스택으로 재순환 가스를 재공급하기 위하여 모터로 임펠러를 회전시키는 펌프의 일종인 블로어가 재순환 라인에 설치된다. 이때 임펠러를 회전시키는 모터 외부로 재순환가스가 유출되지 않도록 밀폐시키는 것이 중요하다.

도 1a는 종래 블로어 모터의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 1a를 참조하면, 종래 블로어 모터는 하우징1()과, 하우징(1)의 내부에 설치되는 스테이터(2)와 로터(3)를 구비하며, 상기 스테이터(2)와 로터(3)를 덮는 모터 커버(4)를 포함한다. 또한, 로터(3)를 수용하는 밀폐용기(5)를 별도로 하우징(1)의 내부에 구비하며, 밀폐용기(5)의 상부에는 고무링(6)을 설치하여 밀폐용기 내부로 가스의 유출을 방지하도록 구성된다.

상기와 같이 종래의 블로어 모터는 재순환가스의 유출을 방지하기 위하여 하우징(1)의 내부에 별도의 밀폐용기(5)를 설치하여 모터를 밀폐시킨다. 여기서, 밀폐용기(5)는 하우징(1)과 별도로 분리하여 제작하고 블로어 모터의 조립 시, 하우징(1)의 내부에 설치된다.

따라서, 종래의 블로어 모터는 밀폐용기(5)를 별도로 제작하는 재료비가 추가적으로 필요하고, 밀폐용기(5)를 제작하는 과정에서 불량이 발생할 수 도 있다. 또한,하우징(1) 내부에 설치하여 블로어 모터를 조립하는 과정에서 밀폐용기(1)가 제대로 고정되지 않아 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

한국등록특허공보 제 10-1178326 호(등록일 2012. 08. 23)

본 발명의 목적은 수소가스를 재순환시키는 모터에서, 수소가스를 흡입 및 배출하는 임펠러와 축 연결되는 로터가 설치되는 제 1 공간부의 하단 및 상단을 다중적으로 밀폐시켜 제 1 공간부 외부로 수소가스가 유출되는 것을 방지하는 블로어 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 블로어 모터는, 외부하우징, 상기 외부하우징의 내부에 형성된 내부하우징, 상기 내부하우징의 내부를 이루는 제 1 공간부, 상기 내부하우징의 외측과 상기 외부하우징의 내측 사이를 이루는 제 2 공간부, 상기 제 1 공간부 및 상기 제 2 공간부를 상부에서 덮도록 상기 외부하우징에 결합되는 모터 커버, 상기 모터 커버를 관통하는 회전축에 연결되어 상기 제 1 공간부에 설치되는 로터, 및 상기 제 2 공간부에 설치되어 상기 로터를 전자기력에 의해 회전시키는 스테이터를 포함한다.

또한, 상기 외부하우징 및 상기 내부하우징이 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내부하우징과 상기 모터 커버 사이에 설치되되, 하부면은 상기 내부하우징 상단에 결합하고, 상부면은 상기 모터 커버의 하부면에 결합하여 상기 제 1 공간부를 밀폐시키는 실링부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 실링부재는 하부면에 상기 내부하우징이 삽입되는 수용부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링부재는 상부면에 돌출된 돌기부가 형성되고, 이에 대응하여 상기 모터 커버에는 수용부가 형성되어, 상기 실링부재의 상부면과 상기 모터 커버의 하부면 사이의 기밀을 유지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링부재는 상부면에 제 1 돌기부 및 제 1 수용부가 형성되고, 이에 대응하여 상기 모터 커버에는 제 2 수용부 및 제 2 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 블로어 모터는 외부하우징과 외부하우징의 내부에 형성되는 내부하우징을 일체로 제작하여, 외부하우징에 설치되는 스테이터와 내부하우징에 설치되는 로터를 공간적으로 분리시킴으로써 내부하우징으로부터 재순환가스가 유출되거나 내부하우징으로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 내부하우징의 하단이 외부하우징에 일체로 형성되어 내부하우징 하단의 완전한 기밀을 얻을 수 있다.

또한, 내부하우징을 별도로 제작하지 않으므로 재료비가 절감되는 효과가 있으며, 내부하우징 및 외부하우징에 로터와 스테이터를 설치할 때 조립이 용이하고 불량이 감소하는 효과가 있다.

더욱이, 실링부재의 하부면에 내부하우징의 단부가 삽입될 수 있는 수용부가 형성되어 내부하우징과 실링부재 사이의 기밀을 증대시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 실링부재의 상부면에 돌기부 또는 수용부가 형성되고, 이에 대응하여 모터 커버에 수용부나 돌기부가 형성되므로 실링부재와 모터 커버 사이의 기밀도 증대시킬 수 있다.

도 1a는 종래 블로어 모터를 나타내는 도면.
도 1b는 도 1a에 도시된 밀폐용기를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 블로어 모터의 일 실시예를 도시한 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 내부하우징을 도시한 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 모터 커버 및 실링부재를 도시한 도면.
도 5는 도 4의 다른 실시예를 도시한 도면.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 블로어 모터의 일 실시예를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 내부하우징을 도시한 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 모터 커버 및 실링부재를 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 블로어 모터는 임펠러에 의해 재순환가스를 연료전지 스택에 재공급하는 모터의 기밀을 위하여, 외관을 형성하는 외부하우징(10), 외부하우징(10)의 내부에 형성된 내부하우징(20), 내부하우징(20)의 내부를 이루는 제 1 공간부(30), 외부하우징(10)과 내부하우징(20)의 사이를 이루는 제 2 공간부(40), 외부하우징(10)에 결합되는 모터 커버(50), 모터 커버(50)를 관통하여 제 1 공간부(30)에 설치되는 로터(60), 및 제 2 공간부(40)에 설치되는 스테이터(70)를 포함한다.

외부하우징(10)은 본 발명에 따른 블로어 모터의 외관을 형성하고, 내부로 다른 구성요소를 수용하는 역할을 한다. 따라서 외부하우징(10)의 형상이나 크기는 후술하는 스테이터(70)와 로터(60)의 크기나 형상에 따라 달라지며, 외부하우징(10)의 외부로부터 이물질이 유입되거나 외부하우징(10)으로부터 내부 물질이 유출되는 것을 방지한다.

내부하우징(20)은 원통 형상으로서 내부하우징(20)의 일단이 외부하우징(10)의 내부에 결합되도록 형성되며, 내부하우징(20)은 외부하우징(10)의 중심과 동일한 중심을 갖도록 형성된다.

내부하우징(20)이 외부하우징(10)과 동일한 중심을 갖도록 형성되므로, 후술하는 스테이터(70) 및 로터(60)의 중심이 상기 내부하우징(20) 또는 외부하우징(10)의 중심과 동일하게 되고, 이로써 로터(60)와 스테이터(70) 사이의 전자기력에 의해 로터(60)가 회전할 때 진동이나 소음이 발생을 저감시키며, 결국 블로어 모터의 성능 및 효율을 향상시킨다.

특히, 내부하우징(20)과 외부하우징(10)은 일체로 형성된다. 종래에 밀폐용기(도 1b의 5)를 별도로 제작한 후 이를 하우징(도 1a의 1)에 설치하는 경우 밀폐용기가 완전히 고정되지 않아 조립 시 위치를 조정해야 하는 어려움이 있었다.

반면에, 본 발명에 따른 내부하우징(20)과 외부하우징(10)이 일체로 형성되므로 내부하우징(20)이 외부하우징(10)에 완전히 고정된다. 따라서, 블로어 모터 조립 시에 내부하우징(20)의 조립 위치를 조정해야 하는 어려움이 없을 뿐만 아니라 조립 과정에서 내부하우징(20)이 조립 위치를 이탈하여 후술하는 실링부재(80)가 찢어지는 문제가 발생하지 않게 된다.

또한, 내부하우징(20)을 별도로 제작하는 경우 추가로 발생하는 재료비가 절감될 수 있는 효과가 있다.

한편, 제 1 공간부(30)는 내부하우징(20)의 내부를 이루는 공간이고, 제 2 공간부(40)는 내부하우징(20)의 외측과 외부하우징(10)의 내측을 이루는 공간이다. 제 1 공간부(30)에는 후술하는 로터(60)가 설치되고, 제 2 공간부(40)에는 후술하는 스테이터(70)가 설치된다. 제 1 공간부(30) 및 제 2 공간부(40)에 대해서는 본 발명에 따른 블로어 모터의 기밀상태를 설명할 때 다시 설명하도록 한다.

모터 커버(50)는 외부하우징(10) 및 내부하우징(20)을 덮도록 외부하우징(10)에 결합된다. 모터 커버(50)의 면에는 수소가스를 재순환 시키는 임펠러와 연결되는 축이 관통하여 후술하는 로터(60)에 연결된다.

외부하우징(10)과 결합되는 모터 커버(50)는 후술하는 로터(60)와 스테이터(70)를 보호하고 외부하우징(10)의 상부로의 이물질의 유입을 방지하는 역할을 한다.

도 2를 참조하면, 로터(60)는 상술한 바와 같이 수소가스를 재순환시키는 임펠러(미도시)와 회전축(61)으로 연결되어 제 1 공간부(30)에 설치되고, 스테이터(70)는 제 2 공간부(40)에 설치된다. 로터(60)는 스테이터(70)와의 사이에서 전자기력에 의해 회전하게 되고, 이 회전력이 축 연결된 임펠러(미도시)를 회전시킨다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 블로어 모터는 실링부재(80)를 더 포함할수 있다. 실링부재(80)는 하부에 내부하우징(20)이 결합되고 상부에 모터 커버(50)가 결합된다. 실링부재(80)는 내부하우징(20)의 형상에 대응하도록 형성되며, 내부에는 회전축(61)이 관통되는 관통 홀이 형성된다. 일반적으로 실링부재(80)는 기밀을 시키기 위한 것이므로 탄성재질로 형성되는 것이 바람직하다.

지금까지 일 실시예에 따른 구성을 설명하였으며, 이하에서는 본 발명에 따른 블로어 모터의 기밀상태를 설명한다.

본 발명에 따른 블로어 모터는 내부하우징(20)의 내부를 이루는 제 1 공간부(30)를 다중적으로 밀폐시키는 것을 목적으로 한다. 구체적으로 제 1 공간부(30)는 수소가스를 재순환시키는 임펠러(미도시)와 축 연결되는 로터(60)가 설치되는 공간이다. 따라서 임펠러로부터 로터(60)로 유입된 수소가스가 제 1 공간부(30) 외부로 유출되는 것을 다중적으로 방지하는 것이 본 발명의 목적이다.

이를 위해, 1차적으로 내부하우징(20)의 하단을 밀폐시키고, 2차적으로 내부하우징(20)의 상단과 실링부재(80)의 하부면 사이를 밀폐시키며, 3차적으로 실링부재(80)의 상부면과 모터 커버(50)의 하부면 사이를 밀폐시킨다.

도 2를 참조하면, 1차적인 밀폐를 위해 원통 형상의 내부하우징(20)의 단부가 외부하우징(20)의 내부에 일체로 형성된다. 내부하우징(20)의 단부가 외부하우징(20)과 일체로 결합되므로 내부하우징(20)의 단부에서 완전한 기밀을 얻을 수 있다.

다음으로, 내부하우징(20)의 상부의 기밀을 위해서 실링부재(80)를 사용하며, 기밀성의 증대를 위하여, 내부하우징(20)의 상단과 실링부재(80)의 하부면 사이를 2차적으로 밀폐시키고, 실링부재(80)의 상부면과 모터 커버(50)의 하부면 사이를 3차적으로 밀폐시키는 구성을 제공한다.

도 4를 참조하면, 실링부재(80)의 하부면에는 내부하우징(20)의 상단이 삽입될 수 있는 수용부(81)가 형성된다. 원통 형상의 내부하우징(20)에 대응하여 상기 수용부(81)의 형상이 결정되는 것이 바람직하다.

또한, 실링부재(80)의 상부면에는 원형으로 돌출 형성된 돌기부(82)가 형성되고, 모터 커버(50)의 하부면에는 상기 돌기부(82)가 삽입될 수 있는 커버 수용부(52)가 형성된다. 또한, 도시하지는 않았지만 모터 커버(50)의 하부면에 돌기부가 형성되고 이에 대응하여 실링부재(80)의 상부면에 수용부가 형성시킬 수 있다.

그러나, 실링부재(80)의 하부면에 그르부 형상의 수용부(81)를 형성하고 실링부재(80)의 상부면에 돌출된 돌기부(82)를 형성시키는 것이 실링부재(80)의 상부 및 하부 면에 수용부(81)를 형성하는 것보다 바람직하다. 실링부재(80)의 상하부로 수용부(81)를 형성하면 실링부재(80)의 두께가 얇아져 쉽게 찢어지는 등 내구성이 감소되기 때문이다.

상기와 같이 내부하우징(20)이 실링부재(80) 하부면의 수용부(81)에 삽입되고, 실링부재(80)의 상부면의 돌기부(82)가 모터 커버(50)의 하부면의 커버 수용부(52)에 삽입됨으로써, 내부항우징(20) 상단의 기밀을 향상시킨다.

한편, 모터 커버(50)의 하부면에 형성되는 커버 수용부(52)는 도시한 바와 다르게 실링부재(80) 자체가 삽입될 수 있도록 형성될 수 도 있다.

도 4의 실시예와 다른 실시예를 설명하기 위해 도 5를 참조한다.

실링부재(80)의 하부면은 도 4의 실시예와 같이 내부하우징(20)의 상단이 삽입될 수 있는 수용부(81)가 형성된다. 그러나, 실링부재(80)의 상부면에는 제 1 돌기부(82)와 제 1 수용부(83)가 함께 형성된다. 모터 커버(50)의 하부면에는 상기 제 1 돌기부(82)와 제 1 수용부(83)에 대응하는 제 2 돌기부(51)와 제 2 수용부(52)가 함께 형성된다.

제 1 돌기부(82)는 제 2 수용부(52)에 삽입되고, 제 2 돌기부(51)는 제 1 수용부(82)에 삽입된다. 결국 실링부재(80)의 상부면과 모터 커버(50)의 하부면이 상호 밀착되어 기밀이 더욱 증대되는 효과가 있다.

실링부재(80)의 상부면에 형성되는 제 1 돌기부(82)와 제 1 수용부(83)는 이격되어 형성될 수도 있으나, 상호 인접되게 설치되는 것이 바람직하다. 제 1 돌기부(82)와 제 1 수용부(83)가 상호 인접되게 설치되어야 진동 등으로 인한 횡방향 하중에 잘 견딜 수 있으며, 기밀을 증대시킨다.

마찬가지로, 모터 커버(50)의 하부면에 형성되는 제 2 돌기부(51)와 제 2 수용부(52)도 상기와 같은 이유로 상호 인접되게 설치되는 것이 바람직하다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 권리범위에 속하게 될 것이다.

10 : 외부하우징
20 : 내부하우징
30 : 제 1 공간부
40 : 제 2 공간부
50 : 모터 커버
60 : 로터
70 : 스테이터
80 : 실링부재

Claims (6)

1. 외부하우징;
   상기 외부하우징의 내부에 형성된 내부하우징;
   상기 내부하우징의 내부를 이루는 제 1 공간부;
   상기 내부하우징의 외측과 상기 외부하우징의 내측 사이를 이루는 제 2 공간부;
   상기 외부하우징의 상부에 결합되는 모터 커버;
   상기 모터 커버를 관통하는 회전축에 연결되어 상기 제 1 공간부에 설치되는 로터;
   상기 제 2 공간부에 설치되어 상기 로터를 전자기력에 의해 회전시키는 스테이터;
   를 포함하는 블로어 모터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 외부하우징과 상기 내부하우징은 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 블로어 모터.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 내부하우징과 상기 모터 커버 사이에 설치되되, 하부면은 상기 내부하우징 상단에 결합하고, 상부면은 상기 모터 커버의 하부면에 결합하여 상기 제 1 공간부를 밀폐시키는 실링부재를 더 포함하는 블로어 모터.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 실링부재의 하부면에 상기 내부하우징이 삽입되는 수용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 블로어 모터.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 실링부재는 상부면에 돌출된 돌기부가 형성되고, 상기 돌기부에 대응하여 상기 모터 커버에는 수용부가 형성되어, 상기 실링부재의 상부면과 상기 모터 커버의 하부면 사이의 기밀을 유지하는 것을 특징으로 하는 블로어 모터.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 실링부재는 상부면에 제 1 돌기부 및 제 1 수용부가 형성되고, 상기 제 1 돌기부 및 제 1 수용부에 대응하여 상기 모터 커버에는 제 2 수용부 및 제 2 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 블로어 모터.
   

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