KR20170027455A - 차량용 냉각팬 모터 - Google Patents

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KR20170027455A
KR20170027455A KR1020150124086A KR20150124086A KR20170027455A KR 20170027455 A KR20170027455 A KR 20170027455A KR 1020150124086 A KR1020150124086 A KR 1020150124086A KR 20150124086 A KR20150124086 A KR 20150124086A KR 20170027455 A KR20170027455 A KR 20170027455A
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강병훈
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Abstract

본 발명은 차량용 냉각팬 모터에 관한 것으로, 엔드 커버의 쿨링 홀을 제거하고 모터 하우징 측벽 상에 제 2냉각 홀을 형성하며, 로터와 브러시 사이에 격벽을 추가 배치하는 구조로 형성된다. 따라서, 제 2냉각 홀로부터 유입되는 외기가 모터 내부를 통과하여 하우징의 일측면에 형성된 제 1냉각 홀로 유동함으로써, 차량이 흙, 모래 등 먼지가 많은 도로 주행 시 모터 내부로 먼지가 유입됨에 따라 브러시가 마모되는 것을 방지하면서도 모터 내부를 냉각시킬 수 있는 차량용 냉각팬 모터에 관한 것이다.

Description

차량용 냉각팬 모터{Cooling fan motor for a vehicle}
본 발명은 차량용 냉각팬 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 엔드 커버에 형성된 쿨링 홀을 제거하고 모터 내부에 구비된 브러시(brush)와 로터 사이에 공기 유동을 차단시킴으로써, 차량이 흙, 모래 등 먼지가 많은 도로 주행 시 냉각팬 모터로 먼지가 유입됨에 따른 브러시 마모를 방지할 수 있는 차량용 냉각팬 모터에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 엔진룸에는 해당 차량의 구동을 위한 엔진과, 공기를 송풍하는 팬 모터 조립체와, 엔진 냉각수의 냉각을 위한 라디에이터가 구비된다.
여기서, 상기 팬 모터 조립체는 라디에이터를 통과하면서 열교환된 공기를 엔진으로 송풍하여 엔진을 과열로부터 보호하는 역할을 한다.
상기 팬 모터 조립체는 일반적으로 냉각팬(cooling fan)과, 상기 냉각팬을 회전 구동시키는 냉각팬 모터와, 팬을 지지하는 쉬라우드(shroud)를 포함하여 구성되며, 이 중 일반적으로 사용되는 종래의 냉각팬 모터를 도 1 및 도 2에 도시하였다.
도시된 것처럼, 냉각팬 모터는 모터 내부의 방열을 위해 모터 하우징(10) 및 엔드 커버(20)에 다수개의 쿨링 홀(cooling hole)(11, 21)이 형성되어 있는 구조이다.
구체적으로 도 2를 참고하여 공기의 유동 방향을 살펴보면, 엔드 커버(20)에 형성된 쿨링 홀(21)로부터 모터 내부로 외기가 유입되며 이는 모터의 내부를 통과하여 맞은편의 모터 하우징(10)에 형성된 쿨링 홀(11)로 빠져나가게 된다. 이 공기가 팬 허브(H)의 내측 둘레와 모터 하우징(10)의 외측 둘레 사이의 이격 공간으로 유동하여 외부로 배출됨으로써 모터의 냉각이 이루어진다.
그러나 차량이 흙, 먼지가 많은 도로를 주행하게 될 경우 모터의 쿨링 홀(21)을 통해 외부의 먼지가 다량 함유된 공기가 모터 내부로 유입될 수 있으며, 유입된 먼지는 모터의 수명을 좌우하는 브러시(30)의 마모를 촉진시키게 되는 문제가 있다.
만약, 먼지의 유입을 막기 위해 모터의 쿨링 홀(21)을 제거하게 되면 모터 내부가 냉각되지 못하고 과열로 이어지게 되어, 모터의 성능 및 내구성이 저하되는 문제가 발생된다.
따라서, 모터 내부의 냉각도 이루어지면서 먼지 유입에 따른 브러시 마모를 방지할 수 있는 구조로 설계된 냉각팬 모터가 필요로 된다.
JP 2003-116246 A (2003.04.18)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 냉각팬을 구동시키는 냉각팬 모터를 새로운 구조로 설계함으로써, 외기를 도입하여 모터 내부를 방열시키면서도 브러시의 마모를 방지할 수 있도록 하는 냉각팬 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 냉각팬 모터는, 내부에 수용 공간이 형성되되 타측이 개방된 원통형 형상이며 내측벽에 복수개의 영구자석(130)이 구비되는 하우징(100); 상기 하우징(100)의 내측에 구비되며 타측에 돌출 형성된 정류자(210)로부터 코일에 전류가 공급됨에 따라 회전되는 로터(200); 상기 하우징(100)의 축방향을 관통하여 구비되며 상기 로터(200)가 회전 가능하도록 지지하는 샤프트(300); 상기 정류자(210)로 전류가 인가되도록 상기 정류자(210)의 외주연에 접촉되는 브러시(410)가 고정되는 브러시 플레이트(400); 및 플랜지(510)을 통해 상기 하우징(100)의 타측 단부와 결합되며 이물질 유입으로 인한 상기 브러시(410)의 마모를 방지하기 위해 상기 하우징(100) 내부로 외부 공기가 유입되는 것을 차단하는 엔드 커버(500); 를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 하우징(100)은 일측면에 형성되는 단수 또는 복수개의 제 1냉각 홀(110), 및 측벽 상에 형성되는 단수 또는 복수개의 제 2냉각 홀(120)을 더 포함하며, 상기 모터는,상기 제 2냉각 홀(120)을 통해 유입되는 공기가 상기 로터(200)를 통과하여 상기 제 1냉각 홀(110)로 배출됨에 따라 냉각될 수 있다.
또, 상기 브러시 플레이트(400)는 상기 로터(200)의 타측에 구비되고, 상기 로터(200)와 대향하는 일측면에 상기 브러시(410)가 고정되며, 상기 모터는 상기 로터(200)와 상기 브러시(410) 사이에 개재되어 상기 로터(200)와 상기 브러시(410) 사이의 공기 유동을 차단하는 격벽(600); 을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 격벽(600)은 중앙에 중공부가 형성되는 링 형태이며, 상기 중공부에 상기 정류자(210)가 관통되고, 가장자리 둘레가 상기 하우징(100) 및 상기 엔드 커버(500)의 결합부에 개재되어 고정될 수 있다.
또, 상기 브러시 플레이트(400)는 상기 엔드 커버(500)와 대향하는 타측면에 상기 브러시(410)가 고정되며,
상기 로터(200)와 상기 브러시(410) 사이의 공기 유동을 차단시키도록 상기 로터(200)와 상기 브러시(410) 사이에 배치될 수 있다.
아울러, 상기 브러시 플레이트(400)는 중앙에 중공부가 형성되는 링 형태이며, 상기 중공부에 상기 정류자(210)가 관통되고, 가장자리 둘레가 상기 하우징(100) 및 상기 엔드 커버(500)의 결합부에 개재되어 고정될 수 있다.
마지막으로, 상기 제 2냉각 홀(120)은 상기 모터 내부로 유입된 물을 배출하기 위해 상기 모터의 최하단부에 형성된 드레인 홀일 수 있다.
본 발명의 냉각 팬 모터는 엔드 커버의 쿨링 홀을 제거하고 모터 하우징 측벽 상에 제 2냉각 홀을 형성한 구조로, 제 2냉각 홀로부터 유입되는 외기가 모터 내부를 통과하여 하우징의 일측면에 형성된 제 1냉각 홀로 유동함으로써, 차량이 흙, 모래 등 먼지가 많은 도로 주행 시 모터 내부로 먼지가 유입됨에 따라 브러시가 마모되는 것을 방지하면서도 모터 내부를 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 로터와 브러시 사이에 격벽(또는 브러시 플레이트)을 추가 배치함으로써, 브러시가 격벽 및 엔드 커버에 의해 완전히 밀폐되므로, 브러시의 마모를 더욱 확실하게 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 냉각팬 모터를 도시한 사시도.
도 2는 종래의 냉각팬 모터를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각팬 모터의 사시도.
도 4는 본 발명에 일실시예에 따른 냉각팬 모터의 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각팬 모터의 개략적인 분해사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각팬 모터의 단면도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 차량용 냉각팬 모터를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각팬 모터의 사시도이며, 도 4는 본 발명에 일실시예에 따른 냉각팬 모터의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각팬 모터의 개략적인 분해사시도(샤프트 생략)이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 냉각팬 모터는 크게 하우징(100), 로터(200), 샤프트(300), 브러시 플레이트(400) 및 엔드 커버(500)를 포함하여 이루어질 수 있다.
하우징(100)은 종래의 냉각팬 모터 구조와 동일하게 내부에 수용 공간이 형성되되, 타측이 개방된 원통형 형상으로 형성된다. 이때, 도시된 것처럼 일측면에 단수 또는 복수개의 제 1냉각 홀(110)이 형성되고, 그 중앙에는 샤프트(300)가 관통하는 통공이 형성되어 이루어진다. 이때, 하우징(100)의 내측벽에는 복수개의 영구자석(130)이 구비되어 있다.
로터(200)는 하우징(100)의 내측에 구비되며, 외주연이 하우징(100)의 내측벽에 고정된 영구자석(130)과 대향되도록 형성된다. 또한, 로터(200)는 타측에 돌출 형성된 정류자(210)를 포함하여 이루어져, 정류자(210)로부터 코일(220)로 전류가 공급됨에 따라 회전되도록 구성된다.
샤프트(300)는 하우징(100)의 축방향을 관통하여 구비되며, 로터(200)가 회전 가능하도록 지지하는 구성이다. 이때. 하우징(100)의 일측면으로 일부가 돌출 형성되며, 이 부분에 팬 허브(H)가 결합되어진다.
또한 브러시 플레이트(400)는 정류자(210)의 외주연에 접촉되는 브러시(410)가 고정되는 플레이트이다. 이때, 브러시(410)를 통해 외부에서 인가된 전류가 정류자(210)를 통해 로터(200)로 공급된다. 이와 같이 정류자(210)로부터 코일(220)로 전류가 공급되면 권선된 코일(220) 주위로 자기장이 형성되고, 자기장과 하우징(100) 내측벽에 구비된 영구자석(130)의 N/S극이 상호 작용하여 로터(200)가 회전됨으로써 모터가 구동되는 것이다.
마지막으로, 엔드 커버(500)는 플랜지(510)을 통해 하우징(100)의 타측 단부와 결합되어 모터 내부의 공간을 형성한다.
이때, 엔드 커버(500)는 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 냉각팬 모터과 달리 쿨링 홀이 제거된 구조이다. 이는 하우징(100) 내부로 외부 공기가 유입되는 것을 완전히 차단시킴으로써, 외기에 포함된 이물질 유입으로 인한 브러시(410)의 마모를 방지하여 모터의 수명을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.
한편, 도시된 바와 같이 엔드 커버(500)의 쿨링 홀을 제거할 경우, 브러시(410)가 마모되는 것은 방지할 수 있으나, 모터 내부가 냉각되지 못하게 되고, 이는 모터의 과열로 이어질 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 냉각팬 모터는 하우징(100)의 일측면에 형성되는 제 1냉각 홀(110)과 더불어, 측벽 상에 제 2냉각 홀(120)을 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구조로 설계될 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 제 2냉각 홀(120)을 통해 유입되는 외기가 로터(200)를 통과하여 제 1냉각 홀(110)로 배출됨에 따라 모터의 냉각이 가능해진다.
이때, 제 2냉각 홀(120)은 단수 또는 복수개가 형성될 수 있으며, 형성 위치도 자유롭게 선택 가능하다. 그러나, 제 2냉각 홀(120)이 가능한 한 엔드 커버(500) 측과 인접한 측벽 상에 형성되어야 모터 내부를 냉각시키기 위한 공기의 유동을 최대로 할 수 있을 것이다.
한편, 모터의 하우징(100)에는 일반적으로 모터 내부로 유입된 물을 배출하기 위해 하단부에 드레인 홀이 형성되어 있다. 따라서, 제 2냉각 홀(120)을 별도로 형성하지 않고 기존에 형성되어 있던 드레인 홀을 제 2냉각 홀(120)로 활용할 수도 있다.
드레인 홀을 제 2냉각 홀(120)로 활용할 경우에 드레인 홀로 유입되는 외기의 양이 모터를 냉각시키기에 충분하지 않다면 드레인 홀의 크기를 좀 더 키울 수 있으며, 또는 하우징(100)의 원주 방향을 따라 제 2냉각 홀(120)을 복수개 구비할 수도 있는 등 다양한 변형 설계가 가능함은 물론이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 냉각팬 모터에 있어서 브러시 플레이트(400)는 로터(200)의 타측(로터(200)와 엔드 커버(500) 사이)에 구비되며, 로터(200)와 대향하는 일측면에 브러시(410)가 고정되는 구조이다. 이와 같은 구조에 있어서, 제 2냉각 홀(120)로 유입되는 외기는 대부분 제 1냉각 홀(110)로 유동되나, 일부는 브러시(410)와 접촉될 가능성도 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 냉각팬 모터는 도시된 바와 같이 로터(200)와 브러시(410) 사이에 개재되어 로터(200)와 브러시(410) 사이의 공기 유동을 차단하는 격벽(600)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 격벽(600)이 구비된 냉각팬 모터는 도 4와 같이 제 2냉각 홀(120)로 유입된 공기가 모두 제 1냉각 홀(110)로 유동하게 되며 브러시(410) 측으로의 공기 유입을 완벽하게 차단시킬 수 있다.
이때, 상기 격벽(600)은 중앙에 중공부가 형성되는 링 형태이며, 중공부에 로터(200)의 정류자(210)가 관통되도록 모터 하우징(100) 내에 설치되며, 격벽(600)의 가장자리 둘레는 하우징(100) 및 엔드 커버(500)의 결합부에 개재되어 고정될 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각팬 모터의 단면도를 도시한 것이다. 도시된 것처럼, 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각팬 모터는 격벽(600)을 설치하는 대신 브러시 플레이트(400)가 상기 격벽(600)의 역할을 대신하도록 구성한 것이다.
즉, 브러시 플레이트(400)의 엔드 커버(500)와 대향하는 타측면에 브러시(410)가 고정되는 구조로, 상술한 일실시예에 따른 냉각팬 모터에서 브러시 플레이트(400)를 좌우 대칭시켜 구비한 것이다. 따라서, 브러시 플레이트(400)가 로터(200)와 브러시(410) 사이에 배치되어 로터(200)와 브러시(410) 사이의 공기 유동을 차단시키는 역할을 할 수 있다.
이때, 브러시 플레이트(400)는 상기 격벽(600)과 마찬가지로 중앙에 중공부가 형성되는 링 형태로 형성되어 중공부에 정류자(210)가 관통되고, 가장자리 둘레가 하우징(100) 및 엔드 커버(500)의 결합부에 개재되어 고정될 수 있다. 한편, 이 경우에는 브러시 플레이트(400) 상에 중공부 이외의 홀이 형성되지 않도록 제작되어야만 브러시(410)가 외기와 접촉하는 것을 막을 수 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명의 냉각 팬 모터는 엔드 커버(500)의 쿨링 홀을 제거하고 모터 하우징(100) 측벽 상에 제 2냉각 홀(120)을 형성함으로써, 브러시(410)와 외기의 접촉을 줄여 브러시(410)의 마모를 방지하면서도, 모터 내부를 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 로터(200)와 브러시(410) 사이에 격벽(또는 브러시 플레이트)을 추가 배치함으로써, 브러시(410)가 격벽(600) 및 엔드 커버(500)에 의해 완전히 밀폐되므로, 브러시(410)의 마모를 더욱 확실하게 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 하우징 110 : 제 1냉각 홀
120 : 제 2냉각 홀 130 : 영구자석
200 : 로터 210 : 정류자
220 : 코일
300 : 샤프트
400 : 브러시 플레이트 410 : 브러시
500 : 엔드 커버 510 : 플랜지
600 : 격벽

Claims (7)

  1. 내부에 수용 공간이 형성되되, 타측이 개방된 원통형 형상이며, 내측벽에 복수개의 영구자석(130)이 구비되는 하우징(100);
    상기 하우징(100)의 내측에 구비되며, 타측에 돌출 형성된 정류자(210)로부터 코일에 전류가 공급됨에 따라 회전되는 로터(200);
    상기 하우징(100)의 축방향을 관통하여 구비되며, 상기 로터(200)가 회전 가능하도록 지지하는 샤프트(300);
    상기 정류자(210)로 전류가 인가되도록 상기 정류자(210)의 외주연에 접촉되는 브러시(410)가 고정되는 브러시 플레이트(400); 및
    플랜지(510)을 통해 상기 하우징(100)의 타측 단부와 결합되며, 이물질 유입으로 인한 상기 브러시(410)의 마모를 방지하기 위해 상기 하우징(100) 내부로 외부 공기가 유입되는 것을 차단하는 엔드 커버(500);
    를 포함하여 이루어지는 냉각팬 모터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징(100)은,
    일측면에 형성되는 단수 또는 복수개의 제 1냉각 홀(110), 및 측벽 상에 형성되는 단수 또는 복수개의 제 2냉각 홀(120)을 더 포함하며,
    상기 모터는,
    상기 제 2냉각 홀(120)을 통해 유입되는 공기가 상기 로터(200)를 통과하여 상기 제 1냉각 홀(110)로 배출됨에 따라 냉각되는 것을 특징으로 하는 냉각팬 모터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 브러시 플레이트(400)는,
    상기 로터(200)의 타측에 구비되고, 상기 로터(200)와 대향하는 일측면에 상기 브러시(410)가 고정되며,
    상기 모터는,
    상기 로터(200)와 상기 브러시(410) 사이에 개재되어 상기 로터(200)와 상기 브러시(410) 사이의 공기 유동을 차단하는 격벽(600);
    을 더 포함하여 이루어지는 냉각팬 모터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 격벽(600)은,
    중앙에 중공부가 형성되는 링 형태이며,
    상기 중공부에 상기 정류자(210)가 관통되고, 가장자리 둘레가 상기 하우징(100) 및 상기 엔드 커버(500)의 결합부에 개재되어 고정되는 것을 특징으로 하는 냉각팬 모터.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 브러시 플레이트(400)는,
    상기 엔드 커버(500)와 대향하는 타측면에 상기 브러시(410)가 고정되며,
    상기 로터(200)와 상기 브러시(410) 사이의 공기 유동을 차단시키도록 상기 로터(200)와 상기 브러시(410) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각팬 모터.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 브러시 플레이트(400)는,
    중앙에 중공부가 형성되는 링 형태이며,
    상기 중공부에 상기 정류자(210)가 관통되고, 가장자리 둘레가 상기 하우징(100) 및 상기 엔드 커버(500)의 결합부에 개재되어 고정되는 것을 특징으로 하는 냉각팬 모터.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2냉각 홀(120)은,
    상기 모터 내부로 유입된 물을 배출하기 위해 상기 모터의 최하단부에 형성된 드레인 홀인 것을 특징으로 하는 냉각팬 모터.
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