KR20190069490A - 전동기 및 공기 조화기 및 전동기의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
전동기(1)는 회전자(2)와, 고정자 조립(3)과, 고정자 조립(3)에 고정되어 있고, 고정자 조립(3)의 열을 방출하는 복수의 방열부재(5)를 갖는다.
Description
본 발명은 방열 부재를 구비한 전동기에 관한 것이다.
일반적으로, 전동기의 열을 외부에 방출하기 위해, 방열부재로서의 히트 싱크가 사용되고 있다. 예를 들면, 원형의 히트 싱크가 축방향에서의 단부에 부착된 전동기가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
그렇지만, 종래의 전동기에서는 하나의 원형의 히트 싱크가 축방향에서의 전동기의 단부에 부착되어 있기 때문에, 전동기의 구조를 고려한 효율적인 방열 특성을 얻을 수가 없고, 하나의 히트 싱크의 크기가 전동기의 직경과 같은 정도이기 때문에, 히트 싱크의 제조 비용이 크다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 제조 비용이 작은 히트 싱크를 사용하여 전동기의 방열 성능을 향상시키는 것이다.
본 발명의 전동기는 회전자와, 고정자 조립과, 상기 고정자 조립에 고정되어 있고, 상기 고정자 조립의 열을 방출하는 복수의 방열부재를 갖는다.
본 발명에 의하면, 전동기의 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 2는 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 3은 고정자 조립의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 4는 고정자의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 5는 고정자의 구조를 개략적으로 도시하는 측면도.
도 6(a)는 히트 싱크의 한 예를 개략적으로 도시하는 평면도, (b)는 히트 싱크의 한 예를 개략적으로 도시하는 측면도.
도 7(a)는 히트 싱크의 다른 예를 개략적으로 도시하는 평면도, (b)는 히트 싱크의 다른 예를 개략적으로 도시하는 측면도.
도 8은 방열 보조부재를 구비한 변형례 2에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 9는 변형례 3에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 10은 변형례 4에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 11은 변형례 5에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 12는 변형례 6에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 13은 변형례 7에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 14는 전동기의 제조 공정의 한 예를 도시하는 플로우 차트.
도 15는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화기의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 3은 고정자 조립의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 4는 고정자의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 5는 고정자의 구조를 개략적으로 도시하는 측면도.
도 6(a)는 히트 싱크의 한 예를 개략적으로 도시하는 평면도, (b)는 히트 싱크의 한 예를 개략적으로 도시하는 측면도.
도 7(a)는 히트 싱크의 다른 예를 개략적으로 도시하는 평면도, (b)는 히트 싱크의 다른 예를 개략적으로 도시하는 측면도.
도 8은 방열 보조부재를 구비한 변형례 2에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 9는 변형례 3에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 10은 변형례 4에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 11은 변형례 5에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 12는 변형례 6에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 13은 변형례 7에 관한 전동기의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도.
도 14는 전동기의 제조 공정의 한 예를 도시하는 플로우 차트.
도 15는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화기의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
실시의 형태 1.
본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)에 관해 이하에 설명한다.
각 도면에 도시되는 xyz 직교좌표계에서, z축방향(z축)은 전동기(1)의 샤프트(22)의 축선(A1)(회전 중심)과 평행한 방향(「축방향」이라고도 한다)을 나타내고, x축방향(x축)은 z축방향(z축)에 직교하는 방향을 나타내고, y축방향은 z축방향 및 x축방향의 양방에 직교하는 방향을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 전동기(1)의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 3은 고정자 조립(3)의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도이다. 단, 도 3에 도시되는 고정자 조립(3)은 수지(6)가 장착되지 않은 상태이다.
전동기(1)(몰드 전동기라고도 한다)는 회전자(2)(회전자 조립이라고도 한다)와, 고정자 조립(3)(몰드 고정자라고도 한다)과, 방열부재로서의 복수의 히트 싱크(5)와, 베어링(7a 및 7b)을 갖는다. 도 1에 도시되는 예에서는 전동기(1)는 또한, 브래킷(8)과, 전동기(1)를 밀폐하는 방수 고무(9)를 갖는다. 전동기(1)는 예를 들면, 영구자석 동기 전동기이지만, 이것으로 한정되지 않는다. 베어링(7a 및 7b)은 회전자(2)의 샤프트(22)의 양단을 회전 자유롭게 지지한다.
회전자(2)는 회전자 철심(21)과, 샤프트(22)를 갖는다. 회전자(2)는 회전축(축선(A1))을 중심으로 하여 회전 자유롭다. 회전자(2)는 고정자 조립(3)(구체적으로는 고정자(30))의 내측에, 공극을 통하여 회전 자유롭게 배치되어 있다. 회전자(2)는 또한, 회전자(2)의 자극을 형성하기 위한 영구자석을 가져도 좋다.
고정자 조립(3)은 고정자(30)와, 프린트 기판(4)과, 프린트 기판(4)에 접속된 리드선(41)과, 프린트 기판(4)의 표면에 고정된 구동 회로(42)와, 수지(6)를 갖는다.
도 4는 고정자(30)의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 5는 고정자(30)의 구조를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
고정자(30)는 복수의 전자강판이 축방향으로 적층된 고정자 철심(31)과, 권선(32)(고정자 권선이라고도 한다)과, 절연부로서의 인슐레이터(33)를 갖는다. 복수의 전자강판의 각각은 타발 처리에 의해, 미리 정하여진 형상으로 형성되고, 코킹, 용접, 또는 접착 등에 의해 서로 고정된다.
권선(32)은 예를 들면, 마그넷 와이어이다. 권선(32)이, 고정자 철심(31)과 조합된 인슐레이터(33)에 권회됨에 의해 코일이 형성된다. 권선(32)은 단자(32a)(권선 단자)와 전기적으로 접속되어 있다. 도 5에 도시되는 예에서는 권선(32)의 단부는 단자(32a)의 훅부에 걸려 있고, 퓨징 또는 솔더 등에 의해 단자(32a)에 고정되어 있다. 단자(32a)는 인슐레이터(33)에 고정되어 있고, 프린트 기판(4)과 전기적으로 접속되어 있다.
인슐레이터(33)는 프린트 기판(4)을 고정하는 적어도 하나의 고정부(331)를 갖는다. 인슐레이터(33)는 예를 들면, PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트) 등의 열가소성 수지이다. 인슐레이터(33)는 고정자 철심(31)(예를 들면, 고정자 철심(31)의 티스부)를 전기적으로 절연한다. 인슐레이터(33)는 예를 들면, 고정자 철심(31)과 일체로 성형된다. 단, 미리 인슐레이터(33)를 성형하고, 성형된 인슐레이터(33)를 고정자 철심(31)과 조합하여도 좋다.
프린트 기판(4)은 인슐레이터(33)의 고정부(331)(구체적으로는 돌기(331a))와 계합하는 위치결정구멍(43)(단지 「구멍」이라고도 한다)을 갖는다.
인슐레이터(33)의 고정부(331)는 돌기(331a)와 지지부(331b)를 갖는다. 돌기(331a)는 프린트 기판(4)에 형성된 위치결정구멍(43)에 삽입되어 있다(도 3). 이에 의해, 프린트 기판(4)이 인슐레이터(33)에 고정된다. 지지부(331b)는 프린트 기판(4)을 축방향으로 지지하고, 축방향에서 프린트 기판(4)을 위치결정한다.
프린트 기판(4)은 수지(6)에 의해 고정자(30)와 일체화되어 있다(도 1). 구동 회로(42)는 회전자(2)의 회전을 제어한다. 구동 회로(42)는 예를 들면, 구동 소자(42a) 및 홀 IC(Integrated Circuit)(42b)를 포함한다.
구동 소자(42a)는 예를 들면, 파워 트랜지스터이다. 구동 소자(42a)는 전기적으로 권선(32)과 접속되어 있고, 전동기(1)의 외부 또는 내부(예를 들면, 배터리)로부터 공급된 전류에 의거한 구동 전류를 권선(32)에 공급한다. 이에 의해, 구동 소자(42a)는 회전자(2)의 회전을 제어한다.
예를 들면, 홀 IC(42b)는 회전자(2)로부터의 자계를 검출함에 의해, 회전자(2)의 회전 위치를 검출한다.
수지(6)는 예를 들면, BMC(벌크 몰딩 컴파운드) 등의 열경화성 수지이다. BMC는 저압 성형을 가능하게 하기 때문에, 인서트 성형에 적합하고 있다. 이에 의해, 금형을 이용하여 수지(6)의 성형을 행할 때에, 프린트 기판(4) 또는 고정자(30) 등의 인서트물의 변형을 방지할 수 있고, 전동기(1)의 품질을 향상시킬 수 있다.
수지(6)는 히트 싱크(5)를 고정하는 히트 싱크 고정부(61)(도 1)를 갖는다. 히트 싱크 고정부(61)는 예를 들면, 구멍이다. 수지(6)는 PPS(폴리페닐렌술파이드) 등의 열가소성 수지이라도 좋다. PPS는 BMC에 비하여 열전도율이 향상하기 때문에, 고정자 조립(3)의 열이 히트 싱크(5)에 전하여지기 쉽다. 이에 의해, 전동기(1)의 방열성이 향상하고, 프린트 기판(4) 및 권선(32)의 온도 상승을 방지할 수 있다.
히트 싱크(5)는 예를 들면, A6063 등의 알루미늄에 의해 형성된다. 도 2에 도시되는 예에서는 각 히트 싱크(5)의 형상(구체적으로는 xy평면상에서의 평면 형상)은 사각형이다. 각 히트 싱크(5)는 고정자 조립(3)에 고정되어 있고, 고정자 조립(3)의 열(예를 들면, 고정자(30) 또는 구동 회로(42)로부터 생기는 열)을 전동기(1)의 외부에 방출한다. 히트 싱크(5)의 일부(예를 들면, 도 2에 도시되는 핀(51))은 수지(6)의 외부에 노출하고 있다. 이에 의해, 고정자 조립(3)에서 생기는 열이 전동기(1)의 외부에 방출된다.
본 실시의 형태에서는 복수의 히트 싱크(5)가, 전동기(1)의 축방향에서의 일단측에, 회전자(2)의 회전 중심(축선(A1))을 중심으로 하여 방사형상으로 배열되어 있다. 본 실시의 형태에서는 복수의 히트 싱크(5)는 전동기(1)의 축방향에서의 일단측에 고정되어 있지만, 고정자 조립(3)의 외주면에 복수의 히트 싱크(5)가 부착되어 있어도 좋다.
히트 싱크(5)는 프린트 기판(4)에 접촉하여 있어도 좋다. 히트 싱크(5)가 프린트 기판(4)에 접촉하여 있는 경우, 프린트 기판(4)으로부터의 열을 효율적으로 전동기(1)의 외부에 방출시킬 수 있다.
도 6(a)는 히트 싱크(5)의 한 예를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 6(b)는 히트 싱크(5)의 한 예를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
복수의 히트 싱크(5)의 각각은 복수의 핀(51)(방열핀)과, 고정자 조립(3)(예를 들면, 수지(6))와 계합하는 압입부(52)를 갖는다. 압입부(52)는 예를 들면, 수지(6)의 히트 싱크 고정부(61)에 압입된다. 이에 의해, 히트 싱크(5)가 수지(6)에 고정된다.
도 2에 도시되는 예에서는 각 핀(51)은 고정자 조립(3)의 지름 방향으로 연재되어 있다. 즉, 도 2에 도시되는 예에서는 각 핀(51)이 지름 방향으로 연재되도록 각 히트 싱크(5)가 배치되어 있다.
복수의 히트 싱크(5)는 서로 다른 재료로 형성되어 있어도 좋고, 서로 다른 구조라도 좋다.
도 1에 도시되는 예에서는 압입부(52)는 수지(6)와 계합하고 있고, 이에 의해 위치 어긋남이 방지된다. 또한, 압입부(52)가 수지(6)와 계합하고 있기 때문에, 히트 싱크(5)가 전동기(1)로부터 빠지는 것을 방지할 수 있다.
변형례 1.
도 7(a)는 히트 싱크(5)의 다른 예를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 7(b)는 히트 싱크(5)의 다른 예를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 7(a) 및 (b)에 도시되는 바와 같이, 히트 싱크(5)는 압입부(52) 대신에, 인슐레이터(33)의 고정부(331)(구체적으로는 돌기(331a))와 계합하는 부착구멍(52a)(단지 「구멍」이라고도 한다)을 가져도 좋다. 예를 들면, 부착구멍(52a)에 돌기(331a)를 삽입하고, 열용착 또는 초음파 용착 등에 의해, 부착구멍(52a)으로부터 돌출한 돌기(331a)를, 히트 싱크(5)에 고정할 수 있다. 이에 의해, 나사 등의 고정부품을 사용하지 않고서 히트 싱크(5)를 고정자 조립(3)에 고정할 수 있다. 따라서 전동기(1)의 부품수 및 전동기(1)의 제조 공정이 삭감되고, 전동기(1)의 비용을 저감할 수 있다.
도 7(a) 및 (b)에 도시되는 히트 싱크(5)를, 나사(예를 들면, 태핑 나사) 또는 볼트를 이용하여 고정자 조립(3)에 고정하여도 좋다. 이 경우, 고정자 조립(3)에는 나사용의 구멍이 형성되어 있다. 태핑 나사를 사용하는 경우는 너트가 불필요해져서 부품수를 삭감할 수 있다.
변형례 2.
도 8은 방열 보조부재(53)를 구비한 변형례 2에 관한 전동기(1a)의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
변형례 2에 관한 전동기(1a)는 적어도 하나의 방열 보조부재(53)를 가지며, 기타의 구조는 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)와 같다. 방열 보조부재(53)는 적어도 하나의 히트 싱크(5)와 고정자 조립(3) 사이에 배치되어 있다. 방열 보조부재(53)는 고정자 조립(3)의 열을 히트 싱크(5)에 전달한다. 방열 보조부재(53)는 예를 들면, 시트형상 또는 블록형상으로 형성할 수 있다. 방열 보조부재(53)는 점착성인 것이 바람직하다. 히트 싱크(5)와 고정자 조립(3) 사이에 방열 보조부재(53)를 배치함에 의해, 히트 싱크(5)와 고정자 조립(3)의 밀착성이 향상하고, 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
변형례 3.
도 9는 변형례 3에 관한 전동기(1b)의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
변형례 3에 관한 전동기(1b)는 복수의 연결부(54)를 가지며, 기타의 구조는 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)와 같다. 연결부(54)는 둘레 방향에서 인접하는 2개의 히트 싱크(5)를 연결한다. 예를 들면, 연결부(54)에는 히트 싱크(5)를 고정하기 위한 오목부 등이 형성되어 있다. 연결부(54)는 예를 들면, 수지에 의해 형성되어 있다. 단, 연결부(54)의 재료는 수지로 한정되지 않는다. 전동기(1b)의 제조 공정에서, 복수의 히트 싱크(5)를 연결부(54)로 미리 연결하여 둠에 의해, 복수의 히트 싱크(5)를 한번에 고정자 조립(3)에 부착할 수 있다. 따라서 전동기(1b)의 제조 비용을 저감할 수 있다.
변형례 4.
도 10은 변형례 4에 관한 전동기(1c)의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
변형례 4에 관한 전동기(1c)는 복수의 히트 싱크(5)(변형례 4에서는 2개의 히트 싱크(5))의 배치가, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)와 다르고, 기타의 구조는 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)와 같다. 도 10에 도시되는 바와 같이, 발열이 큰 부품의 부근(예를 들면, 구동 회로(42)와 대향하는 위치)에 복수의 히트 싱크(5)를 집중적으로 배치하여도 좋다. 이에 의해, 전동기(1c)의 특정한 부품으로부터의 열을 외부에 효율적으로 배출할 수 있다. 또한, 전동기(1c)의 특정한 부품의 부근에만 히트 싱크(5)를 배치함에 의해, 전동기(1c)의 비용을 저감할 수 있다.
변형례 5.
도 11은 변형례 5에 관한 전동기(1d)의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
변형례 5에 관한 전동기(1d)는 방열부재로서의 히트 싱크(5a)의 형상이 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)의 히트 싱크(5)의 형상과 다르고, 기타의 구조는 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)와 같다. 히트 싱크(5a)의 형상(구체적으로는 xy평면상에서의 평면 형상)은 사다리꼴이다.
변형례 6.
도 12는 변형례 6에 관한 전동기(1e)의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
변형례 6에 관한 전동기(1e)는 방열부재로서의 히트 싱크(5b)의 형상이 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)의 히트 싱크(5)의 형상과 다르고, 기타의 구조는 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)와 같다. 히트 싱크(5b)의 형상(구체적으로는 xy평면상에서의 평면 형상)은 부채꼴이다.
변형례 7.
도 13은 변형례 7에 관한 전동기(1f)의 구조를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
변형례 7에 관한 전동기(1f)는 히트 싱크(5)의 배치가 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)와 다르고, 기타의 구조는 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)와 같다.
전동기(1f)에서는 복수의 히트 싱크(5)의 핀(51) 방향이 서로 같은 방향(즉, 1방향)이 되도록 각 히트 싱크(5)가 배치되어 있다. 예를 들면, 제1의 방열부재로서의 히트 싱크(5)의 제1의 핀 방향(핀(51))과, 제1의 방열부재와는 다른 제2의 방열부재로서의 히트 싱크(5)의 제2의 핀 방향(핀(51))이, 서로 같아지도록 각 히트 싱크(5)가 배치되어 있다.
도 13에 도시되는 예에서는 전동기(1f)를 사용할 때에, 각 히트 싱크(5)의 핀(51)이 연직 방향(도 13에서는 y축방향)으로 연재되도록 각 히트 싱크(5)가 배치되어 있다. 이에 의해, 전동기(1f)의 열이 각 핀(51)에 의해 형성된 풍로를 통하여 상방으로 배출되기 쉬워진다.
전동기(1)의 제조 방법의 한 예에 관해 이하에 설명한다.
도 14는 전동기(1)의 제조 공정의 한 예를 도시하는 플로우 차트이다. 전동기(1)의 제조 방법은 이하에 설명되는 스텝을 포함한다.
스텝 S1에서는 고정자(30)를 제작한다. 예를 들면, 복수의 전자강판을 축방향으로 적층함에 의해, 고정자 철심(31)을 형성한다. 또한, 고정자 철심(31)에, 미리 형성된 인슐레이터(33)를 부착하고, 고정자 철심(31) 및 인슐레이터(33)에 권선(32)을 휘감는다. 이에 의해, 고정자(30)가 얻어진다.
스텝 S2에서는 고정자 조립(3)을 제작한다. 예를 들면, 프린트 기판(4)의 위치결정구멍(43)에, 인슐레이터(33)의 돌기(331a)를 삽입한다. 이때, 프린트 기판(4)을 지지부(331b)에 눌러댄다. 이에 의해, 프린트 기판(4)이 위치결정되고, 고정자 조립(3)이 얻어진다. 프린트 기판(4)의 표면에는 구동 회로(42)가 미리 고정되어 있다. 리드선(41)도, 프린트 기판(4)에 미리 부착하여 두는 것이 바람직하다. 열용착 또는 초음파 용착 등에 의해, 위치결정구멍(43)으로부터 돌출한 돌기(331a)를, 프린트 기판(4)에 고정하여도 좋다.
스텝 S3에서는 수지(6)를 사용하여 고정자(30)와 프린트 기판(4)을 일체화시킨다. 예를 들면, 고정자(30) 및 프린트 기판(4)을, 금형에 배치하고, 수지(6)의 재료(예를 들면, 벌크 몰딩 컴파운드 등의 열경화성 수지)를 금형에 주입한다. 수지(6)의 성형에서, 히트 싱크 고정부(61)도 동시에 성형된다.
스텝 S4에서는 복수의 히트 싱크(5)의 성형을 행한다. 본 실시의 형태에서는 압출 형성을 이용하여 복수의 히트 싱크(5)를 성형한다. 단, 복수의 히트 싱크(5)의 성형은 스텝 S1부터 S3에서의 처리와 병행으로 행하여도 좋고, 스텝 S1 전에 행하여도 좋다.
스텝 S5에서는 복수의 히트 싱크(5)를 고정자 조립(3)에 고정한다. 본 실시의 형태에서는 각 히트 싱크(5)의 압입부(52)를 수지(6)의 히트 싱크 고정부(61)에 압입한다.
스텝 S6에서는 회전자(2)를 제작한다. 예를 들면, 회전자 철심(21)에 형성된 축구멍에 샤프트(22)를 삽입하고, 회전자(2)를 얻는다. 자극을 형성하는 영구자석을, 미리 회전자 철심(21)에 부착하여 두어도 좋다.
스텝 S7에서는 샤프트(22)를 베어링(7a 및 7b)에 삽입한다.
스텝 S1부터 스텝 S7까지의 순서는 도 14에 도시되는 순서로 한정되지 않는다. 예를 들면, 스텝 S1부터 스텝 S5까지의 스텝과, 스텝 S6은 서로 병행하여 행할 수 있다. 스텝 S6은 스텝 S1부터 스텝 S5까지의 스텝보다도 먼저 행하여져도 좋다.
스텝 S8에서는 고정자 조립(3)(구체적으로는 고정자(30))의 내측에, 회전자(2)를 베어링(7a 및 7b)과 함께 삽입한다.
스텝 S9에서는 수지(6)의 내측에 브래킷(8)을 끼우고, 샤프트(22)에 방수 고무(9)를 끼운다.
이상에 설명한 공정에 의해 전동기(1)가 조립된다.
실시의 형태 1에 관한 전동기(1)의 효과(변형례의 효과를 포함한다) 및 전동기(1)의 제조 방법의 효과를 이하에 설명한다.
실시의 형태 1에 관한 전동기(1)에 의하면, 고정자 조립(3)에 복수의 히트 싱크(5)가 고정되어 있기 때문에, 전동기(1)의 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
복수의 히트 싱크(5)를, 전동기(1)(회전자(2))의 회전축을 중심으로 하여 방사형상으로 배치함에 의해, 효율적인 방열 경로를 형성할 수 있다. 예를 들면, 복수의 핀(51)이 지름 방향으로 연재되어 있는 경우, 지름 방향으로 풍로를 형성할 수 있다. 이에 의해, 전동기(1)의 열을 외부에 효율적으로 배출할 수 있다.
종래의 전동기에서는 하나의 원형의 히트 싱크가 축방향에서의 전동기의 단부에 부착되어 있기 때문에, 전동기의 구조를 고려한 풍로를 형성하는 것이 곤란하였지만, 본 실시의 형태에서는 전동기(1)의 구조를 고려하여 핀(51) 방향을 설정할 수 있다. 따라서 전동기(1)의 구조를 고려하여 방열 성능이 높은 풍로를 설정할 수 있다.
히트 싱크(5)가 사각형인 경우, 히트 싱크(5)의 제조 공정에서 용이하게 성형할 수 있고, 가공 비용을 저감할 수 있다. 예를 들면, 압출 성형을 이용하여 성형하는 경우, 성형 후의 기계 가공을 적게 할 수 있기 때문에, 히트 싱크(5)의 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 히트 싱크(5)의 압입부(52)를 고정자 조립(3)(예를 들면, 수지(6))에 압입할 수가 있어서, 나사 등의 고정부품을 이용하지 않고서 히트 싱크(5)를 고정자 조립(3)에 고정할 수 있다. 따라서 전동기(1)의 부품수가 삭감되고, 전동기(1)의 비용을 저감할 수 있다.
변형례 1에서 설명한 바와 같이, 히트 싱크(5)가 압입부(52) 대신에 부착구멍(52a)을 갖는 경우, 부착구멍(52a)에 돌기(331a)를 삽입하고, 열용착 또는 초음파 용착 등에 의해, 부착구멍(52a)으로부터 돌출한 돌기(331a)를, 히트 싱크(5)에 고정할 수 있다. 이에 의해, 나사 등의 고정부품을 이용하지 않고서 히트 싱크(5)를 고정자 조립(3)에 고정할 수 있다. 따라서 전동기(1)의 부품수 및 전동기(1)의 제조 공정이 삭감되고, 전동기(1)의 비용을 저감할 수 있다.
변형례 2에 관한 전동기(1a)에 의하면, 방열 보조부재(53)가, 적어도 하나의 히트 싱크(5)와 고정자 조립(3) 사이에 배치되어 있을 때, 히트 싱크(5)와 고정자 조립(3)과의 밀착성이 향상하고, 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
변형례 3에 관한 전동기(1b)에 의하면, 복수의 히트 싱크(5)가 연결부(54)에 의해 연결되어 있을 때, 복수의 히트 싱크(5)를 한번에 고정자 조립(3)에 부착할 수 있다. 따라서 전동기(1b)의 제조 비용을 저감할 수 있다.
변형례 4에 관한 전동기(1c)에서는 복수의 히트 싱크(5)는 발열이 큰 부품의 부근(예를 들면, 구동 회로(42)와 대향하는 위치)에 집중적으로 배치되어 있다. 이에 의해, 전동기(1)의 특정한 부품으로부터의 열을 외부에 효율적으로 배출할 수 있다. 또한, 전동기(1)의 특정한 부품의 부근에만 히트 싱크(5)를 배치함에 의해, 전동기(1)의 비용을 저감할 수 있다.
변형례 5 및 6에서 설명한 바와 같이, 히트 싱크(5)의 형상은 종래의 히트 싱크와 같은 원형으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 히트 싱크(5)의 평면 형상은 사다리꼴 또는 부채꼴이라도 좋다. 따라서 히트 싱크(5)를 배치하는 장소에 응하여, 적절한 형상의 히트 싱크(5)를 사용할 수가 있어서, 전동기의 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
변형례 7에서 설명한 바와 같이, 전동기(1f)에서는 복수의 히트 싱크(5)의 핀(51) 방향이 서로 같은 방향이다. 예를 들면, 전동기(1f)를 사용할 때에, 각 히트 싱크(5)의 핀(51)이 연직 방향으로 연재되도록 각 히트 싱크(5)가 배치되어 있다. 이에 의해, 전동기(1f)의 열이 각 핀(51)에 의해 형성된 풍로를 통하여 상방으로 배출되기 쉬워진다.
실시의 형태 1에 관한 전동기(1)의 제조 방법에 의하면, 압출 성형을 이용하여 복수의 히트 싱크(5)를 제조할 수 있기 때문에, 제조 비용이 작은 복수의 히트 싱크(5)를 제조할 수 있다. 또한, 전동기(1)의 제조 방법에 의하면, 전동기의 구조를 고려하여 각 히트 싱크(5)를 배치할 수 있기 때문에, 방열 성능이 향상된 전동기(1)를 제조할 수 있다.
일반적으로, 다이캐스트를 이용한 성형 또는 단조에서는 형성 가능한 핀의 높이, 폭 및 피치에 제약이 있고, 보이드 등의 성형 불량이 생기기 쉽다. 한편, 본 실시의 형태에서는 압출 성형을 이용하여 히트 싱크(5)를 성형하기 때문에, 밀리미터 단위로의 성형이 가능하고, 예를 들면, 핀(51)의 폭이 2㎜ 이하, 핀(51)의 높이가 10㎜ 이상, 또한, 핀(51)의 피치가 5㎜ 이하가 되도록 히트 싱크(5)를 성형할 수 있다. 즉, 압출 성형을 이용함에 의해, 핀(51)의 높이를 높게할 수 있고, 핀(51)의 피치를 좁게 할 수 있다. 그 결과, 방열 성능이 높은 히트 싱크(5)를 성형할 수 있다.
또한, 압출 성형을 이용함에 의해, A6063 등의 알루미늄 등의 열전도성에 우수한 재료로 소형이며 경량의 히트 싱크(5)를 성형할 수 있다. 예를 들면, 히트 싱크(5)의 형상을 사각형으로 성형함에 의해, 성형 후의 기계 가공을 삭감할 수 있고, 히트 싱크(5)의 제조 비용을 저감할 수 있다.
실시의 형태 2.
본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)에 관해 설명한다.
도 15는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)(예를 들면, 냉동 공조 장치)는 송풍기(제1의 송풍기)로서의 실내기(11)와, 냉매 배관(12)과, 냉매 배관(12)에 의해 실내기(11)와 접속된 송풍기(제2의 송풍기)로서의 실외기(13)를 구비한다.
실내기(11)는 전동기(11a)(예를 들면, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1))와, 전동기(11a)에 의해 구동됨에 의해, 송풍하는 송풍부(11b)와, 전동기(11a) 및 송풍부(11b)를 덮는 하우징(11c)을 갖는다. 송풍부(11b)는 예를 들면, 전동기(11a)에 의해 구동되는 날개를 갖는다.
실외기(13)는 전동기(13a)(예를 들면, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1))와, 송풍부(13b)와, 압축기(14)와, 열교환기(도시 생략)를 갖는다. 송풍부(13b)는 전동기(13a)에 의해 구동됨에 의해, 송풍한다. 송풍부(13b)는 예를 들면, 전동기(13a)에 의해 구동되는 날개를 갖는다. 압축기(14)는 전동기(14a)(예를 들면, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1))와, 전동기(14a)에 의해 구동되는 압축 기구(14b)(예를 들면, 냉매 회로)와, 전동기(14a) 및 압축 기구(14b)를 덮는 하우징(14c)을 갖는다.
실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)에서, 실내기(11) 및 실외기(13)의 적어도 하나는 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)(변형례를 포함한다)를 갖는다. 구체적으로는 송풍부의 구동원으로서, 전동기(1a 및 13a)의 적어도 일방에, 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)가 적용된다. 또한, 압축기(14)의 전동기(14a)로서, 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)(변형례를 포함한다)를 사용하여도 좋다.
공기 조화기(10)는 예를 들면, 실내기(11)로부터 찬 공기를 송풍하는 냉방 운전, 또는 따뜻한 공기를 송풍하는 난방 운전 등의 운전을 행할 수가 있다. 실내기(11)에 있어서, 전동기(11a)는 송풍부(11b)를 구동하기 위한 구동원이다. 송풍부(11b)는 조정된 공기를 송풍할 수 있다.
실시의 형태 2에 관한 공기 조화기(10)에 의하면, 전동기(1a 및 13a)의 적어도 일방에, 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)(변형례를 포함한다)가 적용되기 때문에, 실시의 형태 1에서 설명한 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다. 이에 의해, 전동기의 발열에 기인하는 공기 조화기(10)의 고장을 방지할 수 있다. 또한, 공기 조화기(10)에서 실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)를 사용함에 의해, 공기 조화기(10)의 비용을 저감할 수 있다.
또한, 송풍기(예를 들면, 실내기(11))의 구동원으로서, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)(변형례를 포함한다)를 사용함에 의해, 실시의 형태 1에서 설명한 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다. 이에 의해, 전동기의 발열에 기인하는 송풍기의 고장을 방지할 수 있다.
또한, 압축기(14)의 구동원으로서, 실시의 형태 1에 관한 전동기(1)(변형례를 포함한다)를 사용함에 의해, 실시의 형태 1에서 설명한 효과와 같은 효과를 얻을 수 있다. 이에 의해, 전동기의 발열에 기인하는 압축기(14)의 고장을 방지할 수 있다.
실시의 형태 1에서 설명한 전동기(1)는 공기 조화기(10) 이외에, 환기 팬, 가전 기기, 또는 공작기 등, 구동원을 갖는 기기에 탑재할 수 있다.
이상에 설명한 각 실시의 형태에서의 특징 및 각 변형례에서의 특징은 서로 적절히 조합시킬 수 있다.
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f : 전동기 2 : 회전자
3 : 고정자 조립 4 : 프린트 기판
5, 5a, 5b : 히트 싱크(방열부재) 6 : 수지
7a, 7b : 베어링 8 : 브래킷
9 : 방수 고무 10 : 공기 조화기
11 : 실내기(송풍기) 12 : 냉매 배관
13 : 실외기(송풍기) 30 : 고정자
31 : 고정자 철심 32 : 권선
33 : 인슐레이터 42 : 구동 회로
51 : 핀 52 : 압입부
52a : 부착구멍 53 : 방열 보조부재
3 : 고정자 조립 4 : 프린트 기판
5, 5a, 5b : 히트 싱크(방열부재) 6 : 수지
7a, 7b : 베어링 8 : 브래킷
9 : 방수 고무 10 : 공기 조화기
11 : 실내기(송풍기) 12 : 냉매 배관
13 : 실외기(송풍기) 30 : 고정자
31 : 고정자 철심 32 : 권선
33 : 인슐레이터 42 : 구동 회로
51 : 핀 52 : 압입부
52a : 부착구멍 53 : 방열 보조부재
Claims (9)
- 회전자와,
고정자 조립과,
상기 고정자 조립에 고정되어 있고, 상기 고정자 조립의 열을 방출하는 복수의 방열부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 방열부재의 각각은 상기 고정자 조립의 지름 방향으로 연재되는 복수의 방열핀을 갖는 것을 특징으로 하는 전동기. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 방열부재 중의 제1의 방열부재는 제1의 방열핀을 가지며,
상기 복수의 방열부재 중의 제2의 방열부재는 제2의 방열핀을 가지며,
상기 제1의 방열핀 방향과 상기 제2의 방열핀 방향이 서로 같은 것을 특징으로 하는 전동기. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 방열부재의 각각의 평면 형상은 사각형, 사다리꼴 또는 부채꼴인 것을 특징으로 하는 전동기. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 방열부재는 축방향에서의 일단측에, 상기 회전자의 회전 중심을 중심으로 하여 방사형상으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 방열부재 중의 적어도 하나의 방열부재와 상기 고정자 조립 사이에 배치되어 있고, 상기 고정자 조립의 열을 상기 적어도 하나의 방열부재에 전달하는 적어도 하나의 방열 보조부재를 더 갖는 것을 특징으로 하는 전동기. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 방열부재를 연결하는 연결부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 전동기. - 실내기와,
상기 실내기에 접속된 실외기를 구비하고,
상기 실내기 및 상기 실외기의 적어도 하나는 전동기를 가지며,
상기 전동기는,
회전자와,
고정자 조립과,
상기 고정자 조립에 고정되어 있고, 상기 고정자 조립의 열을 방출하는 복수의 방열부재를 갖는 것을 특징으로 하는 공기 조화기. - 회전자와, 고정자 조립과, 상기 고정자 조립의 열을 방출하는 복수의 방열부재를 구비한 전동기의 제조 방법으로서,
상기 회전자를 제작하는 스텝과,
상기 고정자 조립을 제작하는 스텝과,
상기 회전자를 상기 고정자 조립의 내측에 삽입하는 스텝과,
압출 성형을 이용하여 상기 복수의 방열부재를 성형하는 스텝과,
상기 복수의 방열부재를 상기 고정자 조립에 고정하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기의 제조 방법.
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