KR20210033783A - 쿨링팬 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 쿨링팬 조립체에 관한 것으로, 로터 조립체의 지그 가이드 홀과 로터에 배치되는 자석의 중심을 맞춰 로터 조립체의 무게중심을 맞추고, 무게중심이 맞춰진 로터 조립체와 팬의 무게중심을 맞춰 결합하여, 모터 작동시 발생하는 소음 및 진동을 방지하는 쿨링팬 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 이루기 위하여, 본 발명의 쿨링팬 조립체는 코일이 감겨 형성되는 스테이터, 중심축과 연결되는 중심홀, 상기 스테이터를 덮는 외관 커버 및 상기 외관 커버의 내주면에 배치되는 영구자석을 포함하여 이루어지는 로터, 상기 외관 커버에 연결되는 허브와 상기 허브로부터 바깥쪽으로 연장 형성된 블레이드로 이루어지는 팬, 상기 외관 커버에 형성되어 조립 지그와의 중심을 맞추는 지그 가이드 홀을 포함하고, 상기 영구자석의 중심은 상기 중심홀의 중심과 상기 지그 가이드 홀의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

쿨링팬 조립체{Motor and fan assembly}
본 발명은 쿨링팬 조립체에 관한 것으로, 팬과 모터의 무게중심을 맞게 조립하여 소음과 진동을 저감할 수 있는 쿨링팬 조립체에 관한 것이다.
BLDC(Brushless direct current) 모터는 DC 모터에서 브러시와 정류자를 없애고 전자적인 정류 기구를 설치한 모터로서, 기존의 직류모터가 갖는 단점인 마찰 및 마모를 방지할 수 있고 상대적으로 효율이 높아 최근 하이브리드 자동차의 경우에는 냉각팬 회전용 모터로 BLDC 모터를 적용하는 추세이다.
종래의 자동차용 저전압 쿨링팬의 BLDC 모터 어셈블리는 모터와 인버터부가 일체형으로 구성된 인버터 일체형 BLDC 모터로 형성된다. 이때, 인버터부에는 모터의 제어를 위한 스위칭 소자들을 포함하여 다양한 전자소자들이 장착된 PCB 기판이 구비되며, PCB 기판에 장착된 스위칭 소자들은 모터의 스테이터를 구성하는 코일의 3상 터미널과 전기적으로 연결되도록 구성된다.
일반적으로 모터는 로터 조립체와 스테이터 조립체로 이루어지고, 로터 조립체는 외관 커버, 베어링 및 영구자석을 포함하고, 스테이터 조립체는 스테이터 코어, 절연체 및 코일을 포함한다. 팬은 상기 로터 조립체의 외관 커버에 조립되어 로터 조립체와 함께 회전하게 된다.
상기의 구성에 대한 일 실시예로, 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0102993호의 종래 팬 및 쉬라우드 조립체는 도 1과 같이, 허브(1151)와, 상기 허브(1151)로부터 바깥쪽으로 연장 형성된 복수개의 블레이드(1152)로 이루어진 팬(1150)과, 상기 팬(1150)의 회전에 의한 공기송풍을 조절하도록 상기 팬(1150)을 둘러싸도록 형성된 쉬라우드(1160), 및 상기 쉬라우드(1160)에 고정되어 내부에 코일이 설치된 스테이터(20)와, 상기 스테이터(20)의 상부에 배치되어 내주연에 마그네트(31)가 구비되고 외부에 상기 허브(1151)가 결합되는 로터(30)로 이루어진 BLDC 모터(10)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 팬 및 쉬라우드 조립체에 있어서, 상기 스테이터(20)와 로터(30) 사이에는 이물질 유입방지수단(21)을 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 로터와(30)와 상기 팬(1150)을 연결하기 위해서, 상기 로터(30) 및 상기 팬(1150) 각각에는 연결홀이 형성된다.
그러나, 종래에는 로터에 마그넷을 조립할 때, 마그넷 위치를 결정할 수 있는 별도의 구조가 존재하지 않았으며, 팬과 로터를 조립할 때에도, 마그넷 중심이 맞지 않기 때문에 팬과 로터의 무게 중심이 흔들려 소음 및 진동이 발생하는 문제가 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0102993호 (공개일자 2009.10.01)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 로터 조립체의 지그 가이드 홀과 로터에 배치되는 자석의 중심을 맞춰 로터 조립체의 무게중심을 맞추고, 무게중심이 맞춰진 로터 조립체와 팬의 무게중심을 맞춰 결합하여, 모터 작동시 발생하는 소음 및 진동을 방지하는 쿨링팬 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 쿨링팬 조립체는 코일이 감겨 형성되는 스테이터, 중심축과 연결되는 중심홀, 상기 스테이터를 덮는 외관 커버 및 상기 외관 커버의 내주면에 배치되는 영구자석을 포함하여 이루어지는 로터, 상기 외관 커버에 연결되는 허브와 상기 허브로부터 바깥쪽으로 연장 형성된 블레이드로 이루어지는 팬, 상기 외관 커버에 형성되어 조립 지그와의 중심을 맞추는 지그 가이드 홀을 포함하고, 상기 영구자석의 중심은 상기 중심홀의 중심과 상기 지그 가이드 홀의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
더 나아가, 상기 영구자석은 동일 크기를 가지는 복수개의 자석이 상기 중심축을 중심으로 방사상으로 배치되어 형성되며, 복수개의 자석 중 적어도 한 개의 자석의 중심이 상기 중심홀의 중심과 상기 지그 가이드 홀의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
더 나아가, 상기 지그 가이드 홀은 복수개의 홀이 상기 중심축을 중심으로 방사상으로 배치되어 형성되며, 복수개의 홀 중 한 개의 홀의 중심이 상기 중심홀의 중심과 상기 영구자석의 중심을 연결하는 직선상에 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 지그 가이드 홀이 복수개로 형성되면, 상기 영구자석의 중심과 최단거리 직선상 위에 있는 홀은 다른 홀들과 상이한 형상 또는 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 쿨링팬 조립체.
또한, 본 발명에 따른 쿨링팬 조립체는 상기 허브에 형성되어 상기 외관 커버와 볼트 조립되는 로터 조립홀 및 상기 외관 커버에 형성되어 상기 로터 조립홀과 볼트 조립되는 팬 조립홀을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
더 나아가, 상기 팬 조립홀의 중심은 상기 중심홀의 중심과 상기 지그 가이드 홀의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
더 나아가, 상기 팬 조립홀은 복수개의 홀이 상기 중심축을 중심으로 방사상으로 배치되어 형성되며, 복수개의 홀 중 적어도 한 개의 홀의 중심이, 상기 중심홀의 중심과 상기 지그 가이드 홀의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 쿨링팬 조립체는, 로터의 외관 커버와 외관 커버 내측에 배치되는 영구자석의 무게중심을 일치시켜, 모터 작동시 발생하는 소음 및 진동을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 팬 및 쉬라우드 조립체 사시도
도 2는 본 발명에 따른 쿨링팬 조립체 분해 사시도
도 3은 본 발명에 따른 쿨링팬 조립체의 제1 실시예에 따른 외관 커버 저면도
도 4는 본 발명에 따른 쿨링팬 조립체의 제2 실시예에 따른 외관 커버 저면도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 2 및 3을 참 참조하면, 본 발명에 따른 쿨링팬 조립체(100)는 코일이 감겨 형성되는 스테이터, 중심축과 연결되는 중심홀(110), 상기 스테이터를 덮는 외관 커버(210) 및 상기 외관 커버(210)의 내주면에 배치되는 영구자석(220)을 포함하여 이루어지는 로터(200), 상기 외관 커버(210)에 연결되는 허브(310)와 상기 허브(310)로부터 바깥쪽으로 연장 형성된 블레이드(320)로 이루어지는 팬(300), 상기 외관 커버(210)에 형성되어 조립 지그와의 중심을 맞추는 지그 가이드 홀(240)을 포함하고, 상기 영구자석(220)의 중심은 상기 중심홀(110)의 중심과 상기 지그 가이드 홀(240)의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 스테이터는 도면에 자세하게 도시되지 않았지만, 상기 스테이터 코어는 스테이터 허브와 상기 스테이터 허브에서 방사형으로 배치되는 복수개의 티스로 이루어지고, 상기 스테이터 코어의 상부에 상기 인슐레이터가 결합되며, 상기 스테이터 코어와 상기 인슐레이터 결합체에 상기 코일이 감겨 형성된다.
상기 로터(200)는 상기 스테이터를 덮고, 상기 축에 의해 회전하는 구성으로, 상기 로터(200)의 내측에는 상기 스테이터가 위치하고, 상기 로터(200)의 회측에는 상기 팬(300)이 결합된다. 상기 스테이터와 상기 로터(200)로 이루어지는 모터는 상기 스테이터에 설치된 코일이 인버터(400)로부터 전원을 공급받고, 그에 따라 상기 코일과 상기 영구자석(220) 사이에 발생되는 반발력에 의해 상기 로터(200)가 회전하게 됨으로써 구동된다.
상기 외관 커버(210)는 내부로 이물질 유입이 차단되도록 밀폐된 형상으로 형성될 수 있으나, 상기 외관 커버(210) 내부의 열이 외부로 배출 될 수 있도록 일정 공간이 개방된 형상으로 이루어질 수도 있다. 이때, 상기 외관 커버(210)의 개방은 상기 외관 커버(210)의 강성 및 외부 이물질의 유입을 고려하여 설계되는 것이 바람직하다.
상기 영구자석(220)은 상기 외관 커버(210)의 내주면에 고정된 상태로 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 영구자석(220)은 동일 크기를 가지는 복수개의 자석이 상기 중심홀(110)을 중심으로 방사상으로 배치되어 형성되며, 복수개의 자석 중 적어도 한 개의 자석의 중심이 상기 중심홀(110)의 중심과 상기 지그 가이드 홀(240)의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 있는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 영구자석(220)이 상기 외관 커버(210)의 내주면에 복수개가 형성되면, 복수개의 상기 영구자석(220)의 배치는 무게중심을 맞출 수 있도록 동일한 형상과 동일한 무게를 가진 자석들로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 팬(300)은 허브(310)와 상기 허브(310)에서 방사형으로 배치되는 복수개의 블레이드(320)로 이루어지며, 상기 외관 커버(210)와 결합하여, 상기 외관 커버(210)와 동시에 회전하는 구성이다.
본 발명에 따른 쿨링팬 조립체(100)는 상기 외관 커버(210)의 내주면에 고정 배치되는 상기 영구 자석의 중심이 상기 외관 커버(210)에 형성되는 지그 가이드 홀(240)의 중심과 대응되어 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 지그 가이드 홀(240)은 영구자석(220)을 상기 외관 커버(210)에 조립하기 위해 지그가 삽입되는 홀로, 상기 외관 커버(210)와 상기 영구자석(220)의 조립단계에서, 상기 지그 가이드 홀(240)과 상기 영구자석(220)의 중심이 배치될 위치를 정확하게 일치시켜, 상기 로터(200)의 무게중심을 맞출 수 있다.
또한, 상기 지그 가이드 홀(240)은 복수개의 홀이 상기 중심홀(110)을 중심으로 방사상으로 배치되어 형성되며, 복수개의 홀 중 한 개의 홀의 중심이 상기 중심홀(110)의 중심과 상기 영구자석(220)의 중심을 연결하는 직선상에 있는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 복수개의 상기 지그 가이드 홀(240)은 상기 외관 커버(210)의 무게중심이 편중되지 않고 상기 영구자석(220) 및 상기 팬(300)이 결합될 수 있도록 동일 형상의 홀로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 쿨링팬 조립체(100)는 상기 허브(310)에 형성되어 상기 외관 커버(210)와 볼트 조립되는 로터 조립홀(311) 및 상기 외관 커버(210)에 형성되어 상기 로터 조립홀(311)과 볼트 조립되는 팬 조립홀(230)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 로터 조립홀(311) 및 상기 팬 조립홀(230)을 통해서, 상기 외관 커버(210)와 상기 팬(300)의 결합이 임의의 위치에서 일어나지 않고, 정해진 위치에서 일어날 수 있다. 또한, 임의의 결합 작업에서 일어날 수 있는 상기 외관 커버(210) 및 상기 팬(300)의 훼손을 방지할 수 있다.
이때, 상기 팬 조립홀(230)의 중심은, 상기 중심홀(110)의 중심과 상기 지그 가이드 홀(240)의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 있는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 영구자석(220)과 상기 외관 커버(210)가 무게중심을 맞춰 결합된 상태에서 상기 팬(300)이 무게중심을 고려하지 않고 결합되면, 모터 및 팬(300)의 회전에 의해 소음 및 진동이 발생하여 불안정한 작동을 발생시킬 수 있다. 따라서, 상기 외관 커버(210)와 결합되는 상기 팬(300)도 무게 중심이 잡힌 상기 로터(200)에 장착될 수 있도록 상기 팬 조립홀(230)의 중심과 상기 지그 가이드 홀(240) 및 상기 영구자석(220)의 중심을 일치 시킨다. 상기 로터 조립홀(311)은 상기 팬 조립홀(230)에 대응되어 형성되기 때문에, 상기 팬 조립홀(230)의 중심을 상기 지그 가이드 홀(240)의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 두는 것을 통해, 상기 팬(300)과 상기 로터(200)의 무게중심이 일치될 수 있다.
또한, 상기 팬 조립홀(230)은 복수개의 홀이 상기 중심홀(110)을 중심으로 방사상으로 배치되어 형성되며, 복수개의 홀 중 적어도 한 개의 홀의 중심이, 상기 중심홀(110)의 중심과 상기 지그 가이드 홀(240)의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 있는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 복수개의 상기 팬 조립홀(230)은 상기 외관 커버(210)의 무게중심이 편중되지 않고 상기 영구자석(220) 및 상기 팬(300)이 결합될 수 있도록 동일 형상의 홀로 이루어질 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 쿨링팬 조립체(100)는 상기 영구자석(220)의 중심과 최단거리 직선상 위에 있는 홀은 다른 홀들과 상이한 형상 또는 크기를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다. 도 4와 같이, 상기 영구자석(220)의 중심과 최단거리 직선상 위에 있는 상기 지그 가이드 홀(240) 중 어느 하나의 홀은 다른 홀들과 상이한 크기를 가질 경우, 상기 외관 커버(210)와 상기 영구자석(220)을 조립하는 작업자는 상기 영구 자석과 중심을 일치시켜야 하는 상기 홀을 쉽게 확인할 수 있어, 작업이 용이하다. 이때, 다른 홀 크기로 인하여, 상기 외관 커버(210)의 무게중심이 제대로 잡히지 않는 것을 방지하기 위하여, 상이한 형상 도는 크기를 가지는 홀의 주변부에 무게를 증가시킬 수 있는 플레이트가 형성될 수도 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 쿨링팬 조립체 110 : 중심홀
200 : 로터 210 : 외관 커버
220 : 영구자석 230 : 팬 조립홀
240 : 지그 가이드 홀
300 : 팬 310 : 허브
320 : 블레이드 311 : 로터 조립홀
400 : 인버터

Claims (7)

  1. 코일이 감겨 형성되는 스테이터;
    중심축과 연결되는 중심홀, 상기 스테이터를 덮는 외관 커버 및 상기 외관 커버의 내주면에 배치되는 영구자석을 포함하여 이루어지는 로터;
    상기 외관 커버에 연결되는 허브와 상기 허브로부터 바깥쪽으로 연장 형성된 블레이드로 이루어지는 팬;
    상기 외관 커버에 형성되어 조립 지그와의 중심을 맞추는 지그 가이드 홀;을 포함하고,
    상기 영구자석의 중심은 상기 중심홀의 중심과 상기 지그 가이드 홀의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 있는 것을 특징으로 하는 쿨링팬 조립체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 영구자석은 동일 크기를 가지는 복수개의 자석이 상기 중심홀을 중심으로 방사상으로 배치되어 형성되며, 복수개의 자석 중 적어도 한 개의 자석의 중심이 상기 중심홀의 중심과 상기 지그 가이드 홀의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 있는 것을 특징으로 하는 쿨링팬 조립체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 지그 가이드 홀은 복수개의 홀이 상기 중심홀을 중심으로 방사상으로 배치되어 형성되며, 복수개의 홀 중 한 개의 홀의 중심이 상기 중심홀의 중심과 상기 영구자석의 중심을 연결하는 직선상에 있는 것을 특징으로 하는 쿨링팬 조립체.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 영구자석의 중심과 최단거리 직선상 위에 있는 홀은 다른 홀들과 상이한 형상 또는 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 쿨링팬 조립체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 허브에 형성되어 상기 외관 커버와 볼트 조립되는 로터 조립홀; 및
    상기 외관 커버에 형성되어 상기 로터 조립홀과 볼트 조립되는 팬 조립홀;
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 쿨링팬 조립체.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 팬 조립홀의 중심은, 상기 중심홀의 중심과 상기 지그 가이드 홀의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 있는 것을 특징으로 하는 쿨링팬 조립체.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 팬 조립홀은 복수개의 홀이 상기 중심홀을 중심으로 방사상으로 배치되어 형성되며, 복수개의 홀 중 적어도 한 개의 홀의 중심이, 상기 중심홀의 중심과 상기 지그 가이드 홀의 중심을 연결하는 직선의 연장선에 있는 것을 특징으로 하는 쿨링팬 조립체.
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