KR20230169889A - 모터 - Google Patents

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KR20230169889A
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clause
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정태용
이정호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

모터는 임펠러, 스테이터 어셈블리, 로터 어셈블리, 내부유로, 바이패스 유로를 포함한다. 임펠러는 하우징의 내측으로 유입되는 공기의 흐름을 생성한다. 스테이터 어셈블리는 하우징의 내측에 수용된다. 로터 어셈블리는 스테이터 어셈블리의 내측에 회전 가능하게 장착된다. 바이패스 유로는 하우징의 내측과 스테이터 어셈블리의 외측 사이에 구비되어, 공기가 바이패스 유로를 따라 스테이터 어셈블리를 우회할 수 있다. 따라서, 모터의 내부유로를 관통하는 공기의 유로 저항과 유로 손실을 최소화할 수 있다.

Description

모터{MOTOR}
본 발명은 팬을 구동하는 초고속 소형 모터에 관한 것이다.
모터는 청소기나 헤어 드라이기 등의 가전기기에 설치될 수 있다.
청소기나 헤어 드라이기 등은 모터를 동력원으로 사용하여 팬을 회전시켜 먼지가 포함된 공기를 흡입하거나 머리카락을 말리기 위한 공기의 흐름을 형성할 수 있다.
예를 들면, 팬모터는 팬(FAN)과 모터를 결합하고, 팬은 전동기로부터 동력을 전달받아 회전됨으로 기류를 생성할 수 있다.
청소기나 헤어 드라이기는 사용자가 직접 손으로 들어 올린 상태로 작동될 수 있다.
사용자의 휴대성 및 편의성을 높이기 위해서는, 청소기나 헤어 드라이기 등의 소형화 및 경량화가 요구된다.
이를 위해서는, 모터의 출력을 향상시키는 동시에 모터의 소형화 및 경량화가 요구된다. 또한, 모터의 고속 회전이 필수적이다.
US 2018/0363669 A1(이하, 특허문헌 1)에는 전기 기기가 개시되어 있습니다.
특허문헌 1의 전기 기기는 스테이터 어셈블리, 로터 어셈블리, 서포터 바디를 포함한다.
스테이터 어셈블리는 원통 형상의 하우징 없이 서포터 바디의 기다란 중앙부에 지지된다.
특허문헌 1은 스테이터 어셈블리의 외측을 감싸는 하우징이 없어서 공기와 하우징 사이의 마찰로 인한 공기저항이 작기 때문에, 모터의 내부를 관통하는 유로를 따라 공기가 유동 시 유로 저항이 상대적으로 작다.
그러나, 일반적으로 모터는 스테이터 및 로터 어셈블리를 하우징의 내부에 수용하여, 공기가 관통하여 흐름 가능한 하우징 내부의 유로가 매우 협소하다.
이로 인해, 공기가 모터의 하우징 내부를 관통하여 흐름 시 공기의 유동 저항이 증가하고, 유동 손실이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결할 수 있는 구조의 모터를 제공하는데 목적이 있다.
먼저, 스테이터 어셈블리 등을 수용하는 하우징을 구비하여도 공기가 모터의 내부를 관통 시 발생하는 공기의 유로 저항을 최소화할 수 있는 구조의 모터를 제공함을 첫번째 목적으로 한다.
또한, 모터의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 구조의 모터를 제공함을 두번째 목적으로 한다.
또한, 바이패스 유로를 포함하면서도 모터를 효율적으로 지지할 수 있는 구조의 모터를 제공함을 세번째 목적으로 한다.
또한, 바이패스의 유량 배분을 균등하게 최적화할 수 있는 구조의 모터를 제공함을 네번째 목적으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 부재의 구조를 간명화 할 수 있는 구조의 모터를 제공함을 다섯 번째 목적으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하면서도, 다른 형태의 모터에 적용될 수 있는 구조의 모터를 제공함을 여섯 번째 목적으로 한다.
상술한 첫번째 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 모터는 하우징에 모터 내부의 관통 유로를 우회하는 바이패스 유로를 구비함으로, 공기의 유동저항이 작은 바이패스 유로로 유도할 수 있다.
상술한 두번째 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 모터는 하우징과 스테이터 사이에 바이패스 유로를 구비함으로, 모터 내부를 관통하는 공기가 스테이터의 외측면과 접촉되어 공기에 의해 냉각 가능한 스테이터의 냉각면적을 확장시킬 수 있다.
상술한 세번째 목적을 달성하기 위해, 스테이터 코어의 원주방향을 따라 이격 배치되는 지지부가 스테이터 코어의 외측면을 3점 지지함으로, 최소한의 크기로 스테이터를 안정적으로 지지할 수 있다.
상술한 네번째 목적을 달성하기 위해, 복수의 바이패스 유로가 하우징의 내주면을 따라 등간격으로 이격되게 배치되어, 바이패스되는 공기의 유량이 바이패스 유로에 의해 균등하게 분배될 수 있다.
상술한 다섯 번째 목적을 달성하기 위해, 복수의 바이패스 유로가 스테이터를 감싸도록 형성되고, 바이패스 유로를 형성하기 위해 하우징의 내측면 두께가 파인 구조로 함몰되게 형성됨으로 구조가 간단명료하다.
상술한 여섯 번째 목적을 달성하기 위해, 복수의 바이패스 유로는 공기뿐만 아니라 냉각수 등 다른 유체가 흐르도록 허용할 수 있어서, 팬모터 뿐만 아니라, 모터 냉각을 위한 다른 모터에 적용 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터는, 하우징, 스테이터 어셈블리, 로터 어셈블리, 임펠러, 내부유로 및 바이패스 유로를 포함한다.
상기 스테이터 어셈블리는 상기 하우징의 내부에 수용될 수 있다. 상기 로터 어셈블리는 상기 스테이터 어셈블리의 내측에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 상기 임펠러는 상기 로터 어셈블리로부터 동력을 받아 공기의 흐름을 생성할 수 있다.
상기 공기의 일부가 상기 스테이터 어셈블리의 내측을 관통하도록, 상기 내부유로는 상기 스테이터 어셈블리의 내측에 구비될 수 있다. 상기 공기의 다른 일부가 상기 스테이터 어셈블리를 우회하도록 상기 바이패스 유로는 상기 하우징의 내측에 구비되고, 상기 스테이터 어셈블리의 외측에 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 상기 하우징의 외부에서 상기 하우징의 내부로 유입되는 공기의 대부분이 유로저항이 큰 상기 내부유로보다 상기 바이패스 유로를 통해 이동함으로, 유로저항 및 유로손실을 최소화할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 지지부가 상기 하우징의 내측에 구비되어, 상기 스테이터 어셈블리를 지지할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 복수의 지지부는 상기 하우징의 내주면에서 반경방향 내측으로 돌출되어, 상기 스테이터 어셈블리의 외주면을 지지할 수 있다.
상기 바이패스 유로는 상기 복수의 지지부 사이에서 상기 하우징의 원주방향을 따라 연장되고 상기 하우징의 축방향으로 관통되게 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 지지리브는 상기 스테이터 어셈블리의 외주면을 둘러싸도록 원주방향을 따라 연장되어, 상기 복수의 지지부의 내측단을 연결할 수 있다.
상기 바이패스 유로는 상기 하우징의 내주면과 상기 지지리브의 외주면 사이에 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 바이패스 유로는 링 형상, 아크 형상 및 다각형 형상 중 어느 일 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 바이패스 유로는 상기 하우징의 내측에 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수의 바이패스 유로는 상기 하우징의 원주방향을 따라 등간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 바이패스 유로의 원주방향 길이는 상기 바이패스 유로의 반경방향 폭에 비해 더 길고, 상기 지지부의 원주방향 폭에 비해 더 길게 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 스테이터 어셈블리는 상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 임펠러의 상류측에 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 찬 공기가 하우징의 외부에서 스테이터 어셈블리를 먼저 관통한 후, 임펠러를 통과함으로, 스테이터 어셈블리의 냉각성능이 향상될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 하우징은 제1수용부, 제2수용부를 포함할 수 있다. 상기 제1수용부는 상기 로터 어셈블리와 상기 스테이터 어셈블리를 수용할 수 있다.
상기 제2수용부는 상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 제1수용부의 하류측에 배치되고, 상기 임펠러를 수용할 수 있다.
상기 바이패스 유로는 상기 제1수용부의 내주면과 상기 스테이터 어셈블리의 외주면 사이에 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 하우징은 제1수용부, 제2수용부, 목부 및 경사부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1수용부는 상기 로터 어셈블리와 상기 스테이터 어셈블리를 수용할 수 있다. 상기 제2수용부는 상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 제1수용부의 하류측에 배치되고, 상기 임펠러를 수용할 수 잇다.
상기 목부는 상기 제1수용부와 상기 제2수용부 사이에 배치되고, 상기 제1수용부의 직경보다 직경이 더 작게 형성될 수 있다.
상기 경사부는 상기 제1수용부에서 상기 목부로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 경사부는 상기 제1수용부에서 상기 목부로 이동하는 공기의 유동단면적을 점차적으로 좁힘으로 유로저항을 최소화할 수 있다.
상기 바이패스 유로는 상기 제1수용부의 내주면과 상기 스테이터 어셈블리의 외주면 사이에 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 바이패스 유로를 통과한 공기는 상기 경사부에서 상기 내부유로를 통과한 공기와 합류할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 임펠러는 허브, 복수의 블레이드를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 허브의 외주면은 경사지게 형성될 수 있다.
상기 복수의 블레이드는 상기 허브의 외주면에서 상기 제2수용부의 내주면을 향해 나선형으로 돌출되게 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 로터 어셈블리는 회전축, 영구자석, 제1베어링, 제2베어링을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 회전축은 상기 하우징의 중심부에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 상기 영구자석은 상기 회전축에 장착될 수 있다. 상기 제1베어링은 상기 회전축의 일단부를 지지할 수 있다. 상기 제2베어링은 상기 회전축의 타단부를 지지할 수 있다.
상기 임펠러는 상기 회전축에 회전 가능하게 장착되고, 상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 영구자석의 하류측에 배치될 수 있다. 상기 임펠러는 상기 제1베어링과 상기 제2베어링 사이에 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 따르면, 상기 하우징은 제1수용부, 제2수용부, 흡기부를 포함한다.
상기 제1수용부는 상기 로터 어셈블리와 상기 스테이터 어셈블리를 수용할 수 있다. 상기 제2수용부는 상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 제1수용부의 하류측에 배치되고, 상기 임펠러를 수용할 수 있다. 상기 흡기부는 상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 제1수용부의 상류측에 배치될 수 있다. 상기 흡기부는 복수의 사이드 홀을 구비한다. 상기 복수의 사이드 홀은 상기 하우징의 외부와 연통될 수 있다. 상기 흡기부는 상기 하우징의 외부로부터 상기 공기를 상기 스테이터 어셈블리로 흡입할 수 있다.
상기 바이패스 유로는 상기 복수의 사이드 홀과 연통되게 연결될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 스테이터 어셈블리는 백 요크, 복수의 티스, 스테이터 코일을 포함한다. 상기 백 요크는 원형의 링 형태로 형성될 수 있다. 상기 복수의 티스는 상기 백 요크의 내주면에 장착될 수 있다.
상기 복수의 스테이터 코일은 상기 복수의 티스 각각에 권선될 수 있다.
상기 백 요크는 상기 바이패스 유로와 상기 내부유로 사이에 배치될 수 있다.
상기 내부유로는 상기 백 요크의 내측에 축방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 상기 바이패스 유로는 상기 하우징의 내주면과 상기 백 요크의 외주면 사이에 축방향으로 관통되게 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 모터는 제1하우징 커버와 제2하우징 커버를 더 포함한다. 상기 제1하우징 커버는 상기 하우징의 일측에 장착되고, 내측에 제1베어링을 구비할 수 있다.
상기 제2하우징 커버는 상기 하우징의 타측에 장착되고, 내측에 제2베어링을 구비할 수 있다. 상기 임펠러는 상기 제1베어링과 상기 제2베어링 사이에 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 임펠러의 회전 시 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1하우징 커버는, 아우터 링부, 제1베어링 수용부, 복수의 연결부 및 복수의 축방향 관통홀을 포함한다.
상기 제1베어링 수용부는 상기 아우터 링부의 내측 중앙부에 배치되고, 상기 제1베어링을 수용할 수 있다.
상기 복수의 연결부는 상기 아우터 링부의 내주면에서 상기 제1베어링 수용부의 외주면을 향해 반경방향으로 연장되어, 상기 아우터 링부와 상기 제1베어링 수용부를 복수의 연결할 수 있다.
상기 복수의 축방향 관통홀은 상기 복수의 연결부 사이에 축방향으로 관통되게 형성될 수 있다.
상기 바이패스 유로와 상기 축방향 관통홀은 축방향으로 중첩되게 배치되고, 서로 연통되게 연결될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제2하우징 커버는 아우터 커버, 제1이너 허브, 제2베어링 수용부, 제1베인을 포함한다.
상기 제1이너 허브는 상기 아우터 커버의 내측에 배치될 수 있다. 상기 제2베어링 수용부는 상기 제1이너 허브의 일측에서 상기 임펠러를 향해 돌출되게 형성되고, 상기 제2베어링을 수용할 수 있다.
상기 복수의 제1베인은 상기 제1이너 허브의 외주면에서 상기 아우터 커버의 내주면을 향해 나선형으로 돌출되게 형성되어 상기 아우터 커버와 상기 제1이너 허브를 연결할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 복수의 제1베인은 축류형이다. 상기 제1이너 허브는 원통형태로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제2하우징 커버는 제2이너 허브와 복수의 제2베인을 더 포함한다.
상기 제2이너 허브는 상기 아우터 커버의 내측에 수용되고, 상기 제1이너 허브와 직렬로 배치될 수 있다. 상기 복수의 제2베인은 상기 제2이너 허브의 외주면에서 상기 아우터 커버의 내주면을 향해 나선형으로 돌출되게 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 복수의 제2베인은 축류형이다. 상기 제2이너 허브는 원통형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 제1베인과 제2베인은 축류형이어서, 사출 성형이 용이하다. 또한, 공기가 축류형 베인을 따라 이동 시 유동저항이 감소된다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 하우징과 상기 제2하우징 커버를 체결하기 위해, 제1플랜지가 상기 하우징의 타측에서 반경방향 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
제2플랜지가 상기 제2하우징 커버의 일측에서 반경방향 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 제1플랜지와 상기 제2플랜지는 축방향으로 중첩되게 배치되고, 서로 체결될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 모터는 인버터를 더 포함할 수 있다. 인버터는 IGBT와 커패시터를 구비하여, 상기 모터의 속도를 제어할 수 있다.
상기 인버터는 PCB, 복수의 제1결합부, 복수의 제2결합부 및 복수의 측방향 유로를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 PCB에 상기 IGBT와 상기 커패시터가 장착될 수 있다. 상기 PCB는 상기 제1하우징 커버의 일측에서 축방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
상기 복수의 제1결합부는 상기 아우터 링부에서 상기 PCB를 향해 돌출될 수 있다. 상기 복수의 제2결합부는 상기 PCB의 가장자리부에서 상기 복수의 제1결합부를 향해 각각 돌출되어, 상기 복수의 제1결합부에 각각 결합될 수 있다.
상기 복수의 측방향 유로는 상기 공기가 유입되도록 상기 PCB와 상기 제1하우징 커버 사이에 배치될 수 있다. 상기 복수의 측방향 유로는 상기 복수의 제2결합부 사이에 반경방향으로 관통되게 형성될 수 있다.
상기 복수의 측방향 유로와 상기 복수의 축방향 관통홀은 서로 연통되게 연결될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 하우징 외부의 공기는 상기 측방향 유로를 통해 상기 PCB의 내측으로 유입되어, IGBT와 커패시터 등 반도체 소자를 냉각할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다음과 같은 효과가 달성될 수 있다.
첫째, 하우징의 내측에 스테이터 어셈블리를 우회하는 바이패스 유로가 추가로 구비되어, 공기의 유로저항 및 유로손실을 최소화할 수 있다.
여기서, 복수의 바이패스 유로는 공기의 이동면적을 확장함으로, 하우징의 내부를 관통하는 유로가 스테이터 어셈블리의 내부유로만 있을 경우에 비해, 공기의 유로저항 및 유로손실의 감소 효과를 얻을 수 있다.
둘째, 바이패스 유로는 스테이터 어셈블리의 내부를 관통하는 내부유로 대비 유로저항 및 유로손실이 훨씬 작아서, 바이패스 유로의 단면적 크기가 백 요크 내부의 유로단면적에 비해 작더라도 저항이 작은 바이패스 유로로 더 많은 유량이 이동할 수 있다.
따라서, 바이패스 유로는 더 많은 공기의 유량을 확보함으로써, 스테이터 코일 등의 냉각성능을 높일 수 있다.
바이패스 유로의 크기가 매우 작더라도 유로 저항 및 유로 손실의 감소 효과는 매우 크기 때문에, 작은 크기의 바이패스 유로로 높은 냉각성능을 확보하는 것이 가능하다.
셋째, 하우징의 내측에 스테이터 코어를 부분적으로 혹은 전체적으로 감싸는 복수의 지지부가 구비되어, 지지부는 작은 크기여도 모터를 효율적으로 지지할 수 있다.
넷째, 복수의 바이패스 유로는 복수의 지지부와 원주방향으로 등간격을 두고 이격 배치되어, 스테이터 어셈블리를 우회하는 공기의 유량을 균등하게 배분할 수 있다.
다섯째, 하우징의 내측면과 스테이터 코어의 외주면 사이에 복수의 바이패스 유로와 복수의 지지부가 교대로 배치되어, 하우징의 내측에 바이패스 유로를 포함하여도 모터의 유로 구성을 간명하게 형성할 수 있다.
여섯번째, 바이패스 유로는 하우징의 내측에 스테이터 어셈블리의 내부유로와 별개로 형성된다. 바이패스 유로를 다른 진공청소기, 에어 드라이기 등의 모터 하우징의 내측에 형성하는 것만으로도, 상술한 효과들이 달성될 수 있다.
이에 따라, 바이패스 유로가 구비되는 하우징의 범용성이 향상될 수 있다. 또한, 사용자는 별도의 모터 냉각장치를 구비하지 않아도 바이패스 유로만을 추가로 형성하여 기존에 사용하던 청소기 또는 에어 드라이기 모터에 활용할 수 있다.
따라서, 모터의 성능 및 내구성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 모터가 분해된 모습을 보여주는 분해사시도이다.
도 2는 도 1에서 로터 어셈블리가 분해된 모습을 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에서 스테이터 어셈블리가 분해된 모습을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는 도 1에서 모터의 각 구성요소가 결합된 모습을 보여주는 모터의 단면도이다.
도 5는 도 4에서 하우징의 내부에 스테이터 어셈블리가 수용되고, 나머지 구성 요소들은 제거된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 6은 도 5에서 VI-VI를 따라 취하여 스테이터 어셈블리가 하우징의 지지부에 의해 지지되는 모습을 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6에서 VII-VII를 따라 취하여 바이패스 유로가 하우징과 스테이터 사이에 형성된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 4에서 VIII-VIII를 따라 취하여 스테이터 어셈블리가 하우징의 내측에 부분적으로 지지된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 6에서 IX-IX를 따라 취하여 스테이터 어셈블리가 제거된 하우징의 내부 구조를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하우징의 지지부 구조를 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 10에서 XI-XI를 따라 취한 단면도로서, 스테이터 어셈블리 등을 제거하고 하우징의 내부 구조를 보여준다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터를 보여주는 개념도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이패스 유로가 아크 형상으로 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이패스 유로의 형상이 삼각형으로 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 모터를 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.
1. 용어의 정의
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 설명에서 사용되는 "모터(Motor)"라는 용어는 전기 등의 에너지를 공급받아 기계적인 운동으로 바꾸는 장치, 즉 전동기, 전기 모터 등을 의미한다.
이하의 설명에서 사용되는 "팬모터"라는 용어는 팬을 돌려서 기류를 생성하는 모터를 의미한다.
이하의 설명에서 사용되는 “팬”이라는 용어는 공기의 흐름을 형성하도록 구성되는 회전 날개를 의미한다.
이하의 설명에서 사용되는 "모터"이라는 용어는 팬모터를 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 “모터”는 진공 청소기에서 공기를 흡입하거나 헤어 드라이어 등에서 공기를 특정 위치로 보내기 위한 동력을 제공할 수 있다.
이하에서 설명에서 상부 또는 상측 (up; 도 1 내지 도 4 참조)은 상하방향으로 위쪽을 의미하고, 하부 또는 하측(down; 도 1 내지 도 4 참조)은 상하방향으로 아래쪽을 의미한다. 상하방향은 회전축의 축방향 또는 제1수용부의 길이방향과 평행하거나 동일하게 배치될 수 있다.
본 명세서에서 반경방향은 전후방향(front/rear; 도 1 내지 도 4 참조)과 좌우방향(left/right; 도 1 내지 도 4 참조)을 포함할 수 있다.
2. 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 구성의 설명
도 1은 본 발명에 따른 모터가 분해된 모습을 보여주는 분해사시도이다.
도 2는 도 1에서 로터 어셈블리가 분해된 모습을 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에서 스테이터 어셈블리가 분해된 모습을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는 도 1에서 모터의 각 구성요소가 결합된 모습을 보여주는 모터의 단면도이다.
도 5는 도 4에서 하우징의 내부에 스테이터 어셈블리가 수용되고, 나머지 구성 요소들은 제거된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 6은 도 5에서 VI-VI를 따라 취하여 스테이터 어셈블리가 하우징의 지지부에 의해 지지되는 모습을 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6에서 VII-VII를 따라 취하여 바이패스 유로가 하우징과 스테이터 사이에 형성된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 4에서 VIII-VIII를 따라 취하여 스테이터 어셈블리가 하우징의 내측에 부분적으로 지지된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 6에서 IX-IX를 따라 취하여 스테이터 어셈블리가 제거된 하우징의 내부 구조를 보여주는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 모터의 각 구성을 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 모터는 하우징(100), 스테이터 어셈블리(110), 로터 어셈블리(130), 임펠러(136), 베인, 베어링, 하우징 커버(120,1210)를 포함한다.
(1) 하우징(100)
하우징(100)은 모터의 외형을 형성한다. 하우징(100)의 상부에 인버터(1250)가 구비될 수 있다.
인버터(1250)는 PCB(1251; 인쇄회로기판), IGBT 및 커패시터 등의 반도체 소자를 구비할 수 있다. 인버터(1250)는 모터의 속도를 제어하도록 구성된다. 반도체 소자는 PCB(1251)에 장착될 수 있다.
하우징(100)의 일부는 원통 형태로 형성될 수 있다. 하우징(100)의 다른 일부는 원뿔 형태로 형성될 수 있다.
하우징(100)은 제1수용부(101), 제2수용부(102) 및 목부(104)를 구비할 수 있다.
제1수용부(101)는 하우징(100)의 상부에 배치될 수 있다. 제1수용부(101)는 원통 형태로 형성될 수 있다.
하우징(100)의 중심은 회전축(131)의 중심과 대응되게 배치될 수 있다.
제1수용부(101)는 내부에 수용공간을 구비하여, 로터 어셈블리(130) 및 스테이터 어셈블리(110)를 수용하도록 구성될 수 있다.
제1수용부(101)는 직경이 상하방향으로 일정하게 유지되도록 형성될 수 있다.
제1수용부(101)는 반경방향의 단면적이 일정한 크기로 유지되도록 형성될 수 있다.
제1수용부(101)의 상부에 흡기부(106)가 구비될 수 있다. 흡기부(106)는 제1수용부(101)의 상부에 일체로 형성될 수 있다.
흡기부(106)는 하우징(100)의 내부로 공기를 흡입하도록 이루어진다. 흡기부(106)는 하우징(100)의 외부와 연통되게 연결된다.
흡기부(106)는 원형의 링 형태로 형성될 수 있다. 흡기부(106)는 제1수용부(101)보다 직경이 크게 형성될 수 있다. 단차부는 제1수용부(101)의 상단에서 직경이 크게 반경방향 외측으로 연장되어 흡기부(106)의 하단에 연결될 수 있다.
흡기부(106)는 복수의 사이드 홀(107)을 구비할 수 있다.
복수의 사이드 홀(107)은 흡기부(106)의 원주면에 반경방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 복수의 사이드 홀(107)은 흡기부(106)의 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 사이드 홀(107)은 흡기부(106)의 원주방향을 따라 길게 연장될 수 있다. 사이드 홀(107)의 원주방향 길이는 사이드 홀(107)의 상하방향 높이보다 더 길게 형성될 수 있다.
복수의 사이드 홀(107)은 흡기부(106)의 원주방향으로 등간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다. 사이드 홀(107) 사이의 간격은 사이드 홀(107)의 길이보다 짧게 형성될 수 있다.
사이드 홀(107)은 하우징(100)의 외부 측면에서 반경방향으로 바라볼 때 사각형 형태로 형성될 수 있다. 사이드 홀(107)의 각 꼭지점 부분은 라운드지게 곡면형태로 형성될 수 있다.
흡기부(106)는 상하방향으로 관통되게 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 공기는 하우징(100)의 외부에서 복수의 사이드 홀(107)을 통해 반경방향으로 이동하여 하우징(100)의 내부로 유입될 수 있다.
또한, 공기는 흡기부(106)의 상부에서 축방향으로 하우징(100)의 내부로 유입될 수 있다.
하우징 커버(120,1210)는 하우징(100)의 상부와 하부에 각각 구비될 수 있다.
하우징 커버(120,1210)는 제1하우징 커버(120)와 제2하우징 커버(1210)로 구성될 수 있다.
제1하우징 커버(120)는 하우징(100)의 상부에 구비될 수 있다.
제1하우징 커버(120)는 흡기부(106)의 상부에 장착될 수 있다.
제1하우징 커버(120)는 원형의 링 형태로 형성될 수 있다.
제1하우징 커버(120)는 아우터 링부(1201), 제1베어링 수용부(1203), 연결부(1204)를 포함하여 구성될 수 있다.
아우터 링부(1201)는 제1하우징 커버(120)의 최외곽 측면을 형성할 수 있다. 아우터 링부(1201)의 높이는 아우터 링부(1201)의 직경에 비해 상대적으로 작게 형성될 수 있다.
제1베어링 수용부(1203)는 아우터 링부(1201)의 중심부에 배치될 수 있다. 제1베어링 수용부(1203)는 원통 형태로 형성된다. 제1베어링 수용부(1203)는 제1베어링(134)을 수용하도록 수용공간을 구비한다.
제1베어링 수용부(1203)는 높이(뚜께)가 아우터 링부(1201)와 동일하게 형성될 수 있다. 제1베어링 수용부(1203)의 상부에 관통홀이 형성될 수 있다. 제1베어링 수용부(1203)는 제1베어링(134)의 외주면을 감싸도록 형성될 수 있다.
제1베어링(134)은 볼 베어링으로 구현될 수 있다. 제1베어링(134)을 감싸도록 제1베어링(134)의 외주면에 제1홀더(1341)가 결합될 수 있다. 제1홀더(1341)는 원형의 링 형태로 형성될 수 있다.
제1홀더(1341)의 외주면에 제1오링(1342)이 설치될 수 있다. 제1오링(1342)은 한 개 또는 복수 개로 형성될 수 있다.
제1오링(1342)은 제1홀더(1341)의 길이방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 제1홀더(1341)의 외주면에 제1오링장착홈이 형성될 수 있다. 제1오링장착홈에 제1오링(1342)이 삽입되어 고정될 수 있다.
제1오링(1342)은 제1베어링 수용부(1203)의 내주면과 제1홀더(1341)의 외주면 사이에 밀착되게 배치될 수 있다.
제1오링(1342)은 원형의 단면 형상을 갖고, 제1오링(1342)의 원형 단면 중 적어도 일부는 제1오링장착홈에서 돌출되어, 제1베어링 수용부(1203)의 내주면에 밀착될 수 있다.
제1오링(1342)을 탄성을 갖는 고무 재질일 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 제1오링(1342)은 회전축(131)을 양단 지지하는 두 베어링의 동심도를 조절할 수 있다. 제1오링(1342)은 베어링의 수명을 연장할 수 있다.
제1오링(1342)은 회전축(131)의 회전 시 베어링으로부터 전달되는 진동을 흡수하고 충격을 완화시키는 감쇄 효과를 얻을 수 있다.
제1베어링 수용부(1203)는 아우터 링부(1201)보다 직경이 작게 형성된다.
아우터 링부(1201)와 제1베어링 수용부(1203) 사이에 복수의 연결부(1204)가 구비된다.
연결부(1204)는 아우터 링부(1201)와 제1베어링 수용부(1203) 사이에서 반경방향으로 연장되어, 아우터 링부(1201)와 제1베어링 수용부(1203)를 연결한다.
연결부(1204)는 사각형의 단면형상을 갖도록 형성될 수 있다.
복수의 연결부(1204)는 아우터 링부(1201)의 원주방향으로 등간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 연결부(1204)가 3개로 구비된 모습을 보여준다.
제1하우징 커버(120)는 복수의 축방향 관통홀(1205)을 구비한다. 복수의 축방향 관통홀(1205)은 복수의 연결부(1204) 사이에 축방향(또는 상하방향)으로 관통되게 형성될 수 있다.
하우징(100) 외부의 공기는 복수의 축방향 관통홀(1205)을 통해 하우징(100)의 내부로 유입될 수 있다.
아우터 링부(1201)의 상부에 복수의 제1결합부(1202)가 상방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 제1결합부(1202)는 연결부(1204)의 연장선상에 배치될 수 있다. 제1결합부(1202)는 원통형으로 돌출될 수 있다.
PCB(1251)는 원판 형태로 형성될 수 있다. PCB(1251)는 제1하우징 커버(120)와 축방향으로 이격될 수 있다. PCB(1251)는 제1하우징 커버(120)와 축방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.
PCB(1251)의 하면에 복수의 제2결합부(1252)가 하방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
제2결합부(1252)는 제1결합부(1202)를 감싸며 수용하도록 이루어진다. 제2결합부(1252)는 제1결합부(1202)보다 직경이 큰 원통형으로 형성될 수 있다.
제2결합부(1252)는 제1결합부(1202)보다 축방향 또는 상하방향의 높이가 더 길게 연장될 수 있다.
복수의 제1 및 제2결합부(1202, 1252)는 PCB(1251)의 원주방향으로 등간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 제1결합부(1202)와 제2결합부(1252)가 한 조를 이루며 서로 끼움 결합되어, PCB(1251)가 제1하우징 커버(120)에 결합될 수 있다.
또한, 제1하우징 커버(120)와 PCB(1251) 사이에 복수의 측방향 유로(1253)가 형성될 수 있다.
복수의 측방향 유로(1253)는 복수의 제1 및 제2결합부(1202, 1252) 사이에 반경방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 복수의 측방향 유로(1253)의 높이는 제1 및 제2결합부(1202, 1252)의 높이에 의해 한정될 수 있다. 복수의 측방향 유로(1253)는 복수의 제1 및 제2결합부(1202, 1252) 사이의 간격에 의해 한정될 수 있다.
복수의 측방향 유로(1253)는 복수의 사이드 홀(107)의 상부에 배치될 수 있다.
측방향 유로(1253)와 사이드 홀(107)은 상하방향 또는 축방향으로 중첩되게 형성될 수 있다.
측방향 유로(1253)와 사이드 홀(107) 각각은 제1하우징 커버(120)의 축방향 관통홀(1205)과 연통되게 연결될 수 있다.
측방향 유로(1253)와 사이드 홀(107)은 원주방향 길이가 서로 동일한 각도로 연장될 수 있다.
축방향 관통홀(1205)의 최외곽부의 원주방향 길이는 측방향 유로(1253) 및 사이드 홀(107)의 원주방향 길이와 동일한 각도로 대응되게 형성될 수 있다.
본 실시예에서 사이드 홀(107), 축방향 관통홀(1205) 및 측방향 유로(1253)는 각각 3개씩 형성된 모습을 보여준다.
복수의 측방향 유로(1253)와 사이드 홀(107)은 제1하우징 커버(120)의 상부와 하부에 각각 3개씩 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 하우징(100) 외부의 공기는 3개의 측방향 유로(1253)를 통해 PCB(1251)의 하면 내측으로 유입되어 인버터(1250)의 반도체 소자(IGBT, 커패시터 등)를 냉각한 후, 제1하우징 커버(120)의 3개의 축방향 관통홀(1205)을 통해 하우징(100)의 내부로 유입될 수 있다.
또한, 하우징(100) 외부의 공기는 3개의 사이드 홀(107)을 통해 흡기부(106)의 내측공간으로 유입되어 스테이터 어셈블리(110)를 냉각할 수 있다.
사이드 홀(107)을 통해 흡기부(106)의 내측공간으로 유입된 공기는 축방향 관통홀(1205)을 통과한 공기와 합류할 수 있다.
이와 같이 측방향 유로(1253)를 통해 유입된 공기와 사이드 홀(107)을 통해 유입된 공기는 하우징(100)의 내부 유로를 따라 이동하며 하우징(100)의 축방향(또는 하방향)으로 관통할 수 있다.
목부(104)는 제1수용부(101)와 제2수용부(102) 사이에 구비될 수 있다. 목부(104)는 직경이 제1수용부(101)의 직경보다 작게 형성될 수 있다.
제1수용부(101)의 하단과 목부(104) 사이에 경사부(105)가 구비될 수 있다.
경사부(105)는 제1수용부(101)에서 목부(104)로 갈수록 직경이 점차적으로 작아지게 형성될 수 있다.
경사부(105)는 제1수용부(101)의 하단에서 원주방향을 따라 연장된다.
경사부(105)는 제1수용부(101)의 하단에서 목부(104)를 향해 하향 경사지게 형성될 수 있다.
경사부(105)는 하우징(100)의 길이방향으로 중앙부에 배치될 수 있다.
경사부(105)의 외측면과 내측면은 서로 다른 기울기로 경사지게 형성될 수 있다.
경사부(105)의 내측면은 경사부(105)의 외측면보다 상대적으로 기울기가 더 크게 형성될 수 있다.
제1수용부(101)와 경사부(105)가 연결되는 내측 부분은 곡면 형태로 라운드지게 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 제1수용부(101)에서 경사부(105)로 이동하는 공기의 유로 저항을 최소화할 수 있다.
목부(104)의 내측면은 곡면 형태로 라운드지게 형성될 수 있다.
목부(104)의 곡률은 제1수용부(101)와 경사부(105)의 연결 부분의 곡률보다 작게 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 목부(104)의 내측 곡면은 곡면 형태로 형성되어, 공기가 제1수용부(101)에서 제2수용부(102)를 향해 목부(104)를 통과 시 공기 유동저항을 최소화할 수 있다.
목부(104)는 제2수용부(102)의 상단부와 연결될 수 있다. 목부(104)는 하우징(100)의 내측을 관통하는 내측유로의 직경 중에서 최소 직경을 갖는 부분이다.
제2수용부(102)는 원뿔 형태로 형성될 수 있다. 제2수용부(102)는 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 점차적으로 증가하게 형성될 수 있다. 제2수용부(102)의 상단은 제2수용부(102)의 하단보다 직경이 더 작다.
제2수용부(102)의 하단부에 제1플랜지(103)가 구비될 수 있다. 제1플랜지(103)는 링 형상으로 형성될 수 있다. 제1플랜지(103)는 제2수용부(102)의 하단에서 반경방향 외측으로 연장될 수 있다. 제1플랜지(103)는 제2수용부(102)의 하단에서 원주방향을 따라 형성될 수 있다.
제2수용부(102)는 임펠러(136)를 수용하도록 구성된다.
임펠러(136)는 모터로부터 받은 회전력을 유체, 즉 공기에 전달하여 공기를 회전시키도록 구성된다.
임펠러(136)는 회전축(131)의 일측에 장착되어, 회전축(131)과 함께 회전하도록 이루어진다.
임펠러(136)는 회전축(131)을 통해 모터로부터 동력을 전달받아 기류를 생성할 수 있다. 임펠러(136)는 제1수용부(101)로 유입되는 공기를 제2수용부(102)로 흡입하도록 이루어진다.
임펠러(136)는 사류형으로 구성될 수 있다.
임펠러(136)는 허브(1361)와 복수의 블레이드(1362)로 구성될 수 있다.
사류형 임펠러(136)의 경우 허브(1361)는 원뿔 형태로 형성될 수 있다. 허브(1361)는 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 커지도록 외측면이 기설정된 각도로 경사지게 형성될 수 있다.
허브(1361)의 내부에 축결합부가 구비된다. 축결합부는 원통 형태로 허브(1361)의 축방향으로 관통되게 형성된다.
회전축(131)의 일측은 축결합부의 내부에 삽입되어 결합되어, 임펠러(136)는 회전축(131)과 함께 회전할 수 있다.
복수의 블레이드(1362)는 허브(1361)의 외측면에서 제2수용부(102)의 내측면을 향해 돌출되게 형성될 수 있다. 복수의 블레이드(1362)는 허브(1361)의 외측면에서 기설정된 감쌈 각도(Wrap angle)로 나선방향으로 연장될 수 있다.
감쌈 각도(Wrap angle)는 블레이드(1362)가 허브(1361)의 외측면에서 원주방향으로 연장되는 길이의 각도를 의미한다.
블레이드(1362)의 감쌈 각도가 작으면 작을수록 임펠러(136)의 공기 유동저항이 감소한다.
본 실시예에서는 임펠러(136)의 공기 유동저항을 감소시키기 위해 임펠러(136)의 감김 각도는 90도 이하로 하는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 임펠러(136)는 모터의 회전력에 의해 제2수용부(102)에 대하여 회전함으로 블레이드(1362) 사이의 공기를 회전시킬 수 있고, 회전하는 공기는 허브(1361)의 외측면과 제2수용부(102)의 내측면 사이의 유로를 따라 제2수용부(102)의 상단에서 하단으로 이동할 수 있다.
하우징(100)의 하부에 제2하우징 커버(1210)가 장착될 수 있다.
제2하우징 커버(1210)는 아우터 커버(1211), 제2플랜지(1216), 제1이너 허브(1212), 제2베어링 수용부(1214), 제1베인(1213)을 포함하여 구성될 수 있다.
아우터 커버(1211)는 속이 빈 원통 형태로 형성될 수 있다. 아우터 커버(1211)는 제2하우징 커버(1210)의 외측면을 형성할 수 있다. 아우터 커버(1211)는 상하방향으로 직경이 일정하게 형성될 수 있다.
제2플랜지(1216)는 아우터 커버(1211)의 상단에서 반경방향 외측으로 연장될 수 있다.
제1플랜지(103)와 제2플랜지(1216)는 상하방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.
제2플랜지(1216)는 제1플랜지(103)보다 직경이 약간 작게 형성될 수 있다.
제1플랜지(103)는 제2플랜지(1216)보다 두께가 더 두껍게 형성될 수 있다.
제1플랜지(103)의 하면에 플랜지 수용홈이 오목하게 형성될 수 있다. 플랜지 수용홈은 제2플랜지(1216)가 수용되도록 형성될 수 있다. 플랜지 수용홈은 제2플랜지(1216)와 서로 형합 가능하게 형성될 수 있다.
제1플랜지(103)와 제2플랜지(1216) 각각은 복수의 체결홀을 구비할 수 있다. 복수의 체결홀은 제1플랜지(103)와 제2플랜지(1216)의 두께방향으로 관통되게 형성될 수 있다.
복수의 체결홀은 제1플랜지(103)와 제2플랜지(1216)의 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 제1 및 제2플랜지(1216)는 서로 형합될 수 있다. 스크류 등과 같은 체결부재가 복수의 체결홀을 관통하여 제1 및 제2플랜지(1216)에 체결됨으로, 제2하우징 커버(1210)는 하우징(100)의 하부에 체결될 수 있다.
제1이너 허브(1212)는 원통 형태로 형성될 수 있다. 제1이너 허브(1212)는 아우터 커버(1211)보다 직경이 작게 형성될 수 있다.
제1이너 허브(1212)의 상부는 막히고 제1이너 허브(1212)의 하부는 개방되게 형성될 수 있다.
아우터 커버(1211)의 축방향 길이는 제1이너 허브(1212)의 축방향 길이보다 더 길게 연장될 수 있다.
제1이너 허브(1212)의 상단부는 제1이너 허브(1212)의 상단에서 상방향으로 돌출되게 배치될 수 있다. 제1이너 허브(1212)의 중심은 아우터 커버(1211)의 중심에 일치하게 배치될 수 있다.
제1이너 허브(1212)의 상단부에 제2베어링 수용부(1214)가 구비될 수 있다. 제2베어링 수용부(1214)는 제1이너 허브(1212)의 상단부에서 상방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.
제2베어링 수용부(1214)는 내측에 제2베어링(135)을 수용할 수 있다.
제2베어링 수용부(1214)는 상방향으로 개방되게 형성될 수 있다. 제2베어링 수용부(1214)의 상부를 통해 제2베어링(135)이 수용될 수 있다.
제2베어링(135)은 볼 베어링으로 구현될 수 있다. 제2베어링(135)을 감싸도록 제2베어링(135)의 외주면에 제2홀더(1351)가 결합될 수 있다. 제2홀더(1351)는 원형의 링 형태로 형성될 수 있다.
제2홀더(1351)의 외주면에 제2오링(1352)이 장착될 수 있다. 제2오링(1352)은 한 개 또는 복수 개로 형성될 수 있다.
제2오링(1352)은 제2홀더(1351)의 길이방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
제2오링(1352) 및 제2홀더(1351)는 상술한 제1오링(1342) 및 제1홀더(1341)와 동일 내지 유사하게 구성되므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
제2베어링 수용부(1214)의 내측에 웨이브 와셔(1215; wave washer)가 수용될 수 있다. 웨이브 와셔(1215)는 물결 모양의 링 형태로 형성될 수 있다. 웨이브 와셔(1215)는 제2베어링 수용부(1214)의 내측 저면과 제2베어링(135) 사이에 배치될 수 있다.
웨이브 와셔(1215)는 제2베어링(135)의 압력을 고르게 분산시켜 면압을 낮출 수 있다.
제2베어링(135)은 제2오링(1352)에 의해 제2베어링 수용부(1214)의 내측면에 밀착되게 결합될 수 있다. 웨이브 와셔(1215)는 스프링 와셔와 같이, 즉 제2베어링(135)이 제2베어링 수용부(1214)에서 풀리는 것을 방지할 수 있다.
아우터 커버(1211)의 내주면과 제1이너 허브(1212)의 외주면 사이의 환형공간에 복수의 제1베인(1213)이 구비될 수 있다.
제1베인(1213)은 제1이너 허브(1212)의 외주면에서 아우터 커버(1211)의 내주면으로 돌출되게 형성될 수 있다.
제1베인(1213)은 제1이너 허브(1212)의 외주면에서 제1이너 허브(1212)의 상부에서 하방향으로 경사지게 연장될 수 있다. 제1베인(1213)은 축류형으로 구현될 수 있다.
복수의 제1베인(1213)은 아우터 커버(1211)와 제1이너 허브(1212)를 연결하도록 이루어진다. 제1베인(1213)의 내측단은 제1이너 허브(1212)의 외주면에 연결되고, 제1베인(1213)의 외측단은 아우터 커버(1211)의 내주면에 연결된다.
복수의 제1베인(1213)은 제1이너 허브(1212)의 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 제1베인(1213)은 아우터 커버(1211)와 제1이너 허브(1212) 사이에 고정되게 구비될 수 있다.
제1이너 허브(1212)의 하부에 제2이너 허브(1220)가 구비될 수 있다. 제1이너 허브(1212)와 제2이너 허브(1220)는 축방향으로 직렬로 배치될 수 있다.
제2이너 허브(1220)는 속이 빈 원통형으로 형성될 수 있다.
제2이너 허브(1220)는 제1이너 허브(1212)와 동일한 직경을 가질 수 있다.
제2이너 허브(1220)는 제1이너 허브(1212)의 하부에 장착될 수 있다.
제2이너 허브(1220)의 중심은 아우터 커버(1211)의 중심에 일체되게 배치될 수 잇다.
복수의 제2베인(1222)은 아우터 커버(1211)의 내주면과 제2이너 허브(1220)의 외주면 사이의 환형공간에 구비될 수 있다. 제2베인(1222)과 제2이너 허브(1220)는 아우터 커버(1211)의 내측에 수용될 수 있다.
제2베인(1222)은 제2이너 허브(1220)의 외주면에서 하방향으로 경사지게 연장될 수 있다. 제2베인(1222)은 축류형으로 구현될 수 있다.
복수의 제2베인(1222)은 아우터 커버(1211)와 제2이너 허브(1220)를 연결하도록 이루어진다. 제2베인(1222)의 내측단은 제2이너 허브(1220)의 외주면에 연결되고, 제2베인(1222)의 외측단은 아우터 커버(1211)의 내주면에 연결된다.
복수의 제2베인(1222)은 제2이너 허브(1220)의 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 제2베인(1222)은 아우터 커버(1211)와 제2이너 허브(1220) 사이에 고정되게 구비될 수 있다.
아우터 커버(1211)와 제2이너 허브(1220) 사이에 토출부(123)가 형성될 수 있다. 토출부(123)는 하우징(100)의 외부와 연통되게 연결될 수 있다.
토출부(123)는 제2수용부(102)에서 제2하우징 커버(1210)의 내측으로 이동하는 공기를 하우징(100)의 외부로 토출시킬 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 임펠러(136)에 의해 흡입된 공기는 제2수용부(102)에서 제2하우징 커버(1210)의 내측유로, 즉 아우터 커버(1211)의 내주면과 제1 및 제2이너 허브(1220)의 외주면 사이의 환형 공간으로 이동할 수 있다.
제1 및 제2베인(1213,1222)은 제2하우징 커버(1210)의 내측에 2단으로 직렬 배치되어, 임펠러(136)에 의해 흡입된 공기를 하우징(100)의 외측으로 이동 가능하게 가이드할 수 있다.
제1 및 제2베인(1213,1222)은 공기의 유동저항을 최소화할 수 있다.
제2이너 허브(1220)의 상부에 삽입부(1221)가 더 구비될 수 있다. 삽입부(1221)는 제1이너 허브(1212)와 제2이너 허브(1220)를 결합하도록 이루어진다. 삽입부(1221)는 제2이너 허브(1220)의 상부에서 상방향으로 직경이 작게 형성될 수 있다.
삽입부(1221)는 속이 빈 원통형으로 형성될 수 있다. 삽입부(1221)는 제1이너 허브(1212)의 내부로 삽입되어 포개지게 결합됨으로써, 제1이너 허브(1212)와 제2이너 허브(1220)가 서로 결합될 수 있다.
삽입부(1221)의 상부는 반경방향 내측으로 연장되게 형성될 수 있다. 삽입부(1221)의 상부와 제1이너 허브(1212)의 상부는 상하방향으로 중첩되게 배치될 수 있다. 삽입부(1221)의 상부와 제1이너 허브(1212)의 상부 내측은 스크류 등과 같은 체결부재에 의해 서로 체결될 수 있다.
하우징(100)은 축방향으로 직경이 일정하게 형성되지 않고 제1수용부(101)의 하단에서 경사부(105), 목부(104) 및 제2수용부(102)의 하단까지 반경방향 내측으로 함몰되게 형성되면, 하우징(100)의 축방향으로 지지강성이 감소할 수 있다.
이를 보완하기 위해, 하우징(100)의 외측에 복수의 보강리브(124)가 구비될 수 있다.
보강리브(124)는 하우징(100)의 외측 하부에 배치될 수 있다.
보강리브(124)는 목부(104)에서 제1수용부(101)의 외측단과 제2수용부(102)의 외측단을 향해 반경방향 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
보강리브(124)의 높이는 제1수용부(101)의 하단에서 제2수용부(102)의 하단까지 연장될 수 있다.
보강리브(124)는 복수 개로 하우징(100)의 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 보강리브(124)가 3개로 구비되고, 120도의 등간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
보강리브(124)는 경사부(105), 목부(104) 및 제2수용부(102)를 상하방향으로 가로지르며 수직하게 배치될 수 있다.
복수의 보강리브(124)는 제1수용부(101)의 하단에서 경사부(105), 목부(104), 제2수용부(102) 및 제1플랜지(103)부를 상하방향으로 연결할 수 있다.
제1수용부(101) 내측의 지지부(1090)와 제2수용부(102) 외측의 보강리브(124)는 상하방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 하우징(100)의 축방향 지지 강성을 보강할 수 있다.
(2) 로터 어셈블리(130)
로터 어셈블리(130)는 회전축(131), 영구자석(132) 및 복수의 엔드플레이트(133)를 포함하여 구성될 수 있다.
회전축(131)의 중심은 하우징(100)의 중심에 일치되게 배치될 수 있다.
회전축(131)은 회전축(131)의 중심을 축방향으로 가로지르도록 연장될 수 있다.
회전축(131)은 제1 및 제2베어링 지지부(1311, 1312), 영구자석 장착부(1313), 축연장부(1314), 임펠러 장착부(1315)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 및 제2베어링 지지부(1311, 1312)는 회전축(131)의 양단부에 구비될 수 있다. 제1베어링 지지부(1311)는 회전축(131)의 상단부, 즉 공기의 이동방향을 기준으로 영구자석 장착부(1313)의 상류측에 배치될 수 있다.
제2베어링 지지부(1312)는 회전축(131)의 하단부, 즉 공기의 이동방향을 기준으로 임펠러 장착부(1315)의 하류측에 배치될 수 있다
회전축(131)의 양단부는 복수의 베어링(134,135)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.
복수의 베어링(134,135)은 제1베어링(134)과 제2베어링(135)으로 구성될 수 있다.
제1베어링 지지부(1311)는 제1베어링(134)의 중앙홀을 관통하여 결합되고, 제1베어링(134)에 의해 지지될 수 있다. 제2베어링 지지부(1312)는 제2베어링(135)의 중앙홀을 관통하여 결합되고, 제2베어링(135)에 의해 지지될 수 있다.
영구자석 장착부(1313)는 제1베어링 지지부(1311)에서 하방향으로 직경이 약간 크게 형성될 수 있다. 공기의 이동방향을 기준으로 영구자석 장착부(1313)는 제1베어링 지지부(1311)의 하류측에 배치될 수 있다.
영구자석 장착부(1313)는 제1베어링 지지부(1311)보다 길이가 길게 형성될 수 있다.
영구자석(132)의 중앙에 축수용공이 축방향으로 관통되게 형성될 수 있다.
영구자석 장착부(1313)는 축수용공을 관통할 수 있다.
영구자석 장착부(1313)는 영구자석(132)의 길이보다 더 길게 형성될 수 있다. 영구자석(132)은 영구자석 장착부(1313)를 따라 축방향으로 슬라이드 가능하며 영구자석 장착부(1313)에 장착될 수 있다.
영구자석(132)이 영구자석 장착부(1313)에서 축방향으로 움직이는 것을 제한하기 위해, 복수의 엔드플레이트(133)가 영구자석(132)의 상부와 하부에 각각 배치될 수 있다. 복수의 엔드플레이트(133)는 공기의 이동방향을 기준으로 영구자석(132)의 상류측과 하류측에 배치되어, 영구자석(132)의 축방향 이동을 제한할 수 있다.
축연장부(1314)는 공기의 이동방향을 기준으로 영구자석 장착부(1313)의 하류측에 직경이 약간 더 크게 축방향으로 연장될 수 있다.
축연장부(1314)의 직경이 영구자석 장착부(1313)의 직경보다 큰 경우에 영구자석(132)의 축방향 중 하방향으로 이동하는 것을 제한할 수 있으므로, 복수의 엔드플레이트(133) 중 어느 하나는 생략될 수 있다.
임펠러 장착부(1315)는 축연장부(1314)에서 하방향으로 직경이 작게 형성될 수 있다.
임펠러 장착부(1315)가 임펠러(136)의 축결합부에 관통하여 결합됨으로, 임펠러(136)는 임펠러 장착부(1315)에 장착될 수 있다.
임펠러(136)의 허브(1361)의 하부에 리세스부(1363)가 함몰되게 형성될 수 있다. 리세스부(1363)의 내측에 제2베어링 수용부(1214)가 수용될 수 있다.
임펠러(136)의 리세스부(1363)는 제2베어링 수용부(1214)와 제2베어링(135)을 덮을 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 제2베어링(135)은 리세스부(1363)에 의해 막혀서 제2베어링 수용부(1214)에서 제2베어링 수용부(1214)의 외부로 이탈되는 것을 제한할 수 있다.
또한, 임펠러(136)의 리세스부(1363)가 제2베어링 수용부(1214)와 제2베어링(135)을 덮고 있어서, 공기 중에 포함된 먼지 등의 이물질이 제2베어링 수용부(1214)와 제2베어링(135) 사이의 틈새로 침투하는 것을 봉쇄할 수 있다.
(3) 스테이터 어셈블리(110)
본 발명의 모터는 3상 모터로 구현될 수 있다.
3상 모터는 서로 다른 위상을 갖는 3개의 교류전원을 이용하여 로터 주위에 회전 자기장을 형성함으로 동력을 얻을 수 있다.
스테이터 어셈블리(110)는 제1수용부(101)의 내부에 수용될 수 있다.
스테이터 어셈블리(110)는 스테이터 코어(111), 복수의 스테이터 코일(117)을 포함하여 구성될 수 있다.
복수의 스테이터 코일(117)은 스테이터 코어(111)에 권선될 수 있다.
본 실시예에서는 3개의 스테이터 코일(117)이 스테이터 코어(111)에 권선될 수 있다.
3상(예, U상, V상, W상)의 교류전원은 3개의 스테이터 코일(117)에 각각 연결되어, 스테이터 코일(117)에 교류전원이 인가될 수 있다. 스테이터 코일(117)에 교류전원이 인가되면 로터 주위에 회전 자기장이 발생함으로, 로터가 회전할 수 있다.
스테이터 코어(111)는 백 요크(112)(BACK YOKE)와 복수의 티스(114)를 포함하여 구성될 수 있다.
백 요크(112)는 속이 빈 원통 형상으로 형성될 수 있다.
복수의 티스(114)는 백 요크(112)의 내측에 구비된다.
복수의 스테이터 코일(117)은 복수의 티스(114)에 각각 권선될 수 있다. 티스(114)의 개수는 스테이터 코일(117)의 개수와 대응되게 구비될 수 있다.
복수의 티스(114)는 백 요크(112)의 원주방향으로 등간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.
백 요크(112)의 내측에 복수의 내부유로(108)가 구비될 수 있다.
복수의 내부유로(108)는 복수의 티스(114) 사이에 형성된다. 복수의 내부유로(108)와 복수의 티스(114)는 백 요크(112)의 원주방향으로 교대로 배치될 수 있다.
복수의 내부유로(108) 각각은 스테이터 코어(111)의 축방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 제1수용부(101)로 유입된 공기는 복수의 내부유로(108)를 따라 스테이터 어셈블리(110)의 내부를 관통하여 흐를 수 있다.
본 발명에 따른 모터는 소형화를 위해 직경이 작은 스테이터 코어(111)를 사용한다.
스테이터 코어(111)가 작으면, 백 요크(112)의 직경도 작다. 백 요크(112)의 직경이 작으면 백 요크(112) 내부와 티스(114) 사이의 협소한 공간으로 인해, 복수의 티스(114)에 스테이터 코일(117)을 권선하기가 곤란하다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 복수의 티스(114)는 백 요크(112)와 분리되도록 형성될 수 있다. 복수의 티스(114)는 백 요크(112)의 내주면에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
백 요크(112)의 내주면에 복수의 티스결합홈(113)이 반경방향으로 오목하게 형성될 수 있다. 티스결합홈(113)은 백 요크(112)의 축방향으로 연장되게 형성될 수 있다.
티스(114)의 외측 단부에 결합돌기(116)가 돌출되게 형성될 수 있다.
티스(114)의 결합돌기(116)는 백 요크(112)의 티스결합홈(113)에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
스테이터 코일(117)이 티스(114)에 권선된 후, 복수의 티스(114)가 백 요크(112)의 티스결합홈(113)을 따라 슬라이딩되어 결합될 수 있다.
스테이터 코어(111)와 스테이터 코일(117) 사이에 인슐레이터(118)가 구비될 수 있다.
인슐레이터(118)는 스테이터 코일(117)과 스테이터 코일(117) 사이를 전기적으로 절연시키도록 이루어진다.
인슐레이터(118)는 복수의 백 요크 인슐레이터(1181)와 복수의 티스 인슐레이터(1184)를 포함할 수 있다.
백 요크 인슐레이터(1181)는 백 요크(112)의 내측면과 백 요크(112)의 양단부 직경면을 감싸도록 이루어진다.
백 요크 인슐레이터(1181)는 상부 백 요크 인슐레이터(1182)와 하부 백 요크 인슐레이터(1183)로 분리되게 형성될 수 있다.
상부 백 요크 인슐레이터(1182)는 백 요크(112)의 상단부 직경면과 백 요크(112)의 내측면을 감싸도록 이루어진다.
하부 백 요크 인슐레이터(1183)는 백 요크(112)의 하단부 직경면을 감싸도록 이루어진다.
복수의 티스 인슐레이터(1184) 각각은 상부 티스 인슐레이터(1185)와 하부 티스 인슐레이터(1186)를 포함하여 구성될 수 있다.
상부 티스 인슐레이터(1185)는 티스(114)의 상면과 티스(114)의 양측면의 일부를 감싸도록 형성될 수 있다.
하부 티스 인슐레이터(1186)는 티스(114)의 하면과 티스(114)의 양측면의 일부를 감싸도록 형성될 수 있다.
상부 티스 인슐레이터(1185)의 하단부과 하부 티스 인슐레이터(1186)의 상단부는 티스(114)의 양측면의 중간에서 서로 중첩되게 배치되어 결합될 수 있다.
복수의 스테이터 코일(117)의 일단부에 3상의 교류전원을 공급하기 위해 복수의 전원단자(1190)가 연결될 수 있다.
복수의 스테이터 코일(117)의 타단부에 중성선 단자(1191)가 연결될 수 있다. 중성선 단자(1191)는 3상의 스테이터 코일(117) 각각의 타단부를 연결하도록 이루어진다.
상부 티스 인슐레이터(1185)의 외측 단부에 단자장착부가 형성될 수 있다. 단자장착부는 전원 단자장착부(1194)와 중성선 단자장착부(1195)를 포함한다.
전원 단자장착부(1194)와 중성선 단자장착부(1195)는 내부에 수용공간을 구비하여, 전원단자(1190)와 중성선 단자(1191)가 전원 단자장착부(1194)와 중성선 단자장착부(1195)에 각각 장착될 수 있다.
전원 단자장착부(1194)와 중성선 단자장착부(1195)는 격벽에 의해 서로 분리될 수 있다. 전원단자(1190)는 전원 단자장착부(1194)에 장착되어, 스테이터 코일(117)의 일단부에 연결될 수 있다. 중성선 단자(1191)는 중성선 단자장착부(1195)에 장착되어, 스테이터 코일(117)의 타단부에 연결될 수 있다.
복수의 중성선 단자(1191)는 커넥션 링(1192)에 의해 연결될 수 있다. 커넥션 링(1192)은 원형의 링 형태로 형성될 수 있다.
커넥션 링(1192)에 복수의 커넥션 바(1193)가 구비될 수 있다. 복수의 커넥션 바(1193)는 커넥션 링(1192)의 외주면에서 반경방향 외측으로 연장될 수 있다. 커넥션 바(1193)는 중성선 단자(1191)에 연결되도록 축방향으로 꺽임 구조로 형성될 수 있다. 복수의 중성선 단자(1191)는 커넥션 바(1193; connection bar)와 커넥션 링(1192)에 의해 연결될 수 있다.
스테이터 어셈블리(110)의 내측에 로터 어셈블리(130)가 공극을 두고 배치된다. 로터 어셈블리(130)는 스테이터 어셈블리(110)에 대하여 회전될 수 있다.
스테이터 코어(111)의 내측 중심부에 로터수용공이 구비된다. 폴슈(115)는 티스(114)의 내측 단부에서 원주방향을 따라 돌출되게 형성될 수 있다. 로터수용공은 복수의 폴슈(115) 내측에 축방향으로 관통되게 형성될 수 있다.
영구자석(132)은 로터수용공에 배치될 수 있다.
스테이터 어셈블리(110)와 로터 어셈블리(130)는 제1베어링(134)과 제2베어링(135) 사이에 배치될 수 있다.
스테이터 어셈블리(110)와 로터 어셈블리(130)는 서로 전자기적 상호작용을 함으로, 로터 어셈블리(130)가 스테이터 어셈블리(110)에 대하여 회전될 수 있다.
3개의 스테이터 코일(117)은 3상의 교류전원을 인가받아 영구자석(132) 주위에 회전자기장을 발생시킬 수 있다.
영구자석(132)은 회전자기장에 의해 회전될 수 있다. 영구자석(132)과 회전축(131)은 일체로 회전될 수 있다.
임펠러(136)는 제1베어링(134)과 제2베어링(135) 사이에 배치될 수 있다.
로터 어셈블리(130)와 임펠러(136)가 제1베어링(134)과 제2베어링(135) 사이에 배치되면, 제1베어링(134)과 제2베어링(135)이 회전축(131)의 양단을 지지함으로써, 로터 어셈블리(130)와 임펠러(136)의 회전 시 구조적인 안정성을 강화시킬 수 있다.
스테이터 어셈블리(110)와 로터 어셈블리(130)는 공기의 이동방향을 기준으로 임펠러(136)의 상류측에 배치될 수 있다.
스테이터 어셈블리(110)와 로터 어셈블리(130)가 임펠러(136)의 상류측에 배치되면, 하우징(100) 외부의 찬 공기가 먼저 스테이터 어셈블리(110)의 내부유로(108)를 관통한 후, 임펠러(136)로 흡입되기 때문에, 모터의 냉각성능을 보다 효율적으로 높일 수 있다.
스테이터 어셈블리(110)의 내부유로(108)는 백 요크(112)의 내측 공간을 포함한다.
내부유로(108)는 복수의 티스(114)에 각각 권선된 복수의 스테이터 코일(117)의 와인딩 사이에 형성되는 공간을 포함한다.
내부유로(108)는 티스(114)와 영구자석(132) 사이의 공극을 포함한다.
그러나, 백 요크(112)의 내측 공간에는 복수의 스테이터 코일(117), 복수의 티스(114), 영구자석(132) 및 회전축(131)이 수용되어, 공기가 내부유로(108)를 축방향으로 관통할 수 있는 공간이 매우 협소하기 때문에, 유로 저항 및 유로 손실이 매우 크다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본원발명은 바이패스 유로(109)를 제공한다.
(4) 바이패스 유로(109)
바이패스 유로(109)는 하우징(100)의 외측 또는 내측에 구비될 수 있다.
본 실시예에서는 바이패스 유로(109)는 하우징(100)의 내측에 구비된 모습을 보여준다.
바이패스 유로(109)는 스테이터 어셈블리(110)의 외측에 구비될 수 있다.
바이패스 유로(109)는 하우징(100)과 스테이터 코어(111) 사이에 배치될 수 있다.
바이패스 유로(109)는 하우징(100)의 내주면과 백 요크(112)의 외주면 사이에 배치될 수 있다.
바이패스 유로(109)는 하우징(100)의 내측에 두께방향으로 함몰되게 형성될 수 있다.
바이패스 유로(109)는 제1수용부(101)의 내측에 구비될 수 있다.
바이패스 유로(109)는 제1수용부(101)의 내측에 복수 개로 구비될 수 있다. 바이패스 유로(109)의 개수는 스테이터 코일(117)의 와인딩 개수와 대응되게 구비될 수 있다.
본 실시예에서는 바이패스 유로(109)가 3개로 구비된 모습을 보여준다.
복수의 바이패스 유로(109)는 반경방향의 폭이 좁고 원주방향의 유로 길이가 상기 폭에 비해 상대적으로 더 긴 형태로 원주방향을 따라 연장될 수 있다.
복수의 바이패스 유로(109)는 원형의 링 형태로 형성될 수 있다.
복수의 바이패스 유로(109) 각각은 원호 형태로 형성될 수 있다.
복수의 바이패스 유로(109)는 제1수용부(101)의 내측에 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다.
하우징(100)의 내측에 복수의 지지부(1090)가 구비될 수 있다. 복수의 지지부(1090)는 스테이터 코어(111)의 외주면에 접촉되어 스테이터 코어(111)를 지지하도록 이루어진다.
복수의 지지부(1090)는 제1수용부(101)의 내주면에서 반경방향 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
복수의 지지부(1090)는 하우징(100)의 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 복수의 지지부(1090)의 중심부는 원주방향으로 등간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
본 실시예에서 지지부(1090)는 3개로 구비되며, 복수의 지지부(1090)는 원주방향을 따라 120도의 등간격으로 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 바이패스 유로(109)와 복수의 지지부(1090)는 하우징(100)의 원주방향으로 교대로 배치될 수 있다.
바이패스 유로(109)의 원주길이는 제1수용부(101)의 원주길이(360도 한 바퀴의 원주) 대비 1/4(90도/360도) 내지 1/3(120도/360도) 범위 이내의 비율로 형성될 수 있다.
바이패스 유로(109)의 원주방향 길이는 지지부(1090)의 원주방향 길이에 비해 길게 형성될 수 있다.
지지부(1090)의 원주방향 길이는 바이패스 유로(109)의 원주방향 길이 대비 1/5~1/6 범위 이내의 비율로 형성될 수 있다.
지지부(1090)의 축방향 높이는 흡기부(106)의 상단에서 제1수용부(101)의 하단까지 연장되게 형성될 수 있다.
지지부(1090)는 제1지지부(1091) 내지 제3지지부(1093)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1지지부(1091)는 흡기부(106)의 내주면에서 반경방향 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 복수의 제1지지부(1091)는 복수의 사이드 홀(107) 사이에 배치될 수 있다.
제1하우징 커버(120)는 흡기부(106)의 상부에 체결될 수 있다. 제1지지부(1091)에 체결홈이 상하방향으로 형성될 수 있다. 제1하우징 커버(120)의 아우터 링부(1201)와 흡기부(106)의 제1지지부(1091)는 스크류 등과 같은 체결부재에 의해 체결될 수 있다. 제1지지부(1091)는 제1하우징 커버(120)를 흡기부(106)의 상부에 고정할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 제1지지부(1091)의 반경방향으로 돌출되는 길이는 흡기부(106)의 두께 대비 더 두꺼우므로, 사이드 홀(107)로 인해 약해진 흡기부(106)의 두께 강성을 보강할 수 있다.
복수의 사이드 홀(107)은 흡기부(106)의 반경방향 내측으로 관통되게 형성될 수 있다. 복수의 사이드 홀(107)은 공기의 유동방향을 하우징(100)의 외측에서 하우징(100)의 내측을 향해 반경방향 내측으로 유입될 수 있다.
또한, 제1지지부(1091)는 원주방향으로 이격되는 복수의 사이드 홀(107) 사이에 배치되고 반경방향 외측으로 돌출되어, 하우징(100)의 외부에서 사이드 홀(107)을 통해 유입되는 공기의 유동방향을 반경방향으로 유도할 수 있다.
스테이터 코일(117)의 와인딩의 일부는 제1수용부(101)의 상부로 돌출되게 배치될 수 있다.
사이드 홀(107)을 통해 반경방향으로 유입되는 공기는 스테이터 코일(117)과 접촉함으로 열교환하여 스테이터 코일(117)에서 발생하는 열을 냉각할 수 있다.
제2지지부(1092)는 제1지지부(1091)의 하부에 구비될 수 있다.
제2지지부(1092)는 제1수용부(101)의 상단에서 하방향으로 연장될 수 있다. 제2지지부(1092)는 제1수용부(101)의 내주면에서 반경방향 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
복수의 제2지지부(1092)는 스테이터 코어(111)의 백 요크(112)의 외주면을 지지하도록 구성된다.
복수의 제2지지부(1092)는 바이패스 유로(109)의 일측면을 형성할 수 있다.
복수의 바이패스 유로(109)는 제1수용부(101)의 내주면, 복수의 제2지지부(1092) 각각의 일측면, 백 요크(112)의 외주면에 의해 형성될 수 있다.
복수의 바이패스 유로(109)는 복수의 사이드 홀(107)과 서로 연통되게 연결될 수 있다.
복수의 바이패스 유로(109)와 제1하우징 커버(120)의 축방향 관통홀(1205)은 상하방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 복수의 바이패스 유로(109)는 제1하우징 커버(120)의 축방향 관통홀(1205)과 상하방향으로 연통되게 될 수 있다.
제1지지부(1091)와 제2지지부(1092)는 상하방향으로 동일한 수직선상에 배치되고 일체로 형성될 수 있다.
제1지지부(1091)와 제2지지부(1092) 각각의 내측면은 곡면 형태로 형성될 수 있다.
제1지지부(1091)와 제2지지부(1092)의 내측면은 서로 동일한 수직 곡면상에 배치된다.
제2지지부(1092)의 내측면은 백 요크(112)의 외주면과 면접촉되어, 제2지지부(1092)는 스테이터 코어(111)를 지지할 수 있다.
스테이터 코어(111)의 외주면은 제2지지부(1092)의 내측면으로 압입 결합될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 제1지지부(1091)는 스테이터 어셈블리(110)의 조립 시 스테이터 코어(111)가 제2지지부(1092)의 내측면으로 삽입되도록 스테이터 코어(111)의 이동방향을 가이드할 수 있다.
제3지지부(1093)는 제2지지부(1092)의 하부에 구비될 수 있다.
제3지지부(1093)는 제1수용부(101)의 내주면에서 반경방향 외측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
제3지지부(1093)는 제2지지부(1092)의 하단에서 반경방향 외측으로 더 돌출되게 형성될 수 있다.
제3지지부(1093)의 높이는 제2지지부(1092)의 하단에서 제1수용부(101)의 하단까지 연장될 수 있다.
제3지지부(1093)의 상단은 수평하게 형성될 수 있다. 제3지지부(1093)의 상단은 원주방향으로 수평한 평면 형태로 형성된다.
이러한 구성에 의하면, 스테이터 코어(111)의 백 요크(112)의 하단부가 제3지지부(1093)의 상단 평면에 안착될 수 있다. 제3지지부(1093)는 스테이터 어셈블리(110)를 수평하게 지지할 수 있다.
바이패스 유로(109)는 백 요크(112)의 외주면과 제1수용부(101)의 내주면 사이에 형성된다. 이러한 구성에 의하면, 바이패스 유로(109)는 하우징(100)의 내부를 관통하는 공기의 유로단면적을 확장시킬 수 있다.
바이패스 유로(109)는 백 요크(112)의 내부유로(108)와 분리되도록 이루어진다.
바이패스 유로(109)는 제1수용부(101)의 내부로 유입되는 공기의 일부를 백 요크(112)의 내부유로(108)를 관통하는 공기의 일부로부터 분리할 수 있다.
백 요크(112)의 내부유로(108)는 복수의 티스(114)와 복수의 스테이터 코일(117) 와인딩을 수용하고 있어서, 바이패스 유로(109)에 비해 유로저항이 상당히 크다.
제1수용부(101)의 내부로 유입되는 공기의 일부는 바이패스 유로(109)를 통해 스테이터 어셈블리(110)를 우회할 수 있다.
제1수용부(101)의 내부로 유입되는 공기의 다른 일부는 백 요크(112)의 내부유로(108)를 관통할 수 있다.
바이패스 유로(109)를 통과하는 공기의 유량은 백 요크(112)의 내부유로(108)를 통과하는 공기의 유량보다 훨씬 많다.
제1수용부(101)에 유입되는 공기의 유량을 100%라고 가정할 때, 바이패스 유로(109)의 공기유량과 내부유로(108)의 공기유량은 80% 대 20% 일 수 있다.
바이패스 유로(109)의 면적은 백 요크(112)의 내부유로(108)의 면적보다 작지만, 바이패스 유로(109)의 유량은 백 요크(112)의 내부유로(108)의 유량보다 훨씬 많다.
따라서, 바이패스 유로(109)는, 백 요크(112)가 스테이터 코일(117)을 둘러싸고, 하우징(100)의 제1수용부(101)가 백 요크(112)를 둘러싸는 구조에서 발생하는 유로 저항을 최소화할 수 있다.
또한, 바이패스 유로(109)를 따라 흐르는 공기는 스테이터 코어(111)의 백 요크(112)의 외주면에 접촉되어 열교환함으로, 스테이터 코어(111)의 냉각성능을 향상시킬 수 있다.
티스(114)의 원주방향 폭(두께)의 중심은 바이패스 유로(109)의 원주방향 길이의 중심과 반경방향으로 일치되도록, 복수의 티스(114)와 복수의 스테이터 코일(117) 와인딩이 백 요크(112)의 내측에 배치될 수 있다.
티스(114)에 권선된 스테이터 코일(117) 와인딩의 중심을 반경방향으로 지나는 반경방향 중심선은 바이패스 유로(109)의 원주방향 길이의 중심에 일치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 공기는 바이패스 유로(109)를 따라 이동 시 바이패스 유로(109)의 원주방향 길이의 중심부에서 유로저항이 가장 작기 때문에, 바이패스 유로(109)의 원주방향 길이의 중앙부의 유속이 바이패스 유로(109)의 원주방향 길이의 양단에서의 유속보다 더 빠르다.
스테이터 코일(117)은 모터 구동 시 가장 열이 많이 발생하기 때문에, 스테이터 코일(117)의 중심부가 공기의 유속이 가장 빠른 바이패스 유로(109)의 원주방향 길이의 중심부에 배치됨으로써, 스테이터 코일(117)을 보다 효율적으로 냉각할 수 있다.
바이패스 유로(109)의 크기가 작더라도 모터의 냉각 성능이 크게 향상될 수 있다.
바이패스 유로(109)를 통과한 공기는 제1수용부(101)와 목부(104) 사이의 경사부(105)에서 백 요크(112)의 내부유로(108)를 통과한 공기와 합류할 수 있다.
3. 본 발명의 다른 실시예에 따른 하우징(200)의 지지부(2090)의 설명
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하우징(200)의 지지부(1090) 구조를 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 10에서 XI-XI를 따라 취한 단면도로서, 스테이터 어셈블리(110) 등을 제거하고 하우징(200)의 내부 구조를 보여준다.
본 실시예는 지지부(2090)가 지지리브(2094)를 더 구비한다는 점에서 상술한 도 1 내지 도 9의 실시예와 다르다.
지지리브(2094)는 스테이터 코어(111) 어셈블리를 감쌈으로 지지하도록 이루어진다.
스테이터 코어(111)의 외측에 배치된다. 지지리브(2094)는 스테이터 코어(111)의 외주면을 감싸도록 형성된다. 지지리브(2094)는 백 요크(112)의 외주면에 접촉 가능하게 원형의 링 형태로 형성된다. 지지리브(2094)는 백 요크(112)의 전체 외주면을 둘러쌀 수 있다. 지지리브(2094)는 백 요크(112)의 원주방향을 따라 연장될 수 있다.
지지리브(2094)의 두께는 제1수용부(101)의 두께보다 더 얇게 형성될 수 있다.
지지리브(2094)의 높이는 제2지지부(1092)의 높이보다 낮게 형성될 수 있다. 지지리브(2094)의 높이는 백 요크(112)의 높이와 동일하게 형성될 수 있다.
지지리브(2094)의 상단은 제1수용부(101)의 상단보다 낮게 배치될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 지지리브(2094)의 상단이 사이드 홀(107)보다 낮게 위치함으로, 사이드 홀(107)을 통해 제1수용부(101)의 내측으로 유입되는 공기가 지지리브(2094)의 상단을 지날 때, 공기의 저항을 줄일 수 있다.
지지리브(2094)는 제1수용부(101)의 내주면에서 반경방향 내측으로 이격되게 배치될 수 있다.
복수의 지지리브(2094) 각각은 제2지지부(1092)의 일측면 전단부에서 백 요크(112)의 원주방향을 따라 연장되어 하나의 폐루프 형태로 형성할 수 있다.
지지리브(2094)는 복수의 제2지지부(1092) 각각의 전단부를 연결할 수 있다.
지지리브(2094)는 스테이터 코어(111)의 외주면 전체를 감쌈으로 스테이터 어셈블리(110)를 지지하기 위한 강성을 더욱 높일 수 있다.
바이패스 유로(109)는 제1수용부(101)의 내주면과 지지리브(2094) 사이에 형성될 수 있다.
기타 구성요소는 상술한 도 1 내지 도 9의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명을 생략하기로 한다.
4. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 하우징(100)의 바이패스 유로(3090,3091)의 설명
(1) 바이패스 유로(3090)의 아크 형상
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터를 보여주는 개념도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이패스 유로(3090)가 아크 형상으로 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
본 실시예에서 바이패스 유로(3090)가 아크 형상으로 형성된다는 점에서 상술한 도 1 내지 도 11의 실시예와 다르다.
바이패스 유로(3090)는 제1수용부(101)의 내측에 복수 개로 구비될 수 있다.
바이패스 유로(3090)는 제1수용부(101)의 내주면에서 반경방향 외측으로 함몰되게 형성될 수 있다.
바이패스 유로(3090)는 제1수용부(101)의 축방향을 따라 관통되게 형성될 수 있다.
바이패스 유로(3090)는 반원 또는 원호(arc) 형상으로 형성될 수 있다.
바이패스 유로(3090)의 곡률은 제1수용부(101)의 곡률보다 더 작게 형성될 수 있다.
복수의 바이패스 유로(3090)는 제1수용부(101)의 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 본 실시예에서 바이패스 유로(3090)의 개수는 3개이나, 3개에 한정되지 않는다.
바이패스 유로(3090)의 중심은 원주방향으로 120도의 등간격을 두고 이격 배치될 수 있다.
바이패스 유로(3090)의 원호 길이는 백 요크(112)의 원주길이의 1/12보다 더 크고 제1수용부(101)의 외주면의 원주길이의 1/8보다 더 작게 형성될 수 있다.
바이패스 유로(3090)의 원호 중심과 스테이터 코어(111)의 중심을 반경방향으로 지나는 복수의 제1반경방향 중심선은 티스(114)의 원주방향 중심과 스테이터 코어(111)의 중심을 반경방향으로 지나는 복수의 제2반경방향 중심선과 60도의 위상차를 두고 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
도 12에서 실선으로 표시되는 화살표는 스테이터 코어(111)의 내부유로(108)를 관통하는 공기의 흐름을 보여주고, 점선으로 표시되는 화살표는 바이패스 유로(3090)를 따라 관통하는 공기의 흐름을 보여준다.
바이패스 유로(3090)의 공기 흐름을 점선으로 표시한 이유는 도 12의 단면도에서 바이패스 유로(3090)가 실질적으로 보이지 않기 때문이다.
본 실시예의 지지부는 흡기부의 내주면에서 반경방향으로 돌출되는 제1지지부(1091)를 생략할 수 있다.
기타 구성요소는 도 1 내지 도 11의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
(2) 바이패스 유로(3091)의 다각형 형상
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 바이패스 유로(3091)의 형상이 삼각형으로 형성된 모습을 보여주는 개념도이다.
본 실시예에서 바이패스 유로(3091)가 삼각형 형상으로 형성된다는 점에서 상술한 도 1 내지 도 13의 실시예와 다르다.
다만, 바이패스 유로(3091)의 단면 형상은 삼각형 이외에도 사각형 등 다각형으로 형성되고, 원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
바이패스 유로(3091)의 개수는 3개에 한정되지 않는다.
바이패스 유로(3091)는 제1수용부(101)의 내측에 복수 개로 구비될 수 있다.
바이패스 유로(3091)는 제1수용부(101)의 내주면에서 반경방향 외측으로 함몰되게 형성될 수 있다.
바이패스 유로(3091)는 제1수용부(101)의 축방향을 따라 관통되게 형성될 수 있다.
바이패스 유로(3091)는 삼각형 형상으로 형성될 수 있다. 바이패스 유로(3091)는 삼각형 이외에도 사각형 등 다각형 형태로 형성될 수 있다.
복수의 바이패스 유로(3091)는 제1수용부(101)의 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 본 실시예에서 바이패스 유로(3091)의 개수는 3개이나, 3개에 한정되지 않는다.
바이패스 유로(3091)의 중심은 백 요크(112)의 원주방향으로 120도의 등간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.
바이패스 유로(3091)의 원호 길이는 백 요크(112)의 외주면 원주길이의 1/20보다 더 크고 제1수용부(101)의 외주면의 원주길이의 1/8보다 더 작게 형성될 수 있다.
바이패스 유로(3091)의 원주방향 폭의 중심과 스테이터 코어(111)의 중심을 반경방향으로 지나는 복수의 제1반경방향 중심선은 티스(114)의 원주방향 중심과 스테이터 코어(111)의 중심을 반경방향으로 지나는 복수의 제2반경방향 중심선과 60도의 위상차를 두고 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
본 실시예의 지지부는 흡기부의 내주면에서 반경방향으로 돌출되는 제1지지부(1091)를 생략할 수 있다.
기타 구성요소는 도 1 내지 도 13의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
5. 본 발명에 따른 모터의 바이패스 유로(109)의 작동 및 효과 설명
이하의 설명에서 바이패스 유로(109)의 작동 및 효과 설명은 도 1 내지 도 9를 기준으로 설명하기로 한다. 다만, 이러한 바이패스 유로(109)의 작동 및 효과는 조 10 내지 도 14에도 적용될 수 있다.
(1) 바이패스 유로(109)의 작동과정
공기의 이동경로를 살펴보면 아래와 같다.
공기는 인버터(1250)의 측방향 유로(1253) / 모터의 사이드 홀(107)을 통해 유입 -> 제1하우징 커버(120)의 축방향 관통홀(1205) -> 흡기부(106) -> 스테이터 어셈블리(110) 내부유로(108) / 바이패스 유로(109)로 분기 -> 경사부(105)에서 합류 -> 목부(104) -> 임펠러(136) -> 제2하우징 커버(1210)의 제1베인(1213) -> 제2베인(1222)을 통과하여 유출된다.
더욱 상세하게 설명하면, 하우징(100) 외부의 공기는 2개의 이동경로를 통해 하우징(100)의 내부로 유입될 수 있다.
제1이동경로는 복수의 측방향 유로(1253)를 통해 인버터(1250)로 유입되는 경로이다.
복수의 제1 및 제2결합부(1202, 1252)는 인버터(1250)의 PCB(1251)와 제1하우징 커버(120) 사이에 배치된다. 복수의 측방향 유로(1253)는 복수의 제1 및 제2결합부(1202, 1252) 사이에 반경방향으로 관통되게 형성된다.
하우징(100) 외부의 공기는 복수의 측방향 유로(1253)를 통해 인버터(1250)의 PCB(1251) 내측으로 유입되어, PCB(1251)에 장착된 반도체 소자, 즉 IGBT 및 커패시터가 공기에 의해 냉각될 수 있다.
제2이동경로는 복수의 사이드 홀(107)을 통해 모터로 유입되는 경로이다.
흡기부(106)의 측면에 복수의 사이드 홀(107)이 원주방향으로 이격되게 배치된다. 복수의 사이드 홀(107)은 반경방향으로 관통되게 형성된다. 흡기부(106)는 사이드 홀(107)을 통해 하우징(100)의 외부와 연통되게 연결될 수 있다.
하우징(100) 외부의 공기는 복수의 사이드 홀(107)을 통해 흡기부(106)의 내측으로 유입될 수 있다.
제1하우징 커버(120)의 내측에 복수의 축방향 관통홀(1205)이 구비된다. 복수의 축방향 관통홀(1205)은 제1하우징 커버(120)의 축방향으로 관통되게 형성된다.
인버터(1250)의 PCB(1251) 내측공간과 흡기부(106)의 내측공간은 축방향 관통홀(1205)을 통해 서로 연통되게 연결될 수 있다.
인버터(1250) 내측공간의 공기는 인버터(1250)를 냉각한 후 복수의 축방향 관통홀(1205)을 통해 흡기부(106)의 내측으로 유입될 수 있다.
흡기부(106) 내부의 공기는 흡기부(106)에서 2개의 이동경로로 분리될 수 있다.
제3이동경로는 복수의 내부유로(108)다.
복수의 내부유로(108)는 스테이터 코어(111)의 내측에 축방향으로 관통되게 형성된다.
내부유로(108)는 스테이터 어셈블리(110)의 내부를 관통하는 유로이다.
제4이동경로는 복수의 바이패스 유로(109)다.
복수의 바이패스 유로(109)는 스테이터 코어(111)와 제1수용부(101) 사이에 구비된다.
복수의 바이패스 유로(109)는 제1수용부(101)의 내측을 축방향으로 관통되게 형성된다.
바이패스 유로(109)는 제3이동경로, 즉 스테이터 어셈블리(110)의 내부유로(108)를 우회하는 유로이다.
제1이동경로와 제2이동경로는 반경방향이고, 제3이동경로(내부유로(108))와 제4이동경로(바이패스 유로(109))는 축방향이다.
제3 및 제4이동경로는 제1 및 제2이동경로에 대하여 수직하게 배치된다.
흡기부(106)의 공기는 내부유로(108)와 바이패스 유로(109)로 분기될 수 있다.
흡기부(106)의 공기는 복수의 내부유로(108)를 관통한다.
또한, 흡기부(106)의 공기는 복수의 바이패스 유로(109)를 관통할 수 있다.
내부유로(108)와 바이패스 유로(109)를 각각 관통한 공기는 경사부(105)에서 합류할 수 있다.
경사부(105)에서 합류된 공기는 유로단면적이 점차적으로 좁아지면서 임펠러(136)의 상류측으로 이동한다.
목부(104)를 통과한 공기는 임펠러(136)로부터 회전동력을 전달받아 제2수용부(102)의 축방향으로 이동한다.
제2하우징 커버(1210)의 제1베인(1213)과 제2베인(1222)은 각각 축류형태로 임펠러(136)를 통과한 공기의 유동방향을 축방향으로 가이드할 수 있다.
임펠러(136)를 통과한 공기는 제2하우징 커버(1210)의 제1베인(1213)과 제2베인(1222)을 순서대로 연속해서 관통하여 하우징(100)의 외부로 유출되며 일방향으로 송풍할 수 있다.
(2) 바이패스 유로(109)의 효과
일반적으로 3상 모터는 하우징(100) 내부에 스테이터 어셈블리(110)와 로터 어셈블리(130)가 수용된다.
소형 모터에서 스테이터 어셈블리(110)는 스테이터 코어(111)의 백 요크(112)와 티스(114)가 분리된 채로 티스(114)에 권선된 스테이터 코일(117) 와인딩이 백 요크(112)의 내측에 수용된다.
복수의 스테이터 와인딩이 백 요크(112)의 내측에 수용되는 경우에 백 요크(112)의 내측을 관통하는 내부유로(108)의 공간이 매우 협소하다.
이로 인해, 소형 모터에서 백 요크(112)의 내측을 관통하는 공기의 유로저항 및 유로손실이 발생한다.
이를 해결하기 위해, 첫째, 하우징(100)의 내측에 스테이터 어셈블리(110)를 우회하는 바이패스 유로(109)가 추가로 구비되어, 공기의 유로저항 및 유로손실을 최소화할 수 있다.
여기서, 복수의 바이패스 유로(109)는 공기의 이동면적을 확장함으로, 하우징(100)의 내부를 관통하는 유로가 스테이터 어셈블리(110)의 내부유로(108)만 있을 경우에 비해, 공기의 유로저항 및 유로손실의 감소 효과를 얻을 수 있다.
둘째, 바이패스 유로(109)는 스테이터 어셈블리(110)의 내부를 관통하는 내부유로(108) 대비 유로저항 및 유로손실이 훨씬 작아서, 바이패스 유로(109)의 단면적 크기가 백 요크(112) 내부의 유로단면적에 비해 작더라도 저항이 작은 바이패스 유로(109)로 더 많은 유량이 이동할 수 있다.
따라서, 바이패스 유로(109)는 더 많은 공기의 유량을 확보함으로써, 스테이터 코일(117) 등의 냉각성능을 높일 수 있다.
바이패스 유로(109)의 크기가 매우 작더라도 유로 저항 및 유로 손실의 감소 효과는 매우 크기 때문에, 작은 크기의 바이패스 유로(109)로 높은 냉각성능을 확보하는 것이 가능하다.
셋째, 하우징(100)의 내측에 스테이터 코어(111)를 부분적으로 혹은 전체적으로 감싸는 복수의 지지부(1090)가 구비되어, 지지부(1090)는 작은 크기여도 모터를 효율적으로 지지할 수 있다.
넷째, 복수의 바이패스 유로(109)는 복수의 지지부(1090)와 원주방향으로 등간격을 두고 이격 배치되어, 스테이터 어셈블리(110)를 우회하는 공기의 유량을 균등하게 배분할 수 있다.
다섯째, 하우징(100)의 내측면과 스테이터 코어(111)의 외주면 사이에 복수의 바이패스 유로(109)와 복수의 지지부(1090)가 교대로 배치되어, 하우징(100)의 내측에 바이패스 유로(109)를 포함하여도 구조를 간명하게 할 수 있다.
여섯번째, 바이패스 유로(109)를 구비한 하우징(100) 및 바이패스 유로(109)를 구비한 모터는 진공청소기, 에어 드라이기 등 다양한 형태의 모터에 적용될 수 있다.
제1실시예
100 : 하우징 101 : 제1수용부
102 : 제2수용부 103 : 제1플랜지
104 : 목부 105 : 경사부
106 : 흡기부 107 : 사이드 홀
108 : 내부유로 109 : 바이패스 유로
1090 : 지지부 1091 : 제1지지부
1092 : 제2지지부 1093 : 제3지지부
110 : 스테이터 어셈블리 111 : 스테이터 코어
112 : 백 요크 113 : 티스결합홈
114 : 티스 115 : 폴슈
116 : 결합돌기 117 : 스테이터 코일
118 : 인슐레이터 1181 : 백 요크 인슐레이터
1182: 상부 백 요크 인슐레이터
1183 : 하부 백 요크 인슐레이터
1184 : 티스 인슐레이터 1185 : 상부 티스 인슐레이터
1186 : 하부 티스 인슐레이터 1190 : 전원단자
1191 : 중성선 단자 1192 : 커넥션 링
1193 : 커넥션 바 1194 : 전원 단자장착부
1195 : 중성선 단자장착부 120 : 제1하우징 커버
1201 : 아우터 링부 1202 : 제1결합부
1203 : 제1베어링 수용부 1204 : 연결부
1205 : 축방향 관통홀 1210 : 제2하우징 커버
1211 : 아우터 커버 1212 : 제1이너 허브
1213 : 제1베인 1214 : 제2베어링 수용부
1215 : 웨이브 와셔 1216 : 제2플랜지
1220 : 제2이너 허브 1221 : 삽입부
1222 : 제2베인 123 : 토출부
124 : 보강리브 1250 : 인버터
1251 : PCB 1252 : 제2결합부
1253 : 측방향 유로 130 : 로터 어셈블리
131 : 회전축 1311 : 제1베어링 지지부
1312 : 제2베어링 지지부 1313 : 영구자석 장착부
1314 : 축연장부 1315 : 임펠러 장착부
132 : 영구자석 133 : 엔드플레이트
134 : 제1베어링 1341 : 제1홀더
1342 : 제1오링 135 : 제2베어링
1351 : 제2홀더 1352 : 제2오링
136 : 임펠러 1361 : 허브
1362 : 블레이드 1363 : 리세스부
제2실시예
200 : 하우징 209 : 바이패스 유로
2090 : 지지부 2094 : 지지리브
제3실시예
3090, 3091 : 바이패스 유로

Claims (30)

  1. 공기가 유입되는 흡기부를 구비하는 하우징;
    상기 하우징 내부에 배치되는 스테이터 어셈블리;
    상기 하우징 내부에 회전 가능하게 배치되고, 회전축을 구비하는 로터 어셈블리;
    상기 하우징의 내측에 배치되며, 상기 회전축에 연결되는 임펠러; 그리고
    상기 하우징에 연결되고, 공기가 토출되는 토출부를 구비하는 하우징 커버를 포함하고,
    상기 하우징은 상기 하우징 커버 측 단부에 구비되는 제1 플랜지를 포함하고,
    상기 하우징 커버는 상기 제1 플레지의 내측에 삽입되는 제2 플랜지를 포함하는 모터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징 커버는:
    상기 하우징 커버의 원주방향을 따라 배열되는 복수의 제1 베인;
    상기 제1 베인보다 공기의 유동방향의 하류에 배치되고, 상기 하우징 커버의 원주방향을 따라 배열되는 복수의 제2 베인을 포함하는 모터.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 베인은:
    상기 하우징의 반경방향에서 상기 하우징에 중첩되어 상기 하우징에 의해 가려지는 상류부; 그리고
    상기 하우징보다 하류측에 배치되는 하류부를 포함하는 모터.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 베인은 상기 하우징보다 하류측에 배치되는 모터.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 하우징 커버는:
    상기 하우징 커버의 외측면을 형성하는 아우터 커버; 그리고
    상기 아우터 커버의 내측에 배치되는 이너 허브를 포함하고,
    상기 토출부는 상기 아우터 커버와 상기 이너 허브 사이에 구비되는 모터.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 이너 허브는 공기의 유동방향에서 상기 임펠러의 하류에 배치되는 제1 이너 허브를 포함하고,
    상기 제1 베인은 상기 제1 이너 허브의 외주면에서 상기 아우터 커버의 내주면을 향해 돌출되는 모터.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 베인은 상기 제1 이너 허브의 외주면에서 상기 아우터 커버의 내주면을 향해 나선형으로 돌출되는 모터.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 베인은 상기 아우터 커버와 상기 제1 이너 허브를 연결하는 모터.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 이너 허브는 원통형상을 갖는 모터.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 아우터 커버는 속이 빈 원통형상을 갖는 모터.
  11. 제6 항에 있어서,
    상기 이너 허브는 공기의 유동방향에서 상기 제1 이너 허브의 하류에 배치되어 상기 제1 이너 허브에 결합되는 제2 이너 허브를 더 포함하고,
    상기 제2 베인은 상기 제2 이너 허브의 외주면에서 상기 아우터 커버의 내부면을 향해 나선형으로 돌출되는 모터.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 이너허브와 상기 제2 이너허브의 경계는 상기 제1 플랜지보다 하류측에 위치하는 모터.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 베인의 적어도 일부분은 상기 하우징의 반경방향에서 상기 하우징에 중첩되어 상기 하우징에 의해 가려지고
    상기 제2 베인은 상기 하우징보다 하류측에 배치되고,
    상기 제1 베인의 외측에 배치되는 상기 아우터 커버의 일부분과 상기 제2 베인의 외측에 배치되는 상기 아우터 커버의 다른부분의 경계는 상기 하우징보다 하류측에 위치하는 모터.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 이너 허브는 하측으로 개방되고,
    상기 제2 이너 허브는 상기 제1 이너 허브에 삽입되는 삽입부를 포함하여 상기 제1 이너 허브에 결합되는 모터.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 삽입부는 반경방향 내측으로 연장된 상부를 포함하고,
    상기 삽입부의 상부는 상기 제1 이너 허브와 상하 방향으로 중첩되는 모터.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 이너 허브와 상기 삽입부의 상부는 체결부재에 의해 서로 체결되는 모터.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 베인은 상기 아우터 커버의 내주면에 연결되는 외측단을 갖는 모터.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 임펠러를 관통하는 모터.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 회전축을 지지하는 제1, 2 베어링을 포함하고,
    상기 스테이터 어셈블리와 상기 로터 어셈블리는 상기 회전축의 길이 방향에서 상기 제1, 2 베어링의 사이에 배치되는 모터.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 하우징 커버는:
    상기 하우징 커버의 외측면을 형성하는 아우터 커버; 그리고
    상기 아우터 커버의 내측에 배치되는 이너 허브를 포함하고,
    상기 토출부는 상기 아우터 커버와 상기 이너 허브 사이에 배치되고,
    상기 이너 허브는 반경방향에서 상기 회전축에 대응하는 위치에 구비된 홈을 포함하는 모터.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 제1 베어링은 상기 회전축의 일단을 지지하고,
    상기 제2 베어링은 상기 임펠러를 관통하여 상기 임펠러로부터 돌출되는 타단을 지지하고, 상기 이너 허브의 홈에 수용되는 모터.
  22. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 플랜지는 상기 하우징 커버의 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출되는 모터.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 제1 플랜지는 상기 하우징 커버 측 단부에서 반경방향 외측으로 연장되는 모터.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 제1 플랜지와 제2 플랜지는 축 방향으로 중첩되게 배치되고, 서로 체결되는 모터.
  25. 제2 항에 있어서,
    상기 임펠러는:
    상기 하우징 커버를 향해 넓어지는 형상을 갖는 허브; 그리고
    상기 허브로부터 돌출된 나선형의 블레이드를 포함하는 모터.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 제1, 2 베인은 상기 블레이드의 나선과 반대 방향의 나선형으로 연장되는 모터.
  27. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은:
    상기 스테이터 어셈블리를 둘러싸는 제1 수용부; 그리고
    상기 임펠러를 둘러싸는 제2 수용부를 포함하고,
    상기 하우징 커버는 상기 하우징 커버의 외주면을 형성하고 상기 제2 수용부에 결합하는 아우터 커버를 포함하는 모터.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 하우징은:
    상기 제1 수용부와 상기 제2 수용부 사이에 상기 제1 수용부의 직경보다 작은 직경을 갖는 목부를 포함하고,
    상기 제1 수용부는 원통형의 형상을 갖고,
    상기 제2 수용부는 상기 하우징 커버 측으로 직경이 커지는 형상을 갖는 모터.
  29. 제28 항에 있어서,
    상기 아우터 커버는 원통형의 형상을 갖는 모터.
  30. 제29 항에 있어서,
    상기 제1 수용부의 직경은 상기 아우터 커버의 직경보다 큰 모터.
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