WO2021225228A1 - 모터 어셈블리 - Google Patents

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WO2021225228A1
WO2021225228A1 PCT/KR2020/012460 KR2020012460W WO2021225228A1 WO 2021225228 A1 WO2021225228 A1 WO 2021225228A1 KR 2020012460 W KR2020012460 W KR 2020012460W WO 2021225228 A1 WO2021225228 A1 WO 2021225228A1
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core
shaft
motor
rotor
fixing part
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PCT/KR2020/012460
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차진욱
전차승
정재훈
박차렴
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a motor assembly.
  • a motor is a device that implements a driving force by interaction between a stator and a rotor, and the overall structure of the stator and the rotor is basically the same.
  • the type of motor is divided according to the principle that the rotor rotates due to the interaction between the stator and the rotor.
  • the type of motor is divided according to the type or phase of the power applied to the stator coil.
  • the type of motor is divided according to the method in which the stator coil is wound. For example, there are a DC variable voltage motor and an AC 3-phase induction motor.
  • a shaft forming a rotating shaft, a rotor coupled to the shaft, and a stator core fixed to the inside of the housing are provided, and the stator is installed at predetermined intervals along the circumference of the rotor.
  • stator core is provided with teeth, and a coil is wound around the teeth to form a rotating magnetic field and induce electrical interaction with the rotor to induce rotation of the rotor.
  • the coil is divided into concentrated winding and distributed winding according to the method of winding.
  • the centralized winding is a winding method in which the coil is wound in one slot, and the distributed winding is divided into two or more slots. It is a winding method.
  • the coil wound in the central winding method is generally used in small motors.
  • motors used in various home appliances for example, hair dryers, vacuum cleaners, etc.
  • the cited invention discloses a brushless motor including a C-shaped stator core.
  • the C-shaped stator core has projections for contacting the frame to restrain radial motion.
  • the C-type stator core has a structure capable of reducing leakage flux and having a short magnetic flux path.
  • the C-type stator core of the cited invention is a structure fixed to a slot formed in a frame through which the shaft passes.
  • an object of the present invention is to solve the above-described problem.
  • One of the various objects of the present invention is to provide a motor assembly having a structure in which a plurality of stator cores are directly fastened to a sidewall of a motor housing.
  • One of the various problems of the present invention is to provide a motor assembly having a structure in which a bearing housing is provided in each of a motor housing and a housing cover for accommodating a core assembly to support a shaft.
  • One of the various objects of the present invention is to provide a motor assembly having a structure in which a core assembly is fastened to an inner wall of a motor housing along a longitudinal direction of a shaft.
  • One of the various objects of the present invention is to provide a motor assembly having a structure capable of securing an internal space of the motor assembly by fastening a stator element to a side wall of a housing.
  • Various embodiments for solving the problems of the present invention provide a motor assembly having a structure in which the core assembly can be accommodated in a seating groove formed in the motor housing along the longitudinal direction of the shaft.
  • An exemplary embodiment of the present invention provides a motor assembly having a structure in which a fixing part formed in an insulator is inserted into a fastening groove formed in a seating groove of a motor housing and fixed.
  • An exemplary embodiment of the present invention includes a motor housing accommodating a motor, a shaft forming a rotation shaft of the motor, a rotor coupled to the shaft, and a plurality of cores and coils provided along the circumference of the rotor to form a magnetic path; an insulator coupled to the core to insulate between the core and the coil, wherein the insulator includes an insulating part surrounding an outer surface of the core and a fixing part protruding from the insulating part toward the radially outward side of the rotor And, the fixing part provides a motor assembly, characterized in that coupled to the inner peripheral surface of the motor housing.
  • the motor housing may include a first coupling part forming an outer circumference of the motor housing, and a plurality of core support parts extending from the first coupling part in a longitudinal direction of the shaft and to which the insulator is fixed.
  • the core support part is formed along the longitudinal direction of the shaft, and includes a seating groove recessed outward in the radial direction of the rotor, and a coupling groove recessed in a direction in which the seating groove is expanded, to which the insulator is fastened,
  • the fixing part may be coupled to the fastening groove and accommodated in the seating groove. And the fixing part may be coupled to the fastening groove along the longitudinal direction of the shaft.
  • the recessed surface forming the fastening groove may contact the protruding surface of the fixing part to engage the fixing part with the fastening groove, and at least a portion of the recessed surface may be When the fixing part is coupled to the fastening groove, a bonding groove spaced apart from the protruding surface may be formed.
  • the motor housing further includes a first bearing housing supporting one side of the shaft and a first bridge extending from the core supporting unit toward the radially inner side of the shaft to connect the core supporting unit and the first bearing housing.
  • the housing cover is coupled to the motor housing and includes a second bearing housing supporting the other side of the shaft, the impeller is installed on the shaft to rotate, and the housing cover is coupled to the housing cover, provided between the impeller and the rotor It may further include a diffuser and a shroud accommodating the impeller and the diffuser and having a suction part through which outside air is introduced.
  • One side of the plurality of core support parts may be in contact with the first coupling part, and the other ends of the plurality of core support parts may be connected to the first bearing housing through the first bridge, respectively.
  • the first bridge, the motor assembly characterized in that the first hole is formed to form a flow path through which the external air introduced through the suction unit passes through the core.
  • the core may include two pole arms extending in a radial direction of the rotor and a connection part connecting the two pole arms, and the coil may be wound on each of the two pole arms.
  • the coil may be wound on the connection part.
  • a shaft forming the rotation shaft of the motor, a rotor coupled to the shaft, a plurality of cores provided along the circumference of the rotor to form a magnetic path, a coil and an insulator coupled to the core to insulate the core and the coil
  • a core assembly comprising: and a motor housing in which the core assembly is accommodated, wherein the insulator includes an insulating part surrounding an outer surface of the core and a fixing part protruding from the insulating part toward the radially outward side of the rotor,
  • the motor housing includes a seating groove in which the core assembly is accommodated and a fastening groove in which the fixing part is fixed, wherein the seating groove and the fastening groove are formed on an inner surface of the motor housing.
  • the motor housing includes a core support part on which the core assembly is supported, and the seating groove and the fastening groove are formed in the core support part.
  • the fastening groove provides a motor assembly provided with a bonding groove for increasing the coupling force between the fixing part and the fastening groove.
  • the fixing part is provided in an H-shape protruding from both sides of the insulating part toward the radially outward side of the rotor, and the fastening groove provides a motor assembly provided to correspond to the shape of the fixing part.
  • the fixing part is provided in a Y-shape protruding from both sides of the insulating part toward the radially outward side of the rotor, and the fastening groove provides a motor assembly provided to correspond to the shape of the fixing part.
  • the motor housing includes a first coupling part provided in a hollow ring shape, a core support part extending along the longitudinal direction of the shaft from the first coupling part and supporting the core assembly, and supporting one side of the shaft. It provides a motor assembly including a first bearing housing, wherein the core support portion is provided in plurality.
  • the fastening force of the stator core may be improved.
  • the space inside the motor assembly may be secured by fixing the stator core to the inner surface of the motor housing, and the bearings on both sides of the shaft are accommodated in the motor housing and the housing cover, respectively.
  • the structure for fixing the stator core is formed on the insulator, which is a basic component of the motor, having a low density, so that the coupling structure of the motor assembly can be simplified and the weight of the overall motor assembly can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view of a motor assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a motor assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a core assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing a core assembly according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a view showing the core assembly and the motor housing of FIG. 3
  • FIG. 5B is a view showing the core assembly and the motor housing of FIG. 4 .
  • FIG. 6 is a view illustrating a coupling portion between the core assembly and the motor housing of FIG. 4;
  • FIG. 1 is a perspective view of a motor assembly according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the motor assembly according to an embodiment of the present invention.
  • the motor assembly 1 may be used in small household appliances. As an example, it may be used in a cleaner.
  • a cleaner There are two types of vacuum cleaners: a canister type in which a nozzle for sucking dust and a dust collector for storing dust are connected with a hose, and a handy type in which a nozzle and a dust collector are provided as a single module.
  • a canister type in which a nozzle for sucking dust and a dust collector for storing dust are connected with a hose
  • a handy type in which a nozzle and a dust collector are provided as a single module.
  • the handy type since cleaning is performed while the user grips the entire cleaner module, overall miniaturization and weight reduction of the cleaner are required.
  • the motor assembly 1 may be applied to a small household appliance to meet the above-mentioned needs.
  • the motor assembly 1 of this embodiment may include a shroud 10 , an impeller 20 ⁇ a diffuser 30 , a housing cover 40 , a core assembly 5 , and a motor housing 60 .
  • the shroud 10 may be guided by inhaling external air. And the upper exterior of the motor assembly may be formed.
  • the shroud 10 may include a suction unit 101 ⁇ an inclined portion 102 ⁇ a third coupling portion 103 .
  • the suction unit 101 may be provided in a hollow ring shape at the upper end of the shroud 10 . Since outside air is introduced through the suction part 101 , the diameter of the suction part 101 may be designed in consideration of the diameter of the impeller 20 .
  • the shroud 10 may include an inclined portion 102 extending from the suction portion 101 while forming a gentle curve.
  • the inclined portion 102 may be provided in a shape in which a diameter increases in an axial direction from the suction portion 101 .
  • the inclined portion 102 may form a gentle curve in order to minimize an element that may act as a resistance to the flow of air introduced through the suction portion 101 .
  • the suction part 101 may be formed at one end of the inclined part 102
  • the third coupling part 103 may be formed at the other end of the inclined part 102
  • the third coupling portion 103 may extend radially outward from the other end of the inclined portion 102 to form a predetermined thickness.
  • the third coupling part 103 may contact one surface of the second coupling part 403 of the housing cover 40 to be described later to couple the shroud 10 and the housing cover 40 .
  • various structures for coupling the third coupling part 103 and the second coupling part 403 within the thickness of the third coupling part 103 may be applied.
  • the impeller 20 may include a through hole 20a , a blade 203 , and an impeller body 201 .
  • the impeller 20 may be installed on one side of the shaft 52 .
  • the impeller 20 may be installed opposite to the other side of the shaft 52 on which the rotor 53 is installed based on the axial direction of the shaft 52 .
  • the impeller 20 may be fixed to one side of the shaft 52 .
  • the impeller 20 may be fixed to the shaft 52 in various ways, for example, by a screw fastening method.
  • the impeller body 201 may be provided in a shape in which a circumference thereof is widened along the axial direction of the shaft 52 .
  • the blade 203 may extend from the outer surface of the impeller body 201 toward the radially outward side of the shaft 52 .
  • the blade 203 may be provided along the longitudinal direction of the impeller body 201 .
  • the blades 203 may be disposed to be spaced apart from each other in the circumferential direction on the outer surface of the impeller body 201 .
  • the impeller 20 of the present embodiment may be provided as a four-flow impeller that sucks in gas such as air in the axial direction of the shaft 52 and discharges the gas in an oblique direction between the centrifugal direction and the axial direction.
  • the gas flowing into the inside of the shroud 10 through the suction unit 101 may be guided to the motor housing 60 side along the outer surface of the impeller body 201 by the rotation of the blade 203 .
  • the impeller 20 may be provided as a centrifugal impeller that sucks in gas in an axial direction and discharges it in a centrifugal direction.
  • the impeller 20 will be mainly described in the case of a four-flow type impeller.
  • the diffuser 30 may include a through hole 30a , a fastening hole 30b , a diffuser body 301 , and a vane 303 .
  • the diffuser 30 may convert the dynamic pressure of the gas passing through the impeller 20 into a static pressure.
  • the diffuser 30 may be fastened to the shaft 52 by inserting the shaft 52 into the through hole 30a, and the diffuser 30 may be provided between the impeller 20 and the rotor 53 . can Therefore, the through hole 30a may be provided at a position communicating with the through hole 20a of the impeller 20 when the impeller 20 and the diffuser 30 are coupled to the shaft 52 .
  • the fastening hole 30b is configured to couple the diffuser 30 to the housing cover 40 .
  • the diffuser body 301 may be provided in a shape in which a circumference thereof is widened along the axial direction of the shaft 52 .
  • the vane 303 may extend radially outward of the shaft 52 from the outer surface of the diffuser body 301 .
  • the vane 303 may be provided along the length direction of the diffuser body 301 .
  • the vanes 303 may be disposed to be spaced apart from each other in the circumferential direction on the outer surface of the diffuser body 301 .
  • the gas flowing into the shroud 10 through the suction unit 101 can be guided to the space between the shroud 10 and the diffuser 30 by the impeller 20, and the shroud
  • the gas introduced between the inner surface of 10 and the diffuser 30 may be guided toward the core assembly 5 by the plurality of vanes 303 .
  • the housing cover 40 may include a through hole 40a , a fastening hole 40b , a second bearing housing 401 , a second bridge 402 , and a second coupling part 403 .
  • the through hole 40a is a configuration into which the shaft 52 is inserted, and when the housing cover 40 , the diffuser 30 and the impeller 20 are coupled to the shaft 52 , the through hole 20a of the impeller and It may be formed at a position communicating with the through hole 30a of the diffuser.
  • the fastening hole 40b is a configuration for coupling the diffuser 30 and the housing cover 40.
  • the position communicates with the fastening hole 30b of the diffuser. can be formed in
  • the second bearing housing 401 is configured to accommodate the second bearing 50 for supporting one side of the shaft 52 , and is preferably provided in the center of the housing cover 40 .
  • the second bearing 50 may be, for example, a ball bearing, and the shaft 52 may be formed with a step recessed in the radial direction on the outer surface of the shaft 52 to support the second bearing 50 .
  • the shaft 52 may be formed with a step protruding radially outward from the outer surface of the shaft 52 to support the second bearing 50 .
  • the second coupling portion 403 extends radially outwardly of the shaft 52 to form a predetermined thickness.
  • One surface of the second coupling part 403 is in contact with the third coupling part 103 of the shroud 10 , and the other surface of the second coupling part 403 is the first coupling part of the motor housing 60 .
  • the shroud 10 , the housing cover 40 , and the motor housing 60 may be coupled. It goes without saying that various structures for the above-described coupling may be applied within the thickness of the second coupling part 403 .
  • the second bridge 402 connects the second bearing housing 401 and the second coupling part 403 .
  • a plurality of second bridges 402 may be provided for structural stability of the housing cover 40 , and may be formed to a predetermined thickness to secure rigidity of the second bridge 402 .
  • the second bridge 402 of this embodiment forms a predetermined inclination along the longitudinal direction of the shaft 52 .
  • the second bridge 402 is provided to be inclined, a portion acting as a resistance to the flow of external air introduced through the suction unit 101 can be minimized.
  • the diffuser 30 may be formed integrally with the housing cover 40 , but preferably may be manufactured separately from the housing cover 40 and then be coupled to the housing cover 40 .
  • the rotor 53 may be provided to surround a part of the outer surface of the shaft 52 .
  • the shaft 52 can rotate by electromagnetic interaction between the rotor 53 and the core assembly 5, and as the shaft 52 rotates, the impeller 20 coupled to the shaft 52 also 52 , and may be sucked into the motor assembly 1 according to the rotation of the impeller 20 .
  • the core assembly 5 may include a core 54 , insulators 55a and 55b , and a coil 56 . It is exemplified that the motor of this embodiment is a brushless direct current motor (BLDC). Accordingly, the core assembly 5 of the present embodiment may be disposed outside the rotor 53 .
  • BLDC brushless direct current motor
  • the core 54 is provided along the circumference of the rotor 53 to form a magnetic path, and a plurality of cores 54 may be provided.
  • the core 54 of this embodiment is an independent C-shaped core formed by two pole arms extending in the radial direction of the shaft 52 spaced apart from each other and a yoke connecting the two pole arms.
  • the insulators 55a and 55b may be coupled to the core 54 to surround the pole arm and yoke of the core 54 and insulate between the core 54 and the coil 56 .
  • the insulator may include a first insulator 55a and a second insulator 55b to be easily assembled to the core 54 .
  • the motor housing 60 may include a first coupling part 601 , a core support part 603 , a first bridge 605 , and a first bearing housing 607 .
  • the first coupling part 601 is configured to be coupled to the second coupling part 403 of the housing cover 40 as described above, and may be provided in a hollow ring shape.
  • the core assembly 5 may be coupled to the motor housing 60 along the axial direction of the shaft 52 while passing through the first coupling portion 601 .
  • the core support part 603 is configured to support the core assembly 5 , and may extend from the first coupling part 601 in the longitudinal direction of the shaft 52 .
  • a seating groove 6033 may be formed on a surface of the core support 603 facing the shaft 52 .
  • the core assembly 5 may be accommodated in the seating groove 6033 .
  • a second hole 6031 may be formed in the core support part 603 . Heat generated by the current flowing in the coil 56 through the second hole 6031 is released, or the outside air introduced through the suction unit 101 passes through the core assembly 5 to the second hole 6031 ) by discharging, it will be possible to cool the core assembly (5).
  • the first bearing housing 607 has a configuration in which the first bearing 57 for supporting one side of the shaft 52 is accommodated. Accordingly, the first bearing housing 607 is preferably formed in the center of the motor housing 60 .
  • the first bearing 57 may be, for example, a ball bearing. Since the first bearing 57 and the second bearing 50 support both sides of the shaft 52 , the shaft 52 may rotate stably.
  • the first bridge 605 connects the first bearing housing 607 and the core support part 603 .
  • a plurality of first bridges 605 may be provided for structural stability of the motor housing 60 , and may be formed to a predetermined thickness in order to secure rigidity of the second bridge 402 .
  • a first hole 6051 may be formed in the first bridge 605 .
  • the first hole 6051 may be formed within the thickness of the first bridge 605 , and when a plurality of the first bridges 605 are provided while forming a predetermined thickness, in the longitudinal direction of the shaft 52 . It may act as a resistance to the flow passing through the interior of the motor housing 60 along the. Therefore, in the first bridge 605 of the present embodiment, the first hole 6051 is formed along the longitudinal direction of the first bridge 605 to minimize the portion acting as a resistance to flow and at the same time, the motor housing 60 rigidity can be ensured.
  • FIG. 3 is a view showing a core assembly according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5A is a view showing the core assembly and the motor housing of FIG. 3 .
  • the core assembly 5 of this embodiment may include a core 54 , an insulator 55 , and a coil 56 .
  • the insulator 55 surrounds a part of the outer peripheral surface of the core 54 and insulates between the core 54 and the coil 56 .
  • the insulator 55 may be provided to surround the rest of the core 54 except for the pole shoe 543 .
  • the insulator 55 surrounds the two pole arms 541 and the connecting portion 542 connecting the two pole arms 541 , and the pole shoes 543 are spaced apart from the rotor 53 by a predetermined distance. It is provided to surround at least a part of the outer peripheral surface.
  • the insulator 55 may include an insulating part 551 that surrounds the pole arm 541 and the connection part 542 of the core 54 and insulates between the core 54 and the coil 56 .
  • the insulator 55 may include a fixing part 553 protruding from the insulating part 551 toward the radially outward side of the rotor 53 .
  • the radially outer side of the rotor 43 means the same direction as the radial direction and the outer side of the shaft 52 because the rotor 43 is provided to surround a part of the outer circumferential surface of the shaft 52 .
  • the insulator 55 may be integrally formed with a part surrounding the pole arm 541 of the core and a part surrounding the connection part 542 connecting the pole arm and the pole arm, and the fixing part 553 of the core A portion surrounding the connection portion may be formed to extend outwardly in the radial direction of the rotor 43 .
  • the insulating part 551 of the insulator 55 surrounds the pole arms 541 of the core 54 and the connection part 543 connecting one side of each of the pole arms, and the fixing part 553 of the insulator 55 is
  • the insulator 55 is provided in a Y-shape as a whole by protruding from the insulating part 551 outward in the radial direction of the rotor 53 .
  • the fixing part 553 may be coupled to the inner circumferential surface of the motor housing 60 .
  • the core assembly 5 may be accommodated in the seating groove 6033 , and the fixing part 553 may be fixed to the fastening groove 6035 .
  • the seating groove 6033 and the fastening groove 6035 are formed on the inner surface of the motor housing 60 , and more specifically, the motor housing 60 is provided in a hollow ring shape to form an outer circumference of the motor housing 60 . It may include a first coupling portion 601 and a core support portion 603 extending from the first coupling portion 601 in the longitudinal direction of the shaft 52 to support the core assembly 5 .
  • the first coupling part 601 is provided with a plurality of fastening holes 60b along the circumference of the first coupling part 601 so that the motor housing 60 and the housing cover 40 are connected through the fastening holes 60b. can be combined.
  • the seating groove 6033 and the fastening groove 6035 may be formed in the core support part 603 .
  • the seating groove 6033 may be formed along the longitudinal direction of the shaft 52 , and may be recessed toward the radially outer side of the rotor 53 .
  • the seating groove 6033 is a part on which the core assembly 5 is seated, and a step is formed in some of the seating grooves 6033 to limit the depth at which the core assembly 5 is inserted along the longitudinal direction of the shaft 52 . can do.
  • the step may support the core assembly 5 in the axial direction.
  • the fastening groove 6035 is recessed in the direction in which the seating groove 6033 expands, so that the insulator 55 is fastened. That is, the insulator 55 may be fixed to the inner wall of the motor housing 60 by fitting the fixing part 553 into the fastening groove 6035 . In addition, the fixing part 553 may be coupled to the fastening groove 6035 along the longitudinal direction of the shaft 52 .
  • the fixing part 553 When the fixing part 553 is coupled to the fastening groove 6035 , the recessed surface forming the fastening groove 6035 comes into contact with the protruding surface of the fixing part 553 so that the fixing part 553 is connected to the fastening groove. (6035) may be engaged. That is, the fixing part 553 and the fastening groove 6035 may be in surface contact, and the fixing part 553 may be fixed to the fastening groove 6035 .
  • the coil 56 may be wound on each of the two pole arms 541 , or may be wound on the connection part 542 .
  • FIG. 4 is a view showing a core assembly according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a view showing the core assembly and the motor housing of FIG. 4
  • Another embodiment of the present invention disclosed in FIGS. 4 and 5B is different from the one embodiment of the present invention described in FIG. 3 in that the structure for fixing the core assembly to the motor housing is different, but the other structures are the same, so they overlap. Description of the contents is omitted.
  • the insulator 55b of this embodiment includes an insulating part 551b and a fixing part 553b.
  • the insulating part 551b corresponds to the shape of the core 54 as the core 54 is provided in a C shape including two pole arms 541 and a connection part 542 connecting the two pole arms. It is provided to surround the pole arm 541 and the connection part 542 .
  • the fixing part 553b may be provided to protrude from both sides of the insulating part 551b toward the radially outward side of the rotor 53 . Accordingly, the insulator 55b of this embodiment including the fixing part 553b and the insulating part 551b may be provided in an H shape.
  • a seating groove 6033b and a fastening groove 6035b may be formed in the core support part 603 of the motor housing to correspond to the shape of the insulator 55b.
  • the fixing part 553b occupies a larger area than the insulator 55 shown in FIGS. 3 and 5A , and the seating groove 6033b conforms to the shape of the fixing part 553b. ) and the fastening groove 6035b may also increase in volume.
  • the Y-shaped insulator structure may be more suitable than the H-shaped insulator structure.
  • the structure may be more suitable than the Y-shaped insulator structure.
  • FIG. 6 is a view illustrating a coupling portion between the core assembly and the motor housing of FIG. 4 . Hereinafter, it will be described with reference to FIG. 6 .
  • a bonding groove 6037 for increasing the coupling force between the fixing part 553b and the fastening groove 6035b may be formed.
  • An adhesive material may be introduced through the bonding groove 6037 to more firmly fix the insulator to the inner wall of the motor housing.
  • the bonding groove 6037 is formed on at least a part of the recessed surface of the fastening groove 6035b, and when the fixing part 553b is coupled to the fastening groove 6035b, the protruding surface of the fixing part 553b and It can be defined as a space that is spaced apart.
  • the bonding groove 6037 may also be applied to the Y-shaped insulator 55 structure described with reference to FIGS. 3 and 5A .

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Abstract

본 명세서는 모터 어셈블리를 개시한다. 본 명세서에서 개시되는 모터 어셈블리의 일 실시예는, 모터를 수용하는 모터 하우징과 상기 모터의 회전축을 형성하는 샤프트와 상기 샤프트에 결합되는 로터와 상기 로터의 둘레를 따라 구비되어 자로를 형성하는 복수개의 코어와 코일 및 상기 코어에 결합되어 상기 코어와 상기 코일 사이를 절연하는 인슐레이터를 포함하고, 상기 인슐레이터는, 상기 코어의 외면을 감싸는 절연부 및 상기 절연부로부터 상기 로터의 반경방향 외측을 향해 돌출된 고정부를 포함하고, 상기 고정부는 상기 모터 하우징의 내주면에 결합될 수 있다.

Description

모터 어셈블리
본 발명은 모터 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 스테이터와 로터의 상호 작용에 의해 구동력을 구현하는 장치로써, 기본적으로 고정자와 회전자의 전반적인 구조는 동일하다.
그러나 고정자와 회전자 사이의 상호 작용으로 회전자가 회전하는 원리에 따라 모터의 종류가 나뉘게 된다. 그리고 고정자 코일에 인가되는 전원의 종류나 상에 따라 모터의 종류가 나뉘기도 한다. 또한, 고정자 코일이 와인딩된 방법에 따라 모터의 종류가 나뉘기도 한다. 예로써, 직류식인 가변전압 전동기와 교류식인 3상 유동 전동기 등이 있다.
상기 모터의 일반적인 구조를 설명하면, 회전축을 형성하는 샤프트와 샤프트에 결합되는 로터와 하우징 내측에 고정되는 스테이터 코어가 마련되고, 스테이터는 로터의 둘레를 따라 소정간격을 두고 설치된다.
그리고 스테이터 코어에는 티스(Teeth)가 구비되어 상기 티스에는 코일이 권선되어 회전 자계를 형성하고, 로터와의 전기적 상호 작용을 유발하여 로터의 회전을 유도한다.
코일은 권선되는 방법에 따라서 집중권(concentrated winding)과 분포권(distributed winding)으로 구분되며, 집중권은 코일을 1개의 슬롯에 집중해서 감는 권선방식이며, 분포권은 코일을 2개 이상의 슬롯에 나누어 감는 권선방식이다.
집중권의 경우 분포권에 비하여 권선량을 줄이면서 동선(Copper loss)를 저감시킬 수 있으나, 코일이 슬롯에 과도하게 집중되어 있어 자속밀도의 변화가 크고, 철손(Core loss 또는 Iron loss), 즉 철심의 전력 손실이 증가한다. 이로 인해 집중권 방식으로 권선된 코일은 일반적으로 소형 모터에 사용되고 있다.
근래, 여러 가전 제품(예로써 헤어드라이기, 청소기 등이 있다.)에 사용되는 모터는 소형화 및 성능향상 요구에 따라 발생하는 조립성 확보, 유로면적 확보, 공간적인 제약 등을 해결하기 위한 다양한 개발이 이루어지고 있는 실정이다.
인용발명(US16/011823, 2018년 12월 20일 공개)는 C형 고정자 코어를 포함하는 브러시리스 모터를 개시하고 있다. 상기 C형 고정자 코어는 반경방향 운동을 억제하기 위해 프레임과 접촉하기 위한 돌출부를 형성하고 있다. 상기 C형 고정자 코어는, 누설 자속을 저감시킬 수 있으며 짧은 자속 경로를 가질 수 있는 구조이다. 그리고 인용발명의 C형 고정자 코어는 샤프트가 관통되는 프레임에 형성된 슬롯에 고정되는 구조이다.
그러나, 상술한 바와 같이 샤프트가 관통되는 프레임에 고정자 코어가 고정될 경우, 샤프트의 회전에 의한 진동이 프레임에 전달되어 고정자 코어의 결합력이 약해져 모터의 내구성 저하가 발생할 수 있다.
따라서 본 발명은, 상술한 문제를 해결하고자 함을 목적으로 한다.
본 발명의 다양한 과제 중 하나는, 복수의 고정자 코어를 모터 하우징의 측벽에 직접 체결하는 구조의 모터 어셈블리를 제공하고자 한다.
본 발명의 다양한 과제 중 하나는, 코어 어셈블리를 수용하는 모터 하우징 및 하우징 커버에 각각 베어링 하우징이 구비되어 샤프트를 지지하는 구조의 모터 어셈블리를 제공하고자 한다.
본 발명의 다양한 과제 중 하나는, 코어 어셈블리가 샤프트의 길이방향을 따라 모터 하우징의 내벽에 체결되는 구조의 모터 어셈블리를 제공하고자 한다.
본 발명의 다양한 과제 중 하나는, 고정자 요소를 하우징 측벽에 체결하여 모터 어셈블리의 내부 공간을 확보할 수 있는 구조의 모터 어셈블리를 제공하고자 한다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 다양한 실시예는 코어 어셈블리가 샤프트의 길이방향을 따라 모터 하우징에 형성된 안착홈에 수용될 수 있는 구조의 모터 어셈블리를 제공한다.
본 발명의 예시적인 실시예는, 인슐레이터에 형성된 고정부가 모터 하우징의 안착홈에 형성된 체결홈에 삽입되어 고정되는 구조의 모터 어셈블리를 제공한다.
본 발명의 예시적인 실시예는, 모터를 수용하는 모터 하우징과 상기 모터의 회전축을 형성하는 샤프트와 상기 샤프트에 결합되는 로터와 상기 로터의 둘레를 따라 구비되어 자로를 형성하는 복수개의 코어와 코일 및 상기 코어에 결합되어 상기 코어와 상기 코일 사이를 절연하는 인슐레이터를 포함하고, 상기 인슐레이터는, 상기 코어의 외면을 감싸는 절연부 및 상기 절연부로부터 상기 로터의 반경방향 외측을 향해 돌출된 고정부를 포함하고, 상기 고정부는 상기 모터 하우징의 내주면에 결합되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리를 제공한다.
상기 모터 하우징은, 상기 모터 하우징의 외곽 둘레를 형성하는 제1 결합부 및 상기 제1 결합부로부터 상기 샤프트의 길이방향을 따라 연장되고, 상기 인슐레이터가 고정되는 복수개의 코어 지지부를 포함할 수 있다.
상기 코어 지지부는, 상기 샤프트의 길이방향을 따라 형성되고, 상기 로터의 반경방향 외측을 향해 함몰된 안착홈 및 상기 안착홈이 확장되는 방향으로 함몰 형성되어 상기 인슐레이터가 체결되는 체결홈을 포함하고, 상기 고정부는, 상기 체결홈에 결합되어 상기 안착홈에 수용될 수 있다. 그리고 상기 고정부는, 상기 샤프트의 길이방향을 따라 상기 체결홈에 결합될 수 있다.
상기 고정부가 상기 체결홈에 결합될 시, 상기 체결홈을 형성하는 함몰면은 상기 고정부의 돌출면에 접촉하여 상기 고정부가 상기 체결홈에 맞물릴 수 있으며, 상기 함몰면 중 적어도 일부는, 상기 고정부가 상기 체결홈에 결합될 시, 상기 돌출면과 이격되는 본딩홈이 형성될 수 있다.
한편, 상기 모터 하우징은, 상기 샤프트의 일측을 지지하는 제1 베어링 하우징 및 상기 코어 지지부로부터 상기 샤프트의 반경방향 내측을 향해 연장되어 상기 코어 지지부와 상기 제1 베어링 하우징을 연결하는 제1 브릿지를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 모터 하우징에 결합되고, 상기 샤프트의 타측을 지지하는 제2 베어링 하우징을 포함하는 하우징 커버와 상기 샤프트에 설치되어 회전하는 임펠러와 상기 하우징 커버에 결합되고, 상기 임펠러와 상기 로터 사이에 구비되는 디퓨저 및 상기 임펠러와 상기 디퓨저를 수용하며 외기가 유입되는 흡입부가 형성되는 쉬라우드를 더 포함할 수 있다.
상기 복수개의 코어 지지부의 일측은 상기 제1 결합부에 접하며, 상기 복수개의 코어 지지부의 타측은 각각 상기 제1 베어링 하우징과 상기 제1 브릿지를 통해 연결될 수 있다. 그리고 상기 제1 브릿지는, 상기 흡입부를 통해 유입된 외기가 상기 코어를 통과하는 유로를 형성하기 위해 제1홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
한편, 상기 코어는, 상기 로터의 반경방향을 향해 연장되는 두 개의 폴암 및 상기 두 개의 폴암을 연결하는 연결부를 포함할 수 있으며, 상기 코일은 상기 두 개의 폴암 각각에 권선될 수 있다. 또는, 상기 코일은 상기 연결부에 권선될 수 있다.
상술한 실시예들의 각각의 특징들은 다른 실시예들과 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 구현될 수 있다.
또한, 모터의 회전축을 형성하는 샤프트, 상기 샤프트에 결합되는 로터, 상기 로터의 둘레를 따라 구비되어 자로를 형성하는 복수개의 코어, 코일 및 상기 코어에 결합되어 상기 코어와 상기 코일 사이를 절연하는 인슐레이터를 포함하는 코어 어셈블리 및 상기 코어 어셈블리가 수용되는 모터 하우징을 포함하고, 상기 인슐레이터는 상기 코어의 외면을 감싸는 절연부 및 상기 절연부로부터 상기 로터의 반경방향 외측을 향해 돌출된 고정부를 포함하고, 상기 모터 하우징은 상기 코어 어셈블리가 수용되는 안착홈 및 상기 고정부가 고정되는 체결홈을 포함하고, 상기 안착홈 및 상기 체결홈은 상기 모터 하우징의 내면에 형성되는 모터 어셈블리를 제공한다.
또한, 상기 모터 하우징은 상기 코어 어셈블리가 지지되는 코어 지지부를 포함하고, 상기 안착홈 및 상기 체결홈은 상기 코어 지지부에 형성되는 모터 어셈블리를 제공한다.
또한, 상기 체결홈에는 상기 고정부와 상기 체결홈의 결합력을 높이기 위한 본딩홈이 구비되는 모터 어셈블리를 제공한다.
또한, 상기 고정부는 상기 절연부의 양측에서 상기 로터의 반경방향 외측을 향해 돌출되어 H형상으로 구비되고, 상기 체결홈은 상기 고정부의 형상과 대응되도록 구비되는 모터 어셈블리를 제공한다.
또한, 상기 고정부는 상기 절연부의 양측에서 상기 로터의 반경방향 외측을 향해 돌출되어 Y자형상으로 구비되고, 상기 체결홈은 상기 고정부의 형상과 대응되도록 구비되는 모터 어셈블리를 제공한다.
또한, 상기 모터 하우징은, 중공의 링형상으로 구비되는 제1 결합부, 상기 제1 결합부에서 상기 샤프트의 길이방향을 따라 연장되며 상기 코어 어셈블리를 지지하는 코어지지부 및 상기 샤프트의 일측을 지지하는 제1 베어링 하우징을 포함하고, 상기 코어 지지부는 복수 개 구비되는 모터 어셈블리를 제공한다.
본 발명의 다양한 실시예에 의하면, C 형상의 고정자 코어가 모터 하우징에 고정됨으로써, 고정자 코어의 체결력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 고정자 코어가 모터 하우징의 내면에 고정되고, 샤프트의 양측 베어링이 각각 모터 하우징과 하우징 커버에 수용됨으로써 모터 어셈블리 내부의 공간을 확보할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 밀도가 작고, 모터의 기본 구성부품인 인슐레이터에 고정자 코어의 고정을 위한 구조가 형성되어 있어 모터 어셈블리의 결합구조를 단순화할 수 있으며 전체적인 모터 어셈블리의 무게를 저감할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의하면 하우징의 내측벽에 고정자 코어의 위치를 고정시킨 후, 회전자를 위치시킴으로써 코어와 회전자 사이의 공극의 정밀한 간극이 유지될 수 있다.
본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 어셈블리를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코어 어셈블리를 나타낸 도면.
도 5a는 도 3의 코어 어셈블리와 모터 하우징을 나타낸 도면이고, 도 5b는 도 4의 코어 어셈블리와 모터 하우징을 나타낸 도면.
도 6은 도 4의 코어 어셈블리와 모터 하우징의 결합 부분을 나타낸 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B,(a),(b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 분해 사시도이다.
이하 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리(1)는 소형 가전제품에 사용될 수 있다. 일 예로써, 청소기에 사용될 수 있다. 청소기는 먼지를 흡입하는 노즐과 먼지를 저장하는 집진통이 호스로 연결되는 캐니스터 타입, 노즐과 집진통이 하나의 모듈로 구비되는 핸디형 타입이 있다. 핸디형 타입의 경우 사용자가 청소기 모듈 전체를 파지한 상태에서 청소가 수행되기 때문에 청소기의 전체적인 소형화 및 무게 절감이 요구된다.
상기 모터 어셈블리(1)는 상술한 바와 같은 요구에 부합하기 위한 소형 가전제품에 적용될 수 있다.
본 실시예의 모터 어셈블리(1)는 쉬라우드(10), 임펠러(20)¸디퓨저(30), 하우징 커버(40), 코어 어셈블리(5), 모터 하우징(60)을 포함할 수 있다.
상기 쉬라우드(10)는 외기를 흡입하여 안내할 수 있다. 그리고 모터 어셈블리의 상부 외관을 형성할 수 있다.
상기 쉬라우드(10)는 흡입부(101)¸경사부(102)¸제3 결합부(103)를 포함할 수 있다. 흡입부(101)는 쉬라우드(10)의 상단에 중공의 링 형상으로 구비될 수 있다. 상기 흡입부(101)를 통해 외기가 유입되므로, 상기 흡입부(101)의 직경은 상기 임펠러(20)의 직경을 고려하여 설계될 수 있다.
상기 쉬라우드(10)는 상기 흡입부(101)에서 완만한 굴곡을 형성하며 연장되는 경사부(102)를 포함할 수 있다. 상기 경사부(102)는 상기 흡입부(101)로부터 축방향을 따라 직경이 커지는 형상으로 구비될 수 있다. 상기 경사부(102)는 상기 흡입부(101)를 통해 유입되는 공기의 흐름에 저항으로 작용될 수 있는 요소를 최소화 하기 위해 완만한 굴곡을 형성할 수 있다.
상기 경사부(102)의 일단은 상기 흡입부(101)가 형성되고, 상기 경사부(102)의 타단은 제3 결합부(103)가 형성될 수 있다. 상기 제3 결합부(103)는 상기 경사부(102)의 타단에서 반경방향 외측으로 연장되어 소정의 두께를 형성할 수 있다. 상기 제3 결합부(103)는 후술하는 하우징 커버(40)의 제2 결합부(403)의 일면에 접촉되어 상기 쉬라우드(10)와 하우징 커버(40)를 결합시킬 수 있다. 상기 제3 결합부(103)의 두께 내에서 제3 결합부(103)와 제2 결합부(403)의 결합을 위한 다양한 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 임펠러(20)는 관통홀(20a), 블레이드(203), 임펠러 바디(201)를 포함할 수 있다. 상기 임펠러(20)는 샤프트(52)의 일측에 설치될 수 있다. 보다 자세히 임펠러(20)는 샤프트(52)의 축 방향을 기준으로 로터(53)가 설치되는 샤프트(52)의 타측과는 반대편에 설치될 수 있다.
상기 관통홀(20a)에 모터의 회전축을 형성하는 샤프트(52)가 결합됨으로써, 임펠러(20)를 샤프트(52)의 일측에 고정시킬 수 있다. 상기 임펠러(20)는 샤프트(52)에 다양한 방식으로 고정될 수 있으며, 일 예로써, 나사체결방식에 의할 수 있다.
임펠러 바디(201)는 샤프트(52)의 축방향을 따라 원주가 넓어지는 형상으로 구비될 수 있다. 상기 블레이드(203)는 상기 임펠러 바디(201)의 외면에서 샤프트(52)의 반경방향 외측을 향해 연장될 수 있다. 상기 블레이드(203)는 임펠러 바디(201)의 길이방향을 따라 구비될 수 있다. 상기 블레이드(203)는 임펠러 바디(201)의 외측 표면에 원주 방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다.
본 실시예의 임펠러(20)는 샤프트(52)의 축 방향으로 공기 등의 가스를 흡입한 후, 원심 방향과 축 방향 사이의 경사 방향으로 토출하는 사류형 임펠러로 구비될 수 있다.
즉, 상기 흡입부(101)를 통해 쉬라우드(10)의 내부로 유입되는 가스는 블레이드(203)의 회전에 의해 임펠러 바디(201)의 외측 표면을 따라 모터 하우징(60)측으로 안내될 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되는 것은 아니며 임펠러(20)는 축 방향으로 가스를 흡입하여 원심 방향으로 토출하는 원심형 임펠러로 구비될 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 임펠러(20)는 사류형 임펠러인 경우를 중심으로 설명한다.
디퓨저(30)는 관통홀(30a), 체결홀(30b), 디퓨저 바디(301), 베인(303)을 포함할 수 있다. 상기 디퓨저(30)는 임펠러(20)를 통과하는 가스의 동압력을 정압력으로 전환시킬 수 있다.
상기 디퓨저(30)는 상기 관통홀(30a)에 샤프트(52)가 삽입됨으로써, 샤프트(52)에 체결될 수 있고, 상기 디퓨저(30)는 임펠러(20)와 로터(53) 사이에 구비될 수 있다. 따라서 상기 관통홀(30a)은 상기 임펠러(20)와 디퓨저(30)가 샤프트(52)에 결합될 시, 임펠러(20)의 관통홀(20a)에 연통되는 위치에 구비될 수 있다. 그리고 상기 체결홀(30b)은 디퓨저(30)를 하우징 커버(40)와 결합시키기 위한 구성이다.
디퓨저 바디(301)는 샤프트(52)의 축방향을 따라 원주가 넓어지는 형상으로 구비될 수 있다. 상기 베인(303)은 상기 디퓨저 바디(301)의 외면에서 샤프트(52)의 반경방향 외측을 향해 연장될 수 있다. 상기 베인(303)은 디퓨저 바디(301)의 길이방향을 따라 구비될 수 있다. 상기 베인(303)은 디퓨저 바디(301)의 외측 표면에 원주 방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다.
이러한 구조에 따르면, 흡입부(101)를 통해 쉬라우드(10) 내부로 유입되는 가스는 임펠러(20)에 의해 쉬라우드(10)와 디퓨저(30) 사이의 공간으로 안내될 수 있으며, 쉬라우드(10)의 내면과 디퓨저(30) 사이로 유입되는 가스는 복수개의 베인(303)에 의해 코어 어셈블리(5) 측으로 안내될 수 있다.
하우징 커버(40)는 관통홀(40a), 체결홀(40b), 제2 베어링 하우징(401), 제2 브릿지(402), 제2 결합부(403)를 포함할 수 있다.
상기 관통홀(40a)은 샤프트(52)가 삽입되는 구성으로써, 하우징 커버(40), 디퓨저(30) 및 임펠러(20)가 샤프트(52)에 결합 시, 상기 임펠러의 관통홀(20a)과 상기 디퓨저의 관통홀(30a)과 연통되는 위치에 형성될 수 있다.
상기 체결홀(40b)은 디퓨저(30)와 하우징 커버(40)의 결합을 위한 구성으로써, 하우징 커버(40)에 디퓨저(30)가 결합 시, 상기 디퓨저의 체결홀(30b)과 연통되는 위치에 형성될 수 있다.
제2 베어링 하우징(401)은 상기 샤프트(52)의 일측을 지지하기 위한 제2 베어링(50)을 수용하는 구성으로써, 하우징 커버(40)의 중앙에 구비됨이 바람직하다. 상기 제2 베어링(50)은 일 예로 볼 베어링일 수 있으며, 샤프트(52)는 상기 제2 베어링(50)을 지지하기 위해 샤프트(52)의 외면에 반경방향 내측을 향해 함몰된 단차가 형성될 수 있다. 또는, 샤프트(52)는 상기 제2 베어링(50)을 지지하기 위해 샤프트(52)의 외면에 반경방향 외측을 향해 돌출된 단차가 형성될 수도 있음은 물론이다.
제2 결합부(403)는 샤프트(52)의 반경방향 외측을 향해 연장되어 소정의 두께를 형성한다. 상기 제2 결합부(403)의 일면은 상기 쉬라우드(10)의 제3 결합부(103)와 접촉하며, 상기 제2 결합부(403)의 타면은 모터 하우징(60)의 제1 결합부(601)와 접촉하여 쉬라우드(10), 하우징 커버(40) 및 모터 하우징(60)을 결합시킬 수 있다. 상기 제2 결합부(403)의 두께 내에서 상술한 결합을 위한 다양한 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.
제2 브릿지(402)는 제2 베어링 하우징(401)과 제2 결합부(403)를 연결한다. 제2 브릿지(402)는 하우징 커버(40)의 구조적 안정성을 위해 복수개가 구비될 수 있으며, 제2 브릿지(402)의 강성을 확보하기 위해 소정의 두께로 형성될 수 있다.
상기 제2 브릿지(402)가 소정의 두께를 형성하면서 복수개가 구비될 경우 흡입부(101)를 통해 유입된 외기의 유동에 저항으로 작용될 수 있다. 따라서 본 실시예의 제2 브릿지(402)는 샤프트(52)의 길이방향을 따라 소정의 경사를 형성한다. 상기 제2 브릿지(402)가 경사지게 구비됨에 따라 상기 흡입부(101)를 통해 유입된 외기의 유동에 저항으로 작용되는 부분을 최소화 할 수 있다. 또한, 유동을 코어 어셈블리(5) 측으로 안내하여 코일(56)에 전류가 흐름으로써 발생하는 열을 냉각시킬 수 있다.
한편, 디퓨저(30)는 하우징 커버(40)와 일체로 형성되는 것도 가능하나, 바람직하게는 하우징 커버(40)와는 별도로 제조된 이후 하우징 커버(40)와 체결될 수 있다.
로터(53)는 상기 샤프트(52)의 외면 중 일부를 감싸며 구비될 수 있다. 상기 로터(53)와 코어 어셈블리(5)의 전자기적인 상호작용에 의해 샤프트(52)는 회전할 수 있으며, 샤프트(52)가 회전함에 따라 샤프트(52)에 체결된 임펠러(20) 또한 샤프트(52)와 함께 회전할 수 있으며, 임펠러(20)의 회전에 따라 외기가 모터 어셈블리(1)의 내부로 흡입될 수 있다.
코어 어셈블리(5)는 코어(54), 인슐레이터(55a,55b), 코일(56)을 포함할 수 있다. 본 실시예의 모터는 BLDC 모터(brushless direct current motor)인 것이 예시된다. 따라서 본 실시예의 코어 어셈블리(5)는 로터(53)의 외측에 배치될 수 있다.
상기 코어(54)는 로터(53)의 둘레를 따라 구비되어 자로를 형성하며 복수개가 구비될 수 있다. 본 실시예의 코어(54)는 서로 이격되어 샤프트(52)의 반경방향을 향해 연장되는 두 개의 폴암과 상기 두개의 폴암을 연결하는 요크로 형성된 독립된 C 형상의 코어이다.
상기 인슐레이터(55a,55b)는 상기 코어(54)에 결합되어 코어(54)의 폴암과 요크를 감싸며 코어(54)와 코일(56) 사이를 절연할 수 있다. 인슐레이터는 코어(54)에 용이하게 조립될 수 있도록 제1 인슐레이터(55a)와 제2 인슐레이터(55b)로 구비될 수 있다.
모터 하우징(60)은 제1 결합부(601), 코어 지지부(603), 제1 브릿지(605), 제1 베어링 하우징(607)을 포함할 수 있다.
제1 결합부(601)는 상술한 바와 같이 하우징 커버(40)의 제2 결합부(403)와 결합되기 위한 구성으로써, 중공의 링 형상으로 구비될 수 있다. 그리고 제1 결합부(601)를 관통하며 상기 코어 어셈블리(5)가 상기 모터 하우징(60)에 샤프트(52)의 축 방향을 따라 결합될 수 있다.
코어 지지부(603)는 상기 코어 어셈블리(5)를 지지하기 위한 구성으로써, 상기 제1 결합부(601)에서 샤프트(52)의 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 코어 지지부(603)에서 샤프트(52)와 마주보는 면에는 안착홈(6033)이 형성될 수 있다. 상기 안착홈(6033)에 상기 코어 어셈블리(5)가 수용될 수 있다.
상기 코어 지지부(603)는 제2홀(6031)이 형성될 수 있다. 제2홀(6031)을 통해 코일(56)에 전류가 흐름으로써 발생하는 열을 방출시키거나, 흡입부(101)를 통해 유입된 외기가 상기 코어 어셈블리(5)를 거쳐 상기 제2홀(6031)로 토출됨으로써, 상기 코어 어셈블리(5)를 냉각시킬 수 있을 것이다.
제1 베어링 하우징(607)은 샤프트(52)의 일측을 지지하기 위한 제1 베어링(57)이 수용되는 구성이다. 따라서 상기 제1 베어링 하우징(607)은 모터 하우징(60)의 중앙에 형성됨이 바람직하다. 상기 제1 베어링(57)은 일 예로써 볼 베어링일 수 있다. 상기 제1 베어링(57)과 제2 베어링(50)이 상기 샤프트(52)의 양측을 지지함으로써 상기 샤프트(52)가 안정적으로 회전될 수 있다.
상기 제1 브릿지(605)는 상기 제1 베어링 하우징(607)과 코어 지지부(603)를 연결한다. 제1 브릿지(605)는 모터 하우징(60)의 구조적 안정성을 위해 복수개가 구비될 수 있으며, 제2 브릿지(402)의 강성을 확보하기 위해 소정의 두께로 형성될 수 있다.
그리고 상기 제1 브릿지(605)는 제1홀(6051)이 형성될 수 있다. 상기 제1홀(6051)은 상기 제1 브릿지(605)의 두께 내에서 형성될 수 있으며, 상기 제1 브릿지(605)가 소정의 두께를 형성하면서 복수개가 구비될 경우 샤프트(52)의 길이방향을 따라 모터 하우징(60)의 내부를 통과하는 유동에 저항으로 작용될 수 있다. 따라서 본 실시예의 제1 브릿지(605)는 상기 제1 브릿지(605)의 길이방향을 따라 제1홀(6051)이 형성되어 유동에 저항으로 작용되는 부분을 최소화 함과 동시에 모터 하우징(60)의 강성을 확보할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 어셈블리를 나타낸 도면이고, 도 5a는 도 3의 코어 어셈블리와 모터 하우징을 나타낸 도면이다.
이하 도 3 및 도 5a를 참고하여 설명한다.
본 실시예의 코어 어셈블리(5)는 코어(54), 인슐레이터(55) 및 코일(56)을 포함할 수 있다. 상기 인슐레이터(55)는 코어(54)의 외주면 중 일부를 감싸며 코어(54)와 코일(56) 사이를 절연한다. 보다 자세히, 상기 인슐레이터(55)는 코어(54)의 폴슈(543)를 제외한 나머지 부분을 감싸며 구비될 수 있다.
따라서, 인슐레이터(55)는 두 개의 폴암(541)과 상기 두 개의 폴암(541)을 연결하는 연결부(542)를 감싸고, 폴슈(543)는 로터(53)와 소정간격 이격되어 로터(53)의 외주면 중 적어도 일부를 둘러싸며 구비된다.
인슐레이터(55)는 상술한 바와 같이 코어(54)의 폴암(541)과 연결부(542)를 감싸며 코어(54)와 코일(56) 사이를 절연하는 절연부(551)를 포함할 수 있다.
그리고 인슐레이터(55)는 상기 절연부(551)로부터 상기 로터(53)의 반경방향 외측을 향해 돌출된 고정부(553)를 포함할 수 있다. 상기 로터(43)의 반경방향 외측이라 함은, 로터(43)가 샤프트(52)의 외주면 중 일부를 감싸며 구비되므로, 샤프트(52)의 반경방향과 외측과 동일한 방향을 의미한다.
보다 자세히, 상기 인슐레이터(55)는 코어의 폴암(541)을 감싸는 부분과 폴암과 폴암 사이를 연결하는 연결부(542)를 감싸는 부분이 일체로 형성될 수 있으며, 상기 고정부(553)는 코어의 연결부를 감싸는 부분에서 상기 로터(43)의 반경방향 외측을 향해 연장되어 형성될 수 있다.
따라서 인슐레이터(55)의 절연부(551)가 상기 코어(54)의 폴암(541)들과 폴암들 각각의 일측을 연결하는 연결부(543)를 감싸고, 인슐레이터(55)의 고정부(553)가 상기 절연부(551)로부터 로터(53)의 반경방향 외측으로 돌출되어 인슐레이터(55)는 전체적으로 Y자 형상으로 구비된다.
상기 고정부(553)는 모터 하우징(60)의 내주면에 결합될 수 있다. 보다 자세히, 코어 어셈블리(5)는 안착홈(6033)에 수용되며, 상기 고정부(553)는 체결홈(6035)에 고정될 수 있다.
상기 안착홈(6033)과 체결홈(6035)은 모터 하우징(60)의 내면에 형성되며, 보다 자세히, 모터 하우징(60)은 중공의 링 형상으로 구비되어 모터 하우징(60)의 외각 둘레를 형성하는 제1 결합부(601)와 제1 결합부(601)로부터 샤프트(52)의 길이방향을 따라 연장되어 코어 어셈블리(5)를 지지하는 코어 지지부(603)를 포함할 수 있다.
상기 제1 결합부(601)는 상기 제1 결합부(601)의 둘레를 따라 체결홀(60b)이 복수개 구비되어 상기 체결홀(60b)을 통해 모터 하우징(60)과 하우징 커버(40)가 결합될 수 있다.
상기 안착홈(6033)과 체결홈(6035)은 코어 지지부(603)에 형성될 수 있다. 상기 안착홈(6033)은 상기 샤프트(52)의 길이방향을 따라 형성되고, 로터(53)의 반경방향 외측을 향해 함몰되어 형성될 수 있다.
상기 안착홈(6033)은 코어 어셈블리(5)가 안착되는 부분으로써, 안착홈(6033) 중 일부에는 단차가 형성되어 코어 어셈블리(5)가 샤프트(52)의 길이방향을 따라 삽입되는 깊이를 제한할 수 있다. 또한 상기 단차는 상기 코어 어셈블리(5)의 축 방향 지지를 수행할 수 있음은 물론이다.
상기 체결홈(6035)은 상기 안착홈(6033)이 확장되는 방향으로 함몰 형성되어 상기 인슐레이터(55)가 체결된다. 즉, 상기 인슐레이터(55)는 상기 고정부(553)가 체결홈(6035)에 끼워 맞춰짐으로써 상기 모터 하우징(60)의 내벽에 고정될 수 있다. 덧붙여, 상기 고정부(553)는 샤프트(52)의 길이방향을 따라 상기 체결홈(6035)에 결합될 수 있다.
상기 고정부(553)가 상기 체결홈(6035)에 결합될 시, 상기 체결홈(6035)을 형성하는 함몰면은 고정부(553)의 돌출면에 접촉하여 상기 고정부(553)가 체결홈(6035)에 맞물릴 수 있다. 즉, 상기 고정부(553)와 체결홈(6035)은 면 접촉하며 고정부(553)가 체결홈(6035)에 고정될 수 있다.
코일(56)은 상기 두 개의 폴암(541) 각각에 권선될 수도 있으며, 또는 연결부(542)에 권선될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코어 어셈블리를 나타낸 도면이고, 도 5b는 도 4의 코어 어셈블리와 모터 하우징을 나타낸 도면이다. 도 4 및 도 5b에서 개시되는 본 발명의 다른 실시예는 도 3에서 설명되는 본 발명의 일 실시예와 코어 어셈블리가 모터 하우징에 고정되기 위한 구조의 형상은 상이하나 기타 나머지 구조는 동일하므로 중복되는 내용의 설명은 생략한다.
본 실시예의 인슐레이터(55b)는 절연부(551b)와 고정부(553b)를 포함한다.
상기 절연부(551b)는 코어(54)가 두 개의 폴암(541)과 상기 두 개의 폴암들을 연결하는 연결부(542)를 포함하여 C 형상으로 구비됨에 따라, 상기 코어(54)의 형상에 대응되어 폴암(541)과 연결부(542)를 감싸며 구비된다.
상기 고정부(553b)는 상기 절연부(551b)의 양측에서 로터(53)의 반경방향 외측을 향해 돌출되어 구비될 수 있다. 따라서 상기 고정부(553b)와 절연부(551b)를 포함하는 본 실시예의 인슐레이터(55b)는 H 형상으로 구비될 수 있다.
그리고 모터 하우징의 코어 지지부(603)는 상기 인슐레이터(55b)의 형상에 대응되어 안착홈(6033b)과 체결홈(6035b)이 형성될 수 있다.
본 실시예와 같이 H 형상의 인슐레이터(55b)는 체결홈(6035b)에 삽입될 시, 도 3 및 도 5a에서 개시되는 Y 형상의 인슐레이터(55)에 비해 측방향의 하중을 더 견디기 용이한 구조이다.
그러나 본 실시예의 인슐레이터(55b)는 도 3 및 도 5a에서 개시되는 인슐레이터(55)에 비해 고정부(553b)가 더 큰 면적을 차지하며, 상기 고정부(553b)의 형상에 맞춰 안착홈(6033b) 및 체결홈(6035b)도 부피가 증가할 수 있다.
따라서, 제조되는 모터의 요구사항에 맞춰 소형, 경량화에 중점을 둘 경우 Y 형상의 인슐레이터의 구조가 H 형상의 인슐레이터 구조보다 더 적합할 수 있으며, 내구성, 결합력을 향상시키고자 한다면, H 형상의 인슐레이터 구조가 Y 형상의 인슐레이터 구조보다 더 적합할 수 있다. 물론 이는 상대적이며, 예시적인 비교이므로 반드시 상술한 내용에 한정되어 해석될 것은 아니다.
도 6은 도 4의 코어 어셈블리와 모터 하우징의 결합 부분을 나타낸 도면이다. 이하 도 6을 참고하여 설명한다.
본 실시예의 체결홈(6035b)은 고정부(553b)와 체결홈(6035b)의 결합력을 높이기 위한 본딩홈(6037)이 형성될 수 있다. 상기 본딩홈(6037)을 통해 접착재질의 물질이 유입되어 인슐레이터를 모터 하우징의 내벽에 보다 견고히 고정시킬 수 있을 것이다.
상기 본딩홈(6037)은 상기 체결홈(6035b)의 함몰면 중 적어도 일부에 형성되며, 상기 고정부(553b)가 상기 체결홈(6035b)에 결합될 시, 고정부(553b)의 돌출면과 이격되는 공간으로 정의될 수 있다.
상기 본딩홈(6037)은 도 3 및 도 5a에서 설명한 Y 형상의 인슐레이터(55) 구조에도 적용될 수 있음은 물론이다.
이상에서 본 발명의 다양한 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 모터를 수용하는 모터 하우징;
    상기 모터의 회전축을 형성하는 샤프트;
    상기 샤프트에 결합되는 로터;
    상기 로터의 둘레를 따라 구비되어 자로를 형성하는 복수개의 코어;
    코일; 및
    상기 코어에 결합되어 상기 코어와 상기 코일 사이를 절연하는 인슐레이터;를 포함하고,
    상기 인슐레이터는,
    상기 코어의 외면을 감싸는 절연부; 및
    상기 절연부로부터 상기 로터의 반경방향 외측을 향해 돌출된 고정부;를 포함하고,
    상기 고정부는 상기 모터 하우징의 내주면에 결합되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터 하우징은,
    상기 모터 하우징의 외곽 둘레를 형성하는 제1 결합부; 및
    상기 제1 결합부로부터 상기 샤프트의 길이방향을 따라 연장되고, 상기 인슐레이터가 고정되는 복수개의 코어 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코어 지지부는, 상기 샤프트의 길이방향을 따라 형성되고, 상기 로터의 반경방향 외측을 향해 함몰된 안착홈; 및
    상기 안착홈이 확장되는 방향으로 함몰 형성되어 상기 인슐레이터가 체결되는 체결홈;을 포함하고,
    상기 고정부는, 상기 체결홈에 결합되어 상기 안착홈에 수용되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정부는, 상기 샤프트의 길이방향을 따라 상기 체결홈에 결합되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 고정부가 상기 체결홈에 결합될 시, 상기 체결홈을 형성하는 함몰면은 상기 고정부의 돌출면에 접촉하여 상기 고정부가 상기 체결홈에 맞물리는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 함몰면 중 적어도 일부는, 상기 고정부가 상기 체결홈에 결합될 시, 상기 돌출면과 이격되는 본딩홈;이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 모터 하우징은,
    상기 샤프트의 일측을 지지하는 제1 베어링 하우징; 및
    상기 코어 지지부로부터 상기 샤프트의 반경방향 내측을 향해 연장되어 상기 코어 지지부와 상기 제1 베어링 하우징을 연결하는 제1 브릿지;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 모터 하우징에 결합되고, 상기 샤프트의 타측을 지지하는 제2 베어링 하우징을 포함하는 하우징 커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 샤프트에 설치되어 회전하는 임펠러;
    상기 하우징 커버에 결합되고, 상기 임펠러와 상기 로터 사이에 구비되는 디퓨저; 및
    상기 임펠러와 상기 디퓨저를 수용하며 외기가 유입되는 흡입부가 형성되는 쉬라우드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수개의 코어 지지부의 일측은 상기 제1 결합부에 접하며, 상기 복수개의 코어 지지부의 타측은 각각 상기 제1 베어링 하우징과 상기 제1 브릿지를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 브릿지는, 상기 흡입부를 통해 유입된 외기가 상기 코어를 통과하는 유로를 형성하기 위해 제1홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 코어는,
    상기 로터의 반경방향을 향해 연장되는 두 개의 폴암; 및
    상기 두 개의 폴암을 연결하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 코일은 상기 두 개의 폴암 각각에 권선되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 코일은 상기 연결부에 권선되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
  15. 모터의 회전축을 형성하는 샤프트;
    상기 샤프트에 결합되는 로터;
    상기 로터의 둘레를 따라 구비되어 자로를 형성하는 복수개의 코어, 코일 및 상기 코어에 결합되어 상기 코어와 상기 코일 사이를 절연하는 인슐레이터를 포함하는 코어 어셈블리; 및
    상기 코어 어셈블리가 수용되는 모터 하우징;을 포함하고,
    상기 인슐레이터는 상기 코어의 외면을 감싸는 절연부 및 상기 절연부로부터 상기 로터의 반경방향 외측을 향해 돌출된 고정부를 포함하고,
    상기 모터 하우징은 상기 코어 어셈블리가 수용되는 안착홈 및 상기 고정부가 고정되는 체결홈을 포함하고,
    상기 안착홈 및 상기 체결홈은 상기 모터 하우징의 내면에 형성되는 모터 어셈블리.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 모터 하우징은 상기 코어 어셈블리가 지지되는 코어 지지부를 포함하고,
    상기 안착홈 및 상기 체결홈은 상기 코어 지지부에 형성되는 모터 어셈블리.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 체결홈에는 상기 고정부와 상기 체결홈의 결합력을 높이기 위한 본딩홈이 구비되는 모터 어셈블리.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 절연부의 양측에서 상기 로터의 반경방향 외측을 향해 돌출되어 H형상으로 구비되고,
    상기 체결홈은 상기 고정부의 형상과 대응되도록 구비되는 모터 어셈블리.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 절연부의 양측에서 상기 로터의 반경방향 외측을 향해 돌출되어 Y자형상으로 구비되고,
    상기 체결홈은 상기 고정부의 형상과 대응되도록 구비되는 모터 어셈블리.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 모터 하우징은,
    중공의 링형상으로 구비되는 제1 결합부;
    상기 제1 결합부에서 상기 샤프트의 길이방향을 따라 연장되며 상기 코어 어셈블리를 지지하는 코어지지부; 및
    상기 샤프트의 일측을 지지하는 제1 베어링 하우징;을 포함하고,
    상기 코어 지지부는 복수 개 구비되는 모터 어셈블리.
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