KR100912524B1

KR100912524B1 - 브러시리스 모터 조립체

Info

Publication number: KR100912524B1
Application number: KR1020020052895A
Authority: KR
Inventors: 유선재; 정우열
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2009-08-18
Also published as: KR20040021287A

Abstract

본 발명에 다르면, 브러시리스 모터 조립체는 소정의 간격으로 적층되는 복수개의 스테이터와, 상기 각 스테이터와 대응되며 회전축에 설치되는 로터들과, 상기 회전축을 지지하며 상기 스테이터들과 로터들을 감싸는 케이스을 포함하는 브러시리스 모터와;

상기 브러쉬 모터의 모터를 구동하기 위한 것으로, 방열휜들을 가지며 소정의 간격으로 설치된 적어도 하나의 히트싱크들을 구비한 회로기판과;

상기 케이스에 설치되어 회로기판을 감싸는 것으로, 상기 히트 싱크들과 대응되는 부위에 공기유동 통로부가 형성되며 공기유동 통로부의 상면에 공기 유입구가 형성된 커버를 구비한다.

Description

브러시리스 모터 조립체{Brushless motor assembly}

도 1은 본 발명에 따른 브러시리스 모터 조립체의 분리 사시도,

도 2는 커버에 의해 회로기판이 감싸여진 상태를 도시한 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 회로기판이 커버에 의해 감싸여진 상태를 도시한 평면도,

도 4는 하부 커버에 가이드 베인이 설치된 상태를 도시한 일부절제 사시도,

도 5 내지 도 7은 커버의 다른 실시예를 도시한 사시도,

본 발명은 송풍기 유니트에 설치되는 모터에 관한 것으로, 더 상세하게는 송풍기를 구동시키는 브러시리스 모터를 구동 및 제어하기 위한 소자들의 방열구조가 개선된 브러시리스 모터 조립체(brushless motor assembly)에 관한 것이다.

통상적으로 공기조화 장치에 이용되는 송풍기는 시로코 팬(siroco fan) 타입으로 모터의 설치 공간과 소음의 발생을 줄이기 위하여 브러시리스 DC 모터를 사용하고 있다. 이러한 브러시리스 DC모터는 스테이터 코어를 가지고 있는가의 여부에 따라 원통구조를 가지는 코어형과, 코어레스형(엑시얼형)으로 대별된다. 상기 코어형의 브러시리스 모터는 내주부에 형성된 다수의 돌기에 전자석 구조를 갖기 위해 코일이 권취된 원통형의 스테이터와 원통형 영구자석으로 이루어진 로터를 가진 자석형과 또는 스테이터가 외주에 형성된 다수의 돌기에 상하 방향으로 코일이 감기고 외부에 다극이 착자된 원통형의 영구자석의 로터가 설치된 외부자석형이 있다.

상술한 바와 같은 브러시리스 모터는 모터의 구동 및 속도를 제어하기 위하여 파워 트렌지스터 등과 같은 소자를 이용하는 것이 일반적이다. 이러한 소자들은 히트 싱크 등과 같은 방열판이 설치되거나 별도의 방열수단이 마련되어 회로기판 상에 설치된다.

종래의 브러시리스 모터는 상술한 바와 같은 방열판이 케이스의 외부로 돌출되어 있어 송풍기에 장착시 송풍휠에 의해 발생되는 기류에 의해 냉각이 이루어지게 된다. 그러나 상기와 같이 방열판이 외부에 설치되어 있는 경우 냉각을 위한 기류의 흐름이 원활하게 이루어지지 않아 냉각효과를 크게 기대할 수 없다.

한편, 일본공개 특허 공보 제2001-9907호에는 블로워 장치의 일 예가 개시되어 있다. 개시된 블로워 장치는 수납된 팬의 주위에 송풍유로를 가지는 케이싱과, 상기 케이싱의 하부에 설치되어 상기 팬을 구동시키는 브러시리스 모터와, 케이싱의 송풍 유로중 가장 유속이 빠른 영역에 접한 케이싱 내변에 상기 브러시리스 모터를 제어하는 파워 소자의 방열부가 배치된다.

이러한 구조는 방열부가 팬에 의해 송풍되는 유로상에 설치되어 있으므로 블로워 장치의 설계에 많은 제약을 받게 되며, 송풍되는 공기의 흐름이 상기 방열 부에 의해 간섭이 발생됨으로써 소음 발생의 원인이 된다.

대한민국 공개 특허공보 실1998-019999호에는 공냉구조를 갖는 브러시리스 모터가 개시되어 있다. 개시된 브러시리스 모터는 하부케이스와 콘트롤 인쇄기판과 제1 및 제 2로터에 외부공기가 모터 내부로 순환 될 수 있는 다수의 환기홀이 형성된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방열부를 히트 싱크들이 설치되는 회로기판을 케이스의 내부에 장착함으로써 방열효율과 소음의 발생을 줄일 수 있는 브러시리스 모터 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 각 목적은 히트 싱크들의 각 부위로 공기가 흐름의 제약을 줄여 방열부의 설계 제한을 줄일 수 있는 브러시리스 모터 조립체를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 브러시리스 모터 조립체는,

소정의 간격으로 적층되는 복수개의 스테이터와, 상기 각 스테이터와 대응되며 회전축에 설치되는 로터들과, 상기 회전축을 지지하며 상기 스테이터들과 로터들을 감싸는 케이스를 포함하는 브러시리스 모터와;

상기 브러시리스 모터를 구동시키기 위한 것으로, 방열휜들을 가지며 소정의 간격으로 설치된 하나 이상의 히트싱크들을 구비한 회로기판과;

상기 케이스에 설치되어 회로기판을 감싸는 것으로, 상기 히트 싱크들과 대 응되는 부위에 공기유동 통로부를 형성되며 공기유동 통로부와 연통되는 공기 유입구가 형성된 커버를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 커버가 상부 커버 및 하부 커버로 분리되며, 상기 공기유동 통로부는 상기 히트싱크와 대응되는 하부커버의 외주면이 각 외측으로 연장된 유로를 형성하는 채널부와, 상기 상부 커버의 일측으로부터 연장되어 상기 유로를 형성하는 채널부를 밀폐하며 상기 공기 유입구가 형성된 덮개부로 이루어진다. 상기 상부 커버 및 하부 커버의 채널부와 덮개부의 내면에 상기 공기 유입구로부터 유입된 공기를 히트싱크로 가이드 하는 복수개의 가이드 베인를 더 구비할 수 있으며, 상기 상부커버의 관통공 가장자리에 상기 히트싱크 측으로 공기의 흐름을 가이드 하는 가이드부재를 더 구비할 수 있다.

대안으로 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 브러시리스 모터 조립체는, 소정의 간격으로 적층되는 복수개의 스테이터와, 상기 각 스테이터와 대응되며 회전축에 설치되는 로터들과, 상기 회전축을 지지하며 상기 스테이터들과 로터들을 감싸는 케이스를 포함하는 브러시리스 모터와;

상기 브러시리스 모터를 구동하기 위한 것으로, 소정의 간격으로 설치되며 복수개의 방열휜들을 가지는 하나이상의 히트싱크들을 구비한 회로기판과;

상기 케이스에 설치되어 회로기판을 감싸는 것으로, 상기 히트 싱크들과 대응되는 부위의 측면에 공기 유입구가 형성된 커버를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 공기 유입구와 상기 히트 싱크의 사이의 커버 내에 공기를 양측으로 분산시키는 가이드 부재가 설치되며, 상기 가이드 부재는 공기유입구를 이분할 하는 분할판부재와, 상기 분할판부재로부터 양측으로 연장되며 다수의 관통공이 형성된 가이드판부재를 구비한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 브러시리스 모터 조립체의 일 실시예를 나타내보였다.

도면을 참조하면, 상기 브러시리스 모터 조립체는 브러시리스 모터(20)와, 상기 브러시리스 모터(20)를 구동시키기 위한 것으로, 발열되는 전자부품들이 설치되며 소정의 패턴으로 배열된 적어도 하나의 히트싱크(31)를 가지는 회로기판(30)과, 상기 케이스에 설치되어 회로기판(30)을 감싸는 것으로 상기 방열휜을 냉각시키기 위한 공기 유동통로(41)를 가지며 상부에 공기 유동통로(41)와 연통되는 공기 유입구(42)가 형성된 커버(40)를 구비한다.

상기 브러시리스 모터 조립체를 구성 요소별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 브러시리스 모터(20)는 소정의 간격으로 적층되는 복수개의 스테이터(21)와, 상기 각 스테이터(21)와 대응되며 회전축(22)에 설치되는 로터(23)들과, 상기 회전축(22)을 지지하며, 상기 스테이터(21)들과 로터(23)들을 감싸는 케이스(24)를 포함한다. 상기 케이스(24)는 상하부 케이스(24a)(24b)로 결합 및 분리 가능한 구성을 가지는데, 상기 상부 케이스(24a)에는 적어도 하나의 관 통공을 형성하여 스테이터(21)의 코일 냉각을 위한 별도의 공기 유로를 형성할 수도 있다.

상기 회로기판(30)은 상기 브러시리스 모터(20)를 구동시키기 다수의 전자부품이 설치되는 것으로, 상기 하부케이스(24b)에 고정되는 기판(32)과, 상기 기판(32)의 가장자리와 근접된 측을 따라 설치되는 적어도 하나의 히트 싱크(31)들을 포함하는데, 상기 히트 싱크(31)에는 발열하는 파워 소자(미도시) 등이 설치된다. 그리고 상기 각 히트 싱크(31)에는 복수개의 방열휜(31a)이 설치되는데, 상기 방열휜(31a)은 박판상으로 이루어지고 수평방향으로 설치되며 상호 소정간격 이격되도록 수직방향으로 배열된다. 여기에서 상기 기판(32)의 가장자리에 설치되는 히트 싱크(31)는 후술하는 커버의 내주면을 따라 원호상으로 배열되도록 함이 바람직하다.

상기 커버(40)는 도 1, 도 2 및 도 3, 4에 도시된 바와 같이 상기 히트 싱크(31)가 설치된 회로기판(30)을 감싸는 것으로, 상부 커버(43) 및 하부 커버(44)로 분리되며, 상기 공기유동 통로부(41)는 상기 히트싱크(31)와 대응되는 하부커버(44)의 외주면이 각 외측으로 연장된 유로를 형성하는 채널부(41a)와, 상기 상부 케이스(32)의 일측으로부터 연장되어 상기 유로를 형성하는 채널부(41a)를 밀폐하며 상기 공기 유입구(42)가 형성된 덮개부(41b)로 이루어진다. 여기에서 상기 공기 유입구(42)는 도면에는 도시되어 있지 않으나 브러시리스 모터에 의해 구동되는 송풍휠로부터 발생되는 공기가 유입될 수 있도록 설치된다.

상기 공기 유동 통로부(41)를 이루는 하부 커버(44)의 채널부(41a)와 상부 커버(43)의 적어도 일측에는 상기 공기 유입구(42)로부터 유입되는 공기를 상기 히트싱크(31)들로 가이드 하는 복수개의 가이드 베인(45)들이 설치된다. 상기 가이드 베인(45)은 상기 채널부(41a)를 이루는 하부 케이스(44)의 내주면에 공기의 흐름을 하방으로 안내하며 분산시킬 수 있도록 경사지며 소정간격 이격 되도록 복수개가 설치된다. 그리고 상기 상부커버(43)의 공기 유입구(42)의 가장자리에는 상기 히트싱크(31) 측으로 공기의 흐름을 가이드 하는 가이드부재(46)가 더 구비된다. 이 가이드 부재(46)는 상기 공기 유입구(42)의 중심으로부터 방사상으로 설치된다. 상기 가이드 베인(45)과 가이드 부재(46)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 공기 유입구(42)로 유입된 공기를 히트 싱크(31) 측으로 가이드 할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 예컨데, 상기 채널부(41a)에 형성된 가이드 베인(45)은 상기 공기 유입구(42) 측으로부터 멀어질수록 그 폭이 넓어져 유입되는 공기량을 균일하게 할 수 있도록 함이 바람직하다.

상술한 바와 같이 구성된 브러시리스 모터는 송풍기 유니트의 송풍휠에 그 회전축이 설치되어 이루를 구동시키게 되는데, 이 때에 발생되는 기류의 일부는 상기 상부커버(43)의 덮개부(41b)에 형성된 공기 유입구(42)를 통하여 유입되고 이 유입된 공기는 상기 가이드 베인에 의해 일차적으로 분산되고, 상기 채널부(41a)의 내측면에 성형된 가이드 부재(46)에 의해 각 히트 싱크(31)로 분사되어 이를 냉각시키게 된다. 특히 상기 채널부(41a)에 형성된 가이드 부재(46)는 공기 유입구(42) 측으로부터 멀어질수록 그 폭이 넓게 형성되어 있으므로 각 히트 싱크(31)로 공급되는 공기를 실질적으로 균일하게 분배할 수 있다.

특히, 상기 히트 싱크(31)의 방열휜(31a)은 판상으로 이루어져 수평방향으로 설치되고, 수직 방향으로 소정간격 이격되도록 적층되어 있으므로 상기 채널부(41a)를 따라 흐르는 공기의 흐름의 저항을 줄이지 않은 상태에서 열교환이 충분히 이루어질 수 있게 된다. 따라서 브러시리스 모터를 구동하기 위한 소자들의 냉각효율을 높일 수 있으며, 나아가서는 브러시리스 모터의 효율을 높일 수 있다.

도 5에는 본 발명에 따른 브러시리스 모터 조립체의 다른 실시예를 나타내 보였다. 이 브러시리스 모터 조립체를 이루는 브러시리스 모터와, 회로기판의 구성은 상술한 실시예와 동일한 구성을 가지므로 다시 설명하지 않기로 하고, 상술한 실시예와 차이가 있는 회로기판에 설치된 히트싱크 및 이를 냉각시키기 위한 커버를 구성을 설명하기로 한다.

도면을 참조하면, 케이스에 설치되어 회로기판(30)을 감싸는 커버(50)는 상기 히트 싱크(31)들과 대응되는 부위의 측면에 공기 유입구(52)가 형성되며, 상기 회로기판(30)의 히트 싱크(31)들과 대응되는 커버의 측면에는 상기 공기 유입구(52)로부터 유입되는 공기를 히트 싱크(31) 측으로 분배하기 위한 채널부(53)가 설치된다. 상기 커버(50)에 형성된 공기 유입구(52)는 상기 히트싱크(31)와 대응되는 하부커버 측면의 하부를 따라 횡방향으로 연장된 형상으로 형성될 수 있으며, 이때에 상기 히트 싱크의 방열휜이 수직으로 배열되도록 함이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 브러시리스 모터는 측면에 형성된 공기 유입구(52)로부터 유입된 공기가 채널부를 따라 이동되면서 각 히트 싱크를 냉각시키게 된다. 특히 상기 공기 유입구(52)를 횡방향으로 연장시켜 형성하는 경우 히트 싱크에 대한 공기 유입면적을 넓힐 수 있어 공기 분산효과를 기대할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서 도 6에 도시된 바와 같이 상기 공기 유입구(52)와 상기 히트 싱크의 사이의 커버 내에 공기를 양측으로 분산시키는 가이드 부재(55)가 더 구비될 수 있다. 상기 가이드 부재(55)는 상기 가이드 부재는 공기유입구(52)를 이분할 하는 분할판부(55a)와, 상기 분할판부(55a)의 양측으로 연장되며 다수의 관통공(55b)이 형성된 가이드판부(55c)를 구비할 수 있다. 이 가이드 부재(55)는 공기 유입구로 유입된 공기를 양분하고 양분된 공기를 공기 유입구를 기준으로 하여 양분하는 채널부로 공급되는데, 상기 채널부(53)에는 공기를 분산시키기 위한 가이드판부(55c)가 설치되어 있으므로 각 히트 싱크에 대해 공기를 균일하게 분산시킬 수 있다. 즉, 상기 가이드 판부에는 다수개의 관통공이 형성되어 있으므로 이 관통공(55b)들에 의해 분산되어 히트 싱크(31)에 공급된다.

그리고 채널부에는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 히트 싱크(31)들의 사이에 상기 상하부 커버로부터 연장되며 교호적으로 설치되는 유로제어막(56)들이 설치된다. 이때에 상기 히트 싱크(31)의 방열휜(31a)은 수직으로 배열되어 이와 유로제어막(56)에 의해 형성된 채널부 길이 방향으로의 제어가 파상을 이루도록 하여 함이 바람직하다. 상기와 같이 채널부에 형성된 유로 제어막(56)은 채널부를 따라 이동하는 공기를 각 히트싱크 방열휜들의 상하 방향으로 고르게 흐를 수 있도록 할 수 있다.

그리고 발명의 또 다른 실시예로서 상기 히트 싱크(31)가 대응되는 커버의 내측면에는 상기 실시예에서 언급한 가이드 베인(47)이 더 구비될 수 있다. 상기 가이드 밴의 설치구조는 상술한 실시예에서 상세하게 언급하였으므로 다시 설명하지 않기로 한다. 그리고 상기 실시예에 있어서 히트 싱크는 분할된 구조로 도시되어 있으나 히트 싱크가 한 개의 부재(single piece)로 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 브러시리스 모터는 히트 싱크가 설치된 회로기판을 커버로 감싸고 일측에 형성된 공기 유입구를 통하여 유입되는 냉각을 위한 공기를 각 히트 싱크로 공급할 수 있으므로 히터 싱크에 의한 냉각효과를 향상시킬 수 있으며, 나아가서는 브러시리스 모터의 성능을 높일 수 있다.

그리고 본 발명은 도면에 예시된 실시예를 들어 설명하였으나 이 실시예에 의해 한정되지 않고 본원 발명이 속하는 기술적 범위내에서 당업자에 의해 변형 가능함은 물론이다.

Claims

삭제
소정의 간격으로 적층되는 복수개의 스테이터와, 상기 각 스테이터와 대응되며 회전축에 설치되는 로터들과, 상기 회전축을 지지하며 상기 스테이터들과 로터들을 감싸는 케이스를 포함하는 브러시리스 모터와;

상기 브러시리스 모터를 구동하기 위한 것으로, 방열휜을 가지며 소정의 간격으로 설치되는 하나 이상의 히트싱크들을 구비한 회로기판과;

상기 케이스에 설치되어 회로기판을 감싸는 것으로, 상기 히트 싱크들과 대응되는 부위에 공기유동 통로부가 형성되며 공기유동통로부의 상면에 공기 유입구가 형성된 커버를 구비하며,

상기 커버가 상부 커버 및 하부 커버로 분리되며, 상기 공기유동 통로부는 상기 히트싱크와 대응되는 하부 커버의 외주면이 각 외측으로 연장된 유로를 형성하는 채널부와, 상기 상부 커버의 일측으로부터 연장되어 상기 유로를 형성하는 채널부를 밀폐하며 상기 공기 유입구가 형성된 덮개부로 이루어진 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터 조립체.
제2항에 있어서,

상기 채널부와 덮개부의 내면에 상기 공기유입구로부터 유입된 공기를 히트싱크로 가이드 하는 복수개의 가이드 베인을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터 조립체.
제2항에 있어서,

상기 상부커버의 공기 유입구 가장자리에 상기 히트싱크 측으로 공기의 흐름을 가이드 하는 가이드부재를 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 브러시리스의 모터 조립체.
삭제
소정의 간격으로 적층되는 복수개의 스테이터와, 상기 각 스테이터와 대응되며 회전축에 설치되는 로터들과, 상기 회전축을 지지하며 상기 스테이터들과 로터들을 감싸는 케이스를 포함하는 브러시리스 모터와;

상기 브러시리스 모터를 구동하기 위한 것으로, 소정의 간격으로 설치되며 복수개의 방열휜들을 가지는 적어도 하나의 히트싱크들을 구비한 회로기판과;

상기 케이스에 설치되어 회로기판을 감싸는 것으로, 상기 히트 싱크들과 대응되는 부위의 측면에 공기 유입구가 형성된 커버를 구비하며,

상기 공기 유입구와 상기 히트 싱크의 사이의 커버 내에 공기를 양측으로 분산시키는 가이드 부재가 설치된 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터 조립체.
제6항에 있어서,

상기 가이드 부재는 공기유입구을 이분할 하는 분할판부와, 상기 분할판부로부터 양측으로 연장되며 다수의 관통공이 형성된 가이드판부를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터 조립체.
소정의 간격으로 적층되는 복수개의 스테이터와, 상기 각 스테이터와 대응되며 회전축에 설치되는 로터들과, 상기 회전축을 지지하며 상기 스테이터들과 로터들을 감싸는 케이스를 포함하는 브러시리스 모터와;

상기 브러시리스 모터를 구동하기 위한 것으로, 소정의 간격으로 설치되며 복수개의 방열휜들을 가지는 적어도 하나의 히트싱크들을 구비한 회로기판과;

상기 케이스에 설치되어 회로기판을 감싸는 것으로, 상기 히트 싱크들과 대응되는 부위의 측면에 공기 유입구가 형성된 커버를 구비하며,

상기 커버는 상기 회로기판이 장착되는 공간부를 가진 커버를 포함하며, 상기 공기 유입구는 상기 히트 싱크와 대응되는 커버 측면의 하면을 따라 횡방향으로 연장되어 형성되며, 상기 각 히트 싱크의 방열휜이 수직으로 배열된 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터 조립체.
소정의 간격으로 적층되는 복수개의 스테이터와, 상기 각 스테이터와 대응되며 회전축에 설치되는 로터들과, 상기 회전축을 지지하며 상기 스테이터들과 로터들을 감싸는 케이스를 포함하는 브러시리스 모터와;

상기 브러시리스 모터를 구동하기 위한 것으로, 소정의 간격으로 설치되며 복수개의 방열휜들을 가지는 적어도 하나의 히트싱크들을 구비한 회로기판과;

상기 케이스에 설치되어 회로기판을 감싸는 것으로, 상기 히트 싱크들과 대응되는 부위의 측면에 공기 유입구가 형성된 커버를 구비하며,

상기 히트 싱크들의 사이에 상기 커버로부터 연장되며 교호적으로 설치되는 유로제어막들을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터 조립체.
제6항 또는 제8항에 있어서,

상기 커버의 내면에 공기유입구로부터 히트싱크로 공기의 흐름을 가이드 하는 가이드 베인을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터 조립체.