KR20160023171A - 모터 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 모터어셈블리는, 모터 회전 중심축을 이루는 회전축, 상기 회전축에 결합되어 회전하는 로터부, 상기 로터부에 이격되어 상기 로터부를 수용하며 내측방향으로 코일이 형성된 스테이터 및 상기 로터부상에 직접 결합되는 적어도 하나 이상의 냉각팬을 포함한다. 따라서, 모터 어셈블리의 경량화와 더불어 보다 효과적인 냉각효과를 발휘할 수 있다.

Description

모터 어셈블리{Motor Assembly}

본 발명의 일실시예는 모터 어셈블리에 관한 것이다.

차량의 실제 구동력이 발생되는 엔진에서는, 화학에너지를 운동에너지로 바꾸는 과정에서 많은 열에너지가 발생된다. 이러한 열에너지가 과도하게 발생되면, 엔진 및/또는 엔진 주변의 부품들이 과열됨으로써 손상 또는 파괴되어 큰 고장과 사고로 이어질 가능성이 있으며, 또한 엔진 자체의 효율도 크게 떨어지게 되는 등 여러 가지 문제점이 생긴다. 따라서 이러한 문제 요인을 제거하기 위하여 통상적으로 차량에는 엔진을 냉각하기 위한 장치가 구비된다. 엔진의 냉각을 위해서 대표적으로 사용되는 방법은 냉각수를 이용하는 방법으로써, 엔진의 주변에 냉각수를 유통시키고 또한 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터(radiator)를 구비하여, 엔진에서 발생되는 열을흡수한 후 흡수된 열을 라디에이터에서 방출함으로써 엔진의 과열을 막는다. 또한, 차량 운전자 및 탑승자의 쾌적성을 위하여 실내를 냉방하기 위한 장치도 함께 구비되고 있다. 이러한 실내 냉방을 위한 에어컨의 냉매를 냉각하기 위하여 응축기(condenser)와 같은 열교환기가 사용된다.

일반적인 냉각팬은, 라디에이터의 일측면에 구비되어있으며, 모터와 같은 구동원의 축과 결합되는 허브와, 상기 허브 외주에 방사상으로 배치되는 다수의 블레이드를 포함하여 이루어지며, 상기 블레이드들의 변형을 방지하기 위하여 블레이드들의 끝을 연결하는 팬밴드가 더 구비될 수 있다. 따라서 구동원으로부터 허브에 전달되는 회전력에 의해 냉각팬이 회전하면서 블레이드들에 의해 공기가 축방향으로 송풍될 수 있다. 미국등록특허 제8,152,484호에는 모터 및 팬의 결합구조에 대해 개시하고 있다.

US 8152484 B2

본 발명의 일측면은, 모터어셈블리의 공냉각을 보다 효과적으로 수행하고, 모터어셈블리의 경량화 및 박형화를 동시에 수행할 수 있는 냉각팬이 결합된 모터어셈블리를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 모터 어셈블리는, 모터 회전 중심축을 이루는 회전축, 상기 회전축에 결합되어 회전하는 로터부, 상기 로터부에 이격되어 상기 로터부를 수용하며 내측방향으로 코일이 형성된 스테이터 및 상기 로터부상에 직접 결합되는 적어도 하나 이상의 냉각팬을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 모터 어셈블리는, 모터 회전 중심축을 이루는 회전축, 상기 회전축에 결합되어 회전하는 로터부, 상기 로터부에 이격되어 상기 로터부를 수용하며 내측방향으로 코일이 형성된 스테이터 및 상기 로터부상에 직접 결합되는 적어도 하나 이상의 냉각팬을 포함하고, 상기 냉각팬은 상기 로터부 상단에 결합되는 제1 냉각팬, 상기 로터부 하단에 결합되는 제2 냉각팬 및 상기 제1 냉각팬과 상기 제2 냉각팬을 일체로 연결, 결합하는 지지부재를 포함하고, 상기 결합홀은 상기 로터부의 축방향으로 관통되어 적어도 하나 이상 형성되며, 상기 결합홀에 상기 지지부재가 끼움 결합된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모터어셈블리의 단면도;
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각팬의 사시도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로터부와 스테이터부의 결합 평면도;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터어셈블리의 단면도;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각팬의 사시도; 및
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터부와 스테이터부의 결합 평면도.

본 발명의 일실시예의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 구체적인 일실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명의 일실시예를 설명함에 있어서, 본 발명의 일실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모터어셈블리의 단면도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각팬의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로터부와 스테이터부의 결합 평면도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 모터어셈블리는, 모터 회전 중심축을 이루는 회전축(10), 상기 회전축(10)에 결합되어 회전하는 로터부(20), 상기 로터부(20)에 이격되어 상기 로터부(20)를 수용하며 내측방향으로 코일(33)이 형성된 스테이터 및 상기 로터부(20)상에 직접 결합되는 적어도 하나 이상의 냉각팬(40)을 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 로터부(20)는 회전하는 축인 회전축(10)이 삽입 결합될 수 있도록 중공부에 삽입홀이 형성된다. 로터부(20)는 일반적으로 원통형상 부재로 형성될 수 있으며, 회전축(10)이 삽입되어 고정 또는 회전축(10)과 일체로 형성되어 외부에 통상적인 하우징(도면 미도시)에 대해 축회전하도록 설치될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 마그네트(21)가 로터부(20)상에 방사형으로 매입되어 형성되는 구조를 도시하였다. 그러나, 로터부(20)상에 마그네트(21)가 고정홀(21a)을 통해 매입될 수 있지만, 이러한 마그네트(21)의 매입없이 로터부(20)와 스테이터부(30)를 구비한 모터어셈블리의 구조도 배제되는 것은 아니다. 마그네트(21)는 영구자석을 사용할 수 있으며, 세라믹(Ferrite)영구자석, 희토류(Rate-earth)영구자석, 알리코(Alico)영구자석을 사용할 수 있다.

스테이터부(30)는 로터부(20)의 마그네트(21)에 대응되도록 형성된 적어도 하나 이상의 스테이터돌극(32)과 로터부(20)를 수용하는 스테이터요크(31)를 포함할 수 있다. 스테이터부(30)는 로터부(20)를 감싸도록 형성되는 환형의 형상으로 되는 것이 일반적이며, 로터부(20)가 장착되는 디바이스의 구조에 따라 당업자에 의해 변경, 선택 적용될 수 있음은 물론이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 로터부(20)의 외측둘레에 감싸도록 스테이터부(30)가 형성된다. 로터부(20) 외측을 감싸도록 형성되는 환형의 스테이터요크(31)와 스테이터요크(31)의 내측둘레면에 적어도 하나 이상 돌출되어 형성되고, 코일(33)이 권선될 수 있는 스테이터돌극(32)이 결합된다. 상술한 바와 같이, 로터부(20)에 매입되는 마그네트(21)의 구조는 하나의 실시예이므로, 로터부(20)상에 마그네트(21)가 매입되지 않고, 외측으로 돌출되어, 스테이어터돌극에 대응될 수 있는 적어도 하나 이상의 로터돌극(도면 미도시)이 형성될 수 있음은 물론이다.

냉각팬(40)은 로터부(20)상에 적어도 하나 이상이 직접 결합되어 형성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상하방향은 회전축(10)의 축방향을 기준으로 하되, 도시된 기준선과 같이 a방향을 상단방향으로 b방향을 하단방향으로 정의하여 여기서는 설명하기로 한다.

냉각팬(40)은 로터부(20)상의 상단 또는 하단에 결합되며, 상단과 하단에 모두 결합될 수 있다. 냉각팬(40)은 로터부(20)상에 직접, 다른 중간부재없이, 결합된다(도 1 참조). 냉각팬(40)이 로터부(20)의 상단 또는 하단에 결합되는 수단은 다양한 방법이 체택될 수 있다. 접착제에 의한 결합이나, 기타 나사결합 등을 통해 결합될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 로터부(20)를 축방향으로 관통하는 결합홀(22)을 형성한다(도 3 참조). 결합홀(22)에 결합되는 냉각팬(40)은 대응위치에 체결홀(41a)을 형성한다. 냉각팬(40)과 로터부(20)상단의 결합을 위해, 결합홀(22)과 체결홀(41a)을 일체로 결합하는 별도 체결구(42)가 결합될 수 있다.

결합홀(22)을 로터부(20)를 축방향으로 관통되도록 형성하여 로터부(20)를 포함한 모터어셈블리의 중량을 감소시키고, 더불어, 모터의 회전관성을 감소시켜 모터어셈블리의 작동신뢰성을 향상시키는 효과를 동시에 수행할 수 있다. 결합홀(22)은 마그네트(21) 매입형인 경우에, 마그네트(21)가 매입된 사이의 이격공간에 형성되는 것이 적절하다.

구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 로터부(20)의 상단 및 하단에 각각 제1 냉각팬(41)과 제2 냉각팬(43)이 결합된다. 제1 냉각팬(41)과 제2 냉각팬(43)은 로터부(20)의 축방향으로 관통된 결합홀(22)을 통해 제1 냉각팬(41)과 제2 냉각팬(43)을 일체로 결합할 수 있다. 체결구(42)는 나사부재로 형성될 수 있다. 여기서, 체결구(42)는 로터부(20)의 회전시의 균형을 적절하기 조절하기 위한 별도의 밸런싱부재(42a)가 결합되어 형성되거나, 이러한 밸런싱부재(42a)가 일체로 결합될 수 있다. 일예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 로터부(20) 상단이나 하단의 결합부에 냉각팬(40)의 고정역활과 동시에 함께 밸런싱부재(42a)의 역활을 함께 수행할 수 있다. 밸런싱부재(42a)는 플라스틱이나 기타 수지재로 체결구(42)에 결합되거나, 체결구(42)와 함게 일체로 사출성형 등으로 형성될 수 있다. 밸런싱부재(42a)는 모터의 회전균형을 조절하기 위해 적절하게 커팅되거나 추가될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터어셈블리의 단면도, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각팬의 사시도 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터부와 스테이터부의 결합 평면도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 모터어셈블리는, 모터 회전 중심축을 이루는 회전축(10), 상기 회전축(10)에 결합되어 회전하는 로터부(20), 상기 로터부(20)에 이격되어 상기 로터부(20)를 수용하며 내측방향으로 코일(33)이 형성된 스테이터 및 상기 로터부(20)상에 직접 결합되는 적어도 하나 이상의 냉각팬(50)을 포함하고, 상기 냉각팬(50)은 상기 로터부(20) 상단에 결합되는 제1 냉각팬(51), 상기 로터부(20) 하단에 결합되는 제2 냉각팬(53) 및 상기 제1 냉각팬(51)과 상기 제2 냉각팬(53)을 일체로 연결, 결합하는 지지부재를 포함하고, 상기 결합홀(22)은 상기 로터부(20)의 축방향으로 관통되어 적어도 하나 이상 형성되며, 상기 결합홀(22)에 상기 지지부재가 끼움 결합된다.

본 발명의 다른 실시예와 상술한 본 발명의 일실시예의 차이점은, 냉각팬(50)의 구체적인 형상이다. 즉, 본 발명의 다른 실시예는 제1 냉각팬(51)과 제2 냉각팬(53)을 결합하는 방식이 클립방식의 체결구조를 통해 로터부(20)상에 결합된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예는, 제1 냉각팬(51)과 제2 냉각팬(53)이 클립형태의 지지부재를 통해 일체로 형성되어 로터부(20)의 상단 및 하단에 냉각팬을 형성시킨다. 제1 냉각팬(51)과 제2 냉각팬(53) 및 이들을 연결 및 지지하는 지지부재는 일체로 사출성형어 형성될 수 있으며, 기타, 개별 결합수단을 통해 제1 냉각팬(51), 지지부재 및 제2 냉각팬(53)을 일체로 결합될 수 있다.

로터부(20)의 상단 및 하단에 제1 냉각팬(51)과 제2 냉각팬(53)이 결합 지지되기 위해, 로터부(20)상에 결합홀(22)은 클립형의 지지부재가 관통되어 연결되도록 적절한 형태를 선택 적용할 수 있다.

여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각팬(50)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 냉각팬(51)은 로터부(20) 상단에 결합되며, 회전방향으로 절곡된 제1 절곡부(51b) 및 제1 절곡부(51b)상에 연장된 제1 블레이드(51a)가 형성된다. 제2 냉각팬(53)은 제1 냉각팬(51)과 달리, 회전방향에 반대방향으로 제2 절곡부(53b)가 형성되고, 제2 절곡부(53b)에 연장되어 제2 블레이드(53a)가 형성된다. 제1 냉각팬(51)과 제2 냉각팬(53)의 절곡방향 및 블레이드의 형상의 차이점은, 모터어셈블리의 회전과 동시에, 냉각되는 공기의 흐름을 자연스럽게 상부에서 하부로 유동되도록 유도하기 위함이다. 이러한 공기의 방향을 조절함으로써 모터어셈블리의 냉각효율을 보다 극대화 할 수 있다.

냉각팬(50)의 절곡부의 절곡정도나 블레이드의 형태는 도시된 도면에 특별히 한정되는 것은 아니며, 회전축(10)의 회전방향 및 그 반대방향으로 적절하게 변형되어 적용될 수 있음은 물론이다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 일실시예는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 일실시예의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 일실시예의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 일실시예의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 일실시예의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: 회전축 20: 로터부
21: 마그네트 21a: 고정홀
22: 결합홀 30: 스테이터부
31: 스테이터요크 32: 스테이터돌극
33: 코일 40: 냉각팬
41: 제1 냉각팬 41a: 체결홀
42: 체결구 42a: 밸런싱부재
43: 제2 냉각팬 50: 냉각팬
51: 제1 냉각팬 51a: 제1 블레이드
51b: 제1 절곡부 52: 클립부
53: 제1 냉각팬 53a: 제2 블레이드
53b: 제2 절곡부

Claims (8)

1. 모터 회전 중심축을 이루는 회전축;
   상기 회전축에 결합되어 회전하는 로터부;
   상기 로터부에 이격되어 상기 로터부를 수용하며 내측방향으로 코일이 형성된 스테이터; 및
   상기 로터부상에 형성된 결합홀에 직접 결합되는 적어도 하나 이상의 냉각팬을 포함하는 모터어셈블리.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉각팬은 상기 로터부상에 형성된 적어도 하나 이상의 결합홀과 대응되는 위치에 체결홀을 구비하고, 상기 결합홀과 상기 체결홀을 체결구를 통해 상기 냉각팬과 상기 로터부를 일체로 결합하는 모터어셈블리.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 냉각팬은 상기 로터부의 상단에 결합되도록 제1 체결홀이 형성된 제1 냉각팬; 및
   상기 로터부 하단에 결합되도록 제2 체결홀이 형성된 제2 냉각팬을 포함하며,
   상기 결합홀은 상기 로터부의 축방향으로 관통 형성되며, 상기 제1 체결홀과 상기 제2 체결홀 및 상기 결합홀을 일체로 결합하는 체결구를 통해 상기 로터부와 상기 제1 냉각팬 및 상기 제2 냉각팬을 결합시키는 모터어셈블리.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 체결구는 상기 제1 체결홀 또는 상기 제2 체결홀상에 돌출된 밸런싱부재가 일체로 형성된 모터어셈블리.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉각팬은
   상기 로터부 상단에 결합되는 제1 냉각팬
   상기 로터부 하단에 결합되는 제2 냉각팬
   상기 제1 냉각팬과 상기 제2 냉각팬을 일체로 연결, 결합하는 지지부재를 포함하고,
   상기 결합홀은 상기 로터부의 축방향으로 관통되어 적어도 하나 이상 형성되며, 상기 결합홀에 상기 지지부재가 끼움 결합되는 모터어셈블리.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제1 냉각팬은 상기 회전축의 회전방향으로 절곡된 제1 절곡부에 연장되어 형성된 제1 블레이드가 형성되고,
   상기 제2 냉각팬은 상기 회전축의 회전 반대방향으로 절곡된 제2 절곡부에 연장되어 형성된 제2 블레이드가 형성된 모터어셈블리.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 로터부상에 방사방향으로 형성된 고정홀상에 복수개의 마그네트가 결합된 모터어셈블리.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 결합홀은 상기 복수개의 마그네트 사이의 이격공간상에 형성된 모터어셈블리.

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