KR20240037699A

KR20240037699A - 팬 모터

Info

Publication number: KR20240037699A
Application number: KR1020220116537A
Authority: KR
Inventors: 황은지; 김병직; 김성기; 황지수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2022-09-15
Filing date: 2022-09-15
Publication date: 2024-03-22
Also published as: EP4339465A1; US20240093689A1

Abstract

팬 모터가 개시된다. 팬 모터는 임펠러, 회전축, 복수의 베어링, 방열핀을 포함한다. 상기 회전축에 임펠러가 장착된다. 상기 복수의 베어링은 상기 회전축을 지지한다. 상기 방열핀은 상기 베어링을 감싼다. 상기 방열핀은 아우터 링부, 이너 링부, 연결부를 포함한다. 상기 이너 링부는 상기 베어링을 감싼다. 상기 이너 링부는 상기 아우터 링부의 내측에 구비된다. 상기 연결부는 상기 아우터 링부와 상기 이너 링부 사이에서 연장된다. 상기 연결부는 상기 아우터 링부와 상기 이너 링부를 연결한다. 상기 이너 링부의 일단부 또는 양단부는 자유단이며, 상기 이너 링부는 상기 복수의 베어링 간의 축방향 정렬이 어긋날 시 경사지게 배치되는 상기 회전축과 평행한 방향으로 경사지게 탄성 변형된다. 이에 의하면, 방열핀은 베어링을 감싸면서 베어링의 온도를 저감하며, 베어링의 동심도(정렬도)를 개선할 수 있다.

Description

팬 모터{FAN MOTOR}

본 발명은 팬 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베어링의 정렬도를 개선할 수 있는 팬 모터에 관한 것이다.

전동기는 청소기나 헤어 드라이기 등의 가전기기에 설치될 수 있다.

청소기나 헤더 드라이기 등은 전동기를 동력원으로 사용하여 회전력을 발생시킬 수 있다.

예를 들면, 전동기는 팬(FAN)과 체결될 수 있다. 팬은 전동기로부터 동력을 전달받아 회전됨으로 기류를 생성할 수 있다.

핸디스틱 청소기나 헤어 드라이기는 사용자가 직접 손으로 들어 올린 상태로 작동된다.

사용자의 휴대성 및 편의성을 높이기 위해, 청소기나 헤어 드라이기 등을 소형화 및 경량화할 필요가 있다.

청소기 팬모터의 경량화를 위해서는 하우징의 소재로 금속 소재 대신에 플라스틱 소재를 사용하는 것이 바람직하다.

그러나, 플라스틱 소재의 경우 열전달계수(열전도도)가 기존 금속 소재 대비 1/10에서 1/35 수준까지 낮아져서, 베어링을 감싸는 플라스틱 소재의 하우징은 베어링의 열발산을 방해한다.

이로 인해, 플라스틱 소재의 베어링 하우징은 금속 소재의 베어링 하우징 대비 베어링의 온도가 25℃ 이상 상승하여 베어링의 수명이 단축되고, 팬모터의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해서는, 베어링을 감싸고 공기 중으로 노출되는 형상을 가지면서 열전도도가 높은 소재로 제작된 히트싱크가 필요하다.

플라스틱 하우징의 사출 시 금속 소재의 히트싱크를 하우징 내에 위치시켜, 하우징과 히트싱크를 일체형으로 인서트 사출할 수 있다.

그러나, 히트싱크를 플라스틱 하우징 내에 인서트 사출로 제작할 경우에 히트싱크의 정렬도를 맞추기가 어려워서 팬 모터의 운전 시 양측 베어링 간 정렬도가 틀어지는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 베어링의 온도를 저감하면서도 베어링의 동심도를 조정해줄 수 있는 자동 조심 기능이 있는 방열 구조물이 요구된다.

한편, 복수의 베어링은 회전축을 회전 가능하게 지지한다. 베어링은 회전축에 배치되는 위치에 따라 양측 베어링 지지구조와 편측 베어링 지지구조로 구분될 수 있다.

도 1은 양측 베어링 지지 구조에서 양측 베어링의 동심도(축간 정렬)가 이상(어긋남) 발생한 경우에 문제점을 설명하기 위한 개념도이다.

도 1의 (a)은 제1베어링(2a)과 제2베어링(2b)의 축간 정렬이 일치하고 양측 베어링의 동심도가 정상인 경우이다. 도 1의 (b)는 제1베어링(2a)과 제2베어링(2b)의 축간 정렬이 틀어져서 양측 베어링의 동심도가 이상 발생한 경우이다.

양측 베어링 지지구조는 복수의 베어링이 로터(3)(또는 영구자석)를 사이에 두고 회전축(1)의 양측에 장착됩니다. 양측 베어링 지지구조는 중량이 상대적으로 큰 영구자석을 회전축(1)의 양측에서 지지하므로, 축의 안정적인 지지가 가능한 장점이 있다.

그러나, 양측 베어링은 서로 동심도(축방향 정렬)의 이상이 발생할 경우 회전축(1)과 베어링 간의 마찰에 의한 마모가 발생하는 문제점이 있다.

편측 베어링 지지구조는 복수의 베어링이 로터(3)(또는 영구자석)의 일측(편측) 또는 회전축(1)의 일측에 장착됩니다.

편측 베어링 지지구조는 베어링을 감싸는 하우징이 한 개만 있어도 되어, 팬 모터의 소형화 및 경량화에 더욱 유리하고, 베어링와 회전축(1)의 축간 정렬이 틀어질 염려가 없다.

그러나, 편측 베어링 지지구조는 복수의 베어링이 회전축(1)의 편측에 위치하여, 회전축(1)을 안정적으로 지지함에 있어서 한계가 있다.

선행특허문헌 US 9,897,104 B2(2018.02.20.; 이하, 특허문헌 1)에는 베어링의 온도 저감을 위해 임펠러보다 직경이 큰 디스크 형태의 히트싱크와, 상기 히트싱크의 일단에서 방사형으로 연장되는 복수의 레그(leg)를 개시한다.

회전축의 양단부에 임펠러와 로터코어가 장착된다. 상기 임펠러와 로터코어 사이에 베어링이 배치되어, 회전축을 지지한다.

그러나, 특허문헌 1은 복수의 베어링이 상대적으로 중량이 큰 로터코어의일측에 배치되는 편측 베어링 지지구조여서, 회전축을 안정적으로 지지하는데 한계가 있다.

또한, 특허문헌 1은 양측 베어링의 축간 정렬을 위한 별도의 장치를 개시하지 않는다.

선행특허문헌 US 2022/0094237 A1(2022.3.24.; 이하, 특허문헌 2)에는 베어링의 방열 구조를 갖는 전기모터를 개시한다.

캔이 베어링하우징을 감싸며, 방열핀 역할을 한다.

모터 운전 시 발생하는 볼베어링의 열은 볼베어링 하우징, 캔, 모터 케이싱 및 케이싱 커버를 통해 케이싱 커버의 외부로 방출된다.

그러나, 특허문헌 2는 한 개의 베어링이 로터코어의 일측에 배치되는 편측 베어링 지지구조이며, 회전축의 일측만을 지지하는 구조여서 회전축의 안정적인 지지를 기대하기 어렵다.

또한, 특허문헌 2는 단일 베어링이 장착되는 회전축의 일측과 로터코어가 장착되는 회전축의 타측은 축 간 정렬이 이루어지지 않고 서로 틀어질 경우에 베어링과 축의 마찰이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결할 수 있는 구조의 팬 모터를 제공하는데 있다.

첫번째 목적은, 회전축의 양측을 각각 지지하는 베어링의 축간 정렬도를 개선할 수 있는 자동 조심 기능이 있는 방열핀을 구비한 팬 모터를 제공하는데 있다.

두번째 목적은 팬 모터의 경량화를 위해 플라스틱 소재의 하우징을 사용할 경우 공기 중에 노출되는 면적을 확대하여 베어링의 온도를 저감할 수 있는 방열핀을 구비한 팬 모터를 제공하는데 있다.

세번째 목적은 금속 소재의 방열핀을 금형 내에 위치시키며 플라스틱 사출 시 플라스틱 사출면과의 접촉면적을 넓혀 베어링에 대한 지지력을 높일 수 있는 구조의 팬 모터를 제공하는데 있다.

네번째 목적은 플라스틱 소재의 하우징을 사용하여 모터의 경량화에 크게 기여할 수 있는 구조의 팬 모터를 제공하는데 있다.

다섯번째 목적은 금속 소재의 방열핀과 코일의 절연 거리를 확보할 뿐만 아니라 팬 모터의 축방향 길이를 축소할 수 있는 구조의 팬 모터를 제공하는데 있다.

본 발명자는 집중 연구한 결과, 본 발명의 과제 내지 상술한 첫번째 내지 다섯번째 목적은 다음과 같은 본 발명의 실시예에 의해 달성될 수 있다.

(1) 상술한 첫번째 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 팬 모터는 임펠러, 회전축, 복수의 베어링 및 방열핀을 포함한다. 상기 회전축에 임펠러가 장착된다. 상기 복수의 베어링은 상기 회전축을 회전 가능하게 지지한다. 상기 방열핀은 상기 베어링을 감싼다. 상기 방열핀은 아우터 링부, 이너 링부 및 연결부를 포함한다. 상기 아우터 링부는 원통 형상으로 축방향을 따라 연장되게 형성된다. 상기 이너 링부는 상기 베어링을 감싼다. 상기 이너 링부는 상기 아우터 링부의 내주면에서 반경방향으로 이격되도록 상기 아우터 링부의 내측에 구비된다. 상기 연결부는 상기 아우터 링부와 상기 이너 링부 사이에서 연장된다. 상기 연결부는 상기 아우터 링부와 상기 이너 링부를 연결한다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 이너 링부는 원통 형상으로 축방향을 따라 연장되게 형성된다. 상기 이너 링부의 일단 또는 양단는 상기 연결부에 의해 지지되는 상기 이너 링부의 일측을 중심으로 반경방향으로 이동 가능한 자유단이다. 상기 이너 링부는 상기 복수의 베어링 간의 축방향 정렬이 어긋날 시 경사지게 배치되는 상기 회전축과 평행한 방향으로 경상지게 탄성 변형될 수 있다. 이에 의하면, 상기 방열핀은 상기 복수의 베어링을 감싸면서 상기 회전축의 경사에 맞게 상기 베어링의 각도를 틀어줌으로써, 자동 조심을 기능을 수행하여 베어링의 축간 정렬도를 개선할 수 있다.

(3) 상기 (1)에 있어서, 상기 아우터 링부를 지지하도록 감싸는 베어링 하우징을 포함하고, 상기 방열핀은 상기 베어링 하우징과 이종 재질로 형성될 수 있다.

(4) 상술한 두번째 목적과 네번째 목적을 달성하기 위해, 상기 (3)에 있어서, 상기 베어링 하우징은 플라스틱 재질로 형성되고, 상기 방열핀은 금속 재질로 형성될 수 있다. 이에 의하면, 팬 모터의 경량화와 베어링의 온도 저감을 동시에 달성할 수 있다.

(5) 상기 (1)에 있어서, 상기 아우터 링부와 상기 이너 링부는 각각 원통 형태로 형성되고, 상기 아우터 링부와 상기 이너 링부는 상기 회전축을 중심으로 동심적으로 배치되고, 상기 연결부는 상기 아우터 링부의 내주면과 상기 이너 링부의 외주면 사이에서 반경방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 이에 의하면, 방열핀의 구조를 단순화시키면서, 이너 링부는 연결부에 의해 아우터 링부에 연결되어 유연하게 탄성 지지될 수 있다.

(6) 상기 (5)에 있어서, 상기 연결부는 상기 아우터 링부의 길이방향 중심과 상기 이너 링부의 길이방향 중심을 연결할 수 있다. 이를 통해, 아우터 링부와 이너 링부 사이의 연결부는 방열핀의 축방향 중심부에 위치할 수 있다. 방열핀의 단면 구조를 다양화할 수 있다.

(7) 상기 (5)에 있어서, 상기 연결부는 상기 아우터 링부의 일단과 상기 이너 링부의 일단을 연결할 수 있다. 이를 통해, 아우터 링부와 이너 링부 사이의 연결부는 방열핀의 축방향 일단에 위치할 수 있다.

(8) 상술한 세번째 목적을 달성하기 위해, 상기 (1)에 있어서, 상기 아우터 링부를 감싸는 베어링 하우징을 포함하고, 상기 방열핀은, 상기 아우터 링부의 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출되게 연장되고, 상기 베어링 하우징에 결합되는 복수의 방열 확장 리브를 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 방열 확장 리브는 공기 중으로 노출되는 방열핀의 방열 면적을 확장할 뿐만 아니라, 베어링 하우징에 결합됨으로 베어링에 대한 지지력을 향상시킬 수 있다.

(9) 상기 (1)에 있어서, 상기 방열핀은, 상기 이너 링부의 일단에서 반경방향 내측으로 돌출되게 형성되는 돌출부를 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 돌출부는 베어링에 예압을 주기 위한 웨이브 와셔가 베어링의 일측에 삽입될 경우 웨이브 와셔를 고정하는 역할을 수행할 수 있다.

(10) 상기 (1)에 있어서, 영구자석을 구비하고, 상기 회전축에 장착되는 로터; 및 상기 복수의 베어링을 각각 수용하는 복수의 베어링 하우징을 포함하고, 상기 복수의 베어링은 상기 로터를 사이에 두고 상기 회전축의 양측에 각각 장착되고, 상기 임펠러와 인접하게 배치되는 제1베어링과 상기 제1베어링의 반대측에 배치되는 제2베어링을 포함하고, 상기 방열핀은, 상기 제1베어링을 수용하는 제1베어링 하우징과 상기 제1베어링 사이에 배치되는 제1방열핀; 및 상기 제2베어링을 수용하는 제2베어링 하우징과 상기 제2베어링 사이에 배치되는 제2방열핀을 포함할 수 있다. 이를 통해, 제1베어링과 제2베어링은 로터를 사이에 두고 회전축의 양측에서 안정적으로 지지할 수 있다. 또한, 복수의 방열핀이 회전축의 양측에서 복수의 베어링을 각각 감싸며 탄성 지지함으로, 방열핀의 자동 조심 기능을 보다 안정적으로 수행할 수 있다.

(11) 상기 (1)에 있어서, 영구자석을 구비하고, 상기 회전축에 장착되는 로터; 및 상기 복수의 베어링을 각각 수용하는 복수의 베어링 하우징을 포함하고, 상기 복수의 베어링은 상기 로터를 사이에 두고 상기 회전축의 양측에 각각 장착되고, 상기 임펠러와 인접하게 배치되는 제1베어링과 상기 제1베어링의 반대측에 배치되는 제2베어링을 포함하고, 상기 방열핀은 상기 제2베어링을 수용하는 제2베어링 하우징과 상기 제2베어링 사이에 배치될 수 있다. 이를 통해, 방열핀은 회전축의 일측에 위치한 제2베어링을 감싸며 탄성 지지함으로, 방열핀의 개수를 줄이면서도 자동 조심 기능을 수행할 수 있다.

(12) 상기 (10)에 있어서, 상기 임펠러와 마주보게 배치되고, 상기 제1베어링을 덮도록 상기 제1베어링 하우징의 일단에서 반경방향 내측으로 연장되게 형성되는 스톱퍼를 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 회전축과 제1베어링은 임펠러에 의한 공기 흡입 시 발생하는 추력으로 인해 축방향 하중을 받고, 스톱퍼는 회전축과 제1베어링이 축방향 하중을 받아 이동하는 것을 제한할 수 있다.

(13) 상술한 다섯번째 목적을 달성하기 위해, 상기 (1)에 있어서, 영구자석을 구비하고, 상기 회전축에 장착되는 로터; 코일을 구비하고, 상기 로터를 감싸는 스테이터; 및 상기 복수의 베어링을 각각 수용하는 복수의 베어링 하우징을 포함하고, 상기 방열핀은, 상기 임펠러에 의해 흡입되는 공기의 흐름방향을 기준으로 상기 코일의 하류측에 배치되는 제2베어링을 수용하는 제2베어링 하우징과 상기 제2베어링 사이에 배치되고, 상기 방열핀을 덮도록 상기 코일과 상기 방열핀 사이에 구비되는 절연 덮개를 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 절연 덮개는 금속 소재의 방열핀과 코일의 절연 거리를 확보할 수 있고, 방열핀과 코일 사이의 거리를 좁힐 수 있어서 팬 모터의 축방향 길이를 감소시킬 수 있다.

(14) 상기 (10)에 있어서, 상기 임펠러를 수용하는 쉬라우드; 상기 제1베어링 하우징을 수용하는 제1하우징; 상기 임펠러에 의해 흡입되는 공기의 흐름방향을 기준으로 상기 제1하우징의 하류측에 배치되고, 상기 제2베어링 하우징을 수용하는 제2하우징을 포함하고, 상기 제1하우징은, 상기 쉬라우드의 내측에 결합되는 제1결합링; 상기 제1결합링과 제1베어링 하우징 사이에 반경방향으로 연장되게 형성되는 복수의 제1브릿지를 포함한다. 이에 의하면, 제1브릿지는 제1하우징과 제1베어링 하우징을 연결하여, 제1베어링이 제1하우징에 지지될 수 있다.

(15) 상기 (10)에 있어서, 상기 임펠러를 수용하는 쉬라우드; 상기 쉬라우드의 내측에 결합되는 제1하우징; 상기 임펠러에 의해 흡입되는 공기의 흐름방향을 기준으로 상기 제1하우징의 하류측에 결합되는 제2하우징을 포함하고, 상기 제2하우징은, 상기 쉬라우드의 내측에 결합되는 제2결합링; 상기 제2결합링에서 축방향으로 연장되는 수용부; 및 상기 수용부와 상기 제2베어링 하우징 사이에서 반경방향으로 연장되게 형성되는 복수의 제2브릿지를 포함할 수 있다. 이에 의하면, 제2브릿지는 제2하우징과 제2베어링 하우징을 연결하여, 제2베어링이 제2하우징에 지지될 수 있다.

(16) 상기 (1)에 있어서, 상기 임펠러를 수용하는 쉬라우드; 상기 쉬라우드의 내측에 결합되고, 상기 임펠러에 의해 흡입되는 공기의 흐름을 가이드하는 복수의 베인; 상기 복수의 베인을 외주면에 구비하는 베인 허브; 및 상기 복수의 베어링을 각각 수용하는 복수의 베어링 하우징을 포함하고, 상기 복수의 베어링 중 제1베어링은 상기 공기의 흐름방향을 기준으로 상기 임펠러의 하류측에 배치되고, 상기 복수의 베어링 하우징 중 제1베어링 하우징은 상기 제1베어링을 감싸는 상기 방열핀을 수용하고, 상기 제1베어링 하우징은 상기 베인 허브의 내측에 수용되게 결합될 수 있다. 이에 의하면, 방열핀을 감싸는 제1베어링 하우징은 베인 허브의 내측에 수용되게 결합되고, 베인 허브는 제1베어링 하우징과 방열핀을 안정적으로 지지할 수 있다.

(17) 본 발명의 다른 실시예에 따른 팬 모터는, 임펠러가 장착되는 회전축; 상기 회전축을 지지하는 복수의 베어링; 상기 베어링을 감싸는 방열핀을 포함하고, 상기 방열핀은, 아우터 링부; 상기 아우터 링부의 내측에 구비되며, 상기 베어링을 감싸는 이너 링부; 및 상기 아우터 링부와 상기 이너 링부 사이에 구비되고, 상기 복수의 베어링 간의 축방향 정렬이 어긋날 시 상기 이너 링부가 상기 회전축의 경사와 평행하게 탄성 변형되도록, 상기 이너 링부를 탄성 지지하는 탄성부재를 포함할 수 있다. 이에 의하면, 탄성부재는 상술한 방열핀의 연결부를 대체할 수 있고, 방열핀의 자동 조심 기능을 수행할 수 있다.

(18) 상기 (17)에 있어서, 상기 탄성부재는 원통 형태로 형성되고, 상기 탄성부재의 길이방향을 따라 절단되는 단면 형상은, 상기 아우터 링부 또는 상기 이너 링부에 원주방향을 따라 접촉되도록 원호 형태로 형성되는 복수의 곡선부; 및 축방향으로 인접한 상기 복수의 곡선부를 연결하도록 축방향으로 연장되는 직선부를 포함할 수 있다. 이를 통해, 방열핀의 탄성 지지 구조를 다양화할 수 있다.

(19) 상기 (17)에 있어서, 상기 탄성부재는 원통 형태로 형성되고, 상기 탄성부재의 길이방향으로 따라 절단되는 단면 형상은, 상기 아우터 링부 또는 상기 이너 링부에 원주방향을 따라 접촉되도록 볼록하게 형성되는 제1곡선부; 및 상기 제1곡선부에 연결되고, 상기 제1곡선부와 반대방향으로 볼록하게 형성되는 제2곡선부를 포함할 수 있다. 이를 통해, 방열핀의 자동 조심 구조를 다양하게 구현할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 다음과 같은 효과가 달성될 수 있다.

첫째, 방열핀은 베어링을 감싸는 이너 링부와, 상기 이너 링부를 감싸는 아우터 링부와, 상기 아우터 링부와 상기 이너 링부를 연결하는 연결부를 구비하고, 양측 베어링 지지 구조에서 베어링의 동심도가 서로 맞지 않아 회전축이 경사지게 배치될 경우에 상기 이너 링부가 상기 회전축의 경사에 따라 탄성 변형됨으로써, 베어링의 축간 정렬도를 개선할 수 있다. 또한, 베어링과 회전축 간의 마찰에 의한 마모의 발생을 최소화할 수 있다.

둘째, 방열핀은 아우터 링부의 외주면에서 반경방향으로 연장되는 방열 확장 리브를 포함하여, 청소기 팬 모터의 경량화를 위해 플라스틱 소재의 케이싱 및 하우징을 사용하더라도 공기 중에 노출되는 면적을 확대하여 베어링의 온도를 저감할 수 있다.

셋째, 방열핀은 제2베어링 하우징의 내부에 수용되고, 방열핀의 방열 확장 리브는 제2베어링 하우징에서 제2하우징의 내주면으로 연장되는 제2브릿지 상에 결합되고, 플라스틱 사출 시 금형 내에 인서트 사출로 베어링 하우징과 일체로 제작될 경우에 플라스틱 사출면과의 접촉면적을 넓혀 베어링에 대한 지지강도를 높일 수 있다.

넷째, 팬 모터의 외관을 형성하는 쉬라우드, 제1하우징, 제2하우징, 제1베어링 하우징 및 제2베어링 하우징 등은 플라스틱 소재를 사용하여 제작되어, 모터의 경량화에 크기 기여할 수 있다.

다섯째, 스테이터의 코일과 금속 소재의 방열핀 사이에 절연 덮개가 구비되어, 코일과 방열핀 간의 절연 거리를 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 코일과 방열핀 간의 축간 거리를 좁힐 수 있어서 팬 모터의 축방향 길이를 축소할 수 있다.

도 1은 양측 베어링 지지 구조에서 양측 베어링의 동심도(축간 정렬)가 이상(어긋남) 발생한 경우에 문제점을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 팬 모터의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 팬 모터가 분해된 모습을 보여주는 분해도이다.
도 4은 도 2에서 팬 모터를 위에서 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 4에서 V-V를 따라 취한 팬 모터의 단면을 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5에서 방열핀의 구조를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6의 방열핀을 위에서 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.
도 8은 도 7에서 VIII-VIII를 따라 취한 방열핀의 단면을 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 8에서 방열핀의 자동 조심 기능을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 팬 모터를 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 10에서 방열핀의 구조를 보여주는 사시도이다.
도 12는 도 11에서 방열핀을 상측에서 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.
도 13은 도 12에서 XIII-XIII를 따라 취한 방열핀의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 팬 모터의 부품이 분해된 모습을 보여주는 분해도이다.
도 15는 도 14에서 팬 모터의 부품이 결합된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 16은 도 15에서 방열핀의 자동 조심 기능을 설명하기 위한 개념도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 팬 모터의 부품이 분해된 모습을 보여주는 분해도이다.
도 18은 도 17에서 팬 모터의 부품이 결합된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 19는 본 발명에 따른 방열핀의 또 다른 실시예를 보여주는 개념도이다.
도 20은 본 발명에 따른 방열핀의 또 다른 실시예를 보여주는 개념도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 팬 모터를 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.

1. 용어의 정의

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

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 “팬 모터”는 전기 모터 등의 동력을 이용하여 팬을 회전시킴으로 공기를 흡입하거나 송풍하는 장치를 의미하는 개념으로 이해될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 “방사형” 또는 “방사상”은 한가운데 점에서 사방으로 바퀴살처럼 뻗어 나간 모양을 의미한다.

이하의 설명에서 사용되는 “자동 조심”이란 축의 경사에 따라서 베어링을 감싸는 면의 경사가 자동으로 조정되는 것을 의미한다.

이하의 설명에서 사용되는 “추력”이란 임펠러가 공기 등의 유체를 축방향으로 흡입할 때 상기 유체는 상기 축방향과 반대방향으로 같은 힘을 임펠러에 작용하며, 임펠러 또는 임펠러가 장착되는 회전축에 작용하는 힘을 의미한다.

이하의 설명에서 사용되는 “축방향”은 회전축의 길이방향을 의미한다.

이하의 설명에서 사용되는 “반경방향”은 원이나 원통의 중심으로부터 원둘레(원주)의 한 점에 이르는 선분의 길이방향을 의미한다.

이하의 설명에서 사용되는 “원주방향”은 원둘레의 방향을 의미한다.

이하의 설명에서 사용되는 "상측", "하측", "우측", "좌측", "전방 측" 및 "후방 측"이라는 용어는 도 1에 도시된 좌표계를 통해 이해될 것이다.

이하의 설명에서 사용되는 “축방향”은 상하방향과 대응되는 개념으로 이해될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 “반경방향”은 좌우방향 또는 전후방향과 대응되는 개념으로 이해될 수 있다.

2. 본 발명의 일실시예에 따른 팬 모터의 구성의 설명

도 2는 본 발명에 따른 팬 모터의 외관을 보여주는 사시도이다.

도 3은 도 2의 팬 모터가 분해된 모습을 보여주는 분해도이다.

도 4은 도 2에서 팬 모터를 위에서 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.

도 5는 도 4에서 V-V를 따라 취한 팬 모터의 단면을 보여주는 단면도이다.

도 6은 도 5에서 방열핀(160)의 구조를 보여주는 사시도이다.

도 7은 도 6의 방열핀(160)을 위에서 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.

도 8은 도 7에서 VIII-VIII를 따라 취한 방열핀(160)의 단면을 보여주는 단면도이다.

본 발명의 팬 모터는 핸디 스틱 청소기 등의 가전 제품에 적용될 수 있다.

팬 모터는 크게 케이싱, 임펠러(138), 전동부로 구성될 수 있다.

케이싱은 팬 모터의 외관을 형성한다. 케이싱은 쉬라우드(100), 제1하우징(110) 및 제2하우징(120)을 포함한다. 케이싱은 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.

쉬라우드(100)는 내부에 임펠러(138) 및 베인(139)을 수용하도록 수용공간을 구비한다. 쉬라우드(100)는 팬 모터의 외부와 내부를 구분하는 경계를 형성한다. 임펠러(138)에 의해 생성된 공기의 이동 통로는 쉬라우드(100)와 임펠러(138) 사이, 그리고 쉬라우드(100)와 후술할 베인 허브(140) 사이에 형성될 수 있다.

쉬라우드(100)는 원통 형태로 형성된다. 다만, 쉬라우드(100)는 원통의 길이방향을 따라 직경이 다르게 형성될 수 있다.

쉬라우드(100)의 세부 구성을 살펴보면, 쉬라우드(100)는 흡입구(101), 곡면부(102, 103), 경사부(104), 직선부(105), 반경확장부(106), 결합부(107)를 포함하여 구성될 수 있다. 쉬라우드(100)의 세부 구성은 공기의 흐름방향을 기준으로 쉬라우드(100)의 상류측에서 하류측 순서로 나뉘어질 수 있다.

흡입구(101)는 쉬라우드(100)의 상류측 단부에 위치한다. 흡입구(101)는 원통형으로 형성된다. 흡입구(101)는 쉬라우드(100)의 다른 세부 구성에 비해 상대적으로 직경이 작고, 길이가 짧다. 흡입구(101)는 축방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 임펠러(138)의 일단부는 흡입구(101)의 내측에 수용될 수 있다.

이를 통해, 임펠러(138)에 의해 생성되는 공기는 흡입구(101)를 통해 흡입된다.

경사부(104)는 흡입구(101)의 하류측에 구비된다. 경사부(104)는 쉬라우드(100)의 상류측에서 하류측으로 갈수록 직경이 점차적으로 커지도록 회전축(150)에 대하여 경사지게 형성된다.

곡면부(102, 103)는 제1곡면부(102)와 제2곡면부(103)로 구성될 수 있다. 제1곡면부(102)는 흡입구(101)와 경사부(104)를 연결하도록 기설정된 제1곡률을 갖는 곡면 형태로 형성된다. 제2곡면부(103)는 경사부(104)와 직선부(105)를 연결하도록 기설정된 제2곡률을 갖는 곡면 형태로 형성된다.

제1곡면부(102)와 제2곡면부(103)의 곡선방향은 서로 반대방향으로 이루어질 수 있다. 제1곡률과 제2곡률은 서로 다를 수 있다.

직선부(105)는 경사부(104)에 비해 직경이 더 크게 형성된다. 직선부(105)는 원통 형태로 형성된다. 직선부(105)의 내주면에 후술할 복수의 베인(139)이 접촉 가능하게 결합될 수 있다.

반경확장부(106)는 직선부(105)와 결합부(107) 사이에 반경방향으로 연장되게 형성된다. 반경확장부(106)는

회전축(150)은 케이싱의 중심에 구비된다. 회전축(150)은 케이싱의 중심을 지나는 축방향을 따라 연장되게 형성된다.

회전축(150)의 일단부는 쉬라우드(100)의 내부에 수용된다. 회전축(150)의 일단부에 임펠러(138)가 회전 가능하게 장착된다.

임펠러(138)는 허브(1381)와 복수의 블레이드(1382)를 포함한다.

허브(1381)는 축방향을 따라 직경이 커지도록 경사지게 형성된다. 허브(1381)는 공기의 이동방향을 기준으로 허브(1381)의 상류측 단부에서 하류측 단부로 갈수록 직경이 점차적으로 증가한다.

회전축(150)의 일단부가 허브(1381)의 중심부를 관통하여 결합되도록 허브(1381)의 내부에 축관통홀이 축방향으로 관통되게 형성된다.

복수의 블레이드(1382) 각각은 허브(1381)의 축방향을 따라 나선형으로 연장되게 형성될 수 있다. 블레이드(1382)의 일단부는 허브(1381)의 축방향 일단에서 반경방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 블레이드(1382)의 타단부는 허브(1381)의 축방향 타단에서 축방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.

복수의 블레이드(1382)는 허브(1381)의 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 이격되게 배치된다.

이에 의하면, 임펠러(138)는 회전축(150)과 함께 회전할 수 있다. 허브(1381)와 함께 고속으로 회전하는 복수의 블레이드(1382)는 쉬라우드(100)의 내부공간에서 공기를 유동시킴으로 외부의 공기를 흡입할 수 있다.

베인(139)은 베인 허브(140)의 외주면에 구비된다.

베인 허브(140)는 원통 형태로 형성될 수 있다. 베인 허브(140)의 직경은 허브(1381)의 최대 직경보다 더 크게 형성될 수 있다. 베인 허브(140)의 길이는 베인 허브(140)의 직경에 비해 더 짧게 형성될 수 있다.

베인(139)은 복수 개로 구비될 수 있다. 복수의 베인(139)은 베인 허브(140)의 외주면을 따라 원주방향으로 이격되게 배치된다. 복수의 베인(139)은 베인 허브(140)의 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출되게 형성된다. 복수의 베인(139)은 기설정된 곡률을 갖고 곡면 형태로 경사지게 형성될 수 있다.

베인(139)의 휨(경사) 방향은 블레이드(1382)의 휨(경사)방향과 반대방향으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 공기의 흐름방향을 기준으로 블레이드(1382)는 시계방향으로 경사지게 형성되고, 베인(139)은 반시계방향으로 경사지게 형성될 수 있다.

베인(139)은 공기의 유동방향으로 방사방향에서 축방향으로 전환하도록 이루어진다. 이를 통해, 임펠러(138)에 의해 생성된 공기는 베인(139)에 의해 가이드되어 축방향으로 흐를 수 있다.

베인 허브(140)의 중심부에는 후술할 제1베어링 하우징(152a)이 삽입되며 결합되도록 베어링(151) 관통홀이 형성될 수 있다. 베인 허브(140)의 중심부는 베어링(151) 관통홀을 통해 삽입되는 제1베어링 하우징(152a)을 감싸도록 이루어진다.

베인 허브(140)의 축방향 일면에 제1리세스(141)가 함몰되게 형성될 수 있다. 제1리세스(141)는 베인 커버(143)의 테두리와 하부면을 감싸도록 이루어진다.

베인 커버(143)는 베인 허브(140)의 상면을 덮도록 제1리세스(141)에 삽입되어 결합될 수 있다. 베인 커버(143)의 테두리부 높이는 베인 허브(140)의 축방향 함몰 깊이와 대응되게 형성될 수 있다.

이에 의하면, 베인 커버(143)의 테두리부 상면과 베인 허브(140)의 상면이 동일한 평면에 위치함으로, 흡입구(101)를 통해 흡입되는 공기는 임펠러(138)에서 베인(139)으로 이동 시 유동 저항을 최소화할 수 있다.

베인 커버(143)의 축방향 일면에 제2리세스(144)가 함몰되게 형성될 수 있다. 허브(1381)의 외측 단부는 제2리세스(144)에 수용된다. 제2리세스(144)는 허브(1381)와 축방향 및 반경방향으로 기설정된 간격을 두고 허브(1381)의 테두리와 하부면을 감싸도록 이루어진다.

제2리세스(144)의 저면을 기준으로 허브(1381)의 외측 단부 상면의 높이와 베인 커버(143)의 테두리 상면의 높이는 동일한 평면에 위치함으로, 흡입구(101)를 통해 흡입되는 공기는 임펠러(138)에서 베인(139)으로 이동 시 유동 저항을 최소화할 수 있다.

베인 커버(143)의 중심부에는 후술할 스톱퍼(1521)가 삽입되도록 스톱퍼 수용홀(145)이 형성될 수 있다. 베인 커버(143)의 중심부는 스톱퍼 수용홀(145)을 통해 삽입되는 스톱퍼(1521)를 감싸도록 이루어진다.

베인 커버(143)와 베인 허브(140)에 각각 복수의 체결홀(142, 146)이 축방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 베인 커버(143)에 형성되는 복수의 제1체결홀(142)과 베인 커버(143)에 형성되는 복수의 제2체결홀(146)은 축방향으로 중첩되게 배치된다. 복수의 제1 및 제2체결홀(142, 146)은 원주방향으로 이격되게 배치된다.

스크류 등의 제1체결부재(147)는 제1체결홀(142)과 제2체결홀(146)을 관통하여 베인 커버(143)와 베인 허브(140)에 체결된다. 이를 통해, 베인 커버(143)와 베인 허브(140)는 상호 체결될 수 있다.

제1체결부재(147)의 스크류 헤드부가 베인 커버(143)의 하면에 수용되도록 수용홈(149)이 형성될 수 있다.

베인 허브(140)의 외주면에서 반경방향으로 돌출되는 복수의 베인(139)의 외측 직경은 쉬라우드(100)의 직선부(105)의 내측 직경과 대응되게 형성될 수 있다. 이에 의하면, 복수의 베인(139)의 외측단은 쉬라우드(100)의 직선부(105) 내주면에 압입 결합될 수 있다.

또한, 베인 허브(140)는 복수의 베인(139)에 의해 쉬라우드(100)에 고정되고, 제1베어링 하우징(152a)을 감싸며 제1베어링 하우징(152a)과 결합되어, 제1베어링 하우징(152a)을 지지할 수 있다.

회전축(150)은 쉬라우드(100)의 내측에 쉬라우드(100)에 대하여 회전 가능하게 구비된다.

베어링(151)은 회전축(150)을 회전 가능하게 지지하도록 이루어진다. 베어링(151)은 복수 개로 구비될 수 있다.

베어링(151)은 제1베어링(151a)과 제2베어링(151b)으로 구성될 수 있다.

제1베어링(151a)과 제2베어링(151b)은 후술할 전동부를 사이에 두고 회전축(150)의 양측에 이격되게 배치된다.

회전축(150)의 일측에 제1베어링 지지부가 구비된다. 회전축(150)의 타측에 제2베어링 지지부가 구비된다.

회전축(150)의 일단부에 임펠러(138) 지지부가 형성된다. 제1베어링 지지부는 임펠러(138) 지지부와 동일한 직경으로 형성될 수 있다.

회전축(150)에 로터지지부가 구비된다. 제1베어링 지지부와 제2베어링 지지부 사이에 로터지지부가 축방향으로 연장되게 형성될 수 있다.

제1베어링 지지부와 제2베어링 지지부의 직경은 로터지지부의 직경보다 작게 형성된다.

제1베어링 지지부와 로터지지부 사이에 형성된 제1단턱은 제1베어링(151a)이 로터(135)를 향해 축방향으로 이동하는 것을 제한할 수 있다.

제2베어링 지지부와 로터지지부 사이에 형성된 제2단턱은 제2베어링(151b)이 로터(135)를 향해 축방향으로 이동하는 것을 제한할 수 있다.

이하의 베어링(151)에 관한 설명은 별도로 구분하지 않는 한 제1베어링(151a) 및 제2베어링(151b)에 각각 적용될 수 있다.

베어링(151)은 볼 베어링(151)으로 구현될 수 있다. 볼 베어링(151)은 회전축(150)의 레이디얼 하중을 지지하도록 이루어진다. 베어링(151)은 외륜, 내륜, 복수의 볼 및 복수의 덮개로 구성될 수 있다.

외륜은 원통형으로 형성된다. 베어링 하우징(152)은 외륜을 감싸도록 이루어질 수 있다. 내륜은 원통형으로 형성된다. 내륜은 외륜의 내측에 구비되어 베어링(151) 지지부를 감싸도록 이루어진다.

복수의 볼은 외륜과 내륜 사이에 배치된다. 복수의 볼은 외륜과 내륜의 원주방향으로 기설정된 간격을 두고 이격되게 배치된다.

복수의 볼은 외륜과 내륜 사이에서 구름 접촉된다. 내륜은 볼에 의해 외륜에 대하여 상대 회전운동을 한다. 내륜은 회전축(150)과 함께 회전한다.

복수의 덮개는 외륜과 내륜의 축방향 양측을 각각 덮도록 결합된다.

이에 의하면, 복수의 베어링(151)은 회전축(150)의 양측을 안정적으로 회전 가능하게 지지할 수 있다.

베어링 하우징(152)은 원통형으로 형성된다. 베어링 하우징(152)의 중심부에 베어링(151) 수용홀이 축방향으로 관통되게 형성된다. 베어링 하우징(152)은 베어링(151) 수용홀을 통해 베어링(151)을 수용한다.

제1베어링 하우징(152a)은 제1베어링(151a)을 수용하며 둘러싼다. 제2베어링 하우징(152b)은 제2베어링(151b)을 수용하며 둘러싼다.

제1하우징(110)은 쉬라우드(100)의 내측에 삽입되어 고정된다.

제1하우징(110)은 공기의 이동방향을 기준으로 베인(139)의 하류측에 배치된다.

제1하우징(110)은 제1베어링 하우징(152a), 복수의 제1브릿지(113) 및 제1결합링(111)을 포함한다.

제1베어링 하우징(152a)은 제1결합링(111)의 내측에 구비된다. 제1결합링(111)은 링 형태로 형성된다. 제1결합링(111)의 외측 직경은 쉬라우드(100)의 결합부(107) 내측 직경과 대응되게 형성된다.

제1결합링(111)은 쉬라우드(100)의 결합부(107)의 내주면에 압입되게 결합될 수 있다. 제1결합링(111)은 쉬라우드(100)의 내주면에 고정된다.

제1결합링(111)의 내측 직경은 제1베어링 하우징(152a)의 직경보다 더 크다. 제1베어링 하우징(152a)은 제1결합링(111)의 내측에 배치된다.

복수의 제1브릿지(113)는 제1결합링(111)의 내주면과 제1베어링 하우징(152a)의 외주면 사이에 반경방향으로 연장된다. 제1브릿지(113)의 외측 단부는 제1결합링(111)에 연결되고, 제1브릿지(113)의 내측 단부는 제1베어링 하우징(152a)에 연결된다.

제1결합링(111)의 내주면에 유동 가이드(112)가 구비된다. 유동 가이드(112)는 베인(139)을 통과한 공기의 흐름방향을 전동부의 내부로 유도하도록 이루어진다.

유동 가이드(112)는 기설정된 곡률을 갖고 곡면 형태로 형성된다.

유동 가이드(112)는 제1결합링(111)의 내주면에서 반경방향으로 돌출되게 형성된다.

유동 가이드(112)의 축방향 일단은 반경확장부(106)에 접촉하도록 이루어진다. 유동 가이드(112)의 축방향 일단의 내측 직경은 직선부(105)의 내측 직경과 대응되게 형성될 수 있다.

유동 가이드(112)의 축방향 타단은 후술할 제2하우징(120)의 축방향 일단과 접촉하도록 이루어진다. 유동 가이드(112)의 축방향 타단의 내측 직경은 제2하우징(120)의 축방향 일단의 내측 직경과 대응되게 형성될 수 있다.

결합부(107)의 내주면을 기준으로 반경확장부(106)의 내측 직경은 제2하우징(120)의 축방향 일단의 내측 직경보다 더 크게 형성될 수 있다.

유동 가이드(112)의 축방향 타단의 반경방향 돌출 길이는 유동 가이드(112)의 축방향 일단의 반경방향 돌출 길이보다 더 크게 형성될 수 있다.

유동 가이드(112)의 내주면은 원호 형상의 단면 형상을 갖는다. 유동 가이드(112)의 내측 직경은 유동 가이드(112)의 축방향 일단에서 축방향 타단으로 갈수록 점차적으로 작아지게 형성될 수 있다.

유동 가이드(112)의 내주면은 직선부(105)에서 제2하우징(120)의 축방향 일단을 연결하도록 이루어진다.

이에 의하면, 유동 가이드(112)는 베인(139)을 통과한 공기의 유동저항을 최소화할 수 있다.

제1브릿지(113)는 공기의 이동방향을 기준으로 베인 허브(140)의 하류측에 배치된다. 제1브릿지(113)는 베인 허브(140)와 체결될 수 있다.

제1브릿지(113)의 내측 단부에 제1체결홈(114)이 형성된다. 제1체결홈(114)은 베인 커버(143)의 제1체결홀(142) 및 베인 허브(140)의 제2체결홀(146)과 축방향으로 중첩되게 배치된다. 스크류 등의 제1체결부재(147)는 제1 및 제2체결홀(142, 146)을 관통하여 제1체결홈(114)에 체결된다.

이를 통해, 제1브릿지(113)와 베인 허브(140)는 상호 체결된다.

임펠러(138)가 회전함에 따라 외부 공기는 흡입구(101)에서 결합부(107)를 향해 제1축방향으로 흡입된다. 이때, 흡입되는 공기는 임펠러(138)의 흡입력과 같은 크기의 추력을 임펠러(138) 및 회전축(150)에 제1축방향과 반대되는 제2축방향으로 작용한다.

제1베어링(151a)은 회전축(150)에 작용하는 추력에 의해 공기의 흡입방향과 반대방향인 제2축방향으로 이동할 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 제1베어링 하우징(152a)의 축방향 일단에 스톱퍼(1521)가 구비된다. 스톱퍼(1521)는 제1베어링(151a)의 축방향 일단을 덮도록 제1베어링 하우징(152a)의 축방향 일단에서 반경방향으로 연장된다.

스톱퍼(1521)의 중심부에 축관통공이 축방향으로 관통되게 형성된다. 축관통공은 회전축(150)의 직경보다 약간 크게 형성된다.

이에 의하면, 스톱퍼(1521)는 제1베어링(151a)이 추력에 의해 제2축방향으로 이동하는 것을 제한할 수 있다.

회전축(150)에 작용하는 추력은 제1베어링(151a), 제1베어링 하우징(152a), 제1브릿지(113) 및 제1결합링(111)을 통해 제1하우징(110)으로 전달된다.

제1하우징(110)은 추력을 받는 회전축(150)의 일측에 위치한다는 점에서 부하측 하우징이라고 명명될 수 있다.

제2하우징(120)은 부하측 하우징의 반대측에 위치한다는 점에서 반부하측 하우징이라고 명명될 수 있다.

제2하우징(120)은 쉬라우드(100)의 내측에 삽입되어 결합될 수 있다.

제2하우징(120)은 공기의 이동방향을 기준으로 제1하우징(110)의 하류측에 배치된다.

제2하우징(120)은 제2결합링(121), 수용부(124), 제2베어링 하우징(152b) 및 제2브릿지(125)를 포함한다.

제2결합링(121)은 원형의 링 형태로 형성된다. 제2결합링(121)은 제1결합링(111)과 마주보게 배치된다.

제2결합링(121)의 외측 직경은 쉬라우드(100)의 결합부(107) 내측 직경과 대응되게 형성된다. 제2결합링(121)은 쉬라우드(100)의 결합부(107)의 내주면에 압입 결합될 수 있다.

제1결합링(111)과 제2결합링(121)은 반경방향 폭이 서로 다르게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2결합링(121)의 반경방향 폭은 제1결합링(111)의 반경방향 폭보다 더 크게 형성될 수 있다.

제2결합링(121)의 반경방향 폭은 유동 가이드(112)의 축방향 타단의 반경방향 폭에 비해 크거나 같게 형성될 수 있다. 제2결합링(121)의 반경방향 폭은 축방향을 따라 일정하게 형성된다.

제2결합링(121)의 축방향 일단의 내측 모서리는 곡면 형태로 형성된다. 이에 의하면, 유동 가이드(112)에서 제2결합링(121)의 내측으로 진입하는 공기의 유동 저항을 최소화할 수 있다.

제2결합링(121)은 후술할 전동부의 스테이터 코어(131)를 수용할 수 있도록 내부에 수용공간이 형성된다.

제1브릿지(113)의 축방향 타단에서 제2결합링(121)의 내측 수용공간으로 돌출되는 돌출리브(115)가 구비된다. 돌출리브(115)는 제1결합링(111)의 반대방향으로 돌출 형성될 수 있다. 돌출리브(115)의 외주면은 제2결합링(121)의 내주면과 면접촉 가능하게 형성된다.

제1브리지의 외측 단부에 결합홀(116)이 축방향으로 관통되게 형성된다. 결합홀(116)의 직경은 제1브릿지(113)의 원주방향 폭보다 작게 형성된다.

결합홀(116)은 제1결합링(111)과 돌출리브(115) 사이에 배치된다. 복수의 결합홀(116)은 유동 가이드(112)의 원주방향을 따라 등간격으로 이격되게 배치된다. 본 실시예에서 복수의 결합홀(116)은 120도 간격으로 이격되게 배치된 모습을 보여준다.

이에 의하면, 돌출리브(115)는 결합홀(116)로 인해 감소한 제1브릿지(113)의 강도를 보강할 수 있다. 또한, 돌출리브(115)는 제2결합링(121)의 내주면으로 끼움 가능하게 돌출되어, 제1하우징(110)과 제2하우징(120)의 조립성을 향상시킬 수 있다.

제2결합링(121)의 축방향 일단에 복수의 제2체결홈(122)이 형성될 수 있다. 제2체결홈(122)은 결합홀(116)과 축방향으로 중첩되게 위치한다.

스크류 등과 같은 제2체결부재(148)는 결합홀(116)과 제2체결홈(122)을 통해 제1브릿지(113)와 제2결합링(121)에 체결된다. 이를 통해, 제1하우징(110)과 제2하우징(120)은 제2체결부재(148)에 의해 서로 체결된다.

제2베어링 하우징(152b)은 원통형으로 형성된다. 제2베어링 하우징(152b)은 제2베어링(151b)을 수용하도록 내부에 수용공간이 형성된다. 제2베어링 하우징(152b)은 축방향으로 관통되게 형성된다. 제2베어링 하우징(152b)은 제2베어링(151b)을 감싸도록 이루어질 수 있다.

수용부(124)는 제2결합링(121)의 하류측에 구비된다. 수용부(124)는 전동부의 일부, 예를 들면 후술할 스테이터(130)의 코일(132) 및 제2베어링 하우징(152b)을 수용하도록 이루어진다.

수용부(124)는 원통형으로 형성된다. 수용부(124)의 직경은 제2결합링(121)의 직경보다 작고, 제2베어링 하우징(152b)의 직경보다 더 크다.

수용부(124)의 축방향 일단은 제2결합링(121)의 축방향 타단과 연결될 수 있다.

반경축소부(123)는 제2결합링(121)의 축방향 타단과 수용부(124)의 축방향 일단 사이에서 반경방향으로 연장된다. 반경축소부(123)는 제2결합링(121)의 축방향 타단과 수용부(124)의 축방향 일단을 연결한다.

제2베어링 하우징(152b)은 수용부(124)의 내측에 배치된다. 제2베어링 하우징(152b)은 공기의 이동방향을 기준으로 스테이터(130)의 코일(132)의 하류측에 배치된다.

제2브릿지(125)는 수용부(124)와 제2베어링 하우징(152b) 사이에서 반경방향으로 연장될 수 있다. 제2브릿지(125)의 외측 단부는 수용부(124)의 축방향 타단부와 연결될 수 있다. 제2브릿지(125)의 내측 단부는 제2베어링 하우징(152b)의 외주면에 연결될 수 있다.

제2브릿지(125)의 내측 단부는 제2베어링 하우징(152b)의 축방향 타단부와 연결되도록 이루어질 수 있다. 제2브릿지(125)는 복수 개로 구비될 수 있다. 복수의 제2브릿지(125)는 제2베어링 하우징(152b)의 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

원주방향으로 인접하는 복수의 제2브릿지(125) 사이에 공기가 외부로 빠져나갈 수 있도록 제1배출홀(126a)이 형성될 수 있다. 복수의 제1배출홀(126a)과 복수의 제2브릿지(125)는 원주방향으로 교대로 이격 배치된다.

이에 의하면, 복수의 제1배출홀(126a)은 수용부(124)를 통과하는 공기를 축방향으로 배출시킬 수 있다.

수용부(124)의 측면에 복수의 제2배출홀(126b)이 반경방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 복수의 제2배출홀(126b)은 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 이에 의하면, 공기가 수용부(124)의 내측에서 반경방향으로 배출될 수 있다.

전동부는 전기에너지를 공급받아 회전축(150)을 회전시키며, 회전축(150)의 일단부에 장착된 임펠러(138)를 회전시키도록 이루어진다.

이를 위해, 전동부는 로터(135) 및 스테이터(130)를 포함한다.

로터(135)는 로터 코어(136) 및 영구자석(137)을 포함한다.

로터 코어(136)는 두께가 얇은 전기강판을 축방향으로 적층 결합하여 구성될 수 있다. 로터 코어(136)는 원통형으로 형성된다. 로터 코어(136)의 중심부에는 축관통공이 형성된다. 축관통공은 로터 코어(136)의 축방향을 따라 관통되게 형성된다.

로터 코어(136)는 회전축(150)에 장착된다. 회전축(150)에 로터지지부가 구비된다. 회전축(150)은 제1베어링(151a)지지부와 제1베어링(151a)지지부를 구비한다. 로터지지부는 제1베어링(151a)지지부와 제2베어링(151b)지지부 사이에 배치된다. 로터지지부의 직경은 제1베어링(151a)지지부와 제2베어링(151b)지지부의 직경보다 더 크게 형성될 수 있다.

로터(135)는 제1베어링(151a)과 제2베어링(151b) 사이에 배치될 수 있다.

영구자석(137)은 로터 코어(136)의 내측에 내장되거나, 로터 코어(136)의 외주면에 장착될 수 있다. 본 실시예에서는 영구자석(137)이 로터 코어(136)의 외주면에 장착된 모습을 보여준다.

스테이터(130)는 스테이터 코어(131) 및 코일(132)을 포함한다.

스테이터 코어(131)는 두께가 얇은 전기강판을 축방향으로 적층 결합하여 구성될 수 있다. 스테이터 코어(131)는 원통형으로 형성된다. 로터 코어(136)의 중심부에는 로터관통공이 형성된다. 로터관통공은 스테이터 코어(131)의 축방향을 따라 관통되게 형성된다.

로터관통공은 영구자석(137)의 직경보다 약간 크게 형성된다. 영구자석(137)은 스테이터 코어(131)의 내주면과 기설정된 간격(에어갭)을 유지할 수 있다.

스테이터 코어(131)는 백요크, 복수의 슬롯 및 복수의 티스를 포함한다.

백요크는 원통형으로 형성된다.

복수의 티스는 백요크에서 회전축(150)을 향해반경방향으로 돌출되게 형성된다. 복수의 티스의 내측 단부에 원주방향으로 폴슈가 돌출되게 형성될 수 있다.

복수의 슬롯은 스테이터 코어(131)의 축방향을 따라 관통되게 형성된다. 복수의 티스와 복수의 슬롯은 스테이터 코어(131)의 원주방향을 서로 교대로 이격되게 배치된다. 본 실시예에서는 티스와 슬롯은 각각 3개씩 구비된 모습을 보여준다.

복수의 티스와 복수의 슬롯은 각각 원주방향으로 120도씩 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.

복수의 코일(132)은 복수의 슬롯을 통해 스테이터 코어(131)에 각각 권선된다. 본 실시예에서 코일(132)은 3개로 구비된 모습을 보여준다. 3개의 코일(132)에 3상 교류전류가 인가될 수 있다.

스테이터(130)는 외부의 3상 교류전원이 코일(132)에 공급되도록 복수의 커넥터(1311)가 구비된다. 본 실시예에서 복수의 커넥터(1311)는 3개로 구비되고, 각 상 별로 한 개씩 형성될 수 있다.

커넥터(1311)는 외부의 3상 교류전원와 코일(132)을 전기적으로 연결하도록 이루어진다. 커넥터(1311)는 스테이터 코어(131)에서 축방향 하측으로 연장된다.

커넥터(1311)의 축방향 하측에 복수의 리드선(1321)이 외부로 노출되게 돌출 형성된다.

수용부(124)에 커넥터(1311)가 수용되도록 커넥터(1311) 수용홀이 형성된다.

코일(132)과 스테이터 코어(131) 사이의 전기적인 절연을 위해 인슐레이터(133)가 구비된다. 인슐레이터(133)는 부도체로 이루어질 수 있다.

인슐레이터(133)는 코일(132)과 스테이터 코어(131) 사이에 배치되어, 코일(132)과 스테이터 코어(131) 사이에 전류가 흐르는 것을 차단할 수 있다.

복수의 코일(132)과 복수의 인슐레이터(133)는 각각 스테이터 코어(131)의 원주방향을 따라 120도 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.

제1브릿지(113)는 전동부의 상측에 위치한다. 제1브릿지(113)와 코일(132)(또는 티스)은 축방향으로 미중첩되게 배치될 수 있다. 제1브릿지(113)는 베인(139)에서 유동 가이드(112)에 의해 가이드되는 공기의 흐름을 방해하지 않는다.

제2브릿지(125)는 전동부의 하측에 위치한다. 제2브릿지(125)와 코일(132)(또는 티스)은 축방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.

회전축(150)의 양측을 각각 지지하는 제1베어링(151a)과 제2베어링(151b)은 서로 다른 제1하우징(110)과 제2하우징(120)에 의해 지지된다.

제1하우징(110)과 제2하우징(120)은 각각 원통형으로 형성된다. 제1 및 제2하우징(120)은 최외곽 직경이 서로 동일한 직경을 갖는다. 제1 및 제2하우징(120)은 한 개의 쉬라우드(100)의 결합부(107) 내주면에 압입 결합되며, 서로 축방향으로 체결될 수 있다.

그러나, 제1하우징(110)과 제2하우징(120)은 성형 또는 조립공차 등 다양한 원인으로 인해 축방향으로 서로 정렬되지 않을 수 있다.

이로 인해, 한 개의 회전축(150)을 지지하는 제1베어링(151a)과 제2베어링(151b)은 쉬라우드(100)의 길이방향에 대하여 미세하게 틀어지면서 서로 동심도가 맞지 않게 된다.

또한, 회전축(150)은 쉬라우드(100)의 길이방향에 대하여 경사지게 틀어질 수 있다.

따라서, 제1 및 제2베어링(151a, 151b)의 축간 정렬이 맞지 않아서 회전축(150)과 베어링(151)의 마찰에 의한 마모 문제를 해결하기 위해, 자동조심형 방열핀(160) 구조물이 제공된다.

방열핀(160)은 베어링 하우징(152)과 베어링(151) 사이에 구비된다. 방열핀(160)은 양측 베어링(151) 지지 구조에서 어느 일측의 베어링(151)에만 적용되거나 양측 베어링(151) 모두에 각각 적용될 수도 있다.

본 실시예에서는 방열핀(160)이 양측 베어링(151) 중 어느 일측의 베어링(151)에만 적용된 모습을 보여준다. 특히, 방열핀(160)은 임펠러(138)와 멀리 이격되는 제2베어링 하우징(152b)과 제2베어링(151b) 사이에 구비된 모습을 보여준다.

다만, 방열핀(160)이 양측 베어링(151) 모두에 적용될 경우에 자동 조심 기능을 더욱 향상시킬 수 있다.

방열핀(160)은 아우터 링부(161), 이너 링부(162) 및 연결부(163)를 포함한다.

아우터 링부(161)와 이너 링부(162)는 축방향으로 연장될 수 있다. 아우터 링부(161)는 이너 링부(162)를 감싸도록 배치될 수 있다. 아우터 링부(161)는 일정한 간격을 유지하면서 이너 링부(162)와 이격되게 배치될 수 있다.

아우터 링부(161)는 원통 형태로 형성될 수 있다. 아우터 링부(161)는 제2베어링 하우징(152b)과 반경방향으로 마주하게 배치될 수 있다.

아우터 링부(161)의 외측 직경은 제2베어링 하우징(152b)의 내측 직경과 대응되게 형성될 수 있다. 제2베어링 하우징(152b)은 아우터 링부(161)와 접촉하며 아우터 링부(161)를 감쌀 수 있다.

아우터 링부(161)는 제2베어링 하우징(152b)과 함께 회전축(150)을 중심으로 동심적으로 배치될 수 있다. 아우터 링부(161)의 중심을 축방향으로 지나는 축방향 중심선과 제2베어링 하우징(152b)의 중심을 축방향으로 지나는 축방향 중심선은 서로 동일한 직선을 이룰 수 있다.

아우터 링부(161)의 외주면은 제2베어링 하우징(152b)의 내주면과 평행하게 형성될 수 있다.

이너 링부(162)는 아우터 링부(161)의 내측에 배치된다. 이너 링부(162)는 원통 형태로 형성될 수 있다. 이너 링부(162)는 제2베어링(151b)과 반경방향으로 마주하게 배치될 수 있다.

이너 링부(162)의 내측 직경은 제2베어링(151b)의 외측 직경과 대응되게 형성될 수 있다. 이너 링부(162)는 제2베어링(151b)과 접촉하며 제2베어링(151b)을 감쌀 수 있다.

이너 링부(162)는 제2베어링(151b)과 함께 회전축(150)을 중심으로 동심적으로 배치될 수 있다. 이너 링부(162)의 중심을 축방향으로 지지는 축방향 중심선과 제2베어링(151b)의 중심을 축방향으로 지나는 축방향 중심선은 서로 동일한 직선을 이룰 수 있다.

이너 링부(162)의 내주면은 제2베어링(151b)의 외주면과 평행하게 형성될 수 있다.

제2베어링 하우징(152b)과 제2베어링(151b)은 방열핀(160)을 사이에 두고 서로 반경방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

연결부(163)는 아우터 링부(161)와 이너 링부(162) 사이에 구비된다. 연결부(163)는 아우터 링부(161)와 이너 링부(162)를 연결하도록 이루어진다.

연결부(163)는 아우터 링부(161)의 내주면에서 이너 링부(162)의 외주면으로 연장된다. 연결부(163)는 아우터 링부(161)와 이너 링부(162) 사이에서 반경방향으로 연장될 수 있다. 연결부(163)는 아우터 링부(161)의 내주면과 이너 링부(162)의 외주면 사이에서 원주방향을 따라 연장될 수 있다.

연결부(163)는 원주방향을 따라 한 개로 구비되거나 복수 개로 구비되어 원주방향을 따라 이격되게 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 한 개로 구비되며 원주방향을 따라 연속해서 연장된 모습을 보여준다.

연결부(163)의 반경방향 외측 단부는 아우터 링부(161)와 연결되고, 연결부(163)의 반경방향 내측단부는 이너 링부(162)와 연결될 수 있다.

아우터 링부(161)와 이너 링부(162)는 축방향 길이가 서로 동일하게 연장될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 아우터 링부(161)와 이너 링부(162)의 축방향 길이는 서로 다를 수 있다.

연결부(163)는 아우터 링부(161)와 이너 링부(162) 각각의 축방향 중심부에 연결될 수 있다.

아우터 링부(161)와 이너 링부(162)는 연결부(163)를 중심으로 축방향으로 대칭되게 형성될 수 있다.

이너 링부(162)의 축방향 양측 단부(1621, 1622)는 연결부(163)를 중심으로 자유단이다.

여기서, 자유단이란 연결부(163)에 의해 지지되는 이너 링부(162)의 일측을 중심으로 반경방향으로 자유롭게 이동 가능한 이너 링부(162)의 일단(1621) 또는 타단(1622)을 의미한다.

아우터 링부(161)와 이너 링부(162)의 축방향 양측 단부(1621, 1622)는 연결부(163)를 기준으로 제1축방향(공기흡입방향)과 제2축방향(추력이 작용하는 방향)으로 각각 개방된다.

연결부(163)는 아우터 링부(161)의 양측 단부(1611, 1612)와 이너 링부(162)의 축방향 양측 단부(1621, 1622)를 탄성 지지할 수 있다.

다만, 아우터 링부(161)는 제2베어링 하우징(152b)의 내주면에 접촉되어 지지될 수 있다.

이너 링부(162)의 축방향 양측 단부(1621, 1622)는 연결부(163)를 중심으로 외력에 의해 탄성 변형될 수 있다.

예를 들면, 이너 링부(162)의 축방향 양측 단부(1621, 1622)는 회전축(150)의 경사 배치에 따라 탄성 변형될 수 있다. 이너 링부(162)는 아우터 링부(161)에 대하여 회전축(150)의 경사방향과 평행한 방향으로 탄성 변형될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 제1베어링(151a)과 제2베어링(151b)의 축간 정렬이 맞지 않더라도 제2베어링(151b)을 감싸는 이너 링부(162)가 회전축(150)의 경사방향과 평행한 방향으로 탄성 변형됨으로써, 회전축(150)과 제2베어링(151b) 간의 마찰에 의한 마모의 발생을 최소화할 수 있다.

방열핀(160)은 돌출부(165)를 더 포함한다.

돌출부(165)는 이너 링부(162)의 축방향 타단부에서 회전축(150)을 향해 반경방향으로 돌출되게 형성된다. 돌출부(165)는 원형의 링 형태로 형성될 수 있다. 돌출부(165)는 이너 링부(162)의 원주방향을 따라 동일한 폭을 가지며 연장될 수 있다.

돌출부(165)의 내경은 회전축(150)의 직경보다 크거나 같게 형성될 수 있다.

제2베어링(151b)의 축방향 타단부와 돌출부(165) 사이에 웨이브 와셔(166)가 구비될 수 있다. 웨이브 와셔(166)는 물결 모양의 링 형태로 형성될 수 있다. 웨이브 와셔(166)는 탄성을 갖는 금속 재질로 형성될 수 있다.

웨이브 와셔(166)의 외측 직경은 이너 링부(162)보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 웨이브 와셔(166)의 내측 직경은 회전축(150)보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 웨이브 와셔(166)의 직경은 제2베어링(151b)과 대응되게 형성될 수 있다.

웨이브 와셔(166)는 베어링(151)의 내륜에 축방향으로 예압을 가함으로, 볼베어링의 볼이 외륜과 내륜 사이에 반경방향 또는 축방향으로 흔들리는 것을 최소화할 수 있다.

돌출부(165)는 웨이브 와셔(166)는 이너 링부(162)의 내측에서 축방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

방열핀(160)은 팬 모터의 고속 회전 시 회전축(150)과 베어링(151)에서 발생하는 열을 외부로 방출하도록 방열 기능을 수행할 수 있다.

이를 위해, 방열핀(160)은 열전달계수가 높은 금속 재질로 형성된다.

또한, 방열핀(160)은 복수의 방열 확장 리브(164)를 더 포함한다.

방열 확장 리브(164)는 아우터 링부(161)에 구비될 수 있다. 방열 확장 리브(164)는 아우터 링부(161)의 외주부에서 반경방향 외측으로 연장될 수 있다. 방열 확장 리브(164)는 플레이트 형태로 형성된다.

방열 확장 리브(164)는 폭이 비해 길이가 긴 장방형으로 형성될 수 있다. 방열 확장 리브(164)는 제2브릿지(125)와 대응되게 형성될 수 있다. 제2브릿지(125)는 장방형의 플레이트 형태로 형성될 수 있다.

방열 확장 리브(164)는 아우터 링부(161)에 의해 지지될 수 있다. 다만, 방열 확장 리브(164)의 축방향 타면은 제2브릿지(125)의 상면에 적층되게 결합될 수 있다.

복수의 방열 확장 리브(164)는 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 복수의 방열 확장 리브(164)는 코일(132)과 축방향으로 중첩되게 배치될 수 있다. 방열 확장 리브(164)는 코일(132)과 축방향으로 기설정된 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다. 본 실시예에서 방열 확장 리브(164)는 3개로 구비되고, 원주방향으로 120도 간격을 두고 이격 배치된 모습을 보여준다.

이에 의하면, 방열 확장 리브(164)는 공기와의 접촉 면적을 확장시킴으로, 아우터 링부(161)로부터 전달되는 열이 수용부(124) 내부에 흐르는 공기로 방출될 수 있다.

방열 확장 리브(164)는 제2브릿지(125)의 상면에서 연장되어 결합되고, 제2브릿지(125)를 통해 제2하우징(120)에 연결되어, 방열핀(160)의 지지 강도를 높일 수 있다.

또한, 방열 확장 리브(164)는 코일(132)과 중첩되게 배치되고, 복수의 코일(132) 사이의 공간으로 흐르는 공기의 축방향 흐름을 방해하지 않음으로써, 복수의 제2브릿지(125) 사이의 제1배출홀(126a)을 통해 배출되는 공기의 유동저항을 최소화할 수 있다.

방열핀(160)은 공기의 흐름방향을 기준으로 코일(132)의 하류측에 배치된다.

방열핀(160)은 금속 도체이므로, 코일(132)과 방열핀(160) 간의 거리가 가까우면 코일(132)에 흐르는 전류가 방열핀(160)으로 흐를 수 있다. 코일(132)에 흐르는 전류가 방열핀(160)으로 누설되는 것을 막기 위해 코일(132)과 방열핀(160) 사이에 절연거리가 확보되어야 한다.

그러나, 코일(132)과 방열핀(160) 사이의 절연거리를 확보하기 위해서 코일(132)과 제2베어링(151b) 간의 축방향 거리를 넓힐 경우에, 회전축(150)의 길이가 연장되고, 팬 모터의 축방향 길이가 증가되어, 팬 모터가 대형화되는 문제가 발생한다.

따라서, 코일(132)과 방열핀(160) 사이의 절연거리를 확보하면서도 팬 모터의 축방향 길이를 단축할 필요가 있다.

이를 위해, 코일(132)과 방열핀(160) 사이에 절연 덮개(153)가 구비될 수 있다. 절연 덮개(153)는 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.

절연 덮개(153)는 방열핀(160)의 축방향 일단을 덮도록 구비된다. 절연 덮개(153)는 제2베어링 하우징(152b)의 축방향 일단에서 회전축(150)을 향해 반경방향 내측으로 연장될 수 있다.

절연 덮개(153)의 내측 단부는 회전축(150)과 기설정된 간격(에어 갭)을 두고 이격될 수 있다.

절연 덮개(153)는 제2베어링 하우징(152b)의 축방향 일단과 외주면을 덮도록 형성될 수 있다.

절연 덮개(153)는 복수 개로 구비될 수 있다. 복수의 절연 덮개(153)는 제2베어링 하우징(152b)의 원주방향으로 기설정된 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다. 절연 덮개(153)는 제2하우징(120)의 수용부(124)에 연결되어 지지될 수 있다.

코일(132)과 아우터 링부(161)(또는 이너 링부(162)) 사이의 거리는 코일(132)과 방열 확장 리브(164) 사이의 거리보다 더 짧다.

절연 덮개(153)는 코일(132)과 아우터 링부(161)(또는 이너 링부(162)) 사이에 배치된다. 절연 덮개(153)는 아우터 링부(161)와 이너 링부(162)를 덮도록 형성된다.

이에 의하면, 절연 덮개(153)는 코일(132)과 방열핀(160) 사이에 배치되어, 코일(132)과 방열핀(160) 사이에 전류가 흐르는 것을 차단할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 팬 모터의 작용 및 효과를 설명하기로 한다.

팬 모터의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

리드선(1321)을 통해 스테이터(130)의 코일(132)에 전류가 인가되면, 코일(132) 주변에 자기장이 발생한다. 스테이터(130)의 코일(132)과 로터(135)의 영구자석(137)은 전자기적인 상호 작용을 하여, 로터(135)는 스테이터(130)에 대하여 회전축(150)을 중심으로 회전한다. 회전축(150)은 로터(135)와 함께 회전하며, 임펠러(138)에 회전력을 전달한다. 임펠러(138)는 회전축(150)을 통해 전달된 회전력에 의해 회전한다.

임펠러(138)는 공기를 회전시키며 흡입구(101)를 통해 외부 공기를 쉬라우드(100)의 내부로 흡입한다. 흡입된 공기는 베인(139)을 통과한다. 베인(139)은 공기의 회전 유동을 축방향으로 전환시킨다.

축방향 유동으로 전환된 공기는 유동 가이드(112)에 의해 가이드 되어, 제1하우징(110)의 제1결합링(111)의 내측에서 전동부로 이동한다. 공기는 전동부의 스테이터 코어(131)와 코일(132) 등과 접촉하며, 코일(132)에서 발생하는 열을 냉각한다.

공기는 코일(132)을 냉각한 후 전동부를 통과하고 제2브릿지(125) 사이의 제1배출홀(126a)과 수용부(124) 측면의 제2배출홀(126b)을 통해 외부로 배출된다.

복수의 베어링(151)은 회전축(150)을 회전 가능하게 지지한다.

제1베어링(151a)과 제2베어링(151b)은 상대적으로 무거운 중량의 로터(135)를 사이에 두고 회전축(150)의 양측을 안정적으로 지지할 수 있다.

청소기 팬 모터의 경량화를 위해 케이싱 등의 소재를 금속 대신 플라스틱 소재로 변경할 수 있다. 여기서, 플라스틱 소재로 변경 가능한 부품으로, 케이싱의 쉬라우드(100), 제1 및 제2하우징(120)뿐 아니라, 임펠러(138), 베어링 하우징(152), 스톱퍼(1521), 절연 덮개(153) 등을 포함할 수 있다.

그러나, 플라스틱 소재의 경우 금속 소재 대비 열전달계수가 낮아져, 베어링(151) 등의 온도가 상승한다. 이로 인해, 베어링(151)의 수명이 단축되고, 팬 모터의 신뢰성을 악화시킬 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 베어링(151)을 감싸면서 공기 중으로 노출되는 형상을 가지며 열전달계수가 높은 금속 소재의 방열핀(160)이 제공된다.

금속 소재의 방열핀(160)은 베어링 하우징(152)의 제작 시 인서트 사출로 베어링 하우징(152)과 일체형으로 성형될 수 있다. 베어링 하우징(152)의 제작을 위한 플라스틱 사출 시 금형 내부에 금속 소재의 방열핀(160)을 위치시켜 이종재질의 베어링 하우징(152)과 방열핀(160)을 일체형으로 제작할 수 있다.

그러나, 방열핀(160)을 플라스틱 소재의 베어링 하우징(152) 내에 인서트 사출로 제작할 경우, 방열핀(160)은 정렬도를 맞추기가 어렵다. 이로 인해, 팬 모터의 운전 시 베어링(151) 간 정렬도 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은 베어링(151)의 온도를 저감하면서 베어링(151)의 동심도를 잡아줄 수 있는 방열핀(160)의 형상을 제공한다.

도 9는 도 8에서 방열핀(160)의 자동 조심 기능을 설명하기 위한 개념도이다.

본 발명의 방열핀(160)은 베어링(151)을 감싼다. 예를 들면, 방열핀(160)의 단면이 “H”자 형태로 형성되거나, “∩” 또는 “∪” 형태로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 방열핀(160)의 단면이 “H”자 형태로 형성된 모습을 보여준다.

공기 중으로 노출되는 면적을 극대화시키기 위해, 방열핀(160)의 아우터 링부(161)와 이너 링부(162)가 회전축(150)과 수직한 방향으로 이격되게 배치된다.

이를 통해, 공기가 아우터 링부(161)와 이너 링부(162) 사이의 개구부를 통해 유입되어, 아우터 링부(161)의 내주면과 이너 링부(162)의 외주면에 접촉됨으로써, 공기와 방열핀(160)의 접촉면적을 확대시킬 수 있다.

아울러, 이너 링부(162)의 내주면은 베어링(151)과 접촉하여, 연결부(163)와 아우터 링부(161)로 열전도할 수 있다.

또한, 공기는 아우터 링부(161)와 이너 링부(162)를 연결하는 연결부(163)와 접촉되어, 공기와 방열핀(160)의 접촉면적을 증가시킴에 따라, 방열핀(160)의 방열 성능을 향상시킬 수 있다.

복수의 방열 확장 리브(164)는 방열핀(160)의 아우터 링부(161)에서 반경방향 외측으로 연장되고, 두께가 얇고 면적이 넓어서, 공기와 방열핀(160)의 접촉 면적을 확장시킬 수 있다.

방열 확장 리브(164)는 코일(132)과 축방향으로 중첩되게 배치된다. 이에 의하면, 방열 확장 리브(164)는 코일(132)을 통과한 공기의 배출 시 유동저항을 최소화하면서, 방열핀(160)이 공기중으로 노출되는 면적을 극대화할 수 있다.

제1베어링(151a)은 임펠러(138)에 인접하게 배치되고, 임펠러(138)의 허브(1381)는 제1베어링(151a)을 덮을 수 있다. 임펠러(138)에 의해 흡입되는 공기는 제1베어링(151a)으로 향하지 않고 제2베어링(151b)으로 향해 이동한다.

방열핀(160)의 아우터 링부(161)와 이너 링부(162) 사이의 개구부는 임펠러(138)에 의해 흡입되는 공기의 이동방향과 마주보게 형성되어, 베어링(151)에서 발생하는 열을 효율적으로 방출할 수 있다. 베어링(151)의 온도 저감에 더욱 효과적이다.

제1베어링 하우징(152a)에 의해 지지되는 제1베어링(151a)과 제2베어링 하우징(152b)에 의해 지지되는 제2베어링(151b)은 서로 축간 정렬이 맞지 않을 수 있다.

예를 들면, 제2베어링(151b)이 제1베어링(151a)에 대하여 일측으로 편심되게 배치될 경우, 제1베어링(151a)과 제2베어링(151b)은 회전축(150)에 의해 연결되므로, 제1베어링(151a)과 제2베어링(151b)은 수직선에 대하여 경사지게 배치된다.

제2베어링(151b)은 수직선에 대하여 경사지게 배치된다. 제2베어링(151b)의 축방향 일단은 방열핀(160)의 이너 링부(162)의 축방향 일단부를 아우터 링부(161)를 향하여 좌측으로 가압한다. 제2베어링(151b)의 축방향 타단은 방열핀(160)의 이너 링부(162)의 축방향 타단부를 아우터 링부(161)를 향하여 우측으로 가압한다.

이너 링부(162)의 축방향 일단부와 타단부는 연결부(163)를 중심으로 회전축(150)의 경사방향을 따라 탄성 변형된다. 아우터 링부(161)는 제2베어링 하우징(152b)에 의해 지지되어 탄성 변형되지 않을 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 케이싱 및 베어링 하우징(152) 등은 청소기 팬모터의 경량화를 위해 플라스틱 소재로 형성된다. 열전달계수가 높은 금속 소재의 방열핀(160)은 플라스틱 사출 시 베어링(151)을 감싸도록 금형 내에 삽입되며 인서트 사출로 플라스틱 소재의 베어링 하우징(152)과 일체형으로 형성된다.

베어링(151)을 감싸는 방열핀(160)의 이너 링부(162)의 양단부(1621, 1622)는 연결부(163)를 중심으로 반경방향으로 휘어지는 자유단이며 연결부(163)를 중심으로 탄성 지지된다.

이에 의하면, 회전축(150)의 양단부를 지지하는 제1베어링(151a)과 제2베어링(151b) 사이에 동심도 및 축간 정렬이 맞지 않을 경우에도, 방열핀(160)의 이너 링부(162)는 베어링(151)을 감싸면서 회전축(150)의 경사에 따라 회전축(150)과 평행한 방향으로 경사지게 탄성 변형되어 베어링(151)의 축간 정렬도를 개선할 수 있다.

3. 본 발명의 다른 실시예에 따른 팬 모터의 구성의 설명

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 팬 모터를 보여주는 단면도이다.

도 11은 도 10에서 방열핀(260)의 구조를 보여주는 사시도이다.

도 12는 도 11에서 방열핀(260)을 상측에서 바라본 모습을 보여주는 평면도이다.

도 13은 도 12에서 XIII-XIII를 따라 취한 방열핀(260)의 단면도이다.

본 실시예는 방열핀(260)의 단면 형상이 상술한 도 2 내지 도 9의 실시예와 다르다.

방열핀(260)은 제2베어링(151b)을 감싸도록 이루어진다. 방열핀(260)은 제2베어링 하우징(152b)과 제2베어링(151b) 사이에 배치된다.

방열핀(260)은 아우터 링부(261), 이너 링부(262), 연결부(263), 돌출부(265) 및 복수의 방열 확장 리브(264)를 포함한다.

아우터 링부(261)는 제1직경을 갖고 원통형으로 형성된다. 아우터 링부(261)는 내측에 제1중공홀을 구비한다.

이너 링부(262)는 제2직경을 갖고 원통형으로 형성된다. 제1직경은 제2직경보다 더 크다. 이너 링부(262)는 내측에 제2중공홀을 구비한다. 제1중공홀의 직경은 제2중공홀의 직경보다 더 크다.

아우터 링부(261)는 이너 링부(262)를 감싸도록 이루어진다. 이너 링부(262)는 아우터 링부(261)의 내측에 배치된다. 아우터 링부(261)와 이너 링부(262)는 서로 동일한 중심을 갖도록 동심적으로 배치된다.

아우터 링부(261)의 외주면은 제2베어링 하우징(152b)의 내주면에 면접촉되게 결합될 수 있다.

이너 링부(262)의 내주면은 제2베어링(151b)의 외주면에 면접촉되게 결합될 수 있다.

아우터 링부(261)와 이너 링부(262)는 축방향 길이가 같게 형성될 수 있다.

연결부(263)는 아우터 링부(261)의 축방향 일단(2611)에서 이너 링부(262)의 축방향 일단(2621)으로 연장되게 형성된다. 연결부(263)는 반경방향으로 연장될 수 있다. 연결부(263)는 공기의 흐름방향을 기준으로 아우터 링부(261)와 이너 링부(262)의 상류측에 배치될 수 있다.

돌출부(265)는 이너 링부(262)의 축방향 타단(2622)에서 회전축(150)을 향해 연장되게 형성된다. 돌출부(265)는 반경방향 내측으로 연장될 수 있다. 돌출부(265)는 제2베어링(151b)의 축방향 타단을 덮도록 이루어진다.

돌출부(265)는 공기의 흐름방향을 기준으로 이너 링부(262)의 하류측에 배치될 수 있다. 돌출부(265)와 연결부(263)는 이너 링부(262)의 양단에 축방향으로 서로 반대측에 배치될 수 있다.

이너 링부(262)의 축방향 일단(2621)은 연결부(263)에 연결되어 지지될 수 있다.

이너 링부(262)의 축방향 타단(2622)은 아우터 링부(261)와 반경방향으로 이격되며 자유단이다.

이너 링부(262)의 축방향 타단(2622)과 돌출부(265)는 반경방향의 외력이 작용할 경우에 연결부(263)를 중심으로 아우터 링부(261)를 향해 탄성 변형될 수 있다.

방열 확장 리브(264)는 아우터 링부(261)에서 제2베어링 하우징(152b)의 축방향 타단을 관통하여 수용부(124)의 축방향 타단을 향해 반경방향 외측으로 돌출되게 형성된다. 복수의 방열 확장 리브(264)는 아우터 링부(261)에서 원주방향을 따라 기설정된 간격을 두고 이격되게 배치될 수 있다.

본 실시예에서는 방열 확장 리브(264)가 원주방향으로 120도 간격으로 이격 배치된 모습을 보여준다. 방열 확장 리브(264)는 수용부(124)의 내주면까지 형성되거나 제2브릿지(125)의 중간까지 연장될 수 있다.

본 실시예에서는 방열 확장 리브(264)가 제2브릿지(125)의 중간까지 연장된 모습을 보여준다.

플라스틱 소재의 제2베어링 하우징(152b)과 금속 소재의 방열핀(260)은 인서트 사출에 의해 일체형으로 형성될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따르면 방열핀(260)은 베어링(151)을 감싸면서 열전달계수가 높은 금속 소재로 형성되고, 베어링(151)의 축간 정렬이 맞지 않을 경우에 회전축(150)과 평행한 방향으로 베어링(151)의 경사를 자동으로 조정함으로써, 베어링(151)의 동심도 및 정렬도를 개선할 수 있다.

기타 구성요소는 상술한 도 2 내지 도 9와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

4. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 팬 모터의 구성의 설명

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 팬 모터의 부품이 분해된 모습을 보여주는 분해도이다.

도 15는 도 14에서 팬 모터의 부품이 결합된 모습을 보여주는 단면도이다.

도 16은 도 15에서 방열핀(160a, 160b)의 자동 조심 기능을 설명하기 위한 개념도이다.

본 실시예는 복수의 방열핀(160a, 160b)이 제1베어링(151a)과 제2베어링(151b)을 각각 감싸도록 구비된다는 점에서 상술한 도 2 내지 도 9의 실시예와 다르다.

복수의 방열핀(160a, 160b)은 제1방열핀(160a)과 제2방열핀(160b)을 포함한다. 제1방열핀(160a)은 제1베어링(151a)을 감싸면서 제1베어링 하우징(152a)의 내측에 수용될 수 있다.

제1방열핀(160a)과 제2방열핀(160b)은 아우터 링부(161a, 161b), 이너 링부(162a, 162b), 연결부(163a, 163b), 돌출부(165a, 165b) 및 방열 확장 리브(164a, 164b)를 포함한다는 점에서 도 2 내지 도 9의 실시예와 동일 내지 유사하다.

다만, 제1방열핀(160a)의 구조 및 배치 방향은 다음과 같은 점에서 제2방열핀(160b)의 구조 및 배치 방향과 다르다.

제1방열핀(160a)의 돌출부(165a)는 이너 링부(162a)의 축방향 일단에서 반경방향 내측으로 돌출되게 형성된다. 여기서 이너 링부(162a)의 축방향 일단은 공기의 흐름방향을 기준으로 이너 링부(162a)의 상류측을 의미한다.

제1방열핀(160a)의 돌출부(165a)는 스톱퍼(1521)와 마주보게 배치된다. 스톱퍼(1521)는 돌출부(165a)와 제1베어링(151a)을 덮도록 이루어진다.

제1방열핀(160a)의 이너 링부(162a)는 공기의 흐름방향을 기준으로 하류측을 향해 개방되는 개구부를 형성할 수 있다. 제1베어링(151a)은 개구부를 통해 이너 링부(162a)의 내측에 수용된다.

제1방열핀(160a)의 방열 확장 리브(164a)는 아우터 링부(161a)의 축방향 일단과 축방향 타단 사이에 위치한다. 즉, 제1방열핀(160a)의 방열 확장 리브(164a)는 아우터 링부(161a)의 축방향 일단 또는 타단에 구비되지 않고 연결부(163a)와 축방향으로 근접하게 배치될 수 있다.

방열 확장 리브(164a)는 아우터 링부(161a)의 외주면에 구비되고, 연결부(163a)는 아우터 링부(161a)의 내주면에 구비된다.

제1브릿지(113)의 축방향 일단에 방열 확장 리브(164a)를 장착하기 위한 리브장착홈이 형성된다. 방열 확장 리브(164a)는 베인 허브(140)와 마주보게리브장착홈에 장착될 수 있다. 방열 확장 리브(164a)는 베인 허브(140)와 제1브릿지(113) 사이에 배치될 수 있다.

방열 확장 리브(164a)는 제1브릿지(113)의 반경방향 길이보다 짧게 형성될 수 있다.

방열 확장 리브(164a)는 제3체결홀이 축방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 제3체결홀은 베인 허브(140)의 제2체결홀(146) 및 제1브릿지(113)의 제1체결홈(114)과 축방향으로 중첩되게 배치될 수 있다. 스크류 등의 제1체결부재(147)는 베인 커버(143)의 제1체결홀(142), 베인 허브(140)의 제2체결홀(146) 및 방열 확장 리브(164a)의 제3체결홀을 관통하며 제1브릿지(113)의 제1체결홈(114)에 체결될 수 있다.

방열 확장 리브(164a)는 베인 허브(140)와 제1브릿지(113) 사이에 배치되고, 제1체결부재(147)에 의해 베인 허브(140)와 제1브릿지(113)에 체결됨으로써, 방열핀(160a, 160b)의 지지강도를 더욱 높일 수 있다.

본 실시예에 의하면, 제1방열핀(160a)은 제1베어링(151a)을 감싸도록 추가되고, 제1 및 제2방열핀(160a, 160b)은 회전축(150)의 양측을 각각 지지하는 제1베어링(151a)과 제2베어링(151b)을 감쌈으로 양측 베어링(151)의 동심도 및 정렬도를 더욱 안정적으로 개선하여, 회전축(150)과 베어링(151)의 마찰로 인한 마모 발생을 최소화할 뿐만 아니라, 베어링(151)의 안정적인 지지를 통한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

기타 구성요소는 상술한 도 2 내지 도 9의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명을 생략하기로 한다.

5. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 팬 모터의 구성의 설명

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 팬 모터의 부품이 분해된 모습을 보여주는 분해도이다.

도 18은 도 17에서 팬 모터의 부품이 결합된 모습을 보여주는 단면도이다.

본 실시예는 복수의 방열핀(260a, 260b)이 제1베어링(151a)과 제2베어링(151b)을 각각 감싸도록 구비된다는 점에서 상술한 도 10 내지 도 13의 실시예와 다르다.

복수의 방열핀(260a, 260b)은 제1방열핀(160a)과 제2방열핀(160b)을 포함한다. 제1방열핀(260a)은 제1베어링(151a)을 감싸면서 제1베어링 하우징(152a)의 내측에 수용될 수 있다.

제1방열핀(260a)과 제2방열핀(260b)은 아우터 링부(261a, 261b), 이너 링부(262a, 262b), 연결부(263a, 263b), 돌출부(265a, 265b) 및 방열 확장 리브(264a, 264b)를 포함한다는 점에서 도 10 내지 도 13의 실시예와 동일 내지 유사하다.

다만, 제1방열핀(260a)의 구조 및 배치 방향은 다음과 같은 점에서 제2방열핀(160b)의 구조 및 배치 방향과 다르다.

제1방열핀(260a)의 연결부(263a)는 아우터 링부(261a)의 축방향 타단과 이너 링부(262a)의 축방향 타단 사이에서 반경방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 여기서, 아우터 링부(261a)와 이너 링부(262a)의 축방향 타단은 공기의 흐름방향을 기준으로 아우터 링부(261a)와 이너 링부(262a)의 하류측을 의미한다.

제1방열핀(160a)의 돌출부(265a)는 이너 링부(262a)의 축방향 일단에서 반경방향 내측으로 돌출되게 형성된다. 여기서 이너 링부(262a)의 축방향 일단은 공기의 흐름방향을 기준으로 이너 링부(262a)의 상류측을 의미한다.

제1방열핀(260a)의 돌출부(265a)는 스톱퍼(1521)와 마주보게 배치된다. 스톱퍼(1521)는 돌출부(265a)와 제1베어링(151a)을 덮도록 이루어진다.

제1방열핀(260a)의 연결부(263a)와 돌출부(265a)는 이너 링부(262a)를 기준으로 축방향으로 서로 반대측에 배치될 수 있다. 또한, 제1방열핀(160a)의 연결부(263a)와 돌출부(265a)는 이너 링부(262a)를 기준으로 반경방향으로 서로 반대측에 배치될 수 있다.

제1방열핀(260a)의 이너 링부(262a)는 공기의 흐름방향을 기준으로 하류측을 향해 개방되는 개구부를 형성할 수 있다. 제1베어링(151a)은 개구부를 통해 이너 링부(262a)의 내측에 수용된다.

제1방열핀(260a)의 방열 확장 리브(264a)는 아우터 링부(261a)의 축방향 일단과 축방향 타단 사이에 위치한다. 즉, 제1방열핀(160a)의 방열 확장 리브(264a)는 아우터 링부(261a)의 축방향 일단 또는 타단에 구비되지 않고 아우터 링부(261a)의 축방향 중간에 배치될 수 있다.

방열 확장 리브(264a)는 아우터 링부(261a)의 외주면에 구비되고, 연결부(263a)는 아우터 링부(261a)의 내주면에 구비된다.

제1브릿지(113)의 축방향 일단에 방열 확장 리브(264a)를 장착하기 위한 리브장착홈이 형성된다. 방열 확장 리브(264a)는 베인 허브(140)와 마주보게 리브장착홈에 장착될 수 있다. 방열 확장 리브(264a)는 베인 허브(140)와 제1브릿지(113) 사이에 배치될 수 있다.

방열 확장 리브(264a)는 제1브릿지(113)의 반경방향 길이보다 짧게 형성될 수 있다.

방열 확장 리브(264a)는 제3체결홀이 축방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 제3체결홀은 베인 허브(140)의 제2체결홀(146) 및 제1브릿지(113)의 제1체결홈(114)과 축방향으로 중첩되게 배치될 수 있다. 스크류 등의 제1체결부재(147)는 베인 커버(143)의 제1체결홀(142), 베인 허브(140)의 제2체결홀(146) 및 방열 확장 리브(264a)의 제3체결홀을 관통하며 제1브릿지(113)의 제1체결홈(114)에 체결될 수 있다.

방열 확장 리브(264a)는 베인 허브(140)와 제1브릿지(113) 사이에 배치되고, 제1체결부재(147)에 의해 베인 허브(140)와 제1브릿지(113)에 체결됨으로써, 방열핀(260a, 260b)의 지지강도를 더욱 높일 수 있다.

본 실시예에 의하면, 제1방열핀(260a)은 제1베어링(151a)을 감싸도록 추가되고, 제1 및 제2방열핀(260a, 260b)은 회전축(150)의 양측을 각각 지지하는 제1베어링(151a)과 제2베어링(151b)을 감쌈으로 양측 베어링(151)의 동심도 및 정렬도를 더욱 안정적으로 개선할 수 있다.

또한, 회전축(150)과 베어링(151)의 마찰로 인한 마모 발생을 최소화할 뿐만 아니라, 베어링(151)의 안정적인 지지를 통한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

기타 구성요소는 상술한 도 10 내지 도 13의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명을 생략하기로 한다.

6. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방열핀(360)의 구성의 설명

도 19는 본 발명에 따른 방열핀(360)의 또 다른 실시예를 보여주는 개념도이다.

본 실시예에서 방열핀(360)은 아우터 링부(361)와 이너 링부(362) 사이에 탄성부재(363)를 구비한다는 점에서 상술한 도 2 내지 도 18의 실시예와 다르다.

방열핀(360)은 아우터 링부(361), 이너 링부(362), 돌출부(365) 및 복수의 방열 확장 리브(364)를 포함한다는 점에서 상술한 도 2 내지 도 18의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명을 생략하기로 한다.

아우터 링부(361)는 탄성부재(363)를 감싸며 지지하도록 이루어진다. 이너 링부(362)는 베어링(151)을 감싸도록 이루어진다.

탄성부재(363)는 아우터 링부(361)와 이너 링부(362) 사이에 구비되며, 상술한 도 2 내지 도 18의 실시예에 따른 연결부(163, 263, 263a, 263b)를 대체함으로, 방열핀(360)의 자동 조심 기능을 수행할 수 있다.

탄성부재(363)의 축방향 일단부 또는 타단부는 아우터 링부(361)의 축방향 일단부 또는 타단부에 결합될 수 있다. 탄성부재(363)는 원통형으로 형성될 수 있다. 탄성부재(363)는 직선부(3632)와 곡선부(3631)를 포함한다. 직선부(3632)와 곡선부(3631)는 탄성부재(363)의 축방향을 따라 교대로 배치될 수 있다.

직선부(3632)는 원주방향을 따라 연장되게 형성될 수 있다. 직선부(3632)는 원형 링 형태로 형성될 수 있다. 직선부(3632)는 아우터 링부(361)의 내주면에 면접촉되게 배치될 수 있다. 직선부(3632)는 아우터 링부(361)에 결합될 수 있다.

곡선부(3631)는 원주방향을 따라 연장되게 형성될 수 있다. 곡선부(3631)는 원형 링 형태로 형성될 수 있다. 곡선부(3631)는 아우터 링부(361)에서 이너 링부(362)를 향해 볼록하게 형성될 수 있다. 곡선부(3631)는 기설정된 곡률로 원호 형태로 형성될 수 있다.

곡선부(3631)는 이너 링부(362)의 외주면에 접촉되게 배치될 수 있다.

직선부(3632)와 곡선부(3631)는 각각 한 개 또는 복수 개로 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 직선부(3632)와 곡선부(3631)가 복수 개로 구비된 모습을 보여준다.

직선부(3632)와 곡선부(3631)는 일체형으로 형성된다. 직선부(3632)는 축방향으로 연장되게 형성되어, 방열핀(360)의 축방향으로 인접한 복수의 곡선부(3631)를 연결할 수 있다.

탄성부재(363)는 열전달계수가 높은 금속 소재로 형성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 탄성부재(363)는 아우터 링부(361)와 이너 링부(362) 사이에 구비되고, 복수의 베어링(151)의 축간 정렬 및 동심도가 맞지 않을 경우에 회전축(150)의 경사에 따라 탄성 변형된다. 이너 링부(362)는 탄성부재(363)에 의해 탄성 지지되어, 반경방향으로 이동하거나 회전축(150)의 경사와 평행하게 탄성 변형될 수 있다.

따라서, 방열핀(360)의 이너 링부(362)는 베어링(151)을 감싸면서 베어링(151)의 축간 동심도가 맞지 않을 경우에도 회전축(150)과 평행한 방향으로 경사지게 탄성 변형됨으로써, 베어링(151)의 축간 정렬도 및 동심도를 개선할 수 있다.

본 실시예에 따른 방열핀(360)은 제1베어링(151a) 및 제2베어링(151b) 중 어느 하나 또는 둘 다의 베어링(151)을 감싸도록 적용될 수 있다.

기타 구성요소는 도 2 내지 도 18의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명을 생략한다.

7. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방열핀(460)의 구성의 설명

도 20은 본 발명에 따른 방열핀(460)의 또 다른 실시예를 보여주는 개념도이다.

본 실시예에서 방열핀(460)은 아우터 링부(461)와 이너 링부(462) 사이에 탄성부재(363)를 구비한다는 점에서 상술한 도 2 내지 도 18의 실시예와 다르다.

방열핀(460)은 아우터 링부(461), 이너 링부(462), 돌출부(465) 및 복수의 방열 확장 리브(464)를 포함한다는 점에서 상술한 도 2 내지 도 18의 실시예와 동일 내지 유사하므로, 중복된 설명을 생략하기로 한다.

아우터 링부(461)는 탄성부재(363)를 감싸며 지지하도록 이루어진다. 이너 링부(462)는 베어링(151)을 감싸도록 이루어진다.

탄성부재(363)는 아우터 링부(461)와 이너 링부(462) 사이에 구비되며, 상술한 도 2 내지 도 18의 실시예에 따른 연결부(163, 263, 263a, 263b)를 대체함으로, 방열핀(460)의 자동 조심 기능을 수행할 수 있다.

탄성부재(363)의 축방향 일단부 또는 타단부는 아우터 링부(461)의 축방향 일단부 또는 타단부에 결합될 수 있다. 탄성부재(363)는 원통형으로 형성될 수 있다. 탄성부재(363)는 제1곡선부(4631)와 제2곡선부(4632)를 포함한다. 제1곡선부(4631)와 제2곡선부(4632)는 탄성부재(363)의 축방향을 따라 교대로 배치될 수 있다.

제1곡선부(4631)는 원주방향을 따라 연장되게 형성될 수 있다. 제1곡선부(4631)는 원형 링 형태로 형성될 수 있다. 제1곡선부(4631)는 이너 링부(462)에서 아우터 링부(461)를 향해 볼록하게 형성될 수 있다.

제1곡선부(4631)는 기설정된 곡률을 갖고 원호 형태로 형성될 수 있다. 제1곡선부(4631)는 아우터 링부(461)의 내주면에 접촉되게 배치될 수 있다.

제2곡선부(4632)는 원주방향을 따라 연장되게 형성될 수 있다. 제2곡선부(4632)는 원형 링 형태로 형성될 수 있다. 제2곡선부(4632)는 아우터 링부(461)에서 이너 링부(462)를 향해 볼록하게 형성될 수 있다.

제2곡선부(4632)는 기설정된 곡률로 원호 형태로 형성될 수 있다. 제2곡선부(4632)는 이너 링부(462)의 외주면에 접촉되게 배치될 수 있다.

제1곡선부(4631)와 제2곡선부(4632)는 각각 한 개 또는 복수 개로 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 제1곡선부(4631)가 2개, 제1곡선부(4631)가 한 개로 구비된 모습을 보여준다.

제1곡선부(4631)와 제2곡선부(4632)는 일체형으로 형성된다. 제2곡선부(4632)는 방열핀(460)의 축방향으로 인접한 복수의 제1곡선부(4631)를 연결하도록 연장된다.

이러한 구성에 의하면, 탄성부재(363)는 아우터 링부(461)와 이너 링부(462) 사이에 구비되고, 복수의 베어링(151)의 축간 정렬 및 동심도가 맞지 않을 경우에 회전축(150)의 경사에 따라 탄성 변형된다. 이너 링부(462)는 탄성부재(363)에 의해 탄성 지지되어, 반경방향으로 이동하거나 회전축(150)의 경사와 평행하게 탄성 변형될 수 있다.

따라서, 방열핀(460)의 이너 링부(462)는 베어링(151)을 감싸면서 베어링(151)의 축간 동심도가 맞지 않을 경우에도 회전축(150)과 평행한 방향으로 경사지게 탄성 변형됨으로써, 베어링(151)의 축간 정렬도 및 동심도를 개선할 수 있다.

본 실시예에 따른 방열핀(460)은 제1베어링(151a) 및 제2베어링(151b) 중 어느 하나 또는 둘 다의 베어링(151)을 감싸도록 적용될 수 있다.

100 : 쉬라우드 101 : 흡입구
102 : 제1곡면부 103 : 제2곡면부
104 : 경사부 105 : 직선부
106 : 반경확장부 107 : 결합부
110 : 제1하우징 111 : 제1결합링
112 : 유동 가이드 113 : 제1브릿지
114 : 제1체결홈 115 ; 돌출리브
116 : 결합홀 120 : 제2하우징
121 : 제2결합링 122 : 제2체결홈
123 : 반경축소부 124 : 수용부
125 : 제2브릿지 126a : 제1배출홀
126b : 제2배출홀 130 : 스테이터
131 : 스테이터 코어 1311 : 커넥터
132 : 코일 1321 : 리드선
133 ; 인슐레이터 135 : 로터
136 : 로터 코어 137 : 영구자석
138 : 임펠러 1381 : 허브
1382 : 블레이드 139 : 베인
140 : 베인 허브 141 : 제1리세스
142 : 제1체결홀 143 : 베인 커버
144 : 제2리세스 145 : 스톱퍼 수용홀
146 : 제2체결홀 147 : 제1체결부재
148 : 제2체결부재 149 : 수용홈
150 : 회전축 151 : 베어링
151a : 제1베어링 151b : 제2베어링
152 : 베어링 하우징 152a : 제1베어링 하우징
1521 : 스톱퍼 152b : 제2베어링 하우징
153 : 절연 덮개 160, 260 : 방열핀
160a, 260a : 제1방열핀 160b, 260b : 제2방열핀
161, 161a, 161b, 261, 261a, 261b : 아우터 링부
1611, 2611 : 일단 1612, 2612 : 타단
162, 162a, 162b, 262, 262a, 262b : 이너 링부
1621, 2621 : 일단 1622, 2622 : 타단
163, 263 : 연결부
164, 164a, 164b, 264, 264a, 264b : 방열 확장 리브
165, 165a, 165b, 265, 265a, 265b : 돌출부
166 : 웨이브 와셔 360, 460 : 방열핀
361, 461 : 아우터 링부 362, 462 : 이너 링부
363, 463 : 탄성부재 3631 : 곡선부
3632 : 직선부 364 : 돌출부
365 : 방열 확장 리브 4631 : 제1곡선부
4632 : 제2곡선부

Claims

임펠러가 장착되는 회전축;
상기 회전축을 지지하는 복수의 베어링;
상기 베어링을 감싸는 방열핀을 포함하고,
상기 방열핀은,
원통 형상으로 형성되는 아우터 링부;
상기 베어링을 감싸고, 상기 아우터 링부의 내주면에서 반경방향으로 이격되도록 상기 아우터 링부의 내측에 구비되는 이너 링부; 및
상기 아우터 링부와 상기 이너 링부 사이에서 연장되어, 상기 아우터 링부와 상기 이너 링부를 연결하는 연결부를 포함하는 팬 모터.
제1항에 있어서,
상기 이너 링부는 원통 형상으로 축방향을 따라 연장되게 형성되고,
상기 이너 링부의 일단 또는 양단은 상기 연결부에 의해 지지되는 상기 이너 링부의 일측을 중심으로 반경방향으로 이동 가능한 자유단이며, 상기 이너 링부는 상기 복수의 베어링 간의 축방향 정렬이 어긋날 시 경사지게 배치되는 상기 회전축과 평행한 방향으로 경사지게 탄성 변형되는 팬 모터.
제1항에 있어서,
상기 아우터 링부를 지지하도록 감싸는 베어링 하우징을 포함하고,
상기 방열핀은 상기 베어링 하우징과 이종 재질로 형성되는 팬 모터.
제3항에 있어서,
상기 베어링 하우징은 플라스틱 재질로 형성되고,
상기 방열핀은 금속 재질로 형성되는 팬 모터.
제1항에 있어서,
상기 이너 링부는 각각 원통 형태로 형성되고,
상기 아우터 링부와 상기 이너 링부는 상기 회전축을 중심으로 동심적으로 배치되고,
상기 연결부는 상기 아우터 링부의 내주면과 상기 이너 링부의 외주면 사이에서 반경방향으로 연장되게 형성되는 팬 모터.
제5항에 있어서,
상기 연결부는 상기 아우터 링부의 길이방향 중심과 상기 이너 링부의 길이방향 중심을 연결하는 팬 모터.
제5항에 있어서,
상기 연결부는 상기 아우터 링부의 일단과 상기 이너 링부의 일단을 연결하는 팬 모터.
제1항에 있어서,
상기 아우터 링부를 감싸는 베어링 하우징을 포함하고,
상기 방열핀은,
상기 아우터 링부의 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출되게 연장되고, 상기 베어링 하우징에 결합되는 복수의 방열 확장 리브를 더 포함하는 팬 모터.
제1항에 있어서,
상기 방열핀은,
상기 이너 링부의 일단에서 반경방향 내측으로 돌출되게 형성되는 돌출부를 더 포함하는 팬 모터.
제1항에 있어서,
영구자석을 구비하고, 상기 회전축에 장착되는 로터; 및
상기 복수의 베어링을 각각 수용하는 복수의 베어링 하우징을 포함하고,
상기 복수의 베어링은 상기 로터를 사이에 두고 상기 회전축의 양측에 각각 장착되고, 상기 임펠러와 인접하게 배치되는 제1베어링과 상기 제1베어링의 반대측에 배치되는 제2베어링을 포함하고,
상기 방열핀은,
상기 제1베어링을 수용하는 제1베어링 하우징과 상기 제1베어링 사이에 배치되는 제1방열핀; 및
상기 제2베어링을 수용하는 제2베어링 하우징과 상기 제2베어링 사이에 배치되는 제2방열핀을 포함하는 팬 모터.
제1항에 있어서,
영구자석을 구비하고, 상기 회전축에 장착되는 로터; 및
상기 복수의 베어링을 각각 수용하는 복수의 베어링 하우징을 포함하고,
상기 복수의 베어링은 상기 로터를 사이에 두고 상기 회전축의 양측에 각각 장착되고, 상기 임펠러와 인접하게 배치되는 제1베어링과 상기 제1베어링의 반대측에 배치되는 제2베어링을 포함하고,
상기 방열핀은 상기 제2베어링을 수용하는 제2베어링 하우징과 상기 제2베어링 사이에 배치되는 팬 모터.
제10항에 있어서,
상기 임펠러와 마주보게 배치되고, 상기 제1베어링을 덮도록 상기 제1베어링 하우징의 일단에서 반경방향 내측으로 연장되게 형성되는 스톱퍼를 더 포함하는 팬 모터.
제1항에 있어서,
영구자석을 구비하고, 상기 회전축에 장착되는 로터;
코일을 구비하고, 상기 로터를 감싸는 스테이터; 및
상기 복수의 베어링을 각각 수용하는 복수의 베어링 하우징을 포함하고,
상기 방열핀은,
상기 임펠러에 의해 흡입되는 공기의 흐름방향을 기준으로 상기 코일의 하류측에 배치되는 제2베어링을 수용하는 제2베어링 하우징과 상기 제2베어링 사이에 배치되고,
상기 방열핀을 덮도록 상기 코일과 상기 방열핀 사이에 구비되는 절연 덮개를 더 포함하는 팬 모터.
제10항에 있어서,
상기 임펠러를 수용하는 쉬라우드;
상기 제1베어링 하우징을 수용하는 제1하우징;
상기 임펠러에 의해 흡입되는 공기의 흐름방향을 기준으로 상기 제1하우징의 하류측에 배치되고, 상기 제2베어링 하우징을 수용하는 제2하우징을 포함하고,
상기 제1하우징은,
상기 쉬라우드의 내측에 결합되는 제1결합링;
상기 제1결합링과 제1베어링 하우징 사이에 반경방향으로 연장되게 형성되는 복수의 제1브릿지를 포함하는 팬 모터.
제10항에 있어서,
상기 임펠러를 수용하는 쉬라우드;
상기 쉬라우드의 내측에 결합되는 제1하우징;
상기 임펠러에 의해 흡입되는 공기의 흐름방향을 기준으로 상기 제1하우징의 하류측에 결합되는 제2하우징을 포함하고,
상기 제2하우징은,
상기 쉬라우드의 내측에 결합되는 제2결합링;
상기 제2결합링에서 축방향으로 연장되는 수용부; 및
상기 수용부와 상기 제2베어링 하우징 사이에서 반경방향으로 연장되게 형성되는 복수의 제2브릿지를 포함하는 팬 모터.
제1항에 있어서,
상기 임펠러를 수용하는 쉬라우드;
상기 쉬라우드의 내측에 결합되고, 상기 임펠러에 의해 흡입되는 공기의 흐름을 가이드하는 복수의 베인;
상기 복수의 베인을 외주면에 구비하는 베인 허브; 및
상기 복수의 베어링을 각각 수용하는 복수의 베어링 하우징을 포함하고,
상기 복수의 베어링 중 제1베어링은 상기 공기의 흐름방향을 기준으로 상기 임펠러의 하류측에 배치되고,
상기 복수의 베어링 하우징 중 제1베어링 하우징은 상기 제1베어링을 감싸는 상기 방열핀을 수용하고,
상기 제1베어링 하우징은 상기 베인 허브의 내측에 수용되게 결합되는 팬 모터.
임펠러가 장착되는 회전축;
상기 회전축을 지지하는 복수의 베어링;
상기 베어링을 감싸는 방열핀을 포함하고,
상기 방열핀은,
아우터 링부;
상기 아우터 링부의 내측에 구비되며, 상기 베어링을 감싸는 이너 링부; 및
상기 아우터 링부와 상기 이너 링부 사이에 구비되고, 상기 복수의 베어링 간의 축방향 정렬이 어긋날 시 상기 이너 링부가 상기 회전축의 경사와 평행하게 탄성 변형되도록, 상기 이너 링부를 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는 팬 모터.
제17항에 있어서,
상기 탄성부재는 원통 형태로 형성되고,
상기 탄성부재의 길이방향을 따라 절단되는 단면 형상은,
상기 아우터 링부 또는 상기 이너 링부에 원주방향을 따라 접촉되도록 원호 형태로 형성되는 복수의 곡선부; 및
축방향으로 인접한 상기 복수의 곡선부를 연결하도록 축방향으로 연장되는 직선부를 포함하는 팬 모터.
제17항에 있어서,
상기 탄성부재는 원통 형태로 형성되고,
상기 탄성부재의 길이방향으로 따라 절단되는 단면 형상은,
상기 아우터 링부 또는 상기 이너 링부에 원주방향을 따라 접촉되도록 볼록하게 형성되는 제1곡선부; 및
상기 제1곡선부에 연결되고, 상기 제1곡선부와 반대방향으로 볼록하게 형성되는 제2곡선부를 포함하는 팬 모터.