KR20210136673A

KR20210136673A - 모터 어셈블리

Info

Publication number: KR20210136673A
Application number: KR1020200055246A
Authority: KR
Inventors: 정재훈; 전차승; 차진욱; 박차렴
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2020-05-08
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2021-11-17
Anticipated expiration: 2040-05-08
Also published as: EP4148961A4; KR102797009B1; US20230188005A1; EP4148961A1; WO2021225229A1; US12316200B2

Abstract

본 발명은 모터 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예는, 모터의 회전축을 형성하는 샤프트와 상기 샤프트에 결합되는 로터와 상기 로터의 둘레를 따라 구비되어 자로를 형성하는 복수개의 코어 어셈블리와 상기 샤프트의 일측을 지지하는 제1 베어링 하우징을 포함하고, 상기 복수개의 코어 어셈블리가 상기 로터의 둘레를 따라 각각 소정간격 이격되어 독립적으로 수용되는 모터 하우징과 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 포함하고, 상기 모터 하우징은, 상기 복수개의 코어 어셈블리가 각각 독립적으로 안착되는 복수개의 코어 지지부 및 상기 코어 지지부로부터 상기 샤프트의 반경방향 내측을 향해 연장되어 상기 코어 지지부와 제1 베어링 하우징을 연결하는 제1 브릿지를 포함할 수 있다.

Description

모터 어셈블리{MOTOR ASSEMBLY}

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 있으며, 코어 내부의 냉각을 위한 유로 공간을 확보하는데 용이하지 않다.

따라서 본 발명은, 상술한 문제를 해결하고자 함을 목적으로 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는, 팬 모터의 소형 경량화 및 구조적 안정성 향상을 통해 내구성을 증가시킬 수 있는 모터 어셈블리를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는, 모터의 무게를 저감하고 내부 공간을 확보하기 위해 각 상의 코어를 독립적으로 구성하고, 각 독립 코어를 고정하기 위한 하우징 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는, 팬 모터 내부의 유로 면적을 확보하여 흡입력을 증가시키고, 모터의 냉각성능을 확보할 수 있는 모터 어셈블리를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는, 모터 하우징의 커버에 경사면을 형성하여 쉬라우드의 흡입부를 통해 유입되는 외기 중 일부를 각 독립 코어로 안내하여 코어의 냉각효율을 증진시킬 수 있는 모터 어셈블리를 제공하고자 한다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 다양한 실시예는 C형 독립 코어 및 C형 독립 코어에 대응되는 위치에 지지부를 형성하여 모터 내부의 유로면적을 확보할 수 있는 모터 하우징을 포함하는 모터 어셈블리를 제공하고자 한다.

본 발명의 예시적인 실시예는, C형 독립 코어를 모터 하우징에 고정시킴으로써, 조립이 용이하고 모터의 내구성을 증진시킬 수 있는 모터 어셈블리를 제공하고자 한다.

본 발명의 예시적인 실시예는, 모터 하우징의 커버에 경사면을 형성하여 모터 어셈블리의 내부로 유입된 외기를 각 독립코어에 안내함으로써 모터 어셈블리의 냉각성능을 증진시킬 수 있는 모터 어셈블리를 제공하고자 한다.

본 발명의 예시적인 실시예는, 모터의 회전축을 형성하는 샤프트와 상기 샤프트에 결합되는 로터와 상기 로터의 둘레를 따라 구비되어 자로를 형성하는 복수개의 코어 어셈블리와 상기 샤프트의 일측을 지지하는 제1 베어링 하우징을 포함하고, 상기 복수개의 코어 어셈블리가 상기 로터의 둘레를 따라 각각 소정간격 이격되어 독립적으로 수용되는 모터 하우징와 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 포함하고, 상기 모터 하우징은, 상기 복수개의 코어 어셈블리가 각각 독립적으로 안착되는 복수개의 코어 지지부 및 상기 코어 지지부로부터 상기 샤프트의 반경방향 내측을 향해 연장되어 상기 코어 지지부와 제1 베어링 하우징을 연결하는 제1 브릿지를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리를 제공한다.

상기 모터 하우징은 상기 하우징 커버와 접촉되고, 중공의 링 형상으로 구비되는 제1 결합부를 더 포함하고, 상기 복수개의 코어 지지부는, 상기 제1 결합부로부터 각각 상기 샤프트의 길이방향을 따라 연장될 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.

상기 제1 브릿지는, 상기 흡입부를 통해 유입된 외기가 상기 코어 어셈블리를 통과하는 유로를 형성하기 위해 제1홀이 형성될 수 있으며, 상기 제1홀은 상기 제1 브릿지의 길이방향을 따라 형성될 수 있다.

상기 코어 어셈블리는, 두 개의 폴암과 상기 두 개의 폴암을 연결하는 연결부를 포함하는 코어와 코일 및 상기 코어와 상기 코일 사이를 절연하는 인슐레이터를 포함할 수 있다.

상기 코어 지지부는, 상기 인슐레이터가 삽입되는 안착홈 및 상기 안착홈의 너비가 넓어지는 방향으로 함몰 형성되어 상기 인슐레이터가 체결되는 체결홈을 포함할 수 있으며, 상기 인슐레이터는, 상기 체결홈에 상기 샤프트의 길이방향을 따라 삽입되는 돌기부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 체결홈은, 상기 안착홈의 길이방향을 따라 형성될 수 있다.

그리고 상기 코어 지지부는, 상기 코어 지지부의 길이방향을 따라 형성되는 제2 홀을 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 하우징 커버는 상기 모터 하우징과 접촉되고, 중공의 링 형상으로 구비되는 제2 결합부 및 상기 제2 결합부의 내주면과 상기 제2 베어링 하우징을 연결하는 제2 브릿지를 포함할 수 있다.

상기 제2 브릿지는 상기 제2 결합부의 내주면으로부터 상기 제2 베어링 하우징으로 상기 샤프트의 반경방향 내측을 향해 연장될 수 있고, 상기 하우징 커버는, 상기 제2 브릿지가 상기 복수개의 코어 어셈블리 사이의 상부에 위치하도록 상기 모터 하우징에 결합될 수 있다.

그리고 상기 제2 브릿지는, 상기 샤프트의 길이방향을 따라 경사면을 형성하여 상기 흡입부를 통해 유입된 외기 중 적어도 일부를 상기 코어 어셈블리로 안내할 수 있다.

상술한 실시예들의 각각의 특징들은 다른 실시예들과 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 구현될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 의하면, C형 독립 코어가 모터 하우징에 고정됨으로써 팬 모터의 내구성을 증진시킬 수 있으며, 모터 하우징 내부의 유로 면적을 확보하여 팬 모터의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 모터 어셈블리의 내부로 유입된 외기 중 일부를 각 C형 독립 코어로 안내하여 코어의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 다양한 실시예에 의하면 소형 고속 팬 모터의 내구성을 증진시킬 수 있고, 팬 모터 내부의 유로 면적을 확보하여 팬 모터의 냉각성능 향상 및 흡입 효율을 증가시킬 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 일 실시예에 따른 하우징 커버를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 하우징을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 어셈블리, 하우징 커버와 모터 하우징이 결합된 상태를 나타낸 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 유동을 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(), 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 코어 지지부(603)로부터 샤프트(52)의 반경방향 내측을 향해 연장되어 상기 제1 베어링 하우징(607)과 코어 지지부(603)를 연결한다. 상기 구조에 있어서, 복수개의 코어 지지부의 일측은 제1 결합부(601)에 접하며, 복수개의 코어 지지부의 타측은 각각 제1 베어링 하우징(607)과 제1 브릿지(605)를 통해 연결될 수 있다.

한편, 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 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징 커버를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 하우징을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 어셈블리, 하우징 커버와 모터 하우징이 결합된 상태를 나타낸 도면이다.

이하 도 3 내지 도 6을 참고하여 설명한다.

도 3a를 참고하면, 본 실시예의 코어 어셈블리(5)는 상술한 바와 같이 코어(54), 인슐레이터(55), 코일(56)을 포함할 수 있다. 상기 코어 어셈블리(5)는 로터(53)의 외주면과 소정간격 이격되어 로터(53)의 둘레를 따라 복수개가 구비될 수 있으며, 본 실시예의 경우 3개의 코어 어셈블리가 구비될 수 있다.

상기 인슐레이터(55)는 도 3b를 참고하면 제1 인슐레이터(55a)와 제2 인슐레이터(55b)를 포함할 수 있다. 상기 제1 인슐레이터(55a)와 제2 인슐레이터(55b)는 각각 코어(54)의 상부와 하부를 감싸며 결합되는 독립된 부품으로 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이 인슐레이터가 각각의 독립된 부품으로 구비되어 상호 결합됨으로써 코어를 감싸는 경우 코어에 인슐레이터를 용이하게 조립할 수 있다.

상기 인슐레이터(55)는 고정부(553)를 포함할 수 있다. 상기 고정부(553)는 인슐레이터(55)의 외주면에 돌출되어 구비될 수 있다. 상기 고정부(553)가 모터 하우징(60)의 체결홈(6035)에 결합됨으로써 코어 어셈블리(5)는 상기 모터 하우징(60)에 견고히 고정될 수 있다.

도 4를 참고하면, 본 실시예의 하우징 커버(40)는 제2 베어링 하우징(401), 제2 브릿지(402) 및 제2 결합부(403)를 포함할 수 있다.

상기 제2 브릿지(402)는 제2 결합부(403)와 제2 베어링 하우징(401)을 안정적으로 연결하며, 모터 어셈블리의 내구성을 위해 소정의 두께로 형성될 수 있다. 다만, 제2 브릿지는 흡입부로부터 유입된 외기가 이동하는 경로 상에 위치하기 때문에 유동의 저항으로 작용할 수 있다. 따라서 본 실시예의 제2 브릿지(402)는 샤프트(52)의 길이방향을 따라 경사면(4021)을 형성하여 모터 어셈블리의 내구성을 확보함과 동시에 유동에 저항으로 작용할 수 있는 부분을 최소화할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제2 브릿지(402)는 제2 결합부(403)의 내주면으로부터 제2 베어링 하우징(401)으로 샤프트(52)의 반경방향 내측을 향해 연장되어 구비되되, 복수개의 코어 어셈블리 사이의 상부에 위치할 수 있다. 다른 관점에서, 하우징 커버(40)는 제2 브릿지(402)가 복수개의 코어 어셈블리 사이의 상부에 위치하도록 모터 하우징(60)에 결합될 수 있다.

상술한 구조에 있어서 도 6을 참고하면, 흡입부(101)를 통해 유입된 외기 중 적어도 일부는 경사면(4021)을 따라 코어 어셈블리(5)로 안내되어 코일에 전류가 흐름으로써 발열되는 코어 어셈블리(5)를 냉각시켜 모터 어셈블리의 효율을 증진시킬 수 있다.

또한, 상기 경사면(4021)을 통해 모터 어셈블리를 관통하는 외기의 흐름에 저항으로 작용되는 부분을 최소화 함으로써 모터 어셈블리의 효율을 증진시킬 수 있음은 물론이다.

보다 구체적으로 도 5를 참고하면, 모터 하우징(60)의 제1 브릿지(605)에는 제1 홀(6051)이 형성되고, 코어 지지부(603)에는 제2 홀(6031)이 형성될 수 있다. 상기 제1 홀(6051)과 제2 홀(6031)은 흡입부(101)를 통해 유입된 외기가 토출되는 토출구를 형성한다.

코어 지지부(603)의 내측에는 코어 어셈블리(5)가 수용되는 안착홈(6033)과 상기 코어 어셈블리(5)와 체결되는 체결홈(6035)이 형성될 수 있다. 상기 체결홈(6035)은 안착홈(6033)의 너비가 넓어지는 방향으로 함몰 형성되고, 안착홈(6033)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다. 상술한 코어 어셈블리(5)의 고정부(553)는 상기 체결홈(6035)에 샤프트(52)의 길이방향을 따라 삽입되어 코어 어셈블리(5)가 모터 하우징(60)에 고정될 수 있다.

제1 브릿지(605)는 제1 베어링 하우징(607)과 코어 지지부(603)를 연결하고, 제1 베어링 하우징(607)의 위치를 고정시킨다. 따라서 제1 베어링 하우징(607)은 제2 베어링 하우징(401)과 축 방향으로 위치가 정렬된다.

상술한 코어 지지부(603)와 제1 브릿지(605)는 모터 어셈블리의 내구성을 위해 필수적으로 구비되어야 하나 모터 내부를 관통하는 유동에는 저항으로 작용될 수 있다.

따라서, 제1 브릿지(605)에는 제1 홀(6051)이 형성되고 코어 지지부(603)에는 제2 홀(6031)이 구비되어 유입된 외기의 원활한 토출 및 모터 어셈블리의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

물론 흡입부(101)를 통해 유입된 외기는 코어 지지부(603)들의 사이 공간 및 제1 브릿지(605)들의 사이 공간으로도 외기가 토출될 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 어셈블리의 유동을 나타낸 도면이다.

이하 도 7 및 도 8을 참고하면, 임펠러(20)가 회전하면서 흡입부(101)로 외기가 유입되는 유동이 발생한다. 흡입부(101)를 통해 유입된 외기는 쉬라우드(10) 경사부(102)의 내면과 디퓨저(30) 사이를 따라 이동한다. 상술한 쉬라우드 경사부(102)의 내면과 디퓨저(30) 사이를 이동하는 유동은 제1 유동(f1)으로 정의될 수 있다.

상기 제1 유동(f1)은 하우징 커버(40)와 모터 하우징(60)에서 흐름이 분리되어 제2 유동(f2)을 형성할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제2 유동(f2)은 하우징 커버(40)의 제2 브릿지(402)에 형성된 경사면(4021)을 따라 안내되는 유동(f21)과 모터 하우징(60)의 제1 결합부(601)와 코어 지지부(603)가 연결되는 부분의 단차에 의해 분리되어 코어 어셈블리(5)의 내측과 로터(53) 사이를 통과하는 유동(f22) 및 코어 어셈블리(5)의 외측과 코어 지지부(603)의 내측 사이를 통과하는 유동(f23)이 형성될 수 있다.

상기 유동(f22,f23)은 코어 어셈블리(5)에 권선된 코일(56)을 따라 이동될 수 있으므로, 코어 어셈블리(5)에 의해 제1 유동(f1)에서 분리될 수 있음은 물론이다.

즉, 상기 제2 유동(f2)은 제2 브릿지(402)의 경사면(4021)에 의해 코어 어셈블리(5)로 안내(f21)되고 제1 결합부(601)와 코어 지지부(603)가 연결되는 부분의 단차 또는 코어 어셈블리(5)에 의해 분리되어 코어 어셈블리(5)의 내측과 로터(53) 사이를 통과(f22)하고 코어 어셈블리(5)의 외측과 코어 지지부(603)의 내측 사이를 통과(f23)함으로써 모터 어셈블리의 냉각 효율을 증진시킬 수 있다.

따라서 상기 흡입부(101)를 통해 유입된 외기는 쉬라우드(10)의 경사부(102) 내면과 디퓨저(30) 사이를 통과하는 제1 유동(f1)을 형성하고, 상기 제1 유동(f1) 중 일부는 제2 유동(f2)을 형성하며 코어 어셈블리(5)를 거친 후, 제1 브릿지(605)에 형성된 제1홀(6051) 또는 제2홀(6031)을 통해 토출될 수 있다. 그리고 상기 제1 유동(f1) 중 나머지 일부는 제3 유동(f3)을 형성하며 코어 지지부(603)들의 사이 공간으로 토출될 수 있다.

물론 제2 유동(f2) 중 일부도 상기 제3 유동(f3)과 같은 경로로 토출될 수 있다. 예를 들어 하우징 커버의 경사면(4021)을 따라 이동하는 유동 중 일부는 코어 어셈블리(5)로 안내되고, 나머지 일부는 제3 유동(f3)에 합류되어 토출될 수 있다.

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.

1: 모터 어셈블리
10: 쉬라우드 101: 흡입부
102: 경사부 103: 제3 결합부
20: 임펠러
20a: 관통홀 201: 임펠러 바디
203: 블레이드
30: 디퓨저
30a: 관통홀 30b: 체결홀
301: 디퓨저 바디 303: 베인
40: 하우징 커버
40a: 관통홀 40b: 체결홀
401: 제2 베어링 하우징 402: 제2 브릿지
4021: 경사면 403: 제2 결합부
60: 모터 하우징
601: 제1 결합부 603: 코어 지지부
6031: 제2홀
605: 제1 브릿지 6051: 제1홀
607: 제1 베어링 하우징
5: 코어 어셈블리
50: 제2 베어링 52: 샤프트
53: 로터 54: 코어
541: 폴암 542: 연결부
543: 폴슈
56: 코일 57: 제1 베어링

Claims

모터의 회전축을 형성하는 샤프트;
상기 샤프트에 결합되는 로터;
상기 로터의 둘레를 따라 구비되어 자로를 형성하는 복수개의 코어 어셈블리;
상기 샤프트의 일측을 지지하는 제1 베어링 하우징을 포함하고, 상기 복수개의 코어 어셈블리가 상기 로터의 둘레를 따라 각각 소정간격 이격되어 독립적으로 수용되는 모터 하우징;
상기 모터 하우징에 결합되고, 상기 샤프트의 타측을 지지하는 제2 베어링 하우징을 포함하는 하우징 커버;
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 포함하고,
상기 모터 하우징은,
상기 복수개의 코어 어셈블리가 각각 독립적으로 안착되는 복수개의 코어 지지부; 및
상기 코어 지지부로부터 상기 샤프트의 반경방향 내측을 향해 연장되어 상기 코어 지지부와 제1 베어링 하우징을 연결하는 제1 브릿지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 모터 하우징은 상기 하우징 커버와 접촉되고, 중공의 링 형상으로 구비되는 제1 결합부;를 더 포함하고,
상기 복수개의 코어 지지부는, 상기 제1 결합부로부터 각각 상기 샤프트의 길이방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
제2항에 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.
제1항에 있어서,
상기 제1 브릿지는,
상기 흡입부를 통해 유입된 외기가 상기 코어 어셈블리를 통과하는 유로를 형성하기 위해 제1홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
제4항에 있어서,
상기 제1홀은 상기 제1 브릿지의 길이방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 코어 어셈블리는,
두 개의 폴암과 상기 두 개의 폴암을 연결하는 연결부를 포함하는 코어;
코일; 및
상기 코어와 상기 코일 사이를 절연하는 인슐레이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
제6항에 있어서,
상기 코어 지지부는,
상기 인슐레이터가 삽입되는 안착홈; 및
상기 안착홈의 너비가 넓어지는 방향으로 함몰 형성되어 상기 인슐레이터가 체결되는 체결홈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
제7항에 있어서,
상기 인슐레이터는, 상기 체결홈에 상기 샤프트의 길이방향을 따라 삽입되는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
제8항에 있어서,
상기 체결홈은, 상기 안착홈의 길이방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
제7항에 있어서,
상기 코어 지지부는,
상기 코어 지지부의 길이방향을 따라 형성되는 제2 홀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 하우징 커버는
상기 모터 하우징과 접촉되고, 중공의 링 형상으로 구비되는 제2 결합부; 및
상기 제2 결합부의 내주면과 상기 제2 베어링 하우징을 연결하는 제2 브릿지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
제11항에 있어서,
상기 제2 브릿지는 상기 제2 결합부의 내주면으로부터 상기 제2 베어링 하우징으로 상기 샤프트의 반경방향 내측을 향해 연장되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
제12항에 있어서,
상기 하우징 커버는, 상기 제2 브릿지가 상기 복수개의 코어 어셈블리 사이의 상부에 위치하도록 상기 모터 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.
제13항에 있어서,
상기 제2 브릿지는, 상기 샤프트의 길이방향을 따라 경사면을 형성하여 상기 흡입부를 통해 유입된 외기 중 적어도 일부를 상기 코어 어셈블리로 안내하는 것을 특징으로 하는 모터 어셈블리.