KR102348653B1 - Motor - Google Patents
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Abstract
모터는 회전축과; 회전축에 연결된 로터 및 임펠러와; 내륜과 외륜 사이에 구름부재가 배치되고 내륜의 내경이 회전축의 외경 보다 큰 베어링과; 외륜에 연결된 스프링과; 스프링과 연결되어 스프링에 의해 내륜과 이격되는 제1위치로 후퇴되고, 임펠러에 의해 유동된 공기의 압력이 작용하는 압력면이 형성되어 압력면에 작용된 압력에 의해 내륜과 마찰되는 제2위치로 전진되는 푸셔를 포함하고, 내륜은 푸셔가 제1위치일 때, 회전축과 마찰되어 회전축과 함께 회전될 수 있고, 내륜은 푸셔가 제2위치일 때, 내륜과 회전축 사이에 형성된 공극에 의해 회전축과 이격될 수 있다.The motor includes a rotating shaft; a rotor and an impeller connected to the rotating shaft; a bearing in which a rolling member is disposed between the inner ring and the outer ring and the inner diameter of the inner ring is larger than the outer diameter of the rotating shaft; a spring connected to the outer ring; It is connected to the spring and retracted to the first position spaced apart from the inner ring by the spring, and a pressure surface on which the pressure of the air flowed by the impeller acts is formed, and the pressure applied to the pressure surface causes friction with the inner ring to the second position. It includes a pusher that advances, the inner ring may be rotated together with the rotary shaft by friction with the rotary shaft when the pusher is in the first position, and the inner ring is rotated with the rotary shaft by a gap formed between the inner ring and the rotary shaft when the pusher is in the second position can be spaced apart.
Description
본 발명은 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베어링을 갖는 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a motor, and more particularly to a motor having a bearing.
모터는 청소기나 헤어 드라이기 등의 가전기기에 설치될 수 있고, 이 경우 공기를 유동시키는 구동력을 발생시키는 구동원으로 기능할 수 있다.The motor may be installed in home appliances such as a vacuum cleaner or a hair dryer, and in this case, may function as a driving source for generating a driving force for flowing air.
이러한 모터의 일예는 모터 하우징과, 모터 하우징에 설치된 스테이터와, 스테이터에 의해 회전되는 로터와, 로터가 장착된 회전축과, 회전축에 연결된 임펠러를 포함할 수 있다.An example of such a motor may include a motor housing, a stator installed in the motor housing, a rotor rotated by the stator, a rotating shaft on which the rotor is mounted, and an impeller connected to the rotating shaft.
모터의 회전축은 적어도 하나의 베어링에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있고, 회전축은 베어링에 지지된 상태에서 저속으로 회전되거나 고속으로 회전될 수 있다. 모터가 저속 회전될 수 있는 저속 모터일 경우, 회전축에 내륜이 밀착된 구름 베어링이 회전축을 지지하는 것이 가능하다.The rotating shaft of the motor may be rotatably supported by at least one bearing, and the rotating shaft may be rotated at a low speed or rotate at a high speed while supported by the bearing. When the motor is a low-speed motor capable of rotating at a low speed, it is possible to support the rotating shaft by a rolling bearing having an inner ring in close contact with the rotating shaft.
구름 베어링은 회전축의 외둘레에 접촉된 상태에서 회전축을 지지하므로, 회전축이 저속 회전할 때 회전축을 안정적으로 지지할 수 장점이 있다.Since the rolling bearing supports the rotating shaft while in contact with the outer circumference of the rotating shaft, it has the advantage of stably supporting the rotating shaft when the rotating shaft rotates at a low speed.
반면에, 구름 베어링은 높은 접촉 응력과 마찰력에 의해 회전축의 고속 회전시, 소음이 증대되고 피로 파괴 가능성이 높은 단점이 있다.On the other hand, rolling bearings have disadvantages such as increased noise and a high possibility of fatigue failure during high-speed rotation of the rotating shaft due to high contact stress and frictional force.
한편, 모터가 수만 RPM 이상 고속 회전될 수 있는 고속 모터일 경우, 구름 베어링이 회전축을 지지하면 구름 베어링의 소음 및 발열량이 너무 클 수 있고, 고속 모터의 경우, 회전축과 베어링 사이의 공극 내 에어 등의 가스에 의해 회전축을 지지하는 가스베어링이 회전축을 지지하는 것이 바람직하다. On the other hand, if the motor is a high-speed motor capable of high-speed rotation of tens of thousands of RPM or more, when the rolling bearing supports the rotating shaft, the noise and heat generation of the rolling bearing may be too large. It is preferable that a gas bearing supporting the rotating shaft by the gas of the rotating shaft supports the rotating shaft.
그러나, 가스베어링은 회전축의 저속 회전시 가스 베어링과 회전축의 접촉으로 가스 베어링과 회전축 사이에 공급이 형성되지 않거나 가스 베어링과 회전축의 마찰로 인해 가스 베어링이나 회전축의 파손 유려가 높은 단점이 있다. 또한, 회전축이 고속 회전되다가 정지되면 회전축이 가스 베어링을 타격할 수 있어 가스 베어링이나 회전축의 파손 우려가 높은 단점이 있다.However, the gas bearing has a disadvantage in that the supply is not formed between the gas bearing and the rotating shaft due to contact between the gas bearing and the rotating shaft during low-speed rotation of the rotating shaft, or the gas bearing or the rotating shaft is highly susceptible to damage due to friction between the gas bearing and the rotating shaft. In addition, when the rotating shaft is rotated at high speed and then stopped, the rotating shaft may hit the gas bearing, so there is a high risk of damage to the gas bearing or the rotating shaft.
한편, 최근에는 회전축을 고속 회전시킬 수 있는 모터가 증가하는 추세이고, 이러한 모터는 회전축의 저속 및 고속을 포함하는 전 속도범위에서 회전축을 신뢰성 높고 안정적으로 지지하는 것이 바람직하다.Meanwhile, in recent years, the number of motors capable of rotating the rotating shaft at high speed is increasing, and it is preferable that such a motor reliably and stably support the rotating shaft in the entire speed range including low and high speed of the rotating shaft.
본 발명은 간단한 구조로 회전축을 저속 및 고속의 전 속도에서 안정적으로 지지할 수 있는 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a motor capable of stably supporting a rotating shaft at all speeds of low and high speed with a simple structure.
본 발명의 실시 예에 따른 모터는 회전축과; 회전축에 연결된 로터 및 임펠러와; 내륜과 외륜 사이에 구름부재가 배치되고 내륜의 내경이 회전축의 외경 보다 큰 베어링과; 베어링을 지지하는 베어링 수용부가 형성된 베어링 하우징과; 베어링 수용부 내부에 상기 내륜과 이격되는 제1위치와 내륜을 구속하는 제2위치로 이동되게 배치된 푸셔를 포함할 수 있다. 내륜의 내경은 회전축의 외경 보다 클 수 있다. 내륜은 푸셔가 제2위치일 때, 내륜과 회전축 사이에 형성된 공극에 의해 회전축과 이격될 수 있다. A motor according to an embodiment of the present invention includes a rotating shaft; a rotor and an impeller connected to the rotating shaft; a bearing in which a rolling member is disposed between the inner ring and the outer ring and the inner diameter of the inner ring is larger than the outer diameter of the rotating shaft; a bearing housing having a bearing accommodating portion for supporting the bearing; It may include a pusher arranged to be moved to a first position spaced apart from the inner ring and a second position constraining the inner ring inside the bearing receiving portion. The inner diameter of the inner ring may be larger than the outer diameter of the rotating shaft. The inner ring may be spaced apart from the rotation shaft by a gap formed between the inner ring and the rotation shaft when the pusher is in the second position.
퓨셔와 외륜 사이에는 푸셔를 제1위치로 후퇴시키는 스프링이 배치될 수 있다. A spring for retracting the pusher to the first position may be disposed between the pusher and the outer ring.
푸셔는 임펠러에 의해 유동된 공기의 압력이 작용하는 압력면이 형성되고 스프링에 탄지되어 제1위치로 후퇴되는 무빙 바디와; 무빙 바디에 부착되고 푸셔가 제2위치일 때 내륜과 마찰되는 마찰 패드를 포함할 수 있다.The pusher includes a moving body having a pressure surface on which the pressure of the air flowed by the impeller acts and being pushed back to the first position by being pushed by a spring; It may include a friction pad attached to the moving body and rubbing against the inner ring when the pusher is in the second position.
무빙 바디의 내경은 회전축의 외경 보다 크고, 내륜의 내경 보다 클 수 있다. The inner diameter of the moving body may be greater than the outer diameter of the rotating shaft and greater than the inner diameter of the inner ring.
마찰패드와 내륜의 마찰력은 내륜과 회전축의 마찰력 보다 클 수 있다. The friction force between the friction pad and the inner ring may be greater than the friction force between the inner ring and the rotating shaft.
본 발명의 실시 예에 따르면, 회전축의 저속 회전시 베어링이 구름 베어링으로 기능하여 저속 회전되는 회전축을 안정적으로 지지할 수 있고, 회전축의 고속 회전시 베어링이 가스 베어링으로 기능하여 고속 회전되는 회전축을 지지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the rotating shaft rotates at low speed, the bearing functions as a rolling bearing to stably support the rotating shaft rotated at low speed, and when the rotating shaft rotates at high speed, the bearing functions as a gas bearing to support the rotating shaft rotating at high speed. can do.
또한, 베어링의 내륜과 푸셔 사이의 마찰력과 베어링의 내륜과 회전축 시이의 마찰력 차에 의해 베어링의 구름 베어링 기능과 가스 베어링 기능이 자동 전환되므로, 베어링의 기능 전환을 위한 모터 등의 구동원 및 구동원을 구동시키기 위한 소비전력이 필요하지 않는 이점이 있다.In addition, the rolling bearing function and the gas bearing function of the bearing are automatically switched by the frictional force between the bearing inner ring and the pusher and the frictional force difference between the bearing inner ring and the rotating shaft. There is an advantage in that no power consumption is required to do this.
또한, 공기의 압력에 의해 푸셔의 위치가 변경되므로, 푸셔를 무빙시키기 위한 별도의 푸셔 무빙기구가 필요하지 않고, 구조가 간단한 이점이 있다.In addition, since the position of the pusher is changed by the pressure of the air, there is no need for a separate pusher moving mechanism for moving the pusher, and the structure is simple.
또한, 푸셔는 먼지 등의 미세입자가 베어링으로 침투되는 것을 막을 수 있고, 베어링 수명을 연장시킬 수 있다. In addition, the pusher can prevent fine particles such as dust from penetrating into the bearing, and can extend the life of the bearing.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 측면도,
도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며,
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전축이 정지이거나 저속 회전일 때의 로터 어셈블리가 도시된 종단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전축이 정지이거나 저속 회전될 때의 로터 어셈블리가 도시된 횡단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전축이 고속 회전일 때의 로터 어셈블리가 도시된 종단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회전축이 고속 회전될 때의 로터 어셈블리가 도시된 횡단면도이다.1 is a side view of a motor according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 1,
3 is an exploded perspective view of a motor according to an embodiment of the present invention;
4 is a longitudinal cross-sectional view showing the rotor assembly when the rotating shaft is stationary or low-speed rotation according to an embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional view showing the rotor assembly when the rotating shaft is stationary or rotated at a low speed according to an embodiment of the present invention;
6 is a longitudinal cross-sectional view showing the rotor assembly when the rotating shaft rotates at high speed according to an embodiment of the present invention;
7 is a cross-sectional view illustrating a rotor assembly when the rotating shaft rotates at a high speed according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 측면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 분해 사시도이다.1 is a side view of a motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 1 , and FIG. 3 is an exploded perspective view of the motor according to an embodiment of the present invention.
모터는 회전축(1)과, 로터(2)와, 스테이터(3)과, 임펠러(4)와; 베어링(6)을 포함할 수 있고, 모터는 베어링(6)이 구름 베어링으로 작동되게 하거나 가스 베어링으로 작동되게 할 수 있는 베어링 가변기구(즉, 베어링 전환기구)를 더 포함할 수 있다. The motor includes a rotating shaft (1), a rotor (2), a stator (3), and an impeller (4); It may include a
모터는 그 외관을 형성하는 모터 바디(8)를 더 포함할 수 있다. 모터 바디(8)의 내부에는 임펠러(4)가 수용되는 임펠러공간(S1)이 형성될 수 있다. 그리고, 모터 바디(8)의 내부에는 로터(2) 및 스테이터(3)가 수용되는 모터공간(S2)이 형성될 수 있다. The motor may further comprise a
모터 바디(8)에는 공기가 임펠러공간(S1)으로 흡입되는 흡입구(81)가 형성될 수 있다. 그리고, 모터 바디(8)에는 모터공간(S2)의 공기가 모터의 외부로 배출되는 배기구(82)가 형성될 수 있다. A
모터 바디(8)는 단일의 부재로 형성되는 것이 가능하고, 복수개 부재의 결합체로 구성되는 것도 가능하다. The
모터 바디(8)가 복수개 부재의 결합체일 경우, 모터 바디(8)는 인렛 바디(83)와, 모터 하우징(84)를 포함할 수 있다. When the
인렛 바디(83)에는 공기가 흡입되는 흡입구(81)가 형성될 수 있다. 인렛 바디(83)는 임펠러(4)의 외둘레를 둘러싸게 배치될 수 있다. 인렛 바디(83)의 내부에는 임펠러(4)가 회전 가능하게 수용되는 임펠러 공간(S1)이 형성될 수 있다. An
인렛 바디(83)는 흡입구(81)의 반대편이 모터 하우징(84)과 결합될 수 있다. 인렛 바디(83)는 모터 하우징(84)의 외둘레 전부 또는 외둘레 일부를 둘러쌀 수 있다. The opposite side of the
모터 하우징(84)은 스테이터(3)의 외둘레를 둘러쌀 수 있다. 모터 하우징(84)의 내부에는 회전축(1)과 로터(2) 및 스테이터(3)가 수용되는 모터 공간(S2)이 형성될 수 있다. 모터 하우징(84)에는 임펠러(4)에 의해 유동된 후 모터 공간(S2)를 유입된 공기가 모터 바디(8)의 외부로 배출되는 배기구(82)가 형성될 수 있다. 배기구(82)는 흡입구(81)의 반대편에 형성될 수 있다. The
모터 하우징(84)은 모터 수용공간(S2)가 내부에 형성된 중공 바디일 수 있다. The
회전축(1)은 모터공간(S2)에서 임펠러공간(S1)으로 길게 연장되게 배치될 수 있다. 회전축(1)의 일단(1A)은 모터공간(S2)에 위치할 수 있고, 회전축(1)의 타단(1B)는 임펠러 공간(S2)에 위치할 수 있다. The rotating
회전축(1)은 베어링(6) 및 후술하는 서브 베어링(7)에 의해 지지될 수 있다. The rotating
로터(2)는 회전축(1)에 장착될 수 있다. 로터(2)는 회전축(1)의 외둘레를 둘러싸게 배치될 수 있다. 로터(2)는 회전축(1) 중 모터 공간(S2)에 수용되는 부분에 장착될 수 있다. The
로터(2)는 베어링(6) 및 서브 베어링(7) 각각과 축 방향(L)으로 이격될 수 있다. The
로터(2)는 마그네트(21)를 포함할 수 있다. 로터(2)는 마그네트(21)가 장착되는 마그네트 코어(22)를 더 포함할 수 있다. 로터(2)는 축 방향(L)으로 이격된 한 쌍의 엔드 플레이트(23)(24)를 더 포함할 수 있다. The
로터(2)는 회전축(1) 및 임펠러(4)와 함께 로터 어셈블리(RA)를 구성할 수 있다.The
스테이터(3)은 로터(2)의 외둘레를 둘러싸게 배치될 수 있다. 스테이터(3)는 모터 바디(10)의 내둘레에 배치될 수 있다. 스테이터(3)는 모터 하우징(14)의 내둘레에 배치될 수 있다. 스테이터(3)는 스테이터 코어(31)와, 스테이터 코어(31)에 배치된 인슐레이터(32)와, 인슐레이터(32)에 권선된 코일(33)을 포함할 수 있다. The
임펠러(4)는 회전축(1)에 로터(2)와 이격되게 장착될 수 있다. 임펠러(4)는 로터(2)와 이격되게 장착될 수 있다. 임펠러(4)는 로터(2)와 축 방향(L)으로 이격될 수 있다. The
임펠러(4)는 축 방향(L)으로 에어 등의 가스를 흡입한 후 원심 방향(R)으로 토출하는 원심형 임펠러일 수 있다. 임펠러(4)는 허브(42)와, 허브(42)의 외둘레에 형성된 복수개의 블레이드(44)를 포함할 수 있다. The
모터는 임펠러(4)에서 유동된 공기를 안내하는 디퓨져(46)을 더 포함할 수 있다. 디퓨져(46)는 모터 바디(10) 특히, 인렛 바디(83)의 내부에 위치될 수 있고, 그 외둘레가 모터 바디(10) 특히, 인렛 바디(83)의 내둘레면을 향할 수 있다. The motor may further include a
디퓨져(46)와 인렛 바디(83)의 사이에는 임펠러(4)에 의해 유동된 에어 등의 가스를 모터공간(S2)으로 안내하는 통로가 형성될 수 있다. Between the
모터는 베어링(6)을 지지하는 베어링 하우징(5)을 더 포함할 수 있다. The motor may further include a bearing
베어링 하우징(5)은 그 전부 또는 일부가 임펠러(4)와 로터(2) 사이에 위치할 수 있다. 베어링 하우징(5)에는 회전축(1)이 관통되는 통공(H)이 형성될 수 있다. 베어링 하우징(5)은 회전축(1) 일부의 외둘레를 둘러쌀 수 있다. The bearing
베어링 하우징(5)은 모터 바디(10)와 일체로 형성되는 것도 가능하고, 모터 바디(10)와 별도로 제조된 후, 모터 바디(10)에 결합되는 것도 가능하다. 베어링 하우징(5)이 모터 바디(10)와 일체로 형성될 경우, 조립 공차는 최소화될 수 있다.The bearing
베어링 하우징(5)은 모터 바디(10)와 별도로 제조될 경우, 스크류 등의 체결부재로 모터 바디(10)에 체결될 수 있다. 일예로, 베어링 하우징(5)은 인렛 바디(13)나 모터 하우징(14)에 체결될 수 있다. When the bearing
베어링 하우징(5)는 베어링(6)을 지지하는 베어링 수용부(54)를 포함할 수 있다. 베어링 하우징(5)은 모터 바디(10)에 스크류 등의 체결부재로 체결되는 체결부(55)를 더 포함할 수 있다. 베어링 하우징(5)은 베어링 수용부(54)와 체결부(55)를 잇는 복수개의 브릿지부(56)을 더 포함할 수 있다.The bearing
베어링 수용부(54)는 축 방향(L)으로 로터(2)와 임펠러(4)의 사이에 위치될 수 있다. The
베어링(6)은 내륜(61)과 외륜(62) 사이에 구름부재(63)가 배치된 구름 베어링일 수 있고, 베어링(6)의 내륜(61) 내경(D1)은 회전축(1)의 외경(D2) 보다 클 수 있다. The
베어링(6)은 회전축(1) 중 베어링(6)을 향하는 부분(즉, 베어링 대향부)이 회전축(1)의 자중 또는 중력에 의해 하측방향으로 쳐질 수 있고, 도 2와 같이, 모터가 옆으로 눕혀지거나 소정각도 경사지게 눕혀질 경우, 회전축(1)의 외둘레 일부가 베어링(6)의 내륜(61)에 접촉되어 마찰될 수 있다. 상기와 베어링(6)의 내륜(61)과 회전축(1)의 마찰시, 회전축(1)이 회전되면 베어링(6)의 내륜(61)은 회전축(1)과 회전될 수 있고, 이 경우 베어링(6)은 구름 베어링으로 기능할 수 있다. As for the
베어링(6)은 베어링 하우징(5) 특히, 베어링 수용부(54) 내부에 수용되게 배치될 수 있고, 베어링(6)의 외륜(62)은 베어링 수용부(54)의 내면에 접촉되어 베어링 하우징(5)에 고정될 수 있다. The
서브 베어링(7)은 내륜(71)과 외륜(72) 사이에 볼(73)이 배치된 볼 베어링일 수 있고, 베어링(6)과 축 방향(L)으로 이격된 상태에서 베어링(6)과 함께 회전축(1)을 지지할 수 있다. The
서브 베어링(7)의 내륜(71) 내경은 회전축(1) 외경과 동일할 수 있다. 회전축(1)은 서브 베어링(7)의 내륜(71) 내부로 압입될 수 있다.The inner diameter of the
서브 베어링(7)은 베어링(6)과 함께 베어링 하우징(5) 특히, 베어링 수용부(54) 내부에 수용되게 배치될 수 있고, 서브 베어링(7)이 볼 베어링일 겨우, 서브 베어링(7)의외륜(72)은 베어링 수용부(54)의 내면에 접촉되어 베어링 하우징(5)에 고정될 수 있다.The
베어링(6)과 서브 베어링(7)은 베어링 하우징(5)의 내부에 축 방향(L)으로 이격되게 배치될 수 있고, 베어링(6)과 서브 베어링(7)은 회전축(1)을 보다 안정적으로 지지할 수 있다. The
한편, 서브 베어링(7)은 볼 베어링으로 구성되는 것에 한정되지 않고, 자기 베어링이나 가스 베어링 등으로 구성되는 것도 가능하고 베어링(6)과 이격된 위치에서 베어링(6)과 함께 회전축(1)을 지지할 수 있으면, 그 종류에 한정되지 않음은 물론이다. 그리고, 도 2에는 서브 베어링(7)이 베어링(6)과 로터(2)의 사이에서 위치하는 것이 도시되어 있으나, 서브 베어링(7)이 베어링(6)과 임펠러(4)의 사이에서 회전축(1)을 지지하는 것도 가능함은 물론이다.On the other hand, the
모터는 축 방향으로 로터(2)와 서브 베어링(7)과 베어링(6) 및 임펠러(4)의 순서로 배치되는 것도 가능하고, 축 방향으로 로터(2)와 베어링(6)과 서브 베어링(7)과 임펠러(4)의 순서로 배치되는 것도 가능함은 물론이다.It is also possible that the motor is arranged in the order of the
모터는 베어링(6)의 외륜(62)에 연결된 스프링(8)과; 스프링(8)과 연결된 푸셔(9)를 더 포함할 수 있다. 스프링(8)과 푸셔(9)는 베어링(6)의 회전축 지지 방식(또는 원리)를 가변시킬 수 있는 베어링 가변기구를 구성할 수 있다. The motor includes a spring (8) connected to the outer ring (62) of the bearing (6); It may further include a pusher (9) connected to the spring (8). The
푸셔(9)는 임펠러(4)에 의해 유동된 공기의 압력에 의해 무빙될 수 있고, 푸셔(9)는 푸셔(9)의 위치에 따라 베어링(6)의 내륜(61)과 접촉되거나 비접촉될 수 있다. The
푸셔(9)는 베어링 하우징(5) 특히 베어링 수용부(54) 내부에 무빙 가능하게 배치될 수 있고, 베어링 하우징(5)에 의해 보호될 수 있다. The
푸셔(9)가 베어링 하우징(5)의 베어링 수용부(54) 내부에 배치될 경우, 푸셔(9)는 베어링 수용부(54) 내부에서 베어링(6)의 내륜(61)을 향해 전진되어 베어링(6)의 내륜(61)과 접촉 및 마찰될 수 있다.(도 4 참조) 그리고, 푸셔(9)는 베어링 수용부(54) 내부에서 베어링(6)의 내륜(61)의 반대 방향으로 후퇴되어 베어링(6)의 내륜(61)과 비접촉될 수 있다.(도 6 참조)When the
스프링(8)은 베어링(6)의 외륜(62)과 푸셔(9)의 사이에 배치될 수 있다. 스프링(8)은 푸셔(9)와 함께 베어링 수용부(54) 내부에 위치될 수 있고, 베어링 하우징(5)에 의해 보호될 수 있다. The
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회전축이 정지이거나 저속 회전일 때의 로터 어셈블리가 도시된 종단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전축이 정지이거나 저속 회전될 때의 로터 어셈블리가 도시된 횡단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전축이 고속 회전일 때의 로터 어셈블리가 도시된 종단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회전축이 고속 회전될 때의 로터 어셈블리가 도시된 횡단면도이다. 4 is a longitudinal cross-sectional view showing the rotor assembly when the rotating shaft is stationary or low-speed rotation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a rotor assembly when the rotating shaft is stopped or rotated at low speed according to an embodiment of the
스프링(8)은 베어링(6)의 외륜(62)에 설치될 수 있고, 외력이 작용하지 않으면, 도 4에 도시된 바와 같이, 푸셔(9)를 베어링(6)의 내륜(61)과 이격되는 위치(P1)로 탄성 지지할 수 있다. The
스프링(8)은 일단이 베어링(6)의 외륜(62)에 연결될 수 있고, 타단이 무빙 바디(90)에 연결될 수 있다. 스프링(8)의 일예는 코일 스프링일 수 있다. 스프링(8)은 베어링(6)의 외륜(62)에 지지되어 무빙 바디(90)가 베어링(6)의 외륜(62)과 멀어지는 방향으로 무빙 바디(90)를 탄성 지지할 수 있다.One end of the
푸셔(9)는 공기 등이 가스의 압력이 작용하는 압력면(91)을 포함할 수 있다. 압력면(91)은 임펠러(4)에 의해 유동된 공기의 압력이 작용하는 면일 수 있다. The
압력면(91)에 작용하는 압력이 압력이 설정치 미만이면, 푸셔(9)는 도 4에 도시된 바와 같이, 스프링(8)의 탄성력에 의해 베어링(6)의 내륜(61)과 멀어지는 방향으로 후퇴될 수 있다. 회전축(1)의 저속 회전시, 임펠러(4)에 의해 유동된 공기가 압력면(91)에 가하는 압력은 설정치 미만일 수 있고, 푸셔(9)는 도 4에 도시된 바와 같이, 베어링(6)의 내륜(61)과 이격될 수 있다. When the pressure acting on the
푸셔(9)는 스프링(8)과 연결되어 스프링(8)에 의해 베어링(6)의 내륜(61)과 이격되는 제1위치(P1)로 후퇴될 수 있다. 압력면(91)에 작용하는 압력이 스프링(8)의 탄성력 보다 작으면, 스프링(8)은 푸셔(9)를 베어링(6)의 내륜(61)과 멀이지는 방향으로 탄성 지지할 수 있고, 푸셔(9)는 스프링(8)에 의해 베어링(6)의 내륜(61)과 이격될 수 있다. The
한편, 압력면(91)에 작용하는 압력이 설정치 이상이면, 푸셔(9)는 도 6에 도시된 바와 같이, 스프링(8)을 압축하면서 베어링(6)의 내륜(61)과 가까워지는 방향으로 전진될 수 있다. 회전축(1)의 고속 회전시, 임펠러(4)에 의해 유동된 공기가 압력면(91)에 작용하는 압력은 설정치 이상일 수 있고, 푸셔(9)는 베어링(6)의 내륜(61)을 향해 전진될 수 있다. On the other hand, if the pressure acting on the
푸셔(9)는 압력면(91)에 작용된 압력에 의해 도 6에 도시된 바와 같이, 베어링(6)의 내륜(61)과 마찰되는 제2위치(P2)로 전진될 수 있다. 압력면(91)에 작용하는 압력이 스프링(8)의 탄성력 보다 크면, 푸셔(9)는 스프링(8)을 압축할 수 있고, 푸셔(9)는 압력면(91)에 작용하는 압력에 의해 베어링(6)의 내륜(61)과 가까워지는 방향으로 이동될 수 있다. As shown in FIG. 6 by the pressure applied to the
도 4 및 도 5를 참조하면, 베어링(6)의 내륜(61)은 푸셔(9)가 제1위치(P1)일 때, 회전축(1)과 마찰되어 회전축(1)과 함께 회전될 수 있다. 회전축(1)이 정지이거나 저속 회전될 경우, 회전축(1) 중 베어링(6)의 내륜(61)을 향하는 부분은 회전축(1)의 자중에 의해 베어링(6)의 내륜(61)과 접촉되는 접촉부(CT1, 도 5 참조)가 될 수 있고, 이러한 접촉부(CT)는 회전축(1)의 저속 회전시, 베어링(6)의 내륜(61)이 회전축(1)과 마찰되는 부분일 수 있다. 4 and 5, the
베어링(6)의 내륜(61)은 푸셔(9)가 도 6에 도시된 바와 같이, 제2위치(P2)일 때, 베어링(6)의 내륜(61)과 회전축(1) 사이에 형성된 공극(G)에 의해 회전축(1)과 이격될 수 있다. The
베어링(6)의 내륜(61)과 푸셔(9) 사이의 마찰력이 베어링의 내륜(61)과 회전축(1) 사이의 마찰력 보다 작으면, 베어링(6)의 내륜(61)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 회전축(1)과 접촉/마찰된 상태로 회전축(1)과 회전될 수 있고, 이 경우 베어링(6)은 구름 베어링으로 기능할 수 있다. When the frictional force between the
베어링(6)의 내륜(61)과 푸셔(9) 사이의 마찰력이 베어링의 내륜(61)과 회전축(1) 사이의 마찰력 보다 크면, 베어링(6)의 내륜(61)과 회전축(1) 사이에 형성된 공극(G) 내 가스에 의해 베어링(6)의 내륜(61)은 회전축(1)과 이격된 상태를 유지하게 되고, 이 경우 베어링(6)은 구름 베어링으로 기능할 수 있다. When the friction force between the
푸셔(9)는 그 무빙이 가능하면서 베어링(6)의 내륜(61)과 높은 마찰력으로 마찰될 수 있는 구성을 갖는 것이 바람직하다. It is preferable that the
이를 위해 푸셔(9)는 무빙 바디(90)와; 마찰 패드(100)를 포함할 수 있다. To this end, the
무빙 바디(90)에는 압력면(91)이 형성될 수 있고, 무빙 바디(90)는 스프링(8)에 탄지되어 제1위치(P1)로 후퇴될 수 있다. A
무빙 바디(90)는 제1위치(P1) 및 제2위치(P2)와 무관하게 회전축(1)의 외측에 회전축(1)과 이격되게 배치되는 것이 바람직하고, 무빙 바디(90)의 내경(D5)은 회전축(1)의 외경(D2) 보다 클 수 있다. 그리고, 무빙 바디(90)의 내경(D5)은 베어링(6)의 내륜(61) 내경(D1) 보다 클 수 있다. The moving
무빙 바디(9)는 압력면(91)의 반대편에 스프링(8)이 수용되는 스프링 수용홈(93)이 형성될 수 있다. The moving
무빙 바디(9)는 스프링 수용홈(93)에 스프링 연결부(94)가 형성될 수 있다. The moving
무빙 바디(9)는 압력면(91)의 반대편에 마찰 패드(100)가 부착된 마찰 패드 고정면(95)이 형성될 수 있다. The moving
마찰패드(100)은 무빙 바디(90)에 부착될 수 있고, 푸셔(9)가 도 6에 도시된 바와 같이, 제2위치(P2)일 때, 베어링(6)의 내륜(61)과 마찰될 수 있다. The
마찰패드(100)와 내륜(61)의 마찰력은 베어링(6)의 내륜(61)과 회전축(1)의 마찰력 보다 클 수 있다. The friction force between the
마찰 패드(100)는 그 위치와 무관하게 회전축(1) 및 스프링(8)의 각각과 이격되게 배치되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 마찰 패드(100)의 외경(D3)은 스프링(8)의 내경(D4) 보다 작을 수 있고, 마찰 패드(100)의 내경(D5)은 회전축(1)의 외경(D2) 보다 클 수 있다.The
베어링(6)의 내륜(61)과 마찰 패드(100) 사이의 마찰력은 베어링(6)의 내륜(61)과 회전축(1) 사이의 마찰력 보다 큰 것이 바람직하고, 이를 위해 마찰 패드(100)는 베어링(6)의 내륜(61)을 향하는 면이 높은 마찰계수를 갖는 것이 바람직하고, 마찰 패드(100)의 바람직한 일예는 고무일 수 있다. It is preferable that the friction force between the
마찰 패드(100) 중 베어링(6)의 내륜(61)을 향하는 면은 푸셔(9)가 제2위치(P2)일 때, 베어링(6)의 내륜(61)과 마찰되는 마찰부(CT2, 도 6 참조)일 수 있고 이러한 마찰부(CT2)의 마찰계수는 접촉부(CT1)의 마찰계수 보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 접촉부(CT1)의 마찰계수가 0.1경우, 마찰부(CT2)의 마찰계수는 2 내지 10일 수 있다. The surface of the
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the present invention configured as described above will be described as follows.
먼저, 회전축(1)이 정지이거나 저속회전일 경우, 베어링(6)의 내륜(61)과 마찰패드(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 이격되어 접촉되지 않을 수 있고, 회전축(1)은 자중에 의해 도 4에 도시된 바와 같이, 베어링(6)의 내륜(61)을 반경방향으로 향하는 부분이 하측 방향으로 쳐지거나 휠 수 있으며, 회전축(1)은 베어링(6)의 내륜(61)을 향하는 부분이 베어링(6)의 내륜(61)과 접촉 및 마찰될 수 있다. First, when the
회전축(1)과 베어링(6)의 내륜(61) 사이의 마찰력은 구름부재(63)의 마찰력 보다 클 수 있고, 회전축(1)이 도 4에 도시된 바와 같이, 베어링(6)의 내륜(61)과 접촉된 상태에서, 회전축(1)이 회전되면, 베어링(6)의 내륜(61)은 회전축(1)과 함께 회전될 수 있고, 베어링(6)의 구름 부재(63)는 베어링(6)의 내륜(61)을 따라 자전될 수 있다. 이 경우, 베어링(6)은 회전축(1)과 접촉된 상태에서 회전축(1)을 지지하는 구름 베어링 특히, 볼 베어링으로 기능한다.The frictional force between the
한편, 회전축(1)이 정지이거나 저속 회전인 도중에 고속 회전으로 전환되면, 무빙 바디(90)는 압력면(91)에 작용하는 압력에 의해 스프링(8)을 압축하면서 베어링(6)의 내륜(61)을 향해 전진될 수 있다. 무빙 바디(90)의 전진시, 마찰 패드(100)는 베어링(6)의 내륜(61)에 접촉될 수 있고, 베어링(6)의 내륜(61)과 마찰될 수 있다.On the other hand, when the
상기와 같은 베어링(6)의 내륜(61)과 마찰 패드(100)의 마칠시, 베어링(6)의 내륜(61)과 마찰 패드(100) 사이의 마찰력(즉, 마찰부(CT2)의 마찰력)은 베어링(6)의 내륜(61)과 회전축(1) 사이의 마찰력(즉, 접촉부(CT1)의 마찰력) 보다 크고, 베어링(6)의 내륜(61)은 베어링(6)의 내륜(61)과 마찰 패드(100) 사이의 마찰력에 의해 회전 속도가 회전축(1) 대비 급격히 감소된다. When the
베어링(6)의 내륜(61) 회전속도가 회전축(1)의 속도 보다 늦거나, 베어링(6)의 내륜(61)이 정지이고 회전축(1)이 고속 회전이면, 베어링(6)의 내륜(61)과 회전축(1)의 사이에는 베어링(6)의 내륜(61)과 회전축(1)의 속도 차에 의해 공기 등의 가스가 유입될 수 있고, 베어링(6)의 내륜(61)과 회전축(1) 사이에 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 공극(G)이 형성되고, 이러한 공극(G) 내의 에어 등의 가스는 회전축(1)을 지지한다. 이 경우, 베어링(6)은 가스 베어링으로 기능한다. If the rotational speed of the
즉, 본 실시예의 베어링(6)은 회전축(1)의 저속 회전시, 구름 베어링으로 기능할 수 있고, 회전축(1)의 고속 회전시, 가스 베어링으로 기능할 수 있는 하이브리드 베어링일 수 있고, 이 경우, 베어링(9)은 회전축(1)의 저속과 고속을 포함하는 모든 속도범위에서 회전축(1)을 신뢰성을 높게 지지할 수 있다.That is, the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
1: 회전축 2: 로터
4: 임펠러 7: 베어링
8: 스프링 9: 푸셔
71: 내륜 72: 외륜
73: 구름부재 90: 무빙 바디
91: 압력면 100: 마찰 패드1: axis of rotation 2: rotor
4: Impeller 7: Bearing
8: Spring 9: Pusher
71: inner ring 72: outer ring
73: rolling member 90: moving body
91
Claims (5)
상기 회전축에 연결된 로터 및 임펠러와;
내륜과 외륜 사이에 구름부재가 배치되고 상기 내륜의 내경이 상기 회전축의 외경 보다 큰 베어링과;
상기 베어링을 지지하는 베어링 수용부가 형성된 베어링 하우징과;
상기 베어링 수용부 내부에 상기 내륜과 이격되는 제1위치와 상기 내륜을 구속하는 제2위치로 이동되게 배치된 푸셔를 포함하고,
상기 내륜의 내경은 상기 회전축의 외경 보다 크고,
상기 내륜은 상기 푸셔가 제2위치일 때, 상기 내륜과 회전축 사이에 형성된 공극에 의해 상기 회전축과 이격되는 모터.a rotating shaft;
a rotor and an impeller connected to the rotating shaft;
a bearing having a rolling member disposed between the inner ring and the outer ring and having an inner diameter of the inner ring greater than an outer diameter of the rotating shaft;
a bearing housing having a bearing accommodating part for supporting the bearing;
A pusher arranged to be moved to a first position spaced apart from the inner ring and a second position for constraining the inner ring is included in the bearing receiving part,
The inner diameter of the inner ring is greater than the outer diameter of the rotation shaft,
The inner ring is a motor that is spaced apart from the rotation shaft by a gap formed between the inner ring and the rotation shaft when the pusher is in the second position.
상기 퓨셔와 외륜 사이에는 상기 푸셔를 제1위치로 후퇴시키는 스프링이 배치된 모터.The method of claim 1,
A motor having a spring disposed between the pusher and the outer ring to retract the pusher to the first position.
상기 푸셔는
상기 임펠러에 의해 유동된 공기의 압력이 작용하는 압력면이 형성되고 상기 스프링에 탄지되어 상기 제1위치로 후퇴되는 무빙 바디와;
상기 무빙 바디에 부착되고 상기 푸셔가 제2위치일 때 상기 내륜과 마찰되는 마찰 패드를 포함하는 모터.3. The method of claim 2,
The pusher is
a moving body having a pressure surface on which the pressure of the air flowed by the impeller acts, and being pushed by the spring and retracted to the first position;
and a friction pad attached to the moving body and frictional with the inner ring when the pusher is in a second position.
상기 무빙 바디의 내경은 상기 회전축의 외경 보다 크고, 상기 내륜의 내경 보다 큰 모터.4. The method of claim 3,
The inner diameter of the moving body is greater than the outer diameter of the rotating shaft, the motor is greater than the inner diameter of the inner ring.
상기 마찰패드와 상기 내륜의 마찰력은 상기 내륜과 회전축의 마찰력 보다 큰 모터.4. The method of claim 3,
A friction force between the friction pad and the inner ring is greater than a friction force between the inner ring and the rotating shaft.
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