가전제품에 적용되는 팬모터의가전제품에 적용되는 팬모터의가전제품에 적용되는 팬모터의가전제품에 적용되는 팬모터의

고장물리를 이용한 수명예측기법 개발고장물리를 이용한 수명예측기법 개발고장물리를 이용한 수명예측기법 개발고장물리를 이용한 수명예측기법 개발

최종 보고서최종 보고서최종 보고서최종 보고서( )( )( )( )

2006. 06. 302006. 06. 302006. 06. 302006. 06. 30

주관기관 대우일렉트로닉스주관기관 대우일렉트로닉스주관기관 대우일렉트로닉스주관기관 대우일렉트로닉스::::

위탁기관 수원대학교위탁기관 수원대학교위탁기관 수원대학교위탁기관 수원대학교::::

산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부

- 2 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

한국부품소재산업진흥원장 귀 하한국부품소재산업진흥원장 귀 하한국부품소재산업진흥원장 귀 하한국부품소재산업진흥원장 귀 하

본 보고서를 가전제품에 적용되는 팬모터의 고장물리를 이용한 수명예측기법 개“

발 사업 기간 과제의 최종보고서로 제출합니다” ( : 2005. 6.~2006. 5.) .

2006. 6. 30.2006. 6. 30.2006. 6. 30.2006. 6. 30.

주관기관명 대우일렉주관기관명 대우일렉주관기관명 대우일렉주관기관명 대우일렉ːːːː 위탁책임자 김 명 수위탁책임자 김 명 수위탁책임자 김 명 수위탁책임자 김 명 수ːːːː

주관책임자 김 진 우주관책임자 김 진 우주관책임자 김 진 우주관책임자 김 진 우ːːːː 교 수 차 상 원교 수 차 상 원교 수 차 상 원교 수 차 상 원::::

연 구 원 이 재 국연 구 원 이 재 국연 구 원 이 재 국연 구 원 이 재 국ːːːː 연 구 원 황 동 훈연 구 원 황 동 훈연 구 원 황 동 훈연 구 원 황 동 훈::::

연 구 원 이 희 진연 구 원 이 희 진연 구 원 이 희 진연 구 원 이 희 진ːːːː 연 구 원 김 혁 진연 구 원 김 혁 진연 구 원 김 혁 진연 구 원 김 혁 진::::

연 구 원 최 진 수연 구 원 최 진 수연 구 원 최 진 수연 구 원 최 진 수ːːːː

연 구 원 문 지 섭연 구 원 문 지 섭연 구 원 문 지 섭연 구 원 문 지 섭ːːːː

연 구 원 정 준 식연 구 원 정 준 식연 구 원 정 준 식연 구 원 정 준 식ːːːː

- 3 -

부품 소재신뢰성기반기술확산사업 보고서 초록부품 소재신뢰성기반기술확산사업 보고서 초록부품 소재신뢰성기반기술확산사업 보고서 초록부품 소재신뢰성기반기술확산사업 보고서 초록····

관리번호관리번호관리번호관리번호

사 업 명사 업 명사 업 명사 업 명 가전제품에 적용되는 팬모터의 고장물리를 이용한 수명예측기법개발

키 워 드키 워 드키 워 드키 워 드 팬모터 고장분석 가속열화시험 수명예측AC / / /

사업목표 및 내용사업목표 및 내용사업목표 및 내용사업목표 및 내용

최종 목표최종 목표최종 목표최종 목표1.1.1.1.

본 연구는 국내는 물론 전세계 시장에 수출 판매되는 냉장고 적용 팬모터가 지속적AC

으로 고장이 발생하여 고장물리기법을 기반으로 팬모터의 고장메커니즘을 규명하고AC

이를 토대로 가속열화시험을 통한 수명예측 및 설계 개선안을 도출하고자 한다.

팬모터의 고장분석 및 고장 메커니즘 규명◈

팬모터의 신뢰도 모델 및 수명 모델 확립◈

팬모터 가속시험법 개발 및 가속수명시험◈

신뢰성 저해요인 정밀진단 내용신뢰성 저해요인 정밀진단 내용신뢰성 저해요인 정밀진단 내용신뢰성 저해요인 정밀진단 내용2.2.2.2.

에 관한 많은 연구가 이뤄져온 것이 사실이나 신뢰성 측면에서의Shaded Pole Motor ,

접근은 이루어진 적이 거의 없으며 의 가속열화시험법또한 개발되지 않, AC Fan Motor

은 상황이다 이에 의 고장분석 및 가속열화시험법 개발을 통해 수명예측. , AC fan Motor

모델을 확립하는 것이 필요하다.

고장원인분석 및 대처결과고장원인분석 및 대처결과고장원인분석 및 대처결과고장원인분석 및 대처결과3.3.3.3.

본 연구에서 고찰한 팬모터 오일레스 베어링의 고장은 블레이드의 편심으로 인하여AC ,

윤활막의 파괴로 오일의 소모 및 오일의 산화에 의한 슬러지 발생으로 저(sludge) RPM

하 및 구속이 일어나 고장이 발생한다.

신뢰성 적용결과신뢰성 적용결과신뢰성 적용결과신뢰성 적용결과4.4.4.4.

가속열화시험을 통하여 전압 및 모터 내부의 에 함유된 오일량과 윤활막의 파괴에Felt

의한 오일 소모량의 관계를 확립하였으며 이에 따라 의 수명을 예측할 수AC Fan Motor

있게 되었다.

- 4 -

기대효과기대효과기대효과기대효과3.3.3.3.

팬모터의 주요 고장메커니즘에 대한 근본원인분석을 통해 기대수명을 예측하고 개선 대

책을 수립하는 프로세스를 정착 향후 팬모터의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 가져,

올 수 있으며 여개 국내 소형전동기 제조업체에 최소 억원 이상의 품질 개선, 100 1000

효과를 기대할 수 있다.

적용분야적용분야적용분야적용분야4.4.4.4.

냉장고 김치 냉장고 쇼케이스 및 전자레인지 분야에 적용되는 의, , Shaded Pole Motor

고장을 예측 고장메커니즘에 따르는 수명식을 도출하여 기대 수명을 높이며 향후 동일, ,

를 통하여 모터 전반의 신뢰성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다Process .

- 5 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 사업의 목표 및 내용제 절 사업의 목표 및 내용제 절 사업의 목표 및 내용제 절 사업의 목표 및 내용1111

사업의 배경사업의 배경사업의 배경사업의 배경1.1.1.1.

사업의 목표사업의 목표사업의 목표사업의 목표2.2.2.2.

제 절 팬모터제 절 팬모터제 절 팬모터제 절 팬모터2 AC -Shaded Pole Motor2 AC -Shaded Pole Motor2 AC -Shaded Pole Motor2 AC -Shaded Pole Motor

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 팬모터의 고장분석제 절 팬모터의 고장분석제 절 팬모터의 고장분석제 절 팬모터의 고장분석1 AC1 AC1 AC1 AC

고장 모드와 고장메커니즘고장 모드와 고장메커니즘고장 모드와 고장메커니즘고장 모드와 고장메커니즘1.1.1.1.

팬모터 필드 고장분석팬모터 필드 고장분석팬모터 필드 고장분석팬모터 필드 고장분석2. AC2. AC2. AC2. AC

베어링 고장분석베어링 고장분석베어링 고장분석베어링 고장분석3.3.3.3.

베어링 온도 측정베어링 온도 측정베어링 온도 측정베어링 온도 측정4.4.4.4.

블레이드 파손 고장분석블레이드 파손 고장분석블레이드 파손 고장분석블레이드 파손 고장분석5.5.5.5.

베어링 윤활유의 환경시험 결과베어링 윤활유의 환경시험 결과베어링 윤활유의 환경시험 결과베어링 윤활유의 환경시험 결과6.6.6.6.

팬모터 유한요소해석 결과팬모터 유한요소해석 결과팬모터 유한요소해석 결과팬모터 유한요소해석 결과7. (FEM)7. (FEM)7. (FEM)7. (FEM)

더블 펄스 전자스펙클간섭계더블 펄스 전자스펙클간섭계더블 펄스 전자스펙클간섭계더블 펄스 전자스펙클간섭계8. (Double Pulse Electronic Speckle8. (Double Pulse Electronic Speckle8. (Double Pulse Electronic Speckle8. (Double Pulse Electronic Speckle

를 이용한 팬모터 날개의 신뢰성 검토를 이용한 팬모터 날개의 신뢰성 검토를 이용한 팬모터 날개의 신뢰성 검토를 이용한 팬모터 날개의 신뢰성 검토Pattern Interfermetry)Pattern Interfermetry)Pattern Interfermetry)Pattern Interfermetry)

샤프트 편심도 측정샤프트 편심도 측정샤프트 편심도 측정샤프트 편심도 측정9.9.9.9.

제 절 팬모터의 가속열화시험제 절 팬모터의 가속열화시험제 절 팬모터의 가속열화시험제 절 팬모터의 가속열화시험2 AC2 AC2 AC2 AC

1. 2-Stage QFD (Quality Function Deployment)1. 2-Stage QFD (Quality Function Deployment)1. 2-Stage QFD (Quality Function Deployment)1. 2-Stage QFD (Quality Function Deployment)

가속열화시험가속열화시험가속열화시험가속열화시험2. (ADT, Accelerated Degradation Test)2. (ADT, Accelerated Degradation Test)2. (ADT, Accelerated Degradation Test)2. (ADT, Accelerated Degradation Test)

가속열화시험의 설계가속열화시험의 설계가속열화시험의 설계가속열화시험의 설계3.3.3.3.

시험 데이터 분석시험 데이터 분석시험 데이터 분석시험 데이터 분석4.4.4.4.

가속열화모델 추정가속열화모델 추정가속열화모델 추정가속열화모델 추정5.5.5.5.

사용조건에서의 수명 추정사용조건에서의 수명 추정사용조건에서의 수명 추정사용조건에서의 수명 추정6.6.6.6.

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

- 6 -

부 록부 록부 록부 록

시험 조건별 측정 데이터시험 조건별 측정 데이터시험 조건별 측정 데이터시험 조건별 측정 데이터A.A.A.A.

오일 및 베어링 시험 분석 성적서오일 및 베어링 시험 분석 성적서오일 및 베어링 시험 분석 성적서오일 및 베어링 시험 분석 성적서B. /B. /B. /B. /

아시아신뢰성학회 월 게재 논문아시아신뢰성학회 월 게재 논문아시아신뢰성학회 월 게재 논문아시아신뢰성학회 월 게재 논문C. (AIWARM, '06. 8 )C. (AIWARM, '06. 8 )C. (AIWARM, '06. 8 )C. (AIWARM, '06. 8 )

한국신뢰성학회 월 발표 자료한국신뢰성학회 월 발표 자료한국신뢰성학회 월 발표 자료한국신뢰성학회 월 발표 자료D. ('06, 5 )D. ('06, 5 )D. ('06, 5 )D. ('06, 5 )

- 7 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 사업의 목표 및 내용제 절 사업의 목표 및 내용제 절 사업의 목표 및 내용제 절 사업의 목표 및 내용1111

사업의 배경사업의 배경사업의 배경사업의 배경1.1.1.1.

고장물리 를 이용한 신뢰성 평가 기술은 다른 신뢰성평가 방법의(physics of failure)

단점을 보완하여 부품의 품질 및 신뢰성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 기술로서

고장의 근본원인 규명과 더불어 고장분석 기법을 개발하는데 역점(failure analysis)

을 두고 있다 특히 고장원인을 파악하기 위해서는 전기적 평가뿐만 아니라 물리. ,

금속 기계 및 화학적 분석기술을 적용함으로써 보다 정확한 분석결과를 도출하여,

고장에 대한 대책 수립과 시험 방법의 선정을 용이하게 한다.

본 과제에서는 전 세계 시장에서 사용 중 고장이 다발하고 있는 냉장고 팬모터의

고장분석을 실시하여 고장의 근본원인 및 고장 메커니즘을 도출 하고자 한다.

고장물리를 이용한 부품의 신뢰도를 예측 평가하기 위한 프로세스는 그림 에 나, 1

타낸 바와 같이 첫 번째 단계는 제품을 구성하는 부품들의 물성 부품이나 부품들,

간의 기하학적 정보 제품의 사용 환경 그리고 부품에 가해지는 응력 등을 파악하, ,

는 것이다 이들 정보가 정확히 파악되면 부품의 고장이 어떠한 고장메커니즘을 통.

하여 발생되는지를 알 수 있다 부품의 주 고장메커니즘이 결정되면 고장메커니즘.

과 부품 수명간의 관계를 나타내는 고장 메커니즘 모형 손상모델식 을 구할 수 있( )

다 이 손상모델식은 사용 환경 및 응력을 고려한 것으로 가속열화시험을 실시하여. ,

변수들을 결정한다 가속실험결과가 특정 확률분포를 따른다고 판단되면 선택된 확.

률분포를 이용하여 부품의 평균수명, B10수명 등과 같은 수명과 관련된 품질특성

값들을 계산하고 민감도분석을 통하여 중요 입력변수를 파악하여 입력변수에 대한

조처를 취함으로서 부품의 신뢰성을 높일 수 있다.

- 8 -

그림 신뢰성 구축 프로세스그림 신뢰성 구축 프로세스그림 신뢰성 구축 프로세스그림 신뢰성 구축 프로세스1.1.1.1.

신뢰성시험 항목 결정은 단계 기법2- QFD (2-stage quality function deployment)

을 이용하여 팬모터의 주요 고장메커니즘과 시험항목들과의 상관관계를 결정하였

다 이 방법은 단계에서 현재 냉장고에 적용중인 팬모터의 시장고장의 고장분석을. 1

실시하고 기증 성능 사용 및 환경조건과 고장메커니즘과의 상관관계를 분석하여, ,

주요 고장메커니즘을 추출하고 평가 매트릭스를 작성한다 단계는 도출된 주요 고. 2

장메커니즘을 재현하기위한 여러 시험 항목들 간의 상관관계를 분석하는 시험 적합

성 평가 매트릭스를 작성하여 팬모터의 주요 고장메커니즘을 효과적으로 재현할 수

있는 주요 고장 파라미터 및 시험 항목을 선정하여 가속열화시험안을 도출한다 또.

한 고장의 주요원인이 되는 파라미터에 대한 개선안을 도출 및 검증 시험을 통하여

향후 제품 설계에 직접 적용하여 부품의 신뢰성 향상에 기여한다.

- 9 -

이때 개선 대책을 적용하여 제조된 부품은 그림 의 시험 분석 및 시정조치2 , (Test,

프로세스에 의하여 설계 및 제조상의 발생 가능한 결함Analyze, and Fix: TAAF )

을 즉시 발견하고 이를 시정 조치함으로써 최종적으로 부품의 신뢰성을 향상시킨

다 따라서 팬모터의 팬 블레이드의 직경 축의 외경 그리스 및 오일 함량 등을 파. , ,

라미터로 선정하여 팬모터의 수명에 미치는 영향을 정량적으로 평가를 통하여 효율

적인 부품의 설계 가이드라인을 제시하고자 한다.

그림 프로세스그림 프로세스그림 프로세스그림 프로세스2. TAAF2. TAAF2. TAAF2. TAAF

사업의 목표사업의 목표사업의 목표사업의 목표2.2.2.2.

가전제품에 적용되는 팬모터 의 고장메커니즘에 대한 가속열화시험법(fan motor)○

개발

팬모터의 고장메커니즘 손상모델식 개발○

- 10 -

제 절 팬모터제 절 팬모터제 절 팬모터제 절 팬모터2 AC -Shaded Pole Motor2 AC -Shaded Pole Motor2 AC -Shaded Pole Motor2 AC -Shaded Pole Motor

팬모터는 전자기기의 유체 냉기 순환 및 공급과 내부 열 냉각의 역할을 담당한다( ) .

그 중 특히 냉장고 및 김치 냉장고 쇼케이스 및 전자레인지에 쓰이는 팬모터는 교, ,

류로 구동되는 모터로 그 대부분이 셰이딩 코일형 모터 를, (Shaded Pole Motor)

사용한다.

그림 모터의 분류그림 모터의 분류그림 모터의 분류그림 모터의 분류3.3.3.3.

는 각각의 고정자 자극의 한 쪽 끝에 홈을 파서 돌출 극Shaded Pole Motor (salient)

을 만들고 이 돌출극에 셰이딩 코일 이라 부르는 구리 단락 고리를, (Shading Coil)

끼운 것으로 이 에 의해 회전 자계장이 형성 토크가 발생하는 구조, Shading Coil ,

로 이루어져 있다 는 운전 중에도 에 전류가 계Shaded Pole Motor , Shading Coil

속 흐르므로 효율과 역률이 작으며 기동 토크 또한 작은 특징을 가지고 있다 또, .

한 구조가 간단하고 견고한 장점을 가지고 있다, .

- 11 -

그림 의 구조 및 구동 원리그림 의 구조 및 구동 원리그림 의 구조 및 구동 원리그림 의 구조 및 구동 원리4. Shaded Pole Motor4. Shaded Pole Motor4. Shaded Pole Motor4. Shaded Pole Motor

의 주요 부분은 오일레스 메탈 베어링Shaded Pole Motor (self lubricating bearing)

으로 오일레스 메탈 베어링은 베어링이 가지고 있는 공극에 오일 혹은 그리스가,

함침되어 있어 윤활을 돕는 베어링으로 급유가 따로 필요하지 않으나 반복 하중,

및 편심 하중을 받을 경우 윤활막이 파괴되어 윤활이 제대로 이루어지지 않는다.

윤활막이 파괴되면 모터의 축을 따라 오일이 누유될 수 있는데 누유에 의한 오일,

부족을 해결하기 위하여 베어링 주변에 일정량의 오일을 적신 펠트 를 놓아 오(Felt)

일이 마르는 것을 막는다.

팬모터의 신뢰성의 향상은 꾸준히 시도되고 있다 최근 냉장고에 적용되는AC . , AC

팬모터의 샤프트 외경에 대한 연구 역시 이러한 맥락에서 진행되었다 팬모터. AC

를 냉장고에 적용시 실제 사용 환경에서 년 정도 사용 후 팬의 이 저하되, 4, 5 RPM

며 소음이 발생하는 고장이 발생하는데 이러한 고장의 주요 원인으로는 베어링과, ,

샤프트간의 마멸 및 오일의 누유로 추정된다 특히 과도한 반복 하중 및 편심 하중. ,

이 연속적으로 베어링에 집중되면 마멸이 일어나 모터 작동시 샤프트와 베어링 사,

이의 온도가 상승 누유가 발생할 수 있다, .

이러한 윤활 문제를 해결하기 위하여 샤프트의 치수 변경을 통해 하중을 감소시키,

고 오일의 누유 방지 장치를 설치 누유에 대한 대책을 세우고 장기적 측면에서는, , ,

윤활 방식의 변경 역시 고려할 만하다 그러나 이러한 개선품의 적용에도 불구하고. ,

냉장고에서 팬모터의 고장은 빈번하게 발생되는 고장 중 하나로 신뢰성 개선AC ,

이 필요한 부품으로 인식되고 있다.

- 12 -

본 연구는 위와 같이 냉장고에 주로 쓰이는 의 고장분석과 가, Shaded Pole Motor

속열화시험을 다루기로 한다.

- 13 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 팬모터의 고장분석제 절 팬모터의 고장분석제 절 팬모터의 고장분석제 절 팬모터의 고장분석1111

고장물리 를 이용한 신뢰성 평가 기술은 다른 신뢰성 평가 방법(physics of failure)

의 단점을 보완하여 부품의 품질 및 신뢰성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 기술로

서 고장의 근본원인 규명과 더불어 고장분석 기법을 개발하는데(failure analysis)

역점을 두고 있다 특히 고장원인을 파악하기 위해서는 전기적 평가뿐만 아니라 물.

리 금속 기계 및 화학적 분석기술을 적용함으로써 보다 정확한 분석결과를 도출하, ,

여 고장에 대한 대책 수립과 시험 방법의 선정을 용이하게 한다.

본 과제에서는 전 세계 시장에서 사용 중 고장이 다발하고 있는 냉장고 팬모터의

고장분석을 실시하여 고장의 근본원인 및 고장 메커니즘을 도출하고자 한다.

고장모드 및 고장메커니즘고장모드 및 고장메커니즘고장모드 및 고장메커니즘고장모드 및 고장메커니즘1.1.1.1.

팬모터의 대표적인 고장모드는 다음과 같이 가지가 있다5 .

소음◎

블레이드 간섭◎

저하RPM◎

구속◎

기동불◎

팬모터의 구속은 샤프트와 베어링의 고착에 의해 팬이 돌지 못하는 현상이다 구속.

의 원인은 근본적으로 윤활이 제대로 이루어지지 않는 것에 기인한다 팬모터는 오.

일리스 메탈 베어링을 채택하여 자체 윤활이 가능하지만 이를 보충하기 위해 베어

링 외부에 오일 펠트가 있는 구조로 이루어져 있어 오일을 외부에서 추가로 보충한

다.

- 14 -

이러한 오일은 팬모터를 사용함에 따라 점차적으로 감소하여 결국에는 오일이 완전

히 말라 없어지게 된다 오일양의 감소는 컴프레서 에 따른 주기적인 회전. ON/OFF

과 멈춤 특히 팬의 편심에 의해 윤활 피막이 파괴되면 더욱 심해진다, .

한편 오일이 감소하여 거의 고갈되게 되면 윤활 기능을 제대로 못하여 팬모터 회전

시 베어링과 샤프트간의 마찰열을 증가시키게 된다 팬모터가 설치된 냉동실이나.

냉장실은 문을 여닫을 시 습도가 높으며 특히 냉동실은 포화수증기압에 도달하여

팬모터는 습도가 매우 높은 분위기에 노출되게 된다 따라서 사용 중에 수분이 팬.

모터 내부로 침투하게 되며 오일의 산화를 일으키게 된다 이러한 오일의 산화 속.

도는 마찰열의 증가시 급격히 증가하게 된다 결국 오일 산화에 의해 슬러지가 형.

성되며 이것이 샤프트와 베어링 사이에 고착되어 저하 및 심할 경우 팬모터RPM

구속을 일으키게 된다.

팬모터 소음은 팬모터의 동작시 이상 소음이 발생하는 현상으로 크게 블레이드 파

손에 의해 팬 회전시 편심에 의해 소음이 발생하거나 베어링 마멸에 의해 소음이,

발생하는 경우이다 베어링 마멸은 편심에 의해 그 정도가 심하게 되어 결국 팬모,

터의 소음은 편심이 주된 원인임을 알 수 있다

그 외에 팬모터 코일 단선에 의한 기동 불량 현상이 있다.

팬모터 필드 고장분석팬모터 필드 고장분석팬모터 필드 고장분석팬모터 필드 고장분석2. AC2. AC2. AC2. AC

팬모터의 고장 메커니즘을 규명하기 위하여 아래와 같은 고장분석 에 따라AC flow

고장분석을 수행하였다.

- 15 -

그림 팬모터의 고장 나무 분석그림 팬모터의 고장 나무 분석그림 팬모터의 고장 나무 분석그림 팬모터의 고장 나무 분석5. AC (FTA)5. AC (FTA)5. AC (FTA)5. AC (FTA)

팬모터의 고장모드를 조사하기 위하여 필드에서 고장품 개를 수거하여 고장분석63

을 실시하였다 그 결과 표 과 같이 구속 및 저하가 팬모터의 고장의 대부분. 1 RPM

을 차지함을 알 수 있었다.

표 필드 고장 팬모터의 고장모드와 분포표 필드 고장 팬모터의 고장모드와 분포표 필드 고장 팬모터의 고장모드와 분포표 필드 고장 팬모터의 고장모드와 분포1.1.1.1.

고장모드 구속 및 저하RPM 소음 합계

시료 수 41 22 63

점유율 65% 35% 100%

가 구속 원인분석가 구속 원인분석가 구속 원인분석가 구속 원인분석....

팬모터 구속의 근본원인을 파악하기 위하여 구속된 시료를 분해하여 분석하였으며,

그 결과는 다음과 같다.

그림 고장 시료6-(a) :○

그림 펠트의 오일이 말라서 없어진 상태6-(b) :○

그림 펠트 표면에 이물 가루 존재6-(c) :○

- 16 -

그림 베어링과 샤프트 접촉 부위에 이물 고착6-(d) :○

그림 베어링의 부식6-(e) :○

고장 시료 펠트 오일이 말라 없어짐 펠트 표면의 이물고장 시료 펠트 오일이 말라 없어짐 펠트 표면의 이물고장 시료 펠트 오일이 말라 없어짐 펠트 표면의 이물고장 시료 펠트 오일이 말라 없어짐 펠트 표면의 이물(a) (b) (c)(a) (b) (c)(a) (b) (c)(a) (b) (c)

샤프트와 베어링 접촉부위 이물 베어링 부식 발생샤프트와 베어링 접촉부위 이물 베어링 부식 발생샤프트와 베어링 접촉부위 이물 베어링 부식 발생샤프트와 베어링 접촉부위 이물 베어링 부식 발생(d) (e)(d) (e)(d) (e)(d) (e)

그림 팬모터 분해 분석 사진그림 팬모터 분해 분석 사진그림 팬모터 분해 분석 사진그림 팬모터 분해 분석 사진6.6.6.6. ․․․․

이물에 대하여 과 분석 결과 구리 주석 산소 탄소 가 검SEM EDS Cu( ), Sn( ), O( ), C( )

출되었다 한편 와 은 베어링의 성분이고 는 유기물 오일 성분이며 는. , Cu Sn , C ( ) , O

베어링 및 오일의 산화물로 판단되며 따라서 이물은 베어링의 마멸물과 오일의 산,

화물로 추정된다.

이상의 분석 결과 팬모터의 구속은 오일의 감소뿐만 아니라 수분의 침투에 의한 오

일의 산화로 인한 슬러지 형성 및 베어링의 부식에 의한 마멸물 형성에 기인한 것

으로 판단된다.

- 17 -

분석 사진 분석 결과분석 사진 분석 결과분석 사진 분석 결과분석 사진 분석 결과(a) SEM (b) EDS(a) SEM (b) EDS(a) SEM (b) EDS(a) SEM (b) EDS

그림 이물의 및 분석 결과그림 이물의 및 분석 결과그림 이물의 및 분석 결과그림 이물의 및 분석 결과7. SEM EDS7. SEM EDS7. SEM EDS7. SEM EDS

나 소음 원인분석나 소음 원인분석나 소음 원인분석나 소음 원인분석....

팬 모터 소음 시료의 외관 관찰 결과 주로 블레이드 날개 및 블레이드센터 파손이

발생한 시료가 소음 발생 시료 전체의 로 대부분이었다 블레이드 날개가 파손68% .

될 경우 무게 중심이 변하여 회전 시 편심이 일어난다 이는 샤프트의 진동에 의해.

소음을 유발시키는 원인이 된다 블레이드 날개 파손의 원인에 대해서는 다음 절에.

서 설명하기로 한다.

그림 및 표 는 양품과 고장품의 옥타브밴드 음압 레벨8 2 1/3 (octave band)

을 측정한 결과를 나타내고 있다 측정은 반무향실(acoustic pressure level) .

에서 실시하였으며 시료의 크기가 정도이므로 근(semi-anechoic chamber) , 10cm

접장 영역을 피하기 위해서 떨어진 지점에 마이크로폰을 설치하(near field) 50cm

고 측정하였다 또한 시료의 구속 및 음원 반사에 의한 영향을 최소화하기 위해 바.

닥면에서 최대한 떨어진 지점에 조건으로 시료를 위치시켜 자유음장free-free (free

조건을 만족시켰다 측정 결과 소음 발생의 주 원인은 블레이드 날개 파손에field) .

의한 편심에 의한 것이었다 이와 같은 편심 회전이 지속될 경우 베어링 마멸이 유.

발되어 소음 레벨을 더욱 증가시키게 된다.

- 18 -

양품 고장품양품 고장품양품 고장품양품 고장품(a) (b)(a) (b)(a) (b)(a) (b)

그림 팬모터 소음 측정 결과 옥타브 밴드그림 팬모터 소음 측정 결과 옥타브 밴드그림 팬모터 소음 측정 결과 옥타브 밴드그림 팬모터 소음 측정 결과 옥타브 밴드8. (1/3 )8. (1/3 )8. (1/3 )8. (1/3 )

표 팬 모터의 소음 측정 결과표 팬 모터의 소음 측정 결과표 팬 모터의 소음 측정 결과표 팬 모터의 소음 측정 결과2.2.2.2.

시 료 소음 제거후 소음blade 비고

미사용품 23.7dBA - -

날개 파손 시료blade 63.2dBA 42.2dBA 베어링 마멸

센터 파손 시료blade 36.5dBA 22.7dBA 베어링 이상 없음

주 기업체의 소음 규격은 이하: 40dB

베어링 고장분석베어링 고장분석베어링 고장분석베어링 고장분석3.3.3.3.

소결 함유 베어링의 재질을 로 분석한 결과 으로서 청동계 소결함EDS Cu-10%Sn

유 베어링이다 고장품의 경우 외에 이 검출되어 베어링이 부식된 것. Cu, Sn O, Cl

을 확인하였다.

미사용품 고장품미사용품 고장품미사용품 고장품미사용품 고장품(a) (b)(a) (b)(a) (b)(a) (b)

그림 측정결과그림 측정결과그림 측정결과그림 측정결과9. EDS9. EDS9. EDS9. EDS

- 19 -

베어링의 물성을 파악하기 위해 고장품과 미사용품 베어링의 소결밀도와 함유율을

측정하였다 측정은 과 에 준하여 측정하였다. KS D 0033 0034 .

측정결과 아래 표와 같다.

표 소결함유베어링의 밀도 및 함유율 측정 결과표 소결함유베어링의 밀도 및 함유율 측정 결과표 소결함유베어링의 밀도 및 함유율 측정 결과표 소결함유베어링의 밀도 및 함유율 측정 결과3.3.3.3.

시료 밀도 (g/cm3) 함유율 (vol. %)

미사용품 7.04~7.21 1.24~2.16

고장품 6.84~6.89 0~0.58

미사용품과 양품 베어링의 소결밀도는 6.8~7.2g/cm3이며 이는 에 의, ASTMB 438

하면 에 해당한다 미사용품 베어링의 함유율은 약 이며grade . 2 vol.% ASTM BⅢ

에 의하면 이상으로 규정되어 있어 규격에 미달하는 것으로 나타났438 12 vol.%

다 고장품의 경우 함유율이 거의 로서 이는 사용중 오일이 고갈되었기 때문으. 0%

로 추정된다 이상 베어링 재질 분석 결과 미사용품의 함유율이 규격에 미달하여.

윤활 기능 저하를 일으킬 것으로 우려되므로 베어링 재질 개선을 통해 팬모터의,

품질 향상을 도모할 필요가 있으며 향후 업체와의 개선 활동이 요구된다.

베어링 온도 측정베어링 온도 측정베어링 온도 측정베어링 온도 측정4.4.4.4.

냉장고 냉동실 실사용조건에서 팬모터 내부 베어링 표면의 온도를 알기 위하여 써

모커플을 이용하여 측정하였다 측정결과를 아래 그림에 나타내었다. .

온도 측정 부위는 베어링 표면 그림의 번 그래프 브라켓 내부 펠트 번 및 냉( 8 ), (11 )

동실 내부 번 이다 처음에 냉장고를 디폴트 모드로 가동한 후 온도를 측정하면(5 ) . ,

냉동실 온도는 상온에서 까지 떨어진 후 이후 에서 사이에서 주-25 -20 -13℃ ℃ ℃

기적으로 변화한다 이때 베어링 표면의 온도는 에서 사이에서 변화한다. -6 -2 .℃ ℃

- 20 -

그림 베어링 온도 측정그림 베어링 온도 측정그림 베어링 온도 측정그림 베어링 온도 측정10. data10. data10. data10. data

블레이드 파손 고장분석블레이드 파손 고장분석블레이드 파손 고장분석블레이드 파손 고장분석5.5.5.5.

시장 고장품으로 조사된 바에 의하면 팬 블레이드 관련 고장은 파손에ABS 23%(

의한 팬 소음 포함 에 달하고 주로 블레이드 및 고정 부분의 플라스틱부) edge Clip

분에서 고장이 확인되었다Crack .

위에서 살펴본 팬모터 고장분석 결과에 의하면 팬모터의 소음은 블레이드 파손이

주 원인임을 알 수 있었으며 블레이드 파손의 근본 원인 분석을 위해 아래와 같이,

고장분석 에 따라 블레이드 파손에 대한 고장분석을 수행하였다flow .

- 21 -

그림 블레이드의 고장 나무 분석그림 블레이드의 고장 나무 분석그림 블레이드의 고장 나무 분석그림 블레이드의 고장 나무 분석11. (FTA)11. (FTA)11. (FTA)11. (FTA)

고정부는 모터 축을 타고 흘러나온 오일에 의해 오염되어 있었고 파단면의 표Clip

면을 전자현미경을 이용하여 관찰 한 결과 표면이 상당히 매끄러운 부분이 상단(A)

에 위치하고 하단부 는 상대적으로 거친 파면을 갖고 있어 전형적이 환경응력균(B)

열에 의한 파단임을 확인하였다.

블레이드 파손 파단면의 사진블레이드 파손 파단면의 사진블레이드 파손 파단면의 사진블레이드 파손 파단면의 사진(a) (b) SEM(a) (b) SEM(a) (b) SEM(a) (b) SEM

그림 블레이드 파손 분석그림 블레이드 파손 분석그림 블레이드 파손 분석그림 블레이드 파손 분석12.12.12.12.

환경응력균열 은 잔류응력(ESC: Environmental Stress Crack, Craze) (Residual

변형률 자중 외력 등의 응력 이 인가된 고분자재료와 환경물질Stress), , , (Stress)

물 용제[ , (Petrolume ether, Carbon Tetrachloride, Toluene, Acetone,

등 오일 유기용제 등 이 접촉할 때 균열 또는 크레이즈Ethanol&Chloroform ), , ]

가 발생하는 현상으로 으로 단면 형상(Craze) SEM(scanning electron microscope)

을 관찰하여 크랙 유형을 판별함으로써 구분할 수 있다.

- 22 -

화학용제에 의한 크랙은 화학용제가 플라스틱 내에 흡수되어 파단면이 매끄러운 반

면 기계적인 힘에 의한 크랙 부위는 표면이 거친 것을 확인 할 수 있다 특히 탄성, .

이 좋은 수지에서는 물리적인 균열보다 화공약품에 의한 화학적 균열 혹은 이ABS

들이 함께 작용하여 발생하는 복합적인 균열이 대부분이다.

표 기계적 크랙과 화학적 크랙의 원인 비교표 기계적 크랙과 화학적 크랙의 원인 비교표 기계적 크랙과 화학적 크랙의 원인 비교표 기계적 크랙과 화학적 크랙의 원인 비교4.4.4.4.

구 분 요 인 대 책

기계적 크랙구조설계 힘을 분산시키는 구조로 설계

재질의 물성수준이 필요물성 미달 적정 재질 선정

화학적 크랙 크랙을 유발시키는 화학 약품 사용 유발 화학약품 사용 배재crack

이 경우 의 거동은 여러 인자 중 변형률이 가장 중요한 인자로 작용하며 성형ESC

품의 항복강도 저하를 초래하게 된다 일반적으로 비정질고분자의 느슨한 분자구조.

때문에 환경균열의 발생 경향이 높다 환경응력균열은 화학적 열화. (Chemical

반응이 아니며 응력이 존재하지 않는다면 환경응력균열은 일어나지Degradation)

않는다 또한 균열이라는 것은 분자쇄가 절단된 공동이고 크레이즈는 균열의 전 단.

계 위치에 놓여진 구조이고 부하응력방향으로 배향된 다수의 섬유 를 함유하(Fibril)

고 있으며 그 사이에 기공 점유율 으로 구성되어져 있다 크레이즈의 크( : 40~60%) .

기는 일반적으로 길이 두께 으로 알려져 있다 크레이즈0.5~1.0(mm), 0.5~1.0( ) .㎛

는 환경물질이 고분자 내부로 투습되어 팽윤 및 연화를 일으키고 균열선단에서의

응력은 쐐기로 작용하여 형성되고 결국 취성형태로 파괴된다 이와 관련하여 응력.

은 관여하지 않고 용제 만 관여해서 발생된 균열을 용제균열(Solvents) (Solvent

이라하고 역으로 응력만 관여한 균열이 응력균열 이라Cracking) (Stress Cracking)

부른다.

- 23 -

재료의 열화를 확인하기 위해 분석을 실시하여 분자량을 평가하였다ABS GPC .

를 용매 추출하여 분자량을 평가한 결과 미사용품과 년 사용된 것의 분자량ABS 10

차이가 확인되지 않았다 단 고무성분인 성분의 경우 용매 추출이. , Polybutadiene

불가하여 측정에서 제외되었다 또한 의 파단부의 시료를 취하여GPC . , ABS

분광 분석을 실시하였다FT-lR(Furier transform Infrared spectrosopy) . KBR

을 사용하여 측정한 결과 의 특징 인Pellet Polybutadiene peak CH2 rocking mode

인 966 cm-1의 세기가 감소하고 대신peak , Carbonyl bond 1760cm

-1의 세peak

기가 증가하였다 이는 부타디엔 성분의 이중결합이 감소하여 표면에 산화가 진행.

됨으로써 소재의 취성이 증가함을 의미한다 따라서 장기간 사용된 블레이드. ABS

의 부타디엔 성분의 열화로 인하여 파단의 개시점이 되었을 것으로 판단된다.

표 에 의한 분자량과표 에 의한 분자량과표 에 의한 분자량과표 에 의한 분자량과5. GPC poly dispersive index (Pl)5. GPC poly dispersive index (Pl)5. GPC poly dispersive index (Pl)5. GPC poly dispersive index (Pl)

No. Mn Mw Mn/MW(Pl)

미사용품(ABS) 62379 142405 2.3

년 사용품10 (ABS) 58448 142678 2.4

그림 블레이드의 스펙트럼 미사용 샘플 고장품그림 블레이드의 스펙트럼 미사용 샘플 고장품그림 블레이드의 스펙트럼 미사용 샘플 고장품그림 블레이드의 스펙트럼 미사용 샘플 고장품13. ABS FT-IR ( : , : )13. ABS FT-IR ( : , : )13. ABS FT-IR ( : , : )13. ABS FT-IR ( : , : )上 下上 下上 下上 下

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베어링 윤활유의 환경시험 결과베어링 윤활유의 환경시험 결과베어링 윤활유의 환경시험 결과베어링 윤활유의 환경시험 결과6.6.6.6.

베어링 윤활유로 사용된 폴리올에스테르계 윤활오일의 내구성을 평가하기 위하여

환경시험을 실시하였다 폴리올에스테르 계 오일은 열안정성 산화안정. (polyolester) ,

성 및 윤활 특성이 우수하며 낮은 온도에서도 점도 특성이 좋기 때문에 항공기용,

선박용 냉동기용 등으로 사용된다 주로 고온에서의 윤활이 필요한 경우와 오일 교, .

환을 필요로 하지 않는 부품 즉 상태로 사용되는 부품에 사용, maintenance-free

되므로 오히려 폴리올에스테르 오일의 열안정성 내습성 등은 아주 중요한 물성이,

다 팬모터 베어링에 적용된 윤활유는 교체 및 추가 주입이 불가하기 때문에 기구.

적으로 오일 보충의 효과를 주기위하여 오일이 일정량 함침된 형태의 기구물Felt

을 장착하여 회전시 오일이 공급될 수 있도록 보완되어 있으나 사용 중의 오일의,

누설 및 슬러지 등의 고착현상이 팬모터 고장의 주요 고장 모드가 되고 있다.

따라서 사용 환경 중에 열 수분 등의 환경적 요인에 의하여 오일 자체의 열화를,

평가하기 위하여 고온 고습 및 저온 환경에서의 내구성 시험을 실시하여 오일의,

특성 열화를 평가하였다.

가 환경시험 조건가 환경시험 조건가 환경시험 조건가 환경시험 조건....

내열성 평가 항온조 방치(1) : 150℃

내한성 평가 항온조 방치(2) : -40 , 0℃ ℃

내습성 평가 방치(3) : 60 95%RH℃

각 조건에서 오일을 약 시간 방치- 1L 1,500

일정 시간 간격으로 오일 물성평가 초기- ( , 200h, 500h,1500h)

나 평가 항목나 평가 항목나 평가 항목나 평가 항목....

오일의 동점도(1) (ASTM D445)

온도에 따라 변화가 크고 유막 형성에 큰 영향을 미쳐 장비의 마모와 직접적인-

관계가 있음 동점도는 점도를 그 오일의 동일상태 온도 압력 있어서의 밀도로 나. ( , )

눈 값

- 25 -

오일의 전산가(2) (TAN,ASTM D-664.974 )

전산가는 시료 속에 포함되어 있는 산성분을 중화시키는 데 필요한- 1g KOH mg

수 로 오일이 산화 및 열화 정도를 측정하는데 목적이 있다.

(3) 4-ball wearing (ASTM D2266)

다 평가 결과다 평가 결과다 평가 결과다 평가 결과....

팬모터 에 적용된 폴리올에스터계 윤활오일은 고습환경에 방치 시험한 경우 점도

변화는 적으나 전산가가 심하게 증가함을 확인하였다 반면에 저온 및 고온시험에.

서는 시간 안에는 큰 물성변화가 확인되지 않았다 따라서 오일이 온도보다는1,500 .

습도에 의한 산화가 발생한 것으로 판단되며 이는 냉장고 팬모터 사용 중 수분 응,

축으로 인하여 오일의 산화가 발생하고 베어링 및 주변 금속의 산화를 가속한 것으

로 판단된다.

표 베어링 윤활오일의 환경시험 결과표 베어링 윤활오일의 환경시험 결과표 베어링 윤활오일의 환경시험 결과표 베어링 윤활오일의 환경시험 결과6.6.6.6.

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팬모터 유한요소해석 결과팬모터 유한요소해석 결과팬모터 유한요소해석 결과팬모터 유한요소해석 결과7. (FEM)7. (FEM)7. (FEM)7. (FEM)

가 해석가 해석가 해석가 해석. Modal. Modal. Modal. Modal

팬모터 회전시 팬의 고유 진동수를 구하는 해석으로 해석 결과의 번째 번째, 1 , 2 , 3

번째 주파수와 일치하거나 비슷한 주파수 영역에서 모터의 회전수를 인가하게 되면

변위가 크게 발생하여 변위 발생 방향으로 파손이 발생하게 된다 해석은. ALGOR

라는 소프트웨어를 사용하였으며 정보 및 블레이드의 재료 물성은 다, Mesh ABS

음과 같다.

그림 을 위한 정보그림 을 위한 정보그림 을 위한 정보그림 을 위한 정보14. FEM Mesh14. FEM Mesh14. FEM Mesh14. FEM Mesh

수 수수 수수 수수 수(Total node : 10683, Total element : 19108)(Total node : 10683, Total element : 19108)(Total node : 10683, Total element : 19108)(Total node : 10683, Total element : 19108)

표 팬의 재료 물성표 팬의 재료 물성표 팬의 재료 물성표 팬의 재료 물성7. ABS7. ABS7. ABS7. ABS

밀도 탄성계수 포아송 비 인장강도

1.1506g/cm3

2496 MPa 0.31 32~45 MPa

팬이 냉장고에 조립되는 것을 고려하여 경계조건을 정하였다 의 압력이. 0.1 MPa

팬에 수직 방향으로 정면으로 인가되며 팬의 중심은 고정되었다 측정결과 고유진.

동수 값은 다음과 같다.

- 27 -

표 팬의 모드별 고유진동수표 팬의 모드별 고유진동수표 팬의 모드별 고유진동수표 팬의 모드별 고유진동수8.8.8.8.

그림그림그림그림 15. 1st Mode15. 1st Mode15. 1st Mode15. 1st Mode

그림그림그림그림 16. 2nd Mode16. 2nd Mode16. 2nd Mode16. 2nd Mode

그림그림그림그림 17. 3rd Mode17. 3rd Mode17. 3rd Mode17. 3rd Mode

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나나나나. Static Analysis. Static Analysis. Static Analysis. Static Analysis

팬 회전시 유체로부터 받는 압력에 의한 블레이드의 응력분포와 주 응력 방향을 해

석하여 블레이드의 취약부위를 파악하기 위해 정적 해석 을 수행하(static analysis)

였다 조건 및 경계조건은 위와 동일하다. Meshing , Material Property .

해석결과 주 응력 분포와 응력 방향은 그림 과 같다 블레이드 날개시작 부위에18 .

최대 주 응력 이 발생하고 응력집중이 일어나는 것을 확(maximum principle stress)

인하였다 그림 또한 최대 주응력은 정도로 인장강도. ( 14-(a)) 17 MPa (32~45

에는 미치지 않으나 회전에 의해 계속적으로 반복응력이 가해지므로 피로에MPa) ,

의해 크랙이 발생할 수 있고 주 응력 방향 그림 은 팬의 중심에서 외곽, ( 18-(b))

방향으로 향하여 주 응력에 수직 방향으로 크랙이 발생하므로 실제 블레이드 파손

시료의 크랙 발생 방향과 일치함을 알 수 있다.

주응력 분포 주응력 방향주응력 분포 주응력 방향주응력 분포 주응력 방향주응력 분포 주응력 방향(a) (b)(a) (b)(a) (b)(a) (b)

그림 해석 결과그림 해석 결과그림 해석 결과그림 해석 결과18. FEM18. FEM18. FEM18. FEM

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더블 펄스 전자스펙클패턴 간섭계더블 펄스 전자스펙클패턴 간섭계더블 펄스 전자스펙클패턴 간섭계더블 펄스 전자스펙클패턴 간섭계8. (Double Pulse Electronic Speckle Pattern8. (Double Pulse Electronic Speckle Pattern8. (Double Pulse Electronic Speckle Pattern8. (Double Pulse Electronic Speckle Pattern

를 이용한 팬모터 블레이드의 신뢰성 검토를 이용한 팬모터 블레이드의 신뢰성 검토를 이용한 팬모터 블레이드의 신뢰성 검토를 이용한 팬모터 블레이드의 신뢰성 검토Interferometry)Interferometry)Interferometry)Interferometry)

일반적으로 움직이는 물체로부터의 반사광 을 기준 광(object beam) (reference

과 간섭 시키면 간섭 줄무늬가 움직이므로 홀로그램beam) (interference) (hologram)

으로 기록할 수 없다 그러나 규칙적으로 진동하는 물체의 경우는 진동에 동기.

해서 시간 간격으로 물체를 조명하여 관측 할 수 있다 하지만 실제로 대(trigger) . ,

부분의 물체는 불규칙적으로 진동하며 본 시험에 사용된 더블 펄스 전자스펙클패턴

간섭계 를 사용하는 경우(Double Pulse Electronic Speckle Pattern Interferometry)

는 진폭이 최대로 되는 시각과 최소로 되는 시각에 광 펄스 를 발사하므로(pulse) ,

정지한 경우의 변형 측정과 동일하게 진동에 의한 변형을 계측할 수 있다.

더블 펄스 전자스펙클패턴 간섭계를 이용한 본 실험을 통해 팬 모터에 사용되는 블

레이드 의 고유진동수 및 모드형상 의 정보(blade) (natural frequency) (mode shape)

를 획득함으로써 블레이드의 동 특성을 파악하였고 일정한 외력 가진 주파수 대한, ( )

응답인 변위 분포를 블레이드의 전 영역에 걸쳐 동시에 측정함으로(displacement)

써 블레이드 사출의 신뢰성을 검토 하였다.

측정방법을 요약하면 다음과 같다 블레이드와 연결된 축 의 정중앙을 측 방. (shaft)

향 방향 으로 가진 시키면서 블레이드의 방향 변위 및 속(Z ) (excite) Z (displacement)

도 응답을 로 계측한다 가진 주파수를(velocity) LDV(Laser Doppler Velocimetry) .

증가시키면서 의 변위 및 속도 응답이 최대가 되는 주파수에서 더블 펄스 전자LDV

스펙클패턴 간섭계로 블레이드의 변위 분포 를 측정한다(displacement distribution) .

의 변위 및 속도 응답은 레이저 동기 시스템 독일 사 과LDV ( Steinbichler LTS 200)

동기 되어 있어서 항상 블레이드의 속도 및 변위 진폭이 최대가 되는 순간에 더블

펄스 전자스펙클패턴 간섭계의 펄스가 발사되도록 시험 장치를 구성하였다.

- 30 -

(a) 133Hz(a) 133Hz(a) 133Hz(a) 133Hz

(b) 210Hz(b) 210Hz(b) 210Hz(b) 210Hz

(c) 246Hz(c) 246Hz(c) 246Hz(c) 246Hz

그림 주파수에 따른 블레이드 진동그림 주파수에 따른 블레이드 진동그림 주파수에 따른 블레이드 진동그림 주파수에 따른 블레이드 진동19.19.19.19.

그림 는 블레이드의 첫 번째 두 번째 및 세 번째 모드에서의 모드19-(a), (b), (c) , ,

형상 및 변위 구배를 보여준다 세 번째 모드에서와 달리 첫 번째와 두 번째 모드.

에서는 좌측 하부 블레이드의 끝단에서만 변위의 구배 정도가 큰 것을 알 수 있다.

- 31 -

블레이드와 연결된 축 중앙을 축 방향 방향 으로 일정한 주파수로 가진 함에도(Z )

불구하고 블레이드 개 각각의 변위 구배가 일정하지 않는 것으로 보아 블레이드4 4

개 각각의 질량 및 강성의 분포가 동일하지 않음을 알 수 있다.

이와 같은 블레이드의 질량 및 강성 분포의 불균일은 팬 모터가 회전 시 편심

을 유발하게 되고 이로 인해 축 모멘트 를 발생 시킬 것이다(eccentric) Z (moment) .

좌측 하부 블레이드의 현상은 블레이드의 목 에 지속적으로 응력Tilting (neck)

이 걸리게 함으로써 결국엔 피로 파괴로 이어질 것이다(stress) .

고유진동수 측정 결과 첫 번째 두 번째 그리고 세 번째 고유진동수는 각각, 133Hz,

이며 그 때의 방향 최대 변위량은 축을 기준으로 각각 상대값210Hz, 246Hz Z

이다 일반적인 탄성계에 있어 통상 처음 몇 개의 고유진동5.34 , 3.78 , 3.48 .㎛ ㎛ ㎛

수가 주요한 영향을 미침을 감안하면 이와 같은 고유진동수에서는 블레이드의 거동

을 피해야 할 것이다 표 에서 유한요소해석 에 의해 계산. 8 (Finite Element Method)

되어진 고유진동수와 더블 펄스 전자스펙클패턴 간섭계에 의해 측정되어진 고유진

동수를 비교하였다 더블 펄스 전자스펙클패턴 간섭계로 측정한 값이 더 작음을 알.

수 있다 이는 블레이드와 연결된 축의 질량으로 인해 가진되는 대상의 전체 질량.

이 증가했기 때문이다 또한 일반적으로 가진 주파수에 비해 가진되는 물체의 고유. ,

진동수가 훨씬 낮은 것도 그 이유이다.

표 팬 블레이드의 차 차 차 고유 진동수표 팬 블레이드의 차 차 차 고유 진동수표 팬 블레이드의 차 차 차 고유 진동수표 팬 블레이드의 차 차 차 고유 진동수9. 1 , 2 , 39. 1 , 2 , 39. 1 , 2 , 39. 1 , 2 , 3

Mode 1st natural freq. 2nd natural freq. 3rd natural freq

ESPI 133Hz 210Hz 246Hz

FEM 168Hz 244Hz 270Hz

샤프트 편심도 측정샤프트 편심도 측정샤프트 편심도 측정샤프트 편심도 측정9. (unbalance)9. (unbalance)9. (unbalance)9. (unbalance)

- 32 -

고장품 미사용품 및 편심품의 샤프트 편심도 측정을 진원도 측정기를 이용하여 측,

정하였다 고장품은 수거품 중 개를 채취하였으며 제조업체는 이고 미사용. field 5 , A

품 및 편심품은 제조업체가 로서 편심품은 미사용품에 샤프트를 일부러 편심을B

가한 것이다 측정 결과는 다음과 같으며 측정 결과로부터 알 수 있는 것은 고장품.

의 샤프트 편심도가 크지 않으며 따라서 오일량 감소에 미치는 샤프트 편심도의,

영향은 크지 않을 것으로 예측된다.

표 샤프트 편심도 측정값표 샤프트 편심도 측정값표 샤프트 편심도 측정값표 샤프트 편심도 측정값10.10.10.10.

측정 길이( : 50mm)

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그림 샤프트 편심도 분포그림 샤프트 편심도 분포그림 샤프트 편심도 분포그림 샤프트 편심도 분포20.20.20.20.

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제 절 팬모터의 가속열화시험제 절 팬모터의 가속열화시험제 절 팬모터의 가속열화시험제 절 팬모터의 가속열화시험2 AC2 AC2 AC2 AC

1. 2-Stage QFD(Qualify Function Deployment)1. 2-Stage QFD(Qualify Function Deployment)1. 2-Stage QFD(Qualify Function Deployment)1. 2-Stage QFD(Qualify Function Deployment)

는 제품개발과정에서 소비자의 요구사항을 기술적 특성으로 변환하는 기법이QFD

다 한편 를 두 단계에 걸쳐 적용함으로써 신뢰성평가 항목들을 선정할 수 있. , QFD

다 이를 라고 부른다 본 연구에서는 팬모터의 가속열화시험 설( 2-stage QFD ). AC

계를 위하여 를 다음과 같이 적용하였다 먼저 단계에서 사용 요구조건과QFD . , 1 /

고장 메커니즘의 관계를 평가 표 하고 단계에서는 고장메커니즘과 시험방법의( 11) , 2

적합성을 평가하였다 표 그 결과 팬모터의 고장 메커니즘을 평가하는데 가속( 12).

열화시험이 가장 적합한 것으로 나타났다 이때 관계 정도를 정량적으로 평가하기. ,

위해 점 으로 계산하였다=1, =3, =5( ) .△ ○ ◎

표 팬모터의표 팬모터의표 팬모터의표 팬모터의11. AC QFD 1st Matrix11. AC QFD 1st Matrix11. AC QFD 1st Matrix11. AC QFD 1st Matrix

표 팬모터의표 팬모터의표 팬모터의표 팬모터의12. AC QFD 2nd Matrix12. AC QFD 2nd Matrix12. AC QFD 2nd Matrix12. AC QFD 2nd Matrix

- 35 -

가속열화시험가속열화시험가속열화시험가속열화시험2. (ADT, Accelerated Degradation Test)2. (ADT, Accelerated Degradation Test)2. (ADT, Accelerated Degradation Test)2. (ADT, Accelerated Degradation Test)

가속시험 은 시험시간을 단축하기 위하여 사용조건보다 가혹한 조(accelerated test)

건에서 수행하는 시험으로 가속수명시험 과 가속스트레, (ALT: accelerated life test)

스시험 으로 구분할 수 있다(AST: accelerated stress test) .

가속수명시험은 기준조건보다 가혹한 조건 환경 또는 전기적 스트레스 등 에서 시( )

험하여 부품의 고장을 가속시키고 고장데이터를 분석하여 추정된 수명 스트레스, -

관계 로부터 사용조건에서의 수명을 추정하거나 또는 보증(life-stress relationship)

하기 위한 시험이다 한편 가속스트레스시험은 온도와 임의진동 스트레스를 계단형. ,

의 인가하여 아이템 어셈블리 유닛 등 의 설계여유(printed wiring assembly, , )

를 찾으며 이 과정에서 설계상의 약점을 발견하여 개선함으로써(design margin) ,

신뢰성을 향상시키기 위한 시험이다.

표 가속수명시험과 가속스트레스시험의 비교표 가속수명시험과 가속스트레스시험의 비교표 가속수명시험과 가속스트레스시험의 비교표 가속수명시험과 가속스트레스시험의 비교13.13.13.13.

종 류 목 적 대 상 방 법

가속수명시험사용조건에서의

수명 추정

부품 또는

간단한 어셈블리

일정스트레스 적용

수명 스트레스 관계식 이용-

가속스트레스시험설계약점 발견

및 신뢰성 향상

또는PWA

어셈블리

계단형 스트레스와 복합

스트레스를 적용

제품 개발과정에서 제품의 신뢰성을 신속히 평가하기 위해 가속수명시험이 널리 사

용되고 있다 최근에는 제품의 신뢰성이 향상되어 가속수명시험을 실시하더라도 규.

정된 시험기간 동안에 고장을 발견할 수 없는 경우가 많이 있으며 한편 고장이 발,

생하지 않는다고 하여 스트레스를 더 가혹하게 인가하면 사용조건에서와 전혀 다른

고장메커니즘이 나타날 수 있으므로 시험의 목적을 달성하기 곤란해진다.

- 36 -

가속열화시험 은 가속시험을 실시하는 중에(accelerated degradation test ; ADT)

시간이 지남에 따라 열화되는 성능 또는 특성을 측정하고 이 데이터를 분석하여,

열화현상을 모델링함으로써 수명을 예측하거나 신뢰성을 평가하는 가속수명시험의

한 형태이다 가속열화시험은 제품의 고장이 발생하지 않더라도 수명을 추정할 수.

있는 이점이 있으므로 고 신뢰도 제품에 유용한 시험방법이라고 할 수 있으며 본,

연구의 대상인 팬모터와 같이 고장이 쉽게 발생하지 않는 부품에 적용될 수 있다.

또한 가용한 시험시간에 비해 고장이 적게 발생하거나 고장이 전혀 발생하지 않는,

제품의 경우에는 가속수명시험보다 가속열화시험을 통한 분석이 더 효과적일 수 있

다.

가속열화시험의 설계가속열화시험의 설계가속열화시험의 설계가속열화시험의 설계3.3.3.3.

고장분석 결과로부터 팬모터의 고장은 오일리스 메탈 베어링과 밀접한 관계가 있음

을 알 수 있었다 즉 지속적인 반복 및 편심 하중이 베어링의 유막을 파괴하면 오. ,

일이 소모되고 따라서 펠트 안의 오일이 말라 베어링과 축 사이의 마찰이 일어나,

거나 환경조건에 의한 오일의 열화에 의하여 슬러지가 발생하여 소음 및 저RPM

하 및 모터의 구속이 일어나게 된다 이와 같은 팬모터 고장 메커니즘 수명 을 가, . ( )

속시킬 수 있는 열화시험을 다음과 같이 설계하였다.

가 인자의 선정가 인자의 선정가 인자의 선정가 인자의 선정....

샤프트 축의 길이와 편심도는 베어링이 받는 편심 하중의 크기와 관계가 있으며,

블레이드 크기는 팬모터가 받는 반복 하중의 크기와 관계된다 또한 전압에 따라.

이 변하게 되며 온도 조건은 오일의 점도 변화와 오일의 열화와 관련이 있다RPM , .

또한 모터 설계시 결정된 펠트 오일 양에 따라 오일의 건조가 더 빨리 일어나거나,

느리게 일어날 수 있다 따라서 샤프트 축의 길이 블레이드 크기 펠트에. , ,① ② ③

추가된 오일 양 온도 전압 및 축의 편심도가 팬모터의 고장 메커니즘과, ,④ ⑤ ⑥

수명에 영향을 미칠 수 있는 인자들이다.

- 37 -

선정된 개의 인자는 표 와 같이 제어인자와 잡음인자로 분류될 수 있다 이때6 14 . ,

제어인자는 설계를 통하여 제어 및 변경할 수 있는 인자 잡음인자는 온도 전압, , ,

편심도와 같이 설계자가 변경할 수 없는 조건 또는 제조과정에서 불가피하게 발생

되는 인자이다.

표 제어 인자와 잡음 인자표 제어 인자와 잡음 인자표 제어 인자와 잡음 인자표 제어 인자와 잡음 인자14.14.14.14.

제어인자 잡음인자

샤프트 축의 길이A : 편심도D :

펠트에 추가된 오일량B : 전압E :

블레이드 지름C : 온도F :

나 인자의 수준 결정나 인자의 수준 결정나 인자의 수준 결정나 인자의 수준 결정....

팬모터의 고장 메커니즘을 변화시키지 않으면서 열화 또는 고장 를 가속시킬 수 있( )

도록 각 가속인자의 수준을 표 와 같이 결정하였다15 .

표 제어인자와 잡음인자표 제어인자와 잡음인자표 제어인자와 잡음인자표 제어인자와 잡음인자15.15.15.15.

- 38 -

다 시험조건의 결정다 시험조건의 결정다 시험조건의 결정다 시험조건의 결정....

시험조건은 표 와 같이 직교배열표를 이용하여 결정하였다 직교배열표14 L4(23) .

내측배열에 제어인자 와 를 배치시키고 개의 잡음인자 를 외측배열에A B , 3 C, D, E

L4(23직교배열을 이용하여 배치하였다) .

표 시험의 배치표 시험의 배치표 시험의 배치표 시험의 배치16.16.16.16.

따라서 제어인자 샤프트의 길이 오일의 양 와 잡음인자 편심도 전압 및 온도 의 수( , ) ( , )

준 조합에 따라 표 와 같이 시험조건을 결정하였다 예를 들어 번 시험조건은15 . 1

샤프트의 길이가 펠트 오일의 양 편심 전압 및 온도70(mm), 1.2(g), 0.00, 242(V)

에서 시험을 의미한다 그리고 각 시험조건에 시료를 개씩 배치하여 시험을60( ) . 6℃

수행하였다.

라 측정라 측정라 측정라 측정....

각 시험조건에서 정해진 시점에 모터의 과 오일의 변화량을 측정하였다 시험RPM .

조건 의 시료에 대하여는1~8 0, 189, 303, 432, 511.5, 631, 746, 900, 1046,

시간 에 측정하였고 시험조건 의 시료에 대하여는1238.5, 1542.5, 1765.5( ) , 9~16

시간 에 측정을0, 97.5, 177.5, 257, 377.5, 492.5, 646.5, 793, 985, 1289, 1512( )

하였다 각 시험조건에서의 측정 데이터는 부속서 에 수록되어 있다. A .

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시험 중 모터의 측정은 의 타코미터를 이용하였으며 오일의RPM YOKOGAWA ,社

변화량은 모터의 부분을 분리하여 전자저울을 이용 측정하였다Bracket , .

표 가속열화시험 조건표 가속열화시험 조건표 가속열화시험 조건표 가속열화시험 조건17.17.17.17.

- 40 -

그림 시험 지그의 모습그림 시험 지그의 모습그림 시험 지그의 모습그림 시험 지그의 모습21.21.21.21.

그림 오일 무게 측정을 위한 분리그림 오일 무게 측정을 위한 분리그림 오일 무게 측정을 위한 분리그림 오일 무게 측정을 위한 분리22. Bracket22. Bracket22. Bracket22. Bracket

- 41 -

그림 측정을 위한 타코미터그림 측정을 위한 타코미터그림 측정을 위한 타코미터그림 측정을 위한 타코미터23. RPM23. RPM23. RPM23. RPM

시험 데이터 분석시험 데이터 분석시험 데이터 분석시험 데이터 분석4.4.4.4.

과 오일의 변화량에 대한 인자들의 영향을 조사하기 위해 분산분석을 실시하였RPM

다 이때 개의 인자 외에 측정시점을 변량인자로 모델에 고려하였다 표 은. , 5 . 18

표 는 오일의 변화량에 대한 분산분석 결과로서 다음과 같은 사실을 확인RPM, 19 ,

할 수 있다.

가속열화시험에서 고려한 모든 인자 온도 샤프트 길이 블레이드 지름 오일( , , ,○

양 편심 전압 와 측정시간이 에 영향을 미치는 것으로 나타났다, , ) RPM .

블레이드 지름 오일의 양 전압 및 측정시간이 오일의 변화량에 영향을 미치는, ,○

것으로 나타났다.

표 에 대한 분산분석표 에 대한 분산분석표 에 대한 분산분석표 에 대한 분산분석18. RPM18. RPM18. RPM18. RPM

- 42 -

표 오일의 변화량에 대한 분산분석표 오일의 변화량에 대한 분산분석표 오일의 변화량에 대한 분산분석표 오일의 변화량에 대한 분산분석19.19.19.19.

그림 와 는 과 오일의 변화량에 대한 인자의 효과를 나타낸 것이다24 25 RPM .

그림 에 관한 인자의 효과그림 에 관한 인자의 효과그림 에 관한 인자의 효과그림 에 관한 인자의 효과24. RPM24. RPM24. RPM24. RPM

- 43 -

그림 오일변화량에 대한 인자의 효과그림 오일변화량에 대한 인자의 효과그림 오일변화량에 대한 인자의 효과그림 오일변화량에 대한 인자의 효과25.25.25.25.

가속열화 모델 추정가속열화 모델 추정가속열화 모델 추정가속열화 모델 추정5.5.5.5.

본 절에서는 과 오일 변화량에 대한 분산분석 결과에 기초하여 가속열화모델을RPM

회귀분석을 통하여 제시한다.

가 에 대한 가속열화 모델가 에 대한 가속열화 모델가 에 대한 가속열화 모델가 에 대한 가속열화 모델. RPM. RPM. RPM. RPM

표 로부터 은 온도 샤프트 길이 블레이드 지름 오일 양 편심 전압 및 측18 RPM , , , , ,

정시간에 영향을 받는다 이 인자 중에서 기술적으로 에 영향이 크다고 판단되. RPM

는 온도 블레이드 지름 전압 및 시간에 대하여 회귀분석을 통하여 관계를 다음과, ,

같이 추정하였다.

여기서 x1 은 는 볼쯔만 상수 절대온도 로서, 1/kT (k , T: )

는

블레이드 지름, x3는 전압, x4는 시간을 나타낸다 이때 결정계수가. , R2

로 가=96.1%

속열화 모델이 전체 데이터 변동의 를 설명하여 정확성이 매우 높은 것으로96.4%

판단된다.

- 44 -

또한 열화모델에 대한 분산분석은 표 과 같으며 회귀에 의한 변동의 가, 20 , p-value

으로 통계적으로 매우 유의한 것으로 나타났다 또한 표 의 열화모델 추정0.000 . , 21

치에 대한 가설검정으로부터 모든 추정치들이 통계적으로 유의하다고 할 수 있다.

표 가속열화모델에 대한 분산분석표 가속열화모델에 대한 분산분석표 가속열화모델에 대한 분산분석표 가속열화모델에 대한 분산분석20. RPM20. RPM20. RPM20. RPM

표 가속열화모델 추정치에 대한 검정표 가속열화모델 추정치에 대한 검정표 가속열화모델 추정치에 대한 검정표 가속열화모델 추정치에 대한 검정21. RPM21. RPM21. RPM21. RPM

나 오일 변화량에 대한 가속열화 모델나 오일 변화량에 대한 가속열화 모델나 오일 변화량에 대한 가속열화 모델나 오일 변화량에 대한 가속열화 모델....

표 로부터 오일 변화량 는 블레이드 지름 오일의 양 전압 및 측정시간에 영19 O , ,Δ

향을 받는다 따라서 오일 변화량과 이들 변수들의 관계를 추정하면 다음과 같다. , :

- 45 -

여기서 x1은 블레이드 지름, x2는 오일의 양, x3는 전압, x4는 시간을 나타낸다 이.

때 결정계수는, R2

로 모델의 정확성이 다소 떨어지는 것으로 판단된다=32.9% .

한편 열화모델에 대한 분산분석은 표 과 같으며 회귀에 의한 변동의 가, 22 , p-value

으로 통계적으로 매우 유의한 것으로 나타났다 또한 표 의 열화모델 추정0.000 . , 23

치에 대한 가설검정으로부터 모든 추정치들이 통계적으로 유의하다고 할 수 있다.

표 오일변화량 가속열화모델에 대한 분산분석표 오일변화량 가속열화모델에 대한 분산분석표 오일변화량 가속열화모델에 대한 분산분석표 오일변화량 가속열화모델에 대한 분산분석22.22.22.22.

표 오일변화량 가속열화모델 추정치에 대한 검정표 오일변화량 가속열화모델 추정치에 대한 검정표 오일변화량 가속열화모델 추정치에 대한 검정표 오일변화량 가속열화모델 추정치에 대한 검정23.23.23.23.

사용 조건에서의 수명 추정사용 조건에서의 수명 추정사용 조건에서의 수명 추정사용 조건에서의 수명 추정6.6.6.6.

가속 열화 시험으로부터 에 대한 가속 열화 모델식을 온도 블레이드 지름 전RPM , ,

압 시간에 대한 식으로 추정하였다 이 관계를 바탕으로 현재 사용중인 팬모터의, .

수명을 측정하였다.

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다음과 같은 모델식에서,

단 볼츠만 상수( , k : )

위의 식을 tf 에 관한 식으로 정리하면 다음과 같다.

팬모터의 실제 사용 환경은 다음과 같다.

사용 온도 T : -20 =253.15K◎ ℃

블레이드 지름 D◎ blade : 100 mm

사용 전압 V : 220V◎

사용 시간 t : t◎ f

RPM : 2200 rpm◎

의 고장 판정 기준을 기준 의 약 인 으로 가정하면 위의RPM RPM -20% 1800 rpm

실사용 조건을 바탕으로 팬모터의 수명을 시간으로 얻을 수 있다 냉장고21999.8

팬 모터의 운전율을 로 가정할 때 실제 팬모터의 수명은 시간으로 얻50% , 43999.6

을 수 있으며 이는 약 년의 수명에 해당된다, 5.02 .

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제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론3333

년 부품소재신뢰성기반기술확산사업을 통해 주관기관인 주 대우 일렉트로닉스2005 ( )

는 냉장고 등 가전제품에 사용되는 팬모터의 고장분석 및 가속수명시험을 통하AC

여 수명예측기법을 확립하였으며 신뢰성을 확보할 수 있는 방안을 마련하였다, .

본 신뢰성기반기술확산사업을 통해 얻어진 결과를 정리하면 다음과 같다.

첫째 냉장고 등 가전제품에서 그간 필드 고장율 상위에 위치하고 있는 팬모터, AC

의 고장분석을 통하여 주요 고장메커니즘을 추출하였다 이러한 고장의 근본원인.

분석을 통해 팬모터의 신뢰성 향상을 위한 정확한 개선점 을 제시할 수 있다.

팬모터는 셰이딩 코일형 모터 를 사용하고 있으며 셰이딩AC (Shaded Pole Motor) ,

코일을 이용하여 회전 자계장을 형성 토크를 발생시키며 오일레스 메탈 베어링 및,

펠트에 함유된 오일을 이용하여 축의 윤활을 돕는 구조를 가지고 있다 팬모터. AC

는 간단한 구조로 인하여 모터의 구동부는 높은 신뢰성을 가지고 있으나 오일레스,

메탈 베어링과 샤프트간의 윤활막 파괴로 인한 누유가 발생 오일 산화로 인한 슬,

러지와 함께 작용하여 모터의 저하 및 구속을 발생시키게 된다RPM .

베어링의 윤활막 파괴는 편심 및 반복 하중에 의해 발생하는데 모터의 블레이드,

파괴는 모터의 축에 작용하는 편심 하중을 설명해준다 유한 요소 해석 및 더. (FEM)

블 펄스 전자스펙클패턴 간섭계 를 이용한 블레이드의 고장 분석 결과 각 블(ESPI) ,

레이드의 질량 및 강성 분포가 동일하지 않음을 알 수 있었으며 이 불균일로 인하,

여 모터의 편심 하중이 발생하게 된다 이렇게 파괴된 윤활막을 통해 흘러나온 오.

일로 블레이드의 성분인 가 열화되어 환경응력균열 이 발생 파단의 시작ABS (ESC) ,

점이 될 수 있다 또한 베어링의 낮은 소결 밀도는 베어링 내의 함유율을 낮추어. , ,

오일 고갈이 더욱 빠르게 일어나게 만든다.

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팬모터의 고장 근팬모터의 고장 근팬모터의 고장 근팬모터의 고장 근본본본본 원인 및 개선 방원인 및 개선 방원인 및 개선 방원인 및 개선 방안안안안ACACACAC

블레이드의 질량 및 강성 분포 불균일로 인한 편심 증가 편심의 주원인이 샤◎ →

프트의 직진도보다는 블레이드의 질량 불균일에 있었으며 사출 공정 개선을 통한,

질량 편차의 최소화가 요구된다.

오일레스 메탈베어링의 함유율 규격 미달 펠트에 의한 오일의 추가적인 공급◎ →

이 있으나 구속의 근본원인인 오일 고갈을 방지하기 위해 베어링의 함유율 개선이

필요하다 또한 가속열화모델로부터 알 수 있듯이 업체가 제시한 펠트 함유 오일량.

의 감소 방안은 바람직하지 않다.

오일 전산가 열화 습도가 높은 분위기에서 오일 전산가의 증가는 슬러지를◎ →

형성하여 구속을 유발한다 따라서 내습성이 강한 오일 변경이 요구된다. .

둘째 위와 같은 고장 분석 결과를 바탕으로, , 2-Stage Quality Function

를 이용 팬모터의 가속 열화 시험을 수행하였으며 수명 예측 모Deployment(QFD) ,

델을 개발 실사용조건에서의 수명을 예측하였다 총 개의 시험 인자를 선정하였, . 6

으며 각 인자당 수준의 시험 조건을 선정하여, 2 L4(23직교배열을 이용 시험 배치) ,

후 가속 열화 시험을 실시하였다 및 내의 오일량을 이용하여 모터의 열. RPM Felt

화를 측정하였으며 그 결과는 부록 에 기재 되어 있다 시험 결과 오일 변화량의, A .

가속 모델은 R2가 로 정확성이 떨어지는 결과를 얻었다 그러나 오일 변화량32.9% .

의 요인별 검정량이 유의하므로 설계 인자인 오일량과 오일 변화량의 가속 모델을,

좀 더 연구한다면 오일량의 변화에 의한 수명 연장의 관계를 얻을 수 있을 것이라,

기대된다 또한 에 대하여. , RPM R2가 인 높은 정확성을 가진 모델을 얻을 수96.1%

있었으며 에 대한 가속 열화 모델을 실제 사용 조건에 적용한 결과 모터의 수, RPM

명은 약 년으로 예측되었다 이는 실제 필드에서의 수명과 유사한 결과에 해당5.02 .

한다.

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현재 팬모터는 점점 고효율화 소형화되고 있는 추세이며 이에 따라 팬모터의 신뢰,

성 확보는 중요한 현안으로 생각되고 있다 그러나 모터의 전반적인 신뢰성 확보는.

쉽지 않은 것이 사실이며 이는 모터의 고장이 구속 등의 가시적인 것 뿐 아니라,

소음 등의 감성적인 면에서도 발생하기 때문이다 또한 다양한 실사용 조건으로 각. ,

조건에 부합하는 신뢰성의 확보는 아직 미결 과제로 남아 있다 그러나 고장 물리.

기반의 팬모터의 신뢰성 평가 방법 확립은 다양한 사용 조건에서의 팬모터의AC

신뢰성 확보의 계기가 될 것으로 생각된다.