KR100208182B1

KR100208182B1 - 무정류자 전동기

Info

Publication number: KR100208182B1
Application number: KR1019950028912A
Authority: KR
Inventors: 신현정
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1995-09-05
Publication date: 1999-07-15
Also published as: KR970018936A; JP2667387B2; JPH09121526A; US5879785A

Abstract

본 발명은 무정류자 전동기에 관한 것으로서, 센서 PCB의 착탈을 용이하게 하고, 홀센서를 안정시키고 수명이 증대되도록 한 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적은 브라켓트와 일체형으로 형성된 PCB가이더와, 상기 PCB가이더에 착탈이 용이하도록 복수개의 오목부를 형성한 센서PCB의 위치를 잡아주도록 형성된 결합홈과, 상기 센서 PCB에 다리가 매우 짧은 SMT를 이용하여 납땜 결합되어 회전자 자극의 위치를 검출하여 고정자의 코일에 전류를 순차적으로 흘리게 하여주는 홀센서를 구비함으로서 센서 PCB를 끼워 넣은 방식으로 작업이 용이할 뿐 만 아니라 전동기 회전시 발생되는 진동에 홀센서가 영향을 거의 받지 않으므로 센싱정도가 좋아지게 되고 수명이 증대됨으로서 상기의 목적을 이룰수 있도록 하였다.

Description

무정류자 전동기

제1도는 종래의 무정류자 전동기의 조립단면도.

제2도는 종래의 무정류자 전동기의 센서부의 상세사시도.

제3도는 종래의 무정류자 전동기의 센서부의 정면도.

제4도는 본 발명의 무정류자 전동기의 조립단면도.

제5도는 본 발명의 무정류자 전동기의 센서부의 상세사시도.

제6도는 본 발명의 무정류자 전동기의 PCB가이더의 사시도.

제7도는 본 발명의 무정류자 전동기의 센서PCB의 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 고정자 102 : 회전자

103 : 축 104 : 브라켓트

105 : 영구자석 106 : 베어링

107 : 센서부 108 : PCB가이더

109 : 결합홈 110 : 홀센서

111 : 센서PCB 112 : 오목부

113 : 납땜부 114 : 센서와이어

115 : 인출구멍

본 발명은 무정류자 전동기에 관한 것으로서, 특히 센서PCB의 착탈을 용이하게 하고, 홀센서를 안정시키고 수명이 증대되도록 한 것이다.

종래의 무정류자 전동기와 그 주변부의 구성은 제1도 내지 제3도에서와 같이 설명한다.

제1도내지 제3도에서와 같이 전동기의 외관인 브라켓트(4)와, 상기 브라켓트(4)내에 형성되어 전원이 인가되면 자력이 발생되도록 코일이 감겨진 고정자(1)와, 상기 고정자(1)의 자력에 의해서 회전하는 회전자(2)와, 상기 회전자(2)에 축설되어 회전하는 축(3)과, 상기 축(3)이 원활하게 회전하도록 구비된 베어링(6)과, 상기 고정자(1)와 회전자(2)사이에 원주방향의 요구되는 각도로 등분할된 자극을 가진 영구자석(5)과, 상기 브라켓트(4)내에 고정결합되어 토오크를 발생시켜주는 센서부(7)로 구성되어 있다.

상기 센서부(7)는 하우징 체결 나사(13)에 의해서 브라켓트(4)에 체결 결합되는 센서하우징(12)과, 상기 센서하우징(12)의 끝단에 PCB체결나사(10)에 의해 체결 결합되는 구동회로가 작업된 센서PCB(11)와, 상기 센서PCB(11)에 외팔보의 형태로 매달려 고정자(1)와 회전자(2)의 위치를 검출하여 고정자(1)에 전류를 순차적으로 흘려주는 홀센서(8)와, 상기 홀센서(8)에는 센서PCB(11)에 납땜 결합되도록 형성된 다리(9)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 무정류자 전동기의 동작설명과 이에 따른 문제점을 다음에서 설명한다.

제1도내지 제3도에서 도시한 바와 같이 토오크를 발생하며 회전하는 회전자(2)와 회전하지 않고 고정되어 코일이 감겨진 고정자(1)의 위치를 검출하여 고정자(1)에 전류를 순차적으로 흘려주어 전동기에 토오크를 발생시켜주는 센서부(7)가 있다.

그리고 상기 센서부(7)에는 센서PCB(11)에 홀센서(8)가 외팔보 형태로 매달려 있고, 구동회로가 작업된 센서PCB(11)는 PCB체결나사(10)에 의해 센서하우징(12)의 끝단에 채결결합되어 있으며, 상기 센서하우징(12)은 하우징 체결나사(13)에 의해 브라켓트(4)내에 체결 결합되어 있다.

또한 센서PCB(11)에 결합된 홀센서(8)는 제3도에서와 같이 원주상에 등간격으로 위치하고 있으며 홀센서(8)에 형성된 다리(9)를 센서PCB(11)에 납땜하여 결합하는데 그 취부 구조상 다리(9)가 길게 뻗어져 있는 소자(Through Hole Type)를 사용한다.

그리고 홀센서(8)는 원주방향의 요구되는 각도로 등분할된 자극을 가진 중공 원통형인 영구자석(5)의 내측에 반경방향으로 12, 축(3)방향으로는 제1도에서과 같이 영구자석(5)이 삐져나와 있는 부분의 중앙부에 위치하고 있어 영구자석(5)에서 발생한 자속을 통과시켜 신호를 발생하게 되고 이 신호가 구동회로를 거쳐 전압신호를 발생하게 된다.

그래서 홀센서(8)로부터 얻은 회전자(2)의 위치검출신호를 이용하여 고정자(1)의 각상에 전류를 흘려주게 되는데 만약 홀센서(8)의 원주 방향 각도가 원하는 위치에 있게 되면 전동기의 특성에 악영향을 주게된다.

그러나 이와 같은 종래의 무정류자 전동기는 센서부가 브라켓트에 결합되어 있는 구조로 되어 있어 조립시 홀센서가 정위치에 있기 어려우며 조립상 시료 편차가 많이 발생되는 문제점이 있었다.

또한 센서하우징이 구비되어 있어 재료비가 상승하고, 홀센서가 센서PCB에 외팔보 형태로 결합되어 있어 전동기가 회전하면 홀센서가 진동하게 되어 홀센서에서 발생되는 위치검출신호가 왜곡되어 전동기의 특성에 영향을 주게되고, 상기 진동에 인하여 장시간 사용하면 홀센서와 센서PCB간의 납땝이 떨어져 홀센서가 떨어져 나가는 현상이 나타나게 되어 홀센서의 수명이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 브라켓트와 일체형으로 형성된 PCB가이더와, 상기 PCB가이더에 착탈이 용이하도록 복수개의 오목부를 형성한 센서 PCB의 위치를 잡아주도록 형성된 결합홈과 상기 센서PCB에 다리가 매우짧은 SMT(Surface Mounted Type)를 이용하여 납땜 결합되어 회전자 자극의 위치를 검출하여 고정자의 코일에 전류를 순차적으로 흘리게 하여주는 홀센서를 구비함으로서 센서PCB를 끼워넣은 방식으로 작업이 용이하고, 전동기 회전시 발생되는 진동에 홀센서가 영향을 거의 받지 않으므로 센싱정도가 좋아지게 되고 수명이 증대되도록 하는데 목적이 있다.

본 발명의 무정류자 전동기와 그 주변부의 구성은 제4도내지 제7도에서와 같이 설명된다.

제4도내지 제7도에서와 같이 전동기의 외관인 브라켓트(104)와, 상기 브라켓트(104)내에 형성되어 전원이 인가되며 자력이 발생하도록 코일이 감겨진 고정자(101)와, 상기 고정자(101)의 자력에 의해서 회전하는 회전자(101)와, 상기 회전자(102)에 축설되어 회전하는 축(103)과, 상기 축(103)이 원활하게 회전되도록 구비된 베어링(106)과, 상기 고정자(101)와 회전자(102)사이에 원주방향의 요구되는 각도로 등분할된 자극을 가진 영구자석(105)과, 상기 브라켓트(104)내에 결합되어 토오크를 발생시켜주는 센서부(107)로 구성한다.

상기 센서부(107)를 고정지지하도록 브라켓트(104)와 일체형으로 형성되어 회전자(102)의 회전중심과 동심을 이루는 곡면형상을 형성한 PCB가이더(108)와, 상기 PCB가이더(108)에 착탈되는 구동회로가 작업된 센서PCB(111)와, 상기 센서PCB(111)가 PCB가이더(108)에 정확한 위치를 잡아 착탈되도록 PCB가이더(108)의 원주방향 끝단에 형성된 결합홈(109)과, 상기 결합홈(109)에 센서 PCB(111)가 착탈이 용이하도록 센서 PCB(111)의 한쪽면에 형성된 복수개의 오목부(112)와, 상기 센서PCB(111)에 다리가 매우 짧은 SMT를 이용하여 납땜부(113)에 납땜으로 결합되어 회전자(102)자극의 위치를 검출하여 고정자(101)의 코일에 전류를 순차적으로 흘리게 하여 주는 홀센서(11)와, 상기 브라켓트(104)에 센서와이어(114)를 빼내기 위하여 관통되게 형성된 인출구멍(115)으로 구성한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용, 효과를 제4도내지 제7도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제4도내지 제7도에서 도시한 바와 같이 토오크를 발생하여 회전하는 회전자(102)와 회전하지 않고 고정되어 코일에 감겨진 고정자(101)의 위치를 검출하여 고정자(101)에 전류를 순차적으로 흘려주어 전동기에 토오크를 발생시켜 주는 센서부(107)가 있다.

이때 센서부(107)는 고정자(101)에 대하여 원주방향으로 상대위치에 있게 되므로 결국 위치검출 신호는 고정자(101)에 대한 회전자(102)의 상대위치가 된다.

그리고 센서부(107)는 회전자(102)와 동심의 곡면을 이루면서 브라켓트(104)와 일체형으로 형성된 PCB가이더(108)에 센서PCB(111)가 착탈이 가능한 구조로 되어 있으며 상기 센서PCB(111)에는 홀센서(110)가 결합되어 있다.

상기 홀센서(110) 결합방법은 센서PCB(111)에 종래의 방식과는 다르게 외팔보의 형태로 매달려 있지 않고 제7도에서와 같이 홀센서(110)의 다리가 매우 짧은 SMT(Surface Mouted Type)를 이용하여 센서PCB(111)에 형성된 납땜부(113)에 납땜되어 결합된다.

그리고 제6도에서와 같이 PCB가이더(108)의 원주방향 끝면에 결합홈(109)을 형성하여 센서PCB(111)가 정확한 위치에서 착탈이 이루어지도록 하며, 상기 결합홈(109)에 센서PCB(111)가 착탈이 용이하도록 센서PCB(111)의 한쪽면에 복수개의 오목부(112)을 형성한다.

상기 PCB가이더(108)와 오목부(112)는 센서PCB(111)보다 축(103)방향으로 더 작게 형성하여 영구자석(105)과 접촉하지 않도록 한다.

또한 제5도에서와 같이 센서부(107)에 센서와이어(114)를 빼내기 위하여 브라켓트(104)를 관통하는 인출구멍(115)을 형성한다.

그리고 센서PCB(111)에 결합되는 홀센서(110)는 원주상에 등간격으로 위치하고 있으며, 원주방향의 요구되는 각도로 등분할된 자극을 가진 중공원통형인 영구자석(105)의 내측에 반경방향으로 12, 축(103)방향으로는 제4도에서와 같이 영구자석(105)이 삐져나와 있는 부분이 중앙부에 위치하고 있어 영구자석(105)에서 발생한 자속을 통과시켜 신호를 발생하게 되고, 이 신호는 구동회로를 거쳐 전압신호(Pulse 신호)를 발생하게 된다.

그래서 홀센서(110)로부터 얻은 회전자(102)의 위치검출신호를 이용하여 고정자(101)의 각상에 전류를 흘려주게 되는데 만약 홀센서(110)의 원주 방향 각도가 원하는 위치에 있게되면 전동기의 특성에 악영향을 주게된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 전동기 회전시 발생되는 진동에 센서 PCB에 다리가 짧은 SMT를 이용하여 납땜결함된 홀센서가 영향을 거의 받지않으므로 홀센서에서 발생하는 위치검출신호가 왜곡되지 않아서 센싱정도가 좋아지고 수명이 증대되는 효과가 있다.

또한 브라켓트와 일체형으로 형성된 PCB가이더에 형성된 결합홈에 센서 PCB가 정확한 위치에서 착탈되고, 상기 센서PCB의 착탈이 용이하도록 센서PCB 한쪽면에 형성된 복수개의 오목부를 구비함으로서 작업이 용이할 뿐 만 아니라 재료비와 작업공수가 줄어드는 효과가 있다.

Claims

브라켓트와 일체형으로 형성된 PCB가이더와, 상기 PCB가이더에 착탈되는 센서PCB의 위치를 잡아 주도록 형성된 결합홈과, 상기 결합홈에 센서PCB의 착탈이 용이하도록 센서 PCB의 한쪽면에 복수개의 오목부가 형성된 착탈수단과, 상기 센서 PCB에는 회전자 자극의 위치를 검출하는 홀센서를 구비한 것을 특징으로 하는 무정류자 전동기.
제1항에 있어서, 상기 PCB가이더는 회전자의 회전중심과 동심을 이루는 곡면으로 형성한 것을 특징으로 하는 무정류자 전동기.