KR100216251B1 - 무브러시 모우터 - Google Patents

Abstract

회전축(3)에는 로우터 마그네트(11)를 가지는 로우터(4)가 고착되어 있고, 회전축(3)은 지지통(6)에 내장된 축받침(9a), (9b)을 개재하여 지지통(6)에 회전자재토록 지지되어 있다. 또, 회전축(3)의 한쪽의 단부에는 회전축(3)이 감삽되는 축 감삽부(17)을 가지는 센서 마그네트(14)가 축받침(9b)의 하단 근방에 그 축 감삽부(17)의 단부가 위치되도록 설치되어 있고, 축받침(9b)과 회전축(3)의 마찰에 의하여 발생하는 마모분이 자성재료로서, 형성된 센서 마그네트(14)의 축 감삽부(17)에 흡착되어 마모분의 주위에의 비산이 방지되도록 만들어졌다.

Description

무브러시 모우터

제 1 도는 본 발명에 관한 무브러시 모우터의 일실시예를 표시하는 종단면도.

제 2 도는 제 1 도에 표시한 실시예에 있어서 센서 마그네트의 전체 사시도.

제 3 도는 센서 마그네트의 다른 실시예를 표시하는 종단면도.

제 4 도는 센서 마그네트의 또 다른 실시예를 표시하는 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기판 하우징 2 : 고정자

3 : 회전축 4 : 로우터

5 : 회로기판 6 : 지지통

7 : 전기자 코어 8 : 전기자 코일

9a, 9b : 축받침 10 : 로우터 하우증

11 : 로우터 마그네트 12 : 축받침 와셔

14 : 센서 마그네트 15a : 개체부

15b : 본체부 16 : 호올소자

17 : 축 감삽부 18 : 슬러지 저장부

19 : 중공 원통부 20 : 센서 플랜지

21 : 센서 마그네트

본 발명은 무브러시 모우터에 관하여, 특히 축받침 등으로 부터 발생하는 슬러지(sludge)라고 칭하는 마모분에 기인하여 제어회로 등의 고장의 발생 방지를 꾀한것에 관한 것이다.

무브러시 모우터는 영구자석계자를 회전자로 하는 한편 전기자를 고정자로 하여 직류 모우터에 있어서의 정류자와 브러시를 대신하여 반도체 소자에 의하여 각 전기자 코일의 전류전환을 행할 수 있도록 함으로써 직류 모우터의 무브러시화를 도모한 것으로서 공지 또는 주지된 것이다.

이와같은 무브러시 모우터 구조로서는 로우터나 고정자 등이 배설될 하우징의 내부에 고정자의 통전전류를 제어하기 위한 제어회로도 같이 배설되는 일이 많다.

이 때문에 하우징 내부는 먼지 등의 비산이 극력 근소하기를 바라며, 그것을 위한 방책의 하나로서, 예컨대 실용신안 공개 소 58-131150호 공보에 공지된 바와 같이, 축받침의 내주면에 접합하는 회전축의 부위를 그 전후의 부위의 경 보다 크게 형성시킴으로써 함유축 받침부재에서 침출하여 그 앞의 대경부분에 부착한 윤활유가 원심력을 받로고 하여 축받침과의 사이를 보지될 수 있도록 함으로써 그 전후의 소경부에 번져 나가지 못하도록 하며, 윤활유의 비산을 방지하도록 한 것이다.

그러나, 무브러시 모우터 내부에 있어서는 윤활유의 비산외에도 축 및 축받침의 회전으로 인한 마모, 그 마모분의 비산이 발생하는 일이 있으나, 상술한 종례예에서는 이 마모분의 비산을 막을 수가 없으므로 예컨대 마모분에 의한 제어회로의 단락사고가 발생할 수가 있어서 무브러시 모우터의 신뢰성의 저하를 초래시키는 문제점들이 있었다.

본 발명의 목적은 축과 축받침에서 발생하는 마모분의 비산을 방지시킬 수 있는 무브러시 모우터를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 마모분에 기인하는 제어회로의 단락사고가 없는 무브러시 모우터를 제공하는 데 있다.

상기 본 발명의 목적은, 로우터의 일단에 취착된 센서 마그네트 회전에 따른 자극변화를 검출하고, 고정자에 설치된 전기자 코일의 통전을 제어함으로써 회전자계를 발생시켜 전기로우터를 회전시키도록 한 무브러시 모우터에 있어서, 전기 센서 마그네트는 전기 로우터가 고정 설치된 회전축이 끼워진 축 감삽부를 가지며, 내장된 축받침을 개재하여 전기 회전축을 회전자재토록 지지시키는 지지부재의 단부 근방에 설치된 전기 축받침의 근방에 전기 축 감삽부의 단부가 위치할 수 있도록 전기 축 감삽부에 회전축을 끼워넣어서 되는 것인 무브러시 모우터에 의하여 달성되는 것이다.

본 발명에 있어서, 센서 마그네트의 축 감삽부가 축받침의 근방에 위치함으로 인하여 회전축과 축받침간의 마찰에 의하여 생긴 마모분은 자화되어져 있는 축 감삽부에 빨려들어가 흡착되는 것으로서, 그 때문에 종래와는 달리 마모분이 회전축의 주위에 비산하는 것을 방지한다.

이하, 본 발명의 상세한 첨부도면을 참조하면서 설명한다.

그리고, 이하에서 설명하는 부재, 배치 등은 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 취지의 범위내에서 여러가지로 개정 변경할 수 있는 것이다.

첫째, 본 실시예에 있어서, 무브러시 모우터의 전체 구성에 있어서 제 1 도를 참조하면서 설명한다.

본 실시예의 무브러시 모우터는 기판 하우징(1)에 기부가 고정된 고정자(2)와, 회전자재토록 설치된 회전축(3)에 고착된 로우터(4)와, 고정자(2)의 통전전류의 전환을 제어하는 회로기판(5)으로서 대별되어 있는 것이다.

고정자(2)는 지지통(6)의 외주에 취착된 자성재로 부터 되는 전기자 코어(7)에 권선(卷線)이 대감기어서 되며, 예컨대 6극의 전기자 코일(8)이 형성되어 있는 것이다.

그리고, 이 전기자 코일(8)은 회로기판(5)에 형성된 제어회로에 의하여 통전 전류의 전환이 행해짐에 따라서 회전자계를 발생하도록 되어 있는 것이다.

지지부재로서의 지지통(6)은 중공 원통상으로 형성되어 된 것으로서, 그 일단부는 기판 하우징(1)에 고착되어 동 하우징(1)내에 연통되도록 되어 있다.

또한, 이 지지통(6)의 양단 근방의 내부에는 축받침(9a), (9b)이 각각 설치되어 있으며, 회전축(3)이 회전자재토록 지지되어 있다. 여기에서 축받침(9a), (9b)은 예컨대 철 또는 동을 주성분으로 하는 소결합금(燒結合金)이며, 스핀들유 등의 윤활유를 함침시켜 만드는 부재를 사용하여 형성된 것으로서, 지지통(6)과 회전축(3)간에 압입되어 있는 것이다.

회전축(3)은 그 양단이 지지통(6)에서 돌출하도록 설치되어 있으며, 지지통(6)의 기부(기판 하우징(1)에 되어 있는 축)와 반대측에서 돌출한 회전축(3)의 기부에는 로우터(4)가 고착되어 있다.

본 실시예의 로우터(4)는 거의 팔 모양으로 형성된 로우터 하우징(10)과 그의 로우터 하우징(10)의 내주면에 설치한 로우터 마그네트(11)로 되는 것으로서, 로우터 하우징(10)은 그 저부측이 위(반기판 하우징(1)측)에 개구면측이 기판 하우징(1)을 바라보는 것 같이 하여 저부 중앙에 삽통된 회전축(3)에 고착되어 있다. 또한, 이 로우터 하우징(10)의 내측부의 저부와 한쪽의 축받치(9a)간에는 회전축(3)에 삽통된 축받침 와셔(12)와 리테이너(13)가 개재하고 있다.

로우터 마그네트(11)는 전기자 코어(7)와 그 주연(가장자리)에 대향하도록 하여 로우터 하우징(10)의 내주면에 고착되어 있고, 그 자극수는 앞에서 설명한 고정자(2)의 6극의 전기자 코일(8)에 대하여 4극으로 되어 있다.

한편, 기판 하우징(1)을 바라보는 회전축(3)의 단부에는 센서 마그네트(14)가 설치되어 있고 (상세는 후술), 그 센서 플랜지(20)는 회로기판(5)의 이면측에 있어서 센스 마그네트(14)의 센서 플랜지(20)를 바라보도록 고착되어 있다.

본 실시예의 센서 마그네트(14)는 제 2 도에서 표시한 바와 같이 회전축(3)이 감삽되도록 중공 원통형으로 형성된 축 감삽부(17)를 가짐과 동시에, 이 축 감삽부(17)의 한 쪽 단부의 외주에 있어서는 환상의 오목부가 형성되면서 슬러지(폐기물) 저장부(18)가 설치되어 있다. 축 감삽부(17)는 그 외경이 지지통(6)의 내경과 거의 같도록 형성되어 있다. 또한, 이 센서 마그네트(14)는 이 슬러지 저장부(18)의 하측(슬러지 저장부(18)의 개구측과 반대측)에 축 감삽부(17)보다 대경으로 형성된 중공 원통부(19)가 형성되어 있으며, 그 중공 원통부(19)의 하단측에는 센서 플랜지(20)가 형성되어 이루어지는 것이다.

본 실시예에 있어서는, 이 센서 마그네트(14)는 플라스틱 마그네트를 사용하여 상술한 각부가 일체적으로 형성되어 진 것이다. 따라서, 제 2 도에서 표시한 것 같은 형상을 얻기 위한 가공처리가 용이하게 행해지는 이점이 있다.

그리하여, 센스 마그네트(14)는 고정자(2)의 전기자 코일(8)에 의하여 형성되는 자극수에 대응한 수의 자극이 원주방향에서 착자되어져 있고, 본 실시예에 있어서는 4극의 자극이 착자되어 있다. 이 착자는 센서 플랜지(20)뿐만 아니라 축 감삽부(17)의 단면(17a)까지 행해지고 있다(제 2 도 참조).

이러한 구조의 센서 마그네트(14)는 축 감삽부(17)에 회전축(3)이 감삽되고, 또한 축 감삽부(17)의 단부가 지지통(6)에 감삽되어, 그 단면(17a)이 또 하나의 축받침 와셔(12)에 당접되도록 설치되어 있다. 이 또 하나의 축받침 와셔(12)는 축받침(9b)과 단면(17a)간에 물리도록 설치되어 있는 것이다.

상기 구성에 있어서의 무브러시 모우터는 예컨대 회전축(3)의 상방(기판 하우징(1)과 반대측의 부위)에 도시하지 않은 팬이 고착되어 차량용 공조제어 장치 등에 있어서 소위 아스피레이터 팬 모우터를 사용하는 것이다.

상기 구조에 있어서, 본 실시예의 무브러시 모우터의 작동을 설명하면, 첫째 도시 생략한 작동 스위치의 투입에 의하여 회로기판(5)에 형성된 제어회로에 전원전압이 공급되어 호올소자(16)에 의하여 이 호올소자(16)와 대향하는 센서 플랜지(20)의 자극이 검지되고, 검지된 자극에 대응하여 회로기판(5)의 제어회로로 부터 전기자 코일(8)의 통전이 행하게 된다.

그리고, 전기자 코일(8)의 통전에 의하여 발생하는 자계와 로우터 마그네트(11)간에서 발생하는 자기력에 의하여 모우터(4)가 회전을 개시하고, 로우터(4)의 회전위치가 호올소자(16)에 검출되어 로우터(4)의 회전위치에 응하여서 회로기판(5)의 제어회로에 의거 전기자 코일(8)의 통전전류의 전환이 행해져 나감으로 인하여 회전자계가 형성되어 로우터(4)의 회전이 유지되는 것으로 된다.

이러한 로우터(4)의 회전이 장시간 계속적 혹은 단속적으로 행해짐으로써 축받침(9a), (9b)과 회전축(3)의 마찰이나 축받침 와셔(12)와 회전축(3)의 마찰 등으로 소위 슬러지라고 칭하는 마모분이 발생한다. 특히, 축받침(9a)에 있어서 발생한 마모분은 지지통(6)의 하단측에서 외부로 서서히 나타나는 것 같이 된다. 이 때문에, 마그네트에서 형성된 축 감삽부(17)를 갖지 않는 종래의 것에 있어서는 회전할 때에 생기는 원심력에 의하여 주위로 비산하고, 특히 회로 기판(5)상에 비산시킨 경우에는 회로를 단락하는 것 같은 일이 발생할 수가 있었다.

그러나, 본 실시예와 같은 마그네트로서 되는 축 감삽부(17)가 설치되어 있으므로서 상술한 바와 같이 발생한 금속부재로 부터 슬러지 (A) (제1도 참조)는 축 감삽부(17)의 외주면이 자력에 의하여 흡착됨으로써 종래와는 달라서 그 비산을 방지시켜 임시로 흡착력이 약하다고해도 슬러지 저장부(18)에 떨어져서, 거기에서 자력에 의하여 흡착되어 보지됨으로써 종래와 같은 비산에 기인하는 문제 발생이 미연에 방지되는 것으로 된다. 또, 축 감삽부(17)의 단면 (17a)에 있어서도 슬러지가 흡착되고, 그 흡착된 슬러지가 축받침(9b)의 오일이 이 부분에서 외부로 유출되는 것을 막도록 기능함으로써 오일을 유출방지하는 효과도 발생하는 것이다.

본 실시예에 있어서, 센서 마그네트(14)는 플라이스틱 마그네트를 사용하여 형성했으나, 특별히 플라스틱 마그네트로 할 필요가 없으며, 다른 자성재료 (예컨대 알루니고계 자석합금이나 희토류, 코발트계 자석합금 등)라도 좋은 것은 물론이다.

또, 본 실시예에 있어서는 축 감삽부(17)의 하단에 슬러지 저장부(18)를 설치했으나, 이것은 꼭 필요한 것은 아니며, 예컨대 제3도에서 표시되는 바와 같이 슬러지 저장부(18)를 설치하지 않는 구조로 해도 좋다.

또한, 본 실시예에 있어서, 센서 마그네트(14)는 그 전체가 착자된 것으로 했으나 반드시 전체가 착자되어 있을 필요는 없고, 다음에 설명하는 것 같은 구성이라도 좋은 것이다.

즉, 제4도에서 표시한 바와 같이, 이 센서 마그네트(21)는 축 감삽부(17)와 중공 원통부(19)와 센서 플랜지(20)를 각각 별채로 형성하고, 이것 등을 예컨대 접착대에 의거하여 일체로 결합시켜 되는 것으로서, 그 외관 형상은 제2도에서 표시한 바 전자의 실시예와 동일한 것이다. 이때에, 축 감삽부(17)와 센서 플래지(20)가 자성재료로서 형성되고 제2도에서 설명한 것 같이 착자되어 있으면 좋고, 중공 원통부(19)는 비자성재료로서 형성되어도 무방한 것이다.

더욱이, 본 실시예에 있어서 지지부재로서의 지지통(6)을 하나의 중공 원통형으로 형성시켰으나, 반드시 이러한 형태로 한정할 필요는 없고, 예컨대 각 레이디얼 축받침(9a), (9b)이 배치되는 부위에 각각 별개의 중공 원통부재를 설치하는 것 같은 구성으로 해도 좋다. 또, 반드시 중공 원통형일 필요는 없고, 축받침(9a), (9b)을 보지시킴과 동시에 회전축(3)을 지지할 수 있는 형상이면 좋은 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 있어서 축받침에서 발생한 소위 슬러지를 흡착시키는 것 같은 구성으로 하는 것으로서, 슬러지의 비산이 방지됨으로써 슬러지의 비산에 기인하는 회로의 단락사고를 없앨 수가 있고, 신뢰성이 높은 무브러시 모우터를 제공할 수가 있다고 하는 효과를 이룰 수 있다.

또, 센서 마그네트는 축받침의 하단까지 연설되어 있으므로 그 축받침의 하단측의 센서 마그네트가 흡착되는 것으로서, 축받침 하단에서의 축받침내로 부터의 윤활유의 유실을 방지할 수 있다고 하는 효과를 낼 수 있다.

또한, 무브러시 모우터의 필수 구성부분인 센서 마그네트를 유용(流用)하는 것 같은 구조로 했기 때문에 부품점수를 더 할 것 없이 무브러시 모우터의 신뢰성 향상을 도모시킬 수 있는 효과를 이룰 수 있다.

Claims (8)

1. 로우터(4)의 일단에 부착된 센서 마그네트(14)의 회전에 따라 자극변화를 검출하고, 고정자에 설치된 전기자 코일에의 통전을 제어함으로써 회전자계를 발생시켜 상기 로우터를 회전할 수 있도록 하여서 된 무브러시 모우터에 있어서, 상기 센서 마그네트(14)는, 상기 로우터(4)가 고정된 회전축(3)이 끼워지는 그 외견형상이 원통형으로 형성하여서 된 축감삽부(17)을 지니고, 이 축감삽부(17)의 일단에는, 축 감삽부(170보다도 큰 지름을 지니고 중공원통형상으로 형성하여서 된 중공원통부(19)가 설치되고, 이 중공원통부(19)의 축감사부(17)측과 반대측의 단부에는, 센서플랜지(20)가 형성되었으며, 상기 센서마그네트914)는, 내장된 축받이(9a, 9b)를 개재하여 상기 회전축(3)을 회전이 자유롭게 지지하는 지지부재(6)의 단부 근방에 설치한 상기 축받이(9b)의 근방에 상기 축 감삽부(17)의 단부가 위치할 수 있도록 상기 축 감삽부(17)에 회전축(3)을 끼워서 된 것을 특징으로 하는 무브러시 모우터.
2. 제1항에 있어서, 센서 마그네트(14)는, 플라스틱 마그네트로서 형성된 것을 특징으로 하는 무브러시 모우터.
3. 제1항에 있어서, 센서 마그네트(14)는, 축 감삽부(17)의 외주에 축방향의 단면이 오목부가 되도록 슬러지 저장부를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무브러시 모우터.
4. 제2항에 있어서, 센서 마그네트(14)는, 축 감삽부(17)의 외주에 축방향의 단면이 오목부가 되도록 슬러지 저장부를 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 무브러시 모우터.
5. 로우터의 일단에 부착된 센서 마그네트(14)의 회전을 따라 자극변화를 검출하고, 고정자(2)에 설치된 전기자 코일(8)의 통전을 제어함으로써 회전자계를 발생시켜 상기 로우터(4)를 회전할 수 있도록 하는 무브러시 모우터에 있어서, 상기 로우터(4)는 원형의 개구면을 지니는 컵형 부재와, 이 컵형 부재의 중심을 관통하도록 부착시킨 회전축(3)과, 상기 컵형 부재의 내원주면상에 배설된 복수의 자석(11)으로 되었으며, 상기 고정자(2)는 자성재로 된 전기자 코어(7)에 설치시킨 복수의 전기자코일(8)을 지니고 있으며, 이 복수의 전기자 코일(8)이 상기 로우터(4)로 배설된 복수의 자석(11)의 내측에 위치할 수 있도록 하여 상기 로우터(4)에 대하여 고정되어서 되며, 상기 고정자(2)의 중심에는 중공 원통형으로 형성된 지지부재(6)가 이 고정자(2)를 관통하도록 설치하였으며, 상기 로우터(4)의 회전축(3)이 상기 지지부재(6)의 양단부 근방에 각각 내장된 2개의 축받이(9a, 9b)를 개재하여 상기 지지부재(6)에 의하여 회전자재토록 지지하는 한편, 상기 회전축(3)의 한쪽 단부에는 센서 마그네트(14)가 장착되고, 당해 센서 마그네트(14)는, 상기 회전축(3)이 감삽되어서 그 외견형상이 원통형으로 형성하여서 된 축 감삽부(17)를 지니며, 이 축 감삽부(17)의 일단에는 이 축 감삽부(17)보다도 큰 지름을 지니고 중공원통형으로 형성하여서 된 중공원통부(19)가 설치되고, 이 중공원통부(19)의 축감삽부(17)측과 반대측의 단부에는 센서플래지(20)가 형성되었으며, 이 감삽부(17)의 단부가 상기 한쪽의 축받이(9b)의 근방에 위치할 수 있도록 축 감삽부(17)에 회전축(3)을 끼워서 된 것을 특징으로 하는 무브러시 모우터.
6. 제5항에 있어서, 센서 마그네트(14)는, 플라스틱 마그네트로서 형성된 것을 특징으로 하는 무브러시 모우터.
7. 제5항에 있어서, 센서 마그네트(14)는, 축 감삽부(17)의 외주에 축방향의 단면이 오목부가 되도록 슬러지 저장부(18)를 형성하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 무브러시 모우터.
8. 제6항에 있어서, 센서 마그네트(14)는, 축 감삽부(17)의 외주에 축방향의 단면이 오목부가 되도록 슬러지 저장부(18)를 형성하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 무브러시 모우터.