KR100287851B1 - 브러시리스 모터의 회전자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러쉬리스 모터의 회전자에 관한 것으로서, 그 제작 과정을 단순화시켜 생산성이 증대하고, 이를 브러쉬리스 모터에 적용시 고장자와의 간격을 최소화시켜 구동 효율을 향상한 것이다.

이를 위해 본 발명은: 회전축(201)과; 회전축(201)에 압입된 일정 두께를 갖는 복수의 박판이 중첩된 회전자 코어(202)와; 회전자 코어(202)의 외주면 둘레에 N, S자극이 교대로 배열되게 일정간격 이격 배치되어 있고, 그 엣지 라인(edge line)이 라운딩 처리된 4개의 영구자석(203)과; 영구 자석(203)간에 형성된 틈에 몰딩되어 영구 자석(203)을 방사 방향으로 지지하고 영구자석(203)이 이루는 외경과 동일한 외경을 이루는 고정대(204a)와, 고정대(204a)와 일체로 몰딩되어 영구자석(203)의 양단면을 축방향으로 지지하는 고정링(204b)으로 이루어진 영구자석 홀더(204)를 구비한 브러쉬리스 모터의 회전자가 제공된다.

Description

브러쉬리스 모터의 회전자

본 발명은 가변속제어가 가능한 브러쉬리스 모터에 관련된 것으로서, 좀더 구체적으로는 고정자에서 발생된 자기력에 의해 회전하는 브러쉬리스 모터의 회전자에 관한 것이다.

도 1은 종래의 회전자가 적용된 브러쉬 모터의 횡단면도이고, 도 2는 종래 회전자의 종단면도이며, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이고, 도 4는 종래 회전자의 일부를 나타낸 사시도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 종래의 브러쉬리스 모터는: 전류를 공급 받아 자기력을 발생시키는 고정자(1)와; 상기 고정자 내부에 회전 가능하게 설치되어 고정자(1)에서 발생된 자기력에 의해 회전하는 회전자(2)와; 상기 고정자(1)에 공급되는 전류가 회전자(2)의 자극에 맞게 흐르도록 상기 회전자(2)의 위치를 정확하게 검출하는 회전자 위치 검출수단으로 크게 구성되어 있다.

상기 고정자(1)는: 고정자 하우징(11)과; 상기 고정자 하우징(11) 내부에 고정되어 있는 일정 두께를 갖는 복수의 박판이 서로 중첩된 고정자 코어(12)와; 상기 고정자 코어에 감겨져 전원 인가시 자기력을 발생시키는 고정자 코일(13)로 구성되어 있다.

또한 회전자(2)는: 고정자 하우징(11)의 양측에 설치된 베어링(3)에 의해 지지되어 있는 회전축(21)과; 일정 두께를 갖는 복수의 박판이 서로 중첩된 회전자코어(23)와; 상기 회전자 코어(23)의 외주면 둘레에 N, S자극이 교대로 배열되게 배치되어 있는 4개의 영구자석(23)과, 상기 영구자석의 외주면에 감싸여져 영구자석(23)을 방사방향으로 지지하는 원통형의 캔(24)과, 상기 캔(24)의 양단에 형성되어 영구자석(23)의 양단을 축방향으로 지지하는 인너 플랜지(inner flange) (24a)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 캔(24)은 비자성체인 금속판으로 4개의 영구자석(23)의 외주면을 감싼 다음 회전축(21)과 평행한 금속판의 양변을 용접한 것이고, 상기 인너 플랜지는 상기 캔(24)의 양단을 딥 드로잉(deep drawing)하여 양단이 내측으로 벤딩되도록 구성한 것이다.

그리고 상기 회전자 위치 검출수단은 회전자(2)를 구성하는 회전축(21)의 일단부에 설치된 영구자석(23)과 동일한 자극 배열을 갖는 센싱자석(4)과, 상기 센싱 자석(4)이 설치된 쪽의 고정자 하우징(11)의 일단부에 설치된 센서 브라켓(5)과, 상기 센서 브라켓(5)에 설치된 센싱 자석(4)의 자극 배열을 센싱하는 홀센서(6)로 구성된다.

이하, 종래 브러쉬리스 모터의 작용을 설명한다. 브러쉬리스 모터에 전원이 인가되면 상기 홀센서(6)의 센싱값은 홀센서(6)를 통해 컨트롤러(도시되지-않음)로 인가되며 이 컨트롤러는 회전자(2)의 위치를 정확하게 검출하게 된다. 이후, 상기 컨트롤러는 회전자(2)를 구성하는 영구자석(23)의 N, S자극 배열에 맞도록 고정자 코일(13)에 특정 방향으로 전원을 인가하여 상기 고정자 코일(13)이 회전자(2)의 회전 방향에 맞는 극성의 자기력을 발생하도록 한다. 이와 같이 발생된 유도 자기력과 회전자(2)를 구성하는 영구자석(23)의 자기력 사이에는 척력과 인력이 연속적으로 발생된다. 따라서, 상기 회전자(2)의 회전축(21)은 베어링(3)을 지지점으로 하여 연속적으로 회전하게 된다. 여기서, 상기 캔(24)은 영구자석(23)을 방사 방향으로 지지하여 회전자(2)가 고속으로 회전할 때에 영구자석(23)이 원심력에 의해 회전자 코어(22)로 부터 이탈되는 것을 방지하게 된다. 또한 상기 인너 플랜지(24a)는 상기 영구자석(23)을 축방향으로 지지하여 상기 회전자(24)에 발생된 열에 의해 캔(24)이 변형하더라도 영구자석(23)이 회전자 코어(22)로부터 이탈되는 것을 방지하게 된다.

그러나 상기 캔(24)을 제작하기 위해서 금속판의 양변을 용접하는 작업과 캔(24)의 양단을 딥 드로우잉 작업을 수행하여야 때문에 회전자의 제작 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 캔(24)이 영구자석을 감싸고 있으므로 캔(24)의 두께 이하로는 고정자(12)와 영구자석(23) 사이의 간격을 좁힐 수가 없어서 회전자(2)와 고정자(12)간에 서로 미치는 자기력이 약해져 브러쉬리스 모터의 구동 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 브러쉬리스 모터에 적용되는 회전자의 제작 과정을 단순화시켜 회전자의 제작성을 증대시키고, 회전자와 고정자와의 간격을 최소화시켜 구동 효율향상되도록 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따르면: 회전축과; 상기 회전축에 압입된 일정 두께를 갖는 복수의 박판이 중첩된 회전자 코어와; 상기 회전자 코어의 외주면 둘레를 따라 N, S자극이 교대로 배열되게 일정 간격 이격 배치되어 있고, 그 외측 엣지 라인이 라운딩 처리된 4개의 영구자석과; 상기 영구 자석간에 형성된 틈에 몰딩되어 상기 영구 자석을 방사방향으로 지지하고 상기 영구 자석이 이루는 외경과 동일한 외경을 이루는 복수의 고정대와, 상기 고정대와 일체로 몰딩되어 상기 영구자석의 양단면을 축방향으로 지지하는 고정링으로 이루어진 영구자석 홀더를 구비한 브러쉬리스 모터의 회전자가 제공된다.

제1도는 종래의 회전자가 적용된 브러쉬리스 모터의 요부 종단면도.

제2도는 종래의 회전자의 종단면도.

제3도는 제2도의 A-A선 단면도.

제4도는 종래의 회전자의 일부를 나타낸 사시도.

제5도는 본 발명에 따른 브러쉬리스 회전자가 적용된 브러쉬리스 모터의 종단면도.

제6도는 본 발명에 따른 브러쉬리스의 회전자의 종단면도.

제7도는 제6도의 B-B선 단면도.

제8도는 본 발명에 따른 브러쉬리스 회전자의 일부를 나타낸 사시도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

201 : 회전축 202 : 회전자 코어

203 : 영구자석 204a : 고정대

204b : 고정링

도 5는 본 발명에 따른 브러쉬리스 회전자가 적용된 브러쉬리스 모터의 종단면도이고, 도 6은 본 발명에 다른 브러쉬리스의 회전자의 종단면도이며, 도 7은 도 6의 B-B선 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 브러쉬리스 회전자의 일부를 나타낸 사시도이다.

이하 본 발명을 일실시르 도 5 내지 도 8을 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 브러쉬리스 회전자(2)는: 회전축(201)과; 상기 회전축(201)에 압입된 일정 두께를 갖는 복수의 박판이 중첩된 회전자 코어(202)와; 상기 회전자 코어(202)의 외주면 둘레에 N, S자극이 교대로 배열되게 일정 간격 이격 배치되어 있고, 그 엣지 라인(edge line)이 라운딩 처리된 4개의 영구자석(203)과; 상기 영구 자석(203)간에 형성된 틈에 몰딩되어 상기 영구 자석(203)을 방사 방향으로 지지하고 상기 영구자석(203)이 이루는 외경과 동일한 외경을 이루는 고정대(204a)와, 상기 고정대(204a)와 일체로 몰딩되어 상기 영구자석(203)의 양단면을 축방향으로 지지하는 고정링(204b)으로 이루어진 영구자석 홀더(204)를 구비한다.

이와 같이 구성되는 브러쉬리스 모터의 회전자는 상기 회전축(201)과, 회전자 코어(202)와, 4개의 영구자석이 조립되는 과정이 종래와 동일하므로 그 이후의 작업인 상기 영구 자석 홀더(204)를 제작하는 과정만을 하기에 설명한다.

먼저 외주면 둘레에 영구자석(203)이 배치되어 있는 회전자 코어(202)를 금형에 넣고, 상기 금형 내부로 몰드물을 주입시키면 금형의 형상으로 인해 상기 영구자석(203)의 양단면에 고정링(204b)이 몰딩됨과 동시에 상기 영구 자석(203)간에 형성된 틈사이로 고정대(204a)가 몰딩된다. 이후 몰딩물이 고화되면 금형을 제거하여 고정링(204b)과 고정대(204a)가 일체화된 영구자석 홀더(204)를 얻게 된다.

이와 같이 완성된 상기 영구 자석 홀더(204)의 고정대(204a)는 각 영구자석(203)의 외측 엣지 라인이 라운딩처리되어 몰딩되므로 몰딩된 고정대(204a)는 바깥쪽이 안쪽에 비해 더 넓어서 상기 각 영구자석(203)을 방사방향으로 지지하고, 상기 고정링(204b)은 상기 영구자석(203)의 양단을 축방향으로 지지하여 영구자석(203)이 축방향으로 이탈하는 것을 방지한다. 이에 따라 본 발명 브러쉬리스의 회전자(2)가 고속으로 회전하더라도 영구자석(203)의 이탈이 발생되지 않는다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 회전자의 영구 자석 홀더(204)는 단 한 번의 몰딩 작업에 의해서 완성되므로 회전자(2) 제작시 그 제작 공수를 종래의 원통형 캔(24)을 적용한 회전자(2)에 비해 상당히 줄일 수가 있다.

또한, 각 영구자석(203)의 외주면과 고정대(204a) 외주면은 동일한 외주면을 형성하므로 영구자석(203)과 고정자(1)의 간격을 최소로 할 수가 있게 된다. 따라서, 상기 고정자(1)와 회전자(2) 사이에서의 자기력이 손실되지 않고 구동 에너지로 전환되므로 구동 효율을 증대시킬 수가 있다.

Claims (1)

1. 회전축과; 상기 회전축에 압입된 일정 두께를 갖는 복수의 박판이 중첩된 회전자 코어와; 상기 회전자 코어의 외주면 둘레를 따라 N, S자극이 교대로 배열되게 일정 간격 이격 배치되어 있고, 그 외측 엣지 라인이 라운딩 처리된 4개의 영구자석과; 상기 영구 자석간에 형성된 틈에 몰딩되어 상기 영구 자석을 방사방향으로 지지하고 상기 영구 자석이 이루는 외경과 동일한 외경을 이루는 복수의 고정대와, 상기 고정대와 일체로 몰딩되어 상기 영구자석의 양단면을 축방향으로 지지하는 고정링으로 이루어진 영구자석 홀더를 구비한 브러쉬리스 모터의 회전자.