KR100301517B1

KR100301517B1 - 비엘디시 모터의 회전자구조

Info

Publication number: KR100301517B1
Application number: KR1019990029979A
Authority: KR
Inventors: 김영관; 박진수; 김태형
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2001-11-01
Also published as: KR20010010864A

Abstract

본 발명은 비엘디시 모터의 회전자구조에 관한 것으로, 본 발명은 일정 외경과 길이를 갖도록 형성되어 고정자의 내부에 삽입됨과 아울러 상기 고정자에 상응하는 복수개의 극수가 착자된 착자부와, 상기 착자부의 양측에 각각 소정의 길이로 연장 형성되는 축부로 구성하도록 하여 모터에서 발생되는 회전력을 다른 시스템에 전달하는 모터축과 자장을 형성하는 영구자석을 하나의 부품으로 구성함으로써 구조를 간단하게 할 뿐만 아니라 구성 부품 수를 감소시켜 제작 원가를 절감시키고 조립 생산성을 높일 수 있도록 하며, 초고속 회전에 대하여 회전 저항을 감소시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

비엘디시 모터의 회전자구조{ROTOR FOR BRUSHLESS D.C MOTOR}

본 발명은 비엘디시 모터의 회전자구조에 관한 것으로, 특히 구조를 간단하게 할 뿐만 아니라 구성 부품 수를 줄이고 아울러 고속 회전에 내구성이 강한 비엘디시 모터의 회전자구조에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 전기적인 에너지를 운동에너지로 전환시켜 외부로 동력을 출력하게 되는 것으로 그 종류는 다양하다. 도 1a, 1b는 비엘디씨 모터(BLDC; Brushless DC Motor)의 일례를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 비엘디씨 모터는 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 모터 케이싱(10)과, 상기 모터 케이싱(10)의 내부에 고정 결합되는 고정자(Stator)(20)와, 상기 고정자(20)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(Rotor)(30)와, 상기 회전자(30)의 내부에 압입되어 회전자(30)의 회전력을 다른 시스템에 전달하는 모터축(40)과, 상기 회전자(30)의 위치를 감지하는 홀 센서(Hall Sensor)(50)를 포함하여 구성된다.

상기 고정자(20)는 원통형으로 형성된 내주면에 다수개의 티스(21a)가 형성된 코어(21)와 상기 코어의 티스(21a)에 권선되는 권선 코일(22)이 결합되어 이루어진다.

상기 회전자(30)는 소정의 외경과 길이를 갖는 모터축(40)의 외주면에 원통형을 이루도록 영구자석(Permanent Magnet)(31)이 부착되며 회전시 상기 영구자석(31)이 이탈되는 것을 방지하기 위하여 영구자석(31)을 복개하는 원통형의고정부재(일명;Shrinking Ring)(32)가 결합되고 상기 영구자석(31)의 일측단에 자로를 형성하는 백요크(33)가 결합되어 이루어진다. 상기 영구자석(31)은 Nd-Fe-B 자석이 사용되며 그 영구자석(31)은 복수 개로 구성된 영구자석편이 모터축(40)에 부착되어 원통형을 이루게 된다. 상기 고정부재(32)는 얇은 두께를 갖는 원통형으로 소정의 길이를 갖도록 형성된다. 그리고 상기 백요크(33)는 얇은 두께와 폭을 가지며 영구자석(31)이 형성하는 직경에 상응하는 원형 링 형태로 형성된다.

상기한 바와 같은 비엘디시 모터는 상기 홀 센서(50)의 회전자 위치감지에 의해 고정자(20)의 권선 코일(22)에 전류가 번갈아 인가되면 권선 코일(22)에 흐르는 전류와 회전자(30)를 구성하는 영구자석(31)의 상호작용에 의해 회전자(30)가 회전하게 되며 그 회전력은 회전자(30)에 압입된 모터축(40)에 전달되어 다른 시스템에 전달된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 비엘디시 모터는 모터의 회전수를 50,000 rpm이상의 초고속으로 운전하게 될 경우 회전자(30)의 원심력에 의해 영구자석(31)이 파손되는 것을 원통형의 고정부재(32)가 방지하고 있으나 이는 별도의 고정부재(32)를 결합하여야 하므로 부품수가 증가하게 될 뿐만 아니라 조립 공정수가 증가하게 되고 또한 고정부재(32)로 인하여 회전자(30)와 고정자(20)사이의 간극이 커지게 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 구조를 간단하게 할 뿐만 아니라 구성 부품 수를 줄이고 아울러 고속 회전에 내구성이 강한 비엘디시모터의 회전자구조를 제공함에 있다.

도 1a,1b는 종래 비엘비시 모터의 회전자가 구비된 비엘디시 모터의 정단면도 및 측단면도,

도 2a,2b는 본 발명의 비엘비시 모터의 회전자가 구비된 비엘디시 모터의 정단면도 및 측단면도,

도 3은 본 발명의 비엘디시 모터의 회전자구조를 도시한 정면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

20 ; 고정자 61 ; 착자부

62 ; 축부

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 일정 외경과 길이를 갖도록 형성되어 고정자의 내부에 삽입됨과 아울러 상기 고정자에 상응하는 복수개의 극수가 착자된 착자부와, 상기 착자부의 양측에 각각 소정의 길이로 연장 형성되는 축부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 비엘디시 모터의 회전자구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 비엘디시 모터의 회전자구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 2a, 2b는 본 발명의 비엘디시 모터 회전자의 일예가 적용된 비엘디시 모터를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 먼저 비엘디시 모터는 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 모터 케이싱(10)의 내부에 고정자(20)가 고정 결합된다. 상기 고정자(20)는 원통형으로 형성되며 그 내주면에 복수개의 티스(21a)가 형성된 코어(21)와 상기 코어(21)의 티스(21a)에 권선되는 권선 코일(22)을 포함하여 구성되며 상기 코어(21)가 모터 케이싱(10)내부에 고정 결합된다.

그리고 본 발명의 회전자(60)가 상기 고정자(20)에 회전 가능하도록 삽입된다. 본 발명의 회전자구조는, 도 3에 도시한 바와 같이, 일정 외경과 길이를 갖도록 형성되어 고정자(20)의 내부에 삽입됨과 아울러 상기 고정자(20)에 상응하는 복수개의 극수가 착자된 착자부(61)와, 상기 착자부(61)의 양측에 각각 소정의 길이로 연장 형성되는 축부(62)가 일체로 형성되어 이루어진다. 상기 착자부(61)는 상기 고정자(20)의 코어(21) 길이에 상응하는 길이로 형성됨이 바람직하며 그 외경은 고정자(20)의 코어(21) 내경에 상응하는 길이로 형성된다.

상기 회전자(60)를 구성하는 착자부(61)와 축부(62)는 Fe-Cr-Co 계 자석재료로 형성됨이 바람직하다. 상기 회전자(60)의 축부(62)는 모터 케이싱(10)에 결합되는 베어링(미도시)에 각각 지지된다.

이하, 본 발명의 비엘디시 모터 회전자구조의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 회전자(60)의 착자부(61) 위치를 홀 센서(50)가 감지함과 동시에 그에 상응하는 전류를 고정자(20)의 권선 코일(22)에 인가하게 된다. 상기 권선 코일(22)에 흐르는 전류와 회전자 착자부(61)의 상호작용에 의해 회전자(60)가 회전하게 되며 이와 동시에 착자부(61)의 위치를 홀 센서(50)가 지속적으로 감지하면서 그에 상응하는 전류를 권선 코일(22)에 번갈아 인가하게 되면서 회전자(30)가 지속적으로 회전하게 된다. 상기 회전자(30)의 회전력은 다른 시스템에 전달된다.

본 발명의 회전자(60)는 종래 모터축(40)과 영구자석(31)의 역할을 동시에 하게 되므로 부품 수가 감소되고 구조가 간단하게 된다. 즉, 종래 영구자석(31)의 비산을 방지하도록 영구자석(31)을 고정하는 고정부재(32)와 자로를 형성하는 백요크(33)의 사용을 배제하게 되어 부품 수가 감소되고 구조가 간단하게 된다.

또한, 본 발명의 회전자(60)는 일체 형태로 형성되므로 고속으로 회전할 경우 회전 저항이 감소되고, 아울러 Fe-Cr-Co 계 자석재료는 인장강도가 일반 자석재료에 비해 8 ~ 10배 정도 크게 되어 초고속으로 회전할 경우에도 표면 박리 등의 비산을 방지하게 될 뿐만 아니라 공극 자속밀도가 낮아 초고속에 유리하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 비엘디시 모터의 회전자구조는 모터를 구성하는 고정자의 권선 코일에 흐르는 전류와 상호작용하는 영구자석과, 모터에서 발생되는 회전력을 다른 시스템에 전달하는 모터축을 하나의 부품으로 형성하게 되어 구조가 간단하게 될 뿐만 아니라 구성 부품 수가 감소됨으로써 제작 원가를 절감시키고 조립 생산성을 높일 수 있으며 구조적 강도가 강하게 되어 고속 회전에 대하여 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

일정 외경과 길이를 갖도록 형성되어 고정자의 내부에 삽입됨과 아울러 상기 고정자에 상응하는 복수개의 극수가 착자된 착자부와, 상기 착자부의 양측에 각각 소정의 길이로 연장 형성되는 축부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 비엘디시 모터의 회전자구조.
제1항에 있어서, 상기 착자부와 축부는 Fe-Cr-Co 계 자석재료로 형성됨을 특징으로 하는 비엘디시 모터의 회전자구조.