KR100316636B1

KR100316636B1 - 1상 무정류자 직류 모터

Info

Publication number: KR100316636B1
Application number: KR1019970058653A
Authority: KR
Inventors: 박왕식
Original assignee: 이형도; 삼성전기주식회사
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 2002-01-15
Also published as: KR19990038791A

Abstract

본 발명은 1상(1相) 무정류자 직류 모터(BLDC Motor)에 대한 것으로 발명의 주된 목적은 융착성형 코일을 사용하지 않음으로서 생산성을 향상시킴과 동시에 생산 원가를 낮출 수 있도록 하는데 있으며, 또 한편으로는 스테이터 요크의 모양을 개량함으로서 스테이터 코어의 역할을 수행하면서 전동기의 효율을 증대시킬 수 있도록 하는데 있는 것이다.

이를 위한 특징적인 수단은 중앙에 베어링 홀더를 가지고, 상면에 PCB를 보유하는 하우징부재, 상기 하우징부재의 베어링 홀더 속에서 베어링을 개입하여 축설시킨 샤프트, 상기 샤프트의 상단에 축착된 채 내저면에 마그네트를 보유하는 회전이 가능한 로터 및 상기한 하우징부재의 PCB 위에서 베어링 홀더 외경에 권선시킨 코일과, 이 코일의 상면에 고정시키되, 마그네트의 N극 극성 수에 따라 유효부와 절결부를 교대로 가지도록 풍차모양으로 형성한 스테이터 요크로 이루어진 스테이터로 구성하는데 있다.

Description

1상 무정류자 직류 모터

본 발명은 1상(1相) 무정류자 직류 모터(BLDC Motor)에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 스테이터의 구성을 개량한데 특징이 있는 것이다.

일반적으로 1상 무정류자 직류 모터는 정밀 회전이 필요치 않은 단순한 회전기기(예컨데 FAN 등)에 사용되는 것으로 도 1에서 보는 바와 같이 하우징 부재(1)의 중앙에 샤프트(2)를 축설하고, 그 둘레에 스테이터(4)를 설치하고, 상기 샤프트(2)의 상단에 로터(3)를 설치하여 구성하되, 스테이터(4)는 PCB(5)상면에 부착한 성형 코일(4a)과, PCB(5)저면에 부착한 요크(4b)로 이루어 지며, 로터(3)는 내저면에 N극과 S극이 방사상으로 반복된 마그네트(31)가 부착되어 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 1상 무정류자 직류 모터는 코일(4a)과 마그네트(31)가 면대향하는 형태의 모터로서 코일(4a)을 임의의 형상으로 융착 성형하여 PCB(5)위에 부착하는 형태이기 때문에 제조가 어려울 뿐만 아니라 제조 단가가 높아지며, 특히 스테이터 코어가 없기 때문에 전동 효율이 떨어지며, 쉬프트 코깅(Shift Cogging)발생을 목적으로 코깅 코어를 별도로 사용하여야 하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 새로운 형태의 1상 무정류자 직류 모터를 안출한 것으로, 발명의 주된 목적은 융착성형 코일을 사용하지 않으므로서 생산성을 향상시킴과 동시에 생산 원가를 낮출 수 있도록 하는데 있으며, 또 한편으로는 스테이터 요크의 모양을 개량하므로서 스테이터 코어의 역할을 수행하면서 전동기의 효율을 증대시킬 수 있도록 하는데 있는 것이다.

도 1은 종래의 구성을 보인 단면도,

도 2는 종래의 스테이터 요크를 보인 상세도,

도 3은 본 발명의 구성을 보인 정단면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영구자석의 저면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스테이터 요크의 평면도,

도 6은 본 발명의 스테이터 요크의 상세 구성도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징부재 2 : 샤프트

3 : 로터 4 : 스테이터

5 : PCB 6 : 베어링

11 : 베어링 홀더 31 : 마그네트

41 : 코일 42 : 스테이터 요크

42a : 유효부 42b : 절결부

42c : 절단부 42d : 내주연부

이하 본 발명의 상세한 구성 및 작동을 첨부 도면에 따라 설명한다.

도 3은 본 발명이 실시된 1상 무정류자 직류 모터의 단면도로서 휀에 이용된 경우이다.

도 3에서 보는 바와 같이 본 발명의 모터는 하우징 부재(1)와, 샤프트(2)와, 로터(3)와, 스테이터(4)로 이루어 진다.

하우징 부재(1)는 중앙에 베어링 홀더(11)를 가지고, 상면에는 PCB(5)가 얹혀 고정되어 있으며, 샤프트(2)는 상기한 베어링 홀더(11)의 내경에 베어링(6)을 개입시켜 축설하였다.

또한 로터(3)는 샤프트(2)의 상단에 축착하되, 내저면에 마그네트(31)를 보유하는 것이며, 스테이터(4)는 PCB(5)의 위에서 마련된 스테이터 요크(42)와, 코일(41)로 이루어 지는 바, 상기 스테이터 요크(42)는 중앙에서 하향 연장된 내주연부(42c)를 상기 베어링 홀더(11)에 끼워 고정한 것이며, 코일(41)은 상기 스테이터 요크(42)의 내주연부(42c) 외경에 권선한 것이다.

이때, 상기한 스테이터 요크(42)는 원판부분의 일부를 절결하여 유효부(42a)와 절결부(42b)가 반복되도록 풍차 모양으로 형성하되, 유효부(42a)의 개수는 로터(3)의 마그네트(31)가 갖는 N극 또는 S극의 수와 동일하게 맞춘 것이다.

뿐만 아니라 상기한 유효부(42a)는 부채꼴 모양으로 형성하되, 쉬프트 코깅발생을 위해 일부 모서리를 절단부(42d)와 같이 절단하여 비대칭형으로 형성한다.

여기서 상기한 유효부는 도 5에서 보는 바와 같이 2π/P의 값을 만족하도록 하고, 또 절단부(42d)는 크기는 유효부의 길이 방향으로 h/3, 원호 방향으로 2π/P의 값을 만족하도록 절단해 낸다.

상기한 π는 원주율, P는 마그네트의 극성수, h는 유효부의 길이이다.

도면중 미설명 부호 32는 임펠러, 51은 자극검출 소자, 52는 구동회로 소자이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 모터는 코일(41)에 전원이 공급되었을 경우 자계가 형성되므로 로터(3)가 회전할 수 있게 된다.

이때, 각각의 유효부(42a)가 절단부(42d)로 인해 비대칭형으로 형성되어 있기 때문에 로터(3)의 마그네트(31) 극성이 각각의 유효부(42a)위에 정확히 위치해도 자체적으로 코깅이 발생하여 로터(3)는 즉시 회전할 수 있게 된다.

이상에서 자세히 설명한 바와 같은 본 발명의 모터는 스테이터의 코일을 종래와 같은 융착 코일을 사용하는 것이 아니라 베어링 홀더(11)의 외경에 직접 권선하여 형성하기 때문에 제작 하기가 용이하여 생산성이 향상될 뿐만 아니라 생산 원가 절감에 기여할 수 있으며, 특히 쉬프트 코깅용 코어를 사용하지 않아도 자체적으로 코깅이 발생하며, 더 나가서 전동기의 효율을 극대화 시킬 수 있게 되는 장점을 갖는 것이다.

Claims

중앙에 베어링 홀더(11)를 가지고, 상면에 PCB(5)를 보유하는 하우징 부재(1);

상기 하우징부재의 베어링 홀더 속에서 베어링을 개입하여 축설시킨 샤프트(2);

상기 샤프트의 상단에 축착된 채 내저면에 마그네트(31)를 보유하는 회전이 가능한 로터(3); 및

상기한 하우징부재의 PCB 위에서 베어링 홀더 외경에 권선시킨 코일(41)과, 이 코일의 상면에 고정시키되, 마그네트의 N극 극성 수에 따라 유효부(42a)와 절결부(42b)를 교대로 가지도록 풍차모양으로 형성한 스테이터 요크(42)로 이루어진 스테이터(4);

로 구성하여서 됨을 특징으로 하는 1상 무정류자 직류 모터.
제 1 항에 있어서,

상기한 스테이터의 스테이터 요크(42)는 하향 연장된 내주연부(42c)가 코일(41)과 하우징의 베어링 홀더(11)의 사이에 있도록 형성하여서 됨을 특징으로 하는 1상 무정류자 직류 모터.
제 1 항에 있어서,

상기한 스테이터의 스테이터 요크(42)는 각각의 유효부(42a)를 부채꼴 모양으로 형성하되,

π: 원주율, P: 마그네트의 극성수일 때,

각각의 폭이 2π/P의 값을 만족하도록 하여서 됨을 특징으로 하는 1상 무정류자 직류 모터.
제 1 항에 있어서,

상기한 스테이터의 스테이터 요크(42)는 그 유효부(42a)의 일측 모서리를 절단부(42d)로 절단하여 좌,우 비대칭의 모양으로 형성하여서 됨을 특징으로 하는 1상 무정류자 직류 모터.
제 4 항에 있어서,

상기한 스테이터 요크의 유효부(42a)를 절단부(42d)로 절단하되, 절단 크기를

π: 원주율, P: 마그네트의 극성수, h: 요크의 유효길이일 때,

유효 길이 방향은 끝으로부터 h/3,

원주방향은 일측편 끝으로부터 π/2P의 값을 만족하도록 하여서 됨을 특징으로 하는 1상 무정류자 직류 모터.