KR100321878B1 - 자석 가동형 브러시 없는 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자석 가동형 브러시 없는 모터(100)에 관한 것으로, 회전자(10)의 외측 원주를 동간격으로 등분하여 복수의 영구자석(11)이 부착되고, 적어도 회전자(10)보다 더 큰 지름을 가지는 동심의 원주에서 소정 구간을 제외한 일부 구간에 걸쳐 동간격으로 배열되는 복수의 슬롯(122)에 코일(123)이 권회된 아마츄어(121)가 고정자(120)를 이루도록 구성되어, 저 비용으로 다양한 용도에 부합할 수 있는 다양한 토크비의 모터가 설계·제작되는 이점이 있다.

Description

자석 가동형 브러시 없는 모터{A moving magnet type brushless motor}

본 발명은 자석 가동형 브러시 없는 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전체 원주에서 소정 구간을 제외한 일부 구간에 걸쳐 동간격으로 배열되는 복수의 슬롯에 코일이 권회된 아마츄어가 고정자를 이루도록 하여, 제작단가는 절감되면서도 토오크 특성을 다양하게 제작할 수 있도록 한 자석 가동형 브러시 없는 모터에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 기계적 일을 수행하는 전기기계로서, 회전력을 피동축에 전달하여 기계장치에서 적절한 일을 수행하며, 특히 기계장치에 적절한 회전수와 토오크를 전달할 수 있어야 한다.

이러한 모터의 종류는, 직류모터의 경우에 브러시의 유무에 따라 브러시 모터와 브러시 없는 모터로 나누어지는데, 브러시 없는 모터에서는 홀 센서가 브러시 있는 모터의 브러시 역할을 대행한다.

주로 상기 브러시 없는 모터는, 회전자에 영구자석을 부착하고 고정자는 코일을 여러 극으로 권선한 아마츄어로 구성되며, 이와 같이 회전자가 영구자석으로 이루어진 모터를 자석 가동형이라 일컫는다.

도 1은 종래 기술에 따른 자석 가동형 브러시 없는 모터의 구조를 나타낸 단면도이다.

이에 나타낸 바와 같이 회전자(10)와 고정자(20)를 가지는 모터(1)는, 회전자(10)의 외측 원주를 동간격으로 등분하여 복수의 영구자석(11)이 부착되고, 내측의 원주를 동간격으로 등분하여 방사상으로 형성된 다수의 슬롯(22)에 코일(23)이 권회되어 이루어지는 원형의 아마츄어(21)가 고정자(20)를 이룬다.

이와 같이 구성된 브러시 없는 모터(1)는, 코일(23)에서 발생된 자기장과 영구자석(11)의 자기장에 의한 토오크 발생으로 회전자(10)가 구동되는데, 홀센서(도시 생략됨)를 통해 아마츄어(21)와 영구자석(11)의 자극 배치 관계를 감지하여 회전자(10)가 연속적으로 회전할 수 있도록 아마츄어(21)의 전류방향을 제어함으로써 회전자(10)를 구동시킨다.

또한, 모터(1)의 설계시에는 회전자(10)의 반경을 가감함으로써 회전자(10)의 모멘트 팔 길이를 조정하는 방법과 코일(23)의 권선수 변경에 의한 방법으로 모터(1)의 토크 특성을 변화시켜서 해당 용도 및 특성에 적합한 규격으로 설계된다.

따라서, 토크가 큰 모터(1)를 설계할 경우에는 회전자(10)와 코일(23)의 권선수가 증가되므로 모터(1)의 크기는 비례적으로 커지게 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 모터에서는 아마츄어(21)의 원주상에 슬롯(22)이 전구간에 걸쳐 등간격으로 형성되고 코일(23)이 2상 또는 3상으로 권선되므로, 다양한 토크 규격을 가지는 모터를 생산하기 어려웠을 뿐만 아니라 생산 단가 및 무게가 증대되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안한 것으로서, 전체 원주에서 소정 구간을 제외한 일부 구간에 걸쳐 동간격으로 배열되는 복수의 슬롯에 코일이 권회된 아마츄어가 고정자를 이루도록 한 자석 가동형 브러시 없는 모터를 제공함으로써,

저 비용으로 다양한 용도에 부합할 수 있는 다양한 토크비의 모터를 설계·제작하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 자석 가동형 브러시 없는 모터의 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 자석 가동형 브러시 없는 모터의 구조를 나타낸 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 모터 10 : 회전자

11 : 영구자석 120 : 고정자

121,121' : 아마츄어 122,122' : 슬롯

123,123' : 코일

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자석 가동형 브러시 없는 모터는, 영구자석이 부착된 회전자와, 슬롯에 코일이 권회된 아마츄어가 고정자를 이루는 자석 가동형 브러시 없는 모터에 있어서:

상기 고정자는 적어도 상기 회전자보다 더 큰 지름을 가지는 동심의 원주에서 소정 구간을 제외한 일부 구간에 걸쳐 동간격으로 배열된 복수의 상기 슬롯에 상기 코일이 권회된 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 슬롯이 배열된 일부 구간은 상기 회전자의 중심을 기준으로 하여 복수 구간이 방사상으로 위치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 자석 가동형 브러시 없는 모터의 구조를 나타낸 단면도이다.

이에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 모터(100)는, 회전자(10)의 외측 원주를 동간격으로 등분하여 복수의 영구자석(11)이 부착되고, 적어도 회전자(10)보다 더 큰 지름을 가지는 동심의 원주에서 소정 구간을 제외한 일부 구간에 걸쳐 동간격으로 배열되는 복수의 슬롯(122)에 코일(123)이 권회된 아마츄어(121)가 고정자(120)를 이룬다.

또한, 슬롯(122)이 배열된 일부 구간은 회전자(10)의 중심을 기준으로 하여 복수 구간이 방사상으로 위치될 수도 있다. 즉 슬롯(122')에 코일(123')이 권회된 아마츄어(121')가 회전자(10)를 중심으로 아마츄어(121)와 대칭되게 형성된다.

이와 같은 본 발명에 따른 자석 가동형 브러시 없는 모터(1)는, 단일의 아마츄어(121)를 회전자(10)의 영구자석(11)과 대응하게 배치하거나 또는 복수의 아마츄어(121)(121')를 회전자(10)를 중심으로 하여 방사상으로 대응하게 배치할 수 있는 것이다.

즉 전체 원주에 슬롯을 설치하지 않고 소정 구간을 제외한 일부 구간에만 슬롯(122)(122')을 배치하므로, 슬롯(122)(122')의 수 및 코일(123)(123')의 권선수가 줄어들어 모터(100)의 제작에 소요되는 재료 및 제작비가 절감되며, 동일한 이유로 아마츄어(121)(121')의 구조가 간단해진다.

따라서, 본 발명에 의하면 토크가 큰 모터를 설계할 경우에, 회전자(10)의반경을 증가시키는 방법과 코일(123)(123')의 권선수를 증가시키는 방법 또는 분할된 아마츄어(121)(121')를 복수로 배치하는 방법으로 모터(100)의 토크를 증가시킬 수 있으므로, 다양한 규격 모델의 제품을 저가로 설계 및 제작 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 저 비용으로 모터의 토오크 특성을 다양하게 제작할 수 있으며, 그 구조가 단순화되어 제품의 무게가 감소되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 영구자석이 부착된 회전자와, 슬롯에 코일이 권회된 아마츄어가 고정자를 이루는 자석 가동형 브러시 없는 모터에 있어서:

   상기 고정자는 회전자의 외경의 외측에 큰 지름으로 형성한 동심의 원주상에 구획을 구분하여 선택적인 구간에 걸쳐 중심을 기준으로 방사상의 동간격으로 배열된 하나 이상의 슬롯에 코일을 권회하여 아마츄어를 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 자석 가동형 브러시 없는 모터.