KR100334668B1 - Brushless motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 브러시레스(Brushless) 모터에 관한 것으로, 스테이터(20)와 포지션센서(50a)가 장착된 기판(80)과; 상기 스테이터(80)의 외주면을 감싼 상태로 상기 기판(80)에 입설된 축(10)에 회전 가능토록 결합된 로터(30)와; 상기 로터(30)의 저면에 일정하게 자성체가 착자되는 착자부(60)와; 상기 로터(30)의 내주면에 구비되고, 스테이터(80)로부터의 제어에 의하여 로터(30)의 회전이 야기되며, 포지션센서(50a)에서 인덱스신호인 기준신호가 검출되도록 적어도 일개소에서 자성체 량이 비균일하게 착자되는 주자극부(65)와; 상기 기판(80)의 상면에 상기 착자부(60)와 대응토록 형성되는 FG 패턴부(70); 및 상기 FG 패턴부(70)로부터 출력 되는 FG 출력 전압 신호 및 상기 포지션 센서의 출력신호를 기초로하여 인덱스 신호를 생성하기 위한 인덱스 신호 생성부(100)로 구성되어, 인덱스 신호를 생성하기 위한 별도의 디텍트 마그네트(40) 및 인덱스 센서(50) 등 배제함으로써 작업공수 및 생산비가 저감되고 기구적 장애가 줄기 때문에 생산성이 크게 향상되는 효과가 있다.The present invention relates to a brushless motor, comprising: a substrate (80) on which a stator (20) and a position sensor (50a) are mounted; A rotor (30) rotatably coupled to the shaft (10) mounted on the substrate (80) while wrapping the outer circumferential surface of the stator (80); A magnetizing part 60 in which a magnetic substance is magnetized on the bottom of the rotor 30 constantly; It is provided on the inner circumferential surface of the rotor 30, the rotation of the rotor 30 is caused by the control from the stator 80, the magnetic body amount in at least one position so that the reference signal which is an index signal is detected by the position sensor 50a A main magnetic pole portion 65 that is non-uniformly magnetized; An FG pattern part 70 formed on the upper surface of the substrate 80 so as to correspond to the magnetizing part 60; And an index signal generator 100 for generating an index signal based on the FG output voltage signal output from the FG pattern unit 70 and the output signal of the position sensor, and separately for generating an index signal. By eliminating the detection magnet 40 and the index sensor 50, etc., the labor and production costs are reduced, and mechanical obstacles are reduced, so productivity is greatly improved.
Description
본 발명은 브러시레스(Brushless) 모터에 관한 것으로, 특히 모터의 로터(Rotor) 회전을 야기시키도록 자성체가 착자되는 주자극부의 적어도 일개소에 비균일하게 자성체를 착자하고, 이에 따라서 상기 비균일하게 착자된 주자극부의 자성체에서 발생되는 비균일한 자속을 기초로 하여 인덱스(Index)신호를 생성,검출하는 브러시레스 모터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless motor, and in particular magnetizes the magnetic body non-uniformly at least in at least one portion of the main magnetic pole in which the magnetic body is magnetized to cause rotor rotation of the motor. The present invention relates to a brushless motor that generates and detects an index signal based on non-uniform magnetic flux generated in a magnetic body of a magnetized main magnetic pole part.
도 1은 종래 기술에 따른 브러시레스 모터의 단면도이고, 도 2a는 기판에 형성된 주파수 발생(Frequence Generation : FG) 패턴(Pattern)을 나타낸 평면도이며, 도 2b는 로터의 내주면에 착자된 주자극부의 자성체를 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view of a brushless motor according to the prior art, FIG. 2A is a plan view showing a frequency generation (FG) pattern formed on a substrate, and FIG. 2B is a magnetic material of a main magnetic pole magnetized on an inner circumferential surface of a rotor. The figure which shows.
종래 기술에 따른 브러시레스 모터는 스테이터(20)가 장착되고, 그 스테이터(20)의 외주에서 상면으로 FG 패턴이 형성되는 패턴부(70)가 구비되며, 상기 스테이터(20) 회전의 기준신호가 검출되는 포지션센서(50a)가 구비된 기판(80)과; 상기 스테이터(20)의 외주면을 감싼 상태로 상기 기판(80)에 입설된 축(10)에 의해 회전 가능토록 결합되고, 저면에 자성체가 착자된 착자부(60)가 형성되어 있으며, 스테이터(80)로부터의 제어에 의하여 회전이 야기되도록 자성체가 착자되는 주자극부(65)가 구비되며, 측면의 일개소에 인덱스신호 검출을 위한 디텍트 마그네트(40)가 구비되는 로터(30)와; 상기 로터(30)에 구비되는 디텍트 마그네트(40)에서 발생되는 자속(Flux)이 검출되도록 로터와 인접되어 구비되는 인덱스 센서(50)로 구성된다.The brushless motor according to the related art is provided with a pattern unit 70 in which a stator 20 is mounted and an FG pattern is formed from an outer circumference of the stator 20 to an upper surface thereof, and a reference signal for rotating the stator 20 is provided. A substrate 80 having a position sensor 50a to be detected; It is coupled to the rotatable by the shaft 10 placed on the substrate 80 in a state surrounding the outer circumferential surface of the stator 20, a magnetized portion 60 is formed on the bottom magnetized magnet is formed, the stator 80 A main magnetic pole portion 65 in which a magnetic body is magnetized so as to cause rotation by control from the rotor), and a rotor 30 having a detection magnet 40 for detecting an index signal at one side of the side; It consists of an index sensor 50 provided adjacent to the rotor so that the magnetic flux (Flux) generated in the detection magnet 40 provided in the rotor 30 is detected.
상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 브러시레스 모터는, 상기 로터(30) 측면의 일개소에 디텍트 마그네트(40)가 설치되어서 그 로터(30)가 1회전할 때마다 상기 디텍트 마그네트(40)에서 발생되는 자속에 의한 신호가 인덱스 센서(50)에서 검출됨으로써 1개씩의 인덱스신호가 발생된다.In the brushless motor according to the related art configured as described above, the detection magnet 40 is installed at one side of the rotor 30 side, and the detector magnet 40 is rotated every time the rotor 30 is rotated once. When the signal due to the magnetic flux generated by? Is detected by the index sensor 50, one index signal is generated.
한편, 상기 로터(30)의 저면에 N극과 S극으로 이루어진 자성체가 착자된 착자부(60)가 형성되어, 상기 기판(80)에 형성된 패턴부(70)의 FG 패턴에 상기 로터(30) 회전과 착자부(60)에 착자된 자성체의 자속에 의하여 유기되는 전압을 발생시키고, 이에 따라서 상기 유기된 전압에 의하여 발생된 신호에 의하여 모터의 회전이 제어된다.On the other hand, a magnetized portion 60 is formed on the bottom surface of the rotor 30, the magnetic material consisting of the N pole and the S pole magnetized, the rotor 30 in the FG pattern of the pattern portion 70 formed on the substrate 80 ) Generates a voltage induced by the rotation and the magnetic flux of the magnetic body magnetized in the magnetized portion 60, and accordingly the rotation of the motor is controlled by the signal generated by the induced voltage.
또한, 상기 로터(30)의 내주면에 구성되는 도 2b의 자성체의 N극과 S극이 중심을 원점으로 하여 약 18°의 크기로 착자된 주자극부(65)는 스테이터(20)의 도시되지 않은 코어에서 발생되는 자속에 의하여 잡아당기는 인력과 끌어당기는 반발력이 생성되고, 이에 따라서 상기 로터(30)의 회전을 유발시키는데, 이때 기판(80) 상에 구성된 포지션센서(50a)는 상기 스테이터(20)의 외주면에 위치되는 로터(30)의 주자극부(65)의 N극과 S극으로 된 자성체의 정확한 위치를 검출하여 그 로터(30) 회전의 안정성을 유지하게 된다.In addition, the main magnetic pole portion 65 in which the N pole and the S pole of the magnetic body of FIG. 2B constituted on the inner circumferential surface of the rotor 30 are magnetized to a size of about 18 ° with the center as the origin is not shown in the stator 20. The attraction force and attracting repulsive force generated by the magnetic flux generated in the core is generated, thereby causing the rotation of the rotor 30, wherein the position sensor 50a configured on the substrate 80 is the stator 20. The exact position of the magnetic body consisting of the N pole and the S pole of the main magnetic pole portion 65 of the rotor 30, which is located on the outer circumferential surface of the bottom surface of the rotor 30, is detected to maintain stability of the rotation of the rotor 30.
그러나, 상기와 같은 종래기술은 디텍트 마그네트(40), 인덱스 센서(50), 상기 인덱스 센서(50)를 모터에 고착시키기 위한 접착제 그리고 인덱스 신호를 검출하기 위한 회로가 별도로 구비되어야 하기 때문에 대량 생산 공정상 어려움과 생산시간 증대되는 등의 문제점이 있으며, 인덱스 센서(50)가 기구적으로 미세하게 이동되는 경우에 상기 인덱스 센서(50)에서 발생되는 인덱스 신호가 비정상적으로 발생되는 등의 문제점이 있었다.However, the prior art as described above is mass-produced because the detection magnet 40, the index sensor 50, the adhesive for fixing the index sensor 50 to the motor and the circuit for detecting the index signal must be provided separately. There are problems such as difficulty in production and increase in production time, and there is a problem in that an index signal generated from the index sensor 50 is abnormally generated when the index sensor 50 is mechanically moved finely. .
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 적어도 균일한 자성체가 착자된 주자극부의 적어도 일개소에 비균일 자성체를 형성하고, 상기 비균일 자성체로부터 발생되는 비균일 자속을 기초로하여 인덱스 신호를 생성하도록 하는 브러시레스 모터를 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the object of which is to form a non-uniform magnetic body at least at one location of the main magnetic pole portion at least uniform magnetic body, non-uniformity generated from the non-uniform magnetic body To provide a brushless motor to generate an index signal based on the magnetic flux.
도 1은 종래 기술에 따른 브러시레스 모터의 단면도,1 is a cross-sectional view of a brushless motor according to the prior art,
도 2a는 기판에 형성된 FG 패턴을 나타낸 평면도,2A is a plan view showing an FG pattern formed on a substrate,
도 2b는 로터의 내주면에 착자된 주자극부의 자성체를 나타낸 도면,Figure 2b is a view showing the magnetic material of the main magnetic pole magnetized on the inner peripheral surface of the rotor,
도 3은 본 발명에 따른 브러시레스 모터의 단면도,3 is a cross-sectional view of a brushless motor according to the present invention;
도 4a는 본 발명에 따른 주자극부의 일실시예를 나타낸 도면,4A is a view showing an embodiment of a main magnetic pole part according to the present invention;
도 4b는 본 발명에 따른 주자극부의 다른 실시예를 나타낸 도면,4b is a view showing another embodiment of the main magnetic pole part according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 인덱스 신호 생성부의 회로도,5 is a circuit diagram of an index signal generation unit according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 각부 파형도.Figure 6 is a waveform diagram of each part according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 축 20 : 스테이터10: axis 20: stator
30 : 로터 40 : 디텍트 마그네트30: rotor 40: detect magnet
50 : 인덱스 센서 50a : 포지션센서50: index sensor 50a: position sensor
60 : 착자부 65 : 주자극부60: magnetizing part 65: main magnetic pole part
65a : 균일자극부 65b : 비균일자극부65a: uniform magnetic pole 65b: non-uniform magnetic pole
70 : 패턴부 80 : 기판70: pattern portion 80: substrate
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 스테이터와 포지션 센서가 장착된 기판과; 상기 스테이터의 외주면을 감싼 상태로 상기 기판에 입설된 축에 회전 가능토록 결합된 로터와; 상기 로터의 저면에 일정하게 자성체가 착자된 착자부와; 상기 로터의 내주면에 N,S가 교번하여 착자되어 형성된 주자극부와; 상기 주자극부에 의해 전압이 유기되도록 상기 기판상에 상기 착자부에 대응하도록 형성된 주파수 발생(FG) 패턴부와; 그리고 상기 포지션 센서의 출력신호와 상기 주파수 발생 패턴부의 FG 출력 전압 신호를 입력신호로 하여 인덱스 신호로 생성시키는 인덱스 신호 생성부를 포함하여 구성되는 브러시레스 모터에 있어서; 상기 주자극부는 자속량이 균일하게 착자된 균일 자극부 및 그 균일 자극부 내의 적어도 1개소에 자속량이 비균일하게 착자된 비균일 자극부를 구비하고, 상기 인덱스 신호 생성부는 상기 포지션 센서의 출력신호의 반전신호를 클럭신호로 사용하고 상기 주파수 발생 패턴부의 FG 출력 전압 신호를 입력신호로 하는 제 1 D형 플립플롭과, 상기 주파수 발생 패턴부의 FG 출력 전압 신호를 클럭신호로 사용하고 상기 제 1 D형 플립플롭의 반전 출력 신호를 입력신호로 하는 제 2 D형 플립플롭과, 상기 제 1 D형 플립플롭의 반전 출력 신호 및 상기 제 2 D형 플립플롭의 반전 출력신호를 입력하여 논리 곱한 후 반전하여 출력하는 낸드 게이트, 및 상기 주파수 발생 패턴부로부터 출력되는 FG 출력 전압 신호의 반전 신호를 클럭신호로 사용하고 상기 낸드 게이트의 출력 신호를 입력신호로 하는 제 3 D형 플립플롭으로 구성되어 상기 비균일 자극부로부터 발생되는 비균일한 자속 신호를 기초로 하여 인덱스 신호를 생성하는 데 있다.Features of the present invention for achieving the above object, the stator and the position sensor is mounted on the substrate; A rotor rotatably coupled to an axis mounted on the substrate while surrounding an outer circumferential surface of the stator; A magnetizing part in which a magnetic substance is magnetized on the bottom of the rotor; A main magnetic pole portion formed by alternately magnetizing N and S on the inner circumferential surface of the rotor; A frequency generating (FG) pattern portion formed on the substrate to correspond to the magnetizing portion so that voltage is induced by the main magnetic pole portion; And an index signal generation unit configured to generate an index signal using the output signal of the position sensor and the FG output voltage signal of the frequency generation pattern unit as an input signal; The main magnetic pole portion includes a uniform magnetic pole portion in which the magnetic flux is uniformly magnetized and a non-uniform magnetic pole portion in which the magnetic flux is non-uniformly magnetized at least in one of the uniform magnetic pole portions, and the index signal generator inverts the output signal of the position sensor. A first D-type flip-flop using a signal as a clock signal and an FG output voltage signal of the frequency generating pattern portion as an input signal, and a first D-type flip using the FG output voltage signal of the frequency generating pattern portion as a clock signal; A second D flip-flop having the inverted output signal of the flop as an input signal, an inverted output signal of the first D-type flip-flop, and an inverted output signal of the second D-type flip-flop are input, logically multiplied, and then inverted and outputted. A NAND gate and an inverted signal of the FG output voltage signal outputted from the frequency generation pattern portion as a clock signal, 3 consists of a first D-type flip-flop to the output signal as an input signal, to generate an index signal on the basis of a non-uniform magnetic flux signal generated from the nonuniform magnetic pole portion.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above object and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
이하, 본 발명에 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
도 3은 본 발명에 따른 브러시레스 모터의 단면도이고, 도 4a는 본 발명에 따른 주자극부의 일실시예를 나타낸 도면이며, 도 4b는 본 발명에 따른 주자극부의 다른 실시예를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 인덱스 신호 생성부의 회로도이고, 도 6은 본 발명에 따른 각부 파형도이다.3 is a cross-sectional view of a brushless motor according to the present invention, Figure 4a is a view showing an embodiment of the main magnetic pole according to the present invention, Figure 4b is a view showing another embodiment of the main magnetic pole according to the present invention, 5 is a circuit diagram of an index signal generator according to the present invention, and FIG. 6 is a waveform diagram of each part according to the present invention.
본 발명에 따른 브러시레스 모터는 스테이터(20)와 포지션센서(50a)가 장착된 기판(80)과; 상기 스테이터(80)의 외주면을 감싼 상태로 상기 기판(80)에 입설된 축(10)에 회전 가능토록 결합된 로터(30)와; 상기 로터(30)의 저면에 일정하게자성체가 착자되는 착자부(60)와; 상기 로터(30)의 내주면에 구비되고, 스테이터(80)로부터의 제어에 의하여 로터(30)의 회전이 야기되며, 포지션센서(50a)에서 인덱스신호인 기준신호가 검출되도록 적어도 일개소에서 자성체 량이 비균일하게 착자되는 주자극부(65)와; 상기 기판(80)의 상면에 상기 착자부(60)와 대응토록 형성되는 FG 패턴부(70); 및 상기 FG 패턴부(70)로부터 출력 되는 FG 출력 전압 신호 및 상기 포지션 센서의 출력신호를 기초로하여 인덱스 신호를 생성하기 위한 인덱스 신호 생성부(100)로 구성된다.The brushless motor according to the present invention includes a substrate 80 on which the stator 20 and the position sensor 50a are mounted; A rotor (30) rotatably coupled to the shaft (10) mounted on the substrate (80) while wrapping the outer circumferential surface of the stator (80); A magnetizing part 60 in which a magnetic body is fixed on the bottom of the rotor 30; It is provided on the inner circumferential surface of the rotor 30, the rotation of the rotor 30 is caused by the control from the stator 80, the magnetic body amount in at least one position so that the reference signal which is an index signal is detected by the position sensor 50a A main magnetic pole portion 65 that is non-uniformly magnetized; An FG pattern part 70 formed on the upper surface of the substrate 80 so as to correspond to the magnetizing part 60; And an index signal generation unit 100 for generating an index signal based on the FG output voltage signal output from the FG pattern unit 70 and the output signal of the position sensor.
상기 주자극부(65)는 도 4a 및 도 4 b에 도시된 바와 같이, N극과 S극인 자성체들이 균일하게 착자된 균일자극부(65a) 및 상기 균일자극부(65a) 사이의 일개소에서 자성체 크기가 상기 균일자극부(65a)와는 상이하게 착자되는 비균일자극부(65b)로 구성된다.As shown in Figs. 4A and 4B, the main magnetic pole portion 65 is located at a position between the uniform magnetic pole portion 65a and the uniform magnetic pole portion 65a, in which magnetic bodies that are the N pole and the S pole are uniformly magnetized. The magnetic body is composed of a non-uniform magnetic pole portion 65b that magnetizes differently from the uniform magnetic pole portion 65a.
상기 로터(30)가 회전함에 따라서, 상기 비균일하게 착자된 비균일자극부(60b)의 자성체로부터 발생되는 자속에 의하여 포지션센서(50a)에 유기된 신호(HALL) 및 상기 FG 패턴부(70)로부터 출력되는 FG 출력 전압 신호(FG)는 상기 기판(80) 상에 구성된 인덱스 신호 생성부(100)에 입력되어 인덱스 신호(Q4)를 생성하기 위한 기초 신호가 된다.As the rotor 30 rotates, the signal HALL and the FG pattern portion 70 induced in the position sensor 50a by the magnetic flux generated from the magnetic body of the non-uniformly magnetized non-uniform magnetic pole portion 60b. The FG output voltage signal FG output from) is input to the index signal generator 100 configured on the substrate 80 to be a basic signal for generating the index signal Q4.
도 5는 본 발명에 따른 인덱스 신호 생성부(100)의 회로도로써, 동 도면에 도시된 바와 같이, 상기 인덱스 신호 생성부(100)는, 상기 포지션 센서(50a)의 출력신호(HALL)를 반전시키기 위한 제 1 인버터(110)와; 상기 제 1 인버터(110)의 출력 신호를 클럭신호(CLK1)로 사용하고 상기 FG 패턴부(70)의 출력 전압 신호(FG)를입력신호(D1)로 하는 제 1 D형 플립 플롭(115)과, 상기 FG 패턴부의 출력 전압 신호(FG)를 클럭 신호(CLK2)로 사용하고 상기 제 1 D형 플립 플롭(120)의 반전 출력 신호를 입력 신호(D2)로 하는 제 2 D형 플립 플롭(130)과, 상기 제 1 D형 플립 플롭(120)의 반전 출력 신호및 상기 제 2 D형 플립 플롭(130)의 반전 출력 신호를 입력하여 논리 곱한 후 반전하여 출력하는 낸드게이트(140), 및 상기 FG 패턴부(70)로부터 출력 되는 FG 출력 전압 신호(FG)의 반전 신호를 클럭 신호(CLK4)로 사용하고 상기 낸드 게이트(140)의 출력 신호(Q3)를 입력 신호(D4)로 하는 제 3 D형 플립 플롭(160)으로 구성된다.5 is a circuit diagram of an index signal generator 100 according to the present invention. As shown in the figure, the index signal generator 100 inverts the output signal HALL of the position sensor 50a. A first inverter (110) to make it; The first D-type flip flop 115 using the output signal of the first inverter 110 as the clock signal CLK1 and the output voltage signal FG of the FG pattern unit 70 as the input signal D1. And an inverted output signal of the first D-type flip flop 120 using the output voltage signal FG of the FG pattern portion as a clock signal CLK2. Is the inverted output signal of the second D-type flip flop 130 and the first D-type flip flop 120, And an inverted output signal of the second D flip-flop 130 The NAND gate 140 which is multiplied by a logic multiplier and then inverts and outputs the inverted signal, and the inverted signal of the FG output voltage signal FG output from the FG pattern unit 70 as a clock signal CLK4 and the NAND gate And a third D flip-flop 160 whose output signal Q3 from 140 is the input signal D4.
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동상태에 대해서 설명한다.The following describes the operating state of the present invention configured as described above.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 브러시레스 모터는 로터(30)의 내측면에 구비되는 스테이터(80)의 도시되지 않은 코어에 코일이 권선되고, 상기 코어에 권선된 코일에 흐르는 전압에 의하여 발생되는 상기 스테이터(80)의 자속과 자성체가 착자된 주자극부(65)의 상호 작용에 의하여 로터(30)는 회전한다.In the brushless motor according to the present invention configured as described above, the coil is wound around a core (not shown) of the stator 80 provided on the inner surface of the rotor 30, and is generated by a voltage flowing in the coil wound on the core. The rotor 30 rotates by the interaction between the magnetic flux of the stator 80 and the main magnetic pole part 65 in which the magnetic body is magnetized.
한편, 상기 로터(30)의 저면에 구비되고, 주자극부(65)에 착자되는 자성체 량이 적어도 일개소에 형성되는 비균일자극부(65b)에서 비균일하게 착자되기 때문에 상기 착자된 자성체인 N극과 S극으로 이루어지는 디텍트 마그네트에서 발생되는 자속의 양이 비균일하게 된다.On the other hand, since the amount of magnetic material provided on the bottom surface of the rotor 30 and magnetized in the main magnetic pole portion 65 is non-uniformly magnetized in at least one non-uniform magnetic pole portion (65b) is formed in the magnetized magnetic body N The amount of magnetic flux generated in the detector magnet consisting of the pole and the S pole becomes nonuniform.
그리고, 로터(30)가 회전함에 따라서, 상기 기판(80)의 상면에 상기 주자극부(65)의 자극에 의한 자속이 검출되도록 구비되고, 스테이터(20)를 따라서 회전하는 로터(30)의 위치를 파악하기 위한 신호를 검출하기 위한 포지션센서(50a)에서 로터(30)의 회전이 검출될 때, 적어도 일개소에서 비균일하게 착자된 주자극부(65)의 자성체에 의하여 비균일한 전류가 유기되고, 이를 검출하여서 인덱스신호로서 기준신호를 이용하게 된다.As the rotor 30 rotates, the magnetic flux caused by the magnetic pole of the main magnetic pole portion 65 is detected on the upper surface of the substrate 80, and the rotor 30 rotates along the stator 20. When rotation of the rotor 30 is detected in the position sensor 50a for detecting a signal for detecting a position, a non-uniform current is caused by a magnetic body of the main magnetic pole portion 65 non-uniformly magnetized at least in one place. Is deduced and detected to use the reference signal as the index signal.
또한, 주자극부(65)에 자성체가 착자되어 N극과 S극으로 되는 각각의 극은 주자극부(65) 극을 수십개 이상 구성하여 로터(30)의 회전을 세밀하게 제어할 수 있도록 되고, 착자부(60)에 착자되는 N극과 S극으로 되는 각각의 극은 상기 주자극부(65)보다 작은 극으로 구성된다.In addition, the magnetic pole magnetized to the main magnetic pole portion 65, and each of the poles of the N pole and the S pole constitutes dozens or more of the main magnetic pole pole portions 65 so that the rotation of the rotor 30 can be finely controlled. Each of the poles, which are the N pole and the S pole, magnetized in the magnetizing part 60, is composed of a pole smaller than the main pole part 65.
바람직하게는, 상기 착자부(60)의 N극과 S극으로 되는 각각의 극(Pole)은 120개로 구성되고, 이에 따라서 각각의 극은 중심축을 원점으로 하여 3°의 크기로 구성되며, 주자극부(65)에 착자되는 N극과 S극으로 되는 각각의 극은 20개로 구성되어서 도 4a에서와 같이 각각의 극은 중심축을 원점으로 하여 약 18°의 크기로 구성된다.Preferably, each pole (Pole) consisting of the N pole and the S pole of the magnetizing portion 60 is composed of 120, accordingly, each pole is composed of a size of 3 ° with the central axis as the origin, Each pole consisting of N poles and S poles magnetized in the magnetic pole part 65 is composed of 20 poles. As shown in FIG. 4A, each pole has a size of about 18 ° with the central axis as the origin.
그런데, 본 발명의 주자극부(60)는 일개소에서 N극과 S극으로 되는 균일자극부(65a)와 비균일자극부(65b)가 구성되는데, 비균일자극부(65b)는 N극과 S극은 각각의 크기가 하나의 극은 다른 극에 비하여 하나의 FG 패턴 폭의 반정도 크게 되고, 다른 극은 하나의 극에 비하여 하나의 FG 패턴 폭의 반정도 작게 되어서 서로 다른 크기로 착자되기 때문에, 착자되는 디텍트 마그네트의 크기가 도 4a와 도 4b에서와 같이 서로 다르게 구성되어서 18°로 이루어지는 균일 자성체로 되는 다른 극과 그 크기를 달리하여서 발생되는 자속의 크기에 따른 변화를 주고, 이에 따라서 인덱스 신호가 검출된다.By the way, the main magnetic pole portion 60 of the present invention is composed of a uniform magnetic pole portion 65a and a non-uniform magnetic pole portion 65b, which become the N pole and the S pole at one place, and the non-uniform magnetic pole portion 65b is the N pole. Each pole has a size of one pole that is about half the width of one FG pattern compared to the other pole, and the other pole is half the width of one FG pattern that is smaller than one pole, and magnetized to different sizes. Since the size of the magnet to be magnetized is different from each other as shown in FIGS. 4A and 4B, the magnets are changed according to the magnitude of the magnetic flux generated by different sizes from the other poles of the uniform magnetic material having 18 °. Accordingly, the index signal is detected.
상기 크기가 서로 다르게 구성되는 비균일자극부(65b)의 디텍트 마그네트는 도 4a와 도 4b에서와 같이, 바람직하게는 하나의 극이 약 15°이면 다른 극의 크기는 약 21°로 되거나 또는, N극과 S극의 크기가 각각 약 16.5°로 되는 디텍트 마그네트와, 상기 각극의 크기가 약 16.5°로 되는 디텍트 마그네트와 인접된 디텍트 마그네트의 각각의 극 크기가 약 19.5°로 구성된다.The detection magnet of the non-uniform magnetic pole portion 65b having different sizes may be formed as shown in FIGS. 4A and 4B. Preferably, when one pole is about 15 °, the other pole is about 21 °, or And a magnet having a size of about 16.5 ° each of N and S poles, and a magnet of about 19.5 ° adjacent to a detector magnet having a size of about 16.5 °. do.
또한, 상기 서로 다른 크기로 구성되는 비균일자극부(65b)의 디텍트 마그네트 극 크기의 차이는 약 3°로 되는데, 이는 착자부(60)를 구성하는 극의 크기이고, 서로 다른 크기로 구성되는 극의 차이가 상기 착자부(60) 극의 크기 범위안에서 있어야 로터의 회전이 안정적으로 된다.In addition, the difference between the detection magnet pole size of the non-uniform magnetic pole portion 65b having different sizes is about 3 °, which is the size of the poles constituting the magnetizing portion 60, and composed of different sizes. The rotation of the rotor becomes stable only when the difference between the poles is within the size range of the magnet part 60.
그리고, 상기 서로의 극이 15°와 21°로 되어서 회전하는 로터(30)에서 인덱스 신호가 검출되는 경우에, 모터 종류에 따라서 서로의 극이 15°와 21°로 되는 상기 극의 인접지점에서 순간적인 전류의 변화가 발생되기 때문에 스테이터(80)에 권선된 코일에 흐르는 전류에 잡음이 유기되어 모터의 순시회전속도가 순간적으로 변화되는 오동작이 있는 경우가 있는데, 이를 방지하기 위하여 다른 실시예로서 극의 크기가 서로 다른 것이 아니라 N극과 S극으로 구성되는 디텍트 마그네트의 각각의 극 크기가 16.5°로 서로 동일하게 되고, 상기 각각의 극 크기가 16.5°로 서로 동일하게 되는 디텍트 마그네트에 인접되는 다른 디텍트 마그네트의 각각의 극 크기가 19.5°로 서로 동일하게 되도록 구성한다.Then, when the index signal is detected in the rotor 30 which rotates with the poles of 15 ° and 21 °, at the adjacent points of the poles where the poles of the pole are 15 ° and 21 ° depending on the motor type. Since the instantaneous change of current occurs, noise may be induced in the current flowing through the coil wound on the stator 80, and there may be a malfunction in which the instantaneous rotational speed of the motor is changed instantaneously. The poles of the magnets consisting of the N pole and the S pole are not the same in size, but each pole size becomes 16.5 °, and the pole magnets are equal to each other at 16.5 °. The pole sizes of the adjacent different detector magnets are configured to be equal to each other at 19.5 °.
한편 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 비균일하게 착자된주자극부(65)의 자성체로부터 발생되는 자속에 의하여 포지션센서(50a)에 유기된 신호(HALL)는 기판(80)에 구성된 인덱스 신호 생성부(100)의 인버터(110)를 통해 반전된 후 제1 D형 플립플롭(120)의 클럭단(CLK1)에 입력되고, 상기 FG 패턴부(70)의 출력 신호(FG)는 상기 제 1 D형 플립플롭(120)의 입력단(D1)에 입력된다. 상기 제 1 D형 플립플롭(120)의 반전 출력 신호및 상기 FG 패턴부(70)의 출력 신호(FG)는 제 2 D형 플립 플롭(13)의 입력단(D2) 및 클럭단(CLK2)에 각각 입력된다. 또한, 상기 제 1 D형 플립플롭(120)의 반전 출력신호및 상기 제 2 D형 플립플롭(130)의 반전 출력 신호는 낸드게이트(140)에 입력되어 논리곱되고 반전된 후, 그 낸드게이트(140)의 출력 신호(Q3)는 제 3 D형 플립 플롭(160)의 입력단(D4)에 입력되고 상기 제 3 D형 플립 플롭(160)의 클럭단(CLK4)에는 상기 FG 패턴부(70)의 출력 신호(FG)가 입력되어 최종적으로 상기 제 3 D형 플립 플롭(160)의 출력단(Q4)으로부터 인덱스 신호가 출력된다.Meanwhile, as shown in FIGS. 5 and 6, the signal HALL induced in the position sensor 50a by the magnetic flux generated from the magnetic body of the non-uniformly magnetized main magnetic pole part 65 is transmitted to the substrate 80. Inverted through the inverter 110 of the configured index signal generator 100 and input to the clock terminal CLK1 of the first D-type flip-flop 120, and output signal FG of the FG pattern unit 70. Is input to the input terminal D1 of the first D flip-flop 120. Inverted output signal of the first D flip-flop 120 The output signal FG of the FG pattern unit 70 is input to the input terminal D2 and the clock terminal CLK2 of the second D-type flip flop 13, respectively. In addition, the inverted output signal of the first D flip-flop 120 And an inverted output signal of the second D flip-flop 130. Is input to the NAND gate 140, AND is multiplied and inverted, the output signal (Q3) of the NAND gate 140 is input to the input terminal (D4) of the third D-type flip-flop 160 and the third D The output signal FG of the FG pattern unit 70 is input to the clock terminal CLK4 of the flip-flop 160, and finally an index signal is output from the output terminal Q4 of the third D-type flip flop 160. Is output.
상기와 같이 인덱스 신호 생성부(100)에서 출력되는 인덱스 신호는 주자극부(65)에 착자된 비균일자극부(디텍트 마그네트)의 자극에 의한 자속의 방향과 착자부(60)에 착자된 자극에 의한 자속의 방향이 같은 방향으로 되지 않고 서로 다른 방향으로 되는 경우에 있어서, 기구적으로 틀어져서 비정상적으로 지연되는 인덱스 신호의 발생을 상기 FG 패턴부에 유기된 전압에 동기되도록 함으로써 정상적인 인덱스 신호가 생성되도록 한다.As described above, the index signal output from the index signal generator 100 is magnetized by the direction of the magnetic flux due to the magnetic pole of the non-uniform magnetic pole part (detect magnet) magnetized to the main magnetic pole part 65 and the magnetized part 60. When the direction of the magnetic flux caused by the magnetic poles is not in the same direction but in a different direction, the normal index signal is generated by synchronizing the generation of an index signal that is mechanically distorted and abnormally delayed with the voltage induced in the FG pattern portion. Will be generated.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it is well known in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 브러시레스 모터는 비균일하게 자성체가 착자되어서 상기 비균일하게 착자된 자성체에서 발생되는 자속을 기초로 하여 인덱스신호를 생성함으로써, 디텍트 마그네트(40), 인덱스 센서(50)를 구비하여야 하며 상기 모터에 인덱스 센서(50)를 고착시키기 위한 접착제 그리고 인덱스 신호를 검출하기 위한 회로가 별도로 구비할 필요가 없게되기 때문에 작업공수 및 생산비가 저감되고 기구적 장애가 줄기 때문에 생산성이 크게 향상되는 효과가 있다.As described in detail above, the brushless motor according to the present invention generates an index signal based on the magnetic flux generated in the non-uniformly magnetized magnetic body by magnetizing the non-uniformly magnetized magnet, thereby detecting the magnet 40 and the index. Since the sensor 50 must be provided and the adhesive for fixing the index sensor 50 to the motor and the circuit for detecting the index signal do not need to be separately provided, labor and production cost are reduced and mechanical obstacles are reduced. Productivity is greatly improved.
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