KR100346277B1

KR100346277B1 - 1상무정류자직류모터

Info

Publication number: KR100346277B1
Application number: KR1019970059705A
Authority: KR
Inventors: 박왕식
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 2002-10-09
Also published as: KR19990039558A

Abstract

본 발명은 1상(1相) 무정류자 직류 모터(BLDC Motor)에 대한 것으로서, 발명의 주된 목적은 스테이터를 구성하되, 적층 코어가 아닌 보빈 및 상,하 스테이터 폴로 형성하므로서 조립성을 향상시키고, 원가절감에 기여할 수 있도록 하는데 있으며, 또 한편으로는 상,하 스테이터 폴의 형상을 개량하여 전동기의 효율을 증대시킬 수 있도록 하는데 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 특징적인 수단은 중앙에 베어링 홀더를 가지고, 상면에 PCB를 보유하는 하우징 부재, 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 홀더의 외경에 끼워진 보빈과, 이 보빈에 권선된 코일과, 상기 보빈의 하부에 받쳐지면서 외주연부가 톱니형의 폴로 형성된 하측 스테이터 요크과, 상기 보빈의 상부를 덮으면서 외주연부가 톱니형의 폴로 형성된 상측 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 보빈에 감긴 코일과 클로우-폴(Claw-Poled) 타입의 상,하 스테이터 요크로써 스테이터를 구성하도록 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 같은 클로우-폴 타입의 모터가 있다.

이는 클로우-폴 타입의 요크(10a)(10b) 내부에 샤프트(2)가 축착된 코어(30)를 가지며 이 코어에 코일(42)이 권선되어 있다.

이러한 종래 모터는 도 2에서 보는 바와 같이 한 개의 자극 검출 소자를 이용하여 동작하도록 하되, 데드 포인트(Dead Point)를 없애기 위해 코깅 토크를 이용하여 자기동작(Self Start)을 수행한다.

즉, 스테이터 코어에 임의의 코깅점을 존재 시키고 영구자석 회전자가 항상 자기 저항이 가장 작은점에 놓이게 하여 재차 회전하기에 용이하도록 한다.

그러나 상기와 같은 종래의 모터는 코어 적층형 구조로서 코일 권선과 적층시 조립성이 크게 떨어지고, 코깅 발생 구조가 모터의 효율을 저감시키는 원인으로 작용하는 등의 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 새로운 형태의 1상 무정류자 직류 모터를 안출한 것으로, 발명의 주된 목적은 스테이터를 구성하되, 적층 코어가 아닌 보빈 및 상,하 스테이터 폴로 형성하므로서 조립성을 향상시키고, 원가절감에 기여할 수 있도록 하는데 있으며, 또 한편으로는 상,하 스테이터 폴의 형상을 개량하여 다.전동기의 효율을 증대시킬 수 있도록 하는데 있는 것이다.

도 1은 종래의 구성을 보인 사시도,

도 2는 종래의 구성을 보인 단면도와 마그네트의 전개도,

도 3은 본 발명의 구성을 보인 분해 사시도,

도 4는 본 발명의 구성을 보인 단면도,

도 5는 본 발명의 마그네트 전개도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 부재 2 : 샤프트

3 : 로터 4 : 스테이터

5 : PCB 6 : 베어링

11 : 베어링 홀더 31 : 마그네트

41 : 보빈 42 : 코일

43 : 상측 스테이터 요크 44 : 하측 스테이터 요크

43a,44a : 폴 43b,44b : 절단부

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 구성을 보인 사시도, 도 4는 본 발명의 구성을 보인 단면도이다.

도면에서 보듯이 본 발명은 하우징 부재(1)와, 샤프트(2)와, 로터(3)와, 스테이터(4)로 이루어 지는 바, 하우징 부재(1)는 중앙에 베어링 홀더(11)를 가지고 있으며, 그 위로 PCB(5)가 얹혀 있고, 샤프트(2)는 베어링(6)을 개입시켜 상기한 베어링 홀더(11)에 축설되어 있고, 로터(3)는 상기 샤프트(2)의 상단에 축착 고정되어 회전이 가능하면서 내주면에는 다극그로 착자된 마그네트(31)가 있다.

또한 본 발명의 스테이터(4)는 상기한 베어링 홀더(11)에 끼운 보빈(41)과, 이 보빈에 권선한 코일(42), 그리고 상기한 보빈의 아래에 받쳐진 채 외주연부에 톱니형의 폴(44a)을 가진 하측 스테이터 요크(44), 상기한 보빈의 상측에 덮여진 채 그 외주연부에 톱니형의 폴(43a)을 가진 상측 스테이터 요크(43)로 이루어 진다.

이때, 상기한 상,하측 스테이터 요크(43)(44)의 폴(43a)(44a)은 그 폭이 로터의 마그네트가 갖는 자극의 폭과 같은 폭으로 이루어져 있으며, 이들은 서로 엇갈린 채 근접하여 조립된다.

뿐만 아니라 상기한 각각의 상,하 폴(43a)(44a)들은 코깅을 위해 모서리의 일부개 절개된 절단부(43b)(44b)를 가지되, 이들은 원주를 따라 일정한 방향성을 가지도록 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 스테이터(4)의 코일(42)에 전원이 공급되면 여자되어 자기력이 발생하고, 로터(3)를 회전시킬 수 있게 된다.

이때, 상,하측 스테이터 요크(43)(44)의 상,하 폴(43a)(44a)과, 로터(3)의 마그네트(31)가 갖는 상관 관계는 도 5에서 보는 바와 같다.

즉, 로터(3)가 화살표 "A"방향으로 회전한다고 가정하고, 임의의 N극 위치에서 정지해 있을 때, 자극 검출 소자에서 전류의 방향을 결정하여 상측 스테이터 요크(43)의 폴(43a)을 N극으로, 하측 스테이터 요크(44)의 폴(44a)을 S극으로 여자 시켜 회전이 시작되게 하고, 이어서 로터가 회전하여 S극의 위치에 왔을 때는 자극 검출 소자에서 전류의 방향을 반대로 결정하여 상측 스테이터 요크(43)의 폴(43a)을 S극으로, 하측 스테이터 요크(44)의 폴(44a)을 N극으로 여자 시켜 회전이 연속될 수 있도록 하는 것이다.

이와 같이 1개의 자극 검출로 로터(3)가 연속 회전할 수 있을 뿐만 아니라 정지 위치도 상,하 폴(43a)(44a)의 절단부(43b)(44b)에 코깅점이 있으므로 항상 도 5에서 보는 바와 같이 임의의 값(δ)만큼 엇갈린 상태로 대기되어 데드 포인트가 없게 된다.

이상에서 자세히 설명한 바와 같은 본 발명은 적층형 스테이터 코어를 사용하는 것이 아니라 용기형의 상,하 스테이터 요크(43)(44)를 사용하고, 또 보빈(41)에 권선한 새로운 타입의 코일(42)을 사용하였기 때문에 제조가 쉬어 생산성이 향상되고, 원가가 절감될 수 있는 것이며, 더 나가서 토크 손실 부분을 코깅으로 이용하였기 때문에 모타 효율은 떨어지지 않는 장점이 있다.

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(11)의 외경에 끼워진 보빈(41)과, 이 보빈에 권선된 코일(42)과,

상기 보빈(41)의 상,하부에 커버하면서 서로 엇갈린 채 결합되도록 각각의 외주연부가 톱니형의 폴(43a),(44a)로 형성되며, 이들 톱니형의 폴(43a),(44a)은 각각의 폭이 마그네트(31)의 한극이 갖는 폭과 동일하게 성형되면서 각각의 끝단 모서리에 코깅을 위한 절단부(43b),(44b)가 형성되는 상,하측 스테이터 요크(43),(44)로 이루어진 스테이터(4);

로 구성하여서 됨을 특징으로 하는 1상 무정류자 직류모터.