KR100372234B1 - 영구자석형 모터의 센서지그와 회전자 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영구자석형 모터의 센서지그와 회전자의 설치방법에 관한 것으로, 그 목적은 회전자와 결합된 회전축에 센서지그를 결합하고, 센서지그에 맞도록 회전자에 착자를 하는 영구자석형 모터의 센서지그와 회전자 설치방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 회전자의 내부에 결합된 회전축에 센서지그를 고정하는 준비단계, 상기 회전자의 외측에 마련되는 영구자석을 착자기에 삽입하는 설치단계, 상기 착자기에서 상기 영구자석에 착자될 하나의 극과 상기 센서지그의 일측으로 돌출되는 날개부를 맞추는 조절단계, 상기 착자기에 전원을 인가하여 상기 영구자석을 착자하는 착자단계, 상기 착자기에서 회전자를 분리하는 분리단계로 이루어지는 영구자석형 모터의 센서지그와 회전자 설치방법이다.

Description

영구자석형 모터의 센서지그와 회전자 설치방법

본 발명은 영구자석형 모터의 센서지그와 회전자 설치방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 회전자와 결합된 회전축에 센서지그를 결합하고 센서지그의 날개부에 맞추어 회전자에 착자를 함으로써 센서지그와 회전자간의 극성에 따른 위치조절이 용이한 영구자석형 모터의 센서지그와 회전자 설치방법에 관한 것이다.

일반적으로 영구자석형 모터(Brushless direct current Motor, BLDC Motor)는 회전자와 고정자가 마련되는데, 회전자는 영구자석으로 마련되고, 고정자에는 코일이 권선된다. 그리고 고정자에 전류를 공급함으로써 고정자와 회전자 사이에 발생되는 자장으로 회전구동력이 발생되는 모터이다.

도 1은 종래의 영구자석형 모터를 보인 분해사시도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 종래의 영구자석형 모터는, 중공으로 양측이 개구되게 마련되는 하우징(10)이 마련되고, 개구된 양측에는 브래킷(60,70)이 설치된다. 이 브래킷(60,70)의 일측은 하우징(10)의 내부에 삽입될 수 있도록 외경이 하우징(10)의 내경과 동일하게 마련되고 하우징(10)과 브래킷(60,70)을 관통하는 스크류(11)로서 결합하게 된다.

고정자(20)는, 하우징(10)의 내부벽면에 고정, 설치되는 것으로 내부에는 코일(21)이 권선되고, 그 내부에는 외주면에 영구자석(31)이 부착된 회전자(30)가 설치된다.

회전자(30)는, 내부에 대칭적으로 여러개의 구멍이 마련되어있는 다수개의 강판을 구멍이 서로 연통하도록 적층하여 용접한 것으로서, 이 회전자(30)의 외측에는 영구자석(31)이 극을 달리하도록 교번되게 착자된다.

회전축(40)은 회전자(30)의 내부를 관통하여 고정,설치되는 것으로 이 회전축(40)의 일단은 외부로 연장되어 고정자(20)와 회전자(30)의 사이에 발생되는 자장으로 회전자(30)가 회전할 때 이 회전력을 외부로 전달하게 된다. 그리고 타단에는 센서지그(50)가 결합된다.

센서지그(50)는 회전축(40)에 결합되는 그 외주면의 양측으로 절곡되어 연장되는 날개부(51)로 이루어지는데 이 날개부(51)는 원관의 측면을 사분하여 서로 마주하는 측을 개구시키고, 다른측을 돌출시킨 것이다.

브래킷(60,70)은 하우징(10)의 양측으로 마련되어 개구된 하우징(10)을 개폐하는 것으로서 후면브래킷(70)의 내측에는 회전축(40)과 함께 회전하는 센서지그(50)의 날개부(51)가 삽탈되는 광센서(80)가 설치된다.

광센서(80)는 후면브래킷(70)에 고정되는 것으로 전면에는 센서지그(50)의 날개부(51)가 삽탈되도록 내부가 함몰된 센싱부(81)가 마련되어 그 내부로 지나가는 날개부(51)의 회전을 감지하여 회전자(30)의 회전각을 감지하는 것이다.

이와 같이 구성되는 영구자석형 모터는, 회전자(30)의 회전각을 감지하고 이에 따라 고정자(20)에 전류를 공급함으로써, 회전자(30)와 고정자(20)간에 자장이 발생되어 회전자(30)가 하는 것이다. 이때 회전자(30)의 회전각을 감지하기 위해 센서지그(50)와 센서지그(50)의 날개부(51)가 그 내부로 삽입되어 이를 감지하는 광센서(80)가 마련되는 것이다. 즉, 광센서(80)는 회전자(30)의 극성에 맞게 설치된 센서지그(50)를 통해 간접적으로 회전자(30)의 극성을 감지하는 것이다.

한편, 이와 같은 영구자석형 모터는 회전자(30)에 착자를 하고 다시 회전자(30)의 극성에 맞게 센서지그(50)를 회전축(40)에 결합하게 되는데, 이때 센서지그(50)와 회전자(30)의 극성을 맞추게 된다. 즉, 회전축(40)의 외측에는 영구자석(31)이 마련되는 회전자(30)가 설치되고, 이 회전자(30)는 착자기(미도시)에 의해 착자된다. 이로써 영구자석(31)은 극을 달리하도록 교번되어 네 개의 부분으로 나뉘게 된다. 그리고 회전축(40)에 설치되는 센서지그(50)는 그 외측이 회전자(30)의 극성에 맞게 요철지게 마련되어 회전축(40)이 가결합되고, 이때 출력파형을 관찰해가면서 센서지그(50)를 돌려 회전자(30)와 센서지그(50)의 극성을 맞추게 되는 것이다.

그러나 이와 같은 영구자석형 모터는 회전자에 착자를 하고 다시 회전자의 극성에 맞게 센서지그를 회전축에 결합한다. 이때 센서지그와 회전자의 극성을 맞추어야 하는 불편함이 있다. 즉 회전자를 착자하는 공정과 착자된 회전자의 극성에 맞도록 센서지그를 조립하는 공정이 개별적으로 마련되어 조립성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 회전자와 결합된 회전축에 센서지그를 결합하고, 센서지그에 맞도록 회전자에 착자를 하는 영구자석형 모터의 센서지그와 회전자 설치방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래 영구자석형 모터의 분해사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 영구자석형 모터의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따라 회전자와 센서지그를 고정하는 준비단계이다.

도 4는 본 발명에 따라 회전자를 착자기에 설치하는 설치단계이다.

도 5는 본 발명에 따라 회전자의 위치를 조절하는 조절단계이다.

도 6은 본 발명에 따라 회전자를 착자하는 착자단계이다.

도 7은 본 발명에 따라 착자기에서 회전자를 분리하는 분리단계이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100:착자기 101:착자부

110:하우징 120:고정자

130:회전자 131:영구자석

140:회전축 150:센서지그

151:날개부 160:전면브래킷

170:후면브래킷 180:광센서

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 영구자석형 모터의 센서지그와 회전자의 설치방법에 있어서, 회전자의 내부에 결합된 회전축에 센서지그를 고정하는 준비단계, 상기 회전자의 외측에 마련되는 영구자석을 착자기에 삽입하는 설치단계, 상기 착자기에서 상기 영구자석에 착자될 하나의 극과 상기 센서지그의 일측으로 돌출되는 날개부를 맞추는 조절단계, 상기 착자기에 전원을 인가하여 상기 영구자석을 착자하는 착자단계, 상기 착자기에서 회전자를 분리하는 분리단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하겠다.

도 2는 본 발명에 따른 영구자석형 모터의 단면도이다. 그리고 도 3은 본 발명에 따라 회전자와 센서지그를 고정하는 준비단계, 도 4는 본 발명에 따라 회전자를 착자기에 설치하는 설치단계, 도 5는 본 발명에 따라 회전자의 위치를 조절하는 조절단계, 도 6은 본 발명에 따라 회전자를 착자하는 착자단계, 도 7은 본 발명에 따라 착자기에서 회전자를 분리하는 분리단계이다. 이에 도시한 바와 같이, 영구자석형 모터는, 중공으로 마련되는 하우징(110)과 이 하우징(110)의 개구된 전,후면을 개폐하는 브래킷(160,170), 그리고 하우징(110)의 내측에 결합되는 고정자(120)와 이 고정자(120)의 내부에 회전가능하게 마련되는 회전자(130)와 회전축(140)으로 구비된다. 그리고 회전축(140)의 일단에 마련되는 센서지그(150)와 브래킷(160,170)의 내부에 설치되는 광센서(180)를 구비한다.

하우징(110)은 양측이 개구되고 여기에는 브래킷(160,170)이 설치되는데 이 브래킷(160,170)의 일측은 하우징(110)의 내부에 삽입될 수 있도록 외경이 하우징(110)의 내경과 동일하게 마련되고 하우징(110)과 브래킷(160,170)을 관통하는 스크류(111)로서 결합하게 된다.

고정자(120)는, 하우징(110)의 내부벽면에 고정, 설치되는 것으로 내부에는 코일(121)이 권선되어있다. 그리고 고정자(120)의 내부에는 외주면에 영구자석(131)이 부착된 회전자(130)가 회동가능하게 설치된다.

회전자(130)는, 내부에 대칭적으로 여러개의 구멍이 마련되어있는 다수개의 강판을 구멍이 서로 연통하도록 적층하여 용접한 것으로서, 이 회전자(130)의 외측에는 영구자석(131)이 극을 달리하도록 교번되게 착자된다.

회전축(140)은 회전자(130)의 내부를 관통하여 고정,설치되는 것으로 이 회전축(140)의 일단은 외부로 연장되어 고정자(120)와 회전자(130)의 사이에 발생되는 자장으로 회전자(130)가 회전할 때 이 회전력을 외부로 전달하게 된다. 그리고 회전축(140)의 타단의 단차(141)가 마련되고 단차(141)에서 연장되는 회전축(140)의 선단 외주연에는 볼트부(142)가 마련된다.

센서지그(150)는 회전축(140)에 결합되는 원판(152)과 그 외주면의 양측으로 절곡되어 연장되는 날개부(151)로 이루어지는데 원판(152)의 내부에는 회전축(140)의 볼트부(142)가 삽입되는 지그홀(153)이 마련된다. 이 지그홀(153)에는 회전축(140)의 볼트부(142)가 삽입되고, 볼트부(142)의 선단에 와셔(155)를 개재한 너트(154)가 삽입되어 회전축(140)에 센서지그(150)가 고정되는 것이다.

브래킷(160,170)은 하우징(110)의 개구된 양측을 개폐하는 것으로서 그 내부에는 회전축(140)의 양측단이 회전지지되는 베어링(161,171)이 설치된다. 그리고 후면브래킷(170)의 내측에는 회전축(140)의 회전으로 인해 센서지그(150)의 날개부(151)가 삽탈되는 광센서(180)가 마련된다.

광센서(180)는 후면브래킷(170)의 내측에 밀착되는 것으로 전면에는 센서지그(150)의 날개부(151)가 삽탈되도록 내부가 함몰된 센싱부(181)가 마련되어 그 내부로 지나가는 날개부(151)의 회전을 감지하여 회전자(130)의 회전각을 감지하는 것이다.

본 발명의 센서지그(150)와 회전자(130) 설치방법은 다음과 같다. 본 발명의 영구자석형 모터는 회전자(130)의 회전각을 감지하고 이에 따라 고정자(120)에 전류를 공급함으로써 회전자(130)와 고정자(120)간에 발생되는 자장으로 인해 회전구동력을 발생하게 되는데, 회전자(130)의 회전각을 감지하기 위해 회전자(130)와 동일하게 회전하는 센서지그(150)와 센서지그(150)의 날개부(151)가 그 내부로 삽입되어 이를 감지하는 광센서(180)가 마련되는 것이다. 즉, 광센서(180)는 회전자(130)의 극성에 맞게 설치된 센서지그(150)를 통해 간접적으로 회전자(130)의 극성을 감지하는 것이다.

먼저, 회전자(130)와 결합된 회전축(140)에 센서지그(150)를 고정하는 준비단계이다. 회전축(140)은 회전자(130)의 내부에 삽입, 고정되어 회전자(130)를 회전가능하게 지지해주는 것으로 일단은 전면브래킷(160)에 마련된 베어링(161)의 지지를 받으며 외부로 연장되어 고정자(120)와 회전자(130)간의 자장으로 인해 발생되는 회전력을 외부로 전달하게 되고, 타단은 후면브래킷(170)에 마련되는 베어링(171)에 의해 지지를 받게 된다. 그리고 타단에 마련되는 단차(141)에는 센서지그(150)의 지그홀(153)이 결합되고, 그 외측으로 마련되는 볼트부(142)에 와셔(155)와 너트(154)가 체결되어 센서지그(150)는 회전축(140)에 고정되는 것이다.

다음은 회전자(130)의 외측에 마련되는 영구자석(131)을 착자기(100)에 삽입하는 설치단계이다. 회전축(140)을 통해 센서지그(150)와 결합된 회전자(130)는, 착자부(101)의 내부에 마련되는 중공의 착자부(101)에 삽입된다. 착자부(101)는 강한 자력을 발생시키는 전자석으로 그 내부에 설치되는 영구자석(131)에 극성을 부여하는 것이다.

다음은 착자기(100)의 내부에 설치된 회전자(130)를 회전시켜 조절하는 조절단계이다. 착자부(101)는 그 내부에 설치되는 회전자(130)에 극성을 부여할 수 있도록 마련되는 것으로서 내부에 설치된 회전자(130)는 영구자석(131)에 착자될 N극이 형성된 착자부(101)와 회전축(140)에 설치된 센서지그(150)의 날개부(151)가 일치되도록 회전축(140)을 회전시켜 고정시킨다.

다음은 착자기(100)에 전원을 인가하여 회전자(130)를 착자하는 착자단계이다. 착자부(101)의 내부에 영구자석(131)의 위치가 결정된 후 착자기(100)에 전원을 인가한다. 이로써 센서지그(150)의 날개부(151)에 대향되는 영구자석(131)에는 N극이 착자되고, 날개부(151)의 사이와 대향되는 영구자석(131)에는 S극이 착자된다.

다음은 착자된 회전자(130)를 착자기(100)에서 분리하는 분리단계이다. 착자기(100)의 가동으로 회전자(130)의 영구자석(131)에는 극성이 부여되고, 착자기(100)에 전원을 제거하여 착자부(101)의 가동을 정지한후에 착자부(101)의 내부에서 영구자석(131)을 분리하게 된다.

이로써 회전자(130)의 영구자석(131)에 착자가 됨과 동시에 센서지그(150)에 따라 영구자석(131)의 극성이 맞추어지는 것이다.

이후에 회전자(130)와 센서지그(150)를 하우징(110)에 설치하는 결합하게 되는 것이다. 이를 설명하면 다음과 같다. 서로 극성이 맞추어진 회전자(130)와 센서지그(150)는 하우징(110)의 내부에 삽입되는데, 이때 하우징(110)은 후면브래킷(170)이 결합되어있는 상태이고 전면브래킷(160)이 설치되는 전면이 개구되어있는 상태이므로 개구된 전면으로 회전축(140)을 삽입한다. 이때 센서지그(150)는 후면브래킷(170)에 마련되는 광센서(180)와 대응되도록 설치된다. 그리고 전면브래킷(160)을 하우징(110)에 결합하게 된다.

그리고 센서지그(150)와 광센서(180)를 조절하게 된다. 센서지그(150)는 후면브래킷(170)에 마련된 광센서(180)와 회전각도를 맞추어야한다. 즉, 광센서(180)의 전면에 마련되는 센싱부(181)로 센서지그(150)의 날개를 삽입되는 그 위치를 조절하는 것이다. 이때 후면브래킷(170) 내측의 광센서(180)는 후면브래킷(170)에 결합되어있는 상태이므로 회전축(140)을 회전시켜 그 선단에 마련되는 센서지그(150)와 광센서(180)의 위치를 조절하게 된다. 센서지그(150)와 광센서(180)의 위치검출은 고정자(120)의 유도기전력과 상전류인가 신호를 비교하여 알 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 영구자석형 모터는, 회전자의 영구자석을 착자하기전에 회전자와 결합된 회전축에 센서지그를 설치하고, 이 센서지그에 맞게 영구자석을 착자함으로서, 회전자 착자와 회전자, 센서지그의 극성을 맞추는 공정이 함께 수행되어 조립성이 향상되는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 영구자석형 모터의 센서지그와 회전자의 설치방법에 있어서,

   회전자의 내부에 결합된 회전축에 센서지그를 고정하는 준비단계, 상기 회전자의 외측에 마련되는 영구자석을 착자기에 삽입하는 설치단계, 상기 착자기에서 상기 영구자석에 착자될 하나의 극과 상기 센서지그의 일측으로 돌출되는 날개부를 맞추는 조절단계, 상기 착자기에 전원을 인가하여 상기 영구자석을 착자하는 착자단계, 상기 착자기에서 회전자를 분리하는 분리단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 영구자석형 모터의 센서지그와 회전자 설치방법.