KR100570361B1 - Brushless dc motor having slotless stator - Google Patents

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KR100570361B1 KR1020030050894A KR20030050894A KR100570361B1 KR 100570361 B1 KR100570361 B1 KR 100570361B1 KR 1020030050894 A KR1020030050894 A KR 1020030050894A KR 20030050894 A KR20030050894 A KR 20030050894A KR 100570361 B1 KR100570361 B1 KR 100570361B1
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
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    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices

Abstract

본 발명은 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코깅 토크가 없을 뿐만 아니라 코일의 권선 및 고정자의 제작이 용이한 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a brushless direct current motor having a slotless stator, and more particularly, to a brushless direct current motor having a slotless stator which is free of cogging torque and which is easy to manufacture coil windings and stators.

본 발명에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류모터는, 중심에 관통구멍이 형성된 코어와, 상기 코어의 원주방향으로 일정 간격으로 배열되도록 상기 코어에 권선된 적어도 한 쌍 이상의 코일을 구비한 슬롯리스 고정자와; 외주면에 적어도 한 쌍 이상의 N극과 S극이 교대로 원주방향으로 일정 간격으로 배열되도록 착자되고 상기 자극이 상기 슬롯리스 고정자의 내주면과 대향되어 회전가능하도록 상기 슬롯리스 고정자의 내부에 설치된 회전자;를 포함하는 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터에 있어서, 상기 코어는 도넛형상이고, 표면에 일정 두께의 절연물이 둘러싸이고, 상기 코일은 적어도 한 쌍 이상이고, 상기 코어의 원주방향으로 일정한 간격으로 배열되도록 상기 도넛형상의 코어의 원주방향으로의 소정 위치에서 상기 코어에 감기게 권선된 것을 특징으로 한다.A brushless direct current motor having a slotless stator according to the present invention includes a slotless core having a core having a through hole formed in the center thereof and at least one pair of coils wound around the core to be arranged at regular intervals in the circumferential direction of the core. With a stator; A rotor installed inside the slotless stator so that at least one pair of the N pole and the S pole are alternately arranged at regular intervals in the circumferential direction on the outer circumferential surface and the magnetic pole is rotatable opposite to the inner circumferential surface of the slotless stator; In the brushless DC motor having a slotless stator including a, the core is a donut shape, the surface is surrounded by a certain thickness of insulation, the coil is at least one pair or more, at regular intervals in the circumferential direction of the core And a winding wound around the core at a predetermined position in the circumferential direction of the donut-shaped core to be arranged.

브러시리스 직류 모터, BLDC 모터, 슬롯리스 고정자,Brushless direct current motor, BLDC motor, slotless stator,

Description

슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터{BRUSHLESS DC MOTOR HAVING SLOTLESS STATOR}Brushless DC Motors with Slotless Stator {BRUSHLESS DC MOTOR HAVING SLOTLESS STATOR}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터를 도시한 분해 사시도1 is an exploded perspective view showing a brushless DC motor having a slotless stator according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터의 슬롯리스 고정자를 도시한 단면도2 is a cross-sectional view illustrating a slotless stator of a brushless DC motor having a slotless stator according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 브러시리스 직류모터의 슬롯리스 고정자의 변형예를 도시한 사시도Figure 3 is a perspective view showing a modification of the slotless stator of the brushless DC motor according to an embodiment of the present invention

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 브러시리스 직류모터의 슬롯리스 고정자의 코일의 결선을 도시한 결선도Figure 4 is a connection diagram showing the connection of the coil of the slotless stator of the brushless DC motor according to an embodiment of the present invention

도 5는 종래의 브러시리스 직류모터의 슬롯타입 고정자의 일실시예를 도시한 단면도5 is a cross-sectional view showing an embodiment of a slot type stator of a conventional brushless DC motor.

도 6은 종래의 브러시리스 직류모터의 슬롯리스 고정자의 일실시예를 개념적으로 도시한 사시도6 is a perspective view conceptually illustrating an embodiment of a slotless stator of a conventional brushless DC motor

<도면의 주요부호에 대한 간단한 설명> <Brief description of the major symbols in the drawings>

11,13 제1 및 제2하우징 20 기판11,13 first and second housing 20 substrate

30 고정자 31 코어30 stator with 31 core

33 절연물 35 돌기33 Insulation 35 Turning

40 회전자 조립체 41 회전축40 Rotor Assembly 41 Spindle

43 회전자 45,46 베어링43 rotor 45,46 bearing

L1-a, L1-b, L2-a, L2-b, L3-a, L3-b 코일L1-a, L1-b, L2-a, L2-b, L3-a, L3-b coils

본 발명은 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코깅 토크가 없을 뿐만 아니라 코일의 권선 및 고정자의 제작이 용이한 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a brushless direct current motor having a slotless stator, and more particularly, to a brushless direct current motor having a slotless stator which is free of cogging torque and which is easy to manufacture coil windings and stators.

브러시리스 직류 모터(Blushless DC Motor; 이하, 'BLDC 모터'라고 칭함.)는 종래의 브러시가 있는 DC 모터에 비해 브러시와 정류자라는 기계적 접촉부가 없다는 특징을 가지고 있으며, 기기의 고성능화, 경박단소화, 장수명화, 그리고 반도체 기술 및 부품이나 재료의 발전에 따라 많이 사용된다. 일반적으로, BLDC 모터는 레이디얼 갭 타입(Radial Gap Type)과 액시얼 갭 타입(Axial Gap Type)으로 분류되며, 레이디얼 갭 타입 BLDC 모터는 마그네트 회전자의 배치에 따라 외부 회전자형(Outer Rotor Type)과 내부 회전자형(Inner Rotor Type)으로 다시 분류된다. 본 발명은 모터 구조를 비교적 간단히 구성할 수 있고, 비교적 민감한 제어성을 요하는 곳에 주로 사용되는 내부 회전자형 BLDC 모터의 고정자를 개선한 것으 로, 일반적으로 내부 회전자형 BLDC 모터는 도넛형상의의 고정자(Stator) 내부에서 원기둥 구조의 회전자(Rotor)가 회전 가능하게 지지된 구조를 갖는다.Brushless DC motors (hereinafter referred to as BLDC motors) are characterized by the absence of mechanical contacts such as brushes and commutators compared to conventional DC motors with brushes. It is widely used due to long life and development of semiconductor technology and components and materials. In general, BLDC motors are classified into radial gap type and axial gap type, and radial gap type BLDC motors have outer rotor type according to the arrangement of the magnet rotor. ) And Inner Rotor Type. The present invention is an improvement of the stator of the internal rotor type BLDC motor which is mainly used where the motor structure can be relatively simple and requires relatively sensitive controllability. In general, the internal rotor type BLDC motor is a donut-shaped stator. Inside the stator, a rotor having a cylindrical structure is rotatably supported.

도 5에는 3상 4극 6슬롯 구조를 갖는 종래의 내부 회전자형 BLDC 모터의 일실시예가 개념적으로 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 BLDC 모터의 고정자는 환형의 프레임(111)의 내측에 6개의 T형상의 치(Teeth, 113)가 내측방향으로 돌출형성되고, 상기 치(113)에 코일이 권선된 구조이며, 두쌍의 N극과 S극이 교대로 착자된 로터(119)가 상기 스테이터의 내부에서 회전 가능하도록 회전축(118)에 의해 지지된 구조이다.5 conceptually illustrates one embodiment of a conventional internal rotor type BLDC motor having a three-phase, four-pole, six-slot structure. Referring to the drawings, the stator of the BLDC motor has six T-shaped teeth (113) protruding inwardly in the inner side of the annular frame 111, the coil is wound around the tooth 113 The rotor 119, in which two pairs of N poles and S poles are alternately magnetized, is supported by the rotating shaft 118 to be rotatable inside the stator.

그런데, 상기 종래의 BLDC 모터는 코일의 권선작업이 치(113)와 치(113) 사이의 폭이 좁은 슬롯(Slot, 115)에 권선 지그(JIG)를 넣어 행하여 지기때문에 고가의 전용 권선기가 필요하여 설비 투자비가 많이들 뿐만 아니라, 권선 시간이 길어지고 생산성 저하에 따른 제조비용이 상승하는 문제점을 갖는다. 특히, 상기 종래의 BLDC 모터는 상기 치(113)에 코일을 권선하기위한 슬롯(115)의 갭(Gap)이 로터가 회전할 때 코깅 토크(Cogging Torque)를 발생시키는 요인으로 작용하여 회전시 진동이 발생하는 단점을 갖는다.However, the conventional BLDC motor requires an expensive dedicated winding machine because the winding operation of the coil is performed by putting the winding jig (JIG) in a narrow slot (Slot, 115) between the teeth 113 and the teeth 113. As a result, the equipment investment costs are high, and the winding time is long, and manufacturing costs increase due to the decrease in productivity. In particular, in the conventional BLDC motor, the gap Gap of the slot 115 for winding the coil on the teeth 113 acts as a factor for generating a cogging torque when the rotor rotates, thereby causing vibration during rotation. This has the disadvantage of occurring.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 대한민국 등록특허공보 제10-0367478호에는 보빈에 미리 권선된 코일을 코어 내륜의 외주에 외측방향으로 돌출형성된 치에 삽입하고, 코어 외륜을 결합시켜 보빈을 봉지한 구조의 슬롯리스(Slotless) 고정자를 갖는 BLDC 모터가 개시되어 있다.In order to solve the above problems, the Republic of Korea Patent Publication No. 10-0367478 is inserted into the bobbin coil pre-wound in the outer periphery of the tooth formed in the outer periphery of the core inner ring, and coupled to the core outer ring to seal the bobbin A BLDC motor having a slotless stator of the structure is disclosed.

그러나, 상기와 같은 슬롯리스 고정자를 갖는 종래의 BLDC 모터는 치의 수가 증가함에 따라 보빈에 코일을 개별적으로 권선하여야 할 뿐만 아니라 코어가 외륜과 내륜으로 분리되어 이들을 각각 별도로 제작하여 이를 결합해야 하기때문에 공정이 추가되어 생산성이 나쁜 단점을 갖는다. 또한, 상기 종래의 BLDC모터는 코어 내륜에 치를 갖기 때문에 그 형상이 복잡하여 제작이 어려운 단점을 갖는다.However, in the conventional BLDC motor having the slotless stator as described above, as the number of teeth increases, not only the coils must be individually wound on the bobbin, but also the cores are separated into the outer and inner rings, and each of them is manufactured separately and combined. This has the added disadvantage of poor productivity. In addition, since the conventional BLDC motor has teeth on the inner ring of the core, the shape thereof is complicated and thus difficult to manufacture.

또한, 상기 대한민국 등록특허공보 제10-0367478호에는 보빈에 코일을 개별적으로 권선하는 상기 종래의 BLDC 모터의 고정자를 개선하여 요철 구조로 포밍(Forming)된 코일을 코어 내륜의 외주에 외측방향으로 돌출형성된 치와 치 사이의 슬롯에 장착하고 코어 외륜을 결합시킨 구조의 슬롯리스 고정자를 갖는 BLDC 모터가 개시되어 있다.In addition, the Republic of Korea Patent Publication No. 10-0367478 is to improve the stator of the conventional BLDC motor winding the coil to the bobbin separately to form a coil (formed) with a concave-convex structure outwardly projecting the outer periphery of the core inner ring A BLDC motor is disclosed that has a slotless stator mounted in a slot between a tooth formed and a core coupled to an outer ring.

그러나, 상기 슬롯리스 고정자를 갖는 종래의 BLDC 모터는 코일을 포밍하는 공정이 추가로 요구될 뿐만 아니라, 여전히 코어 내륜과 외륜을 결합하기 위한 공정이 추가되는 단점을 갖는다. 또한, 상기 종래의 BLDC 모터는 코어 내륜이 복잡한 형상의 치를 갖기 때문에 그 제작이 복잡한 단점을 여전히 갖는다.However, the conventional BLDC motor having the slotless stator has a disadvantage in that a process for forming a coil is additionally required, and a process for joining the inner and outer rings of the core is still added. In addition, the conventional BLDC motor still has a disadvantage in that its fabrication is complicated because the core inner ring has teeth of a complicated shape.

한편, 도 6에는 6개의 코일군(121 내지 126)으로 구성된 BLDC 모터의 슬롯리스 고정자가 개념적으로 도시되어 있다.Meanwhile, FIG. 6 conceptually illustrates a slotless stator of a BLDC motor including six coil groups 121 to 126.

그런데, 상기와 같은 종래의 슬롯리스 고정자를 갖는 BLDC 모터의 슬롯리스 고정자는 우선 권선지그와 전용 권선기를 이용하여 6개의 코일(121 내지 126)을 권선하여 권선 조립체(Winding Assembly)를 형성하고, 권선의 형상을 유지하기 위한 고정용 테이프를 부착하여 권선 조립체를 권선기로부터 이탈시킨 다음 권선 조립체에 에폭시가 코팅된 절연지를 삽입하고 권선 조립체를 압착한 상태에서 열처리하여 절연지를 경화시킴으로써 권선 조립체를 압착된 상태로 고정시킴으로써 형성된다. 따라서, 상기 종래의 슬롯리스 고정자를 갖는 BLDC 모터는 고정자의 제작시 권선 조립체의 경화를 위해 열처리 과정을 거치기 때문에 제작공정이 복잡할 뿐만 아니라, 각 코일군마다 권선방향의 절환이 필요하여 권선시간이 길어지기 때문에 생산성이 나쁘고 생산비용이 많이 드는 단점을 갖는다. 또한, 상기 종래의 BLDC 모터는 고정자의 제조에 전용 권선기와 특수 설계된 권선 지그를 사용하여야 하기 때문에 설비투자비가 많이 소요되는 단점을 갖는다. 더욱이, 상기 종래의 BLDC 모터는 정확한 극에 상당하는 코일의 배치가 어려울 뿐만 아니라 권선 조립체와 코어 또는 하우징과의 결합시 코일의 절연 피막이 손상되는 문제점을 갖는다.However, the slotless stator of the BLDC motor having the conventional slotless stator as described above first winds six coils 121 to 126 by using a winding jig and a dedicated winding machine to form a winding assembly, and then, a winding. The winding assembly was compressed by attaching a fixing tape to maintain the shape of the winding assembly, and then removing the winding assembly from the winding machine, inserting an epoxy coated insulating paper into the winding assembly, and curing the insulating paper by heat treatment while pressing the winding assembly. It is formed by fixing. Therefore, the BLDC motor having the conventional slotless stator undergoes a heat treatment process for the curing of the winding assembly during the manufacture of the stator, and thus, the manufacturing process is complicated, and the winding time is required for each coil group. It has a disadvantage of poor productivity and high production cost because it is longer. In addition, the conventional BLDC motor has a disadvantage in that a large amount of equipment investment is required because a special winding machine and a specially designed winding jig should be used to manufacture the stator. Moreover, the conventional BLDC motor has a problem in that the arrangement of the coil corresponding to the correct pole is difficult and the insulation film of the coil is damaged when the winding assembly and the core or the housing are combined.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 코깅 토크의 원인이 되는 슬롯이 없을 뿐만 아니라 코일의 권선 및 고정자의 제작이 용이한 슬롯리스 고정자를 갖는 BLDC 모터를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a BLDC motor having a slotless stator that is easy to manufacture coil windings and stators as well as no slots that cause cogging torque. .

또한, 본 발명의 목적은 코어 코일이 정확하게 배치되어 권선될 수 있는 슬롯리스 고정자를 갖는 BLDC 모터를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a BLDC motor having a slotless stator in which the core coil can be precisely arranged and wound.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브러시리스 직류 모터는, 중심에 관통구멍이 형성된 코어와, 상기 코어의 원주방향으로 일정 간격으로 배열되도록 상기 코어에 권선된 적어도 한 쌍 이상의 코일을 구비한 슬롯리스 고정자와; 외주면에 적어도 한 쌍 이상의 N극과 S극이 교대로 원주방향으로 일정 간격으로 배열되도록 착자되고 상기 자극이 상기 슬롯리스 고정자의 내주면과 대향되어 회전가능하도록 상기 슬롯리스 고정자의 내부에 설치된 회전자;를 포함하는 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터에 있어서, 상기 코어는 도넛형상이고, 표면에 일정 두께의 절연물이 둘러싸이고, 상기 코일은 적어도 한 쌍 이상이고, 상기 코어의 원주방향으로 일정한 간격으로 배열되도록 상기 도넛형상의 코어의 원주방향으로의 소정 위치에서 상기 코어에 감기게 권선된 것을 특징으로 한다.A brushless direct current motor according to the present invention for achieving the above object comprises a core having a through hole in the center and at least one pair of coils wound around the core to be arranged at regular intervals in the circumferential direction of the core. With one slotless stator; A rotor installed inside the slotless stator so that at least one pair of the N pole and the S pole are alternately arranged at regular intervals in the circumferential direction on the outer circumferential surface and the magnetic pole is rotatable opposite to the inner circumferential surface of the slotless stator; In the brushless DC motor having a slotless stator including a, the core is a donut shape, the surface is surrounded by a certain thickness of insulation, the coil is at least one pair or more, at regular intervals in the circumferential direction of the core And a winding wound around the core at a predetermined position in the circumferential direction of the donut-shaped core to be arranged.

상기 코어는 치가 없는 원형이기 때문에 슬롯이 없을 뿐만 아니라 코어에 코일의 권선이 용이해진다.Since the core is circular without teeth, not only is there no slot, but also the winding of the coil in the core is facilitated.

또한, 본 발명에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터는, 상기 절연물은 사출 성형이 가능한 수지이고, 상기 코어가 금형 내부에 수용된 상태에서 상기 코어의 표면을 둘러싸도록 사출성형된 것을 특징으로 한다.In addition, the brushless DC motor having a slotless stator according to the present invention, the insulator is injection-molded resin, characterized in that the injection molding to surround the surface of the core in the state that the core is accommodated in the mold. .

상기와 같은 구성에 의하여 코어와 코일을 절연시키기 위한 절연물을 상기 코어에 용이하게 둘러쌀 수 있게 된다.By the above configuration, it is possible to easily surround the core with an insulator for insulating the core and the coil.

또한, 본 발명에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터는, 상기 절연물은 하부에 상기 코어의 상부가 삽입될 수 있는 환형의 홈이 형성된 상부 절연물과, 상부에 상기 코어의 하부가 삽입될 수 있는 환형의 홈이 형성된 하부 절연물로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in the brushless DC motor having a slotless stator according to the present invention, the insulator may have an upper insulator having an annular groove through which an upper portion of the core may be inserted, and a lower portion of the core may be inserted in the upper portion. Characterized in that the lower insulator formed with an annular groove.

상기 절연물은 분리 가능한 구조이기 때문에 상기 코어에 상기 절연물을 둘러싸는 작업이 용이해진다.Since the insulator has a removable structure, it is easy to surround the insulator on the core.

또한, 본 발명에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터는, 상 기 절연물의 외주면에는 적어도 한 쌍 이상의 돌기가 원주방향으로 일정한 간격으로 돌출형성되고, 상기 코일은 상기 돌기의 사이에서 상기 코어에 권선된 것을 특징으로 한다.In addition, the brushless DC motor having a slotless stator according to the present invention, the outer peripheral surface of the at least one or more projections are formed at regular intervals in the circumferential direction, the coil is formed in the core between the projections. It is characterized in that the winding.

이에 따라, 상기 코일은 정확한 극에 상당하는 위치, 즉 상기 돌기 사이에서 권선된다.Thus, the coil is wound between positions corresponding to the correct pole, ie between the projections.

이하에서는 본 발명에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터를 도면에 도시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a brushless DC motor having a slotless stator according to the present invention will be described in detail with reference to the embodiment shown in the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터의 슬롯리스 고정자를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 브러시리스 직류 모터의 슬롯리스 고정자의 변형예를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터의 고정자의 코일의 결선을 도시한 결선도이다.1 is an exploded perspective view showing a brushless DC motor having a slotless stator according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a slotless of a brushless DC motor having a slotless stator according to an embodiment of the present invention Figure 3 is a cross-sectional view showing a stator, Figure 3 is a perspective view showing a modified example of the slotless stator of the brushless DC motor according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a slotless stator according to an embodiment of the present invention It is a connection diagram which shows the wiring of the coil of the stator of the brushless DC motor which has.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터는, 하우징(11,13)과, 슬롯리스 고정자(30), 및 회전자(43)를 포함한다.Referring to the drawings, a brushless direct current motor having a slotless stator according to the present invention includes housings 11 and 13, a slotless stator 30, and a rotor 43.

상기 하우징(11,13)은 상기 슬롯리스 고정자(30) 및 회전자(43)을 수용하기 위한 것으로, 상기 슬롯리스 고정자(30)가 상기 하우징(11,13)의 내부에 고정되고, 회전자(43)는 회전축(41)에 고정되어 회전축(41)과 일체로 회전하도록 상기 하우징(11,13)에 지지된다. 도면을 참조하면, 상기 하우징(11,13)은 제1하우징(11)과 제2하우징(13)으로 구성되어 서로 결합되는 구조를 갖는다.The housings 11 and 13 are for accommodating the slotless stator 30 and the rotor 43, and the slotless stator 30 is fixed inside the housings 11 and 13, and the rotor 43 is fixed to the rotation shaft 41 and is supported by the housings 11 and 13 so as to rotate integrally with the rotation shaft 41. Referring to the drawings, the housings 11 and 13 are composed of a first housing 11 and a second housing 13 to have a structure coupled to each other.

상기 슬롯리스 고정자(30)는 중심에 관통구멍이 형성된 도넛형상의 코어(31)와, 상기 코어(31)의 원주방향으로 일정 간격으로 배열되도록 상기 코어(31)에 권선된 적어도 한 쌍 이상의 코일(L1-a 내지 L3-b)을 구비한다. 상기 코일(L1-a 내지 L3-b)가 감기는 코어(31)의 외부는 코일(L1-a 내지 L3-b)과 코어(31)을 절연시키기 위한 절연물(33)로 둘러싸인다.The slotless stator 30 includes a donut-shaped core 31 having a through hole formed at a center thereof, and at least one pair of coils wound around the core 31 so as to be arranged at regular intervals in the circumferential direction of the core 31. (L1-a to L3-b) are provided. The outside of the core 31 to which the coils L1-a to L3-b are wound is surrounded by an insulator 33 for insulating the coils L1-a to L3-b and the core 31.

본 발명은 상기 고정자(30)에 슬롯이 없는 것을 특징으로 한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 고정자(30)는 표면에 일정 두께의 절연물(33)이 둘러싸인 환형의 코어(31)를 포함한다. 상기 코어(31)는 일반적으로 환형의 철편을 적층하여 형성된다. 상기 절연물(33)은 상기 철심(31)과 상기 코어에 권선되는 코일을 절연시키기 위한 것으로 절연종이나 수지 등으로 이루어진다.The present invention is characterized in that there is no slot in the stator (30). 1 and 2, the stator 30 includes an annular core 31 surrounded by an insulator 33 having a predetermined thickness on a surface thereof. The core 31 is generally formed by stacking annular iron pieces. The insulator 33 is to insulate the iron core 31 from the coil wound around the core, and is made of an insulating species, a resin, or the like.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터는 상기 코어가 인서트(Insert) 사출에 의해 상기 코어(31)와 절연물(33)이 일체로 형성된 것을 특징으로 한다. 즉, 코어(31)가 금형 내부에 수용된 상태에서 코어(31)의 표면을 둘러싸도록 상기 절연물(33)인 수지를 사출 성형하여 상기 코어(31)과 상기 절연물(33)이 일체로 형성되어 질 수 있다. Brushless DC motor having a slotless stator according to an embodiment of the present invention as described above is characterized in that the core 31 and the insulator 33 are integrally formed by insert injection (Insert). That is, the core 31 and the insulator 33 may be integrally formed by injection molding the resin of the insulator 33 so as to surround the surface of the core 31 while the core 31 is accommodated in the mold. Can be.

한편, 도 3에는 절연물이 상부 절연물(33a)과 하부 절연물(33b)로 분리되며, 각각 상기 코어(31)의 상부 하부 각각을 수용한 상태에서 서로 결합되는 실시예가 도시되어 있다. 즉, 상기 절연물은 하부에 상기 코어(31)의 상부가 삽입될 수 있는 환형의 홈이 형성된 상부 절연물(33a)과, 상부에 상기 코어(31)의 하부가 삽입될 수 있는 환형의 홈이 형성된 하부 절연물(33b)로 이루어지며, 상기 코어(31)의 상부 및 하부 각각이 상기 상부 절연물(33a)의 환형의 홈과 상기 하부 절연물(33b)의 환형의 홈 각각에 삽입됨으로써 서로 결합된다.
상기 코일(L1-a 내지 L3-b)은 절연물(33)로 절연된 코어(31)에 원주방향으로 일정한 간격으로 배열되도록 위치되어 그 위치에서 상기 코어(31)에 감겨져 권선된다. 본 발명은 종래의 모터에서의 고정자와는 달리 코일이 감기는 코어치가 구비되지 않고 도넛형상의 코어 자체에 코일이 감김으로써 슬롯이 형성되지 않는 것을 특징으로 한다.
Meanwhile, FIG. 3 illustrates an embodiment in which the insulators are separated into the upper insulator 33a and the lower insulator 33b, and are coupled to each other in a state in which each of the upper and lower parts of the core 31 is accommodated. That is, the insulator has an upper insulator 33a having an annular groove through which the upper part of the core 31 can be inserted, and an annular groove through which the lower part of the core 31 can be inserted. It consists of a lower insulator 33b, and the upper and lower portions of the core 31 are joined to each other by being inserted into each of the annular grooves of the upper insulator 33a and the annular grooves of the lower insulator 33b.
The coils L1-a to L3-b are positioned to be arranged at regular intervals in the circumferential direction on the core 31 insulated by the insulator 33, and wound and wound around the core 31 at that position. The present invention is characterized in that, unlike the stator of the conventional motor, the core is not provided with the coil wound and the slot is not formed by winding the coil around the donut-shaped core itself.

한편, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일시예에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터는, 상기 절연물[(33) 또는 (33a,33b)]의 외주면에는 적어도 한 쌍 이상의 돌기[(35 또는 (35a,35b)]가 원주방향으로 일정한 간격으로 돌출형성되고, 상기 코일(L1-a 내지 L3-b)은 상기 돌기[(35 또는 (35a,35b)] 사이에서 상기 코어(31)에 권선된 것을 특징으로 한다. 하술하는 바와 같이 상기 코어(31)에는 자계를 형성하기 위한 코일(L1-a 내지 L3-b)이 권선되는데, 그 코일(L1-a 내지 L3-b)은 자극에 상당하는 정확한 위치에서 권선되는 것이 바람직하다. 상기 돌기[(35 또는 (35a,35b)]는 상기 코어의 외주에 일정한 간격으로 돌출되어 있기 때문에 상기 코일은 상기 돌기[(35 또는 (35a,35b)]의 사이에서 정확한 위치에 권선된다.Meanwhile, referring to FIGS. 1 to 3, a brushless DC motor having a slotless stator according to one embodiment of the present invention includes at least one pair of protrusions on an outer circumferential surface of the insulator (33 or 33a, 33b). [(35 or (35a, 35b)] protrudes at regular intervals in the circumferential direction, and the coils L1-a to L3-b are formed between the protrusions (35 or (35a, 35b)). 31. A coil L1-a to L3-b for forming a magnetic field is wound around the core 31 as described below, and the coils L1-a to L3-b are wound. The coil is preferably wound at an exact position corresponding to the magnetic pole, since the protrusions (35 or (35a, 35b)) protrude at regular intervals on the outer circumference of the core, so that the coils have the protrusions ((35 or (35a)). , 35b)] in the correct position.

상기 코일(L1-a 내지 L3-b)은 상기 고정자(30)의 내부에 상기 회전자(43)을 회전시키기위한 자계를 형성하기 위한 것으로 상기 코어(31)에 권선된다. 상기 코일(L1-a 내지 L3-b)은 상기 코어(31)에 적어도 한 쌍[(L1-a,L1-b) 또는 (L2-a,L2-b) 또는 (L3-a,L3-b)] 이상이 권선된다. 도면은 3상의 전원에 의해 여자되는 고정자(30)를 형성하기 위하여 3상 전원에 대응하는 3쌍의 코일[(L1-a,L1-b),(L2-a,L2-b),(L3-a,L3-b)]이 코어(31)에 권선된 실시예를 도시한 것으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예에 의해 제한되지 않는다. 상기 3쌍의 코일[(L1-a,L1-b),(L2-a,L2-b),(L3-a,L3-b)]은 상기 코어(31)의 원주방향으로 일정한 간격으로 배열되어 상기 코어(31)에 권선된다. 한편, 도 4에는 일반적인 상기 3쌍의 코일[(L1-a,L1-b),(L2-a,L2-b),(L3-a,L3-b)]의 결선이 도시되어 있으며, 이는 일반적인 3상(u,v,w) 전원에 의해 구동되는 3상식 모터의 결선과 대동소이하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The coils L1-a to L3-b are wound around the core 31 to form a magnetic field for rotating the rotor 43 in the stator 30. The coils L1-a to L3-b are connected to the core 31 by at least one pair [(L1-a, L1-b) or (L2-a, L2-b) or (L3-a, L3-b )] The abnormality is wound. The figure shows three pairs of coils [(L1-a, L1-b), (L2-a, L2-b), (L3) corresponding to three-phase power sources to form the stator 30 excited by the three-phase power sources. -a, L3-b)] shows an embodiment in which the core 31 is wound, and the present invention is not limited to the embodiment shown in the drawings. The three pairs of coils (L1-a, L1-b), (L2-a, L2-b), and (L3-a, L3-b) are arranged at regular intervals in the circumferential direction of the core 31. And wound around the core 31. On the other hand, Figure 4 shows the connection of the common three pairs of coils ((L1-a, L1-b), (L2-a, L2-b), (L3-a, L3-b)], which is Since the connection is similar to that of a three-phase motor driven by a general three-phase (u, v, w) power source, a detailed description thereof will be omitted.

상기 회전자(43)는 회전축(41)과 이를 회전지지하는 베어링(45,46)과 함께 회전자 조립체(40)을 구성한다. 상기 회전자(43)은 외주면에 적어도 한 쌍 이상의 N극과 S극이 교대로 원주방향으로 일정한 간격으로 배열되도록 착자되고, 상기 자극이 상기 고정자(30)의 내주면과 이격되어 상기 고정자(30)의 내부에서 회전하도록 상기 하우징(11,13)에 회전가능하게 설치된 회전축(41)에 일체로 고정된다. 상기 회전축(41)은 베어링(45,46)에 의해 지지되어 상기 하우징(11,13)에 설치된다.The rotor 43 constitutes the rotor assembly 40 together with the rotation shaft 41 and bearings 45 and 46 for supporting the rotation thereof. The rotor 43 is magnetized so that at least one pair of N-poles and S-poles are alternately arranged at regular intervals in the circumferential direction on the outer circumferential surface, and the magnetic poles are spaced apart from the inner circumferential surface of the stator 30. It is fixed integrally to the rotating shaft 41 rotatably installed in the housing (11, 13) to rotate in the interior of the. The rotating shaft 41 is supported by the bearings 45 and 46 and installed in the housings 11 and 13.

도면 부호 20은 모터 드라이버 회로의 형성이나 회전자(43)의 위치를 감지하는 센서(예를 들면 홀센서) 등을 설치되기 위한 기판이다.Reference numeral 20 is a substrate on which a sensor (for example, a hall sensor) or the like for forming the motor driver circuit or detecting the position of the rotor 43 is installed.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터는, 슬롯이 없기 때문에 코깅 토크가 감소될 뿐만 아니라, 코일의 권선 및 고정자의 제작이 용이한 장점을 갖는다.Brushless DC motor having a slotless stator according to the present invention having the configuration as described above has the advantage that not only the cogging torque is reduced because there is no slot, but also the winding of the coil and the stator are easy to manufacture.

또한, 본 발명에 따른 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터는 코어에 코일이 정확하게 배치되어 권선될 수 있는 장점을 갖는다.In addition, the brushless DC motor having a slotless stator according to the present invention has the advantage that the coil can be accurately placed and wound on the core.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개 량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.The brushless DC motor having the slotless stator described above and shown in the drawings is only one embodiment for implementing the present invention, and should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is defined only by the matters set forth in the following claims, and improvements and modifications of the embodiments without departing from the gist of the present invention will be apparent to those skilled in the art. Will be said to belong to the protection scope of the present invention.

Claims (4)

중심에 관통구멍이 형성된 코어와, 상기 코어의 원주방향으로 일정 간격으로 배열되도록 상기 코어에 권선된 적어도 한 쌍 이상의 코일을 구비한 슬롯리스 고정자와; 외주면에 적어도 한 쌍 이상의 N극과 S극이 교대로 원주방향으로 일정 간격으로 배열되도록 착자되고 상기 자극이 상기 슬롯리스 고정자의 내주면과 대향되어 회전가능하도록 상기 슬롯리스 고정자의 내부에 설치된 회전자;를 포함하는 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터에 있어서,A slotless stator having a core having a through hole formed in a center thereof and at least one pair of coils wound around the core to be arranged at regular intervals in a circumferential direction of the core; A rotor installed inside the slotless stator so that at least one pair of the N pole and the S pole are alternately arranged at regular intervals in the circumferential direction on the outer circumferential surface and the magnetic pole is rotatable opposite to the inner circumferential surface of the slotless stator; In the brushless DC motor having a slotless stator comprising a, 상기 코어는 도넛형상이고, 표면에 일정 두께의 절연물이 둘러싸이고,The core is donut-shaped, the surface is surrounded by an insulating material of a certain thickness, 상기 코일은 적어도 한 쌍 이상이고, 상기 코어의 원주방향으로 일정한 간격으로 배열되도록 상기 도넛형상의 코어의 원주방향으로의 소정 위치에서 상기 코어에 감기게 권선된 것을 특징으로 하는 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터.And at least one pair of coils, the coil having a slotless stator wound around the core at a predetermined position in the circumferential direction of the donut-shaped core so as to be arranged at regular intervals in the circumferential direction of the core. Reese DC motor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연물은 사출 성형이 가능한 수지이고, 상기 코어가 금형 내부에 수용된 상태에서 상기 코어의 표면을 둘러싸도록 사출성형된 것을 특징으로 하는 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터.The insulator is a resin capable of injection molding, the brushless DC motor having a slotless stator, characterized in that the injection molded to surround the surface of the core in the state that the core is accommodated in the mold. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연물은 하부에 상기 코어의 상부가 삽입될 수 있는 환형의 홈이 형성 된 상부 절연물과, 상부에 상기 코어의 하부가 삽입될 수 있는 환형의 홈이 형성된 하부 절연물로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터.The insulator is formed of an upper insulator having an annular groove into which an upper portion of the core can be inserted, and a lower insulator formed with an annular groove into which an lower portion of the core can be inserted. Brushless DC motor with stator. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 절연물의 외주면에는 적어도 한 쌍 이상의 돌기가 원주방향으로 일정한 간격으로 돌출형성되고,At least one pair of protrusions are formed on the outer circumferential surface of the insulator at regular intervals in the circumferential direction, 상기 코일은 상기 돌기 사이에서 상기 코어에 권선된 것을 특징으로 하는 슬롯리스 고정자를 갖는 브러시리스 직류 모터.And the coil is wound around the core between the protrusions.
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