KR100585803B1 - Cogging torque reduction device of motor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터의 코깅 토오크 저감장치에 관한 것으로서, 영구자석으로 이루어진 고정자의 내부에 회전 가능하도록 코어가 적층된 회전자가 삽입되어 구성된 모터에 있어서, 상기 코어의 외주면에 방사형으로 돌출된 모든 티스의 끝단부에 그 폭이 확장된 걸림턱이 형성되고, 상기 회전자의 회전시 코깅 토오크를 절감할 수 있도록 상기 걸림턱의 끝단부측으로 가면서 상기 고정자와의 간격이 점점 커지도록 상기 티스의 길이방향에 수직한 방향으로 돌출된 걸림턱의 양 끝단부에 각각 소정 길이의 경사면을 갖는 경사부가 형성되어 구성됨으로써, 회전자의 회전시 코깅 토오크를 저감할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a device for reducing cogging torque of a motor, comprising: a rotor in which a core is laminated so as to be rotatable inside a stator made of permanent magnets, the end of all teeth radially projecting on an outer circumferential surface of the core; The engaging jaw is formed in the width of the engaging portion is extended, perpendicular to the longitudinal direction of the tooth so that the distance to the stator is gradually increased while going to the end of the locking jaw to reduce the cogging torque during the rotation of the rotor The inclined portions having inclined surfaces having a predetermined length are formed at both ends of the locking projection protruding in one direction, thereby reducing the cogging torque when the rotor is rotated.

Description

모터의 코깅 토오크 저감장치{COGGING TORQUE REDUCTION DEVICE OF MOTOR}Cogging Torque Reduction Device for Motors {COGGING TORQUE REDUCTION DEVICE OF MOTOR}

도 1은 종래 구조의 모터를 개략적으로 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view schematically showing a motor of a conventional structure,

도 2는 본 발명의 일 실시예인 모터의 코깅 토오크 저감장치를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing a cogging torque reduction device of a motor that is an embodiment of the present invention.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

2 : 고정자 10 : 회전자 2: stator 10: rotor

11 : 코어 12 : 티스 11: core 12: tooth

113 : 걸림턱 114 : 경사부 113: engaging jaw 114: inclined portion

114a : 경사면 114a: slope

본 발명은 모터의 코깅 토오크 저감장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브러쉬리스 직류모터에 있어서, 코일이 권선되는 코어의 티스 형상을 개선하여 코어 회전시 발생되는 코깅 토오크를 저감하는 모터의 코깅 토오크 저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for reducing cogging torque of a motor. More particularly, in a brushless DC motor, a cogging torque reduction of a motor that reduces cogging torque generated when the core is rotated by improving the tooth shape of the core to which the coil is wound is performed. Relates to a device.

일반적으로 모터는 고정자와 회전자로 구성되며, 고정자에는 적층코어(core) 에 와이어(wire)를 권선하며, 회전자에는 영구자석을 고정 설치하고 있다.In general, the motor is composed of a stator and a rotor, the stator winding a wire (wire) to the laminated core (core), the rotor is fixed to the permanent magnet is installed.

이러한 모터 중에서 고정자에 의해 상대되는 회전운동을 하는 회전자의 위치를 회전자 위치 검출소자에 의해 회전자의 위치를 인식하여 전류를 적절히 절환 또는 인가시킴에 따라 모터의 회전자가 한쪽 방향으로만 회전 구동되는 브러쉬리스 직류모터의 적층코어와 회전자에 결합된 영구자석과의 상호작용에 의해 코깅 토오크(cogging torque)가 발생한다.The rotor of the motor rotates in only one direction as the rotor position detecting element recognizes the position of the rotor and the current is appropriately switched or applied among these motors. Cogging torque is generated by the interaction between the laminated core of the brushless DC motor and the permanent magnet coupled to the rotor.

코깅은 모터의 회전자와 고정자 사이가 부드럽게 움직이지 않은 것을 말하며, 다르게 표현하면 일종의 토크 변동이라고도 할 수 있다. 일반적으로 슬롯수가 적은 모터는 코깅이 현저하며 이것을 자기저항의 변화가 회전각에 대응하여 변동하는 일종의 자기 흡인력의 변화이다.Cogging refers to a smooth movement between the rotor and the stator of a motor. In other words, cogging is a kind of torque variation. In general, a motor with a small number of slots has a remarkable cogging, which is a kind of change in magnetic attraction force in which the change in the magnetoresistance changes in response to the rotation angle.

이와 같은 코깅은 전동기가 저속으로 운전하고 있을 때 회전자의 여러 위치에서 회전자와 고정자의 각 티스(齒)의 상대위치가 제멋대로 변화함에 따라 자속이 그리고 그 결과로서 전동기 토오크가 변동하는 것을 일컫는다.Such cogging refers to the fluctuation of magnetic flux and consequently the motor torque as the relative position of each tooth of the rotor and stator changes at various positions of the rotor when the motor is running at low speed.

종래에는 제 1도에 도시한 바와 같이 브러쉬리스 모터는 관통공이 형성된 원통 단면형상을 갖도록 영구자석(1)이 연속적으로 배치된 고정자(2)가 형성되고, 상기 고정자(2)의 중심부에 삽입되는 원형 단면형상을 갖는 회전자(10)를 형성하기 위해 적층되는 코어(11)의 외주면에는 권선코일(미도시)을 감을 수 있도록 방사형으로 돌출된 다수개의 티스(12)가 일정한 간격으로 형성되고 각각의 티스(12) 끝단부에는 감겨진 티스(12)가 장착된 위치를 이탈하지 못하도록 그 폭이 확장된 걸림턱(13)이 형성된다. 상기 걸림턱(13)은 고정자(2)와 일정 간격을 이루도록 코어(11)와 동일한 중심점을 갖는 외경을 갖도록 티스(12)에 수직한 방향으로 연장되어 형성된다.Conventionally, as shown in FIG. 1, the brushless motor has a stator 2 in which permanent magnets 1 are continuously arranged to have a cylindrical cross-sectional shape having through holes formed therein, and is inserted into the center of the stator 2. On the outer circumferential surface of the core 11 stacked to form the rotor 10 having a circular cross-sectional shape, a plurality of radially protruding teeth 12 are formed at regular intervals so as to wind a winding coil (not shown). An end portion of the tooth 12 is formed with a latching jaw 13 in which the width thereof is extended so as not to leave the position where the wound tooth 12 is mounted. The locking jaw 13 is formed to extend in a direction perpendicular to the tooth 12 to have an outer diameter having the same center point as the core 11 so as to form a predetermined distance from the stator 2.

상기와 같이 구성된 코어(11)의 티스(12) 끝단부에 형성되는 걸림턱(13)을 외경과 동일한 반경으로 형성하게되면, 공극내의 자속 밀도를 높일 수 있어 토크를 중대시켜 모터의 출력을 높이는데 유리하다. 또한, 걸림턱(13)의 길이가 티스(12)에 수직한 방향으로 길게 연장될 수 록 코깅 토오크가 줄어들어, 코깅 소음을 줄일 수 있으나, 권선코일을 자동으로 감을 경우 자동권선을 위해서 권선 노즐의 최소 통과로는 확보해야 하므로 티스(12)의 길이를 증가시키는 데도 한계가 있으므로, 브러쉬리스 직류모터의 회전자에 적층되는 코어(11)는 회전자에 결합된 영구자석(1)과의 상호작용에 의한 코깅 토오크가 발생 토오크의 리플을 증폭시켜 실제 출력 토오크의 리플을 크게 증대시킴에 따라 속도가 불 균일 하게되어 사용상의 정도를 저하시키는 문제점이 야기된다.When the engaging jaw 13 formed at the end of the tooth 12 of the core 11 configured as described above has the same radius as the outer diameter, the magnetic flux density in the air gap can be increased, thereby increasing the torque and increasing the output of the motor. It is advantageous to. In addition, as the length of the catching jaw 13 extends in the direction perpendicular to the tooth 12, the cogging torque is reduced, thereby reducing the cogging noise. However, when the winding coil is automatically wound, the winding nozzle may be Since the minimum passage must be secured, there is a limit to increasing the length of the tooth 12, so that the core 11 stacked on the rotor of the brushless DC motor interacts with the permanent magnet 1 coupled to the rotor. As the cogging torque caused by amplifies the ripple of the generated torque and greatly increases the ripple of the actual output torque, the speed becomes uneven and causes a problem of lowering the degree of use.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 모터의 구조를 개선하여 코깅 토오크를 절감할 수 있도록 하는 모터의 코깅 토오크 저감장치를 제공함에 있다.An object of the present invention devised in view of the above point is to provide an apparatus for reducing cogging torque of a motor to reduce cogging torque by improving the structure of the motor.

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영구자석으로 이루어진 고정자의 내부에 회전 가능하도록 코어가 적층된 회전자가 삽입되어 구성된 모터에 있어서, 상기 코어의 외주면에 방사형으로 돌출된 티스의 끝단부에 그 폭이 확장된 걸림턱이 형성되고, 상기 회전자의 회전시 코깅 토오크를 절감할 수 있도록 상기 걸림턱의 끝단부측으로 가면서 상기 고정자와의 간격이 점점 커지도록 상기 티스의 길이방향에 수직한 방향으로 돌출된 걸림턱의 양 끝단부에 각각 소정 길이의 경사면을 갖는 경사부가 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 모터의 코깅 토오크 저감장치가 제공된다.
이하, 본 발명의 일 실시예인 모터의 코깅 토오크 저감장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같고, 종래 구조와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.In a motor configured to insert a rotor with a core laminated so as to be rotatable inside a stator made of a permanent magnet, the engaging jaw is extended to the end of the tooth protruding radially on the outer peripheral surface of the core is formed, Predetermined at both ends of the locking jaw protruding in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the tooth so that the distance to the stator is gradually increased while going to the end of the locking jaw to reduce the cogging torque during the rotation of the rotor There is provided a cogging torque reduction device for a motor, characterized in that an inclined portion having an inclined surface having a length is formed.
Hereinafter, a cogging torque reduction device for a motor, which is an embodiment of the present invention, will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예인 모터의 코깅 토오크 저감장치를 도시한 단면도로써, 도시된 바와 같이 코깅 토오크 저감장치가 장착된 브러쉬리스 모터는 관통공이 형성된 원통 단면형상을 갖도록 영구자석(1)이 연속적으로 배치된 고정자(2)가 형성되고, 상기 고정자(2)의 중심부에 삽입되는 원형 단면형상을 갖는 회전자(10)를 형성하기 위해 적층되는 코어(11)의 외주면에는 권선코일(미도시)을 감을 수 있도록 방사형으로 돌출된 다수개의 티스(12)가 일정한 간격으로 형성되고 각각의 티스(12) 끝단부에는 감겨진 티스(12)가 장착된 위치를 이탈하지 못하도록 그 폭이 확장된 걸림턱(113)이 형성된다. 2 is a cross-sectional view showing a cogging torque reduction device of a motor of an embodiment of the present invention, as shown in the brushless motor equipped with a cogging torque reduction device is a permanent magnet (1) to have a cylindrical cross-sectional shape formed with a through hole A stator 2 disposed in succession is formed, and a winding coil (not shown) is formed on an outer circumferential surface of the core 11 stacked to form a rotor 10 having a circular cross-sectional shape inserted into a central portion of the stator 2. A plurality of radially protruding teeth 12 are formed at regular intervals so as to be wound, and the width of the teeth 12 is extended so that the ends of each tooth 12 are not separated from the position where the wound teeth 12 are mounted. The jaw 113 is formed.

상기 걸림턱(113)은 고정자(2)와 일정 간격을 이루도록 코어(11)와 동일한 중심점을 갖는 외경을 갖도록 티스(12)에 수직한 방향으로 연장되고, 돌출된 양 끝단부에는 각각 걸림턱(113)의 끝단부측으로 가면서 고정자(2)와의 간격이 점점 커지는 경사면(114a)으로 이루어진 경사부(114)가 형성된다.The locking jaw 113 extends in a direction perpendicular to the tooth 12 to have an outer diameter having the same center point as the core 11 so as to form a predetermined distance from the stator 2, and the locking jaws (each of the locking jaws) The inclination part 114 which consists of the inclination surface 114a which goes to the end side of 113 and becomes larger gradually with the stator 2 is formed.

상기와 같이 구성된 코깅 토오크 저감장치가 장착된 모터의 회전자(10)를 이루는 코어(11)에 있어서, 코어(11)의 중심점과 동일한 중심점을 갖으며 티스(113) 끝단부에 일치하는 가상의 외경과 동일한 반경선상에 있는 걸림턱(113)에 끝단부측으로 향할수록 코어(11) 중심부를 향해 경사진 경사부(114)를 형성함으로써, 회전자(10)가 고정자(2) 내부에서 회전시 경사부(114)에 의해 걸림턱(113)과 고정자(2) 간의 간격이 변동되어 코깅 토오크가 저감되는 것이다.In the core 11 constituting the rotor 10 of the motor equipped with the cogging torque reduction device configured as described above, a virtual point having the same center point as the center point of the core 11 and coincides with the end of the tooth 113. When the rotor 10 rotates inside the stator 2 by forming an inclined portion 114 which is inclined toward the center of the core 11 toward the end side in the locking step 113 on the same radial line as the outer diameter. By the inclination portion 114, the gap between the locking step 113 and the stator 2 is changed to reduce the cogging torque.

이와 같이 본 발명에 의한 모터의 코깅 토오크 저감장치는 코깅 토오크에 의한 소음에 영향을 미치는 슬롯 오픈의 길이 즉, 이웃하는 티스(12)의 끝단부에 형성된 걸림턱(113) 간의 간격에 있어서 권선코일의 자동 권선을 위한 권선 노즐의 최소 통과 영역은 확보하면서도 코깅 토오크를 저감하는 것이다.Thus, the cogging torque reduction device of the motor according to the present invention is a winding coil in the length of the slot opening affecting the noise caused by the cogging torque, that is, the distance between the engaging jaw 113 formed at the end of the neighboring teeth (12) The minimum passing area of the winding nozzle for the automatic winding of is ensured while reducing the cogging torque.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 일 실시예인 모터의 코깅 토오크 저감장치는 코깅 토오크에 의한 소음에 영향을 미치는 슬롯 오픈의 길이 즉, 이웃하는 티스의 끝단부에 형성된 걸림턱간의 간격에 있어서 권선코일의 자동 권선을 위한 권선 노즐의 최소 통과 영역은 확보하면서도 걸림턱과 고정자간의 간격을 변동시키는 경사부를 형성함으로써, 고정자의 내부에서 회전자가 회전 시 코깅 토오크를 저감하여 소음이 줄어 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.As described above, the cogging torque reduction device of the motor according to the embodiment of the present invention has a length of slot opening which affects the noise caused by the cogging torque, that is, the distance between the hooking jaws formed at the ends of the neighboring teeth. Forming an inclined part that changes the gap between the locking step and the stator while securing the minimum passage area of the winding nozzle for automatic winding, the noise is reduced by reducing the cogging torque when the rotor rotates inside the stator, thereby improving the reliability of the product. There is.

Claims (2)

영구자석으로 이루어진 고정자의 내부에 회전 가능하도록 코어가 적층된 회전자가 삽입되어 구성된 모터에 있어서,In the motor is configured to insert a rotor with a core laminated so as to be rotatable inside the stator made of a permanent magnet, 상기 코어의 외주면에 방사형으로 돌출된 모든 티스의 끝단부에 그 폭이 확장된 걸림턱이 형성되고, 상기 회전자의 회전시 코깅 토오크를 절감할 수 있도록 상기 걸림턱의 끝단부측으로 가면서 상기 고정자와의 간격이 점점 커지도록 상기 티스의 길이방향에 수직한 방향으로 돌출된 걸림턱의 양 끝단부에 각각 소정 길이의 경사면을 갖는 경사부가 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 모터의 코깅 토오크 저감장치.On the outer circumferential surface of the core is formed a locking jaw extending its width at the ends of all the teeth protruding radially, and go to the end of the locking jaw to reduce the cogging torque when the rotor is rotated Cogging torque reduction device for a motor, characterized in that the inclined portion having a predetermined length of inclined surface is formed at each end of the locking projection protruding in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the tooth so that the interval between the gradually increasing. 삭제delete
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