KR100616614B1 - electric motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로터와 스테이터사이를 연결하면서 회전을 지지하는 베어링부를 로터와 스테이터사이에 형성되는 공극에 구비하는 전기모터에 관한 것이다. The present invention relates to an electric motor having a bearing portion for supporting rotation while connecting between the rotor and the stator in a gap formed between the rotor and the stator.
본 발명은 코일이 권선되는 적어도 하나이상의 티스가 외주방향으로 연장된 코어를 갖추고, 상기 코어의 중심공에 조립되고, 상기 코일측으로 전원을 인가하는 단자부가 구비되는 고정베이스를 갖는 스테이터; 상기 스테이터의 외측공간에 배치되어 N,S극의 자극이 원주방향으로 교대로 착자된 환고리형의 마그네트를 갖추고, 상기 마그네트가 이탈되지 않도록 상기 스테이터의 외주단부를 감싸는 안내지지부가 상기 마그네트에 형성되는 로터 및 상기 티스의 외측단부와 상기 마그네트의 내주면중 어느 한쪽에 동압발생용 홈을 복수개 형성하여 상기 로터의 회전을 지지하는 베어링부;를 포함하여 구성된다. The present invention includes a stator having a fixed base having a core having at least one tooth wound around a coil extending in an outer circumferential direction, and assembled to a central hole of the core, and having a terminal portion for applying power to the coil side; It is disposed in the outer space of the stator has a ring-shaped magnet in which the magnetic poles of the N, S poles are alternately magnetized in the circumferential direction, and the guide support portion surrounding the outer peripheral end of the stator is formed in the magnet so that the magnet is not separated And a bearing unit for supporting the rotation of the rotor by forming a plurality of dynamic pressure generating grooves on either the rotor and the outer end of the tooth and the inner circumferential surface of the magnet.
본 발명에 의하면, 구성부품을 줄여 조립구조를 단순화하고, 전체부피를 줄여 소형화설계를 가능하게 하며, 자기저항을 감소시켜 구동토크효율을 증대시킬 수 있다. According to the present invention, it is possible to reduce the components to simplify the assembly structure, to reduce the overall volume to enable a compact design, and to reduce the magnetoresistance to increase the drive torque efficiency.
스테이터, 로터, 코일, 요크, 마그네트, 동압발생용 홈, 베어링, 티스Stator, Rotor, Coil, Yoke, Magnet, Dynamic Groove, Bearing, Teeth
Description
도 1은 일반적인 아웃터 로터형 모터를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a typical outer rotor type motor.
도 2는 일반적인 코어레스형 모터를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a general coreless motor.
도 3은 본 발명에 따른 전기모터의 제 1실시예를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the electric motor according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 전기모터의 제 1실시예에 스러스트베어링을 구비한 상태도이다.4 is a state diagram provided with a thrust bearing in the first embodiment of the electric motor according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 전기모터의 제 2실시예를 도시한 단면이다.5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the electric motor according to the present invention.
도 6는 본 발명에 따른 전기모터의 제 2실시예에 스러스트베어링을 구비한 상태도이다.6 is a state diagram provided with a thrust bearing in a second embodiment of the electric motor according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 전기모터의 제 3실시예를 도시한 단면도이다7 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the electric motor according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110,210,310 : 스테이터 111,211 : 코어110,210,310: Stator 111,211: Core
112,212,312 : 코일 113 : 티스112,212,312: Coil 113: Teeth
115,215 : 고정베이스 120,220,320 : 로터115,215: Fixed base 120,220,320: Rotor
121,221,321 : 마그네트 122,222 : 안내지지부121,221,321: Magnet 122,222: Guide support
322 : 샤프트 130,230,340 : 베어링부322:
131,231,341 : 동압발생용 홈 S :슬롯공간 131,231,341: Dynamic pressure generating groove S: Slot space
본 발명은 로터와 스테이터사이를 연결하면서 회전을 지지하는 베어링부를 로터와 스테이터사이에 형성되는 공극에 구비하여 구성부품을 줄여 조립구조를 단순화하고, 전체부피를 줄여 소형화설계를 가능하게 하며, 자기저항을 감소시켜 구동토크효율을 증대시킬 수 있는 전기모터에 관한 것이다. The present invention is provided with a bearing portion that supports rotation while connecting between the rotor and the stator in the gap formed between the rotor and the stator to reduce the components to simplify the assembly structure, to reduce the overall volume to enable a compact design, magnetoresistance It relates to an electric motor that can increase the drive torque efficiency by reducing the.
일반적으로 전기모터(이하, 모터이라함.)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치이며, 이는 공급되는 전원의 종류, 시동 방식의 종류, 회전자의 종류, 후레임, 브라켓트등 외피 구조의 종류에 따라 다양하게 분류되며, 그것들은 전부 절연의 방식, BEARING 방식, 출력, 회전수, 전압, 주파수 등에 의해 세분화됩니다. In general, an electric motor (hereinafter, referred to as a motor) is a device that converts electrical energy into mechanical energy, which is applied to the type of power supply, type of starting method, type of rotor, frame, bracket, etc. They are classified in various ways, and they are all subdivided by insulation method, bearing method, output, rotation speed, voltage and frequency.
이러한 다양한 모터중 전원이 공급되는 종류에 따라 직류, 교류모터로 구분되며, 상기 직류모터는 전류를 교번하여 공급하도록 구비되는 브러쉬의 유무에 따라 브러쉬 직류모터(brush dc motor)와 브러쉬의 기계적인 접촉이 없는 브러쉬리스 직류모터(brushless dc motor)로 분류된다. Among these various motors, DC and AC motors are classified according to the type of power supplied. The DC motors are mechanically contacted with a brush DC motor and a brush according to the presence or absence of a brush provided to alternately supply current. Without a brushless dc motor.
또한, 상기 브러시리스 모터는 스테이터 코어의 존재 여부에 따라 분류하면 일반적으로 컵(원통)구조를 가지는 코어형(core type)(또는 레이디얼형(radial type))과 코어레스형(coreless type)(또는 액시얼형(axial type))으로 분류된다. In addition, the brushless motor is classified according to the presence or absence of the stator core. In general, the brushless motor has a core (or radial type) and coreless type (or radial type) having a cup (cylindrical) structure (or It is classified as axial type.
여기서, 상기 코어형 브러시리스 직류모터는 내주부에 형성된 다수의 돌기에 전자석 구조를 갖기 위해서, 코일이 권취된 원통형의 스테이터와 상기 스테이터의 내부중심에 원통형 영구자석이 배치된 로터로 이루어진 인너 로터형(inner rotor type)과, 외부면으로부터 방사방향으로 연장된 복수개의 슬롯에 코일이 권선된 스테이터와 상기 스테이터의 외주면에 다극으로 착자된 원통형 영구자석이 배치된 로터로 이루어지는 아웃터 로터형(outter rotor type)으로 분류된다.Here, the core type brushless DC motor has an inner rotor type including a cylindrical stator in which a coil is wound and a rotor in which a cylindrical permanent magnet is disposed at an inner center of the stator so as to have an electromagnet structure in a plurality of protrusions formed at an inner circumference thereof. (inner rotor type), an outer rotor type consisting of a stator with coils wound in a plurality of slots extending radially from an outer surface and a rotor with cylindrical permanent magnets multi-pole magnetized on the outer circumferential surface of the stator. Are classified as).
도 1은 일반적인 아웃터 로터형 모터를 도시한 단면도로써, 상기 아웃터 로터형 모터(1)는 도시한 바와같이, 적어도 하나이상의 코일(11)이 권선되는 코어(12)를 구비하는 스테이터(1a)와, 상기 코일(11)과 대응하는 마그네트(14)를 케이싱(15)의 하부단내주면에 장착한 로터(1b)및 상기 스테이터(1a)에 대하여 로터(1b)의 일방향 회전이 가능하도록 베어링부재(17)를 갖는 샤프트(16)로 이루어진 축계부(1c)로 구성된다. 1 is a cross-sectional view of a typical outer rotor type motor, wherein the outer
상기 스테이터(1a)는 상기 코일(11)에 외부전원을 공급하도록 패턴회로가 형성된 베이스플레이트(18)상에 구비되고, 상기 샤프트(16)의 상단에는 상기 케이싱(15)이 일체로 연결되며, 상기 베어링부재(17)는 복수개의 코어(12)가 장착되는 코어하우징(13)에 조립되고, 상기 코아하우징(13)의 하부는 캡(19)에 의해서 밀봉처리된다. The
이에 따라, 상기 코일(11)측으로의 전원공급시 상기 로터(1b)는 상기 코일(11)의 전기장과 상기 마그네트(14)의 자기장간의 상호작용에 의해서 상기 샤프트 (16)를 회전중심으로 하여 일방향으로 회전되는 회전구동력을 얻을 수 있는 것이다. Accordingly, when the power supply to the
도 2는 일반적인 코어레스형 모터를 도시한 단면도로써, 상기 코어레스형 모터(2)는 도시한 바와같이, 적어도 하나이상의 코일(21)을 베이스플레이트(28)상에 구비하는 스테이터(2a)와, 상기 코일(21)과 대응하는 마그네트(24)를 샤프트(26)에 장착한 로터(2b)및 상기 스테이터(2a)에 대하여 로터(2b)의 일방향 회전이 가능하도록 상,하부베어링부재(27a)(27b)를 갖는 샤프트(26)로 이루어진 축계부(2c)로 구성된다. FIG. 2 is a cross-sectional view of a general coreless motor, in which the coreless motor 2 includes a
상기 스테이터(2a)와 로터(2b)는 상하합형되는 상,하부케이싱(25a)(25b)의 내부공간에 수용되며, 상기 상,하부케이싱(25a)(25b)에는 샤프트(26)의 회전을 지지하는 상,하부베어링부재(27a)(27b)가 각각 수용된다. The
이에 따라, 상기 베이스플레이트(28)에 연결된 단자부(29)를 통한 전원공급시 상기 로터(2b)는 상기 코일(21)의 전기장과 상기 마그네트(24)의 자기장간의 상호작용에 의해서 상기 샤프트(26)를 회전중심으로 하여 일방향으로 회전되는 회전구동력을 얻을 수 있는 것이다. Accordingly, when power is supplied through the
한편, 근래 휴대폰과 같은 첨단통신기기에서 채용되는 단일부품들은 소형, 정밀, 고효율을 실현할 수 있는 제품구성을 원하고 있으며, 특히 회전구동력을 발생시키는 모터는 전체부피가 작으면서 큰 힘의 토크를 낼 수 있고, 우수한 토크효 율을 요구하고 있다. On the other hand, single components used in high-tech communication devices such as mobile phones have recently wanted a product configuration that can realize small size, precision, and high efficiency. Especially, the motor that generates the rotational driving force generates a large torque while the total volume is small. And excellent torque efficiency.
그러나, 도 1에 도시된 종래모터구조에서 모터구동시 상기 스테이터(1a)와 로터(1b)는 서로 간섭되지 않으면서 일방향 회전구동을 원활하게 수행하기 위해서는 상기 스테이터(1a)의 코어(12)와 상기 로터(1b)의 마그네트(14)사이에는 일정크기이상의 공극(G1)을 형성해야만 하기 때문에 모터의 외경을 축소시켜 모터크기를 소형하고, 모터부피를 줄이기 곤란할 뿐만 아니라 제한된 내부공간에서 마그네트(14)의 크기를 증대시켜 토크효율을 높이는데 한계가 있었다. However, in the conventional motor structure shown in FIG. 1, the
상기 스테이터(1a)의 코어하우징(13)에 장착되는 베어링부재(17)를 갖는 샤프트(16)를 구비해야만 하기 때문에 구성부품수가 많아져 조립공정이 복잡해지고, 제조원가를 절감하는데 한계가 있었다. Since the
또한, 도 2에 도시된 종래 모터종래구조에서도 상기 상,하부케이싱(25a)(25b)에 상,하부베어링부재(27a)(27b)가 수용되는 공간에 의해서 간격(G2)이 형성되기 때문에, 모터높이를 축소시켜 모터크기를 소형화하거나 모터부피를 줄이기 곤란한 문제점이 있었다. In addition, in the conventional motor conventional structure shown in FIG. 2, since the gap G2 is formed by the space in which the upper and lower bearing
상기 샤프트(26)에 상,하부베어링부재(27a)(27b)를 조립하는 작업이 매우 번거롭고, 구성부품수가 많아져 제조원가를 절감하는데 한계가 있었다. Assembling the upper and lower bearing
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로써, 그 목적은 스테이터와 로터로 이루어지는 모터의 조립구조를 보다 단순화하여 모터크기를 소형화하고, 구성부품수를 줄여 조립공정을 간편하게 수행할 수있는 전기모터를 제공하고자 한다. Therefore, the present invention has been proposed in order to solve the conventional problems as described above, the object of which is to simplify the assembly structure of the motor consisting of the stator and the rotor to further miniaturize the motor size, reduce the number of components to reduce the assembly process To provide an electric motor that can be easily performed.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 자기저항을 최대로 감소시켜 구동토크효율을 증대시킬 수 있는 전기모터를 제공하고자 한다.
In addition, another object of the present invention is to provide an electric motor that can increase the driving torque efficiency by reducing the magnetic resistance to the maximum.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,As a technical configuration for achieving the above object, the present invention,
코일이 권선되는 적어도 하나이상의 티스가 외주방향으로 연장된 코어를 갖추고, 상기 코어의 중심공에 조립되고, 상기 코일측으로 전원을 인가하는 단자부가 구비되는 고정베이스를 갖는 스테이터;A stator having a core having at least one tooth wound around a coil extending in an outer circumferential direction, the stator having a fixed base which is assembled in a center hole of the core and has a terminal portion for applying power to the coil side;
상기 스테이터의 외측공간에 배치되어 N,S극의 자극이 원주방향으로 교대로 착자된 환고리형의 마그네트를 갖추고, 상기 마그네트가 이탈되지 않도록 상기 스테이터의 외주단부를 감싸는 안내지지부가 상기 마그네트에 형성되는 로터및 It is disposed in the outer space of the stator has a ring-shaped magnet in which the magnetic poles of the N, S poles are alternately magnetized in the circumferential direction, and the guide support portion surrounding the outer peripheral end of the stator is formed in the magnet so that the magnet is not separated Rotor and
상기 티스의 외측단부와 상기 마그네트의 내주면중 어느 한쪽에 동압발생용 홈을 복수개 형성하여 상기 로터의 회전을 지지하는 베어링부;를 포함함을 특징으로 하는 전기모터를 제공한다. It provides an electric motor comprising a; bearing portion for supporting the rotation of the rotor by forming a plurality of grooves for generating dynamic pressure on any one of the outer end of the tooth and the inner peripheral surface of the magnet.
바람직하게는 상기 안내지지부는 상기 마그네트의 상,하부면중 어느 하나에 일체로 구성되는 고정형 안내지지턱과, 상기 마그네트의 상,하부면중 어느 하나에 분리가능하게 조립되는 분리형 안내지지턱으로 구성된다. Preferably, the guide support is composed of a fixed guide support jaw configured integrally with any one of the upper and lower surfaces of the magnet, and a detachable guide support jaw detachably assembled to any one of the upper and lower surfaces of the magnet. do.
바람직하게는 상기 동압발생용 홈은 상기 티스와 마그네트사이에 래디얼동압을 발생시키도록 상기 티스의 외측단부와 대응하는 마그네트의 내주면에 형성된다. Preferably, the dynamic pressure generating groove is formed on the inner peripheral surface of the magnet corresponding to the outer end of the tooth to generate a radial dynamic pressure between the tooth and the magnet.
바람직하게는 상기 티스의 외측단부 상,하부면과 대응하는 안내지지부의 내부면에는 상기 티스와 안내지지부사이에 스러스트동압을 발생시키도록 또다른 동압발생용 홈을 형성한다. Preferably, another dynamic pressure generating groove is formed in the inner surface of the guide support corresponding to the upper and lower surfaces of the outer end of the tooth to generate a thrust dynamic pressure between the tooth and the guide support.
보다 바람직하게는 상기 안내지지부의 내부면에는 스러스트베어링을 구비한다. More preferably, the inner surface of the guide support is provided with a thrust bearing.
바람직하게는 상기 티스와 이에 인접하는 또다른 티스사이마다 형성되는 슬롯공간에는 비자성체 수지가 채워진다. Preferably, the non-magnetic resin is filled in the slot space formed between the tooth and another adjacent tooth.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
코일이 권선되는 적어도 하나이상의 티스가 내주방향으로 연장되는 코어를 갖추고, 상기 코어가 올려지고, 상기 코일측으로 전원을 인가하는 단자부가 구비되는 고정베이스를 갖는 스테이터;A stator having a core having at least one tooth wound around the coil extending in an inner circumferential direction, the stator having a fixed base on which the core is mounted and a terminal portion for applying power to the coil side;
상기 스테이터의 내측공간에 배치되어 N,S극의 자극이 원주방향으로 교대로 착자된 환고리형의 마그네트를 갖추고, 상기 마그네트가 이탈되지 않도록 상기 스테이터의 내주단부를 감싸는 안내지지부가 상기 마그네트에 형성되는 로터 ; 및The guide support portion is disposed in the inner space of the stator and has an annular magnet in which magnetic poles of the N and S poles are alternately magnetized in the circumferential direction, and a guide support portion surrounding the inner circumferential end of the stator is formed in the magnet so that the magnet is not separated. Rotor; And
상기 티스의 내측단부와 상기 마그네트의 외주면중 어느 한쪽에 동압발생용 홈을 복수개 형성하여 상기 로터의 회전을 지지하는 베어링부;를 포함함을 특징으 로 하는 전기모터를 제공한다. It provides an electric motor comprising a; bearing portion for supporting the rotation of the rotor by forming a plurality of grooves for generating a dynamic pressure on any one of the inner end of the tooth and the outer peripheral surface of the magnet.
바람직하게는 상기 안내지지부는 상기 마그네트의 상,하부면중 어느 하나에 일체로 구비되는 고정형 안내지지턱과, 상기 마그네트의 상,하부면중 어느 하나에 분리가능하게 조립되는 분리형 안내지지턱으로 구성된다. Preferably, the guide support comprises a fixed guide support jaw integrally provided on any one of the upper and lower surfaces of the magnet, and a detachable guide support jaw detachably assembled to any one of the upper and lower surfaces of the magnet. do.
바람직하게는 상기 동압발생용 홈은 상기 티스와 마그네트사이에 래디얼동압을 발생시키도록 상기 티스의 내측단부와 대응하는 마그네트의 외주면에 형성된다. Preferably, the dynamic pressure generating groove is formed on the outer circumferential surface of the magnet corresponding to the inner end of the tooth to generate a radial dynamic pressure between the tooth and the magnet.
바람직하게는 상기 티스의 내측단부 상,하부면과 대응하는 안내지지부의 내부면에는 상기 티스와 안내지지부사이에 스러스트동압을 발생시키도록 또다른 동압발생용 홈을 형성한다. Preferably, another dynamic pressure generating groove is formed in the inner surface of the guide support portion corresponding to the upper and lower surfaces of the inner end of the tooth so as to generate a thrust dynamic pressure between the tooth and the guide support.
보다 바람직하게는 상기 안내지지부의 내부면에는 스러스트베어링을 구비한다. More preferably, the inner surface of the guide support is provided with a thrust bearing.
바람직하게는 상기 티스와 이에 인접하는 또다른 티스사이마다 형성되는 슬롯공간에는 비자성체 수지가 채워진다. Preferably, the non-magnetic resin is filled in the slot space formed between the tooth and another adjacent tooth.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
적어도 하나이상의 코일을 베이스플레이트상에 구비하고, 상기 코일에 전원을 공급하는 단자부를 구비하는 스테이터;A stator having at least one coil on a base plate, the stator having a terminal portion for supplying power to the coil;
상기 코일과 대응하는 원통형 마그네트의 중심에 샤프트를 장착한 로터;A rotor mounted with a shaft at a center of the cylindrical magnet corresponding to the coil;
상기 스테이터와 로터가 수용되는 내부공간을 갖는 케이싱;및 A casing having an inner space in which the stator and the rotor are accommodated; and
상기 마그네트의 외부면과 상기 케이싱의 내부면중 어느 한쪽에 동압발생용 홈을 복수개 형성하여 상기 케이싱내에서 상기 로터의 회전을 지지하는 베어링부;를 포함함을 특징으로 하는 전기모터를 제공한다. And a plurality of dynamic pressure generating grooves formed on any one of an outer surface of the magnet and an inner surface of the casing to support rotation of the rotor in the casing.
바람직하게는 상기 동압발생용 홈은 상기 마그네트의 외주면과 상기 케이싱의 수직한 내부면사이에 래디얼동압을 발생시키도록 상기 마그네트의 외주면에 형성된다. Preferably, the dynamic pressure generating groove is formed on the outer peripheral surface of the magnet to generate a radial dynamic pressure between the outer peripheral surface of the magnet and the vertical inner surface of the casing.
보다 바람직하게는 상기 마그네트의 상부면에는 상기 상부케이싱의 수평한 내주면과의 사이에서 스러스트동압을 발생시키도록 또다른 동압발생용 홈을 복수개 형성한다.More preferably, a plurality of further dynamic pressure generating grooves are formed on the upper surface of the magnet to generate thrust dynamic pressure between the horizontal inner circumferential surface of the upper casing.
바람직하게는 상기 케이싱은 상기 스테이터와 로터를 감싸는 상부케이싱과, 상기 상부케이싱의 개방된 하부롤 밀폐하는 하부케이싱으로 구성된다. Preferably, the casing is composed of an upper casing surrounding the stator and the rotor, and a lower casing sealing the open lower roll of the upper casing.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
도 3은 본 발명에 따른 전기모터의 제 1실시예를 도시한 단면도로써, 본 발명의 모터(100)는 도시한 바와같이, 고정구조물과 회전구조물사이를 연결하는 베어링구조물을 유체동압으로 대체하여 모터구조를 단순화시키는 것으로, 이러한 모터(100)는 스테이터(110), 로터(120)및 베어링부(130)로 구성되는 아웃터 로터형 모터부재이다. Figure 3 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the electric motor according to the present invention, the
즉, 상기 스테이터(110)는 코어(111)와 고정베이스(115)로 구성되어 상기 로터(120)의 내측에 배치되는 고정구조물로써, 상기 코어(111)는 적어도 하나이상의 티스(113)가 몸체중앙으로부터 외주방향으로 길게 연장되고, 몸체중앙에는 중심공(111a)을 관통형성하며, 상기 티스(113)에는 외부로 부터 전원이 인가되는 코일(112)을 권선한다. That is, the
상기 티스(113)는 원주방향으로 동일한 각도로 배치되고, 인접하는 티스(113)사이마다 슬롯공간(S)을 형성한다. The
또한, 상기 고정베이스(115)는 상기 코어(111)의 중심공(111a)으로 삽입되어 일체로 조립되고, 상기 코일(112)측으로 전원을 공급하기 위한 단자부(116)를 구비한다. In addition, the fixed
그리고, 상기 로터(120)는 상기 스테이터(110)를 구성하는 코어(111)의 외측공간에 회전가능하도록 배치되는 회전구조물로써, N,S극의 자극이 원주방향으로 교대로 착자된 환고리형의 마그네트(121)를 갖추어 구성한다. The
상기 마그네트(121)의 상,하부면에는 상기 마그네트(121)가 상기 코어(111)로부터 분리되어 이탈되지 않도록 상기 스테이터(110)의 외주단부를 감싸는 안내지지부(122)를 형성한다.Upper and lower surfaces of the
여기서, 상기 안내지지부(122)는 도 3에 도시한 바와같이, 상기 마그네트(121)의 상부면에 분리가능하게 조립되는 분리형 안내지지턱(122a)과, 상기 마그네트(121)의 하부면에 일체로 구성되는 고정형 안내지지턱(122b)으로 구성되어 상기 스테이터의 티스외측 단부를 감싸도록 한다. As shown in FIG. 3, the
또한, 상기 안내지지부(122)는 상기와 반대로 상기 마그네트(121)의 상부면에 고정형 안내지지턱(122b), 상기 마그네트(121)의 하부면에 분리형 안내지지턱 (122a)을 각각 구비하거나 상기 마그네트(121)의 상,하부면에 상기 분리형 안내지지턱(122a)을 각각 구비하여도 좋다. In addition, the
한편, 상기 스테이터(110)의 중심축(Y)을 회전중심으로 하여 상기 로터(120)의 회전을 지지하는 베어링부(130)는 상기 마그네트(121)와 상기 티스(113)가 접촉하지 않은 상태에서 상기 로터(120)의 일방향 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록 상기 티스(113)의 외측단부와 상기 마그네트(121)의 내주면중 어느 한쪽에 유체동압을 발생시키는 동압발생용 홈(131)을 복수개 형성한다. On the other hand, the bearing
여기서, 상기 동압발생용 홈(131)은 헤링본(herringbone) 또는 스파이럴(spiral)상으로 형성된다. Here, the dynamic
상기 동압발생용 홈(131)은 상기 티스(113)와 마그네트(121)사이에 래디얼동압이 발생되도록 상기 마그네트(121)의 내주면에 형성된다. The dynamic
이와 더불어, 상기 티스(113)와 안내지지부(122)사이에 스러스트동압을 발생시킬 수 있도록 상기 티스(113)의 외측단부 상,하부면과 대응하는 안내지지부(122)의 내부면에 또다른 동압발생용 홈(131a)을 복수개 형성하여도 좋다. In addition, in order to generate a thrust dynamic pressure between the
도 4에 도시한 바와같이, 상기 티스(113)의 외측단부 상,하부면과 대응하는 상기 안내지지부(122)의 내부면에는 상기 티스(113)와 안내지지부(122)사이에 스러스트베어링면을 형성하도록 스러스트베어링(124)을 장착하여도 좋다. As shown in FIG. 4, a thrust bearing surface is formed between the
또한, 상기 티스(113)와 이에 인접하는 또다른 티스(113)사이마다 형성되는 슬롯공간(S)에는 자속손실을 최소화시킬 수 있도록 비자성체 수지가 채워지는 것이 바람직하다. In addition, the non-magnetic resin is preferably filled in the slot space S formed between the
한편, 도 5는 본 발명에 따른 전기모터의 제 2실시예를 도시한 단면도로써, 본 발명의 모터(200)는 상기와 마찬가지로 고정구조물과 회전구조물사이를 연결하는 베어링구조물을 유체동압으로 대체하여 모터구조를 단순화시키는 것으로, 이러한 모터(200)는 스테이터(210), 로터(220)및 베어링부(230)로 구성되는 인너로터형 모터부재이다. On the other hand, Figure 5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the electric motor according to the present invention, the
즉, 상기 스테이터(210)는 코어(211)와 고정베이스(215)로 구성되어 상기 로터(220)의 외측에 배치되는 고정구조물이며, 상기 코어(211)는 적어도 하나이상의 티스(213)가 환고리형의 몸체로부터 내주방향으로 길게 연장되고, 상기 티스(213)는 원주방향으로 동일한 각도로 배치되고, 인접하는 티스(213)사이마다 슬롯공간(S')을 형성하며, 상기 티스(213)에는 외부로 부터 전원이 인가되는 코일(212)을 각각 권선한다. That is, the
또한, 상기 고정베이스(215)는 상기 스테이터(210)의 코일(212)측으로 전원을 공급하기 위한 단자부(216)를 구비한다. In addition, the fixed
그리고, 상기 로터(220)는 상기 스테이터(210)를 구성하는 코어(211)의 내측공간에 회전가능하도록 배치되는 회전구조물로써, N,S극의 자극이 원주방향으로 교대로 착자된 환고리형의 마그네트(221)로 구성된다. The
상기 마그네트(221)의 상,하부면에는 상기 마그네트(221)가 상기 코어(211)로부터 분리되어 이탈되지 않도록 상기 스테이터(210)의 내주단부를 감싸는 안내지지부(222)를 형성한다. On the upper and lower surfaces of the
여기서, 상기 안내지지부(222)는 도 5에 도시한 바와같이, 상기 마그네트(221)의 상,하부면중 어느 한쪽에 분리가능하게 조립되는 분리형 안내지지턱(222a)과, 상기 마그네트(221)의 상,하부면중 어느 한쪽에 일체로 구성되는 고정형 안내지지턱(222b)으로 이루어지는 것이 바람직하다. Here, the
상기 스테이터(210)의 중심축(Y')을 회전중심으로 하여 상기 로터(220)의 회전을 지지하는 베어링부(230)는 상기 마그네트(221)와 상기 티스(213)가 접촉하지 않은 상태에서 상기 로터(220)의 일방향 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록 상기 티스(213)의 내측단부와 상기 마그네트(221)의 외주면중 어느 한쪽에 유체동압을 발생시키는 동압발생용 홈(231)을 복수개 형성한다. The
이러한 동압발생용 홈(231)은 상기 티스(213)와 마그네트(221)사이에 래디얼동압이 발생되도록 상기 마그네트(221)의 외주면에 복수개 형성되고, 이와 더불어, 상기 티스(213)와 안내지지부(222)사이에 스러스트동압을 발생시킬 수 있도록 상기 티스(213)의 내측단부 상,하부면과 대응하는 안내지지부(222)의 내부면에 또다른 동압발생용 홈(231a)을 복수개 형성하여도 좋다. The dynamic
또한, 상기 티스(213)의 내측단부 상,하부면과 대응하는 상기 안내지지부(222)의 내부면에는 도 6에 도시한 바와같이, 상기 티스(213)와 안내지지부(222)사이에 스러스트베어링면을 형성하도록 스러스트베어링(224)을 장착하여도 좋다. In addition, a thrust bearing is formed between the
또한, 상기 티스(213)와 이에 인접하는 또다른 티스(213)사이마다 형성되는 슬롯공간(S')에도 자속손실을 최소화시킬 수 있도록 비자성체 수지가 채워진다. In addition, a nonmagnetic resin is also filled in the slot space S ′ formed between the
한편, 도 7은 본 발명에 따른 전기모터의 제 3실시예를 도시한 단면도로써, 본 발명의 모터(300)는 도시한 바와같이, 고정구조물과 회전구조물사이를 연결하는 베어링구조물을 유체동압으로 대체하여 모터구조를 단순화시키는 것으로, 이러한 모터(300)는 스테이터(310), 로터(320), 케이싱(330)및 베어링부(340)로 구성되는 코어레스형 모터부재이다. On the other hand, Figure 7 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the electric motor according to the present invention, the
즉, 상기 스테이터(310)는 적어도 하나이상의 코일(312)을 베이스플레이트(311)상에 구비하는 고정구조물이며, 상기 베이스플레이트(311)에는 상기 코일측으로 전원을 공급하는 단자부(316)를 구비한다. That is, the
그리고, 상기 로터(320)는 상기 스테이터(310)의 코일(312)과 대응배치되고, N,S극의 자극이 원주방향으로 교대로 착자된 원통형 마그네트(321)를 갖는 회전구조물이며, 상기 마그네트(321)의 몸체중앙에는 상기 케이싱(330)을 통해 일단부가 외부로 노출되는 샤프트(322)가 장착된다. In addition, the
또한, 상기 케이싱(330)은 상기 스테이터(310)와 로터(320)가 수용되는 일정크기의 내부공간을 갖는 수용부재이며, 이러한 케이싱(330)은 상기 스테이터(310)와 로터(320)를 감싸는 상부케이싱(331)과, 상기 상부케이싱(331)의 개방된 하부롤 밀폐하는 하부케이싱(332)으로 구성될 수 있다. In addition, the
그리고, 상기 케이싱(330)내에서 상기 로터(320)의 회전을 지지하는 베어링부(340)는 상기 마그네트(321)의 외부면과 상기 케이싱(330)의 내부면중 어느 한쪽에 유체동압을 발생시키는 동압발생용 홈(341)을 복수개 형성한다. In addition, the bearing
여기서, 상기 동압발생용 홈(341)은 상기 마그네트(321)의 외주면과 상기 케 이싱(330)의 수직한 내부면사이에 래디얼동압을 발생시키도록 상기 마그네트(321)의 외주면에 형성되는 것이 바람직하다. Here, the dynamic
이와 더불어,상기 마그네트(321)의 상부면에도 상기 케이싱(330)의 수평한 내주면과의 사이에서 스러스트동압을 발생시키도록 또다른 동압발생용 홈(341a)을 복수개 형성한다.In addition, a plurality of further dynamic
상기한 구성을 갖는 아웃터 로터형 모터(100)(200)의 코일(112)(212)측으로 단자부(116)(216)를 통해서 외부로부터 전원이 공급되면, 도 3과 5에 도시한 바와같이, 상기 코어(111)(211)에 권선된 코일(112)(212)에서 발생되는 전기장과, 상기 로터(120)(220)의 마그네트(121)(221)에서 발생되는 자기장간의 상호작용에 의해서, 상기 스테이터(110)의 외측에 배치된 로터(120) 또는 상기 스테이터(210)의 내측에 배치된 로터(220)는 상기 스테이터(110)(210)의 중심(Y)(Y')을 회전중심으로 하여 일방향으로 회전구동되기 시작한다. When power is supplied from the outside to the
이러한 경우, 상기 코어(111)를 구성하는 티스(113)의 외측단부와 상기 마그네트(121)의 내주면중 어느 한쪽에는 유체동압을 발생시키는 동압발생용 홈(131)이 복수개 형성되거나 상기 코어(211)를 구성하는 티스(213)의 내측단부와 상기 마그네트(221)의 외주면중 어느 한쪽에는 유체동압을 발생시키는 동압발생용 홈(231)이 복수개 형성되어 있기 때문에, 상기 마그네트(121)의 내주면과 코어(111)의 외측단사이의 간극 그리고 상기 마그네트(221)의 외주면과 코어(211)의 내측단사이의 간극에 유체동압을 발생시켜 상호 비접촉상태에서 상기 로터(120)(220)의 일방향 회 전을 원활하게 수행할 수 있는 것이다. In this case, a plurality of dynamic
그리고, 상기 스테이터(110)의 외주단부는 상기 마그네트(121)의 상,하부면에 구비되는 안내지지부(122)에 의해서, 그리고 상기 스테이터(210)의 내주단부는 상기 마그네트(221)의 상,하부면에 구비되는 안내지지부(222)에 의해서 감싸져 회전되는 마그네트(121)(221)가 외부로 이탈되는 것을 방지하면서 상기 마그네트(121)(221)의 안정된 회전을 보장할 수 있는 것이다. In addition, the outer circumferential end of the
이에 따라, 상기 로터(120)(220)를 상기 스테이터(110)(210)에 대하여 회전가능하게 지지하는 베어링부(130)(230)를 종래와 같이 샤프트와 이에 구비되는 베어링부재로 이루어지는 축계부대신에 유체동압을 발생시켜 상호 비접촉상태에서 상기 로터(120)(220)를 회전시킬 수 있는 동압발생용 홈(131)(231)으로 대체할 수 있기 때문에, 모터(100)(200)의 외경을 줄여 소형화설계가 가능해지고, 제조공정및 구성부품수를 줄여 제조원가를 절감할 수 있다. Accordingly, the shaft portion consisting of a shaft and a bearing member provided therein as the
이때, 상기 마그네트(121)(221)의 내주면과 코어(111)(211)의 외측단부사이의 공극은 하기 표 1과 같이 종래 에어공극인 0.2mm 보다 현저히 작은 크기인 0.005mm까지 좁게 형성하여 요크와 마그네트사이에서 발생되는 자기저항을 낮출수 있기 때문에, 모터의 토크효율을 높일 수 있는 것이다. At this time, the gap between the inner circumferential surface of the
여기서, 공극에 채워지는 공기의 비투자율은 1 이고, 규소강판으로 이루어진 코어의 비투자율은 3500이다.Here, the specific permeability of air filled in the voids is 1, and the specific permeability of the core made of silicon steel sheet is 3500.
그리고, 상기 마그네트(121)(221)의 외경이 작아지면서 회전구조물인 로터(120)(220)의 부피도 감소되고, 이로 인하여 로터(120)(220)의 관성력도 감소되어 모터의 속도제어가 유리해진다. In addition, as the outer diameter of the
또한, 상기한 구성을 갖는 모터(300)의 코일(312)측으로 단자부(316)를 통해서 외부로부터 전원이 공급되면, 도 7에 도시한 바와같이, 상기 스테이터(310)의 코일(312)에서 발생되는 전기장과, 상기 로터(320)의 마그네트(321)에서 발생되는 자기장간의 상호작용에 의해서, 상기 스테이터(310)의 상부에 배치된 로터(320)는 샤프트(322)를 회전중심으로 하여 일방향으로 회전구동되기 시작한다. In addition, when power is supplied from the outside through the
이러한 경우, 상기 케이싱(330)의 내부면과 상기 마그네트(321)의 외주면중 어느 한쪽에는 유체동압을 발생시키는 동압발생용 홈(341)이 복수개 형성되어 있기 때문에, 상기 케이싱(330)의 내부면과 상기 마그네트(321)의 외주면사이의 간극에 유체동압을 발생시켜 상호 비접촉상태에서 상기 로터(320)의 일방향 회전을 원활하게 수행할 수 있는 것이다. In this case, since either of the inner surface of the
이때, 본 발명의 케이싱(330)에는 종래와 같은 상,하부베어링부재대신에 유체동압을 발생시키는 동압발생용 홈이 마그네트와 상부케이싱사이에 형성되기 때문에, 상기 모터의 구성부품수를 줄여서 모터구조를 단순화하고, 제조공정을 감소시켜 제조원가를 절감하고, 모터의 높이를 감소시킬 수 있다. At this time, in the
상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 로터와 스테이터사이에 형성되는 공극에서 유체동압을 발생시키는 동압발생용 홈을 구비함으로써, 로터와 스테이터사이에 서 로터의 회전을 지지하는 베어링기능이 종래와 같은 베어링부재대신에 동압발생부로서 대체되면서 모터의 구성부품및 제조공정을 줄이고, 조립구조를 단순화할 수 있기 때문에, 모터의 제조원가를 절감할 수 있는 것이다. According to the present invention as described above, the bearing function for supporting the rotation of the rotor between the rotor and the stator by providing a dynamic pressure generating groove for generating a fluid dynamic pressure in the gap formed between the rotor and the stator, the conventional bearing function It is possible to reduce the manufacturing cost of the motor because it can be replaced by the dynamic pressure generating unit instead of the member to reduce the motor components and manufacturing process, and simplify the assembly structure.
그리고, 모터의 외경및 높이를 종래에 비하여 축소시킬 수 있기 때문에 유저요구에 맞추어 모터의 소형화 설계를 가능하게 한다. In addition, since the outer diameter and height of the motor can be reduced as compared with the related art, it is possible to miniaturize the motor to meet the user's requirements.
또한, 요크와 마그네트간의 공극을 종래에 비하여 작게 형성함으로써, 자속의 자기저항을 감소시킬 수 있기 때문에 모터의 구동토크효율을 현저히 증대시킬 수 있는 효과가 얻어진다.
In addition, by forming the gap between the yoke and the magnet smaller than in the related art, the magnetic resistance of the magnetic flux can be reduced, so that the effect of remarkably increasing the drive torque efficiency of the motor is obtained.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다. While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. I would like to clarify that knowledge is easy to know.
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