KR100764780B1 - 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터 - Google Patents

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Abstract

편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터가 개시된다. 본 발명에 따른 비엘디씨 모터는, 케이싱; 상기 케이싱 내부에 회전가능하게 장착되며, 요철이 형성된 회전자요크와 상기 회전자요크의 표면에 원주방향으로 복수개가 배치된 영구자석을 구비한 회전자; 상기 영구자석으로부터 공극의 길이 만큼 떨어진 코일이 설치된 고정자; 및 상기 회전자의 결합부에 결합하며, 상기 회전자와 일체로 회전하는 회전축;을 포함한다.
비엘디씨 모터, 편측 공극, 요철, 회전자요크

Description

편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터{AXIAL TYPE BLDC MOTOR HAVING SINGL2E AIR GAP}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터를 축방향을 따라 절개한 도면,
도 2는 도 1의 고정자를 분리하여 나타낸 사시도,
도 3은 도 1의 회전자를 분리하여 나타낸 사시도,
도 4는 도 1의 회전자의 결합부에 회전축이 조립된 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 케이싱 21 : 회전자요크
23 : 요철 23a: 제1요철
23b : 제2요철 24: 결합부
24a : 축공 24b : 지지돌기
본 발명은 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 회전자가 회전하는 동안 회전자에 부착된 자석의 축방향 인력의 주기 적변화에 의하여 발생하는 회전자요크의 진동 및 이로 인해 발생하는 소음을 저감시킨 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터에 관한 것이다.
일반적으로, 축방향 비엘디씨 모터(AXIAL TYPE BLDC MOTOR)는 컴퓨터 주변장치(HDD, CD, DVD)나 브이씨알(VCR), 캠코더등 멀티미디어 장비에 주로 사용되는 소형 정밀 브러시리스 직류모터로서, 회전자요크의 표면에 원주방향으로 복수개가 배치된 영구자석을 구비한 회전자; 상기 영구자석으로부터 공극을 두고 일정간격 떨어지며 코일이 설치된 고정자; 및 상기 회전자의 결합부에 결합하며, 상기 회전자와 일체로 회전하는 회전축을 포함하여 구성된다.
이러한 축방향 비엘디씨 모터는 대부분 코어리스(coreless)로 제작되어, 코깅토크(cogging torque)가 발생하지 않는다. 또한, 회전자와 고정자 사이의 공극이 다른 모터에 비해 비교적 크기 때문에 공극에서 발생하는 소음이 적은 편이다.
그러나, 이러한 축방향 비엘디씨 모터(AXIAL TYPE BLDC MOTOR)도 크기가 커질 경우 즉, 회전자의 크기 및 영구자석의 크기가 커질 경우, 회전자의 편심 발생 및 회전자 자체의 진동유발로 인해 소음이 발생하게 된다. 특히, 이러한 문제점은 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터에서 더 크게 발생한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 회전자가 회전하는 동안 회전자에 부착된 자석의 축방향 인력의 주기적변화에 의하여 발생하는 회전자요크의 진동 및 이로 인해 발생하는 소음을 저감시킨 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터는, 케이싱; 상기 케이싱 내부에 회전가능하게 장착되며, 요철이 형성된 회전자요크와 상기 회전자요크의 표면에 원주방향으로 복수개가 배치된 영구자석을 구비한 회전자; 상기 영구자석으로부터 공극의 길이 만큼 떨어진 코일이 설치된 고정자; 및 상기 회전자의 결합부에 결합하며, 상기 회전자와 일체로 회전하는 회전축;을 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터를 축방향을 따라 절개한 도면이고, 도 2는 도 1의 고정자를 분리하여 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 1의 회전자를 분리하여 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 1의 회전자의 결합부에 회전축이 조립된 사시도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터는 케이싱(10); 케이싱(10) 내부에 회전가능하게 장착되며, 요철(23)이 형성된 회전자요크(21)와 회전자요크(21)의 표면에 원주방향으로 복수개가 배치된 영구자석(22)을 구비한 회전자(20); 영구자석(22)으로부터 공극(S)의 길이(L1)만큼 떨어진 코일(32)이 설치된 고정자(30); 및 회전자(20)의 결합부(24)에 결합하며, 회전자(20)와 일체로 회전하는 회전축(40);을 포함한다.
상기 케이싱(10)은 비엘디씨 모터의 외관을 형성하는 원통형의 케이스로 상부케이싱(11)과 하부케이싱(12)이 구성된다. 상부케이싱(11)의 중심부에는 상부베 어링(13)이 삽입되는 상부베어링홈(11a)이 형성되어 있다. 하부케이싱(12)의 중심부에는 하부베어링(14)이 삽입되는 하부베어링홈(12a)이 형성되어 있으며, 하부케이싱(12)의 주변부에는 고정자(30)를 지지하는 단턱(12b)이 링형으로 돌출되게 형성되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 고정자(30)의 주변부에는 원주방향을 따라 대략 타원형의 코일가이드(31)가 돌출되게 형성되어 있으며, 이러한 코일가이드(31)에 코일(32)이 감겨져 있다. 또한, 이러한 고정자(30)의 중심부에는 피씨비(33, PCB)가 설치되며, 피씨비(33)의 하측에 구동회로(60, Drive IC)가 설치된다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 회전자요크(21)는 케이싱(10) 내부에서 고속회전가능하게 설치되며, 자기적 포화를 초과하는 두께로 형성된다. 회전자요크(21)의 주변부에는 원주방향을 따라 영구자석(22)이 12개가 일정간격으로 배치된다. 이러한 영구자석(22)과 코일(32)의 상호작용에 의해 발생된 토크에 의해 회전자(20)가 회전하게 된다.
상기 회전자요크(21)의 표면에는 회전자요크(21)의 강성을 개선하기 위한 요철(23)이 형성된다. 요철(23)은 회전자(20)의 중심에서 일정간격 떨어진 원형의 제1요철(23a); 및 제1요철(23a)에서 영구자석방향으로 방사형으로 뻗어나간 12개의 막대형의 제2요철(23b)로 구성된다. 물론, 제1요철(23a)만을 반경을 달리하여 복수개 설치하거나, 제2요철(23b)을 길이를 달리하여 복수개 설치하여 요철을 구성할 수도 있다. 이외에도 다양한 형태로 요철을 구현할 수 있음은 물론이다.
이러한 요철(23)로 인해 회전자요크(21)의 강성이 개선되어, 회전자(20)가 회전하는 동안 회전자(20)에 부착된 영구자석(22)의 축 방향 인력의 주기적변화에 의하여 발생하는 회전자요크(21)의 진동 및 이로 인해 발생하는 소음을 저감시킬 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 회전자(20)에 형성된 결합부(24)는 회전축(40)이 삽입되는 축공(24a)과 회전축(40)을 감싸도록 축공(24a)의 주변에 양측으로 돌출되어 회전축(40)을 감싸는 지지돌기(24b)로 구성된다.
지지돌기(24b)와 하부베어링(12)사이의 회전축(40)에는 지지돌기(24b)와 하부베어링(12)사이의 간격을 조정하기 위한 부싱(50)이 삽입되어 있다.
여기서, 지지돌기(24b)의 길이(L2)는 편측 공극(S)의 길이(L1)보다 더 길게 구성되며(L2), 바람직하게는 공간적 제약을 피하면서 회전축(40)이 흔들리지 않게 지지하기 위해 지지돌기(24b)의 길이(L2)는 10mm 내지 20mm인 것이 바람직하다.
상술한 길이를 가진 지지돌기(24b)로 인해 회전축(40)의 흔들리지 않게 지지되어 회전자(20)가 회전하는 동안 회전자(20)에 부착된 영구자석(22)의 축방향 인력의 주기적변화에 의하여 발생하는 회전자요크(21)의 진동 및 이로 인해 발생하는 소음을 저감시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터에 의하면, 회전자요크에 강성을 개선하기 위한 요철이 형성되어 있고 회전자요크에 결합하는 회전축이 흔들리지 않게 감싸는 지지돌기가 형성되어 있어, 이로 인해 회전자가 회전하는 동안 회전자에 부착된 자석의 축방향 인 력의 주기적변화에 의하여 발생하는 회전자요크의 진동 및 이로 인해 발생하는 소음을 저감되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 케이싱;
    상기 케이싱 내부에 회전가능하게 장착되며, 요철이 형성된 회전자요크와 상기 회전자요크의 표면에 원주방향으로 복수개가 배치된 영구자석을 구비한 회전자;
    상기 영구자석으로부터 공극의 길이 만큼 떨어진 코일이 설치된 고정자; 및
    상기 회전자의 결합부에 결합하며, 상기 회전자와 일체로 회전하는 회전축;을 포함하는 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 요철은,
    적어도 하나 이상의 원형 또는 방사형 요철인 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터.
  3. 케이싱;
    상기 케이싱 내부에 회전가능하게 장착되며, 회전자요크와 상기 회전자요크의 표면에 원주방향으로 복수개가 배치된 영구자석을 구비한 회전자;
    상기 영구자석으로부터 공극의 길이 만큼 떨어진 코일이 설치된 고정자; 및
    상기 회전자의 결합부에 결합하며, 상기 회전자와 일체로 회전하는 회전축;을 포함하며,
    상기 회전축의 결합부는, 상기 회전축이 삽입되는 축공과, 상기 회전축을 감싸도록 상기 축공의 주변에 돌출되어 상기 회전축을 감싸는 지지돌기로 구성된 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 지지돌기는,
    상기 회전축을 감싸도록 상기 축공의 주변에 양측으로 돌출되며, 상기 지지돌기의 길이는 상기 편측 공극의 길이보다 더 길게 형성된 편측 공극을 가진 축방향 비엘디씨 모터.
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