KR100766535B1 - 캠 구동방식을 이용한 비엘디씨 모터의 회전자 권선장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전자의 둘레에 다수 형성한 폴에 코일을 감기 위하여 샤프트를 회전시킬 때 회전부와 내부의 캠이 동시에 회전하면서 회전각의 조절이 용이하도록 하는 동시에 샤프트의 회전에 따른 무리한 힘이 가해지지 않도록 한 캠 구동방식을 이용한 BLDC 모터의 회전자 권선장치에 관한 것이다.

상기의 본 발명은,

하우징의 원주상에 다수의 폴을 형성한 회전자를 지그에 고정부를 통하여 정확한 위치 및 방향으로 고정시킨 상태에서 코일을 안내하는 샤프트가 승하강하는 중에 내부를 통하여 공급되는 코일을 폴에 감아주도록 하되,

모터의 축에 형성된 풀리와의 사이에 벨트를 거쳐 일측의 풀리에 연결된 제1 회전축은 두 브라켓에 각각 내장된 베어링을 통하여 지지된 상태에서 원활하게 회전하도록 하고,

상기의 제1 회전축을 지지하는 하나의 브라켓에는 브레이크를 설치하여 전달되는 회전력을 제어하도록 하고,

상기 제1 회전축의 타측에 형성된 타이밍 풀리에 타이밍 벨트를 거쳐 타이밍 풀리가 연결된 제2 회전축은 베어링 하우징에 베어링을 통하여 지지된 상태에서 원활하게 회전하도록 하고,

상기 제1 회전축에서 제2 회전축으로 회전력을 전달하는 타이밍 벨트에는 아이들 레버에 의해 전후로 이동하는 아이들 롤러를 위치시켜 전달되는 회전력을 조 절하도록 하고,

상기 제2 회전축의 회전에 따라 회전부의 각도를 변화시키는 동시에 회전부의 축에 양측이 결합된 상태에서 다시 직교하는 회전축에 끼워진 내부의 캠도 같이 회전하도록 하고,

상기 제2 회전축과 동일한 선상에 위치한 회전부의 축과 내부 캠의 회전축에 의해 캠의 상단 축공에 끼워진 코일을 안내하는 샤프트가 정해진 회전각만큼 회전하는 중에 회전자의 폴에 코일을 안정되게 감을 수 있도록 구성함을 특징으로 한다.

Description

캠 구동방식을 이용한 비엘디씨 모터의 회전자 권선장치{winding equipment of BLDC motor}

도 1은 본 발명의 회전자의 구성을 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명의 평면도.

도 3은 본 발명의 정면도.

도 4는 본 발명의 내부 구성을 나타낸 측단면도.

도 5는 본 발명의 회전부의 구성을 나타낸 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 회전자 2 : 하우징

3 : 폴 13 : 샤프트,

21 : 모터 31 : 제1 회전축

35 : 브레이크 41 : 제2 회전축

46 : 아이들 롤러 51 : 회전부

52 : 축 53 : 회전축

54 : 캠

본 발명은 캠 구동방식을 이용한 비엘디씨(BLDC) 모터의 회전자 권선장치에 관한 것으로, 상세하게는 회전자의 둘레에 다수 형성한 권취핀에 코일을 감기 위하여 샤프트를 회전시킬 때 회전부와 내부의 캠이 동시에 회전하면서 회전각의 조절이 용이하도록 하는 동시에 샤프트의 회전에 따른 무리한 힘이 가해지지 않도록 한 캠 구동방식을 이용한 BLDC 모터의 회전자 권선장치에 관한 것이다.

일반적으로 브러쉬레스 직류(BLDC)모터는 별도의 모터 구동회로를 필요로 하기 때문에 유도 전동기모터에 비해 고가이므로 사무 자동화(OA)기기 또는 공장자동화(FA)기기에만 주로 사용되고 있는 실정이다.

그리고 최근에 와서 반도체 기술의 눈부신 발전에 기인하여 반도체가격이 저렴해지고, 성능이 우수한 고내전압소자가 개발되어 제어성 및 내구성이 향상됨에 따라 BLDC 모터가 가전분야에도 급속도로 보급되고 있는 실정이다.

종래 DC 모터의 회전자에 와이어를 감는 권선장치는 일반적으로 바깥쪽 와인딩 프레임(Winding Frame)이 회전하고, 안쪽에 있는 안내부는 비회전하여 와이어를 모우터의 회전자의 어느 한극에 권선하게 되어 있는 바,

이러한 경우에 와인딩 프레임에 장착된 와이어의 최종 나플에서 와이어를 회전자의 어느 한극에 직접 권선할 경우에는 별문제가 없으나, 상기 와인딩 프레임의 회전부위에 간섭대상이 있을 경우, 즉 권선을 하기 위하여 와인딩 프레임이 작동하여 DC 모우터 회전자 날개가 와인딩 프레임에 닿는 경우와 같은 간섭이 있을 때에는 필수적으로 안내부를 설치하였다.

물론 이 안내부는 회전하지 않게 상기 와인딩 프레임에 장착되어 있는데, 상기안내부의 회전방지장치는 베아링을 이용하여 안내부의 무게중심을 한방향, 즉, 중력방향으로 작용하게 되어 있으나 마찰상태가 클 경우, 즉 회전자에 와이어가 많이 감겨 감기는 와이어의 마찰상태가 클 경우에는 안내부가 편심적으로 회전하게 되어 있었다.

따라서 회전자를 고정시키는 안내부의 회전에 의해 회전자의 권선작업이 원만하게 이루어지지 않고, 와이어가 불규칙하게 감긴 회전자의 불량품이 자주 발생되는 폐단이 있었다.

그러므로 1985년 11월 29일자 실용신안등록출원 제1985-0015852호(DC 모우터 와인딩기의 권선장치)가 제안되었는 바,

이는 주축에 와인딩 프레임이 고정 결합되어 있으므로 주축이 일방향으로 회전하면 상기 와인딩 프레임도 함께 일방향으로 회전하도록 하였다.

안내부의 한쪽 끝부분은 와인딩 프레임의 보조축과 여러 개의 베아링을 이용하여 결합시키면서 상기 안내부의 무게중심이 중력방향으로 향하도록 하였다.

따라서 와인딩 프레임의 보조축이 회전하여도 안내부는 베아링에 의해 공회전하도록 하였으며, 또한 상기 안내부의 다른 쪽 끝은 凹부가 형성된 고정핀이 키를 이용하여 안내부의 중앙을 중심으로 길이방향으로 고정하였다.

상기 고정핀의 타단은 탄발성을 갖춘 코일스프링에 접하도록 연결하였다.

회전자의 날개부분이 안내부와 키이로서 결합된 고정핀의 凹부에 끼워지도록 하면서 상기 고정핀이 코일스프링을 밀면서 약간 안쪽으로 들어가도록 하였다.

따라서 주축이 회전하고 그와 더불어 와인딩 프레임도 회전하더라도, 상기 안내부와 그 속에 키로 결합된 고정핀은 회전하지 않고 회전자를 붙들고 있도록 하였다.

와이어는 주축의 내부를 통과하여 와인딩 프레임에 장착된 여러 개의 니플을 거쳐 회전자의 날개에 감기도록 하였다.

처음에 동력이 공급되면 안내부는 베아링 자체의 마찰력에 의해 약간 회전하게 되지만, 상기 베아링의 마찰력보다 약간 큰 힘이 고정핀에서 상기 안내부에 작용하게 되므로 회전이 멈추도록 하였다.

이와 같이 상기 고정핀은 상기 안내부와 키를 이용하여 회전방향으로 고정되지만 길이방향으로 슬라이드 되도록 하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 DC 모우터 와인딩기의 권선장치에 의하여서는 링 형상인 회전자의 둘레에 다수의 권취핀을 형성하여 각각의 권취핀에 코일을 권취하여야 하는 구조에서 권취핀의 위치에 따라 샤프트의 각도 변환이 원활하게 이루어지지 않음은 물론, 최대 90도의 회전각을 일으켜야 하므로 기계에 무리한 힘이 가해지는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 회전자의 둘레에 다수 형성한 권취핀에 코일을 감기 위하여 샤프트를 회전시킬 때 회전부와 내부의 캠이 동시에 회전하면서 회전각의 조절이 용이하도록 하는 동시에 샤프트의 회전에 따른 무리한 힘이 가해지지 않도록 한 캠 구동방식을 이용한 BLDC 모터의 회전자 권선장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 캠 구동방식을 이용한 BLDC 모터의 회전자 권선장치는,

하우징의 원주상에 다수의 폴을 형성한 회전자를 지그에 고정부를 통하여 정확한 위치 및 방향으로 고정시킨 상태에서 코일을 안내하는 샤프트가 승하강하는 중에 내부를 통하여 공급되는 코일을 폴에 감아주도록 하되,

모터의 축에 형성된 풀리와의 사이에 벨트를 거쳐 일측의 풀리에 연결된 제1 회전축은 두 브라켓에 각각 내장된 베어링을 통하여 지지된 상태에서 원활하게 회전하도록 하고,

상기의 제1 회전축을 지지하는 하나의 브라켓에는 브레이크를 설치하여 전달되는 회전력을 제어하도록 하고,

상기 제1 회전축의 타측에 형성된 타이밍 풀리에 타이밍 벨트를 거쳐 타이밍 풀리가 연결된 제2 회전축은 베어링 하우징에 베어링을 통하여 지지된 상태에서 원활하게 회전하도록 하고,

상기 제1 회전축에서 제2 회전축으로 회전력을 전달하는 타이밍 벨트에는 아이들 레버에 의해 전후로 이동하는 아이들 롤러를 위치시켜 전달되는 회전력을 조절하도록 하고,

상기 제2 회전축의 회전에 따라 회전부의 각도를 변화시키는 동시에 회전부의 축에 양측이 결합된 상태에서 다시 직교하는 회전축에 끼워진 내부의 캠도 같이 회전하도록 하고,

상기 제2 회전축과 동일선상에 위치한 회전부의 축과 내부 캠의 회전축에 의해 캠의 상단 축공에 끼워진 코일을 안내하는 샤프트가 정해진 회전각만큼 회전하는 중에 회전자의 폴에 코일을 안정되게 감을 수 있도록 구성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 캠 구동방식을 이용한 BLDC 모터의 회전자 권선장치는,

하우징(2)의 원주상에 다수의 폴(3)을 형성한 회전자(1)를 지그(11)에 고정부(12)를 통하여 정확한 위치 및 방향으로 고정시킨 상태에서 코일을 안내하는 샤프트(13)가 승하강하는 중에 내부를 통하여 공급되는 코일(4)을 폴에 감아주도록 하되,

모터(21)의 축(22)에 형성된 풀리(23)와의 사이에 벨트(24)를 거쳐 일측의 풀리(32)에 연결된 제1 회전축(31)은 두 브라켓(33)(36)에 각각 내장된 베어링(34)(37)을 통하여 지지된 상태에서 원활하게 회전하도록 하고,

상기의 제1 회전축(31)을 지지하는 하나의 브라켓(33)에는 브레이크(35)를 설치하여 전달되는 회전력을 제어하도록 하고,

상기 제1 회전축(31)의 타측에 형성된 타이밍 풀리(38)에 타이밍 벨트(39)를 거쳐 타이밍 풀리(42)가 연결된 제2 회전축(41)은 베어링 하우징(43)에 베어링(44)을 통하여 지지된 상태에서 원활하게 회전하도록 하고,

상기 제1 회전축(31)에서 제2 회전축(41)으로 회전력을 전달하는 타이밍 벨 트(42)에는 아이들 레버(45)에 의해 전후로 이동하는 아이들 롤러(46)를 위치시켜 전달되는 회전력을 조절하도록 하고,

상기 제2 회전축(41)의 회전에 따라 회전부(51)의 각도를 변화시키는 동시에 회전부(51)의 축(52)에 양측이 결합된 상태에서 다시 직교하는 회전축(53)에 끼워진 내부의 캠(54)도 같이 회전하도록 하고,

상기 제2 회전축(41)과 동일한 선상에 위치한 회전부(51)의 축(52) 및 상기 축(52)에 직교하는 내부 캠(54)의 회전축(53)에 의해 캠(54)의 상단 축공(55)에 끼워진 코일(4)을 안내하는 샤프트(13)가 정해진 회전각만큼 회전하는 중에 회전자(1)의 폴(3)에 코일(4)을 안정되게 감을 수 있도록 구성한 것이다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 캠 구동방식을 이용한 BLDC 모터의 회전자 권선장치는 하우징(2)의 원주상에 다수의 폴(3)을 형성한 회전자(1)를 지그(11)에 고정부(12)를 통하여 정확한 위치 및 방향으로 고정시킨 상태에서 코일을 안내하는 샤프트(13)가 승하강하는 중에 내부를 통하여 공급되는 코일(4)을 폴에 감아주도록 한다.

즉, 모터(21)의 축(22)에 형성된 풀리(23)와의 사이에 벨트(24)를 거쳐 일측의 풀리(32)에 연결된 제1 회전축(31)은 두 브라켓(33)(36)에 각각 내장된 베어링(34)(37)을 통하여 지지된 상태에서 원활하게 회전하도록 한다.

상기의 제1 회전축(31)을 지지하는 하나의 브라켓(33)에는 브레이크(35)를 설치하여 전달되는 회전력을 제어하도록 한다.

상기 제1 회전축(31)의 타측에 형성된 타이밍 풀리(38)에 타이밍 벨트(39)를 거쳐 타이밍 풀리(42)가 연결된 제2 회전축(41)은 베어링 하우징(43)에 베어링(44)을 통하여 지지된 상태에서 원활하게 회전하도록 한다.

상기 제1 회전축(31)에서 제2 회전축(41)으로 회전력을 전달하는 타이밍 벨트(42)에는 아이들 레버(45)에 의해 전후로 이동하는 아이들 롤러(46)를 위치시켜 전달되는 회전력을 조절하도록 한다.

상기 제2 회전축(41)의 회전에 따라 회전부(51)의 각도를 변화시키는 동시에 회전부(51)의 축(52)에 양측이 결합된 상태에서 다시 직교하는 회전축(53)에 끼워진 내부의 캠(54)도 같이 회전하도록 한다.

상기 제2 회전축(41)과 동일한 선상에 위치한 회전부(51)의 축(52) 및 상기 축(52)에 직교하는 내부 캠(54)의 회전축(53)에 의해 캠의 상단 축공에 끼워진 코일을 안내하는 샤프트(13)가 정해진 회전각만큼 회전하는 중에 회전자의 폴에 코일을 안정되게 감을 수 있도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 캠 구동방식을 이용한 BLDC 모터의 회전자 권선장치에 의하여서는 하우징의 원주상에 다수의 폴을 형성한 회전자를 지그에 고정부를 통하여 고정시킨 상태에서 코일을 안내하는 샤프트가 승하강하는 중에 내부를 통하여 공급되는 코일을 폴에 감아주도록 하되,

모터의 축에 벨트를 거쳐 제1 회전축을 연결하고,

상기 제1 회전축에 타이밍 벨트를 거쳐 제2 회전축을 연결하고,

상기 제2 회전축의 회전에 따라 회전부의 각도를 변화시키는 동시에 회전부 의 축에 양측이 결합된 상태에서 다시 직교하는 회전축에 끼워진 내부의 캠도 같이 회전하도록 하고,

상기 제2 회전축과 동일한 선상에 위치한 회전부의 축과 내부 캠의 회전축에 의해 캠의 상단 축공에 끼워진 코일을 안내하는 샤프트가 정해진 회전각만큼 회전하는 중에 회전자의 폴에 코일을 안정되게 감을 수 있도록 구성함으로써 회전자의 둘레에 다수 형성한 폴에 코일을 감기 위하여 샤프트를 회전시킬 때 회전부와 내부의 캠이 동시에 회전하면서 회전각의 조절이 용이하도록 하는 동시에 샤프트의 회전에 따른 무리한 힘이 가해지지 않도록 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 하우징(2)의 원주상에 다수의 폴(3)을 형성한 회전자(1)를 지그(11)에 고정부(12)를 통하여 정확한 위치 및 방향으로 고정시킨 상태에서 코일을 안내하는 샤프트(13)가 승하강하는 중에 내부를 통하여 공급되는 코일(4)을 폴에 감아주도록 한 캠 구동방식을 이용한 BLDC 모터의 회전자 권선장치에 있어서,

   제2 회전축(41)의 회전에 따라 회전부(51)의 각도를 변화시키는 동시에 회전부(51)의 축(52)에 양측이 결합된 상태에서 다시 직교하는 회전축(53)에 끼워진 내부의 캠(54)도 같이 회전하도록 하고,

   상기 제2 회전축(41)과 동일한 선상에 위치한 회전부(51)의 축(52) 및 상기 축(52)에 직교하는 내부 캠(54)의 회전축(53)에 의해 캠의 상단 축공(55)에 끼워진 코일(4)을 안내하는 샤프트(13)가 정해진 회전각만큼 회전하는 중에 회전자(1)의 폴(3)에 코일(4)을 감을 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 캠 구동방식을 이용한 BLDC 모터의 회전자 권선장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기의 제2 회전축(41)에 전달되는 회전력은,

   모터(21)의 축(22)에 형성된 풀리(23)와의 사이에 벨트(24)를 거쳐 일측의 풀리(32)에 연결된 제1 회전축(31)은 두 브라켓(33)(36)에 각각 내장된 베어링(34)(37)을 통하여 지지된 상태에서 원활하게 회전하도록 하고,

   상기의 제1 회전축(31)을 지지하는 하나의 브라켓(33)에는 브레이크(35)를 설치하여 전달되는 회전력을 제어하도록 하고,

   상기 제1 회전축(31)의 타측에 형성된 타이밍 풀리(38)에 타이밍 벨트(39)를 거쳐 타이밍 풀리(42)가 연결된 제2 회전축(41)은 베어링 하우징(43)에 베어링(44)을 통하여 지지된 상태에서 원활하게 회전하도록 하고,

   상기 제1 회전축(31)에서 제2 회전축(41)으로 회전력을 전달하는 타이밍 벨트(42)에는 아이들 레버(45)에 의해 전후로 이동하는 아이들 롤러(46)를 위치시켜 전달되는 회전력을 조절하도록 구성한 것을 특징으로 하는 캠 구동방식을 이용한 BLDC 모터의 회전자 권선장치.

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