KR100789514B1

KR100789514B1 - 무정류자 전동기

Info

Publication number: KR100789514B1
Application number: KR1020060042009A
Authority: KR
Inventors: 강윤모
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-05-10
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2007-12-28
Also published as: KR20070109263A

Abstract

본 발명의 무정류자 전동기(100)는 자계를 형성하기 위한 자석(110)과 자석(110)이 설치되며 자석(110)과 함께 회전되는 회전축(120)과 소정의 합성수지에 의해 사출성형되며 회전축(120)을 수용하기 위한 코어(130)와 3상의 전류에 의해 코어(130)의 내부에 회전자계를 형성하여 회전축(120)을 회전시키기 위한 코일(140)과 회전축(120)을 회전가능하게 지지하기 위한 제1베어링(152)을 포함하며, 제1베어링(152)은 코어(130)에 일체로 직접 삽입결합된다. 또한, 제1베어링(152)은 코어(130)와 함께 사출성형되어 일체로 결합될 수 있다.

무정류자 전동기, BLDC 모터, 베어링, 코어, 베이스

Description

무정류자 전동기{Brushless motor}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무정류자 전동기의 개략적인 단면도;

도 2는 도 1의 무정류자 전동기의 코어를 개략적으로 나타내는 평면도;

도 3은 도 1의 코어에 베어링이 직접 삽입결합되는 것을 나타내는 개략적인 분해사시도;

도 4는 도 1의 코어와 베어링이 일체로 사출성형되는 것을 나타내는 개략적인 사시도;

도 5는 종래의 무정류자 전동기의 개략적인 단면도; 및

도 6은 도 5의 베이스 및 베어링의 압입결합을 나타내는 개략적인 분해사시도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 무정류자 전동기 110 : 자석

120 : 회전축 130 : 코어

132 : 합성수지 134 : 수용부

136 : 돌기 138 : 베어링홀더

140 : 코일 152,154 : 제1,제2베어링

160 : 케이스 170 : 베이스

174 : 인쇄회로기판

본 발명은 무정류자 전동기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베이스의 제조시 공차를 줄여 조립이 용이한 무정류자 전동기에 관한 것이다.

무정류자 전동기는 하드디스크드라이브(Hard Disk Drive) 및 CD드라이브(CD-Drive) 등의 광디스크드라이브(Optical Disk Drive)나 휴대용기기와 같은 소형 정밀기기에서 사용되는 부품으로, 회전자와 회전자를 회전시키는 고정자로 이루어진다.

회전자는 일반적으로 2개의 극성을 갖는 자석과 중앙부위에 자석이 설치되는 회전축으로 이루어지고, 고정자는 외부로부터 전류가 인가되는 코일을 갖는다. 코일은 인가되는 전류에 의해 회전자계를 형성함으로써 회전자를 회전시키며, 이러한 종래의 무정류자 전동기의 일례가 다음의 도 5 및 도 6에 개략적으로 도시되어 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 종래의 무정류자 전동기(200)는 자석(210), 회전축(220), 코어(230), 코일(240), 제1,제2베어링(252,254), 케이스(260) 및 베이스(270)로 구성되어 있다.

자석(210)은 자계를 형성하기 위한 것으로, N극 및 S극의 극성을 가지며 환형으로 형성되고, 회전축(220)은 자석(210)을 지지하기 위한 것으로, 외주면에 자석(210)이 관통되어 설치된다.

코어(230)는 회전축(220)을 수용하기 위한 것으로, 3상의 전류에 의해 코어(230) 내부에 회전자계를 형성하도록 3개로 분할되어 있으며, 서로 120°를 이루도록 배치되어 있다.

또한, 코어(230)는 소정의 합성수지(232)에 의한 사출성형을 통해 서로 결합되어 회전축(220)을 수용하는 중공 원통형 수용부(234) 및 코일(240)이 권선되는 3개의 돌기(236)를 형성한다.

코일(240)은 회전축(220)을 회전시키기 위한 것으로, 3개의 돌기(236)에 각각 권선되며, 외부로부터 인가되는 3상의 전류에 의해 코어(230)의 내부에 회전자계를 형성함으로써 회전축(220)을 회전시킨다.

제1,제2베어링(252,254)은 회전축(220)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로, 회전축(220)이 삽입되도록 환형으로 형성되며, 소정의 금속재료로 제조된다.

케이스(260)는 코어(230)를 보호하기 위한 것으로, 코어(230)의 상부 및 측부를 감싸며, 회전축(220)을 회전가능하게 지지하는 제2베어링(254)이 고정되게 설치된다.

베이스(270)는 무정류자 전동기(200) 전체를 지지하기 위한 것으로, 중앙부위에 베어링홀더(272)가 형성되며 소정의 금속재료로 제조된다. 여기서, 베어링홀더(272)는 베이스(270)의 상면에 설치되는 인쇄회로기판(274)을 관통하여 코 어(230)에 삽입결합되며, 제1베어링(252)은 소정의 압입력에 의해 베어링홀더(272)에 압입결합된다.

그러나 상술한 구성을 갖는 무정류자 전동기(200)에서, 베이스(270)의 제조시 동반되는 공차로 인해 베어링홀더(272)와 코어(230)간 및 베어링홀더(272)와 제1베어링(252)간의 조립이 용이하지 못한 문제점이 있었다.

또한, 베어링홀더(272)가 제1베어링(252)보다 직경이 작은 경우 제1베어링(252)의 압입결합시 베어링(252)이 변형되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 코어 및 제1베어링과의 사이에 공차를 유발하는 베어링홀더를 베이스로부터 제거함으로써 베이스의 제조시 공차를 줄이는 것이다.

또한, 베어링보다 압축정도가 큰 코어에 베어링을 직접 삽입결합하거나 코어의 사출성형시 베어링을 코어와 함께 일체로 결합함으로써 베어링의 변형을 방지하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 그 내부에 수용되는 회전수단을 전류를 인가받아 구동시키기 위한 구동수단 및 구동수단에 일체로 결합되며 회전수단을 회전가능하게 지지하기 위한 지지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 무정류자 전동기를 제공하고자 한다.

본 발명의 코어는 소정의 합성수지로 사출성형되는 것을 특징으로 한다.

또한, 구동수단은 전류와 자기장에 의해 형성되는 힘으로 회전수단을 회전시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 무정류자 전동기는 자석이 설치된 회전축을 수용하며 전류를 인가받아 전류와 자기장에 의해 형성되는 힘으로 회전축을 회전시키기 위한 코어 및 코어에 직접 삽입결합되며 회전축을 회전가능하게 지지하기 위한 제1베어링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 무정류자 전동기는 자석이 설치된 회전축을 수용하며 전류를 인가받아 전류와 자기장에 의해 형성되는 힘으로 회전축을 회전시키기 위한 코어 및 코어와 함께 사출성형되어 코어에 일체로 결합되며 회전축을 회전가능하게 지지하기 위한 제1베어링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 제1베어링은 회전축의 일단부를 지지하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들은 그 내부에 설치되는 코어를 보호하기 위한 케이스를 더 포함하며, 케이스는 회전축의 타단부가 관통되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 케이스는 회전축의 타단부를 회전가능하게 지지하기 위한 제2베어링을 가지며, 제2베어링은 케이스에 고정되게 설치되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 제1,제2베어링은 환형의 금속베어링인 것을 특징으로 한다.

또한, 제1,제2베어링은 회전축과 마주하는 면에 소정의 윤활제가 도포되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무정류자 전동기에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 무정류자 전동기(100)는 자석(110), 회전축(120), 코어(130), 코일(140), 제1,제2베어링(152,154), 케이스(160) 및 베이스(170)를 포함한다.

자석(110)은 자계를 형성하기 위한 것으로, N극 및 S극의 극성을 가지며 환형으로 형성된다.

회전축(120)은 자석(110)을 지지하기 위한 것으로, 외주면에 자석(110)이 관통되어 설치된다. 여기서, 회전축(120)의 일단부는 제1베어링(152)에 의해 회전가능하게 지지되고, 타단부는 케이스(160)를 관통하여 외부로 돌출되며 케이스(160)에 설치된 제2베어링(154)에 의해 회전가능하게 지지된다.

코어(130)는 회전축(120)을 수용하기 위한 것으로, 3상의 전류에 의해 코어(130) 내부에 회전자계를 형성하도록 3개로 분할되어 있으며, 서로 120°를 이루도록 배치된다. 또한, 각 코어(130)의 내외측 말단부가 일정한 직경의 원을 형성하도록 회전축(120)의 원주방향으로 연장된다. 여기서, 코어(130)의 내측 말단부쪽에 회전축(120)이 배치되고, 외측 말단부는 케이스(160)의 내측벽을 지지한다.

또한, 코어(130)는 도 2에 도시한 바와 같이, 제1베어링(152)보다 압축정도가 큰 합성수지(132)에 의한 사출성형을 통해 서로 결합되어 회전축(120)을 수용하 는 중공 원통형 수용부(134) 및 코일(140)이 권선되는 3개의 돌기(136)를 형성한다.

수용부(134)는 회전축(120)의 축방향으로 연장되어 전체적으로 원통을 이루며, 그 내부에 회전축(120)을 수용한다. 여기서, 수용부(134)는 내주면이 자석(110)에 비접촉되도록 자석(110)과의 사이에 소정의 공극을 형성하고, 상단부는 케이스(160)에 접촉되고 하단부는 베이스(170)에 고정되게 결합된다.

또한, 수용부(134)는 하측 내주면의 일부가 회전축(120) 쪽으로 돌출되어 제1베어링(152)이 직접 삽입결합되는 베어링홀더(138)를 형성한다. 여기서, 베어링홀더(138)는 그 직경이 제1베어링(152)의 직경과 동일한 것이 바람직하다. 그러나 베어링홀더(138)가 제1베어링(152)보다 압축정도가 큰 합성수지로 형성되기 때문에, 베어링홀더(138)의 직경이 제1베어링(152)보다 작더라도 제1베어링(152)이 용이하게 삽입결합될 수 있으며, 제1베어링(152)의 변형도 방지할 수 있다.

이와 달리, 본 발명의 다른 실시예에서, 코어(130)가 소정의 합성수지(132)에 의한 사출성형되어 중공 원통형 수용부(134)를 형성할 때, 수용부(134)의 일측말단에 제1베어링(152)이 일체로 결합될 수 있다. 다시 말해, 코어(130)는 제1베어링(152)과 함께 소정의 합성수지(132)로 사출성형되어 일체로 결합될 수 있다.

코일(140)은 회전축(120)을 회전시키기 위한 것으로, 코어(130)에 형성된 3개의 돌기(136)에 각각 권선되며, 외부로부터 인가되는 3상의 전류에 의해 코어(130)의 내부에 회전자계를 형성하여 회전축(120)을 회전시킨다.

제1,제2베어링(152,154)은 회전축(120)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으 로, 회전축(120)이 삽입되도록 환형으로 형성되며, 소정의 금속재료로 제조된다.

제1베어링(152)은 회전축(120)의 하단부를 내포하여 지지하도록 수용부(134)의 베어링홀더(138)에 설치된다. 여기서, 제1베어링(152)은 도 3에 도시한 바와 같이 베어링홀더(138)에 직접 삽입결합되거나, 도 4에 도시한 바와 같이 코어(130)와 함께 사출성형되어 코어(130)에 일체로 결합될 수 있다.

제2베어링(154)은 회전축(120)의 상단부를 내포하여 지지하도록 케이스(160)에 고정되게 설치된다.

여기서, 제1,제2베어링(152,154)은 회전축(120)을 보다 원활하게 회전시킬 수 있도록 회전축(120)과 마주하는 면에 소정의 윤활제가 도포되는 것이 바람직하다.

케이스(160)는 코어(130)를 보호하기 위한 것으로, 코어(130)의 상부 및 측부를 감싸며, 상부 중앙에 제2베어링(154)이 고정되게 설치된다. 여기서, 케이스(160)는 전동기(100)의 높이를 감소시키기 위해 제2베어링(154)이 설치되는 부위가 케이스(160)의 내측, 보다 구체적으로 수용부(134) 쪽으로 단차지게 형성되며, 이 부위에 제2베어링(154)이 삽입결합되는 것이 바람직하다.

베이스(170)는 무정류자 전동기(100) 전체를 지지하기 위한 것으로, 코일(140)에 전류를 인가하기 위한 인쇄회로기판(174)이 상면에 설치되며, 중앙부위가 돌출되어 코어(130)에 결합된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 무정류자 전동기에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

본 발명의 무정류자 전동기에 따르면, 베어링이 코어에 직접 결합됨으로써 베이스의 제조시 공차를 유발하는 베어링홀더를 베이스에서 제거할 수 있고, 이로 인해 전동기의 조립이 보다 용이해 질 수 있다.

또한, 베어링보다 압축정도가 큰 코어에 베어링을 직접 삽입결합하거나 코어의 형성시 베어링과 함께 코어를 사출성형함으로써 베어링의 결합시 변형을 방지할 수 있고, 이로 인해 제품의 신뢰도를 높일 수 있다.

Claims

회전수단을 내부에 수용하도록 합성수지로 사출성형되며 전류를 인가받아 상기 회전수단을 구동시키기 위한 구동수단;

적어도 하측면이 외부로 노출되도록 상기 구동수단에 일체로 결합되며 상기 회전수단을 회전가능하게 지지하기 위한 지지수단;

상기 구동수단의 상부 및 측부를 감싸는 케이스; 및

상기 구동수단의 하부를 지지하도록 상기 케이스와 결합되는 베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정류자 전동기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 구동수단은 전류와 자기장에 의해 형성되는 힘으로 상기 회전수단을 회전시키는 것을 특징으로 하는 무정류자 전동기.
자석이 설치된 회전축을 수용하도록 합성수지로 사출성형되며 전류를 인가받아 전류와 자기장에 의해 형성되는 힘으로 상기 회전축을 회전시키기 위한 코어;

적어도 하측면이 외부로 노출되도록 상기 코어에 직접 삽입결합되며 상기 회전축의 일단부를 회전가능하게 지지하기 위한 제1베어링;

상기 코어의 상부 및 측부를 감싸며 상기 회전축의 타단부가 관통도록 내부에 상기 코어를 수용하는 케이스; 및

상기 코어의 하부 및 상기 제1베어링의 하측면을 지지하도록 상기 케이스와 결합되는 베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정류자 전동기.
자석이 설치된 회전축을 수용하도록 합성수지로 사출성형되며 전류를 인가받아 전류와 자기장에 의해 형성되는 힘으로 상기 회전축을 회전시키기 위한 코어;

적어도 하측면이 외부로 노출되도록 상기 코어와 함께 사출성형되어 상기 코어에 일체로 결합되며 상기 회전축의 일단부를 회전가능하게 지지하기 위한 제1베어링;

상기 코어의 상부 및 측부를 감싸며 상기 회전축의 타단부가 관통되도록 내부에 상기 코어를 수용하는 케이스; 및

상기 코어의 하부 및 상기 제1베어링의 하측면을 지지하도록 상기 케이스와 결합되는 베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 무정류자 전동기.
삭제
삭제
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 케이스는 상기 회전축의 상기 타단부를 회전가능하게 지지하기 위한 제2베어링을 가지며, 상기 제2베어링은 적어도 상측면이 외부로 노출되도록 상기 케이스에 고정되게 설치되는 것을 특징으로 하는 무정류자 전동기.
제8항에 있어서, 상기 제1,제2베어링은 환형의 금속베어링인 것을 특징으로 하는 무정류자 전동기.
제9항에 있어서, 상기 제1,제2베어링은 상기 회전축과 마주하는 면에 윤활제가 도포되는 것을 특징으로 하는 무정류자 전동기.