KR100808182B1 - 비엘디씨 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부싱을 몰딩하여 제작하는 비엘디씨 모터에 관한 것으로서, 본 발명은 내주면에 영구자석이 부착된 회전자; 상기 회전자의 회전력을 전달하는 구동축; 상기 구동축을 지지하는 베어링; 상기 회전자 및 구동축과 일체로 성형된 사출 부싱;을 포함하여 구성되는 비엘디씨 모터에 있어서, 상기 회전자는 바닥면 위쪽으로 돌출된 리브가 방사형으로 형성된 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터를 제공한다.

회전자, 베어링, 구동축, 사출 부싱, 비엘디씨 모터

Description

비엘디씨 모터{A BLDC Motor}

도 1은 종래 비엘디씨 모터의 구조를 나타낸 종단면도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비엘디씨 모터의 구조를 나타낸 종단면도.

도 3은 본 발명에 따른 회전자의 구조를 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 비엘디씨 모터의 구조를 나타낸 종단면도.

본 발명은 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터의 구동축이 회전하도록 지지하는 베어링 간에 부싱이 적용되는 비엘디씨 모터에 관한 것이다.

보통 모터(motor)라고 하는 것은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 회전 동력을 얻는 장치이며, 이러한 모터는 크게 인가되는 전원의 종류에 따라 교류 모터와 직류 모터로 대별되며, 그 중에서도 비엘디씨 모터(Brushless DC motor)는 직류 모터의 일종으로서 가전제품의 구동을 위하여 많이 사용되고 있다.

일반적으로, 비엘디씨 모터(Brushless DC motor)라 함은 2상, 3상 또는 4상 의 전기자 코일을 갖는 고정자와 영구자석의 회전자로 이루어지고 정류자를 갖지 않는 모터로, 가변속 구동을 위한 모터로 널리 활용되고 있다. 특히, 최근에 영구자석 재료의 발달에 힘입어 서보 드라이브(servo drive) 등으로 사용되는 등 가정용에서 산업용에 이르기까지 적용범위가 폭넓게 확대되고 있는 실정이다.

상기 비엘디씨 모터는 회전자계를 발생시키는 고정자 권선과 자속의 통로를 형성하여 상기 자속의 흐름을 원활하게 해주는 고정자 철심으로 이루어진 고정자와, 회전자 철심 및 영구자석으로 이루어진 회전자로 크게 구성된다.

상기 비엘디씨 모터의 구동원리는 3상 권선으로 이루어진 고정자 권선에 회전자계를 인가하면, 상기 회전자계에 의한 자속과 영구자석의 자속이 상호작용하여 회전자가 일정한 방향으로 회전하면서 토오크를 발생시키게 된다.

종래 비엘디씨 모터의 구조는 도 1의 아우터 로터형 비엘디씨 모터를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 아우터 로터형 비엘디씨 모터의 구조를 나타낸 종단면도이다.

상기 비엘디씨 모터는 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 모터 케이싱(80)과, 상기 모터 케이싱(80)의 내부에 고정 결합되는 고정자(Stator)(71)와, 상기 고정자(71)와 분리되어 회전 가능하도록 조립된 회전자(Rotor)(10)와, 상기 회전자(10)의 회전력을 다른 시스템에 전달하는 모터축(20)과, 상기 회전자와 모터축 사이에 압입되어 회전자와 모터축을 일체로 결합시키는 부싱(40)과, 상기 모터축을 회전 가능한 상태로 지지하는 베어링(30)을 포함하여 구성된다.

상기 고정자(71)는 원통형으로 형성된 코어에 다수개의 권선 코일(미도시)이 결합되어 이루어지며, 상기 회전자(10)는 원통형으로 형성되어 고정자(71)의 외곽을 감싸는 벽면에 영구자석(11)이 부착되어 구성된다.

상기한 바와 같은 모터는 고정자(71)의 권선 코일에 전류가 인가되면 권선 코일에 흐르는 전류와 회전자(10)를 구성하는 영구자석(11)의 상호작용에 의해 회전자(10)가 회전하게 되며 그 회전력은 회전자(10)에 압입된 모터축(20)에 전달되어 다른 시스템에 전달된다.

그러나, 종래에는 상기 부싱, 회전자 및 구동축은 각각의 부품을 제조할 때에 발생하는 크기의 오차를 감안하여 조립이 용이하도록 최소한의 간극을 필요로 하며, 상기 간극에 의해 부품간에 유동이 있을 수 있으므로 구조의 정밀도가 떨어지며 장시간 모터를 사용할 경우에는 내구성에 문제가 발생할 소지가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 부싱, 회전자 및 구동축을 정밀하게 일체로 조립하고 높은 체결강도를 유지할 수 있는 비엘디씨 모터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내주면에 영구자석이 부착된 회전자; 상기 회전자의 회전력을 전달하는 구동축; 상기 구동축을 지지하는 베어링; 상기 회전자 및 구동축과 일체로 성형된 사출 부싱;을 포함하여 구성되는 비엘디씨 모터에 있어서, 상기 회전자는 바닥면 위쪽으로 돌출된 리브가 방사형으로 형성된 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터를 제공한다.

이때, 상기 리브에 사출물이 도포된 것이 특징이다.

그리고, 상기 리브에 다수의 홀이 형성되고, 상기 사출물이 상기 홀을 관통한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사출 부싱은 상기 베어링 간의 간격을 유지하며, 상기 사출 부싱은 상기 리브까지 연장되어 형성된 것이 바람직하다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 비엘디씨 모터의 제 1실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 아우터 로터(Outer rotor) 타입의 비엘디씨 모터의 외관을 나타낸 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 비엘디씨 모터의 회전자 구조를 나타낸 사시도이다.

본 발명의 비엘디씨 모터는 외관을 형성하는 모터 케이싱(180), 상기 모터 케이싱에 고정되어 코일에(172) 전류가 흐르면 회전 자계를 형성하는 고정자(171), 내주면에 부착된 영구자석(111)이 상기 고정자(171)와 상호작용하여 회전하는 회전자(110), 상기 회전자의 동력을 다른 시스템에 전달하는 구동축(120), 상기 구동축(120)을 지지하는 베어링(130), 상기 회전자(110) 및 구동축(120) 간에 압입되어 회전자(110)와 구동축(120)을 일체로 고정하고 상기 베어링(130) 간의 간격을 유지하는 부싱(140)으로 구성된다.

본 발명에 따른 비엘디씨 모터에서 회전자(110)는 강도를 보강하고 회로기 판(미도시)을 지지할 수 있도록 상측으로 오목한 리브(150)가 형성되어 있다, 상기 리브(150)는 회전자(110)의 중심을 따라 방사형으로 형성되며, 상기 리브(150)는 코일(172)과의 거리가 더욱 근접하게 된다. 상기 회전자(110)의 리브(150)에는 모터 내부에 공기의 순환이 원활하도록 다수의 홀(160)이 형성되어 있다.

이때, 상기 부싱(140)은 종래와 달리 조립형이 아니고 회전자(110) 및 구동축(120)을 조립한 상태에서 일체로 몰딩하여 제작된다. 상기 부싱(140)은 몰딩하기 용이하도록 녹는점이 낮은 재질을 선택해야 하며, 베어링(130)과 케이싱(100) 및 고정자(171)의 무게를 지탱할 수 있는 강도를 지닌 것이 바람직하다.

그리고, 상기 부싱(140)을 몰딩하여 제작하면 회전자(110) 및 구동축(120)간의 간극을 완전하게 메울 수 있으므로, 상기 모터를 운전하는 중에 회전자(110) 및 구동축(120)이 기울어지는 것을 방지하여 상기 부싱(140)의 내구성이 향상된다. 또한, 상기 회전자(110) 및 구동축(120)의 높이 및 중심을 정확하게 맞춘 상태에서 일체로 고정하는 것이 가능하므로 부싱(140)을 끼운 후에 상태를 조정하는 것보다 모터의 구조가 정밀하게 된다.

또한, 모터는 코일을 감는 수 및 모터의 크기에 따라 절연 유지 및 회전 토크의 발생이 용이하도록 코일과 회전자의 거리를 조정할 필요가 있으나, 상기 부싱(140)은 종래처럼 크기가 정해진 것이 아니라 몰딩하여 제작되므로 높이를 조정하여 원하는 형태로 제작하는 것이 용이하다.

도 4를 참조하여 본 발명에 따른 비엘디씨 모터의 제 2실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 아우터 로터(Outer rotor) 타입의 비엘디씨 모터의 구조를 나타낸 종단면도이다.

상기 비엘디씨 모터의 부싱(240)은 전술한 실시예와 마찬가지로 몰딩으로 제작되나, 회전자(210)와 코일(272)간의 절연거리를 확보할 목적으로 회전자(210)의 리브(250)까지 연장되어 회전자(210)와 코일(272)간에 접촉이 일어나지 않도록 리브(250)의 상단을 감싸는 형태로 형성된다. 상기 회전자(210)의 리브(250)에는 다수의 홀(260)이 형성되어 있어서, 부싱(240)을 몰딩할 시에 상기 부싱(240)이 홀(260)을 관통하여 보스를 형성한 상태로 굳어지므로 상기 부싱(240)과 회전자(210)가 단단하게 결합하게 된다.

도면에서와 같이 상기 부싱(240)은 리브(250)쪽으로 연결되는 중간 부위에 회전자(210) 베이스와 수직한 면을 갖는 형태로 몰딩되는 것이 바람직하다. 상기 회전자의 리브(250)는 그 자체만으로도 바람을 일으킬 수 있으나, 상기 부싱(240)의 수직면부(미도시)는 선풍기의 날개 역할을 하여 바람을 일으키므로, 모터 내부에 통풍이 잘 되게 하고 고정자 코일(272) 등에서 발생하는 열을 식힐 수 있다.

본 발명에 따른 비엘디씨 모터는 부싱을 몰딩하여 제작하므로, 구조가 정밀해지고 내구성이 좋아지는 장점이 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 비엘디씨 모터의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 부싱을 몰딩하여 제작하므로 모터의 구조가 정밀해지며 회전자와 구동축을 조립하는 공정이 간단해진다.

둘째, 회전자에 리브를 형성하여 회전자의 강도가 보강되며 부싱과 단단하게 결합하게 된다.

셋째, 부싱에 날개 역할을 하는 면을 형성하여 모터 내부에 통풍하는 역할을 할 수 있다.

넷째, 회전자에 사출 부싱이 부착되어 권선 코일간에 절연 성능을 유지할 수 있다.

Claims (5)

1. 내주면에 영구자석이 부착된 회전자;

   상기 회전자의 회전력을 전달하는 구동축;

   상기 구동축을 지지하는 베어링;

   상기 회전자 및 구동축과 일체로 성형된 사출 부싱;을 포함하여 구성되는 비엘디씨 모터에 있어서,

   상기 회전자는 바닥면 위쪽으로 돌출된 리브가 방사형으로 형성된 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 리브에 사출물이 도포된 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 리브에 다수의 홀이 형성되고, 상기 사출물이 상기 홀을 관통한 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 사출 부싱은 상기 베어링 간의 간격을 유지하는 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 사출 부싱이 상기 리브까지 연장되어 형성된 것을 특징으로 하는 비엘디씨 모터.

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