KR101024312B1

KR101024312B1 - 브러시리스 모터의 코어 어셈블리 지지구조

Info

Publication number: KR101024312B1
Application number: KR1020090018792A
Authority: KR
Inventors: 이범; 홍기환
Original assignee: 주식회사 모아텍
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2011-03-23
Also published as: KR20100100100A; CN101826782A

Abstract

본 발명은 브러시리스 모터의 코어 어셈블리 및 베어링 지지구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외전형 브러시리스 모터에 있어서 코어 어셈블리를 베어링 하우징에 직접 압입하여 고정함과 동시에 베어링(볼 베어링 또는 오일리스 베어링)을 코어 어셈블리에 직접 압입하여 고정하게 함으로써 자재비, 부품수 및 제작공수를 저감하게 되어 이로 인하여 제조비용을 절감할 수 있는 브러시리스 모터의 코어 어셈블리 및 베어링 지지구조에 관한 것이다.

본 발명은 브러시리스 모터에서 고정자를 구성하는 코어 어셈블리를 고정하는 구조에 있어서, 회전축을 회전 자유롭게 지지하는 베어링을 수용하는 베어링 하우징에 상기 코어 어셈블리의 내경부를 압입하여 상기 코어 어셈블리를 상기 베어링 하우징에 고정하게 하는 것을 특징으로 한다.

브러시리스 모터, 베어링 하우징, 코어 어셈블리, 압입, 지지

Description

브러시리스 모터의 코어 어셈블리 지지구조{The Structure of Supporting Core Assembly for a BLDC}

본 발명은 브러시리스 모터의 코어 어셈블리 지지구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외전형 브러시리스 모터에 있어서 코어 어셈블리를 베어링 하우징에 직접 압입하여 고정하고, 베어링(볼 베어링 또는 오일리스 베어링)을 코어 어셈블리에 직접 압입하여 고정하게 함으로써 자재비, 부품수 및 제작공수를 저감하게 되어 이로 인하여 제조비용을 절감할 수 있는 브러시리스 모터의 코어 어셈블리 지지구조에 관한 것이다.

일반적으로 브러시리스 모터에서 내전형(Inner rotor type) 브러시리스 모터와 외전형(outer rotor type) 브러시리스 모터가 있는데, 상기 외전형 브러시리스 모터는 외부에 배치된 회전자가 회전하는 것으로서, 상기 외전형 브러시리스 모터의 구조는 방사상으로 형성된 다수개의 슬롯으로 구성되고 상기 각 슬롯에 코일이 권선된 코어(이하 '코어 어셈블리'라 함)로 이루어진 고정자와, 상기 코어 어셈블 리의 외주면에 일정 간격(공극부)을 두고 상기 코어 어셈블리와 대향되게 배치된 고리형 또는 원형의 마그네트와 상기 마그네트를 내주면에 부착시킨 회전자 요크로 된 회전자로 구성되어 있고, 상기 회전자 요크의 중심부에는 상기 회전자를 회전시키는 회전축이 고정 결합되어 있다.

상기 코어 어셈블리는 그 중앙부에 베어링 하우징을 고정 부착하고, 상기 베어링 하우징의 내주면에는 상기 회전자 요크의 중심부에 고정 결합된 회전축을 회전 가능하게 지지하는 베어링을 설치하는 것이 일반적인 외전형 브러시리스 모터의 구조이다.

상기와 같은 외전형 브러시리스 모터(이하 '브러시리스 모터'라 함)는 일반적으로 디스크 구동장치의 스핀들 모터에 등에서 사용되고 있다.

종래의 브러시리스 모터에 있어서 코어 어셈블리와 베어링 지지구조에 대하여 도 1를 참고로 설명하면 다음과 같다.

종래의 브러시리스 모터는 도 1에 도시된 바와 같이 방사상으로 형성된 코어(110)에 권선(120)이 감겨진 코어 어셈블리(100)로 된 고정자와, 상기 코어 어셈블리(100)의 외주면에 일정 간격(공극부)을 두고 상기 코어 어셈블리(100)와 대향되게 배치된 고리형 마그네트(220)와 상기 마그네트(220)를 내주면에 부착시킨 회전자 요크(210)로 된 회전자로 구성되어 있고, 상기 회전자 요크(210)의 중심부에는 상기 회전자를 회전시키는 회전축(300)이 고정 결합되어 있다.

상기 코어 어셈블리(100) 중앙부에는 그 내부에 베어링을 수용하는 베어링 하우징(400)을 배치하고 상기 베어링 하우징(400)에 나사(410) 등을 사용하여 상기 코어 어셈블리(100)를 고정하고 있고, 또한 상기 코어 어셈블리(100) 및 베어링 하우징(400)을 고정자 플레이트(500)에 고정하기 위하여 나사(430)에 의하여 고정하고 있다. 상기 코어 어셈블리(100)와 고정자 플레이트(500) 사이에는 상기 코어 어셈블리(100)에 외부에서 인가되는 전기 및 제어 신호를 전달하는 PCB(600, 인쇄회로기판)이 배치되어 있다.

또한, 상기 베어링 하우징 내부의 상부 및 하부에는 베어링(420, 440)을 배치하여 상기 회전축(300)을 회전 자유롭게 지지하고 있다.

상기와 같은 종래의 브러시리스 모터에서 코어 어셈블리와 베어링 지지구조는 상기 회전축(300)의 상부 및 하부를 지지하는 베어링(420, 440: 베어링 또는 오일리스 메탈베어링)을 베어링 하우징(400) 내에 압입 및 삽입하여 회전축을 지지하고 있고, 상기 베어링(440)은 코어 어셈블리(100)의 내경부에 배치되어 상기 코어 어셈블리(100)의 내경이 확장시키게 되어 이로 인하여 코어(110)의 길이 방향이 축소되어 모터의 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 종래의 브러시리스 모터에서 코어 어셈블리와 베어링 지지구조는 상기 코어 어셈블리(100)이 상기 베어링 하우징(400)에 고정하기 위하여 나사(410)에 의하여 고정되는 구조로 되어 있어 상기 코어 어셈블리(100)의 내경을 상기 베어링 하우징(400)의 외경에 맞추어야 하는 관계로 상기 코어 어셈블리(100)의 내경이 확장시키게 되어 이로 인하여 코어(110)의 길이 방향이 축소되어 모터의 성능을 저하시키고, 재료 및 조립공임이 증가된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 브러시리스 모터에서 코어 어셈블리 지지구조를 상기 베어링 하우징에 코어 어셈블리를 압입하여 고정하게 하여 그 지지구조를 개선함으로써 부품수의 저감 및 조립 공수를 절감할 수 있는 브러시리스 모터의 코어 어셈블리 지지구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 베어링(볼 베어링 또는 오일리스 베어링)을 코어 어셈블리 내측에 직접 압입하게 하여 고정하게 함으로써 베어링 하우징의 외경에 의하여 코어 어셈블리의 내경이 확대되는 것을 방지하고 이로 인하여 보다 성능이 개선된 브러시리스 모터의 코어 어셈블리 및 베어링 지지구조를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 브러시리스 모터의 코어 어셈블리 지지구조는 브러시리스 모터에서 고정자를 구성하는 코어 어셈블리를 고정지지하는 구조에 있어서, 회전축을 회전 자유롭게 지지하는 베어링이 수용된 베어링 하우징에 상기 코어 어셈블리의 내경부를 압입하되, 상기 베어링 하우징에 상기 코어 어셈블리의 내경부가 압입되는 부분의 높이는 상기 코어 어셈블리의 내경부의 높이보다 작게 하고, 상기 코어 어셈블리의 내경부에서 상기 베어링 하우징에 압입되지 않은 부분은 제2베어링을 압입하여, 상기 코어 어셈블리를 고정지지하는 것을 특징으로 한다.

<삭제>

또한, 본 발명은 상기 제2베어링의 압입 깊이는 상기 코어 어셈블리의 내경부에서 상기 베어링 하우징에 압입되지 않은 부분의 높이에 의하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 베어링은 볼 베어링 또는 오일리스 베어링인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 브러시리스 모터의 코어 어셈블리 지지구조는 브러시리스 모터에서 코어 어셈블리 지지구조를 상기 베어링 하우징에 코어 어셈블리를 압입하여 고정하게 하여 그 지지구조를 개선함으로써, 부품수의 저감 및 조립 공임을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 베어링(볼 베어링 또는 오일리스 베어링)을 코어 어셈블리 내측에 직접 압입하여 고정하게 함으로써, 베어링 하우징의 외경에 의하여 코어 어 셈블리의 내경이 확대되는 것을 방지할 수 있어 동일 외경을 가진 브러시리스 모터에서 보다 성능이 개선되는 효과가 있고, 또한 베어링 하우징의 높이를 베어링(볼 베어링 또는 오일리스 베어링) 높이 만큼의 축소할 수 있어 이로 인하여 자재비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 브러시리스 모터의 코어 어셈블리 지지구조에 대하여 첨부된 도면에 의하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 브러시리스 모터를 도시하고 있는 단면도이고, 도 3은 도 2에서 코어 어셈블리 및 베어링 지지구조의 상세도이다.

본 발명에 따른 브러시리스 모터는 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 방사상으로 형성되어 그 내부에 일정 크기의 내경부를 가지는 코어(11)에 권선(12)이 감겨진 코어 어셈블리(10)로 구성된 고정자와, 상기 코어 어셈블리(10)의 외주면에 일정 간격(공극부)을 두고 상기 코어 어셈블리(10)와 대향되게 배치된 고리형 마그네트(22)와 상기 마그네트(22)를 내주면에 부착시킨 회전자 요크(21)로 된 회전자(20)로 구성되어 있고, 상기 회전자 요크(21)의 중심부에는 상기 회전자(20)를 회전시키는 회전축(30)이 고정 결합되어 있고, 상기 회전축(30)을 회전 자유롭게 지지하기 위한 베어링(43)을 수용하는 원통 형상의 베어링 하우징(40)을 구비하고 있다.

또한, 상기 베어링 하우징(40)은 고정자 플레이트(50)에 고정되고, 상기 코 어 어셈블리(10)와 고정자 플레이트(50) 사이에는 상기 코어 어셈블리(10)에 외부에서 인가되는 전기 및 제어 신호를 전달하는 PCB(60, 인쇄회로기판)가 배치되어 있다.

한편, 브러시리스 모터에서 코어 어셈블리(10)과 베어링(44)가 고정되는 구조는 도2 및 도 3를 참고로 설명하면 다음과 같다.

상기 코어 어셈블리(10)는 상기 코어 어셈블리(10)의 내경부를 상기 베어링 하우징(40)에 직접 압입하여 상기 베어링 하우징(40)에 고정한다.

이 때 상기 베어링 하우징(40)에서 상기 코어 어셈블리(10)의 내경부가 압입되는 높이는 상기 베어링 하우징(40)의 높이에 의하여 결정되는데 상기 베어링 하우징(40)의 높이를 상기 코어 어셈블리(10)의 내경부의 높이만큼 형성할 수 있고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 코어 어셈블리(10)의 내경부의 높이보다 작게 형성할 수도 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 베어링 하우징(40)의 높이를 상기 코어 어셈블리(10)의 내경부의 높이보다 작게 형성한 경우 상기 코어 어셈블리(10)의 내경부에서 상기 베어링 하우징(40)에 압입되지 않은 부분은 제2 베어링(44)을 압입하여 상기 코어 어셈블리(10)에 의하여 상기 제2 베어링(44)을 고정 지지하게 할 수 있다.

상기 베어링 하우징(40)은 직경이 상이한 2단 원통 형상으로 형성되어 있고 상기 2단 원통 형상에서 직경이 큰 부분은 상기 회전축(30)의 일부를 회전 자유롭 게 지지하는 베어링(43)을 수용하며 상기 2단 원통 형상에서 직경이 작은 부분은 상기 코어 어셈블리(10)의 내경부가 압입 고정되는 구조로 되어 있다.

상기 베어링 하우징(40)의 내부에 수용되어 있는 베어링(43)은 그것이 이탈되지 않도록 상부에는 E 링(45)를, 그 하부에는 웨이브 와셔(46)를 구비한다.

또한, 상기 코어 어셈블리(10)의 내경부에 압입되어 고정지지된 제2 베어링(44)은 그 하부에 와셔(47)를 개재하여 상기 회전자 요크(21)의 중앙부에 돌출된 부분과 회전시 마찰에 의한 성능 저하를 방지되도록 한다.

상기 베어링(43, 44)은 볼 베어링 또는 오일리스 베어링인 것이 바람직하다.

상기 제2베어링(44)은 상기 코어 어셈블리(10)의 내경부에 압입되고 상기 제2베어링(44)이 압입되는 깊이는 상기 코어 어셈블리(10)의 내경부에서 상기 베어링 하우징(40)에 압입되지 않은 부분의 높이에 의하여 결정된다.

상기 제2 베어링(44)은 상기 베어링 하우징(40)에 수용된 베어링(43)과는 달리 상기 베어링 하우징(40)에 수용되지 않기 때문에 상기 코어 어셈블리(10)의 내경부를 보다 축소시킬 수 있고, 이로 인하여 동일 외경을 가진 브러시리스 모터에서 코어 어셈블리에 보다 많은 권선 수용공간을 확보할 수 있어 보다 성능이 개선할 수 있으며, 상기 베어링 하우징(40)의 높이를 상기 베어링(44)의 수용공간의 높이만큼 축소할 수 있어 이로 인한 자재비를 절감할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 아래의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영 역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 브러시리스 모터를 도시하고 있는 단면도

도 2는 본 발명에 따른 브러시리스 모터를 도시하고 있는 단면도

도 3은 도 2에서 코어 어셈블리 지지구조의 상세도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 코어 어셈블리 11: 코어

12: 권선 20: 회전자

21: 회전자 요크 22: 마그네트

30: 회전축 40: 베어링 하우징

43, 44: 베어링 45: E 링

46, 47: 와셔 50: 고정자 플레이트

60: PCB

Claims

브러시리스 모터에서 고정자를 구성하는 코어 어셈블리를 고정지지하는 구조에 있어서,

회전축을 회전 자유롭게 지지하는 베어링이 수용된 베어링 하우징에 상기 코어 어셈블리의 내경부를 압입하되,

상기 베어링 하우징에 상기 코어 어셈블리의 내경부가 압입되는 부분의 높이는 상기 코어 어셈블리의 내경부의 높이보다 작게 하고, 상기 코어 어셈블리의 내경부에서 상기 베어링 하우징에 압입되지 않은 부분은 제2베어링을 압입하여, 상기 코어 어셈블리를 고정지지하는 것

을 특징으로 하는 브러시리스 모터의 코어 어셈블리 지지구조.
<삭제>
<삭제>
제1항에 있어서,

상기 제2베어링의 압입 깊이는 상기 코어 어셈블리의 내경부에서 상기 베어링 하우징에 압입되지 않은 부분의 높이에 의하여 결정되는 것

을 특징으로 하는 브러시리스 모터의 코어 어셈블리 지지구조.
제1항 또는 제4항에 있어서,

상기 베어링은 볼 베어링 또는 오일리스 베어링인 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터의 코어 어셈블리 지지구조.