KR101103363B1 - 스테이터 및 이를 구비한 모터 - Google Patents

Abstract

스테이터 및 이를 구비한 모터가 개시된다. 환형의 코어, 코어의 외측으로 연장되는 티스, 티스의 말단에 내측을 향해 형성되는 홈을 포함하는 스테이터 및 이를 구비한 모터는, 코깅 토크가 감소되어 모터의 진동 및 소음이 감소되고, 초기 구동력을 감소시켜 no spin 현상을 방지할 수 있다.

모터, 스테이터, air gap, 홈

Description

스테이터 및 이를 구비한 모터 {Stator and Motor Having the Same}

본 발명은 스테이터 및 이를 구비한 모터에 관한 것이다.

브러시리스 직류 전동기는 소형 전동기 영역에서 비교적 큰 토크를 얻을　수 있고, 속도 제어 등의 가 변속 제어가 용이하고 브러시가 없어 반영구적으로 사용 가능하므로 가전기기, 컴퓨터 주변기기, 사무자동화 및 공장자동화 등의 구동원 및 제어원의 핵심 부품으로서 그 수요가 증가하고 있다.

특히 최근에 영구자석의 개발과 스위칭 제어기술의　발달로 인해 많은 성능 개선이 이루어져 소형화, 정밀화, 고속화 하는 추세에 있다. 이러한 소형화, 정밀화, 고속화의 요구 조건을 만족시키기 위해서는 전동기에서 발생되는 진동, 소음 등의 문제를 최소화하여야 한다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 브러시리스 모터는, 정확한 속도제어가 가능하다는 점이 주요한 구동특성인 바, 이를 위해서는 속도의 맥동을 악화시키는 주원인인 토크 리플(Torque Ripple)을 감소시켜야 할 필요가 있다.

이러한 토크 리플의 원인 중의 하나로 코깅 토크(Cogging Torque)가 있다. 코깅 토크는 고정자와 회전자 사이의 공극에서 자기에너지의 불 균일로 인해 발생하는 것으로, 이 코깅 토크를 감소시키는 것이 브러시리스 모터의 구동특성을 향상시키는 것이 된다.

본 발명은 코깅 토크가 감소시킬 수 있는 스테이터 및 이를 구비한 모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 환형의 코어, 코어의 외측으로 연장되는 티스, 티스의 말단에 내측을 향해 형성되는 홈을 포함하는 스테이터가 제공된다.

여기서, 티스의 말단은 볼록한 원호 형상으로 이루어지며, 홈은 오목한 원호 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 내주면에 마그넷이 결합되는 로터, 로터에 결합되는 샤프트, 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브, 마그넷과 대향하는 외주면에 내측을 향해 홈이 형성되는 스테이터 및 슬리브와 스테이터를 지지하는 베이스를 포함하는 모터가 제공된다.

여기서, 스테이터는 환형의 코어, 코어의 외측으로 연장되는 티스, 티스의 말단에 내측을 향해 형성되는 홈을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 모터의 코깅 토크가 감소되어 모터의 진동 및 소음이 감소되고, 초기 구동력을 감소시켜 no spin 현상을 방지할 수 있다.

본 발명의 특징, 이점이 이하의 도면과 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 스테이터 및 이를 구비한 모터의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(100)를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(100)의 스테이터(140)를 나타낸 평면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(100)는, 스테이터(140)의 마그넷(132)과 대향하는 외주면에 홈(148)을 형성하여, 스테이터(140)의 외주면과 마그넷(132)의 내주면 사이에 에어 갭(air gap)을 넓힘으로써, 코깅 토크를 저감시키고, 나아가 모터(100)의 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다.

로터(130)는 하측이 개방된 실린더 형상을 가지며, 전체적으로 모터(100)의 스테이터(140)를 커버한다. 그 중앙에는 샤프트(120)가 결합되고, 그 내주면에는 마그넷(132)이 결합된다.

샤프트(120)의 일단은 로터(130)의 중앙에 결합되며, 타단은 슬리브(150)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 슬리브(150)는 예를 들어 유체동압베어링이 사용될 수 있다. 슬리브(150)의 외주면은 베이스(110)에 의해 지지된다.

스테이터(140)는 환형의 코어(142), 코어(142)의 외측으로 연장되는 복수의 티스(144) 및 티스(144)의 말단에 형성되는 대향부(146)를 포함한다.

코어(142)는 전체적으로 원형을 이루며, 그 내부에 베이스(110)가 삽입됨으로써, 스테이터(140)는 베이스(110)에 의해 지지된다.

코어(142)의 외측으로 티스(144)가 연장된다. 티스(144)는 동일한 간격을 가지고, 코어(142)의 외측으로 연장된다. 티스(144)의 말단에는 티스(144)의 양측으로 연장되는 대향부(146)가 형성된다.

대향부(146)는 마그넷(132)과 대향하는 부분으로, 스테이터(140)에 권선되는 코일(142)에 의해 스테이터(140)가 자화되면, 대향부(146)의 마그넷(132)과 전자기적인 작용을 통해 로터(130)는 회전하게 된다.

이 때, 대향부(146)의 외주면은 볼록한 원호 형상을 이루어, 전체적으로 원형을 이루며 배치되는 로터(130)의 마그넷(132)과 대향하는 구조를 이룬다. 여기서, 홈(148)은 스테이터(140)의 내측을 향해 오목한 원호 형상을 이루며, 대향부(146)의 외주면에 스테이터(140)의 내측을 향해 형성된다.

따라서, 스테이터(140)의 외주면과 마그넷(132)의 내주면 사이의 평균 에어 갭은 홈(148)의 깊이만큼 증가하게 되고, 이로써, 모터(100)의 코깅 토크는 감소하게 된다. 결국, 코깅 토크의 감소로 인해 모터(100)의 소음과 진동은 감소하게 된다.

또한, 코깅 토크의 감소로 인해, 모터(100)의 초기 구동력을 감소시킬 수 있어, 모터(100) 구동 초기에 모터(100)가 구동되지 않는 no spin현상을 방지할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 스테이터를 나타낸 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 모터 110: 베이스

130: 로터 140: 스테이터

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 내주면에 마그넷이 결합되는 로터;

   상기 로터에 결합되는 샤프트;

   상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 슬리브;

   상기 마그넷과의 간격이 증가되도록 상기 마그넷과 대향하는 외주면에 내측을 향해 홈이 형성되는 스테이터; 및

   상기 슬리브와 상기 스테이터를 지지하는 베이스를 포함하며,

   상기 스테이터에는 티스가 형성되고,

   상기 티스의 말단은 볼록한 원호 형상으로 이루어지며,

   상기 홈은 오목한 원호 형상으로 이루어지는, 모터.
4. 제3항에 있어서,

   상기 스테이터는

   환형의 코어;

   상기 코어의 외측으로 연장되는 티스; 및

   상기 티스의 말단에 내측을 향해 형성되는 상기 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터.
5. 삭제

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