KR101185043B1 - Pan-cake type brushless dc motor - Google Patents

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KR101185043B1
KR101185043B1 KR1020060022105A KR20060022105A KR101185043B1 KR 101185043 B1 KR101185043 B1 KR 101185043B1 KR 1020060022105 A KR1020060022105 A KR 1020060022105A KR 20060022105 A KR20060022105 A KR 20060022105A KR 101185043 B1 KR101185043 B1 KR 101185043B1
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Abstract

본 발명은 편평형 BLDC 모터에 관한 것으로서, 링형상의 영구자석이 고정됨과 아울러 샤프트에 의해 회전 가능하게 설치되는 로터와, 영구자석 내측에 상하로 포개지도록 설치되며, 각각의 양측 끝단에 영구자석의 내주면에 공극을 두고서 마주 보는 자극부가 일체를 이루도록 연자성 분말의 압축에 의해 형성되는 제 1 및 제 2 스테이터코어와, 제 1 및 제 2 스테이터코어의 마주 보는 면에 각각 마련되어 제 1 및 제 2 스테이터코어를 직교되게 결합시키는 결합수단과, 제 1 및 제 2 스테이터코어 사이에 설치되는 코일과, 영구자석의 자극을 검출하며, 로터가 회전하도록 코일에 전류의 공급을 제어하는 제어기판을 포함한다. 따라서, 본 발명은 권선된 코일로부터 발생된 자속을 영구자석으로 전달하는 스테이터코어를 연자성 분말의 압축에 의해 형성함으로써 스테이터코어에서 영구자석의 내주면과 공극을 두고서 위치하는 자극부의 두께를 충분히 확보할 수 있도록 하여 모터의 효율과 출력을 향상시키고, 두 개로 나뉘어진 스테이터코어간의 결합을 용이하도록 하여 조립성을 증대시키며, 자극부간의 규격이 일치되도록 함과 아울러 자극부와 영구자석간의 공극이 균일하도록 하여 자극부 각각으로부터 영구자석에 전달되는 자속을 균일하도록 함으로써 토오크의 감소, 소음의 발생 및 토오크 리플을 억제하는 효과를 가지고 있다.The present invention relates to a flat BLDC motor, wherein a ring-shaped permanent magnet is fixed, and a rotor is rotatably installed by a shaft, and is installed to be piled up and down inside the permanent magnet, and an inner circumferential surface of the permanent magnet at both ends thereof. The first and second stator cores formed by compression of the soft magnetic powder and the first and second stator cores, respectively, formed by the compression of the soft magnetic powder so that the magnetic poles facing each other with the gap therebetween are provided. Coupling means for orthogonally coupling the coil, a coil installed between the first and second stator cores, and a controller plate for detecting magnetic poles of the permanent magnets and controlling supply of current to the coils so that the rotor rotates. Therefore, the present invention forms a stator core for transferring the magnetic flux generated from the wound coil to the permanent magnet by the compression of the soft magnetic powder, thereby sufficiently securing the thickness of the magnetic pole portion positioned at the void with the inner circumferential surface of the permanent magnet in the stator core. To improve the efficiency and power of the motor, to facilitate the assembly between the two stator cores, to increase the assembly, to make the specifications between the magnetic poles consistent, and to make the pores between the magnetic poles and the permanent magnets uniform. By making the magnetic flux transmitted from each magnetic pole portion to the permanent magnet uniform, it has the effect of reducing torque, generating noise and suppressing torque ripple.

Description

편평형 ＢＬＤＣ 모터{PAN-CAKE TYPE BRUSHLESS DC MOTOR}PAN-CAKE TYPE BRUSHLESS DC MOTOR

도 1은 종래의 기술에 따른 편평형 BLDC 모터를 도시한 분해사시도이고,1 is an exploded perspective view showing a flat BLDC motor according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 편평형 BLDC 모터를 도시한 분해사시도이고,2 is an exploded perspective view showing a flat BLDC motor according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 편평형 BLDC 모터를 도시한 측단면도이고,3 is a side cross-sectional view showing a flat BLDC motor according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 편평형 BLDC 모터를 개략적으로 도시한 평면도이고,4 is a plan view schematically showing a flat BLDC motor according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 편평형 BLDC 모터에서 결합수단의 다른 실시예를 도시한 분해사시도이다.5 is an exploded perspective view showing another embodiment of the coupling means in the flat BLDC motor according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art

110 : 로터 111 : 영구자석110: rotor 111: permanent magnet

112 : 로터요크 113 : 샤프트112: rotor yoke 113: shaft

114 : 베어링 120 : 제 1 스테이터코어114: bearing 120: first stator core

121,131 : 본체 122,132 : 자극부121,131: main body 122,132: magnetic pole

130 : 제 2 스테이터코어 140,170 : 결합수단130: second stator core 140, 170: coupling means

141 : 제 1 결합축 142 : 제 1 결합관141: first coupling shaft 142: first coupling tube

150 : 코일 151 : 인슐레이터150: coil 151: insulator

160 : 제어기판 161 : 자극검출소자160: control board 161: magnetic pole detection element

171 : 제 2 결합축 172 : 제 2 결합관171: second coupling shaft 172: second coupling tube

본 발명은 편평형 BLDC 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스테이터코어를 연자성 분말의 압축에 의해 형성함으로써 스테이터코어에서 영구자석의 내주면과 공극을 두고서 위치하는 자극부의 두께를 충분히 확보할 수 있도록 하는 편평형 BLDC 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a flat BLDC motor, and more particularly, to form a stator core by compression of soft magnetic powder, so that the thickness of the magnetic pole portion which is positioned at a space between the inner circumferential surface of the permanent magnet and the void in the stator core can be sufficiently secured. Relates to a BLDC motor.

일반적으로, 모터라 함은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 가정용 전자제품뿐만 아니라 산업용 기기 등에 광범위하게 사용된다. 이러한 모터가 가정용 전자제품에 사용되는 예를 들면, 에어컨이나 냉장고와 같은 냉방기기 내부에 냉매를 액상으로 환원시키기 위해 구비되는 컴프레셔나, 세탁기, 청소기, 광 디스크 플레이어, 컴퓨터의 하드 디스크 드라이버 등에 널리 사용되고 있으며, 크게 DC 모터와 AC 모터로 나뉘어진다.In general, a motor is a device that obtains rotational force by converting electrical energy into mechanical energy, and is widely used in not only home appliances but also industrial equipment. Such a motor is widely used in household electronics, for example, a compressor, a washing machine, a cleaner, an optical disk player, a hard disk driver of a computer, and the like, which are provided in a cooling device such as an air conditioner or a refrigerator to reduce refrigerant to a liquid state. It is divided into DC motor and AC motor.

DC 모터에서 브러쉬(Brush)가 부착된 모터는 정류자와 브러쉬의 접촉에 의해서 코일에 전류를 흐르게 함과 동시에 전류시키는 기능을 하지만, 브러쉬가 마모되는 단점이 있다. 이와 같은 단점을 극복하기 위해 브러쉬를 사용하지 않는 BLDC(Brushless DC) 모터가 개발되었으며, 이러한 BLDC 모터는 토크가 크고 제어성이 우수할 뿐만 아니라 신속성을 도모할 수 있기 때문에 근래 광범위하게 사용되고 있다. In the DC motor, the brush (brush) is attached to the motor to flow a current at the same time as the current flows to the coil by the contact of the commutator and the brush, but the disadvantage is that the brush is worn. To overcome these drawbacks, brushless brushless DC (BLDC) motors have been developed, and these BLDC motors are widely used in recent years because of their high torque, excellent controllability, and speed.

종래의 BLDC 모터를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Referring to the conventional BLDC motor with reference to the accompanying drawings as follows.

도 1은 종래의 기술에 따른 편평형 BLDC 모터를 도시한 분해사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 편평형 BLDC 모터(1)는 일본 특허청에 특허출원된 제2002-158066호의 "브러시레스 DC 모터"로서, 로터(rotor:10)와, 로터(10)의 일측에 설치되는 제 1 및 제 2 스테이터 요크(stator yoke:20,30)와, 제 1 및 제 2 스테이터 요크(stator yoke:20,30)사이에 위치하는 코일(40)과, 코일(40)에 전류 인가를 제어하는 배선기판(50)을 포함한다.1 is an exploded perspective view showing a flat BLDC motor according to the prior art. As shown, the flat BLDC motor 1 according to the prior art is a "brushless DC motor" of 2002-158066, filed with the Japanese Patent Office, and includes a rotor 10 and one side of the rotor 10. On the coil 40 and the coil 40 located between the first and second stator yoke (20, 30), the first and second stator yoke (20, 30) installed in the And a wiring board 50 for controlling the application of current.

로터(10)는 자성 재료에 의해 제작되는 원통형의 로터요크(12)와, 로터요크(12)에 삽입됨과 아울러 원주 방향을 따라 다수의 극이 착자되는 영구자석(14)과, 영구자석(14)을 관통하여 로터요크(12)에 삽입되는 샤프트(16)로 이루어진다.The rotor 10 includes a cylindrical rotor yoke 12 made of a magnetic material, a permanent magnet 14 inserted into the rotor yoke 12, and a plurality of poles magnetized along the circumferential direction, and a permanent magnet 14. It consists of a shaft (16) inserted through the rotor yoke 12 through).

제 1 및 제 2 스테이터 요크(20,30)는 강판으로 제작되어 코일(40)의 상측과 하측에 각각 위치하는데, 로터(10)의 지름방향을 따라 놓여지는 몸체(22,32)와, 몸체(22,32)의 양측에 수직되게 절곡됨으로써 영구자석(14)과 공극을 두고서 마주 대하는 자극부(24,34)와, 몸체(22,32)의 중심부에 서로 포개지도록 형성됨과 아울러 샤프트(16)가 베어링(18)을 매개로 고정되는 원통형의 센터요크(26,36)를 포함한다.The first and second stator yokes 20 and 30 are made of a steel plate and positioned on the upper side and the lower side of the coil 40, respectively. The bodies 22 and 32 are placed along the radial direction of the rotor 10 and the body. By bending perpendicularly to both sides of the 22 and 32, the magnetic pole parts 24 and 34 facing the permanent magnet 14 and the gap are formed to overlap each other in the center of the body 22 and 32, and the shaft 16 ) Comprises cylindrical center yokes 26, 36 fixed via a bearing 18.

코일(40)은 센터요크(26,36)에 끼워지는 보빈(42)의 외주면에 권선된다.The coil 40 is wound around the outer circumferential surface of the bobbin 42 fitted to the center yokes 26 and 36.

배선기판(50)은 제 2 스테이터 요크(30)의 하측에 고정되며, 영구자석(14)의 자극을 검출하는 홀센서(Hall sensor)와 같은 자극검출소자(52)가 일측에 설치되고, 코일(40)로 전류를 공급함으로써 로터(10)의 회전을 구동시키는 구동회로가 마련된다.The wiring board 50 is fixed to the lower side of the second stator yoke 30, and a magnetic pole detecting element 52 such as a Hall sensor for detecting magnetic poles of the permanent magnet 14 is provided at one side, and the coil A drive circuit for driving the rotation of the rotor 10 by providing a current to the 40 is provided.

이와 같은 종래의 기술에 따른 편평형 BLDC 모터(1)는, 배선기판(50)의 구동회로가 코일(40)로 전류를 공급함으로써 생성되는 자속이 자극부(24,34)를 통해 영구자석(14)에 미치게 되어 영구자석(14)을 포함한 로터(10)를 회전시킨다. 이 때, 배선기판(50)에 설치된 자극검출소자(52)에 의해 검출된 영구자석(14)의 자극에 대한 신호가 배선기판(50)의 구동회로로 전달되고, 이에 따라 구동회로는 코일(40)로부터 발생되는 자속이 자극을 달리하도록 코일(40)에 극성을 달리하는 전원을 공급함으로써 로터(10)가 계속적으로 회전하도록 한다.In the flat BLDC motor 1 according to the related art, the magnetic flux generated by the driving circuit of the wiring board 50 supplying the current to the coil 40 is transferred to the permanent magnet 14 through the magnetic pole parts 24 and 34. ) To rotate the rotor 10 including the permanent magnet (14). At this time, a signal for the magnetic pole of the permanent magnet 14 detected by the magnetic pole detection element 52 provided in the wiring board 50 is transmitted to the driving circuit of the wiring board 50, whereby the driving circuit is a coil ( The rotor 10 is continuously rotated by supplying power with different polarities to the coil 40 so that the magnetic flux generated from 40 is different in magnetic poles.

그러나, 이와 같은 종래의 기술에 따른 편평형 BLDC 모터(1)에서 제 1 및 제 2 스테이터 요크(20,30)는 자극부(24,34)의 절곡 형성을 위하여 강판으로 제작됨으로써 자속의 이동통로 역할을 하는 자극부(24,34)의 두께가 필연적으로 얇아질 수 밖에 없으며, 이로 인해 코일(40)로부터 발생되는 자속이 영구자석(14)에 제대로 미치지 못함으로써 효율 및 출력을 저하시키며, 자극부(24,34)가 영구자석(14)과의 일정한 공극을 유지하기 위해 일정 곡률을 가지게 됨으로써 이를 위해 절곡시 편차의 발생 및 뒤틀림의 유발로 인해 자극부(24,34)로부터 영구자석(14)에 전달되는 자속이 불균일하여 토오크의 감소는 물론 토오크 리플을 유발시키는 문제점을 가지고 있었다.However, in the flat BLDC motor 1 according to the related art, the first and second stator yokes 20 and 30 are made of steel sheets to form bending portions of the magnetic pole portions 24 and 34, thereby acting as a movement path for the magnetic flux. The thickness of the magnetic poles 24 and 34 inevitably becomes inevitably thin, and thus, magnetic flux generated from the coil 40 does not properly reach the permanent magnets 14, thereby lowering efficiency and output. (24,34) has a constant curvature in order to maintain a constant void with the permanent magnet 14 for this purpose by the occurrence of the deviation and bending of the permanent magnet (14) from the magnetic poles (24,34) The flux transmitted to the non-uniform flux had a problem of causing torque ripple as well as torque reduction.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 권선된 코일로부터 발생된 자속을 영구자석으로 전달하는 스테이터코어를 연자성 분말의 압축에 의해 형성함으로써 스테이터코어에서 영구자석의 내주면과 공극 을 두고서 위치하는 자극부의 두께를 충분히 확보할 수 있도록 하여 모터의 효율과 출력을 향상시키고, 두 개로 나뉘어진 스테이터코어간의 결합을 용이하도록 하여 조립성을 증대시키며, 자극부간의 규격이 일치되도록 함과 아울러 자극부와 영구자석간의 공극이 균일하도록 하여 자극부 각각으로부터 영구자석에 전달되는 자속을 균일하도록 함으로써 토오크의 감소, 소음의 발생 및 토오크 리플을 억제하는 편평형 BLDC 모터를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, the object of the present invention is to form a stator core for transferring the magnetic flux generated from the coil wound to the permanent magnet by the compression of the soft magnetic powder of the permanent magnet in the stator core Improve the efficiency and output of the motor by securing the thickness of the magnetic pole part positioned with the inner circumferential surface and the void, and increase the assembly ability by facilitating the coupling between the two stator cores, and the specifications between the magnetic pole parts match The present invention provides a flat BLDC motor that reduces torque, generates noise, and suppresses torque ripple by making the pores between the magnetic poles and the permanent magnets uniform so that the magnetic flux transmitted from each magnetic pole to the permanent magnets is uniform.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 편평형 BLDC 모터에 있어서, 링형상의 영구자석이 고정됨과 아울러 샤프트에 의해 회전 가능하게 설치되는 로터와, 영구자석 내측에 상하로 포개지도록 설치되며, 각각의 양측 끝단에 영구자석의 내주면에 공극을 두고서 마주 보는 자극부가 일체를 이루도록 연자성 분말의 압축에 의해 형성되는 제 1 및 제 2 스테이터코어와, 제 1 및 제 2 스테이터코어의 마주 보는 면에 각각 마련되어 제 1 및 제 2 스테이터코어를 직교되게 결합시키는 결합수단과, 제 1 및 제 2 스테이터코어 사이에 설치되는 코일과, 영구자석의 자극을 검출하며, 로터가 회전하도록 코일에 전류의 공급을 제어하는 제어기판을 포함하는 것을 특징으로 한다. In the flat BLDC motor, the present invention provides a rotor in which a ring-shaped permanent magnet is fixed and rotatably installed by a shaft, and is installed so as to be stacked up and down inside the permanent magnet. First and second stator cores formed by compression of the soft magnetic powder so that the magnetic poles facing each other with a gap on the inner circumferential surface of the permanent magnet at both ends are provided on the opposite surfaces of the first and second stator cores, respectively. Coupling means for orthogonally coupling the first and second stator cores, a coil provided between the first and second stator cores, and a magnetic pole of the permanent magnet are detected and controlling the supply of current to the coil so that the rotor rotates. It characterized in that it comprises a control board.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 편평형 BLDC 모터를 도시한 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 편평형 BLDC 모터를 도시한 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 편평형 BLDC 모터(100)는 영구자석(111)이 일측에 고정되는 로터(110)와, 영구자석(111)의 내측에 상하로 포개지도록 설치됨과 아울러 연자성 분말의 압축에 의해 형성되는 제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)와, 제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)의 마주 보는 면에 각각 마련되는 결합수단(140)과, 제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130) 사이에 설치되는 코일(150)과, 영구자석(111)의 자극을 검출함과 아울러 코일(150)에 전류의 공급을 제어하는 제어기판(160)을 포함한다.2 is an exploded perspective view showing a flat BLDC motor according to the present invention, Figure 3 is a side cross-sectional view showing a flat BLDC motor according to the present invention. As shown, the flat BLDC motor 100 according to the present invention is installed so that the permanent magnet 111 is fixed to one side, and superimposed up and down inside the permanent magnet 111 and soft magnetic powder First and second stator cores 120 and 130 formed by compression of the coupling means 140 provided on opposite surfaces of the first and second stator cores 120 and 130, and first and second stator cores, respectively. Coil 150 is installed between the 120 and 130, and the control plate 160 for detecting the magnetic pole of the permanent magnet 111 and controls the supply of current to the coil 150.

로터(110)는 하측이 개방되도록 형성되는 로터요크(112) 내측에 영구자석(111)이 고정되고, 영구자석(111)을 관통하여 로터요크(112) 중심부에 고정되는 샤프트(113)에 의해 회전 가능하게 설치된다.The rotor 110 is fixed by the shaft 113 fixed to the center of the rotor yoke 112 through the permanent magnet 111 is fixed to the inside of the rotor yoke 112 is formed so that the lower side is opened. It is rotatably installed.

영구자석(111)은 링형상으로 형성되고, 원주방향을 따라 N극과 S극이 교대로 형성되도록 착자되어 있으며, 2의 배수에 해당하는 극수를 가진다.The permanent magnet 111 is formed in a ring shape, and magnetized so that the N pole and the S pole are alternately formed along the circumferential direction, and have a pole number corresponding to a multiple of two.

제 1 및 제 2 스테이터(120,130)는 영구자석(111)의 내측에 상하로 포개지도록 설치되고, 각각은 로터(110)의 원주방향을 따라 형성되는 본체(121,131)와, 본체(121,131)의 양측 끝단에 수직되게 일체를 이루도록 형성되어 영구자석(111)의 내주면에 공극을 두고서 마주 보는 자극부(122,132)를 포함하며, 연자성 분말의 압축에 의해 형성된다.The first and second stators (120, 130) are installed so as to be folded up and down inside the permanent magnet 111, each of the main body (121,131) formed along the circumferential direction of the rotor 110, and both sides of the main body (121,131) It is formed to be integrally perpendicular to the end and includes the magnetic pole portions 122 and 132 facing each other with a gap in the inner circumferential surface of the permanent magnet 111, and is formed by the compression of the soft magnetic powder.

자극부(122,132)는 도 4에 도시된 바와 같이, 로터(110)의 기동 방향을 결정하기 위해 코일(150)로부터 발생되는 자속을 영구자석(111)에 편심되게 미치도록 양측의 두께(t1,t2)를 서로 다르게 가지도록 형성된다.As shown in FIG. 4, the magnetic pole parts 122 and 132 may have thicknesses t 1 on both sides so as to eccentrically extend the magnetic flux generated from the coil 150 to the permanent magnet 111 in order to determine the starting direction of the rotor 110. , t 2 ) are formed differently.

결합수단(140)은 제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)를 직교되게 결합시키는데, 도 2에 도시된 본 실시예에서 제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)에서 서로 마주 보는 면의 중심부에 각각 일체로 형성되는 제 1 결합축(141)과, 제 1 결합축(141)에 결합되는 제 1 결합관(142)을 포함하며, 제 1 결합축(141)에 샤프트(113)가 베어링(114)을 매개로 관통하여 회전 가능하게 설치된다.The coupling means 140 orthogonally couples the first and second stator cores 120 and 130. In the present embodiment shown in FIG. 2, the coupling means 140 is located at the centers of the surfaces facing each other in the first and second stator cores 120 and 130, respectively. And a first coupling shaft 141 integrally formed with a first coupling tube 142 coupled to the first coupling shaft 141, and the shaft 113 is connected to the first coupling shaft 141. ) Is rotatably installed through the medium.

제 1 결합축(141)은 외주면 양측에 결합돌기(141a)가 각각 마련되고, 제 1 결합관(142)은 제 1 결합축(141)이 끼워져서 회전함으로써 제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)가 직교된 상태로 결합되도록 양쪽 측부에 결합돌기(141a)가 끼워지는 "ㄴ"자 형상의 결합홈(142a)이 형성된다. 따라서, 제 1 결합축(141)이 제 1 결합관(142)에 끼워져서 일정 각도로 회전하게 됨으로써 결합돌기(141a)가 결합홈(142a)을 따라 이동하게 됨으로써 제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)가 직교를 이룬 상태에서 회전의 중심을 이루는 축방향으로 서로 분리되지 못하도록 한다.The first coupling shaft 141 is provided with coupling protrusions 141a on both sides of the outer circumferential surface thereof, and the first coupling tube 142 rotates by inserting the first coupling shaft 141 into the first and second stator cores 120 and 130. The coupling groove 142a having a “b” shape in which the coupling protrusions 141a are fitted to both sides is formed to be coupled in an orthogonal state. Therefore, the first coupling shaft 141 is inserted into the first coupling pipe 142 and rotated at a predetermined angle so that the coupling protrusion 141a moves along the coupling groove 142a, thereby allowing the first and second stator cores ( 120 and 130 are prevented from being separated from each other in the axial direction forming the center of rotation in the orthogonal state.

한편, 도 5는 다른 실시예에 따른 결합수단을 도시한 도면으로서, 다른 실시예에 따른 결합수단(170)은 이전의 실시예와 마찬가지로 제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)의 서로 마주 보는 면 중심부에 각각 일체로 형성되는 제 2 결합축(171)과, 제 2 결합관(172)을 포함한다.On the other hand, Figure 5 is a view showing a coupling means according to another embodiment, the coupling means 170 according to another embodiment is a surface facing each other of the first and second stator cores (120, 130) like the previous embodiment A second coupling shaft 171 and a second coupling tube 172 are formed integrally with each other in the central portion.

제 2 결합축(171)은 수직방향으로 절단된 단면 형상이 다각형으로 이루어지고, 제 2 결합관(172)은 제 2 결합축(171)이 억지 끼워짐으로써 제 1 및 제 2 스테 이터코어(120,130)가 직교되게 결합되도록 다각형의 단면을 가지는 결합홈(172a)이 형성된다. 한편, 제 2 결합축(171)의 단면 형상과 제 2 결합관(172)의 결합홈(172a) 단면 형상은 다각형에 한하지 않으며, 제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)를 직교된 상태로 결합시키는데 알맞은 단면 형상을 가질 수 있다.The second coupling shaft 171 has a polygonal cross-sectional shape cut in the vertical direction, and the second coupling tube 172 has the first coupling shaft 171 with the second coupling shaft 171 forcibly fitted with the first and second stator cores ( Coupling grooves 172a having a polygonal cross section are formed such that 120 and 130 are orthogonally coupled to each other. The cross-sectional shape of the second coupling shaft 171 and the cross-sectional shape of the coupling groove 172a of the second coupling tube 172 are not limited to polygons, and the first and second stator cores 120 and 130 are orthogonal to each other. It may have a cross-sectional shape suitable for joining.

제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)는 연자성 분말의 압축에 의해 형성되는데, 이 때 사용되는 연자성 분말은 철계(iron-based)의 입자들을 기초로 함과 아울러 입자 각각이 전기적으로 절연되도록 코팅되어 있다.The first and second stator cores 120 and 130 are formed by the compression of the soft magnetic powder, wherein the soft magnetic powder used is based on iron-based particles and is electrically insulated from each other. Coated.

제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)를 연자성 분말의 압축에 의해 제작하기 위하여 압축성형기에서 이들을 각각 포함하는 성형공간에 연자성 분말을 채운 다음 펀치 등과 같은 압축부재로 압축시켜서 이들이 각각 성형되도록 한다. 이 때, 연자성 분말에 윤활제 및/또는 결합제를 함유하여 함께 압축시킬 수 있다. In order to manufacture the first and second stator cores 120 and 130 by the compression of the soft magnetic powder, the soft magnetic powder is filled in the molding space including them in a compression molding machine, and then compressed by a compression member such as a punch so that they are formed. . At this time, the soft magnetic powder may contain a lubricant and / or a binder and may be compressed together.

제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)는 연자성 분말의 압축 프로세스에 의해 3차원 형상을 가지는 연자성 복합체(soft magnetic composite; "SMC"라고도 함)가 되며, 코일(150)로부터 발생되는 자속의 이동통로를 제공함과 아울러 강판을 이용하는 종래의 경우보다 높은 자유도(degree of freedom)가 허용됨으로써 자극부(122,132)가 원하는 두께를 가지도록 함과 아울러 자극부(122,132)의 양측 두께(t1,t2; 도 4에 도시)를 달리할 수도 있으며, 결합수단(140,170)을 일체로 형성하는 등 다양한 형상 구현이 가능하다.The first and second stator cores 120 and 130 become soft magnetic composites (also referred to as "SMCs") having a three-dimensional shape by a compression process of soft magnetic powder, and the magnetic flux generated from the coil 150 By providing a moving passage and allowing a higher degree of freedom than the conventional case using a steel plate, the magnetic pole parts 122 and 132 have a desired thickness, and both sides of the magnetic pole parts 122 and 132 (t 1 , t 2 ; illustrated in FIG. 4, and various shapes may be implemented, such as forming the coupling means 140 and 170 integrally.

코일(150)은 절연재질로 피복됨으로써 제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130) 의 중심부에 위치하는 결합수단(140,170)에 권선될 수 있으며, 본 실시예에서는 이러한 결합수단(140,170)의 외측에 끼워짐과 아울러 스테이터(120)와의 절연을 위해 절연재질로 이루어지는 인슐레이터(151) 외주면에 권선됨으로써 제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)의 사이에 설치된다.The coil 150 may be wound around the coupling means 140 and 170 positioned at the center of the first and second stator cores 120 and 130 by being coated with an insulating material. In this embodiment, the coil 150 may be inserted into the outer side of the coupling means 140 and 170. In addition to the load, it is wound between the first and second stator cores 120 and 130 by being wound on the outer circumferential surface of the insulator 151 made of an insulating material to insulate the stator 120.

제어기판(160)은 제 2 스테이터코어(130)의 하측에 위치하도록 모터(100)의 케이스를 이루는 하우징이나 쉘에 고정되고, 영구자석(111)의 자극을 검출함과 아울러 로터(110)가 회전하도록 코일(150)에 전류의 공급을 제어하는데, 이를 위해 상측면에 영구자석(111)의 자극을 검출하는 홀센서(Hall sensor)와 같은 자극검출소자(161)가 설치되며, 코일(150)로의 전류를 공급함과 아울러 코일(150)로 공급되는 전류 방향을 전환하여 로터(110)를 회전시키도록 하는 구동회로가 마련된다.The control panel 160 is fixed to a housing or a shell forming a case of the motor 100 so as to be positioned below the second stator core 130, and detects the magnetic pole of the permanent magnet 111 and the rotor 110 is also provided. The supply of current to the coil 150 is controlled to rotate. For this purpose, a magnetic pole detecting element 161 such as a hall sensor detecting a magnetic pole of the permanent magnet 111 is installed on the upper side, and the coil 150 A driving circuit is provided to rotate the rotor 110 by switching a current direction supplied to the coil 150 while supplying a current to the coil.

이와 같은 구조로 이루어진 편평형 BLDC 모터(100)의 작용은 다음과 같이 이루어진다.The operation of the flat BLDC motor 100 made of such a structure is made as follows.

도 4에 도시된 바와 같이, 초기에 자극부(122,132) 양측간의 두께(t1,t2) 차이로 인해 영구자석(111)의 자극이 자극부(122,132)에 편심되게 위치함으로써 로터(110)가 초기 기동위치에 정렬된 상태에서 제어기판(160)의 구동회로가 코일(150)에 인가되는 전류를 제어함으로써 영구자석(111)이 로터(110)와 함께 연속적으로 회전한다. As shown in FIG. 4, the magnetic pole of the permanent magnet 111 is eccentrically positioned on the magnetic pole portions 122 and 132 due to the difference in thickness t 1 and t 2 between the magnetic pole portions 122 and 132. Is permanently rotated together with the rotor 110 by controlling the current applied to the coil 150 by the drive circuit of the control plate 160 in the state of being aligned at the initial starting position.

이 때, 제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)는 연자성 분말의 압축에 의해 형성됨으로써 자속의 이동 통로 역할을 할 뿐만 아니라 종래에 비해 자극부 (122,130)가 모터(100)의 효율 및 출력을 향상시킬 수 있도록 충분한 두께의 확보가 가능해지며, 절곡 등의 방법이 아닌 압축 성형에 의해 자극부(122,132)가 제작됨으로써 자극부(122,132) 각각이 동일한 치수 등의 규격을 가지며, 자극부(122,132)가 영구자석(111)과의 균일한 공극을 유지하도록 제작됨으로써 자극부(122,132) 각각으로부터 영구자석(111)에 전달되는 자속이 균일하여 토오크 리플을 감소시킴과 아울러 소음 감소를 통해 토오크 향상에 기여한다.In this case, the first and second stator cores 120 and 130 are formed by the compression of the soft magnetic powder to serve as a movement path of the magnetic flux, and the magnetic pole parts 122 and 130 may improve the efficiency and output of the motor 100 as compared with the related art. It is possible to secure a sufficient thickness to improve, and the magnetic pole parts 122 and 132 are manufactured by compression molding rather than bending, so that each of the magnetic pole parts 122 and 132 has the same dimensions and the like, and the magnetic pole parts 122 and 132 are provided. Is manufactured to maintain uniform voids with the permanent magnets 111 so that the magnetic flux transmitted from each of the magnetic pole parts 122 and 132 to the permanent magnets 111 is uniform, thereby reducing torque ripple and contributing to torque improvement through noise reduction. do.

또한, 결합수단(140,170)에 의해 제 1 및 제 2 스테이터코어(120,130)가 직교한 상태를 유지함과 아울러 코일(150)이 권선된 인슐레이터(151)의 조립이 용이하도록 한다.In addition, the coupling means 140 and 170 maintain the first and second stator cores 120 and 130 in an orthogonal state, and facilitate the assembly of the insulator 151 in which the coil 150 is wound.

상술한 바와 같이, 본 발명에 편평형 BLDC 모터는 권선된 코일로부터 발생된 자속을 영구자석으로 전달하는 스테이터코어를 연자성 분말의 압축에 의해 형성함으로써 스테이터코어에서 영구자석의 내주면과 공극을 두고서 위치하는 자극부의 두께를 충분히 확보할 수 있도록 하여 모터의 효율과 출력을 향상시키고, 두 개로 나뉘어진 스테이터코어간의 결합을 용이하도록 하여 조립성을 증대시키며, 자극부간의 규격이 일치되도록 함과 아울러 자극부와 영구자석간의 공극이 균일하도록 하여 자극부 각각으로부터 영구자석에 전달되는 자속을 균일하도록 함으로써 토오크의 감소, 소음의 발생 및 토오크 리플을 억제하는 효과를 가지고 있다.As described above, in the present invention, the flat BLDC motor is positioned with a space between the inner circumferential surface of the permanent magnet and the permanent magnet in the stator core by forming a stator core through the compression of the soft magnetic powder, which transfers the magnetic flux generated from the wound coil to the permanent magnet. Enhances the efficiency and output of the motor by securing the thickness of the magnetic pole part, and improves the assembly ability by facilitating the coupling between the two stator cores divided into two, and to match the specifications between the magnetic pole part and By making the pores between the permanent magnets uniform, the magnetic flux transmitted from each magnetic pole portion to the permanent magnets is uniform, which has the effect of reducing torque, generating noise, and suppressing torque ripple.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 편평형 BLDC 모터를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is merely an embodiment for implementing a flat BLDC motor according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as claimed in the following claims, it is beyond the gist of the present invention. Without departing from the scope of the present invention, those skilled in the art will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

Claims (5)

편평형 BLDC 모터에 있어서,In the flat BLDC motor, 링형상의 영구자석이 고정됨과 아울러 샤프트에 의해 회전 가능하게 설치되는 로터와,The rotor is fixed to the ring-shaped permanent magnet and rotatably installed by the shaft, 상기 영구자석 내측에 상하로 포개지도록 설치되며, 각각의 양측 끝단에 상기 영구자석의 내주면에 공극을 두고서 마주 보는 자극부가 일체를 이루면서, 상기 자극부의 양측 두께가 서로 다르도록 연자성 분말의 압축에 의해 형성되는 제 1 및 제 2 스테이터코어와,It is installed to be stacked up and down inside the permanent magnet, the magnetic poles facing each other with a gap on the inner circumferential surface of the permanent magnet at both ends of each other, and by the compression of the soft magnetic powder so that both thicknesses of the magnetic poles are different from each other First and second stator cores are formed, 상기 제 1 및 제 2 스테이터코어의 마주 보는 면의 중심부에 각각 마련되어 상기 제 1 및 제 2 스테이터코어를 직교되게 결합시키도록 상기 연자성 분말이 압축에 의해 상기 제 1 및 제 2 스테이터코어와 일체로 형성되는 결합수단과,The soft magnetic powder is integrally formed with the first and second stator cores by compression so as to be provided at the centers of opposite surfaces of the first and second stator cores, respectively, to orthogonally couple the first and second stator cores. Coupling means formed, 상기 결합수단의 외측에 끼워지고 상기 제 1 스테이터코어와의 절연을 위해 인슐레이터 외주면에 권선되어 상기 제 1 및 제 2 스테이터코어 사이에 설치되는 코일과,A coil fitted to an outer side of the coupling means and wound around an outer circumferential surface of the insulator for insulation from the first stator core, and installed between the first and second stator cores; 상기 영구자석의 자극을 검출하며, 상기 로터가 회전하도록 상기 코일에 전류의 공급을 제어하는 제어기판A control board for detecting the magnetic pole of the permanent magnet, and controlling the supply of current to the coil to rotate the rotor 을 포함하는 편평형 BLDC 모터.Flat BLDC motor comprising a. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 결합수단은,The coupling means, 외주면에 결합돌기가 마련되는 제 1 결합축과,A first coupling shaft provided with a coupling protrusion on an outer circumferential surface thereof, 상기 제 1 결합축이 끼워져서 회전함으로써 상기 제 1 및 제 2 스테이터코어가 직교되게 결합되도록 측부에 상기 결합돌기가 끼워지는 "ㄴ"자 형상의 결합홈이 형성되는 제 1 결합관A first coupling pipe having a “b” shaped coupling groove to which the coupling protrusion is inserted at a side thereof so that the first and second stator cores are orthogonally coupled by rotating the first coupling shaft. 을 포함하는 편평형 BLDC 모터.Flat BLDC motor comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 결합수단은,The coupling means, 단면 형상이 다각형으로 이루어지는 제 2 결합축과,A second coupling axis having a polygonal cross-sectional shape, 상기 제 2 결합축이 억지 끼워짐으로써 상기 제 1 및 제 2 스테이터코어가 직교되게 결합되도록 다각형의 단면을 가지는 결합홈이 형성되는 제 2 결합관A second coupling pipe having a coupling groove having a polygonal cross section such that the first and second stator cores are orthogonally coupled to each other by the second coupling shaft being interleaved. 을 포함하는 편평형 BLDC 모터.Flat BLDC motor comprising a. 삭제delete
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