KR101215971B1 - Double rotor and single stator type bldc motor - Google Patents
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Abstract
더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터는 모터샤프트를 중심으로 모터 케이싱이 회전하되, 상기 모터 케이싱의 후방에 형성되고, 내부 자석을 구비한 내부 회전자와, 외부 자석을 구비한 외부 회전자를 일체형으로 형성한 케이싱몸체와, 상기 모터 케이싱의 전방에서 상기 케이싱몸체에 결합되는 케이싱커버와, 상기 내부 회전자에 배열된 내부 자석과 상기 외부 회전자에 배열된 외부 자석의 사이에 유격을 유지하도록 배치되고, 고정자 프레임부에 설치된 권선부의 상부를 캡부로 덮고(hangover) 있고, 상기 고정자 프레임부가 상기 모터샤프트에 결합되어 있는 고정자를 포함할 수 있다.A double rotor and single stator type BLDC motor is disclosed.
Double rotor and single stator type BLDC motor according to an embodiment of the present invention, the motor casing is rotated around the motor shaft, is formed in the rear of the motor casing, the inner rotor with an inner magnet and an outer magnet A casing body integrally formed with an outer rotor, a casing cover coupled to the casing body at the front of the motor casing, and an inner magnet arranged on the inner rotor and an outer magnet arranged on the outer rotor; And a stator disposed to maintain a clearance therein and covering the upper portion of the winding part installed in the stator frame part with a cap part, and wherein the stator frame part is coupled to the motor shaft.
Description
본 발명은 BLDC(Brushless DC) 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 고정자 프레임부 및 캡부로 고정자 코어를 조립시킬 수 있는 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터에 관한 것이다.
The present invention relates to a brushless DC (BLDC) motor, and more particularly, to a double rotor and a single stator type BLDC motor capable of assembling a stator core with a stator frame portion and a cap portion.
일반적으로, BLDC 모터는 고효율과 제어의 용이성 때문에 고속, 정밀 기계 분야를 포함하여 다양한 분야에서 사용되고 있다.In general, BLDC motors are used in various fields including high speed and precision machinery because of their high efficiency and ease of control.
BLDC 모터는 정류자를 통한 기계적인 정류 대신에 스위치소자를 이용하여 전기적인 정류를 한다.BLDC motors perform electrical rectification using switch elements instead of mechanical rectification through commutators.
예컨대, BLDC 모터는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 등의 전원장치, 스위칭소자구동부, 스위칭소자를 갖는 제어부를 구비하고 있다.For example, a BLDC motor includes a control unit having a power supply device such as a switching mode power supply (SMPS), a switching device driver, and a switching device.
여기서, 전원장치는 외부로부터 입력받은 상용전원인 교류전압을 직류전압으로 변환시킨다. 스위칭소자구동부는 전원장치에서 변환된 직류전압을 인가받아 스위칭제어신호를 발생시킨다.Here, the power supply device converts an AC voltage, which is a commercial power input from the outside, into a DC voltage. The switching device driver generates a switching control signal by receiving the DC voltage converted from the power supply.
스위칭소자는 스위칭제어신호에 따라 전원장치에서 인가받는 직류전압을 3상전압으로 변환시켜 BLDC 모터용 고정자(stator)의 고정자 코어의 권선에 인가한다. 이런 경우, 3상전압에 의해 고정자 코어의 권선은 자기장을 발생시켜 모터의 회전자(rotor)를 회전시키도록 되어 있다.The switching element converts the DC voltage applied from the power supply device into a three-phase voltage according to the switching control signal and applies it to the winding of the stator core of the stator for the BLDC motor. In this case, the winding of the stator core generates a magnetic field by rotating the rotor of the motor by the three-phase voltage.
그러나, 종래 기술에 따른 BLDC 모터는 링 형상의 고정자 코어 지지판을 따라 단순히 복수개의 완전 분활형 스테이터 코어를 고정 설치함에 따라, 코어 설치 작업이 복잡하고, 작업시간이 상대적으로 많이 걸리는 단점이 있다.However, the BLDC motor according to the related art has a disadvantage in that the core installation work is complicated and the work time is relatively long as the fixed stator core is simply fixed and installed along the ring-shaped stator core support plate.
또한, 종래 기술에 따른 BLDC 모터는 고정자 코어 지지판에 완전 분활형 스테이터 코어를 단순히 고정하고, 어떠한 캡 부재 등이 사용되지 않기 때문에, 상대적으로 방열 표면적이 협소하여 방열 특성이 떨어지는 단점이 있다.In addition, the BLDC motor according to the prior art has a disadvantage in that the heat dissipation characteristics are inferior because the surface area of the heat dissipation is relatively narrow since the capping member is simply fixed to the stator core support plate and no cap member is used.
또한, 종래 기술에 따른 BLDC 모터는 단일의 고정자 코어 지지판만을 구비함에 따라, 상대적으로 자력손실의 보상이 어려운 단점이 있다.
In addition, the BLDC motor according to the prior art has only a single stator core support plate, which is relatively difficult to compensate for magnetic loss.
본 발명의 실시예는 고정자 프레임부 및 캡부에 의해 고정자 코어의 조립 작업을 용이하게 하고, 고정자 프레임부 뿐만 아니라 캡부에 의해 방열 효과를 유도할 수 있는 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터에 관한 것이다.Embodiment of the present invention relates to a double rotor and a single stator type BLDC motor which facilitates the assembly work of the stator core by the stator frame portion and the cap portion, and induces a heat dissipation effect by the cap portion as well as the stator frame portion.
또한, 본 발명의 실시예는 한 쌍의 고정자 프레임부 및 캡부에 의해 고정자 자력손실을 보상할 수 있는 BLDC 모터에 관한 것이다.
In addition, an embodiment of the present invention relates to a BLDC motor capable of compensating the stator magnetic loss by a pair of stator frame portion and the cap portion.
본 발명의 일 측면에 따르면, 모터샤프트를 중심으로 모터 케이싱이 회전하는 BLDC 모터에 있어서, 상기 모터 케이싱의 후방에 형성되고, 내부 자석을 구비한 내부 회전자와, 외부 자석을 구비한 외부 회전자를 일체형으로 형성한 케이싱몸체와, 상기 모터 케이싱의 전방에서 상기 케이싱몸체에 결합되는 케이싱커버와, 상기 내부 회전자에 배열된 내부 자석과 상기 외부 회전자에 배열된 외부 자석의 사이에 유격을 유지하도록 배치되고, 고정자 프레임부에 설치된 권선부의 상부를 캡부로 덮고(hangover) 있고, 상기 고정자 프레임부가 상기 모터샤프트에 결합되어 있는 고정자를 포함하는 것을 특징으로 하는 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, in a BLDC motor in which a motor casing rotates around a motor shaft, an inner rotor formed inside the motor casing and having an inner magnet and an outer rotor having an outer magnet are provided. Maintains a clearance between the casing body formed integrally with the casing cover, the casing cover coupled to the casing body in front of the motor casing, and the inner magnet arranged on the inner rotor and the outer magnet arranged on the outer rotor. A double rotor and a single stator type BLDC motor are provided to cover the upper part of the winding part installed in the stator frame part, and the stator is coupled to the motor shaft. Can be.
또한, 고정자에 설치되어 모터를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The controller may further include a control unit installed in the stator to control the motor.
또한, 고정자는, 상기 모터샤프트에 고정되기 위한 보스와, 상기 보스의 외측에 형성된 복수개의 지지대와, 상기 지지대에 의해 지지되도록 연결된 외륜부를 갖는 상기 고정자 프레임부와, 상기 외륜부의 외경에 대응한 사이즈로서 링 형상을 갖는 상기 캡부와, 상기 고정자 프레임부 및 상기 캡부 사이에서 원주 방향을 따라 미리 정한 간격을 유지하도록 복수개의 고정자 코어가 배열되어 있는 상기 권선부를 포함할 수 있다.The stator includes a boss for being fixed to the motor shaft, a plurality of supports formed on the outside of the boss, the stator frame portion having an outer ring portion connected to be supported by the support, and a size corresponding to the outer diameter of the outer ring portion. And a cap portion having a ring shape, and the winding portion in which a plurality of stator cores are arranged to maintain a predetermined distance along the circumferential direction between the stator frame portion and the cap portion.
또한, 고정자의 상기 고정자 프레임부는, 상기 고정자 프레임부의 외륜부에 형성된 원형의 제 1 외측벽부 및 제 1 내측벽부와, 상기 외륜부로부터 이격 공간을 위한 높이를 확보하도록, 상기 제 1 외측벽부의 상부 또는 상기 제 1 내측벽부의 상부에 각각 형성된 안착홈과, 상기 안착홈 각각의 양측변에 고정자 코어의 외곽 헤드 또는 내곽 헤드의 측부경사각도에 대응한 각도로 형성된 모따기부를 포함할 수 있다.The stator frame portion of the stator may further include a circular first outer wall portion and a first inner wall portion formed in the outer ring portion of the stator frame portion, and an upper portion of the first outer wall portion so as to secure a height for a spaced space from the outer ring portion. Or it may include a seating groove formed in each of the upper portion of the first inner wall portion, and chamfers formed at an angle corresponding to the side inclination angle of the outer head or the inner head of the stator core on both sides of each of the seating groove.
또한, 고정자의 상기 캡부는, 상기 권선부의 상부를 덮어(hangover) 주는 원형 링 플레이트 형상의 캡평면부와, 상기 캡평면부의 외주 부위와 내주 부위에 형성된 제 2 외측벽부 및 제 2 내측벽부와, 상기 캡평면부로부터 이격 공간을 위한 깊이를 확보하도록, 상기 제 2 외측벽부의 하부 또는 상기 제 2 내측벽부의 하부에 각각 형성된 안착홈과, 상기 안착홈 각각의 양측변에 고정자 코어의 외곽 헤드 또는 내곽 헤드의 측부경사각도에 대응한 각도로 형성된 제 2 모따기부를 포함할 수 있다.
The cap portion of the stator may further include a cap ring portion having a circular ring plate shape that covers an upper portion of the winding portion, a second outer wall portion and a second inner wall portion formed at an outer circumference portion and an inner circumference portion of the cap plane portion. A seating groove formed at a lower portion of the second outer wall portion or a lower portion of the second inner wall portion to secure a depth for the spaced apart from the cap plane portion, and an outer head of the stator core at both sides of each of the seating recesses; It may include a second chamfer formed at an angle corresponding to the side inclination angle of the inner head.
본 발명의 실시예는 한 쌍의 고정자 프레임부 및 캡부에 의해 고정자 코어의 조립 공정을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.Embodiment of the present invention has the advantage that can facilitate the assembly process of the stator core by a pair of stator frame portion and the cap portion.
또한, 본 발명의 실시예는 한 쌍의 고정자 프레임부 및 캡부가 알루미늄합금소재로 제작되어 있을 수 있고, 고정자 코어와 직접 접촉하는 고정자 프레임부 및 캡부의 안착홈에 장착됨에 따라, 방열 특성이 매우 양호하고, 경량화된 구조를 구현할 수 있는 장점이 있다.In addition, the embodiment of the present invention may be made of a pair of stator frame portion and the cap portion of the aluminum alloy material, the heat dissipation characteristics are very high as it is mounted in the mounting groove of the stator frame portion and the cap portion in direct contact with the stator core There is an advantage to implement a good, lightweight structure.
또한, 본 발명의 실시예는 한 쌍의 고정자 프레임부 및 캡부의 사이에 고정자 코어가 배치되어 있음에 따라, 고정자 자력손실을 보상할 수 있는 장점이 있다.In addition, the embodiment of the present invention, as the stator core is disposed between the pair of stator frame portion and the cap portion, there is an advantage that can compensate for the stator magnetic losses.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 케이싱커버의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 내부 회전자와 외부 회전자가 일체로 구성된 케이싱몸체의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터의 내부에 설치될 고정자의 사시도이다.
도 5는 고정자 프레임부와 고정자 및 캡부의 분리 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시된 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터의 조립 상태 및 작동 방법을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a perspective view of a double rotor and a single stator type BLDC motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of the casing cover shown in FIG.
3 is a perspective view of a casing body in which the inner rotor and the outer rotor shown in FIG. 1 are integrally formed.
4 is a perspective view of a stator to be installed inside the double rotor and single stator type BLDC motor shown in FIG. 1.
5 is an exploded perspective view of the stator frame portion and the stator and cap portion.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an assembling state and a method of operating the double rotor and single stator type BLDC motor shown in FIG. 1.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터의 사시도이다.1 is a perspective view of a double rotor and a single stator type BLDC motor according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예는 사용처(예: 전기자동차, 전기오토바이, 전기자전거)의 구동을 위한 허브형 구동모터(hub type driving motor)로서, 사용처의 설치위치인 모터 결합 위치에 고정된 모터샤프트(120)를 중심으로 모터 케이싱이 회전하는 방식의 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터일 수 있다.Referring to FIG. 1, the present embodiment is a hub type driving motor for driving a place of use (eg, an electric vehicle, an electric motorcycle, and an electric bicycle), and is fixed to a motor coupling position that is an installation position of the place of use. It may be a double rotor and a single stator type BLDC motor in which a motor casing rotates around the
여기서, 더블로터는 내부 회전자 및 외부 회전자를 지칭하고, 싱글스테이터는 내부 회전자와 외부 회전자 사이의 단일의 고정자를 지칭할 수 있다.Here, the double rotor may refer to the inner rotor and the outer rotor, and the single stator may refer to a single stator between the inner rotor and the outer rotor.
또한, 모터 케이싱은 모터 케이싱의 후방에 형성되는 케이싱몸체(100)와, 모터 케이싱의 전방에 배치되어 상기 케이싱몸체(100)에 결합되는 케이싱커버(110)를 포함할 수 있다.In addition, the motor casing may include a
본 실시예는 PWM(Pulse Width Modulation)파형 형태의 전압 인가를 통해 작동할 수 있는 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터로서, 듀티비(Duty)가 크면 모터 구동력이 강해지고, 듀티비가 작으면 모터의 구동력이 약해지도록 구성된 모터 구동회로를 갖는 제어부(300)(도 4 참조)를 포함할 수 있다.This embodiment is a double rotor and single stator type BLDC motor that can operate by applying a voltage in the form of pulse width modulation (PWM) waveform, and when the duty ratio is large, the driving force of the motor is increased, and when the duty ratio is small, It may include a control unit 300 (see FIG. 4) having a motor driving circuit configured to weaken the driving force.
여기서, 제어부(300)는 케이싱몸체(100)의 내부에 설치될 수 있고, PWM의 듀티비를 조절함으로써, 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터의 회전속도를 조절할 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.Here, the
즉, 제어부(300)는 일반적인 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터 제어용 회로소자로 구성될 수 있다. 또한, 제어부(300)는 역기전력의 등압구간일 때, 고정자 코어의 권선에 전압, 즉 정전압(positive voltage)과 부전압(negative voltage)을 번갈아 인가하도록 구성될 수 있다.That is, the
또한, 본 실시예는 몸체배면부와 내부 회전자 및 외부 회전자를 통합하여 일체형으로 구성한 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터용 케이싱몸체(100)와, 케이싱몸체(100)의 개구된 부위를 막도록 조립되는 케이싱커버(110)를 포함할 수 있다.In addition, the present embodiment is to block the open body of the
제어부(300)의 작동 제어에 따라, 케이싱몸체(100) 및 케이싱커버(110) 전체, 즉 본 실시예에 따른 모터 케이싱이 가상의 중심선(CL)을 따라 설치된 모터샤프트(120)를 중심으로 회전(R)할 수 있도록 되어 있다.According to the operation control of the
제어부(300) 쪽으로 전원을 인가하기 위한 전원선은 모터샤프트(120)의 배면쪽에 형성된 인입구멍을 통과하여 제어부(300)의 전원입력단자에 전기적으로 접속되어 있을 수 있다.The power line for applying power to the
케이싱몸체(100)의 구조체 부위(예: 몸체배면부, 외벽체, 내벽체, 외륜돌기부)와 케이싱커버(110) 각각은 알루미늄합금소재를 이용하여 다이케스팅 방식으로 제작되거나, 텅스텐소재를 이용하여 분말야금법으로 성형되어 있을 수 있다.Structural portions of the casing body 100 (eg, body back portion, outer wall, inner wall, outer ring protrusion) and the
이런 케이싱커버(110)와 결합되는 케이싱몸체(100)는 몸체배면부와 내부 회전자 및 외부 회전자를 통합하여 일체형으로 구성하고 있음에 따라, 전기자동차, 전기오토바이, 전기자전거 등의 구동용 허브로서 역할을 담당할 수 있을 정도의 충격과, 진동, 동적 및 정적 하중을 견딜 수 있는 구조적인 강성을 발휘할 수 있다.The
도 2는 도 1에 도시된 케이싱커버의 분해 사시도이다.Figure 2 is an exploded perspective view of the casing cover shown in FIG.
도 2를 참조하면, 케이싱커버(110)는 도 1에 도시된 케이싱몸체(100)와 분해조립될 수 있도록 구성되어 있다.Referring to FIG. 2, the
케이싱커버(110)는 케이싱몸체(100)의 내부 구성품의 삽입 및 조립과, 유지보수를 위해 분해될 수 있다.The
이를 위해, 케이싱커버(110)는 케이싱몸체(100)의 개구된 부위를 덮을 수 있는 원형 디스크 형상의 커버몸체(111)와, 커버몸체(111)의 외부 테두리에 돌출 형성되고 원주방향을 따라 이격 간격을 유지하도록 형성되고, 체결구멍을 각각 형성한 복수개의 볼트체결부(112)와, 커버몸체(111)의 중심에 형성된 베어링안착부(113)와, 베어링안착부(113)의 베어링(114)을 교체할 수 있도록, 베어링안착부(113)를 덮으면서 취부 가능하게 결합되는 링 플레이트(115)를 포함할 수 있다.To this end, the
링 플레이트(115)와 베어링안착부(113)간 결합을 위해서, 링 플레이트(115)의 중심 관통 구멍 주변과, 베어링안착부(113) 주변에는 상호 일치되는 복수개의 체결구멍이 형성되어 있고, 체결볼트를 통해 상호 결합 또는 분리될 수 있다.In order to couple between the
도 3은 내부 회전자와 외부 회전자가 일체로 구성된 케이싱몸체의 사시도이다.3 is a perspective view of a casing body in which the inner rotor and the outer rotor are integrally formed;
도 3을 참조하면, 케이싱몸체(100)는 케이싱몸체(100)의 후방에 형성된 몸체배면부(101)와, 이런 몸체배면부(101)의 외곽에서 몸체배면부(101)의 두께 방향(예: 모터샤프트의 축방향)을 따라 일체형으로 돌출된 외벽체(103)를 기반으로 형성되는 외부 회전자(130)와, 몸체배면부(101)의 외벽체(103)와 몸체배면부(101)의 베어링안착부(102) 사이 위치에서 상기 외벽체(103)와 평행을 이루도록 일체형으로 돌출된 내벽체(105)를 기반으로 형성되는 내부 회전자(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
여기서, 베어링안착부(102)에도 모터샤프트와 체결되는 베어링(104)이 설치되어 있을 수 있다.In this case, the
또한, 외벽체(103)의 외주면에는 외벽체(103)의 원주 방향을 따라 연장되고 외벽체(103)의 지름 방향으로 돌출된 복수개의 외륜돌기부(107, 108)가 형성되어 있을 수 있다.The outer circumferential surface of the
여기서, 외륜돌기부(107, 108)는 케이싱몸체(100)의 표면적을 확장시켜 냉각 효율을 담당하는 냉각핀 또는 히트싱크(heatsink)와 같은 역할을 수행할 수 있고, 이와 함께, 허브형 구동모터(hub type driving motor)로 사용될 경우, 외륜돌기부(107, 108)의 설치구멍(109)을 통해 사용처(예: 전기자동차, 전기오토바이, 전기자전거)에 장착될 수 있는 장착대와 같은 역할을 동시에 담당할 수 있다.Here, the outer ring protrusions (107, 108) may extend the surface area of the
또한, 전방측 외륜돌기부(107)의 전방에는 앞서 설명한 도 2를 통해 설명한 케이싱커버(110)의 볼트체결부(112)에 각각 대응한 체결안착부(106)가 형성되어 있을 수 있다.In addition, a
각 체결안착부(106)에는 케이싱커버(110)의 볼트체결부(112)의 체결구멍에 대응한 체결구멍이 형성되어서, 체결볼트(도시 안됨)를 통해 케이싱몸체(100)와 케이싱커버(110)가 취부 가능하게 체결될 수 있다.Each
외벽체(103)의 내주면에는 외백요크(131)(outer back yoke)가 형성되어 있을 수 있다.An
외백요크(131)에는 복수개의 외부 자석(132)이 외백요크(131)의 내주면을 따라 미리 정한 간격 또는 자석 배치 각도를 유지하면서 배열되어 있을 수 있다.The
또한, 외벽체(103)에는 센싱용 자석(160)이 더 설치되어 있을 수 있다.In addition, the
내벽체(105)의 외주면에는 내백요크(151)(inner back yoke)가 형성되어 있을 수 있다.An
내백요크(151)에는 복수개의 내부 자석(152)이 내백요크(151)의 외주면을 따라 미리 정한 간격 또는 자석 배치 각도를 유지하면서 배열되어 있을 수 있다.The
이런 케이싱몸체(100)는 몸체배면부(101), 내부 회전자(150), 외부 회전자(130)를 통합하여 일체형으로 구성함에 따라, 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터의 조립 공정을 상대적으로 간소화할 수 있게 된다.The
내부 회전자(150)의 내부 자석(152)과 외부 회전자(130)의 외부 자석(132)의 사이에는 유격을 유지하면서, 하기에 상세히 설명할 도 4의 고정자(200)가 배치될 수 있다.The
도 4는 도 1에 도시된 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터의 내부에 설치될 고정자의 사시도이다.4 is a perspective view of a stator to be installed inside the double rotor and single stator type BLDC motor shown in FIG. 1.
도 4를 참조하면, 고정자(200)는 도 1에서 앞서 언급한 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터의 모터샤프트(120)에 고정되어 사용될 수 있다.Referring to FIG. 4, the
고정자(200)는 모터샤프트(120)에 고정되기 위한 보스(211)와, 보스(211)의 외측에 형성된 복수개의 지지대(212)와, 상기 지지대(212)에 의해 지지되도록 연결된 외륜부(213)를 갖는 고정자 프레임부(210)와, 외륜부(213)의 외경에 대응한 사이즈로서 링 형상을 갖는 캡부(220)와, 고정자 프레임부(210) 및 캡부(220) 사이에서 원주 방향을 따라 미리 정한 간격을 유지하도록 배열되는 복수개의 고정자 코어(231)를 갖는 권선부(230)를 포함할 수 있다.The
여기서, 복수개의 지지대(212)는 각각 절곡형상으로 형성되어 베어링 장착 공간을 확보할 수 있는 장점이 있다.Here, the plurality of
고정자(200)의 고정자 프레임부(210) 및 캡부(220) 각각은 알루미늄합금소재를 이용하여 다이케스팅 방식으로 제작되거나, 텅스텐소재를 이용하여 분말야금법으로 성형되어 있을 수 있다.The
고정자 프레임부(210)의 외륜부(213) 및 캡부(220)에서 상호 마주보는 부위에는 권선부(230)의 각 고정자 코어(231)를 각각 안치시키기 위한 안착홈(214, 224)이 형성되어 있다.Receiving
안착홈(214, 224)은 고정자 코어(231)의 개수 및 배열 위치에 대응하게 형성될 수 있다.The
각 안착홈(214, 224)에 안착되어 직접 접촉되는 고정자 코어(231)는 안착홈(214, 224)을 갖는 고정자 프레임부(210) 및 캡부(220)를 통해 열을 전달 및 분산시킬 수 있게 된다.The
고정자 프레임부(210)의 외륜부(213)와 캡부(220)는 권선부(230)를 사이에 두고 샌드위치 구조와 같이 적층되어 있고, 원주 방향을 따라 권선부(230) 사이사이에서 외륜부(213) 및 캡부(220)를 관통하게 형성된 복수개의 체결구멍(225) 및 체결수단(도시 안됨)(예: 체결볼트 및 너트 조립체 또는 리벳)으로 결합되어 있다.The
이에 따라, 본 실시예는 방열 특성이 매우 양호하고, 경량화된 구조를 구현할 수 있는 장점을 갖게 된다.Accordingly, the present embodiment has an advantage that the heat dissipation characteristics are very good and a light weight structure can be realized.
한편, 제어부(300)의 홀 IC(310)(Hall IC)를 장착하기 위한 센서홈(215)들이 고정자 프레임부(210) 중에서 몇몇 고정자 코어(231)의 사이를 기준으로 형성되어 있을 수 있다.On the other hand, the
예컨대, 홀 IC(310)는 도 3에 도시된 센싱용 자석(160)을 감지하도록 구성되어 모터 작동 제어에 사용될 수 있다.For example, the
고정자 프레임부(210)의 외측 표면에 제어부(300)가 설치되는 경우, 제어부(300)의 PCB에 전기적으로 연결되도록 제어부(300)의 PCB상에 각각 돌설된 복수개의 홀 IC(310)가 고정자 프레임부(210)의 센서홈(215)에 각각 1:1로 대응하게 끼워져서 용이하게 조립될 수 있다.When the
각 권선부(230)는 각 고정자 코어(231)의 중간 부위를 감싸도록 결합되는 인슐레이터(240)(도 6 참조)와, 인슐레이터(240) 위에 감겨진 권선와이어(도시 안됨)를 포함할 수 있다.Each of the
한편, 고정자(200)의 보스(211)에는 도 6에 도시된 모터샤프트(120)가 삽입되기 위한 샤프트구멍(216)과, 모터샤프트(120)의 원주면에서 돌출된 원형판 형상의 고정자샤프트연결부(121)의 결합구멍(122)과 일치되게 형성된 복수개의 볼트구멍(217)이 더 형성되어 있을 수 있다.On the other hand, the
고정자(200)는 고정자 프레임부(210), 권선부(230) 및 캡부(220)가 모두 결합될 경우, 자동차용 휠의 구조와 유사한 형상을 가질 수 있게 된다.The
도 5는 고정자 프레임부와 고정자 및 캡부의 분리 사시도이다.5 is an exploded perspective view of the stator frame portion and the stator and cap portion.
도 5를 참조하면, 본 실시예에서는 고정자(200)의 고정자 프레임부(210)에 설치된 권선부(230)의 상부를 캡부(220)로 덮어(hangover) 주어 자력손실의 보상이 가능할 수 있고, 고정자 프레임부(210)가 모터샤프트에 연결되어 있어 외부로 열전달이 수행됨에 따라 방열 특성이 향상될 수 있다.Referring to FIG. 5, in this embodiment, the upper portion of the winding
원형의 제 1 외측벽부(218) 및 제 1 내측벽부(219)가 고정자 프레임부(210)의 외륜부(213)에 형성되어 있다.A circular first
제 1 외측벽부(218) 및 제 1 내측벽부(219)는 고정자(200)의 고정자 코어(231)의 안착을 위해서, 고정자 코어(231)의 사이즈에 대응한 이격 간격을 유지하도록 상호 평행을 유지하면서 각각 외륜부(213)의 외곽측 또는 내곽측 원주 방향을 따라 나이테 형상을 이루도록 연장되어 있다.The first
고정자 프레임부(210)의 안착홈(214, 214a)은 외륜부(213)로부터 이격 공간을 위한 높이(h)를 확보하도록 해당 제 1 외측벽부(218) 또는 제 1 내측벽부(219)의 상부에 각각 형성되어 있다.The
고정자 프레임부(210)의 높이(h)에 의해, 고정자 프레임부(210) 내측에는 유격 공간이 확보될 수 있다.By the height h of the
이때, 안착홈(214, 214a)의 양측변에는 각각 고정자 코어(231)의 외곽 헤드 또는 내곽 헤드의 측부경사각도에 대응한 각도로 제 1 모따기부(214b)가 형성되어 있을 수 있다.In this case, the
제 1 모따기부(214b)의 표면은 일반적인 평면에 비해 상대적으로 넓은 표면적의 경사면에 해당하므로, 상대적으로 열전달 효율이 뛰어나고 안정된 결합 상태를 유지할 수 있다. 여기서, 일반적인 평면이란 제 1 외측벽부(218) 또는 제 1 내측벽부(219)의 표면에 수직한 방향으로 사각형의 홈 형상이 발생되도록 천공하였을 때 발생되는 사각 단면 등을 의미할 수 있다.Since the surface of the
이에 따라, 고정자 코어(231)는 별도의 고정용 결합돌기 또는 고정수단(도시 안됨)이 없더라도 안착홈(214, 214a)을 통해 고정자 프레임부(210)에 직접 접촉될 수 있게 된다.Accordingly, the
이럴 경우, 고정자 코어(231)의 하부쪽에서 발생될 열이 고정자 프레임부(210)에 직접적으로 전달되어, 결국 고정자 프레임부(210)를 통해 전달 및 방열될 수 있게 된다.In this case, heat to be generated at the lower side of the
한편, 캡부(220)에는 권선부(230)의 상부를 덮어(hangover) 주는 원형 링 플레이트 형상의 캡평면부(227)와, 고정자 코어(231)의 안착을 도모하도록 캡평면부(227)의 외주 부위와 내주 부위에 각각 제 2 외측벽부(228)와 제 2 내측벽부(229)가 형성되어 있다.Meanwhile, the
캡부(220)의 안착홈(224, 224a)은 캡평면부(227)로부터 이격 공간을 위한 깊이(d)를 확보하도록 캡부(220)의 제 2 외측벽부(228) 또는 제 2 내측벽부(229)의 하부에 각각 형성되어 있다.The
캡부(220)의 깊이(d)에 의해, 캡부(220) 내측에는 유격 공간이 확보될 수 있다.By the depth d of the
이때, 캡부(220)의 안착홈(224, 224a)의 양측변에는 각각 고정자 코어(231)의 외곽 헤드 또는 내곽 헤드의 측부경사각도에 대응한 각도로 제 2 모따기부(224b)가 형성되어 있을 수 있다.At this time, the
제 2 모따기부(224b)의 표면도 일반적인 평면에 비해 상대적으로 넓은 표면적의 경사면에 해당하므로, 상대적으로 열전달 효율이 뛰어나고 안정된 결합 상태를 유지할 수 있다.Since the surface of the
이에 따라, 별도의 고정자 코어(231)는 고정용 결합돌기 또는 고정수단이 없더라도 안착홈(224, 224a)을 통해 캡부(220)에 직접 접촉될 수 있게 된다.Accordingly, the
이럴 경우, 고정자 코어(231)의 상부쪽에서 발생될 열이 캡부(220)에 직접적으로 전달되어, 결국 캡부(220)를 통해 전달 및 방열될 수 있게 된다.In this case, heat to be generated at the upper side of the
특히, 캡부(220)에 권선부(230)가 조립될 때, 캡부(220)의 내측 표면과 권선부(230)의 상부 사이에도 유격 공간이 형성될 수 있음으로써, 그 유격 공간을 통해 열을 식힐 수 있는 대류가 원활하게 발생될 수 있게 되어, 결과적으로 고정자(200)의 방열 효과를 증가시킬 수 있게 될 수 있다.In particular, when the winding
아울러, 고정자(200)의 고정자 프레임부(210) 및 캡부(220) 각각은 알루미늄합금소재로 제작되어 있어서, 열전달 효율이 상대적으로 다른 철판 소재에 비해 양호하여 방열 특성을 높일 수 있다.In addition, each of the
또한, 고정자(200)는 고정자 프레임부(210) 및 캡부(220)에 의해 권선부(230)의 상부 및 하부를 커버함에 따라 고정자(200) 자력손실을 보상할 수 있는 효과도 발휘 할 수 있다.In addition, the
이하, 본 실시예에 따른 조립 상태 및 작동 방법에 대해서 설명하도록 하겠다.Hereinafter, the assembly state and the operating method according to the present embodiment will be described.
도 6은 도 1에 도시된 더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터의 조립 상태 및 작동 방법을 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an assembling state and a method of operating the double rotor and single stator type BLDC motor shown in FIG. 1.
도 6을 참조하면, 모터샤프트(120)는 중공형 또는 솔리드형(도시 안됨) 샤프트 형상을 갖는 것으로서, 케이싱커버(110)용 베어링(114)을 지지하기 위한 샤프트전방부(123)와, 샤프트전방부(123)의 후방(예: 모터샤프트의 중간 부위)의 원주면에서 돌출된 원형판 형상의 고정자샤프트연결부(121)와, 고정자샤프트연결부(121)의 후방(예: 모터샤프트의 뒤쪽 부위)에서 케이싱몸체(100)용 베어링(104)을 지지하도록 샤프트전방부(123)에 비해 상대적으로 큰 직경의 원형 블록 형상을 갖는 샤프트후방부(124)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
여기서, 샤프트후방부(124)에는 고정자(200)에 밀착되어 설치될 제어부 쪽으로 전원을 인가하기 위한 전원선(190)을 통과시키기 위한 인입구멍(125)이 형성되어 있을 수 있다.Here, the
모터샤프트(120)의 양단부에는 탑재용 볼트가 체결되기 위한 볼트구멍이 더 형성되어 있어서, 사용처에 장착 또는 결합될 수 있다.Both ends of the
모터샤프트(120)의 베어링(104, 114)은 각각 케이싱몸체(100) 또는 케이싱커버(110)를 각각 회전 가능하게 지지하는 역할을 담당할 수 있다.The
또한, 고정자(200)는 보스(211)와 고정자샤프트연결부(121)를 통해 모터샤프트(120)에 결합될 수 있다.In addition, the
이런 고정자(200)의 권선부(230)를 가운데 두고 외륜쪽에는 외부 회전자(130)가 유격을 유지하면서 배치될 수 있고, 고정자(200)의 내륜쪽에는 내부 회전자(150)가 유격을 유지하면서 배치될 수 있다.The
즉, 고정자(200)는 외부 회전자(130)와 내부 회전자(150) 사이 공간에 유격을 유지하면서 배치될 수 있다.That is, the
이런 배치 상태에서 제어부의 모터 제어 작동시, 고정자(200)의 작동에 반응하는 외부 회전자(130) 및 내부 회전자(150)에 의해, 케이싱커버(110) 및 케이싱몸체(100)는 모터샤프트(120)의 베어링(104, 114)을 기반으로 회전할 수 있게 된다.When the motor control operation of the control unit in this arrangement state, by the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. For example, a person skilled in the art can change the material, size and the like of each constituent element depending on the application field or can combine or substitute the embodiments in a form not clearly disclosed in the embodiment of the present invention, Of the range. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and that such modified embodiments are included in the technical idea described in the claims of the present invention.
100 : 케이싱몸체 110 : 케이싱커버
120 : 모터샤프트 130 : 외부 회전자
131 : 외백요크 132 : 외부 자석
150 : 내부 회전자 151 : 내백요크
152 : 내부 자석 200 : 고정자
210 : 고정자 프레임부 220 : 캡부
230 : 권선부 231 : 고정자 코어100: casing body 110: casing cover
120: motor shaft 130: external rotor
131: outer yoke 132: outer magnet
150: internal rotor 151: inner yoke
152: internal magnet 200: stator
210: stator frame portion 220: cap portion
230: windings 231: stator core
Claims (5)
상기 고정자가 상기 모터샤프트에 고정되기 위한 보스와, 상기 보스의 외측에 형성된 복수개의 지지대와, 상기 지지대에 의해 지지되도록 연결된 외륜부를 갖는 상기 고정자 프레임부와, 상기 외륜부의 외경에 대응한 사이즈로서 링 형상을 갖는 상기 캡부와, 상기 고정자 프레임부 및 상기 캡부 사이에서 원주 방향을 따라 미리 정한 간격을 유지하도록 복수개의 고정자 코어가 배열되어 있는 상기 권선부를 포함하고,
상기 고정자 프레임부가 상기 고정자 프레임부의 외륜부에 형성된 원형의 제 1 외측벽부 및 제 1 내측벽부와, 상기 외륜부로부터 이격 공간을 위한 높이를 확보하도록, 상기 제 1 외측벽부의 상부 또는 상기 제 1 내측벽부의 상부에 각각 형성된 안착홈과, 상기 안착홈 각각의 양측변에 고정자 코어의 외곽 헤드 또는 내곽 헤드의 측부경사각도에 대응한 각도로 형성된 모따기부를 포함하는
더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터.
A casing body integrally formed with an inner rotor having an inner magnet and an outer rotor having an outer magnet so as to form a rear portion of the motor casing so that the motor casing rotates around the motor shaft; A casing cover coupled to the casing body at the front of the motor casing; And a cap disposed between the inner magnets arranged on the inner rotor and the outer magnets arranged on the outer rotor to cover the upper portion of the winding part installed in the stator frame part with a cap part. In the BLDC motor including a stator coupled to the motor shaft,
A stator frame having a boss for fixing the stator to the motor shaft, a plurality of supports formed on the outside of the boss, an outer ring portion connected to be supported by the support, and a size corresponding to an outer diameter of the outer ring portion And a winding portion in which a plurality of stator cores are arranged to maintain a predetermined distance along the circumferential direction between the cap portion having a shape and the stator frame portion and the cap portion.
The first outer wall portion or the first inner wall portion of the first outer wall portion so as to secure a height for the spaced apart space from the outer ring portion and the circular first outer wall portion and the first inner wall portion formed in the outer ring portion of the stator frame portion. And a seating groove formed at an upper portion of the side wall portion, and a chamfer formed at an angle corresponding to a side inclination angle of an outer head or an inner head of the stator core at both sides of each of the seating grooves.
Double rotor and single stator type BLDC motors.
상기 고정자에 설치되어 모터를 제어하는 제어부를 더 포함하는
더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터.
The method of claim 1,
A control unit installed on the stator to control a motor;
Double rotor and single stator type BLDC motors.
상기 고정자의 상기 캡부는,
상기 권선부의 상부를 덮어 주는 원형 링 플레이트 형상의 캡평면부와,
상기 캡평면부의 외주 부위와 내주 부위에 형성된 제 2 외측벽부 및 제 2 내측벽부와,
상기 캡평면부로부터 이격 공간을 위한 깊이를 확보하도록, 상기 제 2 외측벽부의 하부 또는 상기 제 2 내측벽부의 하부에 각각 형성된 안착홈과,
상기 안착홈 각각의 양측변에 고정자 코어의 외곽 헤드 또는 내곽 헤드의 측부경사각도에 대응한 각도로 형성된 제 2 모따기부를 포함하는
더블로터 및 싱글스테이터형 BLDC 모터.The method of claim 1,
The cap portion of the stator,
A cap plane portion having a circular ring plate shape covering an upper portion of the winding portion;
A second outer wall portion and a second inner wall portion formed at an outer circumference portion and an inner circumference portion of the cap plane portion;
A seating recess formed in each of a lower portion of the second outer wall portion or a lower portion of the second inner wall portion so as to secure a depth for the space spaced from the cap plane portion;
A second chamfer formed at both sides of each of the seating recesses at an angle corresponding to a side inclination angle of an outer head or an inner head of the stator core;
Double rotor and single stator type BLDC motors.
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KR1020110015833A KR101215971B1 (en) | 2011-02-23 | 2011-02-23 | Double rotor and single stator type bldc motor |
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