KR101268538B1 - 비엘디씨 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테이터를 이루는 알루미늄 재질의 여자코일과 회로기판 간의 납땜이 안정적으로 유지될 수 있도록 하여 여자코일과 회로기판 간의 단락에 대한 문제점이 미연에 방지될 수 있는 새로운 형태의 비엘디씨 모터에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 외관을 이루는 모터 하우징; 상기 모터 하우징 내에 고정 설치되며, 고정자코어 및 상기 고정자코어에 권취되면서 알루미늄 재질로 만들어진 여자코일을 포함하여 구성된 스테이터; 상기 모터 하우징 내에 회전 가능하게 설치되는 로터; 상기 모터 하우징 내에 설치되며, 표면에는 상기 여자코일과의 통전을 위한 회로가 인쇄됨과 더불어 상기 회로에는 상기 여자코일이 권취되는 접속핀이 통전된 상태로 고정 설치되면서 상기 여자코일로의 선택적인 전원 공급을 제어하는 인쇄회로기판; 그리고, 상기 여자코일의 끝단인 상기 접속핀을 감싸는 부위에 제공되면서 상기 여자코일과 상기 인쇄회로기판 간의 납땜 성능을 향상시키기 위한 납땜 보조부:가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 비엘디씨 모터가 제공된다.

Description

비엘디씨 모터{BLDC motor}

본 발명은 BLDC 모터에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 상기 BLDC 모터를 구성하는 스테이터의 안정적인 연결 구조에 관한 것이다.

일반적으로 비엘디씨 모터(BrushLess DC motor, 이하, “BLDC 모터”라 함)는 브러쉬(Brush)에 기초한 기계적 정류 시스템 대신에 전자적으로 제어되는 정류 시스템을 갖고, 직류 전기에 의해 전력을 공급받는 동기 전동기를 말한다.

상기한 BLDC 모터는 스테이터(stator)와, 로터(rotor)와, 상기 로터측에 착자되어 있는 영구 자석 그리고, 상기 스테이터와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 스테이터는 BLDC 모터의 외관을 이루는 모터 하우징에 고정되고, 다수의 코어핀이 적층되어 이루어진 고정자코어와 상기 고정자코어에 권취되는 여자코일을 포함하여 구성되며, 상기 여자코일은 상기 인쇄회로기판에 구비된 접속핀에 납땜됨으로써 전기적 통전이 이루어진다. 이러한 BLDC 모터의 예로서는 국내공개특허공보 특1999-0041082호(1999년 06월 15일 공개), 국내공개실용신안공보 실1998-016225호(1998년 06월 25일 공개) 등이 있다.

종래에는 상기한 여자코일이 구리 혹은, 구리합금으로 형성됨에 따라 납땜에 의한 회로기판과의 전기적 연결이 안정적으로 이루어질 수 있었다.

그러나, 상기와 같이 구리나 구리합금으로 만들어지는 여자코일은 전체적인 제품 무게의 증가 및 제조 단가의 상승에 따른 단점을 가지기 때문에 최근에는 이러한 단점의 해소를 위해 상기 여자코일을 알루미늄으로 제조하여 상기 BLDC 모터에 적용하고 있다.

하지만, 이와 같이 여자코일을 알루미늄으로 구성할 경우 전체적인 무게가 가볍고 제조 단가가 저렴하다는 장점을 가지는 반면, 납과의 접합성이 구리에 비해 낮기 때문에 납땜 작업에도 불구하고 상기 알루미늄으로 이루어진 여자코일의 안정적인 고정이 이루어지지 못하였던 현상이 발생되었고, 이로 인한 모터의 구동시 발생되는 진동이나 혹은, 이 모터가 설치된 제품을 통해 제공된 충격 및 진동 등에 의해 상기 여자코일과 상기 인쇄회로기판 간의 단락이 발생된 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 스테이터를 이루는 알루미늄 재질의 여자코일과 인쇄회로기판에 설치된 접속핀 간의 납땜이 안정적으로 유지될 수 있도록 하여 여자코일과 인쇄회로기판 간의 단락에 대한 문제점이 미연에 방지될 수 있는 새로운 형태의 비엘디씨 모터를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비엘디씨 모터에 따르면 외관을 이루는 모터 하우징; 상기 모터 하우징 내에 고정 설치되며, 고정자코어 및 상기 고정자코어에 권취되면서 알루미늄 재질로 만들어진 여자코일을 포함하여 구성된 스테이터; 상기 모터 하우징 내에 회전 가능하게 설치되는 로터; 상기 모터 하우징 내에 설치되며, 표면에는 상기 여자코일과의 통전을 위한 회로가 인쇄됨과 더불어 상기 회로에는 상기 여자코일이 권취되는 접속핀이 통전된 상태로 고정 설치되면서 상기 여자코일로의 선택적인 전원 공급을 제어하는 인쇄회로기판; 그리고, 상기 여자코일의 끝단인 상기 접속핀을 감싸는 부위에 제공되면서 상기 여자코일과 상기 인쇄회로기판 간의 납땜 성능을 향상시키기 위한 납땜 보조부:가 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 납땜 보조부는 구리 혹은, 구리 합금 재질의 코일로 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 납땜 보조부는 상기 접속핀에 권취된 여자코일의 끝단을 추가적으로 감싸도록 권취하여 그의 고정이 이루어지도록 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 접속핀의 둘레에는 상기 여자코일의 권취를 안내하는 권취홈이 형성됨을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명의 비엘디씨 모터는 여자코일을 알루미늄으로 형성함에 따른 무게의 저감 및 제조 단가의 저감을 이룰 수 있게 된 효과를 가진다.

특히, 상기 여자코일을 알루미늄으로 형성할 경우 야기되는 인쇄회로기판과의 납땜에 대한 문제점은 구리 혹은, 구리합금으로 만들어진 납땜 보조부를 상기 여자코일에 권취하여 상기 납땜 보조부가 상기 여자코일을 대신하여 인쇄회로기판에 납땜될 수 있도록 함으로써 해결할 수 있게 된 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비엘디씨 모터의 내외부 구조를 설명하기 위해 요부를 단면하여 나타낸 상태도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비엘디씨 모터의 여자코일과 인쇄회로기판 간의 통전 구조를 설명하기 위해 나타낸 도 1의 “A”부위에 대한 확대도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비엘디씨 모터의 여자코일과 납땜 보조부 간의 결합 구조에 대한 다른 실시예를 설명하기 위해 나타낸 요부 확대도
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비엘디씨 모터의 여자코일과 인쇄회로기판 간의 통전 구조를 설명하기 위해 나타낸 요부 확대도

이하, 본 발명의 비엘디씨 모터에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.

먼저, 첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비엘디씨 모터의 내부 구조를 나타내고 있으며, 이를 통해 알 수 있듯이 본 발명의 실시예에 따른 비엘디씨 모터는 크게 모터 하우징(100)과, 스테이터(200)와, 로터(300)와, 인쇄회로기판(400) 및 납땜 보조부(500)를 포함하여 구성됨을 제시한다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 상기 모터 하우징(100)은 비엘디씨 모터의 외관을 이루는 부위로써, 그 내부에 각종 구성 요소들의 설치를 위한 설치 공간을 갖도록 형성된다.

상기 모터 하우징(100)은 전면이 폐쇄됨과 더불어 후면은 개방된 구조로 형성되며, 이때 상기 폐쇄된 구조의 모터 하우징(100) 전면 중앙측에는 후술될 모터축(310)이 관통되는 통과공(110)이 형성된다.

이때, 상기 모터 하우징(100)의 개방된 후면은 수지를 몰딩하거나 혹은, 별도의 하우징 커버(도시는 생략됨)를 결합함으로써 외부 환경으로부터 차단될 수 있도록 구성된다.

다음으로, 상기 스테이터(stator)(200)는 상기 모터 하우징(100) 내에 고정된 상태를 유지하면서 원통형으로 형성되는 고정자이고, 상기 로터(rotor)(300)는 상기 스테이터(200)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전자이다.

여기서, 상기 스테이터(200)는 다수의 코어핀이 적층되어 이루어진 고정자코어(210) 및 상기 고정자코어(210)에 권취(捲取,coilling)되는 여자코일(220)을 포함하여 구성된다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기한 여자코일(220)이 알루미늄 재질로 형성됨을 제시한다. 즉, 상기 여자코일(220)을 알루미늄 재질로 형성함으로써 구리 혹은, 구리합금으로 만들어진 종래의 여자코일에 비해 제조 단가의 저감을 이룰 수 있도록 함과 더불어 무게의 저감을 이룰 수 있도록 한 것이다.

이와 함께, 상기한 로터(300)에는 영구자석(도시는 생략됨)이 착자되어 이루어짐으로써 상기 스테이터(200)의 여자코일(220)을 따라 흐르는 전류에 의한 선택적인 회전이 이루어질 수 있으며, 상기 로터(300)의 중심 부위로는 모터축(310)이 고정 설치되면서 상기 로터(300)와 함께 회전되도록 구성된다. 이때, 상기 모터축(310)은 전술된 바와 같이 상기 모터 하우징(100)의 전면에 형성된 통과공(110)을 관통하여 외부로 노출되도록 구성된다.

다음으로, 상기 인쇄회로기판(400)은 외부로부터 동작 제어에 따른 신호를 제공받아 상기 스테이터(200)의 여자코일(220)로 전류를 제공하여 로터(300)의 회전 동작을 제어하는 구성이다.

상기한 인쇄회로기판(400)은 상기 모터 하우징(100) 내의 개방된 후면을 가로막도록 위치되면서 상기 스테이터(200)에 고정 설치된다. 물론, 도시하지는 않았지만 상기 인쇄회로기판(400)은 상기 모터 하우징(100)에 고정되도록 구성될 수도 있다.

상기 인쇄회로기판(400)의 표면(도면상 좌측면)에는 상기 스테이터(200)를 이루는 여자코일(220)과의 통전을 위한 회로(420)가 프린팅된다.

이와 함께, 상기 인쇄회로기판(400)에는 일단이 상기 회로(420)와 통전되도록 접속된 상태로 타단이 상기 인쇄회로기판(400)을 관통하여 인쇄회로기판(400)의 외측으로 돌출된 접속핀(410)이 추가로 구비된다.

이때, 상기 접속핀(410)에는 상기 스테이터(200)를 이루는 여자코일(220)의 끝단이 권취되면서 상기 접속핀(410)과의 납땜에 의한 고정 및 통전이 이루어지도록 구성된다.

다음으로, 상기 납땜 보조부(500)는 상기 여자코일(220)의 끝단과 상기 인쇄회로기판(400)에 구비된 접속핀(410) 간의 원활한 납땜이 이루어질 수 있도록 보조하는 구성이다.

즉, 상기 여자코일(220)이 알루미늄으로 형성됨을 고려할 때 이러한 알루미늄으로 이루어진 여자코일(220)의 끝단과 상기 접속핀(410) 간은 통상의 납땜 방식(구리 간을 납땜하는 방식)으로는 납땜이 원활히 이루어지지 못하고, 알루미늄의 특성을 고려하여 주석함량을 극히 높은 방식의 별도 납땜으로 수행하여야만 하기 때문에 상기 별도의 납땜 과정이 추가적으로 필요함에 따라 본 발명의 실시예에서는 상기 납땜 보조부(500)의 추가적인 제공을 통해 알루미늄으로 이루어진 여자코일(220)의 끝단과 접속핀(410) 간이 여타 회로부품들의 납땜 방식과 동일한 방식의 납땜 작업에 의해서도 서로 간의 납땜이 가능하도록 한 것이다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기한 납땜 보조부(500)가 구리 혹은, 구리 합금 재질의 코일로 형성됨과 더불어 상기와 같은 코일 구조의 납땜 보조부(500)는 상기 여자코일(220)의 끝단이 권취된 상기 접속핀(410)의 둘레면에 추가적으로 권취하여 이루어짐을 특징으로 제시한다.

즉, 납땜이 원활히 이루어질 수 있는 구리 혹은, 구리 합금 재질의 코일로 이루어진 납땜 보조부(500)를 상기 여자코일(220)의 끝단이 권취된 접속핀(410)의 둘레에 추가적으로 권취함에 따라 상기 납땜 보조부(500)와 상기 접속핀(410) 간이 실질적인 납땜이 이루어지게 되며, 이로 인해 상기 여자코일(220)의 끝단은 상기 납땜 보조부(500)로 인해 상기 접속핀(410)으로부터 분리되거나 혹은, 단락되는 현상이 방지될 수 있도록 한 것이다.

물론, 상기 접속핀(410)과 상기 여자코일(220)의 끝단에 대한 서로의 결합력을 더욱 높일 수 있도록 첨부된 도 4와 같이 상기 접속핀(410)의 둘레면을 따라 권취홈(411)을 추가로 형성할 수도 있다.

즉, 상기 여자코일(220)의 끝단이 상기 접속핀(410)의 둘레면을 따라 형성된 권취홈(411)에 권취되도도록 함으로써 상기 여자코일(220)의 상기 접속핀(410)의 축 방향을 향한 분리가 방지될 수 있도록 한 것이다.

하기에서는, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 비엘디씨 모터의 조립 과정에 대하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

먼저, 스테이터(200)를 모터 하우징(100) 내에 고정함과 더불어 로터(300)를 상기 모터 하우징(100) 내에 회전 가능하게 설치한다.

이의 상태에서, 인쇄회로기판(400)을 준비함과 더불어 첨부된 도 4와 같이 이 인쇄회로기판(400)에 구비된 접속핀(410)에 상기 스테이터(200)를 이루는 여자코일(220)의 끝단을 감는다.

그리고, 상기한 과정에 의해 상기한 여자코일(220)의 끝단이 첨부된 도 5와 같이 상기 접속핀(410)의 둘레에 감긴 상태를 이루면 이의 둘레에 납땜 보조부(500)를 추가로 권취한다.

이후, 상기 여자코일(220)의 끝단과 이에 권취된 납땜 보조부(500) 및 접속핀(410)을 일괄적으로 납땜함으로써 서로 간의 통전 및 고정이 이루어지도록 한다.

그리고, 전술한 바와 같은 일련의 작업이 완료되면 몰딩 작업을 통해 상기 접속핀(410)과 상기 여자코일(220) 및 상기 납땜 보조부(500) 간의 납땜 부위가 외부 환경으로의 노출됨이 방지되도록 함과 더불어 필요에 따라서는 하우징 커버(도시는 생략됨)를 추가로 결합하여 상기 모터 하우징(100)의 내부 공간이 외부로 노출됨을 차단한다.

결국, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 비엘디씨 모터는 여자코일(220)을 알루미늄으로 형성함에 따른 무게의 저감 및 제조 단가의 저감을 이룰 수 있게 되면서도 상기 알루미늄의 여자코일(220)에 대한 납땜의 문제점은 구리 혹은, 구리합금으로 만들어진 납땜 보조부(500)에 의해 해결될 수 있게 된 장점을 가진다.

100. 모터 하우징 110. 통과공
200. 스테이터 210. 고정자코어
220. 여자코일 300. 로터
310. 모터축 400. 인쇄회로기판
410. 접속핀 411. 권취홈
420. 회로 500. 납땜 보조부

Claims (4)

1. 외관을 이루는 모터 하우징;
   상기 모터 하우징 내에 고정 설치되며, 고정자코어 및 상기 고정자코어에 권취되면서 알루미늄 재질로 만들어진 여자코일을 포함하여 구성된 스테이터;
   상기 모터 하우징 내에 회전 가능하게 설치되는 로터;
   상기 모터 하우징 내에 설치되며, 표면에는 상기 여자코일과의 통전을 위한 회로가 인쇄됨과 더불어 상기 회로에는 상기 여자코일이 권취되는 접속핀이 통전된 상태로 고정 설치되면서 상기 여자코일로의 선택적인 전원 공급을 제어하는 인쇄회로기판; 그리고,
   상기 여자코일의 끝단인 상기 접속핀을 권취하는 부위에 제공됨과 더불어 상기 접속핀에 권취된 여자코일의 끝단을 재차적으로 권취하여 그의 고정이 이루어지도록 형성되어 상기 여자코일과 상기 인쇄회로기판 간의 납땜 성능을 향상시키기 위한 납땜 보조부:가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 비엘디씨 모터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 납땜 보조부는
   구리 혹은, 구리 합금 재질의 코일로 형성됨을 특징으로 하는 비엘디씨 모터.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 접속핀의 둘레에는 상기 여자코일의 권취를 안내하는 권취홈이 형성됨을 특징으로 하는 비엘디씨 모터.
   

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