KR101296742B1 - A rotator for DC motor and a motor apparatus including the same - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 직류 모터 장치용 회전자는, 직류 모터 장치를 구성하는 회전자로서, 회전축; 상기 회전축에 고정된 링 마그넷; 및 상기 링 마그넷에 고정되며 상기 링 마그넷 외측으로 연장되며 강자성 재질로 이루어져 상기 링 마그넷의 자력을 전달하는 자력 전달 부재;를 포함한 것을 특징으로 한다.The rotor for a DC motor apparatus according to the present invention is a rotor constituting the DC motor apparatus, the rotating shaft; A ring magnet fixed to the rotating shaft; And a magnetic force transmission member fixed to the ring magnet and extending outside the ring magnet and made of a ferromagnetic material to transfer the magnetic force of the ring magnet.

Description

직류 모터 장치용 회전자 및 그 회전자를 포함한 직류 모터 장치{A rotator for DC motor and a motor apparatus including the same}A rotator for DC motor and a motor apparatus including the same}

본 발명은 직류 모터 장치의 회전자 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a rotor structure of a direct current motor device.

직류 모터 장치는 직류 전원을 동력원으로 하여 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 변환하는 장치이다. 직류 모터 장치는 자동차를 비롯하여 각종 산업 분야에서 다양하게 사용되고 있다.A DC motor device is a device that converts electrical energy into mechanical energy using a DC power source as a power source. DC motor devices are used in a variety of industries, including automobiles.

직류 모터 장치의 일 예로서 자동차의 도어에는 도어 윈도우를 승하강 시키기 위한 승강장치로 파워 윈도우 모터 장치가 채용된다. 일반적인 파워 윈도우 모터 장치의 일 예가 공개특허 제2002-67150호에 개시되어 있다.As an example of a DC motor device, a power window motor device is adopted as a lifting device for lifting a door window up and down in a door of a vehicle. An example of a general power window motor apparatus is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-67150.

일반적으로 파워 윈도우 모터 장치와 같은 DC 모터는 고정자와 회전자를 포함한다. 고정자는 영구자석과 프레임을 포함하며, 회전자는 정류자, 회전축, 코어, 권선코일 등을 포함한다. 그리고, 파워 윈도 모터 장치는 윈도우의 승강 위치를 제어하기 위해 모터 장치의 회전수를 제어할 필요가 있다. 모터 장치의 회전수를 제어하기 위해서는 회전자의 회전수를 측정하여야 한다. 일반적으로 회전자의 회전수를 측정하는 수단으로서 자력의 변화를 감지하여 전류 신호로 변환하는 홀 센서를 사용한다. 홀 센서가 회전자의 회전수를 측정하도록 하는 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 회전자를 구성하는 회전축(1)에 링 마그넷(2)을 설치하고 그 링 마그넷(2) 주변에 홀 센서(3)를 배치함으로써 회전자의 회전수를 측정할 수 있다. Generally, a DC motor such as a power window motor device includes a stator and a rotor. The stator includes a permanent magnet and a frame, and the rotor includes a commutator, a rotating shaft, a core and a winding coil. And, the power window motor device needs to control the rotation speed of the motor device in order to control the lifting position of the window. In order to control the rotation speed of the motor unit, the rotation speed of the rotor should be measured. In general, as a means for measuring the number of revolutions of the rotor is used a Hall sensor that detects a change in the magnetic force and converts it into a current signal. The structure in which the Hall sensor measures the rotational speed of the rotor is provided with a ring magnet (2) on the rotating shaft (1) constituting the rotor as shown in Figure 1 and the Hall sensor (a) around the ring magnet (2) By arranging 3), the rotation speed of the rotor can be measured.

일반적으로 모터 장치에서 사용되는 상기 링 마그넷(2)은 소결 또는 사출 등의 방식으로 제조되어 상기 회전축(1)에 조립된다.In general, the ring magnet 2 used in the motor device is manufactured by sintering or injection, and assembled to the rotating shaft 1.

그런데, 종래의 구조는 상기 링 마그넷(2)의 자력의 변화를 감지하기 위한 홀 센서(3)가 그 링 마그넷(2)에 인접한 위치에 배치되어야 하며 상기 홀 센서(3)는 고정자 측에 조립된다. 또한, 상기 링 마그넷(2)과 상기 홀 센서(3)는 매우 근접한 위치에 배치되어야 자력의 변화를 양호하게 감지할 수 있다. 따라서, 회전자의 회전수를 정확하게 측정하도록 하기 위해 상기 링 마그넷(2)의 크기를 크게 할 수밖에 없었다. 그런데, 링 마그넷(2)의 크기가 커지면 제조비용이 상승하며, 상기 링 마그넷(2)의 구조를 변경하기가 어려운 문제점이 있다. 또한, 상기 홀 센서(3)의 위치를 변경하기가 어렵기 때문에 모터 장치의 패키지 자유도에 제한을 받게 되는 문제점이 있다.By the way, in the conventional structure, the Hall sensor 3 for detecting a change in the magnetic force of the ring magnet 2 should be disposed at a position adjacent to the ring magnet 2 and the Hall sensor 3 is assembled on the stator side. do. In addition, the ring magnet 2 and the hall sensor 3 should be disposed in close proximity to each other so that the change in magnetic force can be satisfactorily detected. Therefore, in order to accurately measure the rotation speed of the rotor, the size of the ring magnet 2 was inevitably increased. However, as the size of the ring magnet 2 increases, the manufacturing cost increases, and it is difficult to change the structure of the ring magnet 2. In addition, since the position of the Hall sensor 3 is difficult to change, there is a problem in that the degree of freedom of package of the motor device is limited.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 회전자의 구조를 변경하여 링 마그넷의 제조비용을 경감하고 홀 센서의 위치를 자유롭게 변경할 수 있는 직류 모터 장치용 회전자 및 그 회전자를 포함한 직류 모터 장치를 제공하는 데 있다.Disclosure of Invention An object of the present invention is to solve the above problems, and to change the structure of the rotor to reduce the manufacturing cost of the ring magnet and to freely change the position of the hall sensor and its rotation The present invention provides a DC motor device including an electron.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 직류 모터 장치용 회전자는, 직류 모터 장치를 구성하는 회전자로서,In order to achieve the above object, a rotor for a DC motor device according to an embodiment of the present invention is a rotor constituting a DC motor device.

회전축;Rotation axis;

상기 회전축에 고정된 링 마그넷; 및A ring magnet fixed to the rotating shaft; And

상기 링 마그넷에 고정되며 상기 링 마그넷 외측으로 연장되어 상기 링 마그넷의 자력을 전달하는 자력 전달 부재;를 포함한 점에 특징이 있다.And a magnetic force transmission member fixed to the ring magnet and extending outside the ring magnet to transmit the magnetic force of the ring magnet.

상기 자력 전달 부재는 상기 링 마그넷의 상면과 상기 링 마그넷의 외측면에 접촉되도록 배치된 것이 바람직하다.The magnetic force transmission member is preferably disposed to contact the upper surface of the ring magnet and the outer surface of the ring magnet.

상기 자력 전달 부재는 상기 링 마그넷의 내주면과 상기 회전축 사이에 샌드위치 형태로 끼워진 고정 플랜지부를 포함한 것이 바람직하다.The magnetic force transmission member preferably includes a fixing flange portion sandwiched between the inner circumferential surface of the ring magnet and the rotation shaft.

상기 링 마그넷의 외주면을 따라 오목하게 형성된 결합 홈부; 및An engaging groove formed concave along an outer circumferential surface of the ring magnet; And

상기 자력 전달 부재는 상기 결합 홈부에 끼워지는 삽입 플랜지부를 구비한 것이 바람직하다.Preferably, the magnetic force transmission member has an insertion flange portion fitted to the engaging groove portion.

상기 목적을 달성하기 위한 직류 모터 장치는 상기 회전자를 포함한 점에 특징이 있다.DC motor device for achieving the above object is characterized in that it comprises the rotor.

본 발명에 따른 직류 모터 장치용 회전자는 링 마그넷에 자력 전달 부재를 일체로 결합함으로써 자력 전달 부재의 형상을 변경하여 홀 센서의 위치를 자유롭게 변경할 수 있으며, 링 마그넷의 크기를 작게 할 수 있으므로 제조원가가 현저하게 절감되는 효과가 있다. 또한, 링 마그넷의 크기를 줄임으로써 소형 모터를 제조할 수 있는 효과를 제공한다.The rotor for a DC motor apparatus according to the present invention can freely change the position of the hall sensor by changing the shape of the magnetic force transmission member by integrally coupling the magnetic force transmission member to the ring magnet, and thus, the manufacturing cost is reduced. There is a significant savings effect. In addition, by reducing the size of the ring magnet provides a small motor can be produced.

도 1은 일반적인 직류 모터 장치의 회전자 구조를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 회전자 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 회전자 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 회전자 구조를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a rotor structure of a general DC motor device.
2 is a view for explaining the rotor structure according to the first embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the rotor structure according to the second embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the rotor structure according to the third embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 회전자 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 제2실시 예에 따른 회전자 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 제3실시 예에 따른 회전자 구조를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the rotor structure according to the first embodiment of the present invention. 3 is a view for explaining the rotor structure according to the second embodiment of the present invention. 4 is a view for explaining the rotor structure according to the third embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면 본 발명의 제1실시 예에 따른 직류 모터 장치용 회전자(11)는 직류 모터 장치를 구성하는 장치로서 회전축(20)과, 링 마그넷(31)과, 자력 전달 부재(41)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the rotor 11 for a DC motor device according to the first embodiment of the present invention is a device constituting the DC motor device, the rotating shaft 20, the ring magnet 31, and the magnetic force transmission member 41. ).

상기 회전축(20)은 상기 회전자(11)를 구성하는 부품으로써 종래의 회전축(20)과 동일한 구조가 채용될 수 있으므로 상세한 서술은 생략하기로 한다.The rotating shaft 20 is a component constituting the rotor 11, so the same structure as the conventional rotating shaft 20 can be employed, so a detailed description thereof will be omitted.

상기 링 마그넷(31)은 종래의 링 마그넷(2) 보다 크기가 현저하게 축소된 것이다. 상기 링 마그넷(31)은 종래와 같이 사출 또는 사출 방식으로 제조될 수 있다. 상기 링 마그넷(31)은 도넛 형태로 제조되며 그 링 마그넷(31)의 내주면은 예컨대 상기 회전축(20)에 억지 끼워지는 등의 방식으로 그 회전축(20)에 고정된다. 상기 링 마그넷(31)은 상기 회전축(20)과 일체로 회전한다. 상기 링 마그넷(31)이 회전하면 그 링 마그넷(31) 주위의 자기장이 변하게 된다.The ring magnet 31 is significantly smaller in size than the conventional ring magnet 2. The ring magnet 31 may be manufactured by injection molding or injection molding as in the related art. The ring magnet 31 is manufactured in a donut shape and the inner circumferential surface of the ring magnet 31 is fixed to the rotary shaft 20 in such a manner as to be forcibly fitted to the rotary shaft 20. The ring magnet 31 rotates integrally with the rotation shaft 20. As the ring magnet 31 rotates, the magnetic field around the ring magnet 31 changes.

상기 자력 전달 부재(41)는 상기 링 마그넷(31)에 고정된다. 상기 자력 전달 부재(41)는 상기 링 마그넷(31)의 외측으로 연장된다. 상기 자력 전달 부재(41)는 본 발명의 효과를 구현하는 핵심적인 구성요소로서 상기 링 마그넷(31)의 자력을 그 링 마그넷(31)의 외측으로 전달하는 부재이다. 상기 자력 전달 부재(41)는 철과 같은 강자성(ferro-magnetic) 재질로 제조된다. 상기 자력 전달 부재(41)는 상기 링 마그넷(31)의 상면과 외측면에 접촉된다. 상기 자력 전달 부재(41)는 예컨대 접착제나 용접 등의 방법으로 상기 링 마그넷(31)에 고정될 수 있다. 상기 자력 전달 부재(41)는 상기 링 마그넷(31)의 상면과 외측면을 감싸도록 접촉할 수 있다. 상기 자력 전달 부재(41)의 외측단 근처에 홀 센서를 배치함으로써 상기 회전자(11)의 회전수를 측정할 수 있다. 상기 자력 전달 부재(41)의 형상을 변경함으로써 홀 센서의 위치를 자유롭게 변경할 수 있으므로 직류 모터의 패키지 자유도가 증가한다.The magnetic force transmission member 41 is fixed to the ring magnet 31. The magnetic force transmission member 41 extends out of the ring magnet 31. The magnetic force transmission member 41 is a member that transmits the magnetic force of the ring magnet 31 to the outside of the ring magnet 31 as a key component for implementing the effects of the present invention. The magnetic force transmission member 41 is made of a ferro-magnetic material such as iron. The magnetic force transmission member 41 is in contact with the upper surface and the outer surface of the ring magnet 31. The magnetic force transmission member 41 may be fixed to the ring magnet 31 by, for example, adhesive or welding. The magnetic force transmission member 41 may contact the upper surface and the outer surface of the ring magnet 31 to be wrapped. The number of rotations of the rotor 11 can be measured by arranging the hall sensor near the outer end of the magnetic force transmission member 41. Since the position of the hall sensor can be freely changed by changing the shape of the magnetic force transmission member 41, the degree of freedom of package of the DC motor is increased.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2실시 예에 따른 직류 모터 장치용 회전자(12)는 회전축(20)과, 링 마그넷(32)과, 자력 전달 부재(42)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the rotor 12 for a DC motor apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a rotating shaft 20, a ring magnet 32, and a magnetic force transmission member 42.

상기 회전축(20)은 제1실시 예에서 서술한 회전축(20)과 동일한 회전축(20)이 사용될 수 있다.The rotary shaft 20 may be the same rotary shaft 20 as the rotary shaft 20 described in the first embodiment.

상기 링 마그넷(32)의 형상은 제1실시 예에서 서술한 링 마그넷(31)과 기본적으로 동일하다. 다만, 도 3에 도시된 링 마그넷(32)의 내주면에는 후술하는 고정 플랜지부(420)가 수용될 수 있도록 내경의 크기가 상대적으로 큰 계단 부위가 형성되어 있다. 상기 자력 전달 부재(42)는 고정 플랜지부(420)를 포함한다. 상기 고정 플랜지부(420)는 상기 링 마그넷(32)의 내주면과 상기 회전축(20) 사이에 샌드위치 형태로 끼워진다. 상기 고정 플랜지부(420)는 상기 링 마그넷(32)과 상기 자력 전달 부재(42)의 결합을 더욱 견고하게 하는 작용을 한다. 상기 자력 전달 부재(42)는 제1실시 예에서와 같이 상기 링 마그넷(32)의 상면과 외측면을 감싸면서 접촉하도록 형성될 수 있다.The shape of the ring magnet 32 is basically the same as the ring magnet 31 described in the first embodiment. However, the inner peripheral surface of the ring magnet 32 shown in FIG. 3 is formed with a stepped portion having a relatively large inner diameter so that the fixing flange 420 to be described later is accommodated. The magnetic force transmission member 42 includes a fixed flange portion 420. The fixing flange 420 is sandwiched between the inner circumferential surface of the ring magnet 32 and the rotating shaft 20 in a sandwich form. The fixed flange portion 420 serves to further solidify the coupling of the ring magnet 32 and the magnetic force transmission member 42. The magnetic force transmission member 42 may be formed to surround the upper surface and the outer surface of the ring magnet 32 as in the first embodiment and to contact.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3실시 예에 따른 직류 모터 장치용 회전자(13)는 회전축(20)과, 링 마그넷(33)과, 자력 전달 부재(43)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the rotor 13 for a DC motor apparatus according to the third embodiment of the present invention includes a rotating shaft 20, a ring magnet 33, and a magnetic force transmission member 43.

상기 회전축(20)은 제1실시 예에서 서술한 회전축(20)과 동일한 회전축(20)이 사용될 수 있다.The rotary shaft 20 may be the same rotary shaft 20 as the rotary shaft 20 described in the first embodiment.

상기 링 마그넷(33)의 형상은 제1실시 예에서 서술한 링 마그넷(31)과 기본적으로 동일한 구조이다. 다만, 도 4에 도시된 링 마그넷(33)의 외주면에는 결합 홈부(34)가 형성되어 있다. 상기 결합 홈부(34)는 상기 링 마그넷(31)의 외주면을 따라 오목하게 형성된다. 상기 결합 홈부(34)는 후술하는 자력 전달 부재(43)를 결합하기 위해 마련된 것이다.The shape of the ring magnet 33 is basically the same as that of the ring magnet 31 described in the first embodiment. However, the coupling groove 34 is formed on the outer circumferential surface of the ring magnet 33 shown in FIG. 4. The coupling groove 34 is formed concave along the outer circumferential surface of the ring magnet 31. The coupling groove 34 is provided to couple the magnetic force transmission member 43 to be described later.

상기 자력 전달 부재(43)는 삽입 플랜지부(430)를 포함한다. 상기 삽입 플랜지부(430)는 상기 링 마그넷(33)의 외주면에 형성된 상기 결합 홈부(34)에 끼워진다. 도 4에 도시된 자력 전달 부재(43)는 도 2 및 도 3과 달리 상기 링 마그넷(33)의 외주면으로부터 외측으로 연장되는 구조를 가진다. 따라서, 도 3에 도시된 자력 전달 부재(43)는 제1실시 예 및 제2실시 예의 제조비용으로 상기 링 마그넷(33)의 외측으로 더 멀리 연장되는 자력 전달 부재(43)를 제조할 수 있다.The magnetic force transmission member 43 includes an insertion flange 430. The insertion flange 430 is fitted into the coupling groove 34 formed on the outer circumferential surface of the ring magnet 33. The magnetic force transmission member 43 shown in FIG. 4 has a structure extending outward from the outer circumferential surface of the ring magnet 33 unlike FIGS. 2 and 3. Therefore, the magnetic force transmission member 43 shown in FIG. 3 can manufacture the magnetic force transmission member 43 that extends further to the outside of the ring magnet 33 at the manufacturing cost of the first and second embodiments. .

이상 3가지 구조의 예를 들어 본 발명에 따른 직류 모터 장치용 회전자를 설명하였으나, 본 발명은 그러한 예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.Although the rotor for a DC motor apparatus according to the present invention has been described as an example of the three structures, the present invention is not limited to such examples, and should be understood by those skilled in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious that many other variations are possible.

또한, 상술한 바와 같은 직류 모터 장치용 회전자를 채용한 직류 모터를 제조할 수 있음은 자명하다.In addition, it is apparent that a DC motor employing the rotor for a DC motor apparatus as described above can be manufactured.

따라서, 본 발명에 따른 직류 모터 장치는 회전수 감지를 위한 링 마그넷의 제조 비용이 종래에 비하여 현저하게 절감되며, 자력 전달 부재의 형상을 변경함으로써 홀 센서의 위치를 자유롭게 변경할 수 있어서 모터 장치의 패키지 자유도를 증가시키는 효과가 있다. 또한, 링 마그넷의 크기를 줄임으로써 소형 모터를 제조할 수 있는 효과를 제공한다.Therefore, the DC motor device according to the present invention is significantly reduced compared to the conventional manufacturing cost of the ring magnet for detecting the rotational speed, the position of the Hall sensor can be freely changed by changing the shape of the magnetic force transmission member package of the motor device It has the effect of increasing the degree of freedom. In addition, by reducing the size of the ring magnet provides a small motor can be produced.

11,12,13 : 회전자 20 : 회전축
31,32,33 : 링 마그넷 34 : 결합 홈부
41,42,43 : 자력 전달 부재 420 : 고정 플랜지부
430 : 삽입 플랜지부11, 12, 13: rotor 20: rotation axis
31,32,33: ring magnet 34: coupling groove
41, 42, 43: magnetic force transmission member 420: fixed flange
430: insertion flange

Claims (5)

직류 모터 장치를 구성하는 회전자로서,
회전축;
상기 회전축에 고정된 링 마그넷; 및
상기 링 마그넷에 고정되며 상기 링 마그넷 외측으로 연장되며 강자성 재질로 이루어져 상기 링 마그넷의 자력을 전달하는 자력 전달 부재;를 포함하며,
상기 자력 전달 부재는 상기 링 마그넷의 내주면과 상기 회전축 사이에 샌드위치 형태로 끼워진 고정 플랜지부를 포함한 것을 특징으로 하는 직류 모터 장치용 회전자. As a rotor constituting a DC motor device,
A rotating shaft;
A ring magnet fixed to the rotating shaft; And
And a magnetic force transmission member fixed to the ring magnet and extending out of the ring magnet and made of a ferromagnetic material to transfer the magnetic force of the ring magnet.
The magnetic force transmission member rotor for a DC motor device, characterized in that it comprises a fixed flange portion sandwiched between the inner peripheral surface of the ring magnet and the rotating shaft. 제1항에 있어서,
상기 자력 전달 부재는 상기 링 마그넷의 상면과 상기 링 마그넷의 외측면에 접촉되도록 배치된 것을 특징으로 하는 직류 모터 장치용 회전자. The method of claim 1,
And the magnetic force transmitting member is arranged to contact the upper surface of the ring magnet and the outer surface of the ring magnet. 삭제delete 직류 모터 장치를 구성하는 회전자로서,
회전축;
상기 회전축에 고정된 링 마그넷; 및
상기 링 마그넷에 고정되며 상기 링 마그넷 외측으로 연장되며 강자성 재질로 이루어져 상기 링 마그넷의 자력을 전달하는 자력 전달 부재;를 포함하며,
상기 링 마그넷의 외주면을 따라 오목하게 형성된 결합 홈부; 및
상기 자력 전달 부재는 상기 결합 홈부에 끼워지는 삽입 플랜지부를 구비한 것을 특징으로 하는 직류 모터 장치용 회전자. As a rotor constituting a DC motor device,
A rotating shaft;
A ring magnet fixed to the rotating shaft; And
And a magnetic force transmission member fixed to the ring magnet and extending out of the ring magnet and made of a ferromagnetic material to transfer the magnetic force of the ring magnet.
An engaging groove formed concave along an outer circumferential surface of the ring magnet; And
And the magnetic force transmission member has an insertion flange portion fitted into the coupling groove portion. 제1항, 제2항, 제4항 중 어느 한 항의 회전자를 포함하는 직류 모터 장치.A DC motor device comprising the rotor of any one of claims 1, 2, and 4.
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