KR101862214B1 - BLDC motor using nanomaterial-based polymer compound - Google Patents

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KR101862214B1
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Abstract

According to the present invention, a BLDC motor using a nanomaterial-based polymer compound comprises: a cylindrical housing having an accommodation space therein; a stator unit including a plurality of stator cores accommodated in the accommodation space to fix positions thereof, arranged while forming an annular shape, and made of a nanomaterial-based compound or a polymer compound, and a stator core wound on each stator core and made of a nanomaterial-based polymer compound; a rotor unit which is rotatably installed in the stator unit, and includes a plurality of magnets arranged on a center axis of the accommodation space to be coupled to the outer circumferential surface of an axially rotating rotary shaft at equal intervals and arranged in a circumferential direction; and a sensor unit to sense the position of the rotating rotor unit. Accordingly, weight is reduced to enable the manufacture of a slim, ultra-light motor. The inertia effect is reduced and performance and efficiency of the motor can be improved by the reduced weight.

Description

나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터 {BLDC motor using nanomaterial-based polymer compound} [0001] The present invention relates to a BLDC motor using a nanomaterial-based polymer compound,

본 발명은 나노소재 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중량을 감소시켜 경량 슬림형으로 형성될 수 있으며 모터의 성능 및 효율을 향상시킬 수 있는 나노소재 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터에 관한 것이다. The present invention relates to a BLDC motor using a nanocomposite polymeric compound, and more particularly, to a BLDC motor using a nanocomposite polymer compound that can be formed into a lightweight slim shape by reducing weight and improving the performance and efficiency of a motor. will be.

일반적으로, 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 가정용 전자제품뿐만 아니라 산업용 기기 등에 광범위하게 사용되고 있다. Generally, a motor is a device that obtains rotational force by converting electrical energy into mechanical energy, and is widely used not only for home electronic products but also for industrial devices.

한편, 이러한 다양한 모터 중에서 BLDC모터(Brushless DC Motor)는 브러시와 정류자 등의 기계적인 요소 대신 스위칭 소자로 구성된 정류 회로를 사용하는 직류모터로서, 마모에 따른 브러시의 교체가 필요 없으며, 구동소음이 적은 것이 특징이다. 이러한 BLDC 모터는 로터에 계자, 스테이터에 전기자 권선을 설치하고, 홀센서(hall sensor), 포토 다이오드(photo diode)를 이용하여 권선의 전류방향을 결정함으로써 브러쉬형의 모터와 같은 특성을 갖도록 한 모터로서, 일반적인 유도전동기나 AC 모터가 전류의 방향 전환을 위해 3상 또는 4상 인버터를 이용하고 있는 것과는 달리 내부드라이브에서 손쉽게 방향전환이 가능하고, 저속 및 고속에서 토오크가 비교적 높으며, 고속회전이 가능하고, 무접점의 반도체 소자로 코일의 전류를 드라이브할 수 있어 그 수명이 매우 길뿐만 아니라 소음과 전자적인 잡음을 거의 발생시키지 않으며, 모터 드라이브 회로 자체에서 직접 속도 조절을 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 특히, BLDC 모터는 최근에 홀센서의 신뢰도가 향상되면서 매우 여러 가지의 형태로 개발되고 있다.Among these various types of motors, a brushless DC motor is a DC motor using a rectifier circuit composed of a switching element instead of a mechanical element such as a brush and a commutator. It does not require replacement of a brush due to abrasion, . In such a BLDC motor, an armature winding is provided on a rotor, a stator, and a Hall sensor (Hall sensor) and a photodiode are used to determine the current direction of the winding, Unlike conventional induction motors or AC motors that use 3-phase or 4-phase inverters to change the direction of current, they can be easily changed from internal drives, have relatively high torque at high speed and high speed, and can rotate at high speed And the current of the coil can be driven by a non-contact semiconductor device, so that the lifetime of the coil is very long, and noise and electronic noises are hardly generated, and the speed control can be directly performed in the motor drive circuit itself . In particular, BLDC motors have been developed in various forms in recent years as reliability of hall sensors has been improved.

그런데, 종래의 BLDC모터는 스테이터부와 하우징 등을 포함하는 구성 대부분을 금속소재로 이루어졌기 때문에 중량이 무거워 초경량 슬림형 모터로 제조하기 어려운 문제점이 있었으며, 높은 중량으로 인한 관성효과 등으로 인하여 모터의 성능 및 효율이 저하되는 문제점이 있었다. However, in the conventional BLDC motor, since most of the components including the stator portion and the housing are made of a metal material, it is difficult to manufacture an ultra-light slim type motor because of its heavy weight. Due to the inertia effect due to high weight, And the efficiency is lowered.

대한민국 등록특허공보 제10-1482939호Korean Registered Patent No. 10-1482939

본 발명은, 중량을 감소시켜 초경량 슬림형 모터를 이룰 수 있으며, 중량을 줄여 관성효과를 줄이고 모터의 성능 및 효율을 향상시킬 수 있는 나노소재 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a BLDC motor using a nanocomposite polymer compound capable of reducing the weight to achieve an ultra lightweight slim type motor and reducing weight to reduce the inertia effect and improve the performance and efficiency of the motor.

본 발명은 내부에 수용공간이 마련된 원통형의 하우징, 상기 수용공간에 수용되어 위치가 고정되고 복수개로 환형을 이루고 배열되며 나노소재를 기반으로 하는 화합물 또는 고분자화합물로 이루어진 스테이터 코어들과, 상기 각각의 스테이터 코어에 권선되며 나노소재를 기반으로 하는 고분자화합물로 이루어진 스테이터 코일을 포함하는 스테이터부, 상기 스테이터부의 내측에 회전 가능하게 설치되고, 상기 수용공간의 중심축상에 배치되어 축회전하는 회전축의 외주면에 원주방향을 따라 등간격으로 결합되어 배치되는 복수개의 마그네트들을 포함하는 로터부 및 회전하는 상기 로터부의 위치를 감지하는 센서부를 포함하는 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터를 제공한다.  The present invention relates to a stator core comprising a cylindrical housing having a housing space therein, a stator core which is accommodated in the housing space and is fixed in position and arranged in a plurality of annular shapes and made of a compound or polymer compound based on a nano material, A stator section including a stator coil wound around a stator core and made of a polymer compound based on a nano material; a stator section disposed on the inner surface of the stator section and rotatably disposed on a central axis of the stator section, There is provided a BLDC motor using a nano-material-based polymer compound including a rotor portion including a plurality of magnets arranged at equal intervals along a circumferential direction, and a sensor portion sensing a position of the rotor portion rotating.

본 발명에 따른 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터는 다음과 같은 효과를 제공한다.The BLDC motor using the nanocomponent-based polymer compound according to the present invention provides the following effects.

첫째, 중량을 감소시켜 초경량 슬림형 모터로 제조할 수 있으며, 이렇게 중량을 저감시킴으로써 관성효과를 줄이고 코킹 감소 효과로 인한 모터의 성능 및 효율을 향상시킬 수 있다. First, it is possible to manufacture an ultra-light slim type motor by reducing the weight. By reducing the weight, it is possible to reduce the inertia effect and improve the performance and efficiency of the motor due to the reduction of the caulking.

둘째, 표면적을 넓힌 알루미늄의 소재에 방열필름층이 형성된 하우징을 통하여 방열핀과 같은 별도의 방열수단 없이 상기 스테이터부와 상기 로터부로부터 발생되는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있으며 발열로 인한 모터성능 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 중량을 감소시킬 수 있다. Second, the heat generated from the stator and the rotor can be effectively dissipated through a housing having a heat-radiating film layer formed on the aluminum material having a wider surface area without a separate heat dissipating means such as a heat radiating fin. But also the weight can be reduced.

셋째, 초경량 슬림형 고효율 모터로 로봇이나 전기 자동차 등에 적용되어 전기효율 및 모터효율을 높일 수 있는 경량 슬림형으로 형성될 수 있다. Third, it is a lightweight slim type high efficiency motor and can be formed into a lightweight slim type which can be applied to a robot or an electric vehicle to improve electric efficiency and motor efficiency.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터를 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 도 2의 BLDC모터에서 스테이터부와 로터부를 나타내는 단면도이다. 1 is an exploded perspective view illustrating a BLDC motor using a nanocomponent-based polymer compound according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a stator part and a rotor part in the BLDC motor of Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터(이하 'BLDC모터'라 한다)는, 하우징(100)과, 스테이터부(200)와, 로터부(300)와, 센서부(400)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a BLDC motor (hereinafter referred to as BLDC motor) using a nanocomposure based polymeric compound according to an embodiment of the present invention includes a housing 100, a stator unit 200, (300), and a sensor unit (400).

상기 하우징(100)은 내부에 수용공간(101)이 마련되고 원통형상으로 형성되어 있다. 상기 하우징(100)은 도시된 바와 같이 상부하우징(110)과 하부하우징(120)으로 이루어져 있으며, 상기 상부케이스와 하부케이스가 상호 결합되어 상기 수용공간(101)이 형성된다. The housing 100 has a receiving space 101 therein and is formed in a cylindrical shape. The housing 100 includes an upper housing 110 and a lower housing 120. The upper case and the lower case are coupled to each other to form the accommodation space 101. [

상기 상부하우징(110)은 상기 회전축(310)이 외부로 노출되어 구동부와 연결되도록 상기 회전축(310)이 관통되는 관통홀(102)이 형성되어 있다. 도면에서 상기 하우징(100)은 컵 형상의 상기 상부케이스와 하부케이스가 서로 결합되는 구조를 나타내었으나 이는 일 실시예로 상기 스테이터부(200)와 로터부(300)를 내부 수용공간(101)에 수용할 수 있는 구조라면 다양한 구성이 가능하며, 또한 상기 회전축(310)은 상기 상부하우징(110) 뿐만 아니라 하부하우징(120)에도 관통될 수 있는 등 다양한 구조가 가능하다. The upper housing 110 is formed with a through hole 102 through which the rotation shaft 310 passes so that the rotation shaft 310 is exposed to the outside and connected to the driving unit. In the illustrated embodiment, the housing 100 has a structure in which the upper case and the lower case of a cup shape are coupled to each other. However, the stator unit 200 and the rotor unit 300 may be coupled to the inner housing space 101 The rotating shaft 310 can be passed through not only the upper housing 110 but also the lower housing 120, and so on.

한편, 상기 하우징(100)은, 표면적을 넓힌 알루미늄의 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 하지만 이는 중량을 줄이고 방열효과를 향상시키기 위한 바람직한 실시예로 상기한 알루미늄 소재 외 다른 금속 또는 비금속 소재로도 형성가능하다. On the other hand, the housing 100 is preferably made of an aluminum material having a large surface area. However, this is a preferred embodiment for reducing the weight and improving the heat dissipation effect, and may be formed of a metal or a non-metal material other than the above-mentioned aluminum material.

상기 하우징(100)은 방열효과를 극대화하기 위하여 상기한 알루미늄 소재의 표면에 방열필름층이 형성된다. 상기 방열필름층은, 방열효과를 확보함은 물론 내구성도 확보할 수 있도록 그라파이트(Graphite)와 알루미늄(Al)의 혼합물을 증착하여 형성되거나 또는 그라파이트와 구리(Cu)의 혼합물을 증착하여 형성될 수 있다. 상기 방열필름층은 200㎛이하의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.A heat radiation film layer is formed on the surface of the aluminum material to maximize heat dissipation effect of the housing 100. The heat-radiating film layer may be formed by depositing a mixture of graphite and aluminum (Al) or by vapor-depositing a mixture of graphite and copper (Cu) so as to ensure durability as well as to secure heat radiation effect have. The heat radiating film layer is preferably formed to a thickness of 200 mu m or less.

상기한 바에 따라 상기 하우징(100)은 방열핀과 같은 별도의 방열수단 없이 상기 스테이터부(200)와 상기 로터부(300)로부터 발생되는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있다. The housing 100 can effectively dissipate heat generated from the stator unit 200 and the rotor unit 300 without a separate heat dissipating means such as a radiating fin.

상기 스테이터부(200)는, 고정자(Stator)로 상기 수용공간(101)에 수용되어 위치가 고정되고 복수개의 스테이터 코어(210)들과, 스테이터 코일(220)을 포함한다. The stator unit 200 includes a plurality of stator cores 210 and a stator coil 220 that are accommodated in the accommodating space 101 with a stator fixed in position.

상기 스테이터 코어(210)들은 슬릿으로 내측 중앙으로 중공부가 형성되도록 복수개가 환형을 이루며 배열되어 있다. 도면에서 상기 스테이터 코어(210)들은 하나의 몸체로 이루어 있으며, 4개가 환형으로 배열된 경우를 실시예로 나타내었으나 이는 일 실시예로 상기 스테이터 코어(210)들은 복수개의 분할코어들로 형성될 수 있을 뿐만 아니라 그 개수 또한 다양하게 할 수 있는 등 다양한 스테이터 슬릿구조를 형성할 수 있음은 물론이다. The stator cores 210 are arranged in a plurality of annular shapes such that the stator core 210 has a hollow portion formed at an inner center thereof with a slit. In the illustrated embodiment, the stator cores 210 are formed of a single body, and four stator cores 210 are arranged in an annular shape. However, the stator cores 210 may be formed of a plurality of divided cores And the number of the stator slits can be varied.

상기 스테이터 코어(210)는 나노소재를 기반으로 하는 화합물 또는 고분자화합물로 이루어져 있다. 상세하게 상기 스테이터 코어(210)는, 경량 슬림형이 가능 하도록 하고 고효율의 코어구조를 갖도록 전도성의 나노소재를 기반으로 하여 카본블랙, 그래핀, 탄소나노튜브, 카본, 카본섬유, 그라파이트, 세라믹, 글라스 및 고무 중 선택된 하나 또는 복수를 포함하는 코어소재와 페놀 계통의 수지 등을 포함하는 복합소재로 형성될 수 있다. The stator core 210 is made of a nanomaterial-based compound or a polymer compound. In detail, the stator core 210 is made of carbon black, graphene, carbon nanotube, carbon, carbon fiber, graphite, ceramics, glass or the like based on a conductive nano material so as to be lightweight and slim, And a rubber, and a phenolic resin or the like may be used.

여기서, 상기 전도성 나노소재는 공지의 전도성 나노튜브 또는 나노입자 또는 나노 섬유 등을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않으며, 또한 상기 스테이터 코어(210)는 폐놀 계통의 수지 외 상기한 목적을 달성할 수 있는 다양한 수지 재질이 적용될 수 있다. Here, the conductive nanomaterial may include known conductive nanotubes, nanoparticles, or nanofibers, but the present invention is not limited thereto. The stator core 210 may be formed of a resin that can achieve the above- Various resin materials can be applied.

상기 스테이터 코일(220)은 상기 각각의 스테이터 코어(210)의 외측에 권선되며, 나노소재를 기반으로 하는 고분자화합물로 이루어져 있다. 상기 스테이터 코일(220)은 카본섬유 또는 그래핀섬유 또는 탄소나노튜브(CNT) 섬유 또는 전기적 특성이 좋은 초경량 나노섬유 등을 포함하는 고분자화합물로 이루어지는 것이 바람직하다. The stator coil 220 is wound on the outer side of each of the stator cores 210 and is made of a polymer compound based on a nano material. The stator coil 220 is preferably made of a polymer compound including carbon fiber or graphene fiber, carbon nanotube (CNT) fiber, or ultra-light nano fiber having good electrical characteristics.

상기 로터부(300)는 회전자(Rotor)로 상기 스테이터부(200)의 내측에 회전 가능하게 설치되고, 상기 수용공간(101)의 중심축 상에 배치되어 축회전하는 회전축(310)과, 상기 회전축(310)의 외주면에 원주방향을 따라 등간격으로 결합되어 배치되는 복수개의 마그네트(320)들을 포함한다. The rotor unit 300 includes a rotating shaft 310 rotatably installed on the inner side of the stator unit 200 as a rotor and disposed on the center axis of the receiving space 101 and rotating axially, And a plurality of magnets 320 coupled to the outer circumferential surface of the rotary shaft 310 at regular intervals along the circumferential direction.

상기 회전축(310)은, GFRP(Glass fiber reinforced plastics) 또는 CFRP(Carbon fiber reinforced plastics)와 금속(Metal)의 혼합물로 형성되어, 중량을 저감시킴은 물론 강성도 증대시킬 수 있다. 상기 회전축(310)은 상기한 혼합물을 인발 공법에 의하여 제조되거나 또는 시트롤링 공법 또는 필라멘트 와인딩 공법에 의하여 중공형태로 제조될 수 있다. The rotation shaft 310 is formed of a mixture of glass fiber reinforced plastics (GFRP) or carbon fiber reinforced plastics (CFRP) and a metal, thereby reducing the weight and increasing the rigidity. The rotary shaft 310 may be manufactured by a drawing method, or may be manufactured into a hollow shape by a sheet rolling method or a filament winding method.

상기 마그네트(320)는, 네오디움(Nd-Fe-B Neodymium) 또는 사마륨코발트(Samarium cobalt) 또는 페라이트(Ferrite) 또는 알리코(Al-Ni-Co) 자석 또는 고무자석 또는 본드자석 중 어느 하나로 형성될 수 있다. The magnet 320 may be formed of any one of Nd-Fe-B Neodymium, Samarium cobalt, Ferrite or Al-Ni-Co magnets or rubber magnets or bonded magnets .

상기 센서부(400)는 정류자가 없는 BLDC모터인 만큼 상기 마크네트의 자력을 센싱하여 상기 로터부(300)의 위치를 센싱하고, 이러한 신호를 정류회로로 송신하는 역할을 한다. The sensor unit 400 senses the magnetic force of the mark net to sense the position of the rotor unit 300, and transmits the signal to the rectifying circuit because the sensor unit 400 is a BLDC motor without a commutator.

상기 센서부(400)는 상기 하부하우징(120)의 내측에 설치되어 상기 로터의 위치를 감지하는 홀센서(410)와, 상기 홀센서(410)가 결합되어 상기 홀센서(410)를 보호하고 상기 하우징(100)에 연결되는 홀센서 커버(420)를 포함한다.The sensor unit 400 includes a hall sensor 410 installed inside the lower housing 120 to sense the position of the rotor and a hall sensor 410 coupled to the Hall sensor 410 And a hole sensor cover 420 connected to the housing 100.

상기 홀센서 커버(420)는, 중량저감을 위하여 가볍고 절연체로 이루어진 유리섬유와 PA6계열의 수지의 혼합물의 재질로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. The hole sensor cover 420 is preferably made of a mixture of glass fiber made of a light and insulator and PA6 series resin in order to reduce weight, but is not limited thereto.

상기 센서부(400)는 상기한 홀센서(410) 외에 리졸버(Resolver) 또는 엔코더(Encoder)를 포함하여, 초경량 슬림형에 대응하여 정밀하게 로터의 위치를 감지할 수도 있다. 여기서, 상기 센서부(400)는 상기한 홀센서(410)와, 리졸버와 엔코더를 적용하는 경우에 대하여 나타내었으나, 상기한 목적을 달성할 수 있다면 이 외 다양한 구성이 적용될 수 있음은 물론이다. The sensor unit 400 may include a resolver or an encoder in addition to the Hall sensor 410 to detect the position of the rotor precisely corresponding to the ultra-light slim type. Here, although the sensor unit 400 is applied to the Hall sensor 410, the resolver and the encoder, it is needless to say that various other configurations can be applied as long as the above-described objects can be achieved.

한편, 상기 스테이터부(200)는, 상기 스테이터 코어(210)들 사이에 보상권선부(500)를 포함한다. 상기 보상권선부(500)는, 상기 스테이터 코어(210)들 사이에 위치하는 보상슬롯(510)과, 상기 보상슬롯(510)의 외주면으로 권선되는 보상권선코일(520)을 포함한다. 여기서, 상기 보상권선 코일(520)은 보상 형태에 따라 설정된 특정각도를 가지고 감겨질 수 있다. Meanwhile, the stator unit 200 includes a compensation winding unit 500 between the stator cores 210. The compensation winding section 500 includes a compensation slot 510 positioned between the stator cores 210 and a compensating winding coil 520 wound around the outer periphery of the compensation slot 510. Here, the compensation winding coil 520 may be wound with a specific angle set according to the compensation type.

한편, 상기 BLDC모터는 스테이터부(200)가 고정자이고, 로터부(300)가 회전자인 경우를 실시예로 나타내었으나, 이와 달리 로터부(300)를 고정자로 하고 스테이터부(200)를 회전자로 하는 BLDC모터에도 적용 가능함은 물론이며, 상기한 단일로터구성 뿐만 아니라 더블로터구성을 갖는 모터에도 적용 가능함은 물론이다.In the BLDC motor, the stator unit 200 is a stator and the rotor unit 300 is a rotor. However, the rotor unit 300 may be a stator and the stator unit 200 may be a rotor It is needless to say that the present invention is applicable to a BLDC motor having a single rotor configuration as well as a motor having a blot configuration.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100... 하우징 101... 수용공간
102... 관통홀 110... 상부하우징
120... 하부하우징 200... 스테이터부
210... 스테이터 코어 220... 스테이터 코일
300... 로터부 310... 회전축
320... 마그네트 400... 센서부
410... 홀센서 420... 홀센서 커버
500... 보상권선부 510... 보상슬롯
520... 보상권선코일100 ... housing 101 ... accommodating space
102 ... through hole 110 ... upper housing
120 ... lower housing 200 ... stator part
210 ... stator core 220 ... stator coil
300 ... rotor section 310 ... rotating shaft
320 ... Magnet 400 ... Sensor part
410 ... Hall sensor 420 ... Hall sensor cover
500 ... Compensation winding part 510 ... Compensation slot
520 ... compensation winding coil

Claims (14)

내부에 수용공간이 마련된 원통형의 하우징;
상기 수용공간에 수용되어 위치가 고정되는 스테이터부;
상기 스테이터부의 내측에 회전 가능하게 설치되는 로터부; 및
회전하는 상기 로터부의 위치를 감지하는 센서부를 포함하며,
상기 스테이터부는,
상기 로터부에 대해 복수개가 원주방향을 따라 이격되어서 배치되고 각각이 반경방향을 따라 연장되는 스테이터 코어들과, 상기 스테이터 코어들 각각에 권선되는 스테이터 코일을 구비하며,
상기 복수개의 스테이터 코어들 각각은 전도성의 나노소재를 기반으로 하는 화합물 또는 고분자화합물로 이루어지며,
상기 로터부는,
상기 수용공간의 중심축상에 배치되어 축회전하는 회전축과, 상기 회전축의 외주면에 원주방향을 따라 등간격으로 결합되어 배치되는 복수개의 마그네트를 구비하며,
상기 스테이터 코어는,
카본블랙, 그래핀, 탄소나노튜브, 카본, 카본 섬유, 그라파이트, 세라믹, 글라스 및 고무 중 선택된 하나 또는 복수를 포함하는 코어소재와 수지를 포함하는 복합소재로 형성되며,
상기 회전축은,
GFRP(Glass fiber reinforced plastics) 또는 CFRP(Carbon fiber reinforced plastics)와 금속(Metal)의 혼합물로 형성되는 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터.A cylindrical housing having a housing space therein;
A stator part accommodated in the accommodating space and fixed in position;
A rotor portion rotatably installed inside the stator portion; And
And a sensor unit for sensing a position of the rotor unit rotating,
The stator unit includes:
A plurality of stator cores spaced from each other in the circumferential direction with respect to the rotor portion and each extending in the radial direction; and a stator coil wound around each of the stator cores,
Each of the plurality of stator cores is made of a compound or a polymer compound based on a conductive nanomaterial,
The rotor unit includes:
A plurality of magnets arranged on the outer circumferential surface of the rotating shaft at equal intervals along a circumferential direction,
The stator core includes:
And a composite material containing a resin and a core material containing one or more selected from carbon black, graphene, carbon nanotube, carbon, carbon fiber, graphite, ceramic, glass and rubber,
The rotation shaft
BLDC motors using nanomaterial-based polymer compounds formed from a mixture of glass fiber reinforced plastics (GFRP) or carbon fiber reinforced plastics (CFRP) and metal. 청구항 1에 있어서,
상기 하우징은, 알루미늄의 소재의 표면에 방열필름층이 형성되는 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터.The method according to claim 1,
The housing is a BLDC motor using a nano-material-based polymer compound in which a heat radiation film layer is formed on the surface of an aluminum material. 청구항 2에 있어서,
상기 방열필름층은, 그라파이트(Graphite)와 알루미늄의 혼합물이 증착되어 형성된 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터.The method of claim 2,
The heat dissipation film layer is formed by depositing a mixture of graphite and aluminum on a nano-material-based polymer compound. 청구항 2에 있어서,
상기 방열필름층은, 그라파이트와 구리의 혼합물이 증착되어 형성된 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터.The method of claim 2,
Wherein the heat radiating film layer is formed by depositing a mixture of graphite and copper. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 스테이터 코일은,
카본섬유, 그래핀섬유 및 CNT섬유 중 선택된 어느 하나 또는 복수를 포함하여 전기적 특성을 갖는 나노섬유를 포함하는 고분자화합물로 형성되는 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터.The method according to claim 1,
The stator coil
A BLDC motor using a nanocomposite-based polymer compound formed from a polymer compound including nanofibers having electrical characteristics, including one or more selected from carbon fiber, graphene fiber and CNT fiber. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 회전축은, 인발 공법 또는 시트롤링 공법 또는 필라멘트 와인딩 공법에 의하여 제조되는 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터.The method according to claim 1,
The rotary shaft is a BLDC motor using a nanocomposite-based polymer compound produced by a drawing method, a sheet rolling method, or a filament winding method. 청구항 1에 있어서,
상기 마그네트는, 네오디움, 사마륨코발트, 페라이트, 알리코 자석, 고무자석 및 본드자석 중 선택된 어느 하나로 형성되는 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터.The method according to claim 1,
Wherein the magnet is formed of any one selected from neodymium, samarium cobalt, ferrite, alico magnet, rubber magnet and bonded magnet. 청구항 1에 있어서,
상기 센서부는,
회전하는 상기 로터의 위치를 센싱하는 리졸버(Resolver) 또는 엔코더(Encoder)를 포함하는 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터.The method according to claim 1,
The sensor unit includes:
A BLDC motor using a nanocomposite based polymer compound including a resolver or an encoder that senses the position of the rotating rotor. 청구항 1에 있어서,
상기 센서부는,
상기 마그네트의 자력을 센싱하여 상기 로터부의 위치를 센싱하는 홀센서와, 상기 홀센서가 결합되고 상기 하우징에 연결되는 홀센서 커버를 포함하는 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터.The method according to claim 1,
The sensor unit includes:
A hole sensor for sensing a magnetic force of the magnet to sense a position of the rotor portion; and a Hall sensor cover coupled to the hall sensor and connected to the housing, the BLDC motor using the nanocomposite based polymer. 청구항 11에 있어서,
상기 홀센서 커버는, 유리섬유와 수지의 혼합물로 형성되는 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터.The method of claim 11,
The hole sensor cover is a BLDC motor using a nano-material-based polymer compound formed of a mixture of glass fiber and resin. 청구항 1에 있어서,
상기 스테이터부는, 상기 스테이터 코어들 사이에 보상권선부를 더 포함하는 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터.The method according to claim 1,
Wherein the stator section further comprises a compensation winding section between the stator cores. 청구항 13에 있어서,
상기 보상권선부는,
상기 스테이터 코어들 사이에 위치하는 보상슬롯과, 상기 보상슬롯의 외주면으로 권선되는 보상권선코일을 포함하는 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC모터.14. The method of claim 13,
Wherein the compensation winding section comprises:
A compensation slot located between the stator cores, and a compensation winding coil wound around the outer periphery of the compensation slot.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102030648B1 (en) * 2018-07-12 2019-10-10 (주)에스플러스컴텍 Winding coil using nanomaterial-based polymer compound and rotating electric machine with the same
KR102136967B1 (en) * 2020-03-03 2020-07-22 조옥래 Motor using coil impregnated with silver nano particles
KR102173313B1 (en) * 2020-07-15 2020-11-03 조옥래 Motor using coil imbedded with silver nano particles And Motor regeneration method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102435583B1 (en) * 2021-01-19 2022-08-24 숭실대학교 산학협력단 Magnetic field type current sensor manufactured with Carbon nanotube wire
EP4292198A1 (en) 2021-02-12 2023-12-20 Empowering The Future (Etf) Flexible stator for electric motor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS561757A (en) * 1979-06-15 1981-01-09 Hitachi Ltd Dc motor
JPH0662782U (en) * 1993-02-05 1994-09-02 株式会社富士通ゼネラル Structure of brushless motor
JP2000333387A (en) * 1999-05-04 2000-11-30 Electric Boat Corp Stator and rotor in motor
KR20100008731A (en) * 2008-07-16 2010-01-26 주식회사 뉴파워 프라즈마 Electric motor having electro conductive induction coil with compound material and electric car having the same
JP2015133804A (en) * 2014-01-10 2015-07-23 アスモ株式会社 Armature and motor including the same
KR20170059777A (en) * 2015-11-23 2017-05-31 주식회사 아모그린텍 Case for electric motor and electric motor including the same
KR20170076864A (en) * 2015-12-24 2017-07-05 윤종오 Method of producing a non-heat generating brushless motor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4105352A1 (en) * 1991-02-21 1992-08-27 Kugelfischer G Schaefer & Co Electric machine with rotor and stator formed from compressed metallic powder - bonded by soft magnetic highly permeable metal particles covered by thin insulating layer
JPH09149598A (en) * 1995-11-20 1997-06-06 Seiko Epson Corp Cooling fan, and cooling fan assembly
JP4836336B2 (en) * 2001-02-07 2011-12-14 上野製薬株式会社 Stator core for hermetic motor
JP4563244B2 (en) * 2004-05-06 2010-10-13 有限会社 エルメック Multiphase motor
JP2006015628A (en) * 2004-07-02 2006-01-19 Nissan Motor Co Ltd Partially reinforced resin-molded component and its production method
JP2009046045A (en) * 2007-08-21 2009-03-05 Jtekt Corp Electric power steering device
JP4483952B2 (en) * 2008-01-29 2010-06-16 株式会社デンソー Pump with motor
JP2011192807A (en) * 2010-03-15 2011-09-29 Honda Motor Co Ltd Dust core and method of manufacturing the same
CN102611256B (en) * 2011-01-24 2014-10-22 胡景威 Production technology of coreless micro brushless DC (Direct Current) motor
WO2017121472A1 (en) * 2016-01-13 2017-07-20 Pierburg Pump Technology Gmbh Automotive electric fluidic pump

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS561757A (en) * 1979-06-15 1981-01-09 Hitachi Ltd Dc motor
JPH0662782U (en) * 1993-02-05 1994-09-02 株式会社富士通ゼネラル Structure of brushless motor
JP2000333387A (en) * 1999-05-04 2000-11-30 Electric Boat Corp Stator and rotor in motor
KR20100008731A (en) * 2008-07-16 2010-01-26 주식회사 뉴파워 프라즈마 Electric motor having electro conductive induction coil with compound material and electric car having the same
JP2015133804A (en) * 2014-01-10 2015-07-23 アスモ株式会社 Armature and motor including the same
KR20170059777A (en) * 2015-11-23 2017-05-31 주식회사 아모그린텍 Case for electric motor and electric motor including the same
KR20170076864A (en) * 2015-12-24 2017-07-05 윤종오 Method of producing a non-heat generating brushless motor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102030648B1 (en) * 2018-07-12 2019-10-10 (주)에스플러스컴텍 Winding coil using nanomaterial-based polymer compound and rotating electric machine with the same
KR102136967B1 (en) * 2020-03-03 2020-07-22 조옥래 Motor using coil impregnated with silver nano particles
KR102173313B1 (en) * 2020-07-15 2020-11-03 조옥래 Motor using coil imbedded with silver nano particles And Motor regeneration method

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