KR101919976B1 - 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 ｂｌｄｃ 모터 - Google Patents

나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 ｂｌｄｃ 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 BLDC 모터에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면, 고정자 코어와 고정자 권선코일을 구비하는 고정자; 및 복수개의 마그네트들을 구비하고 상기 고정자에 대해 회전하는 회전자를 포함하며, 상기 고정자 코어는 요크부와, 상기 요크부로부터 돌출되고 상기 고정자 권코일이 권취되는 복수개의 고정자코일 권취부들을 구비하며, 상기 요크부와 상기 고정자코일 권취부는 이종재질로서, 상기 요크부는 수지재이고, 상기 고정자코일 권취부는 전도성 나노소재와 수지를 포함하는 복합소재인 BLDC 모터가 제공된다.

Description

나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 ＢＬＤＣ 모터 {BLDC MOTOR USING NANOMATERIAL-BASED POLYMER COMPOUND}
본 발명은 나노소재 고분자 화합물을 이용한 BLDC 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중량을 감소시켜서 경량 슬림형으로 형성될 수 있으며 전동기의 성능 및 효율을 향상시킬 수 있는 나노소재 고분자 화합물을 이용한 BLDC 모터에 관한 것이다.
일반적으로, 전동기는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 가정용 전자제품뿐만 아니라 산업용 기기 등에 광범위하게 사용되고 있다.
한편, 이러한 다양한 전동기 중에서 일반적으로 BLDC 모터(Brushless DC Motor)는 브러시와 정류자 등의 기계적인 요소 대신 스위칭 소자로 구성된 정류 회로를 사용하는 직류 전동기로서, 마모에 따른 브러시의 교체가 필요 없으며, 구동소음이 적은 것이 특징이다. 이러한 BLDC 전동기는 회전자에 계자, 고정자에 전기자 권선을 설치하고, 홀센서(hall sensor), 포토 다이오드(photo diode)를 이용하여 권선의 전류방향을 결정함으로써 브러시형의 전동기와 같은 특성을 갖도록 한 전동기로서, 일반적인 유도전동기나 교류 전동기가 전류의 방향 전환을 위해 3상 또는 4상 인버터를 이용하고 있는 것과는 달리 내부 드라이브에서 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.
그런데, 종래의 BLDC 모터는 고정자와 하우징 등을 포함하는 구성 대부분을 금속소재로 이루어졌기 때문에 중량이 무거워 초경량 슬림형 전동기로 제조하기 어려운 문제점이 있었으며, 높은 중량으로 인한 관성효과 등으로 인하여 모터의 성능 및 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1482939호
본 발명의 목적은 중량을 감소시켜 초경량 슬림형 전동기를 이룰 수 있으며, 중량을 줄여 관성효과를 줄이고 전동기의 성능 및 효율을 향상시킬 수 있는 나노소재 고분자 화합물을 이용한 BLDC 모터를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,
고정자 코어와 고정자 권선코일을 구비하는 고정자; 및 복수개의 마그네트들을 구비하고 상기 고정자에 대해 회전하는 회전자를 포함하며, 상기 고정자 코어는 요크부와, 상기 요크부로부터 돌출되고 상기 고정자 권코일이 권취되는 복수개의 고정자코일 권취부들을 구비하며, 상기 요크부는 수지재를 포함하고, 상기 고정자코일 권취부는 전도성 나노소재와 수지를 포함하는 복합소재인, BLDC 모터가 제공된다.
상기 고정자 코어는 상기 요크부의 재질과 상기 고정자코일 권취부의 재질이 다른 이종재질로 이루어지며 인서트사출 성형 또는 이중사출 성형에 의해 제조될 수 있다.
상기 전도성 나노소재는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래핀 및 그라파이트 중 선택된 하나 또는 복수를 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 고정자 코어와 고정자 권선코일을 구비하는 고정자; 및 복수개의 마그네트들을 구비하고 상기 고정자에 대해 회전하는 회전자를 포함하며, 상기 고정자 코어는 요크부와, 상기 요크부로부터 돌출되고 상기 고정자 권코일이 권취되는 복수개의 고정자코일 권취부들을 구비하며, 상기 고정자 권선코일은 전도성 나노소재를 기반으로 하는 고분자화합물의 복합소재로 이루어진 BLDC 모터가 제공된다.
상기 전도성 나노소재는 전도성 나노섬유이며, 상기 고정자 권선코일은 전기 절연성의 수지재로 이루어지는 기지재의 내부에 상기 전도성 나노섬유가 네트워크를 형성한 것일 수 있으며, 상기 전도성 나노섬유는 상기 기지재의 외부로 노출되지 않도록 형성된다.
본 발명에 따른 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC 모터는 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 중량을 감소시켜 초경량 슬림형 전동기로 제조할 수 있으며, 이렇게 중량을 저감시킴으로써 관성효과를 줄이고 코킹 감소 효과로 인한 전동기의 성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.
둘째, 표면적을 넓힌 알루미늄의 소재에 방열필름층이 형성된 하우징을 통하여 방열핀과 같은 별도의 방열수단 없이 상기 고정자와 상기 회전자로부터 발생되는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있으며 발열로 인한 전동기 성능저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 중량을 감소시킬 수 있다. 또한 상기 전도성 나노소재에 유리섬유 및 수지 등을 활용하여 형성된 하우징 또는 알루미늄 등의 금속과 전도성 나노소재를 혼합하여 형성된 하우징을 활용할 수도 있다.
셋째, 초경량 슬림형 고효율 전동기로 로봇이나 전기 자동차 등에 적용되어 전기효율 및 전동기 효율을 높일 수 있는 경량 슬림형으로 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC 모터를 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 BLDC 모터에서 고정자와 회전자를 도시한 평면도로서, 고장자 권선코일 및 보상 권선코일은 생략하여 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 고정자의 A-A'선에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 BLDC 모터에서 고정자와 회전자를 도시한 평면도로서, 고정자 권선코일 및 보상 권선코일은 생략하여 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노소재 기반 고분자 화합물을 이용한 BLDC 모터(이하 'BLDC 모터'라 한다)가 분해사시도로서 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, BLDC 모터(100a)는 하우징(100)과, 하우징(100)의 내부에 고정되도록 수용되는 고정자(200)와, 하우징(100)의 내부에 고정자(200)에 대해 회전축선(X)을 중심으로 회전하도록 수용되는 회전자(300)와, 회전자(300)의 위치를 감지하는 센서 모듈(400)을 포함한다. 도 1에 도시된 BLDC 모터(100a)는 회전자(300)가 고정자(200)의 내부에 위치하는 내전형이다.
하우징(100)은 회전축선(X)을 중심으로 하는 원통형상으로서, 내부에 고정자(200)와 회전자(300)가 수용되는 수용공간(101)을 제공한다. 하우징(100)은 회전축선(X) 방향을 따라 위치하는 제1 케이스(110)와 제2 케이스(120)를 구비한다. 두 케이스(110, 120)가 결합되어서 수용 공간(101)이 형성된다. 제1 케이스(110)에는 중심축선(X) 상에 위치하는 제1 관통구멍(102)이 형성되고, 제2 케이스(120)에는 중심축선(X) 상에 위치하는 제2 관통 구멍(103)이 형성된다. 제2 케이스(120)에는 센서 모듈(400)가 설치된다.
하우징(100)은 표면적을 넓힌 알루미늄의 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 하지만 이는 중량을 줄이고 방열효과를 향상시키기 위한 실시예 중 하나로서 알루미늄 외에 다른 금속 또는 비금속도 하우징(100)의 소재로 사용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 또한, 하우징(100)의 소재로는 전도성 나노소재에 유리섬유 및 수지 등을 혼합하여 형성된 것 또는 알루미늄 등의 금속과 전도성 나노소재를 혼합하여 형성된 것이 사용될 수 있으며, 상기 전도성 나노소재는 그라파이트, 카본블랙, 탄소나노튜브 및 그래핀 중 선택된 하나 또는 복수를 포함하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 공지의 전도성 나노튜브, 전도성 나노입자 및 전도성 나노섬유를 모두 포함하며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
하우징(100)의 표면에는 방열효과를 극대화하기 위하여 방열필름층이 형성되는 것이 바람직하다. 방열필름층에 의해 방열효과뿐만 아니라 내구성도 향상되도록, 방열필름층은 그라파이트(Graphite)와 알루미늄(Al)의 혼합물을 증착하여 형성되거나, 그라파이트와 구리(Cu)의 혼합물을 증착하여 형성될 수 있다. 방열필름층은 200㎛이하의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 그에 따라, 하우징(100)은 방열핀과 같은 별도의 방열수단이 없이도 고정자(200)와 회전자(300)로부터 발생되는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있다.
고정자(200)는 하우징(100)의 내부에 형성되는 수용공간(101)에 수용되며, 하우징(100)에 대해 회전하지 않도록 고정된다. 도 2에는 고정자(200)와 회전자(300)가 평면도로 도시되어 있으며, 도 3에는 고정자(200)가 도 1의 A-A'선에 대한 단면도로서 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 고정자(200)는 고정자 코어(210)와, 고정자 코어(210)에 권취된 고정자 권선코일(220)과, 고정자 코어(210)에 권취된 보상 권선코일(510)을 구비한다. 고정자(200)의 내부에는 회전자(300)가 고정자(200)에 대해 회전축선(X)을 중심으로 회전하도록 배치된다.
고정자 코어(210)는 링 형태의 요크부(211)와, 요크부(211)로부터 돌출되어서 형성되는 복수개의 고정자 치부(215)들과, 요크부(211)로부터 돌출되어서 형성되는 복수개의 보상코일 권취부(218)들을 구비한다.
요크부(211)는 회전축선(X)을 중심으로 하는 링 형태로서, 요크부(211)의 재질은 사출성형에 의해 성형되는 수지인 것으로 설명하며, 본 실시예에서는 페놀 계통의 수지인 것으로 설명한다. 요크부(211)의 내주면에 복수개의 고정자 치부(215)들과 복수개의 보상코일 권취부(218)들이 위치한다.
복수개의 고정자 치부(215)들은 요크부(211)의 내주면에 원주방향을 따라서 등간격으로 위치한다. 본 실시예에서는 고정자 치부(215)가 네 개인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 복수개의 고정자 치부(215)들 각각은 요크부(211)의 내주면으로부터 돌출되어서 회전축선(X)을 향해 반경방향 안쪽으로 연장되는 고정자코일 권취부(216)와, 고정자코일 권취부(216)의 끝단에 형성되는 내측 요크(217)를 구비한다. 고정자 치부(215)의 재질은 전도성 나노소재를 기반으로 하는 고분자 화합물로서, 전도성 나노소재와 수지를 포함하는 복합소재이다. 본 실시예에서 고정자 치부(215)에 사용되는 전도성 나노소재는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래핀 및 그라파이트 중 선택된 하나 또는 복수를 포함하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 공지의 전도성 나노튜브, 전도성 나노입자 및 전도성 나노 섬유를 모두 포함하며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 본 실시예에서 고정자 치부(215)에 사용되는 수지는 페놀 계통의 수지인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
고정자코일 권취부(216)는 요크부(211)의 내주면으로부터 회전축선(X)을 향해 돌출되어서 반경방향 안쪽으로 연장된다. 고정자코일 권취부(216)에 고정자 권선코일(220)이 권취된다.
내측 요크(217)는 고정자코일 권취부(216)의 내측 끝단에 위치하며, 고정자코일 권취부(216)로부터 원주방향 양쪽으로 연장되어서 형성된다.
복수개의 보상코일 권취부(218)들은 요크부(211)의 내주면에 등각격으로 위치하며, 복수개의 보상코일 권취부(218)들 각각은 이웃한 두 고정자 치부(215)들의 사이에 배치된다. 본 실시예에서는 보상코일 권취부(218)가 네 개인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며 고정자 치부(215)의 개수에 대응하여 변경될 수 있다. 보상코일 권취부(218)는 요크부(211)의 내주면으로부터 돌출되어서 회전축선(X)을 향해 반경방향 안쪽으로 연장된다. 복수개의 보상코일 권취부(218)들 각각에 보상 권선코일(510)이 권취된다. 보상코일 권취부(218)의 재질은 전도성 나노소재를 기반으로 하는 고분자 화합물로서, 전도성 나노소재와 수지를 포함하는 복합소재이다. 본 실시예에서 보상코일 권취부(218)에 사용되는 전도성 나노소재는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래핀 및 그라파이트 중 선택된 하나 또는 복수를 포함하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 공지의 전도성 나노튜브, 전도성 나노입자 및 전도성 나노 섬유를 모두 포함하며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 본 실시예에서 보상코일 권취부(218)에 사용되는 수지는 페놀 계통의 수지인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
고정자 코어(210)를 구성하는 요크부(211), 고정자 치부(215) 및 보상코일 권취부(218)는 일체로 형성되는데, 수지재인 요크부(211), 전도성 나노소재를 기반으로 하는 고분자 화합물의 복합소재인 고정자 치부(215) 및 전도성 나노소재를 기반으로 하는 고분자 화합물의 복합소재인 보상코일 권취부(218)를 일체로 형성하기 위하여, 고정자 코어(210)는 인서트사출 성형 또는 이중사출 성형을 통해 제조될 수 있다. 인서트사출 성형 및 이중사출 성형은 통상적인 방식의 것이 사용될 수 있는데, 예를 들어, 인서트사출 성형의 경우, 미리 성형된 고정자 치부(215) 및 보상코일 권취부(218)를 인서트사출 금형의 캐비티에 안착시킨 후 요크부(211)의 소재인 용융 수지를 주입하여 고정자 코어(210)를 제조할 수 있으며, 이중사출 성형의 경우, 이중사출 금형을 이용하여 요크부(211)의 소재인 용융 수지를 주입하여 요크부(211)를 성형한 후, 고정자 치부(215)와 보상코일 권취부(218)의 소재인 전도성 나노소재를 포함하는 용융 수지를 추가 주입하여 고정자 치부(215)와 보상코일 권취부(218)를 요크부(211)에 일체로 형성함으로써 고정자 코어(210)가 제조될 수 있다. 즉, 이종재질인 요크부(211)와 고정자 치부(215) 및 보상코일 권취부(218)를 구비하는 고정자 코어(210)는 인서트사출 성형 또는 이중사출 성형을 통해 제조될 수 있다.
상기 실시예에서는 요크부(211)가 고정자 치부(215) 및 보상코일 권취부(218)와 다른 재질로 이루어지는 것으로 설명하였으나, 이와는 달리 요크부(211)가 고정자 치부(215) 및 보상코일 권취부(218)와 동일한 소재인 전도성 나노소재를 기반으로 하는 고분자 화합물의 복합소재로 이루어질 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
고정자 권선코일(220)은 복수개의 고정자 치부(215)들 각각의 코일 권취부(216)에 권취된다. 고정자 권선코일(220)은 전도성 나노소재를 기반으로 하는 고분자화합물의 복합소재로 이루어진다. 더욱 상세하게는 고정자 권선코일(220)은 유연한 전기 절연성의 수지재로 이루어지는 기지재(매트릭스)의 내부에 전도성 나노소재가 네트워크를 형성하는 것이다. 고정자 권선코일(220)에 사용되는 전도성 나노소재로는 그라파이트, 카본섬유, 그래핀섬유 또는 탄소나노섬유 등의 전도성 나노섬유일 수 있으며, 전도성 나노소재는 기지재의 외부로 노출되지 않는다.
보상 권선코일(510)은 복수개의 보상코일 권취부(218)들 각각에 권취된다. 보상 권선코일(510)은 전도성 나노소재를 기반으로 하는 고분자화합물의 복합소재로 이루어진다. 더욱 상세하게는 보상 권선코일(510)은 유연한 전기 절연성의 수지재로 이루어지는 기지재(매트릭스)의 내부에 전도성 나노소재가 네트워크를 형성하는 것이다. 보상 권선코일(510)에 사용되는 전도성 나노소재로는 그라파이트, 카본섬유, 그래핀섬유 또는 탄소나노섬유 등의 전도성 나노섬유일 수 있으며, 전도성 나노소재는 기지재의 외부로 노출되지 않는다. 보상 권선코일(510)은 보상 형태에 따라 설정된 특정각도를 가지고 감겨질 수 있다.
회전자(300)는 고정자(200)의 내측에 위치하며 고정자(200)에 대하여 회전축선(X)을 중심으로 회전한다. 회전자(300)는 회전축선(X)을 중심으로 하는 디스크 형상의 몸체부(310)와, 몸체부(310)의 중심을 지나가며 회전축선(X)을 따라 연장되고 회전축선(X)을 중심으로 축회전하는 회전 샤프트(320)와, 몸체부(310)의 외주면에 원주방향을 따라서 등간격으로 배치되도록 결합되는 복수개의 마그네트(330)들을 구비한다.
몸체부(310)와 회전 샤프트(320)는 GFRP(Glass fiber reinforced plastics) 또는 CFRP(Carbon fiber reinforced plastics)와 금속(Metal)의 혼합물로 형성되어, 중량을 저감시킴은 물론 강성도 증대시킬 수 있다. 몸체부(310)와 회전 샤프트(320)은 상기 혼합물을 인발 공법에 의하여 제조되거나 또는 시트롤링 공법 또는 필라멘트 와인딩 공법에 의하여 중공형태로 제조될 수 있다.
마그네트(330)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.
센서 모듈(400)은 마크네트(330)의 자력을 센싱하여 회전자(300)의 위치를 감지하고, 이러한 신호를 정류회로로 송신하는 역할을 한다.
센서 모듈(400)은 제2 케이스(120)의 내측에 설치되어 회전자(300)의 위치를 감지하는 홀센서(410)와, 홀센서(410)가 결합되어 홀센서(410)를 보호하고 하우징(100)에 연결되는 홀센서 커버(420)를 구비한다.
홀센서 커버(420)는 중량저감을 위하여 가볍고 절연체로 이루어진 유리섬유와 PA6계열의 수지의 혼합물의 재질로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.
센서 모듈(400)은 홀센서(410) 외에 리졸버(Resolver) 또는 엔코더(Encoder)를 포함하여, 초경량 슬림형에 대응하여 정밀하게 회전자(300)의 위치를 감지할 수도 있다. 여기서, 센서 모듈(400)은 홀센서(410)와, 리졸버와 엔코더를 적용하는 경우에 대하여 나타내었으나, 상기한 목적을 달성할 수 있다면 이 외 다양한 구성이 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 실시예에서 본 발명은 BLDC 모터가 회전자가 고정자의 내측에 위치하는 내전형인 경우에 대하여 설명하였으나, 이와는 달리 본 발명은 고정자가 회전자의 내측에 위치하는 외전형의 BLDC 모터에도 동일하게 적용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 도 4에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 외전형의 BLDC 모터의 회전자와 고정자의 구성이 평면도로서 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 회전자(600)는 링 형태의 회전자 몸체(610)와, 회전자 몸체(610)의 내주면에 등간격으로 배치되도록 결합되는 복수개의 마그네트(620)을 구비한다. 회전자 몸체(610)는 GFRP(Glass fiber reinforced plastics) 또는 CFRP(Carbon fiber reinforced plastics)와 금속(Metal)의 혼합물로 형성되어, 중량을 저감시킴은 물론 강성도 증대시킬 수 있다. 회전자(600)는 고정자(700)에 대해 회전가능하게 설치된다.
고정자(700)는 회전자(600)의 내측에 고정되도록 설치된다. 고정자(700)는 고정자 코어(710)와, 고정자 코어(710)에 권취되는 고정자 권선코일(미도시)과, 고정자 코어(710)에 권취된 보상 권선코일(미도시)을 구비한다.
고정자 코어(710)는 링 형태의 요크부(711)와, 요크부(711)로부터 돌출되어서 형성되는 복수개의 고정자 치부(715)들과, 요크부(711)로부터 돌출되어서 형성되는 복수개의 보상코일 권취부(718)들을 구비한다.
요크부(711)는 회전축선(X)을 중심으로 하는 링 형태로서, 요크부(711)의 재질은 사출성형에 의해 성형되는 수지인 것으로 설명하며, 본 실시예에서는 페놀 계통의 수지인 것으로 설명한다. 요크부(711)의 외주면에 복수개의 고정자 치부(715)들과 복수개의 보상코일 권취부(718)들이 위치한다.
복수개의 고정자 치부(715)들은 요크부(711)의 외주면에 원주방향을 따라서 등간격으로 위치한다. 본 실시예에서는 고정자 치부(715)가 네 개인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 복수개의 고정자 치부(715)들 각각은 요크부(711)의 외주면으로부터 돌출되어서 반경방향 바깥쪽으로 연장되는 고정자코일 권취부(716)와, 고정자코일 권취부(716)의 끝단에 형성되는 외측 요크(717)를 구비한다. 고정자 치부(715)의 재질은 전도성 나노소재를 기반으로 하는 고분자 화합물로서, 전도성 나노소재와 수지를 포함하는 복합소재이다. 본 실시예에서 고정자 치부(715)에 사용되는 전도성 나노소재는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래핀 및 그라파이트 중 선택된 하나 또는 복수를 포함하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 공지의 전도성 나노튜브, 전도성 나노입자 및 전도성 나노 섬유를 모두 포함하며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 본 실시예에서 고정자 치부(715)에 사용되는 수지는 페놀 계통의 수지인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
고정자코일 권취부(716)는 요크부(711)의 외주면으로부터 돌출되어서 반경방향 바깥으로 연장된다. 고정자코일 권취부(716)에 고정자 권선코일(미도시)이 권취된다.
외측 요크(717)는 고정자코일 권취부(716)의 외측 끝단에 위치하며, 고정자코일 권취부(716)로부터 원주방향 양쪽으로 연장되어서 형성된다.
복수개의 보상코일 권취부(718)들은 요크부(711)의 외주면에 등각격으로 위치하며, 복수개의 보상코일 권취부(718)들 각각은 이웃한 두 고정자 치부(715)들의 사이에 배치된다. 본 실시예에서는 보상코일 권취부(718)가 네 개인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며 고정자 치부(715)의 개수에 대응하여 변경될 수 있다. 보상코일 권취부(718)는 요크부(711)의 외주면으로부터 돌출되어서 반경방향 바깥쪽으로 연장된다. 복수개의 보상코일 권취부(718)들 각각에 보상 권선코일(미도시)이 권취된다. 보상코일 권취부(718)의 재질은 전도성 나노소재를 기반으로 하는 고분자 화합물로서, 전도성 나노소재와 수지를 포함하는 복합소재이다. 본 실시예에서 보상코일 권취부(718)에 사용되는 전도성 나노소재는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래핀 및 그라파이트 중 선택된 하나 또는 복수를 포함하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 공지의 전도성 나노튜브, 전도성 나노입자 및 전도성 나노 섬유를 모두 포함하며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 본 실시예에서 보상코일 권취부(718)에 사용되는 수지는 페놀 계통의 수지인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
고정자 코어(710)를 구성하는 요크부(711), 고정자 치부(715) 및 보상코일 권취부(718)는 일체로 형성되는데, 수지재인 요크부(711), 전도성 나노소재를 기반으로 하는 고분자 화합물의 복합소재인 고정자 치부(715) 및 전도성 나노소재를 기반으로 하는 고분자 화합물의 복합소재인 보상코일 권취부(718)를 일체로 형성하기 위하여, 고정자 코어(710)는 인서트사출 성형 또는 이중사출 성형을 통해 제조될 수 있다.
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.
100a : BLDC 모터 100 : 하우징
101 : 수용 공간 102 : 제1 관통구멍
103 : 제2 관통구멍 110 : 제1 케이스
120 : 제2 케이스 200 : 고정자
210 : 고정자 코어 211 : 요크부
215 : 고정자 치부 218 : 보상코일 권취부
220 : 고정자 권선코일 300 : 회전자
310 : 몸체부 320 : 회전 샤프트
330 : 마그네트 400 : 센서 모듈
410 : 홀센서 420 : 홀센서 커버
500 : 보상권선부 510 : 보상 권선코일

Claims (15)

  1. 고정자 코어와 고정자 권선코일을 구비하는 고정자; 및
    복수개의 마그네트들을 구비하고 상기 고정자에 대해 회전하는 회전자를 포함하며,
    상기 고정자 코어는 수지재로 이루어지는 요크부와, 상기 요크부로부터 돌출되고 상기 고정자 권선코일이 권취되며 상기 요크부와 다른 재질인 전도성 나노소재와 수지를 포함하는 복합소재로 이루어지는 복수개의 고정자코일 권취부들을 구비하며,
    상기 고정자 코어는 인서트사출 성형 또는 이중사출 성형에 의해 제조되어서 상기 요크부와 상기 복수개의 고정자코일 권취부가 일체로 형성되며,
    상기 전도성 나노소재는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래핀 및 그라파이트 중 선택된 하나 또는 복수를 포함하는, BLDC 모터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정자는 보상 권선 코일을 더 구비하며,
    상기 고정자 코어는 상기 요크부로부터 돌출되는 상기 보상 권선 코일이 권취되는 복수개의 보상코일 권취부들을 더 구비하며,
    상기 복수개의 보상코일 권취부들 각각은 상기 복수개의 고정자코일 권취부들 사이에 위치하며,
    상기 보상코일 권취부는 전도성 나노소재와 수지를 포함하는 복합소재인 BLDC 모터.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전자는 상기 고정자의 내측에 위치하며,
    상기 요크부는 링 형태이고, 상기 복수개의 고정자코일 권취부들 각각은 상기 요크부의 내주면으로부터 돌출되어서 반경방향 안쪽으로 연장되는 BLDC 모터.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정자는 상기 회전자의 내측에 위치하며,
    상기 복수개의 고정자코일 권취부들 각각은 상기 요크부의 외주면으로부터 돌출되어서 반경방향 바깥쪽으로 연장되는 BLDC 모터.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정자와 상기 회전자가 수용되는 수용공간을 제공하는 하우징을 더 포함하며,
    상기 하우징은 알루미늄의 소재의 표면에 방열필름층이 형성되는 BLDC 모터.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정자와 상기 회전자가 수용되는 수용공간을 제공하는 하우징을 더 포함하며,
    상기 하우징은 전도성 나노소재에 유리섬유 및 수지를 혼합한 복합소재, 또는 금속과 전도성 나노소재를 혼합한 복합소재로 이루어지는 BLDC 모터.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정자 권선코일은 전도성 나노소재를 포함하는 고분자화합물의 복합소재로 이루어지는 BLDC 모터.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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