KR102109737B1 - 박막의 접지부재를 이용한 전식 방지 구조를 갖는 비엘디시 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통전시 회전 자기장을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 스테이터코어(121); 상기 스테이터코어(121)의 코일로부터 절연을 위한 인슐레이터(130,140)가 각각 결합되도록 구성되는 스테이터(120); 상기 스테이터(120)의 회전 자기장에 의해 발생 된 회전력을 부하로 전달하는 로터(160)가 수용되는 하우징(110); 상기 로터(160)의 중심부에 결합 되어 함께 회전하는 로터축(161)이 상기 하우징(110)을 관통하며 이루어지고, 상기 로터(160)의 상하에 각각 상기 로터축(161)과 결합되는 상·하베어링(162,163); 상기 하우징(110)의 상단 개구되는 부위에 커버되며 상기 로터축(161)의 베어링을 커버하게 되는 베어링브라켓(170); 상기 베어링브라켓(170) 하단 외주연과 하우징(110)의 개구된 내측 단턱면(112) 사이에 일단이 게재되고, 상기 스테이터코어(121)와 인슐레이터(130 또는 140))간 결합에 의해 압입 결합되어 전식현상을 방지하기 위해, 통전 가능한 박막 형태의 동판필름으로 이루어지고 일면에는 이형지에 의해 보호되는 점착층을 갖는 접지부재(150);를 특징으로 하여,
접지부재에 의해 베어링 상하간의 전위차를 줄여주어 베어링 내부에서 발생되는 축 전류에 의해 베어링 내부 쇼트가 발생되지 않도록 억제하여 베어링 손상을 방지할 수 있는 전식 방지하여 베어링의 전식 현상을 완벽하게 차단, 예방하므로서, 제품의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과와, 스테이터의 구조 변경에 의해 그 조립성을 향상시켜 BLDC 모터의 전체적 조립성을 향상시킬 수 있어, 조립의 용이함에 따른 생산성을 증대시킬 수 있는 효과 및 규격화되어 생산되는 기성 부속품들의 변형이나 변경 없이 비교적 간단하게 전식 방지 가능한 구성을 제공할 수 있어, 별도의 가공비 및 가공공정을 요구하지 않는 상태에서 규격화되어 공급되는 부속품에 적용 가능하게 되므로 생산성 및 생산 비용 등을 현저하게 절감할 수 있는 효과를 갖는, 전식 방지 구조를 갖는 비엘디씨 모터에 관한 것이다.

Description

박막의 접지부재를 이용한 전식 방지 구조를 갖는 비엘디시 모터{BLDC motor with anti-electric construction}

본 발명은 BLDC 모터에 관한 것으로 특히 모터의 하우징 외측으로 베어링과 로터축에서 발생 되는 유도전하가 외부로 방전되면서 생기는 전식 현상으로부터 베어링을 보호하기 위해 방전의 회로 차단 및 베어링을 보호하기 위한 전식 방지 구조를 갖는 BLDC 모터에 관한 것이다.

모터는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 회전력을 얻는 역학적에너지로 전환하는 장치로, 모터에 공급되는 전류의 특성에 따라 크게 DC 모터(직류 모터)와 AC모터(교류 모터)로 분류되며, DC모터는 정류자와 브러쉬의 접촉에 의해 작동되는 것으로 속도, 토크 및 회전방향의 제어가 용이한 장점이 있는 반면에 브러쉬가 마모되어 모터의 내구성을 저하시키고 작동성능을 약화시키는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 브러쉬를 사용하지 않는 BLDC 모터(Brushless direct current motor)가 개발되어 사용되고 있다.

BLDC 모터는 로터(rotor; 회전자)가 스테이터(stator; 고정자) 내부에 위치하는 이너 로터 타입(내전형 BLDC 모터)과, 로터가 스테이터 외부에 위치하는 아우터 로터 타입(외전형 BLDC 모터)로 분류된다.

이너 로터 타입(내전형 BLDC 모터)은 아우터 로터 타입(외전형 BLDC 모터)에 비하여 로터의 외경이 작아지므로 관성 모멘트를 작게 할 수 있어 속응이 요구되는 용도에 적합하지만 영구자석의 기계적 강도나 로터와의 접착 강도의 제한 때문에 고속 회전이 어렵고, 반면 아우터 로터 타입(외전형 BLDC 모터)의 경우는 로터의 외경이 커서 관성 모멘트가 크지만 로터의 안쪽에 영구자석을 부착할 수 있어 고속용으로 적합하다는 특징을 가지고 있다.

통상적인 구조를 갖는 BLDC 모터의 구조를 도시한 도 1의 도면을 참조하여 설명하면, BLDC 모터(10)는 베어링브래킷(11)과, 회전축(12), 회전자(로터; 13) 및 고정자(스테이터; 14)와, 볼베어링(15), 인쇄회로기판(16)과 위치검출소자(17)를 포함하는 구성을 갖고 있다.

볼베어링(15)은 내륜(15a)과 외륜(15b) 및 내외륜(15a,15b) 사이에 개재되는 복수개의 볼(15c)를 포함하고, 회전축(12)의 외주면이 내륜(15a)의 내주면과 접촉하도록 결합되고 있으며, 외륜(15b)은 베어링브래킷(11)에 결합된다.

상기 로터(회전자; 13)는 회전축(12)에 결합 되어 회전축(12)과 함께 회전되며, 로터(회전자; 13)에는 N극과 S극으로 자화된 영구자석(13a)이 회전축(12)의 원주방향을 따라 교대로 배치, 결합 된다.

상기 스테이터(고정자; 14)는 베어링브래킷(11)에 고정되고 회전축(12)의 반경 방향으로 이격되어 구성되며, 권선코일(14a)이 스테이터(고정자; 14)에 권취 되고 위치검출소자(17)를 구비한 인쇄회로기판(16)에 전기적으로 연결된다.

인쇄회로기판(16)의 제어신호에 따라, 권선코일(14a)에 전원이 인가되어 생성된 자속이 스테이터(고정자; 14)를 통해 로터(회전자; 13)로 전달되어 회전축(12)이 함께 회전하게 된다.

이 경우에, 위치검출소자(17)에 의해 검출된 영구자석(13la)의 자극에 대한 신호가 인쇄회로기판(16)에 전달되면, 인쇄회로기판(16)은 권선코일(14a)이 다른 자성을 갖도록 스위칭되어 로터(회전자; 13)를 지속적으로 회전시키게 된다.

인쇄회로기판(16)의 스위칭시 또는 회전축(12)의 회전속도 변화시, 로터(회전자; 13)에는 순간적인 유도전하가 발생하게 되는데, 이 유도전하는 회전축(12)을 따라 이동되고 볼베어링(15)의 내륜(15a)을 통해 볼(15c)에 전달되는 과정을 거치게 된다.

이와 같이 볼(15c)로 전달되는 유도전하는 순간적인 방전으로 인해 볼(15c)에 손상을 가하거나 윤활유를 고형화할 수 있는데, 이러한 현상을 전식(Electrical corrosion) 현상이라 한다.

이러한 전식현상은 내륜(15a)이 외륜(15b)에 대해 회전할 때 소음 및 진동을 발생시키게 되어 볼베어링(15)의 성능저하 및 파손을 유발시키는 문제점이 있고, 특히 고주파의 유도전하는 도체와 도체가 직접 접촉하지 않고 이격 되는 경우에도 이격된 도체 사이를 건너 뛰어 이동하게 되는 표유전류(stray current)와 같은 유도전하가 다른 요소까지 전달되어 모터(10)의 예기치 못한 오작동을 유발시키는 문제점이 있다.

국내 특허등록 제10-0963295호에는 전식을 방지하기 위한 기술이 개시되어 있는데, 볼 베어링의 전식을 방지하기 위하여 볼 베어링이 결합되는 로터 축에 절연링이 구비되고, 볼 베어링의 측면에 로터 축과 전기적 연결을 방지하는 절연링이 구비된 구성을 제공하게 되는데, 그 구성 및 조립 공정이 매우 복잡한 단점이 있다.

한편 이외에도 국내 특허등록 제10-1442414호인 '모터 접지구조'가 개시되고 있는바 해당 등록공보에 기재되어 있는 권리범위 기재 내용에 의하면,

『상면에 형성된 개구부 둘레를 따라 플렌지부(120)가 돌출 형성되어 있는 수지재질의 하우징(100);

상기 하우징(100)과의 결합을 위해 하면에 상기 플래니부(120)가 삽입되는 결합홈부(410)가 형성되어 있는 금속재질의 베어링커버(400);

상기 하우징(100)의 내부에 고정 설치되며, 내측면에 코일이 권선되는 다수개의 티스가 환형으로 형성되어 있는 스테이터코어(210) 및

일단은 상기 플랜지부(120)에 결합되어 상기 베어링커버(400)가 하우징(100)의 상면에 결합될 때 베어링커버(400)의 결합홈부(410)에 접촉하고, 타단은 하우징(100)을 관통하여 스테이터코어(210)에 접촉하는 금속재질의 커넥터(500)를 포함하여 이루어지고,

상기 커넥터(500)는 상기 플랜지부(120)의 외면을 감싸는 클립형태의 브라켓(510)과, 상기 브라켓(510)의 일측에서 연장되어 하우징(100)의 외면에 밀착되는 연결플레이트(520)와, 상기 하우징(100)을 관통하여 스테이터코어(210)에 나사결합됨과 동시에 상기 연결플레이트(520)를 가압하여 하우징(100) 외면에 고정시키는 스크류(530)를 포함하여 이루어지며, 상기 하우징(100)과 스테이터코어(210)에는 상기 스크류(530)와의 나사 결합을 위한 체결홀(140,212)이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 접지구조.』

를 제시하고 있다.

이와 같은 선행기술의 경우 도 2에서 보는 바와 같이 하우징의 외측으로 커넥터(500)를 스크류(530)등을 이용하여 나사 체결토록 하므로서 전식을 방지하기 위한 구조를 제시하게 되는데 이를 위해서는 스테이터코어와 하우징에 각각 체결홀을 천공하여야 한다.

통상적으로 사용목적 및 용도에 따라 규격화된 제품으로 제작되는 BLDC 모터 각 구성부품들은 전술한 선행기술의 목적 달성을 위해 스테이터코어와 하우징에 각각 체결홀을 천공하여야 하는 별도의 공정을 필수적으로 수반하게 되고, 커넥터의 제조 및 이들을 다시 별도로 결합하여 스크류로 조이며 결합하기 위한 공정들이 필수적으로 수반되어야 한다.

BLDC 모터를 제작하는 현 거래업계의 실정상 각 부속품들이 하나의 제조 현장에서 제작되기 보다는, 여러 아웃소싱 등을 이용하여 부속품들의 조달이 이루어지는 경향이 매우 두드러지는 실정에서 각 부속품들에게 별도의 공정이 부가될 경우 그 영향은 제품의 가격 증가로 이어지는 등, 가격측면에서 상승되는 문제점이 있을 수 있다.

한편, 상기한 선행기술 이외에도 다수의 발명들이 특허 등의 공개문헌 및 공고문헌등을 통하여 공개되고 있으며 전식 방지 효과 측면에서 일정정도의 효과를 기대할 수 있으나 불필요한 작업공정등을 모두 수반하여야 하는 문제점은 항상 노출되어 있다.

국내 특허등록 제10-0963295호 (2010.06.11일 공고) 국내 특허등록 제10-1442414호 (2014.09.24 공고)

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해, 접지부재(150) 또는 절연부재를 활용하여 전식 방지 구조를 갖는 BLDC 모터 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 전식 방지 구조를 비교적 간단한 구조로 구현 가능하도록 하여 BLDC 모터의 조립성을 향상시키도록 하는 데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
통전시 회전 자기장을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 스테이터코어(121);
상기 스테이터코어(121)의 코일로부터 절연을 위한 인슐레이터(130,140)가 각각 결합되도록 구성되는 스테이터(120);
상기 스테이터(120)의 회전 자기장에 의해 발생 된 회전력을 부하로 전달하는 로터(160)가 수용되는 하우징(110);
상기 로터(160)의 중심부에 결합 되어 함께 회전하는 로터축(161)이 상기 하우징(110)을 관통하며 이루어지고, 상기 로터(160)의 상하에 각각 상기 로터축(161)과 결합되는 상·하베어링(162,163);
상기 하우징(110)의 상단 개구되는 부위에 커버되며 상기 로터축(161)의 베어링을 커버하게 되는 베어링브라켓(170);
상기 베어링브라켓(170) 하단 외주연과 하우징(110)의 개구된 내측 단턱면(112) 사이에 일단이 게재되고, 상기 스테이터코어(121)와 인슐레이터(130 또는 140))간 결합에 의해 압입 결합되어 전식현상을 방지하기 위해, 통전 가능한 박막 형태의 동판필름으로 이루어지고 일면에는 이형지에 의해 보호되는 점착층을 갖는 접지부재(150);
를 포함하는 전식 방지 구조를 갖는 비엘디씨 모터를 제공한다.

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본 발명에 의하면, 접지부재(150)에 의해 베어링 상하간의 전위차를 줄여주어 베어링 내부에서 발생 되는 축 전류에 의해 베어링 내부 쇼트가 발생되지 않도록 억제하여 베어링 손상을 방지할 수 있는 전식 방지 효과의 효율성을 기대할 수 있고, 이로 인한 제품의 신뢰성을 확보할 수 있는 효과를 갖게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 모터의 절연에 소요되는 구성을 최소화할 수 있으며, 절연수단 및 접지수단의 병존 구조를 채택할 수 있어 기존 대비 보다 효율적이고 안정적인 제공에 의한 완전한 전식 방지 효과를 거둘 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, BLDC 모터의 부속품 제작과정에서 규격화되어 생산되는 기성 부속품들의 변형이나 변경 없이 비교적 간단하게 전식 방지 가능한 구성을 제공할 수 있어, 별도의 가공비 및 가공공정을 요구하지 않는 상태에서 규격화되어 공급되는 부속품에 적용 가능할 수 있어, 생산성 및 생산 비용 등을 현저하게 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1 내지 도 2는 BLDC 모터의 전식 방지 구조의 종래 기술을 도시한 각 도면
도 3은 본 발명에 의한 일실시형태를 도시한 BLDC 모터 사시도
도 4는 도 3의 BLDC 모터를 분리 도시한 분해 사시도
도 5는 도 4에서의 스테이터코어를 분리한 분해 사시도로서, 접지부재(150)를 상부인슐레이터가 결합되는 내측에서 외측으로 꺽인 후 스테이터코어의 외측면을 감싸며 이어진 후 하우징측으로 인출되어 베어링브라켓측까지 연하여 구성되는 접지부재(150)의 일예를 나타낸 도면
도 6은 본 발명에 채택되는 로터의 도면으로, 로터축과 베어링간 게재되는 절연부재의 적용예를 도시한 도면
도 7은 도 4 내지 도 5에 의한 접지부재(150)의 예를 이용하여 하우징과, 베어링브라켓이 결합된 상태의 개괄적 정단면도
도 8은 절연부재와 베어링간 결합 구조를 개괄적으로 표현한 확대도면
도 9는 도 4 내지 도5에 의한 접지부재(150)의 예 이외에, 적용가능한 접지부재(150)의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 하우징의 하단 외측으로 관통되는 관통공측으로 접지부재(150)가 수평하게 인출된 후 하우징을 감싸며 베어링브라켓측까지 연하여 구성되는 접지부재(150)의 다른 예를 나타낸 도면
도 10은 도 9에 의한 접지부재(150)의 다른 예를 이용하여 하우징과, 베어링브라켓이 결합된 상태의 개괄적 정단면도

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하며, 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않음은 물론, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아닌바, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

또한, 본 발명의 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시 형태를 첨부하는 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명은 첨부하는 도면에서 보는 것과 같이, 전식 방지 가능한 구조를 갖는 BLDC 모터(100)를 제공한다.

본 발명에 의한 BLDC 모터(100)의 구조는 도 3 내지 도 4와, 도 7 및 도 10 에서 보는 것과 같이, 하우징(110) 내부에 수용되며 고정자 역할을 하게 되는 스테이터(120)와, 그 스테이터(120)의 회전 자기장에 의해 발생되는 회전력을 부하로 전달되도록 하는 로터(160)가 상시 스테이터(120) 내부에 로터축(161)과 결합되어 회전 가능한 회전자 역할을 하게 되고, 로터축(161)의 상측과 하측으로 각각 상·하베어링(162,163)을 구비하는 구조를 갖는다.

상기 하우징(110)의 경우, BMC(Bulk molding compound)로 인서트 사출 성형되어지되 상단은 개구된다.

하우징(110)의 개구되는 측에 위치한 베어링을 본 발명에서는 상베어링(162)이라 지칭하고, 이와 대향되는 측인 하우징(110)의 막혀진 타단측에 위치되어 로터축(161)과 결합되는 베어링을 하베어링(163)이라 칭하기로 한다.

상기 스테이터(120)는 도면에서 보듯이 통전시 회전 자기장을 발생시키는 스테이터코어(121)가 구비되고, 그 스테이터코어(121)는 절연성을 제공하기 위한 절연재질로 이루어지는 인슐레이터(130,140)에 의해 고정되는 형태를 취하게 된다.

상기 인슐레이터(130,140)는 상기 스테이터코어(121)에 대하여 상하로 각각 구성되어 스테이터코어(121)와 결합된다.

상기 스테이터코어(121)는 비교적 얇은 두께의 강판을 프레스 작업을 통하여 제조한 후 적층하여 형성하게 되는 것으로, 도 5 및 도9 에서 보는 것과 같이 외측코어(122)로부터 내측으로 연결되는 연결코어(123)를 형성하고 상기 연결코어(123)의 단부측으로 원호형태를 이루며 연결되는 내측으로 원호형태를 갖는 내부확장코어(124)를 이루되, 상기 내부확장코어(124)와 내부확장코어(124)는 각각 서로 인접된 상태에서 단락되는 구성을 이루고, 상기 내부확장코어(124)에 의해 외측코어(122) 사이에 공간(125)을 형성하게 된다.

상기 인슐레이터(130,140)는 상하로 대향 되는 구조를 이루며 상기 스테이터코어(121)를 고정시키며 절연되도록 하는 구조이다.

이와 같은 인슐레이터(130,140)는 도 5 및 도 9 에서 보는 것과 같이, 단부측으로 테두리부(131,141)를 형성하고 상기 테두리부(131,141)의 일측방향으로 등간격 이격되며 돌출되는 돌출단(132,142)이 형성된다.

또한, 상기 스테이터코어(121)의 공간(125)의 형상과 동일한 형상을 갖으며 그 공간(125)측으로 삽입되기 위한 삽입부(133,143)가 상기 테두리부(131,141) 하단을 따라 등간격 이격되는 위치를 따라 돌출 형성되어 있다.

상·하부인슐레이터(130,140)의 중앙측으로 향하는 상기 삽입부(133,143)의 내측단에는 길이방향으로 길게 절개되는 절개부(134,144)를 형성하고, 상기 삽입부(133,143)와 삽입부(133,143)간을 연결하는 연결리브(135,145)가 형성되어진다.

상기 연결리브(135,145) 단부측에 상기 내측확장코어(124)의 상하단측을 파지가능하도록 형성되는 파지부(136,146)가 형성되는 구성을 갖으며, 상기 스테이터코어(121) 상하에서 각각 결합 되는 구성을 갖는다.

상기한 구성으로 이루어지는 상·하부인슐레이터(130,140)에 의해 스테이터코어(121)의 상하로부터 각각 대향 되는 형태로 끼워지며 결합하게 되는데, 도면에서 보듯이 스테이터코어(121)의 공간(125) 상하측으로 각각 그 공간(125)의 형상과 동일한 형태를 이루는 상·하부인슐레이터(130,140)의 삽입부(133,134)가 각각 끼워지고, 스테이터코어(121)의 연결코어(123)는 상·하부인슐레이터(130,140)의 연결리브(135,145)에 의해 감싸지는 형태를 취하게 된다.

이와 같이 스테이터코어(121)의 연결코어(123)를 상·하부인슐레이터(130,140)의 연결리브(135,145) 즉, 상하로 위치되는 연결리브(135,145)에 의해 노출되지 않도록 감싸지기 위해서, 연결리브(135,145)는 사각 형태를 이루게 된다.

이러한 사각 형태는 삽입부(133,143)와 삽입부(133,143)간을 연결하는 연결리브(135,145)에 의해 자연스럽게 사각의 형태를 취하게 된다.

한편, 연결리브(135,145)의 단부측 바람직하게는 삽입부(133,143)와 삽입부(133,143)의 외측 끝단, 즉 도면상 보았을 때 인슐레이터의 중앙측으로 형성된 삽입부(133,143)의 절개부(134,144) 상하 어느 일측단으로부터 일직선상으로 연장되는 파지부(136,146)를 일체로 형성하게 된다.

이와 같은 파지부(136,146)를 갖는 상·하부인슐레이터(130,140)는 전술한 바와 같이 스테이터코어(121)의 상하에서 각각 대향되는 형태를 이루며, 스테이터코어(121)의 공간(125)에 상·하부인슐레이터(130,140)의 각 삽입부(133,143)가 끼워지게 된다.

상기 상·하부인슐레이터(130,140)의 각 파지부(136,146)에 의해 상하에서 각각 스테이터코어(121)의 내측확장코어(124) 상하를 파지하며 지지 하는 형태를 취하게 된다.

상기와 같이 스테이터코어(121)와 상·하부인슐레이터(130,140)간)을 비교적 간단한 결합에 의해 완성된 스테이터(120)를 얻을 수 있게 되며, 이 때 접지부재(150)를 간단하게 결합하여 구성할 수 있다.

한편, 상기 스테이터(120)는 하우징(110)에 수용되어 저면부에 구비되는 홀센서를 갖는 모터PCB(200)와 단자 결합되고, 스테이터코어(121)의 중앙에는 회전자인 로터(160)가 로터축(161)에 의해 회전 가능하게 구성되는데, 로터축(161)은 하우징(110)의 상하측으로 각각 구성될 수 있는 상베어링(162)과 하베어링(163)에 의해 고정 지지되며 회전 가능하게 고정된다.

본 발명에서의 상베어링(162) 및 하베이렁(163)은 첨부하는 도 4, 도 7 및 도 10을 기준으로 하여 우측방향에 존재하는 베어링을 상베어링(162), 이와 대향되는 측의 베어링을 하베어링(163)이라 칭하고 있음을 이해할 필요가 있다.

아울러, 상기 하우징(110)의 상단 개구되는 부위에 커버되며 상기 로터축(161)의 상베어링(162)을 커버하게 되는 베어링브라켓(170)이 결합된다.

상기 베어링브라켓(170)은 통전체의 재질로 이루어지며 상베어링(162)을 도 7 및 도 10과 에서와 같이 커버하며 결합되고, 상기 베어링브라켓(170)의 외주연으로부터 접지되어 상기 하우징(110)의 외면을 따라 상기 접지부재(150)가 이어진 후, 전술한 스테이터코어(121)와 상부인슐레이터(130)간 결합에 의해 상기 접지부재(150)의 타단측이 압입 결합되어 구성된다.

상기 접지부재(150)는 통전 가능한 소재로 구성되는데 바람직하게는 박막 형태의 동판필름으로 구성된다.

상기한 접지부재(150)를 이용하여 BLDC 모터(100)의 전식 방지가 가능하도록 결합하는 과정을 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 9 내지 도 10 에서 보는 것과 같이 띠 형태로 이루어지며 박막 형태의 필름으로 이루어지는 적정 길이를 갖도록 절단된 접지부재(150)의 일단측은 스테이터(120)의 공간(125) 내측면에 위치 시킨 후 상기 인슐레이터(130,140)와의 결합에 의해 접지부재(150)의 일단측이 강제로 압입되며 고정되도록 구성한다.

예컨데 상기 접지부재(150)의 일단이 스테이터(120) 내측 공간 상단측에 위치시킨 상태에서 인슐레이터(130,140)와의 결합시 전술한 것과 같이 삽입부(133,143)가 스테이터(120)의 공간(125)에 강제로 끼워지며 결합될 때 접지부재(150) 단부는 스테이터(120) 공간(125) 내측에 상기 삽입부(133,143)에 의해 강제로 끼워지며 고정되는 상태를 이루게 된다.

도면에서는 스테이터(120)와 상부인슐레이터(130)간 결합시의 도면을 도시하고 있으나 상부 또는 하부인슐레이터(130,140)로 구분하는 것은 편의상의 구분에 불과함은 물론이다.

이와 같이 접지부재(150)의 일단측이 스테이터(120)와 인슐레이터(130 또는 140)간 결합에 의해 고정되고, 접지부재(150)의 타단은 하우징(110)의 관통공(111)으로 인출된 후 하우징(110) 외주면을 감싸며 하우징(110)의 개구되는 측으로 인입되어 상기 하우징(110)의 단턱면(112)에 위치된 상태에서 베어링브라켓(170)의 결합에 따라 상기 베어링브라켓(170) 저면측과 접지되며 결합되는 구성을 갖게 된다.

또한 도 5 및 도 7에서와 같은 접지부재(150)를 생각해 볼 수 있다.

예를 들면 상기 접지부재(150)의 일단부가 도 5 에서 보는 것과 같이, 상부인슐레이터(130)의 삽입부(133)가 강제로 끼워지는 스테이터코어(121)의 상단 내측면으부터 상기 스테이터코어(121)의 외주면을 감싸며 하부인슐레이터(140)측 위치까지 이어지도록 하여 스테이터코어(121)의 외주면 전체를 감싸듯이 전개된 후 그 접지부재(150) 타단은 하우징(110)의 관통공(111)을 통하여 인출되어 하우징(110)의 개구된 타측 내주면에 구성되는 단턱면(112)까지 외주면을 감싸며 배치된 상태에서, 상기 베어링브라켓(170)의 커버 결합에 의해 상기 접지부재(150)를 접지 고정할 수 있게 된다.

한편 상기한 접지부재(150)의 고정 상태 효율성을 높이기 위해, 접지부재(150) 일면에 이형지에 의해 보호되는 점착층을 형성할 수 있다.

이와 같은 점착층이 어느 일면에 형성되는 접지부재(150)는 스테이터코어(121)의 공간(125) 내측과, 하우징(110)의 외측면과, 베어링브라켓(170)이 안착되며 결합되는 하우징(110)의 단턱면(112)으로 견고하게 접착되도록 하여, 외부측으로부터 제공될 수 있는 여타의 외부 요건 및 조건에 의해 접지부재(150)가 하우징(110)으로부터 이탈되는 등의 현상을 방지할 수 있다.

상기한 접지부재(150)에 의해 하베어링(163) 및 상베어링(162)을 연결하는 로터축(161) 전류에 의해 상하베어링(162,163) 내부에 쇼트가 발생되지 않도록, 상베어링(162)측을 통하여 외부로 방전 가능하도록 하므로서, 베어링이 전식 현상에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 전술한 접지부재(150)에 의한 베어링의 전식 방지 구조의 변형에 관한 것으로, 도 6 에서 보는 바와 같은 구성을 통하여 베어링의 전식 방지 효과를 달성할 수 있다.

본 실시예에서는 상기한 접지부재(150)의 구성과 병행하여 실시할 수 있고, 접지부재(150)의 실시형태를 배제한 상태에서도 실시 가능하다.

예컨데 도 6 에서 보듯이, 로터축(161)을 이용하여 전식 방지 효과를 달성할 수 있는데 베어링(162,163)이 위치되는 영역의 로터축(161) 외경에 베어링(162,163)의 높이에 대응되는 영역으로 단차를 형성하며 절삭가공되는 절삭홈부(164)를 형성하고, 상기 절삭홈부(164)의 중앙에 상기 절삭홈부(164)의 표면보다 상대적으로 더 절삭되어 중앙홈부(165)를 형성하게 된다.

또한, 상기 절삭홈부(164)와 중앙홈부(165)에 의해 이루어지는 공간으로 수지를 인서트 사출하여 절연부재(180)를 형성하게 된다.

상기 로터축(161)의 상하로는 각각 상하베어링(162,163)이 위치되어 결합되는데, 상기 상하베어링(162,163)은 전술한 절연부재(180)와 접촉되도록 구성하게 된다.

이와 같은 구성을 갖게 되면, 상베어링(162) 및 하베어링(163)과 로터축(161)간의 유도전하는 절연부재(180)에 의해 차단될 수 있다.

또한, 전술한 실시형태에서 로터축(161)의 상부측 즉 상베어링(162)이 게재되는 위치에만 상기한 절연부재(180)가 인서트 사출될 수 있도록 로터축(161) 외면에 절삭홈부(164)와 중앙홈부(165)를 가공할 수 있다.

이와 같은 경우에는, 로터축(161)의 상측으로는 절연부재(180)에 의해 전류를 차단하게 되어 전식 방지 효과를 달성할 수 있고, 상기 로터축(161)의 하측으로는 본 발명의 실시예에 의해 제시되는 접지부재(150)를 이용하여 전식을 방지할 수 있다.

예컨데, 하베어링(163)과 로터축(161)간 발생 된 유도전하는 로터축(161) 단부를 통하여 베어링브라켓(170)측으로 표유전류(stray current)와 같은 유도전하가 이동된 후, 상기 베어링브라켓(170)과 접지되어 하우징(110) 외측으로 구비되는 접지부재(150)를 통하여 스테이터(120)측으로 방전되도록 하므로서, 하베어링(163)측으로 전달될 수 있는 유도전하를 차단하여 전식 발생을 방지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에서 로터축(161) 표면을 전착 도장하는 방법에 의해 전식 방지 효과를 기대할 수 있다.

일반적으로 전착도장(Electro deposition Coating)은 전착용 수용성 도료 용액 중에 피도물을 양극 또는 음극으로 하여 침적시키고, 피도물과 그 대극 사이에 직류 전류를 통하여 피도물 표면에 전기적으로 도료를 전착시키는 도장방법으로, 용액에 전류를 통하게 하면 용액중의 양이온입자는 음극으로 이동하고 음이온입자는 양극으로 이동하는 현상을 전기영동이라 하고, 이것을 도장에 응용한 것이 전착도장이다. 물에 분산 혹은 용해되어 있는 전착도장용 도료를 넣은 욕조에 금속제 피도물을 넣고 피도물과 전극 사이에 전압(100~300V)을 가하고 2~3분 정도 전류를 흐르게 하면 전기영동, 전기분해, 전기응석, 전기삼투 작용 등이 일어나 피도물의 표면에 균일한 수성 액체에 녹지 않는 수불용(水不溶)의 도막을 얻을 수 있는 도장 방법으로 이해된다.

이러한 전착도장은 전기분해(Electrolysis), 전기영동(Electro Phoresis), 전기석출(Electro Deposition), 전기침투(Electro Osmosis) 등의 현상을 이용하여 피도물의 표면에 전기적으로 도료를 전착시키는데, 상기 4가지 현상 중에서 상기 전기분해 및 전기영동은 주로 전극 부근에서 일어나는 도료입자의 이동에 관계되고, 전기석출 및 전기침투는 주로 피도물의 표면에 대한 부착에 관계되는 것으로서, 양이온형 전착도장과 음이온형 전착도장으로 분류할 수 있다.

이와 같은 4가지 현상에 의한 전착 원리를 갖는 전착도장은 종래의 도장방식에 비해 RoHS(6대 유해물질에 사용에 관한 규제) 관련 규제물질이 없는 친환경 도장이고, 도포량이 일정함은 물론 박막코팅이기 때문에 도막의 흐름이나 흘러내림 등의 도막 결함이 없고, 휘발성 용제를 사용하지 않기 때문에 가열 등에 의한 용제 가스의 휘발이나 핀홀 현상이 없고, 피도물 표면의 요철이나 모서리 부분 등에 관계없이 일정한 도막 두께를 얻을 수 있고, 표면이 매끄러워 제품 결합시 구리스 등의 윤활유를 사용할 필요가 없고, 균일 부착성이 우수하기 때문에 접합 부위 등이 있고 형상이 복잡하더라도 도장이 안되는 부분이 없어 완전 피복이 가능하고 방청력이 우수하며, 도금 및 기타 도장에 비하여 내식성이 뛰어난 장점을 발휘할 수 있다.

이와 같은 전착 도장 방법을 활용하여, 로터축(161)에서 발생되는 축전류가 베어링(162,163)을 통하여 통전되지 않도록 구성할 수 있다.

예컨데 로터축(161)의 편측 두께를 15 ㎛ 정도로 절삭 가공하고 로터축(161) 표면을 15 ㎛ 정도의 두께를 갖도록 전착 도장하여 로터축(161)에서 발생되는 축전류가 베어링(162,163)을 통하여 통전되지 않도록 완벽하게 절연할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.

따라서 본 발명에서의 기술적 사상은 아래에 기재되는 청구범위에 의해 파악되어야 하되 이의 균등 또는 등가적 변형 모두 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속함은 자명하다 할 것이다.

100; 모터 110; 하우징
111; 관통공 112; 단턱면
120; 스테이터 121; 스테이터코어
122; 외측코어 123; 연결코어
124; 내측확장코어 125; 공간
130; 상부인슐레이터 140; 하부인슐레이터
131,141; 테두리부 132,142; 돌출단
133,143; 삽입부 134,144; 절개부
135,145; 연결리브 136,146; 파지부
140; 하부인슐레이터 150; 접지부재
160; 로터 161; 로터축
162; 상베어일 163; 하베어링
164; 절삭홈부 165; 중앙홈부
170; 베어링브라켓 180; 절연부재
181; 돌출환부 200; 모터PCB

Claims (7)

1. 통전시 회전 자기장을 발생시키기 위한 코일이 권선되는 스테이터코어(121);
   상기 스테이터코어(121)의 코일로부터 절연을 위한 인슐레이터(130,140)가 각각 결합되도록 구성되는 스테이터(120);
   상기 스테이터(120)의 회전 자기장에 의해 발생 된 회전력을 부하로 전달하는 로터(160)가 수용되는 하우징(110);
   상기 로터(160)의 중심부에 결합 되어 함께 회전하는 로터축(161)이 상기 하우징(110)을 관통하며 이루어지고, 상기 로터(160)의 상하에 각각 상기 로터축(161)과 결합되는 상·하베어링(162,163);
   상기 하우징(110)의 상단 개구되는 부위에 커버되며 상기 로터축(161)의 베어링을 커버하게 되는 베어링브라켓(170);
   상기 베어링브라켓(170) 하단 외주연과 하우징(110)의 개구된 내측 단턱면(112) 사이에 일단이 게재되고, 상기 스테이터코어(121)와 인슐레이터(130 또는 140))간 결합에 의해 압입 결합되어 전식현상을 방지하기 위해, 통전 가능한 박막 형태의 동판필름으로 이루어지고 일면에는 이형지에 의해 보호되는 점착층을 갖는 접지부재(150);
   를 포함하는 전식 방지 구조를 갖는 비엘디시 모터.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 접지부재(150)의 일단부가 상부인슐레이터(130)의 삽입부(133)가 강제로 끼워지는 스테이터코어(121)의 상단 내측면으부터 상기 스테이터코어(121)의 외주면을 감싸며 하부인슐레이터(140)측 위치까지 이어지도록 하여 스테이터코어(121)의 외주면 전체를 감싸듯이 전개되도록 하고,
   상기 접지부재(150) 타단은 하우징(110)의 관통공(111)을 통하여 인출되어 하우징(110)의 개구된 타측 내주면에 구성되는 단턱면(112)까지 외주면을 감싸며 배치된 상태에서, 상기 베어링브라켓(170)의 커버 결합에 의해 상기 접지부재(150)를 접지 고정하는 것을 포함하는, 전식 방지 구조를 갖는 비엘디시 모터.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 로터축(161)의 편측 두께를 15 ㎛ 범위내로 절삭 가공하고 로터축(161) 표면을 15 ㎛ 범위내 두께를 갖도록 전착 도장하여 상기 로터축(161)에서 발생되는 축전류가 베어링(162,163)을 통하여 통전되는 것을 절연하도록 하는 것을 포함하는 전식 방지 구조를 갖는 비엘디시 모터.

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