KR102468253B1 - Motor Using A Bearing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a motor.
교류 모터의 구조는 간단하고, 직류 모터와 달리 교류 모터에는 브러시나 정류자와 같은 기계 소모부가 없다. 그러나, 직류 모터에 비해 교류 모터는 기동 회전력(initial torque)이 낮고 효율이 떨어진다. The structure of the AC motor is simple, and unlike the DC motor, the AC motor does not have mechanical consumable parts such as brushes or commutators. However, AC motors have lower initial torque and lower efficiency than DC motors.
직류 모터는 속도 및 회전방향 조절이 용이하고 Starting torque가 크다. 그러나, 직류 모터에서는, 브러시와 정류자의 마찰을 통해 전극이 바뀌기 때문에, 브러시와 정류자의 지속적인 마찰로 인해 브러시의 수명이 줄어들고, 이 마찰로 인한 아크와 소음이 발생한다. DC motors are easy to control the speed and direction of rotation and have high starting torque. However, in a DC motor, since the electrodes are changed through friction between the brush and the commutator, the continuous friction between the brush and the commutator reduces the life of the brush and generates arcs and noise due to this friction.
즉, 종래의 직류 모터에서는, 브러시를 사용하여 정류자의 전극이 바뀌어지며, 이에 따라, 전동기의 회전이 지속될 수 있다. 그러나, 브러시의 짧은 수명과 정류자와의 마찰로 인해, 여러 문제점들이 발생될 수 있으며, 이에 따라, 직류 모터가 정상적으로 구동되지 않을 수 있다. That is, in the conventional DC motor, the electrodes of the commutator are changed using a brush, and thus the rotation of the motor can be continued. However, due to the short life span of the brush and friction with the commutator, various problems may occur, and thus, the DC motor may not be normally driven.
상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명의 목적은, 베어링을 통해 공급된 전류에 의해 구동될 수 있는, 베어링을 이용한 모터를 제공하는 것이다. An object of the present invention proposed to solve the above problems is to provide a motor using bearings, which can be driven by current supplied through the bearings.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는, 회전축; 상기 회전축에 연결된 제1 베어링; 상기 제1 베어링과 이격되어 상기 회전축에 연결된 제2 베어링; 상기 제1 베어링을 지지하며, 상기 제1 베어링에 전원을 공급하는 제1 지지부; 상기 제2 베어링을 지지하며, 상기 제2 베어링에 전원을 공급하는 제2 지지부; 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성 및 크기 중 적어도 하나를 지속적으로 바꾸어주는 제어부; 일측 끝단은 상기 회전축의 일측 끝단을 통해 상기 제1 베어링과 전기적으로 연결되어 있으며, 타측 끝단은 상기 회전축의 일측 끝단을 통해 상기 제2 베어링과 전기적으로 연결되어 있는 코일; 상기 코일을 감싸도록 상기 코일의 내측 또는 외측에 배치되는 N극과 S극을 포함하는 자석을 포함한다.A motor using a bearing according to the present invention for achieving the above technical problem is a rotating shaft; a first bearing connected to the rotating shaft; a second bearing spaced apart from the first bearing and connected to the rotating shaft; a first support that supports the first bearing and supplies power to the first bearing; a second support that supports the second bearing and supplies power to the second bearing; a control unit that continuously changes at least one of the polarity and magnitude of power supplied to the first support unit and the second support unit; a coil having one end electrically connected to the first bearing through one end of the rotation shaft and the other end electrically connected to the second bearing through one end of the rotation shaft; and a magnet including an N pole and an S pole disposed inside or outside the coil to surround the coil.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는, 회전축; 상기 회전축에 연결된 제1 베어링; 상기 제1 베어링과 이격되어 상기 회전축에 연결된 제2 베어링; 상기 제2 베어링과 이격되어 상기 회전축에 연결된 제3 베어링; 상기 제1 베어링을 지지하며, 상기 제1 베어링에 전원을 공급하는 제1 지지부; 상기 제2 베어링을 지지하며, 상기 제2 베어링에 전원을 공급하는 제2 지지부; 상기 제3 베어링을 지지하며, 상기 제3 베어링에 전원을 공급하는 제3 지지부; 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부와 상기 제3 지지부로 공급되는 전원의 극성을 지속적으로 바꾸어주는 제어부; 상기 회전축의 일측 끝단에 연결되어 있는 세 개의 폴들을 포함하는 회전자; 상기 회전자의 제1 폴에 감겨져 있으며, 일측은 상기 제1 베어링과 전기적으로 연결되어 있는 제1 코일; 상기 회전자의 제2 폴에 연결되어 있고, 일측은 상기 제1 코일의 타측과 연결되어 있으며, 타측은 상기 제3 베어링과 전기적으로 연결되어 있는 제2 코일; 상기 회전자의 제3 폴에 연결되어 있고, 일측은 상기 제2 코일의 타측과 연결되어 있으며, 타측은 상기 제2 베어링과 전기적으로 연결되어 있는 제3 코일; 및 상기 회전자를 감싸도록 상기 회전자 외곽에 배치되는 N극과 S극을 포함하는 자석을 포함한다.A motor using a bearing according to the present invention for achieving the above technical problem is a rotating shaft; a first bearing connected to the rotating shaft; a second bearing spaced apart from the first bearing and connected to the rotating shaft; a third bearing connected to the rotating shaft and spaced apart from the second bearing; a first support that supports the first bearing and supplies power to the first bearing; a second support that supports the second bearing and supplies power to the second bearing; a third support that supports the third bearing and supplies power to the third bearing; a control unit that continuously changes the polarity of power supplied to the first support unit, the second support unit, and the third support unit; a rotor including three poles connected to one end of the rotating shaft; a first coil wound around a first pole of the rotor and having one side electrically connected to the first bearing; a second coil connected to a second pole of the rotor, one side connected to the other side of the first coil, and the other side electrically connected to the third bearing; a third coil connected to a third pole of the rotor, one side connected to the other side of the second coil, and the other side electrically connected to the second bearing; and a magnet including an N pole and an S pole disposed outside the rotor to surround the rotor.
본 발명에 의하면, 브러시가 아닌 베어링을 통해 전류가 공급되기 때문에, 브러시의 마찰에 의한 모터의 수명 감소가 방지될 수 있으며, 따라서, 모터의 효율이 향상될 수 있다. According to the present invention, since the current is supplied through the bearing rather than the brush, reduction in life span of the motor due to friction of the brush can be prevented, and thus the efficiency of the motor can be improved.
도 1은 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 예시도.
도 2는 도 1에 도시된 A-A'라인을 따라 절단된 단면을 나타낸 예시도.
도 3은 도2에 도시된 B-B'라인을 따라 절단된 단면을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 동작 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 또 다른 예시도.
도 6은 도 5에 도시된 베어링을 이용한 모터에 적용되는 자석 및 코일의 단면을 나타낸 예시도.
도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 또 다른 예시도들.
도 11은 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 또 다른 예시도.
도 12는 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 동작 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 13은 도 11에 도시된 베어링을 이용한 모터에 적용되는 자석 및 코일의 단면을 나타낸 예시도.
도 14 내지 도 17은 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 또 다른 예시도들.1 is an exemplary view of a motor using a bearing according to the present invention.
FIG. 2 is an exemplary view showing a cross section taken along line A-A′ shown in FIG. 1;
3 is an exemplary view showing a cross-section taken along line BB′ shown in FIG. 2;
Figure 4 is an exemplary diagram for explaining a method of operating a motor using a bearing according to the present invention.
5 is another exemplary view of a motor using a bearing according to the present invention.
6 is an exemplary view showing cross-sections of a magnet and a coil applied to a motor using the bearing shown in FIG. 5;
7 to 10 are other exemplary views of a motor using a bearing according to the present invention.
11 is another exemplary view of a motor using a bearing according to the present invention.
12 is an exemplary view for explaining a method of operating a motor using a bearing according to the present invention.
13 is an exemplary view showing cross-sections of magnets and coils applied to the motor using the bearing shown in FIG. 11;
14 to 17 are other exemplary views of a motor using a bearing according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 예시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A-A'라인을 따라 절단된 단면을 나타낸 예시도이고, 도 3은 도2에 도시된 B-B'라인을 따라 절단된 단면을 나타낸 예시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 동작 방법을 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary view of a motor using a bearing according to the present invention, FIG. 2 is an exemplary view showing a cross section taken along line A-A′ shown in FIG. 1, and FIG. It is an exemplary view showing a cross section cut along line B', and FIG. 4 is an exemplary view for explaining a method of operating a motor using a bearing according to the present invention.
본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는, 회전축(140), 상기 회전축에 연결된 제1 베어링(150), 상기 제1 베어링과 이격되어 상기 회전축에 연결된 제2 베어링(160), 상기 제1 베어링을 지지하며, 상기 제1 베어링에 전원을 공급하는 제1 지지부(150a), 상기 제2 베어링을 지지하며, 상기 제2 베어링에 전원을 공급하는 제2 지지부(160a), 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성을 지속적으로 바꾸어주는 제어부(200), 상기 회전축의 일측 끝단에 연결어 있는 회전자(120), 상기 회전자에 감겨져 있고, 일측 끝단(131)은 상기 제1 베어링과 전기적으로 연결되어 있으며, 타측 끝단(132)은 상기 제2 베어링과 전기적으로 연결되어 있는 코일(130), 상기 회전자를 감싸도록 상기 회전자 외곽에 배치되는 N극과 S극을 포함하는 자석을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는 상기 회전자의 양쪽 끝단들 중 어느 하나가 상기 N극에 인접되어 있는 지의 여부를 감지하는 제2 센서(171) 및 상기 회전자의 양쪽 끝단들 중 어느 하나가 상기 N극 및 상기 S극 사이에 배치되어 있는 지의 여부를 감지하는 제1 센서(172)를 더 포함할 수 있다. 이하의 설명에서, 전원은 전압 및 전류 중 적어도 하나를 의미한다. 또한, 상기 제1 베어링 및 상기 제2 베어링을 통칭하여 베어링이라 한다. 또한, 상기 제2 센서와 이하에서 설명될 제1 센서를 통칭하여 센서라 한다. A motor using a bearing according to the present invention supports a
우선, 회전축(140)은 속이 빈 원통이 될 수 있으며, 속인 찬 원통일 수 있다.First of all, the rotating
다음, 상기 제1 베어링(150)과 상기 제2 베어링(160)은 일정한 간격을 두고 상기 회전축에 연결된다. Next, the first bearing 150 and the second bearing 160 are connected to the rotating shaft at regular intervals.
상기 제1 베어링(150)은, 상기 회전축에 연결되어 있는 제1 내륜(151), 상기 제1 내륜과 이격되어 상기 제1 내륜을 감싸고 있는 제1 외륜(152) 및 상기 제1 내륜 및 상기 제1 외륜 사이에 구비되는 적어도 두 개의 제1 볼(153)들을 포함할 수 있다. The first bearing 150 includes a first
상기 제2 베어링(160)은, 상기 회전축에 연결되어 있는 제2 내륜(161), 상기 제2 내륜과 이격되어 상기 제2 내륜을 감싸고 있는 제2 외륜(162) 및 상기 제2 내륜과 상기 제2 외륜 사이에 구비되는 적어도 두 개의 제2 볼(163)들을 포함할 수 있다.The second bearing 160 includes a second
상기 제1 내륜(151) 및 상기 제2 내륜(161) 각각은 상기 회전축(140)과 연결되어 있다. 따라서, 상기 회전축(140)이 회전할 때, 상기 제1 내륜 및 상기 제2 내륜 역시 상기 회전축과 함께 회전한다.Each of the first
상기 제1 외륜(152)과 상기 제1 내륜(151) 사이에는 적어도 두 개의 제1 볼(153)들이 구비된다. 상기 제1 볼(153)들은 상기 제1 외륜(152)과 상기 제1 내륜(151) 사이에서 회전할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 내륜(151)이 회전할 때, 상기 제1 내륜에 의해 상기 제1 볼이 회전할 수 있다. 그러나, 상기 제1 내륜이 회전하더라도 상기 제1 외륜(152)은 회전하지 않을 수 있다. 즉, 상기 제1 내륜(151)이 상기 회전축과 함께 회전하더라도, 상기 제1 외륜(152)은 회전하지 않을 수 있다. At least two
상기 제2 외륜(162)과 상기 제2 내륜(161) 사이에는 적어도 두 개의 제2 볼(163)들이 구비된다. 상기 제2 볼(163)들은 상기 제2 외륜(162)과 상기 제2 내륜(161) 사이에서 회전할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 내륜(161)이 회전할 때, 상기 제2 내륜에 의해 상기 제2 볼이 회전할 수 있다. 그러나, 상기 제2 내륜이 회전하더라도 상기 제2 외륜(162)은 회전하지 않을 수 있다. 즉, 상기 제2 내륜(161)이 상기 회전축과 함께 회전하더라도, 상기 제2 외륜(162)은 회전하지 않을 수 있다.At least two
상기 제1 내륜, 상기 제1 볼 및 상기 제1 외륜은 도체로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제어부(200)를 통해 상기 제1 지지부(150a)로 공급된 전원은 상기 제1 외륜(151) 및 상기 제1 볼(153)을 통해 상기 제1 내륜(152)으로 인가될 수 있다. 상기 제1 내륜(152)에 인가된 전원은 상기 코일의 일측 끝단으로 인가될 수 있다. The first inner ring, the first ball, and the first outer ring may be formed of a conductor. Accordingly, power supplied to the
상기 제2 내륜, 상기 제2 볼 및 상기 제2 외륜은 도체로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제어부(200)를 통해 상기 제2 지지부(160a)로 공급된 전원은 상기 제2 외륜(161) 및 상기 제2 볼(163)을 통해 상기 제2 내륜(162)으로 인가될 수 있다. 상기 제2 내륜(162)에 인가된 전원은 상기 코일의 타측 끝단으로 인가될 수 있다.The second inner ring, the second ball, and the second outer ring may be formed of a conductor. Accordingly, the power supplied to the
다음, 상기 제1 지지부(150a)는 상기 제1 베어링을 지지하며, 상기 제1 베어링에 전원을 공급한다. 상기 제2 지지부(160a)는 상기 제2 베어링을 지지하며, 상기 제2 베어링에 전원을 공급한다.Next, the
상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부는 지지대(190)에 장착될 수 있다.The first support part and the second support part may be mounted on the
상기에서 설명된 바와 같이, 상기 회전축과 함께 상기 제1 내륜(151)이 회전하더라도, 상기 제1 볼에 의해 상기 제1 외륜(152)은 회전하지 않을 수 있으며, 특히, 상기 제1 외륜은 상기 제1 지지부에 고정되어 있고, 상기 제1 지지부는 상기 지지대(190)에 장착되어 있기 때문에, 상기 제1 외륜은 회전하지 않는다. As described above, even if the first
상기에서 설명된 바와 같이, 상기 회전축과 함께 상기 제2 내륜(161)이 회전하더라도, 상기 제2 볼에 의해 상기 제2 외륜(162)은 회전하지 않을 수 있으며, 특히, 상기 제2 외륜은 상기 제2 지지부에 고정되어 있고, 상기 제2 지지부는 상기 지지대(190)에 장착되어 있기 때문에, 상기 제2 외륜은 회전하지 않는다. As described above, even if the second
다음, 상기 회전자(120)는 상기 회전축(140)의 일측 끝단에 연결되어 있다. 따라서, 상기 회전자(120)는 상기 회전축, 상기 제1 내륜 및 상기 제2 내륜과 함께 회전한다. Next, the
다음, 상기 코일은 상기 회전자(120)의 외부에 감겨진다. Next, the coil is wound around the outside of the
상기 코일의 일측 끝단은 상기 제1 베어링과 전기적으로 연결되어 있으며, 특히, 상기 제1 내륜과 연결되어 있다.One end of the coil is electrically connected to the first bearing and, in particular, to the first inner ring.
상기 코일의 타측 끝단은 상기 제2 베어링과 전기적으로 연결되어 있으며, 특히, 상기 제2 내륜과 연결되어 있다. The other end of the coil is electrically connected to the second bearing and, in particular, to the second inner ring.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 코일의 일측 끝단은 상기 회전축의 내부 공간을 통해 상기 제1 내륜(151)과 연결될 수 있으며, 상기 코일의 타측 끝단은 상기 회전축의 내부 공간을 통해 상기 제2 내륜(161)과 연결될 수 있다. For example, as shown in FIG. 2 , one end of the coil may be connected to the first
이 경우, 상기 제1 볼은 상기 제1 외륜과 상기 제1 내륜을 전기적으로 연결시키며, 상기 제2 볼은 상기 제2 외륜과 상기 제2 내륜을 전기적으로 연결시킨다. In this case, the first ball electrically connects the first outer race and the first inner race, and the second ball electrically connects the second outer race and the second inner race.
따라서, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 제어부(200)를 통해 상기 제1 지지부(150a)로 공급된 전원은 상기 제1 외륜(152), 상기 제1 볼(153) 및 상기 제1 내륜(151)을 통해 상기 코일의 일측 끝단으로 인가될 수 있다. Therefore, as described above, power supplied to the
또한, 상기 제어부(200)를 통해 상기 제2 지지부(160a)로 공급된 전원은 상기 제2 외륜(162), 상기 제2 볼(163) 및 상기 제2 내륜(161)을 통해 상기 코일의 타측 끝단으로 인가될 수 있다.In addition, the power supplied to the
다음, 상기 자석은 상기 회전자를 감싸도록 상기 회전자 외곽에 배치되는 N극(111)과 S극(112)을 포함한다. 이 경우, 자석은 N극과 S극을 포함하고 있으므로, 도면부호 111 및 112 각각은 하나의 자석이 될 수 있다. 즉, 도 1에는 N극과 S극이 서로 마주보도로 배치되는 구조를 설명하기 위해, N극(111)과 S극(112)이 서로 마주보도록 배치되어 있는 두 개의 자석들이 도시되어 있다. 상기 표현은 이하의 설명에서도 적용될 수 있다.Next, the magnet includes an
다음, 상기 제2 센서(171)는 상기 회전자의 양쪽 끝단들 중 어느 하나가 상기 N극에 인접되어 있는 지의 여부를 감지할 수 있으며, 상기 제1 센서(172)는 상기 회전자의 양쪽 끝단들 중 어느 하나가 상기 N극 및 상기 S극이 인접되어 있는 위치에 배치되어 있는 지의 여부를 감지하는 기능을 수행할 수 있다.Next, the
예를 들어, 상기 제2 센서(171)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 N극과 상기 S극이 마주보는 수평 라인에 수직한 방향에 구비되어, 상기 회전자가 상기 N극에 인접되어 있는 지의 여부를 감지할 수 있다. 또한, 상기 제1 센서(172)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 N극과 상기 S극이 인접되어 있는 위치에 배치되어, 상기 회전자(120)의 일측 끝단(또는 타측 끝단)이 상기 N극에서 상기 S극으로 이동하는 지의 여부를 감지할 수 있다. 부연하여 설명하면, 상기 제1 센서(172)는 상기 N극의 일측 끝단(예를 들어, 도1 및 도 4에서, N극의 하단부) 및 상기 S극의 일측 끝단(예를 들어, 도1 및 도 4에서, S극의 하단부)이 인접되어 있는 위치에 배치되어, 상기 회전자(120)의 일측 끝단(또는 타측 끝단)이 상기 위치에 배치되어 있는 지의 여부를 감지할 수 있다. For example, as shown in FIG. 1, the
상기 제2 센서(171) 및 상기 제1 센서(172) 이외에도, 상기 회전자(120)의 정확한 위치를 감지하기 위해, 상기 회전자와 상기 자석 주변에는 또 다른 센서들이 더 구비될 수 있다.In addition to the
그러나, 본 발명에는 상기 제1 센서(172)만이 포함될 수도 있다. However, only the
상기 제2 센서 및 상기 제1 센서는 위치 감지를 위해 현재 이용되고 있는 다양한 종류의 센서들 중 하나가 될 수 있으며, 예를 들어, 적외선이 수신되는 지의 여부를 감지하는 센서가 될 수 있다. 또한, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 각각은, 홀 센서, 포토 센서, 리졸버 센서 등과 같은 다양한 종류의 센서들 중 어느 하나가 될 수 있다. The second sensor and the first sensor may be one of various types of sensors currently used for position detection, and may be, for example, sensors that detect whether or not infrared rays are received. In addition, each of the first sensor and the second sensor may be any one of various types of sensors such as a Hall sensor, a photo sensor, and a resolver sensor.
마지막으로, 상기 제어부는 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성 및 크기 중 적어도 하나를 지속적으로 바꾸어 줄 수 있다.Finally, the control unit may continuously change at least one of the polarity and size of power supplied to the first support unit and the second support unit.
특히, 상기 제어부는 상기 제2 센서에서 감지신호가 수신되면, 상기 제1 지지부에 제1 전압을 인가하고 상기 제2 지지부에 제2 전압을 인가할 수 있으며, 상기 제2 센서에서 감지신호가 수신된 후, 상기 제1 센서에서 감지신호가 수신되면, 상기 제1 지지부에 제2 전압을 인가하고 상기 제2 지지부에 제1 전압을 인가할 수 있다. 상기 제1 전압과 상기 제2 전압은 서로 다른 극성을 가질 수 있다. 부연하여 설명하면, 종래의 모터에서는, 브러시와 정류자에 의해 코일의 양쪽 끝단들로 인가되는 전원의 극성이 주기적으로 변경되었으나, 본 발명에서는 상기 제1 센서에 의해 판단된 상기 회전자의 위치에 따라, 상기 제어장치가 상기 코일의 양쪽 끝단들로 인가되는 전원의 극성을 변경시킬 수 있다. In particular, when a detection signal is received from the second sensor, the controller may apply a first voltage to the first support and a second voltage to the second support, and the detection signal is received by the second sensor. After that, when a detection signal is received from the first sensor, a second voltage may be applied to the first support and a first voltage may be applied to the second support. The first voltage and the second voltage may have different polarities. To elaborate, in the conventional motor, the polarity of the power applied to both ends of the coil by the brush and the commutator is periodically changed, but in the present invention, according to the position of the rotor determined by the first sensor , the control device can change the polarity of the power applied to both ends of the coil.
이하에서는, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 동작 방법이 설명된다. Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 4, a method of operating a motor using a bearing according to the present invention will be described.
우선, 상기 제어부(200)는 상기 제1 지지부로 제1 전압을 인가하고 상기 제2 지지부로 제2 전압을 인가할 수 있다. 즉, 상기 제어장치(200)는 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 직류를 공급한다.First, the
상기 제1 지지부로 인가된 제1 전압은 상기 제1 외륜, 상기 제1 볼 및 상기 제1 내륜을 통해 상기 코일의 일측 끝단으로 인가된다. A first voltage applied to the first support is applied to one end of the coil through the first outer race, the first ball, and the first inner race.
상기 제2 지지부로 인가된 제2 전압은 상기 제2 외륜, 상기 제2 볼 및 상기 제2 내륜을 통해 상기 코일의 타측 끝단으로 인가된다.The second voltage applied to the second support is applied to the other end of the coil through the second outer ring, the second ball, and the second inner ring.
다음, 상기 회전자에 감겨진 상기 코일의 일측 끝단과 타측 끝단으로 인가된 제1 전압 및 제2 전압에 의해 상기 코일에 전류가 흐르면, 상기 코일이 힘을 받아 움직이며, 이에 따라, 상기 회전자 및 상기 회전축이 회전한다.Next, when current flows through the coil by the first voltage and the second voltage applied to one end and the other end of the coil wound around the rotor, the coil receives force and moves, and accordingly, the rotor and the rotating shaft rotates.
즉, 상기 자석에 의해 발생된 자기장 속에 놓여 있는 상기 코일에 전류가 흐르면, 상기 코일은 힘을 받아 움직이며, 이 경우, 상기 코일이 받는 힘의 방향은 플레밍의 왼속 법칙에 의해 정해진다. That is, when a current flows through the coil placed in a magnetic field generated by the magnet, the coil receives force and moves, and in this case, the direction of the force received by the coil is determined by Fleming's left-hand rule.
마지막으로, 상기 제어부(200)는 상기 회전자(120)가 도 1에 도시된 바와 같은 위치에서 도 4에 도시된 바와 같은 위치로 변환될 때마다, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성을 변경시킨다. 이에 따라, 상기 회전자(120)는 360도 회전할 수 있으며, 이러한 동작이 반복됨에 따라, 상기 회전자(120) 및 상기 회전축(140)은 지속적으로 회전할 수 있다. Lastly, the
즉, 상기 제어부가 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성을 지속적으로 바꾸어줌으로써, 상기 회전자(120) 및 상기 회전축(140)은 지속적으로 회전할 수 있으며, 상기 회전축(140)에 연결된 장치에 회전력이 인가될 수 있다. That is, as the control unit continuously changes the polarity of the power supplied to the first support unit and the second support unit, the
이를 위해, 상기 제어부는 기 설정된 타이밍마다 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성을 변경시킬 수 있다. To this end, the control unit may change the polarity of power supplied to the first support unit and the second support unit at each predetermined timing.
예를 들어, 상기 제어부(200)에는 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 전원이 공급된 후, 상기 회전자(120)가 도 1에 도시된 바와 같은 위치에서 도 4에 도시된 바와 같은 위치로 변경될 때까지의 기간에 대한 정보 및 이후의 동작에서 상기 회전자가 도 1에 도시된 바와 같은 위치에서 도 4에 도시된 바와 같은 위치로 변경될 때까지의 기간들에 대한 정보를 저장할 수 있으며, 이러한 정보에 따라, 특정 타이밍이 도달하면 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성을 변경시킬 수 있다. For example, after power is supplied to the first support part and the second support part of the
즉, 상기 제어부는 기 설정되어 있는 정보를 이용하여 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성을 변경하는 타이밍을 선택할 수 있다.That is, the control unit may select a timing for changing the polarity of power supplied to the first support unit and the second support unit using preset information.
이 경우, 상기 회전자(120)가 도 1에 도시된 바와 같은 위치에서 도 4에 도시된 바와 같은 위치로 변경되는 타이밍에, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성이 정확하게 변경되어야, 상기 회전축이 지속적으로 회전할 수 있으며, 상기 회전축의 회전에 의해 발생되는 에너지의 효율이 증가될 수 있다. In this case, at the timing when the
이를 위해, 상기 제어부는 상기 제2 센서에서 감지신호가 수신되면, 상기 제1 지지부에 제1 전압을 인가하고 상기 제2 지지부에 제2 전압을 인가할 수 있으며, 상기 제2 센서에서 감지신호가 수신된 후, 상기 제1 센서에서 감지신호가 수신되면, 상기 제1 지지부에 제2 전압을 인가하고 상기 제2 지지부에 제1 전압을 인가할 수 있다.To this end, when a detection signal is received from the second sensor, the controller may apply a first voltage to the first support and apply a second voltage to the second support, and the detection signal from the second sensor After receiving, when a detection signal is received from the first sensor, a second voltage may be applied to the first support and a first voltage may be applied to the second support.
예를 들어, 상기 회전자(120)가 도 1에 도시된 바와 같은 위치에 놓여진 상태에서 상기 제1 지지부에 제1 전압이 인가되고 상기 제2 지지부에 제2 전압이 인가되면, 상기 회전자(120)는 회전한다.For example, when a first voltage is applied to the first support and a second voltage is applied to the second support while the
상기 회전자(120)가 회전하여, 상기 회전자가 도 4에 도시된 바와 같은 위치에 도달하면, 상기 제1 센서(172)로부터 상기 회전자(120)가 감지된 신호가 수신된다. 도 4에 도시된 위치는 상기 회전자(120)의 끝단이 상기 N극에서 상기 S극으로 이동하는 위치이다.When the
이 경우, 상기 제어부가 상기 제1 지지부에 제2 전압을 인가하고 상기 제2 지지부에 제1 전압을 인가하면, 상기 코일로 흐르는 전류의 방향이 변하게 되며, 이에 따라, 상기 코일 및 상기 회전자(120)는 지속적으로 회전될 수 있다. In this case, when the control unit applies a second voltage to the first support part and applies the first voltage to the second support part, the direction of the current flowing to the coil is changed, and accordingly, the coil and the rotor ( 120) can be continuously rotated.
이후, 상기 제2 센서에 의해 상기 회전자가 다시 도 1에 도시된 바와 같은 위치에 도달하였음이 감지될 수 있으며, 다시, 상기 회전자가 도 1에 도시된 바와 같은 위치에서 도 4에 도시된 바와 같은 위치에 도달하여 상기 제1 센서로부터 상기 회전자가 감지되면, 상기 제어부가 상기 제1 지지부에 제2 전압을 인가하고 상기 제2 지지부에 제2 전압을 인가할 수 있다. 이에 따라, 상기 코일, 상기 회전자(120) 및 상기 회전축은 지속적으로 회전될 수 있다. Thereafter, it can be sensed that the rotor has reached the position shown in FIG. 1 again by the second sensor, and again, the rotor has reached the position shown in FIG. 1 as shown in FIG. When the rotor reaches the position and the first sensor senses the rotor, the controller may apply a second voltage to the first support and apply a second voltage to the second support. Accordingly, the coil, the
도 5는 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 또 다른 예시도이며, 도 6은 도 5에 도시된 베어링을 이용한 모터에 적용되는 자석(110) 및 코일(130)의 단면을 나타낸 예시도이다. 5 is another exemplary view of a motor using a bearing according to the present invention, and FIG. 6 is an exemplary view showing cross-sections of a
본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는, 도 5에 도시된 바와 같이, 회전축(140), 상기 회전축에 연결된 제1 베어링(150), 상기 제1 베어링과 이격되어 상기 회전축에 연결된 제2 베어링(160), 상기 제1 베어링을 지지하며, 상기 제1 베어링에 전원을 공급하는 제1 지지부(150a), 상기 제2 베어링을 지지하며, 상기 제2 베어링에 전원을 공급하는 제2 지지부(160a), 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성을 지속적으로 바꾸어주는 제어부(200), 일측 끝단(131)은 상기 회전축의 일측 끝단을 통해 상기 제1 베어링과 전기적으로 연결되어 있으며, 타측 끝단(132)은 상기 회전축의 일측 끝단을 통해 상기 제2 베어링과 전기적으로 연결되어 있는 코일(130), 상기 코일(130)을 감싸도록 상기 코일 외곽에 배치되는 N극과 S극을 포함하는 자석을 포함한다. As shown in FIG. 5, a motor using a bearing according to the present invention includes a
또한, 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는 상기 코일의 양측들 중 어느 하나가 상기 N극에 인접되어 있는 지의 여부를 감지하는 제2 센서(171) 및 상기 코일의 양측들 중 어느 하나가 상기 N극 및 상기 S극 사이에 배치되어 있는 지의 여부를 감지하는 제1 센서(172)를 더 포함할 수 있다. In addition, the motor using a bearing according to the present invention includes a
이하의 설명에서, 전원은 전압 및 전류 중 적어도 하나를 의미한다. 또한, 상기 제1 베어링 및 상기 제2 베어링을 통칭하여 베어링이라 한다. 또한, 상기 제2 센서와 이하에서 설명될 제1 센서를 통칭하여 센서라 한다. In the following description, power means at least one of voltage and current. In addition, the first bearing and the second bearing are collectively referred to as bearings. In addition, the second sensor and the first sensor to be described below are collectively referred to as a sensor.
또한, 도 5에 도시된 베어링을 이용한 모터는 도 1에 도시된 베어링을 이용한 모터와 유사한 구성들을 포함하고 있다. 즉, 도 1에 도시된 베어링을 이용한 모터와 비교할 때, 도 5에 도시된 베어링을 이용한 모터에는, 도 1에 도시된 회전자(120)가 구비되어 있지 않으며, 도 1 도시된 회전자(120)에 감겨져 있던 코일(130)이 직접 상기 회전축(140)에 연결되어 있다. 따라서, 이하에서는, 도 1에 도시된 베어링을 이용한 모터에 구비된 구성과 동일한 구성에는 도 1에 도시된 도면부호와 동일한 도면부호가 부여된다. 또한, 이하에서는, 도 1에 도시된 베어링을 이용한 모터와 다른 특징들이 상세히 설명되며, 나머지 구성들은 간단히 설명된다.In addition, the motor using the bearing shown in FIG. 5 includes components similar to those of the motor using the bearing shown in FIG. 1 . That is, compared to the motor using the bearing shown in FIG. 1, the motor using the bearing shown in FIG. 5 does not include the
우선, 회전축(140)은 속이 빈 원통이 될 수 있으며, 속인 찬 원통일 수 있다.First of all, the
다음, 상기 제1 베어링(150)과 상기 제2 베어링(160)은 일정한 간격을 두고 상기 회전축에 연결된다. Next, the
상기 제1 베어링(150)은, 상기 회전축에 연결되어 있는 제1 내륜(151), 상기 제1 내륜과 이격되어 상기 제1 내륜을 감싸고 있는 제1 외륜(152) 및 상기 제1 내륜 및 상기 제1 외륜 사이에 구비되는 적어도 두 개의 제1 볼(153)들을 포함할 수 있다. The
상기 제2 베어링(160)은, 상기 회전축에 연결되어 있는 제2 내륜(161), 상기 제2 내륜과 이격되어 상기 제2 내륜을 감싸고 있는 제2 외륜(162) 및 상기 제2 내륜과 상기 제2 외륜 사이에 구비되는 적어도 두 개의 제2 볼(163)들을 포함할 수 있다.The
상기 제1 베어링(150) 및 상기 제2 베어링(160)의 구성 및 기능은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 제1 베어링(150) 및 제2 베어링(160)의 구성 및 기능과 동일하다. The configuration and function of the
다음, 상기 제1 지지부(150a)는 상기 제1 베어링을 지지하며, 상기 제1 베어링에 전원을 공급한다. 상기 제2 지지부(160a)는 상기 제2 베어링을 지지하며, 상기 제2 베어링에 전원을 공급한다.Next, the
상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부는 지지대(190)에 장착될 수 있다.The first support part and the second support part may be mounted on the
상기 제1 지지부(150a) 및 상기 제2 지지부(160a)의 구성 및 기능은 도 1내지 도 4를 참조하여 설명된 제1 지지부(150a) 및 제2 지지부(160a)의 구성 및 기능과 동일하다. The configuration and function of the
다음, 상기 코일의 일측 끝단(131)은 상기 회전축(140)의 일측 끝단에 연결되어 있으며, 상기 코일의 타측 끝단(132) 역시 상기 회전축(140)의 일측 끝단에 연결되어 있다. Next, one
상기 코일의 일측 끝단(131)은 상기 제1 베어링(150)과 전기적으로 연결되어 있으며, 특히, 상기 제1 내륜과 연결되어 있다.One
상기 코일의 타측 끝단(132)은 상기 제2 베어링(160)과 전기적으로 연결되어 있으며, 특히, 상기 제2 내륜과 연결되어 있다. The
즉, 상기 코일(130)은 도 5에 도시된 바와 같이 사각형 형태로 형성되어 있고, 상기 코일의 일측 끝단(131)과 타측 끝단(132)은 상기 회전축(140)의 일측 끝단에 연결되어 있으며, 상기 코일의 일측 끝단(131)과 타측 끝단(132)은 전기선을 통해 제1 베어링(150)과 제2 베어링(160)에 연결되어 있다.That is, the
이 경우, 상기 코일(130)의 일측 끝단(131) 및 타측 끝단(132)은, 도 1에 도시된 코일(130)의 일측 끝단 및 타측 끝단이 제1 베어링(150)과 제2 베어링(160)에 연결된 형태와 동일한 형태로, 상기 제1 베어링(150)과 상기 제2 베어링(160)에 연결되어 있다. In this case, one
다음, 상기 자석(110)은 상기 회전자를 감싸도록 상기 회전자 외곽에 배치되는 N극(111)과 S극(112)을 포함한다.Next, the
상기 자석의 구성 및 기능은 도 1을 참조하여 설명된 자석의 구성 및 기능과 동일하다. The configuration and function of the magnet is the same as that of the magnet described with reference to FIG. 1 .
다음, 상기 제2 센서(171)는 상기 코일(130)의 양측들 중 어느 하나가 상기 N극에 인접되어 있는 지의 여부를 감지할 수 있으며, 상기 제1 센서(172)는 상기 코일(130)의 양측들 중 어느 하나가 상기 N극 및 상기 S극이 인접되어 있는 위치에 배치되어 있는 지의 여부를 감지하는 기능을 수행할 수 있다.Next, the
여기서, 상기 코일(130)의 양측들은, 도 5에 도시된 코일(130)의 좌측 및 우측으로 돌출되어 있는 부분들을 의미한다. 즉, 상기 코일(130)은 사각형 형태로 형성될 수 있으며, 사각형을 형성하는 네 개의 변들 중 상기 N극 및 상기 S극에 인접되어 있는 두 개의 변들이 상기 코일(130)의 양측들이 될 수 있다. 상기 코일이 양측들은 상기 자석의 N극 및 S극 사이에서 회전될 수 있다.Here, both sides of the
상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 구성 및 기능은 도 1을 참조하여 설명된 제1 센서 및 상기 제2 센서의 구성 및 기능과 동일하다. Configurations and functions of the first sensor and the second sensor are the same as those of the first sensor and the second sensor described with reference to FIG. 1 .
마지막으로, 상기 제어부는 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성 및 크기 중 적어도 하나를 지속적으로 바꾸어 줄 수 있다. Finally, the control unit may continuously change at least one of the polarity and size of power supplied to the first support unit and the second support unit.
특히, 상기 제어부는 상기 제2 센서에서 감지신호가 수신되면, 상기 제1 지지부에 제1 전압을 인가하고 상기 제2 지지부에 제2 전압을 인가할 수 있으며, 상기 제2 센서에서 감지신호가 수신된 후, 상기 제1 센서에서 감지신호가 수신되면, 상기 제1 지지부에 제2 전압을 인가하고 상기 제2 지지부에 제1 전압을 인가할 수 있다. 상기 제1 전압과 상기 제2 전압은 서로 다른 극성을 가질 수 있다. 부연하여 설명하면, 종래의 모터에서는, 브러시와 정류자에 의해 코일의 양쪽 끝단들로 인가되는 전원의 극성이 주기적으로 변경되었으나, 본 발명에서는 상기 제1 센서에 의해 판단된 상기 회전자의 위치에 따라, 상기 제어장치가 상기 코일의 양쪽 끝단들로 인가되는 전원의 극성을 변경시킬 수 있다. In particular, when a detection signal is received from the second sensor, the controller may apply a first voltage to the first support and a second voltage to the second support, and the detection signal is received by the second sensor. After that, when a detection signal is received from the first sensor, a second voltage may be applied to the first support and a first voltage may be applied to the second support. The first voltage and the second voltage may have different polarities. To elaborate, in the conventional motor, the polarity of the power applied to both ends of the coil by the brush and the commutator is periodically changed, but in the present invention, according to the position of the rotor determined by the first sensor , the control device can change the polarity of the power applied to both ends of the coil.
이하에서는, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 동작 방법이 설명된다. 이 경우, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 내용들 중 회전자(120) 및 코일(130)에 대한 설명을 제외한 내용들은 도 5 및 도 6에 도시된 베어링을 이용한 모터의 동작 방법 설명에도 적용될 수 있다.Hereinafter, with reference to FIGS. 5 and 6, a method of operating a motor using a bearing according to the present invention will be described. In this case, among the contents described with reference to FIGS. 1 to 4, contents except for the description of the
우선, 상기 제어부(200)는 상기 제1 지지부로 제1 전압을 인가하고 상기 제2 지지부로 제2 전압을 인가할 수 있다. 즉, 상기 제어장치(200)는 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 직류를 공급한다.First, the
상기 제1 지지부로 인가된 제1 전압은 상기 제1 외륜, 상기 제1 볼 및 상기 제1 내륜을 통해 상기 코일의 일측 끝단으로 인가된다. A first voltage applied to the first support is applied to one end of the coil through the first outer race, the first ball, and the first inner race.
상기 제2 지지부로 인가된 제2 전압은 상기 제2 외륜, 상기 제2 볼 및 상기 제2 내륜을 통해 상기 코일의 타측 끝단으로 인가된다.The second voltage applied to the second support is applied to the other end of the coil through the second outer ring, the second ball, and the second inner ring.
다음, 상기 코일의 일측 끝단과 타측 끝단으로 인가된 제1 전압 및 제2 전압에 의해 상기 코일에 전류가 흐르면, 상기 코일이 힘을 받아 움직이며, 이에 따라, 상기 회전축이 회전한다.Next, when a current flows through the coil by the first voltage and the second voltage applied to one end and the other end of the coil, the coil receives a force and moves, and thus the rotating shaft rotates.
즉, 상기 자석에 의해 발생된 자기장 속에 놓여 있는 상기 코일에 전류가 흐르면, 상기 코일은 힘을 받아 움직이며, 이 경우, 상기 코일이 받는 힘의 방향은 플레밍의 왼속 법칙에 의해 정해진다. That is, when a current flows through the coil placed in a magnetic field generated by the magnet, the coil receives force and moves, and in this case, the direction of the force received by the coil is determined by Fleming's left-hand rule.
마지막으로, 상기 제어부(200)는 상기 코일(130)이 도 5에 도시된 바와 같은 위치에서 도 4에 도시된 바와 같은 위치로 변환될 때마다, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성을 변경시킨다. 이에 따라, 상기 코일(130)은 360도 회전할 수 있으며, 이러한 동작이 반복됨에 따라, 상기 회전축(140)은 지속적으로 회전할 수 있다. Finally, the
즉, 상기 제어부가 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성을 지속적으로 바꾸어줌으로써, 상기 회전축(140)은 지속적으로 회전할 수 있으며, 상기 회전축(140)에 연결된 장치에 회전력이 인가될 수 있다. That is, as the controller continuously changes the polarity of the power supplied to the first support and the second support, the
이를 위해, 상기 제어부는 기 설정된 타이밍마다 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성을 변경시킬 수 있다. To this end, the control unit may change the polarity of power supplied to the first support unit and the second support unit at each preset timing.
예를 들어, 상기 제어부(200)에는 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 전원이 공급된 후, 상기 코일(130)이 도 5에 도시된 바와 같은 위치에서 도 4에 도시된 바와 같은 위치로 변경될 때까지의 기간에 대한 정보 및 이후의 동작에서 상기 코일(130)이 도 5에 도시된 바와 같은 위치에서 도 4에 도시된 바와 같은 위치로 변경될 때까지의 기간들에 대한 정보를 저장할 수 있으며, 이러한 정보에 따라, 특정 타이밍이 도달하면 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성을 변경시킬 수 있다. For example, after power is supplied to the first support part and the second support part of the
즉, 상기 제어부는 기 설정되어 있는 정보를 이용하여 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성을 변경하는 타이밍을 선택할 수 있다.That is, the control unit may select a timing for changing the polarity of power supplied to the first support unit and the second support unit using preset information.
이 경우, 상기 코일(130)이 도 5에 도시된 바와 같은 위치에서 도 4에 도시된 바와 같은 위치로 변경되는 타이밍에, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성이 정확하게 변경되어야, 상기 회전축이 지속적으로 회전할 수 있으며, 상기 회전축의 회전에 의해 발생되는 에너지의 효율이 증가될 수 있다. In this case, at the timing when the
이를 위해, 상기 제어부는 상기 제2 센서에서 감지신호가 수신되면, 상기 제1 지지부에 제1 전압을 인가하고 상기 제2 지지부에 제2 전압을 인가할 수 있으며, 상기 제2 센서에서 감지신호가 수신된 후, 상기 제1 센서에서 감지신호가 수신되면, 상기 제1 지지부에 제2 전압을 인가하고 상기 제2 지지부에 제1 전압을 인가할 수 있다.To this end, when a detection signal is received from the second sensor, the controller may apply a first voltage to the first support and apply a second voltage to the second support, and the detection signal from the second sensor After receiving, when a detection signal is received from the first sensor, a second voltage may be applied to the first support and a first voltage may be applied to the second support.
예를 들어, 상기 코일(130)이 도 5에 도시된 바와 같은 위치에 놓여진 상태에서 상기 제1 지지부에 제1 전압이 인가되고 상기 제2 지지부에 제2 전압이 인가되면, 상기 코일(130)은 회전한다.For example, when a first voltage is applied to the first support and a second voltage is applied to the second support while the
상기 코일(130)이 회전하여, 상기 코일(130)이 도 4에 도시된 바와 같은 위치에 도달하면, 상기 제1 센서(172)로부터 상기 회전자(120)가 감지된 신호가 수신된다. 도 4에 도시된 위치는 상기 코일(130)의 양측들이 상기 N극에서 상기 S극으로 이동하는 위치이다.When the
이 경우, 상기 제어부가 상기 제1 지지부에 제2 전압을 인가하고 상기 제2 지지부에 제1 전압을 인가하면, 상기 코일로 흐르는 전류의 방향이 변하게 되며, 이에 따라, 상기 코일 및 상기 코일(130)은 지속적으로 회전될 수 있다. In this case, when the controller applies the second voltage to the first support part and applies the first voltage to the second support part, the direction of the current flowing to the coil is changed, and accordingly, the coil and the coil 130 ) can be continuously rotated.
이후, 상기 제2 센서에 의해 상기 코일이 다시 도 5에 도시된 바와 같은 위치에 도달하였음이 감지될 수 있으며, 다시, 상기 코일이 도 5에 도시된 바와 같은 위치에서 도 4에 도시된 바와 같은 위치에 도달하여 상기 제1 센서로부터 상기 회전자가 감지되면, 상기 제어부가 상기 제1 지지부에 제2 전압을 인가하고 상기 제2 지지부에 제2 전압을 인가할 수 있다. 이에 따라, 상기 코일 및 상기 회전축은 지속적으로 회전될 수 있다. Thereafter, it can be sensed that the coil has reached the position shown in FIG. 5 again by the second sensor, and again, the coil has reached the position shown in FIG. 5 as shown in FIG. When the rotor reaches the position and the first sensor senses the rotor, the controller may apply a second voltage to the first support and apply a second voltage to the second support. Accordingly, the coil and the rotating shaft can be continuously rotated.
도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 또 다른 예시도들이며, 특히, 코일(130) 및 자석의 단면을 나타낸 예시도들이다. 도 5에 도시된 베어링을 이용한 모터와 비교할 때, 도 7 내지 도 10에 도시된 베어링을 이용한 모터에는 자석이 코일(130)에 의해 감싸여져 있다.7 to 10 are other exemplary views of a motor using a bearing according to the present invention, and in particular, are exemplary views showing cross-sections of a
우선, 도 7에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터에서는, 자석(110)이 코일(130)의 내측에 구비되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같은 구조에서도, 도 6에 도시된 바와 같은 자속이 발생되기 때문에, 도 7에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 바와 같은 방법으로 동작될 수 있다. 이 경우, 자석(110)은 영구자석일 수도 있으며, 전자석일 수도 있다.First, in the motor using the bearing according to the present invention shown in FIG. 7, the
다음, 도 8에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터에서는, 자석들(110, 110a)이 코일(130)의 내측 및 외측 각각에 구비되어 있다. 이 경우, 코일(130)의 내측에 구비된 자석(110a)은 자속을 강하게 하기 위해 강자성체가 될 수 있다. 강자성체는 영구자석으로 형성될 수 있다. 그러나, 강자성체로 형성된 자석(110a)은 영구자석 대신 전자석으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 코일(130)의 내측에 구비된 자석(110a)의 극성은 코일(130)의 외측에 구비된 자석(110)과 반대되는 극성을 갖도록 배치된다. 도 8에 도시된 바와 같은 구조에서도, 도 6에 도시된 바와 같은 자속이 발생되기 때문에, 도 8에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 바와 같은 방법으로 동작될 수 있다. 이 경우, 자석(110)은 영구자석일 수도 있으며, 전자석일 수도 있다.Next, in the motor using a bearing according to the present invention shown in FIG. 8,
다음, 도 9에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터에서는, 자석들(110, 110a)이 코일(130)의 내측 및 외측 각각에 구비되어 있다. 이 경우, 코일(130)의 외측에 구비된 자석(110)은 자속을 강하게 하기 위해 강자성체가 될 수 있다. 강자성체는 영구자석으로 형성될 수 있다. 그러나, 강자성체로 형성된 자석(110)은 영구자석 대신 전자석으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 코일(130)의 내측에 구비된 자석(110a)의 극성은 코일(130)의 외측에 구비된 자석(110)과 반대되는 극성을 갖도록 배치된다. 도 9에 도시된 바와 같은 구조에서도, 도 6에 도시된 바와 같은 자속이 발생되기 때문에, 도 8에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 바와 같은 방법으로 동작될 수 있다. 이 경우, 코일의 내측에 구비된 자석(110a)은 영구자석일 수도 있으며, 전자석일 수도 있다.Next, in the motor using a bearing according to the present invention shown in FIG. 9 ,
마지막으로, 도 10에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터에서는, 자석들(110, 110a)이 코일(130)의 내측 및 외측 각각에 구비되어 있다. 이 경우, 코일(130)의 외측에 구비된 자석(110) 및 내측에 구비된 자석(110a)은 전자석으로 형성될 수 있다. 이 경우, 코일(130)의 내측에 구비된 자석(110a)의 극성은 코일(130)의 외측에 구비된 자석(110)과 반대되는 극성을 갖도록 배치된다. 도 10에 도시된 바와 같은 구조에서도, 도 6에 도시된 바와 같은 자속이 발생되기 때문에, 도 10에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 바와 같은 방법으로 동작될 수 있다. Finally, in the motor using a bearing according to the present invention shown in FIG. 10 ,
도 11은 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 또 다른 예시도이고, 도 12는 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 동작 방법을 설명하기 위한 예시도이며, 도 13은 도 11에 도시된 베어링을 이용한 모터에 적용되는 자석(110) 및 코일(130)의 단면을 나타낸 예시도이다.11 is another exemplary view of a motor using a bearing according to the present invention, FIG. 12 is an exemplary view for explaining an operating method of a motor using a bearing according to the present invention, and FIG. 13 is a bearing shown in FIG. It is an exemplary view showing cross-sections of the
본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는, 도 11에 도시된 바와 같이, 회전축(140), 상기 회전축에 연결된 제1 베어링(150), 상기 제1 베어링과 이격되어 상기 회전축에 연결된 제2 베어링(160), 상기 제2 베어링과 이격되어 상기 회전축에 연결된 제3 베어링(170), 상기 제1 베어링을 지지하며, 상기 제1 베어링에 전원을 공급하는 제1 지지부(150a), 상기 제2 베어링을 지지하며, 상기 제2 베어링에 전원을 공급하는 제2 지지부(160a), 상기 제3 베어링을 지지하며, 상기 제3 베어링에 전원을 공급하는 제3 지지부(170a), 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부와 상기 제3 지지부로 공급되는 전원의 극성을 지속적으로 바꾸어주는 제어부(200), 상기 회전축의 일측 끝단에 연결되어 있는 세 개의 폴들을 포함하는 회전자(120), 상기 회전자의 제1 폴(121)에 감겨져 있으며, 일측은 상기 제1 베어링(150)과 전기적으로 연결되어 있는 제1 코일(131), 상기 회전자의 제2 폴(122)에 연결되어 있고, 일측은 상기 제1 코일(131)의 타측과 연결되어 있으며, 타측은 상기 제3 베어링(170)과 전기적으로 연결되어 있는 제2 코일(132), 상기 회전자의 제3 폴(123)에 연결되어 있고, 일측은 상기 제2 코일(132)의 타측과 연결되어 있으며, 타측은 상기 제2 베어링(160)과 전기적으로 연결되어 있는 제3 코일(133), 상기 회전자를 감싸도록 상기 회전자 외곽에 배치되는 N극과 S극을 포함하는 자석(110)을 포함한다. As shown in FIG. 11, a motor using a bearing according to the present invention includes a
또한, 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는 상기 회전자의 세 개의 폴들 중 어느 하나가 상기 N극에 인접되어 있는 지의 여부를 감지하는 제2 센서(171) 및 상기 회전자의 세 개의 폴들 중 어느 하나가 상기 N극 및 상기 S극 사이에 배치되어 있는 지의 여부를 감지하는 제1 센서(172)를 더 포함할 수 있다. In addition, the motor using a bearing according to the present invention includes a
이하의 설명에서, 전원은 전압 및 전류 중 적어도 하나를 의미한다. 또한, 상기 제1 베어링, 상기 제2 베어링 및 상기 제3 베어링을 통칭하여 베어링이라 한다. 또한, 상기 제2 센서와 이하에서 설명될 제1 센서를 통칭하여 센서라 한다. In the following description, power means at least one of voltage and current. In addition, the first bearing, the second bearing, and the third bearing are collectively referred to as bearings. In addition, the second sensor and the first sensor to be described below are collectively referred to as a sensor.
또한, 도 11에 도시된 베어링을 이용한 모터는 도 1에 도시된 베어링을 이용한 모터와 유사한 구성들을 포함하고 있다. 즉, 도 1에 도시된 베어링을 이용한 모터와 비교할 때, 도 11에 도시된 베어링을 이용한 모터에는, 세 개의 폴들을 포함하는 회전자(120)가 구비되며, 세 개의 베어링들(150, 160, 170)이 구비된다. 따라서, 이하에서는, 도 1에 도시된 베어링을 이용한 모터에 구비된 구성과 동일한 구성에는 도 1에 도시된 도면부호와 동일한 도면부호가 부여된다. 또한, 이하에서는, 도 1에 도시된 베어링을 이용한 모터와 다른 특징들이 상세히 설명되며, 나머지 구성들은 간단히 설명된다.In addition, the motor using the bearing shown in FIG. 11 includes components similar to those of the motor using the bearing shown in FIG. 1 . That is, compared to the motor using the bearing shown in FIG. 1, the motor using the bearing shown in FIG. 11 has a
우선, 회전축(140)은 속이 빈 원통이 될 수 있으며, 속인 찬 원통일 수 있다.First of all, the
다음, 상기 제1 베어링(150)과 상기 제2 베어링(160) 상기 제3 베어링(170)은 일정한 간격을 두고 상기 회전축에 연결된다. Next, the
상기 제1 베어링(150)은, 상기 회전축에 연결되어 있는 제1 내륜(151), 상기 제1 내륜과 이격되어 상기 제1 내륜을 감싸고 있는 제1 외륜(152) 및 상기 제1 내륜 및 상기 제1 외륜 사이에 구비되는 적어도 두 개의 제1 볼(153)들을 포함할 수 있다. The
상기 제2 베어링(160)은, 상기 회전축에 연결되어 있는 제2 내륜(161), 상기 제2 내륜과 이격되어 상기 제2 내륜을 감싸고 있는 제2 외륜(162) 및 상기 제2 내륜과 상기 제2 외륜 사이에 구비되는 적어도 두 개의 제2 볼(163)들을 포함할 수 있다.The
상기 제3 베어링(170)은, 상기 회전축에 연결되어 있는 제3 내륜, 상기 제3 내륜과 이격되어 상기 제3 내륜을 감싸고 있는 제3 외륜 및 상기 제3 내륜과 상기 제3 외륜 사이에 구비되는 적어도 두 개의 제3 볼들을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제3 베어링(170)의 내부 구조는, 도 2 및 도 3에 도시된 상기 제1 베어링(150) 및 상기 제2 베어링(160)의 내부 구조와 동일한 형태로 형성될 수 있다. The
상기 제1 베어링(150), 상기 제2 베어링(160) 및 상기 제3 베어링(170)의 기능은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 제1 베어링(150) 및 제2 베어링(160)의 기능과 동일하다. The functions of the
다음, 상기 제1 지지부(150a)는 상기 제1 베어링을 지지하며, 상기 제1 베어링에 전원을 공급한다. 상기 제2 지지부(160a)는 상기 제2 베어링을 지지하며, 상기 제2 베어링에 전원을 공급한다. 상기 제3 지지부(170a)는 상기 제3 베어링을 지지하며, 상기 제3 베어링에 전원을 공급한다.Next, the
상기 제1 지지부, 상기 제2 지지부 및 상기 제3 지지부는 지지대(190)에 장착될 수 있다.The first support part, the second support part, and the third support part may be mounted on the
상기 제1 지지부(150a), 상기 제2 지지부(160a) 및 상기 제3 지지부(170a)의 구성 및 기능은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 제1 지지부(150a) 및 제2 지지부(160a)의 구성 및 기능과 동일하다. The configuration and function of the
다음, 상기 회전자(120)는 상기 회전축(140)의 일측 끝단에 연결되어 있다. 따라서, 상기 회전자(120)는 상기 회전축, 상기 제1 내륜 및 상기 제2 내륜과 함께 회전한다. 상기 회전자(120)는 상기 제1 폴(121), 상기 제2 폴(122) 및 상기 제3 폴(123)을 포함한다. Next, the
상기 제1 폴(121)에는 상기 제1 코일(131)이 감겨진다. 상기 제1 코일(131)에 전류가 흐르면, 상기 제1 폴(121)의 양쪽 끝단들에는 도 12에 도시된 바와 같이, N극 및 S극(또는 S극 및 N극)이 형성된다.The
상기 제2 폴(122)에는 상기 제2 코일(132)이 감겨진다. 상기 제2 코일(132)에 전류가 흐르면, 상기 제2 폴(122)의 양쪽 끝단들에는 도 12에 도시된 바와 같이, N극 및 S극(또는 S극 및 N극)이 형성된다.The
상기 제3 폴(123)에는 상기 제3 코일(133)이 감겨진다. 상기 제3 코일(133)에 전류가 흐르면, 상기 제3 폴(123)의 양쪽 끝단들에는 도 12에 도시된 바와 같이, S극 및 N극(또는 N극 및 S극)이 형성된다.The
다음, 제1 코일(131)은 상기 회전자의 제1 폴(121)에 감겨져 있으며, 일측은 상기 제1 베어링(150)의 제1 내륜과 전기적으로 연결되어 있다.Next, the
상기 제2 코일(132)은 상기 회전자의 제2 폴(122)에 연결되어 있고, 일측은 상기 제1 코일(131)의 타측과 연결되어 있으며, 타측은 상기 제3 베어링(170)의 제3 내륜과 전기적으로 연결되어 있다.The
상기 제3 코일(133)은, 상기 회전자의 제3 폴(123)에 연결되어 있고, 일측은 상기 제2 코일(132)의 타측과 연결되어 있으며, 타측은 상기 제2 베어링(160)의 제2 내륜과 전기적으로 연결되어 있다.The
다음, 상기 자석은 상기 회전자를 감싸도록 상기 회전자 외곽에 배치되는 N극(111)과 S극(112)을 포함한다.Next, the magnet includes an
상기 자석의 구성 및 기능은 도 1을 참조하여 설명된 자석의 구성 및 기능과 동일하다. The configuration and function of the magnet is the same as that of the magnet described with reference to FIG. 1 .
다음, 상기 제2 센서(171)는 상기 세 개의 폴들(121, 122, 123) 중 어느 하나가 상기 N극(또는 S극)에 인접되어 있는 지의 여부를 감지할 수 있으며, 상기 제1 센서(172)는 상기 세 개의 폴들(121, 122, 123) 중 어느 하나가 상기 N극 및 상기 S극이 인접되어 있는 위치에 배치되어 있는 지의 여부를 감지하는 기능을 수행할 수 있다.Next, the
상기 제1 센서 및 상기 제2 센서의 구성 및 기능은 도 1을 참조하여 설명된 제1 센서 및 상기 제2 센서의 구성 및 기능과 동일하다. Configurations and functions of the first sensor and the second sensor are the same as those of the first sensor and the second sensor described with reference to FIG. 1 .
상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 도 11에 도시된 베어링을 이용한 모터에 반드시 구비될 필요는 없다. The first sensor and the second sensor do not necessarily need to be provided in the motor using the bearing shown in FIG. 11 .
마지막으로, 상기 제어부는 상기 제1 지지부, 상기 제2 지지부 및 상기 제3 지지부로 공급되는 전원의 극성 및 크기 중 적어도 하나를 지속적으로 바꾸어 줄 수 있다.Finally, the control unit may continuously change at least one of a polarity and a size of power supplied to the first support unit, the second support unit, and the third support unit.
이하에서는, 도 11 내지 도 13을 참조하여, 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 동작 방법이 설명되며, 특히, 도 12에 도시된 자석과 폴들을 참조하여 본 발명의 동작 방법이 설명된다. 이 경우, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 내용들 중 회전자(120) 및 코일(130)에 대한 설명을 제외한 내용들은 도 11 내지 도 13에 도시된 베어링을 이용한 모터의 동작 방법 설명에도 적용될 수 있다.Hereinafter, referring to FIGS. 11 to 13 , a method of operating a motor using a bearing according to the present invention will be described, and in particular, the method of operating the present invention will be described with reference to the magnets and poles shown in FIG. 12 . In this case, among the contents described with reference to FIGS. 1 to 4, contents except for the description of the
우선, 도 12에 도시된 바와 같이 세 개의 폴들이 배치되어 있을 때, 상기 제어부(200)는 상기 제1 지지부, 즉, 상기 제1 베어링(150)으로 제1 전압을 인가하고 상기 제3 지지부, 즉, 상기 제3 베어링(170)으로 제2 전압을 인가할 수 있다. 즉, 상기 제어장치(200)는 상기 제1 지지부와 상기 제3 지지부로 직류를 공급한다. First, as shown in FIG. 12, when three poles are arranged, the
상기 제1 지지부로 인가된 제1 전압은 상기 제1 외륜, 상기 제1 볼 및 상기 제1 내륜을 통해 상기 제1 코일의 일측 끝단으로 인가된다. A first voltage applied to the first support is applied to one end of the first coil through the first outer race, the first ball, and the first inner race.
상기 제3 지지부로 인가된 제2 전압은 상기 제3 외륜, 상기 제3 볼 및 상기 제3 내륜을 통해 상기 제3 코일의 타측 끝단으로 인가된다.The second voltage applied to the third support is applied to the other end of the third coil through the third outer ring, the third ball, and the third inner ring.
다음, 상기 제1 폴(121)에는 상기 제1 코일(131)로 흐르는 전류에 의해, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 자석(110)의 N극과 마주하는 일측에 S극이 형성되고, 상기 자석(110)의 N극과 반대되는 타측에 N극이 형성된다.Next, an S pole is formed on one side of the
또한, 상기 제2 폴(122)에는 상기 제2 코일(132)로 흐르는 전류에 의해 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 자석(110)의 S극과 마주하는 일측에 S극이 형성되고, 상기 자석(110)의 S극과 반대되는 타측에 N극이 형성된다. In addition, an S pole is formed on one side of the
또한, 상기 제3 폴(123)에는 상기 제3 코일(133)로 흐르는 전류에 의해 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 회전자의 회전축 방향에 S극이 형성되고, 상기 회전축 방향과 반대되는 방향에 N극이 형성된다. 즉, 상기 제2 지지부에는 상기 제1 폴 내지 상기 제3 폴에 도 12에 도시된 바와 같은 자기장이 발생될 수 있도록 하는 제3 전원이 공급된다.In addition, as shown in FIG. 12, an S pole is formed in the
따라서, 상기 자석(110)의 N극은 상기 제1 폴(121)을 잡아당기며, 상기 자석(110)의 S극은 상기 제2 폴(122)을 밀어낸다. Accordingly, the N pole of the
따라서, 상기 회전자(120)는 시계 방향으로 회전한다. Thus, the
다음, 상기 제어부(200)는 상기 제1 폴(121)이 상기 자석(110)의 N극 방향으로 완전히 이동하고, 상기 제2 폴(122)이 N극과 S극 사이로 이동하며, 상기 제3 폴(123)이 상기 자석(110)의 N극 방향으로 이동하면, 상기 제1 지지부, 즉, 상기 제1 베어링(150)으로 제1 전압을 인가하고 상기 제2 지지부, 즉, 상기 제2 베어링(160)으로 제2 전압을 인가할 수 있다. 즉, 상기 제어장치(200)는 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 직류를 공급한다.Next, the
상기 제1 지지부로 인가된 제1 전압은 상기 제1 외륜, 상기 제1 볼 및 상기 제1 내륜을 통해 상기 제1 코일의 일측 끝단으로 인가된다. A first voltage applied to the first support is applied to one end of the first coil through the first outer race, the first ball, and the first inner race.
상기 제2 지지부로 인가된 제2 전압은 상기 제2 외륜, 상기 제2 볼 및 상기 제2 내륜을 통해 상기 제2 코일의 타측 끝단으로 인가된다.The second voltage applied to the second support is applied to the other end of the second coil through the second outer ring, the second ball, and the second inner ring.
다음, 상기 제1 폴(121)에는 상기 제1 코일(131)로 흐르는 전류에 의해, 상기 자석(110)의 N극과 마주하는 일측에 S극이 형성되고, 상기 자석(110)의 N극과 반대되는 타측에 N극이 형성된다.Next, an S pole is formed on one side of the
또한, 상기 제3 폴(123)에는 상기 제3 코일(133)로 흐르는 전류에 의해 상기 자석(110)의 S극과 마주하는 일측에 S극이 형성되고, 상기 자석(110)의 S극과 반대되는 타측에 N극이 형성된다. In addition, an S pole is formed on one side of the
따라서, 상기 자석(110)의 N극은 상기 제1 폴(121)을 잡아당기며, 상기 자석(110)의 S극은 상기 제3 폴(123)을 밀어낸다. Accordingly, the N pole of the
따라서, 상기 회전자(120)는 지속적으로 시계 방향으로 회전한다.Thus, the
이 경우, 상기 제2 폴(122)의 양측 끝단에도 상기 제2 코일(132)로 흐르는 전류에 의해 N극과 S극이 형성된다. 즉, 제2 폴(122)에도 제3 지지부로부터 전달된 전압에 의해 전류가 흐르며, 이에 따라 자기장이 발생된다. In this case, the N pole and the S pole are also formed at both ends of the
다음, 상기 제1 폴(121)이 N극과 S극 사이에 구비되고, 상기 제2 폴(122)이 N극과 마주하는 방향에 구비되며, 상기 제3 폴(123)이 S극과 마주하는 방향에 구비되면, 상기 제2 폴(122)과 상기 제3 폴(123)에는 도 12를 참조하여 설명된 바와 같은 자기장이 발생된다.Next, the
이에 따라, 상기 회전자는 지속적으로 시계 방향으로 회전한다.Accordingly, the rotor continuously rotates clockwise.
마지막으로, 상기 제1 폴 내지 상기 제3 폴에 상기에서 설명된 바와 같은 현상들이 순차적으로 발생됨에 따라, 상기 회전자는 지속적으로 시계 방향으로 회전될 수 있다 Finally, as the phenomena described above sequentially occur in the first to third poles, the rotor may be continuously rotated clockwise.
이 경우, 상기 세 개의 폴들의 배치 구조, 상기 세 개의 폴들에 연결된 제1 내지 제3 코일들의 연결 구조, 상기 자석(110)의 배치 구조 및 상기 제1 내지 제3 코일들에 인가되는 전원들의 종류는, 현재 일반적으로 이용되는 3-Pole-DC-eoectric motor에 적용되는 구조들 및 종류와 동일할 수 있다. 그러나, 본 발명은 세 개의 코일들에 전원을 인가하기 위해 세 개의 베어링들 및 제어부가 구비된다는 점에 있어서, 현재 일반적으로 이용되는 3-Pole-DC-eoectric motor와 차이점이 있다.In this case, the arrangement structure of the three poles, the connection structure of the first to third coils connected to the three poles, the arrangement structure of the
즉, 본 발명에서는 상기 제어부가 상기 제1 지지부 내지 상기 제3 지지부로 공급되는 전원의 극성을 지속적으로 바꾸어줌으로써, 상기 회전자(120) 및 상기 회전축(140)은 지속적으로 회전할 수 있으며, 상기 회전축(140)에 연결된 장치에 회전력이 인가될 수 있다. That is, in the present invention, the controller continuously changes the polarity of the power supplied to the first support part to the third support part, so that the
이를 위해, 상기 제어부는 기 설정된 타이밍마다 상기 제1 지지부 내지 상기 제3 지지부로 공급되는 전원의 극성을 변경시킬 수 있다. To this end, the control unit may change the polarity of the power supplied to the first support unit to the third support unit at predetermined timings.
예를 들어, 상기 제어부(200)는 도 12에 도시된 바와 같은 배치에서 상기 제1 지지부와 상기 제3 지지부로 전원이 공급된 후, 상기 제1 폴(121)이 상기 자석(110)의 N극 방향으로 완전히 이동하고, 상기 제2 폴(122)이 N극과 S극 사이로 이동하며, 상기 제3 폴(123)이 상기 자석(110)의 N극 방향으로 이동하면, 상기 제1 지지부 내지 상기 제3 지지부로 공급되는 전원의 극성들을 변경시킬 수 있다.For example, in the arrangement shown in FIG. 12 , the
즉, 상기 제어부(200)는 상기 제1 폴 내지 상기 제3 폴 중 어느 하나가 N극과 S극 사이에 배치되면, 상기 제1 지지부 내지 상기 제3 지지부로 공급되는 전원의 극성들을 변경시킬 수 있다.That is, the
상기 제어부에는 상기 제1 폴(121) 내지 상기 제3 폴(123)이 N극과 S극 사이에 배치되는 기간들에 대한 정보가 저장될 수 있으며, 이러한 정보에 따라, 상기 제어부는 특정 타이밍이 도달하면 상기 제1 지지부 내지 상기 제3 지지부로 공급되는 전원의 극성들을 변경시킬 수 있다. The control unit may store information about periods in which the
즉, 상기 제어부는 기 설정되어 있는 정보를 이용하여 상기 제1 지지부 내지 상기 제3 지지부로 공급되는 전원들의 극성을 변경하는 타이밍을 선택할 수 있다.That is, the control unit may select a timing for changing the polarity of the power supplies supplied to the first to third support units using preset information.
이 경우, 상기 제1 폴 내지 상기 제3 폴 중 어느 하나가 N극과 S극 사이에배치되는 타이밍에, 상기 제1 지지부 내지 상기 제3 지지부로 공급되는 전원들의 극성이 정확하게 변경되어야, 상기 회전축이 지속적으로 회전할 수 있으며, 상기 회전축의 회전에 의해 발생되는 에너지의 효율이 증가될 수 있다. In this case, the polarity of the power supplies supplied to the first support part to the third support part must be accurately changed at the timing when any one of the first pole to the third pole is disposed between the N pole and the S pole, and the rotation shaft This can continuously rotate, and the efficiency of energy generated by the rotation of the rotating shaft can be increased.
이를 위해, 상기 제어부는 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에서 수신된 감지신호를 이용할 수 있다. To this end, the controller may use detection signals received from the first sensor and the second sensor.
도 14 내지 도 17은 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터의 또 다른 예시도들이며, 특히, 세 개의 폴들(121, 122, 123) 및 자석의 단면을 나타낸 예시도들이다. 도 13에 도시된 베어링을 이용한 모터와 비교할 때, 도 14 내지 도 17에 도시된 베어링을 이용한 모터에는 자석이 세 개의 플들에 의해 감싸여져 있다.14 to 17 are other exemplary views of a motor using a bearing according to the present invention, and in particular, three
우선, 도 14에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터에서는, 자석(110)이 세 개의 폴들의 내측에 구비되어 있다. 도 14에 도시된 바와 같은 구조에서도, 도 13에 도시된 바와 같은 자속이 발생되기 때문에, 도 14에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명된 바와 같은 방법으로 동작될 수 있다. 이 경우, 자석(110)은 영구자석일 수도 있으며, 전자석일 수도 있다.First, in the motor using bearings according to the present invention shown in FIG. 14,
다음, 도 15에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터에서는, 자석들(110, 110a)이 세 개의 폴들의 내측 및 외측 각각에 구비되어 있다. 이 경우, 세 개의 폴들의 내측에 구비된 자석(110a)은 자속을 강하게 하기 위해 강자성체가 될 수 있다. 강자성체는 영구자석으로 형성될 수 있다. 그러나, 강자성체로 형성된 자석(110a)은 영구자석 대신 전자석으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 세 개의 폴들의 내측에 구비된 자석(110a)의 극성은 코일(130)의 외측에 구비된 자석(110)과 반대되는 극성을 갖도록 배치된다. 도 15에 도시된 바와 같은 구조에서도, 도 13에 도시된 바와 같은 자속이 발생되기 때문에, 도 15에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명된 바와 같은 방법으로 동작될 수 있다. 이 경우, 자석(110)은 영구자석일 수도 있으며, 전자석일 수도 있다.Next, in the motor using a bearing according to the present invention shown in FIG. 15,
다음, 도 16에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터에서는, 자석들(110, 110a)이 세 개의 폴들의 내측 및 외측 각각에 구비되어 있다. 이 경우, 세 개의 폴들의 외측에 구비된 자석(110)은 자속을 강하게 하기 위해 강자성체가 될 수 있다. 강자성체는 영구자석으로 형성될 수 있다. 그러나, 강자성체로 형성된 자석(110)은 영구자석 대신 전자석으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 세 개의 폴들의 내측에 구비된 자석(110a)의 극성은 코일(130)의 외측에 구비된 자석(110)과 반대되는 극성을 갖도록 배치된다. 도 16에 도시된 바와 같은 구조에서도, 도 13에 도시된 바와 같은 자속이 발생되기 때문에, 도 16에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명된 바와 같은 방법으로 동작될 수 있다. 이 경우, 세 개의 폴들의 내측에 구비된 자석(110a)은 영구자석일 수도 있으며, 전자석일 수도 있다.Next, in the motor using a bearing according to the present invention shown in FIG. 16,
마지막으로, 도 17에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터에서는, 자석들(110, 110a)이 세 개의 폴들의 내측 및 외측 각각에 구비되어 있다. 이 경우, 세 개의 폴들의 외측에 구비된 자석(110) 및 내측에 구비된 자석(110a)은 전자석으로 형성될 수 있다. 이 경우, 세 개의 폴들의 내측에 구비된 자석(110a)의 극성은 코일(130)의 외측에 구비된 자석(110)과 반대되는 극성을 갖도록 배치된다. 도 17에 도시된 바와 같은 구조에서도, 도 13에 도시된 바와 같은 자속이 발생되기 때문에, 도 17에 도시된 본 발명에 따른 베어링을 이용한 모터는 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명된 바와 같은 방법으로 동작될 수 있다.Finally, in the motor using bearings according to the present invention shown in FIG. 17,
발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Those skilled in the art to which the invention pertains will understand that the invention may be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
120: 회전자 130: 코일
140: 회전축 150: 제1 베어링
160: 제2 베어링 200: 제어부
111: N극 112: S극
131: 일측 끝단 132: 끝단
150a: 제1 지지부 160a: 제2 지지부
151: 제1 내륜 152: 제1 외륜
153: 제1 볼 161: 제2 내륜
162: 제2 외륜 163: 제2 볼
171: 제1 센서 172: 제2 센서
190: 지지대120: rotor 130: coil
140: rotation axis 150: first bearing
160: second bearing 200: control unit
111: N pole 112: S pole
131: one end 132: end
150a:
151: first inner ring 152: first outer ring
153: first ball 161: second inner ring
162: second outer ring 163: second ball
171: first sensor 172: second sensor
190: support
Claims (4)
상기 회전축에 연결된 제1 베어링;
상기 제1 베어링과 이격되어 상기 회전축에 연결된 제2 베어링;
상기 제1 베어링을 지지하며, 상기 제1 베어링에 전원을 공급하는 제1 지지부;
상기 제2 베어링을 지지하며, 상기 제2 베어링에 전원을 공급하는 제2 지지부;
상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로 공급되는 전원의 극성 및 크기 중 적어도 하나를 지속적으로 바꾸어주는 제어부;
일측 끝단은 상기 회전축의 일측 끝단을 통해 상기 제1 베어링과 전기적으로 연결되어 있으며, 타측 끝단은 상기 회전축의 일측 끝단을 통해 상기 제2 베어링과 전기적으로 연결되어 있는 코일;
상기 코일을 감싸도록 상기 코일의 내측 또는 외측에 배치되는 N극과 S극을 포함하는 자석을 포함하는 베어링을 이용한 모터.axis of rotation;
a first bearing connected to the rotating shaft;
a second bearing spaced apart from the first bearing and connected to the rotating shaft;
a first support that supports the first bearing and supplies power to the first bearing;
a second support that supports the second bearing and supplies power to the second bearing;
a control unit that continuously changes at least one of the polarity and magnitude of power supplied to the first support unit and the second support unit;
a coil having one end electrically connected to the first bearing through one end of the rotation shaft and the other end electrically connected to the second bearing through one end of the rotation shaft;
A motor using a bearing including a magnet including an N pole and an S pole disposed inside or outside the coil to surround the coil.
상기 제1 베어링은,
상기 회전축에 연결되어 있는 제1 내륜,
상기 제1 내륜과 이격되어 상기 제1 내륜을 감싸고 있는 제1 외륜; 및
상기 제1 내륜과 상기 제1 외륜 사이에 구비되는 적어도 두 개의 제1 볼들을 포함하고,
상기 제2 베어링은,
상기 회전축에 연결되어 있는 제2 내륜;
상기 제2 내륜과 이격되어 상기 제2 내륜을 감싸고 있는 제2 외륜; 및
상기 제2 내륜과 상기 제2 외륜 사이에 구비되는 적어도 두 개의 제2 볼들을 포함하는 베어링을 이용한 모터.According to claim 1,
The first bearing,
A first inner ring connected to the rotational shaft;
a first outer ring spaced apart from the first inner ring and surrounding the first inner ring; and
Including at least two first balls provided between the first inner ring and the first outer ring,
The second bearing,
a second inner ring connected to the rotating shaft;
a second outer ring spaced apart from the second inner ring and surrounding the second inner ring; and
A motor using a bearing including at least two second balls provided between the second inner ring and the second outer ring.
상기 회전축의 일측 끝단에 연결어 있는 회전자를 더 포함하며,
상기 코일은 상기 회전자에 감겨져 있는 베어링을 이용한 모터.According to claim 1,
Further comprising a rotor connected to one end of the rotating shaft,
The coil is a motor using bearings wound around the rotor.
상기 회전축에 연결된 제1 베어링;
상기 제1 베어링과 이격되어 상기 회전축에 연결된 제2 베어링;
상기 제2 베어링과 이격되어 상기 회전축에 연결된 제3 베어링;
상기 제1 베어링을 지지하며, 상기 제1 베어링에 전원을 공급하는 제1 지지부;
상기 제2 베어링을 지지하며, 상기 제2 베어링에 전원을 공급하는 제2 지지부;
상기 제3 베어링을 지지하며, 상기 제3 베어링에 전원을 공급하는 제3 지지부;
상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부와 상기 제3 지지부로 공급되는 전원의 극성을 지속적으로 바꾸어주는 제어부;
상기 회전축의 일측 끝단에 연결되어 있는 세 개의 폴들을 포함하는 회전자;
상기 회전자의 제1 폴에 감겨져 있으며, 일측은 상기 제1 베어링과 전기적으로 연결되어 있는 제1 코일;
상기 회전자의 제2 폴에 연결되어 있고, 일측은 상기 제1 코일의 타측과 연결되어 있으며, 타측은 상기 제3 베어링과 전기적으로 연결되어 있는 제2 코일;
상기 회전자의 제3 폴에 연결되어 있고, 일측은 상기 제2 코일의 타측과 연결되어 있으며, 타측은 상기 제2 베어링과 전기적으로 연결되어 있는 제3 코일; 및
상기 회전자를 감싸도록 상기 회전자 외곽에 배치되는 N극과 S극을 포함하는 자석을 포함하는 베어링을 이용한 모터.
axis of rotation;
a first bearing connected to the rotating shaft;
a second bearing spaced apart from the first bearing and connected to the rotating shaft;
a third bearing connected to the rotating shaft and spaced apart from the second bearing;
a first support that supports the first bearing and supplies power to the first bearing;
a second support that supports the second bearing and supplies power to the second bearing;
a third support that supports the third bearing and supplies power to the third bearing;
a control unit that continuously changes the polarity of power supplied to the first support unit, the second support unit, and the third support unit;
a rotor including three poles connected to one end of the rotating shaft;
a first coil wound around a first pole of the rotor and having one side electrically connected to the first bearing;
a second coil connected to a second pole of the rotor, one side connected to the other side of the first coil, and the other side electrically connected to the third bearing;
a third coil connected to a third pole of the rotor, one side connected to the other side of the second coil, and the other side electrically connected to the second bearing; and
A motor using a bearing including a magnet including an N pole and an S pole disposed outside the rotor to surround the rotor.
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KR1020220022130A KR102468253B1 (en) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | Motor Using A Bearing |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09215229A (en) * | 1996-01-31 | 1997-08-15 | Asmo Co Ltd | Motor |
KR19990040373A (en) * | 1997-11-18 | 1999-06-05 | 이형도 | Vibration motor |
JP2012237334A (en) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Minebea Co Ltd | Rolling bearing for inverter-driven motor, and inverter-driven motor |
JP2017195685A (en) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | アスモ株式会社 | Brushless motor |
KR20190028876A (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-20 | 현대자동차주식회사 | Dircet current motor |
-
2022
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09215229A (en) * | 1996-01-31 | 1997-08-15 | Asmo Co Ltd | Motor |
KR19990040373A (en) * | 1997-11-18 | 1999-06-05 | 이형도 | Vibration motor |
JP2012237334A (en) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Minebea Co Ltd | Rolling bearing for inverter-driven motor, and inverter-driven motor |
JP2017195685A (en) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | アスモ株式会社 | Brushless motor |
KR20190028876A (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-20 | 현대자동차주식회사 | Dircet current motor |
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