KR20000044143A - 단상의 브러쉬레스 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테이터 요크부를 보빈으로 형성하여 아마츄어 코일과 함께 코깅을 발생시키는 자성체가 일체로 구비되도록 한 단상의 브러쉬레스 모터에 관한 것으로서, 상기한 목적을 달성시키기 위한 수단으로 본 발명은 상향 돌출시킨 내경부와 외경부간을 연결간에 의해 일체로 연결되도록 한 프레임과; 상기 프레임의 내경부의 외측으로 안착되는 인쇄회로기판과; 상기 인쇄회로기판의 상부로 적층되며, 원통형인 코일 권선부의 하부와 상부에 플랜지형상인 체결단부와 스테이터 요크가 일체로 형성되고, 상기 스테이터 요크의 상부면에는 일정 각도에 일부가 단차진 자성체가 삽입되도록 한 보빈과; 상기 보빈의 코일 권선부에 권선되는 아마츄어 코일과; 상기 프레임의 내경부의 중앙에 회전가능하게 축설되는 회전축과; 상기 회전축에 결합되는 로터와; 상기 스테이터 요크와 축방향으로 마주보는 로터의 저면에 부착되는 마그네트로 구비되도록 하는 구성이 특징이다.

Description

단상의 브러쉬레스 모터

본 발명은 인쇄회로기판의 상부로 자성체의 스테이터 요크가 부착된 보빈을 고정시켜 용이한 코일 권선을 도모하면서 마그네트와 대향하는 스테이터 요크를 통해 코깅을 적절히 발생시켜 안정된 구동성이 유지되도록 하는 단상의 브러쉬레스 모터에 대한 것이다.

일반적으로 단상의 브러쉬레스 모터는 액시얼 타입(axial type)이라고도 하며, 특히 정밀 회전이 필요치 않은 단순한 회전 기기 즉 컴퓨터와 같은 사무기기의 소형 팬모터등에 주로 사용되고 있다.

이와같은 단상의 브러쉬레스 모터는 도 3에 도시한 바와 같이 수직으로 상향 돌출되는 내경부(111)와 외경부(112)를 갖는 프레임(110)이 저부로 구비되고, 프레임(110)의 내경부(111)에는 외측으로 인쇄회로기판(130)이 안착고정되도록 하며, 인쇄회로기판(130)의 상부면에는 단상의 아마츄어 코일(150)이 부착된 스테이터 요크(140)를 적층한다.

그리고 내경부(11)의 안쪽으로는 베어링 홀더(120)를 삽입하고, 베어링 홀더(120)의 내부에는 상하로 베어링(121)을 압입하며, 베어링(121)의 내측으로는 회전축(160)의 하단이 회전 가능하게 압입되도록 하고, 회전축(160)의 상단부에는 로터(170)를 고정한다.

이때 로터(170)에는 외주면의 블레이드(171)와 함께 아마츄어 코일(150)과 서로 마주보는 저면으로 로터 요크(172)가 부착되며, 로터 요크(172)에는 스테이터 요크(140)와 일정 간격 이격되게 하여 마그네트(180)를 부착하고, 마그네트(180)에는 N극과 S극이 교대로 착자되도록 하고 있다.

하지만 종전의 모터에서는 별도의 지그를 사용해야만 하므로 아마츄어 코일(150)의 성형 및 조립이 가능하다.

또한 단상의 모터에서는 마그네트의 극성이 변화되는 극단부에서 코일 토크가 제로가 되는 불기동점(dead point)이 존재하게 되므로 모터 구동이 연속적으로 이루어지지 않게 될 수가 있으므로 이러한 불기동점을 제거하는 수단이 필요하다.

이를위해 최근에는 스테이터의 임의의 위치에 불기동점을 제거할 수 있는 코깅발생 수단을 구비시키고 있다.

그러나 종전의 코깅발생 수단은 그 위치결정이 대단히 난해하고, 대량생산을 하는데 있어서 통일성이 결여되어 불량률이 많게 되며, 특히 아마츄어 코일의 성형 및 조립이 난해하여 모터를 제작하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 스테이터 요크부를 보빈형상으로 형성시켜 전류의 유도방향이 서로 반대인 한쌍의 아마츄어 코일이 감겨지도록 하고, 마그네트와 대향하는 보빈의 상부면에는 자성체로서 형성시켜 아마츄어 코일에 의해 발생한 자속의 통로를 제공하면서 일정 각도로 자성체의 일부에 단차를 두므로서 자성체의 자기적인 중심점과 기계적인 중심점을 어긋나게 하므로서 코깅력이 발생토록 하는 단상의 브러쉬레스 모터를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 브러쉬레스 모터의 분해 사시도,

도 2는 본 발명을 조립시킨 상태의 전단면도,

도 3은 종래의 브러쉬레스 모터를 도시한 전단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 프레임 30 : 인쇄회로기판

40 : 보빈 41 : 체결단부

42 : 스테이터 요크 43 : 코일 권선부

45 : 자성체 50 : 아마츄어 코일

상기한 목적을 달성시키기 위하여 본 발명은 상향 돌출시킨 내경부와 외경부간을 연결간에 의해 일체로 연결되도록 한 프레임과;

상기 프레임의 내경부의 외측으로 안착되는 인쇄회로기판과;

상기 인쇄회로기판의 상부로 적층되며, 원통형인 코일 권선부의 하부와 상부에 플랜지형상인 체결단부와 스테이터 요크가 일체로 형성되고, 상기 스테이터 요크의 상부면에는 일정 각도에 일부가 단차진 자성체가 삽입되도록 한 보빈과;

상기 보빈의 코일 권선부에 권선되는 아마츄어 코일과;

상기 프레임의 내경부의 중앙에 회전가능하게 축설되는 회전축과;

상기 회전축에 결합되는 로터와;

상기 스테이터 요크와 축방향으로 마주보는 로터의 저면에 부착되는 마그네트로 구비되도록 하는데 특징이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 모터의 분해 사시도이다.

본 발명에서 프레임(10)의 내경부(11)에는 외측으로 인쇄회로기판(30)을 안착하고, 내경부(11)의 중앙에는 회전가능하게 회전축(60)을 축설하며, 그의 상단부에는 로터(70)가 구비되도록 하는 구성은 종전과 동일하다.

이에 본 발명은 프레임(10)의 내경부(11)와 외경부(12)간을 다수개의 연결간(13)으로서 일체로 연결되도록 하고, 각 연결간(13)의 상부에는 각각 체결돌부(14)가 돌출되도록 하고, 인쇄회로기판(30)과 그 상부로 적층되는 보빈(40)의 체결단부(41)에는 체결돌부(14)가 삽입되는 홀(31)(44)을 형성한다.

보빈(40)은 원통형인 권선부(43)의 하부와 상부로 플랜지형상인 체결단부(41)와 스테이터 요크(42)가 형성되며, 권선부(43)에는 한쌍의 아마츄어 코일(50)이 권선되도록 한다.

보빈(40)의 상부를 구성하는 스테이터 요크(42)에는 일정 각도로 홈을 요설하여 자성체(45)가 삽입되도록 하고, 자성체(45)는 일부가 단차진 형상이 되도록 하는 것이 주된 특징이다.

따라서 스테이터 요크(42)와 자성체(45)는 로터(70)의 저면으로 부착한 마그네트(80)와 축방향으로 서로 마주보게 되며, 스테이터 요크(42)의 저부로 권선시킨 아마츄어 코일(50)과 마그네트(80)간 상호 작용에 의해 유발되는 전자기력에 의해서 로터(70)를 회전시키게 되고, 이로서 모터가 구동하게 된다.

한편 스테이터 요크(42)에 부착되는 자성체(45)는 마그네트(80)의 전체 극수에 대하여 1/2개로 형성되도록 하며, 일부가 단차지면서 코깅을 발생시키게 되는 돌출면의 중앙부분은 토크가 발생되는 위치에서부터 마그네트(80)의 하나의 자극 폭에 대해 1/4인 지점에 위치되도록 한다.

따라서 자성체(45)를 형성시 하향 요입되는 부분의 크기가 대단히 중요하며, 결국 돌출면에서 불기동점(dead point)을 제거시키게 되는 코깅을 발생하게 된다.

이상의 구성에 따른 본 발명의 작용에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

외부로부터 전원을 보빈(40)에 권선된 한쌍의 아마츄어 코일(50)에 공급하게 되면 마그네트(80)와의 상호작용에 의해서 자속을 발생시키게 되고, 이는 코깅발생용 스테이터 요크(42)를 통하여 구동력을 발생시킨다.

이때 한쌍의 아마츄어 코일(50)에는 전류가 서로 반대로 흐르도록 극성을 전환시키게 되며, 스테이터 요크(42)는 아마츄어 코일(50)에 의해 발생되는 자속의 통로 역할을 하면서 자성체(45)에 의해 코깅력을 발생시켜 불기동점을 제거하게 된다.

자성체(45)에 의한 코깅력 발생은 자성체의 단차진 부위에서 자성체(45)의 기계적인 중심과 자기적인 중심이 어긋나므로서 가능해지게 된다.

이와같이 보빈(40)을 구비하게 되므로서 아마츄어 코일(50)의 권선이 대단히 용이해지게 되며, 특히 보빈(40)에 형성시킨 자성체(45)가 항상 일정한 위치에 형성되므로 코깅발생수단의 위치 설정이 매우 쉽다.

또한 프레임(10)에 인쇄회로기판(30)과 보빈(40)을 체결돌부()에 의해서 동시에 고정시키게 되므로서 모터를 조립하는 공정이나 제작시간이 대폭적으로 단축되면서 제작원가를 절감시키게 된다.

상술한 바와같이 본 발명은 아마츄어 코일(50)이 권선되면서 코깅을 발생시키는 자성체(45)가 동시에 구비되는 보빈(40)을 형성시키므로서 코일 권선 및 코깅발생 위치 설정이 매우 간편하게 수행될 수가 있는 동시에 이러한 보빈(50)을 인쇄회로기판(30)과 함께 프레임(10)의 체결돌부(14)에 간단히 삽입 고정시킬 수가 있게 되므로서 모터의 제작 공정 및 시간을 절감시킬 수가 있게 되는 매우 유용한 효과가 있게 된다.

Claims (4)

1. 상향 돌출시킨 내경부와 외경부간을 연결간에 의해 일체로 연결되도록 한 프레임과;

   상기 프레임의 내경부의 외측으로 안착되는 인쇄회로기판과;

   상기 인쇄회로기판의 상부로 적층되며, 원통형인 코일 권선부의 하부와 상부에 플랜지형상인 체결단부와 스테이터 요크가 일체로 형성되고, 상기 스테이터 요크의 상부면에는 일정 각도에 일부가 단차진 자성체가 삽입되도록 한 보빈과;

   상기 보빈의 코일 권선부에 권선되는 아마츄어 코일과;

   상기 프레임의 내경부의 중앙에 회전가능하게 축설되는 회전축과;

   상기 회전축에 결합되는 로터와;

   상기 스테이터 요크와 축방향으로 마주보는 로터의 저면에 부착되는 마그네트로 구비되는 단상의 브러쉬레스 모터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 인쇄회로기판과 보빈은

   상기 프레임의 연결간에서 상부로 돌출되게 한 체결돌부에 끼워지고, 상기 보빈의 체결단부에서 스크류에 의해 체결되도록 하는 단상의 브러쉬레스 모터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 아마츄어 코일은

   전류의 유도방향이 반대인 한쌍의 코일로 이루어지는 단상의 브러쉬레스 모터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 자성체는

   상기 마그네트의 전체 극수의 1/2인 단상의 브러쉬레스 모터.