KR20010097182A - 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터의 스테이터 코어 - Google Patents

스켈리턴형 브러시레스 직류 모터의 스테이터 코어 Download PDF

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KR20010097182A
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임태빈
정중기
하근수
류세현
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김춘호
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Abstract

본 발명은 코깅 토오크를 저감시킬 수 있는 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터의 스테이터 코어를 개시한 것으로, 본 발명은 마그네트가 장착되는 로우터와; 한쌍의 코어 블록(core block) 반체(半體)의 조합에 의해 형성되는 스테이터 코어와; 제 1, 2 코일이 각각 감겨진 보빈과, 회로기판 및 위치센서가 내장되어 스테이터 코어의 하단부에 결합되는 수지 성형체와; 로우터를 감싸는 제 1, 2 하우징을 포함하는 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터에 있어서, 상기 스테이터 코어의 제 1, 2 개구부에서 발생되는 자기적 불평형을 감소시킬 수 있도록 개구부의 폭을 감소시킨 것을 특징으로 한다.

Description

스켈리턴형 브러시레스 직류 모터의 스테이터 코어{A STATOR CORE OF SKELETON TYPE BRUSHLESS DIRECT CURRENT MOTOR}
본 발명은 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터(skeleton type brushless direct current motor)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코어 블록 반체 사이의 개구부에서 발생되는 자기적 불평형을 감소시킬 수 있도록 개구부의 폭을 감소시킨 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터의 스테이터 코어에 관한 것이다.
스켈리턴형 브러시레스 직류 모터는 각종 전기,전자제품의 가전기기는 물론 사무기기, 전장용 등의 구동 모터로 폭 넓게 사용되고 있다. 예를 들어 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터에는 브러시 및 정류자가 제거되며, 구조가 단순하여 제작이 용이하므로, 전기,전자제품, 사무기기, 전장용 등의 소형 팬 블로워(fan blower)의 구동 모터로 널리에 사용되고 있다.
이러한 종래의 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터에 대한 예를 살펴보면, 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터는 로우터(rotor)와 스테이터 코어(staor core)를 갖추고 있으며, 로우터는 축의 외주면에 마그네트(magnet)가 장착되어 구성된다. 스테이터 코어는 로우터가 공극(air gap)을 유지하면서 위치되도록 스페이스(space)를 제공하고, 스테이터 코어에는 코일이 감겨진 보빈(bobbin)이 설치된다. 보빈의 한쪽에는 구동 회로를 구성하는 회로기판이 설치되며, 축은 하우징(housing)의 베어링에 의해 지지된다.
따라서, 보빈의 코일에 전원 전압이 인가되면 스테이터 코어의 자화에 의해 자계가 형성되고, 위치센서를 이용하여 마그네트의 위치를 검출하여 회전력을 얻을 수 있도록 두 조의 코일에 전류의 방향과 순서를 적절히 교환하여 인가하면 스테이터 코어의 자계와 마그네트의 자계 사이의 상호작용에 의하여 로우터로 사용되어지는 마그네트는 일련의 방향으로 회전 토오크가 발생하게 되어 회전력을 얻게 된다.
도 1은 종래의 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터의 일예를 도시한 사시도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터는 로우터(10)와 스테이터 코어(20)를 갖추고 있으며, 로우터(10)는 축(12)의 외주면에 대략 원통형의 마그네트(14)가 장착되어 구성되고, 마그네트(14)는 N극과 S극의 2극을 갖도록 구성된다. 스테이터 코어(20)는 프레스 가공된 얇은 규소 강판을 절연시켜 여러장 겹쳐 구성하는 것으로, 한쌍의 코어 블록(core block) 반체(半體)(22, 24)의 조합에 의해 구성되어 있다.
한쌍의 코어 블록 반체(22,24)는 서로 마주보는 원호(50, 52)에 의해 원형의 공간부(54)를 형성하도록 조합되고, 원형 공간부(54)에는 로우터(10)가 소정의 공극을 유지한 채 회동가능하도록 설치되어 있다.
한편, 한쌍의 코어 블록 반체(22,24)의 원호(50, 52)의 양쪽 끝은 공극을 유지할 수 있도록 제 1 및 제 2 개구부(56, 58)가 각각 형성되어 있으며, 원호(50,52)의 내주면 일단에는 디텐트(detent)구(60, 62)가 형성되어 있다.
한쌍의 코어 블록 반체(22,24)의 하단부에는 수지 성형체(30)가 결합되며, 수지 성형체(30) 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 코일(32,34)이 각각 감겨진 보빈(36)과 회로기판(38) 및 위치센서(40) 등이 내장되어 있다.
특히, 수지 성형체(30)의 상면 중앙에는 스테이터 코어(20)의 제 2 개구부(58)에 끼워질 수 있도록 끼움돌기(42)가 형성되어 있으며, 끼움돌기(42) 내부에 위치센서(40)가 위치하게 된다.
스테이터 코어(20)의 양쪽에는 로우터(10)를 감싸는 제 1, 2 하우징(70, 72)이 결합되어 있다.
그런데 이와 같은 종래의 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터는 자기저항이 일정하지 않아 회전시 마그네트(14)에 의한 자기수반 에너지가 회전에 의해 변하면서 발생되는 코깅 토오크가 큰 단점이 있었다. 이와 같은 코킹 토오크는 스테이터 코어(20)와 로우터(10) 사이의 상대적인 위치에 따라 자기 에너지가 변화되는 것으로 모터의 회전시 진동 및 소음을 유발하게 되며, 한쌍의 코어 블록 반체(22,24) 사이의 개구부(56,58)의 간격이 클수록 심하게 나타난다.
따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터에서 나타나는 소음과 진동의 원인인 코깅 토오크를 감소시킬 수 있는 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터의 스테이터 코어를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 마그네트가 장착되는 로우터와; 한쌍의 코어 블록(core block) 반체(半體)의 조합에 의해 형성되는 스테이터 코어와; 제 1, 2 코일이 각각 감겨진 보빈과, 회로기판 및 위치센서가 내장되어 스테이터 코어의 하단부에 결합되는 수지 성형체와; 로우터를 감싸는 제 1, 2 하우징을 포함하는 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터에 있어서, 상기 스테이터 코어의 제 1, 2 개구부에서 발생되는 자기적 불평형을 감소시킬 수 있도록 개구부의 폭을 감소시킨 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1은 종래의 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터의 일예를 도시한 분해 사시도,
도 2는 종래의 수지 성형체 내부를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터의 일예를 도시한 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 스테이터 코어를 도시한 정면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 ; 로우터 30 ; 수지 성형체
100 ; 스테이터 코어 110,120 ; 코어 블록 반체(半體)
112,122 ; 원호 124,124 ; 디텐트(detent)구
130 ; 공간부 140,142 ; 개구부
150,152 ; 연장부
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터의 일예를 도시한 분해사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 스테이터 코어를 도시한 정면도이다. 한편, 종래기술과 동일한 부분은 종래와 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터는 로우터(10)와 스테이터 코어(100)를 갖추고 있으며, 로우터(10)는 축(12)의 외주면에 대략 원통형의 마그네트(14)가 장착되어 구성되고, 마그네트(14)는 N극과 S극의 2극을 갖도록 구성된다. 스테이터 코어(100)는 프레스 가공된 얇은 규소 강판을 절연시켜 여러장 겹쳐 구성하는 것으로, 한쌍의 코어 블록 반체(半體)(core block: 110,120)의 조합에 의해 구성된다.
한쌍의 코어 블록 반체(110, 120)는 서로 마주보는 원호(112, 122)에 의해 원형의 공간부(130)를 형성하도록 조합되고, 원형 공간부(130)에는 로우터(10)가 소정의 공극을 유지한 채 회동가능하도록 설치된다.
한쌍의 코어 블록 반체(110,120)의 원호(112, 122)의 양쪽 끝은 공극을 유지할 수 있도록 제 1 및 제 2 개구부(140, 142)가 각각 형성되어 있으며, 원호(112,122)의 내주면 일단에는 디텐트(detent)구(114, 124)가 형성되어 있다.
한쌍의 코어 블록 반체(110,120)의 하단부에는 수지 성형체(30)가 결합되며, 수지 성형체(30) 내부에는 앞서 설명한 바와 같이, 제 1 및 제 2 코일(32, 34)이 각각 감겨진 보빈(36)과 회로기판(38) 및 위치센서(40) 등이 내장되어 있다.
수지 성형체(30)의 상면 중앙에는 스테이터 코어(100)의 제 2 개구부(142)에 끼워질 수 있도록 끼움돌기(42)가 형성되어 있으며, 끼움돌기(42) 내부에 위치센서(40)가 위치하게 된다.
스테이터 코어(20)의 양쪽에는 로우터(10)를 감싸는 제 1, 2 하우징(70, 72)이 결합되어 있다.
특히, 본 발명의 특징적인 구성에 따르면, 스테이터 코어(100)의 제 1, 2 개구부(140,142)에서 발생되는 자기적 불평형을 감소시킬 수 있도록 개구부(140,142)의 폭이 감소되어 있다.
이를 좀 더 자세히 설명하면, 코어 블록 반체(110,120) 사이의 개구부(140, 142)의 간격이 클수록 코깅 토오크가 심하게 나타나기 때문에 1 개구부(140)를 형성하는 코어 블록 반체(110,120)의 서로 대면하는 끝단부의 형상을 날카로운 모서리로 형성하여 매우 좁은 공극(d)을 유지하도록 하며, 공극(d)은 대략 0.3mm 이하 정도를 유지하는 것이 누설되는 자속을 최소화시키켜 모터 효율을 증가시키면서도 코깅 토오크를 저감시키기에 바람직하다.
한편, 위치센서(40)가 내장된 끼움돌기(42)가 삽입되는 제 2 개구부(142)는 가능한 한 제 2 개구부(142)를 형성하는 코어 블록 반체(110,120)의 폭(w1)보다 수지 성형체(30)의 끼움돌기(42)의 높이(h)를 낮게 설계한 다음 제 2 개구부(142)의 끝단부에 연장부(150,152)를 형성하여 제 2 개구부(142)의 폭이 끼움돌기(42)가 삽입됨에도 불구하고 끼움돌기(42)의 폭보다 좁은 공극을 유지하도록 한다. 이와 같은 끼워맞춤 조립은 종래의 구조에 비해 구조적으로 견고하게 된다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터에서 나타나는 소음과 진동의 원인인 코깅 토오크를 감소시킬 수 있는 효과를 가져올 수 있다.

Claims (3)

  1. 마그네트가 장착되는 로우터와; 한쌍의 코어 블록(core block) 반체(半體)의 조합에 의해 형성되는 스테이터 코어와; 제 1, 2 코일이 각각 감겨진 보빈과, 회로기판 및 위치센서가 내장되어 스테이터 코어의 하단부에 결합되는 수지 성형체와; 로우터를 감싸는 제 1, 2 하우징을 포함하는 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터에 있어서,
    상기 스테이터 코어의 제 1, 2 개구부에서 발생되는 자기적 불평형을 감소시킬 수 있도록 개구부의 폭을 감소시킨 것을 특징으로 하는 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터의 스테이터 코어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 개구부(140)를 형성하는 코어 블록 반체(110,120)의 서로 대면하는 끝단부의 형상을 날카로운 모서리로 형성하여 좁은 공극(d)을 유지하는 것을 특징으로 하는 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터의 스테이터 코어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 개구부(142)의 끝단부에 연장부(150,152)가 형성되어 끼움돌기(42)의 폭보다 좁은 공극을 유지하는 것을 특징으로 하는 스켈리턴형 브러시레스 직류 모터의 스테이터 코어.
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KR20030055006A (ko) * 2001-12-26 2003-07-02 주식회사 엘지이아이 송풍팬용 모터의 고정자 구조
KR100434070B1 (ko) * 2001-08-03 2004-06-04 엘지전자 주식회사 스켈리턴 타입 무정류자 전동기
CN110945749A (zh) * 2017-07-28 2020-03-31 松下知识产权经营株式会社 电动机、风机以及冰箱

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