KR200190405Y1 - 브러시리스 직류모터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 센서 마그네트를 사출성형함으로써 센서 마그네트의 조립성을 향상시키고 센서 마그네트와 메인 마그네트 사이의 결합을 견고히 할 수 있는 브러시리스 직류모터에 관한 것이다. 이 브러시리스 직류모터는, 회전자축과; 철심과, 상기 철심의 중앙을 관통하여 형성된 축공과, 회전자축에 대하여 라디얼 방향으로 형성된 복수의 마그네트를 포함하며, 상기 회전자축을 중심으로 하여 상기 회전자축과 일체로 회전가능한 회전자와; 상기 회전자 상부에 접촉된 상태로 사출성형된 센서 마그네트와; 상기 센서 마그네트의 상부에 설치된 PCB와; 상기 PCB의 하면에 부착되어 상기 회전자에 라디얼 방향으로 설치된 메인 마그네트의 자력을 상기 센서 마그네트를 이용하여 센싱하기 위한 홀 센서를 포함함으로써, 상기 회전자 상부에 센서 마그네트가 압입에 의한 사출성형에 의하여 견고히 결합되고, 따라서 장시간 사용하여도 센서 마그네트와 메인 마그네트 사이의 결합이 견고하게 유지될 수 있다.

Description

브러시리스 직류모터{BLDC motor}

본 고안은 브러시리스 직류모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 센서 마그네트를 사출성형함으로써 센서 마그네트의 조립성을 향상시키고 센서 마그네트와 메인 마그네트 사이의 결합을 견고히 할 수 있는 브러시리스 직류모터에 관한 것이다.

일반적으로, 브러시리스 직류모터는 정류자와 브러시라는 기계적 접촉부가 없기 때문에 전기적, 기계적 노이즈가 발생되지 않고 수명이 길어 널리 사용되고 있다.

이하에, 이러한 브러시리스 직류모터에 관하여 도면을 참조하여 간략히 설명하겠다.

도 1은 종래의 브러시리스 직류모터의 정면도이고, 도 2a는 도 1의 브러시리스 직류모터의 센서 마그네트의 사시도이고, 도 2b는 도 1의 브러시리스 직류모터의 회전자의 사시도이다.

도 1에서 참조부호 10은 회전자이다. 상기 회전자(10)는 철심(12)과 다수의 마그네트(16)로 이루어져 있다. 상기 철심(12)은 다수의 전기강판을 적층하는 것에 의해 형성되며, 중앙에는 축공(13)이 형성되어 있고, 상기 축공(13)에는 회전자축(50)이 삽입 고정된다. 상기 회전자(10)의 외면에는 네오디움(Nd)로 이루어진 메인 마그네트(16)가 본딩에 의해 부착된다.

상기 회전자(10)의 상면에는 센서 마그네트(30)가 설치된다. 센서 마그네트(30)의 중앙에는 축공(33)이 형성되고, 이 축공(33)을 통하여 회전자축(50)이 삽입되도록 하여 상기 회전자(10)의 상면에 상기 센서마그네트(30)가 본딩에 의해 부착된다.

상기한 바와 같이 메인 마그네트(16)를 부착한 회전자(10)의 상부에 센서 마그네트(30)를 부착한 상태를 회전자 어셈블리라 한다.

상기 회전자(10)에 본딩된 센서 마그네트(30)의 상부에는 PCB(40)가 설치된다. 상기 PCB(40)는 하면에 홀센서(41)를 부착 설치하고 있다. 상기 홀센서(41)는 상기 회전자(10)의 외주면의 메인 마그네트(16)의 자력을 센싱하는데 사용된다. 그런데, 상기 회전자(10) 외주면에 형성된 메인 마그네트(16)는 라디얼 방향으로 착자되어 있어므로 상기 PCB(40)에 부착된 홀센서(41)에 의해 직접 센싱할 수 없으며, 상기 회전자(10)의 상부에 부착되어 있는 센스 마그네트(30)를 이용하여 외주면의 메인 마그네트(16)의 자력을 센싱한다.

상기한 바와 같은 종래의 브러시리스 직류모터의 메인 마그네트(16) 및 센서 마그네트(30)는 처음에는 자성을 가지지 않고, 착자공정을 거친 후에 비로소 N, S극으로 자성을 띠게된다. 메인 마그네트(16)와 센서 마그네트(30)를 동시에 착자시키면 같은 극으로 자성을 띠게 되므로, 홀센서(41)는 상기 회전자(10)의 상부의 센스 마그네트(30)의 자성을 센싱함으로써 회전자(10)의 외주면의 메인 마그네트(16)의 자성을 센싱하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

도시되지는 않았으나, 고정자(도시 안됨)가 상기 회전자(16)의 외부에 외주면과 소정의 간격을 가지도록 설치된다. 상기 고정자에는 상기 메인 마그네트(16)에 의한 자장과 상호작용하여 토크를 발생시키는 전기장을 형성하는 아마튜어 코일(도시되지 않음)이 권선된다.

착자된 회전자 어셈블리를 고정자(도시 안됨) 내에 넣고 전압을 인가하면, 상기 PCB(40)에 부착된 홀센서(41)에서 센서 마그네트(30)에 착자된 마그네트의 N, S극을 센싱하여 그 신호를 드라이브 IC(43) 단에 인가하면 IC의 내부 로직(LOGIC)에 의해 드라이버 출력단에 전압이 유기되어 흡입 및 반발력이 작용하여 회전자(10)가 회전하게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 센서 타입 브러시리스 직류모터에는 다음과 같은 문제점들이 있다.

즉, PCB(40)에 부착된 홀센서(41)에 의해 메인 마그네트(16)의 자성을 직접 센싱할 수 없어 별도의 센스 마그네트(30)를 부착해야 하므로 이러한 부착공정에 따른 작업성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 메인 마그네트(16)와 센스 마그네트(30)를 본딩에 의해 접합시켰는데 회전으로 인하여 두 마그네트(16, 30) 간의 각이 어긋나거나 떨어졌을 때 그 효율이 저하될 뿐만 아니라 모터 구속 등의 치명적인 불량이 발생될 소지가 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은, 센서 마그네트를 사출성형함으로써 센서 마그네트의 조립성을 향상시키고 센서 마그네트와 메인 마그네트 사이의 결합을 견고히 할 수 있는 센스 타입 브러시리스 직류모터를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 브러시리스 직류모터의 정면도이고,

도 2a는 도 1의 브러시리스 직류모터의 센서 마그네트의 사시도이고, 도 2b는 도 1의 브러시리스 직류모터의 회전자의 사시도이고,

도 3은 본 고안에 따른 브러시리스 직류모터의 정면도이고,

도 4a는 도 3의 브러시리스 직류모터의 센서 마그네트의 사시도이고, 도 4b는 도 3의 브러시리스 직류모터의 회전자의 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 회전자 112 : 철심

116 : 메인 마그네트 130 : 센서 마그네트

140 : PCB 141 : 홀센서

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은,

회전자축과;

철심과, 상기 철심의 중앙을 관통하여 형성된 축공과, 회전자축에 대하여 라디얼 방향으로 형성된 복수의 마그네트를 포함하며, 상기 회전자축을 중심으로 하여 상기 회전자축과 일체로 회전가능한 회전자와;

상기 회전자 상부에 접촉된 상태로 사출성형된 센서 마그네트와;

상기 센서 마그네트의 상부에 설치된 PCB와;

상기 PCB의 하면에 부착되어 상기 회전자에 라디얼 방향으로 설치된 메인 마그네트의 자력을 상기 센서 마그네트를 이용하여 센싱하기 위한 홀 센서를 포함하는 브러시리스 직류모터를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 고안을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 브러시리스 직류모터의 정면도이고, 도 4a는 도 3의 브러시리스 직류모터의 센서 마그네트의 사시도이고, 도 4b는 도 3의 브러시리스 직류모터의 회전자의 사시도이다.

도 3 및 4를 참조하면, 참조부호 110은 회전자이다. 상기 회전자(110)는 철심(112)과 다수의 마그네트(116)로 구성된다.

상기 회전자(110)의 철심(112)은 다수의 전기강판을 적층하는 것에 의해 형성되고, 중앙에는 축공(113)이 형성되어 있다. 상기 축공(113)에는 회전자축(150)이 프레스를 이용하여 콕킹방법으로 삽입 고정된다.

상기한 바와 같은 회전자축(150)에 삽입 고정된 회전자(110)는 회전자 어셈블리 금형에 넣어져 센서 마그네트(130)를 사출형성한다. 여기서, 회전자 어셈블리란, 회전자(110)의 라디얼 방향의 외주면에 메인 마그네트를 부착 설치하고, 회전자(110)의 상부에는 상기 회전자(110)와 동축으로 센서 마그네트(130)를 부착 설치한 상태를 말한다.

상기 회전자축(150)에 삽입 고정된 회전자(110)는 이 회전자 어셈블리의 금형에 삽입되고, 이 금형 내로 플라스틱 마그네트의 재료, 즉 플라스틱 수지와 페라이트 분말을 믹싱한 재료를 강제 압입함으로써 센서 마그네트(130)를 사출한다.

상기 사출형성된 센서 마그네트(130)는 도 4a에 도시된다. 도면을 참조하면, 센서 마그네트(130)의 중앙에는 축공(133)이 형성되고, 이 축공(133)을 통하여 회전자축(150)이 삽입되는 형상으로, 상기 회전자(110)의 상면에 부착된 상태로 사출성형된다.

이렇게 하여 상부에 센서 마그네트(130)가 사출성형된 회전자(110)의 외면에는 네오디움(Nd)로 이루어진 메인 마그네트(116)가 본딩에 의해 부착된다.

상기 회전자(110)에 본딩된 센서 마그네트(130)의 상부에는 PCB(140)가 설치된다. 상기 PCB(140)는 하면에 홀센서(141)를 부착 설치하고 있다. 상기 홀센서(141)는 상기 회전자(110)의 외주면의 메인 마그네트(116)의 자력을 센싱하는데 사용된다. 그런데, 상기 회전자(110) 외주면에 형성된 메인 마그네트(116)는 라디얼 방향으로 착자되어 있어므로 상기 PCB(140)에 부착된 홀센서(141)에 의해직접 센싱할 수 없으며, 상기 회전자(110)의 상부에 부착되어 있는 센스 마그네트(130)를 이용하여 외주면의 메인 마그네트(116)의 자력을 센싱한다.

상기한 바와 같은 본 고안의 브러시리스 직류모터의 메인 마그네트(116) 및 센서 마그네트(130)는 처음에는 자성을 가지지 않고, 착자공정을 거친 후에 비로소 N, S극으로 자성을 띠게된다. 메인 마그네트(116)와 센서 마그네트(130)를 동시에 착자시키면 같은 극으로 자성을 띠게 되므로, 홀센서(141)는 상기 회전자(110)의 상부의 센스 마그네트(130)의 자성을 센싱함으로써 회전자(110)의 외주면의 메인 마그네트(116)의 자성을 센싱하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

도시되지는 않았으나, 고정자(도시 안됨)가 상기 회전자(116)의 외부에 외주면과 소정의 간격을 가지도록 설치된다. 상기 고정자에는 상기 메인 마그네트(116)에 의한 자장과 상호작용하여 토크를 발생시키는 전기장을 형성하는 아마튜어 코일(도시 안됨)이 권선된다.

착자된 회전자 어셈블리를 고정자(도시 안됨) 내에 넣고 전압을 인가하면, 상기 PCB(140)에 부착된 홀센서(141)에서 센서 마그네트(130)에 착자된 마그네트의 N, S극을 센싱하여 그 신호를 드라이브 IC(143) 단에 인가하면 IC의 내부 로직(LOGIC)에 의해 드라이버 출력단에 전압이 유기되어 흡입 및 반발력이 작용하여 회전자(10)가 회전하게 된다.

상기한 바와 같은 본 고안에 따른 브러시리스 직류모터에 의하면, 센서 마그네트의 형성시 회전자 어셈블리의 금형에 회전자축에 삽입 고정된 회전자를 삽입되고, 이 금형 내로 플라스틱 마그네트의 재료, 즉 플라스틱 수지와 페라이트 분말을 믹싱한 재료를 강제 압입함으로써 센서 마그네트를 사출 형성함으로써, 센서 마그네트와 회전자축 및 회전자 간에 강한 고정 결합이 이루어지기 때문에 틀어지거나 떨어질 소지가 없어 회전자의 측면에 본딩된 메인 마그네트와 센서 마그네트의 착자극이 항상 일치하게 되어 작업성이 개선된다.

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구 범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (2)

1. 회전자축과;

   철심과, 상기 철심의 중앙을 관통하여 형성된 축공과, 회전자축에 대하여 라디얼 방향으로 형성된 복수의 마그네트를 포함하며, 상기 회전자축을 중심으로 하여 상기 회전자축과 일체로 회전가능한 회전자와;

   상기 회전자 상부에 접촉된 상태로 사출성형된 센서 마그네트와;

   상기 센서 마그네트의 상부에 설치된 PCB와;

   상기 PCB의 하면에 부착되어 상기 회전자에 라디얼 방향으로 설치된 메인 마그네트의 자력을 상기 센서 마그네트를 이용하여 센싱하기 위한 홀 센서를 포함함을 특징으로 하는 브러시리스 직류모터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 센서 마그네트는 플라스틱 수지와 페라이트 분말을 믹싱한 재료를 강제 압입함으로써 사출성형됨을 특징으로 하는 브러시리스 직류모터.