KR200190464Y1

KR200190464Y1 - 브러시리스 dc모터

Info

Publication number: KR200190464Y1
Application number: KR2019970032020U
Authority: KR
Inventors: 김진곤
Original assignee: 배길성; 삼성광주전자주식회사
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 2000-08-01
Also published as: KR19990018735U

Abstract

본 고안은, 회전자와, 상기 회전자의 축심에 결합되는 회전축과, 상기 회전자의 일단부에 동심적으로 부착되는 링형의 센서마그넷과, 상기 센서마그넷으로부터 축선 방향으로 소정거리 이격되어 상기 회전축을 회전 지지하는 볼베어링을 갖는 브러시리스 DC 모터에 관한 것으로서, 일단부가 상기 볼베어링의 내륜부에 접하고 타단부가 상기 회전자에 접하여 상기 볼베어링과 상기 회전자를 상호 이격 유지시키며, 상기 타단부에 상기 센서마그넷의 내경면과 접하여 상기 센서마그넷의 조립위치를 설정하도록 마련된 센서마그넷위치설정부를 가지는 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 회전자와 볼베어링의 이격이 유지되며 센서마그넷의 위치 설정이 용이하도록 한 브러시리스 DC 모터가 제공된다.

Description

브러시리스 DC 모터

본 고안은 센서마그넷을 갖는 브러시리스 DC 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전자와, 상기 회전자의 축심에 결합되는 회전축과, 상기 회전자의 일단부에 동심적으로 부착되는 링형의 센서마그넷과, 상기 센서마그넷으로부터 축선 방향으로 소정거리 이격되어 상기 회전축을 회전 지지하는 볼베어링을 갖는 브러시리스 DC 모터에 관한 것이다.

일반적으로 브러시리스 DC 모터는, 고정자에 대하여 상대 회전하는 회전자의 속도를 김지 및 제어하기 위한 장치에 있어서, 센서형과 센서리스형이 있다. 그리고 센서형 브러시리스 DC 모터 중에는 회전자의 회전 속도 감지를 도와주는 장치로서 센서마그넷을 회전자에 부착시키는 경우가 있다.

제4도는 이러한 센서마그넷을 갖는 종래의 브러시리스 DC 모터의 일예의 종단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 예의 브러시리스 DC 모터는 정지부로서 모터의 외각을 형성하는 모터 프레임(101)과, 모터 프레임(101)내에 고정되며 고정자 권선(103)이 권취된 고정자(102)와, 고정자 권선(103)의 전원 전류를 제어하기 위해 고정자(102)의 축선 방향 일단부와 마주보도록 설치된 원판형의 인쇄회로기판(104), 이들을 고정하는 절연체(105)를 포함한다.

그리고, 브리시리스 DC 모터는1, 회전부로서 고정자(102)의 반경 방향 내측에 고정자(102)와 동심적으로 위치하며 외경면에 원주 방향을 따라 N극과 S극이 상호 대향되게 등각도 간격으로 교번된 영구자석(111)이 부착된 원통형의 회전자(110), 회전자(110)의 인쇄회로기판(104)쪽을 향한 단부에 부착된 센서마그넷(112), 회전자(110)의 축심에 압입되어 회전자(110)와 일체 회전하는 회전축(120)을 갖는다. 이 회전축(120)은 모터 프레임(101)의 내부 양단부영역에 고정 설치되어 있는 볼베어링(121)에 의해 양단부가 회전 가능하도록 지지된다.

여기서, 회전자(110)의 일단부에 부착되는 링형의 센서마그넷(112)은 회전자(110)와 일체로 회전하며 회전 속도와 회전자(110)에 부착된 영구자석(111)의 극의 위치를 인쇄회로기판(104)에 설치된 도시 않은 센서에 전달하는 기능을 한다. 이를 위해, 센서마그넷(112)은 회전자(110) 둘레에 부착된 영구자석(111)과 같은 위치에서 같은 극을 가지면서 회전자(110)와 동심적으로 회전자(110)의 일단부에 부착된다.

그런데, 이러한 종래의 브러시리스 DC 모터에 있어서, 이러한 센서마그넷(112)을 장착할 때에는 중심 설정용 지그를 이용하여 회전자(110)와 동심적으로 위치 설정하고 본딩한 후, 이용된 지그는 다시 탈착한다. 그러나, 지그를 이용하는 방식은 지그를 회전축(120)을 통하여 삽입하고 다시 탈착해야 하기 때문에 작업성이 떨어진다는 문제점이 있다.

또한, 모터 프레임(101) 속에 고정되어 회전축(120)을 회전 지지하는 볼베어링(121)은, 회전자(110)와의 이격을 유지하기 위하여 회전축(120)에 설치된 E-링(122)에 의해 축선 방향에서의 위치가 고정된다. 이에 의해, E-링(122)의 설치를 위해서는 회전축(120)에 E-링홈이 형성되어야 하며, E-링홈을 형성하는 데에는 회전축(120)이 비교적 고경도의 재료로 되어있기 때문에 가공비용이 증대하며, 특히, E-링홈 영역에서 응력이 집중되어 회전축(120)의 내구성 등을 저하시킬 수 있다.

따라서, 본 고안의 목적은, 센서마그넷의 위치 설정 및 베어링의 위치 고정을 용이하게 할 수 있으며, 회전축의 제조 비용을 절감하고 내구성을 증가시킬 수 있도록 한 브러시리스 DC 모터를 제공하는 것이다.

제1도는 본 고안에 따른 브러시리스 DC 모터의 일예의 종단면도.

제2도는 본 고안에 따른 브러시리스 DC 모터의 부분 분해 사시도.

제3도는 본 고안에 따른 브러시리스 DC 모터의 부분 종단면도.

제4도는 종래의 브러시리스 DC 모터의 일예의 종단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 모터 프레임 2 : 고정자

3 : 고정자 권선 4 : 인쇄회로기판

5 : 절연체 10 : 회전자

11 : 영구자석 12 : 센서마그넷

13 : 스페이서 14 : 소경부

15 : 센서마그넷위치설정부 20 : 회전축

21 : 볼베어링 23 : 회전축공

24 : 회전축수용공

상기 목적은, 본 고안에 따라, 회전자와, 상기 회전자의 축심에 결합되는 회전축과, 상기 회전자의 일단부에 동심적으로 부착되는 링형의 센서마그넷과, 상기 센서마그넷으로부터 축선 방향으로 소정거리 이격되어 상기 회전축을 회전 지지하는 볼베어링을 갖는 브러시리스 DC 모터에 있어서, 일단부가 상기 볼베어링의 내륜부에 접하고 타단부가 상기 회전자에 접하여 상기 볼베어링과 상기 회전자를 상호 이격 유지시키며, 상기 타단부에 상기 센서마그넷의 내경면과 접하여 상기 센서마그넷의 조립위치를 설정하도록 마련된 센서마그넷위치설정부를 가지는 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 DC 모터에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 센서마그넷위치설정부는 원통형으로 상기 센서마그넷의 내경면과 상호 접하는 외경면을 가지며; 상기 스페이서는 상기 일단부와 상기 센서마그넷위치설정부까지의 구간에서 상기 회전축의 외주면에 접하는 내주면이 마련된 소경부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안에 의한 브러시리스 DC 모터의 일예의 종단면도이고, 제2도는 본 고안에 따른 브러시리스 DC 모터의 부분 분해 사시도이며, 제3도는 본 고안에 따른 브러시리스 DC 모터의 부분 종단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 브러시리스 DC 모터는, 모터의 외관을 형성하는 모더터프레임(1)과, 모터 프레임(1)의 내부에 마련되며 고정자 권선(3)이 권취된 고정자(2)와, 고정자(2)의 반경 방항 내측에 고정자(2)와 상호 동심적으로 위치하는 회전자(10)를 갖는다.

그리고, 모터프레임(1)의 내부에는 고정자 권선(3)의 전원 전류를 제어하기 위해 고정자(2)의 축선 방향 일단부와 마주보도록 설치된 원판형의 인쇄회로기판(4)과, 인쇄회로기판(4)을 고정하는 절연체(5)가 마련되어 있다. 또한, 모터프레임의 내부에는, 인쇄회로기판(4)쪽을 향한 회전자(10)의 단부에 부착된 센서마그넷(12)과, 회전자(10)의 축심에 압입되어 회전자(10)와 일체로 회전하는 회전축(20)이 설치되어 있다. 모터프레임(1)내의 회전축방향 양단부에는 회전축(20)의 양단부를 회전 가능하도록 지지하는 볼베어링(21)이 마련되어 있으며, 회전자(10)와 볼베어링(21) 사이에는 이들의 이격을 유지시키며 센서마그넷(12)의 위치를 설정하는 스페이서(13)가 마련되어 있다.

여기서, 고정자(2)는 거의 원통 형상으로 도시 않은 다수의 코어판이 적층 형성되어 있으며, 반경 방향 내측으로 등각도 간격으로 돌출된 돌출부가 마련되어 있다. 고정자권선(5)은 이 돌출부에 권취되어 외부로부터 전원을 공급받아 자계를 발생시킨다. 회전자(10) 또한, 다수의 코어판이 적층 형성되어 있으며 회전자(10)의 외경면에는 원주 방향을 따라 N극과 S극이 상호 대향되게 등각도 간격으로 링형의 영구자석(11)이 부착되어 있다.

그리고, 인쇄회로기판(4)은, 원판형으로 회전자(10)의 회전속도를 감지하고 고정자 권선(3)에 흐르는 전류를 제어한다. 센서마그넷(12)은 회전자(10)와 동심적으로 위치 설정된 링형으로, 인쇄회로기판(4)쪽을 향한 회전자(10)의 일단부에 영구자석(11)과 같은 위치에서 같은 극을 가진다. 이 센서마그넷(12)은 회전자(10)와 일체로 회전하며 회전속도 및 영구자석(11)의 위치를 인쇄회로기판(4)에 설치된 센서가 감지하는 것을 돕는다.

한편, 회전자(10)의 중심에는 회전축공(23)이 형성되어 있으며, 회전축공(23) 속에 회전축(20)이 압입되어 있다. 볼베어링(21)은 내부에 원주 형상으로 배열된 다수의 볼을 가지며, 이 볼들을 경계로 내륜부와 외륜부로 구분된다. 외륜부는 모터 프레임(1)에 고정되어 정지되어 있고, 내륜부는 회전측(20)에 압착되어 회전축(20)의 회전시 일체로 회전한다.

센서마그넷(12)이 부착된 회전자(10)의 단면과 볼베어링(21) 사이에 마련되어 이들의 이격을 유지시키며 볼베어링(21)의 축선 방향에서의 위치를 고정하는 스페이서(13)는 원통 형상이며, 일단부 영역의 직경은 타단부 영역의 직경보다 작은 소경부(14)이고 타단부 영역은 소경부에 비해 상대적으로 큰 직경을 갖는 대경부이다. 스페이서(13) 즉, 소경부(14)와 대경부(15)의 축심에는 회전축(20)을 수용하는 회전축수용공(24)이 형성되어 있으며, 스페이서(13)의 축선 방향 길이는 볼베어링(21)과 회전자(10)사이의 이격 거리와 일치하도록 마련되어 이들의 이격 거리를 유지시킨다. 여기서, 대경부는 센서마그넷(12)의 위치를 설정할 수 있도록 마련된 것으로, 센서마그넷(12)의 내경면과 상호 접하는 센서마그넷위치설정부(15)를 갖는다.

이와 같은 구성에 의하여, 스페이서(13)는, 브러시리스 DC 모터에 장착시 회전축공(23)을 통하여 회전축(10)과 결합하며, 소경부(14)쪽의 단부는 볼베어링(21)의 내륜부에 접하고, 대경부쪽의 단부는 회전자(10)에 접하여 볼베이링(21)과 회전자(10)의 이격을 유지시킨다. 그리고, 대경부 영역은 센서마그넷위치설정부(15)로 그 외경면이 센서마그넷(12)의 내경면에 접하여 센서마그넷(12)을 회전자(10)와 동심적으로 위치 설정한다. 스페이서(13)에 의해 위치 설정된 센서마그넷(12)은 회전자(10) 단부에 본딩된다. 이리하여, 볼베어링(21)의 모터의 바깥쪽을 향한 단부는 모터프레임(1)에 의해 고정되며 회전자(10)쪽을 향한 단부는 스페이서(13)에 의해 위치가 고정되며, 센서마그넷(12)은 스페이서(13)에 마련된 센서마그네위치설정부에 의해 그 부착 위치가 설정된다. 또한, 스페이서(13)는 축심에 형성된 회전축 수용공(24)에 의해 스페이서(13)의 내경면이 회전축(20)의 외경면에 접하면서 회전축(20)에 밀착 결합되고, 회전축(20)의 회전시 일체로 회전하며 스페이서(13)의 기능을 유지한다.

이에 의해, 회전자(10)와 볼베어링(21)의 이격이 유지되어 회전축(20)의 고속 회전시 볼베어링(21)의 축선 방향으로의 위치 이동을 방지할 수 있으며, 또한 센서마그넷(12)의 위치 설정을 용이하게 할 수 있다.

상술 및 도시한 실시예에서는, 스페이서는 일단부와 센서마그넷위치설정부까지의 구간에서 회전축의 외경면에 접하는 내경면을 가진 소경부를 가지는 구조였다. 그러나, 볼베어링의 위치를 고정하고 센서마그넷의 위치를 설정하기 위해서는, 스페이서는 일단부가 볼베어링의 내륜부에 접하고 타단부가 회전자에 접하여 볼베어링과 회전자의 상호 이격을 유지하며, 타단부 영역이 센서마그넷의 내경면에 접하여 센서마그넷의 조립 위치를 설정하는 센서마그넷위치설정부를 구성하는 것이면 족하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 회전자와 베어링의 이격을 유지시키며 센서마그넷의 위치 설정이 용이하도록 하며 회전축에 E-링홈을 가공하지 않음으로 회전축의 제조 비용이 절감되며 내구성을 증가시킬 수 있도록 한 브러시리스 DC 모터가 제공된다.

Claims

회전자와, 상기 회전자의 축심에 결합되는 회전축과, 상기 회전자의 일단부에 동심적으로 부착되는 링형의 센서마그넷과, 상기 센서마그넷으로부터 축선 방향으로 소정거리 이격되어 상기 회전축을 회전 지지하는 볼베어링을 갖는 브러시리스 DC 모터에 있어서, 일단부가 상기 볼베어링의 내륜부에 접하고 타단부가 상기 회전자에 접하여 상기 볼베어링과 상기 회전자를 상호 이격 유지시키며, 상기 타단부에 상기 센서마그넷의 내경면과 접하여 상기 센서마그넷의 조립위치를 설정하도록 마련된 센서마그넷위치설정부를 가지는 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 DC 모터.
제1항에 있어서, 상기 센서마그넷위치설정부는 원통형으로 상기 센서마그넷의 내경면과 상호 접하는 외경면을 가지며, 상기 스페이서는 상기 일단부와 상기 센서마그넷위치설정부까지의 구간에서 상기 회전축의 외주면에 접하는 내주면이 마련된 소경부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 DC 모터.