KR20020087264A - brushless DC motor for Use A Wheel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비엘디시 모터(brushless DC motor)를 이용한 구동바퀴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비엘시디모터의 외부에 공기층을 갖는 바퀴외피를 일체로 형성함으로서, 스쿠터, 퀵보드, 소형카트기, 가방보조바퀴 등에 사용할 수 있도록 한 비엘디시 모터를 이용한 구동바퀴에 관한 것이다.The present invention relates to a driving wheel using a brushless DC motor, and more particularly, by forming a wheel shell having an air layer on the outside of the BCD motor, a scooter, quick board, small cart, bag assistance The present invention relates to a driving wheel using a Bildish motor that can be used for a wheel.
일반적으로 모터는 전기적인 에너지를 운동에너지로 전환시켜 외부로 동력을 출력하게 되는 것으로 그 종류는 다양하다.In general, a motor converts electrical energy into kinetic energy and outputs power to the outside.
도 1a 또는 도 1b는 통상의 비엘디시 모터(BLDC; Brushless DC Motor)의 일례를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이 상기 비엘디시는 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 모터 케이싱(10)과, 상기 모터 케이싱(10)의 내부에 고정 결합되는 고정자(Stator)(20)와, 상기 고정자(20)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(Rotor)(30)와, 상기 회전자(30)의 내부에압입되어 회전자(30)의 회전력을 다른 시스템에 전달하는 모터축(40)과, 상기 회전자(30)의 위치를 감지하는 홀 센서(Hall Sensor)(50)를 포함하여 구성된다.1A or 1B illustrate an example of a conventional brushless DC motor (BLDC). As illustrated therein, the BLD is a motor casing 10 formed to have a predetermined internal space, and the motor A stator 20 fixedly coupled to the inside of the casing 10, a rotor 30 rotatably inserted into the stator 20, and an inside of the rotor 30. It is configured to include a motor shaft 40 that is pressed in and transmits the rotational force of the rotor 30 to another system, and a Hall sensor 50 for detecting the position of the rotor 30.
상기 고정자(20)는 원통형으로 형성된 내주면에 다수개의 티스(21a)가 형성된 코어(21)와 상기 코어의 티스(21a)에 권선되는 권선 코일(22)이 결합되어 이루어진다.The stator 20 is formed by combining a core 21 having a plurality of teeth 21a formed on an inner circumferential surface formed in a cylindrical shape, and a winding coil 22 wound around the teeth 21a of the core.
상기 회전자(30)는 소정의 외경과 길이를 갖는 모터축(40)의 외주면에 원통형을 이루도록 영구자석(PermanentMagnet)(31)이 부착되며 회전시 상기 영구자석(31)이 이탈되는 것을 방지하기 위하여 영구자석(31)을 복개하는 원통형의이탈방지부재(일명;Shrinking Ring)(32)가 결합되고 상기 영구자석(31)의 일측단에 자로를 형성하는 백요크(33)가 결합되어 이루어진다. 상기 영구자석(31)은 Nd-Fe-B 자석이 사용되며 그 영구자석(31)은 복수 개로 구성된 부채꼴 형상의 영구자석편이 모터축(40)에 부착되어 원통형을 이루게 된다. 상기 이탈방지부재(32)는 얇은 두께를 갖는 원통형으로 소정의길이를 갖도록 형성된다. 그리고 상기 백요크(33)는 얇은 두께와 폭을 가지며 영구자석(31)이 형성하는 직경에 상응하는원형 링 형태로 형성된다.The rotor 30 has a permanent magnet 31 attached to the outer peripheral surface of the motor shaft 40 having a predetermined outer diameter and length to prevent the permanent magnet 31 from being detached during rotation. In order to cover the permanent magnet 31 to the cylindrical release prevention member (aka; Shocking Ring) 32 is coupled and is made of a combination of the back yoke 33 to form a magnetic path on one end of the permanent magnet (31). Nd-Fe-B magnet is used as the permanent magnet 31, and the permanent magnet 31 has a fan-shaped permanent magnet piece composed of a plurality of pieces attached to the motor shaft 40 to form a cylinder. The release preventing member 32 is formed to have a predetermined length in a cylindrical shape having a thin thickness. The back yoke 33 has a thin thickness and width and is formed in a circular ring shape corresponding to the diameter formed by the permanent magnet 31.
상기한 바와 같은 비엘디시 모터는 상기 홀 센서(50)의 회전자 위치감지에 의해 고정자(20)의 권선 코일(22)에 전류가 번갈아 인가되면 권선 코일(22)에 흐르는 전류와 회전자(30)를 구성하는 영구자석(31)의 상호작용에 의해 회전자(30)가 회전하게 되며 그 회전력은 회전자(30)에 압입된 모터축(40)에 전달되어 다른 시스템에 전달된다.As described above, the Bieldish motor has a current flowing through the winding coil 22 and the rotor 30 when current is alternately applied to the winding coil 22 of the stator 20 by detecting the position of the rotor of the hall sensor 50. The rotor 30 rotates by the interaction of the permanent magnet 31 constituting the) and the rotational force is transmitted to the motor shaft 40 is pressed into the rotor 30 is transmitted to another system.
상기와 같은 비엘디시 모터는 코일에 인가되는 전류량에 따라 모터의 회전수 및 회전속도를 정확하게 제어할 수 있기 때문에 모터의 효율을 최대로 활용할 수 있는 장점이 있다.The Bieldy motor as described above has an advantage of maximizing the efficiency of the motor because it can accurately control the rotation speed and rotation speed of the motor according to the amount of current applied to the coil.
따라서, 상기 비엘디시 모터는,Therefore, the Bieldish motor,
(1) 냉장고, 에어컨 등의 팬 구동용 모터,(1) fan driving motors such as refrigerators and air conditioners;
(2) 비디오 테이프 레코더 및 오디오 덱크 구동원,(2) video tape recorder and audio deck drive source,
(3) 콤팩트 디스크 플레이어 또는 테이프 플레이어 등의 구동원에 적용된다.(3) Applies to driving sources such as compact disc players or tape players.
그러나, 상기와 같이 많은 분야에서 응용되고 있지만 운반수단 특히 차량 또는 카트 등에 적용되는 경우는 없다.However, although applied in many fields as described above, it is not applied to a vehicle, especially a vehicle or a cart.
또한, 국내 공개실용신안공보 제85-6625호 "차축을 모터로 구성한 차바퀴"는 "제 2도 및 제 3도에 도시된 바와같이, 모터(2)의 케이스(2')의 우측단은 관측(1)에 고정시키고 모터축(3)의 좌단에 클러치반(4)을 고정시키고 대향 클러치반(6)의 심측(7)에 기어(9)를 고정하여 기어(12)(13)로서 원통(16)의 내면의 인터널기어(17)와 교감시킨 감속장치를 설치하고 원통(16)의 양단을 관측(1)과 고정축(10)에 축설하여서 원통(16)을 회전시키게 구성하고 타이어(18)를 이에 끼워서 랙(19)과 링(20)이 사이에 체결고정하도록 구성된다.In addition, the Korean Utility Model Publication No. 85-6625 "wheels consisting of an axle with a motor" is the "right side of the case 2 'of the motor 2 as shown in FIGS. To the left side of the motor shaft 3, to the left side of the motor shaft 3, and to the gear 9 on the core 7 of the opposing clutch 6, as a gear 12, 13 The reduction gear connected with the internal gear 17 of the inner surface of 16 was installed, and both ends of the cylinder 16 were extended to the observation 1 and the fixed shaft 10, and the cylinder 16 was rotated, and the tire The rack 18 and the ring 20 are fastened therebetween by fitting 18 therebetween.
따라서, 상기와 같이 구성되는 차바퀴는 모터(2)에 전기를 인가하게 되면 모터의 축(3)이 회전하게 되고 이 회전력은 클러치반(4)(6)을 통하여 기어들에 전달된다.Therefore, when the wheel is configured as described above, the electric shaft 3 of the motor is rotated when electricity is applied to the motor 2, and the rotational force is transmitted to the gears through the clutch panels 4 and 6.
상기 동력을 전달받은 기어들은 회전하여 원통(16)을 회전시키고 이 회전력은 타이어(18)를 회전시켜 구동하도록 하고 있으나, 상기와 같은 차바퀴는 구동력(모터의 원천적인 힘)이 타이어로 전달되는 동안 회전력이 저감되어 차바퀴로써의 효율성이 저하된다는 문제점이 있다.The gears that receive the power rotate to rotate the cylinder 16, and the rotational force drives the tire 18 by rotating the wheel. However, the wheels as described above are driven while the driving force (the original force of the motor) is transmitted to the tire. There is a problem that the rotational force is reduced and the efficiency as a wheel is lowered.
또한, 기어열로 이루어졌기 때문에 크기가 크고 자체 중량이 많이 나가기 때문에 그 만큼 전력소비가 커진다는 문제점이 있다.In addition, since the gear is made of a series of gears because the size is large and its own weight is much, there is a problem in that the power consumption increases.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 본 발명은 통상의 전기모터와는 반대의 구성을 취하고 있는 구조로써 가장 큰 특징은 정류자가 없이 회전자의 회전력만으로 바퀴를 구동할 수 있도록 하여 모터의 회전력을 그대로 타이어로 전달되도록 하는 데에 있다.In order to solve the above problems, the present invention has a structure that is opposite to the conventional electric motor, the biggest feature is to allow the wheel to be driven only by the rotational force of the rotor without a commutator tire as it is the rotational force of the motor To be delivered to.
다른 목적은 구동바퀴의 크기 및 중량을 최소로 함으로서, 전력소비를 최대한 줄일 수가 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.Another purpose is to minimize the size and weight of the drive wheel, so that the power consumption can be reduced as much as possible.
또 다른 목적은 비엘디시 모터를 이용한 구동바퀴를 이송수단 즉, 스쿠터, 퀵보드, 소형카트기 등에 적용할 수 있음과 아울러 가방 등의 보조바퀴로 적용하여 사용할 수 있도록 하였다.Another purpose is to be able to apply the driving wheel using the Bieldish motor to transfer means, that is, scooters, quick boards, small carts, etc. as well as auxiliary wheels such as bags.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고정부재인 금속제에 코일을 고정하고 회전자인 자석을 상기 코일에 대향배치하여, 코일에 전류를 공급함으로써 코일과 자석간에 상호작용하는 자계에 의해 상기 회전자를 회전시키도록 한비엘디시 모터와; 상기 비엘디시 모터를 보호하기 위한 하우징과; 상기 하우징의 어느 한쪽에 형성되는 콘트롤박스수납부와; 상기 하우징 둘레면에 일체로 형성되는 타이어로 됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is to secure the coil to a metal made of a fixing member and to place the magnet of the rotor facing the coil, by supplying a current to the coil by the magnetic field interacting between the coil and the magnet A bieldish motor for rotating electrons; A housing for protecting the BLD motor; A control box housing formed on either side of the housing; Characterized in that the tire is integrally formed on the housing peripheral surface.
또, 고정부재인 금속제에 코일을 고정하고 회전자인 자석을 상기 코일에 대향배치하여, 코일에 전류를 공급함으로써 코일과 자석간에 상호작용하는 자계에 의해 상기 회전자를 회전시키도록 한 비엘디시 모터와; 상기 비엘디시 모터를 보호하기 위한 하우징과; 상기 하우징의 어느 한쪽에 형성되는 콘트롤박스수납부와; 상기 하우징 둘레면에 일정한 간격으로 일체로 형성되는 리브와; 상기 리브의 둘레면에 끼워맞춤되는 타이어로 됨을 특징으로 한다.And a non-ELD motor which fixes the coil to a metal, which is a fixing member, and arranges the magnet as the rotor against the coil, thereby supplying a current to the coil to rotate the rotor by a magnetic field interacting between the coil and the magnet; ; A housing for protecting the BLD motor; A control box housing formed on either side of the housing; A rib formed integrally with the housing circumferential surface at regular intervals; And a tire fitted to the circumferential surface of the rib.
도 1a 및 도 1b는 종래 비엘디시 모터를 나타낸 도Figure 1a and 1b is a view showing a conventional Bildish motor
도 2 및 조 3은 종래 모터를 이용한 차바퀴를 나타낸 도로써,2 and 3 is a view showing a wheel using a conventional motor,
도 2는 부분 단면도2 is a partial cross-sectional view
도 3은 종단면도3 is a longitudinal cross-sectional view
도 4는 본 발명 비엘디시 모터를 이용한 구동바퀴의 단면도4 is a cross-sectional view of a driving wheel using the present invention Bildish motor
도 5는 본 발명 비엘디시 모터를 이용한 구동바퀴의 적용 상태를 나타낸 도5 is a view showing an application state of the drive wheel using the present invention Bildish motor
도 6은 본 발명 비엘디시 모터를 이용한 구동바퀴의 다른 실시예를 나타낸 도6 is a view showing another embodiment of a drive wheel using the present invention Bildish motor
<도면의 주요부분의 부호의 설명><Description of Symbols of Major Parts of Drawings>
100 : 구동바퀴200 : 비엘디시 모터100: driving wheel 200: Bieldi motor
210 : 고정부재211 : 코일210: fixing member 211: coil
220 : 회전자300 : 하우징220: rotor 300: housing
301 : 회전자삽입부310 : 콘트롤박스수납부301: rotor insert 310: control box storage
311 : 회로기판320 : 베어링311: circuit board 320: bearing
330 : 리브400 : 타이어330: Rib 400: Tire
상기한 본 발명의 목적의 특징, 그리고 구조상의 이점들은, 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 기술되는 본 발명의 상세하고 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above described features and structural advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the detailed and preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings.
도면들 내에서 서로 동일 내지 유사한 부분들은 설명 및 이해의 편의상 동일 내지 유사한 참조 부호들로 기재되어 있는 점을 가급적 주목해야 한다.It should be noted that the same to similar parts in the drawings are described with the same to similar reference numerals for convenience of explanation and understanding.
본 발명 비엘디시 모터를 이용한 구동바퀴(100)는 도 4에 도시된 바와같이, 고정부재(210)인 금속제에 코일(211)을 고정하고 회전자(220)인 자석을 상기 코일에 대향 배치하여, 코일에 전류를 공급함으로써 코일(211)과 자석간에 상호작용하는 자계에 의해 상기 회전자(220)를 회전시키도록 한 비엘디시 모터(200)와; 상기비엘디시 모터(200)를 보호하기 위한 하우징(300)과; 상기 하우징(200)의 어느 한쪽에 형성되는 콘트롤박스수납부(310)와; 상기 하우징(300) 둘레면에 일체로 형성되는 타이어(400)로 됨에 그 기술적 구성상의 특징이 부여되는 것이다.As shown in FIG. 4, in the driving wheel 100 using the present invention, the coil 211 is fixed to a metal, which is a fixing member 210, and a magnet, which is a rotor 220, is disposed to face the coil. And a Bieldi motor (200) configured to rotate the rotor (220) by a magnetic field interacting between the coil (211) and the magnet by supplying a current to the coil; A housing (300) for protecting the Bildish motor (200); A control box housing 310 formed on one side of the housing 200; Since the tire 400 is integrally formed on the circumferential surface of the housing 300, a technical configuration feature thereof is provided.
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Accordingly, the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4에 도시된 바와같이, 비엘디시 모터(200)는 원형 또는 다각을 이루는 고정부재(210)의 외주연에 코일을 감고, 상기 고정부재(210)의 양단은 하우징(300) 내측 양단에 설치된 베어링(320)에 의해 회전가능하게 지지되고, 상기 고정부재(210)와 대응되는 쪽 회전자(220)를 하우징(300)의 내측에 극이 서로 상이하게 배치된다.As shown in FIG. 4, the BLD motor 200 winds a coil around an outer circumference of a circular or polygonal fixing member 210, and both ends of the fixing member 210 are installed at both ends of the housing 300. The poles are rotatably supported by the bearing 320, and the rotors 220 corresponding to the fixing member 210 are arranged differently from each other inside the housing 300.
즉, 도 4의 요부확대도에 도시딘 바와같이, 하우징(300)의 내측면에는 회전자(220)가 삽입 고정될 수 있도록 회전자삽입부(301)가 등각격으로 형성된다.That is, as shown in the enlarged view of the main part of FIG. 4, the rotor inserting portion 301 is formed at an equilateral interval on the inner surface of the housing 300 so that the rotor 220 may be inserted and fixed.
또한, 외부에는 타이어(400)와의 결속력을 위해 스플라인 또는 너클형상을 형성하거나 혹은 공기튜브를 갖는 타이어의 경우는 통상의 림형상을 이루도록 하되 타이어 삽입부를 별도로 형성하여 타이어의 이탈을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to form a spline or knuckle shape for binding force with the tire 400 on the outside, or in the case of a tire having an air tube to form a normal rim shape, but separately forming a tire insert to prevent the tire from being separated. Do.
또한, 상기 하우징(300)의 어느 한쪽면에는 콘트롤박스수납부(310)를 형성하여 콘트롤회로기판(311)을 설치할 수 있도록 하였다.In addition, the control box housing 310 is formed on one side of the housing 300 to install the control circuit board 311.
상기와 같이, 구성되는 비엘디시 모터를 이용한 구동바퀴(1)는 스쿠터나 퀵보드, 카트기 등과 같이 큰 제품으로 부터 바퀴가 부착된 가방 등 소형제품 등에 적용 가능하다.As described above, the driving wheel 1 using the Bieldich motor is configured is applicable to small products, such as a bag with a wheel from a large product such as a scooter, quick board, cart.
물론, 그 제품의 하중에 따라 모터의 크기 및 회전수는 각각 다르게 조절할 수가 있다.Of course, the size and rotation of the motor can be adjusted differently according to the load of the product.
도 5는 본 발명 비엘디시 모터를 이용한 구동바퀴(100)의 적용 상태를 나타낸 도로써, 보드판(500) 저면에 대략 П형상의 브라켓(510)을 설치하고, 상기 브라켓(510)에 본 발명 구동바퀴(100)의 고정부재(210)를 끼운 후, 체결볼트를 이용하여 체결한다.5 is a view showing an application state of the driving wheel 100 using the present invention Bieldi motor, a board-shaped bracket 510 is installed on the bottom surface of the board plate 500, the bracket 510 drive the present invention After inserting the fixing member 210 of the wheel 100, fastening using a fastening bolt.
다음 상기 하우징(300)에 수납된 콘트롤기판(311)에 연결된 도선(312)을 전원공급부(510) 및 스위치(520)에 각각 연결한다.Next, the conductive wire 312 connected to the control board 311 accommodated in the housing 300 is connected to the power supply unit 510 and the switch 520, respectively.
또한 브레이크 장치는 통상의 패드를 이용하여 바퀴의 양면을 잡도록 하여도 좋다.The brake device may also hold both sides of the wheel using an ordinary pad.
이때, 전원공급부(510)의 전력은 9V ∼ 12V로 하고, 보드의 주로 바닥면 또는 위면에 설치한다.At this time, the power of the power supply unit 510 is set to 9V ~ 12V, and is mainly installed on the bottom or top of the board.
상기와 같이 설치된 상태에서 사용자는 스위치(520)를 "온"하게 되면 전원공급부(510)로 전원을 인가받은 구동바퀴(100)의 비엘디시 모터(200) 즉, 고정부재(210)의 코일(211)에 전류가 인가됨에 따라 회전자(220)인 자석이 회전하게되고, 이 회전력과 동시에 하우징(300) 및 타이어(400)가 회전됨으로써, 보드는 앞으로 전진할 수가 있다.In the installed state as described above, when the user “turns on” the switch 520, the coil of the BLD motor 200 of the driving wheel 100, ie, the fixing member 210, receives power from the power supply unit 510. As the current is applied to 211, the magnet, which is the rotor 220, rotates, and the housing 300 and the tire 400 rotate simultaneously with the rotational force, thereby allowing the board to move forward.
도 6은 본 발명 비엘디시 모터를 이용한 구동바퀴(100)의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 그의 기본적인 구성 중 고정부재(210)인 금속제에 코일(211)을 고정하고 회전자(220)인 자석을 상기 코일에 대향 배치하여, 코일에 전류를 공급함으로써 코일(211)과 자석간에 상호작용하는 자계에 의해 상기 회전자(220)를 회전시키도록 한 비엘디시 모터(200)와; 상기 비엘디시 모터(200)를 보호하기 위한 하우징(300)과; 상기 하우징(300)의 어느 한쪽에 형성되는 콘트롤박스수납부(310)는 같고 다만, 상기 하우징(300) 둘레면에 일정한 간격으로 리브(330)가 일체로 형성되고, 상기 리브(330)의 둘레면에 타이어(400)가 끼워맞춤되는 것을 특징으로 한다.Figure 6 shows another embodiment of the drive wheel 100 using the present invention Bildish motor, of the basic configuration of the fixing member 210 of the metal to the coil 211 and the rotor 220 of the magnet 220 A Bildish motor 200 disposed opposite the coil to rotate the rotor 220 by a magnetic field interacting between the coil 211 and the magnet by supplying current to the coil; A housing (300) for protecting the BLD motor (200); The control box accommodating part 310 formed at one side of the housing 300 is the same, except that the rib 330 is integrally formed at a predetermined interval on the circumferential surface of the housing 300, and the circumference of the rib 330 is It is characterized in that the tire 400 is fitted to the surface.
이상과 같이, 본 발명 비엘디시 모터를 이용한 구동바퀴는 통상의 전기모터와는 반대의 구성을 취하고 있는 구조로써 가장 큰 특징은 정류자가 없이 회전자의 회전력만으로 바퀴를 구동할 수 있도록 함으로서, 이송수단 즉, 스쿠터, 퀵보드, 소형카트기 등에 적용할 수 있음과 아울러 가방 등의 보조바퀴로 널리 적용가능하다.As described above, the driving wheel using the present invention Bildish motor has a structure that is opposite to the conventional electric motor, the biggest feature is to drive the wheels only by the rotational force of the rotor without commutator, transfer means That is, it can be applied to scooters, quick boards, small carts, etc., and also widely applied as auxiliary wheels such as bags.
또 본 발명 구동바퀴는 크기 및 중량을 최소화 함으로서, 전력소비를 최대한 줄일 수가 있다.In addition, the driving wheel of the present invention can minimize the size and weight, it is possible to reduce the power consumption as much as possible.
Claims (3)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100583430B1 (en) * | 2004-03-08 | 2006-05-24 | 양경숙 | Wheel-exchangeable scooter |
CN109094713A (en) * | 2018-09-05 | 2018-12-28 | 贵定县昌明鑫鑫五金机电配件开发有限公司 | A kind of New-type electric machine formula wheel |
-
2001
- 2001-05-15 KR KR1020010026365A patent/KR20020087264A/en not_active Application Discontinuation
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CN109094713A (en) * | 2018-09-05 | 2018-12-28 | 贵定县昌明鑫鑫五金机电配件开发有限公司 | A kind of New-type electric machine formula wheel |
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