KR20020090272A - 스켈리턴 타입 무정류자 전동기 - Google Patents

스켈리턴 타입 무정류자 전동기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스켈리턴 타입 무정류자 전동기에 관한 것으로서, 로터와; 일측에 상기 로터를 수용할 수 있도록 반원형상의 제1폴슈가 형성된 제1스테이터코어와, 일측에 상기 제1폴슈와 상기 로터를 사이에 두고 소정의 에어갭을 두고 상호 대향배치되는 반원형상의 제2폴슈가 형성된 제2스테이터코어와, 상기 제1스테이터코어 및 상기 제2스테이터코어중 어느 하나에 결합되는 보빈과, 상기 보빈에 권취되는 코일을 구비한 스테이터와; 상기 로터를 회전구동시킬 수 있도록 구동회로를 형성하는 피씨비와; 상기 로터의 회전축선방향을 따라 상기 보빈의 일측에 일체로 결합되어 상기 피씨비를 지지하는 피씨비커버를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 와전류손실을 억제시킬 수 있으며 기동특성 및 효율을 제고시킬 수 있는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기가 제공된다.

Description

스켈리턴 타입 무정류자 전동기{SKELETON TYPE BRUSHLESS DIRECT CURRENT MOTOR}
본 발명은, 스켈리턴 타입 무정류자 전동기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 와전류손실을 억제할 수 있으며 기동특성 및 효율을 제고시킬 수 있도록 한 스켈리턴 타입 무정류자 전동기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 스켈리턴 타입 무정류자 전동기의 종단면도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 1의 요부확대도이고, 도 4는 도 1의 스테이터 코어의 측면도이며, 도 5 및 도 6은 각각 도 1의 피씨비커버의 측면도 및 평면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 스켈리턴 타입 무정류자 전동기는, 로터(111)와, 로터(111)를 소정의 공극을 두고 수용하는 스테이터(121)와, 로터(111)의 회전구동을 위한 구동회로(미도시)가 형성되어 있는 피씨비(151)와, 스테이터(121)의 일측에 결합되어 피씨비(151)를 수용지지하는 피씨비커버(153)를 구비하고 있다.
로터(111)는 원형의 영구자석으로 형성되어 있으며, 로터(111)의 축심에는 회전축(112)이 일체로 회전가능하게 결합되어 있다.
스테이터(121)는 로터(111)를 소정의 공극을 두고 수용할 수 있도록 제1폴슈(125a) 및 제2폴슈(125b)가 일체로 형성되어 있는 스테이터코어(123)와, 스테이터코어(123)에 결합되는 보빈(127)과, 보빈(127)의 둘레에 권취되는 상호 교번적으로 전원이 인가되는 코일(129)을 포함하여 구성되어 있다.
스테이터코어(123)는 로터(111)를 사이에 두고 상호 대향 배치되어로터(111)의 자극의 위치에 따라 상호 교번적으로 자극을 형성하게 되는 제1폴슈(125a) 및 제2폴슈(125b)가 일체로 형성되어 있는 제1스테이터코어(124a)와, 보빈(127)을 관통하여 결합되고 제1스테이터코어(124a)에 일체로 결합되어 자로를 형성하는 제2스테이터코어(124b)를 구비하고 있다.
제1스테이터코어(124a) 및 제2스테이터코어(124b)는 강판을 적층하여 리벳(131)에 의해 일체로 결합되어 있으며, 제1스테이터코어(124a)에는 판면을 관통하여 한 쌍의 관통공(133)이 형성되어 있다. 제1폴슈(125a) 및 제2폴슈(125b)에는 로터(111)의 초기 기동을 위해 로터(111)가 토크가 0인 위치에 정렬되지 않도록 로터(111)의 회전축선에 대해 상호 회전대칭되는 한 쌍의 디텐트그루브(135)가 각각 형성되어 있다.
로터(111)의 회전축(112)에는 회전축(112)을 회전지지할 수 있도록 한 쌍의 베어링(137)이 결합되어 있으며, 베어링(137)의 둘레에는 베어링(137)을 수용지지할 수 있도록 베어링하우징(139)이 결합되어 있다. 베어링하우징(139)의 중앙영역에는 베어링(137)을 수용지지할 수 있도록 베어링수용부(141)가 형성되어 있으며, 베어링수용부(141)의 일측에는 로터(111)의 회전축선방향을 따라 스테이터코어(123)로부터 노출되는 로터(111)의 노출영역을 수용할 수 있도록 로터수용부(143)가 각각 형성되어 있다. 로터수용부(143)의 둘레에는 제1스테이터코어(124a)의 관통공(133)에 수용결합되고, 축심을 따라 스크류(미도시)가 결합될 수 있도록 스크류보스부(145)가 각각 형성되어 있다.
한편, 피씨비커버(153)에는 도면의 상하방향을 따라 로터(111)의 상하중심선상에 배치되어 제1 및 제2폴슈(125a,125b)의 중심으로부터 전기각 90도의 위상차를 가지고 로터(111)의 회전위치를 검출하는 위치검출센서(미도시)를 수용지지할 수 있도록 센서수용부(155)가 형성되어 있다.
그런데, 이러한 종래의 스켈리턴 타입 무정류자 전동기에 있어서는, 제1폴슈(125a) 및 제2폴슈(125b)가 일체로 형성되어 있어 연결부위를 통해 누설자속이 발생되고, 이에 기인하여 유효자속의 감소로 효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 출력을 증대시키기 위해 로터(111)의 외경을 증가시킬 경우, 로터(111)의 외경에 대응되게 스테이터(121)의 가로 및 세로폭을 동시에 증대시키게 되므로 콤팩트한 구성에 있어 불리하다고 하는 문제점이 있다.
그리고, 스테이터코어(123)로부터 노출되는 로터(111)의 노출영역을 수용할 수 있게 로터수용부(143)를 도체인 베어링하우징(139)에 일체로 형성하도록 되어 있어, 로터수용부(143)에 의해 와전류 손실이 발생된다고 하는 문제점이 있다.
또한, 초기기동에 유리하도록 디텐트그루브(135)를 확장시킬 경우 공극이 상대적으로 증대되어 효율을 저해하게 되므로 초기 기동 특성을 향상시키기가 쉽지 않다고 하는 문제점이 있다.
그리고, 위치검출센서가 제1 및 제2폴슈(125a,125b)의 중심으로부터 전기각으로 90°되는 지점에 배치되어 회전위치를 검출하도록 되어 있어, 로터(111)의 자극이 바뀌게 되어 다른 코일(129)에 전원을 인가하게 될 경우, 인덕턴스 성분 등에 의해 실제로 인가되는 전류의 피크치에 도달하기까지 지연(딜레이)이 발생되어 상대적으로 효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 이러한 종래의 스켈리턴 타입 무정류자 전동기에 있어서는, 직류전원을 사용하도록 되어 있어, 비교적 고가이고 부피가 큰 직류전원 공급장치를 별도로 구비하여야 한다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 와전류손실을 억제시킬 수 있으며 기동특성 및 효율을 제고시킬 수 있는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 스켈리턴 타입 무정류자 전동기의 종단면도,
도 2는 도 1의 측면도,
도 3은 도 1의 요부확대도,
도 4는 도 1의 스테이터 코어의 측면도,
도 5 및 도 6은 각각 도 1의 피씨비커버의 측면도 및 평면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스켈리턴 타입 무정류자 전동기의 분해사시도,
도 8은 도 7의 종단면도,
도 9는 도 7의 결합상태의 배면도,
도 10은 도 7의 스테이터코어의 정면도,
도 11은 도 8의 요부확대도,
도 12 및 도 13은 도 7의 피씨비커버의 측면도 및 평면도,
도 14는 도 7의 피씨비의 회로구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 로터13 : 회전축
14 : 제1베어링하우징21 : 제2베어링하우징
26 : 제1이물방지캡28 : 에어갭차단부
29 : 제2이물방지캡31 : 스테이터
32 : 제1스테이터코어33a : 제1폴슈
33d :제1에어갭33e : 제1디텐트그루브
35 : 제2스테이터코어36a : 제2폴슈
36e : 제2에어갭36f :제2디텐트그루브
39 : 보빈40a : 제1코일
40b : 제2코일51 : 피씨비
52 : 구동회로54 : 에이씨 커패시터
55 : 정류회로57 : 피씨비커버
59 : 센서수용부
상기 목적은, 본 발명에 따라, 로터와; 일측에 상기 로터를 수용할 수 있도록 반원형상의 제1폴슈가 형성된 제1스테이터코어와, 일측에 상기 제1폴슈와 상기 로터를 사이에 두고 소정의 에어갭을 두고 상호 대향배치되는 반원형상의 제2폴슈가 형성된 제2스테이터코어와, 상기 제1스테이터코어 및 상기 제2스테이터코어중 어느 하나에 결합되는 보빈과, 상기 보빈에 권취되는 코일을 구비한 스테이터와; 상기 로터를 회전구동시킬 수 있도록 구동회로를 형성하는 피씨비와; 상기 로터의 회전축선방향을 따라 상기 보빈의 일측에 일체로 결합되어 상기 피씨비를 지지하는 피씨비커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제1스테이터는 상기 제1폴슈로부터 판면방향을 따라 연장된 제1연장부를 더 포함하며, 상기 제2스테이터는 상기 제2폴슈의 일측에 판면방향을 따라 상기 제1연장부와 나란하게 연장된 제2연장부와 상기 제2연장부의 말단으로부터 거의 직각되게 절곡되어 끝단이 상기 제1연장부에 접촉결합되는 절곡부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 에어갭은 상기 제1폴슈 및 상기 제2폴슈의 양단을 상호 연결한 연결선으로부터 상기 로터의 회전방향을 따라 상기 제1폴슈의 끝단을 소정 구간 절취하여 형성되는 제1에어갭과, 상기 로터의 회전축선방향을 따라 상기 제1에어갭과 180도의 위상차를 가지도록 상기 제2폴슈의 끝단을 소정 구간 절취하여 형성되는 제2에어갭을 포함하는 것이 효과적이다.
상기 에어갭은 0.5~3㎜로 형성되고 상호 동일한 길이를 가지는 것이 바람직하다.
상기 에어갭을 사이에 두고 상호 대면하는 상기 제1폴슈 및 상기 제2폴슈의 각 단부는 상기 로터의 반경방향을 따라 외측으로 소정 돌출되도록 형성되는 것이 효과적이다.
상기 제1폴슈의 상기 에어갭에 인접된 영역에는 상기 로터의 외경면으로부터 반경방향을 따라 확장되고 상기 제1폴슈의 둘레방향을 따라 소정 연장된 제1디텐트그루브가 형성되어 있으며, 상기 제2폴슈의 상기 에어갭에 인접된 영역에는 상기 제1디텐트그루브와 상기 로터의 회전축선에 대해 회전 대칭되게 제2디텐트그루브가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1디텐트그루브 및 상기 제2디텐트그루브는 둘레방향을 따라 40~50°각도구간에 걸쳐 각각 형성되는 것이 효과적이다.
상기 보빈에 인접된 상기 제1폴슈의 끝단으로부터 상기 로터의 회전방향의 반대방향으로 10~20°영역에 배치되어 상기 로터의 회전위치를 검출하는 회전위치검출센서를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 피씨비커버에는 상기 회전위치검출센서를 수용할 수 있도록 센서수용부가 형성되어 있는 것이 효과적이다.
상기 로터의 회전축선방향을 따라 상기 로터는 상기 스테이터로부터 돌출되도록 형성되며, 상기 로터의 회전축에 결합되어 상기 회전축을 회전지지하는 한 쌍의 베어링과, 상기 베어링을 수용지지하며 상기 스테이터에 결합되는 적어도 하나의 베어링하우징과, 상기 스테이터와 상기 베어링하우징사이에 개재되어 상기 로터의 돌출영역을 수용하도록 부도체로 형성되는 적어도 하나의 이물방지캡을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 이물방지캡중 적어도 어느 하나에는 상기 로터의 회전축선방향을 따라 돌출되어 상기 에어갭을 차단하는 에어갭차단부가 형성되어 있는 것이 효과적이다.
상기 피씨비에는 일측이 상용전원에 연결되어 상용전원을 감압시키는 에이씨 커패시터(AC Capacitor)와, 상기 에이씨 커패시터와 상기 구동회로사이에 개재되어 상기 에이씨 커패시터에 의해 감압된 전원을 정류하는 정류회로를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 에이씨 커패시터는 상기 피씨비커버로부터 돌출되어 상기 보빈의 일측에 배치되도록 구성하는 것이 효과적이다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 로터와; 상기 로터의 둘레에 소정의 공극을 두고 배치되는 스테이터코어와, 상기 스테이터코어의 일측에 결합되는 보빈과, 상기 보빈에 권취되는 코일을 구비한 스테이터와; 상기 로터의 회전구동을 위한 구동회로와, 일측이 상용전원에 연결되어 상용전원을 감압시키는 에이씨 커패시터(AC Capacitor)와, 상기 에이씨 커패시터와 상기 구동회로사이에 전기적으로 개재되어 상기 에이씨 커패시터에 의해 감압된 전원을 정류시키는 정류회로를 구비한 피씨비와; 상기 피씨비를 수용지지하며 상기 로터의 회전축선방향을 따라 상기 보빈의 일측에 일체로 결합되는 피씨비커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 정류기가 제공된다.
여기서, 상기 에이씨 커패시터는 상기 로터의 회전축선방향을 따라 상기 피씨비커버로부터 돌출되어 상기 보빈의 일측에 배치되도록 구성하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스켈리턴 타입 무정류자 전동기의 분해사시도이고, 도 8은 도 7의 종단면도이며, 도 9는 도 7의 결합상태의 배면도이고, 도 10은 도 7의 스테이터코어의 정면도이며, 도 11은 도 8의 요부확대도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 스켈리턴 타입 무정류자 전동기는, 로터(11)와, 로터(11)를 사이에 두고 상호 대면하도록 배치되어 로터(11)를 회전구동시키는 스테이터(31)와, 구동회로를 형성하는 피씨비(51)와, 스테이터(31)의 일측에 결합되어 피씨비(51)를 수용지지하는 피씨비커버(57)를 포함하여 구성되어 있다.
로터(11)는 원형의 영구자석으로 형성되어 있으며, 축심에는 회전축(13)이 일체로 회전가능하게 결합되어 있다. 회전축(13)의 축선방향을 따라 스테이터(31)의 양측에는 회전축(13)을 회전지지할 수 있도록 베어링(16,22)이 각각 구비된 제1베어링하우징(14) 및 제2베어링하우징(21)이 각각 결합되어 있다.
제1베어링하우징(14)의 중앙영역에는 로터(11)의 회전축(13)이 통과할 수 있도록 관통되어 있으며, 내부에는 회전축(13)을 회전가능하게 지지하는 베어링(16)이 수용결합되어 있다. 양 단부영역에는 스테이터(31)에 소정 삽입될 수 있도록 돌출되고 축심에 스크류(20)가 통과할 수 있도록 관통공(19)이 형성된 스크류보스부(18)가 각각 형성되어 있다.
제2베어링하우징(21)의 중앙영역에는 로터(11)의 회전축(13)을 수용하여 회전지지할 수 있도록 베어링(22)이 수용결합되어 있으며, 양 단부영역에는 스테이터(31)에 소정 삽입되고 축심을 따라 스크류(20)가 나사결합될 수 있도록 암나사부(25)가 형성된 스크류보스부(23)가 형성되어 있다.
한편, 로터(11)는 스테이터(31)에 대해 회전축선방향을 따라 스테이터(31)의 판면으로부터 양측으로 각각 돌출되도록 형성되며, 제1베어링하우징(14) 및 제2베어링하우징(21)과 스테이터(31)의 사이에는 외부로부터 로터(11)에 이물질이 접근되는 것을 차단할 수 있도록 제1이물방지캡(26) 및 제2이물방지캡(29)이 각각 결합되어 있다.
제1이물방지캡(26) 및 제2이물방지캡(29)은 내부에 로터(11)가 회전가능하게 수용될 수 있도록 부도체, 예를 들면 합성수지부재로 원형고리형상을 이루도록 형성되어 있으며, 양 단부에는 제1베어링하우징(14) 및 제2베어링하우징(21)의 각 스크류보스부(18,23)에 고정결합될 수 있도록 외측으로 개방된 “Ｃ”형상의 고정결합부(27,30)가 각각 형성되어 있다. 제1이물방지캡(26)에는 로터(11)의 회전축선방향을 따라 돌출되어 스테이터(31)의 외측에 각각 배치되어 후술할 에어갭을 차단할 수 있도록 에어갭차단부(28)가 각각 형성되어 있다.
한편, 스테이터(31)는, 로터(11)의 외측에 소정의 공극을 두고 로터(11)를 사이에 두고 상호 대면배치되는 제1폴슈(33a) 및 제2폴슈(36a)가 각각 형성되어 있는 제1스테이터코어(32) 및 제2스테이터코어(35)와, 제2스테이터코어(35)에 결합되는 보빈(39)과, 보빈(39)의 둘레에 각각 권취되는 제1코일(40a) 및 제2코일(40b)을 포함하여 구성되어 있다.
제1스테이터코어(32)는 로터(11)의 둘레에 소정의 공극을 두고 배치되는 “Ｃ”형상의 제1폴슈(33a)와, 제1폴슈(33a)의 일측으로부터 판면방향을 따라 연장되는 제1연장부(33b)를 구비하고 있다.
제2스테이터코어(35)는 로터(11)의 둘레에 제1폴슈(33a)와 대향되게 배치되는 “Ｃ”형상의 제2폴슈(36a)와, 제2폴슈(36a)의 일측으로부터 판면방향을 따라 연장되는 제2연장부(36b)와, 제2연장부(36b)의 끝단으로부터 제1연장부(33b)의 내측연부에 접촉가능하게 절곡되고 보빈(39)이 둘레에 결합되는 절곡부(36c)를 구비하고 있다.
제1스테이터코어(32) 및 제2스테이터코어(35)는 강판을 프레싱하여 각각 절연적층하여 형성되고, 판면방향을 따라 관통되는 리벳(38) 등에 의해 일체로 고정결합되어 있다. 제1스테이터코어(32) 및 제2스테이터코어(35)에는 제1베어링하우징(14) 및 제2베어링하우징(21)의 각 스크류보스부가 소정 삽입될 수 있도록 판면을 관통하여 관통공(37)이 각각 형성되어 있다. 제1연장부(33b)의 내측연부에는 판면방향을 따라 함몰된 함몰부(33c)가 형성되어 있으며, 절곡부(36c)의 말단영역에는 함몰부(33c)에 수용될 수 있도록 돌출된 돌출부(36d)가 형성되어 있다.
제1스테이터코어(32) 및 제2스테이터코어(35)는 누설자속을 억제시킬 수 있도록 소정의 에어갭을 사이에 두고 상호 대면되도록 배치되어 있으며, 도면의 상하방향을 따라 제1폴슈(33a) 및 제2폴슈(36a)의 상부 및 하부 에어갭영역은 반경방향을 따라 외측으로 소정 돌출되도록 형성되어 있다.
에어갭은 도면의 상하방향을 따라 제1폴슈(33a)의 상부 끝단부를 절취하여 형성되는 제1에어갭(33d)과 제2폴슈(36a)의 하단 끝단부를 절취하여 형성되는 제2에어갭(36e)으로 구성되어 있으며, 이들 제1에어갭(33d) 및 제2에어갭(36e)은 로터(11)의 회전축선에 대해 상호 회전대칭되도록 형성되며, 그 폭은 0.5 내지 3㎜를 가지는 것이 바람직하다.
제1폴슈(33a)의 제1에어갭(33d)에 인접된 영역의 내측연부에는 로터(11)의 초기기동을 위해 로터(11)의 반경방향을 따라 로터(11)의 외경면으로부터 확장되고 둘레방향을 따라 연장된 제1디텐트그루브(33e)가 형성되어 있으며, 제2폴슈(36a)의 제2에어갭(36e)에 인접된 영역의 내측연부에는 반경방향을 따라 확장되고 둘레방향을 따라 연장된 제2디텐트그루브(36f)가 형성되어 있다.
이들 제1디텐트그루브(33e) 및 제2디텐트그루브(36f)는 로터(11)의 회전방향을 따라 도면의 상하중심선으로부터 각각 40 내지 50°각도 범위내에 형성되며 로터(11)의 회전축선에 대해 상호 회전대칭되도록 형성되어 있다. 본 실시예에서는로터(11)의 상하방향을 따른 중심선에 대해 로터(11)의 자극의 경계선이 45°도 기울어지게 구성된 경우를 예를 들고 있다.
한편, 제2스테이터코어(35)의 절곡부(36c)에는 보빈(39)이 결합되어 있으며, 보빈(39)의 둘레에는 제1코일(40a) 및 제2코일(40b)이 각각 권취되어 있다. 보빈(39)의 일측에는 로터(11)의 회전구동을 위한 구동회로를 구비한 피씨비(51)를 수용지지할 수 있도록 피씨비커버(57)가 일체로 결합되어 있다.
도 12 및 도 13은 도 7의 피씨비커버의 측면도 및 평면도이며, 도 14는 도 7의 피씨비의 회로구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 피씨비커버(57)는 거의 사각형상을 가지고 로터(11)의 회전축선방향을 따라 보빈(39)의 일측에 결합되어 있으며, 배면에는 피씨비(51)가 수용되어 실리콘으로 밀봉되어 있다.
피씨비(51)는, 로터(11)의 회전구동을 위한 구동회로(52)와, 상용전원에 연결되어 교류 전원을 감압시키는 에이씨 커패시터(AC Capacitor)(54)와, 에이씨 커패시터(54)에 의해 감압된 전원을 정류하는 정류회로(55)를 구비하고 있다.
피씨비커버(57)의 상부영역에는 로터(11)의 회전위치를 검출하는 위치검출센서를 수용지지할 수 있게 센서수용부(59)가 형성되어 있다. 센서수용부(59)는 코일에 전원공급시 인덕턴스 성분 등에 의해 실제로 인가되는 전류의 피크치에 도달하기 까지 소요되는 지연(딜레이)을 고려하여 로터(11)의 자극을 미리 감지할 수 있도록 로터(11)의 상하방향을 따른 중심선으로부터 로터(11)의 회전방향의 반대방향으로 10 내지 20°범위 구간에 형성되어 있다. 본 실시예에서는 13.5°의 위치에 형성되어 있다.
피씨비커버(57)의 전면 하부영역에는 콤팩트한 구성이 가능하도록 일측은 피씨비(51)에 결합되고 타측은 로터(11)의 회전축선방향을 따라 돌출되어 보빈(39)의 하측에 배치되도록 에이씨 커패시터(54)가 결합되어 있으며, 에이씨 커패시터(54)는 외부로부터 공급되는 상용전원을 대략 1/5 내지 1/10로 감압하게 된다.
이러한 구성에 의하여, 로터(11)는 제1에어갭(33d) 및 제2에어갭(36e)과, 제1디텐트그루브(33e) 및 제2디텐트그루브(36f)에 의해 초기 기동에 유리하게 회전방향을 따라 수직중심선으로부터 자극의 경계선이 45°회전된 상태로 정렬된다. 에이씨 커패시터(54)는 외부로부터 공급된 전원을 감압하고 정류회로(55)는 에이씨 커패시터(54)에 의해 감압된 교류를 정류하여 제1코일(40a) 및 제2코일(40b)중 어느 하나로 제공될 수 있도록 한다.
위치검출센서에 의해 로터(11)의 자극의 위치가 검출되면 구동회로(52)는 검출된 결과에 기초하여 제1코일(40a) 및 제2코일(40b)중 어느 하나에 직류 전원을 공급하고, 이에 따라 로터(11)는 회전축(13)을 중심으로 회전하게 된다.
한편, 제1 및 제2이물방지캡(26,29)은 외부로부터 이물질이 로터(11)로 접근하는 것을 차단하게 되고, 제1이물방지캡(26)에 형성된 에어갭차단부(28)는 제1에어갭(33d) 및 제2에어갭(36e)의 각 외측에 배치되어 이물질이 에어갭(33d,33e)을 통해 로터(11)로 접근하는 것을 차단하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 로터의 둘레에 배치되는 제1폴슈및 제2폴슈를 상호 분리되도록 스테이터를 형성함으로써, 누설자속에 기인한 유효자속의 손실을 억제시켜 효율을 제고시킬 수 있는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기가 제공된다.
본 발명에 따르면, 출력을 증대시킬 경우, 제1폴슈 및 제2폴슈가 상호 일체로 형성되어 스테이터의 가로 및 세로폭을 동시에 증대시키던 종래와는 달리, 에어갭영역만이 로터의 반경방향을 따라 돌출되도록 함으로써, 콤팩트한 구성이 가능한 스켈리턴 타입 무정류자 전동기가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 도체인 베어링하우징에 로터의 돌출영역을 수용할 수 있도록 로터수용부를 일체로 형성하여 와전류손실이 발생되던 종래와는 달리, 별도의 부도체인 합성수지 등으로 이물방지캡을 형성하여 이물질이 로터로 접근되는 것을 차단하고 와전류손실을 억제함으로써 효율을 제고시킬 수 있도록 한 스켈리턴 타입 무정류자 전동기가 제공된다.
그리고, 본 발명에 따르면, 코일에 인가되는 전원의 지연(딜레이)을 고려하여 로터의 자극의 위치를 검출될 수 있도록 위치검출센서를 배치하고 로터의 회전에 대응되게 자속이 형성되도록 함으로써 효율을 제고시킬 수 있는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기가 제공된다.
본 발명에 따르면, 제1폴슈 및 제2폴슈가 일체로 형성되어 있어 디텐트그루브를 일정 이상 증대시킬 경우 유효 공극의 증가로 효율이 저하되던 종래와는 달리, 디텐트그루부 및 에어갭을 형성함으로써 기동 특성을 향상시킬 수 있는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기가 제공된다.
한편, 본 발명에 따르면, 상용전원의 감압을 위한 에이씨 커패시터와, 정류를 위한 정류회로를 피씨비에 구비되도록 함으로써, 직류전원 공급을 위한 별도의 부대설비 없이 콤팩트한 구성이 가능하고 상용전원을 직접 이용하여 구동될 수 있는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기가 제공된다.

Claims (15)

  1. 로터와; 일측에 상기 로터를 수용할 수 있도록 반원형상의 제1폴슈가 형성된 제1스테이터코어와, 일측에 상기 제1폴슈와 상기 로터를 사이에 두고 소정의 에어갭을 두고 상호 대향배치되는 반원형상의 제2폴슈가 형성된 제2스테이터코어와, 상기 제1스테이터코어 및 상기 제2스테이터코어중 어느 하나에 결합되는 보빈과, 상기 보빈에 권취되는 코일을 구비한 스테이터와; 상기 로터를 회전구동시킬 수 있도록 구동회로를 형성하는 피씨비와; 상기 로터의 회전축선방향을 따라 상기 보빈의 일측에 일체로 결합되어 상기 피씨비를 지지하는 피씨비커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1스테이터는 상기 제1폴슈로부터 판면방향을 따라 연장된 제1연장부를 더 포함하며, 상기 제2스테이터는 상기 제2폴슈의 일측에 판면방향을 따라 상기 제1연장부와 나란하게 연장된 제2연장부와 상기 제2연장부의 말단으로부터 거의 직각되게 절곡되어 끝단이 상기 제1연장부에 접촉결합되는 절곡부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에어갭은 상기 제1폴슈 및 상기 제2폴슈의 양단을 상호 연결한 연결선으로부터 상기 로터의 회전방향을 따라 상기 제1폴슈의 끝단을 소정 구간 절취하여 형성되는 제1에어갭과, 상기 로터의 회전축선방향을 따라 상기 제1에어갭과 180도의 위상차를 가지도록 상기 제2폴슈의 끝단을 소정 구간 절취하여 형성되는 제2에어갭을 포함하는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에어갭은 0.5~3㎜로 형성되고 상호 동일한 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 에어갭을 사이에 두고 상호 대면하는 상기 제1폴슈 및 상기 제2폴슈의 각 단부는 상기 로터의 반경방향을 따라 외측으로 소정 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1폴슈의 상기 에어갭에 인접된 영역에는 상기 로터의 외경면으로부터 반경방향을 따라 확장되고 상기 제1폴슈의 둘레방향을 따라 소정 연장된 제1디텐트그루브가 형성되어 있으며, 상기 제2폴슈의 상기 에어갭에 인접된 영역에는 상기 제1디텐트그루브와 상기 로터의 회전축선에 대해 회전 대칭되게 제2디텐트그루브가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1디텐트그루브 및 상기 제2디텐트그루브는 둘레방향을 따라 40~50°각도구간에 걸쳐 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보빈에 인접된 상기 제1폴슈의 끝단으로부터 상기 로터의 회전방향의 반대방향으로 10~20°영역에 배치되어 상기 로터의 회전위치를 검출하는 회전위치검출센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 피씨비커버에는 상기 회전위치검출센서를 수용할 수 있도록 센서수용부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 로터의 회전축선방향을 따라 상기 로터는 상기 스테이터로부터 돌출되도록 형성되며, 상기 로터의 회전축에 결합되어 상기 회전축을 회전지지하는 한 쌍의 베어링과, 상기 베어링을 수용지지하며 상기 스테이터에 결합되는 적어도 하나의 베어링하우징과, 상기 스테이터와 상기 베어링하우징사이에 개재되어 상기 로터의 돌출영역을 수용하도록 부도체로 형성되는 적어도 하나의 이물방지캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이물방지캡중 적어도 어느 하나에는 상기 로터의 회전축선방향을 따라 돌출되어 상기 에어갭을 차단하는 에어갭차단부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 피씨비에는 일측이 상용전원에 연결되어 상용전원을 감압시키는 에이씨 커패시터(AC Capacitor)와, 상기 에이씨 커패시터와 상기 구동회로사이에 개재되어 상기 에이씨 커패시터에 의해 감압된 전원을 정류하는 정류회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 에이씨 커패시터는 상기 피씨비커버로부터 돌출되어 상기 보빈의 일측에 배치되는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
  14. 로터와; 상기 로터의 둘레에 소정의 공극을 두고 배치되는 스테이터코어와, 상기 스테이터코어의 일측에 결합되는 보빈과, 상기 보빈에 권취되는 코일을 구비한 스테이터와; 상기 로터의 회전구동을 위한 구동회로와, 일측이 상용전원에 연결되어 상용전원을 감압시키는 에이씨 커패시터(AC Capacitor)와, 상기 에이씨 커패시터와 상기 구동회로사이에 전기적으로 개재되어 상기 에이씨 커패시터에 의해 감압된 전원을 정류시키는 정류회로를 구비한 피씨비와; 상기 피씨비를 수용지지하며 상기 로터의 회전축선방향을 따라 상기 보빈의 일측에 일체로 결합되는 피씨비커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 정류기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 에이씨 커패시터는 상기 로터의 회전축선방향을 따라 상기 피씨비커버로부터 돌출되어 상기 보빈의 일측에 배치되는 것을 특징으로 하는 스켈리턴 타입 무정류자 전동기.
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