KR200473956Y1 - 직류 전동기 회전 검출 장치 - Google Patents

직류 전동기 회전 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 직류 전동기 회전 검출 장치에 관한 것이다.
본 고안은, 브러쉬를 통해 정류자에 직류 전원을 공급하여 회전자를 회전시키는 직류 전동기에서 회전자의 회전을 검출하기 위한 직류 전동기 회전 검출 장치로서, 원통형으로 감겨진 형태로 이루어져서 원통형의 고정구에 내장되어 설치되고 인쇄회로기판에 접속되어 인쇄회로기판으로부터 상기 브러쉬로의 직류 전원 공급시에 직류 전원의 노이즈를 제거하되 직류 전원 공급에 따라 자계를 발생하는 초크코일과; 상기 초크코일로부터 발생하는 자계를 검출하여 검출 신호를 출력하는 홀 소자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 직류 전동기 회전 검출 장치를 제공한다.
본 고안에 의하면, 직류 전동기의 브러쉬에 공급되는 직류 전류의 노이즈 차단용으로 사용되는 초크코일에 발생되는 기자력을 검출하여 회전자의 회전을 검출함으로써 별도의 센싱 자석을 설치하지 않고서도 회전자의 회전을 검출할 수 있어서 직류 전동기의 소형화 및 경량화에 매우 유리하다.

Description

직류 전동기 회전 검출 장치{Apparatus for Detecting DC Motor Rotation}
본 고안은 직류 전동기 회전 검출 장치에 관한 것으로, 특히 직류 전동기에서 브러쉬를 통해 정류자에 인가되는 직류 전원에 의해 자화되어 회전하는 회전자의 회전을 검출하되 간단한 구성으로도 직류 전동기의 회전을 효율적으로 검출하도록 하는 직류 전동기 회전 검출 장치에 관한 것이다.
일반적으로 직류 전동기의 회전력을 이용하여 액츄에이터(actuator)를 구동하여서 특정 기능을 구현하는 시스템에서 해당 액츄에이터의 구동을 제어하기 위해서는 직류 전동기의 회전을 검출하여 얼마만큼 회전하였는지를 파악할 필요가 있다.
종래의 직류 전동기(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징 커버(110)의 내부에 자석(magnet)으로 이루어져서 자력을 발생하는 고정자(115)를 구비함과 아울러 해당 고정자(115)에 마주보게 설치되어서 정류자(170)에 인가되는 직류 전원에 따라 자화되어서 샤프트(120)를 기준으로 회전하는 코일 감겨진 회전자(125)를 구비한다. 그리고, 샤프트(120)의 양 선단에는 해당 샤프트(120)를 회전하도록 지지하기 위한 베어링(130), (135)을 구비한다.
그리고, 초크코일(155)을 통해 직류 전원을 공급받아서 해당 직류 전원을 정류자(170)에 인가하는 브러쉬(175)을 구비한다. 초크코일(155)은 인쇄회로기판(150)에 접속되어 있되 고정구(156)에 설치되어서 인쇄회로기판(150)으로부터 브러쉬(175)에 인가되는 직류 전원에 포함된 교류 성분과 고주파 성분을 차단하여서 노이즈를 차단하는 용도로 이용된다.
또한. 정류자(170) 부근의 샤프트(120)에 설치되어서 회전 검출을 위한 자계를 발생하는 센싱 자석(140)을 구비함과 아울러 해당 센싱 자석(140)에 의한 자계를 검출하여 펄스 신호를 생성하는 홀 소자(Hall Device)(145)를 구비하며, 홀 소자(145)는 인쇄회로기판(150) 상에 설치된다. 그리고, 직류 전동기(100)에 입력되는 직류 전원이나 직류 전동기(100)로부터 출력되는 신호는 케이블 인출구(160)를 통해 연결된다.
이와 같은 종래의 직류 전동기(100)에서는 브러쉬(175)를 통해 정류자(170)에 직류 전원을 공급하여 회전자(125)가 자화되어서 샤프트(120)를 기준으로 회전하는 경우에, 해당 샤프트(120)와 함께 회전하는 센싱 자석(140)의 자계를 홀 소자(145)에 의해 검출하여 펄스 신호를 생성하여 출력함으로써, 직류 전동기(100)를 제어하는 제어부가 해당 펄스 신호에 의거하여 직류 전동기(100)의 회전수를 파악할 수 있으며, 해당 파악에 의해 직류 전동기(100)에 의해 구동되는 각종 액츄에이터의 위치를 파악하여 액츄에이터의 구동을 제어한다.
상술한 바와 같이 종래의 직류 전동기(100)에서는 샤프트(120)에 센싱 자석(140)을 설치하고 회전자(125)의 회전에 따라 회전하는 해당 센싱 자석(140)의 자계를 홀 소자(145)에 의해 검출함으로써 회전자(125)의 회전을 검출하고 있으므로, 회전자(125)의 회전 검출을 위해서는 별도의 센싱 자석(140)을 설치하여야 되어서 전동기의 부피 및 무게가 증가하여 전동기의 소형화 및 경량화에 불리하다는 문제점이 있다.
본 고안은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 직류 전동기의 브러쉬에 공급되는 직류 전류의 노이즈 차단용으로 사용되는 초크코일에 발생되는 기자력을 검출하여 회전자의 회전을 검출함으로써 별도의 센싱 자석을 설치하지 않고서도 회전자의 회전을 검출하도록 하는 직류 전동기 회전 검출 장치를 제공함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 브러쉬를 통해 정류자에 직류 전원을 공급하여 회전자를 회전시키는 직류 전동기에서 회전자의 회전을 검출하기 위한 직류 전동기 회전 검출 장치로서, 원통형으로 감겨진 형태로 이루어져서 원통형의 고정구에 내장되어 설치되고 인쇄회로기판에 접속되어 인쇄회로기판으로부터 상기 브러쉬로의 직류 전원 공급시에 직류 전원의 노이즈를 제거하되 직류 전원 공급에 따라 자계를 발생하는 초크코일과; 상기 초크코일로부터 발생하는 자계를 검출하여 검출 신호를 출력하는 홀 소자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 직류 전동기 회전 검출 장치를 제공한다.
본 고안에 따른 직류 전동기 회전 검출 장치에 의하면, 상기 홀 소자는 인쇄회로기판에 접속된다.
그리고, 본 고안에 따른 직류 전동기 회전 검출 장치에 의하면, 상기 인쇄회로기판은 홀 소자로부터 입력되는 검출 신호를 직류 전동기의 외부에 위치하는 제어부에 회전자 회전 검출 신호로서 전달한다.
본 고안에 의하면, 직류 전동기의 브러쉬에 공급되는 직류 전류의 노이즈 차단용으로 사용되는 초크코일에 발생되는 기자력을 검출하여 회전자의 회전을 검출함으로써 별도의 센싱 자석을 설치하지 않고서도 회전자의 회전을 검출할 수 있어서 직류 전동기의 소형화 및 경량화에 매우 유리하다.
도 1은 종래의 직류 전동기의 구조를 도시한 도.
도 2는 본 고안에 따른 직류 전동기의 구조를 도시한 도.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.
본 고안에 따른 직류 전동기는 직류 전동기의 브러쉬에 공급되는 직류 전류의 노이즈 차단용으로 사용되는 초크코일에 발생되는 기자력을 검출하여 회전자의 회전을 검출함으로써 별도의 센싱 자석을 설치하지 않고서도 회전자의 회전을 검출할 수 있도록 구현된다.
이와 같이 구현하기 위한 본 고안에 따른 직류 전동기(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징 커버(210)의 내부에 고정자(215), 샤프트(220), 회전자(225), 베어링(230),(235), 인쇄회로기판(250), 초크코일(255), 정류자(270), 브러쉬(275) 및 홀 소자(Hall Device)(280)를 구비하여 이루어진다.
고정자(215)는 하우징 커버(210)의 내측에 설치되고 자석(magnet)으로 이루어져서 자력을 발생하며, 회전자(225)는 코일을 감아서 이루어지되 고정자(215)에 마주보게 설치되어서 정류자(270)에 인가되는 직류 전원에 따라 자화되어서 샤프트(220)를 기준으로 회전한다. 그리고, 베어링(230), (235)은 샤프트(220)의 양 선단에 구비되어서 해당 샤프트(220)를 회전하도록 지지한다.
또한, 브러쉬(275)는 초크코일(255)을 통해 직류 전원을 공급받아서 해당 직류 전원을 정류자(270)에 인가한다.
초크코일(255)은 원통형으로 감겨진 형태로 이루어져서, 원통형의 고정구(256)에 내장되어 설치되어 원통형의 형상을 유지하며, 고정구(256)는 예를 들어서 프라스틱 등과 같은 절연 재질로 이루어진다.
고정구(256)에 내장된 초크코일(255)은 인쇄회로기판(250)에 접속되어 인쇄회로기판(250)으로부터 브러쉬(275)에 인가되는 직류 전원에 포함된 교류 성분과 고주파 성분을 차단하여서 노이즈를 차단하는 용도로 이용된다.
그리고. 홀 소자(280)는 인쇄회로기판(250) 상에 설치되어 있되 초크코일(255)의 부근에 설치되어서 초크코일(255)에 의해 발생하는 자계를 검출하여 펄스 신호를 생성한다. 그리고, 직류 전동기(200)에 입력되는 직류 전원이나 직류 전동기(200)로부터 출력되는 신호는 케이블 인출구(260)를 통해 연결된다.
초크코일(255)은 직류 전동기(200)를 구동하기 위하여 인쇄회로기판(250)으로부터 직류 전원을 브러쉬(275)를 통해 정류자(270)에 인가하는 경우에 해당 직류 전원의 노이즈를 제거하되, 회전자(225)의 회전에 의해 정류자(270)가 회전함에 기인하여 정류자(270)에 의해 회전자(225)에 감겨있는 코일로의 직류 전원 공급이 단속됨에 따라 해당 직류 전원 공급의 단속에 대응하여 자계를 발생한다.
홀 소자(280)는 초크코일(255)에 의해 발생되는 자계를 검출하고, 해당 자계의 검출에 대응하는 펄스 신호를 인쇄회로기판(250)에 출력하고, 인쇄회로기판(250)은 해당 펄스 신호를 외부로 출력하되 케이블 인출구(260)를 통과하여 연결되는 신호 선을 통해 직류 전동기(200)의 외부에 설치되어 있는 제어부에 펄스 신호를 회전자 회전 검출 신호로서 출력한다.
이에, 직류 전동기(200)의 외부에 설치되어 있는 제어부는 홀 소자(280)로부터 전송받은 펄스 신호에 의거하여 단위 시간당 회전자(225)의 회전수를 파악함으로써 해당 직류 전동기(200)에 의해 구동되는 각종 액츄에이터의 위치를 파악하여 액츄에이터의 구동을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이 이루어진 본 고안에 따른 직류 전동기(200)의 작용을 이하에 설명한다.
직류 전동기(200)는 정류자(270)에 인가되는 직류 전원에 따라 회전자(225)가 자화되어서 샤프트(220)를 기준으로 회전함으로써 회전력을 발생한다.
이처럼 직류 전동기(200)의 구동을 위하여 정류자(270)에 직류 전원을 입력하는 경우에, 초크코일(255)은 인쇄회로기판(250)으로부터 브러쉬(275)를 통해 정류자(270)에 인가되는 직류 전원의 노이즈를 제거한다.
이와 같이 브러쉬(275)를 통해 정류자(270)에 직류 전원을 입력하는 때에, 초크코일(255)은 자계를 발생하되, 회전자(225)의 회전에 의해 정류자(270)가 회전함에 기인하여 정류자(270)에 의해 회전자(225)에 감겨있는 코일로의 직류 전원 공급이 단속됨에 따라 해당 직류 전원 공급의 단속에 대응하여 자계를 발생한다.
그리고, 홀 소자(280)는 초크코일(255)로부터 발생되는 자계를 검출하고, 해당 자계의 검출에 대응하는 펄스 신호를 인쇄회로기판(250)에 출력한다. 그리고, 인쇄회로기판(250)은 해당 펄스 신호를 외부에 출력하되 케이블 인출구(260)를 통과하여 연결되는 신호 선을 통해 직류 전동기(200)의 외부에 설치되어 있는 제어부에 펄스 신호를 회전자 회전 검출 신호로서 출력한다.
이에 따라, 직류 전동기(200)의 외부에 설치되어 있는 제어부는 홀 소자(280)로부터 전송받은 펄스 신호에 의거하여 단위 시간당 회전자(225)의 회전수를 파악함으로써, 해당 직류 전동기(200)에 의해 구동되는 각종 액츄에이터의 위치를 파악하여 액츄에이터의 구동을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 고안에 따른 직류 전동기(200)는 홀 소자(280)가 초크코일(255)에 의해 발생하는 자계를 검출하여 회전자(225)의 회전을 검출함으로써, 종래의 직류 전동기와 같이 회전자의 회전 검출을 위하여 별도의 센싱 자석을 설치하지 않아도 되므로, 전동기의 부피 및 무게를 감소시킬 수 있어서 직류 전동기의 소형화 및 경량화에 도움을 주게 된다.
본 고안은 상술한 설명에 한정되는 것은 아니고, 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 본 고안을 여러 가지 형태로 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 그러한 변경 실시는 본 고안의 기술적 범위에 해당된다고 할 것이다.
본 고안은 브러쉬에 의해 정류자에 직류 전류를 공급하여 회전자를 회전시켜 구동하는 직류 전동기에서 회전자의 회전을 검출하는 경우에 유용하게 적용할 수 있을 것이다. 본 고안에 의하면, 직류 전동기의 브러쉬에 공급되는 직류 전류의 노이즈 차단용으로 사용되는 초크코일에 발생되는 기자력을 검출하여 회전자의 회전을 검출함으로써 별도의 센싱 자석을 설치하지 않고서도 회전자의 회전을 검출할 수 있어서 직류 전동기의 소형화 및 경량화에 매우 유리하다.
210; 하우징 커버
215; 고정자
220; 샤프트
225; 회전자
230, 235; 베어링
250; 인쇄회로기판
255; 초크코일
270; 정류자
275; 브러쉬
280; 홀 소자(Hall Device)

Claims (3)

  1. 브러쉬를 통해 정류자에 직류 전원을 공급하여 회전자를 회전시키는 직류 전동기에서 회전자의 회전을 검출하기 위한 직류 전동기 회전 검출 장치로서,
    원통형으로 감겨진 형태로 이루어져서 원통형의 고정구에 내장되어 설치되고 인쇄회로기판에 접속되어 인쇄회로기판으로부터 상기 브러쉬로의 직류 전원 공급시에 직류 전원의 노이즈를 제거하되 직류 전원 공급에 따라 자계를 발생하는 초크코일과;
    상기 초크코일로부터 발생하는 자계를 검출하여 검출 신호를 출력하는 홀 소자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 직류 전동기 회전 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀 소자는 인쇄회로기판에 접속되는 것을 특징으로 하는 직류 전동기 회전 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 홀 소자로부터 입력되는 검출 신호를 직류 전동기의 외부에 위치하는 제어부에 회전자 회전 검출 신호로서 전달하는 것을 특징으로 하는 직류 전동기 회전 검출 장치.
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