KR20090045699A - 초고속 코어리스모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정자의 안팎에 회전자의 자석을 배열하거나, 자석의 배열을 할박 어레이(halback array) 방법으로 배열하여 자기회로내의 손실을 줄일 수 있게 함으로서 보다 작은 구조에서도 초고속으로 회전할 수 있는 초고속 코어리스모터에 관한 것이다.

본 발명의 초고속 코어리스모터는 하우징의 내부에 고정되고 코일을 구비한 원통형의 고정자와, 중심을 관통하여 회전축이 설치되고 상기 고정자의 내부 또는 외부에 끼워져 회전하는 회전자를 포함하여 구성된 모터에 있어서, 상기 회전자는 상기 고정자의 내부에 삽입되는 원통형의 내부자석과 ; 상기 고정자의 외부에 삽입되는 원통형의 외부자석을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또 다른 일 양상에 따른 본 발명의 초고속 코어리스모터는 하우징의 내부에 고정되고 코일을 구비한 원통형의 고정자와, 중심을 관통하여 회전축이 설치되고 상기 고정자의 내부 또는 외부에 끼워져 회전하는 회전자를 포함하여 구성된 모터에 있어서, 상기 고정자의 외부에 삽입되어 상기 회전자를 구성하는 원통형의 외부자석은 할박(halback) 배열됨을 특징으로 한다.

할박어레이, 이중배열, 폐자로

Description

초고속 코어리스모터{High speed coreless motor}

본 발명은 코어리스모터에 관한 것으로 상세하게는 자기회로내의 손실을 최소화하여 성능을 향상시킴은 물론 소형화할 수 있게 한 초고속 코어리스모터에 관한 것이다.

보다 상세하게는 고정자의 안팎에 회전자의 자석을 배열하거나, 자석의 배열을 할박 어레이(halback array) 방법으로 배열하여 자기회로내의 손실을 줄일 수 있게 함으로서 보다 작은 구조에서도 초고속으로 회전할 수 있는 초고속 코어리스모터에 관한 것이다.

초고속으로 회전하는 모터의 경우 통상의 범용 모터보다 소형이고 경량화가 가능하여 가정용 전자제품이나 항공기 등의 부속으로 많이 사용되고 있다.

이러한 모터에는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 구성된 코어리스모터가 있다.

이러한 코어리스모터는 도시한 바와 같이, 회전축(100)에 고정되어 회전하는 원통형의 회전자(200)와, 회전자(200)의 내부에 설치되어 공급되는 전기에 의해 자 화되어 회전자를 회전시키는 코일을 갖는 고정자(300)를 포함하여 구성된다.

이렇게 구성된 모터는 상기한 바와 같이 고정자(300)에 구성된 코일이 공급되는 전기에 의해 자화되고 코일에서 발생되는 자력과 회전자(200)에 구비된 자석의 자력의 상호 작용에 의해 회전자(200)가 회전하고 이에 따라 회전축(100)이 회전한다.

이러한 모터에 있어서 보다 안정적이고 고속의 회전을 이룰 수 있게 하기 위해서는 자속밀도가 높아야 함은 물론 코일에서 발생되는 자력이 외부로 누출되지 않고 자석과 상호작용할 수 있어야 한다.

그러나 종래의 모터의 경우 고정자의 코일에서 발생되는 자력이 회전축으로 또는 외부로 누출됨으로서 자기회로내에서 자석과 상호 작용하는 자력이 충분치 못하며, 이에 따라 회전속도에 한계가 있으며, 이러한 문제를 해소하기 위해 모터의 크기가 커지는 단점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로 고정자의 코일에서 발생된 자력이 누출되지 않고 자기회로내에서 자석과 상호 작용할 수 있게 함으로서 보다 고속의 큰힘을 갖는 초고속 코어리스모터를 제공함을 목적으로 한다.

더욱이, 회전자를 구성하는 자석을 고정자 코일의 안팎에 배열하여 코일에서 발생된 자력이 자기회로로부터 벗어나지 못하게 한 초고속 코어리스모터를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 회전자를 구성하는 자석의 배열을 할박(halback) 배열로 구성함으로서 코일에서 발생된 자력이 자기회로로부터 벗어나지 못하게 한 초고속 코어리스모터를 제공함을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명의 초고속 코어리스모터는 하우징의 내부에 고정되고 코일을 구비한 원통형의 고정자와, 중심을 관통하여 회전축이 설치되고 상기 고정자의 내부 또는 외부에 끼워져 회전하는 회전자를 포함하여 구성된 모터에 있어서, 상기 회전자는 상기 고정자의 내부에 삽입되는 원통형의 내부자석과 ; 상기 고정자의 외부에 삽입되는 원통형의 외부자석을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

또 다른 일 양상에 따른 본 발명의 초고속 코어리스모터는 하우징의 내부에 고정되고 코일을 구비한 원통형의 고정자와, 중심을 관통하여 회전축이 설치되고 상기 고정자의 내부 또는 외부에 끼워져 회전하는 회전자를 포함하여 구성된 모터에 있어서, 상기 고정자의 외부에 삽입되어 상기 회전자를 구성하는 원통형의 외부자석은 할박(halback) 배열됨을 특징으로 한다.

본 발명은 고정자의 안팎에 자석을 배열하여 고정자의 코일에서 발생된 자력이 외부로 누출되는 것을 잡아줌으로서 보다 빠른 속도 및 힘으로 회전자가 구동될 수 있게 한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 자석의 배열을 할박 배열로 구성함으로서 코일에서 발생된 자력과 자석의 자력의 상호 작용이 보다 활발하게 이루어짐으로서 보다 빠른 속도와 힘으로 회전자가 회전될 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 본 발명의 일예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 코어리스모터의 일예를 도시한 횡단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 코어리스모터에 구비된 회전자의 일예를 도시한 부분단면사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 코어리스모터에 구비된 회전자의 일예를 종단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 코어리스모터에 구비된 회전자의 다른 일예를 종단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 코어리스모터에 구비된 회전자의 또 다른 일예를 종단면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 초고속 코어리스모터는 고정자를 구성하는 코일로부터 발생된 자력이 자기회로내에서 작용할 수 있도록 하기 위한 수단으로 두 개의 자석들(11, 12)을 고정자(200) 코일의 안팎으로 배열하거나 할박 배열하여 구성된다.

먼저, 두 개의 내부, 외부자석(11, 12)을 이용하여 구성된 회전자(1)를 갖는 모터를 설명한다.

도 1내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 모터를 구성하는 회전자(1)는 고정자(200)의 내부에 삽입되는 원통형의 내부자석(11)과 ; 상기 고정자(200)의 외부에 삽입되는 원통형의 외부자석(12)을 포함하여 구성된다.

이와 같이 내부 및 외부자석(11, 12)을 고정자의 안팎에 각각 배열함으로서 고정자(200)의 코일에 의해 발생된 자력이 이들 내부 및 외부자석(11, 12)에 의해 외부로 누출되는 것이 차단되고 하나의 자기 회로를 구성하게 되며, 이렇게 자기의 손실이 없어짐으로서 회전자(1)와 고정자(200) 사이의 자력에 의한 상호작용은 더욱 강화되어 회전자는 보다 큰 힘과 속도로 회전을 할 수 있게 된다.

상기 내부자석(11)과 외부자석(12) 모두 또는 그 중 어느 하나를 할박(halback) 배열될 수 있다.

할박 배열은 폐자로를 형성하는 자석 배열의 하나로 상호 이웃한 자석 사이에서 발생된 자력이 상호 연결되어 하나의 폐자로를 형성하게 하는 배열로 이에 대하여는 이미 알려진 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만 이러한 할박 배열을 모터에 적용함으로서 모터의 성능을 개선하였다.

상기 내부자석(11)의 외주면과 외부자석(12)의 내주면에는 각각 슬리브(11b, 12b)가 더 설치됨다.

상기 슬리브(11b, 12b)는 고정자(200)에 대하여 회전자(1)가 보다 원활하게 회정활 수 있게 회전자(1)와 고정자(200) 사이의 격벽 역할을 하는 것으로 비자성 체로 구성된다.

또한 상기 회전자(1)를 구성하는 내부자석(11)과 외부자석(12)은 서로의 사이에 원통형의 고정자(200)가 끼워지는 고정자홈(1b)이 형성되어 있어야 하고 이 고정자홈(1b)은 항상 일정한 폭을 유지하고 있어야 함으로서, 상기 내부자석(11)과 외부자석(12)은 회전자하우징(1a)에 고정된 상태로 설치된다.

물론 상기 회전자하우징(1a)를 관통하여 중앙에는 회전축(300)이 끼워져 고정되는 축공이 형성되어 있으며, 상기 내부자석(11)과 외부자석(12)을 보호하기 위한 내관(11a)과 외관(12a)이 회전자하우징(1a)과 일체로 형성되어 있다.

상기 내관(11a)과 외관(12a)은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 회전자하우징(1a)과 일체로 형성된 원통형 통체로서 내관(11a)은 내부자석(11)의 내면에 끼워지고, 외관(12a)은 외부자석(12)의 외주면에 끼워진다.

상기와 같이 구성된 모터는 상기한 바와 같이 회전자(1)를 구성하는 자석의 배열을 달리함에 의해 폐자로를 이룰 수 있으며, 이하에서는 할박 배열로 배치된 자석을 이용한 회전자를 구비한 모터에 대하여 설명하나 위에서 설명한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.

본 발명의 다른 일 양상에 따른 모터는 도 4에 도시한 바와 같이 자석을 하나만 설치하되 자석의 배치를 할박 배열로 구성함에 의해 이루어진다.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이 외부자석(12)만을 설치하되 그 배열을 할박 배열로 구성하거나 도시하지는 않았으나 내부자석(11)만을 설치하되 그 배열을 할박 배열로 구성할 수 있다.

그러나 이와 같이 어느 하나의 자석 즉, 내부자석(11) 또는 외주자석(12)만을 설치하여 구성할 경우 자석이 설치되지 않은 부분으로 코일에 의해 발생된 자력이 누출됨으로 바람직하게는 내부자석과 외부자석을 모두 설치하여 구성함이 바람직하며, 그 배열 또한 두 자석 모두 할박 배열로 구성함이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 코어리스모터의 일예를 도시한 횡단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 코어리스모터에 구비된 회전자의 일예를 도시한 부분단면사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 코어리스모터에 구비된 회전자의 일예를 종단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 코어리스모터에 구비된 회전자의 다른 일예를 종단면도이고,

도 5는 본 발명에 따른 코어리스모터에 구비된 회전자의 또 다른 일예를 종단면도이고,

도 6은 종래의 코어리스모터의 종단면도이고,

도 7은 도 6에 도시한 코어리스모터의 횡단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1 : 회전자

1a : 회전자하우징 1b : 고정자홈

11 : 내부자석 11a : 내관 11b : 내부슬리브

12 : 외부자석 12a : 외관 12b : 외부슬리브

100 : 회전축 200 : 고정자 300 : 하우징

Claims (10)

1. 하우징(300)의 내부에 고정되고 코일을 구비한 원통형의 고정자(200)와, 중심을 관통하여 회전축(100)이 설치되고 상기 고정자(200)의 내부 또는 외부에 끼워져 회전하는 회전자(1)를 포함하여 구성된 모터에 있어서,

   상기 회전자(1)는

   상기 고정자(200)의 내부에 삽입되는 원통형의 내부자석(11)과 ;

   상기 고정자(200)의 외부에 삽입되는 원통형의 외부자석(12)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 초고속 코어리스모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부자석(11)은 할박(halback) 배열됨을 특징으로 하는 초고속 코어리스모터.
3. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 외부자석(12)은 할박(halback) 배열됨을 특징으로 하는 초고속 코어리스모터.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 내부자석(11)의 외주면과 외부자석(12)의 내주면에는 각각 슬리브(11b, 12b)가 더 설치됨을 특징으로 하는 초고속 코어리스모터.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 슬리브(11b, 12b)는 비자성체임을 특징으로 하는 초고속 코어리스모터.
6. 하우징(300)의 내부에 고정되고 코일을 구비한 원통형의 고정자(200)와, 중심을 관통하여 회전축(100)이 설치되고 상기 고정자(200)의 내부 또는 외부에 끼워져 회전하는 회전자(1)를 포함하여 구성된 모터에 있어서,

   상기 고정자(200)의 외부에 삽입되어 상기 회전자(1)를 구성하는 원통형의 외부자석(12)은 할박(halback) 배열됨을 특징으로 하는 초고속 코어리스모터.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 회전자(1)는 상기 고정자(200)의 내부에 삽입되는 원통형의 내부자석(11)을 더 구비함을 특징으로 하는 초고속 코어리스모터.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 내부자석(11)은 할박(halback) 배열됨을 특징으로 하는 초고속 코어리스모터.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 내부자석(11)의 외주면과 외부자석(12)의 내부면에는 각각 슬리브(11b, 12b)가 더 설치됨을 특징으로 하는 초고속 코어리스모터.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 슬리브(11b, 12b)는 비자성체임을 특징으로 하는 초고속 코어리스모터.

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