KR20090096665A - Dual magnet force type brushless motor - Google Patents

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이영욱
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Abstract

A dual magnet force type brushless motor is provided to generate a high torque by arranging an outer rotor and an inner rotor to a single stator. A shaft(13) is rotatably installed inside a case(12) by a bearing. A PCB assembly is installed in a bottom part of the case. An outer rotor(16) is fixed to the shaft. The outer rotor has a cylindrical shape. A plurality of outer magnets is fixed to an inner surface of the outer rotor. A guide pin is fixed to a top part of the case. An insulator is fixed to the guide pin. A stator(21) is installed between insulators. An inner rotor(22) is fixed to the outer rotor by a fixing unit. An inner magnet is fixed to an outer circumference of the inner rotor.

Description

듀얼 마그네트 포스 타입 브러시레스 모터{Dual magnet force type brushless motor}Dual magnet force type brushless motor

본 발명은 듀얼 마그네트 포스 타입 브러시레스 모터(Dual magnet force type brushless motor)에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 매우 낮은 코깅 토크(cogging torque), 토크 리플 특성과 코일 권선에 장점을 제공할 수 있는 등 다수의 효과를 갖는 듀얼 마그네트 포스 타입 브러시레스 모터(BLDC motor)를 제공코자 하는 것이다.DETAILED DESCRIPTION The present invention relates to a dual magnet force type brushless motor and, more particularly, can provide advantages for very low cogging torque, torque ripple characteristics and coil windings. To provide a dual magnet force type brushless motor (BLDC motor) having an effect.

통상적으로 사용되고 있는 모터 토크의 발생 원리는 영구자석이 발생시키는 플럭스(flux)와 코일에 유기되는 전류가 발생하는 자속의 합으로 발생한다.A commonly used principle of generating motor torque is generated by the sum of flux generated by a permanent magnet and magnetic flux generated by current induced in a coil.

코어의 구조가 분할 코어로 이루어지면 토크를 발생시키는 플럭스가 포화된다.If the structure of the core consists of a split core, the flux that generates the torque is saturated.

즉, 코어 표면에 포화가 발생되면 코깅 토크(cogging torque), 디텐트 포스(detent force)의 증가로 인해 토크 효율에 악영향을 미치게 되는 것이다.That is, when saturation occurs on the core surface, the cogging torque and the detent force are increased to adversely affect the torque efficiency.

한편, 기존에 알려진 분할코어는 도 1에서 보는 바와 같이 분할형 코어(1)의 한쪽 모서리에 끼움돌기(2)를 형성하고 반대편에는 끼움공(3)을 형성하여 이와 이웃하는 분할형 코어(1)와 상호 끼워맞춤식으로 조립토록 한 것이 알려져 있다.Meanwhile, the split core known in the art forms a fitting protrusion 2 at one corner of the split core 1 and a fitting hole 3 at the opposite side, as shown in FIG. It is known to assemble with each other.

이와 같은 분할형 코어(1)는 제작공정이 번거로운 문제점을 안고 있었다. 또한 이러한 기존 분할형 코어는 릴릭턴스 변화에 의해 발생되는 코깅 토크 및 슬롯 끝단 플럭스 포화가 많이 발생한다.Such a split core 1 had a troublesome manufacturing process. In addition, these conventional split cores generate a lot of cogging torque and slot end flux saturation caused by a change in reluctance.

그리고 도 2에서 보는 바와 같이 기존의 폐쇄형의 슬롯(slot; 4)을 소정 간격으로 형성한 스테이터(5)는 권선을 와인딩(winding) 하는 공정이 매우 어려운 등 다수의 문제점을 안고 있었던 것이다.As shown in FIG. 2, the stator 5 having a conventional slot 4 formed at predetermined intervals has a number of problems, such as a difficulty in winding a winding.

이에 본 발명에서 제공하는 듀얼 마그네트 포스 타입 브러시레스 모터는 슬롯에 대한 코일의 점적율을 최대화 할 수 있으며, 제조공정을 단순히 하여 생산성 향상 및 폐쇄형 슬롯 구조의 장점인 매우 낮은 코깅 토크, 토크 리플의 특성과 코일 권선시 편의성을 제공하는 듀얼 마그네트 포스 타입 브러시레스 모터를 제공코자 하는 것이다.Accordingly, the dual magnet force type brushless motor provided by the present invention can maximize the coil's spot ratio for the slot, simplify the manufacturing process, and improve the productivity and the advantages of the very low cogging torque and torque ripple, which are advantages of the closed slot structure. It is to provide a dual magnet force type brushless motor that provides characteristics and convenience in coil winding.

이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 기존 모터가 갖는 문제점 등을 일소할 수 있는 새로운 구성의 듀얼 마그네트 포스 타입 브러시레스 모터를 제공코자 하는 것으로서,Therefore, the present invention is to provide a dual magnet force type brushless motor of a new configuration that can eliminate the problems such as the existing motor as described above,

본 발명은 특히 모터의 샤프트 안팎으로 마그네트가 고정된 아우트-로터(outer rotor)와 이너-로터(inner rotor)를 회전 가능하게 설치하고, 상기 아우 트-로터와 이너-로터 상간에 가이드핀(guide pin)을 사용하여 조립 고정되는 인슐레이터(insulator)를 방사상으로 설치하여 코일이 권선된 스테이터(stator)를 설치한 것을 특징으로 하는 듀얼 마그네트 포스 타입 브러시레스 모터를 제공한다.In particular, the present invention rotatably installs an outer rotor and an inner rotor in which a magnet is fixed in and out of a shaft of a motor, and guide pins are provided between the outer rotor and the inner rotor. It provides a dual magnet force type brushless motor, characterized in that the installation of the insulator (radiator) to be assembled and fixed radially using a pin) radially installed a stator wound around the coil.

본 발명의 듀얼 마그네트 포스 타입 브러시레스 모터는 슬롯에 대한 코일의 점적율을 최대화 할 수 있으며, 제조공정을 단순히 하여 생산성 향상 및 폐쇄형 슬롯 구조의 장점인 매우 낮은 코깅 토크, 토크 리플의 특성과 코일 권선시 편의성을 제공할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 큰 발명이다.The dual magnet force type brushless motor of the present invention can maximize the spot ratio of the coil to the slot, simplify the manufacturing process and improve the productivity and characteristics of the very low cogging torque, torque ripple and coil of the closed slot structure It is an invention that the expected effect is great, such as to provide convenience during winding.

도 3은 본 발명에서 제공하는 듀얼 마그네트 포스 타입 브러시레스 모터(10)의 전체 구성을 보인 사시도이며, 도 4는 본 발명의 모터(10)를 보인 평면 구성도, 도 5는 본 발명의 모터(10) 내부 구성을 설명키 위한 단면 구성도, 도 6은 도 5의 점선부 확대도 등으로서, 이들 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Figure 3 is a perspective view showing the overall configuration of a dual magnet force type brushless motor 10 provided by the present invention, Figure 4 is a plan view showing a motor 10 of the present invention, Figure 5 is a motor of the present invention ( 10) FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view for explaining the internal configuration, and FIG. 6 is an enlarged view of the dotted portion of FIG. 5 and the like.

본 발명의 모터(10)는 커버(11)가 폐쇄되는 케이스(12) 내부 중심에 샤프트(13)가 상하 베어링(14)에 의해 회전가능하게 축설치되고, 상기 케이스(12) 하부에는 전자제어기를 구비한 PCB어셈블리(15)가 설치된다.In the motor 10 of the present invention, the shaft 13 is rotatably installed by the upper and lower bearings 14 at the inner center of the case 12 in which the cover 11 is closed, and an electronic controller is disposed below the case 12. PCB assembly 15 having a is installed.

상기 샤프트(13)에는 하부가 개방된 원통관 타입으로 이루어진 아우트-로터(16)가 축고정되고, 아우트-로터(16)의 내면부에는 수개의 아우트-마그네트(17)가 고정설치된다.The outer rotor 16 of the cylindrical tube type having an open bottom is axially fixed to the shaft 13, and several outer magnets 17 are fixed to the inner surface of the outer rotor 16.

상기 아우트-로터(16)의 내측으로는 스테이터(21)가 설치되는데, 이는 케이스(12)에서 상부로 고정된 가이드핀(18)에 인슐레이터(19)를 결합하고, 상기 인슐레이터(19) 사이에 코일(20)이 권선되는 스테이터(21)를 다수개 소정 간격으로 방사상으로 고정토록 한다.A stator 21 is installed inside the outer-rotor 16, which couples the insulator 19 to the guide pin 18 fixed upward from the case 12, and between the insulators 19. A plurality of stators 21 on which the coils 20 are wound are radially fixed at a predetermined interval.

상기 스테이터(21)의 내측 중앙으로는 원통관 타입으로 이루어진 이너-로터(22)가 아우트-로터(16)에 리벳(23) 등의 고정수단에 의해 고정되고, 상기 이너-로터(22)의 외연부에는 이너-마그네트(24)가 고정된다.An inner rotor 22 having a cylindrical tube type is fixed to the inner center of the stator 21 by fixing means such as a rivet 23 to the outer rotor 16. The inner magnet 24 is fixed to the outer edge.

상기와 같이 구성될 수 있는 본 발명의 모터(10)는 PCB어셈블리(15)에 설치된 전자제어기의 신호를 받아 리드선을 통해 전원을 스테이터(21)로 인가하면 아우트-로터(16) 및 이너-로터(22)에 고정된 수개의 아우트-마그네트(17) 및 이너-마그네트(24)에 의해 아우트-로터(16) 및 이너-로터(22)가 회전 기동력을 받게 되어 모터(10)가 기동하게 되는 것으로서,Motor 10 of the present invention can be configured as described above when the power supply to the stator 21 receives the signal from the electronic controller installed in the PCB assembly 15 through the lead wires the outer rotor 16 and the inner rotor The outer rotor 16 and the inner rotor 22 are subjected to the rotational maneuvering force by the several outer magnets 17 and the inner magnets 24 fixed to the 22 so that the motor 10 is started. As,

본 발명은 단일의 스테이터(21)에 아우트-로터(16) 및 이너-로터(22)를 구비함으로서 같은 전류에서 높은 토크가 발생하게 되며, 동일한 체적에서 아우트-마그네트(17) 및 이너-마그네트(24)에 의해 플럭스를 최대화시켜 높은 토크를 발생시킬 수 있는 것이다.The present invention provides the outer rotor 16 and the inner rotor 22 in a single stator 21 to generate high torque at the same current, and the outer magnet 17 and the inner magnet in the same volume. 24) can maximize the flux to generate a high torque.

특히, 본 발명은 스테이터(21)를 제작 시 코일(20)의 와인딩 작업이 매우 용이하며, 매우 낮은 코깅 토크 및 토크 리플 특성을 제공받을 수 있는 것이다.In particular, the present invention is very easy to winding the coil 20 when manufacturing the stator 21, it can be provided with a very low cogging torque and torque ripple characteristics.

이와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the protection scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by equivalents as well as the following claims.

본 발명의 듀얼 마그네트 포스 타입 브러시레스 모터는 단일 스테이터에 아우트-로터와 이너-로터를 사용하여 전력 소모를 줄이면서도 고출력의 모터를 제공할 수 있으며, 스테이터 제작의 용이성으로 생산성도 향상할 수 있는 등 다수의 효과를 제공받을 수 있어 관련산업 발전에 일익을 할 수 있는 것이다.The dual magnet force type brushless motor of the present invention can provide a high-power motor while reducing power consumption by using an outer rotor and an inner rotor in a single stator, and can improve productivity due to the ease of stator production. As it can be provided with a number of effects, it can benefit the development of related industries.

도 1은 종래의 모터 중 분할코어의 구성을 보인 평면도1 is a plan view showing the configuration of a split core of a conventional motor

도 2는 종래의 모터 중 폐쇄형 슬롯을 소정 간격으로 형성한 스테이터를 보인 평면도2 is a plan view showing a stator in which a closed slot is formed at a predetermined interval in a conventional motor;

도 3은 본 발명에서 제공하는 모터를 보인 사시도Figure 3 is a perspective view of a motor provided by the present invention

도 4는 본 발명에서 제공하는 모터를 보인 단면 구성도Figure 4 is a cross-sectional view showing a motor provided by the present invention

도 5는 본 발명에서 제공하는 모터를 보인 횡단면도Figure 5 is a cross-sectional view showing a motor provided in the present invention

도 6은 도 5의 점선부 확대도6 is an enlarged view of a dotted line part of FIG. 5;

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■■ Explanation of symbols used in main part of drawing ■

10: 모터 11: 커버 10: motor 11: cover

12: 케이스 13: 샤프트 12: case 13: shaft

14: 베어링 15: PCB어셈블리 14: bearing 15: PCB assembly

16: 아우트-로터 17: 아우트-마그네트 16: Out-rotor 17: Out-magnet

18: 가이드핀 19: 인슐레이터 18: Guide pin 19: Insulator

20: 코일 21: 스테이터 20: coil 21: stator

22: 이너-로터 23: 리벳 22: inner rotor 23: rivet

24: 이너-마그네트24: inner magnet

Claims (1)

커버(11)가 폐쇄되는 케이스(12) 내부 중심에 샤프트(13)가 상하 베어링(14)에 의해 회전가능하게 축설치되고,The shaft 13 is rotatably installed by the upper and lower bearings 14 at the inner center of the case 12 in which the cover 11 is closed. 상기 케이스(12) 하부에는 전자제어기를 구비한 PCB어셈블리(15)가 설치되며,The PCB assembly 15 having an electronic controller is installed under the case 12. 상기 샤프트(13)에는 하부가 개방된 원통관 타입의 아우트-로터(16)가 축고정되고,The shaft 13 is fixed to the outer rotor 16 of the cylindrical tube type with an open lower portion, 상기 아우트-로터(16)의 내면부에는 수개의 아우트-마그네트(17)가 고정되며,Several outer magnets 17 are fixed to the inner surface of the outer rotor 16, 상기 아우트-로터(16)의 내측으로는 케이스(12) 상부로 고정된 가이드핀(18)에 인슐레이터(19)를 결합하고,The insulator (19) is coupled to the guide pin (18) fixed to the upper part of the case (12) inside the outer rotor (16), 상기 인슐레이터(19) 사이에 코일(20)이 권선되는 스테이터(21)를 다수개 소정 간격으로 방사상으로 고정하며,A plurality of stators 21 in which coils 20 are wound between the insulators 19 are radially fixed at a predetermined interval, 상기 스테이터(21)의 내측 중앙으로는 원통관 타입의 이너-로터(22)가 아우트-로터(16)에 고정수단에 의해 고정되고,An inner rotor 22 of the cylindrical tube type is fixed to the outer rotor 16 by fixing means at the inner center of the stator 21. 상기 이너-로터(22)의 외연부에는 이너-마그네트(24)가 고정된 것을 특징으로 하는 듀얼 마그네트 포스 타입 브러시레스 모터.Dual magnet force type brushless motor, characterized in that the inner magnet 24 is fixed to the outer edge of the inner rotor (22).
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