KR20110031568A - 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 중심으로 삽입통공이 형성되되 그 내측에 일정 간격으로 돌출 연장되어 코일이 각각 권선되는 다수의 투스가 배치된 환형의 고정자; 및 상기 고정자의 삽입통공에 삽입 배치되어 상기 코일에 인가되는 전류에 의해 회전되도록 영구자석이 원주면 상에 일정 간격 부착되는 회전자;를 포함하며, 상기 코일은 각 투스 상에 적어도 둘로 분리되어 권선되며, 분리된 코일을 선택적으로 접속 또는 단락시킬 수 있는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터가 제공된다.

이에 의하면, 코일에 대한 전류 인가시 상기 코일의 권선 길이를 증가시켜 출력을 증대시킬 수 있으며, 반대로 상기 코일의 권선 길이를 감소시켜 출력을 감소시킬 수 있게 된다.

Description

출력 가변식 브러쉬리스 직류모터 {OUTPUT VARIABLE TYPE BRUSHLESS DIRECT MOTOR}

본 발명은 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터에 관한 것이다.

일반적으로 브러쉬리스 직류모터(Brushless DC Motor)는 낮은 고장율, 모터구조의 간소화, 사이즈 소형화, 그리고 빠른 응답성 등의 장점으로 인하여 액츄에이터(actuator)로서 다양한 분야에서 사용되고 있다.

이러한 브러쉬리스 직류모터는, 회전자(rotor)에 영구자석이 설치되고, 고정자(stator)에 상기 영구자석과 대응되게 코일이 권선되며, 이 코일에 인가되는 전류방향을 결정함으로써 코일에서 발생되는 자력이 회전자에 설치된 영구자석과 항상 90도 위상차가 발생되도록 하여 상기 회전자를 회전시키는 구조이다.

여기서, 상기 영구자석은 서로 교번되는 극성을 가진 다극성의 링 형태로 이루어진다.

또, 상기 고정자는 규소강판을 같은 형상으로 절단하여 적층한 다음, 그 내측에 형성되는 다수의 투스(tooth)들에 권선장비를 사용하여 코일(미도시)을 각각 권선시켜 이루어진 구조로서, 각각의 코일에는 서로 반대되는 전류가 인가된다.

그런데, 종래의 브러쉬리스 직류모터는 상기 고정자의 투스 상에 코일이 정해진 방향으로 연속 권선되어 단일체로 구성됨으로써 모터의 회전력은 인가되는 전류에 의해 항상 일정하여 가변출력이 불가능한 단점이 있다.

본 발명은 출력을 가변시킬 수 있는 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터는,

중심으로 삽입통공이 형성되되 그 내측에 일정 간격으로 돌출 연장되어 코일이 각각 권선되는 다수의 투스가 배치된 환형의 고정자; 및

상기 고정자의 삽입통공에 삽입 배치되어 상기 코일에 인가되는 전류에 의해 회전되도록 영구자석이 원주면 상에 일정 간격 부착되는 회전자;를 포함하며,

상기 코일은 각 투스 상에 적어도 둘로 분리되어 권선되며, 분리된 코일을 선택적으로 접속 또는 단락시킬 수 있는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 스위치는, 각 투스에 대한 코일의 분리 횟수만큼 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위치는, 상기 코일에 대한 전류 인가시 상기 코일의 권선 길이를 증가시켜 출력을 증대시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위치는, 상기 코일에 대한 전류 인가시 상기 코일의 권선 길이를 감소시켜 출력을 증대시키는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터에 의하면, 코일에 대한 전류 인가시 상기 코일의 권선 길이를 증가시켜 출력을 증대시킬 수 있으며, 반대로 상기 코일의 권선 길이를 감소시켜 출력을 감소시킬 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터에 대해 상세하게 살펴본다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터를 나타내 보인 도면, 및 도 2는 도 1의 요부 확대도로서 코일에 전원이 인가되기 전의 상태를 보인 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터는, 중심으로 삽입통공(100a)이 형성되되 그 내측에 일정 간격으로 돌출 연장되어 코일(C)이 각각 권선되는 다수의 투스(110)가 배치된 환형의 고정자(100)와,

상기 고정자(100)의 삽입통공(100a)에 삽입 배치되어 상기 코일(C)에 인가되는 전류에 의해 회전되도록 영구자석(M)이 원주면 상에 일정 간격 부착되는 회전자(200)를 포함하여 구성된다.

상기한 고정자(100)는 규소강판을 같은 형상으로 절단하여 적층한 다음, 그 내측에 형성되는 다수의 투스(110)들에 권선장비를 사용하여 코일(C)을 각각 권선시켜 이루어진 구조로서, 각각의 코일(C)에는 서로 반대되는 전류가 인가된다.

상기한 회전자(200)의 중심에는 미도시된 회전축이 배치된다.

이와 같은 구성에 의해, 상기 코일(C)에 인가되는 전류방향을 결정함으로써 코일(C)에서 발생되는 자력이 상기 회전자(200)에 설치된 영구자석(M)과 항상 90도 위상차가 발생시켜 상기 회전자(200)를 회전시키는 구조이다.

여기서, 상기 영구자석(M)은 서로 교번되는 극성을 가진 다극성의 링 형태로 이루어진다.

한편, 본 발명은 상기 코일(C)이 각 투스(110) 상에 적어도 둘로 분리되어 권선되며(본 실시예에서는 셋으로 분리됨), 분리된 코일(C)을 선택적으로 접속 또는 단락시킬 수 있는 스위치(300)를 더 포함하여 이루어진다.

상기 스위치(300)는 각 투스(220)에 대한 코일(C)의 분리 횟수만큼 구비됨이 바람직하다.

즉, 상기 스위치(300)는 본 실시예에서 도 2에 도시된 바와 같이, 분리된 코일(C)들의 사이에 각각 구비된 제1,2스위치(310)(320)와, 분리된 코일(C)의 마지막에 구비된 제3스위치(330)로 이루어진다.

이때, 코일(C)에 대한 전원 미 인가시에는 상기 스위치(300)는 모두 단락된 상태이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터의 작용에 대해 살펴본다.

도 3은 도 2의 저 출력 상태의 코일에 대한 전원의 접속/단락 상태를 보인 도면, 도 4는 도 2의 중 출력 상태의 코일에 대한 전원의 접속/단락 상태를 보인 도면, 및 도 5는 도 2의 고 출력 상태의 코일에 대한 전원의 접속/단락 상태를 보인 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 요구 출력이 저 출력일 경우에는 제1스위치(310)가 접속이 되고, 제2, 3스위치(320)(330)는 그 단락 상태가 유지되어 코일(C)의 권선 길이는 최소화된 상태가 된다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 요구 출력이 저 출력보다 큰 중 출력일 경우에 제2스위치(320)가 접속되고, 제1, 3스위치(310)(330)는 그 단락 상태가 유지되어 어 코일(C)의 권선 길이는 도 3의 상태보다 상대적으로 증가된다.

나아가, 도 5에 도시된 바와 같이, 고 출력이 요구될 때에는 제3스위치(330)가 접속되고, 제1, 2스위치(310)(320)는 그 단락 상태가 유지되어 코일(C)의 권선 길이는 최대가 된다.

상술한 바에 의하면, 본 발명은 상기 코일(C)이 각 투스(110) 상에 적어도 둘로 분리되어 권선되며, 분리된 코일을 선택적으로 접속 또는 단락시킬 수 있는 스위치(300)가 복수개 구비됨으로써 상기 코일(C)에 대한 전류 인가시 상기 코일(C)의 권선 길이를 증가시켜 출력을 증대시킬 수 있으며, 반대로 상기 코일(C)의 권선 길이를 감소시켜 출력을 감소시킬 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터를 나타내 보인 도면,

도 2는 도 1의 요부 확대도로서 코일에 전원이 인가되기 전의 상태를 보인 도면,

도 3은 도 2의 저 출력 상태의 코일에 대한 전원의 접속/단락 상태를 보인 도면,

도 4는 도 2의 중 출력 상태의 코일에 대한 전원의 접속/단락 상태를 보인 도면, 및

도 5는 도 2의 고 출력 상태의 코일에 대한 전원의 접속/단락 상태를 보인 도면이다.

Claims (4)

1. 중심으로 삽입통공이 형성되되 그 내측에 일정 간격으로 돌출 연장되어 코일이 각각 권선되는 다수의 투스가 배치된 환형의 고정자; 및

   상기 고정자의 삽입통공에 삽입 배치되어 상기 코일에 인가되는 전류에 의해 회전되도록 영구자석이 원주면 상에 일정 간격 부착되는 회전자;를 포함하며,

   상기 코일은 각 투스 상에 적어도 둘로 분리되어 권선되며, 분리된 코일을 선택적으로 접속 또는 단락시킬 수 있는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스위치는,

   각 투스에 대한 코일의 분리 횟수만큼 구비되는 것을 특징으로 하는 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터.
3. 제 2항에 있어서, 상기 스위치는,

   상기 코일에 대한 전류 인가시 상기 코일의 권선 길이를 증가시켜 출력을 증대시키는 것을 특징으로 하는 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터.
4. 제 2항에 있어서, 상기 스위치는,

   상기 코일에 대한 전류 인가시 상기 코일의 권선 길이를 감소시켜 출력을 증 대시키는 것을 특징으로 하는 출력 가변식 브러쉬리스 직류모터.

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