KR20120094771A - 내전형 ｂｌｄｃ 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상호 결합되어 내부에 수용공간을 형성하는 상부 및 하부 모터 케이스와, 상기 하부 모터 케이스에 결합되는 플라스틱제의 모터 하우징과, 상기 상부 및 하부 모터 케이스에 상호 대향되도록 각각 설치되는 제1 및 제2 볼 베어링과, 일측이 상기 제1 볼 베어링에 지지되고 타측은 상기 제2 볼 베어링에 지지되어 회전 가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 결합되어 회전축과 일체로 회전하는 회전자와, 상기 상부 및 하부 모터 케이스의 내부 수용공간에 설치되되 회전자를 감싸도록 설치되어 회전자를 회전시키는 고정자와, 상기 하부 모터 케이스에 설치되어 회전자의 위치를 검출하는 홀센서와, 상기 제2 볼 베어링 및 상부 케이스 사이에 개재되어 회전축에서 발생하는 가진력을 상부 케이스로 전달하는 가진력 전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 볼 베어링을 예압하는 탄성부재를 홀센서와 상호 대향되는 방향에 위치된 제1 볼 베어링 측에 설치함으로써, 모터 하우징으로 전달되는 진동을 최소화하여 모터 하우징의 떨림에 의해 발생하는 소음을 방지하는 효과가 있다.

Description

내전형 ＢＬＤＣ 모터 {INNER TYPE BLDC MOTER}

본 발명은 내전형 BLDC 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼 베어링을 예압하는 탄성부재를 홀센서와 상호 대향되는 방향에 위치된 제1 볼 베어링 측에 설치함으로써, 모터 하우징으로 전달되는 진동을 최소화하여 모터 하우징의 떨림에 의해 발생하는 소음을 방지하는 내전형 BLDC 모터에 관한 것이다.

일반적으로, BLDC 모터는 DC 모터에서 브러시와 정류자를 없애고 전자적인 정류 기구를 설치한 모터이다.

BLDC 모터 중 내전형 BLDC 모터는 중심에 영구자석이 구비되어 회전하는 회전자가 구비되고, 그 둘레에 구동코일이 설치된 고정자가 설치된다.

상기한 내전형 BLDC 모터의 작동원리는 DC 모터와 동일하다.

다만, BLDC 모터에는 정류자가 없기 때문에 이것에 대신하는 전자 정류회로가 필요하다.

상기 전자 정류회로는 홀센서 등의 자극 센서를 사용하여 회전자가 어느 위치에 있는가를 감지하고, 이 신호를 기초로 전자회로를 제어하여 회전 자기장을 발생시킨다.

상기한 바와 같은 종래의 내전형 BLDC 모터는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상호 결합되어 내부에 수용공간을 형성하는 상부 및 하부 모터 케이스(10, 11)가 마련되고, 하부 모터 케이스(11)의 하면에는 합성수지 플라스틱제로 형성된 모터 하우징(12)이 설치된다.

그리고, 상부 모터 케이스(10)의 상단 하부 면에는 및 하부 모터 케이스(11)의 하단 상부 면에는 제1 볼 베어링(20) 및 제2 볼 베어링(21)이 상호 대응되게 설치된다.

그리고, 제2 볼 베어링(21)의 하단에는 제2 볼 베어링(21)의 상부 방향으로 예압하는 예압스프링(50)이 구비된다.

또한, 제1 볼 베어링(20) 및 제2 볼 베어링(21)에는 회전축(30)의 상부 측 및 하부 측이 각각 지지되어 회전 가능하게 설치된다.

그리고, 회전축(30)의 외주면에는 영구자석을 가지는 회전자(31)가 고정되고, 상부 모터 케이스(10)의 내부 수용공간에는 회전자(31)를 감싸도록 설치되는 코어가 구비된 고정자(32)가 고정된다.

한편, 하부 모터 케이스(11)의 내부에는 회전자(31)의 위치를 감지하는 홀센서(40)가 구비된다.

상기와 같이 구성되는 종래의 내전형 BLDC 모터는 홀센서(40)가 회전자(31)의 위치를 감지한 후, 이를 기초로 하여 고정자(32)의 코일에 전류가 공급되면 회전자(31)와 고정자(32)의 작용에 의하여 회전자(31)가 회전되게 되고, 이에 따라 회전축(30)이 회전되어 모터가 작동된다.

그러나, 종래의 내전형 BLDC 모터는 회전자(31)의 위치를 검출하기 위한 홀센서(40)에 의해 고정자(32)의 코어와 회전자(31)의 영구자석 간의 자력 불균형이 발생하여, 이에 따라 도 2의 화살표 A 방향으로 가진력이 발생하여 예압스프링(50)을 가진시키게 된다.

예압스프링(50)은 통상 금속제로 형성되므로, 상기한 가진력의 대부분이 하부 모터 케이스(11)로 전달되고 하부 모터 케이스(11)의 하부에 결합된 플라스틱제의 모터 하우징(12)에도 상기한 가진력이 전달되어 모터 하우징(12)을 도 2의 화살표 B 방향으로 떨리게 하여 이 떨림에 의해 소음을 발생시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 볼 베어링을 예압하는 탄성부재를 홀센서와 상호 대향되는 방향에 위치된 제1 볼 베어링 측에 설치함으로써, 모터 하우징으로 전달되는 진동을 최소화하여 모터 하우징의 떨림에 의해 발생하는 소음을 방지하는 내전형 비엘디씨 모터를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 상호 결합되어 내부에 수용공간을 형성하는 상부 및 하부 모터 케이스와, 상기 하부 모터 케이스에 결합되는 플라스틱제의 모터 하우징과, 상기 상부 및 하부 모터 케이스에 상호 대향되도록 각각 설치되는 제1 및 제2 볼 베어링과, 일측이 상기 제1 볼 베어링에 지지되고 타측은 상기 제2 볼 베어링에 지지되어 회전 가능하게 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 결합되어 회전축과 일체로 회전하는 회전자와, 상기 상부 및 하부 모터 케이스의 내부 수용공간에 설치되되 회전자를 감싸도록 설치되어 회전자를 회전시키는 고정자와, 상기 하부 모터 케이스에 설치되어 회전자의 위치를 검출하는 홀센서와, 상기 제2 볼 베어링 및 상부 케이스 사이에 개재되어 회전축에서 발생하는 가진력을 상부 케이스로 전달하는 가진력 전달수단에 의해 달성된다.

또한, 상기 가진력 전달수단은 제2 볼 베어링의 아우터 레이스에만 선 접촉될 수 있다.

또한, 상기 가진력 전달수단은 스프링와셔일 수 있다.

이에 의해, 볼 베어링을 예압하는 탄성부재를 홀센서와 상호 대향되는 방향에 위치된 제1 볼 베어링 측에 설치함으로써, 모터 하우징으로 전달되는 진동을 최소화하여 모터 하우징의 떨림에 의해 발생하는 소음을 방지하는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 대한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 내전형 BLDC 모터의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 내전형 BLDC 모터의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 내전형 BLDC 모터의 작용 상태도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 내전형 BLDC 모터는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일면은 밀폐되고 타면은 개방된 중공 원통 형상의 상부 모터 케이스(100)를 가지고, 상부 모터 케이스(100)의 개방된 타면에는 하부 모터 케이스(110)가 결합되어 내부에 수용공간을 형성한다.

그리고, 하부 모터 케이스(110)의 하부에는 내전형 BLDC 모터를 고정하기 위한 플라스틱제의 모터 하우징(120)이 결합된다.

이하, 상부 모터 케이스(100)를 포함한 다른 구성요소들의 면 및 방향을 지칭함에 있어서, 상부 모터 케이스(100)의 밀폐된 면 및 방향을 상면 및 상부, 개방된 면 및 방향을 하면 및 하부라 한다.

상부 모터 케이스(100)의 상부 내부 면 및 하부 모터 케이스(110)의 상부 면에는 상호 대응되도록 제1 볼 베어링(200) 및 제2 볼 베어링(210)이 게재된다.

제1 볼 베어링(200) 및 제2 볼 베어링(210)에는 회전축(300)의 상부 측 및 하부 측이 각각 지지되어 회전 가능하게 설치된다.

그리고, 회전축(300)의 외주면 및 상부 모터 케이스(100)의 내부에는 회전자(310) 및 고정자(320)가 각각 고정된다.

회전자(310)는 회전축(300)의 외주 면에 고정된 요크와 요크에 결합된 영구자석을 가지고, 고정자는 영구자석을 감싸는 형태로 상부 모터 케이스(100)의 내부 면에 고정된 코어와 코어에 권선된 코일로 마련된다.

여기서, 회전자(310) 및 고정자(320)는 일반적으로 널리 사용되는 것으로서, 그 상세한 도면부호는 도시하지 않았다.

또한, 하부 모터 케이스(110)의 내부에는 회전자(310)의 위치를 감지하는 홀센서(400)가 구비된다.

여기서, 홀센서(400)는 하부 모터 케이스(110)에만 설치될 수 있는데, 이는 상부 모터 케이스(100)에 휠(미도시)이 설치되어 홀센서(400)가 장착될 수 없기 때문이다.

한편, 제1 볼 베어링(200)과 상부 모터 케이스(100)의 사이에는 가진력 전달수단(500)이 구비되어 제1 볼 베어링(200)을 하부 방향으로 예압한다.

가진력 전달수단(500)은 금속제로 형성된 스프링 와셔로서, 제1 볼 베어링(200)을 예압하여 회전축(300) 회전 시 베어링의 볼의 유동을 방지하여 소음을 감소시킨다.

이때, 가진력 전달수단(500)은 제1 볼 베어링(200)의 아우터 레이스만을 선 접촉에 의해 예압하는데, 이는 가진력 전달수단(500)이 제1 볼 베어링(200)의 이너 레이스도 예압할 경우 제1 볼 베어링(200)이 회전되지 않기 때문이다.

여기서, 가진력 전달수단(500)인 스프링 와셔는 일반적으로 널리 사용되는 것이므로 자세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 내전형 BLDC 모터는 홀센서(400)가 회전자(310)의 위치를 감지한 후, 이를 기초로 하여 고정자(320)의 코일에 전류가 공급되면 회전자(310)와 고정자(320)의 작용에 의하여 회전자(310)가 회전되게 되고, 이에 따라 회전축(300)이 회전되어 모터가 작동된다.

상기와 같은 과정에서 회전자(310)의 위치를 검출하기 위한 홀센서(400)에 의해 고정자(320)의 코어와 회전자(310)의 영구자석 간의 자력 불균형이 발생되고, 이에 따라 회전축(300) 방향으로 진동이 발생하여 가진력 전달수단(500)을 가진시키게 된다.

그러나, 본 발명의 가진력 전달수단(500)은 제1 볼 베어링(200)을 예압하고 있기 때문에, 가진된 가진력 전달수단(500)은 금속제로 형성된 상부 모터 케이스(100)를 도 5의 화살표 D 방향으로 가진시키게 되고, 이 가진력은 도 5의 화살표 C 방향으로 플라스틱제의 모터 하우징(120)에 전달된다.

상기와 같이, 가진력 전달수단(500)에 의해 생성된 가진력은 상부 모터 케이스(100)를 거쳐 플라스틱제의 모터 하우징(120)에 전달되기 때문에, 모터 하우징(120)에는 가진의 영향이 매우 미미하게 미치게 되어 모터 하우징(120)이 떨림에 의해 발생하는 소음을 방지하는 효과가 있다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.

100 : 상부 모터 케이스 110 : 하부 모터 케이스
120 : 모터 하우징 200 : 제1 볼 베어링
210 : 제2 볼 베어링 300 : 회전축
310 : 회전자 320 : 고정자
400 : 홀센서 500 : 가진력 전달수단

Claims (3)

1. 상호 결합되어 내부에 수용공간을 형성하는 상부 및 하부 모터 케이스(100, 110)와;
   상기 하부 모터 케이스에 결합되는 플라스틱제의 모터 하우징(120)과;
   상기 상부 및 하부 모터 케이스(100, 110)에 상호 대향되도록 각각 설치되는 제1 및 제2 볼 베어링(200, 210)과;
   일측이 상기 제1 볼 베어링(200)에 지지되고 타측은 상기 제2 볼 베어링(210)에 지지되어 회전 가능하게 설치되는 회전축(300)과;
   상기 회전축(300)에 결합되어 회전축(300)과 일체로 회전하는 회전자(310)와;
   상기 상부 및 하부 모터 케이스(100, 110)의 내부 수용공간에 설치되되 회전자(310)를 감싸도록 설치되어 회전자(310)를 회전시키는 고정자(320)와;
   상기 하부 모터 케이스(110)에 설치되어 회전자(310)의 위치를 검출하는 홀센서(400)와;
   상기 제2 볼 베어링(210) 및 상부 케이스(100) 사이에 개재되어 회전축(300)에서 발생하는 가진력을 상부 케이스(100)로 전달하는 가진력 전달수단(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내전형 BLDC 모터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가진력 전달수단(500)은 제2 볼 베어링(210)의 아우터 레이스에만 선 접촉되는 것을 특징으로 하는 내전형 BLDC 모터.
3. 제2항에 있어서,
   상기 가진력 전달수단(500)은 스프링와셔인 것을 특징으로 하는 내전형 BLDC 모터.

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