KR20130071007A - 브러시리스 직류 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러시리스 직류 모터를 제공한다. 상기 직류 모터는 중공을 이루며, 제 1단위 높이를 갖는 고정자와; 상기 중공에 배치되며, 제 2단위 높이를 갖는 회전자; 및 상기 회전자의 중앙을 관통하여 배치되는 샤프트를 포함하고, 상기 제 1단위 높이와 상기 제 2단위 높이는 서로 1 : 1 이상 2 이내의 높이 비를 형성한다.

Description

브러시리스 직류 모터{BRUSHLESS DC MOTOR}

본 발명은 브러시리스 직류 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터의 각 구성 설계 시 지표를 제공할 수 있는 브러시리스 직류 모터에 관한 것이다.

일반적으로, 브러시리스 직류모터는 정류자가 구비되어 있지 않은 모터로서 수명이 길고, 전기적 및 기계적 노이즈가 발생되지 않기 때문에, 각종 전기 및 전자 제품의 가전기기는 물론 사무기기, 자동차 전장용 등의 구동모터로서 폭 넓게 사용되고 있다.

본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2011-0065006호(공개일자 2011년06월15일)가 있다.

상기 선행 문헌에는 코일(12)이 권선된 코어(11)로 구성된 고정자(10)와, 상기 고정자(10)의 외주면에 일정 간격(공극부)을 두고 상기 코어(11)와 대향되게 배치된 다수개의 N극 및 S극이 교호적으로 착자되어 있는 고리형 또는 원형의 마그네트(22)와 상기 마 그네트(22)를 내주면에 부착시킨 회전자 요크(21)로 된 회전자(20)로 구성됨이 언급된다.

그러나, 상기 선행 문헌은 고정자와 회전자와의 결합 관계에 있어서의 설계 지표를 제공하지 않는다.

따라서, 종래에는 모터의 각 구성들 간의 결합 상태에 대한 최적 성능을 고려 또는 검증을 하지 않은 상태에서, 각 구성들을 조립하기 때문에, 직류 모터의 동 기종 또는 유사 기종에 대한 설계 지표를 제공하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 모터의 각 구성 간의 설계 지표를 미리 제공할 수 있는 브러시리스 직류 모터를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 회전자의 최적의 자기 성능을 구현하도록 할 수 있는 브러시리스 직류 모터를 제공함에 있다.

본 발명은 브러시리스 직류 모터를 제공한다.

상기 직류 모터는 중공을 이루며, 제 1단위 높이를 갖는 고정자와; 상기 중공에 배치되며, 제 2단위 높이를 갖는 회전자; 및 상기 회전자의 중앙을 관통하여 배치되는 샤프트를 포함한다.

상기 제 1단위 높이와 상기 제 2단위 높이는 서로 1 : 1 이상 2 이내의 높이 비를 형성한다.

여기서, 상기 제 2단위 높이는 1.6 ± 0.1 인 것이 바람직하다.

상기 고정자는, 상기 샤프트를 에워싸는 요크와, 상기 요크에 권취되는 형성되는 코어를 구비한다.

상기 회전자는, 상기 코어의 외측 둘레를 따라 배치되는 마그네트를 포함한다.

상기 제 1단위 높이는 상기 코어의 높이이고, 상기 제 2단위 높이는 상기 마그네트의 높이인 것이 바람직하다.

또한, 상기 마그네트의 두께는 3.0 ± 0.2 (mm)를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 마그네트는 페라이트 계열인 것이 좋다.

또한, 상기 코어와 상기 마그네트 사이에는 갭이 형성된다. 상기 갭은 공극부이다.

상기 갭은, 상기 코어의 외경 × 1.5% ± 0.15% × 0.5 (mm)를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 1단위 높이와 상기 제 2단위 높이 각각의 중심 위치는 서로 일치되는 것이 바람직하다.

본 발명은 모터의 각 구성 간의 설계 지표를 미리 제공할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 회전자의 최적의 자기 성능을 구현하도록 할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 브러쉬리스 직류 모터를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따르는 고정자와 회전자와의 높이 비를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따르는 공극부를 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 브러쉬리스 직류 모터를 설명한다.

도 1은 본 발명의 브러쉬리스 직류 모터를 보여준다.

도 1을 참조 하면, 본 발명의 브러쉬리스 직류 모터는 크게 고정자(100)와 회전자(200) 및 샤프트(400)로 구성된다.

상기 샤프트(400)는 직립된 상태를 유지한다.

상기 샤프트(400)는 베어링 홀더(300)에 회전 가능하도록 배치된다.

상기 베어링 홀더(300)는 중공 형상으로 형성된다. 상기 베어링 홀더(300)의 중공 내벽에는 다수의 베어링(310)이 설치된다.

상기 샤프트(400)는 상기 베어링 홀더(300)의 중공에 배치되는 샤프트(400)의 외측 둘레는 상기 다수의 베어링들(310)과 접촉된다.

상기 다수의 베어링(310)은 상기 샤프트(400)의 회전을 안내할 수 있다.

상기 고정자(100)는 상기 베어링 홀더(300)의 둘레를 에워싸도록 배치된다.

상기 고정자(100)는 코어(110)와, 코일(120)로 구성된다.

상기 코어(110)는 상기 베어링 홀더(300)의 둘레를 따라 배치된다. 상기 코어(110)는 다수를 이루어 상기 샤프트(400)를 중심으로 방사상으로 배치된다.

상기 코어(110)는 적층 코어인 것이 바람직하다.

상기 코일(120)은 상기 코어(110)에 권취되어 형성된다.

상기 코어(110)는 제 1단위 높이(H1)를 이룬다.

상기 회전자(200)는 마그네트(210)와, 요크(220)를 구비한다.

상기 마그 네트(210)는 상기 고정자(100)의 외측 둘레를 에워싸도록 형성된다.

상기 마그 네트(210)는 제 2단위 높이(H2)를 형성하고, 상기 코어(110)의 외측 둘레를 에워싸도록 배치된다.

상기 마그 네트(210)는 이방성 또는 극이방성 중 어느 하나인 것이 좋다.

상기 코어(110)의 외측 둘레와 상기 코어(110)의 내측 둘레의 사이에는 일정의 갭을 이루는 공극부(G)가 형성된다.

상기 요크(220)는 상기 마그 네트(210)의 외측 둘레를 에워싸고, 고정자(100) 및 마그 네트(210)의 하단을 커버하도록 형성된다.

상기 요크(220)의 중앙부는 상기 샤프트(400)와 연결된다.

상기 고정자(100)와 회전자(200)의 상부에는 기판(500)이 배치된다. 상기 기판(500)은 코일(120)이 권취된 코어(110)로 일정의 전류를 공급할 수 있다.

상기 코어(110)와 마그 네트(210)의 사이에서 전자기력이 형성된다.

상기 전자기력에 의해서 요크(220)는 샤프트(400)와 함께 회전될 수 있다. 상기 샤프트(400)는 베어링(310)에 의하여 회전이 안내된다.

도 2는 본 발명에 따르는 고정자와 회전자와의 높이 비를 보여주는 도면이다.

본 발명에 따르는 고정자(100)와 회전자(200)는 서로 다른 높이 비를 형성한다.

상기 고정자(100)는 상기에 언급한 바와 같이 제 1단위 높이(H1)를 갖는다. 상기 제 1단위 높이(H1)는 고정자(100)의 코어(110)의 높이인 것이 좋다.

즉, 상기 제 1단위 높이(H1)는 코어(110)의 상단과 하단 사이의 거리이다.

상기 회전자(200)는 제 2단위 높이(H2)를 갖는다, 상기 제 2단위 높이(H2)는 회전자(200)의 마그 네트(210)의 높이인 것이 좋다.

즉, 상기 제 2단위 높이(H2)는 상기 마그 네트(210)의 상단과 하단 사이의 거리이다.

본 발명에서는 제 1단위 높이(H1)와 제 2단위 높이(H2)의 비가 1 : 1 내지 2 이내의 높이 비를 형성한다.

바람직하게, 본 발명에서는 제 1단위 높이(H1)와 제 2단위 높이(H2)의 비는 서로 1 : 1.6 ± 0.1 으로 형성되는 것이 좋다.

여기서, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 코어(110)와 마그 네트(210)의 높이의 중심 위치(C)는 서로 일치되는 것이 좋다.

즉, 제 1단위 높이(H1)와 제 2단위 높이(H2)의 중심 위치(C)는 서로 동일하다.

따라서, 상기 코어(110)의 상단 및 하단은 마그 네트(210)의 상단 및 하단까지 서로 동일한 수직 갭을 이루는 것이 좋다.

본 발명에 따르는 실시예는, 고정자와 회전자와의 높이 비를 미리 제공함으로써, 고정자와 회전자와의 조립 관계에 대한 지표를 미리 제공할 수 있는 잇점이 있다.

본 발명에 따르는 실시예는 코어와 마그 네트 사이에서의 전자기력의 손실을 최소화할 수 있는 상기 높이 비를 제공할 수 있는 잇점이 있다.

또한, 본 발명에 따르는 마그 네트(210)의 두께(t)는 3.0 ± 0.2 (mm)를 형성한다.

상기 마그 네트(210)는 페라이트 계열인 것이 좋다. 상기 마그 네트(210)는 극이방성 폐라이트 계열인 것이 좋다.

상기 마그 네트(210)는 요크(220)와 결합되어 회전력을 샤프트(400)로 출력하는 역할을 한다.

본 발명에 따르는 실시예는 상기 마그 네트의 두께를 3.0(mm) 경계로 일정의 오차 범위를 설정함으로써, 고리형 또는 원형의 마그 네트의 최적의 자기 성능을 구현하도록 할 수 있는 잇점이 있다.

본 발명에서는 상기 마그 네트(210)의 두께를 최적의 두께인 3.0 ± 0.2 (mm)로 형성함으로써, 샤프트(400)로의 회전력 출력시 출력의 손실을 최소화할 수 있는 잇점이 있다.

도 3은 본 발명에 따르는 공극부를 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 3을 참조 하면, 본 발명에 따르는 고정자(100)와 회전자(200)와의 사이에는 일정의 에어갭 또는 공극부(G)가 형성된다.

상기 공극부(G)는 코어(110)의 외측 둘레와 마그 네트(210)의 내측 둘레의 사이 간의 갭인다.

본 발명에 따르는 공극부(G)는 상기 코어(110)의 코어의 외경 × 1.5% ± 0.15% × 0.5 (mm)의 갭을 형성한다.

본 발명에 따르는 실시예는 공극 접촉으로 인한 작업 수율 및 효율을 극대화시킬 수 있는 공극부를 한정한다.

본 발명에 따르는 공극부는 코어의 외경을 고려하여 미리 한정함으로써, 고정자와 회전자와의 전자기력에 의한 상호 작용을 균일하게 제어할 수 있다.

상기와 같이 언급한 바와 같은 본 발명에 따르는 실시예는, 각 구성 즉, 고정자 및 회전자와의 조립 관계에 관한 일정한 기준 수치를 미리 제공함으로써, 다른 모터 또는 동일 기종의 모터를 설계하는 경우에 상기 기준 수치를 지표로 사용할 수 있는 잇점이 있다.

또한, 본 발명에 따르는 상기 고정자와 회전자와의 높이 비와, 마그 네트의 두께 및 공극부의 수치는 고정자와 회전자 간의 비정상 동작이 발생되는 것을 미연에 방지할 수도 있다.

100 : 고정자 110 : 코어
120 : 코일 200 : 회전자
210 : 마그네트 220 : 요크
300 : 베어링 홀더 400 : 샤프트

Claims (6)

1. 중공을 이루며, 제 1단위 높이를 갖는 고정자;
   상기 중공에 배치되며, 제 2단위 높이를 갖는 회전자; 및
   상기 회전자의 중앙을 관통하여 배치되는 샤프트를 포함하고,
   상기 제 1단위 높이와 상기 제 2단위 높이는 서로 1 : 1.6 ± 0.1 높이 비를 형성하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고정자는,
   상기 샤프트를 에워싸는 코어와, 상기 코어에 권취되는 형성되는 코일를 구비하고,
   상기 회전자는,
   상기 코어의 외측 둘레를 따라 배치되는 마그네트를 포함하고,
   상기 제 1단위 높이는 상기 코어의 높이이고, 상기 제 2단위 높이는 상기 마그네트의 높이인 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 마그네트의 두께는 3.0 ± 0.2 (mm)를 형성하고,
   상기 마그네트는 페라이트 계열인 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 코어와 상기 마그네트 사이에는 공극부가 형성되고,
   상기 공극부는,
   상기 코어의 외경 × 1.5% ± 0.15% × 0.5 (mm)의 갭을 이루는 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 마그네트는,
   고리형 또는 원형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1단위 높이와 상기 제 2단위 높이 각각의 중심 위치는 서로 일치되는 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류 모터.

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