KR20200102590A - Outer-rotor type bldc motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 외전형 BLDC 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전개 가능한 코어를 갖는 외전형 BLDC 모터에 관한 것이다.The present invention relates to an abduction type BLDC motor, and more particularly, to an abduction type BLDC motor having a developable core.
일반적으로, 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 얻는 장치로서, 가정용 전자제품뿐만 아니라 산업용 기기 등에 광범위하게 사용되는데, 크게 DC 모터와 AC 모터로 구분된다. DC 모터에서 브러쉬(Brusch)가 부착된 모터는 정류자와 브러쉬의 접촉에 의해서 코일에 전류를 흐르게 함과 동시에 정류시키는 기능을 하지만, 모터의 사용에 따라 브러쉬가 마모되는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 브러쉬를 사용하지 않는 BLDC 모터가 사용된다.In general, a motor is a device that converts electrical energy into mechanical energy to obtain rotational power, and is widely used not only in home electronics but also in industrial equipment, and is largely classified into a DC motor and an AC motor. In a DC motor, a motor with a brush attached to it flows current through the coil and rectifies it at the same time by contacting the commutator with the brush, but there is a disadvantage that the brush is worn according to the use of the motor. To overcome this drawback, a brushless BLDC motor is used.
BLDC 모터는 토크가 크고 제어성이 우수할 뿐만 아니라 신속성을 도모할 수 있기 때문에 근래 광범위하게 사용되고 있다. BLDC 모터는 회전자의 위치에 따라서 내전형(Inner-Rotor Type)과 외전형(Outer-Rotor Type)으로 구분된다. 내전형은 외전형에 비해서 회전자의 외경이 작아지므로 관성 모멘트를 작게할 수 있어 속응이 요구되는 용도에 적합한 장점이 있지만, 영구자석의 기계적 강도나 회전자와의 접착 강도의 제한 때문에 고속 회전이 어려운 단점이 있다. 반면에, 외전형의 경우 회전자의 외경이 커서 관성 모멘트가 큰 단점이 있으나, 회전자의 안쪽에 영구자석을 부착할 수 있어 고속용으로 적합한 장점이 있다.BLDC motors have been widely used in recent years because they have a large torque and excellent controllability and can achieve rapidity. BLDC motors are divided into inner-rotor type and outer-rotor type according to the position of the rotor. Since the outer diameter of the rotor is smaller than that of the abduction type, the moment of inertia can be reduced, so it is suitable for applications requiring quick response.However, high-speed rotation is not possible due to the limitations of the mechanical strength of the permanent magnet and the adhesive strength with the rotor. There is a difficult drawback. On the other hand, in the case of the abduction type, the outer diameter of the rotor is large and the moment of inertia is large, but there is an advantage that is suitable for high speed use because a permanent magnet can be attached inside the rotor.
외전형 BLDC 모터는, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전자(200) 내주면에 영구자석(300)이 부착되고 그 내부에 고정자(10)가 결합된다. 종래의 외전형 BLDC 모터에서 고정자(10)에 형성되는 코어(11)는, 고정축에 결합되는 중심부에 내벽이 형성되고, 내벽에서 방사상으로 복수의 티스(11)가 돌출 형성된다. 또한, 티스(13)의 단부에는 원주 방향으로 외벽이 돌출 형성되어 영구자석(300)과 접하게 된다. 이러한, 티스(11) 사이에는 슬롯이 형성됨으로써, 슬롯 내부에 코일(130)이 권취된다. 이때, 권취된 코일(130)의 양에 따라 모터의 성능이 좌우된다.In the abduction type BLDC motor, as shown in FIG. 1, a
그러나, 복수의 티스(11)가 인접하여 위치됨으로써 슬롯의 면적이 협소하고 코일(130)을 권취하는 작업이 용이하지 못한 한계가 있다. 그리고, 티스(11) 간의 공간에 코일(130)과 함께 코일(130)을 권취하기 위한 노즐까지 위치되기 때문에 코일을(130)을 충분히 권취하기 위한 면적을 확보하는데 한계가 있어 점적률이 감소되는 문제점이 있다.However, since the plurality of
또한, 영구자석(300)과 접하는 코어(11)의 외벽이 일체형으로 형성되지 못함으로써 코깅토크(Cogging Torque)가 발생하게 된다. 코깅토크는 슬롯과 영구자석 사이에서 자기력에 의해 발생되는 토크로서, 코깅토크가 발생할 경우, 소음과 진동이 유발되며 모터의 출력 성능이 저하되는 문제점이 있다.In addition, since the outer wall of the
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 고정자에 코일을 권취하기 위한 점적률을 향상시키고, 코깅토크(Cogging Torque)를 방지할 수 있는 외전형 BLDC 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been conceived to solve the conventional problems as described above, and it is an object of the present invention to provide an abduction type BLDC motor capable of improving a dot ratio for winding a coil on a stator and preventing cogging torque. To do.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중심축이 되는 고정축; 상기 고정축에 결합되어 고정되는 고정자; 상기 고정자의 외주면에서 회전 가능하도록 결합되는 회전자; 및 상기 회전자의 내주면에 결합되는 영구자석;을 포함하고, 상기 고정자는, 상기 영구자석에 접하는 외벽과 상기 고정축에 접하는 내벽이 서로 이격되어 중공이 형성되는 코어; 상기 코어에 결합되는 절연부재; 및 상기 절연부재를 감싸도록 권취되는 코일;을 포함하며, 상기 코어는 일부가 절개되어 일자형으로 전개되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the fixed shaft that becomes the central axis; A stator coupled to and fixed to the fixed shaft; A rotor coupled to be rotatable on an outer peripheral surface of the stator; And a permanent magnet coupled to an inner circumferential surface of the rotor, wherein the stator comprises: a core in which an outer wall in contact with the permanent magnet and an inner wall in contact with the fixed shaft are spaced apart from each other to form a hollow; An insulating member coupled to the core; And a coil wound around the insulating member, wherein the core is partially cut to be unfolded in a straight shape.
여기서, 상기 코어는, 상기 외벽의 일부가 절개되도록 지름 방향으로 형성되는 제1 절개부; 상기 내벽이 절개되도록 지름 방향으로 형성되는 제2 절개부; 및 일단이 상기 외벽에 접하고 타단이 상기 내벽에 접하도록 형성되어 상기 절연부재가 결합되는 티스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the core includes: a first cutout formed in a radial direction such that a part of the outer wall is cut; A second cutout formed in a radial direction such that the inner wall is cut; And a tooth having one end in contact with the outer wall and the other end in contact with the inner wall to which the insulating member is coupled.
그리고, 상기 제1 절개부는, 상기 외벽의 내주면이 절개되도록 형성되며, 상기 제2 절개부는, 상기 외벽과 상기 내벽 사이의 중공이 개방되도록 상기 내벽이 절개되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first cut-out portion is formed so that the inner circumferential surface of the outer wall is cut, and the second cut-out portion is formed so that the inner wall is cut so that a hollow between the outer wall and the inner wall is opened.
또한, 상기 제2 절개부와 상기 제1 절개부는, 상기 내벽의 절단면에 요철이 형성되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the second cutout and the first cutout may be formed such that irregularities are formed on a cut surface of the inner wall.
본 발명에 의하면, 전개 가능한 코어로 구성된 고정자를 형성함으로써, 코일이 권취되는 공간이 증가되며, 코일의 점적률을 향상시켜 모터의 출력 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by forming a stator composed of an expandable core, the space in which the coil is wound is increased, and the dot ratio of the coil is improved, thereby improving the output performance of the motor.
또한, 영구자석과 접하는 코어의 외벽을 일체형으로 형성하여 코어의 외주면에 개방된 공간이 없도록 함으로써 코깅 토크의 발생을 방지하며, 이로 인해 모터의 소음과 진동을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the outer wall of the core in contact with the permanent magnet is integrally formed so that there is no open space on the outer circumference of the core, thereby preventing the generation of cogging torque, thereby reducing noise and vibration of the motor.
그리고, 코일의 점적률을 향상시킴으로써, 동일한 출력 성능을 갖는 모터의 크기를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.And, by improving the dot ratio of the coil, there is an effect of reducing the size of the motor having the same output performance.
아울러, 코어를 전개하여 내주면 측에서 권취가능하도록 함으로써 코일을 권취하기 위한 작업성이 향상되며, 생산성이 향상되는 효과가 있다.In addition, by expanding the core so that it can be wound on the inner circumferential side, workability for winding the coil is improved, and productivity is improved.
도 1은 종래의 외전형 BLDC 모터의 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 외전형 BLDC 모터의 사시도.
도 3은 도 2의 분해 사시도.
도 4는 도 3의 절단선 IV-IV'에 의한 단면도.
도 5는 도 3의 코어의 단면도.
도 6은 도 3의 코어의 전개도.
도 7은 도 3의 코어와 절연부재의 조립도.
도 8은 도 3의 고정자의 전개도
도 9는 도 2의 절단선 IX-IX'에 의한 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional abduction type BLDC motor.
2 is a perspective view of an abduction type BLDC motor according to the present invention.
Figure 3 is an exploded perspective view of Figure 2;
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV' of FIG. 3;
Figure 5 is a cross-sectional view of the core of Figure 3;
Figure 6 is an exploded view of the core of Figure 3;
Figure 7 is an assembly view of the core and the insulating member of Figure 3;
8 is an exploded view of the stator of FIG. 3
9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX' of FIG. 2;
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 외전형 BLDC 모터를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an abduction type BLDC motor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 9는 일 실시예에 따른 외전형 BLDC 모터를 도시한 것으로서, 도 2는 본 발명에 의한 외전형 BLDC 모터의 사시도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이며, 도 4는 도 3의 절단선 IV-IV'에 의한 단면도이다. 도 5는 도 3의 코어의 단면도이며, 도 6은 도 3의 코어의 전개도이고, 도 7은 도 3의 코어와 절연부재의 조립도이다. 그리고, 도 8은 도 3의 고정자의 전개도이며, 도 9는 도 2의 절단선 IX-IX'에 의한 단면도이다.2 to 9 show an abduction type BLDC motor according to an embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of an abduction type BLDC motor according to the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2, and FIG. 4 is It is a cross-sectional view taken along line IV-IV' of. 5 is a cross-sectional view of the core of FIG. 3, FIG. 6 is an exploded view of the core of FIG. 3, and FIG. 7 is an assembly view of the core of FIG. 3 and an insulating member. In addition, FIG. 8 is an exploded view of the stator of FIG. 3, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX′ of FIG. 2.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 외전형 BLDC 모터(이하, '모터'라고 함)는, 고정자(100), 회전자(200), 영구자석(300) 및 고정축(400)으로 구성된다.As shown in these drawings, the abduction type BLDC motor (hereinafter referred to as'motor') according to an embodiment of the present invention includes a
고정축(400)은, 모터의 중심축이 되는 것으로서, 고정자(100)와 회전자(200)가 결합된다. 고정축(400)에는, 고정자(100)가 결합된 후, 고정자(100)의 외주면에 접하도록 회전자(200)가 결합된다.The
회전자(200)는, 원통의 기둥으로 형성되며, 고정자(100)의 외주면에 접하도록 고정축(400)에 결합된다. 회전자(200)의 내주면에는 착자된 영구자석(300)이 결합되며, 후술할 고정자(100)에 권취된 코일(130)에 전류가 인가될 경우, 영구자석(300)과 코일(130) 간의 상호작용으로 회전력이 발생하면서 회전자(200)가 회전하게 된다.The
고정자(100)는, 고정축(400)에 고정 결합되는 것으로서, 코어(110), 절연부재(120) 및 코일(130)로 구성된다.The
코어(110)는, 회전자(200)에 결합된 영구자석(300)과 접하는 외벽(114)과 고정축(400)에 접하는 내벽(115)으로 형성된다. 외벽(114)과 내벽(115)은 서로 이격되어 형성됨으로써, 중공이 형성된다. 중공에는 공간을 구획하기 위한 복수의 티스(113)가 방사상으로 형성된다.The
티스(113)는 일단이 외벽(114)에 고정되고, 타단은 내벽(115)에 고정되어 형성되며, 코어(110)와 코일(130)을 절연시키기 위한 절연부재(120)가 결합된다. 티스(113)에 결합된 절연부재(120)의 외주면에는, 코일(130)이 권취되어 인접한 티스(113) 간에 형성된 중공 공간을 채우게 된다.The
본 발명의 코어(110)는, 외벽(114)의 일부를 절개하는 제1 절개부(111)와, 내벽(115)을 절개하는 제2 절개부(112)가 형성되어 일자형으로 전개 가능하도록 형성된다.The
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 절개부(111)는 영구자석(300)과 접하는 외벽(114)의 외주면은 절개되지 않으며, 외벽(114)의 내주면에서 외벽(114)의 폭보다 짧은 길이로 절개되도록 형성된다. 그리고, 제2 절개부(112)는 티스(113), 외벽(114) 및 내벽(115)에 의해 구획되는 중공 공간이 개방되도록 내벽(115)이 절개되도록 형성된다.As shown in Figure 5, the
이와 같은 제1 절개부(111) 및 제2 절개부(112)를 형성함으로써, 본 발명의 코어(110)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 일자형으로 전개가 가능하다. 전개된 코어(110)는, 외벽(114)의 외주면에 의해 연결되고 내벽(115)이 분리되면서 전개된다.By forming the
이때, 제1 절개부(111)와 제2 절개부(112)의 절단면은 요철을 갖도록 형성된다. 제1 절개부(111) 및 제2 절개부(112)의 절단면에 요철이 형성될 경우, 코어(110)를 원형으로 결합할 때, 요철부를 서로 맞춰서 결합할 수 있어 작업이 용이하며, 결합 후 절단면이 보다 안정적으로 결합되어질 수 있는 효과가 있다.At this time, the cut surfaces of the
전술한 바와 같은 고정자(100)에 코일(130)을 권취하기 위한 작업은, 우선 코어(110)를 전개시켜 일자형으로 만들어야 한다. 이후, 티스(113)에 절연부재(120)를 결합하고 코일(130)을 권취한 후, 제1 절개부(111)와 제2 절개부(112)의 요철이 서로 잘 맞물리도록 코어(110)를 다시 원형으로 말아준다.In the operation for winding the
이때, 코일(130)은 허용 가능한 범위 내에서 최대한으로 권취하여 티스(113) 사이에 형성된 중공 공간을 꽉 채울수 있다. 코일(130)이 다소 많은 양으로 권취되더라도 코어(110)를 원형으로 말아줄때 외벽(114)과 내벽(115)에 의해 코일(130)이 서로 눌리면서 높은 밀도로 결합된다.At this time, the
그리고, 원형으로 말아진 고정자(100)는, 고정축(400) 및 영구자석(300)이 결합된 회전자(200)와 결합시킨다.And, the
종래에는, 코일(130)이 코어(110)의 외주면 측에서 권취됨으로써 많은 양의 코일(113)을 권취할 경우 코일(113)이 코어(110)에서 이탈되었다. 그러나, 본 발명의 코어(110)는, 코일(130)이 코어(110)의 내주면 측에서 권취되도록하고 외벽(114)과 내벽(115)에 개방된 공간이 없도록 함으로써 코일(130)의 이탈을 방지할 수 있다.Conventionally, when the
이처럼, 코어(110)의 내벽(115)을 절개하여 중공 공간을 개방시킨 후, 코일(130)을 권취할 수 있도록 함으로써 코일(130)을 권취하는 작업을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다. 또한, 다소 많은 양의 코일(130)이 권취되더라도 외벽(114)과 내벽(115)에 의해 코일(130)이 권취된 중공 공간이 폐쇄되도록 함으로써 코일(130)의 점적률을 향상시킬 수 있으며, 모터의 출력 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In this way, after opening the hollow space by cutting the
또한, 동일한 크기의 모터에 코일(130)의 점적률을 향상시켜 모터의 출력 성능을 향상시킬 수 있듯이, 동일한 출력의 성능을 갖는 모터를 작은 크기로 구현하는 것이 가능하다.In addition, as it is possible to improve the output performance of the motor by improving the dot ratio of the
아울러, 영구자석(300)과 접하는 외벽(114)이 일체형으로 형성되어 고정자(100)의 외주면에 개방된 공간이 없도록 함으로써 코깅토크(Cogging Torque) 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다. 코깅토크 발생을 방지함으로써 모터의 소음과 진동을 저감시켜 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 일 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 일 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.Since the above has been described only with respect to some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, the scope of the present invention, as well known, should not be construed as being limited to the above-described embodiment, It will be said that both the technical idea of the invention and the technical idea that accompanies the fundamental are included in the scope of the present invention.
100 : 고정자
110 : 코어
111 : 제1 절개부
112 : 제2 절개부
113 : 티스
114 : 외벽
115 : 내벽
120 : 절연부재
130 : 코일
200 : 회전자
300 : 영구자석
400 : 고정축100: stator 110: core
111: first incision 112: second incision
113: tooth 114: outer wall
115: inner wall 120: insulating member
130: coil 200: rotor
300: permanent magnet 400: fixed shaft
Claims (5)
상기 고정축(400)에 결합되어 고정되는 고정자(100);
상기 고정자(100)의 외주면에서 회전 가능하도록 결합되는 회전자(200); 및
상기 회전자(200)의 내주면에 결합되는 영구자석(300);
을 포함하고,
상기 고정자(100)는,
상기 영구자석(300)에 접하는 외벽(114)과 상기 고정축(400)에 접하는 내벽(115)이 서로 이격되어 중공이 형성되는 코어(110);
상기 코어(110)에 결합되는 절연부재(120); 및
상기 절연부재(120)를 감싸도록 권취되는 코일(130);
을 포함하며,
상기 코어(110)는 일부가 절개되어 일자형으로 전개되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 외전형 BLDC 모터.
A fixed shaft 400 serving as a central axis;
A stator 100 coupled to and fixed to the fixed shaft 400;
A rotor 200 coupled to be rotatable on an outer peripheral surface of the stator 100; And
A permanent magnet 300 coupled to the inner circumferential surface of the rotor 200;
Including,
The stator 100,
A core 110 in which the outer wall 114 in contact with the permanent magnet 300 and the inner wall 115 in contact with the fixed shaft 400 are spaced apart from each other to form a hollow;
An insulating member 120 coupled to the core 110; And
A coil 130 wound around the insulating member 120;
Including,
The core 110 is an abduction type BLDC motor, characterized in that formed so as to be partially cut and unfolded in a straight line.
상기 코어(110)는,
상기 외벽(114)의 일부가 절개되도록 지름 방향으로 형성되는 제1 절개부(111);
상기 내벽(115)이 절개되도록 지름 방향으로 형성되는 제2 절개부(112); 및
일단이 상기 외벽(114)에 접하고 타단이 상기 내벽(115)에 접하도록 형성되어 상기 절연부재(120)가 결합되는 티스(113);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 외전형 BLDC 모터.
The method according to claim 1,
The core 110,
A first cutout 111 formed in a radial direction so that a part of the outer wall 114 is cut;
A second cutout 112 formed in a radial direction so that the inner wall 115 is cut; And
A tooth 113 having one end in contact with the outer wall 114 and the other end in contact with the inner wall 115 to which the insulating member 120 is coupled;
Abduction type BLDC motor comprising a.
상기 제1 절개부(111)는, 상기 외벽(114)의 내주면이 절개되도록 형성되며,
상기 제2 절개부(112)는, 상기 외벽(114)과 상기 내벽(115) 사이의 중공이 개방되도록 상기 내벽(115)이 절개되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 외전형 BLDC 모터.
The method according to claim 2,
The first cutout 111 is formed so that the inner circumferential surface of the outer wall 114 is cut,
The second cutout 112 is an abduction type BLDC motor, characterized in that the inner wall 115 is cut open so that the hollow between the outer wall 114 and the inner wall 115 is opened.
상기 제2 절개부(112)는,
상기 내벽(115)의 절단면에 요철이 형성되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 외전형 BLDC 모터.
The method of claim 3,
The second incision 112,
Abduction type BLDC motor, characterized in that formed so as to form irregularities on the cut surface of the inner wall (115).
상기 제1 절개부(111)는,
상기 외벽(114)의 절단면에 요철이 형성되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 외전형 BLDC 모터.The method of claim 4,
The first cutout 111,
Abduction type BLDC motor, characterized in that formed so as to form irregularities on the cut surface of the outer wall (114).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190020524A KR20200102590A (en) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | Outer-rotor type bldc motor |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020190020524A KR20200102590A (en) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | Outer-rotor type bldc motor |
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KR20200102590A true KR20200102590A (en) | 2020-09-01 |
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ID=72450678
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KR1020190020524A KR20200102590A (en) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | Outer-rotor type bldc motor |
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KR (1) | KR20200102590A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230008492A (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-16 | 김태헌 | Rotor for outer rotary type bldc motor and bldc motor with the same |
-
2019
- 2019-02-21 KR KR1020190020524A patent/KR20200102590A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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