KR20220039156A - Multicopter Motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 멀티콥터용 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 전원에 의해 구동되도록 스테이터의 코어들과 마그넷들이 상하 2열로 배치될 때, 마그넷 스페이서를 이용하여 마그넷들을 용이하게 상하 2열로 정렬시킬 수 있는 멀티콥터용 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a motor for a multicopter, and more particularly, when the cores and magnets of the stator are arranged in two upper and lower rows to be driven by a separate power source, it is possible to easily align the magnets in two upper and lower rows using a magnet spacer. It relates to a motor for a multicopter that can be
멀티콥터의 추진동력은 보통 모터를 사용하여 얻는다. 모터는 멀티콥터의 비행을 위한 엔진으로 프로펠러와 연결되어 회전에 따른 하향 추진력을 생성함으로써, 멀티콥터를 공중으로 부양시키는 역할을 한다. 이러한 멀티콥터용 모터로는 아웃러너(out-runner) 타입의 BLDC 모터(Brushless Direct Current motor)가 주로 사용된다.The propulsion power of a multicopter is usually obtained using a motor. The motor is an engine for the flight of the multicopter and is connected to the propeller to generate downward thrust according to the rotation, thereby levitating the multicopter into the air. As a motor for such a multicopter, an out-runner type BLDC motor (Brushless Direct Current motor) is mainly used.
아웃러너 타입의 모터는 DC 모터의 외주 측으로 회전자를 배치하여 모터의 내부 측면으로 회전자계를 형성하는 즉, 모터를 둘러싼 외양이 회전축과 연결되어 전기 와인딩 주위를 회전하는 구조를 가지며, BLDC 방식의 모터는 영구자석을 회전자로, 코일(전자석)을 고정자로 하여 코일에 흐르는 전류 방향의 변화를 통해 도선이 맞닿아 있지 않아도 토크를 만들어 낼 수 있고, 이러한 제어가 소프트웨어적으로 이루어지게 할 수 있다.The outrunner type motor has a structure in which the rotor is placed on the outer periphery of the DC motor to form a rotating magnetic field on the inner side of the motor. The motor uses a permanent magnet as a rotor and a coil (electromagnet) as a stator to change the direction of the current flowing through the coil to generate torque even when the wires are not in contact, and this control can be done through software. .
구체적으로, 고정자의 전류 방향을 통해 N/S극을 만들어 내어 회전자의 N/S극을 끌어오거나 밀어냄으로써 회전자를 회전시키며, 코일 간 서로 연결되어 한 코일에만 전류를 흘려주면 전류의 방향을 더 효율적으로 변화시켜 흐르게 할 수 있다.Specifically, the N/S pole is created through the current direction of the stator and the rotor is rotated by pulling or pushing the N/S pole of the rotor. It can be changed to flow more efficiently.
그러나, 이러한 하나의 코일에 단선 및 단락 등의 고장이 발생할 경우, 모터 내부에 회전자계를 형성하기 어려워져 멀티콥터의 비행에 필요한 추진동력을 안정적으로 얻을 수 없는 문제를 안고 있다.However, when a failure such as disconnection or short circuit occurs in one of these coils, it is difficult to form a rotating magnetic field inside the motor, and thus there is a problem in that it is not possible to stably obtain the propulsion power required for the flight of the multicopter.
본 발명은 스테이터 코일의 단선 또는 단락에도 안정적으로 추진력을 얻을 수 있도록, 스테이터의 코어들과 로터의 마그넷들을 상하 2열로 정렬시킬 수 있는 멀티콥터용 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a motor for a multicopter capable of aligning stator cores and rotor magnets in upper and lower two rows so as to stably obtain propulsion force even when the stator coil is disconnected or short circuited.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 중심에 관통된 구조의 축결합홀이 형성된 축결합관을 포함하는 홀더; 상기 축결합홀에 끼워져 회전하는 회전축; 상기 축결합관의 외측에 끼워져 상기 홀더에 고정되며, 상기 홀더의 외연부에서 상기 축결합관의 축방향을 따라 복수 개의 열을 이루어 배치되는 코어들을 포함하는 스테이터; 상기 회전축에 축결합되어 상기 스테이터를 감싸는 구조로 배치되어, 상기 스테이터의 외연부와 대면하는 내주면에 상기 축결합관의 축방향을 따라 복수 개의 열을 이루어 상기 코어들과 대응되도록 배치되는 복수 개의 마그넷들을 포함하며, 상기 코어들에 인가되는 교류전류에 의해 상기 코어들과 상기 마그넷들 사이에 형성되는 회전자계를 이용하여 상기 스테이터의 외연부를 따라 회전함으로써 상기 회전축에 회전력을 제공하는 로터; 및 일부 또는 전부가 비자성체로 형성되어 상기 로터의 내주면을 따라 상기 마그넷들 사이에 배치됨으로써, 상기 마그넷들을 서로 이격시키는 마그넷 스페이서를 포함하며, 상기 마그넷 스페이서는, 상기 수평방향으로 배치되는 마그넷들 사이에 각각 배치되어, 상기 마그넷과 수평방향으로 인접한 마그넷이 서로 이격되도록 하는 복수 개의 수직 프레임들; 상기 수직방향으로 배치되는 마그넷들 사이에서 상기 로터의 내주면을 따라 연장형성되어 상기 수직 프레임들과 결합됨으로써, 상기 윗 열의 마그넷들과 상기 아랫 열의 마그넷들이 각각 서로 이격되도록 하되, 상기 윗 열의 마그넷과 상기 아랫 열의 마그넷 사이에 본딩 물질의 누설을 수용하기 위한 복수 개의 이격 공간들이 형성되도록, 상기 수직 프레임보다 얇게 형성되는 수평 프레임; 및 상기 마그넷들의 내측면들을 따라 연장형성되되, 시작단과 끝단이 서로 연결되는 원통 형상으로 형성되어 외주면에 상기 수직 프레임과 상기 수평 프레임이 결합됨으로써, 상기 로터의 내주면, 상기 수직 프레임 및 상기 수평 프레임과 함께 상기 마그넷들을 각각 수용하는 복수 개의 마그넷 수용홈들과, 상기 이격 공간들을 마감하는 마그넷 커버체를 포함하는 멀티콥터용 모터를 제공한다.In order to achieve this object, the present invention, a holder comprising a shaft coupling tube having a shaft coupling hole having a structure penetrating through the center; a rotating shaft inserted into the shaft coupling hole to rotate; a stator fitted to the outside of the shaft coupling pipe and fixed to the holder, the stator including cores disposed in a plurality of rows along the axial direction of the shaft coupling pipe at an outer edge of the holder; A plurality of magnets which are shaft-coupled to the rotation shaft and arranged in a structure surrounding the stator to form a plurality of rows along the axial direction of the shaft coupling tube on the inner circumferential surface facing the outer edge of the stator to correspond to the cores a rotor for providing rotational force to the rotating shaft by rotating along an outer edge of the stator using a rotating magnetic field formed between the cores and the magnets by an alternating current applied to the cores; and a magnet spacer partially or entirely formed of a non-magnetic material and disposed between the magnets along the inner circumferential surface of the rotor to space the magnets apart from each other, wherein the magnet spacer is disposed between the magnets disposed in the horizontal direction. a plurality of vertical frames disposed in each of the magnets so that the magnets adjacent to each other in the horizontal direction are spaced apart from each other; The magnets in the upper row and the magnets in the lower row are spaced apart from each other by extending along the inner circumferential surface of the rotor between the magnets arranged in the vertical direction and being coupled to the vertical frames, the magnets in the upper row and the magnets in the lower row a horizontal frame formed thinner than the vertical frame so that a plurality of spaced spaces for accommodating leakage of the bonding material are formed between the magnets in the lower row; And extending along the inner surfaces of the magnets, the starting end and the end are formed in a cylindrical shape that are connected to each other, and the vertical frame and the horizontal frame are coupled to the outer peripheral surface, whereby the inner peripheral surface of the rotor, the vertical frame and the horizontal frame and Provided is a motor for a multicopter including a plurality of magnet accommodating grooves for accommodating the magnets, respectively, and a magnet cover body closing the spaced spaces.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention, there are the following effects.
첫째, 마그넷 스페이서를 이용하여 마그넷들을 복수 열로 용이하게 배치함으로써, 전원이 각각 공급되는 회전자계들을 여러 열로 형성할 수 있어 일부 열의 회전자계의 단선 또는 단락이 있더라도 멀티콥터의 비행 안정성을 유지할 수 있다.First, by easily arranging magnets in multiple rows using a magnet spacer, rotating magnetic fields to which power is supplied can be formed in multiple rows, so that even if there is a disconnection or short circuit of the rotating magnetic field in some rows, flight stability of the multicopter can be maintained.
둘째, 복수의 전원과 복수의 자계를 대응시켜 각각의 추진동력을 생성함으로써, 기존 BLDC 모터에 비해 보다 효율적인 추진동력을 제공할 수 있다.Second, it is possible to provide more efficient propulsion power compared to the existing BLDC motor by generating respective propulsion powers by matching a plurality of power sources and a plurality of magnetic fields.
셋째, 마그넷을 감싸는 구조의 마그넷 스페이서를 사용함으로써, 마그넷의 조립 오류로 인한 마그넷과 코어들 간의 간섭을 방지할 수 있음은 물론, 마그넷들의 이탈을 방지할 수 있다.Third, by using the magnet spacer having a structure surrounding the magnet, it is possible to prevent interference between the magnet and the cores due to an assembly error of the magnet, as well as prevent the separation of the magnets.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티콥터용 모터의 사시도이다.
도 2는 도 1의 멀티콥터용 모터의 분해도이다.
도 3은 도 1의 2열 코어들과 마그넷들 간의 지지구조를 나타내기 위한 A-A’ 선도에 따른 정단면도이다.
도 4는 도 3의 2열 코어들과 마그넷들의 결합관계를 나타내기 위한 부분도이다.
도 5는 도 4의 마그넷 스페이서의 구조를 나타내는 부분도이다.
도 6은 도 3의 일점쇄선으로 처리되어 있는 부분의 코어와 마그넷의 배치에 따른 Air-Gap을 나타내는 부분 확대도이다.
도 7은 도 3의 일점쇄선으로 처리되어 있는 부분의 마그넷의 배치에 따른 마그넷 간 거리를 나타내는 부분 확대도이다.1 is a perspective view of a motor for a multicopter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded view of the motor for the multicopter of FIG. 1 .
3 is a front cross-sectional view taken along the line A-A' for showing the support structure between the second row cores and magnets of FIG. 1 .
FIG. 4 is a partial view illustrating a coupling relationship between the second row cores and magnets of FIG. 3 .
FIG. 5 is a partial view showing the structure of the magnet spacer of FIG. 4 .
6 is a partially enlarged view showing the Air-Gap according to the arrangement of the core and the magnet in the portion treated with the dashed-dotted line of FIG. 3 .
7 is a partial enlarged view showing the distance between the magnets according to the arrangement of the magnets in the portion treated with the dashed-dotted line in FIG. 3 .
도 1 내지 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티콥터용 모터(100)의 전체 구성이 상세히 나타나 있다.1 to 3, the overall configuration of the
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티콥터용 모터(100)는 홀더(110), 구동 모듈(120), 스테이터(130), 코어 스페이서(140), 로터 커버(151) 및 마그넷 스페이서(160)를 포함한다.1 to 3 , the
홀더(110)는 모터의 베이스(111)를 구성하는 것으로, 상부에 스테이터(130)와 로터(150)를 수용하여 지지하며, 베이스(111), 축결합관(112), 내측 단턱(113), 외측 단턱(114)을 포함한다.The
베이스(111)는 후술될 스테이터(130)와 로터(150)를 수용하여 지지하기 위한 것으로, 원판 형상으로 형성되는 내주연부와 상기 내주연부의 끝단에서 상부로 경사지게 굴절된 구조로 형성되는 외주연부를 포함하며, 상기 내주연부에 관통된 구조의 배기구(111b)가 원주방향을 따라 일정 간격 복수 개로 형성되고, 상기 외주연부에 후술될 코어열(131, 132)과 전원 공급부(미도시)를 전기적으로 연결시키기 위한 코일(C)의 유출 경로인 관통된 구조의 코일 유출홀(111a)이 원주방향을 따라 일정 간격 복수 개로 형성된다.The
축결합관(112)은 후술될 구동 모듈(120)을 수용하기 위한 것으로, 베이스(111) 내주연부의 중심부에 형성되어 홀더(110)의 길이방향을 따라 연장형성되며, 중심에 관통된 구조의 축결합홀(112a)을 포함한다.The
내측 단턱(113)은 축결합관(112)의 내측, 즉, 축결합홀(112a)에 설치되는 후술될 회전축(121) 지지를 위한 베어링(123, 124)들이 축결합홀(112a)을 따라 서로 일정 간격 이격되도록 하는 분리대로, 축결합홀(112a)의 중단부분에서 원주방향을 따라 돌출 형성된다.The
외측 단턱(114)은 축결합관(112)의 외주를 따라 설치되는 후술될 제2 코어열(132)이 홀더(110)의 베이스(111)로부터 일정 높이에 거치되도록 하는 것으로, 축결합관(112)의 외주면 중단으로부터 원주방향을 따라 돌출 형성된다.The
구동 모듈(120)은 상술한 축결합홀(112a)에 수용되어 회전함으로써 상단에 결합되는 멀티콥터의 프로펠러(미도시)에 회전 구동력을 제공하는 것으로, 회전축(121), 축머리(122), 제1 베어링(123), 제2 베어링(124), 고정용 너트(125), 패킹들(126) 및 와셔(127)를 포함한다.The
회전축(121)은 축결합홀(112a)의 중심에 수용되어 회전하는 회전체로, 원통 형상으로 형성되어 축결합홀(112a)에 축방향으로 삽입 및 수용된다.The rotating
축머리(122)는 회전축(121)의 상단과 후술될 로터 커버(151)를 축결합시키는 것으로, 회전축(121)의 외경보다 더 넓은 외경을 갖는 원판형상으로 형성되어 회전축(121)의 상단과 결합 또는 일체화된 상태에서 로터 커버(151)와 볼팅 결합됨으로써, 로터(150)의 회전력이 회전축(121)에 전달되도록 한다.The
제1 베어링(123)과 제2 베어링(124)은 회전축(121)이 축결합관(112)에 지지될 때, 마모와 멸실을 경감하기 위하여 회전축(121)과 축결합관(112) 사이에 각각 설치되는 것으로, 제1 베어링(123)은 상술한 내측 단턱(113)의 상부에 제2 베어링(124)은 내측 단턱(113)의 하부에 각각 설치되어 내측 단턱(113)에 의해 그 간격이 일정하게 유지된다.The first bearing 123 and the second bearing 124 are disposed between the rotating
고정용 너트(125)는 회전축(121)을 홀더(110)에 고정시키는 것은 물론 제2 베어링(124)을 가압하여 내측 단턱(113)과 함께 제2 베어링(124)을 축결합홀(112a) 내에 고정시키는 것으로, 회전축(121)의 하단에 나사결합되어 회전축(121)의 외경보다 넓은 외경을 이용하여 제2 베어링(124)의 하부를 가압한다. 이때, 고정용 너트(125)와 제2 베어링(124) 사이에는 마찰력을 높이기 위한 패킹들(126)과 고정용 너트(125)의 하중을 원주방향을 따라 분산시키기 위한 와셔(127)가 더 설치될 수 있음은 물론이다.The
스테이터(130)는 축결합관(112)의 외측에 끼워져 홀더(110)의 외연부를 따라 배치 및 고정됨으로써 교류 전류에 의한 회전자계를 형성하는 것으로, 축결합관(112)의 상단에 설치되는 제1 코어열(131) 및 축결합관(112)의 하단에 설치되는 제2 코어열(132)을 포함하여 축결합관(112)의 원주방향을 따라 배치되는 복수 개의 코어(C)들을 포함하는 각 코어열들(131, 132)이 다시 축결합관(112)의 축방향을 따라 복수 개로 배치될 수 있다.The
코어 스페이서(140)는 상술한 바와 같이, 축결합관(112)에 삽입되어 제1 코어열(131)과 제2 코어열(132) 사이에 배치됨으로써, 제1 코어열(131)과 제2 코어열(132)을 축결합관(112)의 축방향을 따라 일정 간격 이격시켜 고정시킨다.As described above, the
로터(150)는 마그넷을 포함하여 상술한 스테이터(130)가 제공하는 회전자계에 의해 마그넷(M)이 스테이터(130)의 원주방향을 따라 회전함으로써, 그 회전 구동력을 회전축(121)에 전달하는 것으로, 로터 커버(151), 요크(152), 제1 마그넷열(153) 및 제2 마그넷열(154)을 포함한다.The
로터 커버(151)는 요크(152)와 회전축(121)을 연결하여 요크(152)의 회전력을 회전축(121)에 전달하는 것으로, 스테이터(130)의 상부를 감싸는 구조로 형성되어 중심이 회전축(121)에 끼워진 상태에서 상술한 축머리(122)에 의해 볼팅 결합되어 회전축(121)에 축결합된다. 이때, 로터 커버(151)에는 외기가 유입되는 유입구(151a)가 로터 커버(151)의 원주면을 따라 일정 간격 복수 개로 형성되되, 제1 코일(131a)의 위치에 대응되는 위치에 형성되어 외기, 즉, 회전하는 프로펠러에 의해 형성되는 하강기류를 스테이터(130)의 코일(C)들에 제공함으로써 코일들(C)을 방열시키며, 상술한 홀더(110)의 배기구(111b)를 통해 외부로 유출된다.The
요크(152)는 내주면에 마그넷(M)이 설치되어 그 마그넷(M)이 코어(C)들이 형성하는 회전 자계에 의해 회전함으로써 형성되는 회전력을 상술한 로터 커버(151)에 전달하는 것으로, 원통형상으로 형성되어 로터 커버(151)의 끝단에 결합됨으로써, 스테이터(130)의 외주면을 커버한다.The
제1 마그넷열(153)은 요크(152)의 내주면을 따라 일정 간격 복수 개로 배치되는 제1 마그넷(153a)들의 집합으로, 요크(152)의 상부에 제1 마그넷(153a)들이 각각 본딩되어 결합되며 마그넷 스페이서(160)에 의해 제2 마그넷열(154)과 일정 간격을 유지한다. 이때, 제1 마그넷(153a)의 형상과 크기는 제1 코일(131a)의 감겨진 구조에 대응되도록 장방형으로 형성되는 것이 바람직하다.The
제2 마그넷열(154)은 제1 마그넷열(153)과 동일하게 요크(152)의 내주면을 따라 일정 간격 복수 개로 배치되는 제2 마그넷(154a)들의 집합으로, 요크(152)의 하부에 제2 마그넷(154a)들이 각각 본딩되어 결합되며 역시 마그넷 스페이서(160)에 의해 제1 마그넷열(153)과 일정 간격을 유지한다.The
마그넷 스페이서(160)는 상술한 바와 같이, 요크(152)의 내주면에서 제1 마그넷열(153)과 제2 마그넷열(154) 사이에 설치되되 제1 마그넷열(153)과 제2 마그넷열(154)을 감싸는 구조로 설치되어, 요크(152)와 함께 제1 마그넷(153a)들과 제2 마그넷(154a)들을 각각 수용하는 마그넷 수용홈들을 복수 개로 형성한다. 여기서, 마그넷 스페이서(160)와 관련된 제1 마그넷열(153)과 제2 마그넷열(154)의 지지 구조 및 결합 구조와, 마그넷 스페이서(160)의 형상 및 구조에 따른 세부 기능들은 후술될 도 4 및 도 5에 다시 설명하기로 한다.As described above, the
아래에서는 마그넷열들(153, 154)의 결합관계와 마그넷 스페이서(160)의 세부 구성 및 그 기능에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the coupling relationship of the
도 4를 참조하면, 본 발명의 멀티콥터용 모터(100)는 코어열(131, 132)들과 그에 대응되는 마그넷열들(153, 154)을 2열 구조로 배치하기 위하여, 상술한 축결합관(112)의 원주방향을 따라 방사형으로 배치되는 제1 코어열(131) 및 제2 코어열(132)이 코어 스페이서(140)에 의해 상기 축결합관(112)의 높이방향을 따라 서로 일정 간격 이격된 상태로 배치되며, 제1 마그넷열(153) 및 제2 마그넷열(154)은 마그넷 스페이서(160)를 이용하여 마그넷들(153a, 154a)의 수평방향 간격과 수직방향 간격을 일정하게 유지시킨 상태에서 제1 코어열(131)과 제2 코어열(132)에 대응되는 위치에 배치된다. 여기서, 2열 구조의 마그넷(M)들은 마그넷 스페이서(160)와 요크(152)에 의해 형성된 마그넷 수용홈에 삽입된 상태로 로터 커버(151)에 배치되어 코어(C)들이 형성하는 회전자계에 의해 회전한다.Referring to FIG. 4 , in the
이때, 각 코어(C)들은 인접한 코어(C)들과 그리고, 각 마그넷(M)들 역시 인접한 마그넷(M)들과 형상 및 그 크기가 동일하게 형성되되, 마주보는 코어(C)들과 마그넷(M)들의 횡단면이 서로 대응되는 구조로 형성되며, 또한, 서로 대응되는 코어(C)들과 마그넷(M)들은 축결합관(112)의 원주방향과 축방향을 따라 각각 동일한 간격으로 배치되어 서로 각각 대응되는 것이 바람직하다. 아울러, 각 코어열들(153, 154)의 코어(C)들은 인접한 코어열(131, 132)의 코어(C)들과 나란한 구조로 배치되거나 엇갈린 구조로 배치될 수 있으며, 각 마그넷열(153, 154)들의 마그넷(M)들 역시 코어(C)들의 배치 구조와 대응되게 인접한 마그넷열들(153, 154)의 마그넷(M)들과 나란한 구조로 배치되거나 엇갈린 구조로 배치될 수 있다.At this time, each core (C) is formed to have the same shape and size as the adjacent cores (C) and the magnets (M) are also adjacent to the magnets (M), the opposite cores (C) and the magnet The cross-sections of (M) are formed in a structure corresponding to each other, and the cores (C) and the magnets (M) corresponding to each other are arranged at equal intervals along the circumferential direction and the axial direction of the
도 5를 참조하면, 각 마그넷(M)들은 서로 분할된 자계를 형성하기 위하여, 일부 또는 전부가 비자성체로 구성되는 마그넷 스페이서(160)에 의해 분할되어 배치되는 것이 바람직하며, 이에, 마그넷 스페이서(160)는 수직 프레임(161), 수평 프레임(162) 및 마그넷 커버체(163)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서는 마그넷 스페이서(160)의 전부가 비자성체인 것을 상정하여 설명한다.Referring to FIG. 5, each of the magnets M is preferably divided and disposed by a
수직 프레임(161)은 제1 마그넷열(153)과 제2 마그넷열(154)들의 수평방향으로 배치되는 복수 개의 마그넷(M)들 사이에 각각 배치되어, 수평방향으로 서로 인접하는 마그넷(M)들이 수평방향으로 일정 간격 이격되게 배치되도록 하며, 수평 프레임(162)은 제1 마그넷열(153)과 제2 마그넷열(154)의 수직방향으로 배치되는 복수 개의 마그넷(M)들 사이를 가로질러 요크(152)의 내주면을 따라 연장형성됨으로써, 수직방향으로 서로 인접하는 마그넷(M)들이 수직방향으로 일정 간격 이격되게 배치되도록 한다. 마그넷 커버체(163)는 상술한 수직 프레임(161)과 수평 프레임(162)에 의해 각각 분할된 마그넷(M)들의 내측면들을 따라 연장형성되어 시작단과 끝단이 서로 연결되는 내부가 관통된 원통 형상으로 형성되며, 수직 프레임(161)과 수평 프레임(162)에 각각 결합 또는 일체화됨으로써, 수직 프레임(161)과 수평 프레임(162) 역시 서로 결합 또는 일체화되도록 함은 물론, 상술한 요크(152)의 내주면, 수직 프레임(161) 및 수평 프레임(162)과 함께 마그넷(M)들을 각각 수용하는 복수 개의 마그넷 수용홈들을 형성한다.The
아울러, 상술한 수직 프레임(161)과 수평 프레임(162)은 동일한 두께로 형성되어 각 마그넷(M)들을 수평한 방향 및 수직한 방향으로 분할하는 것이 바람직하겠으나, 조립 과정에서 발생하는 본딩 물질의 누설을 고려함은 물론, 멀티콥터의 중량 저감을 위하여 수평 프레임(162)의 두께가 수직 프레임(161)의 두께보다 얇게 형성되어 윗 열의 마그넷(M)과 아랫 열의 마그넷 (M)사이에 이격 공간(S)이 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 마그넷(M)이 마그넷 스페이서(160)에 의해 끼워져 분할된 상태에서 요크(152)의 내주면에 본딩 접착되어 고정될 때, 접착을 위해 마그넷 스페이서(160)에 가해지는 가압력에 의해 본딩 물질이 마그넷의 상하부 또는 측부를 통해 밀려나와 그 밀려나오는 본딩 물질을 제거하기 위한 후처리 공정을 야기하는 문제를 경감하기 위하여 상술한 이격 공간(S)을 형성하여 둠은 물론, 마그넷 커버체(163)를 이용하여 그 이격 공간(S)을 마감함으로써, 코어(C) 방향으로 누설되는 본딩 물질을 차단할 수 있다.In addition, it is preferable that the above-described
이후, 각 코어열(131, 132)들의 코일(C)들에 모터의 전원 공급부(미도시)로부터 전원이 공급되어 제1 코어열(131)과 제2 코어열(132)에 각각의 회전 자계가 형성됨으로써, 하나의 코어열(131, 132)이 단선 및 단락 등의 고장에 의해 구동력이 상실되더라도 나머지 남은 코어열(131, 132)들을 통해 구동력을 유지시킴으로써, 멀티콥터의 비행 안정성을 보장할 수 있다. 다시 말해, 두 코어열(153, 154)은 하나의 코일(C)에 의해 연결되어 구동되는 것이 아니라 전원 공급부로부터 분기된 코일(C)에 의해 전원 공급부와 각각 연결됨으로써, 두 코어열(131, 132)은 전기적으로 서로 전기적으로 연결되지 않고 각각 구동될 수 있다. Thereafter, power is supplied from a power supply unit (not shown) of the motor to the coils C of each of the
이하에서는, 모터의 회전 구동력을 최적화할 수 있는 각 코어열(131, 132)들의 수직 간격(Dc), 마그넷열들(153, 154)의 수직 간격(Dm)과 코어열(131, 132)들과 마그넷열들(153, 154)의 수평 간격(Da)에 대해 도 6 및 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the vertical spacing D c of each of the
도 6 및 7을 참조하면, 각 코어열(131, 132)과 마그넷열(153, 154) 사이의 간격(Da) 즉, 코어열(131, 132)의 자유단과 마그넷(M)의 내주면 사이의 간격인 에어 갭(Air Gap)은 0.33 내지 0.37 구간 내 0.35 정도일 때, 구동 효율이 최대가 될 수 있으며, 마그넷열(153, 154) 간의 간격(Dm) 즉, 아랫단 마그넷(M)의 최상단과 윗단 마그넷(M)의 최하단의 간격(Dm)은 상술한 에어 갭 이상, 제1 코어열(131)과 제2 코어열(132) 간의 간격(Dc) 이하일 때, 그 구동 효율이 최대가 될 수 있다.6 and 7, the distance (D a ) between each core row (131, 132) and the magnet row (153, 154), that is, between the free end of the core row (131, 132) and the inner peripheral surface of the magnet (M) When the air gap, which is the interval, is about 0.35 within the section of 0.33 to 0.37, the driving efficiency can be maximized, and the distance between the
따라서, 각 코일열들(131, 132)과 마그넷열들(153, 154)을 수직 및 수평방향으로 대칭되게 배치하되, 상술한 바와 같이, 에어 갭을 0.33 내지 0.37 간격으로 유지하면서, 마그넷(M)들의 수직한 방향의 간격(Dm)을 그 이상 내지 코어열들(153, 154) 간의 간격(Dc) 이하로 유지하는 것이 바람직하다.Accordingly, each of the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is merely exemplary, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100 : 멀티콥터용 모터
110 : 홀더
111 : 베이스
111a : 코일 유출홀
111b : 배기구
112 : 축결합관
112a : 축결합홀
113 : 내측 단턱
114 : 외측 단턱
120 : 구동 모듈
121 : 회전축
122 : 축머리
123 : 제1 베어링
124 : 제2 베어링
125 : 고정용 너트
126 : 패킹들
127 : 와셔
130 : 스테이터
131 : 제1 코어열
131a : 제1 코일
132 : 제2 코어열
132a : 제2 코일
140 : 코어 스페이서
150 : 로터
151 : 로터 커버
151a : 유입구
152 : 요크
153 : 제1 마그넷열
153a : 제1 마그넷
154 : 제2 마그넷열
154a : 제2 마그넷
160 : 마그넷 스페이서
161 : 수직 프레임
162 : 수평 프레임
163 : 마그넷 커버체
S : 이격 공간
C : 코일, 코어
M : 마그넷
Dm : 마그넷 모듈 간 거리
Dc : 코어 간 거리
Da : Air Gap100: motor for multicopter
110: holder 111: base
111a:
112:
113: inner step 114: outer step
120: drive module 121: rotation shaft
122: shaft head 123: first bearing
124: second bearing 125: fixing nut
126: packings 127: washer
130: stator 131: first core row
131a: first coil 132: second core row
132a: second coil 140: core spacer
150: rotor 151: rotor cover
151a: inlet 152: yoke
153: first magnet row 153a: first magnet
154: second magnet row 154a: second magnet
160: magnet spacer 161: vertical frame
162: horizontal frame 163: magnet cover body
S : Separation space C : Coil, core
M : Magnet D m : Distance between magnet modules
D c : Distance between cores D a : Air Gap
Claims (12)
상기 축결합홀에 끼워져 회전하는 회전축;
상기 축결합관의 외측에 끼워져 상기 홀더에 고정되며, 상기 홀더의 외연부에서 상기 축결합관의 축방향을 따라 복수 개의 열을 이루어 배치되는 코어들을 포함하는 스테이터;
상기 회전축에 축결합되어 상기 스테이터를 감싸는 구조로 배치되어, 상기 스테이터의 외연부와 대면하는 내주면에 상기 축결합관의 축방향을 따라 복수 개의 열을 이루어 상기 코어들과 대응되도록 배치되는 복수 개의 마그넷들을 포함하며, 상기 코어들에 인가되는 교류전류에 의해 상기 코어들과 상기 마그넷들 사이에 형성되는 회전자계를 이용하여 상기 스테이터의 외연부를 따라 회전함으로써 상기 회전축에 회전력을 제공하는 로터; 및
일부 또는 전부가 비자성체로 형성되어 상기 로터의 내주면을 따라 상기 마그넷들 사이에 배치됨으로써, 상기 마그넷들을 서로 이격시키는 마그넷 스페이서를 포함하며,
상기 마그넷 스페이서는,
상기 수평방향으로 배치되는 마그넷들 사이에 각각 배치되어, 상기 마그넷과 수평방향으로 인접한 마그넷이 서로 이격되도록 하는 복수 개의 수직 프레임들;
상기 수직방향으로 배치되는 마그넷들 사이에서 상기 로터의 내주면을 따라 연장형성되어 상기 수직 프레임들과 결합됨으로써, 상기 윗 열의 마그넷들과 상기 아랫 열의 마그넷들이 각각 서로 이격되도록 하되, 상기 윗 열의 마그넷과 상기 아랫 열의 마그넷 사이에 본딩 물질의 누설을 수용하기 위한 복수 개의 이격 공간들이 형성되도록, 상기 수직 프레임보다 얇게 형성되는 수평 프레임; 및
상기 마그넷들의 내측면들을 따라 연장형성되되, 시작단과 끝단이 서로 연결되는 원통 형상으로 형성되어 외주면에 상기 수직 프레임과 상기 수평 프레임이 결합됨으로써, 상기 로터의 내주면, 상기 수직 프레임 및 상기 수평 프레임과 함께 상기 마그넷들을 각각 수용하는 복수 개의 마그넷 수용홈들과, 상기 이격 공간들을 마감하는 마그넷 커버체를 포함하는 멀티콥터용 모터.a holder including a shaft coupling tube having a shaft coupling hole having a structure penetrating through the center;
a rotating shaft inserted into the shaft coupling hole to rotate;
a stator fitted to the outside of the shaft coupling pipe and fixed to the holder, the stator including cores disposed in a plurality of rows along the axial direction of the shaft coupling pipe at an outer edge of the holder;
A plurality of magnets which are shaft-coupled to the rotation shaft and arranged in a structure surrounding the stator to form a plurality of rows along the axial direction of the shaft coupling tube on the inner circumferential surface facing the outer edge of the stator to correspond to the cores a rotor for providing rotational force to the rotating shaft by rotating along an outer edge of the stator using a rotating magnetic field formed between the cores and the magnets by an alternating current applied to the cores; and
A part or all of a non-magnetic material is disposed between the magnets along the inner circumferential surface of the rotor, thereby including a magnet spacer for spacing the magnets apart from each other,
The magnet spacer,
a plurality of vertical frames respectively disposed between the magnets disposed in the horizontal direction so that the magnets and the magnets adjacent to each other in the horizontal direction are spaced apart from each other;
The magnets in the upper row and the magnets in the lower row are spaced apart from each other by extending along the inner circumferential surface of the rotor between the magnets arranged in the vertical direction and being coupled to the vertical frames, the magnets in the upper row and the magnets in the lower row a horizontal frame formed thinner than the vertical frame so that a plurality of spaced spaces for accommodating leakage of the bonding material are formed between the magnets in the lower row; and
Doedoe extending along the inner side surfaces of the magnets, the starting end and the end are formed in a cylindrical shape connected to each other, and the vertical frame and the horizontal frame are coupled to the outer circumferential surface, so that the inner circumferential surface of the rotor, the vertical frame and the horizontal frame together with A multicopter motor comprising a plurality of magnet accommodating grooves for accommodating the magnets, respectively, and a magnet cover body closing the separation spaces.
상기 마그넷들은,
상기 로터의 내주면이 자성체로 구비되어, 상기 로터의 내주면과 자력에 의해 부착되는 멀티콥터용 모터.The method according to claim 1,
The magnets are
The inner peripheral surface of the rotor is provided with a magnetic material, the motor for a multicopter is attached to the inner peripheral surface and magnetic force of the rotor.
상기 코어들과 상기 마그넷들은,
각각 동일한 형상과 크기로 형성되는 멀티콥터용 모터.The method according to claim 1,
The cores and the magnets are
Motors for multicopters that are each formed in the same shape and size.
상기 코어들과 상기 마그넷들은,
서로 대면하는 횡단면들이 서로 대응되는 구조로 형성되는 멀티콥터용 모터.The method according to claim 1,
The cores and the magnets are
A motor for a multicopter in which cross-sections facing each other are formed in a structure corresponding to each other.
상기 코어들과 상기 마그넷들은,
상기 축결합관의 원주방향을 따라 각각 설정된 간격으로 배치되고, 상기 원주방향의 간격과 동일하거나 다른 간격으로 상기 축결합관의 축방향을 따라 각각 설정된 간격으로 배치되는 멀티콥터용 모터.The method according to claim 1,
The cores and the magnets are
A motor for a multicopter disposed at a set interval along the circumferential direction of the shaft coupling pipe, and disposed at a set interval along the axial direction of the shaft coupling pipe at the same or different intervals as the circumferential direction.
상기 코어들은,
상하로 인접한 코어들과 나란하게 배치되거나 서로 엇갈리게 배치되며,
상기 마그넷들은,
상기 코어들의 배치와 동일하게 상하로 인접한 마그넷들과 나란하게 배치되거나 서로 엇갈리게 배치되어, 상기 코어들과 각각 대응되는 멀티콥터용 모터.The method according to claim 1,
The cores are
They are arranged side by side with the up and down adjacent cores or are arranged to cross each other,
The magnets are
In the same manner as in the arrangement of the cores, the multicopter motors are arranged in parallel with the vertically adjacent magnets or alternately arranged, respectively, corresponding to the cores.
상기 스테이터에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하며,
상기 전원 공급부는,
상기 스테이터 내 배치되는 상기 코어들에 전원을 인가하되, 수평방향으로 형성되는 상기 코어들의 열별로 각각 전원을 인가하는 멀티콥터용 모터.The method according to claim 1,
Further comprising a power supply for supplying power to the stator,
The power supply unit,
A motor for a multicopter that applies power to the cores disposed in the stator, and applies power to each column of the cores formed in a horizontal direction.
상기 마그넷 스페이서는,
전부가 비자성체로 형성되는 멀티콥터용 모터.The method according to claim 1,
The magnet spacer,
A motor for multicopter that is entirely made of non-magnetic material.
상기 스테이터는,
상기 축결합관의 원주방향을 따라 복수 개의 코어들이 배치되는 제2 코어열; 및
상기 축결합관의 축방향을 따라 상기 제2 코어열의 상부에 위치하며, 상기 축결합관의 원주방향을 따라 복수 개의 코어들이 배치되는 제1 코어열을 포함하며,
상기 로터는,
상기 축결합관의 원주방향을 따라 복수 개의 마그넷들이 배치되어, 상기 제2 코어열의 코어들과 각각 대응되는 제2 마그넷열; 및
상기 축결합관의 축방향을 따라 상기 제2 마그넷열의 상부에 위치하며, 상기 축결합관의 원주방향을 따라 복수 개의 마그넷들이 배치되는 제1 마그넷열을 포함하는 멀티콥터용 모터.The method according to claim 1,
The stator is
a second core row in which a plurality of cores are disposed along the circumferential direction of the shaft coupling tube; and
It is located above the second core row along the axial direction of the shaft coupling pipe, and includes a first core row in which a plurality of cores are disposed along the circumferential direction of the shaft coupling pipe,
The rotor is
a plurality of magnets arranged along the circumferential direction of the shaft coupling tube, a second magnet row corresponding to the cores of the second core row, respectively; and
A motor for a multicopter including a first magnet row positioned above the second magnet row along the axial direction of the shaft coupling tube, and in which a plurality of magnets are disposed along the circumferential direction of the shaft coupling pipe.
상기 로터는,
상기 제1 마그넷열과 상기 제2 마그넷 열이 상기 스페이서와 모듈화된 상태로 제공되어 내주면에 부착되는 멀티콥터용 모터.10. The method of claim 9,
The rotor is
The first magnet row and the second magnet row are provided in a modularized state with the spacer, and are attached to an inner peripheral surface of a motor for a multicopter.
상기 코어열들과 상기 마그넷열들 간의 거리(Air Gap)는 0.33 내지 0.37인 멀티콥터용 모터.10. The method of claim 9,
A distance (Air Gap) between the core rows and the magnet rows is 0.33 to 0.37 for a multicopter motor.
상기 제1 마그넷열과 상기 제2 마그넷열 사이의 거리는 상기 코어열들과 상기 마그넷열들 사이의 거리 이상이고, 상기 제1 코어열과 상기 제2 코어열 사이의 거리 이하인 멀티콥터용 모터.10. The method of claim 9,
The distance between the first magnet row and the second magnet row is greater than or equal to the distance between the core rows and the magnet rows, and less than or equal to the distance between the first core row and the second core row.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101215978B1 (en) | 2011-02-23 | 2012-12-27 | 주식회사 고아정공 | Double rotor and single stator type bldc motor |
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2020
- 2020-09-22 KR KR1020200121925A patent/KR20220039156A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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KR101215978B1 (en) | 2011-02-23 | 2012-12-27 | 주식회사 고아정공 | Double rotor and single stator type bldc motor |
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