KR100427792B1 - 브러시리스 직류모터 어셈블리 - Google Patents

브러시리스 직류모터 어셈블리 Download PDF

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KR100427792B1
KR100427792B1 KR10-1999-0042746A KR19990042746A KR100427792B1 KR 100427792 B1 KR100427792 B1 KR 100427792B1 KR 19990042746 A KR19990042746 A KR 19990042746A KR 100427792 B1 KR100427792 B1 KR 100427792B1
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홍알렉스
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선온웰스 일렉트릭 머신 인더스트리 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 자기 전도성 재료로 만들어지고 액슬 튜브에 의해 고정자에 결합되는 액슬 홀을 가지는 밸런싱 시트, 액슬 튜브에 회전가능하게 수용되고 제어장치에 의해 그 회전이 제어되는 회전자를 포함하는 브러시리스 직류모터 어셈블리에 관한 것으로, 회전자는 밸런싱 시트의 직경과 거의 동일한 직경을 가진 환형 영구자석을 구비하고 영구자석과 밸런싱 시트 사이에는 인력이 작용한다.

Description

브러시리스 직류모터 어셈블리 {BRUSHLESS D.C. MOTOR ASSEMBLY}
본 발명은 브러시리스 직류모터 어셈블리(brushless D.C. motor assembly)에 관한 것으로, 특히 브러시리스 직류모터 어셈블리에서 평형을 이룬 자세로 보다 안정적인 회전운동을 하는 회전자(rotor)에 관한 것이다.
종래의 브러시리스 직류모터 어셈블리는 회전자가 부드럽게 회전할 수 있도록 고정자(stator)의 액슬 튜브(axle tube) 내에 장착되는 여러 개의 베어링에 의해 회전가능하게 지지되는 액슬을 구비하는 회전자를 포함한다.
어셈블리의 필요조건을 충족시키기 위해 모터 어셈블리를 조립한 후 액슬과베어링 사이에 갭(gap)이 형성된다. 그 갭이 매우 작기는 하지만, 영구자석, 블레이드(blade), 휠(wheel) 등의 부하가 액슬에 걸리면 원심력에 의해 액슬이 약간 기울어지게 되어 액슬과 베어링 간의 접촉이 균일하지 않게 된다. 따라서 장기간 사용 후 상기 갭이 점차 증대되어 회전축의 경사각이 더욱 커지고 그 결과 편향(deflection), 진동, 마찰, 소음 등의 문제를 초래한다.
본 발명의 발명자는 CD ROM, 디스크드라이브, CPU의 방열용(放熱用) 팬(fan), 및 그 밖의 정밀기술용 제품에 널리 적용되는 브러시리스 직류모터의 제조분야에서 일해왔다.
전술한 문제점이 대두되고 제품의 품질요건이 점차 엄격해짐에 따라, 본 발명의 1차적 목적은 브러시리스 직류모터 어셈블리에 있어서, 고정체 상에 장착되며 자기 전도성 재료로 만들어지는 밸런싱 시트(balancing sheet) 및 고정자의 영구자석에 대응하는 인력을 생성하기 위해 자극판(magnet pole plate)으로부터 연장되는 환형체(annular body)를 포함하고, 회전자의 안정적 회전을 확실히 해주는 균형력(balancing force)을 제공하며 회전자가 회전할 때 발생되는 진동 및 소음을 감소시킴으로써 모터의 작동수명을 연장시킬 수 있는 브러시리스 직류모터 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 브러시리스 직류모터 어셈블리에 있어서, 자신의 자극편으로부터 연장되며 일체형으로 형성되는 환형체를 가지고, 회전자의 환형(環狀) 영구자석과 상기 환형체가 서로 끌어당김으로써 회전자의 안정적인 회전을 보장하는 균형력을 제공하며 회전자가 회전하는 동안 발생되는 진동 및 소음을 방지함으로써 모터의 작동수명을 연장시킬 수 있는 브러시리스 직류모터 어셈블리를 제공하는 것이다.
이상과 같은 본 발명의 목적은 주요 구성요소로서 고정자, 회전자, 및 고정자의 영구자석에 대응하는 인력(引力)을 생성하기 위해 자기 전도성을 가지는 재료로 만들어지는 밸런싱 시트를 포함하며, 균형을 이룬 자세 및 회전자의 안정적인 회전을 보장하는 균형력을 제공하는 브러시리스 직류모터 어셈블리를 제공함으로써 달성된다.
본 발명은 또한 주요 구성요소로서 고정자, 회전자, 및 고정자의 영구자석에 대응하는 인력을 생성하기 위해 자기 전도성 재료로 만들어지는 자극편(pole piece)으로부터 연장되고 일체형으로 형성되는 환형체를 포함하며, 균형을 이룬 자세 및 회전자의 안정적인 회전을 보장하는 균형력을 제공하는 브러시리스 직류모터 어셈블리를 제공함으로써 달성된다.
본 발명의 다른 목적, 장점, 및 신규한 특징은 첨부도면을 참조하여 이하에서 개시되는 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 분해사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 제 2 실시예의 분해사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 제 2 실시예의 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 제 3 실시예의 분해사시도이고,
도 6은 본 발명에 따른 제 3 실시예의 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 제 4 실시예의 분해사시도이고,
도 8은 본 발명에 따른 제 4 실시예의 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 제 5 실시예에서 사용되는 자극편(pole piece)의 사시도이고,
도 10은 본 발명에 따른 제 5 실시예의 분해사시도이고,
도 11은 본 발명에 따른 제 5 실시예의 단면도이고,
도 12는 본 발명에 따라 블레이드(blade)가 회전자(rotor) 상에 장착된 제 5 실시예의 단면도이고,
도 13은 본 발명에 따른 제 6 실시예에서 사용되는 자극편의 사시도이고,
도 14는 본 발명에 따른 제 6 실시예의 분해사시도이고,
도 15는 본 발명에 따른 제 7 실시예에서 사용되는 자극편의 사시도이고,
도 16은 본 발명에 따른 제 7 실시예의 분해사시도이고,
도 17은 본 발명에 따른 제 7 실시예의 단면도이고,
도 18은 본 발명에 따라 블레이드가 회전자 상에 장착된 제 7 실시예의 단면도이고,
도 19는 본 발명에 따른 제 8 실시예에서 사용되는 자극편의 사시도이고,
도 20은 본 발명에 따른 제 8 실시예의 분해사시도이고,
도 21은 본 발명에 따른 제 9 실시예에서 사용되는 한 세트의 자극편의 사시도이고,
도 22는 본 발명에 따른 제 9 실시예의 분해사시도이다.
도 1은 주요 구성요소로서 밸런싱 시트(2), 고정자(3), 및 회전자(4)를 포함하는 본 발명의 제 1 실시예이다.
밸런싱 시트(2)는 자기 전도성을 가지는 재료로 만들어지며 임의의 종래 방식을 통해 적합한 위치에 장착될 수 있다. 밸런싱 시트(2)는 액슬 튜브(axletube; 31)에 의해 고정자(3)에 결합되는 액슬 홀(axle hole; 21)을 가진다.
고정자(3)는 가변적 갯수의 폴(pole)을 구비하도록 설계되고 다양한 권선 방법으로 형성될 수 있다. 고정자(3)는 자신의 중앙에서 액슬 튜브(31)에 결합된다. 액슬 튜브(31)는 밸런싱 시트(2)에 결합되어 적합한 고정체에 장착될 수 있다. 액슬 튜브(31)는 회전자(4)의 액슬 샤프트(41)를 회전가능하게 지지하도록 회전 지지부재(32)와 같은 적어도 하나의 베어링 또는 회전형 지지장치를 구비한다.
회전자(4)는 자신의 중앙에 액슬 샤프트(41)를 구비한다. 상기 액슬 샤프트(41)는 고정자(3) 내의 회전 지지부재(32)에 의해 회전가능하게 지지되며 회전자(4)를 정위치에 유지시키는 로킹장치(locking device; 43)와 같은 C-링에 의해 고정되는환형 홈(42)을 가진다. 회전자(4)에는 환형 영구자석(44)이 장착되는데 그 직경은 밸런싱 시트(2)의 직경에 근접하여 영구자석(44)과 밸런싱 시트(2)는 서로 끌어당기며 영구자석과 밸런싱 시트 사이의 갭은 상대적으로 작게 유지된다.
도 2는 고정자(3)가 밸런싱 시트(2)에 결합된 조립상태를 나타내는 본 발명에 따른 제 1 실시예로서, 밸런싱 시트가 고정자(3)의 액슬 튜브(31)에 의해 적합한 고정체에 장착되어 있다. 회전자(4)의 액슬 샤프트(41)는 고정자(3)의 회전 지지부재(32)에 의해 회전가능하게 지지된다. 회전자(4)의 영구자석(44)은 밸런싱 시트(2)에 대응한다. 회전자(4)는 회로기판 및 홀센서(Hall sensor)와 같은 종래의 제어장치를 통해 회전하도록 기동될 수 있고, 영구자석(44)과 밸런싱 시트(2) 사이에 생성되는 밸런싱 인력이 회전자(4)를 평형자세(poised position)로 유지시켜 안정적으로 회전할 수 있게 함으로써 회전자의 작동 중에 진동 및 소음의 발생을 방지하여 결과적으로 모터의 작동수명이 연장될 수 있게 한다.
도 3은 주요 구성요소로서 회로기판(1), 밸런싱 시트(5), 고정자(3), 및 회전자(4)를 포함하는 본 발명에 따른 제 2 실시예이다.
밸런싱 시트(5)는 표면실장기술(SMT; surface mount technology)로 제조될 수 있는 회로기판(1) 상에 장착되고, 상기 회로기판에는 센서(11)를 비롯하여 회로기판 내에 결합된 고정자(3)가 회전자(4)를 회전하도록 구동시키는 자속(磁束)을 생성할 수 있게 하는 다양한 제어장치가 장착된다. 회로기판(1)을 적합한 위치에 효과적으로 장착할 수 있게 하기 위해 회로기판은 선택적으로 고정체(12)에 장착될 수 있으며, 회로기판(1) 및 고정체(12)는 액슬 튜브(31)를 거쳐 고정자(3)와 결합시키는 액슬 홀(13)을 구비할 수 있다.
밸런싱 시트(5)는 자기 전도성 재료로 만들어지며 임의의 종래 방식을 통해 적합한 위치에 장착될 수 있다. 밸런싱 시트(5)는 액슬 튜브(31)에 의해 고정자(3)에 결합되는 액슬 홀(51)을 포함할 수 있다. 또한 밸런싱 시트(5)는 센서(11)를 수용하는 노치(notch; 52)를 구비하는데, 여기서 상기 노치는 바람직하게 밸런싱 시트(5)의 중앙선을 중심으로 대칭으로 배치될 수 있다.
고정자(3)는 가변적 갯수의 극(pole)을 구비하도록 설계되고 다양한 권선 방법으로 형성될 수 있다. 고정자(3)는 자신의 중앙에서 액슬 튜브(31)에 결합된다. 액슬 튜브(31)는 밸런싱 시트(5)에 결합되어 고정자(3)와 회로기판(1) 사이에 상기 밸런싱 시트(5)가 배치되도록 회로기판(1)이 장착되는 고정체(12)에 장착될 수 있다. 액슬 튜브(31)는 회전자(4)의 액슬 샤프트(41)를 회전가능하게 지지하도록 자신의 내주부(內周部)에 회전 지지부재(32)와 같은 적어도 하나의 베어링 또는 회전형 지지장치를 구비한다.
회전자(4)는 자신의 중앙에 액슬 샤프트(41)를 구비한다. 상기 액슬 샤프트(41)는 고정자(3) 내의 회전 지지부재(32)에 의해 회전가능하게 지지되며 회전자(4)를 정위치에 유지시키는 로킹장치(43)와 같은 C-링에 의해 고정되는환형 홈(42)을 가진다. 회전자(4)에는 환형 영구자석(44)이 장착되는데 그 직경은 밸런싱 시트(2)의 직경에 근접하여 영구자석(44)과 밸런싱 시트(2)는 서로 끌어당기며 영구자석과 밸런싱 시트 사이의 갭은 상대적으로 작게 유지된다.
도 4는 조립된 상태를 예시하는 본 발명에 따른 제 2 실시예로서, 여기서 고정자(3)는 액슬 튜브(31)를 거쳐 액슬 홀(51)을 통과하여 밸런싱 시트(5)와 결합되고 이어서 액슬 튜브는 회로기판(1)에 끼워져 수용되고 회로기판을 통과하여 연장되어 고정체(12)와 결합 고정된다. 회전자(4)의 액슬 샤프트(41)는 고정자(3)의 회전 지지부재(32)에 의해 회전가능하게 지지되고, 액슬 샤프트의 환형 홈(42)에 고정되는 로킹장치(43)와 같은 C-링에 의해 구속됨으로써 회전자(4)의 영구자석(44)이 자신과 밸런싱 시트(5)가 서로 끌어당길 수 있도록 밸런싱 시트(5)에 대응하며, 영구자석과 밸런싱 시트가 접촉하지 않도록 간격이 일정하게 유지된다. 회전자(4)가 회전하도록 고정자(3)에 의해 유도되면 상기 영구자석(44)과 밸런싱 시트(5) 사이의 인력이 충분히 균형을 이루며, 그에 따라 회전자(4)를 안정적으로 회전시킴으로써 진동의 발생을 방지할 수 있다. 따라서 본 발명의 모터 어셈블리는 안정적인 회전을 제공하는 컴팩트 디스크류의 구동부로서 CD ROM에 적용될수 있다.
도 5는 주요 구성요소로서 밸런싱 시트(2), 고정자(3), 및 회전자(6)를 포함하는 본 발명에 따른 제 3 실시예이다.
상기 밸런싱 시트(2)는 자기 전도도를 가지는 재료로 만들어지며 임의의 종래 방식을 통해 적합한 위치에 장착될 수 있다. 상기 밸런싱 시트(2)는 액슬 튜브(31)에 의해 고정자(3)에 결합되는 액슬 홀(21)을 포함할 수 있다. 또한 밸런싱 시트(2)는 여러가지 요구조건에 따라 하나 또는 복수의 노치를 가질 수 있으며, 회로기판(1)과 결합될 수도 있고 분리될 수도 있다.
상기 고정자(3)는 가변적 갯수의 극을 구비하도록 설계되고 다양한 권선 방법으로 형성될 수 있다. 고정자(3)는 자신의 중앙에서 액슬 튜브(31)에 결합된다. 액슬 튜브(31)는 밸런싱 시트(2)에 결합되어 적합한 고정체에 장착될 수 있다. 액슬 튜브(31)는 회전자(6)의 액슬 샤프트(61)를 회전가능하게 지지하도록 자신의 내부에 회전 지지부재(32)와 같은 적어도 하나의 베어링 또는 회전형 지지장치를 구비한다.
상기 회전자(6)는 자신의 중앙에 액슬 샤프트(61)를 구비한다. 상기 액슬 샤프트(61)는 고정자(3) 내의 회전 지지부재(32)에 의해 회전가능하게 지지되며 회전자(6)를 정위치에 유지시키는 로킹장치(43)와 같은 C-링에 의해 고정되는환형 홈(62)을 가진다. 회전자(6)에는 환형 영구자석(64)이 장착되는데 그 직경은 밸런싱 시트(2)의 직경에 근접하여 영구자석(64)과 밸런싱 시트(2)는 서로 끌어당기며 영구자석과 밸런싱 시트 사이의 갭은 상대적으로 작게 유지된다. 또한 회전자(6)는 벨트와 같은 동력전달부재를 거쳐 출력되는 동력을 전달할 수 있는 동력전달 풀리(transmission pulley; 65)를 일체형으로 구비할 수 있다.
도 6은 조립된 상태를 예시하는 본 발명에 따른 제 3 실시예로서, 여기서 고정자(3)는 밸런싱 시트(2)에 결합되고 밸런싱 시트는 고정자(3)의 액슬 튜브(31)에 의해 적합한 고정체에 장착된다. 회전자(6)의 액슬 샤프트(61)는 고정자(3)의 회전 지지부재(32)에 의해 회전가능하게 지지된다. 회전자(6)의 영구자석(64)은 밸런싱 시트(2)에 대응한다. 회전자(6)는 회로기판 및 홀센서와 같은 종래의 제어장치의 제어를 통해 회전하도록 기동될 수 있다. 영구자석(44)과 밸런싱 시트(5) 사이의 간격이 일정하게 유지되므로, 특히 회전자(6)가 고정자(3)에 의해 회전하도록 유도되면 영구자석(64)과 밸런싱 시트(2)는 그들 사이에 완전히 균형을 이루는 인력을 형성하고 이에 따라 회전자(6)를 안정적으로 회전시킴으로써 본 발명의 모터 어셈블리가 구동부로서 비디오 카세트에 적용될 수 있다.
도 7은 주요 구성요소로서 밸런싱 시트(2), 고정자(3), 및 회전자(7)를 포함하는 본 발명에 따른 제 4 실시예이다.
상기 밸런싱 시트(2)는 자기 전도도를 가지는 재료로 만들어지며 임의의 종래 방식을 통해 적합한 위치에 장착될 수 있다. 상기 밸런싱 시트(2)는 액슬 튜브(31)에 의해 고정자(3)에 결합되는 액슬 홀(21)을 포함한다. 밸런싱 시트(2)는 여러가지 요구조건에 따라 하나 또는 복수의 노치를 가질 수 있으며, 회로기판(1)과 결합될 수도 있고 분리될 수도 있다.
상기 고정자(3)는 가변적 갯수의 극을 구비하도록 설계되고 다양한 권선 방법으로 형성될 수 있다. 고정자(3)는 자신의 중앙에서 액슬 튜브(31)에 결합된다. 액슬 튜브(31)는 밸런싱 시트(2)에 결합되어 적합한 고정체에 장착될 수 있다. 액슬 튜브(31)는 회전자(7)의 액슬 샤프트(71)를 회전가능하게 지지하도록 자신의 내부에 회전 지지부재(32)와 같은 적어도 하나의 베어링 또는 회전형 지지장치를 구비한다.
상기 회전자(7)는 자신의 중앙에 액슬 샤프트(71)를 구비한다. 상기 액슬 샤프트(71)는 고정자(3) 내의 회전 지지부재(32)에 의해 회전가능하게 지지되며 회전자(7)를 정위치에 유지시키는 로킹장치(73)와 같은 C-링에 의해 고정되는 환형 홈(72)을 가진다. 회전자(7)에는 환형 영구자석(74)이 장착되는데 그 직경은 밸런싱 시트(2)의 직경에 근접하여 영구자석(44)과 밸런싱 시트(2)는 서로 끌어당기며 영구자석과 밸런싱 시트 사이의 갭은 상대적으로 작게 유지되고, 상기 액슬 샤프트(71)는 액슬 샤프트(71)로부터 출력되는 동력을 전달할 수 있는 기어(gear)와 같은 동력전달부재(75)와 결합되도록 길게 연장될 수 있다.
도 8은 조립된 상태를 예시하는 본 발명에 따른 제 3 실시예로서, 여기서 고정자(3)는 밸런싱 시트(2)에 결합되고 밸런싱 시트는 고정자(3)의 액슬 튜브(31)에 의해 적합한 고정체에 장착된다. 회전자(7)의 액슬 샤프트(71)는 고정자(3)의 회전 지지부재(32)에 의해 회전가능하게 지지된다. 회전자(7)의 영구자석(74)은 밸런싱 시트(2)에 대응한다. 회전자(7)는 회로기판 및 홀센서와 같은 종래의 제어장치의 제어를 통해 회전하도록 기동될 수 있다. 회전자(7)가 고정자(3)에 의해 회전하도록 유도되면 영구자석(74)과 밸런싱 시트(2)는 그들 사이에 완전히 균형을이루는 인력을 형성하고 이에 따라 회전자(7)를 안정적으로 회전시킴으로써 본 발명의 모터 어셈블리는 기어 트랜스미션(gear transmission)을 거쳐 동력 출력부로서 적용될 수 있다.
도 9는 볼 발명에 따른 제 5 실시예에서 사용되는 자기 전도성 재료로 만들어지는 자극편(pole piece; 80)을 예시한다. 상기 자극편(80)은 자신의 중앙부에 구획되는 홀(801)을 가진다. 상기 홀(801)은 그 속에 액슬 튜브가 배치되도록 형성될 수 있다. 자극편(80)은 복수의 자극 에지(pole edge; 802)를 가지며 자극 에지의 수는 원하는 극의 갯수에 따라 설계될 수 있다. 자극편(80)은 임의의 두 개의 자극 에지(802) 사이에 일체형으로 형성된 연결부(803)를 구비한다. 상기 연결부(803)는 상기 홀(801) 외측으로 연장되어 그 단부(端部)에서 환형체(804)를 지지한다. 상기 환형체(804)의 직경은 자극편(80)의 최대 직경과 동일하다. 상기 환형체(804)는 자극편(80)에 평행하지만 동일평면에 있지는 않다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 제 5 실시예로서, 여기서 상기 자극편(80)과 자극편(805) 사이에 코일이 감겨서 고정자를 형성한다. 상기 고정자는 내부에 구획된 액슬 홀(806)을 가진다. 회전자(4)의 액슬 샤프트(41)는 임의의 종래 수단을 거쳐 액슬 홀(806) 내에서 회전가능하게 지지될 수 있다.
도 11을 참고하면, 회전자(4)가 고정자와 함께 조립되는데, 회전자(4)의 환형 영구자석(44) 및 자극편(80)의 환형체(804)는 서로 끌어당기지만 서로 접촉하지는 않는다.
도 12는 본 발명에 따라 회전자 상에 블레이드(blade; 45)가 배치된 제 5 실시예로서, 고정자는 센서(11)가 부착된 고정체(12)에 장착되고 상기 블레이드(45)는 회전자의 외주부에 배치되어 방열용 팬(heat dissipating fan)을 형성한다.
도 13은 본 발명에 따른 제 6 실시예에서 사용되는 자기 전도성 재료로 만들어지는 자극편(81)을 예시한다. 상기 자극편(81)은 자신의 중앙부에 구획되는 홀(811)을 가진다. 상기 홀(811)은 그 속에 액슬 튜브가 배치되도록 형성될 수 있다. 자극편(81)은 복수의 자극 에지(812)를 가지며 자극 에지의 수는 원하는 극의 갯수에 따라 설계될 수 있다. 자극편(81)은 임의의 두 개의 자극 에지(812) 사이에 일체형으로 형성되는 연결부(813)를 구비한다. 각각의 연결부(813)는 상기 홀(811) 외측으로 연장되어 각각 그 단부에서 환형편(annular piece; 814)을 지지한다. 인접한 환형편(814) 사이에는 갭(gap; 815) 즉 노치(notch)가 있다. 대칭위치에 형성된 각각의 환형편(814) 및 갭(815) 즉 노치는 동일한 크기를 가진다. 각각의 환형편(814)은 자극편(81)에 평행하지만 동일평면에 있지는 않다.
도 14는 본 발명에 따른 제 6 실시예로서, 여기서 상기 자극편(81)과 자극편(816) 사이에 코일이 감겨서 고정자를 형성한다. 상기 고정자는 내부에 구획되는 액슬 홀(817)을 가진다. 회전자(4)의 액슬 샤프트(41)는 임의의 종래 수단을 거쳐 액슬 홀(817) 내에서 회전가능하게 지지될 수 있다.
상기 회전자(4)는 환형 영구자석(44)을 구비한다. 따라서 회전자(4)가 자극편(81)을 가지는 고정자 내에 회전가능하게 지지되면 회전자(4)의 환형 영구자석(44)은 자극편(81)의 환형편(814)과 서로 접촉하지 않는 방식으로 대응하는 인력을 가질 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 제 7 실시예에서 사용되는 자기 전도성 재료로 만들어지는 자극편(82)을 예시한다. 상기 자극편(82)은 자신의 중앙부에 구획되는 홀(821)을 가진다. 상기 홀(821)은 그 속에 액슬 튜브가 배치되도록 형성될 수 있다. 자극편(82)은 복수의 자극 에지(822)를 가지며 자극 에지의 수는 원하는 극의 갯수에 따라 설계될 수 있다. 자극편(82)은 임의의 두 개의 자극 에지(822) 사이에 일체형으로 형성되는 연결부(823)를 구비한다. 상기 연결부(823)는 자극 에지(822)의 단부에서 연장되어 그 단부에서 환형체(824)를 지지한다. 상기 환형체(824)의 직경은 자극편(82)의 최대 직경과 같다. 상기 환형체(824)는 자극편(82)에 평행하지만 동일평면에 있지는 않다.
도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 제 7 실시예로서, 여기서 상기 자극편(82)과 자극편(826) 사이에 코일이 감겨서 고정자를 형성한다. 상기 고정자는 내부에 구획되는 액슬 홀(827)을 가진다. 회전자(4)의 액슬 샤프트(41)는 임의의 종래 수단을 거쳐 액슬 홀(827) 내에서 회전가능하게 지지될 수 있다.
도 17을 참고하면, 회전자(4)가 고정자와 함께 조립되는데, 회전자(4)의 환형 영구자석(44) 및 자극편(82)의 환형체(824)는 서로 끌어당기지만 서로 접촉하지는 않는다.
도 18은 본 발명에 따라 회전자 상에 블레이드(45)가 배치된 제 7 실시예로서, 고정자는 센서(11)가 부착된 고정체(12)에 장착되고 상기 블레이드(45)는 회전자(4)의 외주부에 배치되어 방열용 팬을 형성한다.
도 19는 본 발명에 따른 제 8 실시예에서 사용되는 자기 전도성 재료로 만들어지는 자극편(83)을 예시한다. 상기 자극편(83)은 자신의 중앙부에 구획되는 홀(831)을 가진다. 상기 홀(831)은 그 속에 액슬 튜브가 배치되도록 형성될 수 있다. 자극편(83)은 복수의 자극 에지(832)를 가지며 자극 에지의 수는 원하는 극의 갯수에 따라 설계될 수 있다. 자극편(83)은 자극 에지(832)의 단부에서 연장되며 일체형으로 형성되는 연결부(833)를 구비한다. 각각의 연결부(833)는 각각 그 단부에서 환형편(814)을 지지한다. 인접한 환형편(834) 사이에는 갭(835) 즉 노치가 있다. 각각의 환형편(834) 및 갭(835) 즉 노치는 대칭으로 배치된다. 대칭위치에 형성되는 각각의 환형편(834) 및 갭(835) 즉 노치는 동일한 크기를 가진다. 각각의 환형편(834)은 자극편(83)에 평행하지만 동일평면에 있지는 않다.
도 20은 본 발명에 따른 제 8 실시예로서, 여기서 상기 자극편(83)과 자극편(836) 사이에 코일이 감겨서 고정자를 형성한다. 상기 고정자는 내부에 구획되는 액슬 홀(837)을 가진다. 회전자(4)의 액슬 샤프트(41)는 임의의 종래 수단을 거쳐 액슬 홀(837) 내에서 회전가능하게 지지될 수 있다.
상기 회전자(4)는 환형 영구자석(44)을 구비한다. 따라서 회전자(4)가 자극편(83)을 가지는 고정자 내에 회전가능하게 지지되면 회전자(4)의 환형 영구자석(44)은 자극편(83)의 환형편(834)과 서로 접촉하지 않는 방식으로 대응하는 인력을 가질 수 있다.
도 21은 본 발명에 따른 제 9 실시예에서 사용되는 자기 전도성 재료로 만들어지는 한 세트의 자극편(84)을 예시한다. 각각의 자극편(84)은 자신의 중앙부에 구획되는 홀(841)을 가진다. 상기 홀(841)은 그 속에 액슬 튜브가 배치되도록 형성될 수 있다. 각각의 자극편(84)은 복수의 자극 에지(842)를 가지며 자극 에지의 수는 원하는 극의 갯수에 따라 설계될 수 있다. 자극편(84) 중의 하나는 자신의 자극 에지(842)의 단부에서 연장되며 일체형으로 형성되는 연결부(843)를 구비한다. 대안으로서, 일체형으로 형성된 연결부(843)가 상기 자극편 중의 하나로부터 직접 연장될 수 있다. 상기 연결부(843)는 자신의 단부에서 환형체(844)를 지지한다. 상기 환형체(844)의 직경은 자극편(84)의 최대 직경과 같다. 상기 환형체(844)는 자극편(84)에 평행하지만 동일평면에 있지는 않다. 환형체(844)는 대칭형의 노치(845)를 가질 수 있다. 대안으로서, 환형체(844)는 인접한 환형 플레이트(annular plate; 844) 사이에 여러개의 대칭이고 연속적인 환형편 또는 노치로 구성될 수 있다.
도 22는 본 발명에 따른 제 9 실시예로서, 여기서 상기 자극편(84) 세트 상에는 코일이 감겨서 고정자를 형성한다. 상기 고정자는 내부에 구획되는 액슬 홀(846)을 가진다. 회전자(4)의 액슬 샤프트(41)는 임의의 종래 수단을 거쳐 액슬 홀(846) 내에서 회전가능하게 지지될 수 있다.
상기 회전자(4)는 환형 영구자석(44)을 구비한다. 따라서 회전자(4)가 자극편(84) 세트를 가지는 고정자 내에 회전가능하게 지지되면 회전자(4)의 환형 영구자석(44)은 환형체(844)와 서로 접촉하지 않는 방식으로 대응하는 인력을 가질 수 있다.
청구의 범위 제 1항에 따른 브러시리스 직류모터 어셈블리는 환형 영구자석과 밸런싱 시트 사이에 대응하는 인력이 작용하는 상태로 그 갭이 일정하게 유지되며 이에 따라 회전자가 평형을 이룬 자세를 가지고 안정적으로 회전하도록 함으로써 진동의 발생 및 편심에 의한 마찰 동작이 방지되며 결과적으로 모터의 소음이 감소되고 모터의 작동수명이 연장되는 것을 특징으로 한다.
청구의 범위 제 9항에 따른 브러시리스 직류모터 어셈블리는 회전자의 환형 영구자석과 밸런싱 시트 사이의 대응하는 인력이 회전자가 평형을 이룬 자세를 가지고 안정적으로 회전하도록 할 수 있으며, 여기서 상기 회전자는 밸트를 거쳐 동력을 전달할 수 있는 일체형 동력전달 풀리(transmission pulley)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구의 범위 제 14항에 따른 브러시리스 직류모터 어셈블리는 회전자의 환형 영구자석과 밸런싱 시트 사이의 대응하는 인력이 회전자가 평형을 이룬 자세를 가지고 안정적으로 회전하도록 할 수 있으며, 여기서 상기 모터는 동력을 직접 출력하기 위하여 회전자의 액슬 샤프트 상에 배치되는 동력전달부재(transmission element)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구의 범위 제 2항, 제 7항, 제 12항, 및 제 17항에 따른 브러시리스 직류모터 어셈블리는 회전자의 환형 영구자석과 밸런싱 시트 사이의 대응하는 인력이 회전자가 평형을 이룬 자세를 가지고 안정적으로 회전하도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다. 상기 밸런싱 시트는 홀 센서 장치가 고정자에 보다 근접함으로써 회전자의 기동(起動)을 제어할 수 있도록 회로기판 상에 배치되는 홀 센서 장치를 수용하는 노치를 추가로 구비한다.
청구의 범위 제 3항, 제 8항, 제 13항, 및 제 18항에 다른 브러시리스 직류모터 어셈블리는 환형 영구자석과 밸런싱 시트 사이에 대응하는 인력이 작용하는 상태로 그 갭이 일정하게 유지되며 이에 따라 회전자가 평형을 이룬 자세를 가지고 안정적으로 회전하도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다. 상기 밸런싱 시트는 자신의 중앙선을 중심으로 대칭적으로 배치되는 노치―상기 노치 중의 하나에는 회로기판 상에 배치되는 홀센서용으로 형성될 수 있음―를 추가로 구비한다.
청구의 범위 제 4항, 제 10항, 및 제 15항에 따른 브러시리스 직류모터 어셈블리는 환형 영구자석과 밸런싱 시트 사이에 대응하는 인력이 작용하는 상태로 그 갭이 일정하게 유지되며 이에 따라 회전자가 평형을 이룬 자세를 가지고 안정적으로 회전하도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다. 상기 밸런싱 시트는 회로기판, 밸런싱 시트, 고정자 및 회전자가 일체형으로 형성되도록 고정자와 회로기판 사이에 장착된다.
청구의 범위 제 5항, 제 6항, 제 11항, 및 제 16항에 따른 브러시리스 직류모터 어셈블리는 환형 영구자석과 밸런싱 시트 사이에 대응하는 인력이 작용하는 상태로 그 갭이 일정하게 유지되며 이에 따라 회전자가 평형을 이룬 자세를 가지고 안정적으로 회전하도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다. 회로기판은 고정체에 결합되므로 SMT에 의해 제조된 회로기판이 가요성을 가지고 있을 경우에도 상기 모터 어셈블리는 적절한 경도(硬度)를 가지고 고정체에 결합될 수 있어서 조립을 용이하게 한다.
청구의 범위 제 19항 및 제 26항에 따른 어셈블리는 회전자의 환형 영구자석과 자극편의 환형체가 접촉하지 않는 방식으로 그들 사이에 대응하는 인력이 작용하며 이에 따라 회전자가 평형을 이룬 자세를 가지고 안정적으로 회전하도록 함으로써 편향(deflection), 진동, 마찰 및 소음과 같은 문제가 방지될 수 있도록 회전자 액슬의 편심회전이 방지되는 것을 특징으로 한다.
청구의 범위 제 20항 및 제 27항에 따른 어셈블리는 상기 환형체 또는 환형 플레이트가 견고하게 지지됨으로써 회전자의 환형 영구자석 및 자극편의 환형체 또는 환형 플레이트가 접촉하지 않는 방식으로 그들 사이에 대응하는 인력이 작용하며 이에 따라 회전자를 보다 부드럽게 회전시키도록 환형체 또는 환형 플레이트가 확실히 자극편과 평행을 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.
청구의 범위 제 21항 및 제 28항에 따른 어셈블리는 자극편의 자극 에지가 더욱 두껍게 형성됨으로써 유도면적(area of induction)이 증가되는 것을 특징으로 한다.
청구의 범위 제 22항 및 제 29항에 따른 어셈블리는 상기 환형체의 직경이 자극편의 최대 직경이며 그 결과 회전체가 매우 안정적으로 회전할 수 있도록 환형 영구자석이 접촉을 일으키지 않으면서 확실히 상기 환형체에 대응하게 되는 것을 특징으로 한다.
청구의 범위 제 23항 및 제 30항에 따른 어셈블리는 홀센서 장치가 최상의 유도를 가져오는 위치에 놓일 수 있게 함으로써 상기 환형체가 자신의 중앙선을 중심으로 대칭인 노치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구의 범위 제 24항 및 제 31항에 따른 어셈블리는 상기 환형체가 회전자의 환형 영구자석과 접촉하지 않는 방식으로 대응하는 인력을 제공할 수 있는 여러개의 대칭형 불연속적 환형편으로 구성될 수 있으며 이에 따라 회전자가 평형을 이룬 자세를 가지고 안정적으로 회전하도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
청구의 범위 제 25항에 따른 어셈블리는 상기 회전자가 공기를 순환시킴으로써 방열 능력을 제공하기 위한 블레이드 휠(blade wheel)을 형성하는 블레이드를 추가로 구비한다.
본 발명은 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나 이하에서 청구되는 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 많은 다른 변형과 변경이 가능함을 이해해야 할 것이다.
본 발명에 따라 보다 안정적인 회전운동을 할 수 있는 회전자를 가지는 브러시리스 직류모터 어셈블리가 제공된다.

Claims (31)

  1. 자기 전도성 재료로 만들어지고 액슬 홀(axle hole)을 가지는 밸런싱 시트(balancing sheet);
    액슬 튜브에 의해 상기 밸런싱 시트와 결합되는 고정자(stator); 및
    상기 액슬 튜브 내에 회전가능하게 수용되는 액슬 샤프트(axle shaft)를 가지는 회전자(rotor)
    를 포함하고,
    상기 회전자의 회전은 제어장치에 의해 제어되며, 상기 회전자는 상기 밸런싱 시트의 직경과 거의 동일한 직경을 가지는 환형(環狀)의 영구자석을 가지고, 상기 영구자석과 상기 밸런싱 시트는 서로 끌어당기며 그들 사이의 갭(gap)은 매우 작게 유지되는
    브러시리스(brushless) 직류모터 어셈블리.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밸런싱 시트가 노치(notch)를 포함하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 밸런싱 시트가 자신의 중앙선을 중심으로 대칭인 노치를 포함하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  4. 제어장치 및 액슬 홀을 가지는 회로기판(circuit board);
    자기 전도성 재료로 만들어지고 상기 회로기판 상에 배치되며 상기 회로기판의 액슬 홀에 대응하는 액슬 홀을 가지는 밸런싱 시트;
    액슬 튜브에 의해 상기 회로기판 및 상기 밸런싱 시트와 결합되는 고정자; 및
    상기 액슬 튜브 내에 회전가능하게 수용되는 액슬 샤프트를 가지는 회전자
    를 포함하고,
    상기 회전자의 회전은 제어장치에 의해 제어되며, 상기 회전자는 상기 밸런싱 시트의 직경과 거의 동일한 직경을 가지는 환형 영구자석을 가지고, 상기 영구자석과 상기 밸런싱 시트는 서로 끌어당기며 그들 사이의 갭은 매우 작게 유지되는
    브러시리스 직류모터 어셈블리.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 회로기판이 고정체(固定體)에 결합되는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 밸런싱 시트가 상기 고정자와 상기 회로기판 사이에 장착되는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 밸런싱 시트가 노치를 포함하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 밸런싱 시트가 자신의 중앙선을 중심으로 대칭인 노치를 포함하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  9. 자기 전도성 재료로 만들어지고 액슬 홀을 가지는 밸런싱 시트;
    액슬 튜브에 의해 상기 밸런싱 시트와 결합되는 고정자; 및
    상기 액슬 튜브 내에 회전가능하게 수용되는 액슬 샤프트를 가지는 회전자
    를 포함하고,
    상기 회전자의 회전은 제어장치에 의해 제어되며, 상기 회전자는 상기 밸런싱 시트의 직경과 거의 동일한 직경을 가지는 환형 영구자석을 가지고, 상기 영구자석과 상기 밸런싱 시트는 서로 끌어당기며 그들 사이의 갭은 매우 작게 유지되고, 상기 회전자는 일체형으로 형성되는 동력전달풀리(transmission pulley)를 가지는
    브러시리스 직류모터 어셈블리.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 밸런싱 시트가 상기 고정자와 상기 회로기판 사이에 장착되는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 회로기판이 기판(substrate)에 결합되는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 밸런싱 시트가 노치를 포함하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 밸런싱 시트가 자신의 중앙선을 중심으로 대칭인 노치를 포함하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  14. 자기 전도성 재료로 만들어지고 액슬 홀을 가지는 밸런싱 시트;
    액슬 튜브에 의해 상기 밸런싱 시트와 결합되는 고정자; 및
    상기 액슬 튜브 내에 회전가능하게 수용되는 액슬 샤프트를 가지는 회전자
    를 포함하고,
    상기 회전자의 회전은 제어장치에 의해 제어되며, 상기 회전자는 상기 밸런싱 시트의 직경과 거의 동일한 직경을 가지는 환형 영구자석을 가지고, 상기 영구자석과 상기 밸런싱 시트는 서로 끌어당기며 그들 사이의 갭은 매우 작게 유지되고, 상기 액슬 샤프트는 동력전달장치(transmission device)가 상부에 배치되는 상기 액슬 튜브를 통하여 돌출하는
    브러시리스 직류모터 어셈블리.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 밸런싱 시트가 액슬 샤프트의 동력전달장치용 액슬 홀을 포함하는 회로기판에 결합되고, 상기 액슬 샤프트는 상기 액슬 홀을 통하여 돌출하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 회로기판이 액슬 샤프트의 동력전달장치용 액슬 홀을 포함하는 기판에 결합되고, 상기 액슬 샤프트는 상기 액슬 홀을 통하여 돌출하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 밸런싱 시트가 노치를 포함하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 밸런싱 시트가 자신의 중앙선을 중심으로 대칭인 노치를 포함하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  19. 한 세트의 자극편 및 그 자극편 내에 형성되는 액슬 홀을 가지는 고정자; 및
    상기 액슬 홀 내에 회전가능하게 수용되는 액슬 샤프트 및 환형 영구자석을가지는 회전자
    를 포함하고,
    상기 고정자는 상기 자극편 중의 하나가 상기 자극편에 평행하지만 자극편과 동일평면 상에 있지 않은 환형체를 지지하기 위한 일체로 형성된 연결부를 가지며, 상기 회전자의 환형 영구자석 및 상기 환형체는 서로 끌어당기지만 그들이 서로 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 연결부가 상기 자극편의 자극 에지(pole edge)들 사이로 돌출하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 연결부가 상기 자극편의 자극 에지로부터 연장되는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 환형체의 직경이 상기 자극편의 직경과 동일한 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  23. 제 19항에 있어서,
    상기 환형체가 자신의 중앙선을 중심으로 대칭인 노치를 구비하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  24. 제 19항에 있어서,
    상기 환형체가 대칭적으로 불연속인 환형 플레이트(annular plate)를 포함하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  25. 제 19항에 있어서,
    회전자 상에 배치되고 복수의 블레이드를 가지는 블레이드휠(blade wheel)을 추가로 포함하는 브러시리스 직류모터 어셈블리.
  26. 브러시리스 직류모터 어셈블리용 자극편에 있어서,
    상기 자극편이 자기 전도성 재료로 만들어지고 자신의 내측에 구획되는 홀(hole) 및 복수의 자극 에지를 가지며, 상기 자극편이 자신과 평행하지만 동일평면 상에 있지 않은 환형체를 지지하기 위하여 일체형으로 형성되는 연결부를 가지는 자극편.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 연결부가 상기 자극편의 자극 에지들 사이로 돌출하는 브러시리스 직류모터 어셈블리용 자극편.
  28. 제 26항에 있어서,
    상기 연결부가 상기 자극편의 자극 에지로부터 연장되는 브러시리스 직류모터 어셈블리용 자극편.
  29. 제 26항에 있어서,
    상기 환형체의 직경이 상기 자극편의 가장 큰 직경과 동일한 브러시리스 직류모터 어셈블리용 자극편.
  30. 제 26항에 있어서,
    상기 환형체가 자신의 중앙선을 중심으로 대칭인 노치를 구비하는 브러시리스 직류모터 어셈블리용 자극편.
  31. 제 26항에 있어서,
    상기 환형체가 대칭적으로 불연속인 환형편(annular piece)을 포함하는 브러시리스 직류모터 어셈블리용 자극편.
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