KR20010010868A

KR20010010868A - 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치

Info

Publication number: KR20010010868A
Application number: KR1019990029983A
Authority: KR
Inventors: 김영관
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2001-02-15
Also published as: KR100677242B1

Abstract

본 발명은 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치에 관한 것으로, 본 발명은 회전자에 압입되는 모터축과, 일정 두께를 갖는 원판형에 상기 회전자내부에 삽입된 마그네트와 상응하도록 마그네트가 결합되어 상기 모터축에 고정되는 위치감지용 디스크와, 상기 위치감지용 디스크의 측부에 위치하도록 상기 모터 케이싱에 고정 결합되는 지지부재와, 상기 지지부재에 결합되어 회전자와 함께 회전하는 위치감지용 디스크를 감지함에 의해 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서를 포함하도록 구성하여 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서를 안전하게 설치할 뿐만 아니라 회전자의 초고속 회전시 회전자의 위치감지에 대한 안정성을 확보함으로써 부품의 파손을 방지하고 회전 속도 감지를 정확하게 할 수 있도록 한 것이다.

Description

비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치{APPARATUS FOR SENSING ROTOR POSITION OF BRUSHLESS D.C MOTOR}

본 발명은 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치에 관한 것으로, 특히 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서를 안전하게 설치할 뿐만 아니라 회전자의 초고속 회전시 회전자의 위치감지에 대한 안정성을 확보할 수 있도록 한 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 전기적인 에너지를 운동에너지로 전환시켜 외부로 동력을 출력하게 되는 것으로 그 종류는 다양하다. 도 1은 비엘디씨 모터(BLDC; Brushless DC Motor)의 일례를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 비엘디씨 모터는 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 모터 케이싱(10)과, 상기 모터 케이싱(10)의 내부에 고정 결합되는 고정자(Stator)(20)와, 상기 고정자(20)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전자(Rotor)(30)와, 상기 회전자(30)의 내부에 압입되어 회전자(30)의 회전력을 다른 시스템에 전달하는 모터축(40)과, 상기 회전자(30)의 위치를 감지하는 홀 센서(Hall Sensor)(50)를 포함하여 구성된다.

상기 고정자(20)는 원통형으로 형성된 코어(21)에 다수개의 권선 코일(22)이 결합되어 이루어지며, 상기 회전자(30)는 상기 고정자(20)의 내부에 삽입되도록 원통형으로 형성되며 그 내부에 영구자석(31)이 삽입되어 구성된다.

상기한 바와 같은 모터는 고정자(20)의 권선 코일(22)에 전류가 인가되면 권선 코일(22)에 흐르는 전류와 회전자(30)를 구성하는 영구자석(31)의 상호작용에 의해 회전자(30)가 회전하게 되며 그 회전력은 회전자(30)에 압입된 모터축(40)에 전달되어 다른 시스템에 전달된다. 상기 홀 센서(50)는 회전자(30)를 구성하는 영구자석(31)의 자장을 감지하여 그에 상응하는 전류를 권선 코일(22)에 인가하게 된다.

한편, 상기 회전자(30)의 위치를 감지하는 홀 센서(50)가 장착되는 구조는 다음과 같다. 먼저 니은자 형태로 형성된 서포터(51)의 일측 단부가 모터 케이싱(10)의 내부에 결합됨과 아울러 타측 단부가 고정자(20)와 회전자(30)사이에 위치하도록 고정된다. 상기 서포터(51)의 타측 단부가 위치하는 회전자(30)부분은 상기 고정자(20)를 구성하는 코어(21)의 폭보다 길게 돌출되도록 오버행부(32)가 형성되고 상기 고정자(20)를 구성하는 코어(21)의 양측에 권선 코일(22)이 돌출되도록 위치하게 된다. 그리고 상기 회전자(30)의 오버행부(32)와 고정자(20)의 권선 코일(22)사이에 위치하는 서포터(51)의 단부에 홀 센서(50)가 장착된다. 상기 홀 센서(50)는 회전자(30)가 고속으로 회전하게 되면 회전자(30)를 구성하는 오버행부(32) 내부에 위치하는 영구자석(31)의 위치를 감지함에 의해 회전자(30)의 위치를 감지하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 회전자(30)의 위치를 감지하는 구조는 홀 센서(50)가 장착되는 서포터(51)가 회전자(30)의 오버행부(32) 부분에 위치하도록 소정의 길이를 갖는 디귿자 형태로 형성되어 있어 회전자(30)가 고속으로 회전할 때 회전자(30)의 회전력에 의해 홀 센서(50)의 지지가 불안정하여 홀 센서(50)와 회전자(30)가 접촉되어 파손될 위험성이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서를 안전하게 설치할 뿐만 아니라 회전자의 초고속 회전시 회전자의 위치감지에 대한 안정성을 확보할 수 있도록 한 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 비엘비시 모터의 회전자 위치감지장치가 구비된 비엘디시 모터의 정단면도,

도 2는 본 발명의 비엘비시 모터의 회전자 위치감지장치가 구비된 비엘디시 모터의 정단면도,

도 3a,3b는 본 발명의 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치를 구성하는 위치감지용 디스크의 측단면도 및 정면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10 ; 모터 케이싱 20 ; 고정자

30 ; 회전자 31 ; 영구자석

40 ; 모터축 50 ; 홀 센서

60 ; 위치감지용 디스크 70 ; 지지부재

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 모터 케이싱의 내부에 장착되는 고정자의 내부에 삽입되어 회전하는 회전자에 압입되는 모터축과, 일정 두께를 갖는 원판형에 상기 회전자내부에 삽입된 영구자석과 상응하도록 마그네트가 결합되어 상기 모터축에 고정되는 위치감지용 디스크와, 상기 위치감지용 디스크의 측부에 위치하도록 상기 모터 케이싱에 고정 결합되는 지지부재와, 상기 지지부재에 결합되어 회전자와 함께 회전하는 위치감지용 디스크를 감지함에 의해 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치의 일예를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치는 먼저 소정의 내부 공간을 갖도록 형성된 모터 케이싱(10)의 내부에 고정자(20)가 고정 결합된다. 상기 고정자(20)는 원통형으로 형성된 코어(21)와 상기 코어(21)에 권선되는 권선 코일(22)을 포함하여 구성되며 상기 코어(21)가 모터 케이싱(10)내부에 고정 결합된다.

그리고 상기 회전자(30)는 원통형으로 형성되며 그 내부에 영구자석(31)이 삽입되어 이루어지고 그 회전자(30)는 상기 고정자(20)의 내부에 회전 가능하도록 삽입되어 결합된다. 그리고 상기 회전자(30)의 가운데 소정의 길이를 갖는 모터축(40)이 압입되며, 그 모터축(40)은 회전자(30)의 회전력을 다른 시스템에 전달하게 된다.

그리고 상기 위치감지용 디스크(60)는, 도 3a, 3b에 도시한 바와 같이, 일정 두께를 갖는 원판 형태로 형성되며 그 내부에 복수개의 삽입공(61a)이 형성되어 상기 모터축(40)에 고정되는 회전체(61)와, 상기 회전체의 삽입공(61a)에 각각 삽입되는 마그네트(62)와, 상기 회전체(61)에 결합되어 상기 마그네트(62)의 자로를 형성하는 백요크(63)로 구성된다. 상기 회전체(61)에 형성되는 삽입공(61a)은 회전자(30)에 삽입된 영구자석(31)의 위치와 상응하도록 형성된다. 그리고 상기 삽입공(61a)을 공유하는 일정 깊이를 갖는 링 형태의 백요크홈(61b)이 형성되고 상기 백요크(63)는 상기 백요크홈(61b)의 깊이와 상응하는 두께로 형성됨과 아울러 그 백요크홈(61b)의 형상과 상응하도록 링 형태로 형성된다. 상기 회전체(61)는 알루미늄으로 형성됨이 바람직하다.

상기 지지부재(70)는 소정의 길이를 갖도록 형성되며 그 일측이 상기 위치감지용 디스크(60)의 측부에 위치하도록 상기 모터 케이싱(10)에 고정 결합된다. 그리고 상기 지지부재(70)의 단부에 홀 센서(50)가 장착되며 상기 홀 센서(50)는 위치감지용 디스크(60)를 구성하는 마그네트(62)의 측부에 위치하도록 장착된다.

이하, 본 발명의 비엘디시 모터 회전자 위치감지장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 위치감지용 디스크(60)에 결합된 마그네트(62)의 위치를 홀 센서(50)가 감지함과 동시에 그에 상응하는 전류를 고정자(20)의 권선 코일(22)에 인가하게 된다. 상기 권선 코일(22)에 흐르는 전류와 회전자(30)를 구성하는 영구자석(31)의 상호작용에 의해 회전자(30)가 회전하게 되며 상기 회전자(30)의 회전에 의해 회전자(30)에 압입된 모터축(40)이 회전자(30)와 함께 회전하게 된다. 이와 동시에 모터축(40)과 함께 고속 회전하는 위치감지용 디스크(60)의 마그네트(62) 위치를 홀 센서(50)가 지속적으로 감지하면서 그에 상응하는 전류를 번갈아 인가하게 되면서 회전자(30)가 지속적으로 회전하게 된다. 상기 회전자(30)의 회전력은 그에 압입된 모터축(40)을 통해 다른 시스템에 전달된다.

본 발명은 모터축(40)에 별도의 위치감지용 디스크(60)를 고정 결합하게 되므로 위치감지용 디스크(60)의 설치 공간에 대한 제약이 없으며 또한 홀 센서(50)가 장착되는 지지부재(70)를 짧고 간단하게 구성하게 되어 회전자(30)가 고속으로 회전할 때 회전자(30)의 회전력에 의해 변형 발생이 억제되어 홀 센서(50)가 다른 부품과 접촉되는 것을 방지하게 된다. 즉, 종래에는 회전자(30)의 영구자석(31) 위치를 감지하기 위하여 회전자(30)의 오버행부(33)와 권선 코일(22)사이에 홀 센서(50)를 위치시키기 위해 서포터(51)의 형상을 길게 형성하고 그 단부에 장착하게 되므로 회전자(30)의 고속 회전시 그 회전력에 의해 홀 센서(50)가 다른 부품과 접촉되어 파손될 우려가 있으나 본 발명은 홀 센서(50)가 장착되는 지지부재(70)가 짧게 되므로 고정 결합상태가 견고하게 된다. 그리고 상기 회전자(30)에 삽입되는 영구자석(31)과 상응하도록 마그네트(62)가 결합된 별도의 위치감지용 디스크(60)를 위치를 홀 센서(50)가 감지함에 의해 회전자(30)의 위치를 감지하게 되므로 회전자(30)가 초고속으로 회전할 경우 그 위치감지의 안정성을 높이게 된다.

그리고 위치감지용 디스크(60)에 삽입되는 마그네트(62)의 숫자를 적절하게 조절함에 의해 회전자(30)의 극수에 따라 가변적으로 대응이 가능하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치는 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서를 안전하게 설치할 뿐만 아니라 회전자의 초고속 회전시 회전자의 위치감지에 대한 안정성을 확보하게 됨으로써 부품의 파손을 방지하게 되어 시스템의 안전성을 높이고 아울러 속도 감지를 정확하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

모터 케이싱의 내부에 장착되는 고정자의 내부에 삽입되어 회전하는 회전자에 압입되는 모터축과, 일정 두께를 갖는 원판형에 상기 회전자내부에 삽입된 영구자석과 상응하도록 마그네트가 결합되어 상기 모터축에 고정되는 위치감지용 디스크와, 상기 위치감지용 디스크의 측부에 위치하도록 상기 모터 케이싱에 고정 결합되는 지지부재와, 상기 지지부재에 결합되어 회전자와 함께 회전하는 위치감지용 디스크를 감지함에 의해 회전자의 위치를 감지하는 홀 센서를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 비엘디시 모터의 회전자 위치감지장치.