KR20060091114A - 브러시리스 모터 - Google Patents

Abstract

회전자의 이탈을 방지하기 위하여 모터의 외부를 감싸는 케이스와, 케이스의 내부에 상기 케이스의 내경부를 따라 구비되는 영구자석과, 영구자석의 내측 공간에 구비되는 권선코일과, 권선코일의 중심부에 설치되는 회전축을 구비하되, 브러시리스 모터는 착자시 금속재질인 케이스로 인하여 와전류가 발생하여 영구자석이 미착자되는 것을 방지하기 위하여 케이스의 표면에 와전류 발생 방지구조가 형성되는 것을 특징으로 한다. 영구자석의 착자시 와전류의 발생이 감소되어 영구자석의 미착자 현상이 방지되고 충분히 착자되게 하는 효과가 있으며, 모터의 운전시에도 와전류의 발생에 의한 발열을 감소시켜 모터의 효율을 개선하는 효과가 있다.

Description

브러시리스 모터{Brushless Motor}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 나타낸 사시도이다.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스가 용접되기 전의 모습을 나타낸 평면도이다.

도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스를 도시한 사시도이다.

도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스가 용접되기 전의 모습을 나타낸 평면도이다.

도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스를 도시한 사시도이다.

도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스가 용접되기 전의 모습을 나타낸 평면도이다.

도 4b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스를 도시한 사시도이다.

도 5a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스가 용접되기 전의 모습을 나타낸 평면도이다.

도 5b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스를 도시한 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 케이스 2 : 커버

3 : 리벳 4 : 웨이트 밸런스

5 : 축공 11 : 와전류 발생 방지구조

12, 13 : 슬릿 14, 15 : 홈

본 발명은 브러시리스 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 착자시 영구자석의 미착자를 방지하는 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스에 관한 것이다.

일반적으로 브러시리스 모터는 직류정류자 모터가 정류자와 브러시에 의해 장해가 발생되는 것을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 직류모터와는 반대로 영구자석 계자를 회전자로 하고, 전기자 권선을 고정자로 해서 정류기구를 자극센서와 반도체 스위치로 치환한 모터이다.

종래의 브러시리스 모터는 전류를 공급받아 자기력을 발생시키는 고정자와, 상기 고정자의 내부에 회전 가능하게 설치되어 고정자에서 발생된 자기력에 의해 회전하는 회전자와, 상기 고정자에 공급되는 전류가 회전자의 자극에 맞게 흐르도 록 상기 회전자의 위치를 정확하게 검출하는 회전자 위치 검출수단과, 회전자인 영구자석 계자의 비산을 막기 위하여 모터의 외부를 감싸도록 구비되는 케이스를 포함하여 구비된다.

그런데, 이러한 케이스는 고속회전시 원심력에 의하여 회전자인 영구자석 계자가 이탈되는 것을 방지하기 위한 것이므로 주로 강도가 큰 금속 등으로 형성된다. 이러한 케이스는 직사각형의 금속판을 용접에 의하여 원통형상으로 형성하고 이 내부에 회전자인 영구자석 계자를 압입시켜 구성하는 것으로, 자세한 내용은 대한민국 특허출원 10-1999-0001884에 개시되어 있다.

모터는 조립 후 고정자 또는 착자요크를 사용하여 착자를 하여 회전자를 영구자석으로 만들게 되는데, 모터의 케이스가 금속통이므로 착자시 케이스 표면에서 발생하는 와전류(Eddy Current)에 의하여 영구자석이 미착자되거나, 착자가 충분히 되지 않아 모터의 성능을 충분히 발휘할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 이러한 와전류의 발생으로 인하여 모터의 운전시에 열이 발생되고 모터 자체의 효율이 떨어지는 문제점이 발생한다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모터의 금속 케이스의 표면에 와전류 발생을 방지하기 위한 슬릿이나 홀을 복수개 형성하여 영구자석 착자시 미착자현상을 방지하고, 모터 운전시에도 와전류에 의하여 열이 발생하는 것을 방지하여 효율을 개선한 브러시리스 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 브러시리스 모터는, 회전자의 이탈을 방지하기 위하여 모터의 외부를 감싸는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 상기 케이스의 내경부를 따라 구비되는 영구자석과, 상기 영구자석의 내측 공간에 구비되는 권선코일과, 상기 권선코일의 중심부에 설치되는 회전축을 구비하되, 상기 브러시리스 모터는 착자시 금속재질인 상기 케이스로 인하여 와전류가 발생하여 영구자석이 미착자되는 것을 방지하기 위하여 상기 케이스의 표면에 와전류 발생 방지구조가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 와전류 발생 방지구조는 슬릿으로 구비되되, 상기 케이스의 표면에 일정한 간격을 가지고 수직방향으로 형성되며 상기 케이스의 강도를 유지하기 위하여 복수개의 단으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 와전류 발생 방지구조는 슬릿으로 구비되되, 상기 슬릿은 상기 케이스의 표면에 일정한 간격을 가지고 수직방향으로 형성되며 상기 슬릿은 복수개의 단으로 형성되어 각 단들이 서로 어긋나게 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 와전류 발생 방지구조는 홈으로 구비되되, 상기 홈은 상기 케이스의 표면에 일정한 간격을 가지고 수직방향으로 형성되며 복수개의 단으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 와전류 발생 방지구조는 홈으로 구비되되, 상기 홈은 상기 케이스의 표면에 일정한 간격을 가지고 수직방향으로 형성되며 상기 홈은 복수개의 단으로 형성되어 각 단들이 서로 어긋나게 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 나타낸 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 브러시리스 모터는 외관을 형성하는 원통형상의 금속 케이스(1) 내부에 영구자석(6)이 케이스(1)의 내주부를 따라 설치된다. 영구자석(6)은 도1과 같이 일체형으로 설치될 수도 있으며, 2개 또는 4개의 부분으로 나뉘어 설치될 수도 있다. 케이스(1)는 금속판을 용접하여 원통형태로 만든 것으로서 영구자석(6)을 케이스(1)의 내부에 상온압입하고 케이스의 단부를 절곡시켜 영구자석(6)에 밀착시켜 영구자석(6)이 회전시 이탈하는 것을 방지하게 된다.

이렇게 조립된 모터는 영구자석(6)을 착자시켜야 모터의 기능을 수행할 수 있다. 이 때 고정자 또는 착자요크를 이용하여 영구자석을 착자하는 경우에 케이스(1)는 금속통이므로 금속통에 자속이 통과할 때 도체 내의 자속이 변화하면 도체 내부에 자속의 방향과 수직하는 평면에서 원형의 전류 즉 와전류가 발생하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 케이스(1)는 이를 방지하기 위하여 케이스(1)의 표면에 와전류 발생 방지구조(11)를 구비하고 있다. 본 발명의 실시예에 따른 와전류 발생 방지구조(11)는 상하 2개의 단으로 형성되며 케이스(1)의 각 단들의 중간에 해당하는 부분은 케이스(1)의 강도를 유지하기 위하여 와전류 발생 방지구조(11)가 형성되지 않는다.

이러한 영구자석(6)의 상부와 하부에는 영구자석(6) 이탈을 방지하기 위한 커버(2-하부커버 미도시)가 설치되고 리벳(3)을 이용하여 이를 고정시킨다. 상부 커버(2)의 일측 또는 양측에는 회전시 편심되는 것을 방지하기 위한 웨이트 밸런스(weight balance)(4)가 구비되는 경우도 있다. 커버(2)의 중앙에는 축을 삽입하기 위한 축공(5)이 형성된다.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스가 용접되기 전의 모습을 나타낸 평면도이며, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스를 도시한 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 케이스(1)는 원통형으로 용접하기 전의 금속판(1)에 와전류 발생 방지구조(11)로서 슬릿(12)을 형성하는 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 슬릿(12)은 케이스(1)의 표면에 상단과 하단 모두 2단의 슬릿을 형성하는 것이다. 이러한 슬릿(12)이 2단으로 형성되는 이유는 슬릿(12)이 1개의 단으로 형성되어 케이스(1)의 높이의 대부분에 걸쳐 형성되면 강도가 약해져서 모터의 회전시 영구자석(도1의 6참조)을 지지할 수 없기 때문이다.

본 발명의 실시예에 따른 슬릿(12)은 상단과 하단이 일직선 상에 구비된다. 이러한 슬릿(12)은 형성하기가 용이하면서도 영구자석(도1의 6참조)의 착자시에 발생하는 와전류나, 모터 운전시 발생하는 와전류를 방지할 수 있는 효과가 있다. 모터 전체의 크기가 작은 핑거 모터 등에서 더욱 유용한 슬릿(12)의 형상이 될 것이다.

도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스가 용접되기 전의 모습을 나타낸 평면도이며, 도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스를 도시한 사시도이다.

슬릿(13)이 상하로 형성되는 것은 본 발명에 따른 실시예와 유사하지만, 슬릿(13)의 상단과 하단이 서로 어긋나게 형성되는 것이 본 발명에 따른 실시예와는 다른 점이다. 이러한 슬릿(13)은 케이스(1)의 높이방향으로 중간부에 해당하는 두께가 본 발명에 따른 실시예의 그것보다 크기 때문에 케이스(1)가 더 높은 강도를 필요로 하는 경우에 적합할 것이다.

도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스가 용접되기 전의 모습을 나타낸 평면도이며, 도 4b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스를 도시한 사시도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 와전류 발생 방지구조(11)는 홈으로 형성된다. 이러한 홈구조는 슬릿과 마찬가지로 금속통인 케이스(1)에 발생하는 와전류를 자속을 투과할 수 있도록 하여 방지하는 구조이다. 홈은 슬릿보다 개구된 두께가 더 넓으므로 와전류의 발생이 특히 문제가 되는 데 사용되는 모터나 액츄에이터에서 사용되면 좋을 것이다. 또한, 모터 자체의 크기가 비교적 큰 경우에도 슬릿보다는 홈 구조를 사용하는 것이 자속의 투과면적이 증가되어 바람직할 것이다.

홈(14)은 케이스(1)의 표면에 일정한 간격을 가지고 수직방향으로 형성된다. 이러한 간격이나 홈의 두께, 길이 등을 모터의 특성에 따라 결정될 것이다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 홈은 상하 2단으로 형성되어 케이스(1)의 높이 방향의 중간부분이 모터의 회전시 영구자석(도1의 6참조)을 지지하게 된다. 제3 실시예에 따른 홈은 상하단이 모두 같은 간격을 가지고 형성된다.

도 5a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스가 용접되기 전의 모습을 나타낸 평면도이며, 도 5b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 브러시리스 모터의 외관을 형성하는 케이스를 도시한 사시도이다.

홈(15)이 상하로 형성되는 것은 본 발명에 따른 제3 실시예와 유사하지만, 홈(15)의 상단과 하단이 서로 어긋나게 형성되는 것이 본 발명에 따른 제3 실시예와는 다른 점이다. 이러한 홈(15)은 케이스(1)의 높이방향으로 중간부에 해당하는 두께가 본 발명에 따른 제3 실시예의 그것보다 크기 때문에 케이스(1)가 더 높은 강도를 필요로 하는 경우에 적합할 것이다.

이하에서 본 발명의 실시예에 따른 브러시리스 모터의 동작과 작용효과를 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 케이스(1)를 형성하기 위한 금속판(1)에 슬릿(12, 13)이나 홈(14, 15)을 형성한다. 이들은 케이스(1)의 강도가 약해지지 않도록 하기 위하여 높이 방향의 중간부분을 제외한 부분에 상하 2단으로 형성된다. 이들은 2단이 아닌 복수개의 단으로 형성될 수도 있다. 이러한 슬릿(12, 13)이나 홈(14, 15)은 수직방향으로 형성되되 일정한 간격을 가지고 형성되며, 각 단들이 서로 엇갈리도록 형성될 수도 있다.

이렇게 슬릿(12, 13)이나 홈(14, 15)이 형성된 금속판(1)은 용접에 의하여 원통형상의 케이스(1)로 만들어진다. 케이스(1)의 내부에는 영구자석(6)이 상온압입되며 그 내부에 권선코일(미도시)과 회전축(미도시)이 구비된다. 이러한 케이스(1)의 상부와 하부에는 커버(2)가 놓여지고 케이스(1)의 나머지 부분이 절곡되어 커버(2)를 덮으면서 영구자석(6)과 다른 부품들을 고정시키게 된다. 커버(2)는 상부에서 리벳(3)으로 견고하게 고정된다. 또한, 무게로 인한 편심현상 등을 방지하기 위 하여 웨이트 밸런스(4)가 커버(2) 상에 설치되는 경우도 있다.

이렇게 모터가 조립되면, 모터를 착자 요크 위에 올려놓고 전원을 연결하여 모터의 내부에 구비된 영구자석(6)을 착자시키게 된다. 본 발명의 실시예들에 따른 모터는 케이스(1)의 표면에 슬릿(12, 13) 이나 홈(14, 15)이 형성되어 착자시 와전류의 발생이 방지되어 영구자석(6)이 완전하게 착자되게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 브러시리스 모터는 영구자석의 착자시 와전류의 발생이 감소되어 영구자석의 미착자 현상이 방지되고 충분히 착자되게 하는 효과가 있다.

또한, 모터의 운전시에도 와전류의 발생에 의한 발열을 감소시켜 모터의 효율을 개선하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 회전자의 이탈을 방지하기 위하여 모터의 외부를 감싸는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 상기 케이스의 내경부를 따라 구비되는 영구자석과, 상기 영구자석의 내측 공간에 구비되는 권선코일과, 상기 권선코일의 중심부에 설치되는 회전축을 구비하는 브러시리스 모터에 있어서, 상기 브러시리스 모터는 착자시 금속재질인 상기 케이스로 인하여 와전류가 발생하여 영구자석이 미착자되는 것을 방지하기 위하여 상기 케이스의 표면에 와전류 발생 방지구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터.
2. 제1항에 있어서, 상기 와전류 발생 방지구조는 슬릿으로 구비되되, 상기 케이스의 표면에 일정한 간격을 가지고 수직방향으로 형성되며 상기 케이스의 강도를 유지하기 위하여 복수개의 단으로 구비되는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터.
3. 제1항에 있어서, 상기 와전류 발생 방지구조는 슬릿으로 구비되되, 상기 슬릿은 상기 케이스의 표면에 일정한 간격을 가지고 수직방향으로 형성되며 상기 슬릿은 복수개의 단으로 형성되어 각 단들이 서로 어긋나게 구비되는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터.
4. 제1항에 있어서, 상기 와전류 발생 방지구조는 홈으로 구비되되, 상기 홈은 상기 케이스의 표면에 일정한 간격을 가지고 수직방향으로 형성되며 복수개의 단으로 구비되는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터.
5. 제1항에 있어서, 상기 와전류 발생 방지구조는 홈으로 구비되되, 상기 홈은 상기 케이스의 표면에 일정한 간격을 가지고 수직방향으로 형성되며 상기 홈은 복수개의 단으로 형성되어 각 단들이 서로 어긋나게 구비되는 것을 특징으로 하는 브러시리스 모터.

Images