KR101667289B1 - Bldc 모터용 볼베어링의 전식 방지 샤프트 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 BLDC 모터용 볼베어링의 전식 방지 샤프트 구조체에 관한 것으로, 모터 베이스몸체부재에 장착되는 볼베어링의 내주면을 관통하여 회전 가능하게 장착되는 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체로써, 상기 볼베어링을 관통하여 장착되는 샤프트 몸체부의 외주면에서 상기 볼베어링과 겹쳐지는 부분에 절연홈부가 형성되고, 상기 절연홈부에 상기 볼베어링을 절연시키는 절연부재가 구비됨으로써 BLDC 모터의 샤프트가 회전자와 함께 고속 회전하면서 샤프트의 외주면에 형성되는 유도전하가 볼베어링으로 전달되지 않도록 절연시켜 베어링의 전식을 방지하여 베어링의 내구성을 향상시킨다.

Description

BLDC 모터용 볼베어링의 전식 방지 샤프트 구조체{BLDC MORTOR SHAFT STRUCTURE OF BALL BEARING PREVENTING ELECTRIC CORROSION}

본 발명은 BLDC 모터용 볼베어링의 전식 방지 샤프트 구조체에 관한 것으로 더 상세하게는 BLDC 모터의 회전자에 발생하는 서지전압에 의한 유도전하가 볼베어링에 전달되지 않도록 절연시켜 볼베어링의 전식을 방지하는 BLDC 모터용 볼베어링의 전식 방지 샤프트 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 전기 에너지를 공급받아 기계적 에너지로 변환시켜서 회전력을 발생시켜 출력하는 장치이다.

상기 모터 중 DC 모터는 통상 정류자와 브러쉬의 접촉에 의해서 코일에 전류를 흐르게 함과 동시에 정류시키는 기능을 하지만, 브러쉬가 마모되는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 브러쉬를 사용하지 않는 BL(Brushless)DC 모터가 개발되었다.

상기 BLDC 모터는 토크가 크고 안정적인 제어가 가능하고, 신속성을 도모할 수 있기 때문에 근래 광범위하게 사용되고 있다.

상기 BLDC 모터는 회전자인 로터(rotor)의 위치에 따라서 각각 내전형 및 외전형 BLDC 모터로 구분된다.

내전형 BLDC 모터는 외전형 BLDC 모터에 비하여 로터의 외경이 작아지므로 관성 모멘트를 작게 할 수 있어 속응이 요구되는 용도에 적합하지만, 영구자석의 기계적 강도나 로터와의 접착 강도의 제한 때문에 고속 회전이 어렵고, 반면 외전형 BLDC 모터의 경우는 로터의 외경이 커서 관성 모멘트가 크지만 로터의 안쪽에 영구자석을 부착할 수 있어 고속용으로 적합하다는 특징이 있다.

도 1에는 종래 기술에 의한 일반적인 BLDC 모터의 단면도가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 BLDC 모터(10)는, 회전축을 이루는 샤프트(11)와, 상기 샤프트(11)가 중앙을 관통하도록 구비하여 상기 샤프트를 축으로 회전하며 자계를 형성하기 위한 영구자석(16a)이 구비되어 있는 로터(16)와, 상기 영구자석(16a)으로부터 이격되도록 구비되며, 영구자석(16a)에 의한 자계와의 상호작용에 의해 토크를 발생시키는 코일(미도시)이 권취되어 있는 스테이터(stator core)(15)와, 상기 스테이터(15)의 내부 중공부에 삽입 장착되는 베어링 브라켓(14)과, 내륜(13b)이 상기 샤프트(11)에 외삽되고, 외륜(13c)이 상기 베어링 브라켓(14)에 내삽되어서 샤프트(11)의 회전을 수행하는 볼베어링(13)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 샤프트(11)는 볼베어링(13)을 매개로 회전 가능하게 설치되고 로터(16) 중심에 고정됨으로써 로터(16)와 함께 회전하고, 로터(16)는 내부에는 N극과 S극이 교대로 자화된 영구자석(16a)이 설치된다.

또한, 코일(미도시)에 전류를 인가하는 구동회로 및 영구자석(16a)의 자극을 감지하는 홀센서(Hall sensor) 등의 자극검출소자가 설치된 제어기판(미도시)이 하우징 내부에 구비된다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래 기술에 의한 BLDC 모터(10)는, 제어기판의 구동회로에 의해 스테이터(15)에 권선된 코일에 전류가 공급되어 생성된 자속이 코어(15)를 통하여 상측의 영구자석(16a)으로 전달됨으로써 로터(16)는 회전하며, 이때, 제어기판에 설치된 자극검출소자에 의해 검출된 영구자석(16a)의 자극에 대한 신호가 제어기판의 구동회로로 전달되어 코일이 다른 자성을 가지도록 코일에 극성을 달리하는 전원을 공급하여 로터(16)의 계속적인 회전을 가능하도록 한다.

그러나, 상기와 같은 구성을 갖는 종래기술에 의한 BLDC 모터는 다음과 같은 문제점이 있었다.

상기 로터(16)와 함께 샤프트(11)가 고속회전하면 로터(16)의 고속회전에 따라서 발생하는 유도전하가 샤프트(11)의 외주면을 따라서 형성되고, 이렇게 형성되는 유도전하는 볼베어링(13)으로 이동하게 되는데, 이러한 유도 전하의 순간적인 방전(스파크)으로 볼베어링(13) 내의 볼(13a)에 미세한 흡집이 생긴다.

제품 출하시 볼베어링(13) 내부에 있는 볼(13a)은 매우 매끄럽게 가공된 상태인데, 상기와 같은 유도전하의 순간적인 방전으로 인하여 볼베어링(13) 내의 볼(13a)에는 미세한 흠집이 생기고, 유도전하에 의한 순간 방전이 지속적으로 수행되는 경우에는 볼(13a)에 생기는 흠집도 많아지고 크기도 커진다.

이와 같이 볼베어링(13) 내부의 볼(13a)에 흠집이 생기면 샤프트(11)의 고속회전에 의해서 회전하는 볼(13a)이 회전과정에서 내륜(13b) 및 외륜(13c)과의 마찰로 인한 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 볼베어링(13) 내부의 볼(13a)에 흠집이 있는 경우에는 볼베어링(13)의 회전 자체가 원활하게 되지 못하는 경우가 발생하고, 이는 자연히 제품불량 문제로 이어진다.

본 발명의 목적은 BLDC 모터의 샤프트에서 볼베어링이 결합되는 부분을 절연재로 감싸 회전자에 발생하는 서지전압이 베어링을 통해 모터 프레임으로 방전이 되지 않도록 절연시켜 볼베어링의 전식을 방지하는 BLDC 모터용 볼베어링의 전식 방지 샤프트 구조체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 절연부재로 감싸지는 샤프트의 외주면에 다이아몬드형 패턴을 형성하여 절연부재가 샤프트 회전시 샤프트의 길이 방향으로 밀리는 것을 방지함은 물론 회전방향으로 비틀림이 발생하지 않는 BLDC 모터용 볼베어링의 전식 방지 샤프트 구조체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 샤프트 헤더와 볼베어링의 내륜 사이에 절연와셔를 삽입하여 샤프트의 축방향 유격(END-PLAY)을 일정하게 유지할 수 있는 BLDC 모터용 볼베어링의 전식 방지 샤프트 구조체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 샤프트의 단부 측에 절연와셔와 스냅링 사이에 마모방지용 와셔를 삽입함으로써 절연와셔의 마모를 최소화하고 모터의 내구성을 향상시키는 BLDC 모터용 볼베어링의 전식 방지 샤프트 구조체를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체는, 모터 베이스몸체부재에 장착되는 볼베어링의 내주면을 관통하여 회전 가능하게 장착되는 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체로써, 상기 볼베어링을 관통하여 장착되는 샤프트 몸체부, 상기 샤프트 몸체의 일단부 측에 구비되며 회전자와 결합되는 부싱이 장착되는 샤프트 헤더부 및 상기 샤프트 몸체부의 타단부 측에 결합되어 상기 샤프트 몸체부가 모터 베이스 몸체부재에 결합된 상태를 유지시키는 축결합부를 포함하며, 상기 샤프트 몸체부는 상기 볼베어링과 겹쳐지는 부분에 절연홈부가 형성되고, 상기 절연홈부에 상기 볼베어링을 절연시키는 절연부재가 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 절연홈부의 외주면은 다이아몬드 널링(knurling) 가공에 의한 다이아몬드 패턴이 이격되게 다수 돌출될 수 있다.

본 발명에서 상기 절연홈부의 외주면은 제1사선홈이 다수 이격되고, 상기 제1사선홈에 교차하는 제2사선홈이 다수 이격되어 상기 제1사선홈과 상기 제2사선홈에 의해 다수의 다이아몬드 패턴이 돌출될 수 있다.

본 발명에서 상기 샤프트 헤더는 상기 볼베어링의 내륜과 겹쳐지게 상기 샤프트 몸체부의 외측 둘레로 돌출되게 형성되고, 상기 샤프트 헤더와 상기 볼베어링의 내륜 사이에는 상기 샤프트 몸체부에 결합되는 제1절연와셔가 구비될 수 있다.

본 발명에서 상기 축결합부는, 상기 샤프트 몸체부의 타단부 측에 결합되며 상기 볼 베어링과 접촉되는 제2절연와셔, 상기 샤프트 몸체부의 타단부 측에 결합되며 상기 샤프트 몸체부의 축방향 움직임을 멈추게 하는 스냅링 및 상기 샤프트 몸체부의 타단부 측에 결합되고 상기 제2절연와셔와 상기 스냅링 사이에 배치되어 상기 제2절연와셔의 마모를 방지하는 마모방지용 와셔를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 마모방지용 와셔는 금속재질로 형성될 수 있다.

본 발명에서 상기 샤프트 몸체부의 타단부 측에는 상기 스냅링을 결합시킬 수 있는 링결합홈부가 구비될 수 있다.

본 발명은 BLDC 모터의 샤프트가 회전자와 함께 고속 회전하면서 샤프트의 외주면에 형성되는 유도전하가 볼베어링으로 전달되지 않도록 절연시켜 베어링의 전식을 방지하여 베어링의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 절연부재로 감싸지는 샤프트의 외주면에 패턴을 형성하여 절연부재가 샤프트 회전시 샤프트의 길이 방향으로 밀리는 것을 방지함은 물론 회전방향으로 비틀림이 발생하지 않아 절연부재의 내구성을 향상시켜 장기간 안정적으로 베어링을 절연시킬 수 있고 모터의 내구성을 더 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 샤프트 헤더와 베어링의 내륜 사이에 절연와셔를 삽입하여 샤프트의 축방향 유격(END-PLAY)을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 샤프트의 단부 측에 절연와셔와 스냅링 사이에 마모방지용 와셔를 삽입함으로써 절연와셔의 마모를 최소화하고 모터의 내구성을 더 크게 향상시키는효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 BLDC 모터의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체가 적용된 BLDC 모터를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체에서 샤프트의 일 예를 도시한 도면.
도 4는 도 2의 A부를 확대한 도면.
도 5는 도 2의 A부에 대한 본 발명의 비교 예를 확대한 도면.
도 6은 도 2의 B부를 확대한 도면.
도 7은 도 2의 B부에 대한 본 발명의 비교 예를 확대한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체에서 샤프트를 제조하는 방법의 일 예를 도시한 공정도.
도 9는 본 발명에 따른 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체에서 샤프트를 조립하는 예를 도시한 개략도.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체가 적용된 BLDC 모터를 도시한 단면도이다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터는, 샤프트 결합부(210)가 돌설된 모터 베이스몸체부재(200)를 포함한다.

상기 샤프트 결합부(210)는 상기 모터 베이스몸체부재(200)의 중앙부에 돌출되며, 내부에 길이방향으로 관통된 중공부를 가지는 것을 일 예로 하며, 상기 중공부 내에 샤프트(100)가 배치된다.

상기 샤프트(100)는 상기 중공부 내에 장착되는 볼베어링(300)에 의해 회전 가능하게 장착된다.

상기 샤프트 결합부(210)의 길이방향 양 측에는 볼베어링(300)이 각각 압입되어 장착되고, 상기 볼베어링(300)은 외륜부(310), 내륜부(320), 상기 외륜부(310)와 상기 내륜부(320) 사이에 개재되는 볼(330)을 포함하는 것을 일 예로 한다.

상기 샤프트 결합부(210)의 길이방향 양 측에는 상기 볼베어링(300)이 안착되어 압입되는 베어링 안착턱(211)이 각각 구비되며, 상기 볼베어링(300)은 상기 외륜부(310)가 상기 베어링 안착턱(211)에 안착되도록 상기 샤프트 결합부(210)의 내주면 즉, 상기 중공부의 내주면에 압입되어 견고하게 장착 고정된다.

상기 샤프트(100)는 상기 중공부 내에서 상기 볼베어링(300)의 내주면 즉, 상기 볼베어링(300)의 내륜부(320)를 관통하여 회전 가능하게 결합된다.

상기 샤프트 결합부(210)의 외측면에는 스테이터 코어(400)가 장착되고, 상기 스테이터 코어(400)와 이격되게 영구자석부(510)를 구비한 회전자(500)가 배치된다.

상기 회전자(500)는 상기 샤프트(100)에 부싱(110)을 통해 결합되며 내측면에 영구자석부(510)가 구비되고, 상기 영구자석부(510)는 상기 스테이터 코어(400)와 이격되어 상기 스테이터 코어(400)와 마주보고 배치된다.

상기 스테이터 코어(400)에 전기전원이 공급되면 상기 회전자(500)가 상기 샤프트(100)를 중심으로 회전하게 되는 것이며, 이러한 작동 구성은 통상의 BLDC 모터와 동일하므로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

상기 샤프트(100)는, 상기 볼베어링(300)을 관통하여 장착되는 샤프트 몸체부(20);

상기 샤프트 몸체부(20)의 일단부 측에 구비되며 회전자(500)와 결합되는 부싱(110)이 장착되는 샤프트 헤더부(30); 및

상기 샤프트 몸체부(20)의 타단부 측에 결합되어 상기 샤프트 몸체부(20)가 모터 베이스 몸체부재에 결합된 상태를 유지시키는 축결합부(40)를 포함한다.

상기 샤프트 몸체부(20)는 상기 볼베어링(300)에 겹쳐지는 부분 즉, 상기 볼베어링(300)에 결합되어 상기 볼베어링(300)의 내주면에 접촉되는 부분에 상기 볼베어링(300)을 절연시키는 절연부재(22)가 구비된다.

상기 절연부재(22)는 BLDC 모터의 회전자(500)에 발생하는 서지전압에 의한 유도전하가 볼베어링(300)에 전달되지 않도록 절연시켜 볼베어링(300)의 전식을 방지하다.

상기 샤프트(100)의 타단부 측에서는 상기 볼베어링(300)과 상기 베어링 안착턱(211) 사이에는 스프링 와셔(50)가 구비된다.

도 3은 본 발명에 따른 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체에서 샤프트(100)의 일 예를 도시한 도면로써, 도 3을 참고하면 상기 샤프트 몸체부(20)의 외주면에는 상기 절연부재(22)가 삽입되는 절연홈부(21)가 형성된다. 즉, 상기 샤프트 몸체부(20)는 상기 볼베어링(300)에 겹쳐지는 부분 즉, 상기 볼베어링(300)에 결합되어 상기 볼베어링(300)의 내주면에 접촉되는 부분에 상기 절연홈부(21)가 형성되고 상기 절연홈부(21) 내에 상기 절연부재(22)가 삽입되어 구비된다.

상기 절연부재(22)는 인서트 사출성형에 의해 형성되는 것을 일 예로 한다.

상기 절연홈부(21)의 외주면은 다이아몬드 널링(knurling) 가공에 의한 다이아몬드 패턴(21c)이 이격되게 다수 돌출되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 절연홈부(21)의 외주면은 제1사선홈(21a)이 다수 이격되고, 상기 제1사선홈(21a)에 교차하는 제2사선홈(21b)이 다수 이격되어 상기 제1사선홈(21a)과 상기 제2사선홈(21b)에 의해 다수의 다이아몬드 패턴(21c)이 돌출 형성되는 것이다.

다이아몬드 널링(knurling) 가공에 의해 상기 절연홈부(21)의 외주면에 이격되게 돌출되는 다수의 다이아몬드 패턴(21c)은, 상기 절연부재(22)의 내부로 삽입되어 상기 샤프트 몸체부(20)의 회전시 상기 샤프트 몸체부(20)의 길이 방향으로 상기 절연부재(22)가 밀리는 것을 방지한다.

또한, 상기 샤프트 몸체부(20)의 회전 시 상기 샤프트 몸체부(20)의 회전방향으로 상기 절연부재(22)에 비틀림이 발생되는 것을 방지하여 상기 절연부재(22)의 내구성을 크게 향상시킴은 물론 상기 절연부재(22)와 상기 샤프트 몸체부(20)를 견고하게 일체화시켜 상기 절연부재(22)가 상기 샤프트 몸체부(20)와 별개로 회전되는 것을 방지함으로써 회전력의 손실을 방지한다. 즉, 상기 볼베어링(300)과 접촉되어 상기 볼베어링(300)에 고정되는 상기 절연부재(22)가 상기 샤프트 몸체부(20)와 별도로 회전되는 경우 상기 샤프트(100)의 회전력을 저하시키므로 이를 방지하여 상기 샤프트(100)의 회전력의 손실을 방지하는 것이다.

또한, 상기 샤프트 몸체부(20)는 일자형 축형상을 가지며, 상기 샤프트 헤더부(30)는 상기 샤프트 몸체부(20)의 직경보다 큰 직경을 가져 상기 샤프트 몸체부(20)의 외측 둘레로 돌출되게 형성된다.

상기 샤프트 몸체부(20)의 타단부에는 후술될 스냅링(42)을 결합시킬 수 있는 링결합홈부(23)가 구비된다.

도 4는 도 2의 A부를 확대한 도면으로 도 4를 참고하면, 상기 샤프트 헤더부(30)는 상기 볼베어링(300)의 내륜과 겹쳐지게 상기 샤프트 몸체부(20)의 외측 둘레로 돌출되게 형성되고, 상기 샤프트 헤더부(30)와 상기 볼베어링(300)의 내륜 사이에는 상기 샤프트 몸체부(20)에 결합되는 제1절연와셔(31)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 제1절연와셔(31)의 중공으로는 상기 샤프트 몸체부(20)가 관통되어 결합되며, 상기 제1절연와셔(31)는 상기 중공을 통해 상기 샤프트 몸체부(20)의 일단부 측에 결합된 후 상기 샤프트 몸체부(20)의 일단부 측에 구비된 상기 볼베어링(300)의 내륜과 상기 샤프트 헤더부(30)의 사이에 개재되는 것이다.

즉, 상기 제1절연와셔(31)는 상기 볼베어링(300)을 절연시킴은 물론 상기 샤프트 헤더부(30)와 상기 볼베어링(300)의 내륜 사이에 개재되어 상기 샤프트(100)의 축방향 유격(END-PLAY)을 일정하게 유지할 수 있는 것이다.

도 5는 도 2의 A부에 대한 본 발명의 비교 예를 확대한 도면으로 도 5를 참고하면 상기 샤프트 헤더부(30)는 상기 샤프트 몸체부(20)와 동일한 외경으로 형성되고, 상기 샤프트 헤더부(30)에 결합된 부싱(110)과 상기 베어링 사이에 상기 제1절연와셔(31)가 개재되는 경우 샤프트(100)의 축방향 유격(END-PLAY)을 일정하게 유지할 수 없는 문제점이 있는 것이다.

도 6은 도 2의 B부를 확대한 도면으로, 도 6을 참고하면, 상기 축결합부(40)는, 상기 샤프트 몸체부(20)의 타단부 측에 결합되며 상기 볼 베어링과 접촉되는 제2절연와셔(41),

상기 샤프트 몸체부(20)의 타단부 측에 결합되며 상기 샤프트 몸체부(20)의 축방향 움직임을 멈추게 하는 스냅링(42); 및

상기 샤프트 몸체부(20)의 타단부 측에 결합되고 상기 제2절연와셔(41)와 상기 스냅링(42) 사이에 배치되어 상기 제2절연와셔(41)의 마모를 방지하는 마모방지용 와셔(43)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 마모방지용 와셔(43)는 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제2절연와셔(41), 상기 마모방지용 와셔(43), 상기 스냅링(42)은 순차적으로 상기 샤프트 몸체부(20)에 결합되어 상기 샤프트 몸체부(20)의 축방향 이동을 제한하는 것이다.

또한, 상기 스냅링(42)은 상기 샤프트 몸체부(20)의 타단부 측에 구비된 링결합홈부(23)에 끼워져 결합되어 상기 제2절연와셔(41), 상기 마모방지용 와셔(43)의 위치를 고정한다.

상기 마모방지용 와셔(43)는 상기 제2절연와셔(41)와 상기 스냅링(42) 사이에 삽입되어 모터 작동 시 부하의 불균형(Unbalance)에 의한 상기 샤프트 몸체부(20)의 회전으로 상기 스냅링(42)에 의해 상기 제2절연와셔(41)가 마모되는 현상을 방지할 수 있는 것이다.

도 7은 도 2의 B부에 대한 본 발명의 비교 예를 확대한 도면으로, 상기 축결합부(40)가, 상기 샤프트 몸체부(20)의 타단부 측에 결합되며 상기 볼 베어링과 접촉되는 제2절연와셔(41), 상기 샤프트 몸체부(20)의 타단부 측에 결합되며 상기 샤프트 몸체부(20)의 축방향 움직임을 멈추게 하는 스냅링(42)으로만 구성되는 경우를 도시하고 있다.

이 경우 상기 스냅링(42)이 상기 제2절연와셔(41)에 직접적으로 접촉되어 모터 작동 시 부하의 불균형(Unbalance)에 의한 상기 샤프트 몸체부(20)의 회전으로 상기 스냅링(42)에 의해 상기 제2절연와셔(41)가 마모되는 현상이 발생되는 것이다.

상기 제1절연와셔(31)와 상기 제2절연와셔(41)는 상기 샤프트 몸체부(20)가 회전자(500)와 함께 고속 회전하면서 상기 샤프트 몸체부(20)의 외주면에 형성되는 유도전하가 상기 볼베어링(300)으로 전달되는 것을 차단한다.

한편, 도 8은 본 발명에 따른 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체에서 샤프트를 제조하는 방법의 일 예를 도시한 공정도로써 도 8을 참고하면 상기 샤프트(100)는 샤프트 몸체부(20)를 준비하는 단계(S100); 상기 샤프트 몸체부(20)의 외주면에서 상기 볼베어링(300)과 겹쳐지는 부분을 절삭하여 절연홈부(21)를 가공하는 단계(S200); 상기 절연홈부(21)의 외주면을 다이아몬드 널링(knurling) 가공하는 단계(S300); 상기 절연홈에 절연재를 채워 절연부재(22)를 형성하는 인서츠 사출성형 단계(S400)를 포함한다.

또한, 상기 인서트 사출성형 단계(S400) 후 상기 샤프트 몸체부(20)의 외경치수를 맞추는 정삭가공 단계(S500), 정삭가공된 상기 샤프트 몸체부(20)의 표면을 연마하는 단계(S600)를 더 포함할 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체에서 샤프트를 조립하는 예를 도시한 개략도로써, 상기 샤프트(100)는 상기 샤프트 헤드부를 상기 부싱(110)에 압입을 한 후 상기 샤프트 몸체부(20)에 상기 제1절연와셔(31)를 삽입하고 상기 볼베어링(300)을 압입한 후 스테이터 코일이 고정된 모터 베이스몸체부재(200)의 상기 샤프트 결합부(210)에 상기 볼베어링(300)의 외륜부(310)를 삽입 결합한 후 탄성이 있는 스프링 와셔(50)와 볼베어링(300)을 상기 샤프트 결합부(210)에서 상기 샤프트 몸체부(20)의 타단부 측에 인접한 부분에 차례로 삽입하고 상기 볼베어링(300)을 체결한 후 상기 샤프트 몸체부(20)의 타단부 측에 제2절연와셔(41), 상기 마모방지용 와셔(43), 상기 스냅링(42)을 차례로 결합하고, 상기 스냅링(42)은 상기 링결합홈부(23)에 결합시켜 체결함으로써 상기 샤프트 몸체부(20)의 축방향 이동을 제한하고, 상기 샤프트 몸체부(20)와 상기 볼베어링(300)의 분리를 방지하게 된다.

본 발명은 모터 작동 중 상기 샤프트(100)의 외주면에 형성되는 유도전하가 상기 볼베어링(300)으로 전달되지 않도록 상기 절연부재(22), 상기 제1절연와셔(31) 및 상기 제2절연와셔(41)로 절연시켜 베어링의 전식을 방지하여 베어링의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 절연부재(22)로 감싸지는 샤프트(100)의 외주면에 패턴을 형성하여 절연부재(22)가 샤프트(100) 회전시 샤프트(100)의 길이 방향으로 밀리는 것을 방지함은 물론 회전방향으로 비틀림이 발생하지 않아 절연부재(22)의 내구성을 향상시켜 장기간 안정적으로 베어링을 절연시킬 수 있고 모터의 내구성을 더 향상시킨다.

본 발명은 샤프트 헤더부(30)와 베어링의 내륜 사이에 절연와셔를 삽입하여 샤프트(100)의 축방향 유격(END-PLAY)을 일정하게 유지할 수 있다.

본 발명은 샤프트(100)의 단부 측에 절연와셔와 스냅링(42) 사이에 마모방지용 와셔(43)를 삽입함으로써 절연와셔의 마모를 최소화하고 모터의 내구성을 더 크게 향상시킨다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

20 : 샤프트 몸체부 21 : 절연홈부
21a : 제1사선홈 21b : 제2사선홈
21c : 다이아몬드 패턴 22 : 절연부재
23 : 링결합홈부 30 : 샤프트 헤더부
31 : 제1절연와셔 40 : 축결합부
41 : 제2절연와셔 42 : 스냅링
43 : 마모방지용 와셔 100 : 샤프트
110 : 부싱 200 : 모터 베이스몸체부재
210 : 샤프트 결합부 211 : 베어링 안착턱
300 : 볼베어링 310 : 외륜부
320 : 내륜부 330 : 볼
400 : 스테이터 코어 500 : 회전자
510 : 영구자석부

Claims (7)

1. 모터 베이스몸체부재에 장착되는 볼베어링의 내주면을 관통하여 회전 가능하게 장착되는 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체로써, 상기 볼베어링을 관통하여 장착되는 샤프트 몸체부;
   상기 샤프트 몸체의 일단부 측에 구비되며 회전자와 결합되는 부싱이 장착되는 샤프트 헤더부; 및
   상기 샤프트 몸체부의 타단부 측에 결합되어 상기 샤프트 몸체부가 모터 베이스 몸체부재에 결합된 상태를 유지시키는 축결합부를 포함하며,
   상기 샤프트 몸체부는 상기 볼베어링과 겹쳐지는 부분에 절연홈부가 형성되고, 상기 절연홈부에 상기 볼베어링을 절연시키는 절연부재가 구비되며,
   상기 샤프트 헤더는 상기 볼베어링의 내륜과 겹쳐지게 상기 샤프트 몸체부의 외측 둘레로 돌출되게 형성되고, 상기 샤프트 헤더와 상기 볼베어링의 내륜 사이에는 상기 샤프트 몸체부에 결합되는 제1절연와셔가 구비되며,
   상기 축결합부는, 상기 샤프트 몸체부의 타단부 측에 결합되며 상기 볼베어링과 접촉되는 제2절연와셔; 상기 샤프트 몸체부의 타단부 측에 결합되며 상기 샤프트 몸체부의 축방향 움직임을 멈추게 하는 스냅링; 및 상기 샤프트 몸체부의 타단부 측에 결합되고 상기 제2절연와셔와 상기 스냅링 사이에 배치되어 상기 제2절연와셔의 마모를 방지하는 마모방지용 와셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 절연홈부의 외주면은 다이아몬드 널링(knurling) 가공에 의한 다이아몬드 패턴이 이격되게 다수 돌출되는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 절연홈부의 외주면은 제1사선홈이 다수 이격되고, 상기 제1사선홈에 교차하는 제2사선홈이 다수 이격되어 상기 제1사선홈과 상기 제2사선홈에 의해 다수의 다이아몬드 패턴이 돌출되는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 샤프트 몸체부의 타단부 측에는 상기 스냅링을 결합시킬 수 있는 링결합홈부가 구비되는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 전식 방지 샤프트 구조체.

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