KR20150142575A

KR20150142575A - Brushless motor

Info

Publication number: KR20150142575A
Application number: KR1020140162607A
Authority: KR
Inventors: 유병진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2015-12-22
Also published as: CN105281523A

Abstract

회전축 방향으로 고정자와 회전자가 배치된 브러시리스 모터가 개시된다. 브러시리스 모터는, 회전축을 중심으로 방사형으로 N극과 S극이 교번하여 배치되는 다수의 영구자석이 구비된 회전자; 및 상기 회전축 방향으로 연장되도록 형성되고, 일 단부가 상기 영구자석과 마주보도록 배치되는 다수의 제1 티스부 및 상기 제1 티스부의 길이방향을 따라 권선되는 코일부를 구비하는 고정자; 를 포함한다.Disclosed is a brushless motor in which a stator and a rotor are arranged in a direction of a rotating shaft. A brushless motor includes: a rotor having a plurality of permanent magnets arranged radially with N poles and S poles alternating around a rotation axis; And a stator having a plurality of first teeth portions formed to extend in the direction of the rotation axis and disposed so that one end faces the permanent magnet, and a coil portion wound along a longitudinal direction of the first tooth portion; .

Description

[0001] Brushless motor [0002]

본 발명은 고정자에 버니어 구조체가 적용된 브러시리스 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a brushless motor to which a veneer structure is applied to a stator.

전기 모터는, 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받는 힘을 이용하여 전기에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치를 말하며, 산업 전반에 걸쳐 다양한 형태로 적용된다. 특히, 회전자에 영구자석을 설치하고, 고정자에 고정자 코어와 권선 코일을 구비함으로써 브러시와 정류자가 필요하지 않도록 된 브러시리스 모터 가 널리 사용되고 있다.An electric motor refers to a device that converts electric energy into mechanical energy by using a force that a current-carrying conductor receives in a magnetic field, and is applied in various forms throughout the industry. Particularly, a brushless motor is widely used in which a permanent magnet is provided in a rotor, and a stator core and a winding coil are provided in the stator so that a brush and a commutator are not required.

회전축 방향으로 부품들이 배치되는 구조물, 예를 들어 촬상장치의 렌즈 또는 렌즈가 탑재되는 경통과 같은 구조물의 구동 시스템에 적용되면서도 구동 시스템의 소형화와 고출력이 동시에 달성될 수 있는 브러시리스 모터가 요구된다.There is a need for a brushless motor capable of simultaneously achieving miniaturization and high output of a drive system while being applied to a structure in which components are arranged in the direction of a rotational axis, for example, a drive system of a structure such as a lens of an image pickup device or a lens barrel on which a lens is mounted.

회전축 방향으로 배치된 구조물을 구동시킬 수 있는 브러시리스 모터 장치를 제공한다. Provided is a brushless motor device capable of driving a structure arranged in the direction of a rotation axis.

더불어, 저속 회전에서 높은 토크가 생성될 수 있는 브러시리스 모터 장치를 제공한다.In addition, there is provided a brushless motor device in which high torque can be generated at low speed rotation.

본 발명의 일 실시예에 따른 브러시리스 모터는, 회전축을 중심으로 원주방향으로 N극과 S극이 교번하여 배치되는 다수의 영구자석이 구비된 회전자; 및 상기 원주방향으로 배열되며 상기 다수의 영구자석과 상기 회전축 방향으로 마주보도록 배치되는 다수의 제1 티스부, 및 상기 다수의 제1 티스부에 대응되는 다수의 코일을 구비하는 고정자; 을 포함할 수 있으며, 상기 다수의 영구자석에 의한 자기 쌍극자수를 Z₂, 상기 다수의 제1 티스부의 개수를 Z₁, 상기 고정자의 자기 쌍극자수를 P라 하면,일 수 있다.A brushless motor according to an embodiment of the present invention includes: a rotor having a plurality of permanent magnets arranged in a circumferential direction around an axis of rotation such that N poles and S poles are alternated; And a plurality of first tooth portions arranged in the circumferential direction and arranged to face the plurality of permanent magnets in the direction of the rotation axis, and a plurality of coils corresponding to the plurality of first tooth portions; It may include, and when the number of magnetic dipole according to the plurality of permanent magnets Z _2, the number of the plurality of first tooth portion Z _1, referred to the number of magnetic dipole of the stator P, may be.

상기 회전자는 상기 다수의 영구자석이 지지되는 중공 형상의 회전자 코어;를 더 포함할 수 있다.The rotor may further include a hollow rotor core in which the plurality of permanent magnets are supported.

상기 고정자는, 상기 다수의 제1 티스부가 지지되는 중공 형상의 제1 고정자 코어;를 더 포함할 수 있다.The stator may further include a hollow first stator core to which the plurality of first teeth portions are supported.

상기 다수의 코일이 상기 다수의 제1 티스부에 권선될 수 있다.The plurality of coils may be wound around the plurality of first tooth portions.

상기 다수의 제1 티스부는 원주방향으로 등간격으로 이격되도록 배치되어, 상기 다수의 제1 티스부 사이에 다수의 제1 슬롯이 형성되며, 상기 다수의 코일은 상기 다수의 제1 슬롯에 대응되도록 상기 고정자 코어에 감길 수 있다.Wherein the plurality of first teeth portions are spaced equidistantly in the circumferential direction so that a plurality of first slots are formed between the plurality of first tooth portions and the plurality of coils are arranged to correspond to the plurality of first slots And wound on the stator core.

상기 다수의 제1 티스부의 일 단부에 각각 연결되어 상기 다수의 영구자석과 상기 회전축 방향으로 마주보도록 배치되는 다수의 제2 티스부;를 더 포함하며, 상기 회전축의 반경 방향에 대한 상기 제2 티스부의 폭이 상기 회전축의 반경 방향에 대한 상기 제1 티스부의 폭 보다 클 수 있다.And a plurality of second teeth portions connected to one ends of the plurality of first teeth portions and disposed to face the plurality of permanent magnets in the direction of the rotation axis, The width of the portion may be larger than the width of the first tooth portion with respect to the radial direction of the rotation shaft.

상기 다수의 제1 티스부와 상기 다수의 제2 티스부 사이에 배치되어 상기 다수의 제2 티스부를 연결하는 중공 형상의 제2 고정자 코어;를 더 포함할 수 있다.And a hollow second stator core disposed between the plurality of first teeth portions and the plurality of second tooth portions and connecting the plurality of second tooth portions.

상기 회전축의 반경 방향에 대한 상기 제2 티스부의 폭이, 상기 회전축의 반경 방향에 대한 상기 제1 티스부의 폭과 상기 제1 티스부에 권선된 상기 코일의 폭의 합보다 크거나 같을 수 있다.The width of the second tooth portion with respect to the radial direction of the rotation shaft may be equal to or greater than the sum of the width of the first tooth portion with respect to the radial direction of the rotation shaft and the width of the coil wound around the first tooth portion.

본 발명의 일 실시예에 따른 브러시리스 모터는, 회전축을 중심으로 원주방향으로 N극과 S극이 교번하여 배치되는 다수의 영구자석이 구비된 회전자; 및 고정자; 를 포함하며, 상기 고정자는, 상기 원주방향으로 배열되며, 상기 회전축 방향으로 연장된 다수의 제1 티스부; 상기 다수의 제1 티스부에 대응되는 다수의 코일; 상기 다수의 제1 티스부 각각으로부터 상기 원주방향으로 연장된 다수의 연결부재; 및 상기 다수의 연결부재 각각에 상기 영구자석과 상기 회전축 방향으로 마주보도록 배치되는 다수의 제3 티스부; 를 포함할 수 있다.A brushless motor according to an embodiment of the present invention includes: a rotor having a plurality of permanent magnets arranged in a circumferential direction around an axis of rotation such that N poles and S poles are alternated; And a stator; Wherein the stator comprises: a plurality of first teeth portions arranged in the circumferential direction and extending in the rotation axis direction; A plurality of coils corresponding to the plurality of first teeth portions; A plurality of connecting members extending in the circumferential direction from each of the plurality of first teeth portions; And a plurality of third tooth portions disposed on each of the plurality of connection members so as to face the permanent magnet in the direction of the rotation axis; . &Lt; / RTI >

상기 영구자석의 자기 쌍극자수를 P_r, 상기 제3 티스부의 쌍극자 수를 N_s, 상기 제1 티스부의 쌍극자수를 P_s라 하면,일 수 있다.When the number of magnetic dipole of the permanent magnet P _r, and the third teeth the number of dipoles N _s, the number of teeth of the first dipole portion P _s portion la, may be.

상기 다수의 영구자석이 지지되는 중공 형상의 회전자 코어;를 더 포함할 수 있다.And a hollow rotor core in which the plurality of permanent magnets are supported.

상기 다수의 코일은 상기 다수의 제1 티스부에 감길 수 있다.The plurality of coils may be wound around the plurality of first teeth portions.

상기 다수의 제1 티스부가 지지되는 중공 형상의 제1 고정자 코어;를 더 포함할 수 있다.And a first stator core having a hollow shape in which the plurality of first teeth portions are supported.

상기 다수의 제1 티스부는 등간격으로 이격되도록 배치되어, 상기 다수의 제1 티스부 사이에 다수의 제1 슬롯이 형성될 수 있다. The plurality of first teeth portions may be spaced apart at equal intervals, and a plurality of first slots may be formed between the plurality of first tooth portions.

상기 다수의 제3 티스부는 등간격으로 이격되도록 배치되어, 상기 다수의 제3 티스부 사이에 다수의 제2 슬롯이 형성될 수 있다.The plurality of third teeth portions may be spaced apart at equal intervals, and a plurality of second slots may be formed between the plurality of third tooth portions.

상기 회전축의 반경 방향에 대한 상기 제3 티스부의 폭이 상기 회전축의 반경 방향에 대한 상기 제1 티스부의 폭 보다 클 수 있다.The width of the third tooth portion with respect to the radial direction of the rotation shaft may be greater than the width of the first tooth portion with respect to the radial direction of the rotation shaft.

상기 다수의 연결부재를 연결하는 중공 형상의 제2 고정자 코어;를 더 포함할 수 있다.And a second stator core having a hollow shape for connecting the plurality of connecting members.

상기 회전축의 반경 방향에 대한 상기 제3 티스부의 폭이, 상기 회전축의 반경 방향에 대한 상기 제1 티스부의 폭과 상기 제1 티스부에 권선된 상기 코일의 폭의 합보다 크거나 같을 수 있다.The width of the third tooth portion with respect to the radial direction of the rotation shaft may be equal to or greater than the sum of the width of the first tooth portion with respect to the radial direction of the rotation shaft and the width of the coil wound around the first tooth portion.

본 발명의 실시예들에 따르면, 브러시리스 모터의 회전자와 고정자가 회전축 방향으로 배치되기 때문에 회전축 방향으로 배치되는 구조물에 대한 구동 시스템을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 전체 구동 시스템을 소형화할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, since the rotor and the stator of the brushless motor are arranged in the direction of the rotation axis, a drive system for a structure arranged in the direction of the rotation axis can be realized and the entire drive system can be downsized.

또한 브러시리스 모터에 버니어 구조를 적용함으로써 저속 회전에서 높은 토크가 발생시킬 수 있다.In addition, by applying a vernier structure to a brushless motor, high torque can be generated at low speed rotation.

또한, 회전축을 중심으로 제한된 반경범위 내에 브러시리스 모터를 배치하면서도, 브러시리스 모터의 토크를 유지하거나 증가시킬 수 있다.Further, it is possible to maintain or increase the torque of the brushless motor, while arranging the brushless motor within a limited radius range around the rotation axis.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브러시리스 모터에 대한 분리 사시도이다.
도 2는 회전자의 일 실시예에 대한 사시도이다.
도 3은 고정자의 일 실시예에 대한 사시도이다.
도 4a는 고정자 코어에 제1 티스부가 배치된 본 발명의 제1 실시예에 따른 브러시리스 모터에 대한 사시도이며, 도 4b는 도 4a에 도시된 브러시리스 모터에 대한 측면도이다. 도 4c는 코일이 권선된 브러시리스 모터의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 브러시리스 모터의 회전자와 고정자에 대한 평면도이다.
도 6a는 고정자가 변형된 본 발명의 제1 실시예에 따른 브러시리스 모터의 분리 사시도이다. 도 6b는 도 6a에 도시된 브러시리스 모터의 조립 사시도이며, 도 6c는 6a에 도시된 브러시리스 모터의 부분 사시도이다.
도 7a는 제1 티스부 및 제3 티스부가 배치된 본 발명의 제2 실시예에 따른 고정자에 대한 사시도이며, 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 브러시리스 모터에 대한 사시도이며, 도 7c는 도 7b에 도시된 브러시리스 모터의 회전자와 고정자에 대한 평면도이다.
도 8a는 고정자가 변형된 본 발명의 제2 실시예에 따른 브러시리스 모터의 분리 사시도이다. 도 8b는 도 8a에 도시된 브러시리스 모터의 조립 사시도이다. 도 8c는 8a에 도시된 브러시리스 모터의 부분 사시도이다.
도 9a는 제1 티스부 및 제3 티스부가 배치된 본 발명의 제3 실시예에 따른 고정자에 대한 사시도이며, 도 9b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 브러시리스 모터에 대한 사시도이고, 도 9c는 도 9b에 도시된 브러시리스 모터의 회전자와 고정자에 대한 평면도이다.1 is an exploded perspective view of a brushless motor according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view of one embodiment of a rotor.
3 is a perspective view of one embodiment of the stator.
FIG. 4A is a perspective view of the brushless motor according to the first embodiment of the present invention in which the first tooth portion is disposed in the stator core, and FIG. 4B is a side view of the brushless motor shown in FIG. 4A. 4C is a perspective view of the brushless motor in which the coil is wound.
5 is a plan view of a rotor and a stator of a brushless motor according to a first embodiment of the present invention.
6A is an exploded perspective view of a brushless motor according to a first embodiment of the present invention in which a stator is modified. FIG. 6B is an assembled perspective view of the brushless motor shown in FIG. 6A, and FIG. 6C is a partial perspective view of the brushless motor shown in FIG. 6A.
FIG. 7A is a perspective view of a stator according to a second embodiment of the present invention in which the first tooth portion and the third tooth portion are disposed, FIG. 7B is a perspective view of the brushless motor according to the second embodiment of the present invention, 7C is a plan view of the rotor and the stator of the brushless motor shown in Fig. 7B.
8A is an exploded perspective view of a brushless motor according to a second embodiment of the present invention in which a stator is modified. 8B is an assembled perspective view of the brushless motor shown in FIG. 8A. 8C is a partial perspective view of the brushless motor shown at 8a.
FIG. 9A is a perspective view of a stator according to a third embodiment of the present invention in which the first tooth portion and the third tooth portion are disposed, FIG. 9B is a perspective view of the brushless motor according to the third embodiment of the present invention, 9c is a plan view of the rotor and the stator of the brushless motor shown in Fig. 9b.

이하에 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가진 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, elements having substantially the same functional configuration in the present specification and drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

도 1은 브러시리스 모터의 일 실시예의 분리 사시도이다. 1 is an exploded perspective view of an embodiment of a brushless motor.

도 1을 참조하면, 브러시리스 모터(10)는 고정자(200)와, 고정자(200)에 대하여 회전되는 회전자(100)를 구비한다. 고정자(200)는 중공 형상의 제1 고정자 코어(210)와, 회전축(Z) 방향으로 연장되고, 제1 고정자 코어(210)의 원주 방향을 따라 배치된 다수의 제1 티스부(teeth)(220)를 구비한다. 다수의 제1 티스부(220)에는 코일(230)이 감긴다.Referring to FIG. 1, the brushless motor 10 includes a stator 200 and a rotor 100 that rotates with respect to the stator 200. The stator 200 includes a hollow first stator core 210 and a plurality of first teeth teeth 222 extending in the direction of the rotation axis Z and disposed along the circumferential direction of the first stator core 210 220). The coil 230 is wound on the plurality of first teeth portions 220.

회전자(100)는, 고정자(200)에 마련된 제1 티스부(220)의 일 단부(221)로부터 에어 갭(400; 도4b 참조)만큼 이격되도록 배치된다. 도 2는 회전자(100)의 일 실시예의 사시도이다. 도 2를 참조하면, 회전자(100)는 회전자 코어(110)와 영구자석(150)을 구비한다. 회전자 코어(110)는 중공 형상의 링 구조로서 마련되며, 회전자 코어(110)는 예를 들어 자성 재료(ferromagnetic material or magnetically permeable material)로 된 다수의 박판, 예를 들어 링 형상의 철판들이 회전축(Z) 방향으로 적층된 형태일 수 있다.The rotor 100 is disposed to be spaced from the one end 221 of the first tooth portion 220 provided in the stator 200 by an air gap 400 (see FIG. 4B). 2 is a perspective view of one embodiment of the rotor 100. FIG. Referring to FIG. 2, the rotor 100 includes a rotor core 110 and a permanent magnet 150. The rotor core 110 is provided as a hollow ring structure, and the rotor core 110 is formed of a plurality of thin plates made of, for example, a magnetic material or a magnetically permeable material, for example, And may be stacked in the direction of the rotation axis (Z).

영구자석(150)은 고정자(200)의 제1 티스부(220)와 마주보는 회전자 코어(110)의 일면에 등간격으로 위치되며, 회전자 코어(110)의 원주방향을 따라 N극과 S극이 교대로 배치된다. 회전자 코어(110)에 영구 자석(150)을 장착하는 방법으로는, 표면 자석형(SPM; Surface Permanent Magnet)과 매입 자석형(IPM; Interier Permanent Magnet)이 있다. 표면 자석형의 경우, 회전자 코어(110)의 외주 표면에 영구 자석(150)이 부착되고, 매입 자석형의 경우, 회전자 코어(110)의 내부에 영구 자석(150)이 매설된다. 매입 자석형은 표면 자석형과 비교하여 영구 자석(150)이 회전자 코어(110)로부터 떨어질 우려가 없고 릴럭턴스 토크를 적극적으로 이용할 수 있다. 매입 자석형은, 예를 들어 에어콘이나 냉장고 등에 사용되는 압축기의 모터 등에 이용될 수 있다.The permanent magnet 150 is disposed at equal intervals on one surface of the rotor core 110 facing the first tooth portion 220 of the stator 200 and has an N pole and a N pole along the circumferential direction of the rotor core 110, S poles are arranged alternately. As a method for mounting the permanent magnet 150 on the rotor core 110, there are a surface permanent magnet (SPM) and an intermagnetic permanent magnet (IPM). In the case of the surface magnet type permanent magnet 150 is attached to the outer circumferential surface of the rotor core 110. In the case of the embedded magnet type permanent magnet 150 is embedded in the rotor core 110. Compared with the surface magnet type permanent magnet type permanent magnet type permanent magnet 150, there is no fear that the permanent magnet 150 will fall from the rotor core 110, and the reluctance torque can be positively utilized. The embedded magnet type can be used, for example, in a motor of a compressor used in an air conditioner or a refrigerator.

도 3은 고정자(200)의 일 실시예의 사시도이다.3 is a perspective view of one embodiment of the stator 200. Fig.

도 3을 참조하면, 고정자(200)는 제1 고정자 코어(210), 제1 티스부(220)와 코일(230)을 구비한다. 제1 고정자 코어(210)는 링 형상의 박형 금속판이 회전축(Z) 방향으로 적층된 형태일 수 있다. 다수의 제1 티스부(220)는, 회전자(100)의 영구 자석(150)과 회전축(Z) 방향으로 마주보는 제1 고정자 코어(210)의 일 면에 제1 고정자 코어(210)의 원주 방향을 따라 등간격으로 이격되도록 배치된다. 인접한 각각의 제1 티스부(220) 사이에는 제1 티스부(220)에 권선되는 코일(230)을 수용하기 위한 요부(凹部)형상의 다수의 제1 슬롯(250) 즉, 코일수용공간이 형성된다. 다수의 제1 슬롯(250)은 제1 고정자 코어(210)의 원주 방향을 따라 등간격으로 이격되도록 배치된다. 즉, 제1 티스부(220)와 제1 슬롯(250)은 원주방향으로 교대로 배열된다.Referring to FIG. 3, the stator 200 includes a first stator core 210, a first tooth portion 220, and a coil 230. The first stator core 210 may have a ring-shaped thin metal plate stacked in the direction of the rotation axis Z. The plurality of first teeth portions 220 are formed on one surface of the first stator core 210 facing the permanent magnet 150 of the rotor 100 in the direction of the rotation axis Z, Are spaced equidistantly along the circumferential direction. A plurality of concave first slots 250 for accommodating the coils 230 wound on the first teeth 220 are formed between adjacent first tooth portions 220. That is, . The plurality of first slots 250 are disposed at equal intervals along the circumferential direction of the first stator core 210. That is, the first tooth portion 220 and the first slot 250 are alternately arranged in the circumferential direction.

코일(230)은, 제1 티스부(220)들 각각에 절연성의 인슐레이터(도시하지 않음)를 사이에 두고 와이어가 권선됨으로써 형성된다. 회전자의 영구자석(150)과 코일(230)이 권선된 제1 티스부(220)의 개수 관계에 대해서는 후술하기로 한다.The coil 230 is formed by winding a wire through an insulator (not shown) on each of the first tooth portions 220. The relationship between the number of the first teeth portions 220 in which the permanent magnets 150 of the rotor and the coils 230 are wound will be described later.

도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 대한 브러시리스모터(10)의 사시도이며, 도 4b는 도 4a에 도시된 브러시리스모터(10)에 대한 부분 측면도이다. 도 4c는 코일(230)이 권선된 브러시리스 모터(10)의 사시도이다.FIG. 4A is a perspective view of the brushless motor 10 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a partial side view of the brushless motor 10 shown in FIG. 4A. 4C is a perspective view of the brushless motor 10 in which the coil 230 is wound.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 회전자(100)와 고정자(200)는, 회전자(100)의 영구자석(150)과 제1 고정자 코어(210)에 배치된 제1 티스부(220)의 일 단부(221)가 회전축(Z) 방향으로 서로 마주보도록 배치된다. 이 때, 회전자(100)의 영구자석(150)과 제1 티스부(220)의 일 단부(221) 사이에는 에어 갭(400)이 형성되어, 회전자(100)와 고정자(200)는 회전축(Z) 방향을 따라 소정의 간격을 사이에 두고 이격되도록 배치된다. 4A and 4B, the rotor 100 and the stator 200 include a permanent magnet 150 of the rotor 100 and a first tooth portion 220 disposed in the first stator core 210. [ Are disposed such that their one ends 221 face each other in the direction of the rotation axis Z. An air gap 400 is formed between the permanent magnet 150 of the rotor 100 and the one end 221 of the first tooth portion 220 so that the rotor 100 and the stator 200 Are spaced apart from each other by a predetermined distance along the direction of the rotation axis (Z).

다만, 회전자(100)와 고정자(200)의 상대적 배치 관계가 이에 한정되는 것은 아니며, 회전자(100)는, 회전축(Z) 방향을 따라 소정의 간격을 사이에 두고 고정자(200)의 상부측에 배치될 수 있다. 이 때, 회전자(100)의 영구자석(150)과 제1 고정자 코어(210)에 배치된 제1 티스부(220)의 일 단부(221)는 회전축(Z) 방향으로 서로 마주보도록 배치된다. However, the relative positional relationship between the rotor 100 and the stator 200 is not limited thereto, and the rotor 100 may be disposed on the upper side of the stator 200 at a predetermined interval along the direction of the rotation axis Z As shown in Fig. At this time, the permanent magnet 150 of the rotor 100 and the one end 221 of the first tooth portion 220 disposed in the first stator core 210 are disposed to face each other in the direction of the rotation axis Z .

더불어, 고정자(200)에 권선되는 코일(230)의 위치 또한 제1 티스부(220)에 한정되지 않는다. 도 4c를 참조하면, 다수의 코일(230)이 제1 고정자 코어(210)에 형성된 다수의 제1 슬롯(250)에 대응되도록 권선되어 등간격으로 배치된 다수의 제1 티스부(220) 사이에 형성된다. 코일(230)이 제1 고정자 코어(210)에 권선되는 경우, 코일(230)이 제1 티스부(220)에 권선되는 것보다 보다 용이하게 고정자(200)에 코일(230)을 권선할 수 있다.In addition, the position of the coil 230 wound on the stator 200 is not limited to the first tooth portion 220. 4C, a plurality of coils 230 are wound between a plurality of first tooth portions 220 arranged at regular intervals to correspond to a plurality of first slots 250 formed in the first stator core 210, As shown in FIG. When the coil 230 is wound on the first stator core 210, the coil 230 can be wound on the stator 200 more easily than the coil 230 is wound on the first tooth portion 220 have.

상술한 바와 같이 회전자(100)와 고정자(200)가 회전축(Z) 방향으로 배치됨에 따라, 회전축을 따라 형성되는 구동 시스템, 예를 들어 촬상기기의 렌즈 등을 구동하기 위한 구동 시스템에 있어서, 중공 형상의 회전자(100)와 고정자(200)의 내부 공간에 렌즈 등을 배치할 수 있으므로 구동 시스템을 보다 용이하게 구성할 수 있으며, 전체 구동 시스템의 크기를 소형화할 수 있다.As described above, in the drive system for driving the drive system formed along the rotation axis, for example, the lens of the image pickup device, as the rotor 100 and the stator 200 are arranged in the direction of the rotation axis Z, Since a lens or the like can be disposed in the hollow space of the rotor 100 and the stator 200, the driving system can be more easily configured, and the size of the entire driving system can be reduced.

브러시리스 모터(10)에서, 전류인가 회로가 회전자(100)의 위치에 따라 고정자(200)의 각 제1 티스부(220)에 권선된 코일(230)에 전류를 인가하게 되면, 각 제1 티스부(220)가 순차적으로 N극과 S극의 교대로 변화하는 극성을 갖게 되고, 이를 통해 고정자의 제1 티스부(220)와 회전자의 영구자석(150)의 자기력에 의해 발생되는 인력과 척력의 자력이 회전자(100)의 접선방향으로 작용하여 회전자(100)가 회전된다. When a current application circuit applies a current to the coil 230 wound on each first tooth portion 220 of the stator 200 according to the position of the rotor 100 in the brushless motor 10, 1 tooth portion 220 are sequentially changed in polarity alternating between the N pole and the S pole and are generated by the magnetic force of the first tooth portion 220 of the stator and the permanent magnet 150 of the rotor The magnetic force of the attraction force and the repulsive force acts in the tangential direction of the rotor 100 and the rotor 100 is rotated.

상술한 바와 같은 브러시리스 모터(10)에서, 고정자(200)의 제1 티스부(220)와 회전자의 영구자석(150)은 일대일 대응되도록 형성될 수 있다. 예를 들어 스텝 모터(step motor)에는 고정자(200)의 제1 티스부(220)와 회전자(100)의 영구자석(150)이 일대일 대응되도록 배치되어 고정자(200)의 제1 티스부(220)와 회전자의 영구자석(150)이 대응되는 각 단계마다 구동 단계를 설정할 수 있다. In the brushless motor 10 as described above, the first tooth portion 220 of the stator 200 and the permanent magnet 150 of the rotor may be formed to correspond one to one. For example, in a step motor, a first tooth portion 220 of the stator 200 and a permanent magnet 150 of the rotor 100 are disposed so as to correspond one-to-one with each other, 220 and the permanent magnet 150 of the rotor correspond to each other.

반면, 저속 회전에서 높은 토크를 필요로 하는 구동 장치에는 고정자(200)의 제1 티스부(220)와 회전자(100)의 영구자석(150)의 비율이 조정된 브러시리스 모터(10)가 적용될 수 있다. 도 5는, 저속 회전에서 높은 토크를 발생시킬 수 있는 본 발명의 제1 실시예에 따른 브러시리스 모터의 회전자(100)와 고정자(200)의 평면도이다.On the other hand, in a driving apparatus requiring a high torque at low speed rotation, the brushless motor 10 in which the ratio of the first tooth portion 220 of the stator 200 to the permanent magnet 150 of the rotor 100 is adjusted Can be applied. 5 is a plan view of a stator 200 and a rotor 100 of a brushless motor according to a first embodiment of the present invention capable of generating a high torque at low speed rotation.

도 5를 참조하면 본 발명의 제1 실시예에 따른 브러시리스 모터(10)에는, 버니어 구조(vernier structure)가 적용되어 고정자의 제1 티스부(220)와 회전자의 영구자석(150)이 일대일로 대응되지 않는다. 버니어 구조가 적용된 브러시리스 모터(10)는 아래의 식(1)으로 표현될 수 있다.
Referring to FIG. 5, a vernier structure is applied to the brushless motor 10 according to the first embodiment of the present invention, so that the first tooth portion 220 of the stator and the permanent magnet 150 of the rotor One-to-one is not supported. The brushless motor 10 to which the vernier structure is applied can be expressed by the following equation (1).

(1)

(One)

Z₂: 회전자(100)의 자기 쌍극자수, Z ₂ : the number of magnetic dipoles of the rotor 100,

Z₁: 고정자의 제1 티스부(220) 개수, Z ₁ : the number of the first tooth portions 220 of the stator,

P: 고정자(200)의 자기 쌍극자수
P: Number of magnetic dipoles of the stator 200

식(1)에서 Z₂는 회전자(100)에 배치된 영구자석(150)에 의해 형성되는 자기 쌍극자수이며, P는 고정자(200)에 권선된 코일(230)에 의해 형성되는 자기 쌍극자수이다. 예를 들어, 도 5에 도시된 브러시리스 모터(10)의 회전자(100)에는 12개의 영구자석(150)이 배치되어 있으므로 회전자(100)의 자기 쌍극자수는 6개이다. 고정자(200)에는 제1 고정자 코어(210)의 원주 방향을 따라 9개의 제1 티스부(220)가 마련된다. 또한, 3상 브러시리스 모터(10)에서, 9개의 제1 티스부(220)는 등간격으로 이격되도록 배치되고 이와 같은 제1 티스부(220)에 각각 코일(230)이 권선되어 있으므로 고정자(100)의 자기 쌍극자수는 3개이다. 따라서, 도 5에 도시된 브러시리스 모터(10)는 식(1)의 조건에 따른 버니어 구조로 마련되어 있음을 확인할 수 있다.Z ₂ is the number of magnetic dipoles formed by the permanent magnet 150 disposed in the rotor 100 and P is the number of magnetic dipoles formed by the coil 230 wound on the stator 200. [ to be. For example, since 12 permanent magnets 150 are disposed in the rotor 100 of the brushless motor 10 shown in FIG. 5, the number of magnetic dipoles of the rotor 100 is six. The stator 200 is provided with nine first tooth portions 220 along the circumferential direction of the first stator core 210. In the three-phase brushless motor 10, the nine first tooth portions 220 are spaced apart at equal intervals and the coil 230 is wound on the first tooth portion 220, 100) has three magnetic dipoles. Therefore, it can be seen that the brushless motor 10 shown in Fig. 5 is provided with a vernier structure according to the condition of the equation (1).

버니어 구조가 적용된 브러시리스 모터(10) 속도는 일반적인 브러시리스 모터 속도와 비교하여 P/Z₂ 비율로 감속될 수 있으며, 이에 따라 토크밀도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 브러시리스 모터(10)는 일반적인 브러시리스 모터와 비교하여 1/2의 속도로 구동되고, 2배 높은 토크를 생성할 수 있으므로, 저속에서 사용되는 경우 높은 토크를 필요로 하는 구동장치, 예를 들어 촬상기기의 렌즈 또는 렌즈가 탑재된 경통 등의 구동장치에 적용될 수 있다.The speed of the brushless motor 10 to which the vernier structure is applied can be reduced to a P / Z ₂ ratio as compared with a general brushless motor speed, thereby increasing the torque density. Therefore, the brushless motor 10 according to the first embodiment of the present invention is driven at 1/2 speed as compared with a general brushless motor, and can generate torque twice as high, The present invention can be applied to a driving apparatus requiring torque, for example, a driving apparatus such as a lens of an image pickup apparatus or a lens barrel mounted with a lens.

도 6a는 고정자가 변형된 본 발명의 제1 실시예에 따른 브러시리스 모터의 분리 사시도이다. 도 6b는 도 6a에 도시된 브러시리스 모터의 조립 사시도이며, 도 6c는 6a에 도시된 브러시리스 모터의 부분 사시도이다.6A is an exploded perspective view of a brushless motor according to a first embodiment of the present invention in which a stator is modified. FIG. 6B is an assembled perspective view of the brushless motor shown in FIG. 6A, and FIG. 6C is a partial perspective view of the brushless motor shown in FIG. 6A.

촬상기기의 렌즈 또는 렌즈가 탑재된 경통 등과 같은 중공형 구조에서는 브러시리스 모터(10)의 구성공간이 촬상기기의 경통 크기와도 직결될 수 있기 때문에 회전축(Z)을 중심으로 제한된 반경범위 내에 브러시리스 모터(10)를 배치해야 한다. 다만, 이와 같은 구성공간의 제한은 고정자(200)와 회전자(100) 사이의 자력 작용면의 면적을 감소시키고 코일(230)의 권선수를 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 브러시리스 모터(10)의 토크가 감소할 수 있다. In a hollow structure such as a lens of an imaging device or a lens barrel mounted with a lens, since the constituent space of the brushless motor 10 can be directly connected to the lens barrel size of the imaging device, The lease motor 10 must be disposed. However, such a restriction of the configuration space can reduce the area of the magnetic force acting surface between the stator 200 and the rotor 100 and reduce the winding of the coil 230, Can be reduced.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 브러시리스 모터(10)는 고정자(200)와, 고정자(200)에 대하여 회전되는 회전자(100)를 구비한다. 고정자(200)는 중공 형상의 제1 고정자 코어(211)와, 회전축(Z) 방향으로 연장되고, 제1 고정자 코어(211)의 원주 방향을 따라 배치된 다수의 제1 티스부(teeth)(220-1)와, 다수의 제1 티스부(220-1)의 일 단부에 연결된 중공 형상의 제2 고정자 코어(212)와, 회전축(Z) 방향으로 연장되고, 제2 고정자 코어(212)의 원주 방향을 따라 배치된 다수의 제2 티스부(teeth)(222)를 구비한다. 다수의 제1 티스부(220-1)에는 코일(230)이 감긴다. 일 예로서 제1 티스부(220-1)와 제2 티스부(222)를 연결하기 위해 제2 고정자 코어(212)가 배치되어 있으나. 제1 티스부(220-1)와 제2 티스부(222)는 제2 고정자 코어(212)를 제외한 채 직접 연결되어도 무방하다.6A and 6B, a brushless motor 10 according to an embodiment of the present invention includes a stator 200 and a rotor 100 rotated with respect to the stator 200. The stator 200 includes a hollow first stator core 211 and a plurality of first teeth teeth 222 extending in the direction of the rotation axis Z and disposed along the circumferential direction of the first stator core 211 A second stator core 212 extending in the direction of the rotation axis Z and connected to one end of the first stator core 220 and a second stator core 212 connected to one end of the first stator core 220-1, And a plurality of second teeth 222 disposed along the circumferential direction of the first tooth 224. The coil 230 is wound on the plurality of first tooth portions 220-1. For example, the second stator core 212 is disposed to connect the first tooth portion 220-1 and the second tooth portion 222. However, The first tooth portion 220-1 and the second tooth portion 222 may be directly connected to each other except for the second stator core 212. [

도 6c를 참조하면, 제1 티스부(220-1)에는 코일(230)이 감길 수 있으며, 제2 티스부(222)의 일 단부(222-1)는 회전자(100)의 영구자석(150)과 마주보도록 배치되어 자속이 쇄교할 수 있다. 이 때, 회전축(Z)에 대한 제1 티스부(220-1)의 반경 방향의 폭(T1)은, 회전축(Z)에 대한 제2 티스부(222)의 반경 방향의 폭(T2) 보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 티스부(220-1)에 코일(230)이 감기는 경우에도, 회전축(Z)에 대한 제1 티스부(220-1)와 코일(230)의 반경 방향의 폭(T3)은 회전축(Z)에 대한 제2 티스부(222)의 반경 방향의 폭(T2) 보다 작거나 같게 형성될 수 있다. 6C, the coil 230 may be wound around the first tooth portion 220-1 and the one end 222-1 of the second tooth portion 222 may be wound around the permanent magnet of the rotor 100 150 so that the magnetic flux can be bridged. At this time, the radial width T1 of the first tooth portion 220-1 with respect to the rotation axis Z is greater than the radial width T2 of the second tooth portion 222 with respect to the rotation axis Z It can be formed small. Even when the coil 230 is wound on the first tooth portion 220-1, the width T3 of the first tooth portion 220-1 and the coil 230 in the radial direction with respect to the rotation axis Z May be formed to be smaller than or equal to the radial width T2 of the second tooth portion 222 with respect to the rotation axis Z. [

회전축(Z)에 대한 제1 티스부(220-1)의 반경 방향의 폭(T1)이 회전축(Z)에 대한 제2 티스부(222)의 반경 방향의 폭(T2) 보다 작게 형성됨에 따라, 회전축(Z)을 중심으로 제한된 반경범위 내에 브러시리스 모터(10)를 배치할 수 있다. 또한, 제1 티스부(220-1)의 반경 방향의 폭(T1)을 감소시켜 코일부(230)가 감기는 수를 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 제1 티스부(220-1) 및 제2 티스부(222)를 관통하여 쇄교하는 자속을 증가시킴으로써 브러시리스 모터(10)의 토크를 증가시킬 수 있다. Since the radial width T1 of the first tooth portion 220-1 with respect to the rotation axis Z is formed to be smaller than the radial width T2 of the second tooth portion 222 with respect to the rotation axis Z , The brushless motor 10 can be disposed within a limited radial range around the rotation axis Z. [ In addition, the radial width T1 of the first tooth portion 220-1 can be reduced to increase the number of turns of the coil portion 230, The torque of the brushless motor 10 can be increased by increasing the magnetic flux passing through the two tooth portions 222. [

제2 티스부(222)는 회전자(100)의 영구자석(150)과 마주보도록 배치되어 자속이 쇄교할 수 있다. 이 때, 회전축(Z)에 대한 제2 티스부(222)의 반경 방향의 폭(T2)은 코일(230)이 감기는 수에 관계없이 제1 티스부(220-1)의 반경 방향의 폭(T1) 보다 크게 형성될 수 있으므로, 제2 티스부(222)의 일 단부(222-1)의 면적은 도 4b에 도시된 제1 티스부(220)의 일 단부(221)의 면적과 동일하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 1에 도시된 브러시리스 모터(10)와 비교하여 회전축(Z)을 중심으로 제한된 반경범위 내에 브러시리스 모터(10)를 배치하면서도, 고정자(200)와 회전자(100) 사이의 자력 작용면의 면적 및 코일(230)의 권선수를 유지하거나 증가시킬 수 있으므로, 브러시리스 모터(10)의 토크를 유지하거나 증가시킬 수 있다. The second tooth portion 222 is arranged to face the permanent magnet 150 of the rotor 100 and can be linked with the magnetic flux. At this time, the radial width T2 of the second tooth portion 222 with respect to the rotation axis Z is set to be the same as the radial width T2 of the first tooth portion 220-1 regardless of the number of turns of the coil 230. [ The area of the one end 222-1 of the second tooth portion 222 is equal to the area of the one end 221 of the first tooth portion 220 shown in FIG. . 1, the brushless motor 10 is disposed within a limited radial range around the rotation axis Z, and the brushless motor 10 is disposed between the stator 200 and the rotor 100, The torque of the brushless motor 10 can be maintained or increased since the area of the magnetic force acting surface and the winding of the coil 230 can be maintained or increased.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고정자(200) 및 브러시리스 모터(10)의 사시도이며, 도 7c는 도 7b에 도시된 브러시리스 모터의 회전자(100)와 고정자(200)의 평면도이다.7A and 7B are perspective views of the stator 200 and the brushless motor 10 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7C is a perspective view of the stator 200 and the stator of the brushless motor shown in FIG. 200).

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제1 고정자 코어(210)에는 제1 티스부(220)와, 제1 티스부(220)에 연결된 제3 티스부(280)가 배치된다. 제1 고정자 코어(210)에 배치된 제1 티스부의 일 단부(221)에는 제1 고정자 코어(210)의 원주방향으로 연장되는 연결부재(260)가 배치되고, 연결부재(260)의 양 단부에는 복수의 제3 티스부(280a, 280b)가 배치된다. 7A and 7B, a first tooth portion 220 and a third tooth portion 280 connected to the first tooth portion 220 are disposed in the first stator core 210. A connecting member 260 extending in the circumferential direction of the first stator core 210 is disposed at one end 221 of the first tooth portion disposed in the first stator core 210, A plurality of third tooth portions 280a and 280b are disposed.

복수의 제3 티스부(280)는 연결부재(260)로부터 회전축(Z) 방향으로 연장되며, 제3 티스부(280a, 280b) 사이에는 제2 슬롯(290)이 형성된다. 제2 티스부의 일 단부(281)는 회전축(Z)방향으로 회전자의 영구자석(150)과 마주보며 대응되도록 배치된다. A plurality of third tooth portions 280 extend from the connecting member 260 in the direction of the rotational axis Z and a second slot 290 is formed between the third tooth portions 280a and 280b. One end 281 of the second tooth portion is disposed so as to face and face the permanent magnet 150 of the rotor in the direction of the rotation axis Z.

다수의 코일(230)은, 제1 티스부(220)들 각각에 절연성의 인슐레이터(도시하지 않음)를 사이에 두고 와이어가 권선됨으로써 형성된다. The plurality of coils 230 are formed by winding wires around each of the first tooth portions 220 with an insulator (not shown) interposed therebetween.

도 7c를 참조하면 본 발명의 제2 실시예에 따른 브러시리스 모터(10) 또한, 버니어 구조(vernier structure)가 적용되어 고정자의 제3 티스부(280)와 회전자의 영구자석(150)이 일대일로 대응되지 않는다. 다만, 제1 티스부(220) 상에 제3 티스부(280)가 배치된 버니어 구조에 의한 브러시리스 모터(10)는 아래의 식(2)로 표현될 수 있다.Referring to FIG. 7C, the brushless motor 10 according to the second embodiment of the present invention further includes a third tooth portion 280 of the stator and a permanent magnet 150 of the rotor by applying a vernier structure, One-to-one is not supported. However, the brushless motor 10 of the vernier structure in which the third tooth portion 280 is disposed on the first tooth portion 220 can be expressed by the following Equation (2).

P_r = N_S - P_S (2)P _r = N _S - P _S (2)

P_r: 회전자(100)의 자기 쌍극자수, P _r : the number of magnetic dipoles of the rotor 100,

N_s: 고정자의 제3 티스부(280)의 쌍극자 수, N _s : the number of dipoles of the third tooth portion 280 of the stator,

P_s: 고정자의 제1 티스부(220)의 쌍극자수
P _s : Number of dipoles of the first tooth portion 220 of the stator

식(2)에서 P_r은 회전자(100)에 배치된 영구자석(150)에 의해 형성되는 자기 쌍극자수이고, P_s는 고정자(200)의 제1 티스부(220)에 권선된 코일(230)에 의해 형성되는 쌍극자수이며, N_s는 회전자(100)의 영구자석(150)과 상호작용에 의해 고정자(200)의 제3 티스부(280)에서 형성되는 쌍극자수이다. 예를 들어, 도 6c에 도시된 브러시리스 모터(10)의 회전자(100)에는 30개의 영구자석(150)이 배치되어 있으므로 회전자(100)의 자기 쌍극자수는 15개이다. 고정자(200)에는 제1 고정자 코어(210)의 원주 방향을 따라 9개의 제1 티스부(220)가 마련되며, 제1 티스부의 일 단부(221)에는 18개의 제3 티스부(280)가 배치된다. 3상 브러시리스 모터(10)에서, 9개의 제1 티스부(220)에 각각 코일(230)이 권선되어 있으므로 고정자의 제1 티스부(220)의 쌍극자수는 3개이다. 또한, 고정자의 제3 티스부(280) 각각은, 회전자의 영구자석(150)에 배치된 자기 쌍극자와 상호 작용하므로 고정자의 제3 티스부(280)의 쌍극자 수는 18개이다. 따라서, 도 6c에 도시된 브러시리스 모터(10)는 식(2)의 조건에 따른 버니어 구조로 마련되어 있음을 확인할 수 있다.P _r is the number of magnetic dipoles formed by the permanent magnets 150 disposed in the rotor 100 and P _s is the number of magnetic poles formed by the coils wound on the first tooth portion 220 of the stator 200 And N _s is the number of dipoles formed in the third tooth portion 280 of the stator 200 by interaction with the permanent magnet 150 of the rotor 100. For example, since 30 permanent magnets 150 are disposed in the rotor 100 of the brushless motor 10 shown in FIG. 6C, the number of magnetic poles of the rotor 100 is 15. The stator 200 is provided with nine first tooth portions 220 along the circumferential direction of the first stator core 210 and eight third tooth portions 280 are formed at one end portion 221 of the first tooth portion. . In the three-phase brushless motor 10, since the coils 230 are wound around the nine first tooth portions 220, the number of dipoles of the first tooth portion 220 of the stator is three. Further, each third tooth portion 280 of the stator interacts with the magnetic dipole disposed in the permanent magnet 150 of the rotor, so that the number of dipoles of the third tooth portion 280 of the stator is 18. Therefore, it can be seen that the brushless motor 10 shown in FIG. 6C is provided with a vernier structure according to the condition of the equation (2).

버니어 구조가 적용된 브러시리스 모터(10)는 일반적인 브러시리스 모터와 비교하여 식(3)과 같은 자기 감속 효과를 얻는다.The brushless motor 10 to which the vernier structure is applied obtains the magnetic deceleration effect as shown in Equation (3) as compared with a general brushless motor.

G_r = (P _S- N_S) / P_S (3)G _r = (P _S - N _S ) / P _S (3)

식(3)에서 G_r은 자기 감속비를 나타내며, 도 6b에 따른 브러시리스 모터(10)의 경우, 1/5의 자기 감속 효과가 발생된다. 이로 인해 버니어 구조가 적용된 브러시리스 모터(10)는, 동일 극성의 일반적인 브러시리스 모터와 비교하여 5배의 토크 밀도의 증가를 달성할 수 있다.In the equation (3), G _r represents the magnetic deceleration ratio, and in the case of the brushless motor 10 according to FIG. 6B, the magnetic deceleration effect of 1/5 occurs. As a result, the brushless motor 10 to which the vernier structure is applied can achieve an increase in torque density five times that of a general brushless motor of the same polarity.

도 8a는 고정자가 변형된 본 발명의 제2 실시예에 따른 브러시리스 모터의 분리 사시도이다. 도 8b는 도 8a에 도시된 브러시리스 모터의 조립 사시도이다. 도 8c는 8a에 도시된 브러시리스 모터의 부분 사시도이다.8A is an exploded perspective view of a brushless motor according to a second embodiment of the present invention in which a stator is modified. 8B is an assembled perspective view of the brushless motor shown in FIG. 8A. 8C is a partial perspective view of the brushless motor shown at 8a.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 브러시리스 모터(10)는 고정자(200)와, 고정자(200)에 대하여 회전되는 회전자(100)를 구비한다. 고정자(200)는 중공 형상의 제1 고정자 코어(211)와, 회전축(Z) 방향으로 연장되고, 제1 고정자 코어(211)의 원주 방향을 따라 배치된 다수의 제1 티스부(teeth)(220-1)와, 다수의 제1 티스부(220-1)의 일 단부에 연결된 제2 고정자 코어(212)와, 회전축(Z) 방향으로 연장되고, 제2 고정자 코어(212)의 원주 방향을 따라 배치된 다수의 제3 티스부(280)를 구비한다. 다수의 제1 티스부(220-1)에는 코일(230)이 감긴다. 일 예로서 제1 티스부(220-1)와 제3 티스부(280)를 연결하기 위해 제2 고정자 코어(212)가 배치되어 있으나. 제1 티스부(220-1)와 제3 티스부(280)는 제2 고정자 코어(212)를 제외한 채 직접 연결되어도 무방하다.8A and 8B, a brushless motor 10 according to an embodiment of the present invention includes a stator 200 and a rotor 100 rotated with respect to the stator 200. The stator 200 includes a hollow first stator core 211 and a plurality of first teeth teeth 222 extending in the direction of the rotation axis Z and disposed along the circumferential direction of the first stator core 211 A second stator core 212 connected to one end of the plurality of first teeth portions 220-1 and extending in the direction of the rotation axis Z and extending in the circumferential direction of the second stator core 212 And a plurality of third tooth portions 280 disposed along the first and second teeth portions. The coil 230 is wound on the plurality of first tooth portions 220-1. As an example, the second stator core 212 is disposed to connect the first tooth portion 220-1 and the third tooth portion 280. However, The first tooth portion 220-1 and the third tooth portion 280 may be directly connected to each other except for the second stator core 212. [

도 8c를 참조하면, 회전축(Z)에 대한 제1 티스부(220-1)의 반경 방향의 폭(T1)이 회전축(Z)에 대한 제3 티스부(280)의 반경 방향의 폭(T5) 보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라 회전축(Z)을 중심으로 제한된 반경범위 내에 브러시리스 모터(10)를 배치할 수 있으며, 고정자(200)와 회전자(100) 사이의 자력 작용면의 면적 및 코일(230)의 권선수를 유지하거나 증가시킬 수 있으므로, 브러시리스 모터(10)의 토크를 유지하거나 증가시킬 수 있다. 이와 관련된 구체적인 사항은 도 6c에 서술된 내용과 동일하므로 여기서는 설명을 생략한다.8C, the radial width T1 of the first tooth portion 220-1 with respect to the rotation axis Z is greater than the radial width T5 of the third tooth portion 280 with respect to the rotation axis Z ). &Lt; / RTI > The brushless motor 10 can be disposed within a limited radius range around the rotation axis Z and the area of the magnetic force acting surface between the stator 200 and the rotor 100 and the area of the magnetic force acting surface between the stator 200 and the rotor 100, The torque of the brushless motor 10 can be maintained or increased. Details related to this are the same as those described with reference to FIG. 6C, and a description thereof will be omitted here.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 고정자(200) 및 브러시리스 모터(10)의 사시도이며, 도 9c는 도 9b에 도시된 브러시리스 모터의 회전자(100)와 고정자(200)의 평면도이다.9A and 9B are perspective views of the stator 200 and the brushless motor 10 according to the third embodiment of the present invention. Fig. 9C is a perspective view of the rotor 100 and the stator of the brushless motor shown in Fig. 200).

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 제1 고정자 코어(210)에는 제1 티스부(220)와, 제1 티스부(220)에 연결된 제3 티스부(320)가 배치된다. 제1 고정자 코어(210)에 배치된 제1 티스부의 일 단부(221)에는 제1 고정자 코어(210)의 원주방향으로 연장되는 연결부재(260)가 배치되고, 연결부재(260)의 양 단부와, 양 단부 사이에는 등간격으로 이격된 복수의 제3 티스부(320a, 320b, 320c)가 배치된다. 9A and 9B, a first tooth portion 220 and a third tooth portion 320 connected to the first tooth portion 220 are disposed in the first stator core 210. A connecting member 260 extending in the circumferential direction of the first stator core 210 is disposed at one end 221 of the first tooth portion disposed in the first stator core 210, And a plurality of third tooth portions 320a, 320b, and 320c spaced at equal intervals are disposed between the both end portions.

복수의 제3 티스부(320a, 320b, 320c) 사이에는 제3 슬롯(330a, 330b)이 형성되며, 제3 티스부의 일 단부(321)는 회전자(100)의 영구자석(150)과 회전축 방향으로 마주보며 대응되도록 배치된다. Third slots 330a and 330b are formed between the plurality of third teeth portions 320a and 320b and one end 321 of the third tooth portion is formed between the permanent magnets 150 of the rotor 100, As shown in FIG.

도 9c를 참조하면, 브러시리스 모터(10)의 회전자(100)에는 48개의 영구자석(150)이 배치되고, 고정자(200)에는 제1 고정자 코어(210)의 원주 방향을 따라 9개의 제1 티스부(220)가 마련되며, 제1 티스부의 일 단부(221)에는 27개의 제3 티스부(320)가 배치된다. 따라서, 회전자(100)의 자기 쌍극자수는 24개이며, 고정자의 제1 티스부(220)의 쌍극자수는 3개, 고정자의 제3 티스부(320)의 쌍극자 수는 27개이므로, 도 7b에 도시된 브러시리스 모터(10)는 식(2)의 조건을 충족하는 버니어 구조로 마련되어 있음을 확인할 수 있다.9C, 48 permanent magnets 150 are disposed on the rotor 100 of the brushless motor 10 and nine permanent magnets 150 are arranged on the stator 200 along the circumferential direction of the first stator core 210. [ One tooth portion 220 is provided and 27 third tooth portions 320 are disposed at one end 221 of the first tooth portion. Therefore, the number of magnetic poles of the rotor 100 is 24, the number of dipoles of the first tooth portion 220 of the stator is 3, and the number of dipoles of the third tooth portion 320 of the stator is 27, It can be seen that the brushless motor 10 shown in Fig. 7 (b) is provided with a vernier structure that satisfies the condition (2).

더불어 식(3)에 의해, 도 7b에 도시된 브러시리스 모터(10)에는 1/8의 자기 감속 효과가 발생됨을 확인할 수 있으며, 제3 실시예와 같은 버니어 구조가 적용된 브러시리스 모터(10)는, 동일 극성의 일반적인 브러시리스 모터와 비교하여 8배의 토크 밀도의 증가를 달성할 수 있다.In addition, it can be seen from Equation (3) that the brushless motor 10 shown in FIG. 7B generates a magnetic deceleration effect of 1/8, and the brushless motor 10, to which the same vernier structure as the third embodiment is applied, An 8 times increase in torque density can be achieved as compared with a general brushless motor having the same polarity.

본 발명에 대한 일 실시예에서는, 제1 티스부(220)에 연결되는 제3 티스부(280)와 제3 티스부(320)의 수를 2개 또는 3개로 형성하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 식(2)의 조건을 충족한다면, 3개 이상의 티스부가 제1 티스부(220)에 연결되도록 배치될 수 있다. 3개 이상의 티스부가 제1 티스부(220)에 연결되도록 배치되는 경우, 제1 티스부(220)상에 배치되는 복수의 티스부 사이 간격이 줄어들게 됨으로써 누설자속을 감소시킬 수 있으며, 코일(230)에 쇄교하는 유효자속을 증가시킬 수 있으므로 브러시리스 모터(10)의 토크를 더욱 향상시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention, the number of the third tooth portion 280 and the third tooth portion 320 connected to the first tooth portion 220 is two or three, It is not. Three or more teeth portions may be arranged to be connected to the first tooth portion 220 if the condition of the expression (2) is satisfied. When three or more teeth portions are arranged to be connected to the first tooth portion 220, the gap between the plurality of tooth portions disposed on the first tooth portion 220 can be reduced to reduce the leakage flux, and the coil 230 The effective magnetic flux can be increased, so that the torque of the brushless motor 10 can be further improved.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고, 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정해져야 한다.Although a number of matters have been specifically described in the above description, they should be interpreted as examples of preferred embodiments rather than limiting the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention is not to be determined by the described embodiments but should be determined by the technical idea described in the claims.

발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 다수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 개시에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 본 개시에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 개시를 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 개시의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한 기술이 속한 분야의 통상의 지식을 갖는 자는 발명의 범위와 사상에서 벗어나지 않으면서도 다양한 수정과 변경이 용이하게 이루어질 수 있음을 명확히 알 수 있다.The use of the terms "above" and similar indication words in the specification of the invention (especially in the claims) may refer to both singular and plural. Also, in the case where a range is described in the present invention, it is to be understood that the present invention includes inventions to which individual values belonging to the above range are applied (unless there is contradiction thereto) . Finally, the steps may be performed in an appropriate order, unless there is explicitly stated or contrary to the description of the steps constituting the method according to the present disclosure. The present disclosure is not necessarily limited to the order of description of the above steps. The use of all examples or exemplary language (e.g., etc.) in this disclosure is for the purpose of describing this disclosure in detail and is not intended to be limited by the scope of the claims, It is not. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes may be made without departing from the scope and spirit of the invention.

10: 브러시리스 모터 100: 회전자
110: 회전자 코어 150: 영구 자석
200: 고정자 210, 211: 제1 고정자 코어
212: 제2 고정자 코어 220, 220-1: 제1 티스부
222: 제2 티스부 230: 코일
250: 제1 슬롯 280, 320: 제3 티스부
290: 제2 슬롯 330: 제3 슬롯
400: 에어갭 10: Brushless motor 100: Rotor
110: rotor core 150: permanent magnet
200: stator 210, 211: first stator core
212: second stator core 220, 220-1: first stator core
222: second tooth portion 230: coil
250: first slot 280, 320: third tooth part
290: second slot 330: third slot
400: air gap

Claims

A rotor including a plurality of permanent magnets arranged such that N poles and S poles are alternately arranged in a circumferential direction around a rotation axis; And
A plurality of first tooth portions arranged in the circumferential direction and arranged to face the plurality of permanent magnets in the direction of the rotation axis, and a plurality of coils corresponding to the plurality of first tooth portions; / RTI >
The number of magnetic dipoles by the plurality of permanent magnets is Z ₂ , the number of the first plurality of teeth is Z ₁ , and the number of magnetic dipoles of the stator is P,

sign,
Brushless motor.

The method according to claim 1,
And the rotor further comprises a hollow rotor core in which the plurality of permanent magnets are supported
Brushless motor.

The method according to claim 1,
The stator may further include a hollow first stator core supported by the plurality of first teeth portions
Brushless motor.

The method of claim 3,
Wherein the plurality of coils are wound on the plurality of first tooth portions,
Brushless motor.

The method of claim 3,
Wherein the plurality of first teeth portions are spaced equidistantly in a circumferential direction, a plurality of first slots are formed between the plurality of first tooth portions,
Wherein the plurality of coils are wound on the stator core to correspond to the plurality of first slots,
Brushless motor.

5. The method of claim 4,
And a plurality of second teeth portions connected to one ends of the plurality of first teeth portions and arranged to face the plurality of permanent magnets in the direction of the rotation axis,
Wherein a width of the second tooth portion with respect to a radial direction of the rotation shaft is larger than a width of the first tooth portion with respect to a radial direction of the rotation shaft,
Brushless motor.

The method according to claim 6,
And a second stator core having a hollow shape disposed between the plurality of first teeth portions and the plurality of second tooth portions and connecting the plurality of second tooth portions,
Brushless motor.

The method according to claim 6,
Wherein a width of the second tooth portion with respect to a radial direction of the rotation shaft is larger than a sum of a width of the first tooth portion with respect to a radial direction of the rotation shaft and a width of the coil wound around the first tooth portion,
Brushless motor.

A rotor including a plurality of permanent magnets arranged such that N poles and S poles are alternately arranged in a circumferential direction around a rotation axis; And
Stator; / RTI >
The stator comprises:
A plurality of first tooth portions arranged in the circumferential direction and extending in the rotation axis direction;
A plurality of coils corresponding to the plurality of first teeth portions;
A plurality of connecting members extending in the circumferential direction from each of the plurality of first teeth portions; And
A plurality of third tooth portions disposed on each of the plurality of connecting members so as to face the permanent magnet in the direction of the rotation axis; / RTI >
Brushless motor.

10. The method of claim 9,
When the number of magnetic dipole of the permanent magnet P _r, and the third teeth the number of dipoles N _s, the number of teeth of the first dipole portion P _s portion la, P _r = N _S - P _S sign,
Brushless motor.

10. The method of claim 9,
And a hollow rotor core in which the plurality of permanent magnets are supported
Brushless motor.

10. The method of claim 9,
The plurality of coils are wound on the plurality of first tooth portions
Brushless motor.

10. The method of claim 9,
And a first stator core having a hollow shape in which the plurality of first teeth portions are supported
Brushless motor.

14. The method of claim 13,
The plurality of first teeth portions are spaced equidistantly, and a plurality of first slots are formed between the plurality of first tooth portions
Brushless motor.

10. The method of claim 9,
The plurality of third tooth portions are spaced equidistantly, and a plurality of second slots are formed between the plurality of third tooth portions
Brushless motor.

14. The method of claim 13,
Wherein a width of the third tooth portion with respect to a radial direction of the rotation shaft is larger than a width of the first tooth portion with respect to a radial direction of the rotation shaft,
Brushless motor.

17. The method of claim 16,
And a second stator core having a hollow shape connecting the plurality of connecting members,
Brushless motor.

17. The method of claim 16,
Wherein a width of the third tooth portion with respect to a radial direction of the rotation shaft is larger than a sum of a width of the first tooth portion with respect to a radial direction of the rotation shaft and a width of the coil wound around the first tooth portion,
Brushless motor.