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의료기기용 BLDC 특주 — 조건이 충돌할 때 어디를 양보할 것인가

2026.08.10 14:27:01 조회수 53

첨부파일 커넥터위치변경.jpg

조건이 충돌할 때 어디를 양보할 것인가

의료기기용 BLDC 감속모터 특주 · 홀센서 제거 · 엔코더 정류

서로 충돌하는 조건들

의료기기 제조사에서 요청하신 사양입니다.

전체 길이를 최대한 짧게
감속기도 최소 사이즈로
정격 토크 0.3Nm 이상
엔코더 1000CPR 장착
기어가 걸렸을 때 손으로 돌려 풀 수 있어야 함

이 조건들은 서로 부딪힙니다. 길이를 줄이려면 모터를 짧게 해야 하는데, 토크를 내려면 길어야 합니다. 감속기를 작게 하면 출력 토크가 떨어지고, 엔코더를 달면 후단에 공간이 더 필요합니다.

전부 만족시키는 표준품은 없었습니다. 어느 하나를 포기하거나, 구조를 다시 짜야 하는 상황이었습니다.

홀센서를 뺐습니다

BLDC 모터에는 회전자 위치를 알려주는 홀센서가 들어갑니다. 드라이버는 이 신호를 보고 코일에 전류를 흘릴 순서를 정합니다. 그래서 대부분의 BLDC에 기본으로 장착됩니다.

그런데 이 건에는 이미 1000CPR 엔코더가 요구 사양으로 들어가 있었습니다.

엔코더도 회전 위치를 읽는 부품입니다. 그것도 홀센서보다 훨씬 정밀하게 읽습니다. 제어기에서 엔코더 신호로 정류를 처리할 수 있다면, 홀센서는 중복되는 부품이 됩니다.

고객사에서 제어기를 자체 개발하시는 조건이었기 때문에 이 구성이 가능했습니다. 홀센서를 제거하고 U·V·W 상선과 엔코더 신호만으로 구성했습니다.

결과는 두 가지였습니다.

모터 길이가 줄었습니다. 홀센서 기판이 차지하던 공간이 없어졌습니다
위치 분해능이 올라갔습니다. 홀센서보다 엔코더가 훨씬 세밀하게 읽습니다

엔코더를 달아야 한다는 조건이 제약이 아니라 길이 문제를 푸는 열쇠가 된 셈입니다.

다만 이 구성은 제어기 쪽에서 엔코더 기반 정류를 구현할 수 있어야 성립합니다. 기성 드라이버를 쓰시는 경우에는 적용하기 어렵습니다.

기어 재질을 메탈로 변경했습니다

감속기 기어는 처음에 플라스틱으로 제작했습니다. 소음이 낮고, 해당 사양에서 요구 토크를 만족하는 구성이었습니다.

이후 고객사에서 메탈 기어로 변경을 요청하셨습니다. 의료기기에 들어가는 부품이므로 금속 쪽이 더 안전하다는 판단이었습니다.

기존 납품분을 포함해 전량 메탈 기어로 교체했습니다. 수지 기어 대비 소음은 올라가지만, 고객사에서 그 부분을 감수하고 선택하신 사양입니다.

재질 변경은 강도, 소음, 마모 특성, 온도 대응이 함께 바뀌는 사안입니다. 어느 쪽이 맞는지는 용도에 따라 다르므로, 검토 단계에서 우선순위를 정해 두시는 편이 좋습니다. 양산 이후 변경하면 전량 교체가 됩니다.

수동 해제 구조를 추가했습니다

기어가 걸리거나 전원이 없는 상태에서 손으로 축을 돌려 풀 수 있어야 한다는 요구가 있었습니다. 의료기기에서는 이런 조건이 자주 붙습니다. 장비가 멈춘 상태에서도 기구부를 안전한 위치로 되돌릴 수 있어야 하기 때문입니다.

이를 위해 감속기 하우징에 별도 홀을 가공했습니다. 여기에 육각렌치를 넣어 돌리면 기어를 직접 구동할 수 있습니다.

표준품에는 없는 구조입니다. 하우징 설계와 금형에 반영해야 하므로 특주로 제작했습니다.

최종 사양

구성	4극 3상 BLDC + 유성감속기 + 엔코더
정격 전류 / 최대	0.74 A / 5.72 A
정격 토크 / 최대	0.3 N·m / 1.0 N·m
정격 회전수 / 최대	3,190 rpm / 4,182 rpm
감속비	1 : 20
백래시	20 arcmin
엔코더	1,000 CPR
기어 재질	메탈
홀센서	미적용 (엔코더 기반 정류)
추가 구조	하우징 수동 해제 홀 (육각렌치)

조건이 충돌하면 어디를 양보할지 정해야 합니다

이 건에서 실제로 한 일은 모든 요구를 그대로 다 만든 것이 아닙니다. 어떤 조건은 다른 방법으로 우회했고, 어떤 조건은 양보했습니다.

우회 — 길이 문제는 홀센서 제거로 풀었습니다. 엔코더가 그 역할을 대신할 수 있었기 때문입니다

양보 — 소음은 재질 변경으로 내주었습니다. 메탈과 수지를 동시에 가져갈 수는 없습니다

사양이 서로 부딪힐 때 필요한 것은 무엇이 진짜 필수 조건이고 무엇이 조정 가능한지를 가려내는 일입니다. 그것이 정해지면 만들 방법이 나옵니다.

그리고 물리적으로 불가능한 것과 설계로 풀 수 있는 것을 구분해야 합니다. 프레임 크기가 정하는 방열 한계처럼 누가 만들어도 넘을 수 없는 조건이 있고, 부품 구성이나 하우징 구조를 바꾸면 풀리는 조건이 있습니다.

이 건은 후자였습니다. 홀센서 제거도, 하우징 홀 가공도 물리적 제약이 아니라 표준품 구성을 바꿀 수 있느냐의 문제였습니다. 금형과 회로를 자체 설계하기 때문에 가능했습니다.

반대로 물리적 한계에 걸리는 건은 그렇게 말씀드립니다. 되지 않는 것을 붙잡고 시간을 쓰면 양쪽 모두 손해입니다.

문의하실 때

요구 사양만 나열하시는 것보다 우선순위와 그 이유를 알려주시면 훨씬 정확합니다.

필수 조건과 조정 가능한 조건의 구분
설치 가능한 최대 길이와 외경
필요 토크와 회전수, 사용 전압
제어기를 자체 개발하시는지, 기성 드라이버를 쓰시는지
엔코더 요구 분해능과 신호 형식
소음, 백래시 등 부가 조건과 허용 범위
연간 예상 수량과 개발 일정

네 번째 항목이 중요합니다. 제어기를 자체 개발하시면 선택지가 훨씬 넓어집니다. 이번처럼 홀센서를 빼는 구성도 그 조건에서만 가능합니다.

특주 제작 시 최소 주문수량(MOQ)이 발생할 수 있습니다.

정리

· 길이·토크·엔코더 조건이 서로 충돌하는 건이었습니다

· 엔코더가 있으므로 홀센서를 제거해 길이를 줄였습니다

· 제어기 자체 개발 조건이라 이 구성이 가능했습니다

· 기어는 고객사 판단에 따라 메탈로 변경했습니다

· 하우징에 육각렌치용 홀을 가공해 수동 해제가 가능하도록 했습니다

· 물리적 한계와 설계로 풀 수 있는 것은 구분해야 합니다

표준품으로 조건이 맞지 않는다면

요구 사양과 함께 무엇이 필수이고 무엇이 조정 가능한지를 알려주시면 검토해 드립니다. 조건이 충돌하는 경우에는 어디를 양보하는 것이 나은지 함께 판단해 드립니다. 특주 제작 문의 →

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