CN109072929B - 利用多层印刷电路板的层叠型定子及利用其的单相马达和冷却风扇 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可在相向的转子产生最大扭矩的利用多层印刷电路板的层叠型定子，利用其的单相马达和冷却风扇。本发明的层叠型定子包括：多层基板，具有贯通孔，层叠而成一体；线圈图案，在上述多层基板的各个基板上方图案化而成；以及通孔，贯通上述多层基板而成，用于连接上述线圈图案，上述线圈图案包括；内侧旋转方向图案部及外侧旋转方向图案部，在与上述贯通孔以同心状配置的内侧圆周和外侧圆周隔着间隔并沿着圆周方向配置；以及放射方向图案部，用于使相邻的上述内侧旋转方向图案部与外侧旋转方向图案部相连接，沿着放射方向配置。

Description

利用多层印刷电路板的层叠型定子及利用其的单相马达和冷 却风扇

技术领域

本发明涉及马达，更详细地，涉及可在相向的转子产生最大扭矩的利用多层印刷电路板(PCB)的层叠型定子，利用其的单相马达和冷却风扇。

背景技术

通常，用于计算机等的电子产品或冰箱等的家电的风扇马达考虑到其设置空间，采用可相对于直径方向及轴方向实现紧凑化的外转子型风扇马达。

在以往的外转子型风扇马达中，定子呈芯型，从而无法减少马达的高度，并且，设置于定子的中心部，使得支撑旋转轴的轴承的直径受限，因此，无法在其内部含有充分的油。

另一方面，以超轻量、超小型、长寿命为目标，提出了利用无芯平板无刷马达的轴流风扇。

轴流风扇以场磁铁与电枢线圈面相向的轴向型(axial type)构成马达，并采用在线圈组装部分组装空心型电枢线圈的结构，存在无法进一步减少定子高度的问题。

并且，风扇马达的定子通过在印刷电路板的上部依次层叠定子轭和单相的电枢线圈来构成，在中心部，在轴承架内部内置一对球轴承来支撑旋转轴，但依然无法实现定子的薄膜化。

另一方面，小型风扇马达考虑到减少尺寸，并考虑成本负担，而使用具有单一线圈的单相马达。在此情况下，单一线圈以四边形或三角形的无芯、无线轴形态卷绕，如在韩国授权实用新型公报第 20-0296035号(专利文献1)中所示，通过设置于印刷电路板上方来使用。

无刷直流马达的动态反应迅速，并具有低转子惯性，属于便于控制速度的同步电动机。

作为上述单相马达，在使用无刷直流马达的情况下，需要通过测定转子的N极及S极磁极来产生对于定子线圈的驱动电流的切换信号的转子位置测定用霍尔(Hall)器件，霍尔器件为高价器件，因此，优选地，使用仅使用1个的驱动电路。

在此情况下，在使用1个霍尔器件的情况下，当霍尔器件位于转子磁极的边界面时，无法测定霍尔器件的磁极，从而无法实现对于定子线圈的电流供给，因此，存在无法实现启动的死点(Dead Point)。

在这种单一霍尔器件方式中，作为避开死点的磁启动方案，具有在定子利用固定用磁铁并以使霍尔器件脱离转子的磁极边界面(即，中性点)的方式使用辅助磁铁的方法，如专利文献1所示，使用特殊形状的防死点轭的方法。

在使用用于产生对于上述定子线圈的驱动电流的切换信号的转子位置测定用霍尔器件的情况下，在使用高价的霍尔器件的同时，为了磁启动，需要追加安全部件，从而导致成本的增加，因此，需要不使用霍尔器件且使成本增加因素最小化并产生转子位置信号的方案。

并且，提出了在不使用霍尔器件的情况下测定转子位置信号的多种无传感器马达驱动方式。其中，可采取首先卷绕主线圈并再次卷绕转子位置测定用辅助线圈之后从各个线圈延伸来与驱动电路相连接的双重卷绕方式。但是，这种双重卷绕方式的结构复杂，卷绕也复杂，因而难以使用。

尤其，在小型风扇(Fan)中，在将定子线圈卷绕于线轴、或者以无线轴形态卷绕、或者在芯上卷绕的普通线圈卷绕方式中，线圈由细线构成。因此，线圈的粗细从开始线到结束线为止始终恒定，当将开始线和结束线焊接在印刷电路板的焊接点或终端时，处理不当或振动将导致断线等或手动作业将导致焊接工序不合格的问题。

另一方面，在无线充电器中，当对终端进行无线电力传送(尤其，快速充电)时，存在因在传送线圈及电子部件中产生大量的热量而导致充电效率下降的问题。因此，需在无线充电器内部形成通过空气冷却方式防止温度上升的冷却风扇(cooling fan)，与以往的风扇马达相比，这种冷却风扇应达到超薄型且小型。

发明内容

技术问题

因此，本发明为了解决上述问题而提出，本发明的目的在于，提供利用多层印刷电路板的层叠型定子及利用其的单相马达和冷却风扇，即，利用多层印刷电路板来构成单相马达用层叠型定子，各个层的线圈图案呈多个旋转方向图案部和放射方向图案部交替连接的星形图案，放射方向图案部向放射方向定向，从而可获得向相向的转子施加的最大的旋转力。

本发明的再一目的在于，提供层叠型定子及利用其的超薄型单相马达和冷却风扇，即，不使用多个配线图案印刷电路板，通过连接多层结构的导电性图案线圈，从而使用最小限度的印刷电路板。

本发明的另一目的在于，提供层叠型定子及利用其的超薄型单相马达，即，在与转子相向的印刷电路板的一面中，在未形成图案线圈的空间同时配置转子位置测定用感测线圈，从而可低廉且简单地体现无传感器(sensorless)马达驱动电路。

本发明的还有一目的在于，提供冷却风扇，即，在下部外壳形成入口风，通过形成与转子磁极数相对应的桥部，来可在不使用额外的防死点轭(yoke)的情况下体现死点防止功能。

本发明的又一目的在于，提供超薄型单相马达及设置有其的冷却风扇，即，使用利用薄膜型定子的轴向型结构，使用去除在以往的径向型(radial type)马达中所使用的芯型定子的空间，来使支撑转子的旋转轴的套筒轴承的直径扩张至可含有充分的油，可靠性及耐久性可以得到提高。

本发明的又一目的在于，提供层叠型定子及利用其的超薄型单相马达，即，在层叠型定子中，各层线圈图案的开始部分和结束部分的宽度大于形成线圈(卷绕)的部分的宽度，从而，便于线圈图案的相互连接或便于与配线图案相连接，并可实现连接的可靠性。

解决问题的方案

根据本发明的第一特征，本发明提供单相马达用层叠型定子，上述单相马达用层叠型定子包括：多层基板，具有贯通孔，层叠而成一体；线圈图案，在上述多层基板的各个基板上方图案化而成；以及通孔，贯通上述多层基板而成，用于连接上述线圈图案，上述线圈图案包括；内侧旋转方向图案部及外侧旋转方向图案部，在与上述贯通孔以同心状配置的内侧圆周和外侧圆周隔着间隔并沿着圆周方向配置；以及放射方向图案部，用于使相邻的上述内侧旋转方向图案部与外侧旋转方向图案部相连接，沿着放射方向配置。

在上述线圈图案中，沿着上述贯通孔的周边反复形成有突起部和凹陷部，以形成多个转向的方式以螺旋形状图案化，上述突起部和凹陷部的数量为与转子磁极数相同的数量、转子磁极数的1/2倍数及转子磁极数的2倍数中的一个。

上述线圈图案以形成多个转向的方式以螺旋形状图案化而成。

并且，上述线圈图案包括分别在依次层叠的第一基板至第三基板形成的第一线圈图案至第三线圈图案，上述第一线圈图案及第三线圈图案呈相同形状，第二线圈图案位于在第一线圈图案中以贯通孔为中心旋转360°即相当于转子磁极数的位置。

本发明的单相马达用层叠型定子还包括马达驱动电路，安装于上述多层基板的最下层基板，用于向通过上述线圈图案形成的定子线圈施加驱动电流。

在此情况下，上述最下层基板还包括以线对称结构配置的第四线圈图案及第五线圈图案，还包括用于使上述第四线圈图案及第五线圈图案相连接的至少一个跳线图案。

上述通孔可配置于当上述线圈图案层叠时位于上述内侧旋转方向图案部的外周部与外侧旋转方向图案部的内周部之间的通孔区域和位于线圈图案外侧的外侧区域。

本发明的单相马达用层叠型定子还包括感测线圈，上述感测线圈以图案化方式形成于上述多层基板中第一基板，通过形成于上述线圈图案的多个凹陷部中的一个，来测定转子旋转位置。

上述线圈图案的放射方向图案部以使电流向相同方向流动的方式形成结线，由此，可在转子产生切线方向的旋转力。

上述放射方向图案部的数量为与转子磁极数相同的数量、转子磁极数的1/2倍数及转子磁极数的2倍数中的一个，相邻的上述放射方向图案部之间的角度具有360°/n(其中，n为与转子磁极数相同的数量、转子磁极数的1/2倍数及转子磁极数的2倍数中的一个)的值。

根据本发明的第二特征，本发明提供单相马达用层叠型定子，上述单相马达用层叠型定子包括：至少一个线圈图案层，在具有贯通孔的多层基板的各个基板上方以形成沿着上述贯通孔的周边具有2个以上的突起部和凹陷部的多个转向的方式以螺旋形状图案化的多个线圈图案借助通过贯通上述基板而成的多个通孔相连接；以及驱动电路层，层叠在上述线圈图案层的底部面，安装有用于向上述线圈图案施加驱动电流的马达驱动电路，上述多个线圈图案分别包括：多个放射方向图案部，在每个360°/n(其中，n为与转子磁极数相同的数量、转子磁极数的1/2倍数及转子磁极数的2倍数中的一个)的角度沿着放射方向配置，根据电流流动来在转子产生切线方向的旋转力；多个内侧旋转方向图案部，用于使相邻的上述放射方向图案部的内侧相互连接；以及多个外侧旋转方向图案部，用于使相邻的上述放射方向图案部的外侧相互连接。

在上述线圈图案层中，奇数层和偶数层的线圈图案不同，上述奇数层线圈图案从内侧向外侧形成顺时针方向(CW)的卷绕，上述偶数层线圈图案从内侧向外侧形成逆时针方向(CCW)的卷绕。

并且，在上述线圈图案层中，所有层的线圈图案呈相同形状，上述奇数层线圈图案从内侧向外侧形成顺时针方向(CW)的卷绕，上述偶数层线圈图案从外侧向内侧形成逆时针方向(CCW)的卷绕。

进而，上述线圈图案的开始部分和结束部分的宽度大于形成线圈的部分的宽度，可配置至少一个通孔和包围上述通孔的焊接带。

根据本发明的第三特征，本发明提供单相马达，上述单相马达包括：旋转轴；转子，在中心部支撑上述旋转轴，交替配置有多个N极磁铁和S极磁铁；轴承，用于以可旋转的方式对上述旋转轴进行支撑；轴承架，用于收容上述轴承来进行固定；以及上述层叠型定子，在中心部形成使上述轴承架通过的贯通孔。

本发明的单相马达还包括：防死点轭，配置于上述层叠型定子的下部，具有当上述转子处于初始状态时使得多个磁铁的中心部相向地配置的多角形边缘；以及霍尔传感器，设置于上述定子基板，配置于当转子处于初始状态时从转子磁极的边界面偏移1/4磁极宽度或3/4磁极宽度的位置，从而产生转子位置信号，上述霍尔传感器配置于与在定子的放射方向图案部中的一个重叠的位置。

并且，上述霍尔传感器可配置于转子磁极的边界面与从上述边界面偏移1/4磁极宽度的位置之间。

在此情况下，上述转子呈环形，上述环的宽度至少大于放射方向图案部的长度，并与放射方向图案部相向。

根据本发明的第四特征，本发明提供冷却风扇，上述冷却风扇包括：转子，旋转轴被中心部所支撑，在外周部形成多个叶轮用叶片，交替配置有多个N极磁铁和S极磁铁；轴承，以可旋转的方式对上述旋转轴进行支撑；轴承架，用于收容上述轴承来进行固定；下部外壳，用于对上述轴承架进行支撑；层叠型定子，在中心部形成使上述轴承架通过的贯通孔，被下部外壳支撑；上部外壳，与上述下部外壳相向地进行配置；以及侧壁，用于连接上述上部外壳与下部外壳之间。

在上述冷却风扇中，在上部外壳和下部外壳的至少一个形成入风口，并可构成在上述侧壁的一部分形成出风口的热风型或分别在上述上部外壳和下部外壳形成入风口和出风口的轴流型。

上述转子的背轭包括：结合部，在中心部形成固定旋转轴的贯通孔，向内突出；第一圆筒部，在内侧形成用于收容轴承架的第一级收容槽；第二圆筒部，在外侧形成用于设置多个磁铁的第二级收容槽，呈与定子相对应的大小；高度差部，用于连接上述第一圆筒部与第二圆筒部之间，构成上述叶轮的多个叶片包围背轭的第二级收容槽并以与第二圆筒部相同的等级延伸形成。

并且，构成上述叶轮的多个叶片可包围背轭的第一级收容槽及第二级收容槽并延伸形成。

上述下部外壳包括：环部，在中心部形成使上述轴承架通过的贯通孔；以及多个桥部，用于连接上述环部和下部外壳本体之间，上述多个桥部的数量与转子的磁极数量相同或者形成磁极数量的1/2的数量，从而具有防死点轭功能。

发明的效果

如上所述，在本发明中，利用在多层印刷电路板形成的导电性图案线圈来将用于使转子旋转驱动的定子线圈体现为薄膜型，从而可体现生产率得到提高、节减成本的超薄型单相马达，可利用其来提供各种电子设备用超薄型冷却风扇。尤其，上述冷却风扇可适用于无线充电机等的超薄型电子设备。

并且，在本发明中，采用利用薄膜型定子的轴向型结构，使用通过去除在以往的径向型马达使用的芯性定子的空间和省略掉线圈终端连接部位而获取的空间，来使支撑转子的旋转轴的套筒轴承的直径扩张至能够含有充分的油，从而可提高可靠性及耐久性。

尤其，在本发明中，利用多层印刷电路板来构成单相马达用层叠型定子，各个层的线圈图案呈多个旋转方向图案部和放射方向图案部交替连接的星形图案，从而在相向的转子产生最大的扭矩，以此可谋求马达效率上升。即，上述放射方向图案部向放射方向定向，由此，当定子线圈通电时，产生切线方向的力，从而获得有效的扭矩。

并且，在本发明中，通过将各个层的印刷电路板的通孔设置在相同位置，不使用多个配线图案印刷电路板，多层结构的线圈图案串联或并联，从而可层叠成超薄型。

在本发明中，在下部外壳形成入风口，通过形成与转子磁极数相对应的桥部，可在不使用额外的防死点轭的情况下体现死点防止功能。即，形成于下部外壳的桥部具有防死点轭功能，从而可防止当使用额外的防死点轭时因霍尔器件和轭之间的位置整列的误差而引起的磁启动不良。

进而，在本发明中，不使用转子位置测定用霍尔器件，在与转子相向的印刷电路板的一面中，在未形成图案线圈的空间一同配置转子位置测定用感测线圈，从而可体现价格低廉且简单的无传感器驱动电路。

在本发明中，在层叠型定子中，通过调节各层线圈图案的粗细来使得开始部分和结束部分的宽度大于形成线圈的部分的宽度，例如，被设计成水滴(tear drop)形态，从而可增加连接可靠性。

即，使得线圈图案的开始部分和结束部分呈水滴形态，通过配置通孔和包围通孔的焊接带(soldering land)，以便于相互连接线圈图案或者便于与配线图案等相连接并可保障连接的可靠性。

并且，为了增加可靠性，在各个层连接开始部分和结束部分的通孔形成至少一个以上，从而可防止因断线或通孔的不良而产生的可靠性的下降。

附图说明

图1为示出本发明的单相马达用层叠型定子的俯视图。

图2a及图2b为示出本发明第一实施例的层叠型定子的各个层的线圈图案的展开图。

图3a及图3b为分别示出第一层及第四层的印刷电路板的焊接图案的俯视图。

图4a及图4b为用于说明利用本发明的层叠型定子的单相马达的动作的说明图，是示出转子位于初始位置时的电流的方向的说明图。

图5a至图5d为分别示出转子的各个旋转位置上的电流的方向的说明图。

图6为示出本发明第二实施例的层叠型转子的各个层的线圈图案的展开图。

图7a为用于说明当在本发明的单相马达中使用板状的磁启动用防死点轭时的磁启动用防死点轭与霍尔传感器之间的配置关系的说明图。

图7b为用于说明当在本发明的单相马达中使用具有防死点轭功能的下部外壳时的定子与霍尔传感器之间的配置关系的图。

图8为为了体现本发明的无传感器驱动电路而将转子位置测定用感测线圈和线圈图案一同配置的第一层印刷电路板的图案图。

图9为示出利用通过使用本发明的层叠型定子来体现的超薄型单相马达的冷却风扇的立体图。

图10及图11为示出本发明的超薄型冷却风扇的第一实施例及第二实施例的轴方向剖视图。

图12a为示出具有本发明第三实施例的防死点轭功能的下部外壳的俯视图，图12b为示出下部外壳与层叠型定子相结合的状态的俯视图，图12c为图12b 中的定子与转子相结合的状态的俯视图，图12d为示出图12c中的转子与叶片相结合的状态的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施例。在此过程中，为了说明的明确性和便利性，图中所示的结构要素的大小或形状等可被放大。

参照图1至图3b，本发明的单相马达用层叠型定子110可通过使各个层由铜箔层压板(CCL)形成的多层基板10的铜箔图案化来构成。在以下的说明中，“基板”可以为印刷电路板的缩写。

层叠型定子110包括：多层基板10，层叠多层并一体化，由绝缘材料形成；多个线圈图案21～25，以形成用于构成定子线圈的多个转向(turn)的方式由使在上述各层基板上层叠的铜箔图案化来获得的螺旋形状的导电性图案形成；以及多个通孔T1～T7，在贯通上述多层基板10形成的贯通孔进行镀金，用于连接上述多个线圈图案21～25等。

上述多个线圈图案21～25包括：多个内侧旋转方向图案部及外侧旋转方向图案部20a～20f，分别在内侧圆周和外侧圆周隔着间隔沿着圆周方向配置；以及多个放射方向图案部20g～20l，相互连接相邻的上述内侧旋转方向图案部与外侧旋转方向图案部，从中心沿着放射方向配置。

在以下的说明中，将在多层基板通过使铜箔层压板(CCL)图案化来形成线圈图案的作为例子进行了说明，但还可在不使用铜箔层压板的情况下在普通基板利用银浆或铜浆来印刷线圈图案来形成，上述情况也属于本发明的范围。

例如，在上述多层基板10中，基板材料可由如由玻璃环氧层压板(glass epoxylaminate)形成的FR-4或CEM-3等的绝缘性树脂形成。对于多层基板10而言，只要在各层的基板层叠铜箔并构成多层印刷电路板，则可以将任何绝缘性树脂用作基板的材料，所层叠的基板的层数与单相马达的所需要的转速(RPM)成比例，可在1层至10层范围内进行设定。为了获得高转速，以获得高的扭矩值的方式增加线圈转向数，因此，需要以利用多个线圈图案21～25的方式增加所层叠的印刷电路板的数量。

在使用层叠多层印刷电路板的多层基板10的情况下，在最下部的印刷电路板中，形成用于连接线圈图案与电子部件的印刷配线17，各种电子部件16安装于印刷配线17来形成马达驱动电路30，印刷配线 17的电源端子Vcc和接地图案GND与驱动电源相连接。

在本发明的单相马达用定子中，在不需要高转速的情况下，可使用在多层基板10的两面层叠铜箔的两面基板来构成，在此情况下，在多层基板10的一面形成线圈图案21，在背面安装马达驱动电路30。

在以下的实施例的说明过程中，如图2a及图2b所示，多层基板 10为4层结构的层叠第一印刷电路板11至第四印刷电路板14而成的多层印刷电路板结构。

例如，在第一印刷电路板11至第三印刷电路板13，分别在基板的上部面形成呈星形的第一线圈图案21至第三线圈图案23，例如，在最下层的第四印刷电路板14，呈扇形形状的第四线圈图案24及第五线圈图案25分离形成，例如，对铜箔Cu等的导电性金属进行微细图案化来形成。例如，第一印刷电路板11至第四印刷电路板14可在具有 0.4mm、0.8mm等的多种厚度的印刷电路板中选择使用，例如，在适用于本实施例中的线圈图案21～25中，图案宽度为0.12mm，相邻的图案之间的间隔被图案化为0.13mm。上述线圈图案的宽度和图案之间的间隔可根据需要增加或减少。

第一线圈图案21、第三线圈图案23及第四线圈图案24分别从内侧向外侧并沿着顺时针方向CW具有螺旋形状，大体上，以呈星形的方式具有3个突起部和凹陷部地呈之字形，第二线圈图案22和第五线圈图案25分别从内侧向外侧并沿着逆时针方向CCW具有螺旋形状，大体上，以大致呈星形的方式具有3个突起部和凹陷部地呈之字形。

当然，第一线圈图案21至第三线圈图案23分别呈螺旋形状，根据利用通孔的线圈图案的连接方式，可从内测朝向外侧或从外侧朝向内侧并组合朝向顺时针方向CW或逆时针方向CCW的图案，大体上，以具有2个以上的突起部和凹陷部的方式呈之字形形态。

如图4a及图4b所示，在第一线圈图案21至第三线圈图案23中，分别连接3个的外侧及内侧旋转方向图案部20a～20c、20d～20f、上述外侧旋转方向图案部20a～20c与内侧旋转方向图案部20d～20f的6 个放射方向图案部20g～20l交替连接，从而整体呈星形形状。

在外侧旋转方向图案部20a～20c及内侧旋转方向图案部20d～20f 中，分别在外侧圆周和内轴圆周，隔着间隔，沿着圆周方向配置，6个放射方向图案部20g～20l分别整体上从基板的中心部沿着放射方向定向，内侧端部以每2个的间隔相互变小的方式具有图案形状。

第一印刷电路板11及第三印刷电路板13的第一线圈图案21及第三线圈图案23呈相同形状，第二印刷电路板12的第二线圈图案22形成与第一线圈图案21及第三线圈图案23相同的形状但存在60°的相位差并偏移。

最终，在层叠第一印刷电路板11至第三印刷电路板13的情况下，在第一线圈图案21至第三线圈图案23中，6个放射方向图案部20g～ 20l配置于相同的位置。因此，如下所述，在3个印刷电路板层叠的情况下，放射方向图案部20g～20l具有分别层叠3层的线圈图案同时与转子的磁铁相向的位置，电流的流动方向相同，从而产生合并的扭矩。

本发明的定子110相互连接形成于多层基板10的第一线圈图案 21至第五线圈图案25来形成定子线圈，在定子线圈中，放射方向图案部20g～20l的数量具有与转子磁极数相同的数、转子磁极数的1/2倍数及转子磁极数的2倍数中的一个值，同时，与相向的转子的磁极数相同地设置，相邻的放射方向图案部20g～20l之间的角度为360/n(其中，n为与转子磁极数相同的数、转子磁极数的1/2倍数及转子磁极数的2倍数中的一个)。

因此，在具有图2a及图2b所示的6个放射方向图案部20g～20l 的定子的情况下，相邻的放射方向图案部20g～20l之间的角度为60°，为了构成单相马达，与此相结合并旋转的转子的磁极(N极磁铁和S 极磁铁)的数为6极。

以在第四印刷电路板14形成用于驱动单相马达的驱动电路30的方式安装各种电子部件16，用于结线的印刷配线17呈导电性图案。

并且，在第四印刷电路板14安装驱动电路部件，使用剩余空间来形成在第一线圈图案21至第三线圈图案23追加的第四线圈图案24及第五线圈图案25，第四线圈图案24及第五线圈图案25还可根据用于使转子进行旋转的扭矩值进行省略。

如图2b所示的第四印刷电路板14呈现出透视的状态，各种图案，即，第四线圈图案24及第五线圈图案25、印刷配线17和安装于其的电子部件16可位于多层基板10的背面。

上述第四线圈图案24从外部向内侧并以沿着顺时针方向CW具有螺旋形状的方式呈扇形图案，第五线圈图案25从内侧向外侧并以沿着逆时针方向CCW具有螺旋形状的方式呈扇形图案。

在本发明的第一印刷电路板11至第四印刷电路板14层叠的情况下，若第一线圈图案21至第五线圈图案25通过第一通孔T1至第七通孔T7来以串联或并联方式相互连接，则形成一个的定子线圈。第一通孔T1至第七通孔T7的孔内部被导电性材料镀金或填充。

在本发明的单相马达用定子中，分别在多层基板10的上部面形成呈星形的第一线圈图案21至第三线圈图案23的第一印刷电路板11至第三印刷电路板13形成线圈图案层，第四印刷电路板14形成安装有马达驱动电路30的驱动电路层。

在本发明中，如图3a所示，在第一印刷电路板11至第四印刷电路板14的相同位置形成7个通孔T1～T7，如图3b所示，焊接带18 (soldering land)由导电性图案形成。如图3b及图4a和图4b所示，第一线圈图案21至第五线圈图案25的开始部分S1～S5与结束部分 E1～E4的宽度大于形成线圈(卷绕)的部分，例如，呈水滴(tear drop) 形态，配置通孔T1～T7和包围通孔T1～T7的焊接带18。

最终，在本发明中，在层叠型定子中，调节各层线圈图案21～25 的粗细，开始部分S1～S5和结束部分E1～E4的宽度大于形成线圈(卷绕)的部分的宽度，从而可增加连接的可靠性。

即，线圈图案的开始部分呈水滴形态，通过配置通孔和包围通孔的焊接带，来使线圈图案相互连接或者简单与配线图案等相连接，并可确保连接的可靠性。

并且，为了增加可靠性，在各层形成连接开始部分和结束部分的通孔T1～T7至少一个以上，从而可防止断线或通孔的不良率的降低。

在第二印刷电路板12，为了连接在第四印刷电路板14的上侧和下侧分离形成的第四线圈图案24和第五线圈图案25，连接通孔T3和通孔T4的第一跳线图案J1形成于第二线圈图案22的外围，在第三印刷电路板13，为了连接第四印刷电路板14与在第五线圈图案25的外部中的内部的开始部分S5，连接第四通孔T4和第五通孔T5的第二跳线图案J2形成于第三线圈图案23的外侧。

在本发明的第一印刷电路板11至第四印刷电路板14层叠的情况下，第一线圈图案21至第五线圈图案25通过通孔T1～T7和第一跳线图案J1及第二跳线图案J2来相互连接，以此形成一个的定子线圈。

即，第一印刷电路板11的第一线圈图案21中，结束部分E通过第二通孔T2与第二印刷电路板12的第二线圈图案22的开始部分S2 相连接，第二线圈图案22的结束部分E2通过第六通孔T6与第三印刷电路板13的第三线圈图案23的结束部分S3相连接。

并且，第三线圈图案23的结束部分E3通过第一通孔T1与第四印刷电路板14的第四线圈图案24的开始部分S3相连接，第四线圈图案 24的结束部分E4与第五线圈图案25的开始部分S5通过连接上述通孔 T3与通孔T4的第一跳线图案J1和连接通孔T4与通孔T5的跳线图案 J2相互连接。

最终，定子线圈的一端，即，第五线圈图案25的结束部分与驱动电路的第一输出端子Out1相连接，定子线圈的另一端，即，第一线圈图案21的开始部分S1通过第六通孔T6与驱动电路的第二输出端子Out2相连接。

在本发明中，在第一线圈图案21及第三线圈图案23的外侧旋转方向图案部20a～20c的内周部和第二线圈图案22的内侧旋转方向图案部的外周部之间及第一线圈图案21及第三线圈图案23的内侧旋转方向图案部20d～20f的外周部与第二线圈图案22的外侧旋转方向图案部的内周部之间，以形成线圈图案相互重叠的6个通孔区域R1～R6的方式设定第一线圈图案21至第五线圈图案25的宽度，第一通孔T1至第七通孔T7使用6个通孔区域R1～R6和第一线圈图案21至第五线圈图案25的外侧空间R10来配置。

最终，在本发明中，当将配置于第一线圈图案21至第五线圈图案 25的内部的开始或结束端子与多层的线圈图案相连接时，可利用使用 6个通孔区域R1～R6中的一个来形成的通孔T2、T3、T5～T7。

在本发明中，适当利用上述通孔区域R1～R6和外侧空间R10来配置通孔T1～T7，不使用额外的配线图案印刷电路板，多层印刷电路板的线圈图案也可以串联或并联。

在图2a 和图2b 所示的实施例中例示在第四印刷电路板14安装用于驱动单相马达的驱动电路30，但是，驱动电路并非额外构成。即，如图10及图10所示，在定子与安装有定子的下部外壳之间并未确保充分的空间的情况下，仅有最小限度的驱动电路部件安装于第四印刷电路板14的背面。

以下，参照图4a至图5d，说明利用本发明的层叠型定子的单相马达。在图5a至图5d中，转子的各个旋转位置的电流流动与第一印刷电路板11的第一线圈图案21和第二印刷电路板12至第四印刷电路板 14的第二线圈图案22至第五线圈图案25的电流流动相同，因此，仅说明第一印刷电路板11的第一线圈图案21。

所示的单相马达40中，6槽6极结构的定子110和转子120呈轴向型，因此具有相向地进行配置的结构，在图4a和图4b中，为了说明的便利，在相同平面一同呈现。

当转子120处于初始位置(即，0°)时，若向马达驱动电路30 供给驱动电源Vcc，则霍尔传感器H1识别转子的磁极(S极)来产生包含转子的旋转方向(即，逆时针方向CCW)的一对的第一转子位置信号，若向马达驱动电路30的2个第一开关晶体管及第二开关晶体管施加，则第一开关晶体管被开闭，第二开关晶体管被关闭，并确定定子线圈，即，第一线圈图案21至第五线圈图案25的驱动电流的电流流动方向。

随着转子的旋转方向被确定为逆时针方向CCW，电流从第一线圈图案21的开始部分S1向第五线圈图案25的结束部分流动，电流流动的方向在第一线圈图案21至第五线圈图案25通过箭头表示。

在此情况下，第一线圈图案21至第五线圈图案25的外侧及内侧旋转方向图案部20a～20c、20d～20f以几乎同心圆形态排列，因此，根据弗莱明的左手法则，所产生的力F的方向朝向放射方向，因此，不对扭矩产生产生影像。

第一线圈图案21至第五线圈图案25中，以分别使在相同位置的放射方向图案部流动的驱动电流的流动方向相同的方式通过通孔T1～ T7和跳线图案J1、J2相互连接。

例如，第一线圈图案21的放射方向图案部20g、20h与第二线圈图案22的放射方向图案部22g、22h、第三线圈图案23的放射方向图案部23g、23h、第四线圈图案24的放射方向图案部24g、24h均向相同的方向流动电流。最终，放射方向图案部20g～20l向与转子120的旋转方向(圆周方向)直角的放射方向(即，切线方向)定向，根据弗莱明的左手法则，向逆时针方向CCW产生切线方向的力F。

因此，第一线圈图案21至第五线圈图案25的外侧及内侧旋转方向图案部20a～20c、20d～20f以仅执行电流流动的路径作用，从6个放射方向图案部20g～20l向切线方向产生力，从而实现转子120的旋转。

并且，在相邻的放射方向图案部20g～20l之间，电流的流动方向被相反设定，与此对应的转子120的磁铁的磁极也会相反，因此，产生均向相同方向推动或拉动转子的磁铁的力，从而使转子向逆时针方向CCW旋转。

接着，在转子120旋转机械角度15°(电子角度45°)的情况下，如图5a所示，在旋转机械角度30°(电子角度90°)的情况下，如图 5b所示，在旋转机械角度45°(电子角度135°)的情况下，如图5c 所示。

在转子120位于图5c的位置的情况下，霍尔传感器H1位于N极磁铁121a与S极磁铁121f的边界面，从而无法识别磁极，且无法确定电流的流动方向。

通过旋转惯性，转子120继续旋转，在旋转机械角度60°(电子角度180°)的情况下，如图5d所示。若转子旋转角度大于机械角度 45°(电子角度135°)，则霍尔传感器H1识别N极磁铁121a。在此情况下，霍尔传感器H1产生与上述第一转子位置信号相反极性的一对第二转子位置信号输出来向第一开关晶体管及第二开关晶体管施加，第一开关晶体管被关闭，第二开关晶体管被开启，定子线圈，即，如图5d所示，对第一线圈图案21至第五线圈图案25的驱动电流的流动方向被相反设定。

最终，如图5d所示，若设定对于第一线圈图案21至第五线圈图案25的驱动电流的电流流动方向，则放射方向图案部20g～20l根据弗莱明的左手法则向逆时针方向CCW产生切线方向的力F，从而使转子 120进行旋转。

如上所述，马达驱动电路30每当霍尔传感器H1旋转机械角度 60°(电子角度180°)时，测定转子的磁极来交替产生第一转子位置信号和第二转子位置信号，第一开关晶体管及第二开关晶体管交替开启和关闭，并变更对于第一线圈图案21至第五线圈图案25的驱动电流的电流流动方向。

在本发明的单相马达40中，利用多层印刷电路板来构成层叠型定子110，各个层的线圈图案21～25呈使多个旋转方向图案部与放射方向图案部20g～20l交替连接的星形图案，放射方向图案部向放射方向定向，从而使向相向的转子120施加的旋转力最大。

以下，参照图6，说明本发明的第二实施例的层叠型定子。

首先，图2a 和图2b所示的第一实施例的层叠型定子110第一线圈图案21及第三线圈图案23和第四线圈图案24分别向顺时针方向CW具有螺旋形状，第二线圈图案22和第五线圈图案25分别向逆时针方向CCW 具有螺旋形状。

即，在第一实施例中，奇数层PCB的线圈图案向顺时针方向CW 具有螺旋形状，偶数层的线圈图案向逆时针方向CCW具有螺旋形状。

图6所示的第二实施例的层叠型定子中，第一线圈图案21至第四线圈图案24均向顺时针方向CW具有螺旋形状，只是，仅由第五线圈图案25向逆时针方向CCW具有螺旋形状。

只是，在第一线圈图案21、第四线圈图案23中，在内侧配置开始部分S1、S3，在外侧配置结束部分E1、E3，在第二线圈图案22中，在外侧配置开始部分S2，在内侧配置结束部分E2。

在第二实施例中，在所有层的印刷电路板的线圈图案21～23向顺时针方向CW具有螺旋形状的方面与第一实施例不同。

只是，第四印刷电路板14的第四线圈图案24及第五线圈图案25 呈线对称结构，配置于相向的位置，第一实施例及第二实施例中，第四线圈图案24均向顺时针方向CW卷绕，第五线圈图案25向逆时针方向CCW卷绕。

第二实施例的层叠型定子中，当所有层印刷电路板的线圈图案 21～23呈具有向顺时针方向CW螺旋形状的卷绕时，奇数层印刷电路板11、13的第一线圈图案21及第三线圈图案23中，内侧配置开始部分S1、S3，在外侧配置结束部分E1、E3，偶数层印刷电路板12的第二线圈图案22中，在外侧配置开始部分S2，在内侧配置结束部分E2。

第二实施例的层叠型定子中，在线圈图案21～23均形成具有向顺时针方向CW螺旋形状的卷绕之后，为了连接第四印刷电路板14的第四线圈图案24和第五线圈图案25而在第三印刷电路板13形成第三跳线图案J11及第四跳线图案J12，在第四印刷电路板14形成第五跳线图案J13。

并且，在本发明的第二实施例的层叠型定子中，第一线圈图案21 至第三线圈图案23以相同的形状配置于相同的位置，因此，与第一实施例相比，可进一步确保能够配置用于相互连接各层的线圈图案的通孔的空间。

除在第一线圈图案21至第三线圈图案23层叠第四线圈图案24和第五线圈图案25的区域之外的剩余部分为可配置第十一通孔T11至第十八通孔T18的通孔区域R11～R16。

即，当以第一印刷电路板11为基准时，第一线圈图案21至第三线圈图案23的上侧突起部的左右侧的凹陷部和内侧区域的一部分、下侧突出部的内侧区域和凹陷部的一部分与通孔区域R11～R16相对应。

在上述通孔区域R11～R16配置第十一通孔T11至第十八通孔 T18，若利用第三跳线图案J11至第五跳线图案J13来连接第一线圈图案21至第五线圈图案25，则形成一个定子线圈。

即，第一印刷电路板11的第一线圈图案21在开始部分S1向顺时针方向卷绕之后，结束部分E1通过第十二通孔T12与第二印刷电路板 12的第二线圈图案22的开始部分S2相连接，第二线圈图案22的结束部分E2通过第十七通孔T17与第三印刷电路板13的第三线圈图案23 的开始部分S3相连接。

并且，第三线圈图案23的结束部分E3通过第十一通孔T11与第四印刷电路板14的第四线圈图案24的开始部分S4相连接，第四线圈图案24的结束部分E4与第五线圈图案25的开始部分S5通过第三跳线图案J11至第五跳线图案J13相互连接。

最终，定子线圈的一端，即，第五线圈图案25的结束部分E5与马达驱动电路30的第一输出端子Out1相连接，定子线圈的另一端，即，第一线圈图案21的开始部分S1通过第十七通孔T17与马达驱动电路的第二输出端子Out2相连接。

本发明的第二实施例的层叠型定子中，安装于第四印刷电路板14 的马达驱动电路30的一部分配置于左侧，一部分向右侧分散配置。若向第四印刷电路板14的马达驱动电路30供给驱动电源Vcc，则与上述第一实施例相同，使相向的转子进行旋转。

另一方面，利用本发明的层叠型定子的单相马达为了测定转子位置，一个的霍尔传感器H1配置于形成定子的印刷电路板，作为自动启动方案，可采用由铁板或硅胶钢形成的防死点轭。若利用防死点轭，则可将转子的初始位置停止在预先确定的位置，若考虑转子的初始位置，将霍尔传感器设置于可防止死点的位置，则可避免无法自动启动的现象。

首先，参照图7a说明将一个的霍尔传感器H1配置于形成定子的印刷电路板，额外的防死点轭配置于定子的下侧，以此避免无法磁启动的情况。

如图7a所示，防死点轭170的形状与转子120的磁极数量(6极) 相同地外周面呈六角形状，内周面呈圆形。在此情况下，如图7a所示，当转子120处于初始状态时，转子120的磁铁121与防死点轭170之间，通过磁现象，各个磁铁的中心与防死点轭170的有效面积宽度最大的位置(即，边缘)相向。

因此，优选地，霍尔传感器H1设置于从磁极的边界面121g偏移 1/4磁极宽度(在6极磁极的情况下为15°)或3/4磁极宽度偏移的位置。将霍尔传感器H1设置于从磁极的边界面121g偏移1/4磁极宽度的位置的原理如下，上述位置中，从磁铁121产生的磁通量为最大，因此，霍尔传感器H1可产生最优秀的感度的转子位置信号。

并且，在本发明中，在定子的第一线圈图案21至第三线圈图案 23中，从磁极的边界面121g偏移1/4磁极宽度的位置配置霍尔传感器 H1，同时，设置在放射方向图案部20g～20l中的一个。

如图7a所示，在放射方向图案部20g～20l中的一个放射方向图案部20l与霍尔传感器H1相同，在配置于从磁极的边界面121g偏移1/4 磁极宽度的位置的状态下，向马达驱动电路30施加驱动电源来实现转子120的启动，从磁铁121f产生的磁通量最大的位置与放射方向图案部20l相向，因此，更简单地实现磁启动。

并且，在转子的旋转方向为逆时针方向CCW的情况下，优选地，从防死点轭170的6角形边缘向逆时针方向的1/4磁极宽度位置设置霍尔传感器H1，在旋转方向为顺时针方向CW的情况下，从防死点轭170 的6角形边缘向顺时针方向的1/4磁极宽度位置设置霍尔传感器H1，以此可避免无法自动启动的现象。

另一方面，图8示出为了体现本发明的无传感器(sensorless)马达驱动电路而形成于转子位置测定用感测线圈26与线圈图案21一同配置的第一印刷电路板11的变形例。

转子位置测定用感测线圈26需要在不与第一印刷电路板11的第一线圈图案21重复的空间，即，位于呈星形的3个突起部之间的3个凹槽中选择，并且，在第一线圈图案21至第五线圈图案25不重叠的空间可配置用于向第四印刷电路板14引出感测线圈26的两端部的一对通孔T8、T9，需要考虑与形成于第四印刷电路板14的马达驱动电路30的连接关系。

本发明的转子位置测定用感测线圈26考虑到上述事项而配置于第一印刷电路板11的凹槽，整体呈扇形形状，从内侧向外侧，沿着顺时针方向CW形成螺旋形状的导电性图案。

如图8所示，若在转子和相向的第一印刷电路板11形成转子位置测定用感测线圈26，当转子120旋转时，若磁铁121靠近转子位置测定用感测线圈26，从感测线圈26，通过电磁感应产生与转子磁极相对应的感应电动势。在此情况下，马达驱动电路30将上述感应电动势识别为转子位置信号来向开关电路(未图示)施加，上述开关电路转换向由第一线圈图案21至第五线圈图案25构成的定子线圈施加的驱动电流的方向。当施加转子位置信号时，开关电路转换在定子线圈流动的驱动电流的方向，最终，转子继续向一方向旋转。

在本发明中，如图8所示，通过配置处理器来使印刷电路板的铜箔图案化并形成定子线圈，同时，一同形成转子位置测定用感测线圈 26，因此，不会引起额外的制造成本的增加。

以下，说明利用上述层叠型定子的冷却风扇。

图9示出利用使用本发明的层叠型定子来体现的超薄型单相马达的冷却风扇，图10及图11示出表示本发明第一实施例及第二实施例的超薄型冷却风扇的轴方向剖视图。

参照图9及图10，利用本发明的超薄型单相马达的冷却风扇100 通过使上部外壳103与形成有侧壁102的下部外壳101相结合来形成外壳，在外壳内部设置有使用层叠型定子110体现的超薄型单相马达 40。

单相马达40包括层叠型定子110、套筒轴承150、旋转轴140及转子120。

在下部外壳101，用于在中心部收容套筒轴承150的轴承架160，例如，通过镶嵌注塑形成为一体，轴承架160在以圆筒形状突出的凸台160a内部插入套筒轴承150。

并且，在套筒轴承150与轴承架160的内部底部面之间设置用于支撑转子120的旋转轴140的推力板106(thrust plate)(或轴承板)

在下部外壳101的底部面安装如图2a 和图2b所示的本发明的层叠型定子110，在定子110的中心部形成大于轴承架160的凸台160a的外径的贯通孔15。

上述套筒轴承150的贯通孔与转子120的旋转轴140相结合，旋转轴140固定于转子120的中心部。

转子120包括以执行磁路的方式由磁性材料形成的圆形的背轭 123和附着于背轭的内侧面的多个磁铁121，以磁铁121与定子110的线圈面相向地进行配置的轴向型结构构成单相马达40。

优选地，上述多个磁铁121中，交替配置有N极及S极，磁极数与线圈图案21的放射方向图案部20g～20l的数量相同。因此，使用图1的定子来构成的单相马达40呈6槽(slot)/6极(pole)结构。

上述背轭123中，在中心部形成设置有固定旋转轴140的贯通孔的结合部123e，并向外突出。

背轭123包括：第一圆筒部123b，在内部形成第一级收容槽123a，大于轴承架160的凸台160a的外径；以及第二圆筒部123d，在外侧形成第二级收容槽123c，尺寸与定子110相对应，在第一圆筒部123b与第二圆筒部123d之间，高度差部在中间形成，从而收容2段结构的收容槽。

在背轭123的第一级收容槽123a收容轴承架160，在第二级收容槽123c，与定子110的线圈图案21相对应地，设置多个磁铁121。

上述多个磁铁121使用如Nd合金或Co合金的矫顽力大的稀土类磁铁或铁氧体磁性物质来通过分割磁化，以此形成N极及S极结构，通过粘结剂来将磁盘形态的Nd磁铁固定于转子支撑体来使用。

在转子120的背轭123的外侧面，通过镶嵌注塑，多个叶片130 形成为一体来构成叶轮105。在此情况下，叶片130包围背轭123的第一圆筒部123b的外侧面和第二级收容槽123c，并以与第一圆筒部123b 相同的等级延伸，如图9所示，多个叶片130从背轭123具有倾斜角度延伸形成或向放射方向延伸。

进而，在上述下部外壳101以与用于从系统本体向定子110施加电源及控制信号的连接器或电缆相结合的方式形成贯通槽，在下部外壳101，以从相向的方向吸入本体(例如，无线充电器等)内部的发热的空气方式设置有形成至少一个以上的贯通孔的入风口108。

如图9所示，在上述下部外壳101，在外周部以直角形成侧壁102，以与上部外壳103一同结合来构成热风型的风扇的方式侧壁102的一侧处于开放状态，从而排出吸入的空气的出风口107。在此情况下，侧壁102由与上述轴承架160相同的树脂形成，通过镶嵌注塑，与金属材料的下部外壳101形成为一体。

但是，侧壁102代替下部外壳101，通过镶嵌注塑与上部外壳103 形成为一体。并且，上述轴承架160和下部外壳101均使用树脂来通过镶嵌注塑形成为一体。

上述上部外壳103与下部外壳101类似，在上部外壳103，以从相向的方向吸入本体(例如，无线充电器等)内部的发热的空气的方式设置有形成至少一个以上的贯通孔的入风口104。

图9中例示在本发明的冷却风扇100中，在上部外壳103和下部外壳101均形成入风口的实施例，仅在上部外壳103和下部外壳101 中的一个，例如，仅在上部外壳103形成入风口104。

并且，本发明的冷却风扇100代替在侧壁102的一侧形成出风口 107，均在侧壁102形成贯通孔，根据叶轮105的叶片形状，可呈从上部外壳103和下部外壳101的导入并向另一侧排出的轴流型。

如上所述的本发明的冷却风扇100采用轴向型结构的单相马达 40，单相马达利用宝模型的层叠型定子来构成。最终，本发明的冷却风扇100与采用以往的芯型定子的风扇马达相比，可体现超薄型结构的单相马达40，从而可体现超薄型冷却风扇。

并且，本发明的冷却风扇100使用去除在以往的径向型马达采用的芯型定子的空间，来使支撑转子120的旋转轴140的套筒轴承150 的直径扩张至含有充分的油。

参照图11，在本发明的第二实施例中，仅与上述第一实施例存在转子和叶轮的结构差异，其他部分相同，因此，将省略对此的说明。

在第二实施例中，在转子120的背轭122中，在中心部形成设置有固定旋转轴140的贯通孔的结合部123f，并向内突出。

背轭122包括：第一圆筒部123b，在内侧形成第一级收容槽123a，大于轴承架160的凸台160a的外径；第二圆筒部123d，在外侧形成第二级收容槽123c，尺寸与定子110相对应，在第一圆筒部123b与第二圆筒部123d之间，高度差部在中间形成，从而形成2段结构的收容槽。

在背轭122的第一级收容槽123a收容轴承架160，在第二级收容槽123c，与定子110的线圈图案21对应地设置多个磁铁121。

在上述转子120的背轭122中，形成有固定旋转轴140的贯通孔的结合部123f向内突出，与第一实施例相比，结合部123f的向内突出的长度缩小突出的长度。

在第一实施例中，以构成叶轮105的方式在背轭123的外侧面通过镶嵌注塑形成为一体的多个叶片130包围背轭123的第二级收容槽 123c并以与第二圆筒部123d相同的等级延伸形成。

并且，与第一实施例的叶片相比，第二实施例的叶片130的宽度小，背轭122和旋转轴140的露出面(即，最上端)几乎与上部外壳 103相同的等级设定，最终，可减少上部外壳103与下部外壳101之间的侧壁102的高度。

如上所述，本发明的第二实施例的冷却风扇100中，背轭122的结合部123f向内形成，同时，通过减少套筒轴承150、旋转轴140、叶片130及侧壁102的高度，冷却风扇100整体的厚度变得更加薄。

图12a为示出具有本发明第三实施例的防死点轭功能的下部外壳的俯视图，图12b为示出下部外壳与层叠型定子相结合的状态的俯视图，图12c为图12b 中的定子与转子相结合的状态的俯视图，图12d为示出图12c中的转子与叶片相结合的状态的俯视图。

参照图12a至图12d，本发明的第三实施例的冷却风扇100在采用具有防死点轭功能的下部外壳201的方面与上述第一实施例及第二实施例存在差异。

第三实施例的下部外壳201以能够执行轭作用的方式使用如硅钢或纯钢的矫顽力低的软磁材料，以具有防死点轭功能的方式通过与转子120的数量相对应的数量，例如，6个桥部201a(bridge)来与中心部的环形环部201b相连接。

例如，下部外壳201可呈矩形形态，当在未形成侧壁102的一侧与上部外壳103相结合时形成出风口107。

在此情况下，在上述环形环部201b的中央形成可以使轴承架160 通过的贯通孔15a。

上述图12a至图12d中，形成于下部外壳201的桥部201a的数量与转子120的磁极数量相对应，但是也可以使用具有(磁极数/2)的数量的桥部201a。

如上所述，在由可执行轭作用的金属材料形成的下部外壳201形成与转子120的磁极数量相对应数量的桥部201a的情况下，当转子120 处于初始(停止)状态时，在转子120的磁铁121与桥部201a之间，通过磁现象，各个磁铁的中心部与桥部201a相向。

因此，考虑到转子120的初始状态，如图7b所示，在霍尔传感器 H1从磁极的边界面121g偏移1/4磁极宽度(在6极转子的情况下为 15°)或3/4磁极宽度的位置设置定子110。

将霍尔传感器H1设置在从磁极的边界面121g偏移1/4磁极宽度的位置的原因如下，上述位置从磁铁121产生的磁通量为最大，因此，空器件H1可产生最优秀灵敏度的转子位置信号。

当考虑基于转子的惯性矩的持续旋转时，霍尔传感器H1的位置从磁极的边界面121g偏移1/4磁极宽度的位置(15°)之间。从上述磁极的边界面121g偏移1/4磁极宽度的位置与从桥部201a的中心部偏移 1/4磁极宽度的位置相同。

并且，将霍尔传感器H1配置于从磁极的边界面121g偏移1/4磁极宽度(在6极转子的情况下为15°)，同时，使在后述的层叠型定子 110中，线圈图案21～23的放射方向图案部20g～20l中的一个放射方向图案部201相向。

如图7b所示，霍尔传感器H1与在放射方向图案部20g～20l中的一个放射方向图案部20l相同，在配置于从磁极的边界面121g偏移1/4 磁极宽度的位置的状态下，向马达驱动电路施加驱动电源来实现转子 120的启动，在从磁铁121f产生的磁通量为最大的位置，放射方向图案部20l相向，因此，更简单地实现磁启动。

并且，在转子120的旋转方向为逆时针方向CCW的情况下，优选地，从桥部201a的中心部位置向逆时针方向，在1/4磁极宽度位置设置霍尔传感器H1，在旋转方向为顺时针方向CW的情况下，从桥部 201a之间的中间位置向顺时针方向，在1/4磁极宽度设置霍尔传感器H1，以此防止无法实现磁启动的情况。

若满足上述条件，则当转子120启动时，在从各个磁铁产生的磁通量为最大的位置，霍尔传感器H1与放射方向图案部20l相向，因此，更简单地实现磁启动。

最终，形成于下部外壳201的6个桥部201a具有防死点轭功能，同时，上述桥部201a之间的空间起到入风口108的作用。

在此情况下，优选地，上述转子120的磁铁121呈环形，并多极磁化，交替配置有N极和S极，上述环的宽度至少大于放射方向图案部20g～20l的长度，并与放射方向图案部20g～20l的相向。

图12d中，未说明的附图标记130为与转子120形成为一体的多个叶片130，构成叶轮105，附图标记102a为与侧壁形成为一体，当与上部外壳103快速结合时使用的快速结合部。

在上述实施例的说明过程中，例示了单相马达使用为风扇马达，除风扇马达之外，也可适用于需要小型且超薄型马达的其他领域。

并且，上述实施例的单相马达可通过单相传播方式驱动和单相半波方式驱动来进行工作。

在上述实施例的说明过程中，例示了将层叠多个印刷电路板的层叠型定子用于单相马达的情况，在用于形成定子线圈的转向(turn)数小的马达的情况下，利用两面印刷电路板来构成超薄型定子。即，在两面印刷电路板的一面形成线圈图案，在另一面形成马达驱动电路。

以上，举例示出特定的优选实施例来说明了本发明，但本发明并不局限于上述实施例，在不超出本发明的思想的范围内，本发明所属技术领域的普通技术人员可进行多种变更和修改。

产业上的可利用性

本发明可适用于利用具有可在相向的转子获得最大扭矩的线圈图案的多层印刷电路板来体现超薄型的层叠型定子，利用其的超薄型单相马达和冷却风扇。

Claims (5)

1.一种单相马达，其特征在于，

包括：

旋转轴；

转子，在中心部支撑上述旋转轴，交替配置有多个N极磁铁和S极磁铁；

轴承，用于以能够旋转的方式对上述旋转轴进行支撑；

轴承架，用于收容上述轴承来进行固定；以及

层叠型定子，在中心部形成使上述轴承架通过的贯通孔，

上述层叠型定子包括：

多层基板，具有贯通孔，层叠而成一体；

线圈图案，在上述多层基板的各个基板上方图案化而成；以及

通孔，贯通上述多层基板而成，用于连接上述线圈图案，

上述线圈图案包括；

内侧旋转方向图案部及外侧旋转方向图案部，在与上述贯通孔以同心状配置的内侧圆周和外侧圆周隔着间隔并沿着圆周方向配置；以及

放射方向图案部，用于使相邻的上述内侧旋转方向图案部与外侧旋转方向图案部相连接，沿着放射方向配置，

上述单相马达还包括：

防死点轭，配置于上述层叠型定子的下部，具有当上述转子处于初始状态时与多个磁铁的中心部相向配置的多角形边缘；以及

霍尔传感器，设置于上述层叠型定子的基板，配置于当转子处于初始状态时从转子磁极的边界面偏移1/4磁极宽度或3/4磁极宽度的位置，从而产生转子位置信号，

上述霍尔传感器配置于与在定子的放射方向图案部中的一个重叠的位置。

2.根据权利要求1所述的单相马达，其特征在于，上述转子呈环形，上述环的宽度至少大于放射方向图案部的长度，并与放射方向图案部相向。

3.一种冷却风扇，其特征在于，

包括：

转子，旋转轴被中心部所支撑，在外周部形成叶轮用多个叶片，交替配置有多个N极磁铁和S极磁铁；

轴承，以能够旋转的方式对上述旋转轴进行支撑；

轴承架，用于收容上述轴承来进行固定；

下部外壳，用于对上述轴承架进行支撑；

层叠型定子，在中心部形成使上述轴承架通过的贯通孔，被下部外壳支撑；

上部外壳，与上述下部外壳相向地进行配置；以及

侧壁，用于连接上述上部外壳与下部外壳之间，

上述层叠型定子包括：

多层基板，具有贯通孔，层叠而成一体；

线圈图案，在上述多层基板的各个基板上方图案化而成；以及

通孔，贯通上述多层基板而成，用于连接上述线圈图案，

上述线圈图案包括；

内侧旋转方向图案部及外侧旋转方向图案部，在与上述贯通孔以同心状配置的内侧圆周和外侧圆周隔着间隔并沿着圆周方向配置；以及

放射方向图案部，用于使相邻的上述内侧旋转方向图案部与外侧旋转方向图案部相连接，沿着放射方向配置，

上述下部外壳包括：

环部，在中心部形成使上述轴承架通过的贯通孔；以及

多个桥部，用于连接上述环部和下部外壳本体之间，

上述多个桥部的数量与转子的磁极数量相同或者形成磁极数量的1/2的数量，从而具有防死点轭功能，

上述冷却风扇还包括：

霍尔传感器，设置于上述层叠型定子的基板，配置于当转子处于初始状态时从转子磁极的边界面偏移1/4磁极宽度或3/4磁极宽度的位置，从而产生转子位置信号，

上述霍尔传感器配置于与在定子的放射方向图案部中的一个重叠的位置。

4.根据权利要求3所述的冷却风扇，其特征在于，

上述转子的背轭包括：

结合部，在中心部形成固定旋转轴的贯通孔，向内突出；

第一圆筒部，在内侧形成用于收容轴承架的第一级收容槽；

第二圆筒部，在外侧形成用于设置多个磁铁的第二级收容槽，呈与定子相对应的大小；

高度差部，用于连接上述第一圆筒部与第二圆筒部之间，

构成上述叶轮的多个叶片包围背轭的第二级收容槽并以与第二圆筒部相同的高度延伸形成。

5.根据权利要求3所述的冷却风扇，其特征在于，

上述转子的背轭包括：

结合部，在中心部形成固定旋转轴的贯通孔，向内突出；

第一圆筒部，在内侧形成用于收容轴承架的第一级收容槽；

第二圆筒部，在外侧形成用于设置多个磁铁的第二级收容槽，呈与定子相对应的大小；

高度差部，用于连接上述第一圆筒部与第二圆筒部之间，

构成上述叶轮的多个叶片包围背轭的第一级收容槽及第二级收容槽并延伸形成。

Images