CN109075621B - 薄型定子及利用其的无传感器单相马达及冷却风扇 - Google Patents

Abstract

本发明涉及薄型定子及利用其的无传感器单相马达及冷却风扇，即，在利用多层印刷电路板的薄型定子中，在最上层基板形成线圈图案，同时，通过在空白部使得用于测定转子旋转位置的感测线圈形成为一体，从而可简单地实现无传感器驱动。本发明的定子包括：多层基板；线圈图案，形成于上述多层基板的各个基板上，通过通孔相连接；以及感测线圈图案，形成于上述多层基板的最上层基板，用于测定转子旋转位置，上述感测线圈图案位于当转子处于初始状态时从通过防死点轭设定位置的转子的磁极边界面偏移的位置。

Description

薄型定子及利用其的无传感器单相马达及冷却风扇

技术领域

本发明涉及马达的定子，具体地，涉及在利用多层印刷电路板(PCB)的薄型定子中，在最上层基板形成线圈图案，同时，通过在空白部使得用于测定转子旋转位置的感测线圈图案形成为一体，从而可简单地实现无传感器(sensorless)驱动的薄型定子，利用其的无传感器单相马达及冷却风扇。

背景技术

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)所示，通过设置于印刷电路板上来使用。

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孔(Hall)器件，孔器件为高价器件，因此，优选地，使用仅使用1个孔器件的驱动电路。

在此情况下，在使用1个孔器件的情况下，当孔器件位于转子磁极的边界面时，无法测定孔器件的磁极，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)。

在这种单一孔器件方式中，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孔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。

在为了产生对于上述定子线圈的驱动电流的切换信号而使用孔器件的情况下，在使用高价的孔器件的同时，为了磁启动，需要追加安全部件，从而导致成本的增加，因此，需要不使用孔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，提出了在不使用孔器件的情况下测定转子位置测定信号的多种无传感器马达驱动方式。在此情况下，在作为使用三相线圈的三相无刷直流马达中，利用中性点来测定反电动势(Back EMF)，在没有中性点的情况下，通过构成虚拟中性点来间接测定反电动势，将其与U、V、W驱动信号进行比较来获得与孔传感器输出类似的输出。

但是，在利用由单一线圈形成的定子的单相马达中，无法使用上述方式。

在单相马达中，可采用双重卷绕方式，即，首先卷绕主线圈，并再次卷绕转子位置测定用感测线圈，以此从各个的线圈延伸来与驱动电路相连接。在此情况下，当转子旋转时，测定从感测线圈产生的反电动势，并以所测定的信号为基础来驱动马达驱动电路的开关器件来确定旋转方向。

但是，这种双重结线方式的定子的结构复杂，卷绕也复杂，从而使用困难。并且，双重结线方式的定子因采用线圈型，因而很难实现薄型结构。

另一方面，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紧凑化的外转子型风扇马达。

以往的外转子型风扇马达为径向型(radial type)马达，大体包括马达部和通过上述马达部的旋转轴的旋转来在上述马达部的外部进行旋转的风扇部。

在外转子型风扇马达中，随着定子呈芯型，无法减少马达的高度，并且，设置于定子的中心部来支撑旋转轴的轴承的直径受限，因此，无法在内部含有充分的油。

在韩国公开实用新型公报第20～1987～0013976号(专利文献2)中揭示轴流风扇。在专利文献2公开的轴流风扇以旋转扇的场磁铁与电枢线圈面相向的轴向型(axial type)来构成马达，并采用在线圈组装部组装空心型电枢线圈的结构，无法进一步减少定子的高度。

并且，在韩国公开专利公报第10～2000～0044146号(专利文献3)中所公开的风扇马达的定子中，在印刷电路板的上部依次层叠定子轭和单相的电枢线圈，在中心部，在轴承架内部内置一对球轴承，从而支撑旋转轴，但仍无法使定子实现薄膜化。

另一方面，在专利文献1的单相马达中，定子线圈包括3个直线部和连接3个直线部的3个顶点。在定子线圈的直线部中，与磁铁相向的部分形成用于产生扭矩所需的磁场，顶点仅起到连接直线部的作用，无法参与扭矩的产生。

在以往的三角形形状的定子线圈中，当转子旋转时，线圈(绕组)的直线部和磁铁相向的部分的总面积小，因此，用于使转子旋转的扭矩小，最终，以往的三角形形状的定子线圈并不具有用于有效产生扭矩的线圈图案。

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，提供薄型定子及利用其的无传感器单相马达及冷却风扇，即，在利用多层印刷电路板的薄型定子中，在表面层基板形成线圈图案，同时，通过在空白部使得用于测定转子位置的感测线圈图案形成为一体，从而可低廉且简单地实现体现无传感器(sensorless)驱动。

本发明的再一目的在于，提供薄型定子及利用其的无传感器单相马达及冷却风扇，即，当利用多层印刷电路板来构成单相马达用薄型定子时，各层的线圈图案具有多个旋转方向图案部和放射方向图案部交替连接的图案，放射方向图案部沿着放射方向定向，从而可得到向相向的转子施加的最大旋转力。

本发明的另一目的在于，提供薄型冷却风扇，即，通过在下部外壳形成入风口，并通过形成与转子磁极数相对应的桥部，不使用额外的防死点轭(yoke)，并可体现死点防止功能。

解决问题的方案

根据本发明的第一特征，本发明提供薄型定子，上述薄型定子包括：多层基板；线圈图案，形成于上述多层基板的各个基板上，通过通孔相连接；以及感测线圈图案，形成于上述多层基板的最上层基板，用于测定转子旋转位置，上述感测线圈图案位于当转子处于初始状态时从通过防死点轭设定位置的转子的磁极边界面偏移的位置。

上述感测线圈图案设置于从磁极的边界面或磁极的中心偏移1/4磁极宽度的位置。

并且，在上述防死点轭中，外周呈与转子的磁极数相同的多边形形状，内周面呈圆形，可层叠配置在定子的下部。

本发明的单相马达用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，用于向由上述线圈图案形成的定子线圈施加驱动电流。

在此情况下，上述马达驱动电路包括：转子位置信号产生部，当由上述感测线圈图案形成的感测线圈产生与相向的转子的磁极相对应的感应电动势时，产生与上述转子磁极相对应的转子位置信号；以及开关电路，用于转换以与转子位置信号相对应的方式向上述定子线圈施加的驱动电流的方向，上述转子位置信号由上述转子位置信号产生部以与相向的转子的磁极相对应地产生。

并且，上述防死点轭利用以与转子的磁极数相对应地形成于设置有定子的外壳的多个桥部。

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，并沿着放射方向配置，在上述线圈图案中，上述内侧旋转方向图案部及外侧旋转方向图案部和放射方向图案部分别呈多个突起部和凹陷部反复的形状，上述感测线圈图案形成于上述线圈图案的多个凹陷部中的一个。

上述线圈图案和感测线圈图案以分别形成多个转折形状的方式以螺旋形状图案化。

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的值，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。

并且，上述线圈图案在各个基板上以相同的形状图案化，在上述线圈图案中，形成于奇数层基板上的第一图案与形成于偶数层基板上的第二图案不同，上述第二图案呈上述第一图案从中心旋转360°/转子的磁极数的形状。

上述线圈图案的多个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，在上述转子产生切线方向的旋转力。

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，配置有至少一个通孔和包围上述通孔的焊接带。

根据本发明的第二特征，本发明提供无传感器单相马达，上述无传感器单相马达包括：转子，在中心部支撑旋转轴，交替配置有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，通过收容上述轴承来进行固定；定子，形成有上述轴承架贯通的贯通孔，具有形成于多层基板的各个基板上并通过通孔相连接的线圈图案；感测线圈图案，形成于上述多层基板的最上层基板，用于测定转子旋转位置；以及防死点轭，以当上述转子处于初始状态时使得上述感测线圈图案的位置被设定在从转子的磁铁边界面偏移的位置的方式设定。

根据本发明的第三特征，本发明提供冷却风扇，上述冷却风扇包括：转子，在中心部支撑旋转轴，在外周部形成多个叶片，交替配置有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，用于支撑上述轴承架；定子，形成有使上述轴承架通过的贯通孔，具有形成于多层基板的各个基板上并通过通孔相连接的线圈图案；感测线圈图案，形成于上述多层基板的最上层基板，用于测定转子旋转位置；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，用于连接上述环部与下部外壳本体之间，上述多个桥部以具有防死点轭功能的方式使得数量与转子的磁极数相同或形成磁极数的1/2的数量。

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，上述转子呈环形状，上述环的宽度至少大于放射方向图案部的长度。

发明的效果

如上所述，在本发明中，不使用转子位置测定用孔器件，在利用多层印刷电路板的薄型定子中，在表面层基板形成线圈图案，同时，通过在空白部使得用于测定转子位置的感测线圈图案形成为一体，从而，可低廉且简单地体现单相马达用无传感器(sensorless)马达驱动电路。

并且，在本发明中，当利用多层印刷电路板来构成单相马达用薄型定子时，各层的线圈图案采用多个旋转方向图案部与放射方向图案部交替连接的方式，例如，呈星形图案，由此，可在相向的转子获得最大的扭矩，从而可谋求马达效率上升。即，上述放射方向图案部沿着放射方向定向，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。

在本发明中，通过形成于多层印刷电路板的导电性图案线圈来使得用于旋转驱动转子的定子线圈体现为薄膜型，由此可体现提高生产率、节减成本的薄型单相马达，从而可利用其来提供各种电子设备用薄型冷却风扇。尤其，上述冷却风扇可适用于无线充电器等的薄型电子设备。

在本发明中，通过在下部外壳形成入风口并形成与转子磁极数相对应的桥部，不使用额外的防死点轭，也可在薄型冷却风扇体现死点防止功能。

在本发明中，在层叠型定子中，调节各层线圈图案的粗细，使开始部分和结束部分的宽度大于形成线圈(绕组)的部分的宽度，例如，被设计成水滴(tear drop)形态，从而可谋求连接的可靠性的增加。

即，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)，使线圈图案相连接或者简单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，在各层形成一个以上的用于连接开始部分与结束部分的通孔，从而可防止断线或基于通孔不良而引起的可靠性下降的问题。

附图说明

图1为示出本发明的无传感器单相马达用薄型定子的俯视图。

图2a及图2b为示出本发明实施例的无传感器单相马达用薄型定子的各层的线圈图案的展开图。

图3a及图3b为用于说明利用本发明的薄型定子的单相马达的动作的说明图，属于示出当转子位于初始位置时的电流方向的说明图。

图4a至图4d为分别示出各个转子的旋转位置的电流的方向的说明图。

图5为示出利用使用本发明的薄型定子来体现的无传感器单相马达的冷却风扇的立体图。

图6及图7为示出本发明的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8a为示出本发明第三实施例的冷却风扇中的具有防死点轭功能的下部外壳的俯视图。

图8b为示出图8a中的下部外壳与层叠型定子相结合的状态的俯视图。

图8c为示出图8b中的定子与转子相结合的状态的俯视图。

图8d为示出图8c中的转子与叶片相结合的状态的俯视图。

图9为用于说明与本发明的单相马达中的磁启动用防死点轭与转子的配置关系的说明图。

图10为用于驱动本发明的无传感器单相马达的无传感器马达驱动电路的电路图。

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，为了说明的便利，附图中的结构要素的大小或形状等可以被放大。

参照图1、图2a、图2b及图10，本发明的无传感器单相马达用薄型定子110包括：多个基板10，由多个层层叠而成，由天然材料形成；多个线圈图案21～25，以形成用于构成定子线圈L1的多个转折形状(turn)的方式由通过对在上述各种基板上层叠的铜箔进行图案化来获得的螺旋形状的导电性图案形成；感测线圈图案26，为了体现无传感器马达驱动电路30而形成转子位置测定用感测线圈Ls；多个通孔T11～T18，在贯通上述多个基板10形成的贯通孔镀金，用于使上述多个线圈图案21～25相连接；以及一对通孔T19～T20，用于使上述感测线圈图案26与马达驱动电路30相连接。

上述多个线圈图案21～25分别包括：多个内侧旋转方向图案部及外侧旋转方向图案部20a～20f，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，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，从中心沿着放射方向配置。

上述薄型定子110可使用由在基板10层叠铜箔的铜箔层叠板(CCL)形成的多层基板10a来构成，对各层基板的铜箔进行图案化来层叠之后，形成导电性通孔来形成。

例如，上述基板10中，基板材料可由如由玻璃环氧层压板(glassepoxy laminate)形成的FR-4或CEM-3的绝缘性树脂形成。在多层基板10a中，在各层的基板10层叠铜箔，只要可构成多层印刷电路板，则可以将任何绝缘性树脂用为基板的材料。

在薄型定子110层叠的基板的层数与单相马达的所需要的转速成比例，在1层至10层范围内设定。为了获得高转速，以获得高扭矩值的方式增加线圈卷绕数，因此，以利用多个线圈图案21～25的方式需要增加层叠的印刷电路板的数量。

在薄型定子110中，最下部的印刷电路板形成有用于使线圈图案与电子部件相连接的印刷配线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包括电源端子Vcc和接地图案GND，且与外部电源相连接。

本发明的单相马达用定子110中，在不需要高的转速的情况下，可使用在基板10的两面层叠铜箔的两面基板来构成，在此情况下，在基板10的一面形成用于构成定子线圈L1的线圈图案21，在背面安装马达驱动电路30。

在以下的实施例说明过程中，如图2a及图2b所示，薄型定子110呈4层结构的第一层印刷电路板11至第四层印刷电路板14层叠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，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，对如铜箔Cu的导电性金属进行微细地图案化来形成。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等的多种厚度中选择使用，例如，在本实施例中适用的线圈图案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。

在图2a及图2b所示的实施例中，薄型定子110中，第一线圈图案21至第四线圈图案24均沿着顺时针方向CW形成螺旋形状，仅使第五线圈图案25沿着逆时针方向CCW形成螺旋形状。

在此情况下，在第一线圈图案21及第三线圈图案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及第四线圈图案24中，在外侧配置开始部分S2，在内侧配置结束部分E2。

在所示的实施例中，第一层印刷电路板的线圈图案21至第三层印刷电路板的线圈图案23均具有向顺时针方向CW的螺旋图案。

只是，第四层印刷电路板14的第四线圈图案24及第五线圈图案25以线对称结构配置于相向的位置，因此，第四线圈图案24具有向顺时针方向CW卷绕的图案，第五线圈图案25向逆时针方向CCW卷绕的图案。

在本实施例的薄型定子中，当所有层印刷电路板的线圈图案21～23由具有顺时针方向CW的螺旋形状的卷绕形成时，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在内侧配置开始部分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在外侧配置开始部分S2，在内测配置结束部分E2。

在本实施例的薄型定子中，在所有线圈图案21～23由具有顺时针方向CW的螺旋形状的卷绕形成之后，最下层，即，为了连接第四层印刷电路板14的第四线圈图案24与第五线圈图案25，在第三层印刷电路板13形成第一跳线图案J11及第二跳线图案J12，在第四层印刷电路板14形成第五跳线图案J13。

本发明的薄型定子中，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，可确保能够配置用于相连接各层的线圈图案的通孔的更大的空间。

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及感测线圈图案26的区域之外的剩余部分为可配置第十一通孔T11至第二十通孔T20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的上侧突起部的左侧的凹陷部和内侧区域的一部分、感测线圈图案26的内部、下侧突起部的内侧区域和凹陷部的一部分与通孔区域R11～R16相对应。

若在上述通孔区域R11～R16配置第十一通孔T11至第二十通孔T20，利用第一跳线图案J11至第三跳线图案J13来串联第一线圈图案至第五线圈图案，则形成一个定子线圈L1。

即，第一层印刷电路板11的第一线圈图案21中，在从开始部分S1向顺时针方向卷绕之后，结束部分E1通过第十二通孔T12与第二层印刷电路板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与第三层印刷电路板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与第四层印刷电路板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通过第一跳线图案J11至第三跳线图案J13相连接。

最终，定子线圈L1的一端，即，第五线圈图案25的结束部分E5来与马达驱动电路30的第一输出端子Out1相连接，定子线圈L1的另一端，即，第一线圈图案21的开始部分S1通过第十八通孔T18来与马达驱动电路30的第二输出端子Out2相连接。

在本发明的实施例的薄型定子110中，安装于第四层印刷电路板14的马达驱动电路30的一部分配置于左侧，一部分在右侧分散配置。若向配置于第四层印刷电路板14的马达驱动电路30的电源端子Vcc与接地图案GND之间供给直流电管，则如下所述，马达驱动电路30周期性改变电流流动方向并向定子线圈L1施加驱动电流，从定子线圈L1产生旋转磁场，从而使相向的转子进行旋转。

在上述实施例的说明过程中，第一层印刷电路板11的线圈图案21至第三层印刷电路板13的线圈图案23呈相同形状，但是，在本发明中，可变为多种形态。

例如，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，但是，第二印刷电路板12的第二线圈图案22呈与第一线圈图案21及第三线圈图案23相同的形状，但是，以具有60°相位差来偏移的形态配置。即，奇数层线圈图案和偶数层线圈图案的偏移角度被设定在以贯通孔为中心来旋转360°/转子的磁极数的位置。

在本发明中，如图2a及图2b所示，奇数层线圈图案和偶数层线圈图案相同，如变形例，在不同的情况下，在第一层印刷电路板11至第三层印刷电路板13层叠的情况下，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配置于相同位置。因此，如下所述，在3层的印刷电路板层叠的情况下，放射方向图案部20g～20l中，分别层叠3层的线圈图案具有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。

第一线圈图案21至第三线圈图案23分别向顺时针方向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。

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，从内侧朝向外侧或从外侧朝向内侧，组合朝向顺时针方向CW或逆时针方向CCW的图案，例如，构成星形，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。

如图2a及图2b所示，第一线圈图案21至第三线圈图案23中，分别连接3个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及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。

外侧及内侧旋转方向图案部20a～20c、20d～20f分别在外侧圆周和内侧圆周，隔着间隔，沿着圆周方向配置，6个放射方向图案部20g～20l分别从基板10的中心，沿着放射方向定向，内侧端部以在中心集中的方式呈每2个隔着间隔变窄的图案形状。

本发明的定子110中，形成用于使形成于多层印刷电路板的第一线圈图案至第五线圈图案相连接的定子线圈L1，在定子线圈中，放射方向图案部20g～20l的数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，相邻的放射方向图案部20g～20l之间的角度具有360/n的值，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。

因此，如图2a及图2b所示，在放射方向图案部20g～20l的数量与转子磁极数相同的情况下，在具有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，与此相结合来旋转的转子的磁极(N极磁铁和S极磁铁)的数为6极。

以在第四层印刷电路板14形成用于驱动单相马达的马达驱动电路30的方式安装各种电子部件16，用于结线的印刷配线17以导电性图案形成。

并且，在第四印刷电路板14安装驱动电路部件，使用剩余空间可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可根据用于转子旋转的扭矩值来省略。

图2b所示的第四层印刷电路板14示出透视的状态，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位于基板10的背面。

上述第四线圈图案24为从外侧向内侧，沿着顺时针方向CW具有螺旋形状的扇形的图案，第五线圈图案25为从内侧向外侧，沿着逆时针方向CCW具有螺旋形状的扇形的图案。

在层叠本发明的第一层印刷电路板11至第四层印刷电路板14的情况下，若第一线圈图案21至第五线圈图案25通过第十一通孔T11至第十八通孔T18，通过串联或并联的方式相连接，则形成一个定子线圈。第十一通孔T11至第十八通孔T18中，孔内部由导电性材料镀金或填充。图2a及图2b所示的实施例中，通过串联方式连接第一线圈图案21至第五线圈图案25来形成定子线圈L1。

并且，在第一层印刷电路板11，在右侧凹陷部配置从内侧向外侧，沿着顺时针方向CW具有螺旋形状的扇形的感测线圈图案26，通过第十九通孔T19及第二十通孔T20与第四层印刷电路板14的马达驱动电路30，孔内部由导电性材料镀金或填充。

在本发明中，使第一线圈图案21至第五线圈图案25相连接，为了将以此形成的定子线圈L1和感测线圈图案26与马达驱动电路30相连接，在第一层印刷电路板11至第四层印刷电路板14的相同的位置形成10个通孔T11～T20，在通孔T11～T20周边，焊接带18以导电性图案形成。如图1所示，第一线圈图案21至第五线圈图案25的开始部分S1～S5和结束部分E1～E4、第一跳线图案J11至第三跳线图案J13的两端部、感测线圈图案26的开始部分Ss和结束部分Es的宽度大于形成线圈(卷绕)的部分的宽度，例如，呈水滴形态。在水滴形态的最宽广的区域配置通孔T11～T20和包围通孔T11～T20的焊接带18。

如上所述，在本发明中，在层叠型定子中，调节各种线圈图案21～25的粗细，开始部分和结束部分的宽度大于形成线圈(绕组)的部分的宽度，来连接各种导电性线圈图案，当连接构成马达驱动电路30与印刷配线17时，连接的可靠性可以增加。

例如，线圈图案21～25的开始部分和结束部分呈水滴形态，在开始部分S1～S5和结束部分E1～E4配置通孔和包围通孔的焊接带，使项圈图案相连接或者与配线等简单连接，并可保障连接的可靠性。

并且，为了增加可靠性，在各层形成与开始部分和结束部分相连接的通孔T11～T20至少一个以上，从而可防止因线圈图案的断线或通孔的镀金及填充不良而导致的连接断开的问题。

在第三层印刷电路板13，为了连接在第四层印刷电路板14的上侧和下侧分离而成的第四线圈图案24与第五线圈图案25，连接第十三通孔T13与第十四通孔T14的第一跳线图案J11沿着第三线圈图案23的内部形成，并且，在第三层印刷电路板13，为了在第四层印刷电路板14中，在第五线圈图案25的外部连接内部的开始部分S5，连接第十五通孔T15与第十六通孔T16的第二跳线图案J12在第三线圈图案23的下侧凹陷部形成。在第四层印刷电路板14，用于连接第一跳线图案J11的第十四通孔T14与第二跳线图案J12的第十五通孔T15的第三跳线图案J13形成于第五线圈图案25的外部。

在层叠本发明的第一印刷电路板11至第四印刷电路板14的情况下，第一线圈图案21至第五线圈图案25通过通孔T11～T20和第一跳线图案J11至第三跳线图案J13相连接，从而形成一个定子线圈。

最终，定子线圈的一端，即，第五线圈图案25的结束部分与马达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通过第十八通孔T18与马达驱动电路的第二输出端子Out2。

在图2b所示的实施例中，例示在第四层印刷电路板14安装用于驱动单相马达的马达驱动电路30，马达驱动电路也可以额外形成。

以下，参照图10，说明用于驱动无传感器单相马达的无传感器马达驱动电路30。

无传感器马达驱动电路30与当向一侧施加外部电源Vcc时，产生向后端的比较器提供的规定的驱动电源Vdd的静电电路90相连接。

无传感器马达驱动电路30包括：转子位置信号产生部31，包括利用计算增幅器来构成的第一比较器OP1，根据转子的旋转，产生周期性高等级H和低等级L反复的转子位置信号；以及开关电路32，包括利用计算增幅器构成的第二比较器OP2，根据从转子位置信号产生部31输入的转子位置信号的输出等级来切换向定子线圈L1流动的电流的方向。

转子位置信号产生部31，静电电路90的输出端子与接地端子之间，通过阻抗R3和阻抗R6形成的电压分压电路并列连接，从阻抗R3和阻抗R6的连接点，UI顶的第一基准电压Vref1通过阻抗R4来向第一比较器OP1的同相输入端子(+)施加，第一比较器OP1的反相输入端子(－)，从阻抗R3和阻抗R6的连接点，通过感测线圈图案26构成的转子位置测定用感测线圈Ls，向第一基准电压Vref1附加施加被感测线圈Ls感应的感应电动势。

与第一比较器OP1的同相输入端子(+)和输出端子之间相连接阻抗R7为了使第一比较器OP1的输出正规化而使用，第一比较器OP1的输出以方波形态输出。

开关电路32向反相输入端子(－)施加从转子位置信号产生部31产生的转子位置信号，向同相输入端子(+)，从电压分压电路的阻抗R3和阻抗R6的接触点，通过阻抗R5施加第二基准电压Vref2。与第二比较器OP2的同相输入端子(+)和输出端子之间相连接的阻抗R9为了使第二比较器OP2的输出正规化而使用，第二比较器OP2的输出以方波形态输出。

在开关电路32的输出端子于反相输入端子(－)之间，通过第一线圈图案21至第五线圈图案25构成的定子线圈L1和阻抗R8并列连接。

并且，第二比较器OP2的输出与频率产生器(FG，FrequencyGenerator)信号输出部34相连接，频率产生器信号输出部34以用于控制马达的速度的方式具有通过阻抗R10接收马达速度的反馈的频率产生器信号输出端子。未说明的附图标记C1用于使在频率产生器信号中的高频噪音旁通。

如上所述的在本发明中，在定子110的第一层印刷电路板11配置感测线圈图案26，因此，N极及S极磁铁交替配置的转子40旋转，首先，若N极磁铁相向，则从感测线圈Ls，根据电磁感应产生感应电动势(即，反电动势(Back EMF))，沿着感测线圈Ls的流动的电流方向通过安培的右手法则确定。

此时，根据相向的N极磁铁的旋转，向感测线圈Ls施加的磁力线(磁场强度)的变化以正弦波形产生，由此，在感测线圈Ls感应的感应电动势具有与磁力线1/4(90度)的相位差并产生正弦波形态的变化。

因此，在上述感测线圈Ls感应的感应电动势向第一基准电压Vref1附加并向第一比较器OP1的反相输入端子(－)输入。

由此，第一比较器OP1中，反相输入端子(－)的电压大于向同相输入端子(+)施加的第一基准电压Vref1，因此，在第一比较器OP1的输出产生低等级L的转子位置信号。

因此，第二比较器OP2中，在反相输入端子(－)施加的低等级L的转子位置信号大于向同相输入端子(+)施加的第二基准电压Vref2，因此，第二比较器OP2的输出变为高等级H。由此，定子线圈L1中，电流从第二比较器OP2的输出侧向第二比较器OP2的反相输入端子(－)方向流动。

之后，转子继续旋转，若与S极磁铁相向，则从感测线圈Ls，通过电磁感应产生感应电动势(即，反电动势(Back EMF))，沿着感测线圈Ls流动的电流的方向通过安培的右手法则，与N极磁铁的相向的情况相反。

此时，根据相向的S极磁铁的旋转，向感测线圈Ls施加的磁力线(磁场强度)的变化以正弦波形态产生，由此，在感测线圈Ls感应的感应电动势具有与磁力线的变化1/4(90度)的相位差，并以正弦波形态产生变化。

因此，在上述感测线圈Ls感应的感应电动势在第一基准电压Vref1扣除并向第一比较器OP1的反相输入端子(－)输入。

由此，第一比较器OP1中，反相输入端子(－)的电压小于向同相输入端子(+)输入的第一基准电压Vref1，因此，第一比较器OP1的输出产生高等级H的转子位置信号。

由此，第二比较器OP2中，向反相输入端子(－)施加的高等级H的转子位置信号小于向同相输入端子(+)施加的第二基准电压Vref2，因此，第二比较器OP2的输出变为低等级L。因此，定子线圈L1中，电流从第二比较器OP2的反相输入端子(－)向第二比较器OP2的输出侧方向流动。

如上所述，在本发明中，通过在感测线圈Ls感应的感应电动势(即，反电动势(BackEMF))，在定子线圈L1流动的电流的方向周期性转换，不使用如孔(Hall)传感器的高价的转子位置测定传感器，在马达驱动电路30中，可周期性转换在定子线圈L1流动的电流的方向。

以下，说明通过在感测线圈Ls感应的(即，反电动势(Back EMF))，在确定在定子线圈L1流动的电流的方向的情况下，通过第一线圈图案21至第五线圈图案25，即，通过定子线圈L1，转子进行旋转的无传感器单相马达的动作。

参照图3a至图4d，说明利用本发明的薄型定子的单相马达。在图4a至图4d中，转子的旋转位置的电流流动与对于第一印刷电路板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的电流的流动相同，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具有6槽(slot)～6极(pole)结构的定子110和转子120以轴向型相向配置的结构，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，若供给马达驱动电路30驱动电源Vcc，则感测线圈Ls中，相向的转子120的磁铁为S极，因此，产生与此相向的感应的感应电动势(即，反电动势(Back EMF))，由此，马达驱动电路30确定在定子线圈L1流动的电流的方向来向定子线圈L1施加电流。

另一方面，在单相马达40为了测定转子位置，而在使用1个小型的孔器件的情况下，当转子120处于初始位置(即，0°)时，若孔器件位于转子磁极的边界面，则无法实现孔器件的磁极测定，从而无法实现对于定子线圈的电流供给，因此，存在无法执行磁启动的死点。

在本发明中，如图8a至图8d所示，下部外壳201使用可执行轭作用的金属材料，以具有防死点轭功能的方式通过与转子120的磁极数(例如，6)对应的6个桥部201a与中心部的环形环部201b相连接，或者，如图9所示，可采用在定子的下部配置防死点轭170的方法。

首先，参照图9，说明使用本发明的防死点轭170的死点防止结构。

如图9所示，防死点轭170与转子的磁极数(6极)相同，外周面呈六角形状，内周面呈圆形，配置于定子110的下部。在此情况下，当转子120处于初始状态(即，0°)时，在转子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。

优选地，防死点轭170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。

并且，构成感测线圈Ls的感测线圈图案26配置于定子110的第一层印刷电路板11，优选地，设置于感测线圈图案26的中间从磁极的边界面121g偏移1/4磁极宽度的位置。

将感测线圈图案26设置于上述位置的原因如下，当考虑转子120的初始状态时，上述位置避开死点，同时，从磁铁121产生的磁通量为最大，因此，感测线圈图案26可产生最高感度的转子位置测定信号。

即，考虑到转子120的初始状态，感测线圈图案26从磁极的边界面121g设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°)或从磁极的中心偏移1/4磁极宽度(在6极的转子的情况下为15°)的位置的定子110。

当向马达驱动电路施加驱动电源来使转子启动时，感测线圈图案26超出转子的磁极边界面(即，中心点)，在从磁铁121b产生的磁通量最大的位置，感测线圈图案26处于相向状态，因此，简单进行磁启动。

若感测线圈图案26与转子的S极磁铁121b相向，则从感测线圈Ls，通过电磁感应产生感应电动势(即，反电动势(Back EMF))，沿着感测线圈Ls流动的电流的方向通过安培的右手法则被确定为与N极磁铁相向的情况相反方向。

此时，根据相向的S极磁铁的旋转，向感测线圈Ls施加的磁力线(磁场强度)的变化以正弦波形态产生，由此，在感测线圈Ls感应的感应电动势与磁力线的变化具有1/4(90度)的相位差并以正弦波形态产生变化。

因此，在上述感测线圈Ls感应的感应电动势在第一基准电压Vref1扣除并向第一比较器OP1的反相输入端子(－)输入，因此，第一比较器OP1小于反相输入端子(－)的电压向同相输入端子(+)施加的第一基准电压Vref1，因此，在第一比较器OP1的输出产生高等级H的转子位置信号。

因此，第二比较器OP2中，反相输入端子(－)的转子位置信号(高等级H)大于同相输入端子(+)的第二基准电压Vref2，因此，第二比较器OP2的输出变为低等级L。因此，电流从定子线圈L1在第二比较器OP2的反相输入端子(－)向第二比较器OP2的输出侧方向流动。

在此情况下，在图9的马达驱动电路30中，与第二比较器OP2的反相输入端子(－)相连接的定子线圈L1的一端为图2b的第五线圈图案25的结束部分，即，第一输出端子Out1，若与第二比较器OP2的输出端子相连接的定子线圈L1的另一端为第一线圈图案21的开始部分S1通过第十八通孔T18相连接的第二输出端子Out2，则转子的S极磁铁121b在与感测线圈图案26相向的状态下使转子启动，电流流动的方向在图3a及图3b所示的第一线圈图案至第五线圈图案通过箭头表示。

在此情况下，第一线圈图案21的放射方向图案部20g、20h、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均向相同方向设定电流流动方向。最终，在放射方向图案部20g～20l，根据弗莱明的左手法则，向顺时针方向CW产生切线方向的力F，从而转子向顺时针方向CW旋转。

并且，连接放射方向图案部20g、20h之间的外侧旋转方向图案部20a、连接放射方向图案部22g、22h之间的外侧旋转方向图案部22a、连接放射方向图案部23g、23h之间的外侧旋转方向图案部23a、连接放射方向图案部24g、24h之间的外侧旋转方向图案部24a因根据弗莱明的左手法则产生的力F的方向朝向放射方向，因此，无法对扭矩产生产生影响。

但是，当转子处于初始状态(即，0°)时，代替S极磁铁121b，在N极磁铁与感测线圈图案26相向的状态下，转子可以启动。在此情况下，在第一线圈图案至第五线圈图案电流流动的方向与在图3a及图3b所示的第一线圈图案至第五线圈图案的箭头方向相反。

如上所述，若第一线圈图案至第五线圈图案的电流的流动方向被相反设定，则在放射方向图案部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，转子向逆时针方向CCW旋转。

如上所述，使用感测线圈Ls的无传感器单相马达40与使用孔传感器的情况不同，将转子的旋转方向预先确定为顺时针方向CW和逆时针方向CCW中的一个，从而无法旋转却动。

因此，在本发明中，在初始状态中，在转子启动之后，若转子向顺时针方向CW或逆时针方向CCW中的一个方向旋转，则当转子的极性改变时，通过周期性改变对于定子线圈L1的电流的流动方向，转子向旋转的方向继续旋转。

当电流流动时，第一线圈图案至第五线圈图案的外侧及内侧旋转方向图案部20a～20c、20d～20f几乎以同心圆形态排列，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，无法对扭矩法相产生影响。

因此，第一线圈图案至第五线圈图案的外侧及内侧旋转方向图案部20a～20c、20d～20f仅起到电流流动的路径作用，从6个放射方向图案部20g～20l产生切线方向的力，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，在线圈流动的电流的方向相反设定，与此对应的转子120的磁铁的磁极也相反设置，因此，产生均向相同方向推动或拉动转子的磁铁的力，从而，转子向逆时针方向CCW旋转。

转子向逆时针方向CCW旋转，时转子120旋转机械角度15°(电子角度45°)的情况表示在图4a。

在转子120位于图4a的位置的情况下，感测线圈图案26位于S极磁铁121b与N极磁铁121c的边界面，从而无法识别磁极，并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30°(电子角度90°)的情况下，如图4b所示，在旋转机械角度45°(电子角度135°)的情况下，如图4c所示，在旋转机械角度60°(电子角度180°)的情况下，如图4d所示。

若转子旋转大于机械角度15°(电子角度45°)，则感测线圈图案26识别N极磁铁121c。在此情况下，感测线圈图案26产生与识别S极磁铁121b的情况相反的感应电动势，第一比较器OP1及第二比较器OP2的输出也被相反设定，在第一线圈图案至第五线圈图案，电流的流动方向也变为如图4b所示的箭头方向。

如上所述，若第一线圈图案至第五线圈图案的电流流动的方向被相反设定，则在放射方向图案部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，转子继续向逆时针方向CCW旋转。

最终，如图4b至图4d所示，若对于第一线圈图案至第五线圈图案的电流流动方向相反设定，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L，从而实现转子120的旋转。

如上所述，马达驱动电路30的转子位置信号产生部31中，每当转子120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高等级H和低等级L的转子位置测定信号，开关电路32改变对于第一线圈图案至第五线圈图案的驱动电流的电流流动方向。

以下，说明利用上述无传感器单相马达的冷却风扇。

图5为示出利用使用本发明的薄型定子来体现的无传感器单相马达的冷却风扇的立体图。图6及图7为示出本发明的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。

参照图5及图6，利用本发明的无传感器单相马达的冷却风扇100与形成有上部外壳103和侧壁102的下部外壳101相结合来形成外壳，在外壳内部设置使用薄型定子110来体现的薄型单相马达40。

单相马达40包括薄型定子110、轴套轴承150、旋转轴140及转子120。

在下部外壳101的中心部，用于收容轴套轴承150的轴承架160，例如，通过镶嵌注塑形成为一体，轴承架160中，以圆筒形状突出的凸台160a的颞部插入轴套轴承150。

并且，在轴套轴承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(或轴承板)(thrust plate)。

在下部外壳101的底部面安装如图1所示的本发明的薄型定子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。

上述轴套轴承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以执行磁路作用的方式包括由磁性材料形成的背轭123和多个磁铁121，以磁铁121在定子110的线圈相向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，N极及S极交替配置，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，定子110把偶偶用于驱动无线传感器的感测线圈图案26，如上所述，马达驱动电路30利用感测线圈Ls来执行对于定子线圈L1的无传感器驱动。

上述背轭123中，形成有在中心部固定旋转轴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，在内侧形成第一级收容槽123a，尺寸大于轴承架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，呈与定子110相对应的大小，在第一圆筒部123b与第二圆筒部123d之间，在中间形成高度差部，从而形成两级结构的收容槽。

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的高低差部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6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，以从与下部外壳101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具有形成至少一个以上的贯通孔的入风口108。

如图6所示，在上述下部外壳101，在外周部，侧壁102以直角形成，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，从而形成排出吸入的空气的出风口107。在此情况下，优选地，侧壁102与上述轴承架160相同地由树脂形成，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，与下部外壳103一同通过镶嵌注塑形成。并且，上述轴承架160和下部外壳101使用所有树脂，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，以从与上部外壳103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形成具有至少一个以上的贯通孔的入风口104。

本发明的冷却风扇100中，例示图6的上部外壳103和下部外壳101均形成入风口的实施例，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中，代替在侧壁102的一侧形成出风口107，并不在所有侧壁102形成图案通孔，根据叶轮105的叶片形状，呈从上部外壳103和下部外壳101的一侧导入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，单相马达利用薄膜型的薄型定子。最终，本发明的冷却风扇100可实现比采用以往的芯型定子的风扇马达更薄的结构的单相马达40，从而可体现薄型冷却风扇100。

并且，本发明的冷却风扇100中，将使用去除以往用于径向型(radial type)马达的芯型定子的空间来支撑转子120的旋转轴140的轴套轴承150的直径扩大，以便可含有充分的油。

上述在第一实施例中，在下部外壳101使用如软磁体的可执行轭作用的金属材料的情况下，如第三实施例，在下部外壳，将起到防死点轭的桥部形成为一体，在下部外壳由合成树脂形成的情况下，当转子120处于初始位置(即，0°)时，以避开感测线圈图案26位于转子磁极的边界面121g的方式在定子的下部配置防死点轭170。

参照图7，本发明的第二实施例中，与上述第一实施例仅在转子和叶轮的结构的差异，其他部分相同，因此，将省略对其的说明。

在第二实施中，转子120的背轭122形成有结合部123f，上述结合部123f形成有在中心部固定旋转轴140的贯通孔，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；以及第二圆筒部123d，在外侧形成第二级收容槽123c，呈与定子110相对应等的带澳，在第一圆筒部123b与第二圆筒部123d之间形成高度差部，从而形成两级结构的收容槽。

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设置与定子110的线圈图案21相对应的多个磁铁121。

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，轴套轴承150的长度缩小结合部123f的向内突出的长度。

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并与第二圆筒部123d相同的等级延伸。

并且，与第一实施例的叶片相比，第二实施例的叶片130宽度较小，背轭122和旋转轴140的楼出面几乎与上部外壳103相同的等级设定，最终，上部外壳103与下部外壳101之间的侧壁102的高度可以降低。

如上所述，本发明的第二实施例的冷却风扇100中，使背轭122的结合部123f向内，同时，通过降低轴套轴承150、旋转轴140、叶片130及侧壁102的高度，来使冷却风扇100整体的厚度更薄。

图8a为示出本发明第三实施例的冷却风扇中的具有防死点轭功能的下部外壳的俯视图。图8b为示出图8a中的下部外壳与层叠型定子相结合的状态的俯视图。图8c为示出图8b中的定子与转子相结合的状态的俯视图。图8d为示出图8c中的转子与叶片相结合的状态的俯视图。

参照图8a至图8d，本发明的第三实施例的冷却风扇100中，在定子形成用于无传感器驱动的感测线圈图案26，同时，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。

在本发明中，代替使用额外的图9所示的防死点轭170，在下部外壳201具有防死点轭功能。

第三实施例的下部外壳201使用如铁板执行轭功能的金属材料，以具有防死点轭功能的方式通过转子120的磁极数相对应的数量，例如，6个桥部201a来与中心部的环形环部201b相连接。

例如，下部外壳20可呈矩形形态，当未形成侧壁102的一侧与上部外壳103相结合时，形成出风口107。

在次情况下，在上述环形环部201b的中心中心部形成轴承外罩160可通过的贯通孔15。

在所示的第三实施例中，使用与转子120的磁极数相对应数量的桥部201a，但是，也可以使用具有(磁极数的1/2)的数量的桥部201a。

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

因此，考虑到转子的初始状态，将感测线圈图案26设置在从磁极的边界面偏移1/4磁极宽度(在作为6极转子的情况下为15°)的位置的定子110。即，从S极磁铁121b和N极磁铁121c的边界面121g偏移1/4磁极宽度(在作为6极转子的情况下为15°)的位置设置感测线圈图案26。

若满足上述条件，当转子120在初始状态启动时，感测线圈图案26回避死点区域设置，因此，感测线圈Ls测定相向的转子的磁极，马达驱动电路30向定子线圈L1施加与此相对应的驱动信号。

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呈环形状，且多极磁化，N极和S极交替配置，上述环的宽度至少大于放射方向图案部20g～20l的长度，与放射方向图案部20g～20l相向。

图8d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。

在本发明中，在下部外壳201形成入风口，并形成与转子磁极数相对应的桥部201a，不使用额外的防死点轭，在薄型冷却风扇一同体现死点防止和无传感器驱动功能。

在上述实施例的说明过程中，例示了将单相马达适用于用于冷却电子设备的冷却风扇，用于测定车辆的室内温度的印加传感器用吸气马达，除风扇马达之外，可适用于需要小型且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折形状(turn)数小的马达的情况下，利用两面印刷电路板来构成薄型定子。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多层印刷电路板来形成线圈图案，且用于无传感器驱动的感测线圈图案形成为一体，在马达驱动电路中，利用感测线圈来执行对于定子线圈的无传感器驱动，从而具有薄型定子，无传感器单相马达驱动及死点防止功能的冷却风扇。

Claims (19)

1.一种薄型定子，其特征在于，

包括：

多层基板；

线圈图案，形成于上述多层基板的各个基板上，通过通孔相连接；以及

感测线圈图案，形成于上述多层基板的最上层基板，用于测定转子旋转位置，

上述感测线圈图案位于当转子处于初始状态时从通过防死点轭设定位置的转子的磁极边界面偏移的位置，

上述防死点轭利用以与转子的磁极数相对应地形成于设置有定子的外壳的多个桥部。

2.根据权利要求1所述的薄型定子，其特征在于，上述感测线圈图案设置于从磁极的边界面或磁极的中心偏移1/4磁极宽度的位置。

3.根据权利要求1所述的薄型定子，其特征在于，在上述防死点轭中，外周呈与转子的磁极数相同的多边形形状，内周面呈圆形。

4.根据权利要求3所述的薄型定子，其特征在于，上述防死点轭层叠配置在定子的下部。

5.根据权利要求1所述的薄型定子，其特征在于，还包括马达驱动电路，安装于上述多层基板的最下层基板，用于向由上述线圈图案形成的定子线圈施加驱动电流。

6.根据权利要求5所述的薄型定子，其特征在于，上述马达驱动电路包括：

转子位置信号产生部，当由上述感测线圈图案形成的感测线圈产生与相向的转子的磁极相对应的感应电动势时，产生与上述转子磁极相对应的转子位置信号；以及

开关电路，用于转换以与转子位置信号相对应的方式向上述定子线圈施加的驱动电流的方向，上述转子位置信号由上述转子位置信号产生部以与相向的转子的磁极相对应地产生。

7.根据权利要求1所述的薄型定子，其特征在于，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，并沿着放射方向配置。

8.根据权利要求7所述的薄型定子，其特征在于，

在上述线圈图案中，上述内侧旋转方向图案部及外侧旋转方向图案部和放射方向图案部分别呈多个突起部和凹陷部反复的形状，

上述感测线圈图案形成于上述线圈图案的多个凹陷部中的一个。

9.根据权利要求1所述的薄型定子，其特征在于，上述线圈图案和感测线圈图案以分别形成多个转折形状的方式以螺旋形状图案化。

10.根据权利要求7所述的薄型定子，其特征在于，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。

11.根据权利要求7所述的薄型定子，其特征在于，相邻的上述放射方向图案部之间的角度具有360°/n的值，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。

12.根据权利要求1所述的薄型定子，其特征在于，上述线圈图案在各个基板上以相同的形状图案化。

13.根据权利要求1所述的薄型定子，其特征在于，

在上述线圈图案中，形成于奇数层基板上的第一图案与形成于偶数层基板上的第二图案不同，

上述第二图案呈上述第一图案从中心旋转360°/转子的磁极数的形状。

14.根据权利要求7所述的薄型定子，其特征在于，上述线圈图案的多个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，在上述转子产生切线方向的旋转力。

15.根据权利要求1所述的薄型定子，其特征在于，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，配置有至少一个通孔和包围上述通孔的焊接带。

16.一种无传感器单相马达，其特征在于，包括：

转子，在中心部支撑旋转轴，交替配置有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，通过收容上述轴承来进行固定；

定子，形成有上述轴承架贯通的贯通孔，具有形成于多层基板的各个基板上并通过通孔相连接的线圈图案；

感测线圈图案，形成于上述多层基板的最上层基板，用于测定转子旋转位置；以及

防死点轭，以当上述转子处于初始状态时使得上述感测线圈图案的位置被设定在从转子的磁铁边界面偏移的位置的方式设定，

上述防死点轭利用以与转子的磁极数相对应地形成于设置有定子的外壳的多个桥部。

17.根据权利要求16所述的无传感器单相马达，其特征在于，上述感测线圈图案位于从磁极的边界面或磁极的中心偏移1/4磁极宽度的位置。

18.一种冷却风扇，其特征在于，

包括：

转子，在中心部支撑旋转轴，在外周部形成多个叶片，交替配置有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，用于支撑上述轴承架；

定子，形成有使上述轴承架通过的贯通孔，具有形成于多层基板的各个基板上并通过通孔相连接的线圈图案；

感测线圈图案，形成于上述多层基板的最上层基板，用于测定转子旋转位置；

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，用于连接上述环部与下部外壳本体之间，

上述多个桥部以具有防死点轭功能的方式使得数量与转子的磁极数相同或形成磁极数的1/2的数量。

19.根据权利要求18所述的冷却风扇，其特征在于，

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，

上述转子呈环形状，上述环的宽度至少大于放射方向图案部的长度。

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