KR0124511Y1

KR0124511Y1 - 직류 단상 코아레스 축류 팬 모타

Info

Publication number: KR0124511Y1
Application number: KR2019950004179U
Authority: KR
Inventors: 정민호
Original assignee: 강춘근; 오리엔트시계공업주식회사
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1998-12-15
Also published as: KR960032903U

Abstract

스테이터 전기자를 탑재하기 위한 전기자 지지지주를 개량한 것으로, 부하가 큰 회전팬이더라도, 확실히 자기동할 수 있는 크기의 자기동용(사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 바람직한 위치에다가, 더욱 일정한 크기로 발생시키고, 일정 품질의 단상 브러시리스 축류 팬모터를 저가와 함께 용이하게 양산할 수 있게 하고, 스테이터 전기자 지지지주가 작은 것과 함께, 정상부를 자성체로 형성함과 함게, 사점 위치에서 상기 계자 마그네트의 2분의 1자극 떨어진 각도 범위 이내의 모타 배선부 위치에 배치한다.

Description

직류단상 코아레스 축류 팬모타

제1도는 본 고안의 제1실시예를 나타내는 축방향 공극형(디스크형) 단상(DC) 브러시리스 팬모터의 분해사시도.

제2도는 제1도의 팬모터의 X-X'선 종단면도.

제3도는 자전 변환소자의 배선 위치도.

제4도는 단산 코어리스 스테이터 전기자의 평면도.

제5도는 계자 마그네트(5)와 단상 배치의 전기자 코일(9-1), (9-2)와의 전개도.

제6도는 본 고안 제2실시예를 나타낸 축방향 공극형 DC 단상 브러시리스 축류 팬모터의 종단면도.

제7도는 단상 브러시리스 모터의 토르크 곡선 상태도.

제8도는 종래의 DC단상 브러시리스 축류 팬모터의 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전자토르크 곡선 2 : 합성 토르크 곡선

3-1, 3-2 : 사점 4 : 릴럭턴스 토르크 곡선

5 : 계자 마그네트 6, 6' : 스테이터 요크

7, 7' : 단상 코어레스 스테이터 전기자

8, 8-1', 8' : 축방향 공극형 단상(DC) 브러시리스 팬모터

9-1, 9-2 : 전기자 코일

9a, 9b : 발생토르크에 기여하는 유효도체부

9c, 9d : 발생토르크에 기여하지 않는 도체부

10, 10' : 밴츄리 케이스 11 : 회전팬

12 : 스테이 13, 13-1', 13' : 모터 수납부

14 : 임펠라(회전날개) 15 : 바람통과구멍

16 : 베어링 하우스 17 : 볼 베어링

18 : 슬리브 베어링 19 : 회전축

20 : 스테이터 전기자 지지지주용 자성체형 나사자리

20-1 : 자성체형 나사자리 21, 21' : 프린트(배선)기판

22 : 나사구멍 23 : 비자성체 나사

24 : 축방향 공극 25 : 구멍

26 : 로터 요크 27 : 자성체 나사

28 : 반도체 정류장치(구동회로) 29 : PNP 트랜지스터

30 : 자전변환소자 31 : 구동회로(통전제어회로) IC

32, 32' : 스테이터 전기자 지지지주 33, 33' : 공극부

34 : NPN 트랜지스터 35 : PNP 트랜지스터

36 : NPN 트랜지스터 37 : 정(+)측 전원단자

38 : 부(-)측 전원단자 39-1, 39-2 : 출력단자

[산업상의 이용분야]

본 고안은 간단한 구성으로 자기동(自起動)이 가능하도록 한 직류(Direct current:DC) 단상 브러시레스(brushless) 축류 팬모타에 관한 것으로 특히, 컴퓨터(computer), 스위칭(switching)전원등의 냉각을 위하여 사용하기 적당한 직류 단상 브러시레스 축류팬 모타에 관한 것이다.

[종래 기술]

축류팬 모타에는, (DC)브러시레스 모타가 사용되어 왔다. 일반적으로 브러시레스 모타는, 형상의 나눔으로 토르크(troque)가 큰것, 제어성이 양호한 것 등 직류 모타의 특징에 더하여 신뢰성이 높은 것까지 최근에 널리 사용되고 있다.

그러나, 브러시레스 모타는, 주로 2상과 3상의 것이 사용되고 있지만, 브러시레스 모타에서는, 모타의 상수(相數)가 많게 됨에 따라서 그 상수분(相數分)의 갯수정도 비싼 구동회로와 위치검사 소자로서 사용되는 홀소자(hall element) 및 홀 IC(hall integrated circuit) 등의 자전변환 소자가 필요하게 된다. 따라서, 냉각을 위하여 단순히 바람을 송풍하는 목적의 직류 브러시레스 축류 팬 모타에서는, 구동회로도 자전변환소자도 1개분으로 되므로 값이 싼 단상 브러시레스 모타 형식으로 하는 것이 바람직하다.

그렇지만, 상기 단상 브러시레스 모타는, 토르크가 0이 되는 부분[사점(死点) 부분]이 있기 때문에, 가끔 회전자가 사점 위치에서 정지해 있으면, 자기동 회전하지 않는 결점이 있다. 회전자가 사점위치에서 정재해 있을 때에는, 비록 전기자코일(coil)로 통전하여도 상기 전기자 코일에 의한 토르크를 발생할 수가 없는 상태에 있고, 또 위치 검지소자로 이용하는 자전변환소자도 계자 마그네트(magnet)의 N극과 S극의 경계를 검출하는 상태이므로, 자전변환 소자로부터 출력신호가 나오지 않고, 구동회로에 의한 전기자 코일로 통전되지 않는 상태에 있다. 이하에서, 상기한 바에 대하여 설명한다. 모타의 상수(相數)를 고려할 때, 단순히 전기자 코일이 배치로서 결정하지 못하므로, 전기자 코일로의 통전상태를 고려한다.

단상 브러시레스 모타에서는, 전기자 코일로 통전할 때에 전기자 코일에 의하여 얻게 되는 전자(電磁) 토르크 곡선(1)은, 제7도에 도시된다. 제7도에 있어서 횡축에 회전각을 취하고, 종축에 토르크의 크기를 취한다.

상기한 바에 대하여 2상 브러시리스 모타에서는, 전기각으로 서로 교대로 π/2(π는 전기각으로 180도)의 각도만큼 위상이 벗어난 2상 전기자 코일이 있기 때문에, 이 2상의 전기자 코일로 통전할 때 2상 전기자 코일 각각에 의해 얻게 되는 2개의 전자 토르크 곡선을 합성한 합성 토르크 곡선은 토르크가 0이 되는 사점위치를 갖지 않는다. 따라서, 상기 2상 브러시리스 모타에 통전하려면, 회전중의 어떤 위치에서도 토르크가 0이 되지 않기 때문에, 자기동 회전한다.

3상 브러시리스 모타에서는, 전기각으로 서로 교대로 π/3의 각도만큼 위상이 벗어난 3상 전기자 코일이 있기 때문에, 2상 브러시리스 모타보다도 더욱 유연한 합성 토르크가 얻어지고, 사점이 없으므로, 상기 3상 브러시리스 모타에 통전하려면, 회전중의 어떤 위치에서도 자기동 회전한다.

그런데, 단상 브러시리스 모타는, 전기자 코일의 통전절환점에 놓이면, 토르크가 0으로 되는, 소위 [사점]이 있다. 단상 브러시리스 모타의 경우, 전기자 코일은 단상 배치로 되어 있기 때문에, 제7도에 도시한 전기자 코일로 통전할 때 얻게 되는 전자 토르크 곡선(1)은, 2π각도로 있어 통전절환점에 있어 토르크가 0인 사점(3-1), (3-2) 위치로 2군데 있다.

상기 사점(3-1), (3-2) 위치에서 계자 마그네트가 정지한 경우, 자전 변환소자가 사점(3-1), (3-2)와 대향하는 위치에 정지하고 있으면, 자전변환 소자로부터 출력신호가 나오지 않기 때문에, 구동회로에 의한 전기자 코일로 통전이 되지 않아, 그 단상 브러시리스 모타로 통전하여도 회전 토르크를 얻을 수가 없게 되어, 자기동 회전할 수 없다.

사점 위치에서 계자 마그네트가 정지하는 경우에는, 자전변화소자도 계자 마그네트의 사점(3-1), (3-2) 위치(계자 마그네트의 N극과 S극의 경계부)와 대향하고 있으므로, 상기 자전 뱐환 소자로부터 출력 신호가 나오지 않아, 전기자 코일에는 통전되지 않도록 구성되어 있는 것이 일반적이다. 또 전기자 코일도 여기에 비록 통전시켜도 토르크를 발생하지 못하는 위치에 있다.

자기동하는 단상 브러시리스 모타에 있어서 이상적인 토르크회전각 곡선을 얻기에는, 전자 토르크 곡선(1)과 리럭턴스 토르크 곡선(4)를 합성한 제7도에 도시한 합성 토르크 곡선(2)를 얻을 필요가 있다. 이 리럭턴스 곡선(4)에 의하면, 사점(3-1), (3-2) 위치에서 탈출 토르크가 얻어지는 것이 확실하고 명확하다.

전자 토르크곡선(1) 및 리럭턴스 토르크 곡선(4)로부터 확실한 것처럼, 리럭턴스 토르크는 전자 토르크 2분의 1의 크기로 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기처럼 하면, 회전각 전역에 걸쳐 대체로 같은 회전 토르크로 되는 합성 토르크 곡선(2)가 얻어진다. 이러한 합성 토르크 곡선(2)를 갖는 단상 브러시리스 모타에서는, 매끄러운 자기동 및 연속 운전이 가능하다.

따라서, 상기 합성 토르크 곡선(2)가 얻어지는 단상 브러시리스 모타의 경우, 비록 단상이라도 전기자 코일에 통전하려면 토르크가 0이 되는 사점이 없기 때문에, 즉, 기동시에는 자전변환 소자가 계자 마그네트의 N극 또는 S극 어느 것이나 자극을 검출하고 있고, 그 자전변환소자로부터 출력신호가 나오므로, 이 신호에 기초하여 전기자 코일에 통전하려고 하면, 정해진 방향으로의 회전 토르크를 얻을 수가 있고, 계자 마그네트가 정해진 방향으로 자기동 회전한다.

상기한 바에 의하면, 단상 브러시리스 모타에서는, 전기자 코일과 계자 마그네트에 의하여 얻게 되는 전자(電磁) 토르크에 더하여, 자기동 처리 수단에 의한 사점(3-1), (3-2) 위치에 있어서 리럭턴스 토르크(코깅 토르크(Cogging troque))를 부가한 것에 의해, 사점개소의 상기 모타의 정지 현상을 해소하고, 자기동하도록 한다. 이처럼하면 회전각 전역에 걸쳐, 대개 같은 회전 토르크로 되는 합성 토르크 곡선을 얻어진다.

이같이, 자기동하도록 한 단상 브러시리스 모타를 이용한 구체적인 단상 브러시리스 축류 팬 모타(축방향 공극 단상 브러시리스 모타)로서는, 제8도에 도시한 축방향 공극형의 코아레스(Coreless) 구조가 있다. 이 단상 브러시리스 축류 팬 모타(fan motro)(8')은 N극, S극의 자극을 대비(P는 1 이상의 정수, 현재 P=2이고, 4극으로 되어 있다)한 계자 마그네트(5)를 가진 회전팬(11)을 회전자로 갖고, 상기 계자 마그네트(5)와 축방향의 공극(24)를 사이로 하여 대향하는 스테이터 요크(stator yoke)(6')면에 n(n은 1 이상의 정수, 지금, n=22로 한다)개의 코아레스(무철심형) 전기자코일(9-1), (9-2)를 단상배치(토르크(9-1)과 (9-2)는 서로 마주보는 동상위치이다)하여 형성한 단상 코아레스 스테이터 전기자(7')를 대향 배치하고 있다.

상기 계자 마그네트(5)의 자계를 검출하여 그 검출신호에 기초한 전기자 코일(9-1)(9-2)의 통전방향을 결정하기 때문에 1개의 자전변환 소자(30)을 상면에 배설한 프린트(Print)(배선) 기관(21')을 스테이터 요크(6')의 하면에 배치함과 함께, 상기 자전변환 소자(30)을 상기 스테이터 요크(6')에 형성한 빈구멍에 수납 배치하고 있다.

상기, 스테이터 전기자(7')은, 모타 수납부(13')과 스테이터 전기자(7')간에 구동회로(구동회로용 IC(31)을 수납하기 위한 공극부(33)을 형성하기 때문에, 머타 수납부(13')을 포함한 벤튜리 케이스(venturi case)(10')을 수지로 일체 성형한 경우 상기 모타 수납부(13')에, 수지로 일체한 스테이터 전기자 지지지주(32')를 180도 대칭한 2개소의 위치에 형성하고 있다.

상기 스테이터 전기자 지지지주(32')의 상부에는, 나사구멍을 마련하였다.

프린트 기판(21')의 하면에는, 상기 프린트 기판(21')에 형성하여 나타내지 않은 도전배선 패턴(pattern)과 납땜부 등에 따라 전기적으로 접속한 구도회로용 IC(31)을 배설하고, 스테이터 전기자(7')과 모타 수납부(13')간의 공극부(33') 내에 상기의 구동 회로용 IC(31)을 수납하고 있다.

자성체로 되어 있는 나사(예를들면, 철나사)(27)을, 스테이터 요크(6')에 형성한 구멍과 원환상(고리모양)의 프린트 기판(21)에 형성한 구멍을 사이로 하여 상기 스테이터 전기자 지지지주(32')의 위부분의 나사구멍에 나사를 넣어, 스테이터 전기자(7')을 상기 스테이터 전기자 지지지주(32')위에 배설 고정하는 것이므로, 계자 마그네트(5)의 계자 내에 단상 배치의 코아레스 스테이터 전기자(7')을 배설고정한다.

상기 실시 예의 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8')에서는, 사점 탈출 토르크를 얻는 수단으로, 원래의 스테이터 전기자(7')을 탑재 고정하기 위한 스테이터 전기자 지지지주(32')에 나사멈춤을 하기 위한 자성체 나사(27)로 자기동 처리수단으로서의 기능을 갖도록 하였다.

상기 자성체 나사(27)을 결합하기 위하여, 무통전시, 계자 마그네트(5)는 상기 자성체나사(27)과 상기 계자 마그네트(7)의 N극 또는 S극의 자극 중앙부와 자기적으로 알맞은 위치에서 정지한다.

여기에 자성체 나사(27)로부터, 4분의 1 자극 각도만큼 원주방향으로 벗어난 위치에 전기자 코일(9-1), (92-2)가 배설되어 있고, 그 전기자 코일(9-1) 또는 (9-2)의 발생 토르크에 기여하는 유효 도체부(9a)와 대향하는 위치에 배셜되어 있는 자전변환소자(30)은 확실히 계자 마그네트(5)의 N극 또는 S극의 자극을 검출할 수 있다.

또, 자전변환소자(30)은 사점(3-1), (3-2)와 대향하고 있지 않으므로, 또 전기자 코일(9-1), (9-2)도 토르크를 발생하는 위치에 존재하여, 상기 자전변환소자(30)에서 출력신호가 얻어지고, 이 신호를 기초로 하여 전기자 코일(9-1), (9-2)로 통전하므로, 상기 전기자코일(9-1), (9-2)에 의하여 정해진 방향의 회전 토르크가 발생하여, 계자 마그네트(5)를 상기 방향으로 자기동 회전시키는 것이 가능하다.

또 회전중에 있어서는, 자정세 나사(27)에 의하여 사점(3-1), (3-2)의 위치에서 제7도의 리럭턴스 토르크 곡선(4)에 나타낸 것처럼 사점탈출용 리럭턴스 토르크를 발생하므로, 상기 전기자 코일(9-1), (9-2)에 의하여 전자 토르크 곡선(1)과 리럭턴스 토르크 곡선(4)를 합성한 합성 토르크 곡선(2)가 얻어져 계자 마그네트(5)가 연속 회전한다.

[종래기술의 문제점]

상기 축방향 공극형 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8')은 구조가 매우 간단하고, 안정된 가격으로 양산이 가능하므로 매우 유용하다. 특히 상기 구조의 제품은 회전팬(11)의 중량이 적고, 즉, 부하가 적은 가로×세로의 크기가 25㎜×25㎜, 30㎜×30㎜, 40㎜×40㎜이고, 두께가 10m로서 매우 작은 소형 경량크기의 축방향 공극형 단상 브러시리스 축류 팬 모타의 경우에는 유용하다.

그러나, 회전팬(11)이 무거운, 즉 부하가 큰 단상 브러시리스 축류 팬 모타의 경우에는, 상기한 것 같이 작은 자성체 나사(27)에 의하여서는 전자 토르크 곡선(1)에 대하여 약 2분의 1 크기의 리럭턴스 곡선(4)를 얻는 것이 가능하지 않다.

이때문에, 사점(3-1), (3-2) 위치의 리럭턴스 토르크가 작고, 자기동 불량으로 있거나, 회전중에 있어서도 리럭턴스 토르크가 작기 때문에 매끄럽게 회전하는 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8')을 얻을 수가 없는 결점이 있다.

큰 리럭턴스 토르크를 얻기 위하여 큰 자성테나사를 사용하여 상기 문제를 해결하려 하면, 이번에는 상기 자성체 나사를 스테이터 전기자 지지지주(32')의 윗부분의 나사구멍에 결합하기 위한, 수지로 형성되며 지름이 작은 스테이터 전기자 지지지주(32')가 상기 자성체 나사의 체결부의 가감에 의해서는, 파손할 우려가 있다.

또 자성체 나사의 체결부각도가 다른 경우에는, 자성체 나사의 머리부분에 의한 발생 리럭턴스 토르크의 크기에 편차가 발생하므로, 일정 품질의 축방향 공극형 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8')을 확실하게 얻지 못할 우려가 있다.

또, 프린트 기판(21')면에 배설한 자전 변환 소자(30)을 수납하기 위하여 스테이터 요크(6')에 자전 변환 소자 수납공을 만들 필요가 있지만, 이러한 자전 변환 소자 수납공에 따르면, 자기동용 리럭턴스 토르크를 해소하는 위치에서 리럭턴스 토르크가 발생하기 때문에, 계자 마그네트(5)의 매끄러운 회전이 되지 않게 되고, 그 자전변환 소자 수납공의 위치와 형상에 의하여는 자기동용 리럭턴스 토르크, 해소하여 끝내고, 확실한 자기동성(自起動性)과 매끄럽게 회전하는 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8')을 얻지 못할 우려가 있다.

또 두께가 얇은 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8')을 형성하도록 하면, 구동 회로용 I.C(31)을 수납하기 위함의 공극부(33')의 두께가 얇기 때문에, 스테이터 요크(6')을 상기 스테이터 전기자(7') 쪽으로 마련하면, 두께를 제한시키는 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타의 경우에는, 모타 수납부(13')의 두께룰 변경하여 얇게 만들지 않으면 안되고, 모타 수납부(13)을 약하게 하는 결함이 있다.

[고안의 목적]

본 고안은 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타에 있어서, 구동 회로 수납용 공극부를 단상 코아레스 스테이터 전기자와 모타 수납부간에 형성하기 때문에 단상 코아레스 스테이터 전기자를 탑재하기 위하여 전기자 지지지주를 약간 개량하는 것으로, 부하가 큰 회전팬에서도, 사점 위치에 있어서 확실하게 자기동 가능한 크기의 자기동용(사점 탈출용)리럭턴스 토르크를 바람직한 위치에도 불구하고, 항상일정한 크기로 발생되도록 하여, 오차가 적은 일정 품질의 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타를 값싸고 쉽게 양산 가능하도록 하는 것을 일목적으로 한 것이다.

또, 스테이터 전기자를 스테이터 전기자 지지 지주에 나사에 의하여 나사를 멈추고 고정하는 경우에도, 스테이터 전기자 지지지주를 파손하지 않도록 하는 것 및 나사 멈춤의 가감에 의해서도 일정한 크기의 사점 탈출용 리럭턴스 토르크를 얻고, 오차가 적은, 일정 품질의 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타를 값싸고 쉽게 양산 가능하도록 하는 것을 일목적으로 한 것이다.

또 스테이터 전기자에 스테이터 요크를 설치하지 않도록 하고, 스테이터 요크에 형성된 자전 변환소자 수납용 구멍에 의해 나쁜 리럭턴스 토르크를 발생시키지 않도록 하여 확실하게 자기동 회전을 하고 매끄럽게 회전을 할 수 있는 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타를 가능하도록 하는 것을 일목적으로 한 것이다.

또 두께가 얇은 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타를 얻는 경우에도, 스테이터 전기자에 스테이터 요크를 설치하지 않고, 스테이터 요크를 모타 수납부에 설치하는 것에 의하여 두께가 얇은 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타로 한 경우에도 모타 수납부의 강도를 증가하도록 하는 것 및 스테이터 요크에 의하여 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타를 몸체에 취부한 경우의 공명음, 진동음의 방지를 도모하도록 하는 것을 일목적으로 한 것이다.

[목적을 달성하기 위한 수단]

상기 본 고안의 목적은, 스테이터 전기자 지지지주가 작더라도 계자 마그네트로 향한 윗부분을 자성체로 형성하고, 상기 스테이터 전기자 지지지주를 사점 위치부터 상기 계자 마그네트의 1/2 자극 벗어난 각도 범위 이내의 상기 모타 배설부 위치에 위치시키고, 상기 스테이터 전기자 지지지주의 윗부분의 자성체 부분에 의하여 상기 계자 마그네트가 사점 위치에 구속되지 않도록 하기 위함의 사점 탈출용 리럭턴스 요르크를 발생하도록 한 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타를 제공하는 것으로서 달성 가능하다.

다른 목적은, 상기 스테이터 전기자 지지지주의 윗부분의 자성체는, 그 수지로 모타 배설부와 일체로 만든 스테이터 전기자 지지지주의 상부에 자성체를 지닌 나사자리(일종의 자성체 너트(nut))를 삽입한 것으로 달성할 수 있다.

다른 목적은, 상기 스테이터 전기자 지지지주는, 상기 모타 배설부에 자성체 스테이터 전기자 지지지주를 삽입하여 형성한 것으로 달성할 수 있다.

다른 목적은, 상기 자성체 스테이터 전기자 지지지주는, 자성체를 지닌 나사 자리로 한 것으로 달성할 수 있다.

[작용]

무통전시, 계자 마그네트(5)는 자성체를 지닌 나사자리(20), (20-1)과 자기적으로 안정한 위치에 흡입하여 만나 합리적인 자기동을 하는 위치에 정지하고 있다. 따라서, 통전시 자전변환소자(30)이 계자 마그네트(5)의 N극 또는 S극을 반드시 검출하고 있기 때문에, 예를 들면 N극을 검출하고 있다고 하면, 구동 회로(구동 회로용 I.C(31)에 의한 전기자 코일(9-1), (9-2)에 소정 방향의 전류를 흘르기 때문에 소정의 방향으로 계자 마그네트(5)를 자기동 회전시킨다.

계자 마그네트(5)가 약간 소정 방향으로 회전하면, 전기자 코일(9-1), (9-2)는 최대 기동 토르크를 발생하고, 게다가, 같은 방향으로 회전한다. 계자 마그네트(5)가 회전하고, 이번은 자전 변환 소자(30)이 계자 마그네트(5)의 S극의 자극을 검출하면, 구동회로(구동회로용 IC(31)에 의하여 전기자 코일(9-1), (9-2)에 역방향 전류를 흘리고, 소정방향의 회전 토르크를 얻어 더욱 계자 마그네트(5)를 회전시킨다.

상기의 동작을 반복하는 것으로, DC 브러시리스 축류 팬 모타(8, 8-1)은 연속 회전한다. 여기서 전기자 코일(9-1, 9-2)에서, 상기 계자 마그네트(5)의 약 4분의 1 자극 폭정도 떨어진 각도 위치에 자성체성(磁性體性) 나사자리(34, 34-1)을 배치하면, 제7도에 도시한 것처럼 휠씬 바람직한 위치에서, 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 얻어, 릴럭턴스 토르크 곡선(4)를 얻을 수 있기 때문에, 전자(電磁) 토르크 곡선(1)과 합성한 합성 토르크 곡선(2)는 회전각 전역으로 이동하여, 거의 같은 모양의 순조로운 곡선으로 되기 때문에, 즉 회전각 전역으로 이동하여 거의 같은 모양의 순조로운 회전 토르크를 얻을 수 있는 확실히 이상적으로 자기동할 수 있는 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8, 8-1)을 얻을 수 있다.

또, 상기의 경우에 있어서, 전기자 지지지주로서의 자성체성 나사자리(20), 전기자 지지지주(32)에 매설한 자성체성 나사자리(20-1)이 있기 때문에, 상기 나사구멍(22)에 비자성체 나사 혹은 비금속 나사(이것들을 단순히 비자성체라고 말한다)(23)을 붙이고, 스테이터 전기자(7)을 자성체성 나사자리(20), 전기자 지지지주(32)의 상부에 탑재 고정하더라도, 상기 자성체성 나사자리(20), (20-1)은 자성체로 할 수 있는 견고한 것이기 때문에, 계자 마그네트(5)가 약간 소정 방향으로 회전하면, 전기자 코일(9-1, 9-2)는 최대 기공 토르크를 발생하고, 게다가, 같은 방향으로 회전한다. 계자 마그네트(5)가 회전하고, 이번은 자전 변환 소자(30)이 계자 마그네트(5)의 S극의 자극을 검출하면, 구동회로(구동회로용 IC(31)에 의하여 전기자 코일(9-1, 9-2)에 역방향 전류를 흘리고, 소정 방향의 회전 토르크를 얻어 더욱 계자 마그네트(5)를 회전시킨다.

상기의 동작을 되풀이하는 것으로, DC 브러시리스 축류 팬 모타(8, 8-1)은 연속 회전한다. 여기서 전기자 코일(9-1, 9-2)에서, 상기 계자 마그네트(5)의 약 4분의 1 자극 폭 정도 떨어진 각도 위치에 자성체성 나사자리(34, 34-1)을 배치하면, 제7도에 도시한 것처럼 휠씬 바람직한 위치에서, 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 얻어, 릴럭턴스 토르크 곡선(4)를 얻을 수 있기 때문에, 전자 토르크 곡선(1)과 합성한 합성 토르크 곡선(2)는 회전각 전역으로 이동하여, 거의 같은 모양의 순조로운 곡선으로 되기 때문에, 즉 회전각 전역으로 이동하여 거의 같은 모양의 순조로운 회전 토르크를 얻을 수 있는 확실히 이상적으로 자기동할 수 있는 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8), (8-1)을 얻을 수 있다.

또, 상기의 경우에 있어서, 전기자 지지지주로서의 자성체성 나사자리(20), 전기자 지지지주(32)에 매설한 자성체성 나사자리(20-1)이 있기 때문에, 상기 나사구멍(22)에 비자성체 나사 혹은 비금속 나사(이것들을 단순히 비자성체라고 말한다)(23)을 붙이고, 스테이터 전기자(7)을 자성체성 나사자리(20), 전기자 지지지주(32)의 상부에 탑재 고정하더라도, 상기 자성체성 나사자리(20, 20-1)은 자성체로 할 수 있는 견고한 것이기 때문에, 상기 자성체성 나사자리(20, 20-1)을 파손하는 것이 없고, 불량품의 발생이 적고, 일정품질의 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8, 8-1)을 저가와 함께 용이하게 양산할 수 있다.

또, 상기의 경우에 있어서, 스테이터 전기자(7)에 스테이터 요크(6)을 설치하지 않고, 모터 수납부(13) 면에 스테이터 요크(6)을 고정하고 있기 때문에, 모터 수납부(13)의 두께가 얇더라도, 해당 모터 수납부(13)은 스테이터 요크(6)에 의하여 보강시키고, 두께가 얇더라도 강도가 우수한 DC 브러시리스 축류 팬 모타(8, 8-1)을 얻을 수 있다.

또한, 스테이터 요크(6)을 모터수납부(13)측에 설치한 것으로, 스테이터 요크(6)이 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8, 8-1)의 발생하는 공진음, 진동음을 흡수함과 함께 통체에 장치한 경우 공명음을 흡수하기 때문에, 소음 특성이 좋은 소형의 DC 브러시리스 축류 팬 모타(8, 8-1)을 구성한다.

[고안의 실시예]

[고안의 제1실시예]

제1도는 본 고안의 제1실시예를 나타내는 축방향 공극형(디스크형) 단상(DC) 브러시리스 팬 모타(8)의 분해 투시도, 제2도는 제1도의 팬모터(8)의 종단면도. 제3도는 자전 변환소자(30)의 배선 위치도, 제4도는 단산 코어리스 스테이터 전기자(7)의 평면도, 제5도는 계자 마그네트(5)와 단상 배치한 전기자 코일(9-1, 9-2)의 전개도이다. 이하, 도면을 참조하여 본 고안의 제1실시예를 나타내는 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모터(8)을 설명한다.

축 방향의 두께가 얇은 각형의 축방향 공극형 단상 브러시리스 팬 모타(8)은 고정자로 되는 벤츄리 케이스(10)과 회전자로 되는 회전팬(11)을 가진 코어리스 구조의 축방향 공극형 단상 DC 브러시리스 축류 팬 모타로 되어 있다. 상기 실시예에서는, DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)은 평면의 사이즈가 종 X횡이 40, 50, 60, 80 혹은 90㎜×40, 50, 60, 80 혹은 90㎜로, 축방향의 두께가 10㎜ 또는 20㎜로 되어 있어, 지극히 두께가 얇은 소형으로 경량의 편평(偏平) 구조로 되어 있다.

상기 팬모터(8)은, 그 내부에 凹부를 가진 벤츄리 케이스(10)의 내원주에 반지름 축방향으로 펼쳐서 형성한 스태이(Stay)(12)에 연결시킨 모터 수납부(13)을 그 중앙부에 수지로서 일체 형성하고 있다. 이것에 의하여 벤츄리 케이스(10)의 밑부분의 모터 수납부(13)의 바깥 원주에 회전팬(11)의 임펠라(회전날걔)(14)에 의하여 송풍되어 오는 바람을 축방향의 밑쪽으로 통하게 하기 위한 바람 통과 구멍(15)를 형성하고 있다.

회전팬(11)에 설치한 계자 마그네트(5)는, 인접하는 자극이 다른 극으로 되게 서로 N극, S극의 자극을 기계각으로 90도의 착자폭을 가진 4극의 플랫트(flat) 원모양으로 되어 있다.

상기 모터 수납부(13)의 상면에는 해당 모터 수납부(13)을 포함한 벤츄리 케이스(10)을 수지로 일체로 형성하는 경우에 원모양의 스테이터 요크(6)을 일체화하여 몰드(mold)를 형성하고, 해당 스테이터 요크(6)를 고정하고 있다.

스테이터 요크(6)를 뒤에 서술할 단상 모어리스 스테이터 전기자(7)을 구성하는 프린트 기판(21)면에 만들지 않고, 모터 수납부(13)의 상면에 상기처럼 고정한 이유는, 이 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)처럼 두께가 얇은 것인 경우, 모터 수납부(13)의 축방향의 두께도 얇고 강도가 약한 것으로 되어 있기 때문에, 해당 모터 수납부(13)의 보강을 하기 위함 및 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)의 발생하는 공진음, 진동음을 흡수함과 함께, 통체에 장치한 경우 공명음을 흡수한 소음 특성이 좋은 소형의 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)을 구성하기 때문이다.

더우기, 스테이터 요크(6)을 단상 코어리스 스테이터 전기자(7)에 만들지 않고, 모터 수납부(13)면에 배치하면, 계자 마그네트(5)와 스테이터 요크(6) 사이에 공극 길이가 약간 길게 되더라도, 애초부터, 이 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)은 축방향에 두께가 얇고, 상기 스테이터 전기자(7)과 모터 수납부(13) 사이의 공극부(33)의 축방향의 길이도 뒤에 서술할 구동 회로용 IC(31)의 두께 정도 대단히 얇은 것으로 되어 있기 때문에, 거의 지장이 없고, 역으로 상기의 잇점이 있다.

또, 구동회로용 IC(31)을 수납하는 공극부(33)이 있기 때문에, 계자 마그네트(5)의 누설자속이 외부로 새어서, 외부장치에 주는 자기적인 영향이 적고, 누설자속이 별로 기운이 되지 않는 장치에 쓰이는 경우에는, 상기 스테이터 요크(6)를 없애는 것으로, 상기 스테이터 요크(6)의 코스트(Cost)정도 만큼, 저가로 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)을 제조할 수 있는 잇점이 있다.

상기 스테이터 요크(6)에는 그 중앙부에 후에 서술할 베어링 하우스(16)을 통과하기 위한 구멍을 형성하는 것과 함께, 뒤에 서술할 스테이터 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)을 통과하기 위한 구멍을 180도 대칭 위치에 2개소 형성하고 있다.

모터 수납부(13)에는 스테이터 요크(6)의 중앙부에 형성한 구멍을 통하여 중앙부에 축방향으로 펼쳐서 베어링 하우스(bearing house)(16)를 수지로 모터 수납부(13)과 일체 형성하고, 이 베어링 하우스(16)의 상부에 볼(ball) 베어링(17)을 하단부에는 슬리브(sleeve) 베어링(18)을 설치하여 회전팬(11)에 고정시킨 회전축(19)를 베어링들로서 축을 지지하여, 회전팬(11)을 회전할 수 있게 한다. 회전팬(11)은 계자 마그네트(5), 회전축(19) 및 로터 요크(26)을 제외하고 수지로 일체화하여, 상기 계자 마그네트(5), 회전축(19) 및 로터 요크(26)은 수지에 의하여 일체화시키고 있다.

더구나, 회전팬(11)은 그 중심이 베어링 하우스(16)의 상부의 볼 베어링(17)에 위치하는 것으로 설계 배치시키고 있다. 따라서, 상기 베어링 하우스(16)의 상부에 볼 베어링(17)을 설치하고 회전팬(11)의 중심부를 볼 베어링(17)로 지지하고, 베어링 하우스(16)의 하단부 위치에는 저가의 슬리브 베어링(18)을 설치하는 것으로, 그 슬리브 베어링(18)에 의하여 회전축(19)가 지름 방향에 소정 각도 이상 쓰러지는 것을 규제하고 있다.

이렇게 하는 것으로, 고가의 볼 베어링(17)을 2개 사용하지 않고, 1개만 사용하는 것만으로 만족하게 하고, 고가의 볼 베어링(17)의 1개 정도를 저가의 슬리브 베어링(18)로 대용할 수 있게 하고, 볼 베어링(17)을 2개 사용한 경우와 같은 수명을 얻을 수 있게 한다.

모터 수납부(13)에는, 상기 스테이터 요크(6)의 구멍을 통하여 180도 대칭의 위치에 축 방향의 위쪽에 펼쳐서 스테이터 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)을 심어서 설치하고 있다. 상기 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20) 위에, 단상 코어리스 스테이터 전기자(7)을 뒤에 서술할 방법으로 배선 고정하고 있다.

상기 실시예에서 단상 코어리스 스테이터 전기자(7)은, 두께가 얇은 원모양의 프린트(배선) 기판(21) 위에 2개의 코어리스 전기자 코일(9-1, 9-2)를 동상으로 되게(동상 통전할 수 있게) 단단 배치하여 배선한다.

코어리스 전기자 코일(9-1, 9-2)는 효율이 좋은 DC 축방향 공극형 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)을 형성하기 때문에, 반경 방향으로 펼쳐서 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a와 9b)와의 개각이, 계자 마그네트(5)의 일자극 폭과 같은 개략폭, 즉 π(π는, 전기각으로 180도 각도로 한다. 계자 마그네트(5)가 4극이기 때문에, 이 경우 기계각은 90도) 개략폭에 형성한 공심형의 것으로 되어 있고, 단상 코어리스 스테이터 전기자(7)을 형성하기 때문에, 서로 180도 대칭의 동상으로 되는 프린트 기판(21)면에 양면 접착 테이프등을 붙이고 있다. 전기자 코일(9-1, 9-2)의 원주방향의 도체부(9c, 9d)는 거의 발생 토르크에 기인하지 않는 도체부로 된다.

여기서, 코어리스 전기자 코일과는, 해당 전기자 코일(9-1, 9-2)를 권선 형성하기 위한, 즉 도선을 감기 위한 철심(자서체)을 갖추고 있지 않은 것을 말한다. 도선을 감기 위한 권심이더라도 비자성체로 할 수 있는 것은, 여기서 말하는 코어리스 전기자 코일(9-1, 9-2)에 통전한 경우, 해당 자성체 권심 그것이 N극 또는 S극의 작용을 하는 기능을 가지지만, 상기 기능을 가지지 않은 단순한 자성체가 전기자 코일(9-1, 9-2) 중에 있고 방향의 위쪽에 펼쳐서 스테이터 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)을 심어서 설치하고 있다. 이 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20) 위에, 단상 코어리스 스테이터 전기자(7)을 뒤에 서술할 방법으로 배선고정하고 있다.

상시 실시예에서 단상 코어리스 스테이터 전기자(7)은, 두께가 얇은 원모양의 프린트(배선)기판(21)위에 2개의의 코어리스 전기자 코일(9-1, 9-2)를 동상으로 되게(동상 통전할 수 있는) 단상 배치하여 배선한다.

코이리스 전기자 코일(9-1, 9-2)는 효율이 좋은 DC 축방향 공극형 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)을 형성하기 때문에, 반경 방향으로 펼쳐서 발생토르크에 기인하는 유효도체부(9a)와 (9b)와의 개각이, 계자 마그네트(5)의 일자극 폭과 가튼 개략폭, 즉 π(π는, 적기각으로 180도 각도로 한다. 계자 마그네트(5)가 4극이기 때문에, 이 경우 기계각은 90도) 개각폭에 형성한 공심형의 것으로 되어 있고, 단상 코어리스 스테이터 전기자(7)을 형성하기 때문에, 서로 180도 대칭의 동상으로 되는 프린트 기판(21)면에 양면 접착 테이프등을 붙이고 있다. 전기자 코일(9-1, 9-2)의 원주방향의 도체부(9c, 9d)는 거의 발생 토르크에 기인하디 않는 도체부로 된다.

여기서, 코어리스 전기자 코일과는, 해당 전기자 코일(9-1, 90-2)를 권선 형성하기 위한, 즉 도선을 감기 위한 철심(자성체)을 갖추고 있지 않은 것을 말한다. 도선을 감기 위한 권심이더라도 비자성체로 할 수 있는 것은, 여기서 말하는 코어리스 전기자 코일(9-1), (9-2)에 통전한 경우, 해당 자성체 권심 그것이 N극 또는 S극의 작용을 하는 기능을 가지지만, 그런 기능을 가지지 않은 단순한 자성체가 전기자 코일(9-1, 9-2)중에 있다고 하더라도, 상기 전기자 코일(9-1), (9-2)는 코어리스 전기자 코일에 속한다.

놋쇠, 알미늄, 수지 재료등의 비자성체로 할 수 있는 프린트 기판(21)의 하면에는, 구동회로(통전 제어회로)용 IC(31)을 배선하고, 프린트 기판(21)에 형성한 도면에 도시하지 않은 도전 배선 패턴과 납을 붙이는 것등으로 전기적인 결속을 한다.

1개의 자전 변환소자(30) 및 구동 회로용 IC(31)을 배선한 프린트 기판(21)의 상면에 2개의 전기자 코일(9-1, 9-2)를 단상 배선한 단상 코어리스 스테이터 전기자(7)을 지름 방향으로 펼쳐서 축방향의 공극(24)를 사이에 두고 상기 계자 마그네트(5)와 상대적 회전을 하는 모양의 면 대향 시킨 것으로, 계자 마그네트(5)의 자계내에 자전 변환소자(30) 및 단상 배치의 코오리스 스테이터 전기자(7)을 배치하고 있다.

여기서 자전 변환소자(30)은, 전기자 코일(9-1) 또는 (9-2)의 반경 방향으로 펼쳐서 발생토르크에 기인하는 유효 도체부(9a)(또는 9b)와 대향하는 프린트 기판(21)면 위치에 형성한 구멍내에 수납 배선하고 있다. 이 경우, 이 단상 배치의 코오리스 스테이터 전기자(7)에서는, 프린트 기판(21)의 하면에 스테이터 요크(6)을 배선하지 않기 때문에, 해당 프린트 기판(21)의 하면에 자전 변환소자(30)을 배선해도 좋다.

놋쇠, 알미늄, 수지 재료등의 비자성체로 할 수 있는 비자성체 나사(비금속 나사를 포함)(23)을 원모양의 프린트 기판(21)에 형성한 구멍(25)(제1도 참조)을 사이에 두고 상기 자성체 나사 자리(20)의 정상부의 나사구멍에 나사의 안에 넣고, 스테이터 전기자 7을 상기 자성체성 나사 자리(20)의 위에 배선고정하고 있는 것으로, 계자 마그네트(5)의 자계내에 단상 코어리스 스테이터 전기자(7)을 배선 고정한다.

상기 실시예의 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)에서는, 사점 탈출 토르크를 얻는 수단으로서, 원래 스테이터 전기자(7)을 탑재 고정하기 위한 스테이터 전기자 지지지주를 만들지만, 이것을 자성체성 나사자리(20)으로 하는 것으로, 상기 자성체성 나사자리(20)에 자기동 처리수단으로서의 기능을 가지는 모양으로 하고 있다.

스테이터 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)은, 사점(3-1, 3-2) 위치에서, 예를들면(9-1, 9-2)의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a)에서 화살표(A)로 나타낸 계자 마그네트(5)의 회전방향과는 역회전방향으로 향하여, 상기 계자 마그네트(5)의 2분의 1자극 떨어진 각도(45도)의 범위 이내의 위치에 위치하는 것으로 모터 수납부(13)에 심어서 설치하고, 상기 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)에 의하여 계자 마그네트(5)가 사점(3-1, 3-2) 위치에서 구속되지 않게 하기 위한 사점 탈출용 토르크 발생용의 릴럭턴스 토르크를 얻는것으로 하고 있다.

상기 고안의 실시예에서는, 더욱 바람직하게 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)은, 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 상쇄하지 않게 전기자 코일(9-1, 9-2)의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a)에서 화살표 반대(A)방향으로 향하여 약 4분의 1자극(기계각으로 22.5도, 전기가 π/4=46도)의 각도만큼 원주방향에 어긋난 모터 수납부(13)의 위치에 180도 대칭의 동상위치의 2개소에 심어 설치한다.

이러한 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)을 180도 대칭의 위치에 형성한 이유는, 본래 1개소만 형성하는 것만으로도, 계자 마그네트(5)를 자기동 회전할 수 있는 것이지만, 해당 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)과 계자 마그네트(5)와 의해 자기적 흡입력과 안정적인 바란스를 잡고, 계자 마그네트(5)[회전팬(11)]가 순조롭게 게다가, 저잡음으로 회전하게 하기 위함이다.

상기에서 한 위치에 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)을 형성하면, 제5도에 도시한 것과 같이 점선으로 나타낸 계자 마그네트(5)와 전기자 코일(9-1, 9-2)와의 대응관계로 나타낸 것으로, 무통전시, 계자 마그네트(5)는 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)가 해당 계자 마그네트(5)의 N극 또는 S극의 자극의 중앙부와 자기적으로 균형 잡힌 위치에 정지한다.

여기서, 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)에서 4분의 1자극의 각도만큼 화살표(A)방향으로 나타낸 원주방향에 어긋난 위치에 전기자 코일(9-1, 9-2)가 배선되어 있기 때문에, 자전 변환소자(30)은 확실히 계자 마그네트(5)의 N극 또는 S극의 자극을 검출할 수 있고, 즉, 자전 변환소자(30)은 (3-1, 3-2)와 대향하지 않기 때문에, 또, 전기자 코일(9-1, 9-2)도 토르크를 발생할 수 있는 위치에 존재하기 때문에, 해당 자전 변환소자(30)에서 출력신호를 얻게 되고, 상기 신호를 기초로 전기자 코일(9-1, 9-2)에 통전하면, 해당 전기자 코일(9-1, 9-2)에 의하여 화살표(A) 방향의 회전 토르크를 얻을 수 있고, 계자 마그네트(5)를 화살표(A) 방향으로 자기동 회전 및 연속 회전되게 할 수 있다.

전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)을 형성한 위치는, 제7도의 곡선(1, 2, 4)에서는, 본래 1개소만 형성하는 것만으로도, 계자 마그네트(5)를 자기동 회전할 수 있는 것이지만, 해당 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)과 계자 마그네트(5)에 의해 자기적 흡인력과 안정적인 바란스를 잡고, 계자 마그네트(5)[회전팬(11)]가 순조롭게 게다가, 저잡음으로 회전하게 하기 위함이다.

상기에서한 위치에 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)을 형성하면, 제5도에 도시한 것과 같이 점선으로 나타낸 (5)와 전기자 코일(9-1, 9-2와의 대응관계로 나타낸 것으로 무통전시, 계자 마그네트(5)는, 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(22)가 해당 계자 마그네트(5)의 N극 또는 S극의 자극의 중앙부와 자기적으로 균형 잡힌 위치에 정지한다.

여기서, 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(22)에서 4분의 1 자극의 각도만큼 화살표(A)방향으로 나타낸 원주방향에 어긋난 위치에 전기자 코일(9-1, 9-2)가 배선되어 있기 때문에, 자전 변환소자(30)은 확실히 계자 마그네트(5)의 N극 또는 S극의 자극을 검출할 수 있고, 즉, 자전 변환소자(30)은, (3-1, 3-2)와 대향하지 않기 때문에, 또, 전기자 코일(9-1, 9-2)도 토르크를 발생할 수 있는 위치에 존재하기 때문에, 해당 자전 변환소자(30)에서 출력신호를 얻게 되고, 상기 신호를 기초로 전기자 코일(9-1, 9-2)에 통전하면, 해당 전기자 코일(9-1, 9-2)에 의하여 화살표(A)방향의 회전 토르크를 얻을 수 있고, 계자 마그네트(5)를 화살표(A)방향으로 자기동 회전 및 연속회전되게 할 수 있다.

전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)을 형성한 위치는 제7도의 곡선(1, 2, 4)에서 분명히 전자 토르크 곡선(2)의 최대 토르크를 얻을 수 있는 위치에서 4분의 1자극 폭의 각도(기계각으로, 22.5도) 만큼 화살표 반대(A)방향으로 향하여 원주방향에 떨어진 위치에서 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)에 의한 사점 탈출용의 릴럭턴스 토르크가 발생하여 릴럭턴스 토르크 곡선(4)가 얻어지는 위치에 배선하는 것이 훨씬 바람직하기 때문에, 상기 실시예에서는, 그렇게 한 조건에 일치하는 위치에 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)을 형성한다.

더우기, 전기자 코일(9-1, 9-2)에 통전하는 것으로 얻을 수 있는 전자 토르크 곡선(1)의 블록한 부분의 중앙부분이 훨씬 큰 전자 토르크를 얻을 수 있는 위치지만, 상기 부분이 전기자 코일(9-1, 9-2)의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a) 또는 (9b) 위치이다. 이 부분(9a) 또는 (9b)에서 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크가 발생하게 되면 기동시의 로스(loss)가 있는 것 이외에, 사점(3-1, 3-2) 위치와 지극히 가까운 위치에도 있고, DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)이 자기동할 수 없게 되는 경우가 있는 것 이외에, 효율이 나쁜 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)로 되기 때문에, 상기에서한 위치에 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)을 형성한다.

제5도와 계자 마그네트(5)는 단상 배치의 전기자 코일(9-1, 9-2)와의 전개도로, 전기자 코일(9-1, 9-2)는 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a)와 (9b)의 개각폭이, 계자 마그네트(5)의 일자극폭(기계각으로 90도, 전기각으로 80도)의 개각폭으로 형성되어 있고, 기계각으로 180도 피치의 등간격 배치로 배선되어 있는 것이 분명하게 된다.

전기자 코일(9-1, 9-2)의 한족의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a)의 단자는, 2개의 구동회로용 IC에 의하여 구성되는 반도체 정류장치(구동회로, 전류(電流) 장치라고도 말한다)(28)내에 PNP형의 트랜지스터(29)의 콜렉터(collector) 회로와 NPN형 트랜지스터(34)의 콜렉터 회로와의 접속점으로 전기적으로 접속하고 있다. 전기자 코일(9-2)의 그 밖의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9b)의 단자는, 반도체 전류장치(28)내의 PNP형 트랜지스터(35)의 콜렉터회로와 NPN형 트랜지스터(36) 콜렉터 회로와의 접속점을 전기적으로 접속하고 있다.

전기자 코일(9-1)의 그 밖의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9b)의 단자와 전기자 코일(9-2)의 한쪽의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a)의 단자와를 전기적으로 접속하고 있다. 트랜지스터(29) 및 (35)의 에미터회로의 같은 쪽을 전기적으로 접속하고, 정(+)측 전원 단자(37)에 전기적으로 접속한다.

트랜지스터(34) 및 (36)의 에미터 회로의 같은 쪽을 전기적으로 접속하고, 부(-)측 전원 단자(38) 측에 전기적으로 접속한다. 트랜지스터(29) 및 (36)의 베이스 회로 쪽을 전기적으로 접속하고, 자전 변환소자(이 경우, 4단자 홀소자를 사용한다)(30)의 한쪽의 출력단자(39-1) 측에 전기적으로 접속하고, 트랜지스터(34) 및 (35)의 베이스 회로쪽을 전기적으로 접속하고, 자전 변환소자(30)의 다른 쪽의 출력단자(39-2)측에 전기적으로 접속하고 있다.

제5도에 있어서, 점선으로 나타낸 위치의 계자 마그네트(5)는, 무통전시에 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20)과 계자 마그네트(5)가 자기적으로 흡인하여 만나 안정하여 해당 계자 마그네트(5)가 정지하고 있는 상태를 나타낸다. 이러한 계자 마그네트(5)의 위치는, 그림 5의 전개도에서도 분명하지만, 자전 변환소자(30)의 계자 마그네트(5)의 N극 또는 S극의 자극을 반드시 검출하고 있는 상태이기 때문에, 확실히 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)을 자기동할 수 있는 것으로 나타낸다.

따라서, 제5도를 참조하여 자전 변환 소자(30)이 점선으로 나타낸 계자 마그네트(5)의 N극의 자극을 검출하고 있기 때문에, 한 쪽의 출력단자(39-1)을 상에 두고 트랜지스터(29) 및 (36)을 도통하고, 토르크(9-1), (9-2)에 화살표 방향의 전류를 흘리고, 화살표(A) 방향의 회전 토르크를 얻어, 계자 마그네트(5[회전팬(11)]를 화살표(A) 방향으로 회전시킨다.

4분의 1자극 정도 계자 마그네트(5)[회전팬(11)]가 화살표(A) 방향으로 회전하면, 전기자 코일(9-1), (9-2)는 제5도에 있어서 실선으로 나타낸 계자 마그네트(5)로 대향하여 최대 기동 토르크를 발생한다. 최초에서 최대 기둥 토르크를 발생시키게 하면, 기동시의 로스(loss)로 확실히 효율이 나쁘게 되지만, 이렇게 4분의 1자극의 각도만큼 계자 마그네트(5)가 회전한 후에 최대 기둥 토르크를 발생하게 하면, 기동시 로스가 없고, 효율이 좋은 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)을 얻을 수 있다.

최대 기둥 토르크를 얻은 후에, 더욱, 계자 마그네트(5)가 회전하고, 이번은 자전 변환소자(30)이 계자 마그네트(5)의 S극의 자극을 검출하고, 다른 쪽의 출력단자(39-2)를 사이에 두고 트랜지스터(34) 및 (35)를 도통하면, 전기자 코일(9-1), (9-2)에 역방향의 전류를 흘려 화살표(A) 방향의 회전 토르크를 얻을 수 있기 때문에, 계자 마그네트(5)[회전팬(11)]가 화살표(A) 방향으로 더욱 회전한다. 이상의 동작을 되풀이 하는 것으로, 전자 토르크 사점 탈출용의 릴럭턴스 토르크에 의해 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8)은 연속회전을 한다.

[고안의 제2실시예]

제9도에, 본 고안의 제2실시예의 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8-1)의 종단면도를 도시한다.

상기 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모타(8-1)은, 상기 모터 수납부(13)같은 모양의 모터 수납부(13-1)에 상기 전기자 지지지주용 자성체 나사자리(20) 같은 모양의 위치에 수지로 일체 형성하여 스테이터 전기자 지지지주(32)를 형성하고, 해당스테이터 전기자 지지지주(32)의 정상부 정도 축방향의 길이가 짧은 자성체성 나사자리(20-1)을 매설하고, 이 자성체성 나사자리(20-1)에 의하여 사점 탈출용의 릴럭턴스 토르크를 얻게 하고 있다.

더우기, 정상부에 자성체성 나사자리(20-1)의 나사구멍에 비자성체성 나사(23)을 나사안에 넣고, 해당 자성체성 나사자리(20-1)을 가진 스테이터 전기자 지지지주(32)의 위에 단상 코어리스 스테이터 전기자(7)을 고정하면, 상기에서한 것과 같다.

[기타의 실시예]

상기 실시에 있어서는, 전기자 코일을 2개 또는 3개를 사용한 예를 나타냈지만, 단상 코어리스 스테이터 전기자를 형성할 수 없다면, 그 수는 1개라도, 4개 이상이라도 좋다. 예를 들면, 상기 4극의 계자 마그네트(5)를 이용한 경우에는, 최대 4개의 전기자 코일(9)를 서로 겹치는 것이 없고, 동상 위치로 배선할 수 있다. 이 경우 전기자 코일(9)에서, 그 개각은, 유효도체부(9a)와 (9b)의 외주부의 개각이 계자 마그네트(5)의 일 자극 폭중에 수납하는 형상으로 형성하는 것이 좋다.

또, 계자 마그네트는 4극의 것을 사용하지만 2극의 것이라도, 6극 이상의 것을 사용하더라도 좋다. 단, 소형 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모터의 경우에서는, 2극의 계자 마그네트를 사용하면, 전기자 코일을 최적 형상으로 형성할 수 없게 되고, 적은 수 밖에 배선할 수 없고, 또, 8극 이상의 계자 마그네트를 사용하면 확실히 전기자 코일의 수를 많이 설치할 수 있지만 모터의 지름이 작으면, 전기자 코일을 제작하는 것이 귀찮은 일이 되기 때문에, 상기 실시예에서 계자 마그네트는 4극의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 소형의 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모터의 경우에는 회전팬도 작은 것에서 2개의 전기자 코일을 사용하는 만큼 충분한 토르크를 벌 수 있다.

[효과]

본 고안은, 구동회로 수납부를 형성하기 때문에, 형성되는 스테이터전기자 지지지주가 DC 단상 브러시리스 팬 모터를 확실히 자기동 시키기 위한 자기동용(사점탈출용) 릴럭턴스 토르크를 발생하기 때문에, 스테이터 전기자 지지지주에 단상 코어리스 전기자를 나사정지 고정한 경우에는, 그 나사정지 상태에 관계되지 않고, 더욱, 일정한 크기의 자기등용(사점 탈출용) 릴럭턴스 토르크를 발생하기 위한, 오차가 적은 일정한 품질의 DC 브러시리스 축류 팬 모터를 용이하고, 저가로 양산할 수 있는 효과가 있다.

또, 단상 코어리스 스테이터 전기자를 스테이터 전기자 지지지주의 나사에 의해 고정하더라도, 스테이터 전기자 지지지주는 자성체로 할 수 있는 것이 되기 때문에, 파손이 거의 없고, 불량품을 거의 만들지 않은 효과가 있다.

또, 스테이터 전기자에 스테이터 요크를 배선하지 않기 때문에, 스테이터 요크에 자전 변환소자 수납용 구멍을 형성하지 않고 해 나갈 수 있다. 해당 자전 변환소자 수납용 구멍에 의한 방행의 릴럭턴스 토르크를 발생하지 않기 때문에, 바람직한 합성 토르크 곡선이 얻어지고, 순조로운 회전을 행할 수 있는 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모터를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또, 두께가 얇은 DC 단상 브러시리스 축류 팬을 얻는 경우라도, 스테이터 전기자에 스 테이터 요크를 배선하지 않기 때문에, 스테이터 요크를 모터 수납부에 설치하는 것으로, 두께가 얇은 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모터로 한 경우라도 모터 수납부의 강도를 상기 스테이터 요크에 의하여 증가할 수 있는 효과가 있다.

또, 스테이터 요크를 모터 수납부 측에 설치하여 만들어 놓은 것으로, 스테이터 요크가 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모터에서 발생하는 공진음, 진동음을 흡수함과 함께, 통체에 장치한 경우 공명음을 흡수하기 때문에, 소음특성이 좋은 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모터를 구성할 수 있는 효과가 있다.

또, 자성체 나사와 다르고, 해당 나사보다도 큰 전기자 지지지주용 자성체성 나사가리 또는 자성체성 나사자리로 되기 때문에, 부하가 큰 경우라도, 큰 자기동용 릴럭턴스 토르크를 발생할 수 있기 때문에 확실히 자기동할 수 있는 DC 단상 브러시리스 축류 팬 모터를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims

축방향(軸方向)으로 바람을 송풍하는 임펠러를 가진 회전팬(回轉 fan)에 N극, S극의 자극(磁極)을 P극으로(P는 1 이상의 정수) 대비된 계자 마그네트를 마련하고, 그 계자 마그네트와 축방향의 공극을 사이로 하여 대향하는 수지로 만들어진 직류 단상 브러시리스 축류 팬 모타의 벤튜리 케이스 중앙부에 설치한 모타 배설부에 상기의 계자 마그네트 방향으로 돌출한 스테이터(stator) 전기자 지지지주(스테이터 전기자를 일정한 위치에 유지되도록 받쳐주는 원통형 기동:나사자리)를 마련하고, 프린트(Print) 기판면에 n(n은 1 이상의 정수) 개의 무철심형 전기자 코일을 단상 배치하여 형성한 단상 코아레스 스테이터(coreless stator) 전기자를 상기 스테이터 전기자 지지지주에 탑재 고정한 상기의 단상 코아레스 스테이터 전기자와 상기의 모타(motor) 배설부간의 구동 회로 수납용 공극부를 형성한 직류 단상 브러시리스 축류 팬 모타에 있어서, 상기의 스테이터 전기자 지지지주가 작다할지라도 계자 마그네트로 향하는 윗부분을 자성체로 형성하고, 상기 스테이터 전기자 지지지주를 사점 위치로부터 상기의 계자 마그네트의 1/2 자극 벗어잔 각도 범위 이내의 상기 모타 배설부 위치에 위치시켜, 상기 스테이터 전기자 지지지주의 위부분의 자성체 부분에 의해 상기 계자 마그네트가 사점 위치에 구속되지 않도록 하기 위한 사점 탈출용 리럭턴스 토르크(reluctance torque)를 발생하도록 한 것을 특징으로 하는 직류 단상 브러시리스 축류 팬 모타.
제1항에 있어서, 상기 스테이터 전기자 지지지주 윗부분의 자성체는, 상기 수지로 모타 배설부와 일체 형성한 스테이터 전기자 지지지주의 윗부분에 자성체 나사 자리(예, 너트)를 삽입하여 형성한 것을 특징으로 하는 직류 단상 브러시리스 축류 팬 모타.
제1항에 있어서, 상기 스테이터 전기자 지지지주는, 상기 모타 배설부에 자성체 스테이터 전기자 지지지주를 설치한 것을 특징으로 하는 직류 단상 브러시리스 축류 팬 모타.
제3항에 있어서, 상기 자성체 스테이터 전기자 지지지주는, 자성체 성질의 나사 자리로 있는 것을 특징으로 하는 직류 단상 브러시리스 축류 팬 모타.