KR0150342B1

KR0150342B1 - 단상 브러시리스 모터

Info

Publication number: KR0150342B1
Application number: KR1019950005004A
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: KR960036252A

Abstract

단상 브러시리스 모터라도 특별히 귀찮게 고가의 자동처리수단을 설치하지 않아도, 모터의 구성요소의 일부를 개량하는 것만으로, 자기동 회전할 수 있는 것으로 하며 사점 위치에서 상기 계자 마그네트의 2분의1 자극 떨어진 각도 범위이내 위치에 있어서 스테이터 요크의 일부를 잘라 세우고 잘라 세운 조각을 형성하고, 해당 잘라 세운 조각에 의하여 상기 계자 마그네트가 사점 위치에서 구속되지 않는 것으로 하기 위한 사점 탈출 토르크 발생용의 릴럭턴스 토르크를 얻는다.

Description

단상 브러시리스 모터

제1도는 본 발명의 단상 브러시리스 모터를 적용한 제1실시예를 나타내는 축방향 공극형(디스크형) 단상(DC) 브러시리스 팬모터의 분해사시도.

제2도는 제1도에 도시된 팬모터의 X-X'선 종단면도.

제3도는 자전 변환소자의 배선 위치도.

제4도는 단상 코어리스 스테이터 전기자의 평면도.

제5도는 제4도의 Y-Y'선 종단면도.

제6도는 전기자 코일의 단자와 프린트 기판 하면의 구동회로(구동회로용 IC)와의 연결도.

제7도는 단상 브러시리스 모터의 원리를 나타내는 회전각과 토르크 곡선의 상태도.

제8도는 계자 마크네트(5)와 단상 배치의 전기자 코일(9-1, 9-2)와의 전개도.

제9도는 본 발명의 제2실시예의 디스크형 단상 브러시리스 팬모터에 사용하는 단상 코어리스 스테이터 전기자의 평면도.

제10도는 본 발명의 단상 브러시리스 모터를 적용한 제3실시예를 나타내는 축방향 공극형 단상 브러시리스 팬모터의 분해사시도.

제11도는 단상 브러시리스 팬모터에 사용하는 단상 코어리스 스테이터 전기자의 평면도.

제12도는 본 발명의 단상 브러시리스 모터를 적용한 제4실시예를 나타낸 측방향 공극형 단상 브러시리스 팬모터에 사용하는 단상 코어리스 스테이터 전기자의 평면도.

제13도는 6극의 계자 마그네트의 투시도.

제14도는 상기 6극의 계자 마그네트를 사용한때 사용하는 스테이터 요크의 사시도.

제15도는 상기 스테이터 요크의 상면에 2개의 전기자 코일을 단상 배치하여 형성한 본 발명의 단상 브러시리스 모터를 적용한 본 발명의 제5실시예를 나타낸 단상 브러시리스 스테이터 전기자의 평면도.

제16도는 6극의 계자 마그네트를 사용한 때에 사용한 스테이터 요크 사시도.

제17도는 상기 스테이터 요크의 상면에 2개의 전기자 코일을 단상 배치하여 형성한 본 발명의 단상 브러시리스 모터를 적용한 본 발명의 제6실시예를 나타낸 단상 코어리스 스테이터 전기자의 사시도.

제18도는 6극의 계자 마그네트(5-1)을 이용한 때 사용한 본 발명의 제7실시예를 나타낸 스테이터 요크의 평면도.

제19도는 단상 브러시리스 모터의 전자(電磁) 토르크 곡선 상태도.

제20도는 종래의 전지가 코일의 단자와 프린트 기판의 하면의 구동회로측과의 연결도.

제21도는 자전 변환소자의 배선 위치도 이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전자 토르크 곡선 2 : 합성 토르크 곡선

3-1,3-2 : 사점 4 : 릴럭턴스 토르크 곡선

5,5-1 : 계자 마그네트 6,6-1,6′: 스테이터요크

7,7-1,7′: 단상 코어레스 스테이터 전기자

8 : 측방향 공극형 단상(DC) 브러시리스 팬모터

9-1,9-2 : 전기자 코일

9a,9b : 발생 토르크에 기여하는 유효도체부

9c,9d : 발생 토르크에 기여하지 않는 도체부

10 : 벤츄리 케이스 11 : 회전팬

12 : 스테이 13 : 모터 수납부

13 : 임펠라(회전날개) 15 : 바람통과 구멍

16 : 베어링 하우스 17 : 볼 베어링

18 : 슬리브 베어링 19:회전축

20 : 스테이터 전기자 지지지주 21,21-1,21′: 프린트(배선) 기판

22 : 단자 23 : 비자성체 나사

24 : 프린트 배선 패턴 25 :구멍

26 : 절결부 27 :구멍

28 : 나사구멍 29 : 절결부

30 : 자전 변환소자 31 :구동회로(통전제어회로)IC

32 : 로터요크

33,33-1 : 전기자코일 위치결정 돌기

33a,33b,33a-1,33b-1 : 원주방향의 돌기

34 : 양면 접착 테이프 35 : 자전 변환소자 수납구멍

36 : 축방향 공극 37 :절결부

38 : 반도체 정류장치(구동회로) 39 : 중심선

40 : 절결부 41 : 납

43 : 절결부 44 : NPN형 트렌지스터

45 : PNP형 트랜지스터 46 : NPN형 트랜지스터

47 : +전원단자 48 : -전원단자

49-1,49-2 : 출력단자 50 : 원주방향의 절결끝부

본 발명은 간단한 구성으로 자기동(自起動)할 수 있게 한 단상 브러시리스(brushless) 모터(motor)에 관한 것으로, 특히, 본 발명은 예를들면 컴퓨터, 스위칭 전원등의 냉각목적의 DC(Direct current : 직류) 브러시리스 축류 팬(fan) 모터등의 이용분야에 관한 것이다

일반적으로 단상 브러시리스 모터는, 형상으로 나누어 토르크(torque)가 큰 것, 제어 성이 좋은 것등 직류모터의 특징에다가 신속성이 높은 것까지 근래 광범위하게 사용되고 있다.

그런데, 단상 브러시리스 모터에는, 주로 2상(相)과 3상의 것이 사용되고 있지만, 단상 브러시리스 모터에서는 모터의 상수가 크게 되어 있기 때문에 그 상수분의 개수만큼 고가의 구동회로와 위치검지 소자로 쓰는 홀(hall) 소자와 홀 IC등의 자전(磁電)변환소자가 필요하게 된다. 따라서 냉각 목적의 즉, 바람을 송풍하는 목적의 DC축류 팬모터 에서는 구동회로도 자전회로도 1개의 종류에서 끝나는 값싼 모양의 단상 DC 브러시리스 모터로 하는 것이 바람직하다.

그러나, 이 단상 브러시리스 모터는, 토르크가 영이 되는 부분(사점부분)이 있기 때문에 가끔 회전자가 사점 위치에서 정지하는, 자기동할 수 없는 결점이 있다. 회전자가 사점 위치에서 정지하고 있을 때에는, 만일 전기자 코일(coil)이 통전을 하더라도 그 전기자 코일에 의한 토르크를 발생할 수 없는 상태이고, 또 위치 검지소자로 사용한 자전 변환소자도 계자 마그네트의 N극과 S극의 경계선을 검출하는 상태이기 때문에, 자전 변환소자에서 출력신호가 나오지 않아, 구동회로에 의한 전기자 코일에 통전할 수 없는 상태이다. 이하에, 상기한 바에 대해 설명한다. 모터의 상수를 가리킬 때, 단순히 전기자 코일의 배치에서 결정할수 없고, 전기자 코일에의 통전 상태를 가르킨다.

단상 브러시리스 모터에서는, 전기자 코일에 통전한 때의 전기자 코일에 의하여 얻어지는 전자 토르크 곡선(1)은, 제9도에 도시된 것처럼 나타난다. 제9도에 있어서 횡축에 회전각을 잡고, 종축에 토르크의 크기를 잡고 있다.

상기에 대한 2상 브러시리스 모터에는, 전기각 에서는 서로 π/2(π는 전기각으로 180도)의 위상만 어긋난 2상의 전기자 코일이 있기 때문에, 이 2상 전기자 코일에 통전한때 2상의 전기자 코일 각각에 의해서 얻어지는 2개의 전자(電磁) 토르크 곡선을 형성한 때 합성 토르크 곡선은 토르크가 0으로 되는 사점 위치를 가지지 않는다. 따라서 상기 2상 브러시리스 모터에 통전하면, 회전중 어떤 위치에 있어도 토르크가 0이 아니기 때문에, 자기동 회전한다.

3상의 브러시리스 모터에서는, 전기각에서 서로 π/3 각도 만큼 위상이 어긋난 3상의 전기자 코일이 있기 때문에, 2상의 브러시리스 모터보다도 더욱 순조로운 합성 토르크 곡선을 얻고, 물론 사점이 없기 때문에, 이 3상 브러시리스 모터에 통전하면, 회전중 어떤 위치에 있더라도 자기동 회전한다.

그러나, 상기 단상 브러시리스 모터는, 전기자 코일의 통전 절환점에 있어서 토르크가 0으로 된다. 소위「사점」이 있다. 제19도를 참조하여, 단상 브러시리스 모터의 경우, 전기자 코일은 단상 배치로 되어있기 때문에, 전기자 코일에 통전할 때 얻어지는 전자(電磁) 토르크 곡선(1)은, 2π 각도에서 통전절환점에 있어서, 토르크가 0의 사점(3-1, 3-2) 부분이 2부분이 있다.

상기 사점(3-1, 3-2) 부분에서 계자 마그네트가 정지한 경우, 자전 변환소자가 사점(3-1, 3-2)와 마주보는 위치에서 정지하고, 자전 변환소자에서 출력이 나오지 않기 때문에, 구동회로에 의해서 전기자 코일이 통전이 되지 않기 때문에 상기 단상 브러시리스 모터에 통전 하더라도 회전 토르크를 얻을 수 없기 때문에, 상기 단상 브러시리스 모터에 통전 하더라도 회전 토르크를 얻을 수 없고, 자기동 회전하지 않는 모터로 되기 때문에, 실용적인 것이 되지 않는 것으로 된다.

또한, 사점 위치에서 계자 마크네트가 정지하고 있는 경우에는, 자전 변환소자도 계자 마그네트의 사점(3-1, 3-2) 위치(계자 마그네트의 N극과 S극 경계부)와 대향 하고 있기 때문에, 상기 자전 변환소자에서 출력신호가 나오지 않아 전기자 코일에는 통전되지 않는 것으로 되어지는 것이 일반적이다. 또, 전기자 코일도 이것에 비록 통전하더라도 토르크를 발생할 수 없는 위치에 있다.

그러므로, 단상 브러시리스 모터에는 전기자 코일과 계자 마그네트에 의해서 얻어지는 전자(電磁) 토르크를 더하고, 자기동 처리수단에 의하여 사점(3-1, 3-2) 위치에 있어 코깅(cogging) 토르크(릴럭턴스(reluctance) 토르크)를 부가하는 것에 의해, 사점 부분의 해당 모터의 정지현상을 해소하고, 자기동할 수 있게 한다. 이렇게 하면, 회전각의 전역에 하나를 닮은 회전 토르크로 된 합성 토르크 곡선이 얻어진다.

따라서, 이러한 합성 토르크가 얻어지는 단상 브러시리스 모터의 경우, 비록 단상이더라도 전기자 코일에 통전하면 토르크가 영으로 되는 사점이 없기 때문에 즉, 기동시에는 자전 변환소자가 계자 마그네트의 N극 또는 S극의 어느 쪽인가의 자계를 검출하고 있고, 해당 자전 변환소자에서 출력신호에 기인하여 전기자 코일이 통전하면, 소정방향의 회전 토르크를 얻을 수 있고, 계자 마그네트가 소정방향으로 자기동 회전한다.

단상 브러시리스 모터를 자기동 시키기 위한 수단은, 종종 어떤 것의 단상 브러시리스 모터의 메리트(merit)는 저가로 구성할 수 있는 점 때문에, 상기 자기동 처리수단이 고가로 되어서는 의미가 없고, 그 자기동 처리수단을 저가로 구성해야 한다. 그런데도 종래의 단상 브러시리스 모터의 것, 대부분은, 그 자기동 처리수단이 고가로 구성되는 결점이 있다. 또 저가로 형성된 것에 있어서도, 후기(後記)처럼 결점을 가지고 있다.

또, 단상 브러시리스 모터에 있어서는, 자기동 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 상기 사점(3-1, 3-2) 위치에 있어서 바르게 발생시킬 필요가 있지만, 자기동 처리수단과 전기자 코일의 위치 결정에 아주 많은 주의가 필요하고, 양산(量産)면에 있어서 지장이 되는 항목으로 되어 있다.

또, 코어레스(coreless) 구조의 단상 브러시리스 모터에는, 원통형상의 지름 방향의 공극형 구조의 것 이외에, 축방향 공극형 구조의 코어레스 단상 브러시리스 모터(8′)이기 때문에 이것에 따라서 제20도를 참조하여 설명하면 이것은 N극, S극의 자극을 P극(P는 1 이상의 정수, 제 20도에서는 P=2로, 4극으로 되어 있다) 대비한 계자 마그네트(5)를 회전자로서 갖추고, 상기 마그네트(5)와 축방향 공극(36)을 나누어 대향하는 스테이터 요크(6′)면에 n(n은 1 이상의 정수, 제20도에서는 n=2)개의 전기자 코일(9-1, 9-2)를 단상[전기자 코일(9-1)과 (9-2)는 서로 동상 위치에 있다] 배치하여 형성한 단상 코어레스 스테이터 전기자(7′)을 갖춤과 함께, 상기 계자 마그네트(5)의 자계를 검출하여 상기 검출신호에 의거하여 상기 전기자 코일(9-1, 9-2)의 통전방향을 결정하는 1개의 자전변환소자(30)을 갖춘 구성으로 되어 있다. 더욱이 제20도에서는 도면 사정상, 이 단상 브러시리스 모터(8′)을 자기동 시키기 위한 목적의 자기동 처리수단을 도시하지 않는다.

상기 계자 마그네트(5)는 인접하는 자극이 다른 극으로 되어 있어 번갈아 N극, S극의 자극을 기계 각으로 90도의 착자폭(着磁幅)으로 있는 4극의 플렛트(flat)의 원형상의 것으로 되어 있다.

상기 단상 브러시리스 모터(8')의 경우에서 이 외경을 크게 할 수 있는 경우와, 해당 브러시리스 모터(8′)을 축방향 공극형 단상(DC) 브러시리스 모터에 적용하는 경우에는 모터 배선부의 외경이 한정되어 졌기 때문에 스테이터 요크(6′)와 프린트 기판(21′)에 후기(後記)하는 절결부(26,29)가 형성되어 있지 않는 경우에는, 전기자 코일(9-1,9-2)의 단자(22)를 스테이터 요크(6′) 및 프린트 기판(21′)의 외주(外周)에 따르는 프린트 기판(21′)의 하면에 형성한 프린트 배선 패턴(24)와를 납(41)에 의해서 납을 부가하여 구동회로용 전자부품(구동회로용 IC)과 전기적 결선 할 수 없는 결점이 있다.

상기 이유는 모터 케이스(case)외 회전 팬(fan)과의 접촉등에 의해, 전기자 코일(9-1,9-2)의 단자 (22)를 절결하고 또는 단자 (22)를 스테이터 요크(6′) 및 프린터 기판(21′)의 외주에 따르는 스페이스(space)적 여유가 없는 것등에 의한다.

상기 결점을 해소하기 위하여, 통상은 제20도의 단상 브러시리스 모터(8′)을 사용한 축방향 공극형 단상 브러시리스 팬 모터에서는, 스테이터 요크(6′) 및 프린트기판(21′) 각각의 외주부에 절결부(26,29)를 형성하고, 그 절결부(26,29)를 사이에 세우고 전기자 코일(9-1,9-2)의 단자(22)를 프린트 기판(21′)의 하면 의 프린트 배선 패턴(24)에 인도하여 납(41)으로 손납을 부가하는 것으로 상시 단자(22)와 구동회로(구동회로용 IC(integrated circuit : 집적회로(31))와의 전기적 결선을 한다. 상기 단상 브러시리스 모터(8′)에 의하면, 확실히 상기의 결점을 해소할 수 있다. 그러나, 상기 스테이터 요크(6′)에 형성한 결절부(26)은 계자 마그네트(5)와 상대적 회전을 하면 정코깅(靜 cogging)을 발생한다.

상기처럼 단상 브러시리스 모터(8′)에서는, 자기동하게 하기 위하여 도면에 도시되지 않은 자기동 처리수단에 의해 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 발생하게 하고 자기동 회전할 수 있는 것으로 하고 있지만, 상기 스테이터 요크(6′)에 형성한 절결부(26)의 형성위치에 의해서는 그 절결부에 의하여 발생하는 정코깅이 상기 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 부정하여 자기동할 수 없게 되는 합성 토르크 곡선으로 하고, 역으로 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 크게 하여 순조로운 회전을 하는 것을 알 수 없는 합성 토르크 곡선으로 하기도 하고, 전류특성, 진동특성이 악화하는 혹은 기동불량의 단상 브러시리스 모터(8′)으로 하고 있다.

또, 축 방향 공극형 단상 브러시리스 모터(8′)에서는, 일반적으로 경(經)을 크게 하기 위하여 계자 마그네트(5)의 자극을 검출하기 때문에 자전 변환소자(30)은 계자 마그네트(5)의 극수 및 배선 전기자 코일(9-1,9-2)의 개수에 의해서 전기자 코일(9-1,9-2)의 변경방향으로 펼쳐서 발생 토르크에 기인하는 유효 도체부(9a 또는 9b)로 대향하는 위치에 배선하는 것을 할 수 없다.

따라서 자전변환소자(30)의 배선은, 계자 마그네트(5)와 대향하는 전기자 코일(9-1 또는 9-2)의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a 또는 9b)와 대향하는 상부 위치에 배선하는 것은 귀찮은 일로 동시에 해당 자전 변환소자(30)의 두께 10분의 1만큼 축방향 공극(36)을 길게 하여 토르크의 떨어짐을 방지하기 때문에, 종래에 있어서는 제 21도에 도시한 것처럼 전기자 코일(9-1)의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a)와 대향하는 스테이터 요크(6′) 위치에 자전 변환소자 수납구멍(35)를 형성하고, 이 자전 변환소자 수납구멍(35)내에 프린트 기판(21′)에 배선한 자전 변환소자(30)을 수납하고 있다.

그러나, 상기 스테이터 요크(6′) 위치에 자전(磁電) 변환소자 수납구멍(35)를 형성한 경우에는, 사점(3-1, 3-2)위치와 밀접한 위치관계로 있고, 이 자전변환소자 수납구멍(35)가 자기동(自起動)용의 릴럭턴스 토르크를 부정한 정코깅(靜 cogging)을 발생하고, 자기동용의 사점탈출 토르크를 부정하고, 단상 브러시리스 모터(8′)을 자기동할 수 없게 하는 합성 토르크 곡선으로 하고, 역으로 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 크게 하여 순조로운 회전을 할 수 없는 합성 토르크 곡선을 하기도 하고, 전류특성, 진동특성이 나쁜 혹은 기동불량의 단상 브러시리스 모터(8′)로 하고 있다.

본 발명은, 단상 브러시리스 모터에 있어서, 원래 사용하고 있는 스테이터 요크에 개량을 가한 것이기 때문에, 전기자 코일의 위치결정을 용이하게 하는 것으로, 확실히 자기동할 수 있는 사점 위치에 있어서 자기동용(사점탈출용) 릴럭턴스 토르크를 바람직한 위치에 발생하게 하고, 저가와 함께 용이하게 단상 브러시리스 모터를 양산할 수 있는 것으로 하는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 전기자 코일의 단자를 프린트 기판에 배선한 구동회로측에 연결하고 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 부정한 절결부를 스테이터 요크에 형성하지 않게 하는 것이다.

또 다른 목적은, 위치검지소자로서의 자전변환소자를 전기자 코일의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부와 대향하는 스테이터 요크 위치에 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 부정하는 모양의 자전변환소자 수납용 구멍을 특별히 형성하지 않게 하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적은 N극, S극을 P극(P는 1 이상의 정수)대응의 계자 마그네트를 회전자로서 갖추고, 상기계자 마그네트와 공극을 사이에 두고 대향하는 스테이터 요크 면에 n(n은 1 이상의 정수)개의 전기자 코일을 단상 배치하여 형성한 단상 스테이터 전기자를 갖춘 것과 함께 상기 계자 마그네트의 자계를 검출하고, 그 검출 신호를 근거로 하여 상기 전자 코일의 통전방향을 결정하는 1개의 자전 변환소자를 갖춘 단상 브러시리스 모터에 있어서, 사점 위치에서 상기 계자 마그네트의 2분의 1 자극 떨어진 각도 범위 이내 위치에서 상기 전자 코일의 원주(周) 방향의 측면부에 당접(當接)하는 자성체로 할 수 있는 전기자 코일 위치결정 돌기를 설계하고, 상기 자성체 위치 결정돌기에 의하여 상기 계자 마그네트가 사점 위치에서 구속되지 않는 모양으로 하기 때문에 사점 탈출 토르크 발생용의 릴럭턴스 토르크를 얻는 모양으로 함으로서 달성할 수 있다.

본 발명의 다른목적은, 상기 전기자 코일위치 결정돌기를, 사점 위치에서 상기 계자 마그네트의 약 4분의 1 떨어진 각도에서 상기 전기자 코일을 원주방향의 측면부에 당접하기 까지 원주방향으로 펼쳐서 형성하는 것으로 달성할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 전 기자 코일 위치돌기를, 상기 계자 마그네트의 약 4분의 1 떨어진 각도 위치에서 상기 전기자 코일의 원주방향의 측면부에 알맞게 접하기 까지 서서히 경사각이 높게 되는 모양으로 원주방향으로 펼쳐서 형성하는 것으로 달성할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 전기자 코일 위치 결정 돌기를 스테이터 요크를 잘라세우는 것으로 형성하는 것으로 달성할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 전기자 코일 위치결정 돌기를, 동상 위치로 되는 위치에 m(m은 1이상의 정수)개 형성하는 것으로 달성할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 전기자 코일 위치 결정 돌기를 180도 대칭 위치에 2개소 형성하는 것으로 달성할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 전기자 코일 위치 결정돌기를, 내경방향으로 펼쳐서 하는 것으로 달성할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 자전 변환소자를 상기 전기자 코일 위치결정 돌기를 형성하기 위하여 상기 스테이터 요크를 잘라 세우는 것으로 전기자 코일의 발생 토르크에 기인하는 도체부로 대향하는 해당 스테이터 요크부에 형성하는 절결부 위치에 수납 배선하는 것으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 전기자 코일의 단자를, 상기 전기자 코일 위치결정돌기를 형성하기 위하여 상기 스테이터 요크를 잘라 세우는 것으로 전기자 코일의 발생 토르크에 기인하는 도체부에 대향하는 해당 스테이터 요크부에 형성시킨 절결부를 통하여 스테이터 요크의 전기자 코일을 배선하지 않는 면측으로 인도하고, 상기 면측에 갖춘 구동회로를 구성하는 전자부품측과 전기적인 접속을 하는 것으로 달성할 수 있다.

무통전시, 계자 마그네트(5)는, 자성체로 할 수 있는 전기자 코일 위치결정 돌기(33)과 자기적으로 안정한 위치에 끌어당겨 만나서 자기동할 수 있는 위치에 정지하고 있다. 따라서, 통전시 자전 변환소자(30)이 계자 마그네트(5)의 N극 또는 S극의 자극을 반드시 검출하고 있기 때문이다. 예를 들면 N극을 검출하고 있다고 하면, 구동회로 (구동회로용 IC(31))에 의하여 전기자 코일(9-1, 9-2)에 소정방향의 전류를 흘리기 때문에, 소정방향으로 계자 마그네트(5)를 자기동 회전시킨다. 계자 마그네트(5)가 소정 방향으로 약간 회전하면, 전기자 코일(9-1, 9-2)는 최대 기동 토르크를 발생하고, 더욱 같은 방향으로 회전한다. 계자 마그네트가 회전하고, 자전 변환소자(30)이 계자 마그네트(5) S극의 자극을 검출하면, 구동회로 IC(구동회로용 IC(31))에 의하여 전기자 코일(9-1, 9-2)에 역방향으로 전류를 흘리고, 소정방향의 회전 토르크를 얻어 더욱 계자 마그네트(5)를 회전시킨다. 상기 동작을 되풀이 하는 것으로, 축방향 공극형 단상 브러시리스 팬 모터(8)은 연속 회전을 한다.

상기 회전을 되풀이하는 것으로, 단상 브러시리스 팬 모터(8)은 연속 회전을 한다.

여기서 전기자 코일 위치결정 돌기(33)을 사점(3-1, 3-2) 위치에서 상기 계자 마그네트(5)의 약 4분의 1 자극 떨어진 각도 위치에서 상기 전기자 코일(9-1, 9-2)의 원주방향의 측면부에 알맞게 접하기까지 원주방향으로 펼쳐진 경우에는, 제7도에 나타낸 것처럼 최고의 바람직한 위치에서, 사점 탈출용 릴럭턱스 토르크를 얻어 릴럭턴스 토르크 곡선(4)를 얻을 수가 있기 때문에, 전자(電磁) 토르크 곡선(1)과 합성 토르크 곡선(2)는, 회전각 전역으로 이동하여 거의 같은 모양의 순조로운 곡선으로 되기 때문에, 즉, 회전각 전역에 이동하여 거의 같은 모양의 순조로운 회전각을 얻을 수 있는 이상적인 자기동할 수 있는 단상 브러시리스 모터를 얻을 수 있다.

또, 상기의 경우에 있어서, 자기동 처리수단으로서의 스테이터 요크(6)에 형성한 전기자 코일위치 결정돌기(33)에 의하면 전기자 코일(9-1, 9-2)를 위치 결정하여 역시 바람직한 위치에서 자기동용의(사점탈출용의) 릴럭턴스 토르크를 발생시키기 때문에, 확실히 자기동시킬 수 있는 성능이 우수한 단상 브러시리스 모터를 저가와 함께 용이하게 양산할 수 있다.

또, 상기의 경우에 있어서, 상기 전기자 코일 위치결정 돌기(33)을 상기 계자 마그네트(5)의 약 4분의1 떨어진 각도 위치에서 상기 전기자 코일(9-1, 9-2)의 원주방향의 측면부에 알맞게 접하기까지 서서히 경사각도가 높게 되는 모양으로 원주방향에 펼쳐서 형성하면, 가장 토르크가 만족하지 않는다. 즉, 토르크가 영으로 되는 위치에서 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크가 크게 되기 때문에 전자 토르크 곡선 1만이 극도로 되는 점이 없고, 회전각 전역에 이동하여 지극히 같은 모양과 함께 순조로운 함성 토르크 곡선(2)을 얻을 수 있기 때문에, 순조로움과 함께 조용히 회전하고, 게다가 전류 특성이 우수한 단상 브러시리스 모터를 얻을 수 있다.

또, 상기 전기자 코일 위치결정 돌기(33)을, 스테이터 요크(6)를 잘라 세워 형성한 경우에는, 상기에 의하여 형성된 절결부(43)에 자전 변환소자(33)을 수납 배선할 수 있기 때문에, 전기자 코일(9-1, 9-2)의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a) 또는 (9b)와 대향하는 해당 스테이터 요크(6)부에 자전 변환소자 수납을 위하여 형성한 절결부(43)에 의하여 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 없애기 위한 정코깅(靜 cogging)이 발생하지 않기 때문에 확실하고 순조로운 단상 브러시리스 모터의 자기동 회전을 행할 수 있다.

그런데, 전기자 코일(9-1, 9-2)의 단자(22)를 상기 스테이터 요크(6)를 잘라 세운 것으로 전기자 코일(9-1, 9-2)의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a, 9b)와 대향하는 상기 스테이터 요크(6)부에 형성시킨 절결부(43), 프린트 기판원 외주에 형성시킨 절결부(37)를 통하여 스테이터 요크(6)의 전기자 코일(9-1, 9-2)을 배선하지 않는 면측으로 인도하고, 상기 면측에 갖춘 구동회로를 구성하는 전자부품(구동회로용 IC(31))측과 전기적으로 접속하는 것으로, 전기자 코일(9-1, 9-2)의 단자(22)를 상기 구동회로 측에 인도하기 위한 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 없애기 위한 절결부를 일부로 스테이터 요크(6)에 형성하지 않아서 좋기 때문에 그것에 의한 정코깅이 발생하지 않기 때문에 확실하고 순조로운 단상 브러시리스 모터의 자기동 회전을 행할 수 있다.

제1도는 본 발명의 단상 브러시리스 모터를 적용한 제1실시예를 나타내는 축방향 공극형(디스크(disc)형) 단상(DC) 브러시리스 팬모터(8)의 분해 투시도, 제2도는 제1도의 팬모터(8)의 X-X′선 종단면도, 제3도는 자전 변환소자(30)의 배선위치도, 제4도는 단상 코어리스 스테이터 전기자의 평면도, 제5도는 제4도의 Y-Y′선 종단면도, 제6도는 전기자 코일(9-1, 9-2)의 단자(22)와 프린트 기판(21)의 하면의 구동회로(구동회로용 IC(31)) 측면과의 연결도, 제8도는 계자 마그네트(5)와 단상 배치의 전기자 코일(9-1, 9-2)와의 전개도를 나타낸다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 측방향 공극형[=디스크형] 단상 브러시리스[측류] 팬 모터(8)을 설명한다.

축 방향의 두께가 얇은 각(角)형의 축방향 공극형 단상 브러시리스 팬모터(8)은 제1도에 도시된 것처럼 고정자로 되는 벤츄리 케이스(venturi case)(10)과 회전자로 되는 회전팬(1)을 가진 코어리스 구조의 축방향 공극형 단상 DC 브러시리스 축류 팬모터로 되어 있다. 이 실시예에서는 팬모터(8)은 평면의 사이즈가 총 x 횡이 40㎜ x 40㎜ 로, 축 방향의 두께가 10㎜로 되어 있어 지극히 두께가 얇은 소형으로 경량의 편평(偏平) 구조로 되어있다.

상기 팬모터(8)은, 그 내부에 凹부를 가진 벤츄리 케이스(10)의 내원주에 반지름 축방향으로 펼쳐서 형성한 스테이(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(회전날개)(14)에 의하여 송풍되어 오는 바람을 축방향의 밑쪽으로 통하게 하기 위한 바람 통과구멍(15)을 형성하고 있다.

모터수납부(13)에는 중앙부에 축방향에 펼쳐진 내부 베어링(bearing) 하우스(house)(16)을 일체 형성하고, 이 베어링 하우스(16)의 상단부에 볼베어링(ball bearing)(17)을, 하단부에는 슬리브(sleeve) 베어링(18)을 설계하여 회전팬(11)에 고정시켜 회전축(19)을 회전자재에 축을 지지하여 회전팬(11)을 회전할 수 있는 모양으로 되어 있다. 회전축(11)은 계자 마그네트(5), 회전축(19) 및 로터요크(32)를 제외하고 수지로 일체 형성하고, 상기한 것들은 수지에 의하여 일체화 되어 있다.

상기 회전팬(11)은, 그 중심이 베어링 하우스(16)의 상부에 위치하는 모양으로 설계 배치되어 있다. 따라서, 상기 베어링 하우스(16)의 상부에 볼베어링(17)을 설치하여 회전팬(11)의 중심부를 볼베어링으로 지지하고, 베어링 하우스(16)의 하단부 위치에는 저가의 슬리브 베어링을 설치하는 것으로, 그 슬리브 베어링(18)에 의하여 회전축(19)가 지름 방향으로 소정각도 이상 쓰러지는 것을 규제하고 있다. 상기와 같은 모양으로 하는 것으로, 고가로 되는 볼베어링 2개를 사용하지 않고, 1개를 사용하는 것만으로 만족하는 모양으로 하고, 고가의의 볼베어링(17)의 1개만을 저가의 슬리브 베어링(18)로 대용할 수 있는 것으로 하고, 볼베어링(17)을 2개 사용할 경우와 같은 수명을 얻는 것으로 할 수 있는 것으로 하고 있다.

모터 수납부(13)에는, 180도 대칭의 위치에 축방향의 위쪽에 펼쳐진 스테이터 전기자 지지용 지주(20)을 수지에 의하여 일체 형성하고 있다. 이 지주(20)의 위에 단상 코어리스 스테이터 전기자(7)을 후에 서술하는 방법에 의하여 배선 고정하고 있다. 상기 실시에서 코어리스 스테이터 전기자(7)은 전기자 코일 배선 기판을 형성하는 두께가 얇은 원모양의 스테이터 요크(6)[상기 실시예에서는, 상기 스테이터 요크(6)이 전기자 코일 배선으로 되어 있다]의 위에 2개의 코어리스 전기자 코일(9-1, 9-2)가 동상위치로 되는 모양으로 (동상(同相) 통전하듯이) 단상 배치로 배선하여 형성한다.

상기 계자 마그네트(5)의 자로(磁路)를 끝내는 원모양의 스테이터 요크(6)의 하면에는 상기한 것에 형성한 스테이터 전기자(7)의 고정용으로 형성한 투공(25)와 원모양의 프린트[배선]기판(21)에 형성한 투공(27)을 일치시켜 양면 접착 테이프를 사용하여 프린트기판(21)을 접착 고정하여, 단상 코어리스 스테이터 전기자(7)을 형성하고 있다.

코어리스 전기자 코일(9-1, 9-2)는 효율이 우수한 축방향 공극형 단상 DC 브러시리스 축류 팬모터(8)을 형성하기 때문에, 반경방향으로 펼쳐진 발생 토르크에 기인하는 유효 도체부(9a 와 9b)의 열려진 각이 계자 마그네트(5)의 일자극 폭과 같은 열려진 각폭, 즉 π(π는 전기각으로 180도 각도로 한다. 계자 마그네트(5)가 4극 이기 때문에, 이 경우 기계각은 90도) 열려진 각폭에 형성한 공심형의 것으로 되어 있고, 단상 코어리스 스테이터 전기자(7)을 형성하기 때문에 서로 180도 대칭의 동상으로 되는 스테이터 요크(6)면에 제2도에 도시된 것처럼 양면 접착테이프(34)에 의하여 접착하고 있다.

여기서 코어리스 전기자 코일과는, 상기 전기자 코일(9-1, 9-2)를 권선 형성한 것이기 때문에 즉, 도선을 감기 위한 철심(자성제)을 갖추지 않은 것을 말한다. 도선을 감기 위한 철심이더라도 비자성체로 할 수 있는 것은, 여기서 말하는 코어리스 전기자 코일에 해당한다. 즉, 이 경우의 철심등의 자성체 권심은, 전기자 코일(9-1, 9-2)에 통전한 경우 해당 자성체 권심 그것이 N극 또는 S극의 작용을 행하는 기능을 가지기 때문에 상기 기능을 가지지 않는 단순한 자성체가 전기자 코일(9-1, 9-2)의 중에 있더라도 상기 전기자 코일(9-1, 9-2)는 코어리스 전기자 코일에 속한다.

프린트 기판(21)의 하면에는, 구동회로(통전제어회로)용 IC(31)을 2개 배선하는 것과 함께 제6도에 도시된 것처럼 프린트 기판(21)에 형성한 도전(導電) 배선패턴(24)와 납(41)에 의하여 납을 부가하는 등에 의하여 전기적으로 접속하여 고정하고 있다. 상기 실시예에서 구동회로용 IC는 1개만 형성하여도 우수하지만 기타 모터로의 전용을 도모할 수 있는 모양으로 2개로 분할한 것을 사용하고 있다.

상면에 1개의 자전 변환소자(30)을 배선하고, 하면에 구동회로용 IC(31)을 배선한 프린트기판(21)을 상면에 2개의 전기자 코일(9-1, 9-2)를 단상 배선한 스테이터 요크(6)에 의하면 양면 접착용 테이프등의 접착제를 사용하여 고정하는 것으로 코어리스 스테이터 전기자(7)을 형성하고, 이 코리어스 스테이터 전기자(7)를 지름 방향에 펼쳐진 방향의 공극(36)을 사이에 두고 회전팬(11)에 고정한 서로 N극, S극의 영구자석을 기존 4극의 플랫트의 계자 마그네트(5)와 상대적 회전을 행하는 모양의 면 대향시킨 것으로, 계자 마그네트(5)의 자계내에 자전 변환소자 (30) 및 단상 베치의 코어리스 스테이터 전기자(7)를 배치하고 있다.

여기서, 자전변환소자(30)은 전기자 코일(9-1) 또는 (9-2)의 반경방향에 펼쳐진 발생토르크에 기인하는 유효도체부(9a) 또는 (9b)와 대향하는 위치에 배선하는 것이 바람직하다. 그러나 자전 변환소자(30)을 계자 마그네트(5)와 대향하는 전기자코일(9-1) 또는 (9-2)의 반경방향에 펼쳐진 발생 토르크에 기인하는 유효도체부 (9a) 또는 (9b)상에 배치하는 것은 상기한 것처럼 바람직한 것은 아니다.

그런데도, 본 발명의 단상 브러시리스 팬모터(8)에서는, 후기하는 것처럼 자기동할 수 있는 것으로 하기 때문에, 스테이터 요크(6)에 자기동용 릴럭턴스 토르크를 발생시키기 위한 전기자 코일 위치결정 돌기(33)을 잘라 세워 형성한 전기자 코일(9-1), (9-2)의 반경 방향으로 펼쳐진 유효도체부(9a)와 대향하는 스테이터 요크(6) 위치에 제3도에 도시된 것처럼 자전 변환소자(30)을 수납하기 위한 자전 변환소자 수납구멍용 절결부(43)을 형성하고 있다.

그래서, 프린트 기판(21)면에 배선한 자전 변환소자(30)을 상기 전기자 코일(9-1)의 반경 방향에 펼쳐진 유효도체부(9a)와 대향하는 스테이터 요크(6) 위치에 형성한 상기 절결부(43)으로 향하여 수납하고 있다.

상기 절결부(43)을 180도 대칭형의 동상으로 되는 스테이터 요크(6) 위치의 2개소에 형성하고 있는 것은, 상기 절결부(43)에 의하여 발생하는 자기적 흡인력의 발란스(balance)를 잡고, 회전 발란스를 좋게 하기 때문이다. 따라서 한쪽의 절결부(43)에는 자전 변환소자(30)은 수납하지 않고 있다.

진유(眞鍮), 알미늄, 수지재료등의 비자성체로 할 수 있는 나사(23)을, 계자 마그네트(5)의 자로(磁路)를 끝내는 원형상의 스테이터 요크(6)에 형성한 구멍(25) 및 원형상의 프린트 [배선] 기판(21)에 형성한 구멍(27)(제1도 참조)을 사이에 두고 상기 지주(20)의 정상부의 나사구멍(28)에 나사를 채우고, 스테이저 전기자(7)을 상기 지주(20)의 위에 배선 고정하는 것으로, 계자 마그네트(5)의 자계 내에 단상 배치의 코어리스 스테이터 전기자(7)을 배선 고정한다.

단상 브러시리스 모터에서는 자기동 처리수단을 설계하지 않으면, 가끔 단상 브러시리스 모터가 사점(3-1, 3-2) 위치에 정지하고 있다면, 이때 자전 변환소자(30)은 계자 마그네트(5)의 N극의 자극과 S극의 자극의 중간의 무자극부를 검출하고 있기 때문에, 자전 변환소자(30)에서 출력신호가 나오지 않고, 또 전기자 코일(9-1, 9-2) 자체에 통전하더라도 회전 토르크를 발생할 수 없는 상태 배치로 되기 때문에 전기자 코일(9-1, 9-2)에 통전하더라도 단상 브러시리스 모터가 자기동 회전 하지 않는 결점이 있다.

상기의 이유로 단상 브러시리스 모터에서는, 계자 마그네트(5)[회전팬(11)]의 정지위치에 관계없고, 전기자 코일(9-1, 9-2)에 통전하면 반드시, 상기 계자 마그네트(5)가 확실히 자기동 회전하는 것처럼 해야한다. 즉, 상기 전기자 코일(9-1, 9-2)의 통전 절환점인 사점(3-1, 3-2) 위치, 제8도에서는 전자 토르크 곡선(1)에 있어서 토르크가 0으로 되는 소위, 사점(3-1, 3-2) 위치에 있어서 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 얻어 상기 계자 마그네트(5)가 사점(3-1, 3-2) 위치에서 구속되지 않는 것처럼 해야 한다.

단상 브러시리스 팬모터(8)을, 단상 통전 구조로 한 이유는, 저가로 형성할 수 있다고 말하는 것이기 때문이다. 시점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 얻기 위한 자기동 처리수단을 설계한 것이고 고가로 되어서는 본래의 취지 밖으로 되버린다.

그래서, 상기 실시예의 단상 브러시리스 팬모터(8)에서는 사점 탈출용 토르크를 얻는 수단으로서, 원래 스테이터 전기자(7)을 구성하는 스테이터 요크(6)를 개량한 스테이터 요크(6)에 자기동 처리수단으로서의 기능을 가지게 되는 것처럼 하고 있다.

상기의 경우, 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 발생시키기 위한 자기동 처리수단은, 전기자 코일(9-1, 9-2)의 배선위치 관계가 밀접하게 위치하지 않으면, 일정의 위치에서 확실히 자기동용의 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 발생할 수 없고, 일정 품질이 확실하게 자기동할 수 있는 단상 브러시리스 모터(8)을 얻을 수 없다.

상기한 바 때문에, 상기 단상 브러시리스 팬모터(8)에서는, 상기 스테이터 요크(6)를 잘라 세워 전기자 코일 위치결정 돌기(33)를 형성하고, 전기자 코일(9-1, 9-2)을 전기자 코일 위치결정 돌기(33)에 의하여 위치 결정하는 것으로, 일정의 위치에서, 확실히 자기동용의 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 발생할 수 있는 것으로 하고, 일정 품질이 확실하게 자기동할 수 있는 단상 브러시리스 팬모터 (8)을 얻을수 있는 것으로 하고 있다.

본 발명에서는, 사점(3-1, 3-2) 위치에서 상기 계자 마그네트(5)의 2분의1 자극 떨어진 각도(45도)의 범위 이내의 위치에 있어서 상기 스테이터 요크(6)의 일부를 잘라 세워 전기자 코일 위치결정 돌기(33)을 형성하고, 상기 자동 처리수단으로서의 전기자 코일 위치결정 돌기(33)에 의하여 상기 계자 마그네트(5)가 사점(3-1, 3-2) 위치에서 구속되지 않는 것으로 하기위한 사점 탈출용 토르크 발생용의 릴럭턴스 토르크를 얻는 것으로 하고 있다.

즉, 본 발명의 실시예 에서는 전기자 코일 위치결정 돌기(33)은, 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 상쇄하지 않는 것처럼 전기자 코일(9-1, 9-2)의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a)에서 화살표 반대 A 방향으로 향하여 약 4분의1 자극(기계각으로 22.5도, 전기각 π/4 =46도)의 각도 만큼 어긋난 각도 위치에서 화살표 A 방향으로 향하여 상기 전기자 코일(9-1, 9-2)의 원주방향의 측면부에 원주방향의 끝부(33a)가 알맞게 접히기까지 원주방향으로 펼쳐서 180도 대칭의 동상위치에 2개 형성하고 있다.

상기의 경우, 제5도에 도시된 것처럼 상기 전기자 코일 위치결정 돌기(33)은, 상기 계자 마그네트(5)의 약4분의1 자극 떨어진 각도 위치에서 상기 전기자 코일(9-1, 9-2)의 원주 방향의 측면부에 원주방향의 끝부(33a)가 알맞게 접히기 까지 서서히 경사각이 높게 되는 것처럼 원주방향으로 펼쳐서 형성하고, 서서히 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크가 발생하는 것으로 하여 순조롭게 해당 단상 브러시리스 팬모터(8)이 회전하는 모양으로 하고 있다.

상기 전기자 코일 위치결정 돌기(33)을 180도 대칭의 위치에 형성한 이유는, 본래 1개소만 형성하더라도, 계자 마그네트(5)를 자기동할 수 있는 것이지만, 해당 전기자 코일 위치결정 돌기(33)와 계자 마그네트(5)와의 한 자기적 흡인력과의 안정적인 바란스를 잡고, 계자 마그네트(5)[회전팬(11)]가 순조롭게 저 잡음으로 회전하는 것으로 하기 때문이다.

상기 스테이터 요크(6)에 형성한 구멍(25)는, 전기자 코일 위치결정 돌기(33)에 의한 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 상쇄하지 않는 것처럼 전기자 코일(9-1), (9-2)의 발생토르크에 기인하는 유효도체부(9a)에서 화살표 반대 A방향으로 향하여 약 2분의1 자극(기계각으로 45도, 전기각 π/2 = 90도)의 이내의 각도만큼 원주방향으로 어긋난 각도 위치에 형성하고 있다. 이런 위치에 구멍(25)을 형성하면 상기 구멍(25)에 의하여 발생하는 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 상쇄하는 것처럼 방해로 되는 정코깅을 방생시키지 않는다. 따라서, 비자성체 나사(23)를 대신하여 철나사등의 자성체 나사를 사용하는 것이 가능하다.

상기의 위치에 전기자 코일 위치결정 돌기(33)을 형성하면 제8도와 같은 점선으로 나타낸 계자 마그네트(5)와 전기자 코일(9-1), (9-2)와의 대응관계를 나타낸 것처럼, 무통전시, 계자 마그네트(5)는 전기자 코일 위치결정 돌기(33)이 해당 계자 마그네트(5)의 N극 또는 S극의 자극의 중앙부와 자기적으로 균형 잡힌 위치에서 정지하고 있다.

전기자 코일 위치결정 돌기(33)의 잘라 세운 위치(원주방향의 끝부(33b) 위치)에서 4분의1 자극의 각도만틈 화살표(A) 방향으로 나타난 원주방향으로 어긋한 위치에 전기자 코일(9-1), (9-2)가 배선되어 있기 때문에, 자전 변환소자(30)은 확실하게 계자 마그네트(5)의 N극 또는 S극의 자극을 검출할 수 있고, 즉 자전 변환소자(30)은 사점(3-1, 3-2)와 대향하고 있지 않기 때문에 또, 전기자 코일(9-1, 9-2)도 토르크를 발생할 수 있는 위치에 존재하기 때문에, 상기 자전 변환소자(30)에서 출력신호를 얻을 수 있고, 이 신호를 기초로 전기자 코일(9-1), (9-2)로 통전할 수 있다. 상기 전기자 코일(9-1), (9-2)에 의하여 화살표(A) 방향의 회전 토르크를 얻을 수 있고, 계자 마그네트(5)를 화살표(A) 방향으로 회전시킬 수 있다.

전기자 코일 위치결정 돌기(33)은, 확실히 자기동할 수 있는 것처럼 하고 게다가 충분히 큰 자기동용의 릴럭턴스 토르크를 얻는 모양으로 하기 때문에 제4도에 도시한 것처럼 원주방향의 끝부(33a,33b)를 회전방향으로 펼쳐서 형성시키고, 계자 마그네트(5)의 N극의 자극 또는 S극의 자극과의 자극 경계부와 평형으로 상대적 통과하는 모양으로 형성하고 있다. 즉, 상기 실시예에서는, 전기자 코일 위치결정 동기(33)은, 상기 원주방향의 끝부(33a,33b)를 반경방향으로 길게 펼쳐서 형성하고 있다. 전기자 코일 위치결정 돌기(33)의 지름방향의 길이, 축 방향의 높이는, 형성하는 개수는 단상 브러시리스 팬모터(8)의 사양에 응한 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 얻기 때문에 적절한 선택이 된다.

상기한 바처럼 단상의 전기자 코일(9-1, 9-2)에 의하는 것만으로는 제7도에 도시한 것처럼 상기 전기자 코일(9-1, 9-2)에 의한 전자(電磁) 토르크 곡선(1) 밖에 얻을 수 없고, 토르크는 0으로 된다. 소위 「사점」(3-1, 3-2)을 가지기 때문에, 이 사점(3-1, 3-2) 위치에서, 단상 브러시리스 모터가 정지하고 있으면 자기동할 수 없게 되지만, 스테이터 요크(6)를 변형하면, 상기 자성체로 할 수 있는 전기자 코일 위치결정 돌기(33)에 의하여 사점(3-1, 3-2) 위치에서 사점 탈출용 토르크로 되는 릴럭턴스 토르크 곡선(4)을 얻을수 있다.

상기 전자 토르크 곡선(1)과 릴럭턴스 토르크 곡선(4)과 합성하면, 자기동할 수 있는 단상 브러시리스 모터에 있어서 이상적이 토르크 회전각 곡선으로 되는 회전각의 전역으로 이동하고, 거의 같은 모양의 회전 토르크로 된 제7도에 도시한 합성 토르크 곡선(2)가 얻어진다.

상기 합성 토르크 곡선(2)가 얻어진 단상 브러시리스 팬모터(8)에서는, 가령 단상이더라도 전기자 코일(9-1, 9-2)에 통전하면 토르크가 0으로 되는 사점(3-1, 3-2)가 없기 때문에 즉, 가동시에는 자전 변환소자(30)이 계자 마그네트(5)의 n극 또는 s극의 어느 것인가의 자극을 검출하고 있어, 상기 자전변환소자에서 출력신호에 의거하여 전기자 코일(9-1, 9-2)이 통전하면, 소장방향의 회전 토르크를 얻을 수가 있고, 계자 마그네트(5)를 확실히 소정방향으로 자기동 회전하게 한다.

전기자 코일 위치결정 돌기(33)을 형성한 위치는 제7도의 곡선(1,2,4)에서 분명한 것처럼 전자 토르크 곡선(2)의 최대 토르크가 얻어지는 위치에서 4분의1 자극 폭의 각도(기계각으로, 22.5도)만큼 화살표(A) 방향으로 향하고 원주방향으로 떨어진 위치에서 전기자 코일 위치결정 돌기(33)에 의한 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크가 발생하고, 릴럭턴스 토르크 곡선(4)가 얻어진 위치에 배치하는 것이 훨씬 바람직하기 때문에 상기 실시예에서는, 그렇게 한 조건과 일치하는 위치에 전기자 코일 위치결정 돌기(33)을 형성하고 있다.

더욱이, 전기자 코일(9-1, 9-2)에 통전하는 것으로 얻을 수 있는 전자 토르크 곡선(1)의 볼록한 부분의 중앙 부분이 최대 큰 전자 토르크 곡선을 얻는 위치로 상기 부분이 전기자 코일(9-1, 9-2)의 발생토르크에 기인하는 유효 도체부(9a) 또는 (9b) 위치이다. 이 부분(9a) 또는 (9b)에서 사점 탈출용의 릴럭턴스 토르크를 발생시킬 수 있는 것이지만, 릴럭턴스 토르크 곡선(4)을 얻는 것이 바람직한 것으로의 착각을 일으킬지도 모른다.

그러나, 상기 위치는 전기자 코일(9-1, 9-2)의 발생 토르크에 기인하는 유효 도체부(9a) 또는 (9b)가 있고, 전기자 코일 위치결정 돌기(33)을 형성할 수 없다. 또 상기 부분은 사점(3-1, 3-2)위치와 극도로 가까운 위치라도 있고, 단상 브러시리스 팬모터(8)이 자기동할 수 없게 되는 때가 있기 때문에, 상기 위치에 전기자 코일 위치결정 돌기(33)를 형성하고 있다. 또 스테이터 요크(6)에 상기처럼 전기자 코일 위치결정 돌기(33)을 잘라 세워 형성하면, 제3도에서 제5도에 도시한 것처럼 스테이터 요크(6)에 절결부(43)이 형성하게 된다.

그래서, 상기 절결부(43) 및 상기 절결부(43)와 대향하는 프린트 기판(21)의 외주부에 형성한 절결부(37)을 사이에 두고 전기자 코일(9-1, 9-2)의 단자(22)를 프린트 기판(21)의 하면의 프린트 배선 패턴(24)에 인도하여 납(41)으로 납을 부가하는 것으로 해당 단자(22)와 구동회로(회로용 IC(31))와의 전기적 결선을 하고 있다.

전기자 코일(9-1, 9-2)의 단자(22)를 절단하고, 혹은 단자(22)를 스테이터 요크(6) 및 프린트기판(21)의 외주에 따르는 스페이스 적인 여유가 없는 것에 의하여 발생하는 종래의 결점을 해소하고, 또, 단자(22)를 토하기 때문에 스테이터 요크(6)에 형상하지 않으면 이룰 수 없었던 절결부를 형성하지 않는 것으로 하여 방해로 되는 정코깅(靜 cogging)을 발생하는 것을 방지하고 있다.

또, 스테이터 요크(6)에 상기 전기자 코일 위치결정 돌기(33)을 잘라세워 형성하면, 제4도에 도시한 것처럼 스테이터 요크(6)에 절결부(43)이 형성되기 때문에, 상기 절결부(43)와 대향하는 프린트 기판(21)면위에 자전 변환소자(30)을 배선하고, 상기 자전 변환소자(30)을 해당 절결부(43)에 수납 배치하는 것으로 종래처럼 자전변환소자(30)을 수납하기 때문에 일부러 스테이터 요크(6)에 자전 변환소자 수납구멍을 형성할 필요가 없고, 또 상기 자전변환소자(30)에 의하여 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 제거하는 정코깅을 발생되지 않게 해결하기 때문에, 확실하게 자기동 할 수 있는 단상 브러시리스 팬모터(8)를 얻을 수 있다.

제8도는 계자 마그네트(5)와 단상 배치의 전기자 코일(9-1, 9-2)과의 전개도로, 전기자 코일(9-1, 9-2)는 발생 토르크에 기인하는 유효 도체부(9a) 와 (9b)의 개각폭(開角幅)은 계자 마그네트(5)의 일자극폭(磁極幅)(기계각으로 90도, 전기각으로 180도)의 각도폭으로 형성되고 있고, 기계각으로 180도 피치의 등간격 배치로 배선되어 있는 것이 분명하게 된다.

전기자 코일(9-1)의 한 방향에서 발생 토르크에 기인하는 유효 도체부(9a)의 단자(22)는, 2개의 구동회로용 IC(31)에 의하여 구성되는 반도체 정류장치(구동회로, 전류(轉流)라고도 함)(38)내의 PNP형 트랜지스터(43)의 콜렉터 회로와 NPN형 트랜지스터(44)의 콜렉터 회로와의 접속점에 전기적으로 접속하고 있다. 전기자 코일(9-2)의 다른 방향의 방생토르크에 기인하는 유효도체부(9b)의 단자(22)는 반도체 정류장치(42)의 PNP형 트랜지스터(45) 콜렉터 회로와 NPN형 트랜지스터(46)의 콜렉터 회로와의 접속점에 전기적으로 접속하고 있다.

전기자 코일(9-1)의 다른쪽 발생토르크에 기인하는 도체부(9b)의 단자와 전기자 코일(9-2)의 한쪽 방향의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a)의 단자와를 전기적으로 접속하고 있다. 트랜지스터(37) 및 (45)의 에미터 회로끼리 전기적으로 접속하고, 정(+)측 전원단자(47)측에 전기적으로 접속한다.

트랜지스터(44) 및 (46)의 에미터 회로끼리 전기적으로 접속하고, 부(-)측 전원단자(48)측에 전기적으로 접속한다. 트랜지스터(43) 및 (46)의 베이스 회로끼리를 전기적으로 접속하고, 자전변환소자(이 경우, 4단자 홀소자를 사용)(30)의 한쪽의 출력단자(49-1)측에 전기적으로 접속하고, 트랜지스터(43) 및 (46)의 베이스 회로끼리를 전기적으로 접속하고, 자전 변환소자(30)의 다른 쪽 출력단자(49-2)측에 전기적으로 접속하고 있다.

제8도에 있어서 점선으로 나타낸 계자 마그네트(5)는 무통전시에 전기자 코일 위치 결정돌기(33)와 마크네트(5)가 전기적으로 흡인하여 만나 안정하게 계자 마그네트(5)가 정지하고 있는 상태를 나타낸다. 상기 계자 마그네트(5)의 위치는, 제8도의 전기도 에서도 분명하지만, 자전변화소자(30)이 계자 마그네트(5)의 N극 또는 S극의 자극을 반드시 검출하고 있는 상태로 있기 때문에, 확실히 단상 프러시리스 팬모터(8)을 자기동할 수 있는 것으로 한다.

따라서, 제8도를 참조하여 자전변환소자(30)이 점선을 나타낸 계자 마그네트(5)으 N극의 자극을 검출하고 있기 때문에, 한쪽의 출력단자(49-1)을 사이에 두고 트랜지스터(43) 및 (46)을 도통하고, 전기자 코일(9-1, 9-2)에 화살표 방향의 전류를 흘러서 화살표(A) 방향의 회전토르크가 얻어지기 때문에, 계자 마그네트(5)[회전팬(11)]를 화살표(A) 방향으로 회전시킬 수 있다.

4분의1 자극 정도 계자 마그네트(5)[회전팬(11)]가 화살표(A) 방향으로 회전하면, 전기자 코일(9-1, 9-2)는 제8도에 있어서 실선으로 나타낸 계자 마그네트(5)와 대향하여 최대기동 토르크를 발생한다. 최초에서 최대 기동토르크를 발생시킨 것처럼 하면, 기동시의(loss)에서 실제로는 효율이 악화되지만, 사익 4분의1 자극의 각도만큼 계자 마그네트(5)가 회전한 후에 최대 기동 토르크를 발생하는 모양으로 하면, 기동시의(loss)가 없고, 효율이 좋은 단상 브러시리스 모터(8)를 얻을 수 있다.

최대 기동토르크가 얻어진 후에, 더욱, 계자 마그네트(5)가 회전하고, 이번은 자전변환소자(30)이 계자 마그네트(5)의 S극의 자극을 검출하고, 다른쪽 출력단자(49-2)를 사이에 두고 트랜지스터(44) 및 (45)를 도통하고, 전기자 코일(9-1, 9-2)에 역방향의 전류를 흘리면 화살표(A) 방향의 회전 토르크를 얻을 수 있기 때문에 계자 마그네트(5)[회전팬(11)]가 화살표(A) 방향으로 더욱 회전한다. 상기의 동작을 반복하는 것으로, 단상 브러시리스 팬모터(8)은 연속 회전한다.

제9도는, 본 발명의 제2실시예의 단상 브러시리스 모터(8)에 사용하는 단상 코어리스 스테이터 전기자(7-1)의 평면도를 도시한다.

상기 단상 코어리스 스테이터 전기자(7-1)에 있어서는 스테이터 요크(6-2)에 형성한 자기동 처리수단으로서의 전기자 코일 위치결정 돌기(33-1)은, 그 원주방향의 끝부(33a-1), (33b-1)이 제1실시예의 전기자 코일 위치결정돌기(33)처럼 회전축(19)를 중심으로 하는 반경방향에 막바로 펼쳐서 형성하지 않고, 중심점으로 되는 회전축(19)를 제외한 임의의 점을 기준 중심점으로서 반경방향으로 펼쳐서 형성한 것으로 되어 있다.

즉, 전기자 코일 위치결정 돌기(33-1)은, 상기 원주방향의 끝부(33a-1, 33b-1)를 전기자 코일 위치결정 돌기(33)에 대하여 있는 각도만큼 기울여 형성한 것으로 있고, 상기 원주방향의 끝부(33a-1 , 33b-1)이 계자 마그네트(5)의 N극과 S극과의 경계선과 비스듬하게 상대적으로 통과하는 것처럼 하여 순조롭게 사점 탈출용의 릴럭턴스 토르크를 전기자 코일 위치결정 돌기(33-1)에 의해 발생시키고, 단상 브러시리스 팬모터를 순조롭게 회전시키고, 또 진동을 작게할 수 있다. 특히 작은 40각(角) 사이즈(size)의 단상 브러시리스 팬모터(8)은 상기전기자 코일 위치결정 돌기(33-1)로 하는 것이 바람직하다. 더욱, 상기 전기자 코일 위치결정 돌기(33-1)도 스테이터 요크(6-1)을 잘라 세워 형성한 것으로 되어 있다.

더욱, 부호(43-1)은 스테이터 요크(6-1)에 형성한 절결부를 나타낸다. 상기 절결부(43-1)내에 전기자 코일(9-1, 9-2)의 단자(22)를 통하게 할 수 있다. 또 자전변환소자(30)을 수납배선할 수 있다.

제10도는 본 발명의 단상 브러시리스 모터를 적용한 제3실시예를 나타낸 축방향 공극형(디스크형) 단상(DC) 브러시리스 팬모터(8-1)의 분해사시도 이고, 제11도는 단상 브러시리스 모터(8-1)에 사용하는 단상 코어리스 스테이터 전기자(7-2)의 평면도이다.

상기 실시예의 팬모터(8-1)의 단상 코어리스 스테이터 전기자(7-2)에 사용한 전기자 코일 위치결정 돌기(33-2)는 스테이터 요크(6-2)를 잘라 세우고 전기자 코일(9-1, 9-2)의 발생 토르크에 기인하는 도체부(9a)의 화살표 반대(A)방향축의 측면부와 접하는 위치에 수직방향으로 펼쳐서 형성한 것으로 되어있다.

상기와 같은 전기자 코일 위치결정 돌기(33-2)는 전기자 코일(9-1, 9-2)의 발생토르크에 기인하는 유도체부(9a)의 밀부 위치에서 스테이터 요크(6-2)를 잘라 세우고 있기 때문에 상기유도체부(9a)의 밀부와 대향하는 위치에 절결부(43-2)를 형성할 수 있기 때문에 상기 절결부(43-2)를 이용하여 전기자 코일(9-1, 9-2)의 단자(22)를 통과하고, 또 자전변환소자(30)을 수납 배선할 수 있다.

더욱, 상기 실시예의 전기자 코일 위치결정 돌기(33-2)는, 상기전기자 코일 위치결정 돌기(33, 33-1)에 비교하여 전기자 코일(9-1, 9-2)의 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9a)에 근접한 위치에 있기 때문에, 상기 전기자 코일 위치결정 돌기(33,33-1)에 비교하면 바람직한 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 얻을 수 없지만, 전기자 코일(9-1, 9-2)의 위치결정 배선의 점에서는 용이하고, 상기한 바에 의하면 자기제동 할 수 있게 하기 위한 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 확실히 얻을 수 있기 때문에, 단상 브러시리스 팬모터(8-1)을 확실히 자기동할 수 있다.

또 상기한 같은 원주방향의 폭이 좁은 전기자 코일 위치결정 돌기(33-2)이더라도 그 측방향의 높이, 지름방향의 두께를 최대 적으로 설계한 것으로 충분히 자기동할 수 있는 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 얻을 수 있다.

제12도는, 본 발명의 단상 브러시리스 모터를 적용한 제4실시예를 도시한 축방향 공극형(디스크형) 단상(DC) 브러시리스 팬모터(8-1)에 사용하는 코어리스 스테이터 요크 자기자(7-3)의 평면도를 나타낸다.

상기 단상 코어리스 스테이션 전기자(7-3)의 스테이터 요크(6-3)을 잘라 세워 형성한 전기자 코일 위치결정 돌기(33-3)은 상기 전기자 코일 위치결정 돌기(33-2)에 비교하여, 중심방향으로 곧장 펼쳐서 형성되지 않고, 중심방향에 펼쳐서 중심선(39)에 대하여 평행으로 어긋한 위치에 펼쳐서 형성한 것으로 되어있다.

상기 이유로, 상기 전기자 코일 위치결정 돌기(33-3)에 의하면, 전기자 코일 위치결정 돌기(33-2)에 비교하여 스테이터 요크(6)의 N극과 S극의 경계선과 비스듬하게 상대적으로 통과하기 때문에, 순조롭게 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 발생시키고, 단상 브러시리스 팬모터(8-1)을 순조롭게 회전시키고 또 진동의 작게할 수 있다. 기타의 기능, 효과는 전기자 코일 위치결정 돌기(33-2)겨 경우와 같은 모양이다.

제13도는 6극의 계자 마그네트(5)의 사시도 이고, 제14도는 같은 6극 계자 마그네트(5-1)을 사용할 때에 사용하는 스테이터 요크(6-4)의 사시도를 나타내고, 제15도는, 상기 스테이터 요크(6-4)의 상면에 2개의 전기자 코일(9A-1, 9A-2)를 단상 배치하여 형성한 본 발명의 단상 브러시리스 모터를 적용한 본 발명의 제5실시예를 나타내는 단상 코어리스 스테이터 전기자(7-4)의 평면도이다.

상기 실시예의 단상 코어리스 스테이터 전기자(7-4)의 스테이터 요크(6-4)에 형성한 전기자 코일 위치결정 돌기(33-4)는 전기자 코일(9A-1, 9A-2)의 한쪽의 발생 토르크에 기인하는 도체부(9Aa)의 측면 위치에 있어서 수직상방향에 잘라 세우게 되어 있는 점은, 전기자 코일 위치결정 돌기(33-2)와 같은 모양이다. 그러나, 상기 전기자 코일 위치결정 돌기(33-4)의 경우는, 전기자 코일(9A-1, 9A-2)의 한쪽의 발생 토르크에 기인하는 도체부(9Aa)의 측면 위치보다도 화살표 반대방향 A방향으로 약간 앞선 위치에서 잘라 세우고 있다. 상기 전기자 코일 위치결정 돌기(33-4)에 의하여 형성시킨 절결부(40)는 전기자 코일(9A-1, 9A-2)의 한쪽의 발생 토르크에 기인하는 도체부(9Aa)의 측면 위치보다도 화살표 반대(A)방향으로 약간 앞선 위치가 상기 전기자 코일 위치결정 돌기(33-4)에 이르는 폭으로 형성시킨다.

상기 전기자 코일 위치결정 동기(33-4)에 의하면, 상기 절결부(40)의 화살표 반대(A) 방향에서 압선 원주방향의 절결끝부(50) 위치라도 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 발생하고, 계자 마그네트(5-1)이 화살표(A) 방향으로 절결부(40)의 폭만큼 회전할 때 해당 전기자 코일 위치결절 돌기(33-4)에 의하여 더욱 큰 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 발생하기 때문에, 전기자 코일 위치결정 돌기(33-2)의 경우에 비교하여 보다 확실히 단상 브러시리스 팬모터를 자기동 할 수 있다.

상기, 이 실시예의 전기자 위치결정 돌기(33-4)는 전기자 코일(9A-1), (9A-2)의 한쪽의 발생토르크에 기인하는 도체부(9Aa)와 대향하는 위치에 자전 변환소자(30)을 수납하기 위한 절결부가 형성되지 않는 것이기 때문에, 스테이터 요크(6-4) 위치에 자전 변환소자(30)을 수납하기 위한 절결부를 형성하고, 자전 변환소자(30)을 적절한 위치에 배선하는 것이 필요하다.

또, 상기 전기자 코일 위치결정 돌기(33-4)에 의하면, 스테이터 요크(6-4)에 절결부(40)이 형성되기 때문에, 상기 절결부(40)에 전기자 코일(9A-1, 9A-2)의 단자(22)를 통하여 구동회로측에 인도할 수가 있는 점은 상기와 같은 모양이다.

더욱, 전기자 코일 위치결정 돌기(33-4)의 경우라도, 반경 방향으로 길게 형성하고, 그 내경 또는 외경에까지 펼쳐서 형성하더라도 좋은 것은 말할 것도 없다.

상기 실시예의 전기자 코일(9A-1, 9A-2)는, 계자 마그네트(5-1)로서 6극의 것을 사용하고 있기 때문에, 즉 계자 마그네트(5-1)의 일자극의 폭이 60도로 되어 있다. 상기 전기자 코일(9A-1, 9A-2)는 반경방향으로 펼쳐서 발생 토르크에 기인하는 유효도체부(9Aa)와 (9Ab)와의 개각이 60도로 되는 공심형(空心型)의 것으로 형성하고 있다.

제16도는 6극 계자 마그네트(5-1)을 사용할 때 사용하는 스테이터 요크(6-5)의 사시도를 나타내고, 제17도는 상기 스테이터 요크(6-5)의 상면에 2개의 전기자 코일(9A-1, 9A-2)를 단상 배치한 본 발명의 단상 브러시리스 모터를 적용한 본 발명의 제6실시예를 나타내는 단상 코어리스 스테이터 전기자(7-5)의 사시도 이다.

상기 실시예의 단상 코어리스 전기자(7-5)에서는 스테이터 요크(6-5)에 형성한 전기자 코일 위치결정 돌기(33-4)는 전기자 코일(9A-1, 9A-2)의 다른쪽의 발생 토르크에 기인하는 도체부(9Ab)의 측면 위치에도 형성하는 것으로, 합계4개의 전기자 코일 위치결정 돌기(33-4)에 의하여 확실히 단상 브러시리스 팬모터를 자기동할 수 있게 하기 위한 큰 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 발생하는 것으로 하고 있다. 더욱, 4개의 전기 코일 위치결정 돌기(33-4)는 전부 동상(同相) 위치로 형성하고 있다.

제18도는 6극의 계자 마그네트(5-1)을 사용할 때 사용하는 스테이터 요크(6-6)의 평면도이다.

상기 6극의 계자 마그네트(5-1)을 사용할 경우, 스테이터 요크(6-6)면에는, 점선으로 나타낸 것처럼 3개의 전기자 코일(9A-1, 9A-2, 9A-3)을 120도 피치(pitch)로 통상으로 되는 단상 배치로 배선하고 있다.

따라서, 발명의 제6실시예와 같은 모양으로 스테이터 요크(6-6)를 형성하는 전기자 코일 위치결정 돌기(33-4)는 전기자 코일(9A-1, 9A-2, 9A-3)의 한쪽 및 다른쪽의 발생 토르크에 기인하는 도체부(9Aa, 9Ab)의 한쪽의 측면 위치에 형성하는 것으로, 합계 6개의 전기자 코일 위치결정 돌기(33-4)에 의하여 확실히 단상 브러시리스 모터를 자기동할 수 있게 하기 위한 사점 탈출용의 릴럭턴스 토르크를 발생하는 것으로 하고 있다.

상기 실시예에 있어서, 전기자 코일을 2개 또는 3개 사용한 예를 나타냈지만, 단상 코어리스 스테이터 전기자를 형성할 수 있게 되면, 그 수는 1개라도 4개 이상이라도 좋다. 예를 들면, 상기 4극의 계자 마그네트(5)를 사용한 경우에는, 최대 4개의 전기자 코일(9)을 서로 겹치는 것이 없고, 동상 위치에 배선할 수 있다. 상기 경우의 전기자 코일(9)에서는 유효도체부(9a)와 (9b)의 외주부의 개각이 계자 마그네트(5)의 일자극폭중에 들어가는 형상으로 형성하면 좋다.

또, 계자 마그네트는 4극 또는 6극의 것을 사용했지만, 2극의 것이라도, 8극의 것을 사용해도 좋다. 단, 소형의 단상 브러시리스 팬모터의 경우에서는, 2극의 계자 마그네트를 사용하면, 전기자 코일을 최적 형상으로 형성할 수 없게 되고, 적은 수밖에 배선할 수 없고, 또 8극 이상의 계자 마그네트를 사용하면, 확실히 전기자 코일의 수를 많게 두지만, 모터 지름이 작으면 전기자 코일을 제작하는 것이 귀찮은 일이기 때문에 상기 실시예에서 처럼 계자 마그네트는 4극의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 소형의 단상 브러시리스 팬모터의 경우에서는 회전팬도 작은 것에서 2개의 전기자 코일을 사용하는 것만으로 충분한 토르크를 발생시킨다.

또, 축방향 공극형 구조의 단상 브러시리스 모터를 중심으로 설명했지만, 원모양의 지름 방향 공극구조의 단상 브러시리스 모터에 본 발명의 기술적 생각을 전개하더라도 좋은 것은 말할 것도 없다. 상기 경우에서는, 전기자 코일 위치결정 돌기는 내경 방향에 돌출하는 것처럼 형성한다.

본 발명은, 원래 단상 브러시리스 모터에 갖추어져 있는 스테이터 요크의 재료의 일부를 개량하는 등, 약간의 개량으로 완료하고, 게다가, 이상적인 합성 토르크 곡선에 가까운 것을 얻어 확실히 자기동 할 수 있고, 두께가 얇고, 경량으로, 양산성이 우수하고, 저가로 양산할 수 있는 단상 브러시리스 모터를 지극히 용이하게 얻을 수 있다.

또, 스테이터 요크에 형성한 자기동 처리수단으로서의 전기자 코일 위치결정 돌기를 기준으로 전기자 코일을 배선하면, 확실히 자기동 할 수 있는 것으로 하기 때문에 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 발생할 수가 있기 때문에, 확실히 자기동할 수 있는 단상 브러시리스 모터를 용이함과 함께 저가로 양산할 수 있다.

또, 스테이터 요크에 형성한 전기자 코일 위치결정 돌기에 의하여 상기 스테이터 요크에 절결부를 형성할 수 있기 때문에, 상기 절결부 및 이 절결부와 대향하는 프린트 기판의 배선 패턴에 인도하여 납을 부가하는 것으로 상기 단자와 구동회로와 전기적 결선을 용이하게 하기 때문에, 모터 지름을 크게하고, 전기자 코일의 단자를 절단하지 않아도 된다.

또, 스테이터 요크에 형성한 전기자 코일 위치 결정 돌기에 의하여 상기 스테이터 요크에 절결부를 형성할 수 있기 때문에, 상기 절결부를 전기자 코일의 단자를 통하기 위하여 이용하면, 종래, 전기자 코일의 단자를 통하기 위하여 고의로 절결부를 설계할 필요가 없고, 게다가, 종래의 전기자 코일의 단자를 통하기 위한 절결부의 모양에 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 부정하는 모양의 모터의 기동 불량의 원인으로 되는 정코깅을 발생시키지 않기 때문에, 확실히 자기동 할 수 있는 성능이 좋은 단상 브러시리스 모터를 얻을 수 있다.

또, 스테이터 요크에 형성한 전기자 코일 위치결정 돌기에 의하여 스테이터 요크에 절결부를 형성할 수 있기 때문에, 상기 절결부에 자전 변환소자를 수납 배선할 수 있기 때문에, 종래 자전, 변환소자 수납을 위하여 스테이터 요크에 고의로 형성해야 했던 절결부를 설계할 필요가 없다. 게다가, 종래의 자전 변환소자를 수납하기 위한 절결부의 모양의 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 부정하는 모터의 기동 불량의 원인으로 되는 정코깅을 발생키지 않기 때문에, 확실히 자기동할 수 있는 성능이 양호한 단상 브러시리스 모터를 얻을 수 있다.

Claims

N극, S극 자극을 P극에 대응하여(P극은 1 이상의 정수) 구비한 계자 마그네트를 회전자로서 갖춘 해당 계자 마그네트와 공극을 사이에 두고 마주보는 스테이터 면에 n(n은 1 이상의 정수)개의 전기자 코일을 단상 배치하여 형성한 단상 스테이터 전기자를 구비함과 동시에, 상기의 계자 마그네트의 자계를 검출하여 상기 검출신호에 의거하여 상기 전기자 코일의 통전방향을 결정하는 1개의 자전변환소자를 가진 단상 브러시리스 모터에 있어서, 사점(Dead Ponit) 위치에서 상기 계자 마그네트의 2분의1 자극 떨어진 각도 범위 이내의 위치에서 상기 전기자 코일의 원주방향의 측면부에 당접하는 자성체로 할 수 있는 전기자 코일 위치결정 돌기를 설계하고, 자성체 위치결정 돌기에 의하여 상기 계자 마그네트가 사점 위치에서 구속되지 않는 것으로 하기 위한 사점 탈출 토르크 발생용의 릴럭턴스(reluctance) 토르크를 얻는 것을 특징으로 하는 단상 브러시리스 모터.
제1항에 있어서, 상기 전기자 코일 위치 결정돌기는, 사점 위치에서 상기 계자 마그네트의 약 4분의1 자극 떨어진 위치에서 상기 전기자 코일의 원주방향의 측면부에 당접하기 까지 원주방향에 펼쳐서 형성한 것을 특징으로 하는 단상 브러시리스 모터.
제1항에 있어서 상기 전기자 코일 위치결정 돌기는, 상기 계자 마그네트의 약 4분의1 자극 떨어진 각도 위치에서 상기 전기자 코일의 원주방향의 측면부에 당접하기까지 서서히 경사각도가 높게 되는 것처럼 원주방향에 펼쳐져 형성한 것을 특징으로 하는 단상 브러시리스 모터.
제1항에 있어서, 전기자 코일 위치결정 돌기는, 스테이터 요크를 잘라 세운 것으로 형성한 것을 특징으로 하는 단상 브러시리스 모터.
제1항에 있어서, 전기자 코일 위치결정 돌기는, 동상 위치로 되는 위치에 m(m은 1 이상의 정수)개형으로 형성한 것을 특징으로 하는 단상 브러시리스 모터.
제1항에 있어서, 상기 전기자 코일 위치결정 돌기는, 180도 대칭의 위치에 2개 부분에 형성한 것을 특징으로 하는 단상 브러시리스 모터.
제1항에 있어서, 전기자 코일 위치결정 돌기는, 내경 방향 펼쳐서 형성한 것을 특징으로 하는 단상 브러시리스 모터.
제1항에 있어서, 상기 자전 변환소자는, 전기자 코일 위치결정 돌기를 형성하기 위하여 스테이터 요크를 잘라 세운 것으로 전기자 코일의 발생 토르크에 기여하는 도체부와 대향하는 해당 스테이터 요크부에 형성된 절결부 위치에 수납 배열한 것을 특징으로 하는 단상 브러시리스 모터.
제1항에 있어서, 상기 전기자 코일 단자는, 전기자 코일 위치결정 돌기를 형성하기 위하여 상기 스테이터 요크를 잘라 세운 것으로 전기자 코일의 발생 토르크에 기여하는 도체부와 대향하는 상기 스테이터 요크부에 형성된 절결부를 통하여 스테이터 요크의 전기자 코일을 배설하지 않은 쪽으로 유도하여, 그 면측에 갖추어진 구동회로를 구성하는 전자부품측과 전기적으로 접속한 것을 특징으로 하는 단상 브리시리스 모터.