KR0150343B1 - A single-phase brushless motor - Google Patents
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Abstract
단상 브러시리스 모터라도 특별히 고가의 자기동 처리수단을 설치하지 않아도, 모터의 구성요소의 일부를 개량하는 것만으로, 자기동 회전할 수 있는 것으로 하며 사점위치에서 상기 계자 마그네트의 2분의 1자극 떨어진 각도 범위이내 위치에 있어서 스테이터 요크의 일부를 잘라 세우고, 잘라 세운조각을 형성하고 해당 잘라세운 조각에 의하여 상기 계자 마그네트가 사점 위치에서 구속되지 않는 것으로 하기 위하여 사점 탈출 토르크 발생용의 릴럭턴스를 얻는다.Even in the case of a single-phase brushless motor, it is possible to rotate magnetically simply by improving a part of the components of the motor even without the installation of expensive magnetic processing means. A part of the stator yoke is cut out in an angular range, a cut piece is formed, and reluctance for generating dead spot escape torque is obtained so that the field magnet is not restrained at the dead spot position by the cut piece.
Description
제1도는 본 발명의 일실시예를 보인 디스크형 단상(DC) 브러시리스팬 모터의 분해투시도.1 is an exploded perspective view of a disc-shaped single-phase (DC) brushless fan motor showing an embodiment of the present invention.
제2도는 제1도에 도시된 팬모터의 X-Y 선 종단면도.2 is a longitudinal cross-sectional view of the X-Y line of the fan motor shown in FIG.
제3도는 자전변환 소자의 배치도.3 is a layout view of a magnetoelectric conversion element.
제4도는 단상코어레스 스테이터 전기자의 평면도.4 is a plan view of a single-phase coreless stator armature.
제5도는 전기자 코일의 단자와 프린트 기판 하면의 구동회로(구동회로용 집적회로)와의 연결도.5 is a connection diagram between the terminal of the armature coil and the driving circuit (drive circuit integrated circuit) on the lower surface of the printed board.
제6도는 계자 마그네트와 단상배치의 전기자 코일과의 전개도.6 is an exploded view of a field magnet and an armature coil of a single phase arrangement.
제7도는 본 발명의 일실시예를 보인 단상 코어레스 스테이터 전기자의 평면도.7 is a plan view of a single-phase coreless stator armature showing one embodiment of the present invention.
제8도는 브러시리스 모터의 전자(電磁) 토르크 및 합성토르크 곡선 상태도.8 is a diagram showing the electromagnetic and synthetic torque curves of a brushless motor.
제9도는 종래의 코아레스 단상 브러시리스 모터의 구조도이다.9 is a structural diagram of a conventional Corees single-phase brushless motor.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 전자(電磁) 토르크 곡선 2 : 합성 토르크 곡선1: Electronic Torque Curve 2: Synthetic Torque Curve
3-1, 3-2 : 사점 4 : 릴럭턴스 토르크 곡선3-1, 3-2: Dead point 4: Reluctance torque curve
5 : 계자 마그네트 6, 6-1, 6' : 스테이터 요크5: Field magnet 6, 6-1, 6 ': Stator yoke
7, 7-1, 7' : 단상 코어레스 스테이터 전기자7, 7-1, 7 ': single-phase coreless stator armature
8 : 축방향 공극형 단상(DC)브러시리스 팬모터8: Axial-gap single phase (DC) brushless fan motor
8' : 단상 브러시리스 모터 9-1, 9-2 : 전기자코일8 ': single phase brushless motor 9-1, 9-2: armature coil
9a, 9b : 발생토르크에 기여하는 유효도체부9a, 9b: Effective conductor part contributing to generated torque
9c, 9d : 발생토르크에 기여하지 않는 도체부9c, 9d: conductor part not contributing to generated torque
10 : 벤츄리 케이스 11 : 회전팬10: Venturi case 11: Rotating fan
12 : 스테이 13 : 모터 수납부12: stay 13: motor storage
14 : 임펠라(회전날개) 15 : 바람통과구멍14: impeller (rotary wing) 15: wind through hole
16 : 베어링 하우스 17 : 볼 베어링16: bearing house 17: ball bearing
18 : 슬리브 베어링 19 : 회전축18: sleeve bearing 19: rotating shaft
20 : 스테이터 전기자 지지지주20: stator armature support holder
21, 21-1, 21' : 프린트(배선) 기판21, 21-1, 21 ': printed board
22 : 단자 23 : 비자성체 나사22 terminal 23 nonmagnetic screw
24 : 프린트 배선 패턴 25 : 구멍24: printed wiring pattern 25: hole
26 : 절결부 27 : 구멍26: notch 27: hole
28 : 나사 구멍 29 : 절결부28: screw hole 29: cutout
30 : 자전변환소자30: rotation conversion element
31 : 구동회로(통전 제어회로) IC31: drive circuit (power control circuit) IC
32 : 로터 요크 33, 33-1 : 잘라 세운 조각32: rotor yoke 33, 33-1: cut pieces
34 : 양면 접착테이프 35 : 자전 변환소자 수납공34: double-sided adhesive tape 35: rotating conversion element storage hole
36 : 축방향 공극 37, 38 : 전선 둘레부36: axial void 37, 38: wire circumference
38, 40 : 절결부 41 : 납38, 40: notch 41: lead
43 : PNP형 트랜지스터 44 : NPN형 트랜지스터43: PNP transistor 44: NPN transistor
45 : PNP형 트랜지스터 46 : NPN형 트랜지스터45: PNP transistor 46: NPN transistor
47 : + 전원 단자 48 : - 전원단자47: + power supply terminal 48:-power supply terminal
49-1, 49-2 : 출력단자 50 : 가상 중심점49-1, 49-2: Output terminal 50: Virtual center point
본 발명은, 간단한 구성으로 자기동(自起動)할 수 있는 단상 브러시리스 모터(brushless motor)에 관한 것으로 특히, 컴퓨터, 스위칭(switching) 전원등의 냉각목적의 DC(Direct current : 직류) 브러시리스 축류 팬모터(fan motor)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single-phase brushless motor capable of self-moving with a simple configuration, and in particular, a DC (direct current) brushless for cooling purposes such as a computer and a switching power supply. Axial fan motor.
일반적으로 브러시리스 모터는, 형상으로 나누어 토르크(torque)가 큰것, 제어성이 좋은 것등, 직류모터의 특징에다가 신속성이 높은 것까지, 근래 광범위하게 사용되고 있다.BACKGROUND ART In general, brushless motors are widely used in recent years, ranging from DC motors to high speeds, such as large torque and good controllability.
그런데, 브러시리스 모터에는, 주로 2상과 3상의 것이 사용되고 있지만, 모터의 상수가 크게 되어 있기 때문에 그 상수(相數)분의 갯수만 고가의 구동회로와 위치 검지소자로서 쓰는 자전(磁電) 변환소자가 필요하게 된다. 따라서 냉각목적의 즉, 바람을 송풍하는 목적의 DC 축류 팬모터에서는, 구동회로도 자전(磁電) 변환소자도 1개의 종류에서 끝나는 값싼 모양의 단상 DC 브러시리스 모터로 하는 것이 바람직하다.By the way, the two-phase and three-phase are mainly used for the brushless motor, but since the constant of the motor is large, only the number of the constants is used to convert the magnetism into the expensive drive circuit and the position detection element. An element is necessary. Therefore, in the DC axial fan motor for cooling purposes, i.e., for blowing air, it is preferable to use a cheap single-phase DC brushless motor in which both the driving circuit and the rotating converter element are finished in one kind.
그러나, 이 단상 브러시리스 모터는, 토르크(torque)가 영이 되는 부분(사점(死点)부분)이 있기 때문에 가끔 회전자가 사점위치에서 정지하는, 자기동 할 수 없는 결점이 있다. 회전자가 사점 위치에서 정지하고 있을 때에는, 만일 전기자 코일이 통전을 하더라도 그 전기자 코일에 의한 토르크를 발생할 수 없는 상태이고, 또 위치 검지소자로 사용한 자전 변환소자도 계자 마그네트(magnet)의 N극과 S극의 경계선을 검출하는 상태이기 때문에, 자전 변환소자에서 출력 신호가 나오지 않아, 구동회로에 의한 전기자 코일에 통전할 수 없는 상태이다. 이하에, 상기한 바를 설명한다. 더구나, 모터의 상수를 가르킬때, 단순히 전기자 코일(Coil)의 배치에서 결정할 수 없고, 전기자 코일에의 통전상태를 가르킨다.However, this single-phase brushless motor has a part where the torque becomes zero (dead spot part), so that the rotor sometimes stops at a dead point position, and thus cannot be operated automatically. When the rotor stops at the dead point position, even if the armature coil is energized, torque cannot be generated by the armature coil, and the magnetoelectric conversion elements used as the position detecting element also have the N pole and S of the magnet of the field magnet. Since the boundary line of the pole is detected, the output signal does not come out of the magnetoelectric conversion element, so that the armature coil cannot be energized by the drive circuit. The above is explained below. Moreover, when referring to the constant of the motor, it cannot simply be determined from the arrangement of the armature coils, but refers to the energization state to the armature coils.
단상 브러시리스 모터에서는, 전기자 코일에 통전할 때의 전기자 코일에 의하여 얻어지는 전자 토르크 곡선(1)은, 제8도에 도시한 바와같이 나타난다. 제8도에 있어서, 횡측에 회전각을 잡고, 종축의 토르크의 크기를 잡고 있다.In the single-phase brushless motor, the electromagnetic torque curve 1 obtained by the armature coils when energizing the armature coils is shown as shown in FIG. In FIG. 8, the rotation angle is set on the horizontal side, and the magnitude | size of the torque of a vertical axis | shaft is measured.
2상 브러시리스 모터에는, 전기각에서는 서로 π/2(π는 전기각으로 180도)의 위상만 어긋난 2상의 전기자 코일이 있기 때문에, 이 2상 전기자 코일에 통전할 때 2상의 전기자 코일 각각에 의해서 얻어지는 2개의 전자(電磁) 토르크 곡선을 합성한 때의 합성 토르크 곡선은 토르크가 0으로 되는 사점위치를 가지지 않는다. 따라서 이 2상 브러시리스 모터에 통전한다면, 회전중 어떤 위치에 있어도 토르크가 0이 아니기 때문에, 자기동(自起動) 회전한다.Since two-phase brushless motors have two-phase armature coils whose phases are only π / 2 (π is 180 degrees in electrical angle), the two-phase armature coils are energized. The synthesized torque curve at the time of combining the two electromagnetic torque curves obtained by this does not have a dead point position where the torque becomes zero. Therefore, if the two-phase brushless motor is energized, the torque is non-zero at any position during rotation, and thus rotates automatically.
3상의 브러시리스 모터에서는, 전기각에서 서로 π/3 각도 만큼 위상이 어긋난 3상의 전기자 코일이 있기 때문에, 2상의 브러시리스 모터보다도 더욱 순조로운 토르크 곡선을 얻고, 물론 사점이 없기 때문에, 이 3상 브러시리스 모터에 통전한다면, 회전중 어떤 위치에 있더라도 자기동 회전한다.In three-phase brushless motors, since there are three-phase armature coils that are out of phase with each other by π / 3 angles, the torque curve is smoother than that of the two-phase brushless motors. If the brushless motor is energized, it will rotate automatically at any position during rotation.
그러나, 이 단상 브러시리스 모터는, 전기자 코일의 통전 절환점(切環点)에 있어서 토르크가 0으로 된다. 소위「사점」이 있다. 제8도를 참조하여, 단상 브러시리스 모터의 경우, 전기자 코일은 단상배치로 되어 있기 때문에, 전기자 코일에 통전할 때에 얻어지는 전자(電磁) 토르크 곡선(1)은, 2π 각도에서 통전 절환점에 있어서, 토르크가 0인 사점 3-1, 3-2 부분의 2부분이 있다.However, in this single-phase brushless motor, the torque becomes zero at the energization switching point of the armature coil. There is a so-called 'dead spot'. Referring to FIG. 8, in the case of a single-phase brushless motor, the armature coil is in a single phase arrangement, so that the electromagnetic torque curve 1 obtained when the armature coil is energized is at the energization switching point at an angle of 2π. There are two parts of dead points 3-1 and 3-2 with zero torque.
이런 사점(3-1, 3-2) 부분에서 계자 마그네트가 정지한 경우, 자전 변환소자가 사점(3-1, 3-2)와 마주보는 위치에서 정지하고, 자전변환소자에서 출력이 나오지 않기 때문에, 구동회로에 의해서 전기자 코일이 통전되지 않기 때문에 해당 단상 브러시리스 모터에 통전하더라도 회전 토르크를 얻을 수 없고, 자기동하지 않는 모터로 되기 때문에, 실용에 알맞지 않는 것으로 된다. 더구나, 사점위치에서 계자 마그네트가 정지하고 있는 경우에는, 자전 변환소자도 계자 마그네트의 사점(3-1, 3-2), 위치(계자 마그네트의 N극과 S극의 경계부)로 마주보고 있기 때문에, 해당 자전 변환소자에서 출력신호가 나오지 않고, 전기자 코일에는 통전되지 않는 것처럼 구성되는 것이 일반적이다. 또 전기자 코일도 통전했다고 하더라도 토르크를 발생할수 없는 위치에 있다.When the field magnet stops at the dead point (3-1, 3-2), the rotating element stops at the position facing the dead point (3-1, 3-2), and the output does not come out of the rotating element. Therefore, since the armature coil is not energized by the drive circuit, even when the single-phase brushless motor is energized, the rotation torque cannot be obtained and the motor is not magnetically operated, which is not suitable for practical use. In addition, when the field magnet is stopped at the dead point position, the rotating converter also faces the dead point (3-1, 3-2) of the field magnet and the position (the boundary between the N pole and the S pole of the field magnet). In this case, the output signal is not output from the magnetoelectric conversion element, and the armature coil is generally configured as if it is not energized. Also, even if the armature coil is energized, it is in a position where torque cannot be generated.
그러므로, 단상 브러시리스 모터에는 전기자 코일과 계자 마그네트에 따라서 얻어지는 전자(電磁) 토르크를 더하고, 코깅 토르크(cogging torque)(릴럭턴스 토르크(reluctance torque)를 부가하는 것에 의해, 사점 부분의 해당 모터의 정지 현상을 해소하고, 자기동할 수 있도록 하고 있다.Therefore, the single-phase brushless motor is stopped by adding an electromagnetic torque obtained according to the armature coil and the field magnet, and adding a cogging torque (reluctance torque) to stop the corresponding motor in the dead point portion. It solves the present condition and makes it possible to be self-driving.
상기 예로는, 미국특허 3,873,897 호가 있다. 상기 특허는 경(徑)방향 공극형의 유철심(有鐵心)형 원통 구조의 것으로, 원통상의 계자 마그네트와 경방향 공극을 나누어 마주보는 전기자 코일을 나누어 마주보는 전기자 코일을 권선한 스테이터 전기자 철심의 철심 돌극면과의 공극길이에 경사가 만들어진 모양으로 해당 공극면을 가공한 것으로, 구조가 복잡하게 되어 있다. 또 전기자 코일을 감고 있는 철심 공극형의 유철심(有鐵心) 고조이기 때문에, 구조가 복잡하고, 고가로 되는 것 이외에, 중량이 무거운 결점을 가진다. 또 상기 구조의 것은, 최근 요구되고 있는 팜탑(Pop top) 컴퓨터등의 소형의 것에 사용이 적합한 소형으로, 보다 두께가 얇고 경량의 축류 팬 모터를 형성하는 것은 구조적인 면에서도 어렵게 되어 있다.An example of this is U.S. Patent 3,873,897. The patent has a radial air gap type iron core cylindrical structure, a stator armature iron core winding a armature coil facing each other by dividing a cylindrical magnet and a radial air gap and facing each other. The voids were machined into a shape in which the inclination was made in the gap length with the iron core pole face of the core, and the structure was complicated. In addition, since the iron core void-type iron core coil wound around the armature coil is complicated, the structure is complicated, expensive, and has a heavy weight defect. In addition, the above structure is a small size suitable for use in a small size such as a pop top computer, which is recently required, and it is difficult to form a thinner and lighter axial fan motor in terms of structure.
더구나, 자기동 할 수 있는 단상 브러시리스 모터에 있어서 이상적인 토르크-회전각 곡선을 얻는 것에는, 제8도에 도시된 것처럼 토르크 곡선(2)를 얻을 필요가 있다.Moreover, in order to obtain an ideal torque-rotation angle curve in a magnetically movable single phase brushless motor, it is necessary to obtain a torque curve 2 as shown in FIG.
4는, 사점(3-1, 3-2)위치에서 탈출 토르크를 얻기 위한 릴럭턴스 곡선이다.4 is a reluctance curve for obtaining escape torque at the dead point (3-1, 3-2) positions.
전자(電磁) 토르크 곡선(1)등 릴럭턴스 토르크 곡선 4에서 분명한 것처럼, 릴럭턴스 토르크는 전자(電磁) 토르크의 2분의 1 크기로 되는 모양으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 회전각의 전역에 지나고, 거의 똑같은 회전 토르크로 된 합성 토르크 곡선(2)이 얻어진다.As is apparent from the reluctance torque curve 4 such as the electromagnetic torque curve 1, the reluctance torque is preferably made to be one-half the size of the electromagnetic torque. In this way, a synthetic torque curve 2 is obtained that passes through the entire rotation angle and is made of almost the same rotation torque.
따라서 상기 합성 토르크 곡선(2)가 얻어진 단상 브러시리스 모터의 경우 가령 단상이었다 하더라도 전기자 코일에 통전하면 토르크가 0으로 되는 사점이 없기 때문에, 즉 기동시에는 자전 변환소자가 계자 마그네트의 N극 또는 S극 어느 것인가의 자극을 검출하고 있어, 해당 자전 변환소자에서 출력신호에 의거하여 전기자 코일이 통전하면, 소정방향의 회전토르크를 얻을 수 있고, 계자 마그네트사 소정의 방향으로 자기동 회전한다.Therefore, in the case of the single-phase brushless motor in which the synthesized torque curve 2 is obtained, even if it is a single phase, there is no dead point where the torque becomes zero when the armature coil is energized, i.e., at start-up, the rotating conversion element is the N pole or S of the field magnet. When the magnetic pole of any of the poles is detected and the armature coil is energized based on the output signal from the magnetoelectric conversion element, a rotational torque in a predetermined direction can be obtained, and the magnetron rotates in a predetermined direction.
또, 단상 브러시리스 모터에는, 상기 서술한 철심구조의 것 이외에 코아레스(coreless)의 구조가 있다. 일례로 제9도에 도시한 모양의 축방향 공극형 구조의 코아레스 단상 브러시리스 모터(8')이 있기 때문에, 상기 모터에 대해 설명하면, 이것은 N극, S극의 자극을 P극(P극은 1이상의 정수, 제9도에는 P=2로, 4극으로 되어 있다)에 대하여 구비된 계자 마그네트(5)를 회전자로서 갖추고, 해당 계자 마그네트(5)와 축방향의 공극을 나누어 마주보는 스테이터(stator) 요크(yoke)(6')면에 n(n은 1이상 정수, 제9도에는 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 코아레스 스테이터 전기자(7')을 갖추는 것과 함께, 상기 계자 마그네트(5)의 자계를 검출하여 그 검출신호에 의거하여 상기 전기자 코일(9-1, 9-2)의 통전방향을 결정하는 1개의 자전 변환소자를 갖춘 구조로 되어 있다. 더구나, 제9도에는 도면의 사정상, 이 단상 브러시리스 모터(8')을 자기동되게 하기 위한 목적의 자기동 처리수단등 위치 검지소자로서 자전 변환소자를 그리지 않았다. 또 상기 서술한 계자 마그네트(5)는 p=2에 대하여, 즉 4극의 계자 마그네트(5)로 되어 있다. 그러므로 상기 계자 마그네트(5)는, 인접하는 자극이 다른 극으로 되는 모양에 교대로 N극, S극의 자극을 구성각으로 90도 착자 축인 4극의 플레트(flat)의 원환상(테모양)의 것으로 되어있고, 수지로 형성된 제9도에 나타나지 않은 회전팬의 계자 마그네트(5)를 장착하는 본체부에 설치한 로터(rotor) 요크를 끼어서 장착되어 있다.The single-phase brushless motor has a coreless structure in addition to the iron core structure described above. As an example, since there is a coreless single-phase brushless motor 8 'having an axial pore-shaped structure shown in FIG. 9, the motor will be described. The pole has a field magnet 5 provided as a rotor for an integer of 1 or more and P = 2 in FIG. 9, which is a 4 pole), and the air gap between the field magnet 5 and the axial direction is divided. N (n is an integer greater than or equal to 1, n = 2 in Fig. 9) armature coils 9-1, 9-2 on the surface of the stator yoke 6 ', which is a single-phase [armature coil 9 -1) and (9-2 are in in-phase position with each other], and the single-phase coreless stator armature 7 'formed and arranged is detected, and the magnetic field of the field magnet 5 is detected and based on the detection signal. Therefore, the structure is provided with one magnetoelectric conversion element for determining the energization direction of the armature coils 9-1 and 9-2. In addition, in Fig. 9, the magnetoelectric conversion element is not drawn as a position detecting element such as magnetic moving processing means for the purpose of causing the single-phase brushless motor 8 'to be magnetically driven due to the drawing. The field magnet 5 described above is a field magnet 5 having four poles, that is, p = 2. Therefore, the field magnet 5 has an annular shape (tele-shaped) of four pole flats, each of which has a 90-degree magnetism axis with the constituent angles of the poles of the N pole and the S pole alternately in the shape of the adjacent poles being different poles. And a rotor yoke provided in the main body portion to which the field magnet 5 of the rotating fan, which is not shown in Fig. 9, made of resin is mounted.
여기서 관련된 단상 브러시리스 모터(8')의 경우에서, 이 외경을 크게 하지 않는 경우와 해당 단상 브러시리스 모터(8')을 축방향 공극형 단상(DC) 브러시리스 팬모터에 적용하는 경우에는, 모터 배설부의 외경이 제한되어 있기 때문에 전기자 코일(9-1, 9-2)의 단자(22)를 스테이터 요크(6')등 프린트 기판(21')의 바깥 둘레에 따르고 프린트(print) 기판(21')의 하면(下面)에 형성한 프린트 배선 패턴(pattern)(24)와 납땜으로 연결하고, 구동회로용 전자부품(구동회로 집작회로(integrated circuit : IC(31)와 전기적 결선을 할 수 없는 결점이 있다.In the case of the related single-phase brushless motor 8 ', where the outer diameter is not increased and the single-phase brushless motor 8' is applied to the axial air gap single-phase (DC) brushless fan motor, Since the outer diameter of the motor excretion portion is limited, the terminals 22 of the armature coils 9-1 and 9-2 are placed along the outer circumference of the printed board 21 'such as the stator yoke 6' and the printed board ( 21 ') is connected to the printed wiring pattern 24 formed on the lower surface of the lower surface by soldering, and can be electrically connected to the electronic components for the driving circuit (drive circuit integrated circuit (IC 31)). There is no drawback.
상기한 바는 모터 케이스(case)와 회전팬과 접촉 그 외에 의하여, 전기자 코일(9-1, 9-2)의 단자(22)를 절단하고, 혹은단자(22)를 스테이터 요크(6')등 프린트 기판(21')의 바깥 둘레에 스페이스(space)적인 여유가 없는 것등에 의한다.As described above, the terminal 22 of the armature coils 9-1 and 9-2 is cut off by contacting the motor case and the rotating fan, or the terminal 22 is cut off by the stator yoke 6 '. Etc., there is no space margin around the outer periphery of the printed board 21 '.
상기 결점을 해소하기 위하여, 통상 제9도의 단상 브러시리스 모터(8')을 사용한 축방향 공극형 단상 브러시리스 팬 모터에는 스테이터 요크(6')등 프린트 기판(21') 각각의 바깥 둘레부에 절결부(26, 29)를 형성하고, 상기 절결부(26, 29)를 사이에 두고 전기자 코일(9-1, 9-2)의 단자(22)를 프린트 기판(21')의 하면(하면(下面)의 프린트 배선 패턴(24)에 이끌어서 땜납(41)에 손땜납을 붙이는 것으로, 해당단자(22)와 구동회로(구동회로용 IC 31)와의 전기적 결합을 한다.In order to eliminate the above drawbacks, an axial air gap type single phase brushless fan motor using the single phase brushless motor 8 'of FIG. 9 is generally provided at the outer periphery of each printed board 21' such as the stator yoke 6 '. Cutouts 26 and 29 are formed, and the terminals 22 of the armature coils 9-1 and 9-2 are disposed on the lower surface of the printed board 21 'with the cutouts 26 and 29 interposed therebetween. Hand solder is applied to the solder 41 by drawing it on the lower printed wiring pattern 24, thereby electrically coupling the terminal 22 and the driving circuit (drive circuit IC 31).
상기 단상 브러시리스 모터(8')에 의하는 것으로, 상기의 결점을 해소할 수 있다. 그러나, 상기의 스테이터 요크(6')에 형성한 절결부(26)은, 계자 마그네트(5)와 상대적 회전을 행하는 정(靜) 코깅을 발생한다. 상기처럼 단상 브러시리스 모터에는, 자기동시키기 위한, 도면에 도시되지 않은 자기동 처리수단에 의해 사점 탈출용 릴럭턴스를 발생시켜 자기동 회전할 수 있는 것처럼 하고 있지만, 상기 스테이터 요크(6')에 형성한 절결부(26)의 형성위치에 의해서는, 그 절결부(26)에 의해 발생하지 않는 정(靜) 코깅이 상기 사점탈출용 릴럭턴스 토르크를 부정하여 자기동 할 수 없게 되는 합성 토르크 곡선으로 하고, 반대로 사점 탈출용 토르크를 크게 하여 순조로운 회전을 할 수 없는 합성토르크 곡선으로 하기도 하고, 전류특성, 진동특성이 나쁜 단상 브러시리스 모터(8')로 하고 있다.By the said single phase brushless motor 8 ', the said fault can be eliminated. However, the cutout portion 26 formed in the stator yoke 6 'generates positive cogging that performs relative rotation with the field magnet 5. As described above, the single-phase brushless motor is capable of generating magnetic dead center escape reluctance by magnetic transfer processing means (not shown in the drawing) to magnetically rotate. However, the stator yoke 6 ' According to the formation position of the notch 26 formed, the synthetic torque curve which the positive cogging which does not generate | occur | produce by the notch 26 deny the said dead spot escape reluctance torque, and cannot become self-driving. On the contrary, the dead-point escape torque is increased to form a composite torque curve which cannot smoothly rotate, and a single-phase brushless motor 8 'having poor current and vibration characteristics.
본 발명은 본래 단상 브러시리스 모터에 사용하고 있는 스테이터 요크에 개량을 가하는 것으로 충분히 또한 적절한 크기로 확실히 자기동할 수 있는 자기동용(사점탈출용) 릴럭턴스 토르크를 바람직한 위치로 발생시키고, 그 위에 전기자 코일(9-1, 9-2)의 단자(22)를 프린트 기판에 배설한 구동회로(구동회로용 IC 31)쪽에 인도하여 대응하고, 스테이터 요크에 절결부(26)을 형성하지 않고 상기의 이상적인 합성 토르크 곡선(2)에 가까운 것을 얻어 확실히 자기동할 수 있는 모터 특성의 양호한 단상 브러시리스 모터를 두께가 얇고(축방향 공극형 구조의 경우, 경(徑)방향 공극형의 원통형 구조의 경우에는 경(徑)방향의 반경이 작은 것으로 할 수 있다), 가볍고, 양산성이 우수하고, 값싸게 양산할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는 것이다.The present invention is to improve the stator yoke originally used in a single-phase brushless motor, to generate a magnetic motor (dead spot escape) reluctance torque that can be magnetized sufficiently and appropriately to a suitable position, and the armature thereon. The terminals 22 of the coils 9-1 and 9-2 are guided to the side of the driving circuit (drive circuit IC 31) disposed on the printed board, and the above-described terminals are not formed in the stator yoke without forming the cutouts 26. A good single-phase brushless motor with a motor characteristic that can obtain a magnetic material close to the ideal synthetic torque curve (2) and can be reliably self-dried is thin (in the case of an axial air gap type, in the case of a radial air gap cylindrical shape). It is an object of the present invention to provide a small radius in the radial direction), light weight, excellent mass productivity, and low cost mass production.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 N극, S극의 자극을 P극(P는 1 이상의 정수)에 대하여 갖추어진 계자 마그네트를 회전자로서 갖추고, 해당 마그네트와 공극을 사이에 두고 마주보는 스테이터 요크 면에 n(n은 1이상의 정수)개의 전기자 코일을 단상 배치하여 형성한 단상 스테이터 전기자를 갖추는 것과 함께, 상기 계자 마그네트의 자계를 검출하여 그 검출 신호에 의거하여 상기 전기자 코일의 통전방향을 결정하는 1개의 자전 변환소자를 갖춘 단상 브러시리스 모터에 있어서 사점위치에서 상기 계자 마그네트의 2분의 1 자극 떨어진 각도 범위 위치에서 상기 스테이터 요크의 일부를 잘라세우고 잘라세운 조각을 형성하고, 상기 잘라세워 일으킨 조각에 의해 상기 계자 마그네트가 사점 위치에서 구속되지 않는 것으로 하기 위한 사점 탈출 토르크 발생용 릴럭턴스 토르크를 얻도록 한 단상 브러시리스 모터를 제공하는 것이다.In order to achieve the object of the present invention, a stator yoke surface having a magnetic field magnet provided as a rotor having a magnetic pole of the N pole and the S pole with respect to the P pole (P is an integer of 1 or more), and faces the magnet and the gap therebetween. 1 is provided with a single-phase stator armature formed by arranging n (n is an integer of 1 or more) armature coils, and detects a magnetic field of the field magnet and determines the energization direction of the armature coils based on the detected signal. In a single-phase brushless motor having two rotating converters, a part of the stator yoke is cut and formed at an angle range of one-two poles of the field magnet at a dead point, and a piece of cut-off is formed. Dead spot escape torque for preventing the field magnet from being confined at the dead spot One to get the Luck reluctance torque to provide a single-phase brushless motor.
본 발명의 목적은 상기 잘라세운 조각을 상기 사점 위치에서 상기 계자 마그네트의 약 4분의 1 자극 떨어진 위치에 형성하는 것으로 달성할 수 있다.An object of the present invention can be achieved by forming the cut piece at a position about one quarter of the magnetic field magnet from the dead point position.
본 발명의 목적은, 상기 잘라세운 조각이 동상(同相) 위치로 되는 스테이터 요크 위치에 m(m은 1이상의 정수)개 형성한 것으로 달성할 수 있다.An object of the present invention can be achieved by forming m (m is an integer of 1 or more) at the stator yoke position at which the cut pieces are in in-phase position.
본 발명의 목적은, 상기 잘라세운 조각을 180도 대칭위치에 형성한 것으로 달성할 수 있다.The object of the present invention can be achieved by forming the cut pieces at a 180 degree symmetrical position.
본 발명의 목적은 상기 잘라세운 조각을 회전축을 중심으로 하는 반경방향으로 펴져서 형성한 것으로 달성할 수 있다.An object of the present invention can be achieved by forming the cut pieces are stretched in the radial direction about the axis of rotation.
본 발명의 목적은, 상기 잘라세운 조각을 회전축을 중심으로 하지 않는 반경방향으로 펼쳐서 형성한 것으로 달성할 수 있다.The object of the present invention can be achieved by spreading the cut pieces in a radial direction not centered on the rotation axis.
본 발명의 목적은 상기 전기자 코일의 단자를 상기 잘라 세운부분을 형성하는 것에 의해 형성시킨 절결부를 통하여 스테이터 요크의 전기자 코일을 배설하지 않은 측면으로 인도하고, 그 측면에 갖춰진 구동회로를 구성하는 전자부품측과 전기적으로 접촉하는 것으로 달성할 수 있다.An object of the present invention is to guide the armature coil of the stator yoke to an unexposed side through a cutout formed by forming the cut-out portion of the terminal of the armature coil, and to form a driving circuit provided on the side. This can be achieved by electrical contact with the component side.
무통전시, 계자 마그네트(5)는 잘라세운 조각(33)과 자기(磁氣)적으로 흡인하여 만나서 자기동할 수 있는 위치에 정지하고 있다. 따라서, 통전시 자전 변환소자(30)가 계자 마그네트(5)의 N극 또는 S극을 반드시 검출하고 있기 때문에, 예를들면 N극을 검출하고 있다고 하면 전기자 코일(9-1, 9-2)에 소정방향의 전류를 흘리기 때문에, 소정방향에 계자 마그네트(5)를 회전시킨다. 4분의 1자극 정도 계자 마그네트(5)가 소정방향으로 회전하면 전기자 코일(9-1, 9-2)은 최대 기동토르크를 발생하고, 더욱 같은 방향으로 회전한다. 계자 마그네트(5)가 회전하고 자전 변환소자(30)가 계자 마그네트(5)의 S극 자극을 검출하면 전기자 코일(9-1, 9-2)에 역방향의 전류를 발생하고, 소정방향의 회전 토르크를 얻어 더욱 계자 마그네트(5)를 회전한다.In the non-energized state, the field magnet 5 stops at the position which can magnetically attract, meet, and move magnetically with the cut piece 33. Accordingly, since the magnetoelectric conversion element 30 always detects the N pole or the S pole of the field magnet 5 when energizing, for example, the armature coils 9-1 and 9-2 are assumed to be detecting the N pole. Since the current flows in the predetermined direction, the field magnet 5 is rotated in the predetermined direction. When the field magnet 5 rotates in a predetermined direction, the armature coils 9-1 and 9-2 generate maximum starting torque and rotate in the same direction. When the field magnet 5 rotates and the magneto-electric conversion element 30 detects the S-pole magnetic pole of the field magnet 5, currents in the reverse direction are generated in the armature coils 9-1 and 9-2 and rotated in a predetermined direction. Torque is obtained to further rotate the field magnet 5.
상기의 동작을 되풀이하는 것에 의해 단상 브러시리스 팬모터(8)은 연속회전을 한다. 또 스테이터 요크(6)에 형성한 잘라세운 조각(33)에 의해 스테이터 요크(6)에는, 슬릿(slit) 모양의 절결부(39)가 형성될 수 있기 때문에, 이 절결부(39)등이 절결부(39)와 마주보는 프린트 기판(21)의 바깥 둘레부에 형성한 절결부(40)을 사이에 두고 전기자 코일(9-1, 9-2)의 단자(22)를 프린트 기판(21) 하면(下面)의 프린트 배선 패턴(24)에 인도하여 땜납(41)에 손땜납을 부가하는 것으로, 해당 단자(22)와 구동회로(구동회로용 IC 31)와의 전기적 결선을 용이하게 한다.By repeating the above operation, the single phase brushless fan motor 8 continuously rotates. In addition, since the slit-shaped cutouts 39 can be formed in the stator yoke 6 by the cut pieces 33 formed in the stator yoke 6, the cutouts 39 and the like are formed. The terminal 22 of the armature coils 9-1 and 9-2 is sandwiched between the cutout portions 40 formed on the outer circumference of the printed circuit board 21 facing the cutout portion 39. By handing the solder 41 to the printed wiring pattern 24 on the lower surface, the electrical connection between the terminal 22 and the driving circuit (drive circuit IC 31) is facilitated.
제1도는 본 발명의 제1실시예를 나타낸 축방향 공극형(디스크형) 단상(DC) 브러시리스 팬모터(8)의 분해사시도, 제2도는 상기 팬 모터(8)의 X-Y선 종단면도, 제3도는 자전 변환소자(30)의 배설위치의 배치도, 제4도는 단상 코어레스 스테이터 전기자의 평면도, 제5도는 제4도와 함께 전기자 코일(9-1, 9-2)의 단자(22)를 프린트 기판(21)의 하면(下面)의 구동회로(구동회로용 IC 31)쪽에 인도하기 위한 연결도, 제6도는 계자 마그네트(5)와 단상 배치의 전기자 코일(9-1, 9-2)와의 전개도를 도시한 도면이다. 이하 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예를 나타내는 축방향 공극형 단상 브러시리스 모터(8)를 설명한다.1 is an exploded perspective view of an axial air gap type (disc) single phase (DC) brushless fan motor 8 showing the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the XY line of the fan motor 8; 3 is a layout view of the excretion position of the magnetoelectric conversion element 30, FIG. 4 is a plan view of the single-phase coreless stator armature, and FIG. 5 is a view showing the terminals 22 of the armature coils 9-1 and 9-2 together with FIG. Connection diagram for guiding the lower surface of the printed board 21 to the driving circuit (IC 31 for the driving circuit), FIG. 6 shows the field magnet 5 and the armature coils 9-1 and 9-2 in a single phase arrangement. It is a figure which shows the developed view of wah. Hereinafter, an axial air gap type single phase brushless motor 8 showing a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
축방향의 두께가 얇은 각(角)형의 축방향 공극형 단상 브러시리스[축류(軸流)] 팬모터(8)은 고정자로 되는 벤츄리케이스(venturi case)(10)과 회전자로 되는 회전팬(11)을 가지는 코어레스(coreless)구조의 축방향 공극형 단상 DC 브러시리스 축류 팬모터로 되어 있다. 상기 실시예에서는 팬모터(8)은 평면 사이즈(size)가 종 X횡의 사이즈가 40㎜ × 40㎜로, 축방향의 두께가 10㎜가 되어 있는 지극히 두께가 얇고 소형으로 경량의 편평형 구조로 되어 있다.The axial air gap type single-phase brushless fan motor 8, which has a thin axial thickness, has a venturi case 10, which is a stator, and a rotor, which is a rotor. A coreless axial pore type single phase DC brushless axial fan motor having a fan 11 is provided. In the above embodiment, the fan motor 8 has an extremely thin, compact and lightweight flat structure in which the size of the plane is 40 mm x 40 mm in length X side and 10 mm in axial direction. It is.
상기 팬모터(8)은 그 내부에 凹부를 가지고 벤츄리케이스(10)의 내주(內周)에 반경 내측에 펼쳐서 형성시킨 스테이(stay : 지주(支柱)(12)에 연결시킨 모터수납부(13)을 그 중앙부에 수지로 일체 형성하고 있다. 상기에 의한 벤츄리케이스(10)의 밑부분부의 모터 수납부(13)의 외주(外周)에 회전팬(11)의 임펠라(impellor)(회전날개)(14)에 의해 송풍시켜 오는 바람을 축방향의 아래쪽으로 통하게 하기 위한 유풍(琉風)통과구멍(15)를 형성하고 있다. 32는 로터(rotor) 요크를 나타낸다. 모터 수납부(13)에는 중앙부에 축방향으로 퍼져있는 축연결 하우스(house)(16)을 일체로 형성하고, 상기 축연결 하우스(16)의 상단부에 구슬축연결(17)을 하단부에는 미끄러짐축 연결(18)을 설치하여 회전팬(11)에 고정되게 한 회전축(19)를 스스로 회전하여 동작하는 모양으로 축을 지탱하고, 회전팬(11)을 회전할 수 있는 것처럼 하고 있다. 회전팬(11)은 계자 마그네트(5), 회전축(19)등 로터요크(32)를 제거하여 수지에 의한 일체형성으로 되어 있다.The fan motor 8 has a convex part therein and a motor accommodating part 13 connected to a stay 12 formed by spreading radially inward on the inner circumference of the venturi case 10. ) Is formed integrally with a resin at the center of the impeller (rotary wing) of the rotating fan 11 on the outer circumference of the motor housing 13 at the bottom of the venturi case 10. A wind through hole 15 is formed to allow the wind blown by the air 14 to pass downward in the axial direction, and 32 denotes a rotor yoke. A shaft connection house (16) is formed integrally in the axial direction, and the bead shaft connection (17) at the upper end of the shaft connection house (16) to the lower end by installing a slip shaft connection (18) to rotate The rotating shaft 19 fixed to the fan 11 is rotated by itself to support the shaft in the shape of operating and rotating As it can rotate the fan 11 and the rotating fan 11 is removed by the field magnet (5), rotating shaft 19, such as the rotor yoke 32 is integrally formed by resin.
상기 회전팬(11)은 그 중심이 축연결 하우스(16)의 상부에 위치하는 모양으로 설치되어 있다. 따라서 상기 축연결 하우스(16)의 상부에 구슬축 연결(17)을 설치하여 회전팬(11)의 중심부에 구슬축 연결(17)로 지지연결하고, 축연결 하우스(16) 하단부 위치에는 저가의 미끄러짐축 연결(18)을 설치하는 것으로, 상기 미끄러짐 축연결(18)에 의한 회전축(19)가 경(徑) 방향에 소정각도 이상 쓰러지는 것을 규제하고 있다.The rotating fan 11 is installed in a shape in which the center thereof is located above the shaft connection house 16. Therefore, by installing the bead shaft connection 17 on the upper portion of the shaft connection house 16 to support the connection with the bead shaft connection 17 in the center of the rotating fan 11, the lower end position of the shaft connection house 16 By providing the slip shaft connection 18, the rotating shaft 19 by the said slip shaft connection 18 falls down more than a predetermined angle in the radial direction.
모터수납부(13)에는180도 대칭의 위치에 축방향의 윗방향에 펼쳐진 스테이터 전기자 지지용 지주(20)을 수지에 의한 일체 형성을 하고 있다. 이 지주(20)의 위에 단상코어레스 스테이터 전기자(7)을 이후에 서술하는 방법으로 배설 고정한다. 상기 실시예에서의 코어레스 스테이터 전기자(7)은 전기자 코일 배선 기판을 형성한 두께가 얇은 원테모양의 스테이터 요크[이 실시예에서는 이 스테이터 요크(6)이 전기자 코일 배설기판으로 되어 있다](6)위에 2개의 코어레스 전기자 코일(9-1, 9-2)가 동상(同相) 으로 되어 있는 (동상(同相)통전할 수 있는 것처럼) 단상배치로 배설하여 형성한다.The motor housing portion 13 is integrally formed with resin by a stator armature support post 20 extending in the axial direction at an symmetrical position of 180 degrees. The single-phase coreless stator armature 7 is excreted and fixed on the support 20 in a manner described later. The coreless stator armature 7 in this embodiment is a thin, circular, circular-shaped stator yoke in which an armature coil wiring board is formed (in this embodiment, the stator yoke 6 is an armature coil excrement substrate). The two coreless armature coils 9-1 and 9-2 are disposed in a single phase arrangement in which the two coreless armature coils 9-1 and 9-2 are in phase (as can be in phase conduction).
상기 계자 마그네트(5)의 자로(磁路)를 끝내는 원테모양의 스테이터 요크(6)의 하면에는 그렇게 형성한 투공(25)와 원테모양의 프린트[배선] 기판(21)에 형성한 투공(27)을 일체되게 양면 접착테이프를 사용하여 프린트 기판(21)을 접착 고정하여, 단상 코어레스 스테이터 전기자(7)을 형성하고 있다.Perforations 25 formed on the bottom surface of the circular-shaped stator yoke 6 which finishes the path of the field magnet 5 and the perforations formed on the circular-shaped printed [wiring] substrate 21 are formed. ), The printed circuit board 21 is adhesively fixed by using a double-sided adhesive tape to form a single-phase coreless stator armature 7.
코어레스 전기자 코일(9-1, 9-2)는 효율이 양호한 축방향 공극형 단상 DC 브러시리스축류 팬모터(8)을 형성하기 때문에, 반지름 방향에 늘어난 발생 토르크에 기여하는 유효도체부(9a 와 9b)와의 열려진 각이 계자 마그네트(5)의 한자극축과 같은 열려진 축, 즉 π(π는 전기각으로 180도의 각도로 한다) 열려진 각에 형성한 공심형의 것으로 되어 있고, 단상 코어레스 스테이터 전기자(7)을 형성하기 때문에 서로 180도 대칭의 스테이터 요크(6)면에 집착하고 있다.Since the coreless armature coils 9-1 and 9-2 form a highly efficient axial void single-phase DC brushless axial fan motor 8, the effective conductor portion 9a which contributes to the generated torque increased in the radial direction. And 9b) have an open axis formed in the same open axis as that of the magnetic pole of the field magnet 5, π (π is 180 degrees in electrical angle), and a single-phase coreless stator. Since the armature 7 is formed, it is attached to the stator yoke 6 surfaces symmetric with each other by 180 degrees.
상기 코어레스 전기자코일이란 것은 상기 전기자코일(9-1, 9-2)를 권선형성한 목적의 것 즉, 도선을 감기 위한 철심(자성체)을 갖추지 않은 것을 망한다. 도선을 감기 위한 권심이라도 비자성체로 할 수 있는 것은, 상기 코어레스 전기자 코일을 말한다. 즉, 이 경우 철심등의 자성체 권심은 전기자코일(9-1, 9-2)에 통전한 경우 해당 자성체 권심 그것이 N극 또는 S극의 작용을 하는 기능을 가진 것이기 때문에 상기 기능을 가지지 않은 단순한 자성체가 전기자코일(9-1, 9-2)중에 있다고 하더라도 상기 전기자코일(9-1, 9-2)는 코어레스 전기자 코일에 속한다.The coreless armature coil is intended for the purpose of winding the armature coils 9-1 and 9-2, that is, having no core (magnetic material) for winding the conductor. The coreless armature coil can be made of a nonmagnetic material even if the core for winding the conductor is wound. That is, in this case, the magnetic core, such as iron core, is a simple magnetic body that does not have the above-mentioned function because the magnetic core has the function of acting as the north pole or the south pole when the magnetic core is energized to the electric magnetic coils 9-1 and 9-2. Although the armature coils 9-1 and 9-2 are in the armature coils 9-1 and 9-2, they belong to the coreless armature coil.
또, 스테이터 요크(6)에는 상기 투공(25) 이외에 상기 투공(27)에서 45°각도만큼 주(周) 방향에 떨어진 위치에 있는 전기자코일(9-1)의 반지름 방향에 펼쳐진 유효도체부(9b)와 마주보는 스테이터요크(6) 위치에 제3도에 나타난 위치검지소자로서 기능하는 홀(hall) 소자와 홀 IC 등의 자전변환 소자(30)를 수납하기 위한 자전변환 소자 수납공(35)를 형성하고, 프린트기판(21)의 상면에 배설한 자전변환소자(30)을 상기의 자전변환소자 수납공(35)에 수납하고 있다. 자전변환소자 수납공(30)을 180도 대칭의 스테이터요크(6) 위치에 2개소에 형성하고 있는 것은, 그 자전변환소자 수납공(35)에 의해 발생하지 않는 장해가 되는 정(靜)코깅토르크(cogging torque)의 발생을 상쇄하기 위한 것으로 회전바란스(balance)를 좋게 하기 위함이다. 따라서 한쪽의 자전변환소자 수납공(35)에는 자전변환 소자(30)은 수납하지 않았다.In addition, the stator yoke 6 has an effective conductor portion that extends in the radial direction of the armature coil 9-1 at a position apart from the perforation 25 in the main direction by a 45 ° angle from the perforation 27 ( A magnetoelectric conversion element accommodation hole 35 for accommodating a magnetoelectric conversion element 30 such as a hall element and a hall IC which functions as a position detection element shown in FIG. 3 at the position of the stator yoke 6 facing 9b). ), And the magnetoelectric conversion element 30 disposed on the upper surface of the printed circuit board 21 is housed in the magnetoelectric conversion element accommodation hole 35 described above. The two positions of the magnetoelectric conversion element accommodation hole 30 at the 180 ° symmetrical stator yoke 6 positions are positive cogging which is not an obstacle caused by the magnetoelectric conversion element accommodation hole 35. This is to offset the generation of the cogging torque and to improve the balance of rotation. Therefore, the magnetoelectric conversion element 30 was not accommodated in one of the magnetoelectric conversion element accommodation holes 35.
프린트기판(21)의 하면에는 구동회로(통전제어회로)용 IC(31)을 2개 배설하는 것과 함께, 프린트기판(21)에 형성한 도면에 없는 도전 배선패턴과 납을 부착하는 것에 의해 전기적으로 접속하여 고정하고 있다. 더구나, 상기 실시예에서는 구동회로용 IC(31)은 1개만 형성해도 양호하지만, 다른 모터로의 전용을 도모할 수 있는 모양에 2개 분할한 것을 사용하고 있다.The lower surface of the printed circuit board 21 is provided with two ICs 31 for driving circuits (conduction control circuits), and a conductive wiring pattern and lead which are not shown in the drawing formed on the printed circuit board 21 are attached to each other. Is connected and fixed. In addition, in the above embodiment, only one driving circuit IC 31 may be formed. However, two divided circuits are used in such a manner as to be dedicated to other motors.
상면에 1개의 자전변환소자(30)을 배설하고, 상면에 통전제어회로용 IC(31)을 배설한 프린트기판(21)을, 상면에 2개의 전기자코일(9-1, 9-2)를 배설한 스테이터 요크(6)의 하면에 접착제를 사용하여 고정한 것으로 코어레스 스테이터 전기자(7)을 형성하고, 이 코어레스 스테이터 전기자(7)을 경(徑)방향에 펼쳐진 축방향의 공극(36)을 사이에 둔 회전팬(11)에 고정한 교대로 N극, S극의 영구자석을 가진 4극의 플래트(flat)의 계자 마그네트(5)와 상대적 회전을 하는 것처럼 면대향 되는 것으로, 계자 마그네트(5)의 자계내에 자전변환소자(30)등 단상배치의 코어레스 스테이터 전기자(7)을 배치하고 있다.One magnetoelectric conversion element 30 is disposed on the upper surface, and the printed circuit board 21 having the IC 31 for the energization control circuit is disposed on the upper surface, and two armature coils 9-1 and 9-2 are disposed on the upper surface. The coreless stator armature 7 is formed by fixing an adhesive to the lower surface of the stator yoke 6 to be removed, and the coreless stator armature 7 extends in the radial direction in the axial direction 36. The magnetic field magnets are face-to-face as if they are rotated relative to the field magnets 5 of a 4-pole flat with alternating magnets of the N and S poles alternately fixed to the rotating fan 11. In the magnetic field of 5), the coreless stator armature 7 of the single phase arrangement such as the magnetoelectric conversion element 30 is arranged.
신주, 알루미늄, 수지재등의비자성체로 할 수 있는 나사(23)을 계자 마그네트(5)의 자로(磁路)를 끝내는 원테모양의 스테이터요크(6)[상기 실시예에서는, 이 스테이터요크(6)이 전기자 코일 배설기판으로 되어 있다]에 형성한 투공(25)등 원테모양의 프린트[배선] 기판(21)에 형성한 투공(27)을 사이에 두고 사이 지주(20)의 정상부의 나사구멍(28)에 나사를 삽입하고, 스테이터전기자(7)을 상기 지주(20)의 위에 배설 고정하는 것으로, 계자마그네트(5)의 자계내에 단상 배치의 코어레스전기자(7)을 고정한다.Wedge-shaped stator yoke 6 which ends the magnetic path of the magnet 5 with a screw 23 which can be made of non-magnetic material such as column, aluminum, resin material, etc. [In this embodiment, the stator yoke ( 6) is made of an armature coil excrement board], such as the perforation 25 formed in the armature coil excrement substrate, the screw of the top of the strut 20 between the perforations 27 formed in the circular-shaped printed [wiring] substrate 21 therebetween. A screw is inserted into the hole 28 and the stator armature 7 is disposed on and fixed on the support 20 to fix the coreless armature 7 in the single phase arrangement in the magnetic field of the field magnet 5.
상기 스테이터 요크(6)의 형성한 투공(25)는 후기 설명하는 자기동처리 수단에 의해 얻어지는 사점 탈출용 릴럭턴스 토르크를 상쇄하지 않는 모양으로 전기자코일(9-1, 9-2)의 발생토르크에 기여하는 유효도체부(9a)에서 반(反) 화살표 방향(A)로 향하여 45도의 각도만큼 주(周)방향에 틀어진 위치에 형성하고 있다. 이런 위치에 투공(25)를 형성하는 것으로 관련된 납공(25)에 의하여 발생하는 장해로 되는 정(靜) 코깅토르크를 발생시키지 않는다.The perforations 25 formed in the stator yoke 6 do not cancel dead point escape reluctance torque obtained by the magnetic copper processing means described later, and generate torque of the electric magnets 9-1 and 9-2. In the effective conductor part 9a which contributes to the direction, it forms in the position twisted in the main direction by the angle of 45 degree toward anti-arrow direction A. As shown to FIG. The formation of the perforations 25 in such a position does not generate static cogging torque which becomes an obstacle generated by the related lead holes 25.
비자성체나사(23)에 대신하여 철나사등의 자성체나사를 사용하는 것을 가능하게 한다.It is possible to use magnetic screws such as iron screws in place of the non-magnetic screws 23.
단상 브러시리스모터에 있어서는 자기동처리 수단을 설치하지 않으면 가끔 단상 브러시리스모터가 사점(3-1, 3-2)의 위치에서 정지하고 있으므로, 이때 자전변환소자(30)은 계자마그네트(5)의 N극 자극과 S극 자극 중간에 무자극부를 검출하고 있기 때문에 자전변환소자(30)에서 출력신호가 나오지 않는다. 또, 전기자코일(9-1, 9-2) 자체에 통전하더라도 회전 토르크를 발생할 수가 없는 상태 배치에 있기 때문에, 전기자코일 9-1, 9-2에 통전하더라도 해당 단상 브러시리스모터가 자기동하지 않는 결점이 있다.In the single-phase brushless motor, if the magnetic copper processing means is not provided, the single-phase brushless motor sometimes stops at the dead points 3-1 and 3-2. At this time, the magnetoelectric conversion element 30 is the field magnet 5. Since the non-stimulation portion is detected between the N pole magnetic poles and the S pole magnetic poles, the output signal does not come out of the magnetoelectric conversion element 30. In addition, since the rotating torque cannot be generated even when the electric coils 9-1 and 9-2 are energized themselves, the single-phase brushless motor does not operate even when the electric coils 9-1 and 9-2 are energized. Does not have the drawbacks.
상기 결점으로 단상 브러시리스 모터에서는 계자마그네트(5)[회전팬(11)]의 정지위치에 관계없이 전기자코일(9-1, 9-2)에 통전한다면 반드시 해당 계자마그네트(5)가 확실히 자기동회전하는 것처럼 하지 않으면 안된다. 즉, 상기 전기자코일(9-1, 9-2)의 통전절환점인, 제8도에서는 전자(電磁) 토르크 곡선(1)에 있어서 토르크가 0이 되는 소위 사점(3-1, 3-2)에 있어서 사점 탈출용 토르크를 얻어서 상기 계자 마그네트(5)가 상기 사점(3-1, 3-2) 위치에서 구속되지 않는 모양으로 하지 않으면 안된다.As a result of the above drawback, in the single-phase brushless motor, the magnetic field magnet 5 is surely magnetic if the electric field coils 9-1 and 9-2 are energized regardless of the stop position of the field magnet 5 (rotary fan 11). It must be as if it is rotating. That is, in FIG. 8, which is the energization switching point of the armature coils 9-1 and 9-2, the so-called dead points 3-1 and 3-2 in which the torque becomes zero in the electromagnetic torque curve 1 are shown. ), The dead spot escape torque must be obtained so that the field magnet 5 is not restrained at the dead spots 3-1 and 3-2.
그래서, 단상 브러시리스팬 모터(8)을 단상통전구조로 한 이유는, 저가로 형성할 수 있기에, 사전 탈출용 토르크를 얻을 목적의 자기동처리 수단을 만드는 것이 고가로 되어서는 본래의 취지에서 벗어나 버린다.Therefore, since the single-phase brushless fan motor 8 has a single-phase energizing structure, since it can be formed at low cost, it is necessary to make a magnetic copper processing means for the purpose of obtaining a pre-escape torque. Throw it away.
그래서, 상기 실시예의 단상 브러시리스 팬모터(8)에서는 사점 탈출토르크를 얻는 수단으로서 원래 스테이터 전기자(7)을 구성하는 스테이터 요크(6)를 개량하여 스테이터 요크(6)에 자기동처리 수단으로서의 기능을 가지게 하는 모양으로 하고 있다.Therefore, in the single-phase brushless fan motor 8 of the above embodiment, the stator yoke 6 that originally constitutes the stator armature 7 as a means for obtaining dead spot escape torque is improved to serve as a magnetic copper processing means for the stator yoke 6. I have a form to have.
즉, 본 발명에서는 사점(3-1, 3-2) 위치에서 상기 계자마그네트(5)의 2분의 1 자극 떨어진 각도(45도)의 범위이내 위치에 있어서 상기 스테이터 요크(6)의 일부를 잘라세우고 잘라 세운 조각(33)을 형성하고 해당 자기동 처리수단으로서의 잘라세운 조각(33)에 의한 상기 계자 마그네트(5)가 사점(3-1, 3-2) 위치에서 구속되지 않는 것으로 하기 때문에 사점 탈출 토르크의 릴럭턴스토르크를 얻는 모양으로 하고 있다.That is, in the present invention, a part of the stator yoke 6 is positioned at a position within a range of an angle (45 degrees) that is 1/2 the magnetic pole of the field magnet 5 from the dead point 3-1, 3-2 position. Since the field magnets 5 formed by the cut-out pieces 33 as the corresponding magnetic copper processing means are not restrained at the dead points 3-1 and 3-2. It is supposed to obtain the reluctance torque of the deadline escape torque.
상기 실시예의 단상 브러시리스 팬모터에서는 전기자코일(9-1, 9-2)의 발생토르크에 기여하는 도체부(9a) 위치에서 상기 계자 마그네트(5)의 것과 표시(A)에서 나타난 회전방향과는 역의 반(反) 화살표 A방향으로 향하여 계자 마그네트(5)의 4분의 1 자극 떨어진 각도(22.5도)의 위치에 있어서 스테이터 요크(6)의 일부를 잘라세우고 잘라세운 조각(33)을 형성하고 상기 잘라세운 조각(33)에 의하여 상기 계자 마그네트(5)가 사점(3-1, 3-2)위치에서 구속되지 않는 모양으로 하는 목적의 사점 탈출 토르크 발새용의 릴럭턴스 토르크를 얻는 모양으로 하고 있다.In the single-phase brushless fan motor of the above embodiment, the direction of rotation of the field magnet 5 and that of the field magnet 5 at the position of the conductor portion 9a contributing to the generated torque of the armature coils 9-1 and 9-2, and Cuts a part of the stator yoke 6 at the position of a quarter pole of the field magnet 5 (22.5 degrees) toward the inverse anti-arrow A direction and cuts off the cut piece 33 Formed and shaped to obtain reluctance torque for dead-spot escape torque for the purpose of making the field magnet 5 unconstrained at dead spots (3-1, 3-2) by means of the cut pieces (33). I am doing it.
상기한 위치에 잘라 세운조각(33)을 형성하면 제6도에 도시한 것처럼 점선으로 표시한 계자마그네트(5)와 전기자코일(9-1, 9-2)와의 대응관계로 나타난 모양으로, 무통전시 계자마그네트(5)는 잘라세운 조각(33)이 상기 계자마그네트(5)의 N극 또는 S극의 자극 중앙부와 자기적으로 균형잡힌 위치에 정지한다.When the cut pieces 33 formed at the above positions are formed, as shown in FIG. 6, the magnetic field magnets 5 shown in dotted lines and the armature coils 9-1 and 9-2 are shown in a correspondence relationship. The display field magnet 5 stops at the position where the cut pieces 33 are magnetically balanced with the magnetic pole center portion of the north pole or the south pole of the field magnet 5.
상기 잘라세운 조각(33)에서 4분의 1자극 각도 만큼 주(周)방향으로 틀어진 위치에 전기자코일(9-1, 9-2)가 배설되어 있기 때문에 자전변환소자(30)은 확실히 계자마그네트(5)의 N극 또는 S극 자극을 검출할 수 있고, 즉, 자전변환소자(30)은 사점(3-1, 3-2)와 마주보지 않기 때문에 또, 전기자코일(9-1, 9-2)도 토르크를 발생할 수 있는 위치에 존재하기 때문에 상기 자전변환 소자(30)에서 출력신호가 얻어지고, 이 신호를 전기자코일(9-1, 9-2)에 통전할 수 있고, 상기 전기자코일(9-1, 9-2)에 의하여 표시(A) 방향의 회전토르크를 얻을 수가 있고, 계자마그네트(5)를 표시(A) 방향으로 회전되게 할 수가 있다.Since the armature coils 9-1 and 9-2 are disposed at positions twisted in the circumferential direction by a quarter magnetic pole angle in the cut pieces 33, the magneto-electric conversion element 30 is surely a magnetic field magnet. The N pole or the S pole stimulation of (5) can be detected, i.e., since the magnetoelectric conversion element 30 does not face dead centers 3-1 and 3-2, the armature coils 9-1 and 9 -2) also exists at a position where torque can be generated, an output signal is obtained from the magnetoelectric conversion element 30, and the signal can be energized to armature coils 9-1 and 9-2, and the armature By the coils 9-1 and 9-2, the rotational torque in the display A direction can be obtained, and the field magnet 5 can be rotated in the display A direction.
발라세운 조각(33)을 180도 대칭의 동상위치에 2개소 만들은 것은, 기계적인 회전진동을 작게 하여 회전팬(11)이 순조로운 동시에 조용히 게다가 사점 탈출용의 큰 릴럭턴스토르크를 얻어 확실히 자기동 회전할 수 있는 모양으로 하는 목적이지만, 1개소 만드는 것만으로도 양호하다.The two pieces of the sculpture 33 are placed at 180 degrees symmetrical in symmetrical position, which reduces the mechanical rotational vibration and makes the rotation fan 11 smooth and quiet, and also obtains a large reluctance torque for dead spot escape. It is the purpose to make the shape to be able to rotate, but it is good just to make one place.
더구나 전기자코일(9-1, 9-2)에서 주(周)방향의 도체부(9c, 9d)는 발생토르크에 기여하지 않는 도체부분으로 토르크의 발생에 기여하는 도체부분은 반지름 방향에 펼쳐진 도체부(9a, 9b)이기 때문에 상기 도체부(9a)를 기준으로 상기 각도(기계각에서, 22.5도)만큼 반(反) 화살표 A방향으로 향하여 주(周)방향으로 떨어진 위치에서 상기 잘라 세운 조각(33)을 형성하고 있지만, 이 잘라세운 조각(33)과 동상위치는 다르게 제4도에 도시한 점선둘레부(37, 38) 위치가 있기 때문에 관련된 위치(37, 38)에 잘라세운 조각(33)을 형성하더라도 좋지만, 동상 위치의 1이상의 개소를 고르고 잘라 세운 조각(33)을 형성하여도 좋다.Furthermore, the conductor portions 9c and 9d in the main direction in the armature coils 9-1 and 9-2 are conductor portions which do not contribute to the generated torque, and the conductor portions which contribute to the generation of torque are the conductors that extend in the radial direction. Since it is 9a, 9b, the said cut-up piece in the position separated in the main direction toward the anti-arrow A direction by the said angle (22.5 degree from a machine angle) with respect to the said conductor part 9a. (33), but the cut pieces 33 and the in-phase position differ from the cut pieces 33 and 38 in the related positions 37 and 38 because the dotted line circumferences 37 and 38 are shown in FIG. 33) may be formed, but one or more locations at the frostbite position may be selected and cut to form a sculpture 33.
그러나, 점선둘레부(37, 38) 위치는 전기자코일(9-1, 9-2)의 내부 위치에 있고, 이런 위치는 확실히 자기동할 수 있는 그런 크기의 자기동용 릴럭턴스 토르크를 얻기 때문에 잘라세운 조각(33)을 경(徑) 방향으로 길게 펼쳐서 형성할 수 없기 때문에, 상기 실시예에서는 상기에서 한 스테이터 요크(6)위치에 잘라 세운조각(33)을 형성하고 있다.However, the dotted line 37, 38 positions are at the inner positions of the armature coils 9-1, 9-2, and these positions are cut off because they obtain a magnetically operated reluctance torque of such a size that can be reliably magnetized. Since the upright piece 33 cannot be formed by extending it in the radial direction, in the above embodiment, the upset piece 33 is formed at the stator yoke 6 position described above.
잘라 세운 조각(33)은 확실히 자기동할 수 있는 모양으로 하기 위함과 동시에 충분한 크기의 자기동용의 릴럭턴스 토르크를 얻는 모양으로 하기 때문에 계자 마그네트(5)의 N자극과 S극 자극과의 경계부와 평행으로 상대적으로 통과하는 모양으로 형성하고 있다.Since the cut pieces 33 are shaped to be able to move magnetically and at the same time to obtain a reluctance torque for self-magnification of sufficient size, the boundary between the N-pole and the S-pole magnetic pole of the field magnet 5 and It is formed in the shape of passing relatively in parallel.
즉, 상기 실시예에서는, 잘라세운 조각(33)은 회전축(19)를 중심으로 하는 반지름 방향으로 길게 펼쳐서 형성하고 있다. 잘라세운 조각(33)의 경(徑)방향의 길이, 축방향의 높이는, 즉, 형성하는 갯수는, 단상 브러시리스팬모터(8)의 사양에 응하여 알맞게 선택된다.That is, in the said embodiment, the cut piece 33 is extended and formed in the radial direction centering on the rotating shaft 19, and is formed. The length in the radial direction and the height in the axial direction of the cut pieces 33, that is, the number to be formed are appropriately selected in accordance with the specifications of the single-phase brushless fan motor 8.
잘라 세운 조각(33)을 형성한 위치는 제8도의 1, 2, 4에서 분명한 모양의 전자토르크 곡선(2)의 최대토르크가 얻어지는 위치에서 4분의 1자극 축의 각도(기계각에서 22.5도)만큼 반(反) 화살표 A 방향으로 향하여 주(周)방향에 떨어진 위치에서 잘라세운 조각(33)에 의한 사점탈출용의 릴럭턴스 토르크가 발생하여 릴럭턴스토르크곡선(4)가 얻어지는 위치에 배치하는 것이 가장 바람직하기 때문에, 상기 실시예에서는 그렇게 한 조건에 일치하는 위치에 잘라 세운 조각(33)을 형성하고 있다.The position where the cut pieces 33 are formed is the angle of the quarter stimulus axis (22.5 degrees from the machine angle) at the position where the maximum torque of the electromagnetic torque curve 2 of the shape apparent in Figs. 1, 2, and 4 is obtained. The reluctance torque for dead-spot escape by the piece 33 cut | disconnected at the position which fell in the main direction toward the anti-arrow A direction by this generate | occur | produces, and arrange | positions it in the position where the reluctance torque curve 4 is obtained. Most preferably, in the above embodiment, the pieces 33 cut and formed at positions corresponding to such conditions are formed.
더구나, 전기자코일(9-1, 9-2)에 통전하는 것으로 얻어지는 전자(電磁) 토르크 곡선(1)의 볼록한 중앙부분이 가장 큰 전자(電磁) 토르크가 얻어지는 위치로, 이 부분이 전기자코일(9-1, 9-2)의 발생토르크에 기여하는 유효도체부(9a) 또는 (9b) 위치이다. 상기 부분(9a) 또는 (9b)에서 사점 탈출용 릴럭턴스가 발생하게 하는 것이지만, 릴럭턴스 토르크 곡선(4)를 얻는 것이 바람직한 그런 착각을 일으킬지도 모를 것이다.Moreover, the convex center part of the electromagnetic torque curve 1 obtained by energizing the electric coils 9-1 and 9-2 is the position where the largest electromagnetic torque is obtained, and this part is the electric coil ( The positions of the effective conductor portions 9a or 9b contributing to the generated torque of 9-1 and 9-2. Although the dead point escape reluctance occurs in the portions 9a or 9b, it may cause such an illusion to obtain the reluctance torque curve 4.
그러나, 상기 위치는 전기자코일(9-1, 9-2)의 발생토르크에 기열하는 유효도체부(9a) 또는 (9b)가 있고, 잘라세운 조각(33)을 형성할 수 없다, 또, 관련된 부분은 사점(3-1, 3-2)위치와 지극히 가까운 위치라도 있고, 단상 디스크형 브러시리스 팬모터(8)이 자기동 할수 없게 되는 경우가 있기 때문에 상기한 위치에 잘라 세운 조각(33)을 형성하고 있다.However, the position includes an effective conductor portion 9a or 9b which is based on the generated torque of the armature coils 9-1 and 9-2, and the cut pieces 33 cannot be formed. The part concerned may be at a position extremely close to the dead point (3-1, 3-2) position, and the single-phase disc-shaped brushless fan motor 8 may not be able to move automatically. ).
더구나, 잘라세운 조각(33)은 상기 전기자코일(9-1, 9-2)의 통전절환점이고, 사점(3-1, 3-2) 위치에서 0 θ π/2(π는 전기각으로 180도 각도, 4극의 계자마그네트(5)를 사용하는 경우는, 기계각 80도 = π로 된다)의 배치각 θ위치에 사점탈출 토르크를 얻는 목적의 잘라 세운 조각(33)을 형성하고 상기 계자 마그네트(5)가 상기 사점(3-1, 3-2) 위치에서 구속되지 않는 탈출토르크을 얻는 것으로 해도 좋다.Moreover, the cut pieces 33 are the energizing switching points of the armature coils 9-1 and 9-2, and 0 θ π / 2 (π is 180 degrees at an electric angle at positions of dead centers 3-1 and 3-2). In the case of using the magnetic field magnet 5 having a four degree angle and four poles, a cut piece 33 for the purpose of obtaining dead spot escape torque is formed at the position θ of the machine angle of 80 degrees = π). The magnet 5 may obtain an escape torque that is not restrained at the dead points 3-1 and 3-2.
단상 코어레스 스테이터에서는, 상기 결점을 해소하기 위하여 제5도에 도시한 것처럼 스테이터 요크(6)에 형성한 잘라 세운 조각(33)에 의해서 스테이터 요크(6)에는, 슬릿(slit) 형태의 절결부(39)를 형성할 수 있기 때문에 상기 절결부(39)등이 절결부(39)와 마주보는 프린트 기판(21)의 외주(外周)에 따르기도 하는 스페이스(space)적 여유가 없는 여러가지에 의해 발생하는 종래의 결점을 해소하고 있고, 또, 단자(22)를 통하기 때문에 스테이터 요크(6)에 형성하지 않으면 이룰수 없었던 절결부를 형성하지 않는 것처럼 하여 장해가 되는 정(靜) 코깅 토르크의 발생을 막고 있다.In the single-phase coreless stator, the slit-shaped cutout portion is formed in the stator yoke 6 by the cut pieces 33 formed in the stator yoke 6 as shown in FIG. Since the cutouts 39 can be formed, the cutouts 39 and the like can be formed by various kinds of spaces that do not conform to the outer periphery of the printed board 21 facing the cutouts 39. The conventional defects that occur are eliminated, and since they pass through the terminal 22, it is possible to prevent the generation of static cogging torques by preventing the cutouts that could not be achieved unless they are formed in the stator yoke 6. Blocking.
제6도는 계자 마그네트(5)와 단상 배치의 전기자코일(9-1, 9-2)와의 전개도이고, 전기자코일(9-1, 9-2)는 발생토르크에 기여하는 유효도체부(9a 와 9b)의 열린각폭은 계자 마그네트(5)의 일자극폭은, 계자마그네트(5)의 일자극폭(기계각으로, 90도, 전기각으로 180도)의 각도폭에 형성되고 있고, 기계각으로 180도 피치(pitch)의 등간격 배치에 배설되어 있는 것이 분명하게 된다.6 is an exploded view of the field magnet 5 and the armature coils 9-1 and 9-2 in a single phase arrangement, and the armature coils 9-1 and 9-2 are formed of an effective conductor portion 9a contributing to the generated torque. 9b), the angular width of the field magnet 5 is formed at the angular width of the field magnet 5 at the angular width of the field magnet 5 (90 degrees as the mechanical angle and 180 degrees as the electrical angle). Therefore, it becomes clear that it is arrange | positioned at equal interval arrangement of 180 degree pitch.
전기자코일(9-1)의 발생토르크에 기여하는 유효도체부(9a)의 단자(22)는 2개의 구동회로용 IC(31)에 의하여 구성도는 반도체정류장치(구동회로 전류(轉流)) 장치하고도 말한다)(42)의 PNP 형의 트랜지스터(transistor)(43)의 콜렉터(collector) 회로와 NPN형 트랜지스터(44)의 콜렉터 회로와의 접속점에 전기적으로 접속하고 있다. 전기자코일(9-2)의 다른 방향의 발생토르크에 기여하는 유효도체부(9b)의 단자(22)는 반도체 정류장치(42)내의 PNP형 트랜지스터(45)의 콜렉터 회로와 NPN형 트랜지스터(46)의 콜렉터 회로와의 전기적인 접속을 하고 있다.The terminal 22 of the effective conductor portion 9a, which contributes to the generated torque of the armature coil 9-1, is constituted by two driving circuit ICs 31. The semiconductor rectifier (drive circuit current) And the collector circuit of the PNP transistor 43 of the PNP type transistor 42 and the collector circuit of the NPN transistor 44 are electrically connected to each other. The terminal 22 of the effective conductor portion 9b, which contributes to the generation torque in the other direction of the armature coil 9-2, is the collector circuit of the PNP transistor 45 in the semiconductor stop 42 and the NPN transistor 46. Is connected to the collector circuit.
전기자코일(9-1)의 다른 방향의 발생토르크에 기여하는 유효도체부(9b)의 단자와 전기자코일(9-2)의 보통의 발생토르크에 기여하는 도체부(9a)의 단자와를 전기적으로 접속하고 있다. 트랜지스터(37) 및 (45)의 에미터회로를 전기적으로 접속하고, +쪽 전원단자(47)측에 전기적으로 접속한다.The terminal of the effective conductor portion 9b contributing to the generating torque in the other direction of the armature coil 9-1 and the terminal of the conductor portion 9a contributing to the normal generating torque of the armature coil 9-2 are electrically connected. You are connected to The emitter circuits of the transistors 37 and 45 are electrically connected, and are electrically connected to the + power supply terminal 47 side.
트랜지스터(44) 및 (46)의 에미터회로를 전기적으로 접속하고, -측 전원단자(48)측에 전기적으로 접속한다. 트랜지스터(43) 및 (46)의 베이스(base) 회로를 전기적으로 접속하고, 자전변환소자(이 경우, 4단자 홀소자를 사용)(30)의 보통의 출력단자(49-1)측에 전기적으로 접속하고, 트랜지스터(44) 및 (45)의 베이스회로 같은 일을 전기적으로 접속하고, 자전변환 소자(30)의 다른 방향의 출력단자(49-2)측에 전기적으로 접속하고 있다.The emitter circuits of the transistors 44 and 46 are electrically connected, and are electrically connected to the negative side power supply terminal 48 side. The base circuits of the transistors 43 and 46 are electrically connected and electrically connected to the ordinary output terminal 49-1 side of the magnetoelectric conversion element (in this case, a four-terminal Hall element). It connects and electrically connects the same thing as the base circuit of the transistors 44 and 45, and is electrically connected to the output terminal 49-2 side of the magnetoelectric conversion element 30 in the other direction.
제6도에 있어서 점선으로 나타낸 계자 마그네트(5)는 무통전시 잘라세운 조각(33)과 계자 마그네트(5)가 전기적으로 흡인하여 만나 안정하게 계자 마그네트(5)가 정지하고 있는 상태를 보인다. 상기 계자 마그네트(5)의 위치는 제6도의 전개도에서도 분명하지만, 자전변환소자(30)이 계자 마그네트(5)의 N극 또는 S극의 자극을 반드시 검출하고 있는 상태이기 때문에, 확실히 브러시리스 팬모터(8)을 자기동할 수 있는 것으로 된다.In Fig. 6, the field magnet 5 shown by the dotted line shows the state in which the field magnet 5 is stopped when the piece 33 and the field magnet 5 are electrically attracted to each other and stably meet. Although the position of the field magnet 5 is obvious in the development view of FIG. 6, the brushless fan is certainly because the magneto-electric conversion element 30 is in a state of detecting the magnetic pole of the N pole or the S pole of the field magnet 5 necessarily. The motor 8 can be moved by itself.
따라서, 제6도를 참조하여 자전변환소자(30)이 점선으로 보인 계자마그네트(5)의 N극의 자극을 검출하고 있기 때문에 보통 출력단자(49-1)을 사이에 두고 트랜지스터(43) 및 (46)을 통전하고, 전기자코일(9-1, 9-2)에 화살표 A 방향의 전류를 흘려 화살표 방향의 회전토르크가 얻어지기 때문에, 계자 마그네트(5)[회전팬(11)]를 화살표 A 방향으로 회전시키는 것을 할 수 있다.Therefore, referring to FIG. 6, since the magneto-electric conversion element 30 detects the magnetic pole of the N pole of the field magnet 5 shown by the dotted line, the transistor 43 and the output terminal 49-1 are usually interposed therebetween. Since the electric power of 46 is supplied to the armature coils 9-1 and 9-2, and the rotating torque in the direction of the arrow is obtained, the field magnet 5 (rotating fan 11) is arrowed. It can rotate in A direction.
4분의 1자극 정도 계자 마그네트(5)[회전팬(11)]가 화살표 A방향으로 회전한다면, 전기자코일(9-1, 9-2)는 제5도에 있어서 실선으로 보인 계자마그네트(5)와 대향하여 최대 기동토르크를 발생한다. 최초에서 최대 기동토르크를 발생시키는 것으로 한다면, 기동시의 손실이 실제에는 효율이 악화되지만, 이렇게 4분의 1자극의 각도만큼 계자마그네트(5)가 호전한 후에 최대 기동토르크를 발생하는 것처럼 하면 기동시의 손실이 없고, 효율이 좋은 단상 브러시리스 팬모터(8)을 얻을 수 있다.If the magnetic field magnet 5 (rotating fan 11) rotates in the direction of arrow A, about one quarter of the magnetic poles, the electric magnetic coils 9-1 and 9-2 are the magnetic field magnets 5 shown in solid lines in FIG. To generate maximum starting torque. If the initial starting torque is generated at first, the loss at the start is actually deteriorated. However, if the field magnet 5 improves by the quarter stimulus angle, the maximum starting torque is generated. There is no loss of time, and the single-phase brushless fan motor 8 with high efficiency can be obtained.
최대 기동토르크가 얻어진 후에 더욱 계자마그네트(5)가 회전하고 자전변환소자(30)이 계자마그네트(5)의 S극 자극을 검출하고, 다른 방향의 출력단자(49-2)를 사이에 두고 트랜지스터(44) 및 (45)를 통전하고, 전기자코일(9-1)(9-2)에 역방향의 전류를 흘리면 화살표(A) 방향의 회전토르크가 얻어지기 때문에, 계자마그네트(5)[회전팬(11)]이 화살표(A) 방향으로 더욱 회전한다. 상기 동작을 되풀이하는 것으로, 단상 브러시리스 팬모터(8)은 연속 회전을 한다.After the maximum starting torque is obtained, the field magnet 5 further rotates, and the magneto-electric conversion element 30 detects the S-pole magnetic pole of the field magnet 5, with the output terminal 49-2 in the other direction interposed therebetween. By energizing (44) and (45) and passing a reverse current through the armature coils 9-1 and 9-2, the rotation torque in the direction of the arrow A is obtained. (11)] further rotates in the direction of the arrow (A). By repeating the above operation, the single phase brushless fan motor 8 continuously rotates.
제7도는 본 발명의 제2실시예의 디스크(disc)형 브러시리스 팬모터(8)에 쓰이는 단상 코어레스스테이터전기자(7-1)의 평면도를 보인다.7 shows a plan view of the single-phase coreless stator armature 7-1 used in the disc type brushless fan motor 8 of the second embodiment of the present invention.
이 단상코어레스 스테이터전기자(7-1)에 있어서, 스테이터요크(21-1)에 형성한 자기동처리수단으로서 잘라 세운 조각(33-1)은, 제1실시예의 잘라 세운 조각(33)의 모양으로 회전축(19)을 중심점으로 하는 가상중심선(18)에 따라서 펼쳐 형성되지 않고, 중심점으로 되는 회전축(19)을 제거한 가상중심선(18)에 따라서 똑바로 펼쳐 형성하지 않고, 중심점으로 되는 회전축(19)을 제거한 가상중심선(50)의 임의점을 기준중심점으로서 반지름 방향으로 펼쳐서 형성한 것으로 되어 있다. 즉 잘라세운 조각(33-1)은, 잘라세운 조각(33)에 마주보고 있는 각도만큼 기울어지게 형성하고 있다.In the single-phase coreless stator armature 7-1, the pieces 33-1 cut out as the magnetic copper processing means formed on the stator yoke 21-1 are the pieces of cut pieces 33 in the first embodiment. It is not formed along the virtual center line 18 having the rotation axis 19 as the center point in the shape, and is not formed as a straight point along the virtual center line 18 from which the rotation axis 19 serving as the center point is removed. The arbitrary points of the virtual center line 50 from which () were removed were made to extend in the radial direction as a reference center point. That is, the cut pieces 33-1 are formed to be inclined by an angle facing the cut pieces 33. As shown in FIG.
상기 잘라세운 조각(33-1)에서 보면 상기 잘라세운 조각(33-1)은 회전축(19)를 통하지 않는 위치에 펼쳐서 형성되어 있기 때문에, 즉, 잘라세운 조각(33-1)이 계자 마그네트(5)의 N극 자극과 S극 자극과의 자극경계부에 마주보며 기울고 마주보며 상대적으로 통과하기 때문에 순조롭게 사점탈출용 릴럭턴스토르크가 발생하고, 순조롭게 계자 마그네트(5)가 호전하기 때문에 진동이 작고 저소음형의 단상 브러시리스팬모터(8)을 구성할 수 있다.As seen from the cut piece 33-1, the cut piece 33-1 is formed unfolded at a position not through the rotation shaft 19, that is, the cut piece 33-1 has a field magnet ( 5) Reluctance torque for dead-spot escape occurs smoothly because it is relatively inclined, facing and passing through the stimulus boundary part between N pole stimulus and S pole stimulus of 5). The single-phase brushless fan motor 8 of the die can be configured.
특히 작은 40각 사이즈의 단상 브러시리스 팬모터(8)같은 것은 이런 잘라 세운 조각(33-1)로 하는 것이 바람직하다.In particular, it is preferable to use such cut pieces 33-1 such as the single-phase brushless fan motor 8 having a small 40-square size.
상기 실시예에 있어서는 전기자 코일을 2개 사용한 예를 보이지만, 단상 코어레스 스테이터 전기자를 형성할 수 있다면, 그 수는 1개라도 3개 이상이라도 좋다. 예를들면 상기 4극의 계자 마그네트(5)를 사용한 경우에는, 최대 4개의 전기자 코일(9)를 서로 겹치는 것이 되고, 동상 위치에 설계할 수 있다. 이 경우 전기자코일(9)는 유효 도체부(9a)와 (9b)와의 외주(外周)부의 열린각이 계자 마그네트(5)의 한자극폭 중에 자리잡는 형상으로 형성하는 것이 좋다.Although the example which used two armature coils in the said Example is shown, if the single phase coreless stator armature can be formed, the number may be one, or three or more. For example, in the case where the four-pole magnetic field magnet 5 is used, up to four armature coils 9 overlap each other and can be designed in the in-phase position. In this case, the armature coil 9 is preferably formed in a shape in which the open angle of the outer circumferential portion between the effective conductor portions 9a and 9b is set within the magnetic pole width of the field magnet 5.
또, 계자 마그네트는 4극의 것을 사용하지만 2극이라고, 6극 이상이라도 사용해도 좋다. 그러나, 소형의 단상 브러시리스 팬모터의 경우에는, 2극의 계자 마그네트를 사용하면, 전기자코일을 최적형상으로 형성할 수가 없게 되었고, 작은 수 밖에 배설할 수 없고, 6극 이상의 계자 마그네트를 사용하면 확실히 전기자 코일의 수가 많게 설치할 수 있지만, 모터의 경(徑)이 작으면 전기자코일을 제작하는 것이 귀찮은 일이 되기 때문에, 상기 실시예에서 처럼 계자마그네트는 4극의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 소형 브러시리스팬모터의 경우에는 회전팬도 작은 것이기 때문에 2개의 전기자코일을 사용하는 것으로 보고 충분한 토르크를 얻을 수 있다.In addition, although the field magnet uses four poles, two poles may be used. However, in the case of a small single-phase brushless fan motor, when a two-pole field magnet is used, the armature coil cannot be formed in an optimal shape, and only a small number can be disposed, and when a six-pole or more field magnet is used, It is certainly possible to install a large number of armature coils. However, if the diameter of the motor is small, it is cumbersome to manufacture an armature coil. Therefore, as in the above embodiment, it is preferable to use four-pole magnets. In the case of a small brushless fan motor, since the rotating fan is also small, sufficient torque can be obtained by using two armature coils.
또, 축방향 공극형 구조의 단상 브러시리스 모터를 중심으로 설명했지만, 원통상의 경(徑)방향 공극형 구조의 단상 브러시리스 모터에 본 발명의 기술적 사상을 전개하여도 좋은 것은 말할 것도 없다. 이 경우에는, 잘라 세운 조각은 내경방향등의 경(徑)방향으로 돌출하는 것처럼 형성한다.Moreover, although demonstrated centering on the single-phase brushless motor of an axial pore-type structure, it goes without saying that the technical idea of this invention may be extended to the single-phase brushless motor of a cylindrical radial pore-type structure. In this case, the cut pieces are formed so as to protrude in the radial direction such as the inner diameter direction.
본 발명은, 원래 단상 브러시모터에 사용하고 있는 스테이터 요크부재료의 일부를 개량하는 등, 약간의 개량으로 해결되고, 그 위에도 이상적인 합성 토르크 곡선에 가까운 것을 얻어 확실히 자기동할 수 있고, 두께가 얇고 경량으로, 양산성이 우수하고 저가로 양산할수 있는 단상 브러시리스 모터를 지극히 용이하게 얻을 수 있다.The present invention is solved by a slight improvement, such as improving a part of the stator yoke portion material originally used for a single-phase brush motor, and it is possible to obtain a magnetic material close to an ideal synthetic torque curve, and to be able to magnetically reliably. Therefore, it is extremely easy to obtain a single-phase brushless motor that can be mass-produced with excellent mass production and at low cost.
또, 스테이터 요크에 형성한 잘라세운 조각에 의해서 상기 스테이터 요크(6)에 형성시킨 절결부로 형성할 수가 있기 때문에, 이 절결부 및 절결부와 마주보는 프린트 기판의 외주(外周)부에 형성한 절결부를 사이에 두고 전기자코일의 단자를 프린트 기판의 하면에 프린트 배선 패턴에 인도하여 납을 부가하는 것으로, 해당 단자와 구동회로와의 전기적 결선을 용이하게 행할 수 있기 때문에, 모터 경(徑)을 크게 하기도 하고, 전기자 코일의 단자를 절단하지 않아도 해결된다.In addition, since the cut pieces formed on the stator yoke can be formed into cutouts formed in the stator yoke 6, the cutouts and the cutouts formed on the outer periphery of the printed circuit board facing the cutouts are formed. By connecting the terminals of the armature coil to the printed wiring pattern on the lower surface of the printed board with the cutouts in between, the electrical wiring between the terminals and the driving circuit can be easily performed. It is also possible to increase the size and to solve the problem without cutting the terminal of the armature coil.
Claims (7)
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KR1019950005005A KR0150343B1 (en) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | A single-phase brushless motor |
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Family Applications (1)
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KR1019950005005A KR0150343B1 (en) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | A single-phase brushless motor |
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1995
- 1995-03-10 KR KR1019950005005A patent/KR0150343B1/en not_active IP Right Cessation
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KR960036253A (en) | 1996-10-28 |
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