KR100302103B1

KR100302103B1 - 무브러시모우터

Info

Publication number: KR100302103B1
Application number: KR1019950700088A
Authority: KR
Inventors: 나가떼다까시; 이시구로아끼요시
Original assignee: 구사마 사부로; 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 2001-10-22
Also published as: WO1994001920A1; TW218428B; CA2139584A1; KR950702756A; CN1085694A; JP2699655B2; SG52509A1; EP0650246A4; DE69331195D1; EP0650246B1; CN1147718A; CN1034040C; US5864192A; CN1045850C; DE69331195T2; EP0650246A1

Abstract

본 출원 발명은 고정자(9)와 고정자의 안쪽에서 회전이 자유롭도록 지지된 회전자(8) 등을 구비하였고, 상기 회전자는 다수의 강판을 적층한 회전자 요우크 (10)를 구비하였으며, 회전자 요우크는 바깥쪽으로 돌출하는 짝수의 자극부(8a)를 구비하였고, 각 자극부 혹은 하나 건너의 자극부에 계자용 자석(11)이 삽입 부착되어 있는 무브러시 모우터로서 회전자(8)의 끝면(8b)의 바깥쪽으로 누출된 자속을 직접 검지할 수 있으며, 또한 회전자 끝면(8b) 근방의 불규칙한 자속에 의한 영향이 적은 거리 범위내에 자기센서(16)를 설치하고, 이 자기센서로 회전자 주위의 자속밀도의 피이크점을 검지하도록 하였다. 또, 회전자(8)의 불규칙한 자속의 영향이 적은 범위내에 자기센서를 설치하였다.

또한, 회전자 끝면(8b)에 피검출용 자석편(17)을 부착하고, 피검출용 자석 부품의 회전궤도의 근방에 한 방향용 자기센서(16X)와 다른 방향용 자기 센서 (16Y)를 설치하여 이들 자기센서를 각기 회전자의 회전방향에 대하여 반대방향으로 각기 일정한 각도를 두고 배치하였다.

Description

[발명의 명칭]

무브러시 모우터

[기술분야]

본 발명은, 적층한 강판으로 된 회전자 요우크(rotor yoke)의 내부에 영구자석을 삽입한 회전자를 가지고, 이 회전자의 끝면에 대향하여 자기 센서를 배치한 무브러시 모우터에 관한 것이다.

[배경기술]

종래, 적층한 강판으로 된 회전자 요우크의 내부에 여러 개의 계자용 영구자석을 삽입한 회전자와, 이 회전자의 자석부의 외주면과 약간의 극간을 두고 대향하는 자극부를 가진 고정자(stator)를 결합한 무브러시 모우터가 공지되어 있다.

이러 종류의 무브러시 모우터는, 회전자의 회전위치를 검출하기 위하여 회전자 끝에 회전자의 회전위치를 특정하기 위한 피검출용 자석편을 부착하고, 이 피검출용 자석편의 회전궤도 근방에 자기센서를 설치하고, 이 자기센서에 의하여 피검출용 자석편의 자기를 검지하여 회전자의 회전위치를 검출하도록 한 것이 제안되어 있다.

제37도는 상기한 피검출용 자석편을 가진 무브러시 모우터의 종끝면도를 나타내고 있다. 무브러시 모우터(51)는 볼트(52)에 의하여 체결된 한쌍의 하우징 부재(53, 54)를 가지고, 이 하우징 부재(53, 54)는 볼베어링(55, 56)에 의하여 회전축(57)을 회전이 자유롭도록 지지하고 있다. 회전축(57)에는 회전자(58)가 고정되고, 회전축(57)의 일단은 하우징 부재(53)의 끝에서 돌출하여 회전자(58)의 회전력을 외부에 전달할 수 있도록 구성되어 있다.

회전자(58)의 주위에는 고정자(59)가 배치되고, 이 고정자(59)는 하우징 부재(53, 54)에 의하여 끼워 잡혀 있다.

회전자(58)는 다수의 강판을 적층한 회전자 요우크(50)와, 회전자 요우크(50)의 내부에 삽입된 여러 개의 계자용 영구자석(61) 등으로 구성되어 있다.

고정자(59)는 강판을 적층한 고정자 요우크(62)와, 이 고정자 요우크(62)에 감겨진 고정자 코일(63)에 의하여 구성되어 있다. 고정자 요우크(62)의 내주면 쪽의 일부는 고정자의 자극부(59a)를 구성하고, 이 고정자 자극부(59a)는 회전자(58)의 자극부(58a)의 외주면과 약간의 거리를 두고 대향하고 있다.

회전자(58)의 끝(58b)에는 피검출용 자석편(64)이 부착되어 있다.

이 피검출용 자석편(64)의 회전궤도 근방의 하우징 부재(53) 위에는 여러개의 자기센서(65)가 배치된 자기센서 기판(66)이 고정되어 있다.

상기 구성에 의하여, 무브러시 모우터(51)의 회전자(58)의 회전에 수반하여 피검출용 자석편(64)도 회전하고 360°회전할 때마다 자기센서(65)에 접근한다. 자기센서(65)는 피검출용 자석편(64)의 자기를 검지하여 회전자(58)의 회전위치를 검출한다. 그러나, 이 무브러시 모우터(51)에서는 계자용 영구자석(61)과 고정자 자극부(95a) 사이에 커다란 거리가 있기 때문에, 회전중에 자속이 고정자 자극부(59a)와의 상호작용에 의하여 회전방향으로 가까이 끌어당겨져서, 회전자(58) 바깥쪽 공간의 자속밀도 피이크점의 위치와 실제의 회전자(58)의 회전위치가 일치하지 않는다는 것이 공지되어 있다.

제38도는 무브러시 모우터(51)의 회전자 끝(58b) 바깥쪽 공간의 자속밀도의 추이와, 피검출용 자석편(64)에 의하여 검출된 회전자(58)의 회전위치와 어긋남을 나타내고 있다. 제38도의 가로축은 시간의 경과를 세로축은 전기신호의 세기를 나타내고 있다. 곡선(L1)은 회전자끝(58b)의 바깥쪽공간의 자속밀도의 추이를 나타낸 것이고, 동 도면의 꺾인선(L2)은 피검출용 자석편(64)에 의하여 검출된 회전자(58)의 회전위치를 나타내고 있다.

이 도면으로 명백한 바와 같이 회전자 요우크내에 계자용 영구자석을 가지고, 계자용 영구자석과 고정자 자극부와의 사이에 비교적 큰 거리가 존재하는 무브러시 모우터에서는, 회전중에 자속이 고정자 자극부에 의하여 회전방향으로 끌어당겨져서, 자속밀도(곡선 L1)는 실제의 회전자의 회전위치(꺾인선 L2)로부터 진행한 파형으로 되어서, 회전자(58) 주위공간의 자속밀도의 피이크점은 실제의 회전자(58)의 주위공간의 자속밀도의 피이크점은 실제의 회전자(58) 보다 회전방향으로 진행되어 있다. 즉, 실제 회전자의 회전위치(꺾인선 L2)에 대하여 자속밀도(곡선 L1)가 진행하지 않은 상태를 1 점쇄선으로 나타내고 있으나, 실선으로 나타낸 자속밀도(곡선 L1)는 1 점쇄선으로 나타낸 자속밀도(곡선 L1) 보다도 전기신호의 0 점 위치에 있어서 (T) 만큼 진행되어 있다. 이 시간차(T)는, 회전자의 회전각으로 환산할 수 있고, 이 회전각은 자속의 어긋남과 같다. 또한, 이 자속의 어긋남(이하, 리드각(Lead Angle)이라 한다)은 모우터에 입력되는 전류의 크기에 대략 비례하여 커지게 된다는 것이 공지 되어 있다.

또, 회전자(58) 바깥쪽 공간의 자속밀도 피이크점의 위치와 실제의 회전자(58)의 회전위치가 일치하지 않는 것에 관하여, 홀(Hall) IC 를 사용하여 회전수 1200 rpm을 고정, 토오크를 변화시켰을때, 각각의 토오크에서의 최고효율시의 피검출용 자석에서 얻어지는 홀 IC의 신호와 회전자 바깥쪽의 자속 밀도의 피이크의 어긋남은 아래와 같다.

이 표로부터 명백하듯이, 회전자(58) 주위 공간의 자속밀도의 피이크 점은 실제 회전자(58)의 회전위치 보다 진행되어 있다. 또한 이 리드각은, 모우터의 토오크에 대략 비례하여, 최고효율을 얻기 위한 홀 IC 의 부착의 오차는, 저부하에서는 20°(± 10°) 범위이지만, 토오크가 커질수록 공차가 작아져서 부착이 어렵게 되는 것이다.

제39도는 3 상 4 극의 무브러시 모우터의 자기센서 기판이다. 본 예의 경우 자기센서는 홀 IC를 사용하였다. 홀 IC(65)는 홀 효과를 이용하여 자계의 방향을 검출하는 기능과 증폭기능을 결합하여 하나의 IC로 한 것으로서, 홀 IC 위에 N 극을 접근시키면 출력이 약 5(V), S극이면 축력이 0(V)로 된다. 따라서 전기각의 1 주기는 N(5V), S(OV)로 되지만, 기계각의 1 주기는 N, S, N, S로 되기 때문에 전기각 = 2 : 1의 관계로 된다는 것이 공지되어 있다(이하 전기각의 경우는「전기각」이라 표시하고, 기계각은 표시하지 않는다).

통상, 3 상 4극의 무브러시 모우터에서는 홀 IC(65)가 원주방향으로 60°간격에서 동일 지름의 원주상(본예서는 중심축에서 거리(R)가 23㎜, 이하 간단히 「R 23」이라 표시한다)에 3개 필요하므로, 이것들을 자기센서 기판(66)에 60°간격으로 납땜하였다. 또한 자기센서 기판(66)에는 하우징 부재에 고정하기 위한 부착구멍(67)이 2개소 설치되고, 부착구멍(67) 둘레의 원주부(68)에는 패턴(pattern)(69)이 설치되지 않았다.

홀 IC(65)를 구동하고 또는 외부에 신호를 출력하기 위한 접속부로서 랜드(land)(70)가 설치되고, 랜드(70)의 중앙에 관통구멍(71)이 형성되어 있다. 이 관통구멍(71)에는, 자기센서 기판(66)의 뒷쪽으로부터 리이드선(72)이 삽입되고, 랜드(70)에 있어서 납땜된다. 자기센서 기판(66)의 크기는 외주(73)는 코일(63) 보다 안쪽에 위치하고, 내주(74)는 하우징의 베어링 외주보다 바깥쪽에 위치하여, 회전방향의 각도는, 3개의 홀 IC 배치각도의 120°에 부착구멍(67)의 크기몫이 부가된 형상으로 되기 때문에, 자기센서 기판의 형상이 크기에 비해서는 패턴이 밀접되게 형성되어 있다.

상기 종래의 무브러시 모우터는, 피검출용 자석편에 의하여 회전자의 회전위치만을 검출하므로 모우터 전류나 모우터 토오크에 의하여 상이한 자속의 리드각을 검출할 수 없고, 따라서, 검출신호에 의거하여 고정자의 자극부를 여자하면, 당연히 회전력을 발생하는 고정자 자극부를 여자할 수 없기 때문에, 모우터 효율이 저하된다는 문제가 있었다.

이에 대하여, 자속의 리드각을 상정하여 피검출용 자석편 혹은 자기센서를 미리 한 방향으로 어긋나게 하여 설치하는 것을 생각할 수 있으나, 이 방법에서는 회전자를 양방향으로 회전시킬 필요가 있는 양방향 회전용 무브러시 모우터에 대응할 수 없다.

한편, 상기한 자기센서를 사용하여 회전자 요우크의 회전위치를 검출하는 방법에 대하여 회전자의 회전에 의하여 고정자 쪽에 발생하는 역기전력에 의하여 회전자의 회전위치를 검출하는 무센서 무브러시 모우터가 공지되어 있다. 이 무센서 무브러시 모우터에 의하면, 회전자 주위의 자속밀도가 가장 높은 위치를 검지하는 것이 가능해지나, 고정자측에 발생하는 역기전력을 검지하기 때문에, 전기회로가 복잡화해지는 문제가 있었다.

[발명의 개시]

그래서, 본 발명이 목적은 다수의 강판을 적층한 회전자 요우크의 내부에 여러장의 계자용 영구자석을 삽입한 회전자를 가진 무브러시 모우터에 있어서 간단한 구조에 의하여, 모우터 전류에 의하여 상이한 자속의 리드각에 대해서도 자속밀도의 피이크점을 검지할 수 있어서, 뛰어난 모우터 효율을 가진 무브러시 모우터를 제공하는 것이다 (제1군의 무브러시 모우터).

본 발명의 다른 목적은, 이러한 종류의 무브러시 모우터에 있어서, 간단한 구조에 의한, 모우터 토오크에 의하여 상이한 리드각에 대해서도 자속밀도의 피이크 점을 검지할 수 있고, 고도의 모우터 효율을 가진 무브러시 모우터와 자기센서 기판의 소형화 및 고정방법의 개선에 의하여 비용절감을 이룬 무브러시 모우터를 제공하는 것이다(제2군의 무브러시 모우터).

본 발명의 더욱 목적은, 이러한 종류의 무브러시 모우터에 있어서, 간단한 구조에 의하여, 어느방향으로 회전할 경우에도, 회전자주위의 자속밀도의 피이크점을 검지할 수 있어서, 고도의 모우터 효율을 가진 양방향 회전용 무브러시 모우터를 제공하는 것이다(제3군의 무브러시 모우터).

본 발명의 기타 목적은 이들의 무브러시 모우터에 실시하여 성능향상을 도모할 수 있는 약간의 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 있어서의 제1군의 무브러시 모우터는 고정자와, 고정자의 안쪽에 회전이 자유롭게 지지된 회전자 등을 가지고, 상기 회전자는 다수의 강판을 적층한 회전자 요우크를 가지고, 상기 회전자 요우크는 바깥쪽으로 돌출하는 짝수의 자극부를 가졌으며, 각자극부 또는 하나 건너의 자극부에 계자용의 계자용 영구자석이 끼워 부착되어 있는 무브러시 모우터에 있어서 회전자 끝의 바깥쪽으로 누출된 자속을 검지하는 자기센서를 가지고, 상기 자기센서는 상기 회전자 끝면으로부터 소정의 거리에 위치하고, 상기 소정 거리는 자기센서가 회전자 끝면 바깥쪽에 누출된 자속을 직접 검지할 수 있는 거리 이하이며, 또한 회전자 끝면 근방의 불규칙한 자속에 의하여 검출신호에 잡음이 발생하는 거리 이상의 거리 범위 내에 설정되어 있음을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 상기 본 발명에 의한 무브러시 모우터는, 자기센서가 회전자 끝면으로부터 소정거리의 위치에 설치되고, 이 자기센서에 의하여 회전자 요우크를 개재하여 회전자 끝면 바깥쪽으로 누설된 자속을 직접 검지하므로, 회전중에 회전자의 자속이 고정자와의 상호작용에 의하여 회전방향으로 끌어당겨졌을 때에도, 회전자 주위의 자속밀도의 피이크점의 위치를 검지할 수 있다. 이것에 의하여 회전자 주위 자속밀도의 피이크점의 위치에 대응하여 가장 적접한 고정자의 자극부를 여자할 수 있어서, 자속의 리드각에 불구하고, 고도의 모우터 효율의 무브러시 모우터를 얻을 수 있다.

다시, 상기 본 발명의 무브러시 모우터는 자기센서가 회전자의 계자용 영구 자석으로부터의 자속을 직접 검지할 수 있고 또한, 회전자 끝면 근방의 불규칙한 자속에 의한 영향이 적은 거리범위내에 설치되어 있으므로, 회전자의 회전위치를 나타내는 전기신호의 잡음이 대폭적으로 경감되어, 종래의 무브러시 모우터에 필요했던 피검출용 자석편을 생략하여 간단한 구조의 무브러시 모우터를 얻을 수 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 자기센서는 코일을 포함하는 의미에서 사용되고 있다. 따라서, 제1군의 발명뿐 아니라 다음에 나타내는 모든 것에 있어서 자기센서의 개념에는 코일이 포함되어 있는 것이다.

본 발명에 있어서의 제2군의 무브러시 모우터는 고정자와, 상기 고정자의 안쪽에 회전이 자유롭게 지지된 회전자 등을 가지고, 전기 회전자는 다수의 강판을 적층한 회전자 요우크를 가지고, 전기 회전자 요우크는 바깥쪽으로 돌출하는 짝수의 자극부를 가지며, 각 자극부 또는 하나 건너의 자극부에 계자용 영구자석이 삽입 부착되어 있는 무브러시 모우터에 있어서, 회전자 끝면의 바깥쪽으로 누출된 자속을 검지하는 자기센서를 가지고, 상기 자기센서의 회전축 중심에서 반경 방향의 거리는, 상기 계자용자석의 바깥쪽에서 또한 회전자의 바깥쪽 끝으로부터 안쪽의 범위 내를 주사하도록 설정되어 있는 것과, 또한, 자기센서 기판에 있어서는, 여러 개의 자기 센서가 상이한 지름의 원주위에 배치하여 각 자기센서의 원주위의 피치간격과 고정자 코일의 상(phase)의 피치간격을 상이하게 하여 배치한 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 본 발명에 있어서의 제2군의 무브러시 모우터는 고정자와, 상기 고정자의 안쪽에 회전이 자유롭게 지지된 회전자를 가지고, 상기 회전자는 다수의 강판을 적층한 회전자 요우크를 가지며, 상기 회전자 요우크는 바깥쪽으로 돌출하는 짝수의 자극부를 가지고, 각 자극부 또는 하나 건너의 자극부에 계자용의 계자용 영구 자석이 끼워 고정되어, 상기 회전자 끝면의 바깥쪽으로 누출된 자속을 검지 하는 여러 개의 자기센서를 가지고 있는 무브러시 모우터에 있어서, 여러 개의 자기센서를 상이한 지름의 원주위에 배치하여 회전자 검출위치를 진행시킴과 동시에, 자기센서의 회전각도를 조절하여 리드각을 늦추고, 자기센서 사이의 폭을 좁게 하도록 한 자기 센서의 설치방법을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 상기 본 발명에 의한 무브러시 모우터는, 회전자의 끝면에서 소정거리의 위치에 자기센서를 배치하고, 이 자기센서에 의하여 회전자 끝면 바깥쪽으로 누출된 계자용 영구자석의 자속을 직접 검지하도록 하고 있으므로, 회전중에 회전자의 자속이 고정자 자극부와의 상호작용에 의하여 회전방향으로 끌어당겨졌을 때, 또는 이 리드각이 모우터 전류(모우터 토오크)에 의하여 변동할때에, 항상 회전자의 외부공간 자속밀도의 피이크점 위치를 검지하여 고정자의 가장 적합한 자극부를 여자하여 모우터 효율의 향상을 도모할 수 있다. 다시, 자기센서 회전방향의 부착오차에 대한 최고 효율의 변화가 적고, 또 부하에 관계없이 리드각이 같기 때문에, 어느 부하에서 세트하여도 좋다.

또, 본 발명의 자기센서의 설치방법은, 축으로부터 자기센서의 거리를 변경함에 의하여, 리드각도 변하여 자기센서사이의 각도가 좁힐 수 있고, 그 결과, 자기센서 기판의 크기가 작아져서 코스트가 낮아진다.

본 발명에 있어서의 제3군의 무브러시 모우터는 고정자와, 상기 고정자의 안쪽에 회전이 자유롭게 지지된 회전자를 가지고, 상기 회전자는 다수의 강판을 적층한 회전자 요우크를 가지고, 이 회전자 요우크는 바깥쪽으로 돌출한 짝수의 자극부를 가지며, 각 자극부 또는 하나 건너의 자극부에 계자용 영구자석이 끼워 부착되어 있는 무브러시 모우터에 있어서, 상기 회전자의 끝면에 회전자의 회전위치를 특정하는 피검출용 자석편을 부착함과 동시에, 이 피검출용 자석편의 회전궤도 근방에, 한 방향으로 회전할 때의 회전자의 회전위치를 검출하는 한 방향용 자기 센서와 다른 방향으로 회전할때의 회전자의 회전위치를 검출하는 다른 방향용 자기센서 등을 설치하고, 한 방향용 자기센서와 다른 방향용 자기센서는 회전자의 위치를 검출하도록 회전자의 회전방향에 대하여 역방향으로 각각 자속의 리드각과 같은 각도로 어긋나게 하여 배치되어 있는 양방향 회전용 무브러시 모우터이다.

따라서, 상기 본 발명에 의한 양방향 회전용 무브러시 모우터는 회전자의 회전위치를 특정하는 피검출용 자석편과, 한 방향으로 회전할 때의 회전자의 회전위치를 검출하는 자기센서와, 다른 방향으로 회전자의 회전위치를 검출하는 자기센서 등을 가지고, 이러한 자기센서는 회전자의 회전방향에 대하여 역방향으로 자속의 리드각과 같은 각도로 어긋나게 고정되어 있으므로 회전자의 회전중에 자기센서는 실제의 회전자의 회전위치보다 자속의 리드각만큼 전진한 회전자 회전 위치를 출력한다. 이 출력된 회전자의 회전위치는 회전자 바깥쪽 공간의 자속 밀도의 피이크점과 일치되어 있으므로 이 출력에 의거하여 고정자의 자극부를 여자함에 의하여 가장 효율적으로 회전자를 회전구동할 수 있다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 무브러시 모우터의 한 실시예를 나타낸 종끝도.

제2도는 본 발명의 무브러시 모우터 회전자의 정면을 나타낸 도면.

제3도는 본 발명의 무브러시 모우터 회전자 끝면 바깥쪽의 자속을 나타낸 사시도.

제4도는 자기센서와 회전자 끝면 사이의 거리(D)를 변화시켜서 자기의 아날로그 파형을 비교하여 나타낸 그래프.

제5도는 회전자 끝면에 비자성판을 부착한 본 발명의 무브러시 모우터의 종끝도.

제6도는 비자성판을 가진 무브러시 모우터와 비자성판이 없는 무브러시 모우터의 자기 아날로그 파형을 비교하여 나타낸 그래프.

제7도는 본 발명의 무브러시 모우터의 회전자를 나타낸 정면도.

제8도는 본 발명의 3 상 4 극 무브러시 모우터의 자기센서 기판도.

제9도는 홀 IC 의 축중심으로부터의 거리와 리드각과의 관계를 나타낸 그래프.

제10도는 홀 IC 의 축중심으로부터의 거리와 최고효율을 얻기 위한 홀 IC의 이동각도와의 관계를 나타낸 그래프.

제11도는 본 발명의 홀 IC 와 회전자 끝면의 측면도.

제12도는 본 발명의 다른 실시예의 홀 IC와 회전자 끝면과의 측면도.

제13도는 본 발명의 다른 실시예의 무브러시 모우터의 회전자 정면을 나타낸 도면.

제14도는 본 발명의 무브러시 모우터의 다른 실시예를 나타낸 종끝도.

제15도는 제14도의 A-A' 단면도.

제16도는 홀 IC 의 레이디얼 위치와 효율과의 관계를 측정한 결과를 나타낸 도면.

제17도는 홀 IC 가 R 23 mm 의 위치에 있어서의 성능을 나타낸 도면.

제18도는 홀 IC 가 R 21 mm 의 위치에 있어서의 성능을 나타낸 도면.

제19도는 자기센서 기판을 나타낸 도면.

제20도는 전자회로의 블록도.

제21도는 자기센서 기판과 고정자의 일부를 나타낸 도면.

제22도는 무브러시 모우터와 이것을 고정하는 고정부재를 나타낸 도면.

제23도는 자기센서 기판을 나타낸 도면.

제24도는 자기센서 기판의 끝을 나타낸 도면.

제25도는 시이트형상의 코일을 사용한 자기센서 기판을 나타낸 도면.

제26도는 환형코일을 감은 자기센서 기판을 나타낸 도면.

제27도는 모우터의 회전제어를 나타낸 순서도.

제28도는 자기센서와 회전자의 일부를 나타낸 도면.

제29도는 자기센서(16)와 회전자 끝면(8b) 사이의 거리와, 리드각과의 관계를 나타낸 도면.

제30도는 자기센서의 위치변화와 회전수 및 토오크의 관계를 나타낸 도면.

제31도는 홀 전압과 자속밀도의 관계를 나타낸 도면.

제32도는 자속밀도와 온도의 관계를 나타낸 도면.

제33도는 회전자 회전시의 자기센서의 출력전압 파형을 나타낸 도면.

제34도는 회전자 끝면을 나타낸 도면.

제35도는 회전자를 나타낸 사시도.

제36도는 팬을 내장한 무브러시 모우터를 나타낸 종 단면도.

제37도는 종래의 무브러시 모우터를 나타낸 종 단면도.

제38도는 종래의 무브러시 모우터의 자속밀도의 추이와 검출된 회전자의 회전 위치의 차이를 나타낸 그래프.

제39도는 종래의 3 상 4 극의 무브러시 모우터의 자기센서 기판도.

[발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태]

아래에 본 발명의 제1실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

제1도는 본 실시예에 의한 무브러시 모우터의 종단면을 나타내고 있다.

무브러시 모우터(1)는 볼트(2)에 의하여 체결된 한쌍의 하우징 부재(3, 4)를 가지고, 이 하우징 부재(3, 4)는 볼베어링(5, 6)에 의하여 회전축(7)을 회전이 자유롭게 지지하고 있다. 회전축(7)에는 회전자(8)가 고정되고, 회전축(7)의 일단은 하우징 부재(3)의 끝면에서 돌출하여 회전자(8)의 회전력을 외부에 전달할 수 있도록 구성되어 있다.

회전자(8) 주위에는 고정자(9)가 배치되었고, 이 고정자(9)는 하우징부재(3, 4)에 의하여 끼워져 있다.

회전자(8)는 다수의 강판을 적층한 회전자 요우크(10)와, 회전자 요우크(10)의 내부에 삽입된 여러개의 계자용 영구자석(11) 등에 의하여 구성되어 있다. 고정자(9)는 강판을 적층한 고정자 요우크(12)와, 이 고정자 요우크(12)에 감겨진 고정자 코일(13)에 의하여 구성되어 있다. 고정자 요우크(12) 안쪽의 일부는 고정자(9)의 자극부(9a)를 구성하고, 이 고정자(9)의 자극부(9a)는 회전자 자극부(8a)의 외주면과 약간의 거리를 두고 대향하고 있다. 고정자 코일(13)은 리이드선(14a)에 의하여 외부 전원에 접속되어 있다.

회전자(8)의 끝면(8b)과 대향하는 하우징 부재(3)의 일부에는 홀소자나 홀 IC 등의 자기센서(16)가 부착되어 있다. 자기센서(16)와 회전자 끝면(8b)은 소정 거리(D)의 극간을 두고 대향하고 있다. 부호(14b)는 자기센서(16)가 검출한 자기의 전기신호를 외부에 보내는 전기신호용 리이드선을 나타내고 있다.

제2도는 회전자(8)의 끝면부를 나타내고 있다. 회전자(8)는 90°의 각도를 이루어 반경방향 바깥쪽으로 돌출한 4개의 회전자 자극부(8a)와, 각 회전자 자극부(8a)에 삽입된 계자용 영구자석(11)에 의하여 구성되어 있다.

회전자(8)의 중심부에는 회전축(7)이 끼워져 부착되고, 회전축(7)과 회전자 (8)는 키(7a)에 의하여 일체로 회전하도록 구성되어 있다. 부호(18)는 회전자 요우크(10)를 구성하는 강판을 일체로 접합하는 접합(caulking)부를 나타내고 있다.

각 계자용 영구자석(11)은 N 극과 S 극이 번갈아 바깥쪽이 되도록 회전자 자극부(8a)의 기부에 끼워 접착되어 있다. 계자용 영구자석(11)의 자속은 회전자 자극부(8a)의 선단부분에 안내되어 각 회전자 자극부(8a)의 외주면에서 출입하고 있다. 이것에 의하여, 회전자(8)의 계자용 영구 자석(11)은 둘레방향으로 번갈아 N 극과 S 극의 자성을 띠고 있다.

도면중의 가상선(A, A')은 회전자(8)의 회전에 의하여 자기센서(16)가 상대적으로 이동하는 궤도를 나타내고 있다. 한편, 도면중의 가상선(B, B') 및 그 사이의 사선으로 나타낸 영역(α)은 회전자(8)의 외주부에 존재하는 자속의 불안정영역을 나타내고 있다. 이 자속불안정영역(α) 내의 자속은 고정자(9)가 발생하는 회전자계의 영향에 의하여 자속이 항상 불안정하게 변화한다. 도면에 나타낸 바와 같이 자기센서(16)의 상대적인 이동궤도(A, A')는 자계용 영구자석(11) 보다 바깥쪽에 있고, 또한 자속불안정영역(α)의 안쪽에 있도록 설정되어 있다.

또, 제2도에 나타낸 바와 같이 회전자(8)는 회전자 자극부(8a) 사이에 홈(M)을 가지고, 이 홈(M)의 저변(MO)은 자기센서(16)의 상대적인 회전궤도(A, A')와 대략 일치하고 있다. 자기센서(16)의 이동 궤도(A, A')는 회전자 자극부(8a)의 기단 교점 근방을 통하고, 이 회전자 자극부(8a)의 기단 교점 근방에는 다음에 설명하는 불규칙한 자속이 존재되어 있어, 검출된 전기신호의 잡음 발생원인이 되는 일이 있다.

제3도는 자극부(8a)의 교점 근방의 불규칙한 자속과 자기센서의 위치와의 관계를 나타내고 있다.

회전자(8) 외주의 공간에서는 부호(WO)로 나타낸 바와 같이 N 극의 회전자 자극부(8a)의 선끝에서 나와 서로 인접하는 S극의 회전자 자극부(8a)의 선끝에 도달하는 자속이 존재한다. 한편, 회전자의 끝면에서는 부호(W1)에 나타낸 바와 같이 계자용 영구자석(11)의 N극에서 S극으로 연속되는 자속이 존재한다. 또, 서로 인접하는 회전자 자극부(8a) 사이에서는 N극의 회전자 자극부(8a) 선단부의 끝면에서 나와 서로 인접하는 S 극의 회전자 자극부(8a)의 선단부 끝면에 도달하는 자속(W2)이 존재한다.

이 자속(W2)은 제3도에 나타낸 바와 같이 회전자 끝면(8b)에서 이간시킨 다음, 한번 회전자 끝면(8b)에 접근하다 다시 분리되는 불규칙한 경로를 통하여 인접하는 S 극의 회전자 자극부(8a)의 선단부에 도달한다. 이 불규칙한 자속(W2)은 회전자 끝면(8b)에 가까운 자속일수록 불규칙한 정도가 크며, 회전자 끝면(8b)에서 분리된 자속(W3)은 포물선과 같은 팽팽한 형상을 가지고 있다.

본 실시예의 자기센서(16)는 상기 불규칙한 자속(W2)과 교차하지 않는 정도로 회전자 끝면(8b)에서 이간되고, 또한 상기 팽팽한 형상의 자속(W3)과 교차하는 정도로 회전자 끝면(8b)에 접근한 위치에 설치되어 있다.

이 경우, 상기 불규칙한 자속(W2)과 포물선 형상의 자속(W3)의 간격은 회전자(8)의 홈(M) 저변(MO)의 위치에 있어 가장 커지고, 이 홈 저변(MO)의 자기센서(16)의 상대적인 회전궤도(A, A')와 대략 일치함으로써, 자기센서(16)가 잡음이 없는 검출신호를 검출하기에도 좋다.

다음에, 상기 구조에 의거한 본 실시예의 작용에 대하여 설명한다.

본 실시예의 자기센서(16)는 계자용 영구자석(11) 사이의 불규칙한 자속(W2)의 바깥쪽에 있으며, 또한 팽팽한 형상의 자속(W3)과 교차하므로 자속의 불규칙한 부분의 영향에 의한 잡음을 발생하지 않고 회전자(8) 주위의 자속밀도 피이크점의 위치를 검출할 수 있다.

제4도는 자기센서(16)와 회전자 끝면(8b) 사이의 거리(D)를 변경했을때 자기센서(16)가 검출한 자기 아날로그 신호를 비교하여 나타내고 있다.

제4(a),(b),(c),(d)도는 각각 거리(D)가 2 mm, 3 ㎜, 4 mm, 4.9 mm의 무브러시 모우터에 대응하고, 기록축은 시간의 경과를 나타내고 있다.

제4(a)도의 점(aO), (al)으로 나타낸 바와 같은 불규칙한 요철부는 상기 계자용 영구자석(11) 사이의 불규칙한 자속(W2)의 영향을 나타내고 있다.

이 자기의 아날로그 신호의 불규칙한 요철부는 디지털 신호로 변환될 때에 전기 신호의 잡음으로 된다. 이 잡음이 클 경우에는 고정자 자극부(9a)를 적당하게 여자 할 수 없고, 회전자(8)를 원활하게 회전 구동할 수 없다.

제4(a)도 내지 제4(d)도를 비교하여 명백한 바와 같이 거리(D)가 커짐에 따라서 자기의 아날로그 신호의 불규칙한 요철부가 감소하여 거리(D)를 약 4 mm 이상으로 하였을 경우에 검출이 가능하며, 제4(d)도에 나타낸 바와 같이 거리(D)를 약 4.9 mm 로 하였을 때, 자기센서(16)에 의한 자기의 아날로그 신호는 매끄러운 사인곡선을 그리고 잡음이 적은 디지털 신호로 변환된다.

또, 회전자(8)의 자속(WO, Wl, W2, W3)은 회전자(8)가 제3도에 나타낸 방향(R)으로 회전할 때, 고정자 자극부(9a)와의 상호작용에 의하여 같은 도면에 나타내는 방향(R')으로 끌어 당겨진다. 이 자속(WO, Wl, W2, W3)의 리드각은 모우터 전류 또는 토오크에 관계되어 모우터 전류가 커질수록 리드각이 크다는 것이 공지되어 있다.

본 실시예에서는 자기센서(16)에 의하여 회전자 끝면(8b) 바깥쪽 공간의 자속밀도를 직접 검지하므로 자속밀도 피이크점의 위치를 검지할 수 있다.

이것에 의하여 자속밀도의 피이크점에 대응하여 최대의 회전력을 발생시키는 가장 적합한 고정자 자극부(9a)를 여자할 수 있어서, 모우터 효율을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에 있어서, 자기센서로서 홀소자를 사용하고, 거리(D) = 4.9 mm, 회전수 1200 rpm, 토오크 0,24 kgm 의 조건으로 무브러시 모우터를 운전하면 피검출용 자석편을 가진 종래의 무브러시 모우터에 비하여 약 10%의 모우터 효율의 향상이 있었다.

또, 본 실시예에 있어서, 자기센서로서 홀 IC 를 사용할 수도 있다.

흘 IC는 홀 효과를 이용하여 자계의 방향을 검출하는 기능과 증폭기능을 하나의 IC로 한 것으로서, 홀 IC 위에 N 극을 가까이 하면 출력이 약 5V, S 극이면 출력이 0(V)로 되어 전기잡음에 강한 검출소자이다. 자기센서로서 홀 IC를 사용하였을 경우 홀 IC의 히스테리시스 특성에 의하여, 홀소자와 비교하여 거리(D)를 보다 작게 설정하여 모우터 효율의 향상을 도모할 수 있다.

자기센서로서 홀 IC를 사용하여 회전수 1200rpm, 토오크 0.24 kgm의 조건에서 거리(D)를 변경했을 때의 무브러시 모우터의 모우터 효율을 아래에 나타낸다.

이상으로부터, D가 2.3㎜ 이상으로부터 검출이 가능하며, 그리고 2.3∼3.4 mm 일때 모우터 효율이 안정되어 있어서 가장 적합하다는 것을 알았다. 또한 2.3 mm 미만에서는 잡음이 생겨서 검출이 불가능하였다.

이것에 대하여 동일조건에서 피검출용 자석편을 가진 무브러시 모우터를 운전할 때, 모우터 전류 7.40 A, 모우터 효율 63.2 % 를 얻었다. 즉, 홀 IC 를 사용한 본 실시예 무브러시 모우터(1)에 의하면 최대 약 17% 의 모우터 효율의 향상을 얻을 수 있었다.

또, 회전자 끝면에 비자성판을 부착하는 것에 의해서도 자기 잡음을 경감할 수 있다.

제5도는 회전자 끝면에 비자성판을 부착한 무브러시 모우터의 종단면을 나타내고 있다. 제1도와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 본 실시예의 무브러시 모우터(1)의 회전자 끝면(8b)에는 스테인레스로 된 비자성판(8c)이 부착되어 있다. 비자성판(8c)을 회전자 끝면(8b)에 부차함으로써, 회전자 끝면(8b) 바깥쪽으로 누출되는 자속의 일부가 소용돌이 전류로 변환되고, 이 때문에 비자성판(8c)의 바깥쪽으로 나오는 자속은 전체적으로 평활한 경로를 가지고 있다.

자속의 경로가 평활화됨에 따라 자기센서(16)에서 검지되는 자기의 아날로그 파형이 평활화되어 잡음이 적은 디지털 신호로 변환할 수 있다.

제6도는 비자성판(8c)을 가진 무브러시 모우터와 비자성판을 갖지 않은 무브러시 모우터의 각각의 자기센서에서 검지되는 아날로그 파형을 비교한 그래프이다.

제6(a)도는 비자성판을 갖지 않은 무브러시 모우터의 자기 아날로그 파형을 나타내고, 제6(b)도는 비자성판을 회전자 끝면에 부착한 무브러시 모우터의 자기 아날로그 파형을 나타내고 있다. 제6도의 가로축은 한눈금이 5 ms의 시간축을 나타내고 있으며, 3개의 곡선은 각각 모우터의 U 상, V 상, W 상의 아날로그 파형과 대응되어 있다. 제6(a)도의 부분(N)은 불규칙한 자속에 의한 영향을 나타내고 있으며, 이 불규칙한 아날로그 파형(N)은 디지털 신호로 변환할 때에 잡음으로 된다. 이것에 대하여 제6(b)도는 상기의 불규칙한 자속이 비자성판(8c)에 의하여 소용돌이 전류로 변환되어 비교적 평활한 아날로그 파형으로 되어 잡음이 적은 디지털 신호를 얻게 된다.

또한, 상기 실시예에서는 비자성판(8c)은 회전자 끝면(8b)에 부착되어 있으나, 비자성판(8c)은 자기센서(16)와 회전자 끝면(8b)과의 사이에 설치되어 있으면 되고, 예컨대 자기센서(16)의 표면에 비자성판(8c)을 부착하도록 하여도 된다. 다시, 비자성판(8c)에 알루미늄재를 첨가함에 의하여, 자석의 열을 외부에 전달하기 쉬워지고, 이에 의하여 자석의 열감자(熱減磁)의 방지에 이바지하는 것으로 된다.

또, 상기 설명에서는 각 회전자 자극부(8a)의 기부에 계자용 영구자석(11)이 삽입부착된 회전자에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 하나 건너의 회전자 자극부에 계자용 영구자석이 삽입부착되고, 계자용 영구자석 끼리의 반발에 의하여 둘레방향으로 번갈아 N 극과 S 극과 자극부를 갖도록 한 회전자에 있어서도 마찬가지임은 명백하다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이 본 발명의 제1군의 무브러시 모우터에 의하면 회전자의 끝면으로부터 소정 거리의 위치에 자기센서를 배치하고, 이 자기센서에 의하여 회전자 끝면 바깥쪽으로 누출된 계자용 영구자석의 자속을 직접 검지하도록 하고 있으므로 회전중에 회전자의 자속이 고정자의 자극부와의 상호작용에 의하여 회전방향으로 끌려 당겨졌을 때, 또는 이 자속의 리드각이 모우터 전류에 의하여 변동할 때에 항상 회전자 외부 공간의 자속밀도 피이크점의 위치를 검지하고 고정자의 가장 적합한 자극부를 여자하여 모우터 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또, 마찬가지 작용에 의하여 양방향으로 회전하는 무브러시 모우터에서 하나의 자기센서에 의하여 가장 적합한 고정자 자극부를 여자할 수 있다. 또, 본 발명의 무브러시 모우터에 의하면 자기센서를 회전자의 계자용 영구자석 사이의 불규칙한 자속 바깥쪽에 또한 팽팽한 형상의 자속과 교차하는 위치에 배치한 것에 의하여 불규칙한 자속의 영향에 의한 잡음을 경감할 수 있고, 종래 필요하였던 피검출용 자석편을 생략하여 구조가 간단한 무브러시 모우터를 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2군의 무브러시 모우터에 대하여 설명한다. 이 제2군의 무브러시 모우터는 앞에서 게재한 제1도에 도해한 것과 기본적인 구조는 같으며, 따라서 공통되는 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다. 제1군의 무브러시 모우터에 있어서는 회전자 끝면과 자기센서와의 간격에 대하여 고찰한 것에 대하여 이 제2군의 무브러시 모우터에서는 주로 자기센서의 레이디얼방향에 있어서의 위치관계를 고찰하고 있다.

제7도는 본 발명의 회전자(8)의 끝면(8b)을 나타내고 있다. 회전자(8)는 90°의 각도를 이루어 반경방향으로 돌출한 회전자 자극부(8a)와, 이 회전자 자극부(8a)에 삽입된 계자용 영구자석(11)을 구비하여 구성되어 있다. 계자용 영구자석(11)은 그 축방향의 길이는 회전자(8)의 길이와 동등 또는 그보다도 짧고, 자석 끝면은 적어도 자기센서쪽의 회전자 끝면(8b) 보다도 안쪽에 위치하고 있다. 자석 끝면이 회전자 끝면에서 돌출되어 있으면, 자기센서에 누출 자속이 잡히지 않을 뿐더러 회전자 끝면(8b)과 자기센서와의 간격도 유지할 수 없다. 다시, 회전자 끝면(8b)과 고정자 끝면(9b)과의 길이 관계는 동등하거나 회전자 끝면(8b)이 긴 쪽이 누출자속이 조장되어서 잡기 쉬워지므로 바람직하다는 것이 판명되고 있다. 회전자(8)의 중심부에는 회전축(7)이 삽입되고, 회전축(7)과 회전자(8)는 수축 결합(Shrink fit) 등에 의하여 일체로 고정되어 있다.

계자용 영구자석(11)은 내외측이 N 극과 S 극이 번갈아 회전자 자극부(8a)의 기부에 끼워 부착되어 있다. 계자용 영구자석(11)의 자속은 회전자 자극부(8a)의 선단부분에 안내되어서 각 회전자 자극부(8a)의 외주면에서 출입하고 있다. 이 구성에 의하여 회전자(8)의 자극부(8a)는 둘레방향으로 번갈아 N 극과 S 극의 자성을 띠고 있다. 도면중의 가상선 A-B 사이(본 예에서는 중심측으로부터의 거리(R)가 21 mm 에서 23 mm 까지)의 영역은 회전자(8)의 회전에 의하여 자기센서(16)(본 예에서는 홀 IC)의 윗변(19a)이 이 범위에 들어가면 회전자 끝면에서 누출 자속이 채취되어 모우터가 구동할 수 있는 범위를 나타내고 있다. 이 가상선(B)은 모우터의 크기에 불구하고, 개략 계자용 자석(11)의 바깥쪽과 회전자(8)의 바깥쪽 끝과의 중간부위를 반경으로 하는 원주상에 위치되어 있다.

한편, 도면중의 가상선 B-C 사이(본 예에서는 중심축으로부터의 거리 R 23 mm 에서 R 26 mm 까지)의 영역은 회전자(8)의 외주부에 존재하는 누출자속의 불안정영역을 나타내고 있다. 이 불안정영역내의 누출자속은 고정자(9)가 발생하는 회전자계의 영향에 의하여 누출자속이 항상 불안정하게 변화하여 회전은 하지만 저회전, 저토오크의 운전영역에 있어서의 모우터 효율은 궤도 A-B 사이보다 약4% 나쁜 결과가 나와 있다. 다시, 가상선 A-D사이(본 예에서는 중심축으로부터의 거리 R 8 ㎜ 에서 R 21 mm 까지)의 영역은 회전자(8)의 내주부에 존재하는 불안정영역을 나타내고 있다.

이 불안정영역내의 누출자속에 있어서는 각 계자용 영구자석 사이의 자속은 누출되기 어렵고, 다시 홈(MO)에서 고정자(9)가 발생하는 자계에 끌어 당겨져 자속의 전환개소가 불안정하게 되기 때문에 모우터의 회전이 안된다.

도면 중의 가상선(E)은 자기센서(홀 IC)(16)의 아랫변(19b)이 가상선(E) 보다 바깥쪽에 있는 경우에 당해 자기센서가 정상으로 구동될 수 있는 한계선을 나타내고 있다. 또, 코오킹부(18)가 가상선(E)과 가상선(D)과의 사이에 있을 경우에는 회전자 끝면의 누출자속을 정상으로 잡을 수 있으나, 코오킹부(18)가 가상선(E) 보다 바깥쪽에 있는 경우에는 코오킹부의 요철에 의하여 회전자 끝면의 누출자속이 불안정해지고, 특히 자속의 전환 개소가 불안정하게 되므로 자기센서의 신호를 잡을 수 없다.

도면 중에 나타낸 바와 같이 자기센서(홀 IC)(16)의 윗변(19a)을 회전자(8)의 영역 A-B 사이에 설정함에 의하여, 또 코오킹부(18)를 가상선(E)보다 내부에 설정함에 의하여 안정한 누출자속이 얻어지고, 안정한 효율과 회전을 얻는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 실시예에서는 자기센서(16)가 회전자 끝면에서 누출자속이 잡혀서 모우터 구동이 될 수 있는 범위로서 제7도중의 가상선 A-B 사이를 높이고, 이 A-B 사이는 중심축으로부터의 거리 R 21 mm 에서 R 23 mm 까지의 영역이라고 하여 「21 mm」, 「23 mm」 이라고 하는 구체적인 수치를 나타내었다.

상술한 것은 이 A-B 사이가 상기 수치에 한정되는 것을 의미하는 것은 아니 다.

즉, 모우터 구동의 가능한 범위로서의 A-B 사이는 여러가지 실험의 결과, 회전자(8)의 외경(약 R 26 mm) 및 계자용 영구자석(11)과의 상대적인 위치 관계로서 파악되는 것으로서 중심축으로부터 계자용 영구자석(11)으로의 수직선을 상정한 경우, 선 A 는 계자용 영구자석(11)의 대략 외측면의 위치, 그리고 선 B 그 동 상정 수직선에 있어서의 선 A 와 회전자 외측단과의 대략 중앙의 위치를 각각 나타낸 것임이 판명되어 있다. 이것들의 위치는 모우터 형상이 대소 각각의 것일지라도 일반적으로 타당한 보편적인 위치인 것이다.

그리고, 홀 IC 를 상기 위치(R 23 mm)에 설정하여 회전수를 1200 rpm으로 고정하여 토오크를 변화시켰을 때 각각의 토오크에 있어서의 최고효율시의 회전자 끝면으로부터 얻어지는 홀 IC 의 신호와, 회전자 바깥쪽의 자속밀도의 피이크와의 차이를 다음에 나타낸다.

상기 표에 있어서, 예컨대 토오크가 0.05 kgm 일 때, 최고효율인 90%를 얻으려면 홀 IC 의 신호와 회전자 바깥쪽의 자속밀도의 피이크와의 어긋남을 10°± 15°(전기각)로 할 필요가 있고, 마찬가지로 토오크가 0.10kgm 일 때, 최고효율인 87 % 를 얻으려면 홀 IC 의 신호와 회전자 바깥쪽의 자속 밀도의 피이크와의 어긋남을 10°± 15°(전기각)로 하는 것이 필요(이하,같음) 함을 나타내고 있다.

상기 표로부터 명백한 바와 같이, 회전자 끝면에서 직접 누출자속을 검지함으로써, 자기센서 기판의 위치를 저부하점(예컨대 상기한 0.05 kgm)에서 설정하면, 각각의 부하에 있어서 최고의 효율을 얻어지고, 다시 홀 IC 회전방향의 부착오차에 대한 최고효율의 변화가 적고, 또 부하에 관계없이 어긋남 량이 같기 때문에 어느 부하에서 설정하여도 좋다.

요컨대, 회전자(8)가 회전할 때에 고정자 자극부와의 상호작용에 의하여 회전자 자극부에 자속이 끌어당겨진다. 이 리드각은 모우터 전류 또는 토오크에 관계되어 모우터 전류가 클수록(토오크가 클수록) 리드각이 큰 것이고, 그리고 홀 IC는 회전자 끝면(8b)의 바깥쪽 공간의 자속을 직접 검지함으로써 자속밀도의 피이크점에 대응하여 최대의 회전력을 발생시키는 가장 적합한 고정자 자극부(9a)를 여자 할 수 있고, 따라서 모우터 효율을 향상시킬 수 있다.

제8도는 본 발명의 3상 4 극의 무브러시 모우터의 자기센서 기판(15)을 나타낸 도면이고, 본 실시예의 경우, 자기센서에는 홀 IC를 사용하였다.

회전자 회전방향을 시계회전 방향으로 하여 둘레방향으로 2°간격으로 홀 IC(16a)(본 예에서는 홀 IC의 윗끝이 중심축에서 R 23 ㎜), 홀 IC(16b)(본예에서는 중심축에서 R 22 ㎜), 홀 IC(16c)(본 예에서는 중심축에서 R 21 ㎜)를 3개의 상이한 중심축으로부터의 거리로써, 또한, 회전자 회전방향으로 점차로 홀 IC의 위치가 안쪽으로 설정되어 각각 납땜에 의하여 고정되어 있다. 다시, 자기센서 기판(15)을 고정자에 고정하기 위한 축부착구멍(21) 2개소가, 자기센서 기판 바깥쪽에 설치되어 있다. 부착구멍(21)의 둘레는 랜드(24)가 만들어지고, 랜드(24)의 구리박은 두껍게 구성되고, 축을 삽입한 다음 납땜 또는 수지로 고정함에 의하여 기계적 강도를 충분히 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 다시, 홀 IC 를 구동하기 위하여 또는 외부에 신호를 출력하기 위한 접속부로써 C형 형상의 랜드(20)가 설치되고, 리이드선(14b)이 자기센서 기판의 상하 및 옆으로부터 간단히 삽입할 수 있으며, 더욱이, 납땜을 할 수 있도록 랜드(20)의 면적을 일부 넓게 잡고 있다. 리이드선(14b)은 넓적 케이블로서, 선의 절연체가 일체로 되어 있으므로 랜드(20)와 같이 C 형 형상의 것에 대해서는 매우 삽입하기 쉬운 것이다.

자기센서 기판(15)의 크기는 그 외주(25)가 고정자 코일(13) 보다 안쪽에 위치하고, 또 내주(23)의 위치는 임으로 설치할 수 있다. 즉, 자기센서 기판의 고정이 외주에서 이루어지므로 당해 내주(23)를 기준으로 하여 하우징 부재에 고정할 필요가 없어지고, 그 만큼 회전축(7)의 외경의 위치까지 기판을 넓히는 것이 가능하게 되고, 그 결과 보다 간단히 패턴(22)을 제작할 수 있고, 그리고 패턴 사이의 절연성 거리를 충분히 유지할 수 있고, 또 랜드(20)의 바깥쪽에 패턴을 끌어들일 필요가 없게 되며, 따라서 랜드(20)를 C 형과 같이 오픈형으로 할 수 있도록 되었다. 다시, 회전방향의 각도는 다음에 상술하듯이 홀 IC 의 피치 사이의 크기로서 되기 때문에 자기센서 기판(15)의 형상이 매우 소형으로 되어 그 제작비도 염가로 된다.

제9도는 홀 IC(16)를 축중심에서 바깥쪽으로 이동하여 축중심에서 R 21 mm 의 위치를 기준으로 하였을 때의 리드각의 변화량을 나타내고 있다.

제10도는 축중심에서 R 21 mm 을 기준으로 하여 홀 IC 를 바깥쪽으로 이동 시켰을 때의 최고효율을 얻기 위한 홀 IC 의 회전방향의 이동각도를 나타내고 있다.

제8도 내지 제10도에 있어서, 회전자 회전방향의 각도를(+)로 하고, 반 회전자 회전방향의 각도를(-) 라고 하면, 제9도로부터 R 21 mm 에서 R 23 mm 까지 홀 IC 를 바깥쪽으로만 이동시키면 고정자에 가까운 자속으로서 또한 끌어당겨지는 누출자속을 잡기 위하여 회전자 검출위치는 비례적으로 선행측으로 된다. 그러나, R 23 mm 을 지나면 자극부의 형상이 한정되는 것에 의하여 점차로 진행량이 적어지게 되는 경향이 있다.

또, R 21 mm 에서 R 26 mm 으로 홀 IC 를 바깥쪽으로 이동시키면 리드각이 지나쳐버림에 의하여 리드각의 최고효율의 위치가 어긋나서 모우터 효율이 저하한다. 그러나, 제10도에 나타낸 바와 같이 각각의 위치에서 홀 IC를 (-)측으로 이동시키면 최고효율을 얻게 되어 각각의 얻어진 최고효율의 차는 거의 없다는 것이 실험으로 알게 되었다. 또, 홀 IC 를 축중심에서 R 20.5 mm 이하 및 R 26.5 mm 이상은 모우터가 회전하지 않기 때문에 도면에 사선을 그었다.

홀 IC(16c)(축중심에서 R 21)을 중심으로 하여 호울 IC(16b)(축중심에서 R 22)의 위치는 통상 각도 60°이지만 제9도에 나타낸 바와 같이 위치가 축중심보다 1 mm 바깥쪽에 있는 것에 의하여 전기각 15°전진으로 되지만 다른 한편, 제10도에 나타낸 바와 같이 홀 IC의 회전각도를 움직임에 의하여 동일한 최고효율을 얻게 되어 60°- 8°= 52°가 홀 IC(16c)와 홀 IC(16b) 사이의 각도로 된다. 마찬가지로 홀 IC(16b)와 홀 IC(16a) 사이의 각도(52°)도 얻을 수 있어, 그 결과 종래 것보다 홀 IC사이의 폭을 16°좁게 하는 것이 가능하게 되고 따라서 자기센서 기판(15)을 소형으로 할 수 있게 되었다.

제11도는 홀 IC와 회전자 끝면의 측면도를 나타내고 있다. 회전자(8)의 외주 공간에 있어서 자극부(8a)으로부터 누출자속을 검지하기 위하여 자기 센서기판(15)에 설치한 자기센서(홀 IC)(16)를 회전자 끝면(8b) 쪽으로 향하게 하여, 회전자(8)와 자기센서 기판(15)과의 간격의 조정에는 스텝(Step)축(28)을 사용하여 실행한다. 즉, 축(28)의 한쪽 끝부분(28a)은 Q방향에서 자기센서 기판의 부착구멍(21)에 삽입하고, 그리고 랜드쪽(15a)에 납땜을 한다. 또, 하나의 한쪽 끝(28b)은 고정자 자극부(도면에 없음)에서 압입 고정된다. 회전자 끝면과 홀 IC의 간격조정은 축(28)의 치수(L1)에 의하여 조정된다. 본 실시예에 있어서는 회전자 끝면과 홀 IC와의 축방향 거리가 2.3 ㎜ 미만에서는 회전자 끝면에서 누출되는 자속이 많기 때문에 정상으로 구동시킬 수 없다. 따라서, 치수(L1)를 2.3 ㎜ 이상으로 설정하고 있다.

또, 자속에 관하여 계자용 영구자석의 두께와 회전자 끝면 홀 IC 사이의 거리는 비례 관계에 있음을 실험으로 알았다. 요컨대, 계자용 영구자석이 두껍게 되면 될수록 계자용 영구자석의 누출자석이 많아지고, 그에 수반하여 홀 IC 의 위치는 회전자 끝면으로부터의 거리를 이간시켜도 감지할 수 있다. 다시, 리이드선 (14b)은 자기센서 기판(15)의 윗쪽면(P)에서 랜드(20)에 삽입되어 납땜 또는 수지로 굳게 부착된다.

제12도는 홀 IC 와 회전자 끝면의 다른 실시예를 나타내는 측면도이며, 이 예에서는 자기센서 기판(15) 및 자기센서(홀 IC)(16)를 전례의 경우와는 반대 방향으로 설치되어 있다. 또한, 회전자(8)와 자기센서 기판(15)과의 간격맞춤은 스텝축(28)의 치수(L2)에 의하여 조정되고, 이 경우 홀 IC의 부착간격은 치수(L2) 그것으로 된다. 다시, 축의 끝부분(28a)의 삽입방향과 납땜 방향이 반대이기 때문에 즉 랜드(15a)가 상기 끝면(8b)과는 반대방향으로 향하고 있기 때문에 이 랜드(15a)에 실행하는 납땜이 용이하게 된다.

또, 리이드선(14b)은 랜드(20) 면적의 넓은 부분에 그대로 납땜되고, 땜납면 및 홀 IC 등의 부품이 모두 랜드쪽(15a)에 위치하기 때문에 제작하기 쉽다. 또, 랜드 반대쪽(15b)에는 기판의 잡음과 회전자 끝면의 누출자속의 잡음이 교차하지 않도록 차폐막(29)을 부착하였다. 그 때문에, 홀 IC에서 잡음이 없는 자속을 충분히 검출할 수 있다. 이와 같이 차폐막(29)을 랜드반대쪽에 붙임에 의하여, 안정한 신호를 외부에 출력할 수 있음과 동시에 차폐막(29)을 설치하지 않은 통상의 경우 회전자 끝면. 센서기판 사이의 거리에 대하여 약 30 %나 회전자 끝면의 가까이에서 자속을 측정하는 것이 가능하게 되었다.

제13도는 회전자 끝면의 다른 실시예를 나타내고 있다.

회전자(30)는 90°의 각도를 이루어 반경 방향으로 돌출한 회전자 자극부 (30b)와 회전자 자극부(30a)에 삽입된 계자용 영구자석(31) 등으로 구성되어 있다. 회전자(30)의 중심부에는 회전축(32)이 삽입되고, 회전축(32)과 회전자(30)는 가열결합 등에 의하여 일체로 끼워 맞춰져 있다.

각 계자용 영구자석(31)은 N 극(또는 S 극)이 회전축 쪽이 되도록 하나 건너의 자극부(30a)의 기부에 삽입부착되어 있다. 계자용 영구자석(31)의 자속은 회전자 자극부(30a)의 선단부분에 안내되어서 각 회전자 자극부(30b)의 외주면에 출입시키고 있다. 이것에 의하여, 회전자(30)는 원주 방향으로 번갈아 N 극과 S 극의 자성을 띠고 있다. 도면 중의 가상선 B-C 사이(본 예에서는 중심축에서의 거리 R 23 mm 에서 R 26 mm 까지)는 회전자(30)의 회전에 의하여 홀 IC(32)의 윗변(33)이 이 범위에 들어가면 자속의 전환개소가 안정하게 되어 모우터 구동을 할 수 있는 범위를 나타내고 있다.

다시, 가상선 B-D 사이(본 예에서는 중심축에서의 거리 R 8 mm에서 R 23 mm 까지) 영역은 회전자(30) 불안정영역을 나타내고 있다. 이 영역은 계자용 영구자석이 있는 자극부와 없는 자극부의 자속 움직임이 달라서 자속의 전환 개소가 불안정하게 되어 모우터 구동이 안된다.

또한, 상술한 설명에서는 회전자 끝면에서 누출된 자속에서 센서신호를 잡도록 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 회전자에 에너지적(BHMAX 25 MGOe)이 높은 희토류 자석을 삽입하여 회전자 끝면부에 있어서 적어도 1개소 자기를 포화시켜서 회전자 바깥쪽에서 고의로 자속을 누출시키면 자기센서에 흐르는 자기량은 증가하게 되기 때문에 자기센서 특성의 불균형이 있어도 양호하게 검출할 수 있다. 특히, 자기포화 개소가 극의 전환위치 부근에 있음에 의하여 불안정하게 되기 쉬운 개소에서 안정한 검지가 가능해진다.

다시, 축방향의 자기센서와 회전자 끝면과의 거리를 멀리함에 의하여, 모우터의 신뢰성이 향상되고, 또 조립이 용이하게 된다는 것은 말할 것도 없다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이 본 발명의 제2 군의 무브러시 모우터에 의하면 회전자 끝면에서 소정 거리의 위치에 자기센서를 배치하여 이 자기센서에 의하여 회전자 끝면 바깥쪽으로 누출된 계자용 영구자석의 자속을 직접 검지하도록 하고 있으므로 회전중에 회전자의 자속이 고정자 자극부와의 상호작용에 의하여 회전방향으로 끌어당겨졌을 때, 또는 이 리드각이 모우터 전류(모우터 토오크)에 의하여 변동할 때에 항상 회전자 외부공간의 자속 밀도의 피이크점 위치를 검지하여 고정자의 가장 적합한 자극부를 여자 하여 모우터 효율의 향상을 도모할 수 있다. 다시 홀 IC 의 회전방향의 부착 오차에 대한 최고효율의 변화가 적고, 또 부하에 관계없이 리드각이 같기 때문에, 어떠한 부하에서 설정하여도 좋다.

또, 본 발명의 자기센서 기판은, 센서기판을 고정하기 위한 부착구멍 외주에 배치함에 의하여, 센서기판의 내주를 회전축까지 넓히는 것이 가능하게 되어, 보다 간단히 패턴 배선을 할 수 있음과 동시에, 패턴의 절연거리도 충분히 잡을 수 있어서, 리이드선과의 접속랜드의 형상을 변경할 수 있고, 그 결과 리이드선의 삽입 및 접속이 간단해졌다. 또, 홀 IC 의 축으로부터의 거리를 변화시킴에 의하여 리드각도 변화하여 홀 IC 사이의 각도를 좁게 할 수 있고, 그 결과 자기센서 기판의 크기가 작아져서 코스트의 저렴화를 도모할 수 있게 되었다.

다음에 본 발명의 제3 군의 무브러시 모우터에 대하여 설명한다.

이 제3군의 무브러시 모우터는 제14도에 나타낸 바와 같이 상기 제1도에 나타낸 것과 기본적인 구조는 같고, 따라서 공통적인 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다. 제14도에 있어서, 회전자(8)의 회전위치를 특정하기 위한 피검출용 자석편(17)이 부착되어 있다.

이 피검출용 자석편(17)의 회전궤도 근방의 하우징 부재(3)의 내끝면에는 시계회전방향으로 회전할 때의 회전자(8)의 회전위치를 검출하는 CW 자기센서 (16)(16X)와, 반시계회전방향으로 회전할 때의 회전자(8)의 회전위치를 검출하는 CCW 자기센서(16)(16Y)가 부착되어 있다.

제15도는 제14도에 나타낸 화살표 A-A' 방향의 회전자(8) 정면을 나타내고 있다. 회전자(8)는 강판을 적층한 회전자 요우크(10)와 계자용 영구자석(11)으로 되고, 회전자 요우크(10)는 외주부에 90°의 각도를 이루어 반경 방향 바깥쪽으로 돌출한 4개의 부분을 갖고 있다. 이 회전자 요우크(10)의 돌출한 4개 부분은 기부에 바깥쪽이 번갈아 N 극과 S 극이 되도록 삽입된 계자용 영구자석(11)을 가지고 각각 회전자 자극부(8a)를 구성하고 있다. 도면 중의 부호(18)는 강판을 일체로 죄는 코오킹부를 나타내고 있다.

회전자 자극부(8a) 중의 한개의 끝면 중앙에는 피검출용 자석편(17)이 부착되어 있다. 이 피검출용 자석편(17)은 회전자(8)가 제15도에 나타낸 시계방향(CW) 혹은 반시계 방향(CCW)으로 회전할 때, 회전궤도(R)를 따라서 이동한다. 도시하지 않은 하우징 부재(3)의 끝면에는 가상선으로 표시한 CW 자기센서(16X)와 CCW 자기센서(16Y)가 부착되어 있다. CW 자기센서(16X)와 CCW 자기센서(16Y)는 도면에 나타낸 바와 같이 회전궤도(R) 근방에 설치되어 CW 자기센서(16X)는 CCW 방향으로 각도(α 0) 어긋나게 하여 고정되고, CCW 자기센서(16Y)는 CCW 방향으로 각도(α 1) 어긋나게 하여 고정되어 있다.

CW 자기센서(16X)와 CCW 자기센서(16Y)의 위치를 각각 (P1),(P2), 회전자 자극부(8a)의 중심위치를(PO),(P3) 라 하면 회전자(8)가 시계 회전방향으로 회전할 때는 도시하지 않은 제어회로에 의하여 CW 자기센서(16X)의 신호만을 수신하고, CW 자기센서(16X)가 위치(P1)에서 자속을 검지하였을 때에 위치(PO)에 대응하는 고정자 자극부(9a)를 여자 하도록 제어한다. 반대로 회전자(8)가 반시계회전방향으로 회전할 때에는 상기 제어회로에 의하여 CCW 자기센서(16Y)의 신호만을 수신하여 CCW 자기센서(16Y)가 위치(P2)에서 자속을 검지 하였을 때에 위치(PO)에 대응하는 고정자 자극부(9a)를 여자 하도록 제어한다.

다음에 각도(α 0)와(α 1)의 크기에 대하여 제38도를 이용하여 설명한다.

전술한 바와 같이 제38도는 무브러시 모우터의 회전자 끝면의 바깥쪽 공간의 자속밀도의 추이와, 피검출용 자석편에 의하여 검출된 회전자의 회전위치와의 어긋남을 나타내고 있으며, 그리고 시간차(T)는 회전자의 회전각으로 환산할 수 있고, 이 회전각은 자속의 리드각과 같은 것이다.

그래서, 본 실시예에서는 상기한 CW 자기센서(16X)와 CCW 자기센서(16Y)의 어긋난 각도(α 0)와(α 1)를 이 자속 밀도의 리드각과 대략 같아지도록 설정한 것이다.

이상의 구성에 의하여 본 실시예의 무브러시 모우터(1)에서는 회전자(8)가 제15도에 표시하는 시계회전방향(CW)으로 회전하는 경우, 피검출용 자석편(17)이 위치(P1)에 도달하였을 때에 CW 자기센서(16X)가 피검출용 자석편(17)의 자속을 검출하여 전술한 제어회로에 의하여 위치(PO)에 대응하는 고정자 자극부(9a)를 여자한다. 이때, 회전자(8) 바깥쪽 공간의 자속밀도 피이크 점은 위치(PO)에 있으므로 회전자(8)를 가장 효율적으로 회전 구동시킬 수 있게 되고 그 결과, 모우터 효율을 향상시킬 수 있다.

반대로 회전자(8)가 반시계회전방향으로 회전할 경우에는 CCW 자기센서(16Y)에 의하여 위치(P2)에 도달한 피 검출용 자석편(17)의 자속을 검출하여 위치(P3)에 대응하는 고정자 자극부(9a)를 여자하여, 마찬가지로 모우터 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 실시예의 무브러시 모우터(1)에 있어서, 회전자(8)가 제15도에 나타낸 시계회전방향(CW)으로 회전하는 경우, CCW 자기센서(16Y)를 사용할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 CCW 자기센서(16Y)는 반시계회전방향(CCW)으로 회전하는 경우에 CCW 방향으로 각도(α 1) 어긋나게 고정되어 있으므로 이것을 시계회전방향 (CW)으로 회전하는 관점에서 보면 CCW 자기센서(16Y)는 지연 각으로 되어 있다. 따라서, CW로 회전하는 경우 CCW 자기센서(16Y)를 지연각용 으로서 사용할 수 있게 된다. 또, 반대로 CCW 으로 회전하는 경우에도 CW 자기센서(16X)를 지연각용으로서 사용할 수 있다.

또, 반송용 기기 등에 있어서 작업시에 저속 또한 고토오크로서 풀어내고, 수납시에 재빠르게 고속 또는 저토오크로서 반전할 필요가 있는 양방향 회전용 무브러시 모우터가 사용된다. 이와 같은 양방향 회전용 무브러시 모우터는 각각의 회전방향 자속밀도의 리드각이 다르므로 하나의 피검출용 자석 부품과 작업시의 회전자의 회전위치를 검출하는 두루말이용 자기센서를 설치하여 작업시의 고토오크일 때에 회전자의 회전방향에 대하여 역방향으로 자속의 리드각과 같은 각도로 어긋나게 하여 작업용의 자기센서를 고정하고, 수납시의 저토오크인 때의 회전자의 회전방향(작업시와는 반대의 회전방향)에 대하여 역방향으로 커다란 각도로 어긋나게 하여 수납용의 자기 센서를 고정 한다.

작업용.수납용 자기센서의 각각의 토오크에서의 자속의 리드각을 일치시킴에 의하여, 회전속도와 토오크가 다르며, 또한 각각의 회전방향에 있어서 고효율을 발휘하는 양방향 회전용 무브러시 모우터를 얻을 수 있다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이 본 발명의 제3군의 무브러시 모우터에 의하면 회전자의 회전위치를 특정하는 피 검출용 자석편과 시계회전방향으로 회전할 때의 회전자 회전위치를 검출하는 CW 자기센서와 반시계 회전방향의 회전자 회전위치를 검출하는 CCW 자기센서를 가지고, CW 자기센서와 CCW 자기센서는 회전자의 회전방향에 대하여 반대방향으로 각각 소정 각도로 어긋나게 배치되어 있으므로 회전자가 시계회전방향과 반시계회전방향의 어느 방향으로 회전할 때에도 실제의 회전자의 회전위치보다 자속의 리드각과 같은 각도로 진행한 고정자 자극부를 여자할 수 있다. 이에 의하여 가장 효율적으로 회전자를 회전구동할 수 있고, 모우터 효율이 높은 양 방향 회전용 무브러시 모우터를 얻을 수 있다.

다음에 본 발명의 제2군의 무브러시 모우터를 사용하여 상기 제3군의 무브러시 모우터와 같은 양회전을 하는 경우에 대하여 설명한다.

전술한 바와 같이 통상은 한방향의 회전에 자기센서를 3개 필요로 하므로 양방향으로서 회전하는 무브러시 모우터에는 자기센서가 6개 사용된다. 본 발명자 등은 제16도에 나타낸 바와 같이 홀 IC 의 위치를 21 mm, 23 mm, 24.5 mm, 26 mm로 하고, 1 세트 3개로서 시계회전방향(CW) 및 반시계회전방향(CCW)에 있어서의 동일한 효율의 위치(리드각 0°)에서 정격효율, 최대부하, 최대회 전수를 구하여 보았다. 이 제16도로부터 명백한 바와 같이 R 24.5 mm, R 26 mm 에서는 홀 IC 에서 감지할 수 없었다. 그리고, R 23 mm의 경우에는 다시 제17도에 나타낸 바와 같이 CW 및 CCW에 같은 전압을 가하면 모우터 효율은 다르기는 하나 회전변동이 전체영역에 있어서 적고, 나특성(裸特性)(최고회전수)는 동일하게 된다. 또, 마찬가지로 R 21 ㎜ 인 경우에는 다시, 제18도에 나타낸 바와 같이, CW 및 CCW에 같은 전압을 가하면 특성은 다르기는 하나 모우터 효율과 고부하시의 회전수가 동일해진다.

제1도 및 제18도에 있어서 50%, 70% 및 100% 는 충격(duty)로서, 회전수와 토오크의 관계를 표시하고, 둥근 표는 회로전류와 토오크의 관계를 표시하고, 아울러 실선은 CCW, 점선은 CW의 경우이다.

또한, 홀 IC를 R 23㎜에 설정하여 회전수를 1200 rpm으로 고정하여 토오크를 변화시켰을 때, 각각의 토오크에 있어서의 최고효율일 때의 회전자 끝면에서 얻어지는 홀 IC의 신호와, 회전자 바깥쪽 자속밀도의 피이크와의 어긋남을 다음에 나타내었다.

상기 표로부터 명백한 바와 같이 R 23 ㎜로 설정함에 의하여 홀 IC의 회전 방향의 부착오차에 대한 최고효율의 변화가 적고, 또 부하에 관계없이 어긋남 량이 같기 때문에 어느 부하에 있어서 설정하여도 좋다.

상술한 실시에는 자기센서의 설정위치를 임의로 선택함에 의하여 동일구조이면서 사용목적에 적합한 성능을 가진 모우터를 얻을 수 있음을 나타내고 있다.

즉, 정전·반전(正轉·反轉)의 양회전에 동일 최대회전, 동일 토오크를 필요로 하는 경우에는 자기센서를 예컨대 R 23 ㎜에 설정하는 것으로 된다. 또, 세탁기에 사용되는 모우터와 같이 세탁 모우드인 경우, 회전수 : 1200 rpm, 토오크 : 0.24 kgm 에서 양쪽 회전, 탈수 모우드인 경우, 회전수 : 2000 rpm, 토오크 : 0.05 kgm 에서 한쪽 회전, 이라는 성능이 요구될 때에는 자기센서를 예컨대 상기 R 21 ㎜로 설정하는 것이다. 여기에서 홀 IC의 반경방향의 위치를 변경한 예를 들어서 설명하였으나, 각각의 R 위치에 있어서, 리드각을 조정하여도 같은 효과를 얻을 수 있다는 것은 말할 것도 없다.

상기 실시예로부터 알 수 있는 것은 자기센서의 위치를 여러개 다르게 한 상태에서 회전방향이 CW, CCW 에서 미리 많은 데이터를 모아 두고 이것들 중에서 전술한 세탁기용 모우터와 같이 희망하는 회전의 실시형태에 적합한 패턴을 선택하는 것이 바람직하다는 것이다. 또한, 상기 표에 있어서, 홀 IC와 자속밀도의 피이크의 어긋남이 상기 제2군의 무브러시 모우터의 개소에서 나타낸 표와 상이한 것은 이쪽 표의 경우에는 정전· 반전의 양쪽회전에 접합한 조건을 모색한 결과에 의한 것이다.

다음에 상술한 본 발명의 1 내지 3 군의 무브러시 모우터에 실시하여 모우터 성능의 향상을 도모할 수 있는 장치를 설명한다.

제19도는 자기센서 기판을 나타낸 도면이며, 이 실시예는 자기센서 기판(15)에 센서구동전원을 설치한 것이다. 즉, 자기센서 기판(15)에 발전 코일 (34)을 설치함과 동시에 이 발전코일(34)을 전자회로(35)에 접속하여 이 전자회로 (35)와 전원(36), 그리고 자기센서(16)를 접속한다. 이 자기센서 기판(15)에 있어서, 회전자로부터의 누출자속에 의하여 발전코일(34)에 교류전압이 흐르고, 제20도에 나타낸 바와 같이, 정류회로에 의하여 전파정류 또는 반파정류 되어, 승압회로에 의하여 승압되고, 제어회로를 거쳐 전원에 저장된다. 여기에서 제어회로로서는 1개 또는 여러개의 다이오우드를 사용하며, 또 승압회로는 필요에 따라 설치되는 것으로서, 승압코일을 사용하여 구성된다. 이와 같이 자기센서 기판(15)을 구성한 경우에는 회전자의 누출자속을 유효하게 이용할 수 있고, 종래 사용되었던 외부전원, 따라서 이에 수반한 외부배선을 불필요로 할 수 있어서, 발전성능이 크며, 게다가 자기센서와 전원을 포함시킨 소형으로 형성할 수 있는 것이다.

다시, 제21도에 나타낸 바와 같이 발전코일(34)을 고정자(9)의 톱니부에 보조코일을 감아서 형성할 수도 있다. 또한, 발전코일(34)은 바람직하게는 소형화, 박형화(薄型化)에 적합한 시이트형상 코일을 사용하여 전원(36)에는 충방전이 가능한 대용량 콘덴서나 2 차 전지를 사용한다. 이와 같이 함에 의하여 대용량의 발전을 가능하게 할 뿐만 아니라 전자회로전원을 경유하여 모우터의 밖으로 끌어내어 외부의 작동기를 제어하기 위한 전원으로서 사용할 수도 있다.

또, 전술한 회전자의 누출자속을 유효하게 이용하여 외부의 작동기를 제어하기 위한 전원으로서 사용하는 다른 형태로서 제22도에 표시한 것이 있다. 이것은 무브러시 모우터(1)를 고정하는 부착판(40)에 이 무브러시 모우터(1)의 하우징 부재(3)의 방향으로 돌출하는 부위(41)를 설치하고, 이 부위(41)의 선단에 발전코일(34)을 부착하여, 이 발전코일(34)로부터 리이드선(14)으로서 제어회로 (42), 전지(43)에 접속한다. 다른 한편, 하우징 부재(3)에는 상기 발전코일(34)에 상응하는 개소에 구멍(3a)을 형성하고, 이 구멍(3a)에 상기 부위(41)를 삽통하여 발전코일(34)을 회전자 끝면(8b)에 근접시켜서 설치하는 것이다. 제22도중에서 (44)는 회전축(7)을 삽통하기 위한 구멍이다.

또한, 상기 부착판(40)과 맞닿는 하우징 부재(3)와는 반대쪽의 하우징 부재(4)의 바깥쪽에 예컨대 시이트 형상 코일의 발전코일(34)을 설치하도록 하여도 좋다.

이와 같이 하여 발전코일(34)을 모우터 안밖의 적당한 개소에 설치하고, 이것에 의하여 얻어진 전원을 자기센서나 모우터 외부의 구동전원으로서 사용할 수 있는 것이다.

또한, 이들의 회전자 누출자속을 이용하여 역기전력을 발생시키는 것은 회전자가 타성으로 회전하고 있을 경우에도 이용할 수 있는 것이다.

제23도 및 제24도는 자기센서 기판의 다른 실시예를 나타낸 도면이고, 본 예에서는 자기센서 기판(15)에 공동부(15c)를 형성하여, 이 공동부(15c)에 자기센서(16)를 내장시켜서 자기센서 기판(15)의 표리전체를 예컨대 알루미늄 재료 등의 열전도성이 양호한 재질을 포함시킨 비전도성의 수지(37)로서 몰드한 것이다. 이와 같이 구성하였을 경우에는 자기센서 기판(15)에 공동부(15c)가 형성되어 있으므로 자기센서(16)의 위치결정이 용이해지고, 또 방열성 수지(37)로 성형되어 있으므로 자기센서의 방열이 양호하게 된다.

또한, 종래에는 자기센서 기판 위에 자기센서가 장착되고, 따라서 자기센서 기판은 특히 자기센서에 의하여 요철형으로 되어 있어서, 이것에 수지몰드하는 것은 곤란하였으나, 이 실시예에 의하면 공동부(15c)가 형성되어 이것에 자기센서 (16)가 내장되므로 위치결정효과를 구비함과 동시에 기판면에 요철이 없어지고, 따라서 수지몰드를 하는 것이 용이하게 되며, 다시 상술한 바와 같이, 이 수지몰드에 의한 방열효과를 얻는 것이 가능하게되는 것이다.

제25도 및 제26도는 자기센서에 코일(38)을 사용한 것으로서 제25도는 사이트형상 코일, 제26도는 환상코일을 감은 코일이다. 본 예에서는 회전자로부터의 누출자속이 코일(38)을 가로지르면 역기전력이 발생하므로 이 역기전력을 위치검출신호로서 이용하는 것이다.

상술한 바와 같이 역기전력을 이용하여 위치검출을 실행할 경우, 회전자가 정지되어 있는 시동 시에는 역기전력이 발생하고 있지 않으므로 위치검출을 할 수 없다.

그래서, 제27도에 나타낸 제어를 하는 것이 좋다. 즉, 제27도의 순서도에 있어서, 먼저 최초에 일정시간 어떤 패턴의 구동신호에 의하여 전류제한기의 제한치 전류로 여자한다. 이것에 의하여 회전자는 이 여자패턴에 대응한 위치에 이동하여 위치가 확정된다. 이어서, 전류를 흘린 상태에서 전류(轉流) 신호를 부여하여 출력패턴을 전환하면 모우터가 회전하고, 이것에 의하여 코일에 역기전력이 발생하므로 코일에 의한 위치검출을 하는 것으로 된다. 이와 같은 코일을 사용하였을 경우에는 홀소자, 홀 IC 와 같은 자기센서가 필요없게 되고, 이에 대신하는 코일은 구리선이기 때문에 싼값으로 제작할 수 있으며, 또 종래의 자기센서에 비하여 단자가 적어도 되고, 내열성이 있어, 제조상 러프(Rough)한 공차(公差)로 된다는 이점이 있다.

제28도는 자기센서(16)를 회전자 끝면(8b)에 대하여 이동할 수 있도록 설치한 것이다. 즉, 하우징 부재(3, 4)의 내부 적당한 개소에 원통체(45)를 설치하고, 이 원통체(45) 내에 비자성체의 작동간(46)을 축방향으로 이동가능하게 설치하여, 이 작동간(46)의 회전자쪽에 자기센서(16)를 고정하고, 이 작동간(46)의 반대쪽에는 자석(47)을 고정한다. 이 자석(47)에 대향하여 하우징 부재의 바깥쪽에는 필름코일(48)을 설치하여 이것에 전기적 도통(導通)을 도모하고 있다. 따라서, 필름코일(48)에 전류를 흘려서 여자하고, 도시를 생략한 제어장치에 의하여 필름코일(48)의 자성을 전환함에 의하여 자석(47)의 흡착과 반발을 실행시키고, 작동간(46)에 따라서 자기센서(16)를 축방향으로 움직임에 의하여 회전자 끝면(8b)과의 거리를 조정하고, 이것에 의하여 모우터의 회전영역을 변화시키는 것이다. 제29도는 이와같이 하여 자기센서(16)를 이동시켰을 때, 자기센서(16)와 회전자 끝면(8b) 사이의 거리와, 리드각과의 관계를 나타낸 도면으로서, 자기센서(16)가 회전자 끝면(8b)에서 떨어져 나가면, 리드각은 도면 중의 a 점에서 비례적으로 진행한다. 이 a 점은 실험 결과, 계자용 영구자석(11)의 두께의 1.5 배가 되는 값을 얻고 있다. 또, 제30도에 있어서, 인출선(1)으로 나타낸 선도는 자석(47)과 필름코일(48)이 반발하고 있을 때, 즉 자석(47)이 회전자 끝면(8b)에 접근하고 있을 때를 나타내고, 인출선(2)으로 나타낸 선도는 자석(47)과 필름코일(48)이 흡착되어 있을 때, 즉 자석(47)이 인출선(1)의 경우보다도 회전자 끝면(8b)에서 떨어져 있을 때를 나타내고 있다. 이와 같이 자석(47)의 회전자 끝면(8b)에 대한 위치를 가변으로 함에 의하여, 나특성(裸特性)을 변화시킬 수 있다.

또한, 제1군의 발명에 있어서, 자기센서(16)를 회전자 끝면(8b)에 대하여 이동할 수 있도록 설치하였을 경우에는 상기한 효과 외에 자기센서의 설정 위치, 즉 회전자 끝면 바깥쪽에 누출된 자속을 직접 검지할 수 있는 거리 이하이고, 또한 회전자 끝면 근방의 불규칙한 자속에 의하여 검출신호에 잡음이 발생하는 거리 이상의 거리범위내 위치의 위치결정을 용이하게 할 수 있다.

그런데, 전술한 각 실시예는 온도가 대략 일정한 경우를 전제로 하고 있는 것으로서 모우터 회전 중에 온도조건이 극단으로 변화하는 경우에는 이에 대비하여 온도보상수단을 사용하는 것이 기대되는 것이다. 그리고, 온도보상을 하려면, 일반적으로는 온도센서는 필수의 구성요소이다. 그래서, 본 발명자 등은 온도센서를 사용하지 않고 모우터 온도를 검출할 수 있는 기술적 수단을 제안하는 것이다.

즉, 제31도에 나타낸 바와 같이 홀전압과 자속밀도 사이에는 일정한 비례 관계가 있고, 그리고 제32도에 나타낸 바와 같이 자속밀도와 온도와의 사이에도 일정한 관계가 있다. 제33도는 회전자 회전시의 자기센서의 출력전압 파형이고, 자석의 온도상승에 의하여 자속밀도가 감소하며, 또 자속밀도가 감소함에 의하여 자기센서의 출력전압은 강하한다. 그래서, 이것들의 관계를 이용하여, 요컨대, 이 관계를 미리 구해두고 제어회로내에 자속밀도· 온도테이블을 예컨대 ROM 을 내장함에 의하여 자기센서의 출력전압에 의하여 모우터의 온도를 모니터할 수 있는 것이다. 다시, 회전자 자석의 감자량도 마찬가지로 자기센서의 출력전압에 의하여 검출할 수 있다.

이와 같이 구성함에 의하여 모니터 온도를 자기센서의 아날로그 출력치의 변화로부터 검출할 수 있으므로서 전용의 온도센서가 필요없게 되어 원가절감을 도모하는 것이 가능하게 된다. 또, 온도상승이나 예측할 수 없는 현상에 의한 회전자 자석의 감자를 자기센서의 아날로그 출력치의 변화로부터 검출할 수 있으므로 자석성능 열화를 파악할 수 있다. 다시, 회전중의 자석 온도를 전술한 바와 같이 온도센서를 사용하지 않고 직접 검출할 수 있는 것이다.

다음에 기술하는 실시예는 자기센서나 자속밀도가 전술한 바와 같이 온도의 영향을 받게 되는 것에 비추어 모우터 안을 냉각하는 것이 가능한 구조를 제안하는 것이다.

즉, 제34도 내지 제36도에 나타낸 바와 같이 팬(fan)을 형성한 것이다.

제34도 및 제35도는 회전자 요우크(10)의 강판(10a)의 자극부 선단(10b)을 비스듬히 절곡하여 팬형상으로 형성하고 있다. 따라서, 회전자의 회전에 의하여 강판(10a)의 자극부 선단(10b)에서 송풍하여 자기센서를 냉각시키게 되고, 이것에 의하여 주위 온도변화의 영향이 적어져서 안정한 출력전압을 얻을 수 있다.

제36도에 나타낸 것은 회전자 끝면(8b)과 자기센서(16)와의 사이에 회전축(7)에 고정한 팬(39)을 설치한 것으로서, 전례와 마찬가지로 자기센서 및 모우터를 냉각하게 되어, 이것에 의하여 안정한 출력전압을 얻을 수 있다. 또한, 이 팬(39)은 비자성재로 형성되고, 따라서 회전자 끝면으로부터의 누출자 속에는 영향이 없도록 되어 있으므로 팬(39)을 설치하였다고해서 검출불량으로 되는 일은 없다.

[산업상이용가능성]

이 발명은 자기센서를 사용하여 회전자의 회전위치를 검출하는 무브러시 모우터에 있어서, 회전자 주위의 자속밀도 피이크점을 검지할 수 있고, 고도의 모우터 효율이 요구되는 무브러시 모우터에 가장 적합하다.

Claims

고정자와; 고정자 안쪽에 회전 가능 상태로 지지되며, 다수의 강판이 적층된, 바깥쪽으로 돌출된 짝수의 자극부를 갖는 회전자 요우크를 포함하는 회전자와; 각각의 자극부 또는 하나 건너 하나씩의 자극부에 삽설된 자계용 자석을 포함하여 구성된 무브러시 모터에 있어서, 하나의 자극부의 적층 강판과, 이에 인접한 자극부의 적층 강판과의 사이에 있어 회전자 끝면 바깥쪽으로 누설되는 자속을 검지하는 자기 센서를 포함하며; 상기 자기 센서는, 누설 자속을 검지함에 있어 회전자 끝면 부근의 불규칙적 자속으로 인해 검출 신호에 노이즈가 발생하게 되는 거리 이상, 상기 회전자 끝면으로부터 떨어져 위치하는 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
고정자와; 고정자 안쪽에 회전 가능 상태로 지지되며, 다수의 강판이 적층된, 바깥쪽으로 돌출된 짝수의 자극부를 갖는 회전자 요우크를 포함하는 회전자와; 각각의 자극부 또는 하나 건너 하나씩의 자극부에 삽설된 자계용 자석을 포함하여 구성된 무브러시 모터에 있어서, 하나의 자극부의 적층 강판과, 이에 인접한 자극부의 적층 강판과의 사이에 있어 회전자 끝면 바깥쪽으로 누설되는 자속을 검지하는 자기 센서를 포함하며; 상기 자기 센서는, 누설 자속을 검지함에 있어 회전자 끝면 부근의 불규칙적 자속으로 인해 검출 신호에 노이즈가 발생하게 되는 거리 이상, 상기 회전자 끝면으로부터 떨어져 위치하고, 또한, 회전축 중심으로부터 상기 계자용 자석의 바깥쪽에 이르는 최단 거리 지점으로부터, 상기 회전자 외측단까지의 범위 내를 주사하도록 취부한 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
고정자와; 고정자 안쪽에 회전 가능 상태로 지지되며, 다수의 강판이 적층된, 바깥쪽으로 돌출된 짝수의 자극부를 갖는 회전자 요우크를 포함하는 회전자와; 각각의 자극부 또는 하나 건너 하나씩의 자극부에 삽설된 자계용 자석을 포함하여 구성된 무브러시 모터에 있어서, 하나의 자극부의 적층 강판과, 이에 인접한 자극부의 적층 강판과의 사이에 있어 회전자 끝면 바깥쪽으로 누설되는 자속을 검지하는 자기 센서를 포함하며; 상기 자기 센서는, 누설 자속을 검지함에 있어 회전자 끝면 부근의 불규칙적 자속으로 인해 검출 신호에 노이즈가 발생하게 되는 거리 이상, 상기 회전자 끝면으로부터 떨어져 위치하고; 상기 회전자 요우크는 각각의 회전자 자극부 사이에 홈을 가지며, 이 홈은 자기 센서의 상대적 회전 궤도와 일치하는 저변을 갖는 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
고정자와; 고정자 안쪽에 회전 가능 상태로 지지되며, 다수의 강판이 적층된, 바깥쪽으로 돌출된 짝수의 자극부를 갖는 회전자 요우크를 포함하는 회전자와; 각각의 자극부 또는 하나 건너 하나씩의 자극부에 삽설된 자계용 자석을 포함하여 구성된 무브러시 모터에 있어서, 하나의 자극부의 적층 강판과, 이에 인접한 자극부의 적층 강판과의 사이에 있어 회전자 끝면 바깥쪽으로 누설되는 자속을 검지하는 자기 센서를 포함하며; 상기 자기 센서는, 누설 자속을 검지함에 있어 회전자 끝면 부근의 불규칙적 자속으로 인해 검출 신호에 노이즈가 발생하게 되는 거리 이상, 상기 회전자 끝면으로부터 떨어져 위치하고; 자기 센서와 상기 회전자 끝면 사이에 노이즈 경감용 비자성판을 취부한 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
고정자와; 고정자 안쪽에 회전 가능 상태로 지지되며, 다수의 강판이 적층된, 바깥쪽으로 돌출된 짝수의 자극부를 갖는 회전자 요우크를 포함하는 회전자와; 각각의 자극부 또는 하나 건너 하나씩의 자극부에 삽설된 자계용 자석을 포함하여 구성된 무브러시 모터에 있어서, 하나의 자극부의 적층 강판과, 이에 인접한 자극부의 적층 강판과의 사이에 있어 회전자 끝면 바깥쪽으로 누설되는 자속을 검지하는 자기 센서를 포함하며; 상기 자기 센서는, 누설 자속을 검지함에 있어 회전자 끝면 부근의 불규칙적 자속으로 인해 검출 신호에 노이즈가 발생하게 되는 거리 이상, 상기 회전자 끝면으로부터 떨어져 위치하고; 상기 계자용 자석의 자석 끝면은 적어도 자기 센서 측의 회전자 끝면보다도 회전자 안쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
고정자와; 고정자 안쪽에 회전 가능 상태로 지지되며, 다수의 강판이 적층된, 바깥쪽으로 돌출된 짝수의 자극부를 갖는 회전자 요우크를 포함하는 회전자와; 각각의 자극부 또는 하나 건너 하나씩의 자극부에 삽설된 자계용 자석을 포함하여 구성된 무브러시 모우터에 있어서, 하나의 자극부의 적층 강판과, 이에 인접한 자극부의 적층 강판과의 사이에 있어 회전자 끝면 바깥쪽으로 누설되는 자속을 검지하는 자기 센서를 포함하며; 상기 자기 센서는, 누설 자속을 검지함에 있어 회전자 끝면 부근의 불규칙적 자속으로 인해 검출 신호에 노이즈가 발생하게 되는 거리 이상, 상기 회전자 끝면으로부터 떨어져 위치하고, 또한 축방향으로 이동 가능하도록 취부한 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
고정자와; 고정자 안쪽에 회전 가능 상태로 지지되며, 다수의 강판이 적층된, 바깥쪽으로 돌출된 짝수의 자극부를 갖는 회전자 요우크를 포함하는 회전자와; 각각의 자극부 또는 하나 건너 하나씩의 자극부에 삽설된 자계용 자석을 포함하여 구성된 무브러시 모우터에 있어서, 하나의 자극부의 적층 강판과, 이에 인접한 자극부의 적층 강판과의 사이에 있어 회전자 끝면 바깥쪽으로 누설되는 자속을 검지하는 자기 센서를 포함하며; 상기 자기 센서는, 회전축 중심으로부터 상기 계자용 자석의 바깥쪽에 이르는 최단 거리 지점으로부터, 상기 회전자 외측단까지의 범위 내를 주사하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
고정자와; 고정자 안쪽에 회전 가능 상태로 지지되며, 다수의 강판이 적층된, 바깥쪽으로 돌출된 짝수의 자극부를 갖는 회전자 요우크를 포함하는 회전자와; 각각의 자극부 또는 하나 건너 하나씩의 자극부에 삽설된 자계용 자석을 포함하여 구성된 무브러시 모우터에 있어서, 하나의 자극부의 적층 강판과, 이에 인접한 자극부의 적층 강판과의 사이에 있어 회전자 끝면 바깥쪽으로 누설되는 자속을 검지하는 자기 센서를 포함하며; 상기 자기 센서는, 회전축 중심으로부터 상기 계자용 자석의 바깥쪽에 이르는 최단 거리 지점으로부터, 상기 회전자 외측단까지의 범위 내를 주사하도록 위치하고; 상기 각각의 강판을 겹쳐서 고정하는 코오킹부는, 그 회전축 중심으로부터의 거리가, 회전축 중심으로부터 상기 자기 센서의 하단까지의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
고정자와; 고정자 안쪽에 회전 가능 상태로 지지되며, 다수의 강판이 적층된, 바깥쪽으로 돌출된 짝수의 자극부를 갖는 회전자 요우크를 포함하는 회전자와; 각각의 자극부 또는 하나 건너 하나씩의 자극부에 삽설된 자계용 자석을 포함하여 구성된 무브러시 모우터에 있어서, 하나의 자극부의 적층 강판과, 이에 인접한 자극부의 적층 강판과의 사이에 있어 회전자 끝면 바깥쪽으로 누설되는 자속을 검지하는 자기 센서를 포함하며; 상기 자기 센서는, 회전축 중심으로부터 상기 계자용 자석의 바깥쪽에 이르는 최단 거리 지점으로부터, 상기 회전자 외측단까지의 범위 내를 주사하도록 위치하고, 또한 축방향으로 이동 가능하도록 취부한 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
고정자와; 고정자 안쪽에 회전 가능 상태로 지지되며, 다수의 강판이 적층된, 바깥쪽으로 돌출된 짝수의 자극부를 갖는 회전자 요우크를 포함하는 회전자와; 각각의 자극부 또는 하나 건너 하나씩의 자극부에 삽설된 자계용 자석을 포함하여 구성된 무브러시 모우터에 있어서, 하나의 자극부의 적층 강판과, 이에 인접한 자극부의 적층 강판과의 사이에 있어 회전자 끝면 바깥쪽으로 누설되는 자속을 검지하는 자기 센서를 포함하며; 상기 자기 센서는, 회전축 중심으로부터 상기 계자용 자석의 바깥쪽에 이르는 최단 거리 지점으로부터, 상기 계자용 자석의 바깥쪽과 회전자 외측단 과의 중간 부위까지의 범위 내를 주사하도록 위치한 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
고정자와; 고정자 안쪽에 회전 가능 상태로 지지되며, 다수의 강판이 적층된, 바깥쪽으로 돌출된 짝수의 자극부를 갖는 회전자 요우크를 포함하는 회전자와; 각각의 자극부 또는 하나 건너 하나씩의 자극부에 삽설된 자계용 자석을 포함하여 구성된 무브러시 모우터에 있어서, 하나의 자극부의 적층 강판과, 이에 인접한 자극부의 적층 강판과의 사이에 있어 회전자 끝면 바깥쪽으로 누설되는 자속을 검지하는 다수의 자기 센서를 포함하며; 상기 다수의 자기 센서를 회전자의 회전축을 중심으로 하여 상이한 지름원주상에 배치한 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
고정자와; 고정자 안쪽에 회전 가능 상태로 지지되며, 다수의 강판이 적층된, 바깥쪽으로 돌출된 짝수의 자극부를 갖는 회전자 요우크를 포함하는 회전자와; 각각의 자극부 또는 하나 건너 하나씩의 자극부에 삽설된 자계용 자석을 포함하여 구성된 양 방향 회전용 무브러시 모우터에 있어서, 상기 회전자 끝면에 취부되어 그 회전 위치를 특정하는 피검출용 자석과, 이 피검출용 자석의 회전 궤도 부근에 취부된, 한쪽 방향으로 회전할 때의 회전자 위치를 검출하는 자기 센서, 및 다른 방향으로 회전할 때의 회전자 위치를 검출하는 자기 센서를 포함하며; 상기 한쪽 방향용 자기 센서와 다른쪽 방향용 자기 센서는, 회전자의 회전 방향에 대해 역방향으로 각각 자속의 선행각과 같은 각도를 차이지게하여 배치한 것을 특징으로 하는 양방향 회전용 무브러시 모터.
제1,7,11 또는 12항에 있어서, 상기 자기 센서에 호올 소자를 사용하며, 이 호올 소자와 회전자 끝면과의 거리가 적어도 계자용 자석의 두께보다도 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
제1,7,11 또는 12항에 있어서, 상기 자기 센서에 호올 소자를 사용하며, 이 호올 전압과 자속 밀도 및 온도와의 관계로부터 회전자 자석의 감자량을 검출하는 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
제1,7,11 및 12항에 있어서, 자기 회로를 구성하는 상기 회전자 요우크의 강판 선단부를 비스듬히 절곡하여 팬 형상으로 형성하고, 회전자의 회전에 의하여 상기 자극 선단부로써 송풍하여, 상기 자기 센서를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
제1,7,11 및 12항에 있어서, 상기 자기 센서 기판에 발전 코일을 설치하고, 회전자로부터의 누설 자속에 의해 코일에서 역기전력을 얻어, 전자 회로를 경유하여 충전 가능한 전원에 축적하는 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
제1,7,11 및 12항에 있어서, 상기 고정자의 톱니부에 발전 코일을 설치하고, 회전자로부터의 누설 자속에 의해 코일에서 역기전력을 얻어, 전자 회로를 경유하여 충전 가능한 전원에 축적하는 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
제1,7,11 및 12항에 있어서, 무브러시 모터를 고정하는 부착판에, 무브러시 모터의 하우징 부재 방향으로 돌출하는 부위를 형성하고, 이 부위에 발전 코일을 설치하는 한편, 상기 하우징 부재에는, 발전 코일에 대응하는 개소에 구멍을 형성하여, 이 구멍에 상기 돌출 부위를 삽입함으로써 상기 발전 코일을 회전자 끝면에 근접 설치한 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.
제1,7,11 및 12항에 있어서, 상기 하우징 부재의 비깥쪽에 발전 코일을 설치하고, 회전자로부터의 누설 자속에 의해 코일에서 역기전력을 얻는 것을 특징으로 하는 무브러시 모터.