KR900003894Y1 - 1상 통전되는 디스크형 브라시리스 모터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

1상 통전되는 디스크형 브라시리스 모터

제1도는 및 제2도는 1상 통전되는 코어리스 타입의 브러시리스 모터에 있어서 종래의 자기저항 토크를 발생시키는 방법의 설명도.

제3도는 제2도의 경우의 정지위치의 설명도.

제4도는 제2도의 경우의 사점부근의 자기저항 토크의 설명도.

제5도, 제6도는 본 고안의 실시예 1로써 표시하는 코어리스 타입의 1상 통전되는 디스크형 브러시리스 팬모터의 평면도

제7도는 제6도의 종단면도.

제8도는 제7도의 고정자측을 확대한 종단면도.

제9도는 스테이터 전기자의 평면도.

제10도는 6극의 계자 마그넷의 하면도.

제11도는 자기저항 발생용 자성체를 확대한 설명도.

제12도는 별도의 실시예시의 자기저항 발생용 자성체의 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 계자 마그넷 4,4-1,4-2 : 공심형 전기자코일

23 : 스테이터 요크 24 : 위치검지소자

25,25',25" : 자기저항 발생용 자성체 28 : 테이퍼

본 고안은 1상 통전되는 디스크형 브러시리스 모터에 관한 것이다.

1상(단상)모터는, 통전 절환점에 있어서 토크가 영이되는 소위 "사점"이 있다.

그러므로 모터 기동시의 로터위치는 때때로 사점에 있으면 모터는 자기동 할 수 없는 결점이 있다.

그러므로 1상 모터에 있어서는, 전기자코일과 계자마그넷(로터 마그넷)에 의하여 발생하는 토크에 부가하여 자기저항 발생용 자성체(철편을 사용한다)에 의한 토크(자기저항 토크)를 부가하므로서 사점을 해소, 자기동 할수있도록 하고 있다.

예를들면, 코어리스 모터에 있어서 자기저항 토크를 붙히는 방법으로서는, 제1도 및 제2도에 의한 방법이 있다.

제1도 및 제2도에 있어서 1은 로터요크, 2는 N,S의 자극이 교호로 된 6극의 계자 마그넷, 3은 공심형 전기자 코일, 4는 에어갭, 5는 스테이터 요크, 6은 철봉이다.

코어리스 모터에 있어서 자기저항을 붙힌 방법으로서, 제1도에 표시한 바와같이 에어갭에 경사를 지우는 방법이 알려져 있으나, 이 방법은 에어갭이 커짐으로 효율이 저하하는 결점이 있다.

또 제2도에서와 같이 균일한 에어갭의 일부에 철봉을 삽입하는 방법이 있다. 이 방법은 제3도에서와 같이 자속(7)이 발생함으로써, 계자 마그넷(2)의 N 또는 S극의 중심과 철봉(6)이 대응한 위치에서 당해 계자마그넷(2)이 정지하므로, 이러한 정지위치에 있어서, 전기자 코일(3)이 회전토크를 발생할 수가 있는 위치에 배설하고 있으면, 자기동 할 수 있는 코어리스 모터를 얻을수 있다.

그러나, 이 제2도의 방법은 자기저항 토크를 크게 하므로 철봉(6)의 긁기가 증가하면, 사점부근에 있어서 제4도시와 같이 자속(7)이 작용함으로 사점부근의 토크가 저하하는 현상이 나타난다.

이상적인 토크-회전각 곡선을 얻기위해서는, 제5도에서와 같이 합성토크곡선(8)을 얻을 필요가 있다.

9는 전기자 코일에 의한 전기자 코일토크곡선으로, 10은 자기저항 발생용 자성체에 의한 자기저항 토크 곡선이다.

전기자 코일 토크 곡선(9), 자기저항 토크곡선(10)에서와 같이 자기저항 토크는 전기자 토크의 2분의 1의 크기로 하는 것이 필요하다.

이와같이 하면 회전각의 전역에 걸쳐, 대체로 일률적인 회전토크로 된 전기자 코일 토크와 자기저항 토크를 합성한 합성토크 곡선(8)을 얻을 수 있다.

이러한 이상적인 합성토크 곡선(8)을 얻기 위해서는, 자기저항 자성체의 크기 및 위치를 바르게 설계하지 않으면 안된다.

본 고안은 상기 사정에 의거하여 개량된 것으로, 자기저항 토크를 이용할 코어리스 타입의 1상 통전되는 디스크형 브러시리스 모터로 충분한 크기로 또 이상적인 토크-회전각 곡선을 갖는 자기저항 토크를 얻을수가 있어서 원활하게 작은 소리의 1상 통전되는 디스크형 브러시리스 모터를 제공하는 것이다.

본 고안의 목적은, 자기저항 발생용 자성체의 폭(개각)을 계자 마그넷의 자극폭에 맞추어 이 자기저항 발생용 자성체를 이 중심선이 전기자 코일이 발생토크에 기여할 도체부에서 계자 마그넷의 약 4분의 3정도 회전방향을 향하여 앞 위치 혹은 면적을 회전방향의 앞을 향하여 서서히 작아지도록 형성함으로써 위 목적을 달성할 수 있는 것이다.

제6도는 본 고안의 1상 통전되는 디스크형 브러시스 모터를 적용한 1상 통전되는 디스크형 브러시리스 팬모터(11)의 평면도, 제7도는 제6도의 종단면도, 제8도는 제7도의 고정자측을 확대한 종단면도, 제9도는 스테이터 전기자 평면도, 제10도는 6극의 계자 마그넷(2)의 하면도이다.

12는 평면각형(제6도)에서 단면 캡형(제7도)의 디스크형 브러시리스 팬모터(11)의 케이싱으로, 플라스틱으로 된 것이다.

13은 케이싱(12)의 凹부로, 이 凹부(13)내에 후술하는 구성의 모터부(14)가 배설되어 있다.

凹부(13)의 저부에는 도시없는 스테이터가 형성됨과 동시에 후술하는 팬(15)에 의하여 발생하는 바람을 통하게 하는 투공(16)이 형성된다.

17은 회전자로, 플라스틱으로 형성된 캡형본체(18)의 외주에 팬(날개)(15)이 일체로 형성되어 있다.

캡형본체(18)의 내면에는 로터요크(19)가 고정설치되며, 로터 요크(19)의 하면에는, 제10도에 표시한 바와 같은 N,S의 자극을 60도의 착자폭으로 교호로 같은 착자폭으로 착자된 6극의 계자 마그넷(2)이 고정된다.

회전축(20)은 일단부가 회전자(17)에 고정되고, 타단부는 오일 리스메탈 축수(21)에 의하여 회동자재로 축지되어 있다.

22는 케이싱(12)에 걸어 맞추어진 프린트기판으로, 23은 프린트 기판(22)위에 배설한 스테이터 요크이다.

스테이터 요크 23은, 후술하는 조건의 자기저항 발생용 자성체(25)등으로 일체로 형성되어 있다.

스테이터 요크(23)는 계자마그넷(12)의 자로를 닫기위한 것이다.

자기저항 발생용 자성체(25)를 일체로 형성한 스테이터요크(23)는, 철분등의 자성체분을 흔입한 플라스틱분 등의 비자성체분으로 일체 형성하면, 당해 성능이 우수한 1상 통전되는 디스크형 브러시리스모터(11)를 저렴가로 양산할 수 있다.

따라서 철분등의 비자성체분을 혼입한 플라스틱분등의 비자성체분으로 형성한 특수자성체에 의하여 스테이터 요크(23) 및 자기저항 발생용 자성체(24)를 일체로 형성하여 실로 합리적이다.

특히 이 특수자성체는 가공이 용이하고 철재보다도 투자율이 떨어지며 그것으로도 충분한 투자율을 갖고있고 반대로 철손을 그리 발생하지 않는다는 이점이 있다. 스테이터요크(23)는, 그 표면에 절연처리하고, 2개의 공심형 전기자코일(4-1,4-2)을 180도 대칭으로, 제9도에서와 같이 스테이터 요크(23)위에 고정하고 있다. 전기자코일(4-1,4-2)은 발생토크에 기여할 반경방향의 도체부(4a)와 도체부(4'a)외의 개각이 계자마그넷(2)의 자극폭과 같은 폭의 부채꼴로 형성된 것이다.

즉, 계자마그넷(2)으로써 6극의 것을 이용한 것은, 1자극의 폭이 60도이기 때문에, 전기자코일(4-1,4-2)은, 발행토크에 기여할 도체부(4a)와 도체부(4'a)와의 개각폭이 60도의 것으로 형성되어 있다.

전기자코일(4-1,4-)의 둘레방향의 도체부(4b,4c)는 발생토크에 기여하지 않는 도체부이다.

24는 홀소자, 홀 IC, 자기저항소자등의 자전변환소자로 된 위치 검지소자로, 이 위치검지소자(24)는 전기자 코일(4-1)의 발생 토크에 기여할 도체부(4'a)에서 둘레방향에 계자 마그넷(2)의 1자극의 폭, 즉 60도 벗어난 위치에 배치되어 있다.

따라서, 위치검지소자(24)는 전기자코일(4-1)의 발생토크에 기여할 도체부(4'a)와 전기자코일(4-2)의 발생토크에 기여할 도체부(4a)와의 중간위치에 배설하고 있다.

자기저항 발생용 자성체(25)는, 상기한 재료에 의하여 스테이터 요크(23)와 일체로 형성되며, 스테이터 요크(23)의 상면에 일체적으로 돌출형성 되어있다.

자기저항 발생용 자성체(25)는, 계자 마그넷(2)의 자극폭과 대체로 같은 폭 즉 60도의 개각폭의 판상으로 형성된 것을, 스테이터 요크(23)상면에 1개소 형성되어 있다.

자기저항 발생용 자성체는, 그 중심선(27)이 전기자코일(4-2)의 발생토크에 기여할 도체부(4'a)에서 계자 마그넷(2)의 자극이 약 4분의 3폭, 즉 약 45도 정도 떨어진 스테이터 요크(23)위에 고정 설치되어 있고, 또 이 자기저항 발생용 자성체(25)는 제10도에서와 같이 회전자(계자 마그넷(2)의 회전방향(화살표 A방향)에 체적이 서서히 적어지도록 상기 자성체(25)의 회전방향을 향하여 앞 위치의 단부(25a)에 테이퍼(28)를 형성하고 있다.

본 고안의 실시예 2를 제12도를 참조하여, 상기 1점 쇄선으로 표시한 자기저항 발생용 자성체(25)의 단부(25a)위치에서 자기저항 발생용 자성체(25)의 체적 및 면적의 회전자의 회전방향을 향하여 앞 방향에 서서히 작아지도록 도려낸부를 형성한 것으로, 부호 25'로 표시한 자기저항 발생용 자성체를 형성하고 있다.

혹은 제12도에 점선으로 표시한 자기저항 발생용 자성체(25")의 것으로 해도 무방하다.

또 이예의 자성체(25',25")에서는 실시예 1의 테이퍼(28)를 붙히지 않아도 족하다.

본 고안의 디스크형 브러시리스팬모터(11)는, 상기 구성으로 됨으로써 전기자코일(4-1,4-2), 위치검지소자(24) 및 자기저항 발생용 자성체(25)와 면 대향하여 상대적 회동을 하는 계자마그넷(2)가 모터정지시, 계자마그넷(2)는 이 N극 또는 S극이 자기저항 발생용 자성체(25)에 흡인되어 자기동 할 수 있는 위치에 정지한다. 따라서 전원을 투입하면 위치검지소자(24)는 계자마그넷(2)의 N극 또는 S극의 자극을 검출하고 있음으로 이소자(24)에서의 신호에 따라 전기자코일(4-1,4-2)에는 소정방향의 통전이 이루어지고 소정방향 전기자코일 토크가 발생, 계자마그넷(2)를 갖는 회전자(17)가 소정방향으로 회전하고, 팬(15)에 의하여 바람이 투공(16) 측에 송풍된다.

또 자기저항 발생용 자성체(25)가 있음으로, 자기저항토크는 발생하고, 사점을 피한위치에 회전함으로, 바로 위치검지소자(24)가 1개이어도, 계자마그넷(2)의 N또는 S의 자극을 검출하게 되므로, 회전자(17)는 이후에도 연속 회전할수 있다.

또 상기와 같은 위치에 상기한 형상의 자기저항 발생용 자성체(26)를 배설하고 있음으로 이상적인 회전각 위치에 이상적인 자기저항 토크가 발생하여 회전각의 전역에 걸쳐 대체로 일률적인 회전토크를 얻게 된다.

또 상기 있어서는 전기자 코일을 2개 이용한 예를 들었으나, 사용에 따라 1개도, 3개 이상도 무관하다.

이상에서와 같이 본 고안의 코어리스 타입의 1상 통전되는 디스크형 브러시리스 모터는, 위치검지소자가 1개 이어도 자기동 할 수 있고 충분한 크기의 자기저항 토크를 발생시킬수 있을뿐 아니라 회전각 전역에 걸쳐 일률적인 회전토크를 발생시킬수 있음으로 급격하게 자기저항 토크가 발생하는 것은 아니고 자기저항 토크가 서서히 발생함으로 조용히 회전음을, 그리고 원활하게 회전하는 효율의 1상 통전되는 디스크형 브러시리스 모터를 저렴가로 양산할수 있는 실용상 효과가 있다.

Claims (2)

1. N,S의 자극을 교호로된 2P(P는 1이상의 정수)에 갖춘 계자 마그넷(2)을 회전자로서 구비하고, 이 계자 마그넷에 면 대향하는 고정측 위치에, 발생 토크에 기여한 도체부(4a,4'a)의 개각이 상기 계자 마그넷의 자극폭과 대체로 같은 폭으로 형성된 공심형 전기자 코일(4-1,4-2)과, 상기 계자마그넷의 자극폭과 대체로 같은 폭의 자기저항 발생용 자성체(25) 및 위치 검지소자(24)를 배설하고, 상기 자기저항 발생용 자성체는 그 중심선이 상기 전기자 코일의 발생 토크에 기여할 도체부에서 상기 계자 마그넷의 자극이 약4분의 3자극폭 만큼 떨어진 위치에 배설한 것에 있어서, 자기저항 발생용 자성체(25)는 회전자의 회전방향과 반대방향에 향하여 체적 혹은 면적을 서서히 감소시킨 형태로 구성한 것을 특징으로 하는 1상 통전하는 디스크형 브러시리스 모터.
2. 제1항에 있어서, 자기저항 발생용 자성체는 회전 방향을 향하여 앞 위치의 단부(25a)에 테이퍼(28)를 형성함을 특징으로하는 1상 통전되는 디스크형 브러시리스 모터.