专利名称：单相无刷电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单相无刷电动机，更具体地讲，在使定子的牙齿与磁铁维持均匀的空隙的状态下，使其厚度形成非对称结构，从而消除死点的单相无刷电动机。
对于本技术领域的技术人员来说，众所周知，一般的硬盘驱动器、光盘驱动器、(冷却)风扇等小型精密仪器中，用于驱动盘或(冷却)风扇的转轴电动机，其种类有各种各样。
其中，至于无需加以严密控制而以单纯驱动为目的的(冷却)风扇等，为了降低成本，大多采用无刷电动机。
此无刷电动机大多为采用磁铁设置在定子(3)径向的星形3相驱动方式，而如今，将其结构加以简化的同时，为了提高经济效益，普遍采用单相或2相驱动方式。但是，采用单相驱动方式时，存在阻碍启动的死点的致命弱点。
图1为主要用于风扇的现有的无刷电动机的第一实施例的图示。在底座上设置胶版框架(1)，而在此框架(1)的一侧将附着印刷电路板(2)，且在框架(1)的中央部位将设置向上突出的管形状的固定件(1a)。
而且在固定件(1a)的外柱面设置或安装层叠有若干定子铁片的定子(3)，而使单相线圈(4)盘绕在形成于此定子(3)上的放射状的几个臂状物(3a)上。
所述固定件(1a)的内径部设置或安装旋转轴(5)，而在此旋转轴(5)的末端安装圆柱体毂盘(6)。
所述毂盘(6)为其外柱面末端向下延伸的圆桶形状，而在向下延伸的延长端部的内柱面设置与定子(3)的末端部维持均匀空隙并与之相对的磁铁(6a)。
此毂盘(6)未加以图示，沿着其圆周安装叶片，用以发挥风扇电动机的功能。
具有上述结构的单相无刷电动机，定子(3)与磁铁(6a)借助流经线圈(4)的电流，相互起作用，电动机借助由此产生的电磁力而产生驱动力，此时毂盘(6)借助驱动力得以旋转。
一方面，从如上所述的单相无刷电动机的结构来看，如将盘绕在定子(3)上的线圈(4)采用单相，如图2所示，线圈(4)通常会产生图中实线所示的线圈旋转效应和图中虚线所示的嵌齿旋转效应。
此线圈旋转效应和嵌齿旋转效应合成旋转效应图如实线所示，由于存在线圈旋转效应零、嵌齿旋转效应和线圈旋转效应的合成旋转效应零点一致的零点旋转效应而阻碍启动，因此，通常把阻碍电动机启动的位置称为死点。
嵌齿旋转效应作为相对于定子(3)的末端部与磁铁(6a)之间产生的旋转效应力，而此嵌齿旋转效应将阻止与线圈旋转效应在零点上合成，以使电动机得以充分驱动。
但是，如图3所示，如使形成在臂状物(3a)末端部的定子齿(3b)与磁铁(6a)维持均匀的空隙，并使之形成左右对称的结构，定子齿(3b)将形成磁极中心和磁铁中心一致的状态。
即，定子齿(3b)借助所述磁铁(6a)的磁极中心与定子齿(3b)磁性中心之间一直保持相吸引的特性，总是与磁铁(6a)的某一个极性发生相互作用。
这样，如定子(3)的定子齿(3b)与磁铁(6a)某一个极性发生作用，定子齿(3b)和磁铁(6a)间在径向产生相互吸力或排斥作用，因此，毂盘(6)在固定的状态下完全不能驱动。
所以，为了消除如上所述的合成旋转效应变为零的死点，过去提出以如图4及图5所示的方式改善定子(3)结构的方法。
然而，如前所述的结构，以定子齿(3b)的极性中心为准，为了使定子齿(3b)的相对于磁铁(6a)的部位形成非对称，或使定子齿(3b)同磁铁(6a)之间的空隙形成非对称，为此，必须对非对称量加以精密测算，因此，存在降低生产效率的弊端。
本发明是为了解决上述弊端而发明的，其发明的目的是为了提供一种单相无刷电动机通过切断定子齿一侧的定子铁片的一部分，以使定子齿厚度形成非对称，从而易于消除电动机死点。
为了实现本发明的上述目的，提供了一种以如下内容为特征的单相无刷电动机，它包括与设置在底座中央部位的管形状向上突出的固定件成型为一体的胶版框架；设置在所述框架一侧，并由外部输送电源的印刷电路板；插入于所述固定件内径部并借助轴承支持旋转的旋转轴；设置在所述旋转轴上端部，且上面外柱面子向下延伸的毂盘；附着在所述毂盘内柱面并与之同心的磁铁；设置在所述固定件的外柱面上，且以放射状延伸的臂状物之端部层积有带有定子齿的定子铁片，并且须取定子齿不同的长度和不同的圆周长度中心层积，以轴为中心形成空隙非对称结构的定子，以消除死点。
通过以下参照附图对本发明进行详细说明，将更好地理解本发明，并且更全面地了解本发明的各个目的和优势。附图中图1为传统单相无刷电动机的侧断面图；图2为传统单相无刷电动机的旋转效应波形图；图3为图1的a-a断面图；图4为图1的单相无刷电动机中所示定子的其他实施例的平断面图；图5为图1的单相无刷电动机中所示定子的其他实施例的平断面图；图6为本发明中涉及的单相无刷电动机的分解示意图；图7为图6的单相无刷电动机中所示定子的分解示意图；图8为本发明中涉及的单相无刷电动机的平断面图；图9为说明图8工作状态的平断面图；图10-图13为所示本发明中的定子的其他实施例的示意图；图14为本发明中的旋转效应波形图。
下面将参照
本发明的优选实施例。
本发明是涉及一种单相无刷电动机，更具体地讲，将层积若干定子铁片的定子齿厚度形成非对称结构，以消除死点的单相无刷电动机。
如图6所示，本发明大体上由定子(120)及毂盘(130)构成，且对定子(120)来说，毂盘(130)按径向旋转的结构与传统方式很相似。
即，设置在中央部位的管形固定件(111)向上突出，并与框架(110)连接为一体；而印刷电路板通过固定件(111)外柱面附着在此框架(110)一侧。
所述印刷电路板(115)将从外部输送的电源向在后面要加以说明的单相线圈(125)提供所定电源。
而且，在印刷电路板(115)上端固定有由几层设置或安装在固定件(111)的外柱面上的定子铁片(120′)层积而成的定子(120)。
此定子(120)上通常装有放射状方向延伸的若干臂状物(121)，而此臂状物(121)上将盘绕单相线圈(125)。
使所述定子(120)得以旋转的旋转轴(140)，其一端被插入于固定件(111)，并借助轴承(141)支持旋转，此旋转轴(140)的另一端设置或安装毂盘(130)，并与旋转轴(140)一并旋转。
此时的毂盘(130)作为与旋转轴(140)一并旋转的旋转体，将形成其上面的外柱面向下延伸的延长端部。
此毂盘(130)的延长端部与定子(120)维持所定空隙，而且将形成外包的形状。
另一方面，所述毂盘(130)的延长端部外柱面将形成若干放射状方向的叶片，以便毂盘(130)旋转时产生风力，从而更充分发挥风扇电动机的功能，此外，未加图示，通过在毂盘(130)上安装各种形式的动力传送构件，即传动带或齿轮等，可驱动其他装置。
在所述毂盘(130)延长端部的内柱面附着带有与之同心的磁铁(135)，而此磁铁(135)与形成在定子(120)臂状物(121)端部的弧形定子齿(122)之间保持一定空隙，且由两者的相互作用而产生磁力。
从如上所述的结构来看，本发明具有如下特征本发明的目的在于为了获得能消除单相无刷电动机(100)中出现的死点的嵌齿旋转效应，而为了获得理想的嵌齿旋转效应，须切断形成在定子(120)臂状物(121)端部的弧形定子齿(122)，且使其厚度具有非对称的结构。
即，所述定子(120)，以轴为中心形成空隙非对称结构，从而消除阻碍电动机驱动的死点。
具有上述特征的定子齿(122)，将由各种形状形成非对称结构，而在本发明中将形成如图7-图13所示的结构。
如图7所示，定子(120)将形成如下结构将若干放射状臂状物(121)的端部上形成弧形定子齿(122)的一张定子铁片(120′)，按与轴(V)形成垂直方向层积，并使之成为一体。在此切断所述定子齿(122)一端的部分，以臂状物(121)中心线(m)为中心，将形成非对称的结构。
即，所述定子(120)具有如下结构形成各定子铁片(120′)上的定子齿(122)的圆周长度互不相同，且在其圆周长度的中心在其他位置的状态下加以层积的铁片，从而使之一侧形成阶段形状。
如图10所示，同时切断上端部和下端部的定子铁片(120′)，可除掉部分铁片。如图11所示，定子(120)具有几层与轴(V)垂直方向层积的铁片(120′)；定子铁片(120′)的各定子齿(122)，具有相同的长度，并其圆周长度用“a”表示，且对臂状物(121)中心线(m)来说，形成各定子齿(122)中心相互错落，以使之形成非对称结构。
相反，如图12、图13所示，如定子(120)不具有如前所述的由几层定子铁片(120′)层积的结构，而以整体的定子铁片形成时，如按横向切断定子齿(122,h)，以切断面(c)为中心，上下定子齿(122a)、(122b)的大小不同，从而使整个定子齿(122)将形成非对称结构。
即，按轴方向(v)作为法线的平面角度，切断所述定子齿(122a)、(122b)时，以切断面(c)为中心，上下定子齿(122a)、(122b)的形状各不相同，从而使定子(120)构成以轴为中心的空隙非对称结构。
如按上述结构形成定子(120)，相对于磁铁(135)的定子齿(122)的断面积将形成非对称结构，即以轴为中心，形成空隙非对称结构。
因此，定子(120)以臂状物(121)为中心，定子齿(122)的两侧端部厚度形成非对称，所以，面对面的定子齿(122)和磁铁(135)之间的作用力将产生偏差。
在此，如图8所示，所述定子(120)和磁铁(135)之间的空隙总是维持一恒定值，而相对于所述磁铁(135)的定子齿(122)的对应面从极性中心形成对称，以确保磁通量维持稳定的移动。
切断构成定子齿(122)一侧定子铁片(120′)时，如前所述，为了形成与磁铁(135)之间的稳定的磁路，必须至少维持一个以上的定子铁片(120′)，而对被切断的部位可进行调整。
具有如此结构的本发明具有如下特征如由外部输送的电源通过印刷电路板(115)，供应到盘绕在定子(120)的臂状物(121)的线圈(125)上，在定子(120)的各定子齿(122)将形成磁场，而此时的磁场和位于相对各定子齿(122)方向的磁铁(135)的磁场之间将产生相互作用，且借助此相互作用发生所定磁力，从而生产旋转力。
此时，定子(120)的各定子齿(122)的磁性中心，从极性中心移至尚未切断定子铁片(120′)的方向，总之，根据磁铁(135)的极性中心与定子齿(122)的磁性中心保持一致的特性，磁铁(135)按所定角度旋转，将达到如图9所示的状态。
因此，如向盘绕在定子(120)的臂状物(121)上的单相线圈(125)通电流，定子齿(122)和磁铁(135)之间将产生按旋转方向排斥或吸力磁铁(135)，从而使附着磁铁(135)的轴套(130)维持持续旋转状态。
而且即使切断电流，磁铁(135)总是起到使极性中心与定子齿(122)的磁性中心保持一致的作用，所以，定子齿(122)将恢复到如图9所示的状态，从而有效消除死点。
图14为根据本发明，显示由于从外部输送的电源流至单相线圈(125)上而发生的线圈旋转效应和嵌齿旋转效应及两者合成的合成旋转效应。
本发明中，弧形定子齿(122)相对磁铁(135)的对应面形成非对称，即以轴为中心，形成空隙非对称的结构，而线圈旋转效应和嵌齿旋转效应如显示合成旋转效应图所示，不会在零点状态下合成，从而彻底消除死点。
综上所述，本发明具有如下优势通过切断形成定子齿(122)的一侧定子铁片(120′)的简单工艺，可消除死点，从而提高生产性和工作效率。
而且为了产生所需的嵌齿力，只需选择切断定子铁片(120′)的大小和要切断的定子铁片(120′)，从而更容易对嵌齿力进行调整。
因此，本发明具有如下特征通过将定子齿(122)的厚度形成非对称的简单的结构改善，易于消除死点，从而可以提高电动机(100)性能，尤其，随着定子齿(122)非对称率的不同，嵌齿力也发生相应的变化，因此，对最佳嵌齿力的调整更容易、更方便，从而进一步提高设计产品的自由度。
权利要求
1．一种单相无刷电动机，它包括与设置在底座中央部位的管形状向上突出的固定件成型为一体的胶版框架；设置在所述框架一侧，并由外部输送电源的印刷电路板；插入于所述固定件内径部并借助轴承支持旋转的旋转轴；设置在所述旋转轴上端部，且上面外柱面向下延伸的毂盘；附着在所述毂盘内柱面并与之同心的磁铁；设置在所述固定件的外柱面上，且以放射状延伸的臂状物之端部层积有带有定子齿的定子铁片，并且要取不同长度和圆周长度中心的定子齿，以轴为中心形成空隙非对称结构的定子，以消除死点。
2．根据权利要求书1所述的单相无刷电动机，其特征在于所述毂盘的外柱面设置或安装有若干可产生风力的叶片。
3．根据权利要求书1所述的单相无刷电动机，其特征在于所述定子由一片或两片以上的定子铁片层积而成。
4．一种单相无刷电动机，它包括与设置在底座中央部位的管形状向上突出的固定件成型为一体的胶版框架；设置在所述框架一侧，并由外部输送电源的印刷电路板；插入于所述固定件内径部并借助轴承支持旋转的旋转轴；设置在所述旋转轴上端部，且上面外柱面向下延伸的毂盘；附着在所述毂盘内柱面并与之同心的磁铁；设置在所述固定件的外柱面上，且以放射状延伸的臂状物之端部层积有带有定子齿的定子铁片，并且所述各定子齿圆周长度相同而圆周长度中心不同，以轴为中心形成空隙非对称结构的定子，以消除死点。
5．根据权利要求书4所述的单相无刷电动机，其特征在于所述毂盘的外柱面设置或安装有若干可产生风力的叶片。
6．根据权利要求书4所述的单相无刷电动机，其特征在于所述定子由一片或两片以上的定子铁片层积而成。
7．一种单相无刷电动机，它包括与设置在底座中央部位的管形状向上突出的固定件合为一体的胶版框架；设置在所述框架一侧，并由外部输送电源的印刷电路板；插入于所述固定件内径部并借助轴承支持旋转的旋转轴；设置在所述旋转轴上端部，且上面边框向下延伸的毂盘；附着在所述毂盘内柱面并形成同心圆的磁铁；设置在所述固定件的外柱面上，且以放射状延伸的臂状物之端部将形成定子齿，而按此定子齿的轴向作为法线的平面角度切断时，以切断面为中心，将形成上下定子齿形状各不相同的定子。
8．根据权利要求书7所述的单相无刷电动机，其特征在于所述毂盘的外柱面设置或安装有若干可产生风力的叶片。
9．根据权利要求书7所述的单相无刷电动机，其特征在于所述定子由一片或两片以上的定子铁片层积而成。
10．根据权利要求书7所述的单相无刷电动机，其特征在于所述定子整体成型。
全文摘要
本发明涉及一种单相无刷电动机,更具体地讲,在使定子齿与磁铁维持均匀的空隙的状态下,使其厚度形成非对称结构,从而消除死点的单相无刷电动机。通过取不同长度和圆周长度中心的定子齿,以轴为中心形成空隙非对称结构的定子,以消除死点,同时随着定子齿非对称率的不同,嵌齿力也发生相应的变化,因而,对最佳嵌齿力的调整更容易、更方便。
文档编号H02K11/00GK1301078SQ0012474
公开日2001年6月27日 申请日期2000年9月14日 优先权日1999年12月23日
发明者姜荣奎 申请人:三星电机株式会社