JP4777956B2

JP4777956B2 - ラジアルコアタイプダブルローター方式のｂｌｄｃモーターを利用した洗濯機用駆動装置

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Publication number: JP4777956B2
Application number: JP2007260065A
Authority: JP
Inventors: ピュン・キュ・キム; キュ・ヒュク・ジョン; ヒュン・グン・ソン; サン・ハン・リー
Original assignee: Amotech Co Ltd
Current assignee: Amotech Co Ltd
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2023-06-25
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Description

本発明は、ラジアルコアタイプＢＬＤＣモーターを利用した洗濯機用駆動装置に関するものであって、さらに詳しくは，ラヂアルコアタイプのモーターにおいてローターをステーターの内側及び外側に二重に配置したダブルローター構造を採用することにより、ステーターコアの完全分割が可能で、コイル巻線の生産性とモーターの出力を高めたラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターを利用した洗濯機用駆動装置に関する。

ＢＬＤＣモーターをステーターコアが存在するか否かによって分類すれば、一般的に、カップ（円筒）構造を有するコア型（又はラジアル型）とコアレス型（又はアキシアル型）とに分かれる。

コア型構造のＢＬＤＣモーターは、内周部に形成された複数の突起に電磁石構造を持つために、コイルが巻き取られた円筒形のステーターと円筒形永久磁石とからなるローターとで構成された図２の内部磁石型と、ステーターが外周部に形成された複数の突起に上下方向にコイルが巻き取られており、その外部に多極着磁された円筒形永久磁石からなるローターで構成された図１の外部磁石型とに分類される。

外部磁石型の場合、図１に示すように、コイル（図示せず）が巻かれたステーターコア１０１ａが支持台を介してベイス上に固定子として設けられ、カップ状の回転子１０１ｃが中心部に回転軸１０１ｄを介して設けられて前記固定子の中心に設けられたベアリングを介して自由に回転し、回転子の内側面に永久磁石１０１ｂが円筒形に取り付けられて前記固定子に対して所定の隙間、即ち、空隙(Ｇ)が形成されている。

電源が印加されると固定子のステーターコア１０１ａに巻かれたコイルに磁界が形成され、回転子１０１ｃに設けられた永久磁石１０１ｂによる磁束との相互作用によって回転子ケースが回転する。

上記のような従来のＢＬＤＣモーターにおける磁束の主経路は、回転子の永久磁石から進行して空隙を通じて固定子のステーターコアを介して再び永久磁石とヨークの方向に進行する磁気回路を形成する。

内部磁石型の場合には、図２に示すように、コイルが巻かれたステーターコア２０２ａの複数の「Ｔ型」コア部２０２ｃが外部から内側方向に突出形成されており、各コア部の内側の終端部が一定な径の円を形成し、その内部の空間に回転軸２０２ｄを含む円筒形永久磁石、あるいは、中心に回転軸を含む円筒形ヨーク２０２ｃにリング型永久磁石２０２ｂが取り付けられた回転子２０２ｆが装着される。モーターが回転する方式は、前記の外部磁石型と同様である。

このような、コア型ＢＬＤＣモーターは、磁気回路が軸を中心にラジアル方向に対称である構造をなしているので、軸方向の振動性ノイズが少なく、低速回転に適合であり、磁路の方向に対して空隙が占める部分が極めて少ないので、性能が低い磁石を使用するか、磁石の量を減らしても高い磁束密度を得ることができるので、トークが大きく、効率が高いという長所を有する。

しかし、このようなヨークの構造は、ステーターを製作するときに、ヨーク（ｙｏｋｅ、継鉄）の材料損失が大きく、量産の際に、ヨークの複雑な構造により、ヨークにコイルを巻線するのに特殊な高価の専用巻線機を使用しなければならいし、固定子の製作時、金型の投資費が高いので設備の投資費用が高いという短所を有する。

一方、前記のコア型ＢＬＤＣモーターの短所を改善するために、本出願人によって提案された従来のコアレス型ＢＬＤＣモーターは、アキシアル型として、特許文献１を通じて、回転子が回転するとき、発生される軸方向の振動を互いに相殺させると共に、トークを２倍以上増加させることができるダブルローター方式の形態で提示されている。

前記ＢＬＤＣモーターのステーターは、前記第１及び第２ローターの間に所定の間隙をおいて設けられ、印加されたDC電流に応答して前記第１及び第２ロータに電磁気力を印加するための複数のボビンレスコイルが巻線されている。また、前記コイルはそれぞれ第１及び第２ローターの対応する磁石が反対極性を持つとき、同一な軸方向極性を有する磁気フラックスを発生し、前記第１及び第２ロータに反対方向に印加される電磁気力を発生するように電流が供給される。

前記アキシアル型ダブルローター方式のＢＬＤＣモーターは、第１及び第２ローターの中間にステーターが配置されてステーター及び回転軸に対して対称構造の磁気回路を形成し、第１及び第２ロータ及びステーターによって単一ローター構造よりステーターコイルが２倍に増加し、フイールド磁石もまた２倍が増加したので、駆動電流及び磁束密度が２倍に増加する。その結果、同一なアキシアル型の単一ローターの構造より少なくとも２倍以上のトークを得ることができる。

このような、アキシアル型コアレス方式のモーターは種々な長所を有するが、電機子巻線の占める部分が空隙で形成されているので、磁気抵抗が高いため使用した磁石の量に比べて空隙の磁束密度が低い。

言い換えれば、図３におけるように、磁石（ｍ１〜ｍ４）によって形成される磁気回路において、磁石（ｍ１）と磁石（ｍ２）、及び磁石（ｍ３）と磁石（ｍ４）の間に形成された空隙（Ｇ）部分で磁気抵抗が極めて大きく増加して磁束の損失が発生するので、モーターの効率が低下されるのである。

さらに、高いトークのモーターを具現するために電機子巻線の巻数を増加させようとすれば、空隙をもっと増加させなければならないため、磁束の密度がかえって減少して効率がさらに減少する結果が招かれる。

よって、アキシアルコアレス方式のモーターは、等しい出力のラジアルコアタイプに比べて高性能磁石を使用するか、磁石の量を増加させなければならない特徴を有しており、窮極的に製品の価格を上昇させる問題点を抱えている。

しかし、このようなコアのないアキシアルギャップタイプのモーターは、上記列挙した種々の長所を有しているが、軸方向の振動面においてラジアルタイプのモーターより不利である。

一方、ラジアルコアタイプのモーターにおいては、上記のように一体形ステーターコアに対するコイル巻線が別途の専用巻線機を使用しなければならないので、これに伴う初期設備の投資費用が非常に高いし、ステーターコアに対するコイル巻線の生産性が低い問題を解決しようと多数の提案があった。

例えば、内部磁石型コアモーターにおいてコアを形成する内／外輪を分離させる方式として一体形から分割形にステーター構造を変更してコイル巻線を容易に試みるか、一体形コアの構造は変更せず、コアに対するコイル巻線方法を変更してコイル巻線の作業性を高めるための多くの試みがあった。

一方、ラジアルコア型モーターにおいて、内／外側二重のローター構造を有するモーターが提案されたことがある。しかし、このモーターは、単に永久磁石の量を増加させ空いた空間を活用してモーターの出力を増加させようとする意図を持っているだけで、ステーターコアは依然として一体形構造を有しているので、既存の問題点である低いコイル巻線の作業性、高い材料の損失、高価の巻線機投資費等の問題をそのまま持っているし、コイル巻線もステーターコアの内／外側に二重に行なわなければならない問題点を持っている。

また、コア内側の巻線のための巻線装備とコア外側の巻線のための巻線装備は共用化されることができないため、モーターの出力が増加するほど巻線機に対する投資費用も増加する。

上記の従来技術以外にもラジアルコアタイプのモーターにおいては、ステーターのコイル巻線に対する生産性と、巻線機等に対する設備投資費用を減らすために多数の分割型コア構造が提案されている。
米国特許第５，９４５，７６６号明細書

したがって、本発明は、このような従来技術の問題点を勘案して案出されたもので、その目的は、ステーターコアの内側及び外側に同時に永久磁石ローターを配置することにより、磁気回路の流れを内側と外側の永久磁石及び回転子ヨークによって形成させることによって、ステーターコアの完全分割が可能であり、個別的なステーターコアに対するコイル巻線の生産性とモーターの出力とを大きく高めることができる、ラジアルコアタイプのダブルローター方式のＢＬＤＣモーターを利用した洗濯機用駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、アキシアルダブルロータータイプとラジアルコアタイプとの長所は生かして短所を改善し得る、ラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターを利用した洗濯機用駆動装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、ダブルローターおよび分割型ステーターコア構造を採用するとき、コア支持板に複数のステーターコア組立体を自動に位置設定して固定させコイルを結線できる、ステーター構造によってステーターの組立て生産性を大きく高めることができる、ラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターを利用した洗濯機用駆動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、内部及び外部ローターとブッシングを熱硬化性樹脂を使用したインサートモールデイング方式で一体に成形して、耐久性と信頼性を高めた一体形ダブルローター構造を有する、ラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターを利用した洗濯機用駆動装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、前記ステーターを熱硬化性樹脂を使用したインサートモールデイング方式で一体に成形して前記一体形ダブルローターと共に組み合わせて、防水性が要求される洗濯機用ドラム駆動源に適する、ラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターを利用した洗濯機用駆動装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の第１態様によれば、本発明は、ドラムを支持するハウジングと、先端部が前記ドラムに連結され、中間部分がハウジングに回転可能に支持される回転軸と；内側端部がブッシングを介して前記回転軸と連結され、他側の第１折り曲げ部が直角に折り曲げられカップ形状をなす第１ヨークフレームと、前記第１ヨークフレームと一体に組み合わせられるとともに内側端部がブッシングと連結され、他端の第２折り曲げ部が前記第１ヨークフレームの第１折り曲げ部と一定な距離を保持するように直角に折り曲げられた第２ヨークフレームを備え、前記第１折り曲げ部の外側面と第２折り曲げ部の内側面にそれぞれ複数のＮ極およびＳ極磁石が交互に配置され、互いに対向する磁石が反対極性を有するように配置される内部および外部ローターとからなるダブルローターと；前記内部および外部ローターの間に互いに同一な空隙を有して設置され、それぞれ分割型ステーターコアが内蔵されたボビンにコイルが巻線された複数のステーターコア組立体を自動位置設定/支持手段によって円環状のコア支持板に一定な間隔で自動に位置設定して仮組立てた状態で仮組立てられた複数のステーターコア組立体を熱硬化性樹脂を使用したインサートモールディングによってステーター支持体を一体に形成し、前記ステーター支持体の中心方向に延長された延長部を介して洗濯機のハウジングに固定される一体形ステーターとから構成され、前記内部および外部ローターの互いに反対極性に配置された磁石等と、前記内部ローターと外部ローターの間に位置された分割型スターターコア等を介して磁気回路が形成されることを特徴とする洗濯機用駆動装置を提供する。

本発明の第２態様によれば、本発明は、ドラムを支持するハウジングと、先端部が前記ドラムに連結され、中間部分がハウジングに回転可能に支持される回転軸と；円筒形になされた内部ヨークと、前記内部ヨークの外周面に円環状に交互に配置された複数の第１Ｎ極およびＳ極磁石からなる内部ロ−ターと、前記内部ヨークと一定な距離を維持するように内部ヨークの径より相対的にもっと大きい径を有する外部ヨークと、前記外部ヨークの内周面に円環状に交互に配置され、複数の第１Ｎ極およびＳ極磁石と互いに対向する磁石が反対極性を有するように配置された複数の第２Ｎ極およびＳ極磁石からなる外部ローターと、前記内部および外部ローターの対向する磁石面を除き、それぞれ円環状に一体化すると共に内部および外部ロ−ターの間に空間を形成しながら、内側端部がブッシングを介して前記回転軸と連結されるように熱硬化性樹脂でモールディングされたローター支持体とを備えるダブルローターと；前記内部および外部ローターの間に互いに同一な空隙を有して設置され、それぞれ分割型ステーターコアが内蔵されたボビンにコイルが巻線された複数のステーターコア組立体を自動位置設定/支持手段によって円環状のコア支持板に一定な間隔で自動に位置設定して仮組立てた状態で仮組立てられた複数のステーターコア組立体を熱硬化性樹脂を使用したインサートモールディングによってステーター支持体を一体に形成し、前記ステーター支持体の中心方向に延長された延長部を介して洗濯機のハウジングに固定される一体形ステーターとから構成され、前記内部および外部ローターの互いに反対極性に配置された磁石等と、前記内部ローターと外部ローターの間に位置された分割型スターターコア等を介して磁気回路が形成されることを特徴とする洗濯機用駆動装置を提供する。

前記自動位置設定／支持手段は、前記コア支持板のそれぞれ内側端及び外側端に垂直延長され、その内部に複数のステーターコア組立体の下部を収容して支持するための内部及び外部ガイドフランジと、それぞれ前記内部及び外部ガイドフランジの上端に互いに対向して同一な間隔で延長形成され、前記複数のステーターコア組立体をコア支持板に組み立てるとき、隣接のステーターコア組立体の間に配置され、ステーターコア組立体が円周方向に移動するのを制限するための複数の第１結合突起と、それぞれ前記内部及び外部ガイドフランジの上端に互いに対向して同一な間隔で前記複数の第１結合突起の間に延長形成され、前記複数のステーターコア組立体をコア支持板に組み立てるとき、前記ステーターコアの内／外側面に垂直方向に形成された第１及び第２結合溝に結合させ、ステーターコア組立体が軸方向の前／後に移動するのを制限するための複数の第２結合突起と、から構成され、前記複数のステーターコア組立体を複数の第１及び第２結合突起に結合するとき、一定な間隔で自動に位置設定される。

また、前記自動位置設定／支持手段は、それぞれ前記コア支持板の内側端に同一な間隔で垂直に延長形成され前記複数のステーターコア組立体をコア支持板に組み立てるとき、隣接のステーターコア組立体の内側端の間に配置され,ステーターコア組立体が円周方向に移動するのを制限するための複数の第１結合突起と、それぞれ前記コア支持板の外側端に複数の第１結合突起と対向する位置に同一な間隔で垂直に延長形成され、前記複数のステーターコア組立体をコア支持板に組み立てるとき、隣接のステーターコア組立体の外側端の間に配置され、ステーターコア組立体が円周方向及び軸方向の前／後に移動するのを制限するための複数の第２結合突起とから構成され、前記複数のステーターコア組立体を複数の第１及び第２結合突起に結合すると、一定な間隔で自動に位置設定されることができる。

さらに、前記自動位置設定／支持手段は、前記複数の絶縁性ボビンの内部及び外部フランジ下部にそれぞれ延長形成された複数の第１及び第２結合突起と、前記コア支持板の底に第１及び第２結合突起が結合されるように内側端及び外側端に沿って同一の円周上に一定な間隔で対向して形成された複数の第１および第２結合孔とから構成され、前記複数の絶縁性ボビンそれぞれの第１及び第２結合突起を複数の第１及び第３結合孔に結合するとき、複数のステーターコア組立体は一定な間隔で自動に位置設定される。

前記コア支持板は、前記複数のコイルを各相別に相互結線するためにコア支持板の下部面に印刷された複数の導電性ラインと、その複数の導電性ラインそれぞれの両端部にコア支持板を貫通するように形成され複数のステーターコア組立体から下部面に複数のコイル両端を引き出すための複数の結合孔とをさらに含める。

前記複数の絶縁性ボビンの内部および／あるいは外部フランジの角に一体に挿入され、前記コイルの一端が電気的に連結された少なくとも一つの連結ピンをさらに含み、前記複数のステーターコア組立体の連結ピンをコア支持板の結合孔に組立てた後、連結ピンの他端を複数の導電性ラインと電気的に連結する。

前記ステーターの先端部と対向する第１ヨークフレームには、内部および外部ロ−ターの間に挿入されるステーターのコイルを冷却させるための複数の冷却孔が形成される。

前記内部ローターと外部ローターの間を連結するローター支持体にはこれらの間に挿入されるステーターのコイルを冷却させるための複数の冷却孔が形成される。

前記ローターの回転時にステーターに対する空冷のために外部ローターの下端面には複数の冷却用フアンブレードが一体に形成されている。

前記内部ローターとブッシングの間には複数のリブを通じて結合される。

前記分割型ステーターコアは「Ｉ」形状からなる。

前記内部ローターの内側下端と対向するようにステーター支持体の延長部に設置され、ローターの位置を検出するための位置信号を発生するホール(Hall)センサーを含む。

上記のように、本発明では、ダブルロータータイプのＢＬＤＣモーターが有している長所を取って、ステーターコアを完全分割したモーターを利用した洗濯機用駆動装置を提供する。すなわち、本発明の洗濯機用駆動装置に利用されるＢＬＤＣモーターは、アキシアルダブルロータータイプのモーター出力とトークを増加し得る長所を生かし、高性能磁石材料を使用するに伴う高い材料費の短所を除き、ラジアルコアタイプモーターの軸方向振動が小さいという長所を生かし、一体形単一ステーターコアを使用することによる高価の金型投資費とコイル巻線費用と専用巻線機を使用することに伴う設備投資費用の短所を除くことができる。

さらに、本発明では、コア支持体に複数のステーターコア組立体を自動に位置設定して固定させることが可能で、それぞれのコイルを容易に相互結線できるのでステーターの組立て生産性を大きく高めることができる。

また、本発明では、ダブルローターとブッシングを熱硬化性樹脂を使用したインサートモールデイング方式で一体に成形して耐久性と信頼性を高めて、且つ前記ステーターも熱硬化性樹脂で一体に成形して前記一体形ダブルローターと共に組み合わせることによって、防水性と耐久性が要求される洗濯機のドラム駆動に適合なＢＬＤＣモーターを利用した洗濯機用駆動装置を提供する。

以下に、上記の本発明を、好ましい実施形態が示された添附図面を参考してさらに詳しく説明する。

本発明は、アキシアルギャップタイプのデュアルローターＢＬＤＣモーターにおいてステーター両側に永久磁石ローター(回転子)を配置して出力を高め、磁気回路を形成させるという点に着目して、これをラジアルコアタイプに適用して、内部磁石型と外部磁石型とが結合されたダブルローター形態の新たなモーターとして分割型コア構造を実現できるモーター構造を提案する。

本発明について説明する前に、先ず,理想的な磁気回路について説明する。図４Ａのように、空隙（ｌｇ）を有するトロイダル形態の磁石があり、空隙（ｌｇ）が高い透磁率の磁性体補助物で詰められているとき、磁石の状態は図４Ｃの減磁曲線上のａ位置であると考えられる。この状態は、外部磁界のない状態で磁束密度（Ｂｍ）が最も高い点で、磁気抵抗が最も低い状態であると言うことができる。

この状態で空隙の補助物が除去されると、空気の透磁率は補助物より低いため、磁気回路の磁気抵抗（リラクタンス）が増加し、磁石の状態は図４Ｃの減磁曲線上のｂ点へ移動する。つまり、磁束密度（Ｂｍ）が減少することである。

空隙が存在する部分を除くと、磁束は磁石内にだけ分布して、磁石の断面において一定に分布するであろう。空隙においては、図４Ｂにおけるように磁束分布に若干の広がる現象が存在し、これによって、空隙の断面積（Ａｇ）は磁石の断面積（Ａｍ）より少し大きいと見なされるべきである。

磁界に対するアンペア積分法則を適用すると、自由電流がないので下記式１となり、これを書き直すと式２となる。

式２を通じて空隙の存在は、永久磁石の内部に磁束の進行方向と反対方向の磁界（減磁界）を適用させるのと同じ効果を誘発するという事実が分かる（ＨｍとＨｇの符号が反対）。

回路全体を通じて磁束は連続でなければならないので、下記式３のように成立し、空隙における磁束密度と磁界との関係は式４のようなもので、式１ないし式４によって式５を得ることができる。

ここで、前記μ_０は真空あるいは空気の透磁率で、ＳＩ単位係において４π×１０^−７［Ｎ／Ａ^２］あるいは４π×１０^−７［Ｈ／ｍ］の値を持ち、空間に分布する磁界と磁束密度との関係を表す係数ある。鉄のような強磁性体の透磁率は約５０００μ_０に及ぶ場合もある。磁気抵抗（Ｒｍ）はl／μ Ｓで表すことができるが、ｌは磁束の通る磁気回路の長さ、Ｓは断面積を表す。この式で、透磁率は磁気抵抗に反比例することが分かる。

式５は、図４Ｃの直線(０、ｂ)を示す式であるが、減磁曲線との交点ｂが補助物を除いた状態の磁気的状態（動作点）を表す。このような、直線の傾きを表す値をパ−ミアンス（ｐｅｒｍｅａｎｃｅ）係数という。

上記分析によれば、空隙を有する永久磁石の動作点は、磁石の形状と減磁曲線によって決定されることが分かる。しかし、実際の状況とは距離があるため、図５のような、もう少し現実的な状況について考えてみることができる。

磁気回路において、磁石１０５ａが占める部分は一部に過ぎないし、殆どの磁束が通る経路（ｐｏｌｅｐｉｅｃｅ）は磁気抵抗が低く透磁率が高い材質からなっており、磁性体補助物１０５ｂが挿入された空隙を有している。したがって、磁石１０５ａによって発生された全体磁束（Φｍ）は、先と同様に殆どの磁束（Φｇ）がポールピース（ｐｏｌｅｐｉｅｃｅ）１０５ｃを通過するようになる。もし、磁性体補助物１０５ｂが除去される場合を考えてみるとすれば、わずかな磁束が漏れて空隙を通過せず、図５においてΦｌで表されたように、上下のポールピース１０５ｃの間の空間に通るようになる。このような状況を表すために、下記式６のように漏れ係数（ｑ）が含まれなければならない。

前記ｑは（磁石内部の磁束）／（空隙における磁束）と定義され、ＢｍとＨｍとの関係は、式７のように定義される。

上記説明から次のような事実を知ることができる。

１．永久磁石の状態（動作点）は、磁石の固有特性である減磁特性と磁石のサイズ、磁気回路の構成によって決定される。

２．動作点の磁束密度は、他の条件等が同様であれば磁石の磁化された方向に行くほど大きくなり、磁化方向と垂直である面の面積が小さいほど大きくなる。

３．磁気回路の一部分に空隙のように磁気抵抗の大きい部分が存在する場合、磁束密度は減少する。空隙の長さが長いほど磁束密度は減少する。

４．磁気回路の磁気抵抗が大きいほど磁束密度は減少し、磁石内部の磁束と反対方向の磁界（Ｈｍ、減磁界）は大きくなる。

したがって、本発明では、上記理論に基づいてステーターの内／外側に永久磁石ローターを配置することにより、磁気回路を形成する代わりに、ステーターコアを分割して、製造が容易で、巻線が容易で、材料の損失が少ない長所等を有するＢＬＤＣモーターを提案する。

以下では、先ず、本発明のモーター構造および動作原理を説明し、ステーターの製造方法に対する実施形態を説明する。その後、本発明モーターの常用化が可能な好ましい実施形態の構造とステーター構造およびその製造方法に関する多様な方法について説明する。

添付の図面、図６Ａ−図６Ｃは、本発明によるダブルローター方式のＢＬＤＣモーターの構造および動作原理を説明するための概略断面図、平面図および単一ステーターコアの斜視図、図７Ａ、図７Ｂは本発明の磁気回路を既存のラジアルタイプと比較説明するための説明図である。

図６Ａないし図６Ｃを参考すれば、本発明によるラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターは、ステーター支持台、例えば、装置本体のハウジング２に、好ましくは二つのベアリング１１を介してハウジングの中心に回転可能に支持された回転軸９に内部ローター５ａと外部ローター５ｂからなる一対のダブルローター５がラジアル構造に結合されており、ダブルローター５の間には、円環状の一体形ステーター３が配置されている。

前記ダブルローター５はそれぞれ円環状からなる内部ヨークフレーム８ａと外部ヨークフレ−ム８ｂが好ましくは一体に形成され回転軸９に支持されており、内部ヨークフレーム８ａと外部ヨークフレーム８ｂの対向面には複数の磁石１６ａ−１６ｄ、１７ａ−１７ｄが分割着磁されるか、または、分割された複数の磁石が装着されている。さらに、内部ヨークフレーム８ａと外部ヨークフレーム８ｂの対向面に位置する複数の対向磁石１６ａ−１６ｄ、１７ａ−１７ｄは、互いに反対の極性をなすように配置されると共に、隣接の他の磁石に対しても互いに反対方向の極性を有するように配置される。

また、前記ダブルローターの対向の磁石の間に所定の間隙をなし、円環形に配置されたステーター３は複数の分割型ステーターコア３ａ：２３ａ−２３ｄが配置され、このそれぞれの分割型ステーターコア２３ａ−２３ｄには個別的にコイル３ｂ：１３ａ−１３ｄが巻線されており、このような複数の分割型ステーターコア２３ａ−２３ｄは固定された円環形状をなすようにその周囲に熱硬化性樹脂で射出されたステーター支持体３ｅによって固定される。

前記分割型ステーターコア２３ａ−２３ｄの構造は、図６Ｃに示すように、モーターの回転時に発生し得る渦電流（ｅｄｄｙｃｕｒｒｅｎｔ）による磁束の損失を防ぐために複数のけい素鋼板を積重して使用するか、透磁率が高いながら電気抵抗が高い軟磁性体粉末（ｓｏｆｔｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄ）を焼結して使用する。この場合は、コアの形状をもう少し自由に作ることができる。

上記のように構成される本発明の作用を説明する前に、図７Ｂを参考して、従来のラジアルコアタイプモーター（図１）の中で外部磁石型に対する磁気回路をまず説明する。前記一体形コア構造を有するモーターでは、コイルに電源が印加されば、ステーターコア１ａに巻かれたコイルに磁界が形成されローター１ｃに設置された永久磁石１ｂによる磁束との相互作用によってローターケースが回転する。

この場合、一体形コアタイプのモーターは、図示されたように一体形ステーターコア１ａ、ローターの磁石１ｂおよびヨークを通過するように形成される矢印方向（Ａ１）に沿って磁路の流れが維持されるようにするために、磁気抵抗の低いコア部分の突極と突極（１ｅ）が互いに連結され一体形に形成されていなければならない。

したがって、このような一体形コアタイプのモーターは、「Ｔ」形コア部分にコイルを巻線する作業が専用巻線機を使用して進められるので、製造費用と設備費用が高価となり、競争力を持ちにくい。さらに、従来のラジアル一体形コアタイプのモーターは、コア形状が複雑で、大きいため、材料の損失率が高く巻線が難しい。

一方、分割型コアの構造を有する本発明では、図７Ａから示すように、内部ローター５ａの磁石１６ａの磁石、内部ヨークフレーム８ａ、磁石１６ｂ、ステーターコア２３ｂ、外部ローター５ｂの磁石１７ｂ、外部ヨークフレーム８ｂ、磁石１７ａおよびステーターコア２３ａからなる矢印方向（Ａ１０）に沿って一つの磁気回路が形成される。

即ち、本発明が提案した構造においては、内部ローター５ａの永久磁石１６ａ−１６ｄとヨークフレーム８ａが従来の一体形コアにおいて突極に該当する役割を代えて行うので、ステーターコア３ａが一体形になる必要がない。したがって、本発明では、ステーターコアを複数の個別的なコア２３ａ−２３ｄに製作することが可能となった。

その結果、分割型コアは、サイズが小さいので、けい素鋼板の浪費率が小さくなって材料の損失がほとんどなくなり、形状が単純になって製造が易く、また、分割されたコア２３ａ−２３ｄに対する巻線が汎用巻線機を使用して巻線することが可能となり、コイル巻線の費用と巻線設備に対する投資費が減少される。

本発明のステーターの製造方法は、まず、図６Ｃのように、シリコンスチ−ル（けい素鋼板）材質からなる鋼板を用いて、それぞれ、「Ｉ」形状のステーターコア３ａに成形した後、これを上下に分離して「Ｔ」形状の２個のコア２３ｅ、２３ｆに積層するか、軟磁性粉末焼結品を上下に分離製造して分割型コア３ａを準備する。

その後に、一般のトランスフォーマーの製造方式によって、図６Ｄに示しされたような絶縁体ボビン３０に、まず、コイルを巻線した後、該ボビン３０に分離された「Ｔ」形状コアの一部２３ｅを先に挿入し、反対方向に「Ｔ」形状コアの残り部分２３ｆを挿入し、コーキングによって２部分を接着させてコイルが巻線されたステーターコア組立体をそれぞれ完成する。次いで、複数のコイルが巻線されたステーターコア組立体を印刷回路基板（ＰＣＢ）に配列して固定させ、コイルを結線した後、図示しない金型に円環状に配置した状態でインサートモールデイングによる射出成形方式にて熱硬化性樹脂を射出して円環状に製造すると、本発明の一体形ステーターが完成される。

本発明の他のステーターの製造方法を図８を参考して、以下に説明する。

まず、分割型ステーターコア２４ａ−２４ｈをＴ字形に製造し、次いで図６Ｄに示すような複数の絶縁体ボビン３０にそれぞれコイル１３ａ−１３ｄを巻線した後、それぞれのボビン３０に分離された「Ｔ」形状コア２４ａ、２４ｃ、２４ｅ、２４ｇを上方向から挿入するか、あるいは下方向から「Ｔ」形状コア２４ｂ、２４ｄ、２４ｆ、２４ｈをボビン３０に挿入して、それぞれ複数のコイルが巻線されたステーターコア組立体を完成する。

次いで、上記実施形態と同一に複数のコイルが巻線されたステーターコア組立体を印刷回路基板（ＰＣＢ）あるいはコア支持体に配列して固定させてコイルを結線した後、図示しない金型に円環状に配置した状態でインサートモールデイングによる射出成形方式で熱硬化性樹脂を射出して円環状に製造すると、上記実施形態と類似な本発明の一体形ステーターが完成される。

図８に例示されたステーターコア２４ａ−２４ｈは、コア構造をより正確に表すために、ボビン３０とこれに巻線されたコイル３ｂおよび樹脂で形成されるステーター支持体３ｅの図示を省略したものである。

また、他のステーター製造方法は、図６Ｃのような「Ｉ」形一体形コアを製作した後、図６Ｄに示された上／下に分割されたボビン３０ｉ、３０ｊを「Ｉ」形コア３ａに上下から組立てた状態で組立られたボビンにコイル３ｂを巻線してコイルが巻線された複数のステーターコア組立体を準備する。

次いで、上記実施形態と同一な方式でコイルが巻線された複数のステーターコア組立体を印刷回路基板（ＰＣＢ）に配列して固定させ、結線した後、図示されていない金型に、円環状に配置した状態でインサートモールデイングによる射出成形方式で熱硬化性樹脂を射出して円環状に製造すると、上記実施形態と類似な本発明の一体形ステーターが完成される。

上記の実施形態において使用されたボビンは、互いに分割された構造を例示したが、多数が円環状の形態で両端部が互いに連結された構造をなすことも可能である。

その後、上記のように完成された一体形ステーター３に回転軸９と一体形ダブルローター５を結合させると、分割されたコア構造のラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターが完成される。

以下では、上記の本発明のＢＬＤＣモーターが常用化された、好ましい実施形態について説明する。

図９Ａないし図９Ｃは、それぞれ、本発明によるラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターの正面図、図９ＡのＡ−Ａ線断面図およびＢ−Ｂ線断面図である。

図示された実施形態は、特に洗濯機の下部に設けられて洗濯機のドラムを左右に回転駆動させるのに適する構造を持っているが、これに制限されるものではない。

即ち、図示されたＢＬＤＣモーター１は、大きく、図９Ｃのように洗濯機のハウジング２にコア支持板4の内周部がボルト／ナットのような多様な締結手段によって支持され、複数の完全分割型ステーターコア３ａが、図示されていないボビンの外周にコイル３ｂが巻線されて円環状に組立てられたステーター３と、ステーター３の内周部および外周部に所定の磁気ギヤップ(ｇａｐ)を置いて円環状に複数の磁石６ａ、６ｂが配置され、内部ローター５ａと外部ローター５ｂがヨークフレーム８に支持されているダブルローター構造のローター５と、前記ハウジング２にベアリング１１を介して回転可能に支持されており、ヨークフレーム８の中心部にブッシング７を介して連結された回転軸９とを含めている。

前記ステーター３は、後述のように、複数の分割型ステーターコア３ａが図示されていないボビンの外周にコイル３ｂが巻線された複数のステーターコア組立体３ｃ（図１１Ｃ参照）を、自動位置設定／支持手段４ａを備えた円環状のコア支持板４に仮組立てた状態で熱硬化性樹脂を使用してインサートモールデイングすることにより、円環状に一体に形成される。

この場合、複数のステーターコア組立体に対するインサートモールデイングによって形成されるステーター支持体３ｅは、複数のステーターコア組立体の間に挿入され、複数のステーターコア組立体３ｃを一体化させるようになり、また、インサートモールデイング時に、コア支持板４から内側に延長形成される延長部４０ａは、洗濯機のハウジングのようなハウジング２に対する固定と共に洗濯機から漏れた水がモーターに流入されるのを遮断する役割をする。

さらに、コア支持板４は、後述のように、多様な自動位置設定／支持手段４ａを備えて複数のステーターコア組立体３ｃをコア支持板４に組立てるとき、自動に組立位置が決定されると共に、インサートモールデイングのための仮組立てが容易に行なわれるので、組立性を大きく向上させる。

図９Ｃにおいて、未説明部材番号１２は、例えば、３相駆動方式のステーターコイルに対する電流供給を制御するために回転されているローター５の位置を検出するための位置信号を発生するホール(Ｈａｌｌ)ＩＣアッセンブリーを示す。これに従って、前記内部ローター５ａの内部ヨークフレーム８ａ内部ヨーク５１ａは、図９Ｃおよび１９Ａに示すように、内部磁石６ａの下端まで延長されず、ホールＩＣアッセンブリー１２内部のホールＩＣと対向する部分が除去されている。

未説明部材番号１０は冷却孔を示す。

前記モーター１は、上記の図６に示された実施形態と同一な方式でダブルローター構造のローター５がステーター３によって回転されるので、これに対する詳しい動作説明は省略する。

すなわち、図９Ｃの矢印の流れのように、内部ローター５ａと外部ローター５ｂの磁石６ａ、６ｂと分割型ステーターコア３ａが一つの完全な磁気回路を形成するので、ステーターコアの完全分割が可能になる。よって、本発明では、ステーターコアを複数の分割型ステーターコア３ａに製作するのが可能になり、また、ダブルローターを採用することによるモーターの出力とトークを増加させることができるようになる。

しかし、上記のように、ステーターコアを複数の分割型ステーターコア３ａに具現する際には、個別ステーターコア３ａに対するコイル巻線は一体形(つまり、単一)ステーターコアを使用する場合よりはるかに生産性等が優れているが、これらを組立てることは、生産性及び耐久性が劣リ得る構造的な問題がある。

以下に本発明によるラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーター１の組立て生産性と、組立てられた完成品の耐久性を向上させ得る構造について詳しく説明する。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、本発明に使用される分割型ステーターコアの斜視図及び図１０ＢのＡ−Ａ線断面図、図１１Ａないし図１１Ｃは、それぞれ、本発明の第１実施形態によるステーターコア組立体とコア支持板との結合関係を示す分解斜視図、コア支持板の部分拡大斜視図及び結合状態拡大図である。

分解型ステーターコア３ａは、図１０Ａおよび図１０Ｂのように例えば、略「Ｉ」字の形状をなしており、両側面には、対向の位置に断面形状が半円形の上下方向の結合溝３１ａ、３１ｂが形成されており、その外周部の中間には、プラスチック材のような絶縁性材質からなるボビン３０が結合されており、ボビンの中間部には中空部が配置された筒形部分と、筒形部分の内側及び外側には、それぞれフランジ３０ａ、３０ｂが延長されていて、これらフランジ３０ａ、３０ｂの間にはコイル３ｂが巻線され得る空間が形成されている。

また、ボビン３０は、一般的にプラスチック材で射出成形され、本発明にあっては、後述のように、個別的なステーターコア組立体の間に、それぞれの相別に巻線されたコイル３ｂの相互連結のために連結ピン３２を打って使用するか(図１１C参照)、コイルを通過させるための貫通孔３３をボビンの内部フランジ３０ａの一側または両側、またはクロスされた位置に形成され得る。

この場合、「Ｉ」型ステーターコア３ａとボビン３０間の組立ては、熱硬化性樹脂を使用したインサートモールデイング方式で一体に成形されることが好ましいが、これに制限されるものではなく、周知の他の方式で組立され得る。

また、内部及び外部フランジ３０ａ、３０ｂは、「Ｉ」型ステーターコア３ａの内／外部延長部３４ａ、３４ｂの外部対向面より相対的に小さい面積からなされており、特に、ステーターコア３ａの内／外部延長部３４ａ、３４ｂの下端は、内部及び外部フランジ３０ａ、３０ｂの下端と一定な距離をもっている。前記内部及び外部フランジ３０ａ、３０ｂにおいて、ステーターコア３ａの内／外部延長部３４ａ、３４ｂで覆われていない開放部分は、後述するコア支持板の内部及び外部ガイドフランジ４１、４２によって収容されて支持される。

一方、本発明では、図１１Ｃに示される複数のステーターコア組立体３ｃを組立てて、コイル３ｂの両端部を相互結線するために、図１１Ｂのような円環状のコア支持板４を利用する。コア支持板４は円環形板４０の内側及び外側に一側方向、即ち、上方向を向かって、一対の内部及び外部ガイドフランジ４１，４２が円環形板４０から垂直に延長され、個別ステーターコア３ａの下部を収容して支持できる構造を有している。即ち、内部及び外部ガイドフランジ４１、４２間の空間４３にはそれぞれボビン３０の内部及び外部フランジ３０ａ、３０ｂにおいてステーターコア３ａの内／外部延長部３４ａ、３４ｂで覆われていない開放部分を収容して支持する。

さらに、前記内部及び外部ガイドフランジ４１，４２には、上端部に複数のステーターコア組立体３ｃが組立てられるとき、自動に組立て位置を決定すると共に、支持状態を保持するために断面が長方形である複数の第１結合突起４４ａ、４４ｂと、断面が半円形である複数の第２結合突起４５ａ、４５ｂが、一定な間隔で延長されている。この場合、内部ガイドフランジ４１の第１及び第２結合突起４４ａ、４５ａは、それぞれ、外部ガイドフランジ４２の第１及び第２結合突起４４ｂ、４５ｂと互いに対向して配置されている。

従って、図１１Ｃのように、複数のステーターコア組立体３ｃのそれぞれは、ステーターコア３ａにおいての半円形の上下方向の結合溝３１ａ、３１ｂに前記第２結合突起４５ａ、４５ｂが結合され、隣接のステーターコア組立体３ｃの間には第１結合突起４４ａ、４４ｂが結合される。

その結果、前記コア支持板４を用いて、複数のステーターコア組立体３ｃを組立てる場合、第１結合突起４４ａ、４４ｂ及び第２結合突起４５ａ、４５ｂによって、ステーターコア組立体３ｃの半径方向と円周方向の組立て位置が自動的に決定されるので、非熟練者でも組立て作業が可能であり、同時に後続工程において、インサートモールデイングのための支持状態の保持が容易に行なわれることができるので、組立生産性が非常に優れている。

また、上記のように、仮組立てられたステーター３ｄは、ステーターコア３ａの内／外部延長部３４ａ、３４ｂがそれぞれ所定の曲率で内向及び外向曲面をなしているので、複数のステーターコア組立体３ｃの内周部及び外周部の真円度が高くなり、ステーター３ｄの内／外部に結合される内部ローター５ａと外部ローター５ｂとの間に近接されながらも、一定な磁気ギャップを維持することができるようになる。

図１１Ｂにおいて未説明の部材番号４６は、図９Ｃのように、インサートモールデイングを行なうとき、熱硬化性樹脂でなされるステーター支持体３ｅがコア支持板４０の上部と下部を連通して一体に形成されることにより、ステーターコア組立体３ｃをコア支持板４０に固定させるための貫通孔であり、４７ａはコイル３ｂの相互連結のために連結ピン３２が結合されるピン結合孔である。

一方、上記のように、コア支持板４を用いて複数のステーターコア組立体３ｃを組立てる場合、各相別にコイル３ｂの両端部を連結するために、コア支持板４の底面には、図１２Ａ及び図１２Ｂのように複数の導電ライン４８が、外周部に配置されたピン結合孔４７ａから隣接するピン結合孔を過ぎて内周部に配置されたピン結合孔４７ｂに傾斜して配置されている。この場合、複数の導電ライン４８のそれぞれは凹溝に内蔵された構造になり(図１２Ｃ参照)、ピン結合孔４７ａ、４７ｂはそれぞれ導電ライン４８の両端に配置された円形連結パッド４９の中央を貫通するように設定される。しかし、前記導電ラインの代わりに、コイル案内用凹溝だけを形成するのも可能である。

図１２Ｃないし図１２Ｆには、それぞれ、コイルとコイルとの間の相互結線構造を表すコア支持板の断面図が示されている。

コイル３ｂとコイル３ｂとの間のコイル連結方式は、第１に、図１２Ｃのように、ステーターコア組立体３ｃのボビン３０に一対の連結ピン３２がインサートモールデイングによって、一体に挿入されている。この場合、コイル３ｂの一端及び他端は連結ピン３２の下端と予め連結される。その後、ステーターコア組立体３ｃの連結ピン３２をコア支持板４のピン結合孔４７ａ、４７ｂに挿入して組立て、コア支持板の底面に形成された導電ライン４８と連結ピン３２をソールダリングによって固定させることによって、コイル３ｂを連結させる構造である。

第２に、コイル連結方式は、図１２Ｄのように、ステーターコア組立体３ｃのコイルの一端をボビンのフランジ３０ａに形成された貫通孔３３を通過した後、コア支持板４のピン結合孔４７ａ、４７ｂに挿入してコイルと導電ライン４８の一端をソールダリングによって固定させることにより、コイル３ｂを連結させる構造である。

第３に、コイル連結方式は図１２Ｅのように、ステーターコア組立体３ｃのボビン３０に一つの連結ピン３２をインサートモールデイングによって一体に挿入し、コイル３ｂの一端は連結ピン３２の下端と予め連結する。

その後、ステーターコア組立体３ｃの連結ピン３２をコア支持板４のピン結合孔４７ａに挿入して組立てて、コイルの一端をボビンのフランジ３０ａに形成された貫通孔３３を通過させた後、コア支持板４のピン結合孔４７ｂに挿入して、コイル案内用凹溝に沿って前記連結ピン３２に巻いて結線することによって、コイル３ｂを連結させる構造である。

第４に、コイル連結方式は、図１２Ｆのように、ステーターコア組立体３ｃのコイルの両端をボビンのフランジ３０ａに形成された貫通孔３３を通過させた後、コア支持板４ピン結合孔４７ａ、４７ｂに挿入して、コイル３ｂの両端をソールダリングによって固定させることによってコイル３ｂを連結させる構造である。

上記のように、本発明では、ステーターコア組立体３ｃの間のコイル連結を、図１２Ｃないし図１２Ｆのように、コア支持板４のピン結合孔４７ａ、４７ｂを通過して反対面でソールダリング等を通じてなされるので、コアに巻かれた部分と結線部分を分離させることにより絶縁性能が向上される。

また、前記コア支持板４の底面に形成された複数の導電ライン４８及び、これに対応する結線案内凹溝または印刷された結線案内線は、コイルの各相別に結線されられる位置に沿って配置されている。よって、作業者はピン結合孔４７ａ、４７ｂを通過した連結ピン３２またはコイル３ｂを導電ライン４８の端部とソールダリングをするか(図１２Ｃ、図１２Ｅ)、あるいは、案内凹溝や印刷された結線案内線に沿ってコイルを配線すると、いかなる作業者でも容易に、混同せずに結線を容易に行なうことができる。

以下に、上記の第１実施形態によるステーター３の組立て過程についてまとめる。

まず、それぞれステーターコア３ａがボビン３０の筒形部分の中空部に挿入され、少なくとも、一つの連結ピン３２がボビンのフランジ３０ａ、３０ｂの角に挿入されるように、インサートモールデイングによって一体に成形する。

その後、ステーターコア３ａと一体に成形されたボビン３０のフランジ３０ａ、３０ｂの間の外周に、汎用巻線機を用いてコイル３ｂを巻線して複数のステーターコア組立体３ｃを準備する。

次いで、図１１Ａのように、射出成形されたコア支持板４の上部に、前記複数のステーターコア組立体３ｃを結合させ、コア支持板４の底面部において、コイルの両端を前記コイル結線方法によって各相別に連結すれば、図１１Ｃのようなステーター３ｄが得られる。

一方、上記図１１Ｃにおける仮組立てられたステーター３ｄは、洗濯機用駆動モーターで使用される場合、洗濯のときに発生される磁力を耐えるには強度が不足である。また、ダブルローターの内／外部磁石とコア間の間隔（ａｉｒｇａｐ）を一定に保持するために同心度を確保する必要がある。

このために、インサートモールデイング方式で、各ステーターコア３ａの内／外部延長部３４ａ、３４ｂの外部対向面を除き、複数のステーターコア組立体３ｃの間の空間と、コア支持板４の下部のコイル結線部分を覆うように下部面を熱硬化性樹脂、例えば、ポリエステルのようなＢＭＣ（ＢｕｌｋＭｏｌｄｉｎｇＣｏｍｐｏｕｎｄ）でモールデイングさせると、図９Ｃ及び図１５に示されたステーター３が得られる。この場合、必要であれば、図９Ｃのように、前記コア支持板の下部のステーター支持体３eと連結される延長部４０ａを一体に成形してハウジング２との結合に利用する。

図１５において、未説明番号１２はホールＩＣアッセンブリを表す。

このように、全表面が絶縁物でモールデイングされたステーターは洗濯機に取り付けの際に、従来のモーターにおいては洗濯時の高湿気環境により追加的な絶縁物が要求されたものを除去できるようになり、見掛けにおいても組立作業者に傷害を与える鋭い部位がすべてが隠されるようになり、安全性を確保することができる。

図１３Ａないし図１３Ｄは、それぞれ本発明の第２実施形態によるステーターコア組立体とコア支持板との結合関係を示す分解斜視図、コア支持板の拡大斜視図、結合状態拡大図及び図１３Ａの分割型ステーターコアに対するＡ−Ａ線端面図である。

図１３Ａないし図１３Ｄを参考すると、本発明における第２実施形態によるステーターは、分割型ステーターコア３ａ’の断面構造が第１実施形態と異なるように、コア３ａ’の両側面に上下方向の結合溝が形成されていないし、円環状のコア支持板４’に複数のステーターコア組立体３ｃ’を自動に位置設定して支持するための複数の第１及び第２結合突起４４’、４５’が内／外部ガイドフランジ無しに円環形板４０から直接、垂直に延長されている。

第２実施形態のコア支持板４’は、断面が長方形態を有する複数の第１結合突起４４’が円環形板４０の内側に同心状に一定な間隔で形成され、断面が「＋」形態の複数の第２結合突起４５’が円環形板４０の外側に複数の第１結合突起４４’と対向して同心状に一定な間隔で形成されている。

従って、本発明の第２実施形態では、複数のステーターコア組立体３ｃ’をコア支持板４’に組立てるとき、複数の第１結合突起４４’が隣接した複数のステーターコア組立体３ｃ’の内側部の間に配置され、複数の第２結合突起４５’が隣接の複数のステーターコア組立体３ｃ’の外側部の間に形成された「＋」空間（Ｓ）に配置され、結局、組立てられたステーターコア組立体３ｃ’の流動を抑制する。従って、第２実施形態は、第１実施形態よりコア支持板４’の構造が単純でありながら、複数のステーターコア組立体３ｃ’を効果的に支持する。

上記のように、第２実施形態では、隣接したステーターコア組立体３ｃ’の外側部の間に「＋」空間（Ｓ）が形成されるように分割型ステーターコア３ａ’の外部延長部３４’とボビン３０の外部フランジ３０ｂの間には、それぞれ挿入溝３１’が左／右側に形成される。

第２実施形態のステーターに対する残りの構造、組立過程及びその作用効果は、第１実施形態と実質的に同一であるので、これに対する説明は省略する。

図１４Ａ及び図１４Ｂは、それぞれ、本発明の第３実施形態によるステーターコア組立体とコア支持板との結合関係を表す分解斜視図及び、分割型ステーターコアに対する拡大図である。

図１４Ａ及び図１４Ｂを参考すれば、本発明の第３実施形態によるステーターは複数のステーターコア組立体３ｃ”の構造が第２実施形態と類似であるが、ボビン３０の内部及び外部フランジ３０ａ、３０ｂの下部にそれぞれ断面が円形または四角形の結合突起３０ｃ、３０ｄが延長形成されており、コイル３ｂ（図示せず）を結線／案内するためのガイド溝３０ｅ−３０ｈが形成されており、円環状のコア支持板４”には、複数のステーターコア組立体３”を自動に位置設定して支持するように複数の第１及び第２結合突起４４’、４５’の代わりに、円環形板４０の底に結合突起３０ｃ、３０ｄに対応する結合孔４７ｃ、４７ｄが穿孔されている。

即ち、前記コア支持板４”は射出成形された第１及び第２実施形態のコア支持板と異なるようにＢＭＣ（ＢｕｌｋＭｏｌｄｉｎｇＣｏｍｐｏｕｎｄ）を用いてプレスによって成形され、複数のステーターコア組立体３ｃ”の固定のために円環形板４０の内周部及び外周部に内／外部ガイドフランジ４１、４２が形成されると共に、円環形板の底に結合孔４７ｃ、４７ｄが穿孔されており、円環形板４０の内周部にはさらにステーターを洗濯機のハウジング３に取り付けるための洗濯機取り付け用貫通孔４７ｅが形成された延長部４０ａが一体に形成されている。前記延長部４０ａ洗濯機のハウジング２と結合されるとき、洗濯機から漏水され、下に流れる水がモーターに浸透するのを遮断する機能を有する。

したがって、第３実施形態のステーターにおいては、コア３ａ’の結合されたボビン３０にコイルを巻線してステーターコア組立体３ｃ”を準備した後、結合突起３０ｃ、３０ｄをコア支持板４”の結合孔４７ｃ、４７ｄに挿入して固定させる。この場合、結合突起３０ｃ、３０ｄと結合孔４７ｃ、４７ｄの間の固定構造は、例えば、抑止嵌め、または係止構造で結合した後、先端部を熱融着させて分離されるのを防止する。

その後、ステーターコア組立体３ｃ”から引き出されたコイルをガイド溝３０ｅ−３０ｈを通じて相互結線し、複数のステーターコア組立体３ｃ”部分に対しては、上記の第１実施形態と類似に熱硬化性樹脂を用いたインサートモールデイングを実施して耐久性と防水性を図る。

結果的に、第３実施形態においても、コア支持板４”に対する複数のステーターコア組立体３ｃ”に対する組立てが単純に行なわれることができ、この場合、ステーターコア組立体３ｃ”の半径方向と円周方向の組立て位置が自動的に決定されるので、組立生産性が非常に優れている。

一方、本発明によるダブルローター方式のＢＬＤＣモーターは、図９Ｃに示されるように、ローター５は複数の磁石６ａ、６ｂが相互対向するように配置された内部ローター５ａと外部ローター５ｂがヨークの役割を兼ねる一対の内部及び外部ヨークフレーム８ａ、８ｂからなるヨークフレーム８に支持されている。

図１６は、本発明による二重ヨークフレームを使用したダブルローターの支持構造を示す断面図であって、前記ヨークフレーム８の内部及び外部ヨークフレーム８ａ、８ｂはそれぞれプレスによって折り曲げ成形され、内部ヨークフレーム８ａの折り曲げられた先端部と外部ヨークフレーム８ｂの間に内部ローター５ａ用磁石６ａを装着するための第１端子構造８１ａが形成され、外部ヨークフレーム８ｂの先端部に外部ローター５ｂ用磁石６ｂを装着するための第２段次構造８１ｂが形成され、第１及び第２段次構造の間にはステーター３の一部が挿入できる円環形溝８２が形成されている。

前記複数の磁石６ａ、６ｂは、それぞれＮ極とＳ極が分割着磁されているか、あるいは図９Ｂのように分割片からなる。また、内部ヨーク５５と外部ヨーク５６対向面に位置する複数の対向磁石は、互いに反対の極性をなすように配置されると共に、隣接の他の磁石に対しても互いに反対方向の極性を持つように配置される。

前記内部及び外部ヨークフレーム８ａ、８ｂは図１７Ａないし１７Ｄのように、多様な結合構造（Ｃ）を使用して一体化できる。即ち、図１７Ａのように、いわゆるトックス（ＴＯＸ）結合構造、図１７Ｂに示されるトックスフラット（ｆｌａｔ）結合構造、図１７Ｃに示されるスポット溶接（ｓｐｏｔｗｅｌｄｉｎｇ）結合構造及び図１７Ｄに示されるリベッテイング（ｒｉｖｅｔｉｎｇ）結合構造中から、一つの構造に結合され得る。

前記内部及び外部ヨークフレーム８ａ、８ｂはブッシング７と結合され回転軸９に支持される。この場合、ブッシング７は図１８Ａ及び図１８Ｂのように焼結または鍛造によって製作され、内部ヨークフレーム８ａとの接触面にリべッテイング８３またはボルト／ナット締結を行なうために同心円状に形成された複数の締結孔７１が形成されるか、あるいは、複数の締結孔７１と共に締結孔の間に位置決定及びトーク伝達用複数の結合ピン７２が交互に突出配置されている。

リべッテイング８３と結合ピン７２組合せの結合構造が図１８Ｃに示されている。前記の結合構造を採用する場合、同心位置決定及び回転力伝達が結合ピン７２によって行なわれ、ブッシングとヨークフレーム間の結合はリべッテイングあるいはボルト／ナット締結によって行なわれる。

一方、前記ローター５は、前記の二重ヨークフレーム構造以外に図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、一体形ダブルローター構造で製作され得る。

一体形ダブルローター５０は、円環状の内部ヨーク５１ａの外側に複数のＮ極及びＳ極磁石６ａが交互に配置され内部ローター５０ａを形成し、円環状の外部ヨーク５１ｂの内側に複数のＮ極及びＳ極磁石６ｂが交互に配置され外部ローター５０ｂを形成し、これらの中央部には放射状に伸びている複数のリブ５２を通じて回転軸９と結合されるブッシング７ａを支持するように樹脂、例えば、ＢＭＣ（ＢｕｌｋＭｏｌｄｉｎｇＣｏｍｐｏｕｎｄ）を用いてインサートモールデイング方式で一体に形成される。この場合、内部ローター５０ａと外部ローター５０ｂおいての互いに相対する磁石６ａ、６ｂの対向面を除きモールデイングが行なわれ、対向の磁石の間には、互いに反対極性を有するように配置される。

また、前記内部ローター５０ａと外部ローター５０ｂ間の樹脂でなるローター支持体５３には、これらの間に挿入されるステーターのコイルを冷却させるための複数の冷却孔１０が形成され、外部ローター５０ｂの下端面には複数の冷却用フアンブレード５４が一体に形成されているので、ローターの回転時にステーターに対する空冷が自体的に行なわれる。

上記のように、本発明の一体形ダブルローター５０は内部ローター５０ａと外部ローター５０ｂの複数の磁石６ａ、６ｂが自体的に基本構造強度を有する射出物(ＢＭＣ)を使用して一体化されたため、別途の支持プレートを必要とすることはない。

また、インサートモールデイングによって、内部ローター５０ａと外部ローター５０ｂの複数の磁石６ａ、６ｂが同心状に配置されるので、真円度が高くなり、ステーター３と組立てられるとき、均一な磁気ギャップ（ｇａｐ）の維持が可能である。

さらに、上記実施形態はローター及びステーターがすべて樹脂を用いて一体形に構成されるので、耐久性、防湿性等が優れており、高湿度環境で使用される洗濯機用ドラムの駆動源に適合であるが、これに制限されず、ステーターの取り付け構造もまたモーターが適用される装置に応じて変形が可能である。

以上では、本発明を特定の好ましい実施形態を例に挙げて図示し、説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の旨を外れない範囲内で当該発明の属する技術範囲で通常の知識を有する者によって、多様な変形と修正が可能である。

上記のように、本発明の洗濯機用駆動装置に利用されるＢＬＤＣモーターは、ステーターコアを完全分割したモーターを提供することによって、モーター出力とトークを増加させ得るダブルロータータイプの長所は生かし、高性能磁石材料を使用することによる高い材料費の短所は除去し、ラジアルコアタイプモーターの軸方向振動が小さいという長所を生かし、一体形ステーターコアを使用することによる高いコイル巻線費用と専用巻線機を使用することによる設費投資費用の短所を除去する。

また、本発明では、分割型ステーターコアを形成するとき、コア支持体に複数のステーターコア組立体を自動に位置設定して固定させて、それぞれのコイルを容易に相互結線できるので、ステーターの組立生産性を大きく高めることができる。

さらに、本発明の洗濯機用駆動装置に利用されるモーターは、ダブルローターの内部及び外部ローターとブッシングを熱硬化性樹脂を使用したインサートモールデイング方式で一体に成形して耐久性と信頼性を高め、且つ、前記ステーターも熱硬化性樹脂で一体に成形して、前記一体形ダブルローターと共に組合わせることにより、防水性と耐久性が要求される洗濯機用ドラムの駆動に適している。

従来の外部磁石型コアタイプＢＬＤＣモーターの構造を説明するための断面図。従来の内部磁石型コアタイプＢＬＤＣモーターの構造を説明するための断面図。従来のアキシアルギヤップタイプの磁気回路を説明するための説明図。空隙を有するトロイダル永久磁石を説明するための説明図。空隙を有するトロイダル永久磁石を説明するための説明図。空隙を有するトロイダル永久磁石を説明するための説明図。従来の磁気回路を説明するための説明図。本発明の基本実施形態によるラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターの構造及び動作原理を説明するための円周方向の概略断面図。本発明の基本実施形態によるラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターの構造及び動作原理を説明するための軸方向の平面図。本発明の基本実施形態によるラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターの構造及び動作原理を説明するための分割されたステーターコアの斜視図。本発明の基本実施形態によるラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターの構造及び動作原理を説明するためのボビンの斜視図。本発明による磁気回路を既存の外部磁石型ラジアルコアタイプモーターと比較するための平面図。本発明による磁気回路を既存の外部磁石型ラジアルコアタイプモーターと比較するための平面図。本発明の変形例による分割型コアの形状をＴ字形に移した場合のコアの配列を表す平面図。本発明の好ましい実施形態によるラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターの正面図。本発明の好ましい実施形態によるラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターの図９ＡのＡ−Ａ線断面図。本発明の好ましい実施形態によるラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターの図９ＡのＢ−Ｂ線断面図。本発明に使用される完全分割型ステーターコアの斜視図。本発明に使用される完全分割型ステーターコアの図１０ＡのＡ−Ａ線断面図。本発明の第１実施形態によるステーターコアの組立体とコア支持板との結合関係を表す分解斜視図。本発明の第１実施形態によるステーターコアの組立体とコア支持板との結合関係を表すコア支持板の部分拡大斜視図。本発明の第１実施形態によるステーターコアの組立体とコア支持板との結合関係を表す結合状態の拡大図。図１１Ａのコア支持板の底面図。図１２ＡのＡ部分拡大図。コイルとコイル間の相互結線構造を見せるコア支持板の断面図。コイルとコイル間の相互結線構造を見せるコア支持板の断面図。コイルとコイル間の相互結線構造を見せるコア支持板の断面図。コイルとコイル間の相互結線構造を見せるコア支持板の断面図。本発明の第２実施形態によるステーターコア組立体とコア支持板との結合関係を表す分解斜視図。本発明の第２実施形態によるステーターコア組立体とコア支持板との結合関係を表すコア支持板の拡大斜視図。本発明の第２実施形態によるステーターコア組立体とコア支持板との結合関係を表す結合状態拡大図。本発明の第２実施形態によるステーターコア組立体とコア支持板との結合関係を表す図１３Ａの分割型ステーターコアに対するＡ−Ａ線断面図。本発明の第３実施形態によるステーターコア組立体とコア支持板との結合関係を表す分解斜視図。本発明の第３実施形態によるステーターコア組立体とコア支持板との結合関係を表す分割型ステーターコアに対する拡大図。本発明による一体形ステーターを示す斜視図。本発明による二重ヨークフレームを使用したダブルローターの支持構造を示す断面図。２重ヨークフレームの結合構造の変形例を示す断面図。２重ヨークフレームの結合構造の変形例を示す断面図。２重ヨークフレームの結合構造の変形例を示す断面図。２重ヨークフレームの結合構造の変形例を示す断面図。本発明に使用されるブッシングの斜視図。本発明に使用されるブッシングの斜視図。リベッテイングと結合ピン組合わせのブッシング結合構造を示す断面図。本発明による一体形ダブルローターの下方向の斜視図。本発明による一体形ダブルローターの軸方向の断面図。

Claims

ドラムを支持するハウジングと、
先端部が前記ドラムに連結され、中間部分がハウジングに回転可能に支持される回転軸と；
内側端部がブッシングを介して前記回転軸と連結され、他側の第１折り曲げ部が直角に折り曲げられカップ形状をなす第１ヨークフレームと、前記第１ヨークフレームと一体に組み合わせられるとともに内側端部がブッシングと連結され、他端の第２折り曲げ部が前記第１ヨークフレームの第１折り曲げ部と一定な距離を保持するように直角に折り曲げられた第２ヨークフレームを備え、前記第１折り曲げ部の外側面と第２折り曲げ部の内側面にそれぞれ複数のＮ極およびＳ極磁石が交互に配置され、互いに対向する磁石が反対極性を有するように配置される内部および外部ローターとからなるダブルローターと；
前記内部および外部ローターの間に互いに同一な空隙を有して設置され、それぞれ分割型ステーターコアが内蔵されたボビンにコイルが巻線された複数のステーターコア組立体を自動位置設定/支持手段によって円環状のコア支持板に一定な間隔で自動に位置設定して仮組立てた状態で仮組立てられた複数のステーターコア組立体を熱硬化性樹脂を使用したインサートモールディングによってステーター支持体を一体に形成し、前記ステーター支持体の中心方向に延長された延長部を介して洗濯機のハウジングに固定される一体形ステーターとから構成され、
前記内部および外部ローターの互いに反対極性に配置された磁石等と、前記内部ローターと外部ローターの間に位置された分割型スターターコア等を介して磁気回路が形成されることを特徴とする洗濯機用駆動装置。
ドラムを支持するハウジングと、
先端部が前記ドラムに連結され、中間部分がハウジングに回転可能に支持される回転軸と；
円筒形になされた内部ヨークと、前記内部ヨークの外周面に円環状に交互に配置された複数の第１Ｎ極およびＳ極磁石からなる内部ロ−ターと、前記内部ヨークと一定な距離を維持するように内部ヨークの径より相対的にもっと大きい径を有する外部ヨークと、前記外部ヨークの内周面に円環状に交互に配置され、複数の第１Ｎ極およびＳ極磁石と互いに対向する磁石が反対極性を有するように配置された複数の第２Ｎ極およびＳ極磁石からなる外部ローターと、前記内部および外部ローターの対向する磁石面を除き、それぞれ円環状に一体化すると共に内部および外部ロ−ターの間に空間を形成しながら、内側端部がブッシングを介して前記回転軸と連結されるように熱硬化性樹脂でモールディングされたローター支持体とを備えるダブルローターと；
前記内部および外部ローターの間に互いに同一な空隙を有して設置され、それぞれ分割型ステーターコアが内蔵されたボビンにコイルが巻線された複数のステーターコア組立体を自動位置設定/支持手段によって円環状のコア支持板に一定な間隔で自動に位置設定して仮組立てた状態で仮組立てられた複数のステーターコア組立体を熱硬化性樹脂を使用したインサートモールディングによってステーター支持体を一体に形成し、前記ステーター支持体の中心方向に延長された延長部を介して洗濯機のハウジングに固定される一体形ステーターとから構成され、
前記内部および外部ローターの互いに反対極性に配置された磁石等と、前記内部ローターと外部ローターの間に位置された分割型スターターコア等を介して磁気回路が形成されることを特徴とする洗濯機用駆動装置。
前記自動位置設定/支持手段は、
前記コア支持板のそれぞれ内側端および外側端に垂直延長され、その内部に複数のステーターコア組立体の下部を収容して支持するための内部および外部ガイドフランジと、
それぞれ前記内部および外部ガイドフランジの上端に互いに対向して同一な間隔で延長形成され、前記複数のステーターコア組立体をコア支持板に組立てるとき、隣接のステーターコア組立体の間に配置され、ステーターコア組立体が円周方向に移動することを制限するための複数の第１結合突起と、
それぞれ前記内部および外部ガイドフランジの上端に互いに対向して同一な間隔で前記複数の第１結合突起の間に延長形成され、前記複数のステーターコア組立体をコア支持板に組立てるとき、前記ステーターコアの内/外側面に垂直方向に形成された第１および第２結合溝に結合させ、ステーターコア組立体が軸方向の前/後に移動することを制限するための複数の第２結合突起とから構成され、
前記複数のステーターコア組立体を複数の第１および第２結合突起に結合するとき、一定な間隔で自動に位置設定させることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗濯機用駆動装置。
前記自動位置設定/支持手段は、
それぞれ前記コア支持板の内側端に同一な間隔で垂直に延長形成され、前記複数のステーターコア組立体をコア支持板に組立てるとき、隣接のステーターコア組立体の内側端の間に配置され、ステーターコア組立体が円周方向に移動することを制限するための複数の第１結合突起と、
それぞれ前記コア支持板の外側端に複数の第１結合突起と対向する位置に同一な間隔で垂直に延長形成され、前記複数のステーターコア組立体をコア支持板に組立てるとき、隣接のステーターコア組立体の外側端の間に配置され、ステーターコア組立体が円周方向および軸方向の前/後に移動することを制限するための複数の第２結合突起とから構成され、
前記複数のステーターコア組立体を複数の第１および第２結合突起に結合するとき、一定な間隔で自動に位置設定させることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗濯機用駆動装置。
前記自動位置設定/支持手段は、
前記複数の絶縁性ボビンの内部および外部フランジの下部にそれぞれ延長形成された複数の第１および第２結合突起と、
前記コア支持板の底に第１および第２結合突起が結合されるように内側端および外側端に沿って同一円周上に一定な間隔で対向して形成された複数の第１よび第２結合孔とから構成され、
前記複数の絶縁性ボビンそれぞれの第１および第２結合突起を複数の第１および第２結合孔に結合するとき、複数のステーターコア組立体は一定な間隔で自動に位置設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗濯機用駆動装置。
前記コア支持板は、
前記複数のコイルを各相別に相互結線するためにコア支持板の下部面に印刷された複数の導電性ラインと、
前記複数の導電性ラインのそれぞれの両端部にコア支持板を貫通するように形成され、複数のステーターコア組立体から下部面に複数のコイル両端を引き出すための複数の結合孔をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の洗濯機用駆動装置。
前記複数の絶縁性ボビンの内部および/あるいは外部フランジの角に一体に挿入され、前記コイルの一端が電気的に連結された少なくとも一つの連結ピンをさらに含み、
前記複数のステーターコア組立体の連結ピンをコア支持板の結合孔に組立てた後、連結ピンの他端を複数の導電性ラインと電気的に連結することを特徴とする請求項６に記載の洗濯機用駆動装置。
前記ステーターの先端部と対向する第１ヨークフレームには、内部および外部ロ−ターの間に挿入されるステーターのコイルを冷却させるための複数の冷却孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載の洗濯機用駆動装置。
前記内部ローターと外部ローターの間を連結するローター支持体にはこれらの間に挿入されるステーターのコイルを冷却させるための複数の冷却孔が形成されることを特徴とする請求項２に記載の洗濯機用駆動装置。
前記ローターの回転時にステーターに対する空冷のために外部ローターの下端面には複数の冷却用フアンブレードが一体に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の洗濯機用駆動装置。
前記内部ローターとブッシングの間には複数のリブを通じて結合されることを特徴とする請求項２に記載の洗濯機用駆動装置。
前記分割型ステーターコアは「Ｉ」形状からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗濯機用駆動装置。
前記内部ローターの内側下端と対向するようにステーター支持体の延長部に設置され、ローターの位置を検出するための位置信号を発生するホール(Hall)センサーを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の洗濯機用駆動装置。