JP4908558B2 - ラジアルコアタイプのｂｌｄｃモーター - Google Patents

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Description

本発明は、ラジアルコアタイプＢＬＤＣモーターに係るもので、詳しくは、連続券線方法で多数の分割型ステータコアにコイルを連続的に券線して相互連結された多数のステータコア組立体を金型の自体に形成された位置決定溝を利用して自動位置設定させてインサートモールディング方式で射出成形することで、ステータの組立の生産性を一層向上し得るラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターに関する。
ＢＬＤＣモーターをステータコアの存在可否によって分類すると、一般に、コップ（円筒構造）を有するコア型（またはラジアル型）とコアレス型（またはアキシアル型）に分けられる。
コア型構造のＢＬＤＣモーターにおいては、内周部に形成された多数の突起に電磁石の構造を有するためにコイルが巻取された円筒状のステータと円筒状の永久磁石から成るローターから構成された内部磁石型と、ステータが外周部に形成された多数の突起に上下方向にコイルが巻取されていて、その外部に多極着磁された円筒状の永久磁石から成るローターから構成された外部磁石型に分類される。
従来の外部磁石型ＢＬＤＣモーターにおける磁束の主経路は、回転子の永久磁石で進行して空隙を通じて固定子のステータを通じ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、コイルが券線されたステータコアの多数の"T型"コア部が外部から内側方向に突出形成されていて、各コア部の内側縦断部が一定の直径の円を形成し、その内部の空間に回転軸を含んだ円筒状の永久磁石あるいは中心に回転軸を含んだ円筒状のヨークにリング状の永久磁石が付着された回転子が装着される。モーターが回転する方式は、前記外部磁石型と同様である。
このようなコア型ＢＬＤＣモーターにおいては、磁気回路が軸を中心にラジアル方向に対称の構造を有しているから、軸方向震動性ノイズが少なく、低速回転に適合で、磁路の方向に対して空隙が占める部分が極めて少なくて性能が低い磁石を使用するか、または磁石の量を減らしても高い磁束の密度を得ることができるから、トルクが大きくて効率が高いという長所を有している。
しかし、このようなコア、すなわちヨークの構造は、ステータを製作する時にヨーク（yoke、繋鉄）の材料の損失が大きくて、量産する時にヨークの複雑な構造によってヨークにコイルを券線する時に特殊な高価の専用券線機を使用しなければならなく、ステータの製作時に金型の投資費が高くて設備の投資費用が高いという短所を有している。
コア型ＡＣまたはＢＬＤＣモーター、特に、ラジアルタイプのコアモーターにおいては、ステータコアを完全分割型で構成することが値段の安い汎用券線機を使用して高効率で分割コアにコイルを券線し得るから、モーターの競争力を決定する非常に重要な要素である。しかし、これと反対に一体型ステータコア構造の場合は、値段の高い専用券線機を使用して低効率の券線が行われるため、モーターの製造費用が高くなる。
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モーターが本出願人によって特許文献１を通じて提案された事がある。
前記特許文献１においては、ステータコアの内側及び外側に同時に永久磁石回転子を配置するから、磁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で、ステータコアの完全分割が可能で個別的なコイル券線によってステータコアの生産性とモーターの出力を大いに高め得る構造を提案している。
また、前記特許文献１においては、コイルが券線された多数の分割型コア組立体を準備した後、コイルが券線された多数の分割型コア組立体を印刷回路基板（ＰＣＢ）に配列して固定させてコイルを結線した後、熱硬化性樹脂を利用したインサートモールディングによって環円状の形状に成形して一体型ステータを準備する方法を提案した。
しかし、前述した特許文献１は、多数の個別コアを一体型に組立してコイルを相互結線する時、効果的に組立が行われ得るステータ組立構造/方法は提示しなかった。
前記のようにステータコアを多数の分割コアで実現する時には、個別分割コアに対するコイル券線は、一体型（すなわち、単一）コアを使用する場合より格段に生産性などが優秀であるが、これらを組立することは、生産性及び耐久性が低下し得る構造的な問題点がある。
このような点を考慮して特許文献２には、ボビンにコイルが券線された多数のステータコア組立体を一定の間隔で収容して支持すると同時に、多数のコイルを相別に結線するための環円状のコア支持板と、該コア支持板に多数のステータコア組立体を一定の間隔で自動に位置設定して支持するための自動位置設定/支持手段を備えてステータの組立の生産性を一層向上し得る構造が提示されている。
前記特許文献２においては、それぞれの分割コアごとにコイルを券線して得られた多数の分割コア組立体をコア支持板に組立し、それぞれのコア組立体をコア支持板内で電気的に連結するための相互結線が行われた。この場合、各分割コアのボビンには、このような結線が容易に行われるように券線されたコイルが連結ピンと連結され、該連結ピンがコア支持板に形成された導電ラインに結合されなければならないという問題点などがあって、組立の生産性を落とす要因になった。
したがって、好ましくは、前記のような環状コア支持板を使用しないままコイルが券線された多数のステータコアを熱硬化性樹脂を利用したインサートモールディングによって一体化することが要求される。
一方、一般に、大型モーターである場合、多数のステータポールと多数のローターポールが組合された構造から成り、分割コア方式である時に多数の分割コアから成る多数のグループのコアに連続的な券線が行われることが、多数の分割コアを個別的に券線して組立することより組立生産性の側面から見て好ましい。
ところで、既存に知られている汎用券線機は、単一のスピンドルに単一のボビンを装着してスピンドルを回転させることで、コイルを券線し得る構造を有していて、多数の分割コアから成る多数グループのコアまたは多数の分割コアに連続的な券線ができない。
一方、ステータコアは、一般に、０．３５〜０．５mmの厚さの多数の珪素鋼板を所定形状で成形した後、これを積層したもので、一体型コアの場合、コイルを券線するためのスロットの影響のため空隙における磁束の密度が均一ではなくて、トルクが均一ではないコギングトルク現象とトルクリップルが発生し、このようなコギングトルクとトルクリップルを低減するためにステータコアにスロットをたくさん作るか、または補助突極または補助スロットを形成するか、またはスキュー（skew）構造を採用している。
ところで、スキュー構造を採用している一体型ステータコアは、スキュー構造を採択していないステータコアよりコイル券線が難しいという問題点があって、分割コア自体がモーターの構造物（すなわち、ステータ）を形成するように分割される分割ステータコア構造においては、コアにスキューを与える場合、コア間の結合が不可能になるという問題点がある。
一方、前記特許文献２のモーターにおいては、ローター支持体にこれらの間に挿入されるステータのコイルを冷却させるための多数の冷却孔が形成され、ローター支持体とブッシングの間には、放射状に伸びている多数のリブによって連結されている。
特許第４３２９５４号 韓国特許第５４５８４８号
然るに、このようなローター支持体とブッシングの間を連結する多数の放射状リブは、十分な支持強度を有することができなくて補強が要求され、ローター支持体に形成されたステータのコイルを冷却させるための単純な多数の冷却孔は、効果的な空気の流れを誘導し得ないという問題点があった。
したがって、本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて成されたもので、上記問題点を解決したラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターを提供することを目的とする。
また、本発明は、連続券線方法で各相に該当する多数の分割型ステータコアに一つのコイルを連続券線して相互連結すると同時に、インサートモールディングのためにコイルが券線された多数の分割コアボビンを金型に仮組立する時、隣接した分割コアボビンの間に凹凸構造による相互リンク結合が行われることで、金型に位置設定される時に別途の位置決定部品のない不便さを最小化したＢＬＤＣモーター及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、スキューコアを採用しても分割型コア構造を採択していてコイルの券線工程が容易で、各スキューコアは、熱硬化性樹脂を使用したインサートモールディング方式で一体に成形することで、容易に組立し得ることで、コギングトルクの低減と騷音/震動の低減が可能なスキューコア方式のステータを含むＢＬＤＣモーターを提供することを目的とする。
また、本発明は、内部及び外部ローターとブッシングを連結するローター支持体とリブに円周方向に対して垂直な断面積が可能なかぎり広く冷却孔を形成しながら冷却孔の大きさを交代に相違に設計することで、ローター支持体とリブの支持強度を補強すると同時に乱流を発生し、ステータの上部空間と、内部及び外部ローターとステータの間の磁気ギャップ（エアギャップ）に冷却空気の流れを誘導し、冷却性能を向上し得る一体型ダブルローター構造を有するＢＬＤＣモーターを提供することを目的とする。
また、本発明は、ステータを熱硬化性樹脂を使用したインサートモールディング方式で一体に成形する時、ボビンに券線されたコイルの半円状の曲面に沿って樹脂で支持体を形成することで、空気との接触面積を増加させると同時に、ローターの回転時に乱流を発生させて冷却性能を向上し得るステータ構造を有するＢＬＤＣモーターを提供することを目的とする。
また、本発明は、ステータを固定させるための延長部に多数のボルト取付孔と取付位置決定孔及び多数の放射状リブから成る多数の凹溝を備えることで、適正の支持強度を維持しながらも材料費を節減して軽量化を図り、ローターの回転時に内部ローターの冷却羽と共に乱流を生成して冷却性能を向上し得るステータ構造を有するＢＬＤＣモーターを提供することを目的とする。
また、本発明は、回転軸と結合されるローターの軸結合部をローター内側の重さの中心に配置することで、ローターの回転時に震動の発生を最小限に抑制すると同時に、モーターの軸方向の長さを最小限に短縮することができて、ステータとローターの冷却の効率を効果的に向上し得る陷沒型ローター構造を有するＢＬＤＣモーターを提供することを目的とする。
また、本発明は、ステータを熱硬化性樹脂を使用して射出成形する時、ステータの上部面に多数の環状リブを表面に形成することで、射出成形時に発生し得るクラックの伝播を遮断し得るステータ構造を有するＢＬＤＣモーターを提供することを目的とする。
また、本発明は、ダブルローターとステータをそれぞれ熱硬化性樹脂を使用したインサートモールディング方式で一体に成形して耐久性と信頼性及び防水性を向上させた洗濯機用ラジアルコアタイプＢＬＤＣモーターを提供することを目的とする。
また、本発明は、ダブルローターとステータを取り囲んでいる熱硬化性樹脂が耐熱性材料であるから、火事の危険から安全なラジアルコアタイプＢＬＤＣモーターを提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明に係る３相駆動方式のラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターにおいては、装置のハウジングに回転可能に装着された回転軸と;それぞれ多数のＮ極及びＳ極の磁石が相違なる同心円上に環円状に交代に配置され、内/外部間に一定の距離を置いてお互いに対向した磁石が反対極性を有するように配置される内部及び外部ローターと、これら内部及び外部ローターの対向した磁石面を除いてそれぞれ環円状に一体化すると同時に、内部及び外部ローターの間にトレンチ型空間を形成しながら内部ローターから中央部に延長形成された端部が前記回転軸に結合されるブッシングの外周面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を含む一体型ダブルローターと;それぞれその外部にボビンが形成された多数の分割コアを含む多数のコアグループから成るＵ、Ｖ、Ｗ相のコイル組立体のそれぞれに対し、各分割コアグループ内の分割コアの間には短いジャンプ線を有して連結され、分割コアグループの間には長いジャンプ線を有して連結されるように各分割コアに連続的にコイルが券線された状態で、前記Ｕ、Ｖ、Ｗ相のコイル組立体の分割コアグループがそれぞれ相別に交代に配置されていて、熱硬化性樹脂を利用したインサートモールディングによって分割コアの内/外側面を除いてステータ支持体によって環円状の形状に一体に形成され、前記内部及び外部ローターの間のトレンチ型空間に一端が配置され、他端から軸方向に延長された延長部が装置のハウジングに固定される一体型ステータから構成されることを特徴とする。
前記ローター支持体は、内部及び外部ローターの間にステータの一端と対向したトレンチ型空間に外部の空気を内部ローターの内側方向と内部及び外部ローターとステータの間の磁気ギャップ方向に案内する多数の大型孔と多数の小型孔が交代に配置されていて、前記内部ローターから中央部にブッシングの外周面を取り囲む軸結合部に多数の放射状リブが配置されていることを特徴とする。
また、前記ローター支持体の中で内部ローターを支持する環状モールディング支持体には、円周方向に沿って前記多数の大型孔に会う部分に周期的に多数の凹溝が形成されることが好ましい。
かつ、前記軸結合部は、ダブルローターの重さの中心に配置されている場合、ローターの回転による震動を最小化し得ることを特徴とする。
前記モーターのローターは、内部ローターまたは外部ローターの下端部のローター支持体に一体に形成され、ローターの回転時に風を発生させるための軸方向と一致する直線型ファン、ローターの回転方向に従って円形凹溝を有するシロッコ（Sirocco）ファン、ローターの回転方向と反対方向に凹溝が形成されているターボファン、軸方向と傾斜を成す傾斜型ファンの中で何れか一つの形態を有する多数の冷却羽を更に含み得ることを特徴とする。
前記多数の分割コアは、（３６０°/スロット数）と定義される１ピッチ範囲の以内でスキュー（skew）が与えられるように設計される場合、コギングトルクを低減し得ることを特徴とする。
前記モーターは、２４極-２７コア方式から成り、前記ステータは、それぞれその外部にボビンが形成された３個の分割コアを含む３個のコアグループから成るＵ、Ｖ、Ｗ相のコイル組立体のそれぞれに対し、これらＵ、Ｖ、Ｗ相のコイル組立体の分割コアグループがそれぞれ相別に交代に環円状に配置されることが好ましい。
前記モーターが洗濯機に適用される時、回転軸には洗濯槽が連結されることを特徴とする。
また、本発明に係る３相駆動方式のラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターにおいては、それぞれ２４極のＮ極及びＳ極の磁石が相違なる同心円上に環円状に交代に配置され、内/外部間に一定の距離を置いてお互いに対向した磁石が反対極性を有するように配置される内部及び外部ローターと、これら内部及び外部ローターの対向した磁石面を除いてそれぞれ環円状に一体化すると同時に、内部及び外部ローターの間にトレンチ型空間を形成しながら前記内部ローターからブッシングを取り囲む軸結合部に延長形成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を含む一体型ダブルローターと;一端が前記ブッシングと結合され、他端が装置のハウジングに回転可能に装着された回転軸と;それぞれその外部にボビンが形成された３個の分割コアを含む３個のコアグループから成るＵ、Ｖ、Ｗ相のコイル組立体のそれぞれに対し、これらＵ、Ｖ、Ｗ相のコイル組立体の分割コアグループがそれぞれ相別に交代に環円状に配置されていて、熱硬化性樹脂を利用したインサートモールディングによって分割コアの内/外側面を除いてステータ支持体によって環円状の形状に一体に形成され、前記内部及び外部ローターの間のトレンチ型空間に一端が配置される一体型ステータから構成され、前記Ｕ、Ｖ、Ｗ相のコイル組立体のそれぞれに含まれた９個の分割コアは、連続券線されたコイルによって相互連結されていることを特徴とする。
また、本発明のラジアルコアタイプ洗濯機用モーターは、それぞれ多数のＮ極及びＳ極の磁石が相違なる同心円上に環円状に交代に配置され、内/外部間に一定の距離を置いてお互いに対向した磁石が反対極性を有するように配置される内部及び外部ローターと、これら内部及び外部ローターの対向した磁石面を除いてそれぞれ環円状に一体化すると同時に、内部及び外部ローターの間にトレンチ型空間を形成しながら前記内部ローターからブッシングを取り囲む軸結合部に延長形成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を含む一体型ダブルローターと;一端が前記ブッシングと結合され、他端の２地点が洗濯機のハウジングに回転可能に支持された回転軸と;各相に該当する多数の分割コアに連続券線方式でコイルが券線されていて、熱硬化性樹脂を利用したインサートモールディングによって分割コアの内/外側面を除いてステータ支持体によって環円状の形状に一体に形成され、一端が前記内部及び外部ローターの間のトレンチ型空間に配置され、他端から軸方向に延長された延長部が洗濯機のハウジングに固定される一体型ステータから構成され、前記軸結合部は、ダブルローターの重さの中心に配置されていることを特徴とする。
また、本発明に係る３相駆動方式ラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターの製造方法は、それぞれ熱硬化性樹脂を利用したインサートモールディングによってコイルが券線されるＩ形状の多数の分割コアの中間部分を取り囲んで両側に第１及び第２フランジを備えて、これら第１及び第２フランジの下端にそれぞれ第１及び第２結合突起を有する多数の分割コアボビンを一体に成形する工程と;それぞれ前記多数の分割コアボビンの第１及び第２フランジの間に順次的に、かつ連続的にコイルを券線してそれぞれ多数の分割コアボビンを含むＵ、Ｖ、Ｗの各相に対応する３セットのコイル組立体を準備する工程と;前記３セットのコイル組立体に含まれた多数の分割コアボビンのそれぞれの第１及び第２結合突起を環状凹溝の内/外壁に対向して多数対の位置決定用固定溝が形成された金型に仮組立する工程と;熱硬化性樹脂を利用したインサートモールディングによって前記各分割コアの内/外側面を除いて環円状の形状に成形して一体型ステータを準備する工程と;前記一体型ステータを内部ローターと外部ローターがラジアルタイプに配列されたダブルローターの間に位置するように組立する工程から構成されることを特徴とする。
前記モーターは、２４極-２７コア方式から成る場合、前記３セットのコイル組立体を準備する工程は、前記９個の分割コアボビンの間に８個の分割コア連結用連結ジグを挿入して９個の分割コアボビンを直列に連結した３個のコア/ジグ組立体を組立する工程と、それぞれお互いに隣接して配置される３個の分割コアボビンを含む３個の分割コアグループに対して各分割コアグループ内の分割コアボビンの間には短いジャンプ線を有して連結され、分割コアグループの間には長いジャンプ線を有して連結されるように３個のコア/ジグ組立体の各分割コアボビンに連続的にコイルを券線する工程と、前記コイルが券線されたコア/ジグ組立体から分割コア連結用連結ジグを分離してＵ、Ｖ、Ｗの各相に対応する３セットのコイル組立体を準備する工程から構成されることを特徴とする。
また、前記３セットのコイル組立体に含まれた多数の分割コアボビンを金型に仮組立する工程は、それぞれお互いに隣接して配置される３個の分割コアボビンを含む３個の分割コアグループに対して各相の分割コアグループをそれぞれ相別に交代に２７対の位置決定用固定溝が形成された金型に配置して仮組立する工程から構成され得ることを特徴とする。
前記モーターにおいては、ダブルローター/単一ステータ構造を有していて、この場合、ステータコアを分割構造で形成する場合、隣接した分割コア間の間隔は、内部及び外部ローターとステータの間の磁気ギャップよりもっと広く設定されるように要求されることを特徴とする。
前述したように、本発明においては、ラジアルコアタイプＢＬＤＣモーターでダブルローター構造を採用することで、ステータコアを完全分割コアで形成する時、金型の自体に形成された位置決定構造を利用して多数の分割コア組立体を自動に位置設定して固定させた後、インサートモールディング方式で熱硬化性樹脂を利用して射出成形することで、別途のコア支持板を使用することなく、多数の分割コアを組立し得ることで、ステータの組立の生産性を一層向上し得ることを特徴とする。
また、本発明のダブルローター構造においては、内部及び外部ローターとブッシングを連結するローター支持体とリブに円周方向に対して垂直な断面積が可能なかぎり広く冷却孔を形成しながら冷却孔の大きさを交代に相違に設計することで、ローター支持体とリブの支持強度を補強すると同時に、多い量の風を発生させながら渦流を形成し、ステータの上部空間と、内部及び外部ローターとステータの間の磁気ギャップに冷却空気の流れを誘導し得ることで、ローターとステータから発生する熱を効果的に冷却し得ることを特徴とする。
かつ、本発明のステータ構造においては、ステータを熱硬化性樹脂を使用したインサートモールディング方式で一体に成形する時、ボビンに券線されたコイルの半円状の曲面に沿って樹脂で支持体を形成することで、空気との接触面積を増加させると同時に、ローターの回転時に乱流を発生させて冷却性能を向上させることができて、ベアリングハウジングにステータを固定させるための多数のボルト取付孔と取付位置決定孔及び多数の放射状リブから成る多数の貫通孔を備えることで、適正の支持強度を維持しながらも材料費を節減して軽量化を図り、ローターの回転時に内部ローターの冷却羽と共に乱流を生成して冷却性能を向上し得ることを特徴とする。
本発明においては、ラジアルコアタイプＢＬＤＣモーターでダブルローター構造を採用することで、ステータコアを完全分割コアで形成する時、金型の自体に形成された位置決定構造を利用して多数の分割コア組立体を自動に位置設定して固定させた後、インサートモールディング方式で熱硬化性樹脂を利用して射出成形することで、別途のコア支持板を使用することなく、多数の分割コアを組立し得ることで、ステータの組立の生産性を一層向上し得るという効果がある。
また、本発明のダブルローター構造においては、内部及び外部ローターとブッシングを連結するローター支持体とリブに円周方向に対して垂直な断面積が可能なかぎり広く冷却孔を形成しながら冷却孔の大きさを交代に相違に設計することで、ローター支持体とリブの支持強度を補強すると同時に、多い量の風を発生させながら渦流を形成し、ステータの上部空間と、内部及び外部ローターとステータの間の磁気ギャップに冷却空気の流れを誘導し得ることで、ローターとステータから発生する熱を効果的に冷却し得るようになるという効果がある。
かつ、本発明のステータ構造においては、ステータを熱硬化性樹脂を使用したインサートモールディング方式で一体に成形する時、ボビンに券線されたコイルの半円状の曲面に沿って樹脂で支持体を形成することで、空気との接触面積を増加させると同時に、ローターの回転時に乱流を発生させて冷却の性能を向上させることができて、ベアリングハウジングにステータを固定させるための多数のボルト取付孔と取付位置決定孔及び多数の放射状リブから成る多数の貫通孔を備えることで、適正の支持強度を維持しながらも材料費を節減して軽量化を図り、ローターの回転時に内部ローターの冷却羽と共に乱流を生成して冷却性能を向上し得るようになるという効果がある。
また、本発明においては、連続券線方法で各相に該当する多数の分割型ステータコアに一つのコイルを連続券線して相互連結することで、金型に位置設定される時、別途の位置決定部品のない不便さを最小化し得るという効果がある。
かつ、本発明においては、スキューコアを採用しても分割型コア構造を採択していてコイルの券線工程が容易で、各スキューコアは、熱硬化性樹脂を使用したインサートモールディング方式で一体に成形することで、容易に組立し得てコギングトルクの低減と騷音/震動の低減が可能なスキューコア方式のステータを含むＢＬＤＣモーターを容易に実現し得るという効果がある。
本発明においては、回転軸と結合されるローターの軸結合部をローターの内側の重さの中心に配置することで、ローターの回転時に震動の発生を最小限に抑制すると同時に、ステータとローターの冷却の効率を効果的に向上し得るという効果がある。
また、本発明においては、ダブルローターとステータをそれぞれ熱硬化性樹脂を使用したインサートモールディング方式で一体に成形して耐久性と信頼性及び防水性が高く、ダブルローターとステータを取り囲んでいる熱硬化性樹脂が６００℃まで耐え得る耐熱性材料であるから、火事の危険からの安全性が高くなるという効果がある。
本発明の第１実施形態に係るラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターを軸方向に沿って切開した一部切断正面図である。 磁気回路を説明するために本発明の第１実施形態に係るラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターを円周方向に切断した断面図である。 本発明の第１実施形態に係るＢＬＤＣモーターを使用した洗濯機の断面図である。 本発明に使用されるステータの斜視図である。 本発明に使用されるステータの平面図である。 本発明に使用されるステータの背面図である。 本発明に係る分割型コアの斜視図である。 本発明に係るボビンが結合された分割コアの一側面の斜視図である。 本発明に係るボビンが結合された分割コアの他側面の斜視図である。 本発明に係る分割型スキューコアの平面図である。 本発明に係るボビンが結合された分割スキューコアの背面図である。 本発明に係るボビンが結合された分割スキューコアの平面図である。 本発明が適用される２４極-２７コアモーターの３相駆動方式ステータコイルの回路図である。 図５ａのステータコアの組立時の配置手順を示した説明図である。 本発明に係る分割コア連結用連結ジグを示した正面図である。 本発明に係る分割コア連結用連結ジグを示した左側面図である。 本発明に係る分割コア連結用連結ジグを示した右側面図である。 図６ｃのＣ-Ｃ線の断面図である。 分割コアと連結ジグの組立状態を示したコア/ジグ組立体の正面図である。 連続券線装置の概略斜視図である。 コアグループ内に隣接したコアとコアの間に短いジャンプ線を確保しながらコイル券線が行われる動作を説明するための説明図である。 コアグループ内に隣接したコアとコアの間に短いジャンプ線を確保しながらコイル券線が行われる動作を説明するための説明図である。 コアグループの間にコアとコアの間に長いジャンプ線を確保しながらコイル券線が行われる動作を説明するための説明図である。 コアグループの間にコアとコアの間に長いジャンプ線を確保しながらコイル券線が行われる動作を説明するための説明図である。 本発明によって多数の分割コア組立体をインサートモールディング方式で射出成形するための金型構造を説明するための説明図である。 多数の分割コア組立体がインサートモールディングのために環状に配列された状態を示した斜視図である。 本発明に係るローターの上側面斜視図である。 本発明に係るローターの一部切断正面図である。 本発明に係るローターの平面図である。 本発明に係るローターの背面図である。 本発明に係るローターの円周方向断面斜視図である。 ローターの回転位置による空気の流れの状態を説明するためのローターの一部切断正面図である。 ローターの回転位置による空気の流れの状態を説明するためのローターの一部切断正面図である。 ローターの回転位置による空気の流れの状態を説明するためのローターの一部切断正面図である。 ローターの回転位置による空気の流れの状態を説明するためのローターの一部切断正面図である。 ローターに適用可能なファンブレードの形態を示した図面である。 ローターに適用可能なファンブレードの形態を示した図面である。 ローターに適用可能なファンブレードの形態を示した図面である。 ローターに適用可能なファンブレードの形態を示した図面である。 ローターに適用可能なファンブレードの形態を示した図面である。 本発明のダブルローターの組立に使用される内部及び外部ローター組立体の斜視図である。 本発明のダブルローターの組立に使用されるインボリュートセレーション構造物の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターの軸方向断面図である。 図１４に図示されたダブルローターの平面図である。 図１５ａのＸ-Ｘ線に沿って切断されたダブルローターの断面図である。 図１４に図示されたダブルローターの背面図である。 図１４に図示されたステータの平面図である。 図１６ａのＹ-Ｙ線の断面図である。 図１４に図示されたステータの背面図である。
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を用いて詳細に説明する。
I．第１実施形態
Ａ．モーターの全体構造
図１a及び図１bは、それぞれ本発明の第１実施形態に係るラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターを軸方向に沿って切開した一部切断正面図、磁気回路を説明するために円周方向に切断した断面図、図１ｃは、本発明の第１実施形態に係るＢＬＤＣモーターを使用した洗濯機の断面図である。
図１a及び図１ｃに図示された実施形態において、ＢＬＤＣモーター１は、特に、洗濯機の外槽１１２の下部、すなわち、ハウジング１０に設置されて洗濯機１１０の洗濯槽１１４を正/逆方向に回転駆動させるのに適合な構造を有している。前記洗濯槽１１４は、前記外槽１１２の内部に洗濯物を収容してＢＬＤＣモーター１の回転軸９に連結されている。特に、洗濯槽１１４は、洗濯槽の内部から水を除去するために洗濯機１１０のスピンサイクルの間に長手方向軸を中心に回転する。
本発明は、これに制限されるのではなく、洗濯機の後面に設置されて洗濯機のドラムを正/逆方向に回転駆動させるのに使用することができて、かつ、洗濯機以外の他の器機にも適用することができる。
本発明に係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は、大きく多数の分割コア３０が図示されていないボビンの外周にコイルが券線された後、熱硬化性樹脂を使用してインサートモールディングすることで製造される環円状のステータ支持体２によって一体に形成されたステータ３と、該ステータ３の内周部及び外周部に所定の磁気ギャップ（gap）Ｇ１、Ｇ２を有して環円状で多数の磁石４aとリング形状の内部ヨーク４bが配置されている内部ローター４と、多数の磁石５aとリング形状の外部ヨーク５bが配置されている外部ローター５と、一端がローター支持フレーム６の中心部にインボリュートセレーション（Involute Serration）ブッシング７を通じて連結され、他端が一対のベアリング８を通じてハウジング１０に回転可能に支持されている回転軸９を含んでいる。
前記ステータ３は、完全に分割された多数の分割コア３０が環円状のステータ支持体２によって環円状で一体に成形され、前記ステータ支持体２は、図２a乃至図２cに示したように、内側に延長形成された延長部２aを備えて、例えば、洗濯機のハウジング１０に固定ボルト１１によって支持される。この場合、前記ベアリング８は、前記ハウジング１０、例えば、パルセーター方式の洗濯機１１０の外槽１１２に設置され、回転軸９にブッシング７を通じて結合されたダブルローター５０を回転可能に支持する。この場合、前記回転軸９は、洗濯機１１０の外槽１１２の内部に回転可能に支持され、底にパルセーター（pulsator）が設置されて洗濯物を収容する洗濯槽を駆動するように延長されるか、またはドラム式洗濯機のドラムまたは撹拌式洗濯機のアジテーター（agitator）を駆動するように延長されている。
したがって、ＢＬＤＣモーター１は、内部ローター４と外部ローター５がローター支持フレーム６により支持されているダブルローター５０と単一のステータ３から構成されるラジアルコアタイプモーターを形成している。
Ｂ．ステータ構造と製造工程
図２a乃至図２cには、それぞれ本発明の第１実施形態に使用されるステータの斜視図、平面図及び背面図が図示されていて、図３a乃至図３cには、それぞれ本発明に係る分割コアの斜視図、ボビンが結合された分割コアの一側面及び他側面の斜視図が図示されている。
また、添付された図５aには、前記モーターに適用される２４極-２７コアモーターの３相駆動方式ステータコイル回路図が図示されていて、図５bには、図５aのステータコイルが券線された分割コアの組立時の配置手順を示した説明図が図示されている。
本発明のＢＬＣＤモーターは、大容量の洗濯機に応用される場合、例えば、２４極-２７コア構造で実現することができて、この場合、内部ローター４と外部ローター５は、それぞれ２４極の磁石４a、５aが環状から成る内部及び外部ヨーク４b、５bの外側面及び内側面に付着されていて、このダブルローターの間の環状空間には、２７個の分割コア３０（図３a）を含む一体型ステータ３が挿入されている。
以下、このような２７個の分割コア３０を含む一体型ステータ３の製造工程について先ず概略的に説明し、それぞれの工程について詳細に説明する。
２７個の分割コア３０（図３a）は、先ず、図３b及び図３cに示したように、インサートモールディング方式によって外側面を熱硬化性樹脂でモールディングして絶縁用ボビン２０を形成した状態で該ボビン２０の外周にコイル３３を券線する。該コイルの材料は、一般に、Ｃｕが使用されるが、モーターの重さを減らし得るようにＣｕに比べて比重が１/３で、価額が相対的に低廉なＡｌを使用することも可能である。
次いで、コイルが券線された２７個の分割コア組立体３００（図９b参照）を図９aに示したように、金型３１の凹溝３２の内部で環状で仮組立して熱硬化性樹脂でモールディングすることで、図２a乃至図２cに図示された環状の一体型ステータ３が得られる。
先ず、該ステータ３が３相駆動方式である場合、コイルが券線された２７個の分割コア組立体３００は、例えば、図５aに示したように、それぞれＵ、Ｖ、Ｗの相別にステータコイル３３が９個の分割コア（u１-u９、v１-v９、w１-w９）に連続的に券線された３セットのコイル組立体３３a-３３cに分けられ、各コイル組立体３３a-３３c、すなわち９個の分割コア（u１-u９、v１-v９、w１-w９）は、それぞれ３個ずつグループを形成して３個のコアグループ（Ｇ１-Ｇ３、Ｇ４-Ｇ６、Ｇ７-Ｇ９）を形成する。この場合、各コアグループ（Ｇ１-Ｇ３、Ｇ４-Ｇ６、Ｇ７-Ｇ９）の第１段に位置した分割コア（u１、v１、w１）の入力は、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の入力端子になってターミナルブロック１２に連結されて（図２a参照）、最終段に位置した分割コア（u９、v９、w９）の出力は、相互結線されて中性点（Neutral Point:NP）を形成する。
前記２７個の分割コア（u１-u９、v１-v９、w１-w９）は、それぞれ３個のコアグループ（Ｇ１-Ｇ３、Ｇ４-Ｇ６、Ｇ７-Ｇ９）を含むように９個の分割コア（u１-u９、v１-v９、w１-w９）に連続的に券線された３セットのコイル組立体３３a-３３cで形成された後、金型３１の環状凹溝３２に仮組立される時、図５bに示したように、分割コアが３個ずつグループを形成してＵ、Ｖ、Ｗの各相のコアグループ（Ｇ１-Ｇ３、Ｇ４-Ｇ６、Ｇ７-Ｇ９）がそれぞれ相別に交代に配置される。すなわち、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相に駆動電流が切換されて印加される時、ローター４、５の回転が行われるように９個の分割コアグループＧ１-Ｇ９は、Ｇ１-Ｇ４-Ｇ７-Ｇ２-Ｇ５-Ｇ８-Ｇ３-Ｇ６-Ｇ９の手順で配置されて組立される。
前述したように、例えば、Ｕ相のステータコアグループＧ１-Ｇ３は、それぞれの絶縁性ボビン２０にコイル３３が券線された３個の分割コア（u１-u３、u４-u６、u７-u９）がグループを形成して相互連結された３グループから構成されている。
この場合、９個の分割コアu１-u９でグループの内部の隣接した分割コア（例えば、u１とu２、u２とu３）の間のそれぞれは、お互いに近接して配置されるから、長さが短いジャンプ線Ｊ１を通じて相互連結され、各グループＧ１-Ｇ３の間のコア（例えば、u３とu４、u６とu７）には、前述したように、各相のコアグループの組立が交代に行われるから、長さが相対的に長いジャンプ線Ｊ２を通じて連結される。
後述するステータコイル３３を９個の分割コア（u１-u９、v１-v９、w１-w９）に連続して順次的に券線を進行する時、グループ内部の隣接した分割コアの間には、短いジャンプ線Ｊ１を確保し、グループの間の分割コアの間には、長いジャンプ線Ｊ２を確保しながら券線が行われなければならない。
前記分割コア３０は、図３aに示したように、"I"字状を成していて、その外周部には、図３b及び図３cに示したように、プラスチック材のような絶縁性の材質から成るボビン２０が結合されていて、該ボビン２０は、コイルが券線される中間部分の四角筒部分２１と、四角筒部分の内側及び外側にそれぞれ折曲されて延長された内部及び外部フランジ２２a、２２bから成り、これらフランジ２２a、２２bの間の四角筒部分が前記コイル３３が券線され得る空間である。
前記Ｉ型分割コア３０は、直線形態の体部３０aの内側及び外側に内部及び外部フランジ３０b、３０cがそれぞれ折曲されて延長されていて、環状の内部及び外部ローター（図示せず）と一定の間隔を維持するように内部フランジ３０bは内側にラウンドされていて、外部フランジ３０cは、外側にラウンドされている（図３a）。この場合、好ましくは、前記外部フランジ３０cが内部フランジ３０bより相対的に大きく形成されなければならない。
また、前記Ｉ型分割コア３０とボビン２０間の組立は、熱硬化性樹脂を使用したインサートモールディング方式で一体に成形されることが好ましいが、これに制限されるのではなく周知された他の方式で組立することができる。
前記ボビン２０の内部及び外部フランジ２２a、２２bは、好ましくは、外部フランジ２２bが内部フランジ２２aより相対的に大きく形成されなければならなく、ボビンに券線された前記コイル３３の引出線を固定するために内部及び外部フランジ２２a、２２bの上端には、コイル固定用挿入溝２６a、２６bが形成されている。また、内部及び外部フランジ２２a、２２bの下部の外側面には、前記コイル３３が券線された多数の分割コア組立体３００を金型３１の環状凹溝３２の内壁及び外壁に形成された位置決定用固定溝３４a、３４bに自動に組立され得るように案内する一対の内側及び外側の突起部２４a、２４bが一体に形成されている。
図９aに示したように、本発明においては、前記金型３１の環状凹溝３２の内壁及び外壁に多数、例えば、２７個の分割コア組立体３００のボビン２０に形成された内側及び外側の突起部２４a、２４bが挿入されて固定される位置決定用固定溝３４a、３４bが２７対お互いに対応する位置に形成されていて、このために内壁と外壁には段差部３５a、３５bが形成されている。図９aに図示された分割コア組立体３００は、説明の便宜上、コイルが券線されていない分割コアを示したものである。
したがって、本発明においては、従来のように多数の分割コア組立体を一体化させるために予め自動位置設定/支持手段を備えた環円状のコア支持板に仮組立した状態でインサートモールディングを実施するのではなく、前記金型３１の環状凹溝３２に形成された位置決定用固定溝３４a、３４bに多数の分割コア組立体３００をすぐ仮組立した状態でインサートモールディングを実施し得るようになる。
また、従来には、各相の多数の分割コアが連続券線方式で予め連結された構造ではなく、それぞれの分割コアごとにコイルを券線して得られた多数の分割コア組立体をコア支持板に組立し、それぞれのコア組立体をコア支持板内で電気的に連結するための相互結線が行われた。この場合、各分割コアのボビンには、このような結線が容易に行われるように券線されたコイルが連結ピンと連結され、該連結ピンがコア支持板に形成された導電ラインに結合されなければならないという問題点などがあって、組立の生産性を低める要因となった。
しかし、本願発明においては、直接金型３１の位置決定用固定溝３４a、３４bに多数の分割コア組立体３００を組立するのが可能になって仮組立用コア支持板を除去することができる。
また、前記多数の分割コア組立体３００は、図５a及び図５bのように２７個の分割コア（u１-u９、v１-v９、w１-w９）がそれぞれ相別に３個のコアグループ（Ｇ１-Ｇ３、Ｇ４-Ｇ６、Ｇ７-Ｇ９）を形成し、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相のコアグループ（Ｇ１-Ｇ３、Ｇ４-Ｇ６、Ｇ７-Ｇ９）がそれぞれ相別に交代に配置されてＧ１-Ｇ４-Ｇ７-Ｇ２-Ｇ５-Ｇ８-Ｇ３-Ｇ６-Ｇ９の手順で仮組立されると、図９bのように形成される。図９bは、説明の便宜上、ボビンに券線されたコイルを除去した状態を示した。
図９bに示したように、前記多数の分割コア組立体３００の間には、隣接したボビン２０と接するように設計されていて、部品の公差や熱変形による斜めや移動の可能性を最小化し、射出成形後に全体的な強度を向上し得るようになる。
この場合、前記実施形態においては、直接金型３１の位置決定用固定溝３４a、３４bに多数の分割コア組立体３００を組立する構造を例示したが、位置決定用固定溝の代りに多数の分割コア組立体３００の間に隣接したボビン２０と接する時、該分割コアボビン２０の間に凹凸構造による相互リンク結合が行われるようにした状態でインサートモールディングを実施することも可能である。
このように各相の９個の分割コア（u１-u９、v１-v９、w１-w９）をそれぞれ相別に３個のコアグループ（Ｇ１-Ｇ３、Ｇ４-Ｇ６、Ｇ７-Ｇ９）で形成するために、例えば、図５aに示したように、それぞれＵ、Ｖ、Ｗの相別に９個の分割コアにステータコイルを連続的に券線することが必要であり、このように９個の分割コア（u１-u９、v１-v９、w１-w９）が連続的に券線されて相互連結された場合、前記金型３１に組立する時、位置決定部品のない不便さを最小化し得るようになる。
また、本発明においては、前記金型３１に位置決定用固定溝３４a、３４bが形成されていて、前記分割コア組立体３００の半径方向と円周方向の組立位置が自動的に決定されるから、非熟練者も組立作業が可能であると同時に後続工程でインサートモールディングのための支持状態の維持が容易に行われるから、組立の生産性が非常に優秀である。
また、前述したステータ３は、分割コア３０の内/外部フランジ３０b、３０cがそれぞれ所定の曲率で内向及び外向曲面を成していて多数の分割コア組立体３００の内周部及び外周部の真円度が高くなり前記ステータ３の内/外部に結合される内部ローター４と外部ローター５との間に近接されながらも一定の磁気ギャップ（gap）Ｇ１、Ｇ２を維持し得るようになる。
一方、図４a乃至図４cには、それぞれ本発明に係る分割スキューコアの平面図、ボビンが結合された分割スキューコアの背面図及び平面図が図示されている。
本発明に係る分割スキューコア３６は、図４aに示したように、全体的に"I"字状を成していて、その外周部には、図４b及び図４cに示したように、プラスチック材のような絶縁性の材質から成るボビン２００が結合されていて、該ボビン２００は、コイルが券線される中間部分の四角筒部分２１０と、該四角筒部分２１０の内側及び外側にそれぞれ折曲されて延長された内部及び外部フランジ２２０a、２２０bから成り、これらフランジ２２０a、２２０bの間の四角筒部分２１０が前記コイル３３が券線され得る空間である。
前記分割スキューコア３６は、直線形態の体部３６aの内側及び外側に内部及び外部フランジ３６b、３６cがそれぞれ折曲されて延長されていて、環状の内部及び外部ローター（図示せず）と一定の間隔を維持するように内部フランジ３６bは内側にラウンドされていて、外部フランジ３６cは外側にラウンドされていて、該外部フランジ３６cが内部フランジ３６bよりもっと大幅で形成されている（図４a）。
また、前記ボビン２００の外部フランジ２２０bは、内部フランジ２２０aより相対的にもっと大きい大きさで形成され、ボビンに券線された前記コイル３３の引出線を固定するために内部及び外部フランジ２２０a、２２０bの上端には、コイル固定用挿入溝２６０a、２６０bが形成されている。また、内部及び外部フランジ２２０a、２２０bの下部の外側面には、多数の分割コア組立体３００を金型３１の位置決定用固定溝３４a、３４bに自動に組立され得るように案内する内側及び外側の突起部２４０が一体に形成されている。
前記分割スキューコア３６は、コギングトルクの低減、騷音・震動の低減などの効果を奏するように前述した一般的な分割コアに比べてスロット数（すなわち、コア数）に反比例して決定される０〜１ピッチ（pitch）範囲でスキュー（skew）が与えられている。この場合、１ピッチは、（３６０°/スロット数）で決定される。例えば、スロットの数が２７である場合、１３．３°に設定される。
前記分割スキューコア３６は、分割コアであるから、一体型ステータコアにスキューを付与した構造に比べて広い券線空間を確保し得るから、コイルの券線工程をずっと容易に行うことができる。
かつ、従来の分割コアは、コア自体がモーターの構造物を形成するから、コアにスキューを与えると、コア間の結合が不可能な構造となるが、本発明においては、熱硬化性樹脂がモーターの構造物の代わりに一体化するから、スキュー型分割コアが可能になる。
本発明によって分割スキューコア３６で形成した場合、コイル券線とコイルが券線された多数の分割コア組立体をインサートモールディング方式で射出成形することは、前述した分割コア３０と同一に行われる。
前述したように、本発明においては、コギングトルクの低減と騷音/震動の低減のためにスキューコアを採用しても分割型コア構造を採択していてコイルの券線工程が容易に行われ、各スキューコアは、熱硬化性樹脂を使用したインサートモールディング方式で一体に成形することで、コア自体がモーターの構造物を形成する従来の分割コアで実現が難しかった事項を容易に解決し得るようになった。
以下、９個の分割コア（u１-u９、v１-v９、w１-w９）に連続して順次的に券線を進行する時、グループ内部の隣接した分割コアの間には、短いジャンプ線Ｊ１を確保し、グループの間の分割コアの間には、長いジャンプ線Ｊ２を確保しながら券線を実施する方法について説明する。
このような分割コア３０とボビン２０の形状と模様は、以後説明される分割コアを相互連結支持するための連結ジグの収容溝を決定し、これによって連結ジグのタイプが分類される。
９個の分割コアの連続券線装置４６は、単一のスピンドルを有する汎用券線機を使用して実現することができる。このような連続券線装置４６は、ボビン２０にステータコイル３３を券線するためにスピンドルモーターの回転軸を成すスピンドル４６aと、該スピンドル４６aの回転軸と同一の軸方向に左右に移動可能な流動支持部４６bに回転可能に設置され、該スピンドル４６aと共にコイルが巻取されるボビンを支持して前記スピンドル４６aの回転によって回転する回転軸４６eを備えた心押し台４６cと、前記スピンドル４６aの回転によってボビンが回転する時にボビンにコイルが均一に整列券線されるようにボビン２０の内部及び外部フランジ２２a、２２bの間の空間を軸方向に沿って左右に移動しながら前記コイル３３を供給するトラバース装置４６dを含む。図７bの未説明符号４６fは、前記スピンドル４６aのヘッドに設置され、トラバース装置から引出されたコイル３３の先端部を固定させるためのチャックキングレバー、４６g及び４６hは、ダミーローラーを示す。
前記連続券線装置４６を利用してコイルの連続券線を実施する時、先ず、９個の分割コア３０の各ボビン２０a-２０iを図６a乃至図６dに図示された８個の連結ジグ４０a-４０cを使用して図７aに示したように、直列に連結したコア/ジグ組立体４５を先に組立した後、該組立されたコア/ジグ組立体４５を前記連続券線装置４６に設置して９個のボビン２０a-２０iに順次的に、かつ連続的に前記コイル３３を券線する。
図６a乃至図６dは、それぞれ本発明に係る分割コア連結用連結ジグを示した正面図、左側面図、右側面図及び図６cのＣ-Ｃ線の断面図である。
図示されたように、連結ジグ４０は、連結部４４を通じて距離を置いて内部及び外部円形板４１、４２がお互いに連結され、内部及び外部円形板４１、４２には、それぞれボビン２０の内部または外部フランジ２２a、２２bが挿入されて結合される内部及び外部収容溝４１b、４２bが対向面に形成されていて、両側収容溝４１b、４２bを貫通する連結部４４の中央部には、収容溝にそれぞれ結合された一対の分割コア３０を固定させるための磁石４３が圧入結合されている。
また、前記内部円形板４１は、左側面が前記収容溝４１bを除いて平面形態で、右側面は傾斜面と平面を成していて、外部円形板４２は、左側面が平面形態で、右側面は傾斜面と収容溝４２bを除いた平面から成っている。
前記内部及び外部収容溝４１b、４２bは、それぞれ前記ボビン２０の内部及び外部フランジ２２a、２２bから突出された分割コア３０の内部及び外部フランジ３０b、３０cを収容するためのコア収容溝４１c、４２cと、空気排気溝４１d、４２dを備えている。
また、前記内部及び外部収容溝４１b、４２bは、お互いに直角状態に配置されていて、内部及び外部収容溝４１b、４２bの長手方向と並行に連結ジグ４０の軸から延長された外周部には、それぞれ券線されるコイル３３を次の段のボビンに移すための内部ガイド溝４１aと外部ガイド溝４２aが形成されている。
前記連結ジグ４０は、前記分割コア３０の内部及び外部フランジ３０b、３０cとボビン２０の内部及び外部フランジ２２a、２２bの形状と模様が多少相異であるから、両側収容溝４１b、４２bの形状と模様も差異があって三つのタイプに分類される。
すなわち、前述したように、前記分割コア３０の内部及び外部フランジ３０b、３０cは、外側面が曲面で形成されていて、前記ボビン２０の内部及び外部フランジ２２a、２２bの中で内部フランジ２２aの下部には、分割コアを前記金型３１の位置決定用固定溝３４a、３４bに自動に組立され得るように案内する突起部２４a、２４bが突出形成されていて、また、前記分割コア３０のフランジ３０b、３０cから前記ボビン２０のフランジ２２a、２２bの上端及び下端までの長さは、下端までの長さがもっと長く形成されている。
したがって、前記連結ジグ４０は、ボビンの内部フランジ２２aが一側収容溝４１bに結合され、他側の収容溝４２bにボビンの外部フランジ２２bが結合される第１タイプ連結ジグ４０aと、両側収容溝４１b、４２bにそれぞれボビンの内部フランジ２２aが結合される第２タイプ連結ジグ４０bと、両側収容溝４１b、４２bにそれぞれボビンの外部フランジ２２bが結合される第３タイプ連結ジグ４０cに分類される。
前記コア/ジグ組立体４５は、図７aのように９個のボビン２０a-２０iが第２タイプ-第３タイプ-第１タイプ-第２タイプ-第３タイプ-第１タイプ-第２タイプ-第３タイプの手順で行われる８個の連結ジグ４０a、４０b、４０cによって直列に組立される。
一方、前記連続券線装置４６のスピンドル４６aには、ボビンの外部フランジ２２bが結合される収容溝が形成され、心押し台４６cの支持軸４６bには、ボビンの内部フランジ２２aが結合される収容溝が形成されていて、コア/ジグ組立体４５は、これらの両端に結合されて支持される。
次いで、前記コア/ジグ組立体４５に対するコイルの券線は、先ず、スピンドルモーターの回転によってコア/ジグ組立体４５が回転してコイル３３が第１ボビン２０aに券線され、この場合、トラバース装置４６dは、第１ボビン２０aの内部及び外部フランジ２２a、２２bの間の四角筒部分２１に均一に前記コイル３３が券線されるようにスピンドル４６aが１回転されるたびにコイルの線径に該当する予め設定された１ピッチだけ右側に移動する。このような方式で予め設定されたボビンの幅だけ前記トラバース装置４６dのストローク移動が順次的に行われた場合、次のスピンドル回転が行われると、反対方向にトラバース装置４６dのピッチ移動が行われる。すなわち、１レイヤーずつコイルの整列券線が行われるようになる。
このような方式で予め設定されたターン数、例えば、５０回だけ券線が行われると、前記第１連結ジグ４０bの内部ガイド溝４１aの位置でスピンドルモーターは、一時停止するようになる。
次いで、トラバース装置４６dを図８aに示したように、第２ボビン２０bの中間位置に移動させた後、スピンドル４６a、すなわちコア/ジグ組立体４５を図８bのように１８０゜回転させる。回転が行われた場合、第１ボビン２０aに券線されていたコイル３３は、第１連結ジグ４０bの内部ガイド溝４１aと外部ガイド溝４２aを通じて第２ボビン２０bに移動して位置するようになる。その結果、コアグループの内部の隣接したボビンの間の短いジャンプ線Ｊ１を確保するようになる。
次いで、前記トラバース装置４６dの位置を第２ボビン２０bの初期位置に移動させた状態で第１ボビン２０aに対するコイル券線と同一に５０回券線を実施した後、第２連結ジグ４０cの内部円形板４１の内部ガイド溝４１a位置でスピンドルモーターは一時停止するようになる。次いで、前記と同一の方式で短いジャンプ線Ｊ１を確保しながら前記第２ボビン２０bから第３ボビン２０cに移動して券線を完了する。
次いで、図８cに示したように、前記トラバース装置４６dを第４ボビン２０dの中間位置に移動した後、スピンドルを９０゜回転させる。９０゜回転が行われた場合、第３ボビン２０cに券線されていたコイル３３は、第３連結ジグ４０aの内部ガイド溝４１aを通じて第３連結ジグ４０aの連結部４４に移動して位置するようになる。次いで、図８dに示したように、前記トラバース装置４６dを再び第３連結ジグ４０aの中間位置に移動した後、スピンドルを３回転駆動させると、その結果、コアグループの間の長いジャンプ線Ｊ２が確保される。
その後、前記トラバース装置４６dを前記第４ボビン２０dの中間位置に移動した後、前記スピンドルを９０゜回転させる。９０゜回転が行われた場合、第３連結ジグ４０aに券線されていたコイル３３は、第３連結ジグ４０aの外部ガイド溝４２aを通じて前記第４ボビン２０dに移動して位置するようになる。
次いで、前記トラバース装置４６dの位置を前記第４ボビン２０dの初期位置に移動させた後、前記と同一の方式で前記第４ボビン２０d乃至第６ボビン２０fに対する券線を順次的に実施する。その後、前記と同一の方式で第６ボビン２０fから第７ボビン２０gに移動した後、同一の方式で第７ボビン２０g乃至第９ボビン２０iに対する券線を順次的に実施して券線を完了する。
次いで、トラバース装置４６dと連結されたコイル３３を切断し、開始点コイルに対するチャックキングを解除した後、コイルが券線されたコア/ジグ組立体４５を連続券線装置４６から分離する。次いで、分割コア３０（すなわち、ボビン）を連結ジグ４０から分離させると、図５aに示したように、各グループ当たりに３個の分割コア（u１-u３、u４-u６、u７-u９）が短いジャンプ線Ｊ１を通じて相互連結され、３個のグループＧ１〜Ｇ３が各グループの間の分割コアが長いジャンプ線Ｊ２を通じて相互連結された９個の分割コア（u１-u９、v１-v９、w１-w９）を得るようになる。
前述した実施形態においては、単一のスピンドルを備えた汎用券線機を利用して各グループごとに３個の分割コアを含む９個の分割コアの連続された券線の例を挙げて説明したが、本発明は、これに制限されることなく、多様な形態に変形が行われることができる。
以下、前述した第１実施形態に係る分割コアを基準としてステータ３の組立過程に対して整理すると、次のようである。
先ず、前記ステータコア３０の内部及び外部フランジ３０b、３０cを除いて外部に熱硬化性樹脂、例えば、ポリエステルのようなＢＭＣ（Bulk Molding Compound）でモールディングさせると、図３b及び図３cに示したように、ボビン２０が形成される。
次いで、前記２７個の分割コア（u１-u９、v１-v９、w１-w９）を各相別に９個ずつ図６a乃至図６dに図示された分割コア連結用連結ジグを利用して図７aに示したように、直列に連結したコア/ジグ組立体４５を先に組立し、連続券線装置４６を利用したコイル連続券線方法によって９個の分割コアの各ボビン２０a-２０iに順次的に、かつ連続的にコイル３３を券線して短いジャンプ線Ｊ１と長いジャンプ線Ｊ２を有する３セットのコイル組立体３３a-３３cを図５aのように準備する。
次いで、前記３セットのコイル組立体３３a-３３cを図５bに示したように、各相のコアグループ（Ｇ１-Ｇ３、Ｇ４-Ｇ６、Ｇ７-Ｇ９）をそれぞれ相別に交代に配置する方式で９個のコアグループＧ１-Ｇ９を金型３１の環状凹溝３２に形成された位置決定用固定溝３４a、３４bにすぐ仮組立した後、ＢＭＣ（Bulk Molding Compound）でインサートモールディングを実施する。
前述したインサートモールディングは、各分割コア３０の内部及び外部フランジ３０b、３０cの外部の対向面を除いて２７個分割コア組立体３００の間の空間と、上/下部の券線されたコイル部分とボビン２０を覆うようにＢＭＣ（Bulk Molding Compound）でモールディングさせると、図２a乃至図２cに図示された環円状の一体型ステータ３が得られる。
この場合、好ましくは、前記分割コア組立体３００を結合して支持する環円状のステータ支持体２の下端から軸方向に延長部２aを一体に成形すると、ハウジング１０との結合に利用することができて、また、洗濯機から漏水された水がモーターに流入されることを遮断する役割をする。
また、全表面が絶縁物でモールディングされたステータ３は、洗濯機に取付けられる時に従来のモーターで洗濯時の高湿環境によって追加的な絶縁物が要求されることを除去することができて、外形上でも組立作業者に傷害を与える鋭い部位が全て隠されるようになり安全性を確保することができる。
また、好ましくは、多数の分割コア組立体３００を一体化させる時、各コア３０のボビン２０にコイル３３が券線されて各分割コア組立体３００の上部と下部に半円形状の多数のコイルエンド（Coil End）が形成されるが、この模様通りにＢＭＣモールディングが行われるように射出成形を実施すると、図２aに示したように、各分割コア組立体３００ごとに大略半円形状の凹凸部が形成される。
このような構造で射出成形された一体型ステータ３は、半円形状の多数のコイルエンド（Coil End）に沿ってＢＭＣモールディングが行われるから、空気との接触表面積が広くなり熱の発散が効果的に行われ、かつ、ローター４、５の回転時にコイルエンドの凹凸部から乱流が発生して冷却性能の向上を図ることができる。
かつ、前記軸方向延長部２aには、図２a及び図２bのように３個の取付位置決定孔２bと６個のボルト取付孔２cが均等間隔で配置されていて、また、取付位置決定孔２bとボルト取付孔２cがある面に形成されている多数のリブ２dは、取付時に強度を向上させるという効果がある。
また、前記多数のリブ（rib）２dによって形成される多数の凹溝２eと６個のボルト取付孔２cに形成された凹溝２fは、これに対向して配置された内部ローター４の回転時に乱流を生成させて冷却性能を向上させるようになる。
かつ、図２cに示したように、前記ステータ３の背面にも多数のリブ２fによって多数の大型及び小型凹溝２g、２hが形成されている。このようなＢＭＣによって多数のリブ２fと多数の大型及び小型凹溝２g、２hを形成すると、ＢＭＣの厚さを薄板で形成して重さを最小限に減らしながらも表面積を増加させて冷却の効率を高めると同時に、強度を補強する役割をする。
また、このようなステータ３の前/後面に形成された多数のリブ２d、２fは、ＢＭＣ射出成形時に発生し得るクラックが伝播される時にこれを遮断する役割をするようになる。
図２a乃至図２cで未説明の不在番号１２は、例えば、３相駆動方式のステータコイル３３に対する駆動電流を供給するためのターミナルブロックで、１３は、前記ステータコイル３３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５０、すなわち内部ローター４の磁石４a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アセンブリーを示す。
Ｃ．ローターの構造及び製造工程
図１０a乃至図１０eには、それぞれ本発明に係るローターの上側面斜視図、一部切断正面図、平面図、背面図及び円周方向断面斜視図が図示されていて、図１３a及び図１３bには、それぞれ本発明のダブルローターの組立に使用される内部及び外部ローター組立体とインボリュートセレーション構造物の斜視図が図示されている。
本発明に係るＢＬＤＣモーターは、図１aと図１b及び図１０a乃至図１０eに示したように、多数の磁石４aとリング形状の内部ヨーク４bが配置されている内部ローター４と、多数の磁石５aとリング形状の外部ヨーク５bが配置されている外部ローター５が、ローター支持体６によって中心部にインボリュートセレーション（Involute Serration）ブッシング７を通じて回転軸９に連結されているダブルローター５０構造を採用している。
該ダブルローター５０は、先ず、図１３aに示したように、環円状の内部ヨーク４bの外側にそれぞれＮ極及びＳ極に分割着磁された多数、例えば、１２個の磁石４aを接着剤を使用して交代に配置して内部ローター４を形成し、環円状の外部ヨーク５bの内側にそれぞれＮ極及びＳ極に分割着磁された１２個の磁石５aを接着剤を使用して交代に配置して外部ローター５を形成する。この場合、前記内部ローター４と外部ローター５の対向した磁石４a、５aの間には、お互いに反対極性を有するように配置される。
次いで、インボリュートセレーション（Involute Serration）ブッシング７を前記内部ローター４と外部ローター５の中央に位置するように射出成形金型上に配置した状態で熱硬化性樹脂、例えば、ＢＭＣ（Bulk Molding Compound）でインサートモールディングしてローターを製造する。この場合、前記内部ローター４と外部ローター５の磁石は、別途の接着工程なしに金型上に磁石を位置固定し得る内部形状で製作して一体化することもできる。
前記インサートモールディング時に前記内部ローター４と外部ローター５は、お互いに対向する磁石４a、５aの対向面を除いて外側面に環状モールディングが行われ、インボリュートセレーションブッシング７は、軸方向を除いた外側面にすべて環状モールディングが行われる。モールディングが行われる前記ブッシング７の外周面は、軸方向の接触面積を広めて結合力を高めるために中間に円形凹溝７０aが形成され、外周面７０bは１２角面を成していて、中央部には、回転軸９とセレーション結合されるようにセレーション構造の貫通孔７０cが形成されている。
また、前記インサートモールディングによって前記インボリュートセレーションブッシング７、前記内部ローター４及び外部ローター５の間には、中央部から放射状に伸びている多数、例えば、１２個の直線リブ５１を通じて相互連結されていて、前記インボリュートセレーションブッシング７と内部ローター４の間には、多数の直線リブ５１を相互連結して支持強度を高めるために円形リブ５２が配置されている。その結果、前記円形リブ５２、前記内部ローター４及び外部ローター５と多数の直線リブ５１の相互交差によって多数の大型孔５３と小型孔５４がステータ３の上端と対向した部分で円周方向に沿って交代に形成されている。
かつ、ローター支持体６の中で前記内部ローター４を支持する環状モールディング支持体６aには、図１０aに示したように、円周方向に沿って周期的に凹溝６bが形成されていて、該凹溝６bを含む前記多数の大型孔５３は、図１１cに示したように、外部の空気が前記内部ローター４の内側と磁気ギャップＧ１、Ｇ２の両側に通じる通路の役割をする。その結果、前記大型孔５３は、ローター５０が回転する時に外部で発生した風を内部/外部磁石４a、５aとステータ３に伝達して冷却性能を向上させる。
すなわち、大型孔５３を通じて入った風は、図１１cの空気の流れのように、前記内部ローター４の内側と磁気ギャップＧ１、Ｇ２を通じて抜けて、また、小型孔５４を通じて入った風は、図１１bの空気の流れのように、磁気ギャップＧ１、Ｇ２を通じて抜ける。この場合、大型孔５３は、孔の製作時に円周方向に垂直した直線リブ５１の断面積を広めて冷却効果を向上させることが好ましく、内側磁気ギャップＧ１を確認し得る窓の役割をする。
その結果、ダブルローター構造によってステータ３の上部と、内部/外部ローター４、５の間の連結部分の間に対向した空間Ｓ、及び内部/外部ローター４、５とステータ３の間の磁気ギャップ（gap）Ｇ１、Ｇ２のような閉鎖された空間が開放されて冷却性能が向上する。
また、多数の直線リブ５１と円形リブ５２及び環状モールディング支持体６aによって形成される多数の区域は、内/外側面に凹溝５５が上部及び下部面に形成されていて、かつ交代に配置された大型及び小型孔５３、５４に入った風の差によってローターの回転時に乱流を発生させて冷却性能を向上させる。
一方、モーターの駆動時にステータコイル３３に印加された駆動電流によってコイルと磁石から電気及び磁気力の損失によって発生する熱を放出すると同時に、冷却させるために、特に、ローター５０に放熱/冷却構造を採用することが必要である。
本発明においては、前記ローター５０が熱硬化性樹脂で製作されるから、多様な形態の放熱用冷却羽（ファンブレード）の製作が容易に行われることができる。例えば、前記内部ローター４や外部ローター５またはこれらローター４、５に多い量の風を発生させ得る多様な形状の冷却羽５９を一体に製作し、前記ローター５０とステータ３の冷却効果を向上させることができる。
例えば、前記外部ローター５の下端面に形成された冷却羽は、先ず、図１２aに示したように、半径方向に向いていて基準線と成す角度（α）が０°である多数の直線型ファン６０を使用することができる。また、冷却羽は、図１２bに示したように、基準線と成す角度（α）が０°であるが、ローターの回転方向に従って円形凹溝が形成されていて多い風量が発生する多数のシロッコ（Sirocco）ファン６２またはローターの回転方向と反対方向に凹溝が形成されている多数のターボファン６３の構造を採択することができる。
かつ、冷却羽は、図１２cに示したように、半径方向で任意の角度（α）だけ回転されている多数の傾斜型ファン６１を使用することができる。すなわち、-９０°≦α≦+９０°。また、冷却羽は、図１２dに示したように、半径方向の基準線と所定の角度（α）を成すが、ファンの形状が曲線から成る多数の曲線型ファン６４や図１２eに図示された流線型ファン６５の形状を成すことも可能である。また、冷却羽は、図１０aに示したように、前記外部ローター５の下端の外側面とフランジの間にも大略直角三角形の形態を有する多数の三角形ファン６６で形成されることができる。
その結果、前記外部ローター５の下端面に一体に形成された多数の冷却羽（ファンブレード）は、前記ローター５０の回転時に前記ステータ３に対する空冷が自体的に行われるようにする。
前述したように、本発明の一体型ダブルローター５０は、前記内部ローター４と外部ローター５の多数の磁石４a、５aが自体的に基本的な構造強度を有するＢＭＣ（Bulk Molding Compound）ローター支持体６によって一体化されたから、別途の支持フレームートを必要としない。
また、本発明においては、多数の磁石４a、５aが１次的に接着剤によって内部/外部ヨーク４b、５bに固定され、図１０bに示したように、前記ＢＭＣローター支持体６が前記磁石４a、５aを追加的に固定してくれることで、遠心力による前記磁石４a、５aの飛散及び位置の移動を根本的に防ぐことができる。この場合、前記磁石４a、５aの開放面の方に面取り（Chamfer）４cをすることで、効果をもっと上昇させることができる。
その結果、従来の内側回転子形構造のモーターにおいては、磁石の飛散防止のために別途の追加部品が必要であったが、本発明においては、ＢＭＣローター支持体６によって解決され得る。また、本発明においては、前記ＢＭＣローター支持体６によって前記磁石４a、５a及び内部/外部ヨーク４b、５bを取り囲んでいるから、前記ローター５０とステータ３の組立時に発生し得る磁石４a、５aの破損を予防することができる。
また、インサートモールディングによって前記内部ローター４と外部ローター５の多数の磁石４a、５aが同心状で配置されるから、真円度が高くなり前記ステータ３と組立される時に均一な磁気ギャップ（gap）の維持が可能である。
前述したラジアルコアタイプのＢＬＤＣモーター１は、前記ステータ３のコイル３３に駆動電流が印加されることで、ダブルローター構造のローター５０が回転する。この場合、本発明においては、前記内部ローター４と外部ローター５の磁石４a、５aと、分割コア組立体３００の分割コア３０が図１bの矢印の流れに従う一つの完全な磁気回路を形成するから、ステータコアの完全な分割が可能になる。
すなわち、分割型コア構造を有する本発明においては、図１bに示したように、前記内部ローター４の磁石４a、内部ヨーク４b、磁石４a、分割コア３０、外部ローター５の磁石５a、外部ヨーク５b、磁石５a及び分割コア３０から成る矢印方向に沿って一つの磁気回路が形成される。
前記のように磁気回路が形成され、完全な分割型コア構造を有するためには、隣接した分割コア３０の間の間隔がローター４、５とステータ３の間の磁気ギャップＧ１、Ｇ２よりもっと広く設定することが磁束の進行が該磁気ギャップＧ１、Ｇ２に向くようにすることに必要である。
したがって、本発明においては、ステータのコアを多数の分割コア３０で製作することが可能になり、また、前記ダブルローター５０を採用することで、単一ローターのモーターに比べてモーターの出力とトルクを増加し得るようになる。
また、前記分割コア３０は、大きさが小さいから、珪素鋼板の浪費率が少なくなって材料の損失が殆どなくなり形状が単純になって製造が容易で、かつ、前記分割コア３０に対する券線が汎用券線機を使用して券線し得るようになり、コイルの券線費用と券線の設備に対する投資費が減少される。
かつ、前記実施形態は、ローター及びステータがすべて樹脂を利用して一体型に構成されるから、耐久性、防湿性などが優秀で高湿環境で使用される洗濯機用ドラム駆動源として適合であるが、これに制限されることなく、ステータの取付構造もモーターが適用される装置によって変形が可能である。
II．第２実施形態
以下、本発明の第２実施形態に係るラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターについて説明する。
図１４は、本発明の第２実施形態に係るラジアルコアタイプダブルローター方式のＢＬＤＣモーターの軸方向断面図、図１５a乃至図１５cは、それぞれ図１４に図示されたローターの平面図、図１５aのＸ-Ｘ線の断面図及び背面図、図１６a乃至図１６cは、それぞれ図１４に図示されたステータの平面図、図１６aのＹ-Ｙ線の断面図及び背面図である。
図１４を参考すると、本発明の第２実施形態に係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１００は、大きく多数の分割コア３０が図示されていないボビンの外周にコイル３３が券線された後、熱硬化性樹脂を使用してインサートモールディングすることで製造される環円状のステータ支持体２によって一体に形成されたステータ３３０と、該ステータ３３０の内周部及び外周部に所定の磁気ギャップ（gap）を有して環円状に多数の磁石４aとリング形状の内部ヨーク４bが配置されている内部ローター４と、多数の磁石５aとリング形状の外部ヨーク５bが配置されている外部ローター５と、一端が前記ローター支持体６の中心部にインボリュートセレーション（Involute Serration）ブッシング７を通じて連結された回転軸９を含んでいて、このような構成は第１実施形態と同一である。
前記ステータ３３０は、完全に分割された多数の分割コア３０が環円状のステータ支持体２によって環円状で一体に成形され、前記ステータ支持体２は、内側に延長形成された延長部２aを備えて、例えば、洗濯機のハウジング１０に位置決定用孔またはピンによって設定された位置に固定ボルト１１によって支持される。
また、第２実施形態のダブルローター５００も第１実施形態と同一に内部ローター４と外部ローター５がローター支持体６によって中心部にインボリュートセレーションブッシング７を通じて回転軸９に連結されていて、前記内部ローター４と外部ローター５の対向した磁石４a、５aの間には、お互いに反対極性を有するように配置される。
また、回転軸９は、ハウジングの内部にお互いに一定の距離を置いて離隔されている一対のベアリング８a、８bによって回転可能に支持され、その先端部には、前記ローター５００が分離されることを防止するためにプレートウォッシャー１７、スプリングウォッシャー１８及び固定ナット１４が順次的に締結されている。また、前記第１ベアリング８aの外側には、該第１ベアリング８aがハウジングから分離されることを防止するようにプレートウォッシャーナット１５が回転軸９に締結されている。
したがって、第２実施形態のＢＬＤＣモーター１００も前記内部ローター４と外部ローター５が前記ローター支持体６により支持されているダブルローター５００と単一のステータ３３０から構成されていて、磁気回路の構成とモーターの動作原理が第１実施形態と同一である。
以下、第２実施形態が第１実施形態と相違な点について説明する。
第２実施形態のＢＬＤＣモーター１００が第１実施形態と相違な点は、図１４に示したように、前記回転軸９と結合されるローター５００の軸結合部１６０を前記ローター５００の重さの中心に配置することで、該ローター５００の回転時に回転平衡を維持することで、震動及び騷音の発生を最小限に抑制し得るローター支持構造にある。
すなわち、第１実施形態においては、前記回転軸９と結合されるローター５０の軸結合部１６がローター５０の重さの中心から軸方向に沿って少し離れた地点に位置している。前記軸結合部１６は、前記回転軸９と結合されるブッシング７と、該ブッシング７を取り囲んでいる樹脂から成るブッシング支持体７aから構成され、該ブッシング支持体７aは、その中間から内部及び外部ローター４、５を一体に支持するローター支持体６の上部から多数の直線リブ５１などを通じて連結されている。
したがって、第１実施形態で前記ローター５０の回転力を前記回転軸９に伝達するブッシング７が前記ローター５０の重さの中心から軸方向に沿って少し離れた地点に位置している。その結果、実質的にローターの重さの中心を決定する磁石４a、５aとヨーク４b、５bの中心とブッシング７の中心の間に偏差が存在し、これは、震動及び騷音の発生を最小限に抑制し得なくて動力伝達の効率が低下するようになる。
これに対して第２実施形態においては、前記回転軸９に前記ブッシング７が結合され、該ブッシング７は、インサートモールディングによって熱硬化性樹脂から成るブッシング支持体７bによって支持されている。該ブッシング支持体７bは、その上端部から放射状に延長された多数の直線リブ５１０などを通じて内部ローター４を支持するローター支持体６の中間に連結されている。その結果、前記ブッシング７とブッシング支持体７aは、前記ローター５００の重さの中心に位置設定が行われるようになる。
したがって、第２実施形態のＢＬＤＣモーター１００においては、前記回転軸９と結合されるローター５００の軸結合部１６０がローター５００の重さの中心に配置されて該ローター５００の回転時に回転平衡を維持することで、震動及び騷音の発生を最小限に抑制して動力伝達がより効率的に行われることができる。また、前記ローター５００の軸結合部１６０がローター５００の重さの中心に配置される場合、モーターの軸方向の長さを最小限に短縮し得るようになる。
また、第２実施形態のダブルローター５００は、図１５a乃至図１５cに示したように、第１実施形態のダブルローター５０と類似に前記インサートモールディングによって内部ローター４と外部ローター５の間には、前記ローター支持体６によって逆“U”字形態に一体化され、ローター支持体６とインボリュートセレーションブッシング７の間には、中央部から放射状に伸びている１２個の直線リブ５１０を通じて相互連結されていて、前記インボリュートセレーションブッシング７と内部ローター４の間には、多数の直線リブ５１０を相互連結して支持強度を高めるために円形リブ５２０が配置されている。
また、前記ローター支持体６とステータ３の上端と対向した部分には、円周方向に沿って前記ローター５００の内側のステータ３３０を冷却させるための多数の大型孔５３０と小型孔５４０が交代に形成されている。この場合、前記ローター支持体６の中で内部ローター４を支持する環状モールディング支持体６００aには、図１５aに示したように、円周方向に沿って周期的に凹溝６００bが形成されている。
かつ、第２実施形態のローター５００においては、前記ブッシング７と内部ローター４の間を連結する多数の直線リブ５１０などの支持構造が第１実施形態に比べてローターの内側に移動された陷沒型構造であるから、前記凹溝６００bは、ステータ３３０の上端部とその内側の一部を外部に開放する位置に配置されていて、前記凹溝６００bを含む前記多数の大型孔５３０は、図１５bに示したように、外部の空気が内部ローター４の内側と磁気ギャップＧ１、Ｇ２の両側に通じるもっと広い通路を形成し、その結果、第１実施形態に比べてもっと大きい冷却効果を奏する。
その結果、前記大型孔５３０は、前記ローター５００が回転する時、外部で発生した風を内部/外部磁石４a、５aとステータ３３０に伝達し、また、前記小型孔５４０を通じて入った風は、前記磁気ギャップＧ１、Ｇ２を通じて抜けながら冷却の性能を向上させる。
その結果、ダブルローター構造によって前記ステータ３の上部と、内部/外部ローター４、５の間の連結部分の間に対向した空間Ｓ、及び内部/外部ローター４、５とステータ３の間の磁気ギャップ（gap）Ｇ１、Ｇ２のような閉鎖された空間が開放されて冷却の性能が向上する。
また、多数の直線リブ５１０と円形リブ５２０及び環状モールディング支持体６００aによって形成される多数の区域は、内/外側面に凹溝５５０が上部及び下部面に形成されていて、かつ交代に配置された大型及び小型孔５３０、５４０に入った風の差によってローターの回転時に乱流を発生させて冷却の性能を向上させる。
一方、第２実施形態のローター５００も放熱/冷却のために外部ローター５の下端に傾斜型冷却羽５９を一体に備えている。
該冷却羽５９は、モーターが適用される環境によって全体的な形状だけではなく、個別の形状を適切に設計して空気の流動及び風量を最適化することで、モーターに最大の負荷がかかる時に許容される最大温度を超過しないように考慮しなければならない。例えば、モーターが全自動洗濯機に適用される場合、洗濯コースの進行中には低速の正回転と逆回転を繰り返して実施し、脱水コースの進行中には高速の正回転（または逆回転）のみが行われるようになる。したがって、モーターが長期間の洗濯コースを進行してある程度温度が上がっている状態で脱水コースを進行するための高速の正回転が行われる場合、最大の負荷と最大の温度に到逹するようになるから、前記冷却羽５９もモーターの高速正回転が行われる時に冷却効果を高め得るファン構造を有することが好ましい。
一方、第２実施形態のステータ３３０は、図１６a乃至図１６cに示したように、第１実施形態のステータ３と類似に多数の分割コア３０が図示していないボビンの外周にコイル３３が券線された後、熱硬化性樹脂を使用してインサートモールディングすることで製造され、その結果、ステータ支持体２によって環円状で一体に形成される。
この場合、前記第２実施形態のステータ３３０においては、図１６b及び図１６cに示したように、熱硬化性樹脂で成形する時、前記ステータ支持体２の厚さを薄板に形成する代りに内側及び外側に環状リブ２j、２kを形成して内側及び外側に環状リブ２j、２kの中間に所定の長さを有する多数のバンド形状リブ２iを形成している。したがって、前記ステータ３３０は、前記リブ２j-２iを形成することで、射出成形時に発生し得るクラックの伝播を遮断し、重さを最小限に減らしながらも表面積を増加させて冷却の効率を高めると同時に、強度を補強するようになる。
かつ、前記軸方向延長部２aには、図１６a-図１６cのように３個の取付位置決定孔２bと、６個のボルト取付孔２cがそれぞれ均等間隔で配置されていて、また、ボルト取付孔２cの一側には、均等間隔で３個の取付位置決定ピン２iが形成されている。
したがって、モーター１００を洗濯機のハウジング１０に組立する時、先ず、ステータの取付位置を決定するための基準として図１aに示したように、前記ハウジング１０に取付位置決定ピン１６が植えられている場合は、該取付位置決定ピン１６に前述した軸方向延長部２aの取付位置決定孔２bを一致させた後、ボルト取付孔２cにウォッシャーを介在して固定ボルト１１を締結する。しかし、これと反対に前記ハウジング１０に取付位置決定孔が形成されている場合は、取付位置決定孔に前述した軸方向延長部２aの取付位置決定ピン２iを一致させた後、ボルト取付孔２cにウォッシャーを介在して固定ボルト１１を締結する。この場合、好ましくは、前記ボルト取付孔２c内には、固定ボルト１１の強い結合に耐え得るようにブッシング２mが挿入されている。
第２実施形態のステータ３３０においては、このような点を考慮して軸方向延長部２aに取付位置決定孔２bと、６個のボルト取付孔２c及び３個の取付位置決定ピン２iをすべて備えている。
また、図１６aに示したように、前記軸方向延長部２aの上部面には、第１実施形態と同一に多数のリブ（rib）２dによって形成される多数の凹溝２eと６個のボルト取付孔２cの周囲に形成された凹溝は、これに対向して配置された内部ローター４の回転時に乱流を生成させて冷却性能を向上させるようになる。
かつ、図１６cに示したように、ステータ３の背面にも多数のリブ２fによって多数の大型及び小型の凹溝２g、２hが形成されていて、ステータ支持体２の厚さを薄板で形成して重さを最小限に減らしながらも表面積を増加させて冷却の効率を高めると同時に、強度を補強する役割をする。
前述した第２実施形態においては、回転軸と結合されるローターの軸結合部をローター内側の重さの中心に配置している陷沒型支持構造を採用しているが、前記第１実施形態にもローターの軸結合部を陷沒型で支持することも可能である。
また、前記第１及び第２実施形態は、洗濯機を駆動するための洗濯機駆動用モーターの例を挙げて説明したが、自動車のラジエターのように他の装置を駆動するように変形することも可能である。
以上、本発明について特定の好ましい実施形態の例を挙げて図示して説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、本発明の精神を脱しない範囲内で発明が属する技術分野に知識のあるものに容易に実現されるであろう。
１、１００：モーター
２：ステータ支持体
３、３３０：ステータ
２a：軸方向延長部
４：内部ローター
５:外部ローター
４a、５a：磁石
４b、５b：ヨーク
６：ローター支持体
６a、６００a：環状モールディング支持体
７：ブッシング
７a、７b：ブッシング支持体
８、８a、８b：ベアリング
９：回転軸
１０：ハウジング
１１：固定ボルト
１２：ターミナルブロック
１３：ホール（HALL）ＩＣアセンブリー
１４：固定ナット
１５：プレートウォッシャーナット
１６、１６０;軸結合部
１７：プレートウォッシャー
１８：スプリングウォッシャー
２０、２００：ボビン
２２a、２２b：内部及び外部フランジ
２４a、２４b、２４０：結合突起
３０：分割コア
３１：金型
３２：凹溝
３３：コイル
３３a-３３c：コイル組立体
３４a、３４b：位置決定用固定溝
３６：分割スキューコア
４０、４０a-４０c：連結ジグ
４５：コア/ジグ組立体
４６：連続券線装置
５０、５００：ダブルローター
５１、５１０：直線リブ
５２、５２０：円形リブ
５３、５３０：大型孔
５４、５４０：小型孔
５５、５５０：凹溝
３００：分割コア組立体

Claims (3)

  1. 内部ローターと、外部ローターと、前記内部ローターと外部ローターの間に磁気ギャップを有して配置されたステータとを含んだラジアルコアタイプのＢＬＤＣモーターにおいて、
    前記ステータは、それぞれ絶縁体からなるボビンが外周に形成されて環状に配置された複数個の分割コアを備えて、前記各分割コアは、ボビンの外周にアルミニウム(Ａｌ)からなるコイルが巻線され、また、前記複数個の分割コアは、熱硬化性樹脂からなるステータ支持体によって環円状に一体化され、
    前記ステータ支持体の軸方向延長部には、前記内部ローターの回転時に乱流を生成するために多数のリブによって形成された多数の凹溝を備え、
    前記凹溝には、前記ステータを装置のハウジングに装着する時、取付位置を決定するための多数の取付位置決定孔や突起部、及び多数のボルト取付孔が配置されていることを特徴とするラジアルコアタイプのＢＬＤＣモーター。
  2. 前記複数個の分割コアは、各相別に連続的にコイルが巻線されていることを特徴とする請求項１に記載のラジアルコアタイプのＢＬＤＣモーター。
  3. 前記複数個の分割コアの隣接した分割コア間の間隔が、前記内部ローター及び外部ローターと前記ステータとの間の前記磁気ギャップよりもっと大きく設定されることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のラジアルコアタイプのＢＬＤＣモーター。
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