JPH09327163A

JPH09327163A - コアレス型ブラシレスディーシーモーターおよびステーターアセンブリーの製造方法

Info

Publication number: JPH09327163A
Application number: JP9019921A
Authority: JP
Inventors: Byungkyu Kim; キムビュンキュ; Joon Kim; キムジョーン; Donghoon Kim; キムドングホーン; Boris Bazarov; バザロブボリス
Original assignee: Amotron Co Ltd; Yuyu Inc
Current assignee: Amotron Co Ltd; Yuyu Inc
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 1997-12-16
Anticipated expiration: 2017-01-17
Also published as: US5945766A; DE19701797A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ステーターとローターとの間の吸引力又は反撥
力を対称構造によって相殺させて軸方向の振動を抑える
と共に、小型で、高効率のコアレス型ブラシレス直流モ
ーターおよびステーターアセンブリーの製造方法を提供
する。【解決手段】モーターケースに固定されたディスク型ス
テーター５１の上部／下部に所定エアーギャップを置い
て、一対のディスク型ローター５１が回転軸７７に固定
され、回転軸７７の両側がモーターケース７１Ａ、７１
Ｂに回転可能に結合されるか、これと反対に一対のディ
スク型ステーター５１の間に所定のエアーギャップを置
いてディスク型ローター７３Ａ、７３Ｂが配置された対
称構造とする。またステーター５１は多数のステーター
コイル５５をインサートモールディング方式でディスク
形態で作成し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コアレスブラシレ
スディーシー（Coreless brushless D.C) （以下コアレ
ス型ＢＬＤＣという）モーターおよびステーターアセン
ブリーの製造方法に関するもので、特にディスク型ステ
ーターの上部／下部に一対のディスク型ローターを対称
構造で配置するか、または一対のステーターの間にロー
ターを対称構造に配置することによって、コア型および
コアレス型の長所を極大化させ、かつ短所を除去してロ
ーターの軸方向振動を抑え、高トーク（high torque)お
よび低消費電力化を実現できるダブルローター／ステー
ター方式のコアレス型ＢＬＤＣモーターおよびこれに用
いるステーターアセンブリーの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＢＬＤＣモーターはステーターコアを有
するか否かによって分類すれば、一般的にコップ（円
筒）構造を有するコア型（又はラジアル型）とコアレス
型（又はアキシャル型）に分かれる。

【０００３】コア型構造のＢＬＤＣモーターは、内周
部に形成された多数の突起に電磁石構造を有するために
コイルが巻取りさ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から構成された内部磁石型と、
ステーターが外周部に形成された多数の突起に上／下
方法でコイルが巻取りされており、その外部に多極着磁
された円筒形永久磁石でローターが構成された外部磁石
型に分類される。

【０００４】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法で対称である構造を有し
ているので振動性ノイズが少なく、低速回転に適合し、
トークが良好であるという長所を有している反面、ステ
ーター製作時に継鉄（yoke)の材料損失が大きく量産時
に設備投資費用が高いという短所を有している。

【０００５】また、上記コア型ＢＬＤＣモーターはステ
ーターおよびローターの構造が複雑であり、薄形化にお
いて不利であり、高効率化に難点があり、コーギング
（cogging)トークが発生する問題点がある。

【０００６】一方、上記のコア型ＢＬＤＣモーターの短
所を改善するために提案された従来のコアレス型ＢＬＤ
Ｃモーターは、図１に図示された通り、環形マグネット
１とヨーク３とからなるローター５が回転軸７に固定結
合され、印刷回路基板（PCB）９に多数のボビンレス角
形ステーターコイル１１が巻線されたステーター１３が
ケーシング１０に固定され、上記回転軸７の一端が一対
のベアリング１５を介してケーシング１０に回転可能に
結合された構造を有している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のコアレス型ＢＬ
ＤＣモーターは、図３に図示された通り多数セットのＮ
極およびＳ極磁石５Ａ、５Ｂが交互に一体型からなるロ
ーター５とその下側に配置され電磁気力を発生する多数
セットのステーターコイル１１からなるステーター１３
の間に軸方向と同一方向を有する上／下方向の磁気回路
が形成されるので、ステーターの吸入又は反撥力とステ
ーターの不均一な着磁に起因し一対のベアリング１５の
間に緩衝スプリング１７を挿入させても軸方向の振動が
構造的に大きく発生する。

【０００８】また、該軸方向の振動はモーターをセット
に装着させ回転駆動するとき、全体システムの共振を誘
発させ回転騒音を増加させるようになる。従って、高速
回転時にモーター全体の効率は損失（loss）のない関係
により良好な反面、回転騒音に振動性騒音が合成され異
常音を誘発することとなる。

【０００９】その結果、コアレス型ＢＬＤＣモーター
は、コア型ＢＬＤＣモーターに比べて材料損失を最少化
し得ることができかつ量産性が良好で薄形化および小形
化が可能であるので低価格および高効率化をなし得る
が、回転時に軸方向の振動により騒音発生が大きいとい
う致命的な欠点を有する。

【００１０】本発明は、上記の従来技術の問題点を鑑み
て案出されたものであって、本発明の第１の課題は、ロ
ーター回転時に発生する軸方向の振動を互いに相殺させ
るとともに駆動トークを２倍以上増加させ得るダブルロ
ーター／ダブルステーター方式のコアレス型ＢＬＤＣモ
ーターを提供することにある。

【００１１】また本発明の第２の課題は、積層型多段構
造により出力増加が容易であり、低消費電力化が可能
で、低康な費用で製造可能な構造を有するコアレス型Ｂ
ＬＤＣモーターを提供することにある。

【００１２】本発明の第３の課題は、汎用巻線機で製作
された多数の角形ボビンコイルを用いて低康で多段積層
構造時に隣接段との相互連結が容易に行い得る内部連結
構造を有するコアレス型ＢＬＤＣモーターを提供するこ
とにある。

【００１３】本発明の第４の課題は、角形コイルの間の
確実な絶縁と優れた防湿および耐蝕性構造を有するＢＬ
ＤＣモーター用ボビン型ステーターアセンブリーの製造
方法を提供することにある。

【００１４】本発明の第五の課題は、各コイル間の確実
な絶縁と優れた防湿、振動汲水性および耐蝕性構造を有
するモールディング型ステーターアセンブリーおよびそ
の製造方法を提供することにある。

【００１５】本発明の第六の課題は、モールディング型
ステーターアセンブリーを用いて多段積層構造時に隣接
段との相互連結が容易に行い得、かつ低康費用でコンパ
クト化し、軽量化できるアブルローター／単一ステータ
ー方式のコアレス型ＢＬＤＣモーターを提供することに
ある。

【００１６】本発明の第七の課題は、ＢＬＤＣモーター
駆動時にモーター内部の駆動コイルと駆動素子から発生
された熱を外部に放熱させるための貫通孔をダブルロー
ターと上部／下部ケースに形成した空冷構造を有するダ
ブルローター方式のＢＬＤＣモーターを提供することに
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の第１の課題を達成
するための、本発明のコアレス型ＢＬＤＣモーターはそ
れぞれ多数セットのＮ極とＳ極の磁石とが交互に配置さ
れたディスク形態に互いに反対極性の磁石が対向して位
置設定された第１および第２ローターと、上記ローター
の中央にブッシングを介して結合された回転軸と、その
内部に上記回転軸の一側と他側とを回転可能に支持する
円筒形ケースと、それぞれ上記第１および第２ローター
間に所定の間隔をおいて設けられ、上記第１および第２
ローターに互いに反対方向の電磁気力を印加するために
多数のボビンレスステーターコイルを備えたディスク型
第１および第２ステーターから構成されることを特徴と
する。

【００１８】本発明の第２の課題を達成するために、本
発明のコアレス型ＢＬＤＣモーターは、上下方向に多数
セットのＮ極とＳ極磁石が均等に交互に配置されたディ
スク型ローターと、上記ローターの中央にブッシングを
介して結合された回転軸と、その内部に上記回転軸の一
側と他則とを回転可能に支持する円筒形ケースと、それ
ぞれ上記円筒形ケースの両側内周部に上記ローターと所
定間隔を置いて設けられ上記ローターに互いに反対方向
の電磁気力を印加するために多数のボビンレスステータ
ーコイルを備えた第１および第２ステーターから構成さ
れることを特徴とする。

【００１９】上記の第３の課題を達成するために、本発
明は、それぞれ多数セットのＮ極とＳ極の磁石が交互に
配置されたディスク形態に相互に反対極性の磁石が対向
して位置設置され、所定間隔を置いて配置された第１お
よび第２ローターと、上記ローターの中央にブッシング
を介して結合された回転軸と、上記回転軸の一側と他側
とを回転可能に支持する左側／右側ケースと、外周部が
左側／右側ケースの間に固定結合され、それぞれ上記第
１および第２ローターの間にそれぞれ所定の間隔を置い
て設けられ、上記第１および第２ローターに互いに反対
方向の電磁気力を印加するために多数の角形ボビンに巻
取られた多数のステーターコイルがモールディング充填
物で支持され、環形ディスク形態に形成されたステータ
ーから構成されることを特徴とするダブルローター／単
一ステーター方式のコアレス型ＢＬＤＣを提供する。

【００２０】上記の第４の課題を達成するために、本発
明はコアレス型ＢＬＤＣモーターのステーター製造方法
において、一般巻線機を用いて角形ボビンに絶縁コイル
を巻取って多数のステーターコイルを準備する段階と、
上記多数のステーターコイルに対する相互結線のために
上記多数のステーターコイルを同一円周上に同一な間隔
に配置して各ステーターコイルの端子を中央に貫通孔を
有する印刷回路基板に半田付連結する段階と、上記ステ
ーターコイルの露出部分だけをモールディング充填物で
シーリングさせ、中央に貫通孔を有するディスク形態に
インサートモールディング方法で成型する段階からなる
ことを特徴とするコアレス型ＢＬＤＣモーターのボビン
型ステーター製造方法。

【００２１】上記の第５の課題を達成するために、本発
明はコアレス型ＢＬＤＣモーターのステーター製造方法
において、多数の巻取りコイルを環形印刷回路基板に同
一間隔に配置して各コイルの端子を連結固定する第１段
階と、上記第１段階で組み立てられた巻取りコイルの外
周面をモールディング充填物を用いて中央に貫通孔を有
するディスク形態にインサートモールディング方法で成
型する第２段階とからなることを特徴とするコアレス型
ＢＬＤＣモーターのボビンレス型ステーター製造方法を
提供する。

【００２２】上記の第６の課題を達成するために、本発
明は、多数のセットのＮ極とＳ極の磁石とが交互に配置
されたディスク形態に軸方向に互いに所定間隔に配置さ
れた第１および第２ローターと、上記ローターの中央に
ブッシングを介して結合された回転軸と、上記回転軸を
回転可能に支持する上部／下部ケースと、外周部が上記
上部／下部ケースの間に固定結合され、それぞれ上記第
１および第２ローターの間に所定の間隔をおいて設けら
れて、上記第１および第２ローターに互いに反対方向の
電磁気力を印加するために多数のステーターコイルがモ
ールディング充填物で支持され環形ディスク形態に形成
されたステーターから構成されることを特徴とするダブ
ルローター／単一ステーター方式のコアレス型ＢＬＤＣ
モーターを提供する。

【００２３】上記の第７の課題を達成するために、本発
明は、多数のセットのＮ極とＳ極の磁石とが交互に配置
されたディスク形態に軸方向に互いに所定間隔に配置さ
れた第１および第２ローターと、上記ローターの中央に
ブッシングを介して結合された回転軸と、上記回転軸を
回転可能に支持する上部／下部ケースと、外周部が上記
上部／下部ケースの間に固定結合され、それぞれ上記第
１および第２ローターの間に所定の間隔をおいて設けら
れて、上記第１および第２ローターに互いに反対方向の
電磁気力を印加するために多数のステーターコイルがモ
ールディング充填物で支持され環形ディスク形態に形成
されたステーターと、上部／下部ケースのうちいずれか
一側に設けられて上記ステーターに対する駆動電流を印
加するためのコントロール印刷回路基板から構成され、
上記上部／下部ケースとコントロール印刷回路基板と、
第１および第２ローターに外部空気がモーター内部に循
環され得る多数の換気ホールを備えたことを特徴とする
空冷構造を有するダブルローター方式のＢＬＤＣモータ
ーを提供する。

【００２４】上記多数の換気ホールは上部／下部ケース
とコントロール印刷回路基板と、第１および第２ロータ
ーの互いに対向した位置であって、可能な限り回転軸に
隣接した位置に互いに所定間隔をおいてそれぞれ貫通形
成されている。

【００２５】また、上記上部／下部ケースとステーター
の外周部との間に多数の換気ホールを更に備えることが
好ましい態様である。

【００２６】更に、本発明では、上記ローターの磁石か
ら磁束が漏洩され得る多数の磁気漏洩孔がローターのマ
グネットヨークに形成され、これに対向したコントロー
ル印刷回路基板の背面にホール素子が配置されている。

【００２７】

【発明の実施の形態】上記の本発明の第１の特徴によれ
ば、第１および第２ダブルローターの中間にそれぞれ多
数の巻線されたボビンレスステーターコイルがＰＣＢ左
右側に実装されたダブルステーター構造を有しており、
全体的にステーターおよびローター回転軸に対して対称
構造の磁気回路を形成する。

【００２８】この場合、対応する第１および第２ステー
ターのステーターコイルは第１および第２ローターの対
応する各磁石片を互いに吸引するかまたは互いに反撥す
るようにコイルの巻線方向と電流の流れ方向が設定され
ている。

【００２９】従って、第１および第２ローターはそれぞ
れ第１および第２ステーターによって互いに反対方向の
同一な大きさの吸引力又は反撥力を受けるようになり、
各ステーターによって第１および第２ローターに作用さ
れる吸引力又は反撥力は互いに相殺されるので、ロータ
ーの軸方向振動は最少化される。

【００３０】更に、第１および第２ダブルローターおよ
びダブルステーターによって単一ローター／ステーター
構造によりステーターコイルが２倍に増加するようにな
り、フィールド磁石もまた２倍に増加するので、駆動電
流および磁束密度が２倍に増加するようになる。その結
果、単一ローター／ステーター構造より少なくとも２倍
以上の駆動トークを得ることができる。

【００３１】一方上記の本発明の第２の特徴によれば、
ローターの上部／下部にそれぞれ多数の巻線されたステ
ーターコイルがＰＣＢに実装されたダブルステーター構
造を有しており、全体的にローターおよびローター回転
軸に対して対称構造の磁気回路を形成する。

【００３２】この場合、対向の対応する第１および第２
ステーターのステーターコイルは上記の第１発明の如く
回転ローターの各磁石片を互いに吸引するか又は互いを
反撥するようにコイルの巻線方向と電流の流れ方向が設
定されている。

【００３３】従って、ローターは第１および第２ステー
ターによって互いに反対方向の吸引力又は反撥力を受け
るようになり、各ステーターによる吸引力または反撥力
によって発生する軸方向の振動は互いに相殺される。

【００３４】更に、第２発明においても第１および第２
ダブルステーターによって単一ステーター構造よりステ
ーターコイルが２倍に増加するようになるので、駆動電
流および磁束密度が２倍に増加するようになる。その結
果、単一ステーター構造より２倍以上のトークを得るこ
とができる。

【００３５】また本発明の構造では、ローターとステー
ターを軸方向の積層型多層構造として追加することによ
って、容易に高出力のモーターを設計することができ、
単純な構造の採択によって高信頼性のモーターを提供す
ることができる。

【００３６】上記の本発明の第３の特徴によれば、上記
第１および第２発明の場合は、ステーターがＰＣＢの両
面又は片面にボンディングワイヤーを用いた無ボビン
（ボビンレス）角形コイルを取り付けた構造であるが、
第３発明では角形コイルを汎用巻線機を用いたボビンコ
イルとして形成し、このように準備された多数のボビン
コイルを補助ＰＣＢと共にインサートモールディング方
式でディスク形態のステーターアセンブリーを製造す
る。

【００３７】従って、角形コイル製造時、ボンディング
ワイヤーを使用しないで一般の絶縁銅線を用い、多軸又
は単軸の一般巻線機を用いるので、低康な製造費用で生
産が可能である。

【００３８】また、インサートモールディングによって
コイルの外部が樹脂のような絶縁体としてシーリングさ
れているので各コイルおよびケース、デッドメタル(dea
d metal ）との絶縁性能が優れており、防湿と耐蝕性お
よび機械的強度もまた保障される。

【００３９】本発明の他の特徴によれば、上記ボビン型
コイルの代わりにボビンレスコイルを用いてインサート
モールディング方式でステーターアセンブリーを製造す
ることにより、モーターの出力と効率を増大させながら
耐久性を図ることが可能となる。

【００４０】本発明のまた他の特徴によれば、モーター
内部の駆動コイルと駆動素子から発生された熱を外部に
放熱させるための貫通孔をダブルローターと上部／下部
ケースに形成することによってモーター内部の温度を低
く維持してモーターの出力減少と出力トランジスターの
熱輻輳を防ぐことができる。

【００４１】

【実施例】以下に添付図面を参考にして本発明の好まし
い実施例を説明する。以下の実施例の説明において、特
別な理由がない限り、本発明のモーターはコアレス型Ｂ
ＬＤＣモーターを指称するものとする。しかしながら、
本発明がコアレス型ＢＬＤＣモーターにのみ適用される
ものであると制限的に解釈されるものではない。

【００４２】まず、図２に示すように、本発明の第１実
施例によるＢＬＤＣモーターは左側／右側ケース２０
Ａ、２０Ｂの中間に固定されたＰＣＢ２１の両面に配置
され、それぞれ多数セットのボビンレスステーターコイ
ル２５、２６が実装され構成される第１および第２ステ
ーター２７、２９と、上記第１および第２ステーター２
７、２９の左側／右側に所定のエアーギャップを置い
て、それぞれＮ極とＳ極とが交互に着磁されたディスク
形状に中央部がブッシング２３を介して回転軸３１に固
定結合された第１および第２ローター３３、３５を備え
ている。

【００４３】上記第１および第２ローター３３、３５は
それぞれ図３に示すような環形ディスク形状をなし、Ｎ
極５ＡとＳ極５Ｂが交互に着磁されたフィールド磁石５
とヨーク３７とから構成されている。

【００４４】一方上記第１ステーター２７と第２ステー
ター２９は互いに同一な構造を有しており、例えば第１
ステーター２７はＰＣＢ２１の左側面に３相駆動方式で
は３個のステーターコイル２５が６個に分かれてボビン
レス方式でほぼ扇形形態の角形で巻線され実装された
後、Ｙ方式で結線される。２相駆動の電波駆動方式にお
いては、２個のステーターコイル２５が８個に巻線実装
され直列方式に結線される。また、第２ステーター２９
はＰＣＢ２１の右側面に同じ方式でステーターコイル２
６が実装された構造を有する。

【００４５】この場合、ＰＣＢ２１の両面に実装された
第１および第２ステーターコイル２５、２６の巻線方向
と電流の流れ方向は第１および第２ローター３３、３５
の相対する対向磁石が互いに同一な極性の磁石である場
合には、気磁力の方向が互いに反対方向の磁束方向をな
すように設定し、この場合には、ＰＣＢ２１とコイル２
５、２６の間にコイルヨークを配置して相殺される磁気
回路の影響をなくしてやる必要がある。

【００４６】これと反対に、第１および第２ローター３
３、３５の対向磁石が互いに反対極性の磁石である場合
は、対応の第１および第２ステーターコイル２５、２６
の巻線方向と電流の流れ方向は気磁力の方向が同一方向
の磁束方向をなすように設定されている。

【００４７】左側ケース２０Ａと右側ケース２０Ｂの中
央部はそれぞれ左側／右側ベアリング３９、４１を介し
てローター３３、３５の回転軸３１と回転可能に結合さ
れている。更に、ブッシング２３と回転軸３１との間に
は、ブッシング２３を固定させるための一対のＥ−リン
グ４３Ａ、４３Ｂが結合されている。また、ＰＣＢ２１
の一側方にはステーターコイル２５、２６に対する駆動
電流を供給するためのコネクター４４が固定されてい
る。

【００４８】更に、本発明のモーターにおいては、ロー
ター３３、３５の磁石構造を図３に示すように一体形に
ディスク形状を有する多極着磁構造以外に図４（Ａ）お
よび（Ｂ）の如き磁石分割多極配置構造を有することも
勿論可能である。

【００４９】磁石分割多極配置構造は、図４に示すよう
に、４個のＮ極磁石４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄと
４個のＳ極磁石４５Ｅ、４５Ｆ、４５Ｇ、４５Ｈからな
る８個の分割磁石４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄ、４
５Ｅ、４５Ｆ、４５Ｇ、４５Ｈが非磁性体からなる支持
体４７に貫通挿入された構造を有する。

【００５０】このような磁石分割多極配置構造は、図３
の一体形多極着磁構造においてＮ極とＳ極との間の接合
部分１９が磁力の弱い部分であるのでローターの起動に
影響を及ぼさない部分の磁性材料を最適化させて節減さ
せ得る構造である。

【００５１】図５は上記第１実施例発明のモーター組み
立て方法を説明するための部分分解断面図であって、説
明の便宜上、対称構造の半分のみを図示したものであ
る。

【００５２】本発明のモーターを組み立てるには、まず
左側のベアリング３９が中央凹溝部に固定設置された左
側ケース２０ＡにＥ−リング４３Ａと、第１ローター３
３支持用ブッシング２３が固定された回転軸３１を結合
した後、第１および第２ステーター２７、２９が設けら
れたＰＣＢ２１を組み立てる。

【００５３】次いで、第２ローター３５が固定されたブ
ッシング２３を回転軸３１に結合した後、Ｅ−リング４
３Ｂを用いて固定させる。最後に右側ベアリング４１が
固定設置された右側ケース２０Ｂを同様に組み立てて、
ＰＣＢ２１を固定させる。

【００５４】上記の如く構成された本発明の第１実施例
によるコアレス型ＢＬＤＣモーターの作用および効果を
以下に説明する。

【００５５】図２に図示された本発明では、第１および
第２ローター３３、３５を回転駆動させるための第１お
よび第２ステーター２７、２９が第１および第２ロータ
ー３３、３５の中間に対称構造に配置されており、第１
および第２ステーター２７、２９に相対し対応するステ
ーターコイル２５、２６は、互いに反対（又は同一）方
向の磁束方向をなすようにコイルの巻線方向と電流の流
れ方向が設定されている。

【００５６】従って、このように第１および第２ステー
ター２７、２９の対応する各ステーターコイル２５、２
６によって形成される気磁力の方向が互いに反対（又は
同一）になるように設定され、第１および第２ローター
３３、３５の間に軸方向に同一極性の磁石（Ｎ−Ｎ又は
Ｓ−Ｓ）（又は反対極性の磁石Ｎ−Ｓ又はＳ−Ｎ）が位
置する場合、対応のステーターコイル２５、２６の間に
互いに同一に反撥力（Ｆ１）又は吸引力（Ｆ２）が作用
するようになる。

【００５７】この場合、第１および第２ステーター２
７、２９と第１および第２ローター３３、３５の間の反
撥力（Ｆ１）又は吸引力（Ｆ２）は互いに反対方向に作
用するので、相殺されるようになる。その結果、ロータ
ー回転時に軸方向の振動が最小化される。

【００５８】また、上記の本発明のダブルローター／ス
テーター構造では、フィールド磁石とステーターコイル
がそれぞれ２重であるので、コイルに流れる電流とこれ
による磁束密度が従前の単一ステーター構造より２倍に
増加するようになるので、駆動動トークもまた２倍以上
に増加するようになり、その結果、モーターの出力も増
加する。

【００５９】この場合、従来では、モーターの出力増加
によって軸方向振動もこれに比例して増加するのだが、
本発明では２倍の出力増加によって軸方向の振動は最小
化されるという点に留意すべきである。

【００６０】一方、図６は、本発明の第１実施例による
２段積層構造のＢＬＤＣモーターを示したものであっ
て、図２と同一な部材番号は同一な要素を示す。

【００６１】図２の１段構造との差異点は、軸方向に２
段構造のＢＬＤＣモーターを形成するという点と、ブッ
シング２３、２３Ａの左側／右側にブッシング固定用Ｅ
−リング４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄが結合されて
いるという点と、左側／右側ケース２０Ａ、２０Ｂの間
に中間ケース２０Ｃが追加されているという点である。

【００６２】このような２段積層モーターの作用は上記
の一段構造の作用と同一であるので、これに対する詳細
な説明は省略する。本２段積層構造では、軸方向の振動
を最小化させると同時にモーターの出力を増加させるこ
とができるので、モーターの設計が容易になる利点があ
る。

【００６３】一方、図７は本発明の第２実施例によるダ
ブルステーター方式のコアレス型ＢＬＤＣモーター構造
を示す軸方向断面図である。

【００６４】図７によれば、本発明の第２実施例による
ＢＬＤＣモーターは、図４に図示された中間に多数セッ
トの磁石４５Ａ〜４５Ｈが支持体４７に貫通挿入された
磁石分割多極配置構造のローター１２３と、ローター１
２３の上部／下部に配置され、それぞれ多数セットのボ
ビンレスステーターコイル１２５、１２６が実装された
上部ステーター１２７と下部ステーター１２９から構成
されている。

【００６５】上記ローター１２３はブッシング１３１を
介して回転軸１３３に固定結合されており、図４の
（Ａ）および（Ｂ）に図示されたように、それぞれ４個
のＮ極およびＳ極磁石４５Ａ〜４５Ｄ、４５Ｅ〜４５Ｈ
からなる８極のディスク型磁石４５Ａ〜４５Ｈが非磁性
体からなる支持体４７に貫通挿入されている磁石分割多
極配置構造を有している。

【００６６】このようなローター１２３の構造は、図３
に図示された一体型ディスク形状の多極着磁構造を採用
することも可能である。

【００６７】更に、図７によると、上記上部ステーター
１２７と下部ステーター１２９は互いに同一な構造を有
しており、例えば上部ステーター１２７は上部ＰＣＢ１
３５に３相駆動方式では３個のステーターコイル１２５
が６個に巻線実装され、Ｙ方式に結線され、２相駆動の
電波駆動方式では、２個のステーターコイル１２５が８
個に巻線実装されて直列方式に結線されている。

【００６８】また上部ステーターコイル１２５が実装さ
れた上部ＰＣＢ１３５は、上部ケース１３７の内側に形
成された凹溝１３９に固定設置された下部ステーターコ
イル１２６が実装された下部ＰＣＢ１４１は下部ケース
１４３の内側に形成された凹溝１４５に固定設置されて
おり、上部ケース１３７と下部ケース１４３の中央部は
それぞれ上部／下部ベアリング１４７、１４９を介して
ローター１２３の回転軸１３３と回転可能に結合されて
いる。更に下部ベアリング１４９と下部ケース１４３の
間にはローター１２３の上下振動を緩衝させるための板
スプリング１５１が挿入されている。

【００６９】上記の如く構成された本発明の第２実施例
によるコアレス型ＢＬＤＣモーターの作用および効果を
以下に説明する。

【００７０】図７に示した如く本発明では、ローター１
２３を回転駆動させるための上部／下部ステーター１２
７、１２９がローター１２３の上部／下部に対称構造に
配置されており、上部／下部ステーター１２７、１２９
の相対する対応の上部／下部ステーターコイル１２５、
１２６は互いに反対方向の磁束方向をなすようにコイル
の巻き線方向と電流の流れ方向が設定されている。

【００７１】従って、このように上部／下部ステーター
１２７、１２９の対応する上部／下部ステーターコイル
１２５、１２６によって形成される上部／下部気磁力の
方向が互いに反対になるように設定されているので、ロ
ーター１２３の回転によって上下方向にＮ−Ｓ磁石方向
を有するＮ極磁石４５Ａ〜４５Ｄ、またはＳ−Ｎ磁石方
向を有するＳ極磁石４５Ｅ〜４５Ｈが位置する場合、上
部／下部ステーターコイル１２５、１２６の間に互いに
同一の反撥力（Ｆ１）または吸引力（Ｆ２）が作用する
ようになる。

【００７２】この場合、上部／下部ステーター１２７、
１２９とローター１２３の間の反撥力（Ｆ１）または吸
引力（Ｆ２）は互いに反対方向に作用するので、相殺す
るようになる。その結果、従来のような軸方向の振動が
最少化される。

【００７３】また上記の第２実施例のダブルステーター
構造では第１実施例の如くステーターコイルが２重であ
るので、コイルに流れる全体の電流とこれによる磁束密
度が従前の単一ステーター構造より２倍に増加するよう
になるので、駆動トークもまた２倍以上に増加するよう
になり、その結果モーターの出力も増加される。

【００７４】一方、図８は本発明の第２実施例による２
段積層構造のＢＬＤＣモーターを示したものであって、
図７と同一な部材番号は同一な要素を示す。図７の１段
構造との差異点は軸方向の２段構造を有しているとの点
と、ブッシング１３１、１３１Ａの下部または上部にブ
ッシング固定用Ｅ−リング１５３、１５３Ａが結合され
ている点である。

【００７５】２段積層構造の作用は、上記の１段構造の
作用と同一であるので、これに対する詳細な説明は省略
する。当該２段積層構造でも軸方向の振動を最少化させ
ると同時にモーターの出力を増加させることができるの
で、大容量モーターの設計が容易となる。

【００７６】一方、添付の図９（Ａ）および（Ｂ）は本
発明の第３実施例によるボビン型ステーターアセンブリ
ーの平面図およびＡ−Ａ線断面図を示す。

【００７７】図９（Ａ）および（Ｂ）を参照すると、ボ
ビン型ステーターアセンブリー５１はプラスチックから
なる角形ボビン５３にコイル５５が角形に巻き取られて
おり、このような角形ボビンコイル５５の６個がインサ
ートモールディング（InsertMolding）方式によりコイ
ル等に対する相互結線がなるようにする補助印刷回路基
板（ＰＣＢ）５７と一緒に樹脂絶縁材料によってディス
ク形態に成形される。

【００７８】ここで補助ＰＣＢ５７とステーター本体５
９の中央には、貫通孔６１が形成されており、ステータ
ー本体５９の一側辺には図１０に示されたコントロール
ＰＣＢ８７との電気的連結のための上部端子６３Ａと多
段積層構造を採用する場合、他の段のステーターアセン
ブリーと相互電気的連結のための下部端子６３Ｂが埋込
み形成されている。

【００７９】上記のステーターアセンブリーのステータ
ーコイル５５は３相駆動方式では、３個のコイルが６個
に分かれて扇形形態に中央に貫通孔６５を有する角形ボ
ビン５３に巻き取られ、補助ＰＣＢ５７においてＹ方式
に結線され、２層駆動の電波駆動方式では２個のステー
ターコイルが８個に巻線され、直列方式に結線される。

【００８０】このようにボビンコイル５５は従来または
上記の第１および第２実施例に用いられた角形ボビンレ
スコイルとは異なり、別途の専用巻線機を用いないでプ
ラスチック角形ボビン５３を用いて自動化が容易な一般
短軸および多軸巻線機において巻き取り可能である。従
って、量産時に設備投資を最少化し得るようになる。

【００８１】またこの場合、ボビンコイル５５の巻き取
りに用いられるコイルは上記実施例のボビンレスコイル
に用いられるボンディングワイヤーより２５％〜５０％
程度安い一般絶縁銅線を用いることができるので、大き
くコイル費用が節減される。

【００８２】更に上記のボビンコイル５５はコイルの露
出部分が樹脂絶縁材料でシーリングされた状態にステー
ターアセンブリー５１を形成するので、角形ボビン５３
に巻取りされた角形コイル５５間にも確実な絶縁がなさ
れ、防湿および耐蝕性に優れた構造である。

【００８３】更に上記ステーターアセンブリー構造は角
形コイル５５がボビン５３に巻き取られ、ディスク型に
モールディングされた構造であるので、角形コイルがＰ
ＣＢの両表面に接着剤で付着される従来および上記実施
例構造に比べて機械的支持強度がはるかに向上され得
る。

【００８４】一方、本ステーターアセンブリー構造では
上部／下部端子６３Ａ、６３Ｂを介して上記ステーター
コイル５５に対する駆動電流を供給するコントロールＰ
ＣＢ８７と積層構造時、隣接段ステーターアセンブリー
との電気的連結がたやすく行われることができるし、軸
方向積層構造による大容量出力のモーター設計が安く、
組立生産性の高い構造を有する。

【００８５】図１０では上記のボビン型ステーターアセ
ンブリーを採用して構成された本発明の第３実施例によ
る１段構造のダブルローター／単一ステーターＢＬＤＣ
モーターを示しており、図１１は図９のステーターコイ
ルとローター磁石間の配置関係を示した説明図である。

【００８６】第３実施例のＢＬＤＣモーターはステータ
ーコイル５５に対する駆動電流を供給するコントロール
ＰＣＢ８７がモーター内部に装着されており、ステータ
ーに組立てられるステーターコイル５５がボビン５３に
巻き取られディスク型に一体に成形された点が上記の第
１および第２実施例と異なる点である。

【００８７】第３実施例のモーターは上部／下部ケース
７１Ａ、７１Ｂの中間にステーターアセンブリー５１の
外周部６７が上／下に延長形成され、これらの間に結合
され、円筒形ケースを形成する。

【００８８】上記のローターアセンブリー５１の上部／
下部には、所定のエアーギャップをおいて磁石分割多極
配置構造を有する上部ローター７３Ａと下部ローター７
３Ｂとが中央部のブッシング７５Ａ、７５Ｂを介して回
転軸７７に固定結合されている。

【００８９】上記各ローター７３Ａ、７３Ｂは８個の磁
石８１Ａ、８１Ｂ、即ち４個のディスク型Ｎ極磁石と４
個のディスク型Ｓ極磁石とが交互に非磁性体、例えばポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリブチレ
ンテレフタレート（ＰＢＴ）からなり、ブッシング７５
Ａ、７５Ｂと一体に形成された支持体７９に円周部が支
持され、背面に環形の磁気ヨーク８３Ａ、８３Ｂが一体
に付着され、８個の磁石に対する磁気回路が形成された
構造である。

【００９０】上記の８個磁石８１Ａ、８１Ｂとステータ
ーアセンブリー５１の角形コイル５５間の相互配置関係
は図１１に示された如く、斜線を引いたパターンのディ
スク型磁石８１Ａ、８１Ｂが角形ボビン５３の扇形貫通
孔６５、即ち角形コイル５５の貫通孔６５に対向して配
置された構造である。

【００９１】一方、上記上部ローター７３Ａのヨーク８
３Ａ上側には、ホール素子位置検出用補助磁石８５が付
着されており、該補助磁石８５は上部ケース７１Ａの内
周部に固定設置されたコントロールＰＣＢ８７のホール
素子８９と対向配置されている。又コントロールＰＣＢ
８７の一側辺にはステーターアセンブリー５１の上部端
子６３Ａが押込結合される雌コネクター９１が設けられ
ている。

【００９２】上記上部ケース７１Ａと下部ケース７１Ｂ
の中央凹溝部には、上部／下部ベアリング９３Ａ、９３
Ｂが固定設置されており、該ベアリング９３Ａ、９３Ｂ
を介してローター７３Ａ、７３Ｂの回転軸７７が回転可
能に支持されている。

【００９３】図１０において、９５は間隔維持用ブッシ
ング、９７は上部／下部ケース７１Ａ、７１Ｂを固定さ
せるための固定スクリューである。

【００９４】上記の如く構成された本発明の第３実施例
によるＢＬＤＣモーターは上記のコントロールＰＣＢ８
７から上部端子６３Ａを介してステーターコイル５５に
駆動電流が印加されると、所定の設定方向に磁場が形成
される。

【００９５】この場合、上部ローター７３Ａと下部ロー
ター７３Ｂの対向した磁石８１Ａ、８１Ｂが互いに反対
極性の磁石、例えばＮ極とＳ極、またはＳ極とＮ極に設
定されているとすれば、上部／下部ローター７３Ａ、７
３Ｂの磁石８１Ａ、８１Ｂと、ステーターコイル５５の
上側／下側の間には互いに同一な反撥力（Ｆ１）または
吸引力（Ｆ２）が作用するようになる。

【００９６】従って、上記の反撥力（Ｆ１）または吸引
力（Ｆ２）は互いに反対方向に作用して互いに相殺さ
れ、軸方向の振動は最少に維持されながらローター７３
Ａ、７３Ｂの回転が行われる。

【００９７】上記の第３実施例構造または上記第１およ
び第２実施例発明と同一な原理で単一ステーター／単一
ローター構造より２倍の駆動トークを有するモーターを
提供する。

【００９８】またこれと同時に上記第３実施例構造では
ステーターを単一体に構成すると共にボビンを用いてコ
イルを巻取／組立できるので、高い生産性と低廉な製造
費用を実現することができるし、全体的なモーターの支
持強度が増加され、耐久性が向上される。

【００９９】更に第３実施例はコントロールＰＣＢ８７
がモーターケース内に内蔵されたコンパクトな構造を有
するので、モーターの応用が容易となる。

【０１００】一方、図１２は本発明の第３実施例による
２段積層構造のＢＬＤＣモーターを示したものであっ
て、図１０と同一な素材番号は同一な要素を指称する。

【０１０１】即ち、２段構造のＢＬＤＣモーターは２個
のステーターアセンブリー５１Ａ、５１Ｂをそれぞれダ
ブルローター７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃ、７３Ｄが上部／
下部において取り巻く構造をなす。

【０１０２】このような２段積層構造のモーターは上記
の１段構造のモーターと同一な作用によってローター７
３Ａ〜７３Ｄが回転され、回転軸７７が回転されるの
で、これについての説明は省略する。

【０１０３】上記の如く、本発明の第３実施例構造では
積層構造によってモーター出力を倍加させるとき各段間
の相互連結は図示されていない上部／下部端子を介し
て、各段間の間隔はブッシング７５Ａ〜７５Ｄを介して
自らなされるので、全体的にコンパクトな構造をなしな
がら組立生産性が高く、同一容量の他のモーターに比べ
て全体的に重さが大幅に減少され得る。

【０１０４】一方、図１３（Ａ）にはは本発明の第４実
施例に基づくステーターアセンブリーの平面図、図１３
（Ｂ）には図１３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った一部切断正
面図、（Ｃ）には背面図が示されている。

【０１０５】第４実施例と上記の第３実施例間の差異点
は第４実施例の場合、ボビンコイルの代わりにボビンレ
スコイル２５５を用いてインサートモールディング方式
にステーターアセンブリー２５１を一体に形成した点に
ある。

【０１０６】第４実施例のステーターアセンブリー２５
１を製造するに当っては、まず６個のボビンレスコイル
２５５を接着剤を用いて６個のボビンレスコイル２５５
の中性点を相互連結をさせるための導電体からなる環形
のショットリング２５７Ａとショットリング２５７より
直径の大きい環形の補助ＰＣＢ２５７Ｂにコイル組立用
治具を用いて組み立てる。

【０１０７】その後、上記コイル組立体を予め樹脂材料
を成型させた環形のステーターホールダー２５９Ａと共
にインサートモールディング方式にステーター本体２５
９Ｂを樹脂材料で成型してステーターアセンブリー２５
１を製造する。

【０１０８】この場合、ステーターホルダー２５９Ａに
は、例えば３個の上部端子２６３Ａおよびこれと連結さ
れた下部端子２６３Ｂが対向側に突出するように埋設形
成されており、モーターケースと固定結合時にボルト締
結用貫通孔２９７Ａが多数個、例えば３個が形成されて
いる。

【０１０９】なお、ステーターホルダー２５９Ａの上部
／下部外周には、後に説明されるモーターケースまたは
他の段ステーターホルダーとの組立時に自動的に結合位
置を整列（aliue）させるためのキー溝２５３Ａと突出
キー２５３Ｂが形成されている。

【０１１０】上記の如き、ボビンレスコイルを用いてス
テーターアセンブリーを組み立てる場合、上記の第３の
実施例のステーターアセンブリーに比べてコイルの巻き
幅がボビン厚さだけ減ってエアーギャップ穴の鎖交磁束
密度が増加する。すなわち磁束密度が増加する。

【０１１１】例えばボビンの厚さ０．５ｍｍ×２減少
時、エアーギャップ１ｍｍの減少効果が表われ、その結
果、同一諸元において、エアーギャップだけを変数にお
く場合、約４％の出力および効率増加を期待することが
できる。

【０１１２】一方、上記第４の実施例のステーターアセ
ンブリーを用いて構成された１段のダブルローター／単
一ステーター方式のコアレス型ＢＬＤＣモーターが図１
４に示されており、図１５には第４実施例による２段構
造のＢＬＤＣモーターが図示されている。

【０１１３】図１４および図１５に示された上記第４実
施例を用いたモーターにおいて、第３実施例と同一な部
位に対しては同一な部材番号を付与した。

【０１１４】第４実施例の作用は第３実施例又は第１お
よび第２実施例と同一な方式からなるのでこれに対する
説明は省略する。

【０１１５】一方、図１６に示されたモータ構造はケー
スの材質を合成樹脂等を用いて軽量化する場合の例を示
したものである。この場合、上部ケース７１Ａはステー
ターホルダーのような樹脂材料を用いて作成され得る。

【０１１６】なおこの例では上部ケース７１Ａの一側部
にコントロールＰＣＢ８７の上部面に装着されるパワー
ＩＣまたはＴＲモジュール９９を放熱させるための貫通
孔１０１が形成されており、且つ上部ケース７１Ａの外
側には下部面が上記パワーＩＣ９９と接触してヒートシ
ンク（heat sink）の役割をするＡｌ円形板１０３が結
合された多数の固定ボルト９７によって固定される。

【０１１７】上記のような構成を有する本発明のモータ
ーは従来のコア型ＢＬＤＣモーターと同一な出力を有す
る場合、下記表１のようにモーターの大きさが約１／
２、重さは約１／３程度に構成され得るので、小型、軽
量化が可能となる。

【０１１８】

【表１】

【０１１９】上記の第３および第４実施例では例えば、
ローターは図１３に示された一体型多極着磁構造を採択
することも可能であり、またモーター駆動方式によっ
て、ステーターＰＣＢに実装されるボビンレスステータ
ーコイルの数は変動され得る。

【０１２０】また上記方法でモーター積層段数を増加さ
せることによって、モーター出力を容易に増加させるこ
とができる。

【０１２１】また上記のキー溝と突出キーは第１ないし
第３実施例の適用され得るし、第４実施例の組立方法は
第３実施例の組立時にも同じ方式で適用され得る。

【０１２２】実験例図１に示された従来のモーターと本発明のモーターを同
一な測定条件下で電気的特性（ＤＣ２４ｖ基準）および
振動モードを下記装置等を用いて測定し、電気的特性を
下記表２に示し、振動モード測定結果を図１７（Ａ）お
よび（Ｂ）に示した。

【０１２３】＊テスト装置＊Ａ．振動ピックアップおよび増幅部：KEYENCE GA-245 Ｂ．ストーリッジスコープ：TEKTRONICS TDS320 Ｃ．ＤＣ電源：HANIL ELRCTRONICCO 303B Ｄ．適用トーク：2.1 kgf・cm Ｅ．Ｖ・Ａメーター：YOKOGAWA

【０１２４】

【表２】

【０１２５】上記表２から、負荷がかかった場合、本発
明のモーターが従来のモーターに比べて負荷電流が小さ
いことが判る。即ちこれは本発明のモーターの消費電力
が従来のモーターに比べて小さいことを意味する。

【０１２６】また一定なトーク（本実験では2.1 kgf・c
m）の負荷がかかった場合、負荷回転数を見ると、従来
の負荷回転数より本発明の負荷回転数が更に大きく表わ
れ、これは本発明のモーターのトークが従来のモーター
のトークに比べて増加されたことを意味する。

【０１２７】一方、図１７（Ｂ）に示された本発明のモ
ーターの振動モードグラフは図１７（Ａ）に示された従
来モーターの振動モードグラフに比べて振動の大きさが
約１／２に減少されたことが判る。

【０１２８】一方、上記の第１ないし第４実施例による
モーターは密閉型ケースを用いて構成された例を示して
いるが、下記に説明される第５実施例は密閉型モーター
の放熱問題を解決するセルフクーリング（Self Coolin
g) による空冷構造を提示している。

【０１２９】図１８は本発明の第５実施例による空冷構
造を有するダブルローター方式のＢＬＤＣモーターを示
す軸方向の断面図であり、図１９は図１８においてマグ
ネットと磁気漏洩孔が形成されたマグネットヨークの間
の関係を示している概略平面図である。

【０１３０】図１８に示された第５実施例は基本的に上
記の第４実施例のモーターと類似な素子と同一な動作原
理を有するように構成される。

【０１３１】従って、例えば図１４に示された第４実施
例の素子と同一な素子に対しては同一な素材番号を付与
したので、これらに対する詳細な説明は省略する。

【０１３２】図１８を参照すれば、部材番号５１はステ
ーター、５５はコイル、５７は補助ＰＣＢ、５９はステ
ーター本体、６１は貫通孔、６３は連続端子、６５は貫
通孔、６７はステーター外周部、７１Ａは上部ケース、
７１Ｂは下部ケース、７３Ａは上部ローター、７３Ｂは
下部ローター、７５Ａ、７５Ｂはブリッジ、７７は回転
軸、７９は支持体、８１Ａ、８１Ｂはマグネット、８３
Ａ、８３Ｂはマグネットヨーク、８７はコントロールＰ
ＣＢ、８９はホール素子、９１は連続端子、９３Ａ、９
３Ｂは上部／下部ベアリング、９９は固体スクリューで
ある。

【０１３３】第５実施例において変わった点は、上部／
下部ケース（７１Ａ、７１Ｂ）とコントロールＰＣＢ８
７の互いに対向の位置であって、なるべく回転軸７７に
隣接した位置にそれぞれ多数の換気ホール３１１、３１
３、３１５を貫通形成し、また上部／下部ローター７３
Ａ、７３Ｂのマグネットヨーク８３Ａ、８３Ｂと支持体
７９にも上記換気ホール３１１、３１３、３１５と対応
の位置に多数の換気ホール３１７Ａ、３１７Ｂを貫通形
成した。

【０１３４】この場合、本発明ではホール素子位置検出
用補助マグネットは、上記換気ホール３１７Ａ、３１７
Ｂの配置のために削除する代わりにホール素子８９は設
置位置が移動され、これに対向するマグネットヨーク８
３Ａにマグネット８１Ａからの磁気漏洩孔３１９が図１
９のように形成されてホール素子８９からの漏洩磁束を
検出できるようにした。

【０１３５】上記の換気ホール３１１、３１３、３１
５、３１７Ａ、３１７Ｂは、円周上に同一間隔を有して
大略４〜６か所程度形成される。また上記換気ホール３
１７Ａ、３１７Ｂは、それぞれ内側に傾くか、回転方向
に傾いた構造が放熱効率の高い構造であり、非傾斜孔を
有することも勿論可能である。

【０１３６】またステーター外周部６７にも円周に沿っ
て上部および下部にそれぞれ所定間隔をおいて上記換気
ホール３１１、３１３、３１５、３１７Ａ、３１７Ｂを
通じて外部からモーター内部に流入された空気を再び外
部に排出するための多数の換気ホール３２１Ａ、３２１
Ｂが形成されている。

【０１３７】上記のようなセルフクーリングによる空冷
構造を有する第５実施例のモーターを空冷作用を以下に
詳細に説明する。

【０１３８】外部からコントロールＰＣＢ８７にモータ
ー制御信号が印加されると、制御用集積回路および出力
トランジスター３２３からステーター駆動用駆動信号が
連結端子９１、６３Ａと補助ＰＣＢ５７を介してステー
ターコイル５５に印加される。

【０１３９】これにより上部／下部ローター７３Ａ、７
３Ｂが回転するようになす。この場合上部ケース７１Ａ
の換気ホール３１１に流入された外部空気はコントロー
ルＰＣＢ８７の換気ホール３１５と上部ローター７３Ａ
の換気ホール３１７Ａを通過してコイル５５とマグネッ
ト８１Ａとの間のギャップを経て換気ホール３２１Ａを
通じて外部に排出される。

【０１４０】一方、ローター７３Ａ、７３Ｂの回転によ
り、下部ケース７１Ｂの換気ホール３１３から流入され
た外部空気は下部ローター７３Ｂの換気ホール３１７Ｂ
を通過してコイル５５とマグネット８１Ｂとの間のギャ
ップを経てステーター外周部６７に形成された換気ホー
ル３２１Ｂを通じて外部に排出される。

【０１４１】更に、本発明においてもローター７３Ａ、
７３Ｂの回転位置を換出するのに必要な補助マグネット
を別途設けなくても、長孔形状の磁気漏洩孔３１９を通
じてマグネット８１Ａの漏洩磁束をホール素子８９によ
って検出できるので、コスト節減を図ることができる。

【０１４２】この場合、マグネットヨーク８３Ａの内径
（ＤＩ）に沿って形成される磁場の分布差異が大きく生
じ、適正は内径（ＤＩ）の大きさは｛マグネットのＰＣＤ（Ｄ２）−マグネットの内径（Ｄ
３）｝−２で求めるのが望ましい。

【０１４３】上記の通りの空冷構造を形成した結果、第
５実施例においては、下記表３に記載された電圧
（ｖ）、電流（ｍＡ）、回転数（ｒｐｍ）でモーターを
駆動する場合、ステーターコイル、コンデンサー、トラ
ンジスターの温度（Ｔ１−Ｔ３）が表３に示されてお
り、図２１のグラフにコンデンサーとトランジスターの
温度（Ｔ２、Ｔ３）が示されており、５時間連続駆動時
にもステーターコイルの温度（Ｔ１）は最高６１．８
℃、コンデンサーの温度（Ｔ２）は最高６７．９℃、ト
ランジスターの温度（Ｔ３）は最高６６．９℃を維持し
た。

【０１４４】

【表３】Ｔ：（℃）

【０１４５】これに反し、密閉型構造を有する上記実施
例モーターでは下記表４に記載された電圧（ｖ）、電流
（ｍＡ）、回転数（ｒｐｍ）でモーターを駆動する場
合、ステーターコイル、コンデンサー、トランジスター
の温度（Ｔ１Ａ−Ｔ３Ａ）が表４に示されており、図２
０のグラフにコンデンサーとトランジスターの温度（Ｔ
２Ａ、Ｔ３Ａ）が示されている。ここに図示された通
り、３０ｍｉｎ連続駆動時、トランジスターの温度（Ｔ
３Ａ）は最高１００℃を越えており、ステーターコイル
の温度（Ｔ１Ａ）は最高７８．５℃、コンデンサーの温
度（Ｔ２Ａ）は最高１２３．０℃、トランジスターの温
度（Ｔ３Ａ）は最高１４５．０℃を記録した後、急激に
温度が下降した。

【０１４６】

【表４】Ｔ：（℃）

【０１４７】上記の通り、本発明の第５実施例では５時
間連続駆動時にもトランジスターの温度（Ｔ３）が６７
℃程度を維持しているが、密閉構造のモーターでは３６
ｍｉｎ経過時にトランジスターが破損することが判っ
た。

【０１４８】上記の通り、第５実施例ではモーター内部
の駆動コイルと駆動要素から発生された熱を外部に放熱
させるための貫通孔をダブルローターと上部／下部ケー
スに形成することにより、モーター内部の温度を低く維
持してモーターの出力減少と出力トランジスターの熱輻
輳を防ぐことができる。

【０１４９】以上では、本発明について、好ましい実施
例を例を挙げて図示して説明したが、本発明は上記の実
施例に限定されないし、本発明の精神を逸脱しない範囲
内で当該発明の属する技術分野で通常の知識を有する者
によって多様な変更と修正が可能であろう。

【０１５０】例えば、モーター駆動方式によりステータ
ーＰＣＢに実装されるボビンステーターコイルの数は変
動され得る。また上記の方式で積層段数を増加させるこ
とによってモーターの出力を容易に増加させることがで
きる。

【０１５１】

【発明の効果】上述のごとく、本発明によれば、ステー
ターまたはローターを中心に対称構造の磁気回路が形成
されるために軸方向の振動が互いに相殺されて振動が小
さく、コンパクトな積層構造によって駆動トークが大き
く、消費電力の小さい高効率のモーターが提供され得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のコアレス型ＢＬＤＣモーターの構造を示
す軸方向断面図

【図２】本発明の好ましい第１実施例に基づくダブルロ
ーター／ステーター方式のコアレス型ＢＬＤＣモーター
構造を示す軸方向断面図

【図３】図２に示されたローター構造を示す平面図

【図４】（Ａ）は他のローター構造を示す平面図、
（Ｂ）は他のローター構造を示す側面図

【図５】図２に示された第１実施例のモーター組立方法
を説明するための一部分解斜視図

【図６】本発明の第１実施例に基づく２段ダブルロータ
ー／ステーター方式のコアレス型ＢＬＤＣモーター構造
を示す断面図

【図７】本発明の好ましい第２実施例に基づくダブルス
テーター方式のコアレス型ＢＬＤＣモーター構造を示す
断面図

【図８】本発明の好ましい第２実施例に基づく２段ダブ
ルステーター方式のコアレス型ＢＬＤＣモーター構造を
示す断面図

【図９】（Ａ）は本発明の第３実施例に基づくボビン型
ステーターアセンブリーについての平面図、（Ｂ）は図
９（Ａ）のＡ−Ａ線断面図

【図１０】本発明に基づく第３実施例のステーターアセ
ンブリーを用いた１段ダブルローター／単一ステーター
方式のコアレス型ＢＬＤＣモーター構造を示す一部切断
軸方向断面図

【図１１】図１０のステーターコイルとローター磁石間
の配置関係を示す説明図

【図１２】本発明の第３実施例に基づく２段ダブルロー
ター／ステーター方式のコアレス型ＢＬＤＣモーター構
造を示す一部切断軸方向断面図

【図１３】（Ａ）は本発明の第４実施例に基づくステー
ターアセンブリーの平面図、（Ｂ）は一部切断軸方向断
面図、（Ｃ）は背面図

【図１４】本発明に基づく第４実施例のステーターアセ
ンブリーを用いた１段ダブルローター／単一ステーター
方式のコアレス型ＢＬＤＣモーターについての一部切断
軸方向断面図

【図１５】本発明の第４実施例に基づく２段ダブルロー
ター／単一ステーター方式のコアレス型ＢＬＤＣモータ
ーについての一部切断軸方向断面図

【図１６】モーターケースについての変形例を示す一部
切開断面図

【図１７】（Ａ）および（Ｂ）は本発明に基づくダブル
ローター／ステーターＢＬＤＣモーターと従来のシング
ルローターＢＬＤＣモーターの振動量を示したグラフ

【図１８】本発明の第５実施例に基づく空冷構造を有す
るダブルローター方式のＢＬＤＣモーターについての軸
方向断面図

【図１９】図１８において磁石と磁気漏洩孔が形成され
た磁石ヨーク間の関係を示している概略平面図

【図２０】密閉型構造モーターである場合に駆動時間に
基づくコンデンサーとトランジスターの温度を示したグ
ラフ

【図２１】本発明に基づく第５実施例の空冷構造モータ
ーである場合に駆動時間に基づくコンデンサーとトラン
ジスターの温度を示したグラフ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号Ｕ．Ｍ．９６−３３２０２ (32)優先日 1996年10月９日 (33)優先権主張国韓国（ＫＲ） (72)発明者ジョーンキム大韓民国ソウル、カンアムク、ホンジェドング、331 ヒュンダアパート 101− 107 (72)発明者ドングホーンキム大韓民国ソウル、カンナムク、ヨクサムドング、635−12 (72)発明者ボリスバザロブロシア共和国セイントペルスブルグ 1960−84 チェルニゴブスカヤ８

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ多数セットのＮ極とＳ極の磁石と
が交互に配置されたディスク形態に互いに反対極性の磁
石が対向して位置設定された第１および第２ローター
と、上記ローターの中央にブッシングを介して結合され
た回転軸と、その内部に上記回転軸の一側と他側とを回
転可能に支持する円筒形のケースと、それぞれ上記第１
および第２ローター間に所定の間隔をおいて設けられて
上記第１および第２ローターに互いに反対方向の電磁気
力を印加するために多数のボビンレスステーターコイル
を備えたディスク型第１および第２ステーターから構成
されることを特徴とするダブルローター方式のコアレス
型ブラシレスディーシーモーター。
【請求項２】上記各ローターは、ディスク型非磁性体か
らなる支持体と、上記支持体に均等間隔に交互に貫通挿
入された多数セットのＮ極磁石とＳ極磁石とから構成さ
れることを特徴とする請求項１記載のダブルローター方
式のコアレス型ブラシレスディーシーモーター。
【請求項３】上記ローターは、Ｎ極とＳ極とが交互に着
磁されたディスク形状の磁石と、上記磁石が支持される
ヨークから構成されることを特徴とする請求項１記載の
ダブルローター方式のコアレス型ブラシレスディーシー
モーター。
【請求項４】上記第１および第２ステーターは、上記ケ
ースの中間に固定されるＰＣＢと該ＰＣＢの左側／右側
面に実装される多数のボビンレスコイルから構成される
ことを特徴とする請求項１記載のダブルローター方式の
コアレス型ブラシレスディーシーモーター。
【請求項５】上記回転軸は、上記ケースの両側面内部中
央に設けられた左側／右側ベアリングを介してケースに
回転可能に設けられることを特徴とする請求項１、２、
３又は４記載のダブルローター方式のコアレス型ブラシ
レスディーシーモーター。
【請求項６】上記第１および第２ローター、左側／右側
ケース、回転軸第１および第２ステーターから構成され
る１段のダブルローター／ステーター構造モーターに軸
方向に少なくとも１段以上のダブルローター／ステータ
ー構造のモーターを更に含むことを特徴とする請求項１
記載のダブルローター方式のコアレス型ブラシレスディ
ーシーモーター。
【請求項７】それぞれ多数セットのＮ極とＳ極の磁石と
が交互に配置され、互いに所定間隔離れたディスク型の
第１および第４ローターと、上記第１および第４ロータ
ー間の中間に設けられ、それぞれ多数セットのＮ極とＳ
極の磁石とが交互に配置されたディスク型の第２および
第３ローターと、上記第１ないし第４ローターの中央に
ブッシングを介して結合された回転軸と、上記回転軸を
回転可能に支持する左側／右側ケースおよび上記と、左
側／右側ケースを連結する中間ケースと、それぞれ上記
左側ケースと中間ケースによって外周部が固定された第
１印刷回路基板の両側面上に設けられ上記対向の第１お
よび第２ローターに互いに反対方向の電磁気力を印加す
るために多数のボビンレスステーターコイルを備えたデ
ィスク型第１および第２ステーターと、それぞれ上記中
間ケースと右側ケースとの間に外周部が固定された第２
印刷回路基板の両側面上に設けられて上記対向の第３お
よび第４ローターに互いに反対方向の電磁気力を印加す
るために多数のボビンレスステーターコイルを備えたデ
ィスク型第３および第４ステーターから構成されること
を特徴とするダブルローター／ステーター方式のコアレ
ス型ブラシレスディーシーモーター。
【請求項８】上下方向に多数セットのＮ極とＳ極磁石が
同一円周上に均等に交互に配置されたディスク型ロータ
ーと、上記ローターの中央にブッシングを介して結合さ
れた回転軸と、該内部に上記回転軸の一側と他側とを回
転可能に支持する円筒形ケースと、それぞれ上記円筒形
ケースの両側内周部に上記ローターと所定間隔を置いて
設けられ上記ローターに互いに反対方向の電磁気力を印
加するために多数のボビンレスステーターコイルを備え
たディスク型第１および第２ステーターから構成される
ことを特徴とするシングルローター／ダブルステーター
方式のコアレス型ブラシレスディーシーモーター。
【請求項９】上記ローターは、ディスク型非磁性体から
なる支持体と、上記支持体に均等間隔に交互に貫通挿入
された多数セットのＮ極磁石とＳ極磁石とから構成され
ることを特徴とする請求項８記載のシングルローター／
ダブルステーター方式のコアレス型ブラシレスディーシ
ーモーター。
【請求項１０】上記各ステーターは、ケース内周部に固
定されるＰＣＢと該ＰＣＢに実装される多数のボビンレ
スコイルから構成されることを特徴とする請求項８記載
のシングルローター／ダブルステーター方式のコアレス
型ブラシレスディーシーモーター。
【請求項１１】上記ケースは、上部ケースと下部ケース
とから構成され、上記回転軸は上部／下部ケースの内部
中央に設けられた上部／下部ベアリングを介してケース
に回転可能に設けられ、上記下部ケースと下部ベアリン
グとの間にローターの軸方向振動を緩衝させるための弾
性部材を更に含むことを特徴とする請求項８、９又は１
０記載のシングルローター／ダブルステーター方式のコ
アレス型ブラシレスディーシーモーター。
【請求項１２】上記ローター、回転軸、上部／下部ケー
ス、上部／下部ステーターから構成される１段のダブル
ステーター構造のモーターに軸方向に少なくとも１段以
上のダブルステーター構造のモーターを更に含むことを
特徴とする請求項８記載のシングルローター／ダブルス
テーター方式のコアレス型ブラシレスディーシーモータ
ー。
【請求項１３】多数セットのＮ極とＳ極の磁石が交互に
配置されたディスク型形態に互いに所定間隔に配置され
た第１および第２ローターと、上記ローターの中央にブ
ッシングを介して結合された回転軸と、上記回転軸を回
転可能に支持する上部／下部ケースと、外周部が上記上
部／下部ケースの間に固定結合されそれぞれ上記第１お
よび第２ローターの間に所定の間隔を置いて設けられて
上記第１および第２ローターに互いに反対方向の電磁気
力を印加するために多数のステーターコイルがモールデ
ィング充填物で支持され、環形ディスク形態に形成され
たステーターから構成されることを特徴とするダブルロ
ーター／単一ステーター方式のコアレス型ブラシレスデ
ィーシーモーター。
【請求項１４】上記ステーターは、多数の巻取りコイル
と、上記巻取りコイルのノズル部分をシーリングしなが
ら全体的に環形ディスク形状に角型コイルを支持するス
テーター本体と、上記本体の一側面に取り付けられ、上
記コイルを相互結線させる補助印刷回路基板から構成さ
れることを特徴とする請求項１３記載のダブルローター
／単一ステーター方式のコアレス型ブラシレスディーシ
ーモーター。
【請求項１５】上記多数のコイルは、ボビンに巻取りさ
れていることを特徴とする請求項１４記載のダブルロー
ター／単一ステーター方式のコアレス型ブラシレスディ
ーシーモーター。
【請求項１６】上記多数のコイルの中性点を相互連結さ
せるためのショットリングを更に含むことを特徴とする
請求項１３、１４又は１５記載のダブルローター／単一
ステーター方式のコアレス型ブラシレスディーシーモー
ター。
【請求項１７】上記ステーターは、上部／下部ケースと
組み立て時に自動アラインが行われるように外周部上下
部にキー溝と突出キーとが形成されていることを特徴と
する請求項１３又は１４記載のダブルローター／単一ス
テーター方式のコアレス型ブラシレスディーシーモータ
ー。
【請求項１８】上記上部／下部ケースのうちいずれかの
一側内部に設けられ、上記ステーターに対する駆動電流
を印加するためのコントロール印刷回路基板を更に含む
ことを特徴とする請求項１３記載のダブルローター／単
一ステーター方式のコアレス型ブラシレスディーシーモ
ーター。
【請求項１９】上記ステーターの一側面に上記コントロ
ール印刷回路基板との連結のための多数の第１端子が備
えられ、その対向側には上記第１端子と連結され、他の
段のステーターが連結される多数の第２端子が備えられ
ることを特徴とする請求項１８記載のダブルローター／
単一ステーター方式のコアレス型ブラシレスディーシー
モーター。
【請求項２０】ダブルローター／単一ステーター構造の
１段モーターに積層され軸方向に少なくとも１以上のダ
ブルローター／単一ステーター構造の１段モーターを更
に含むことを特徴とする請求項１９記載のダブルロータ
ー／単一ステーター方式のコアレス型ブラシレスディー
シーモーター。
【請求項２１】コアレス型ブラシレスディーシーモータ
ーのステーター製造方法において、一般巻線機を用いて
角形ボビンに絶縁コイルを巻取って多数のステーターコ
イルを準備する段階と、上記多数のステーターコイルに
対する相互結線のために上記多数のステーターコイルを
同一円周上に同一な間隔に配置して各ステーターコイル
の端子を中央に貫通孔を有する印刷回路基板に半田付連
結する段階と、上記ステーターコイルの露出部分だけを
モールディング充填物でシーリングさせ、中央に貫通孔
を有するディスク形態にインサートモールディング方法
で成型する段階からなることを特徴とするコアレス型ブ
ラシレスディーシーモーターのステーター製造方法。
【請求項２２】コアレス型ブラシレスディーシーモータ
ーのステーター製造方法において、多数の巻取りコイル
を環形印刷回路基板に同一間隔に配置して各コイルの端
子を連結固定する第１段階と、上記第１段階で組み立て
られた巻取りコイルの外周面をモールディング充填物を
用いて中央に貫通孔を有するディスク形態にインサート
モールディング方法で成型する第２段階とからなること
を特徴とするコアレス型ブラシレスディーシーモーター
のステーター製造方法。
【請求項２３】上記巻取りコイルは、一般巻線機を用い
て角形ボビンに絶縁コイルを巻取って得られることを特
徴とする請求項２２記載のコアレス型ブラシレスディー
シーモーターのステーター製造方法。
【請求項２４】上記インサートモールディング方法で成
型する第２段階はモールディング充填物によって上記第
１段階で組み立てられたものと、前もって成型された環
形のステーターホルダーを一体に結合させることを特徴
とする請求項２２又は２３記載のコアレス型ブラシレス
ディーシーモーターのステーター製造方法。
【請求項２５】多数の巻取りコイルと、上記多数の巻取
りコイルの外周面と外周面の間に充填されて全体的に環
形ディスク形状をなすステーター本体と、上記本体の一
側面に取り付けられて上記コイルを相互結線させる印刷
回路基板から構成されることを特徴とするコアレス型ブ
ラシレスディーシーモーターのステーター製造方法。
【請求項２６】多数のセットのＮ極とＳ極の磁石とが交
互に配置されたディスク形態に互いに所定間隔に配置さ
れた第１および第２ローターと、上記ローターの中央に
ブッシングを介して結合された回転軸と、上記回転軸を
回転可能に支持する上部／下部ケースと、外周部が上記
上部／下部ケースの間に固定結合され、それぞれ上記第
１および第２ローターの間に所定の間隔をおいて設けら
れ上記第１および第２ローターに互いに反対方向の電磁
気力を印加するために多数のステーターコイルがモール
ディング充填物で支持され環形ディスク形態に形成され
たステーターと、上記上部／下部ケースのうちいずれか
一側に設けられて上記ステーターに対する駆動電流を印
加するためのコントロール印刷回路基板から構成され、
上記上部／下部ケースとコントロール印刷回路基板と、
第１および第２ローターに外部空気がモーター内部に循
環され得る多数の換気ホールを備えたことを特徴とする
空冷構造を有するダブルローター方式のブラシレスディ
ーシーモーター。
【請求項２７】上記多数の換気ホールは上部／下部ケー
スと、コントロール印刷回路基板と、第１および第２ロ
ーターの互いに対向した位置であって、可能な限り回転
軸に隣接した位置に互いに所定間隔をおいてそれぞれ貫
通形成されたことを特徴とする請求項２６記載の空冷構
造を有するダブルローター方式のブラシレスディーシー
モーター。
【請求項２８】上記上部／下部ケースとステーターの外
周部との間に多数の換気ホールを更に備えることを特徴
とする請求項２６又は２７記載の空冷構造を有するダブ
ルローター方式のブラシレスディーシーモーター。
【請求項２９】上記ローターの磁石から磁束が漏洩され
得る多数の磁気漏洩孔がローターのマグネットヨークに
形成され、これに対向したコントロール印刷回路基板の
背面にホール素子が配置されたことを特徴とする請求項
２６記載の空冷構造を有するダブルローター方式のブラ
シレスディーシーモーター。