JP2002119022A

JP2002119022A - ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP2002119022A
Application number: JP2000308780A
Authority: JP
Inventors: Shinji Fukushima; 慎治福島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動コイル、速度制御信号を発生するための
波状線および位相制御信号を発生するコイルをプリント
基板上に銅パターンで形成し、そのプリント基板を積層
してステータとするブラシレスモータに関するもので、
２枚のプリント基板で前記ステータを構成する具体的手
段を提供する。【解決手段】第一のプリント基板４上に駆動コイル１
４と速度制御信号を発生する為の波巻線１６，１７，１
８と位相制御信号を発生する為の渦巻状の巻線コイル１
５をそれぞれ銅パターンにより形成し、第二のプリント
基板５上に駆動コイル２０と位相制御信号を発生する為
の渦巻き状の巻線コイル２９を銅パターンにより形成
し、その両プリント基板４，５を前記駆動コイル同士お
よび巻線コイル同士が重なるように接合し、その重なり
合った駆動コイル同士および巻線コイル同士をそれぞれ
電気的に直列接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多数の磁極対を有す
る永久磁石を備えた円盤状ロータに対向して、銅パター
ンを渦巻状に形成した駆動コイルを複数個環状に配置し
たプリント基板を２枚積層したものを具備するステータ
を有するブラシレスモータに関するもので、特に、前記
プリント基板の積層枚数を低減せんとするものである。

【０００２】

【従来の技術】多数の磁極対を有する永久磁石を備えた
円盤状ロータに対向し、銅パターンを渦巻状に形成した
駆動コイルを複数個環状に配置したプリント基板を複数
枚積層したものを具備するステータを有するブラシレス
モータにおいては、ブラシレスモータを駆動する為の前
記駆動コイルを配置したプリント基板は、その製法上の
問題から２枚以上の偶数枚で構成される。

【０００３】しかし、ブラシレスモータのコストが高く
なることから、通常２枚で構成される場合が多い。この
ようなブラシレスモータにおいて、前記ロータの回転速
度に応じた周波数の速度制御信号を発生する為の波巻線
とロータの回転位相を示す位相制御信号を発生する為の
巻線コイルが必要となる場合、前記駆動コイルが配置さ
れた駆動用のプリント基板２枚とは別に前記波巻と巻線
コイル専用のプリント基板を追加し３枚とするのが一般
的である。

【０００４】以下に、従来の技術による銅パターンを形
成したプリント基板を３枚積層したものを具備するブラ
シレスモータについて、図３および図４を用いて説明す
る。図３（ａ）は、ＶＴＲのへッドシリンダに組み込ま
れた前記ブラシレスモータの断面図であり、図３（ｂ）
は、３枚のプリント基板を積層したステータを拡大した
断面図を示す。図４は、前記ステータにおける各プリン
ト基板上に配置した銅パターンを示す平面図である。

【０００５】図３において、４０は基板（図示せず）に
固定された円筒状の下シリンダであり、４１はその下シ
リンダ４０の中心に植設されたシャフトである。４２は
前記シャフト４１に軸受４３により回転可能に取り付け
られた円筒状の上シリンダ、１はブラシレスモータを駆
動する為の環状の永久磁石２を具備する円盤状のロータ
であり、前記上シリンダ４２に固定されている。

【０００６】３はブラシレスモータを駆動する為のコイ
ルを銅パターンで形成したプリント基板を３枚積層する
ことによって構成されたステータであり、前記環状の永
久磁石２に所定の間隙を介して対向するように下シリン
ダ４０に固定されている。図３（ｂ）に前記ステータ３
を拡大した断面図を示す。１枚目のプリント基板４と２
枚目のプリント基板５を接着剤層６にて積層し、さらに
３枚目のプリント基板３２を接着剤層６にて積層するこ
とで、ブラシレスモータを駆動する為の駆動コイル、速
度制御信号を発生する為の波巻線および位相制御信号を
発生する為の巻線コイルを有するステータを構成してい
る。なお、１２，１３は両表面に設けられた絶縁層であ
る。

【０００７】プリント基板４と５はそれぞれ銅パターン
７と絶縁層８で構成され、前記各プリント基板のそれぞ
れ同じ位置に設けられた端子９と１０を貫通する孔１１
に半田ペーストなどを埋め込むことによって、各プリン
ト基板間の銅パターン同士をスルーホールによって導通
させることにより駆動コイルを形成している。

【０００８】ここで、前記ブラシレスモータを駆動する
ための永久磁石２と別に、位相制御信号を発生させるた
めの永久磁石が必要となるが、今回は前記永久磁石２の
着磁のなかに、別の着磁パターンによって位相制御信号
を発生する為の磁極を設けた形のもので説明する。

【０００９】図４において、１枚目のプリント基板４上
にブラシレスモータを駆動する為の渦巻状の駆動コイル
１４が３相の各３個で合計９個が３６０／９＝４０度毎
に等間隔に環状に配置されている。前記駆動コイル１４
はそれぞれの巻線の内周側端子１９から外周側へ巻かれ
ている。そして、前記駆動コイル１４の外周側は、ブラ
シレスモータの駆動回路に接続する為の端子２２に接続
されるか、もしくは同相の駆動コイル１４の外周側に接
続されている。ここで、１個の駆動コイル１４が内周側
端子から外周側へ時計方向に巻かれた場合、その駆動コ
イルと接続される他方の駆動コイルは、内周側から反時
計方向に巻かれることによって、同相の駆動コイルが同
一結線上で同じ巻方向となる様に配慮されている。ま
た、各相の駆動コイルを接続するための銅パターンによ
って、同一相の駆動コイルをすべて結線することが２次
元的に不可能な場合が発生する。この場合、接続不可能
な駆動コイルの外周側に端子２３を設けておく。

【００１０】２枚目のプリント基板５においては、前記
プリント基板４上のブラシレスモータを駆動するための
駆動コイル１４の内周側端子１９と同じ位置に内周側端
子２１を配置し、そこから外周側に駆動コイル２０を９
個銅パターンによって形成している。前記駆動コイル２
０は、プリント基板４とプリント基板５とを所定の位置
関係で重ね合わせた場合、駆動コイル１４と２０は重な
り合い、かつ、その重なり合った駆動コイル１４と２０
とは同じ巻方向となるように配慮されている。

【００１１】また、駆動コイル２０は、プリント基板４
と同様に同相の駆動コイルの外周側同士を接続するか、
あるいは同相の駆動コイルを接続不可能な場合は、接続
不可能な駆動コイルの外周側に端子２４を設けておく。

【００１２】上記の配慮によって銅パターンが形成され
たプリント基板４とプリント基板５を接着剤層で貼り合
せた後、各プリント基板の同じ場所にある前記駆動コイ
ルの内周側端子１９と２１をスルーホールにて導通さ
せ、対向する駆動コイル１４と２０を電気的に直列接続
する。同様に、互いのプリント基板の同相の駆動コイル
の接続できていない外周側端子２３および２４に対し、
互いに違うプリント基板上で前記端子と同じ位置に端子
３１を配置し、前記と同様にスルーホールにて導通させ
る。こうすることで、元のプリント基板内で接続不可能
であった駆動コイルの外周同士の接続を、別のプリント
基板を介して接続可能としている。

【００１３】以上の銅パターンの配置によって、２枚の
プリント基板に配置されたブラシレスモータを駆動する
ための駆動コイル１４および２０の合計１８個が、駆動
回路に接続する為の端子２２からそれぞれ直列に、かつ
同方向に巻線された３群の巻線コイルが構成され、その
３群それぞれの端末を電気的に接続することで、ブラシ
レスモータのステータを構成することとなる。

【００１４】次に３枚目のプリント基板３２において、
速度制御信号を発生する為の波巻線を以下の形状でプリ
ント基板の外周側に配置する。まず、前記永久磁石２の
磁束と鎖交することによって発電する為の、前記円盤状
ロータ１の軸中心を通る直線上に銅パターン１６を、前
記永久磁石２の着磁分割数と同じ本数を配置する。図４
においては、駆動用コイルの数が９個であることから、
着磁分割数は１２となり、前記銅パターン１６も１２本
配置している。この１２本の前記銅パターン１６がそれ
ぞれで発電する信号を積分する為、前記銅パターンを外
周側の銅パターン１７と内周側の銅パターン１８にて図
に示す様に波状に接続する。前記銅パターン１７および
１８は、前記軸中心から同じ半径で一定とすることで、
ノイズの小さい高精度の速度制御信号を得ることができ
る。

【００１５】次に、位相制御信号を発生する為の巻線コ
イル１５を、前記環状の波巻線１６、１７、１８の内側
に配置する。ここで前記巻線コイル１５は、巻線コイル
の外周に引き出し線を出す為、巻数を１しか取ることが
できない。この為、前記巻線コイル１５で位相制御信号
の信号出力レベルを得る為には、前記永久磁石２に別途
着磁する位相制御信号を発生する為の磁極を強力に着磁
する必要が生じる。前記磁極による磁束の影響を避ける
為、前記波巻線の内径側の銅パターン１８は、前記磁極
に対し充分径方向の距離を取ることが必要となる。

【００１６】前記の配置に銅パターンを形成し、速度制
御信号を発生する為の波巻線および位相制御信号を発生
する為の巻線コイルの両端を端子２５に接続する。プリ
ント基板４上の、前記端子２５と同じ位置に端子２６を
設け、そこからブラシレスモータの駆動回路に接続する
為の端子２２に接続する。この状態で、前記プリント基
板４とプリント基板５とを接着したものに、前記プリン
ト基板３２を接着剤にて貼り合せ、前記端子２５と２６
をスルーホールで導通させることで、プリント基板４に
設けられたブラシレスモータの駆動回路と接続する為の
端子２２に、速度制御信号および位相制御信号を接続し
ている。ここで、間に挟まれるプリント基板５におい
て、スルーホールの貫通孔に近接した部位３３に銅パタ
ーンを配置しない様に配慮しないと、パターンショート
が発生することとなる。

【００１７】以上の構成によって、ブラシレスモータの
駆動・速度制御および位相制御の機能を具備する、ブラ
シレスモータのステータが３枚のプリント基板を積層す
ることによって形成される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】このように、速度制御
用の波状の波巻線および位相制御用の巻線コイルを両方
具備し、かつプリント基板の銅パターンによってブラシ
レスモータを駆動する為の駆動コイルを構成するブラシ
レスモータにおいては、駆動コイルを形成する２枚のプ
リント基板と別に、速度制御用と位相制御用のプリント
基板を別途形成し、前記駆動用プリント基板に接着剤な
どで貼り合せることで前記ブラシレスモータのステータ
を形成することとなる。このことにより、プリント基板
の枚数が増えること、さらには貼り合せによる加工費が
増えること、工数増による不良率の増などにより、ブラ
シレスモータのコストが高くなるといった課題があっ
た。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のブラシレスモータは、、第一のプリント基
板上に前記駆動コイルと前記ロータの回転速度に応じた
周波数の速度制御信号を発生する為の波巻線と前記ロー
タの回転位相を示す位相制御信号を発生する為の渦巻状
の巻線コイルをそれぞれ銅パターンにより形成し、第二
のプリント基板上に前記駆動コイルと前記位相制御信号
を発生する為の渦巻き状の巻線コイルを銅パターンによ
り形成し、その両プリント基板を前記駆動コイル同士お
よび巻線コイル同士が重なるように接合し、その重なり
合った駆動コイル同士および巻線コイル同士をそれぞれ
電気的に直列接続したことを特徴とするブラシレスモー
タであり、従来３枚のプリント基板により形成されてい
たステータを２枚のプリント基板により構成でき、安価
で信頼性の高いブラシレスモータを提供できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、銅パターンを渦巻状に形成した駆動コイルが複数個
環状に配置された２枚のプリント基板を、前記駆動コイ
ル同士が重なるように接合し、その重なり合った駆動コ
イル同士を電気的に直列接続したステータに対向して、
多数の磁極対を有する環状の永久磁石を備えた円盤状ロ
ータを回転可能に設けたブラシレスモータにおいて、第
一のプリント基板上に前記駆動コイルと前記ロータの回
転速度に応じた周波数の速度制御信号を発生する為の波
巻線と前記ロータの回転位相を示す位相制御信号を発生
する為の渦巻状の巻線コイルをそれぞれ銅パターンによ
り形成し、第二のプリント基板上に前記駆動コイルと前
記位相制御信号を発生する為の渦巻き状の巻線コイルを
銅パターンにより形成し、その両プリント基板を前記駆
動コイル同士および巻線コイル同士が重なるように接合
し、その重なり合った駆動コイル同士および巻線コイル
同士をそれぞれ電気的に直列接続したことを特徴とする
ブラシレスモータであり、従来３枚のプリント基板によ
り形成されていたステータを２枚のプリント基板により
構成でき、安価で信頼性の高いブラシレスモータを提供
できる。

【００２１】本発明の請求項２に記載の発明は、前記波
巻線は、前記環状に配置された複数の駆動コイルの間を
縫うように環状に形成されていることを特徴とする請求
項１に記載のブラシレスモータであり、波巻線環状に配
置された複数の駆動コイルの間を縫うように形成するこ
とにより、高精度の速度制御信号を得ることが出来る。

【００２２】本発明の請求項３に記載の発明は、前記駆
動コイルは３相の駆動用の駆動コイルであり、その連続
する３相の駆動コイルをａ，ｂ，ｃとするとき、前記波
巻線は、ａとｂおよびｃとａの駆動コイルの間を通過す
るように形成されていることを特徴とする請求項２記載
のブラシレスモータであり、環状に配置された駆動コイ
ルの間を縫うように形成することにより、高精度の速度
制御信号を得ることが出来る。

【００２３】本発明の請求項４に記載の発明は、前記位
相制御信号を発生する為の巻線コイルは、環状に配置さ
れた前記駆動コイルの内側に配置されており、前記環状
の永久磁石の内径を、速度制御用波巻線の内径側パター
ンの直径に対し、前記永久磁石と前記パターンとの距離
と同等かそれ以上に小さくしたことを特徴とする請求項
２記載のブラシレスモータであり、速度制御信号の精度
向上を可能にするものである。

【００２４】本発明の請求項５に記載の発明は、前記第
一のプリント基板に形成された駆動コイル間の誘起電圧
のアンバランスを前記第二のプリント基板に形成される
駆動コイルにより補正したことを特徴とする請求項２記
載のブラシレスモータであり、速度制御信号用の波巻線
あるいは位相制御信号用の巻線コイルを配置することに
より制限されるスペースを有効に使用できるものであ
る。

【００２５】本発明の請求項６に記載の発明は、駆動コ
イルの配置位置を環状の永久磁石の径方向にアンバラン
スとし駆動用の巻線コイルの巻数を多く取るとこを可能
としたことを特徴とする請求項２記載のブラシレスモー
タであり、限りあるスペースのプリント基板上におい
て、駆動コイルの巻数をより多くすることができ、モー
タ特性の向上を可能とするものである。

【００２６】本発明の請求項７に記載の発明は、前記第
一のプリント基板に形成された駆動コイルの巻数のアン
バランスによって生じる、各相間の誘起電圧および巻線
の抵抗のアンバランスを、前記第二のプリント基板上に
形成された駆動コイルの巻数を調節することで補正した
ことを特徴とする請求項２記載のブラシレスモータであ
り、限りあるスペースのプリント基板上において、駆動
コイルの巻数をより多くすることができ、特に、回転精
度の向上を可能とするものである。

【００２７】（実施の形態）以下に、本発明の請求項１
から７に記載された発明の実施の形態について、図１お
よび図２を用いて説明する。図１（ａ）は、ＶＴＲのヘ
ッドシリンダに組み込まれた本発明によるブラシレスモ
ータの断面図、図１（ｂ）は、同ブラシレスモータを駆
動する為の駆動コイルを２枚のプリント基板上に銅パタ
ーンにて形成されたステータを拡大した断面図であり、
図２は、前記ステータを構成する２枚のプリント基板の
平面図である。

【００２８】図１において、４０は基板（図示せず）に
固定された円筒状の下シリンダであり、４１はその下シ
リンダ４０の中心に植設されたシャフトである。４２は
前記シャフト４１に軸受４３により回転可能に取り付け
られた円筒状の上シリンダであり、１はブラシレスモー
タを駆動する為の円環状の永久磁石２を具備するロータ
１であり、前記上シリンダ４２に固定されている。

【００２９】３はブラシレスモータを駆動する為の駆動
コイルを銅パターンで形成したプリント基板を２枚積層
することによって構成されたステータであり、前記円環
状の永久磁石２に所定の間隙を介して対向するように下
シリンダ４０に固定されている。

【００３０】１枚目のプリント基板４と２枚目のプリン
ト基板５を接着剤層６にて積層することによって、ブラ
シレスモータを駆動する為の駆動コイルを有するステー
タを構成している。各プリント基板４、５はそれぞれ銅
パターン７と絶縁層８で構成され、前記各プリント基板
のそれぞれ同じ位置に設けられた端子９と１０を貫通す
る孔１１に半田ペーストなどを埋め込むことによって、
プリント基板４の銅パターンとプリント基板５の銅パタ
ーンとを電気的に接続している。また、図１（ａ）のブ
ラシレスモータの断面図に示す様に、前記ブラシレスモ
ータを駆動するための円環状の永久磁石２と別に、位相
制御信号を発生する為の永久磁石２７が前記永久磁石２
の内周側の所定の位置に取り付けられており、かつ、永
久磁石２の１個の磁極を構成する開角の範囲内に配置さ
れている。

【００３１】図２において、１枚目のプリント基板４上
にブラシレスモータを駆動する為の駆動コイル１４が３
相の各３個合計９個が３６０／９＝４０度毎に等間隔で
環状に配置されている。前記駆動コイル１４はそれぞれ
の内周側端子１９から外周側へ巻かれている。この駆動
コイルの外周側は、ブラシレスモータの駆動回路に接続
する為の端子２５に接続されるか、もしくは同相の巻線
コイルの外周側に接続される。ここで、１個の駆動コイ
ルが内周側端子から時計方向に巻かれた場合、その駆動
コイルと接続される駆動コイルは、外周側から時計方向
に巻くことによって、全ての駆動コイルが同一結線上同
じ巻方向となる様に配慮されている。また、各相の駆動
コイルを接続のための銅パターンによって、同一相の駆
動コイルをすべて結線することが２次元的に不可能な場
合が発生する。この場合、接続されていない駆動コイル
の外周側に端子２３を設けておく。

【００３２】次に、速度制御信号を発生する為の波巻線
のうち、信号を発電するため径方向の銅パターン１６
を、前記駆動コイル３相のうちの１相の巻線コイル１４
ａの両側に、円盤状ロータ１の軸中心を通る直線上に配
置している。つまり、連続する３相のコイル１４ａ、１
４ｂおよび１４ｃに対し、前記波巻線の径方向の銅パタ
ーン１６は、コイル１４ａと１４ｂとの間およびコイル
１４ｃと１４ａとの間に配置され、１４ｂと１４ｃとの
間には配置されない。このことによって、全周で６個の
径方向の銅パターン１６を有する形になる。

【００３３】この６本の前記銅パターン１６でそれぞれ
発電する信号を積分する為、前記銅パターンを外周側の
銅パターン１７と内周側の銅パターン１８にて図に示す
様に波状に接続する。前記銅パターン１７および１８
は、前記軸中心を中心とする円弧にすることによりノイ
ズの小さい高精度の速度制御信号を得ることができる。
また、外周側の銅パターン１７の円弧の半径は、前記環
状の永久磁石２の外径の半径より大きく取っている。前
記プリント基板の制約によるが、永久磁石２の半径と永
久磁石２の厚さを合わせたより大きい半径を取ることが
可能であれば、図２に示すパターン形状の様に前記銅パ
ターン１７の半径が変化しても速度制御信号の精度に影
響が無くなる。また、永久磁石２の外径より内側に配置
しても良いが、駆動コイル１４を配置可能な面積が小さ
くなることから、モータ特性を満足出来なくなる場合が
ある。

【００３４】次に、渦巻状の位相制御用巻線コイル１５
は駆動コイル１４および制御信号用波巻線１６、１７、
１８に対し内径側に配置されている。前記巻線コイル１
５と位相制御用の永久磁石２７は、円盤状ロータの軸中
心からの距離が同じとなる様配置されている。前記巻線
コイル１５は、駆動用巻線コイル１４と同様に、巻線の
内周側端子２８から外周側へ巻かれ、外周側は速度制御
信号との共通線として、ブラシレスモータの駆動回路に
接続する為の端子２２に接続する為、端子２５に接続さ
れる。

【００３５】２枚目のプリント基板５においては、前記
プリント基板４上の駆動コイル１４の内周側端子１９と
同じ位置に内周側端子２１を配置し、そこから外周側に
渦巻状の駆動コイル２０が４０度毎の等間隔で９個銅パ
ターンによって形成されている。このコイル２０は、プ
リント基板４の駆動コイル１４と同じ位置であり、か
つ、同じ巻方向となる様配置されている。また、プリン
ト基板４と同様に同相の巻線コイルの外周側同士を接続
するか、あるいは同相の巻線コイルを接続不可能な場合
は、接続されてない駆動コイルの外周側に端子２４を設
けておく。また、位相制御用巻線コイル２９も同様に、
プリント基板４における内周側端子２８と同じ位置に配
置された端子３０から外周側へと巻かれ、外周側はブラ
シレスモータの駆動回路に接続する為の端子２２に接続
されている。

【００３６】上記の配慮によって銅パターンが形成され
たプリント基板４とプリント基板５を接着剤層で貼り合
せた後、各プリント基板の同じ場所に配置された巻線コ
イルの内周側端子１９と２１および２８と３０をスルー
ホールにて導通させる。同様に、互いのプリント基板の
同相の巻線コイルの接続できていない外周側端子２３お
よび２４に対し、互いに違うプリント基板上で前記端子
と同じ位置に端子３１を配置し、前記と同様にスルーホ
ールにて導通させる。さらに、速度制御信号用波巻線の
両端にある端子２５に対し、プリント基板５上で前記端
子と同じ位置に配置された端子２６とスルーホールにて
導通させる。以上の銅パターンの配置と工程によって、
２枚のプリント基板に配置されたブラシレスモータを駆
動するためのコイル１４および２０の合計１８個が、駆
動回路に接続する為の端子２２からそれぞれ直列に、か
つ同方向に巻線された３群の巻線コイルとして構成され
る。同様に、速度制御用波巻線および位相制御用巻線コ
イルも前記端子２２に接続され、さらに前記３群それぞ
れの端末を電気的に接続することで、ブラシレスモータ
の駆動・速度制御および位相制御の機能を具備するステ
ータが構成されることとなる。

【００３７】こうした構成において、プリント基板４に
おいて、速度制御信号を発生する為の波巻線１６、１
７、１８による制約によって、駆動コイル１４の巻数を
より多くとると、駆動コイル１４のサイズおよび円盤状
ロータの軸中心に対する距離が各相でアンバランスとな
ることが生じる。すなわち、駆動コイルのうちの１相で
ある１４ａの内径側に前記波巻線の内周を形成する銅パ
ターン１８があることから、前記駆動コイル１４ａは他
の相の巻線コイル１４ｂゃ１４ｃと比べて外周側に配置
されることとなる。また、プリント基板の外径寸法の制
約によっては、巻線コイル１４ａの径方向の幅が小さく
なることで巻数が小さくなること、対向して配置される
永久磁石２による磁束の領域から外れることによって、
他の巻線コイルより逆起電圧が小さくなるといった課題
が生じることがある。

【００３８】同様に、位相制御用巻線コイル１５、２９
によっても、各相の駆動コイルの逆起電力がアンバラン
スとなることがある。これに対応し、波巻線を形成した
プリント基板４に対し制約の無いプリント基板５におい
て、駆動コイル２０の大きさを各相で変化させることに
よって、各相の逆起電圧を均一にする様に配慮してい
る。

【００３９】次に、速度制御信号は高精度な信号が要求
されることから、ブラシレスモータを駆動する為の永久
磁石２を高精度な分割精度に着磁するする必要がある。
しかし、前記永久磁石２の近傍に位相制御信号を発生す
る為の永久磁石２７を配置することから、少なからず前
記永久磁石２７の磁束の影響を受けることとなる。速度
制御信号を発生する為の波巻線にそうした磁束の影響を
受け難くする為、前記波巻線のうち内周側の銅パターン
１８は、前記永久磁石２による磁束の範囲内に配置する
ことが必要となる。例えば、永久磁石２の内径がφ１２
であれば、前記銅パターン１８の内径をφ１３以上とす
る。このことにより、前述したとおり、プリント基板４
における巻線コイル１４ａをはじめ全ての駆動コイルは
内周側に制限無く配置することが出来なくなるといった
課題があり、ブラシレスモータのモータ特性が小さくな
る場合が生じる。こうした課題はあるが、ブラシレスモ
ータとしてのトータルでの性能を考慮した場合、前記銅
パターン１８の内径を永久磁石の内径以上にしても良
い。

【００４０】これに対し、ブラシレスモータを駆動する
為の駆動コイル１４、２０の面取り、を小さくする、さ
らには逆付けＲ面取りとするといった工夫により、各駆
動コイルで発生する逆起電力を大きくする配慮を行って
いる。

【００４１】さらには、位相制御信号を発生する為の巻
線コイル１５、２９を配置するスペースにも制限がある
ことから、位相制御信号を必用とされるレベルまで検出
出来ない場合が発生する。これに対応する為に、位相制
御信号を発生する為の永久磁石２７の磁束強度を強くす
る方法もあるが、コストアップとなること、また前述の
速度制御信号への磁束の影響が出るといった問題から限
界がある。これに対応する為、内周側端子２８、３０を
スルーホールによって導通を取って、プリント基板４、
５両面への巻線コイル配置を可能としている。さらに出
力アップが必用となった場合、図２に示す様に、駆動コ
イル１４ｂ、１４ｃ、２０ｂ、２０ｃへ食い込む形で位
相制御用巻線コイル１５、２９の配置スペースを稼ぎ、
位相制御用巻線コイルの巻数を多くしている。ここでも
プリント基板５での駆動コイル２０ａの巻線スペースを
配慮し、位相制御用巻線コイルは前記駆動コイル２０ｂ
と２０ｃとの間に配置している。また、位相制御用巻線
コイル１５、２９を外周側に大きく配置し過ぎると、位
相制御信号に永久磁石２の磁束の影響が出ることとな
り、位相制御信号のノイズが大きくなるといった問題に
も配慮する必要がある。

【００４２】この様な永久磁石２と２７との間で発生す
る速度制御信号・位相制御信号への悪い影響を低減する
為、永久磁石２７とそれに近接した永久磁石２の磁極
を、同じ極性とするなどの配慮が必要となる場合もあ
る。

【００４３】以上述べた様に、駆動コイル、速度制御用
波巻線および位相制御用巻線コイルそれぞれが互いに影
響し合い、その影響によってブラシレスモータの特性や
性能に弊害が生じ易いといった問題を持っているが、そ
れらを適宜折り合いの付くポイントに設定することで、
モータの特性や性能に影響することなく、プリント基板
２枚で構成されるステータを具備し、安価でありかつ信
頼性の高いブラシレスモータを得ることが可能となる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明のブラシレスモー
タによれば、速度制御用信号と位相制御用信号を必要と
するブラシレスモータにおいて、通常３枚のプリント基
板を積層して構成されるステータを、２枚のプリント基
板の積層で可能とし、安価であり、かつ、信頼性の高い
ブラシレスモータを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるブラシレスモータ
をＶＴＲのヘッドシリンダに組み込んだ場合の断面図お
よびステータを拡大した断面図

【図２】同ブラシレスモータのステータを構成する２枚
のプリント基板の平面図

【図３】従来のブラシレスモータをＶＴＲのヘッドシリ
ンダに組み込んだ場合の断面図およびステータを拡大し
た断面図

【図４】同従来のブラシレスモータのステータを構成す
る３枚のプリント基板の平面図

【符号の説明】

１円盤状ロータ２環状永久磁石３ステータ４、５プリント基板６接着剤７銅パターン８絶縁層９、１０端子１１孔１４、２０駆動コイル１５、２９巻線コイル１６速度制御信号を発生する為の銅パターン１７外周側の接続銅パターン１８内周側の接続銅パターン１９、２０内周側端子２２接続端子２３、２４外周側端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｋ 29/14 Ｈ０２Ｋ 11/00 ＢＣＦターム(参考） 5H019 AA09 AA10 BB01 BB02 BB09 BB19 BB20 BB22 CC02 DD05 DD06 DD09 DD10 EE07 5H603 AA09 BB01 BB10 BB14 CA01 CA05 CB04 CB13 CC02 CC14 CC19 CD25 CE06 CE13 EE09 5H611 AA01 BB01 BB07 BB08 PP05 QQ01 QQ03 RR01 UA01 5H621 BB06 BB07 BB10 GB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銅パターンを渦巻状に形成した駆動コイ
ルが複数個環状に配置された２枚のプリント基板を、前
記駆動コイル同士が重なるように接合し、その重なり合
った駆動コイル同士を電気的に直列接続したステータに
対向して、多数の磁極対を有する環状の永久磁石を備え
た円盤状ロータを回転可能に設けたブラシレスモータに
おいて、第一のプリント基板上に前記駆動コイルと前記
ロータの回転速度に応じた周波数の速度制御信号を発生
する為の波巻線と前記ロータの回転位相を示す位相制御
信号を発生する為の渦巻状の巻線コイルをそれぞれ銅パ
ターンにより形成し、第二のプリント基板上に前記駆動
コイルと前記位相制御信号を発生する為の渦巻き状の巻
線コイルを銅パターンにより形成し、その両プリント基
板を前記駆動コイル同士および巻線コイル同士が重なる
ように接合し、その重なり合った駆動コイル同士および
巻線コイル同士をそれぞれ電気的に直列接続したことを
特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】前記波巻線は、前記環状に配置された複
数の駆動コイルの間を縫うように環状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項３】前記駆動コイルは３相の駆動用の駆動コ
イルであり、その連続する３相の駆動コイルをａ，ｂ，
ｃとするとき、前記波巻線は、ａとｂおよびｃとａの駆
動コイルの間を通過するように形成されていることを特
徴とする請求項２記載のブラシレスモータ。
【請求項４】前記位相制御信号を発生する為の巻線コ
イルは、環状に配置された前記駆動コイルの内側に配置
されており、前記環状の永久磁石の内径を、速度制御信
号用波巻線の内径側パターンの直径に対し、前記永久磁
石と前記パターンとの距離と同等かそれ以上に小さくし
たことを特徴とする請求項２記載のブラシレスモータ。
【請求項５】前記第一のプリント基板に形成された駆
動コイル間の誘起電圧のアンバランスを前記第二のプリ
ント基板に形成される駆動コイルにより補正したことを
特徴とする請求項２記載のブラシレスモータ。
【請求項６】駆動コイルの配置位置を環状の永久磁石
の径方向にアンバランスとし駆動用の巻線コイルの巻数
を多く取るとこを可能としたことを特徴とする請求項２
記載のブラシレスモータ。
【請求項７】前記第一のプリント基板に形成された駆
動コイルの巻数のアンバランスによって生じる、各相間
の誘起電圧および巻線の抵抗のアンバランスを、前記第
二のプリント基板上に形成された駆動コイルの巻数を調
節することで補正したことを特徴とする請求項２記載の
ブラシレスモータ。