JP2004007926A

JP2004007926A - モータ

Info

Publication number: JP2004007926A
Application number: JP2002160827A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tanimura; 谷邑　敏
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】熱収縮により反りを発生する回路基板を用いたとしても、その反りがロータとの間で問題を発生しないようにするモータを提供すること。
【解決手段】ステータコア１５を保持したホルダ部材１６に、モータ用回路基板１１を固定部材１４により固定してステータ部を構成するようにしたモータにおいて、ホルダ部材１６におけるモータ用回路基板１１の固定当接部２６に、モータ用回路基板１１の加熱による反りの方向に対して逆方向に傾斜させる傾斜面等の作用部２７を設けた。従って、固定当接部２６に上記モータ用回路基板１１を上記固定部材１４により固定したとき、上記モータ用回路基板１１の反りを上記作用部２７により矯正することができる。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステータコアとモータ用の回路基板とをホルダ部材を介して一体化しステータ部を構成するようにしたモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一般的なＶＴＲ用のドラムモータとして、図７に示す構造のモータが知られている。このモータでは、基板３０の下面側に、固定軸３１が圧入固定された円筒状の筒部材３２がねじ止め固定されるとともに、この筒部材３２の外周側にステータコア３３が取り付けられたコアホルダー３４がねじ止め固定されている。ステータコア３３は、コア板を複数枚積層することによって構成されており、外周部に複数の突極部を有し、各突極部にはコイルが巻回されている。ステータコア３３、コアホルダー３４は、ねじ３５によって基板３０に対して固定され、モータのステータ部が構成されている。
【０００３】
固定軸３１と一体の筒部材３２より下側には、ボールベアリング３６の内輪が固定されており、また、ボールベアリング３６の外輪には、回転ドラムとなる回転体３８が取付けられているとともに、その回転体３８に対してロータケース３７が取り付けられている。ロータケース３７の形状はカップ状であり、基板３０の下面側に配置されたステータコア３３やコアホルダー３４を下側から覆うように構成されている。ロータケース３７の内面には、ロータマグネット３９が取り付けられ、ロータマグネット３９の内周面は一定の間隔をもってステータコア３３の突極部の外周面と対向している。
【０００４】
従って、ステータコア３３の突極に巻回されたコイルに通電することにより、ロータマグネット３９を備えたロータケース３７が回転し、その結果、回転ドラムとなる回転体３８も回転する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記モータにおける基板３０は、通常、モータの回路部品を搭載した回路基板であり、この回路基板としては、例えばフェノール樹脂を主な材料として構成されたフェノール樹脂基板を用いることが多い。そして、回路基板として上記のようなフェノール樹脂基板を用いた場合に、その回路基板にクリーム半田を印刷し、その上に回路部品を乗せて、リフロー部内を搬送してリフロー半田付けをするように構成すると、フェノール樹脂基板が、熱収縮により図７においてロータ側に反ってしまい、基板３０と、ステータコア３３及びコアホルダー３４がねじ３５によって固定されたとき、ロータ、具体的にはロータマグネット３９に対する基板３０の軸方向間隔が変化してしまう。
【０００６】
このように、基板３０が熱収縮により反りを発生すると、例えば、基板３０にロータマグネット３９と対向する周波数発電機用の回路パターンが形成されている場合や、ロータに取り付けられた別のマグネットと対向する検出素子が設けられている場合に、両者の間隔が本来の間隔とは異なってしまい、正確な検出信号が得られなくなることがある。また、このような検出素子等を設けてはいない場合であっても、反りの度合いが大きい場合や、薄型化のために基板３０とロータマグネット３９との軸方向間隔をきわめて小さくしてある場合には、最悪、基板３０とロータマグネット３９とが接触してしまうという問題が発生することも考えられる。
【０００７】
そこで、本発明は、基板としてフェノール樹脂基板のように熱収縮により反りを発生する回路基板を用いたとしても、その反りが前述の問題を発生しないようにするモータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に記載のモータでは、ステータコアを保持したホルダ部材に、モータ用回路基板を固定部材により固定してステータ部を構成するようにしたモータにおいて、上記ホルダ部材における上記モータ用回路基板の固定当接部に、上記モータ用回路基板の加熱による反りの方向に対して逆方向に傾斜させる作用部を設け、上記固定当接部に上記モータ用回路基板を上記固定部材により固定したとき、上記モータ用回路基板の加熱による反りを上記作用部により矯正するようにしている。
【０００９】
従って、基板とロータ、例えば回路基板とロータマグネットとの軸方向間隔を本来の目論見通りの値とすることができるから、モータ用回路基板の反りによる悪影響の発生を防止することができる。例えば、回路基板にロータ側のマグネットと対向する周波数発電機用の回路パターンが形成されていたり、検出素子が設けられている場合であっても、ロータ側のマグネットとの間隔は、ほぼ目論見通りの値とすることができるから、正確な検出信号を得ることができる。なお、ロータ側のマグネットとしては、モータ駆動用の円環状マグネットの場合も、これとは別個に設けられた単一のマグネットの場合も、どちらでも適用できる。
【００１０】
また、請求項２に記載のモータでは、モータ用回路基板はフェノール樹脂基板であり、上記モータ用回路基板の反りは、上記フェノール樹脂基板への回路部品の半田付け接続時における熱収縮による反りを対象とするものである。従って、モータ用回路基板として一般的なフェノール樹脂基板を用いることにより、回路部品の半田付け接続時の熱収縮により反りが発生したとしても、反りの方向に対して逆方向に傾斜させる作用部を設けておくことにより、モータ用回路基板の反りによる悪影響の発生を防止することができる。
【００１１】
なお、上記作用部としては、モータ用回路基板を上記ホルダ部材に固定したとき、反りの方向に対して逆方向に傾斜させればよいものであるから、回路基板の反りの方向と逆方向の傾斜面でもよいし、上記ホルダ部材の固定当接部の一部に所定高さの凸部を設けることにより、モータ用回路基板を固定当接部に押し付けたとき、結果的に逆方向にモータ用回路基板を傾斜させる構造であってもよい。
【００１２】
また、請求項３に記載のモータでは、ホルダ部材における作用部は、前記モータ用回路基板の反りとは逆方向に傾斜する傾斜面としている。このように、モータ用回路基板の反りの方向に対して逆方向に傾斜させる作用部を傾斜面として形成しておけば、反りのあるモータ用回路基板を上記傾斜面に固定するために押し付けるだけで、上記反りに対して上記傾斜面により所望の矯正をすることができる。
【００１３】
これらのモータにおいては、上記ステータコアを保持したホルダ部材にモータ用回路基板を固定する固定部材は、ネジ部材だけでなく、ピン部材、カシメ部等を用いて固定しても、本発明における効果を達成することができる。
【００１４】
また、請求項５に記載のモータでは、上記ステータコアは外周側に複数の突極部が突出形成されると共に、上記ロータマグネットは上記突極部を外周側より取り囲むアウタロータ型のモータに構成されている。このようなアウタロータ型のモータにおいて、ホルダ部材を上記モータ用回路基板と固定するに際し、上記ステータコアの内周側環状部において上記モータ用回路基板を固定するように構成したとしても、回路基板とロータとの外周側における軸方向間隔を、ほぼ目論見通りの値とすることができる。
【００１５】
上記アウタロータ型のモータにおいて、ロータの外周面に検出用マグネットが取り付けられ、一方、モータ用回路基板には、上記ロータの検出用マグネットに対向してそのマグネットを検出する検出素子が上記ロータの外周位置に取り付けられている構成を採用したとしても、モータ用回路基板の反りによって、検出素子による出力信号が得られなくなるというような問題を生じないようにすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるモータを、ＶＴＲ用等のドラムモータに適用した実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１に示されているモータの全体は、固定側部としてのステータ部１０と、そのステータ部１０に対して下側から組み付けられる回転側部としてのロータ部２０とから構成されている。
【００１８】
図１において、ステータ部１０は、主に、モータ用回路基板１１と、このモータ用回路基板１１とねじにより固定されるとともに固定軸１２が圧入固定された円筒状の円筒部材１３と、固定部材である固定用ネジ１４によりモータ用回路基板１１と固定されるとともにコイルが巻回されたステータコア１５が取り付けられたホルダ部材１６と、から概略構成されている。ステータコア１５は、通常のように、薄板状のコア板を複数枚積層することによって構成されており、内周側にリング状の内周環状部１５ａを有し、また、上記内周環状部１５ａより外周側に突出する複数の突極部１５ｂを有し、各突極部１５ｂにはコイル１７が巻回されている。
【００１９】
上記固定軸１２の円筒部材１３より下側には、ボールベアリングの内輪が固定されており、また、ボールベアリングの外輪には、ロータ部２０を構成する回転体２１が固定されている。この回転体２１には、ロータケース２２がねじにより固定され、一体化されている。本実施の形態におけるモータは、ビデオテープレコーダ用のドラムモータであるので、回転体２１は回転ドラムである。ロータケース２２の形状はカップ状であり、回路基板１１の下面側に配置されたステータコア１５やホルダ部材１６を下側から覆うように構成されている。ロータケース２２の内面には、モータ回転駆動用のロータマグネット２３が取り付けられ、ロータマグネット２３の内周面は一定の間隔をもってステータコア１５の突極部１５ｂの外周面と対向している。
【００２０】
上記ロータケース２２の回路基板１１と対向する１箇所には単一の検出用マグネット２４が設けられる一方、回路基板１１には、上記検出用マグネット２４と対向しうる位置に上記検出用マグネット２４を検出する検出素子２５が設けられている。この検出用マグネット２４は、ロータケース２２、すなわちロータ部２０が回転する一回転に１回ごと検出素子２５により検出され、検出信号が出力される。
【００２１】
上記ステータコア１５を保持したホルダ部材１６の上記モータ用回路基板１１との固定当接部２６は、図１に示した固定当接部２６を、図２にその拡大図として示すように、その当接面が、固定軸１２に対して外周側に位置するに従って高くなるように段差ａを有する傾斜面２７に形成されている。この傾斜面２７は、モータ用回路基板１１の加熱による反りを予め考慮し、その反りの方向に対して逆方向に傾斜させる作用部となるように形成されている。具体的には、上記モータ用回路基板１１の反りは、ロータ側に近づくように反りを生じているから、上記傾斜面２７はモータ用回路基板１１をロータ側より離間させるように形成されている。なお、１６ａは、固定用ネジ１４がねじ込まれるねじ穴である。
【００２２】
このように、ホルダ部材１６のモータ用回路基板１１との固定当接部２６の当接面を、外周側が高くなる傾斜面２７に形成しておけば、従来、図３に二点鎖線で示すように、上記モータ用回路基板１１の外周側端部がロータ側に反りを生じていたものが、外周側が高くなる傾斜面２７に、固定用ネジ１４をねじ込むことにより、モータ用回路基板１１の外周側が持ち上げられてロータ側より若干離間し、モータ用回路基板１１の外周側端部とロータとの間隔を本来の値とすることができる。
【００２３】
本実施形態における回路基板１１としては、フェノール樹脂を主な材料として構成されたフェノール樹脂基板を用いている。この回路基板１１には、図１に示すように、外部との電気的接続を行うためのコネクタ２８が半田付け固定されており、このコネクタ２８に接続されるように、ステータコイルの端末との結線を行う回路パターンが回路基板１１上に引き回し形成されている。これらの回路パターンは、モータとは逆側、すなわち、図１において、回路基板１１の上側の面に配置されている。なお、図４は、図１に示すモータを上側、即ち、回路基板１１側よりみた平面図であり、モータ用回路基板１１は、固定用ネジ１４によって周方向に等間隔に３ヶ所で固定されている。また、図５は、図１において、下側よりロータケース２２を見た平面図であり、下側半分については、ロータケース２２を取り除き、コイル１７が巻回されたステータコア１５を露出させた平面図である。回路基板１１には、ロータの外周部１箇所に設けられた検出用マグネット２４と対向する検出素子２５が半田付け接続されている。
【００２４】
以上のように構成された本発明の実施形態においては、固定当接部２６の傾斜面２７における傾斜角度は、例えば、リフロー半田付けをした後のフェノール樹脂基板である回路基板の反りの値を実測値より求め、その値を基にして必要な角度を設定してある。このようにして求めた値により上記傾斜面２７の傾斜角度が設定されている。この傾斜面２７の傾斜角度は、約０．２度から０．５度程度に、寸法的には、固定当接部２６の半径方向の幅寸法約３ミリに対し、外側を約０．０２ミリ程度高く、即ち、図２における段差ａを約０．０２ミリ程度に設定したものである。
【００２５】
この傾斜面２７による効果を２４個のサンプルに対し実測したところ、従来構造のままではモータ用回路基板１１のロータマグネット２３との対向箇所付近において、２００ミクロン程度の反り、即ち、本来の設計位置より、モータ用回路基板１１が２００ミクロン程度ロータ側に近づく現象が生じていたが、本発明の構成を採用することにより、これをほぼ設計通りの間隔の範囲に収めることができた。
【００２６】
図６は、ホルダ部材１６の上記モータ用回路基板１１との固定当接部２６の変形例である。この実施の形態においては、上記モータ用回路基板１１との固定当接部２６に斜面部２７を設ける代わりに、外周側の端部に上側に突出する突部２９を形成してある。このようにすれば、モータ用回路基板１１を、上記突部２９を有する固定当接部２６に、固定用ネジ１４を用いてネジ締め固定すると、モータ用回路基板１１は、外側の部分が上記突部２９の分だけ上側に変形され、その結果、回路基板１１のロータ側への反りを矯正し、モータ用回路基板１１とロータマグネット２３との間隔をほぼ設計値内に収めることができる。
【００２７】
上記のように、モータ用回路基板１１とロータマグネット２３との間隔が、ほぼ設計値内に収めることができれば、回路基板１１に、ロータの外周部に設けられた検出用マグネット２４と対向する検出素子２５が取り付けられていても、検出用マグネット２４と検出素子２５との間隔が本来の間隔から大きくずれてしまうような問題を回避できる。また、同様に、回路基板１１にロータマグネット２３と対向する周波数発電機用の回路パターンが形成されている場合でも、正確な検出信号を得ることができる。
【００２８】
なお、使用する回路基板が、ロータに対して離間する方向に反っている場合には、前述の例とは逆に、固定当接部をロータ側に近づけるように形成することは無論である。
【００２９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であるというのは言うまでもない。
【００３０】
例えば、ホルダ部材１６のモータ用回路基板１１との固定部材は、ネジ部材に限らず、ピン部材、カシメ部を用いても同様の作用を期待できる。また、上述した実施形態は、ＶＴＲ用等のドラムモータに対して本発明を適用したものであるが、本発明はそれに限定されるものではなく、ＦＤＤ用のモータ等、その他の各種モータに対しても同様に適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１記載の発明にかかるモータは、ステータコアを保持したホルダ部材に、モータ用回路基板を固定部材により固定してステータ部を構成するようにしたモータにおいて、上記ホルダ部材における上記モータ用回路基板の固定当接部に、上記モータ用回路基板の加熱による反りの方向に対して逆方向に傾斜させる作用部を設け、上記固定当接部に上記モータ用回路基板を上記固定部材により固定したとき、上記モータ用回路基板の加熱による反りを上記作用部により矯正するようにしたものであるから、基板とロータ、例えば、回路基板とロータマグネットとの軸方向間隔を目論見通りの値とすることができ、モータ用回路基板の反りによる悪影響の発生を防止することができる。
【００３２】
また、請求項２に記載の発明にかかるモータでは、モータ用回路基板として一般的なフェノール樹脂基板を用いることにより、回路部品の半田付け接続時の熱収縮により反りが発生したとしても、反りの方向に対して逆方向に傾斜させる作用部を設けておくことにより、モータ用回路基板の反りによる悪影響の発生を防止することができる。
【００３３】
また、請求項３に記載の発明にかかるモータでは、ホルダ部材における作用部は、前記モータ用回路基板の反りとは逆方向に傾斜する傾斜面であるから、反りのあるモータ用回路基板を上記傾斜面に固定するために押し付けるだけで、上記反りに対して上記傾斜面により所望の矯正をすることができる。
【００３４】
本発明のモータにおいては、上記ステータコアを保持したホルダ部材にモータ用回路基板を固定する固定部材は、ネジ部材だけでなく、ピン部材、カシメ部等を用いることがき、また、アウタロータ型のモータに好適に適用できる。アウタロータ型のモータにおいては、ロータの外周面に検出用マグネットが取り付けられ、一方、モータ用回路基板には、上記ロータの検出用マグネットに対向してそのマグネットを検出する検出素子が上記ロータの外周位置に取り付けられている構成を採用したとしても、モータ用回路基板の反りによって、検出素子による出力信号が得られなくなるというような問題を生じないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したモータの縦断面説明図である。
【図２】図１に示されたモータにおける固定当接部２６の形状を説明する縦断面図である。
【図３】図１に示されたモータにおける固定当接部２６の作用を説明するための縦断面説明図である。
【図４】図１に示されたモータにおける平面図である。
【図５】図１に示されたモータにおける図４とは逆側よりみた平面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態における固定当接部２６の形状を説明する縦断面図である。
【図７】一般的なＶＴＲ用のドラムモータの構造を表した縦断面説明図である。
【符号の説明】
１１　モータ用回路基板
１４　固定用ネジ
１５　ステータコア
１６　ホルダ部材
２２　ロータケース
２３　ロータマグネット
２４　検出用マグネット
２５　検出素子
２６　固定当接部
２７　傾斜面
２９　突部

Claims

コイルが巻回されたステータコアに、ロータに固着されたロータマグネットを対向させるとともに、上記ステータコアを保持したホルダ部材にモータ用回路基板を固定部材により固定してステータ部を構成するようにしたモータにおいて、
上記ホルダ部材における上記モータ用回路基板の固定当接部に、上記モータ用回路基板の加熱による反りの方向に対して逆方向に傾斜させる作用部を設け、上記固定当接部に上記モータ用回路基板を上記固定部材により固定したとき、上記モータ用回路基板の加熱による反りを上記作用部により矯正するようにしたことを特徴とするモータ。
前記モータ用回路基板はフェノール樹脂基板であり、前記モータ用回路基板の反りは、上記フェノール樹脂基板への回路部品の半田付け接続時における熱収縮による反りであることを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記ホルダ部材における前記作用部は、前記モータ用回路基板の前記反りとは逆方向に傾斜する傾斜面であることを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記固定部材は、ネジ部材、ピン部材、カシメ部のいずれかであることを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記ステータコアは外周側に複数の突極部が突出形成されており、前記ホルダ部材は、前記ステータコアの内周側環状部を固定するように形成されており、前記ロータに固着されたロータマグネットは上記突極部を外周側より取り囲むアウタロータ型モータであることを特徴とする請求項１記載のモータ。
前記ロータの外周面には検出用マグネットが取り付けられていると共に、前記モータ用回路基板には、上記検出用マグネットに対向して出力を生ずる検出素子が上記ロータの外周位置に取り付けられていることを特徴とする請求項５記載のモータ。