JP2007228706A

JP2007228706A - スピンドルモータ

Info

Publication number: JP2007228706A
Application number: JP2006046049A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Kanetani; 忠之金谷; Tomoji Ueda; 智士上田
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2007-09-06
Also published as: US20070194641A1; CN101026320A

Abstract

【課題】絶縁シートを省略しながらコイルの引出線とハウジングとの接触を防ぐことができる新規な構造を有するスピンドルモータを提供する。
【解決手段】スピンドルモータのステータ１５は磁性鋼板を積層してなるスタータコア１６と、スタータコア１６にインシュレータを介して巻回されたコイル１７とを有し、コイル１７の引出線１７ａはハウジング２３の取付板２２に固定されたフレキシブル回路基板２７の電気接続部２８に半田付によって接続される。フレキシブル回路基板２７は、可撓性の基材が電気接続部２８よりもハウジングの円筒部２１へ延びる延長部２７ａを有し、延長部２７ａはコイルの引出線１７ａとハウジング２３との接触を防ぐ絶縁シートとして機能する舌部２７ｂを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータマグネットと間隙を隔てて対向するように配置されたステータが固定された円筒部とその軸方向一端側から径方向外側へ延びる取付部とを有するハウジングを備え、ハウジングに固定されたフレキシブル回路基板にステータのコイルが接続されたスピンドルモータに関する。詳しくは、コイルの引出線とハウジングとの絶縁構造の改良に関する。

このような構造を有するスピンドルモータとして、例えばＤＬＰ（ＤｉｇｉｔａｌＬｉｇｈｔＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式の単板式プロジェクタに使用されるカラーホイール回転駆動用のモータがある（例えば特許文献１及び２参照）。ハウジングに固定されたフレキシブル回路基板（ＦＰＣと呼称されることが多い）は、ステータのコイルの引出線を外部の駆動回路（コイルの励磁電流供給回路）と接続するために使用される。

図５は、従来例に係るスピンドルモータの概略構造を示す断面図である。このスピンドルモータのロータ（回転側）は、カラーホイール等の回転駆動対象物が固定されるロータハブ１０１と、その中心に締結された回転軸１０２と、円筒状のヨーク１０３を介してロータハブ１０１に固定されたロータマグネット１０４とを有する。ロータマグネット１０４と間隙を隔てて対向するように配置されたステータ１０５は、磁性鋼板を積層してなるスタータコア１０６と、その複数箇所（複数極）にインシュレータ（絶縁部材）を介して巻回されたコイル１０７を有する。

図５に示すように、このスピンドルモータは、略円筒状のブッシュ１１１と、その下端部が嵌め込まれて固定される取付板（取付部）１１２からなるハウジング１１３を備えている。ブッシュ１１１の外周部にステータ１０５のスタータコア１０６が外嵌固定され、ブッシュ１１１の内側には回転軸１０２のすべり軸受を構成する含油焼結合金製のスリーブ１０８が内嵌固定されている。

ブッシュ１１１の下端開口はキャップ１１４で密閉され、キャップ１１４の内側中心部には回転軸１０２の下端面を受けるスラスト軸受を構成する樹脂プレート１１５が設けられている。また、スリーブ１０８の下端面とキャップ１１４の内側との間に円環状の抜け止め部材１１６が設けられている。この抜け止め部材１１６は、回転軸１０２の下端面近傍の外周面に形成された円周溝に弾性変形によって係合する。

また、ハウジング１１３の取付板１１２の上面にフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）１１７が貼付され、その上面端部に導電パターンとコイル１０７の引出線１０７ａとの電気接続部１１８が設けられている。コイル１０７の引出線１０７ａは、電気接続部１１８でフレキシブル回路基板１１７の導電パターンに半田付によって電気的に接続され、フレキシブル回路基板１１７を介して外部の駆動回路（コイルの励磁電流供給回路）と接続される。

図５に示すように、コイル１０７の引出線１０７ａとブッシュ１１１との接触を防ぐ絶縁シート１１９がブッシュ１１１に装着されている。この絶縁シート１１９はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートを円環形状に打ち抜いたものであり、その外周部がコイル１０７の引出線１０７ａに接触することによって、引出線１０７ａとブッシュ１１１との接触を防いでいる。
特開２００２−５８２２５号公報特開２００５−１５１６９５号公報

上記のような従来構造のスピンドルモータにおいて、コスト低減の要求に応えるために、材料費や組立工数の低減を図ることが必要である。また、従来から使用されている絶縁シート１１９は、引出線１０７ａをフレキシブル回路基板の電気接続部１１８に半田付する際に、半田付の熱によって変形し、絶縁シートとしての役目を十分に果たすことができなくなるおそれがある。

本発明は、上記のような課題に鑑み、従来使用されていた絶縁シートを省略してコスト低減に寄与しながら、代替構造によってコイルの引出線とハウジングとの接触を防ぐことができるスピンドルモータを提供することを目的とする。

本発明によるスピンドルモータの構成は、ロータマグネットを有するロータと、前記ロータマグネットと間隙を隔てて対向するように配置されたステータと、前記ステータが固定された円筒部とその軸方向一端側から径方向外側へ延びる取付部とを有するハウジングと、前記ハウジングに固定されたフレキシブル回路基板とを備えたスピンドルモータであって、前記ステータは磁性鋼板を積層してなるスタータコアと、前記スタータコアにインシュレータを介して巻回されたコイルとを有し、前記フレキシブル回路基板は、可撓性の基材に形成された導電パターンと前記コイルの引出線との電気接続部を有し、前記基材は前記電気接続部よりも前記ハウジングの円筒部へ延びる延長部を有し、前記延長部は前記コイルの引出線と前記ハウジングとの接触を防ぐ絶縁シートとして機能する舌部を有することを特徴とする（請求項１）。

このような構成によれば、従来使用されていた絶縁シートを省略することができる。フレキシブル回路基板の基材の延長部に設けられた舌部が同様の機能を発揮し、コイルの引出線とハウジングとの接触を防ぐことができる。しかも、フレキシブル回路基板の基材には耐熱性に優れたポリイミド樹脂フィルムが使用されているので、従来のＰＥＴ製の絶縁シートに比べて半田付の熱による変形が生じにくい。

好ましい構成として、前記フレキシブル回路基板の延長部は、前記ハウジングの円筒部を周方向に沿って囲む円環形状を有する（請求項２）。これにより、フレキシブル回路基板の延長部をハウジングに対して容易に固定することができる。この円環形状の部分が舌部を構成してもよいし、円環形状を有する延長部の内周縁の一部分が中心に向かって延びて前記舌部を形成してもよい（請求項３）。

また、前記舌部が前記ハウジングの円筒部の軸方向に折れ曲がるように、前記舌部に１本又は複数本の径方向の切れ目が形成されていることが好ましい（請求項４）。これにより、フレキシブル回路基板の舌部をハウジングの円筒部に沿うように折り曲げ（立ち上げ）、コイルの引出線とハウジングとの接触を一層確実に防ぐことができる。

別の好ましい構成として、前記フレキシブル回路基板の円環形状を有する延長部が、前記ステータと前記ハウジングの取付部との間に配置されている（請求項５）。これにより、フレキシブル回路基板の延長部がハウジングに対して一層確実に固定される。

更に別の好ましい構成として、前記舌部の内周縁が、前記引出線の前記コイル側端部よりも径方向内側に位置する（請求項６）。これにより、コイルの引出線とハウジングとの接触を一層確実に防ぐことができる。

更に別の好ましい構成として、前記ハウジングは、前記円筒部に相当するブッシュと前記取付部に相当する取付板とが結合してなる（請求項７）。この場合に、前記フレキシブル回路基板が前記取付板に固定され、前記フレキシブル回路基板の舌部が前記ブッシュと前記取付板との結合部を跨ぐように設けられていることが好ましい（請求項８）。ブッシュと取付板との結合部に突出部や角部が生じやすいので、この部分をフレキシブル回路基板の舌部が覆うことにより、コイルの引出線との接触を確実に防ぐことができる。

本発明によれば、従来使用されていた絶縁シートを省略してコスト低減に寄与しながら、フレキシブル回路基板の基材の延長部に設けられた舌部に同様の機能を発揮させ、コイルの引出線とハウジングとの接触を防ぐことができる。これにより、材料費や組立工数の低減を実現することができる。

また、フレキシブル回路基板の基材に使用されているポリイミド樹脂は耐熱性に優れているので半田付の熱による変形が生じにくく、絶縁性能の信頼性が向上する。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。なお、以下の説明において各部材の位置関係や方向を上下左右で説明するときは、あくまで図面における位置関係や方向を意味し、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を意味するわけではない。

図１は、本発明の実施例１に係るスピンドルモータの概略構造を示す断面図である。このスピンドルモータは、ＤＬＰ方式の単板式プロジェクタに使用されるカラーホイール回転駆動用のモータであり、カラーホイールが載置固定されるアルミニウム製のロータハブ１１の中心に回転軸（シャフト）１２が締結され、ロータハブ１１の下面外周部には略円筒状のロータヨーク１３が固定されている。ロータヨーク１３の内周面には円筒状のロータマグネット１４が固定されている。ロータマグネット１４と間隙を隔てて対向するようにステータ（電機子）１５が配置され、ブッシュ２１の外周面に固定されている。

ブッシュ２１は略円筒形状を有し、その下部が取付板（取付部）２２の開口部に嵌め込まれるようにして固定されている。ブッシュ２１と取付板２２とを合わせてハウジング２３ということにする。ブッシュ２１の外周面に固定されたステータ１５は磁性鋼板を積層してなるスタータコア１６と、その複数箇所（複数極）にインシュレータ（絶縁のための樹脂成形品、図示せず）を介して巻回されたコイル１７とを有する。

また、円筒状のブッシュ２１の内側には回転軸１２のすべり軸受を構成する含油焼結合金製のスリーブ１８が内嵌固定されている。ブッシュ２１の下端開口はキャップ２４で密閉され、キャップ２４の内側中心部には回転軸１２の下端面を受けるスラスト軸受を構成する樹脂プレート２５が設けられている。また、スリーブ１８の下端面とキャップ２４の内側との間に円環状の抜け止め部材２６が介装されている。この抜け止め部材２６は、回転軸１２の下端面近傍の外周面に形成された円周溝に弾性変形によって係合している。

ハウジング２３の取付板２２の上面には、フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）２７が貼付されている。フレキシブル回路基板２７は、ポリイミド樹脂フィルムである可撓性の基材の表面に導電パターンを形成したものであり、図１の構成では、導電パターンが形成された面を上面にして、基材の下面が取付板２２の上面に貼付されている。

図２は、本実施例におけるフレキシブル回路基板２７の形状の例を示す平面図である。図２（ａ）に示す例が図１に対応しており、図２（ｂ）は変形例を示している。フレキシブル回路基板２７の表面（図１の上面）には、導電パターン２９と、その端部に形成された電気接続部２８が設けられている。電気接続部２８は、コイル１７の引出線１７ａと導電パターン２９とを電気的に接続するための半田付ランドである。コイル１７の引出線１７ａは、電気接続部２８でフレキシブル回路基板２７の導電パターンに電気的に接続され、フレキシブル回路基板２７を介して外部の駆動回路（コイルの励磁電流供給回路）と接続される。

フレキシブル回路基板２７は、図１及び図２に示すように、電気接続部２８よりもブッシュ２１（ハウジング２３の円筒部）へ延びる基材だけの延長部２７ａを有する。図２（ａ）に示す例では、フレキシブル回路基板２７の延長部２７ａはブッシュ２１を周方向に沿って囲む円環形状を有し、その内周縁の一部分が中心に向かって延びて舌部２７ｂを形成している。この舌部２７ｂは、図１の断面に示すように、コイル１７の引出線１７ａがブッシュ２１（及び取付板２２からなるハウジング２３）と接触するのを防ぐ絶縁シートとして機能する。また、舌部２７ｂには３本の径方向の切れ目２７ｃが形成されている。これによって、舌部２７ｂがブッシュ２１の軸方向（図１では上下方向）に折れ曲がりやすくなっている。

図２（ｂ）に示す変形例のように、円環形状の延長部２７ａの内周縁の全周に舌部２７ｂを形成するようにしてもよい。この場合も、複数の径方向の切れ目２７ｃを舌部２７ｂに形成することによって、舌部２７ｂがブッシュ２１の軸方向に折れ曲がることが可能になる。

また、図１に示されているように、円環形状の延長部２７ａはステータ１５とハウジング２３（取付板２２）との間に配置され、舌部２７ｂの内周縁は、引出線１７ａのコイル１７側端部よりも径方向内側に位置している。これにより、コイル１７の引出線１７ａとハウジングとの接触を一層確実に防ぐことができる。更に、舌部２７ｂは、ブッシュ２１と取付板２２との結合部を跨ぐ（覆う）ように設けられている。これにより、ブッシュ２１と取付板２２との結合部におけるブッシュ２１の角部とコイルの引出線との接触を確実に防ぐことができる。

なお、フレキシブル回路基板２７の基材には耐熱性に優れたポリイミド樹脂フィルムが使用されているので、コイル１７の引出線１７ａを電気接続部２８に半田付で接続する際に、その熱で変形することがない。したがって、コイル１７の引出線１７ａとブッシュ２１（及び取付板２２からなるハウジング２３）との接触がフレキシブル回路基板２７の延長部２７ａ（舌部２７ｂ）によって確実に防がれる。

図３は、本発明の実施例２に係るスピンドルモータの概略構造を示す断面図である。上述の実施例１ではハウジング２３を構成するブッシュ２１が取付板２２に対して下から嵌め込まれ、取付板２２の上面にフレキシブル回路基板２７が貼付されているが、本実施例のスピンドルモータの構造では、ブッシュ２１が取付板２２に対して上から嵌め込まれ、取付板２２の下面にフレキシブル回路基板３１が貼付されている。その他の構造は実施例１の構造と同様である。

図４は、本実施例におけるフレキシブル回路基板３１の形状の例を示す平面図である。このフレキシブル回路基板３１は、図２（ａ）に示した実施例１のフレキシブル回路基板２７と同様に、導電パターン３３と、その端部に形成された電気接続部３２を備え、電気接続部３２よりもブッシュ２１（ハウジング２３の円筒部）へ延びる基材だけの延長部３１ａを有する。

延長部３１ａは円環形状を有し、その内周縁の一部から比較的長い舌部３１ｂが中心に向かって延びている。その根元部分の両側には切れ目３１ｃが形成され、舌部３１ｂが破線で示す部分から折れ曲がるようになっている。また、舌部３１ｂの根元近くには、コイル１７の引出線１７ａを通す開口３１ｄが形成されている。

図３の断面図において、フレキシブル回路基板３１は導電パターンが形成された面を下面にして、基材の上面が取付板２２の下面に貼付されている。また、取付板２２にはコイル１７の引出線１７ａとフレキシブル回路基板３１の舌部３１ｂを通す開口２２ａが形成されている。フレキシブル回路基板３１の舌部３１ｂは、取付板２２の下面から開口２２ａを通って取付板２２の上面側へ渡り、そしてブッシュ２１に向かって斜め上方へ延びている。この舌部３１ｂは、実施例１の場合と同様に、コイル１７の引出線１７ａがブッシュ２１（及び取付板２２からなるハウジング２３）と接触するのを防ぐ絶縁シートとして機能する。

コイル１７の引出線１７ａは、コイル１７からフレキシブル回路基板３１の舌部３１ｂの上面に沿って斜め下方へ延び、舌部３１ｂに設けられた開口３１ｄを通って舌部３１ｂの下面に渡り、舌部３１ｂの下面に沿って電気接続部３２へ導かれる。そして、実施例１の場合と同様に、コイル１７の引出線１７ａは半田付によってフレキシブル回路基板３１の電気接続部３２で導電パターンに接続される。

この実施例でも、耐熱性に優れたポリイミド樹脂フィルムで構成されたフレキシブル回路基板３１の基材の延長部３１ａ（舌部３１ｂ）の働きによって、コイル１７の引出線１７ａとブッシュ２１（及び取付板２２からなるハウジング２３）との接触を確実に防ぐことができる。

以上に説明した実施例及び変形例に限らず、本発明は種々の形態で実施することができる。本発明は、スピンドルモータを構成するステータのコイルの引出線が金属のハウジング（ブッシュ及び取付板）に接触してショートし、又は絶縁不良になることを防ぐ構造に関するものであり、ロータ、ステータ、軸受構造等の他の構造については、上記の実施例の構造に限る必要はない。また、フレキシブル回路基板の延長部及び舌部の形状についても、図示した例に限らず適宜変形して実施することが可能である。各部材の材料や形状、組立方法等についても特に制限する必要はない。

本発明の実施例１に係るスピンドルモータの概略構造を示す断面図である。実施例１におけるフレキシブル回路基板の形状の例を示す平面図である。本発明の実施例２に係るスピンドルモータの概略構造を示す断面図である。実施例２におけるフレキシブル回路基板の形状の例を示す平面図である。従来例に係るスピンドルモータの概略構造を示す断面図である。

符号の説明

１１ロータハブ
１２回転軸
１３ロータヨーク
１４ロータマグネット
１５ステータ
１６スタータコア
１７コイル
２１ブッシュ（ハウジングの円筒部）
２２取付板（ハウジングの取付部）
２３ハウジング
２７、３１フレキシブル回路基板
２７ａ、３１ａ延長部
２７ｂ、３１ｂ舌部
２７ｃ切れ目
２８、３２電気接続部
２９、３３導電パターン

Claims

ロータマグネットを有するロータと、前記ロータマグネットと間隙を隔てて対向するように配置されたステータと、前記ステータが固定された円筒部とその軸方向一端側から径方向外側へ延びる取付部とを有するハウジングと、前記ハウジングに固定されたフレキシブル回路基板とを備えたスピンドルモータであって、
前記ステータは磁性鋼板を積層してなるスタータコアと、前記スタータコアにインシュレータを介して巻回されたコイルとを有し、
前記フレキシブル回路基板は、可撓性の基材に形成された導電パターンと前記コイルの引出線との電気接続部を有し、前記基材は前記電気接続部よりも前記ハウジングの円筒部へ延びる延長部を有し、前記延長部は前記コイルの引出線と前記ハウジングとの接触を防ぐ絶縁シートとして機能する舌部を有することを特徴とするスピンドルモータ。
前記フレキシブル回路基板の延長部は、前記ハウジングの円筒部を周方向に沿って囲む円環形状を有することを特徴とする
請求項１記載のスピンドルモータ。
前記フレキシブル回路基板の円環形状を有する延長部の内周縁の一部分が中心に向かって延びて前記舌部を形成していることを特徴とする
請求項２記載のスピンドルモータ。
前記舌部が前記ハウジングの円筒部の軸方向に折れ曲がるように、前記舌部に１本又は複数本の径方向の切れ目が形成されていることを特徴とする
請求項１、２又は３記載のスピンドルモータ。
前記フレキシブル回路基板の円環形状を有する延長部が、前記ステータと前記ハウジングの取付部との間に配置されていることを特徴とする
請求項２、３又は４記載のスピンドルモータ。
前記舌部の内周縁が、前記引出線の前記コイル側端部よりも径方向内側に位置することを特徴とする
請求項１から５のいずれか１項記載のスピンドルモータ。
前記ハウジングは、前記円筒部に相当するブッシュと前記取付部に相当する取付板とが結合してなることを特徴とする
請求項１から６のいずれか１項記載のスピンドルモータ。
前記フレキシブル回路基板が前記取付板に固定され、前記フレキシブル回路基板の舌部が前記ブッシュと前記取付板との結合部を跨ぐように設けられていることを特徴とする
請求項７記載のスピンドルモータ。