JP2008131701A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転性能を損なわず、薄型化を図れるモータの提供。
【解決手段】環状のヨーク部２５ａからその中心部に向けて複数の磁極ティース部２５ｂが周方向に所定の間隔をあけて突設されて成るステータコア２５と、磁極ティース部２５ｂに導体線Ｌを捲回して成る複数のステータコイル２６と、ステータコア２５の裏側にあって該ステータコア２５の裏面部を支持する受座面２１ｃを有して成るベースプレート２１と、ステータコア２５の内周側に配置されるロータ１と、ステータコイル２６を形成する導体線Ｌの端部Ｌｓ，Ｌｅに導電接続する導通部材３とを備える。導通部材３は、ベースプレート２１に沿って該ベースプレート２１とステータコイル２６より突出する磁極ティース部２５ｂの先端部との間に通される内側配線部３１と、ヨーク部２５ａの表面上を通して外方に引き出される引出配線部３２とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハードディスクをはじめとするディスク状記録媒体（ディスク）やポリゴンミラー（多面鏡）などを回転させるためのモータに係わり、特に回転性能を損なわずに薄型化を図れるようにしたモータに関する。

一般に、精密機器類の駆動源として用いられるモータは、回転アンバランスのない高精度な回転性能のほか、これを搭載する機器の小型化に伴って小型、薄型化が求められる。

ここで、直径１．８インチ以下の小径ディスクを駆動するモータでは、ロータの外周側にステータを配置した構造のインナロータ型が主流となっている。

その種のモータとして、例えば特許文献１に開示されるものが知られる。その構成を図７および図８に示して概説すれば、図７においてＳ１はベースプレートであり、その中心部には主軸Ｓ２が固着され、その主軸Ｓ２に転がり軸受Ｓ３を介してロータハブＲ１が回転自在に支持されている。又、ロータハブＲ１の下部外周には、多極に着磁された環状の界磁マグネットＲ２が装着されている。

一方、ベースプレートＳ１には、界磁マグネットＲ２を取り囲むステータコアＳ４が取り付けられる。図８のように、ステータコアＳ４は、環状のヨーク部Ｓ４１からその中心部に向けて複数の磁極ティース部Ｓ４２（歯状突起）を突設した形態で、各磁極ティース部Ｓ４２の先端面（突極）は図７のように界磁マグネットＲ２に近接され、その各磁極ティース部Ｓ４２の外周には絶縁被膜を施した銅線などの導体線を捲回してステータコイルＳ５（電機子コイル）が形成されている。

特に、ステータコアＳ４には、ベースプレートＳ１とは反対側の表面上に円弧状のフレキシブル配線板Ｓ６（ＦＰＣ）が貼付され、これに設けたランド部Ｓ６１にステータコイルＳ５を形成する導体線の端部（捲回始端および捲回終端）が半田付けされている。しかして、ステータコイルＳ５はフレキシブル配線板Ｓ６を介して外部の駆動回路に導通され、その駆動回路から各ステータコイルＳ５に流される駆動電流を制御することにより回転磁界が発生し、これに界磁マグネットＲ２の磁束が作用してロータハブＲ１が回転するようになっている。

尚、フレキシブル配線板Ｓ６は浮き上がり防止のため、その一部を磁極ティース部Ｓ４２まで延長し、その延長部分がステータコイルＳ５と磁極ティース部Ｓ４２に挟まれて固定されるよう、ステータコアＳ４にフレキシブル配線Ｓ６を貼付した後、その上にステータコイルＳ５が捲回される。

他方、図９および図１０のように、フレキシブル配線板Ｓ６をベースプレートＳ１とステータコイルＳ５との間に敷設し、これをベースプレートＳ１の内周面に形成される引出溝Ｓ１１を通して外部に引き出すようにしたものが知られる（例えば、特許文献２）。

尚、図９および図１０において、図７および図８に示されるモータと同一の部分については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

特開平７−９５７４０号公報

特開平７−９９７４６号公報

上記のような従来のインナロータ型モータにおいて、特許文献１のようにフレキシブル配線板の部位をステータコアとコイルとの間に挟み込む構造のものでは、製造工程が煩雑となるばかりでなく、フレキシブル配線の厚さ分だけコイルの厚さも大きくなり、全体の薄型化に支障を来すという問題がある。

又、特許文献１では、ステータコアの外周ヨーク部上において、ステータコイルを形成する導体線の端部をフレキシブル配線板のランド部に半田付けしているので、半田付け部分の高さが大きくなり、モータの薄型化を困難にしている。

一方、特許文献２によれば、ベースプレートとステータコイルとの間にフレキシブル配線板を挟み込むようにしているので、それらの圧接力によりフレキシブル配線板を傷付けて電気回路を短絡させてしまう可能性がある。又、フレキシブル配線板の厚さだけステータコイルの高さが大きくなるので、モータ全体の薄型化にも悪影響を及ぼすという問題がある。

更に、特許文献２では、ベースプレートにフレキシブル配線板を通す引出溝を形成しているので、ベースプレートの強度が低下し、しかも係る引出溝の形成は加工が複雑となるために高い精度を得難くなる。そして、ベースプレートの精度が悪化すると、ステータコアが傾いて取り付けられるなどの問題を惹起し、これに起因してモータ駆動時に大きな振動や騒音を発生したり、ディスクの傾斜による回転アンバランスで該ディスクに対するデータの読み書きエラーを起こしたりするなどの問題を発生する。

本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的はディスクなどを回転させるインナロータ型のモータにして回転性能を損なわず、その薄型化を図れるようにすることにある。

本発明は上記の目的を達成するため、
環状のヨーク部２５ａからその中心部に向けて複数の磁極ティース部２５ｂが周方向に所定の間隔をあけて突設されて成るステータコア２５と、
前記磁極ティース部２５ｂに導体線Ｌを捲回して成る複数のステータコイル２６と、
前記ステータコア２５の裏側にあって該ステータコア２５の裏面部を支持する受座面２１ｃを有して成るベースプレート２１と、
前記ステータコア２５の内周側に配置されるロータ１と、
前記ステータコイル２６を形成する導体線Ｌの端部Ｌｓ，Ｌｅに導電接続する導通部材３と、を備え、
その導通部材３は、
前記ベースプレート２１に沿って該ベースプレート２１と前記ステータコイル２６より突出する前記磁極ティース部２５ｂの先端部との間に通される内側配線部３１と、前記ヨーク部２５ａの表面上を通して外方に引き出される引出配線部３２と、を有することを特徴とする。

加えて、導体線Ｌは、少なくとも２つのステータコイル２６を導通する中継線部Ｌｒを有し、隣り合う特定のステータコイル２６，２６の間には前記中継線部Ｌｒが通されない不連続欠線部２８が設けられ、その不連続欠線部２８の位置に前記引出配線部３２が通されていることを特徴とする。

又、前記ベースプレート２１には、前記ステータコイル２６の位置に対応して切欠凹部もしくは孔部２１ｂが形成され、前記導通部材３には、隣り合う磁極ティース部２５ｂ，２５ｂの間で前記導体線の端部Ｌｓ，Ｌｅを導電接続するためのランド部３３が設けられることを特徴とする。

更に、前記導通部材３は、絶縁基材３４に複数条の導体パターン３５を形成したフレキシブル配線板で成ることを特徴とする。

本発明に係るモータによれば、ステータコイルに通電する導通部材が、ステータコアを構成する磁極ティース部の先端部とベースプレートとの間に通されることから、ステータコイルの高さ（厚さ）を可及的小さくしてモータの薄型化を図ることができる。又、磁極ティース部とベースプレートにより導通部材がモータの回転軸線方向に移動するのを抑制されるので、当該導通部材がロータに干渉することがなく、しかも特許文献２のように導通部材がベースプレートやステータコイルで押さえ付けられないので、導通部材の損傷やこれによる短絡の危険性を払拭できる。

加えて、隣り合う特定のステータコイルの間には導体線の中継線部が通されない不連続欠線部が設けられ、その不連続欠線部の位置に導通部材の引出配線部が通されていることから、特許文献２のようにベースプレートに引出溝を形成せずして導通部材の引出配線部が浮き上がってしまうことも抑制することができ、ひいてはモータの回転性能を高精度に保ってディスクに対するデータの読み書きエラーを低減することが可能になる。

又、ベースプレートには、ステータコイルの位置に対応して切欠凹部もしくは孔部が形成されるので、ステータコイルの高さを抑制してモータ全高を小さくでき、しかも導通部材に、隣り合う磁極ティース部の間で導体線の端部を導電接続するためのランド部が設けられることにより、これに対する半田の高さがステータコイルの高さまで許容されるので、モータの薄型化を容易に達成することができる。

以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。尚、以下ではハードディスクを回転駆動するＨＤＤモータを代表例として説明するが、本発明はその他のディスクを回転駆動するディスク駆動モータやポリゴンミラーを回転駆動する走査用モータなどとしても適用することができる。

ここに、図１は本発明に係るモータの構成例を示した縦断面図である。同モータはハードディスク駆動装置を構成するものであり、その形態はロータ１（回転子）の外周にステータ２（固定子）、特にステータ２の主要部を成す後述のステータコア２５やステータコイル２６を配置したインナロータ型とされる。

本例において、ロータ１は後述する軸受２３により回転自在に支持されるロータハブ１１を具備して構成される。係るロータハブ１１は、軸受２３内に挿入される軸部１１ａと該軸部を中心として形成される断面逆凹字形のハブ本体１１ｂとの一体構造であり、ハブ本体１１ｂの外周には図示せぬハードディスクを載置するためのフランジ部１１ｃが形成される。

又、ハブ本体１１ｂの内周側には円筒状のロータヨーク１２が嵌着固定され、該ロータヨーク１２の一端外周に回転力を発生するに必要な磁束を発生する多極に着磁された界磁マグネット１３が固着される。

一方、ステータ２は、パソコンなどの装置内に固定される板状のベースプレート２１、このベースプレート２１に貫通状態で固定される筒状の軸受ケーシング２２、及び軸受ケーシング２２内に嵌め込まれる上記の軸受２３などから構成される。

軸受２３は、例えば含油メタルから成る円筒状の流体軸受（ラジアル軸受）であり、その内部には上記の如くロータハブ１１の軸部１１ａが挿入される。そして、軸受２３の内周面と軸部１１ａの外周面との間には動圧を発生する潤滑油が充填され、その動圧により軸部１１ａに作用するラジアル荷重が支持されるようにしてある。又、軸受ケーシング２２の一端はシール板２４により密閉され、該シール板２４と軸部１１ａの一端面との間に満たされる潤滑油により、軸部１１ａに作用するスラスト荷重が支持されるようになっている。尚、軸受２３はその他のすべり軸受や転がり軸受などに代えることもできる。

又、ベースプレート２１は軸受２３を中心とする環状凹部２１ａを形成し、その環状凹部２１ａ内に珪素鋼板の積層物などから成るステータコア２５が嵌着固定されている。

ステータコア２５は、環状のヨーク部２５ａと、該ヨーク部２５ａからその中心部（内径方向）に向かって突設される複数の磁極ティース部２５ｂ（歯状突起）との一体構造であり、その各磁極ティース部２５ｂには絶縁被膜を施した銅線などの導体線Ｌを捲回して上記ステータコイル２６が形成されている。そして、そのステータコイル２６に駆動電流（電機子電流）を流して回転磁界を発生させ、これに界磁マグネット１３の磁束を作用せしめてロータハブ１１の回転が行われるようにしてある。

特に、本例において、ベースプレート２１には、ステータコイル２６の位置に対応して板厚方向に貫通する孔部２１ｂが形成されると共に、その孔部２１ｂの外周側でステータコアの環状ヨーク部２５ａの裏面部を支持する環状の受座面２１ｃが形成される。

そして、その受座面２１ｃによりステータコア２５が支持された状態でステータコイル２６が孔部２１ｂに入り込み、該ステータコイル２６がベースプレート２１上に大きく突出せぬようにしてある。但し、孔部２１ｂが開口したままであると外部から異物が混入するため、ベースプレート２１にはステータコイル２６を挟んで孔部２１ｂと環状凹部２１ａの開口縁とを塞ぐ防塵板２７が取り付けられる。又、ステータコイル２６で被覆されることなく該ステータコイル２６より内方に突出される磁極ティース部２５ｂの先端部は、ベースプレート２１とは反対側に傾斜状に曲げ起こされ、その先端面（突極）が上述の界磁マグネット１３に近接正対するようにしてある。

尚、上記のような孔部２１ｂに代えて、ステータコイル２６に対応するベースプレート２１の部位を一段掘り下げた切欠凹部としてもよい。

次に、図２はステータコア２５の平面図を示す。この図で明らかなように、本例では９つの磁極ティース部２５ｂが周方向に所定の間隔（４０度間隔）で配列される。そして、その各磁極ティース部２５ｂの外周部にステータコイル２６が形成されるのであり、それ故ステータコイル２６も磁極ティース部２５ｂと同数存在している。

ここに、便宜上、各ステータコイル２６を周方向に沿って順次Ａ〜Ｉの符号であらわすと、本例に係るモータは、ステータコイル２６(Ａ)，(Ｄ)，(Ｇ)、ステータコイル２６(Ｂ)，(Ｅ)，(Ｈ)、及びステータコイル２６(Ｃ)，(Ｆ)，(Ｉ)がそれぞれ一つの巻線部を構成する３相巻線構造とされる。つまり、図３から明らかなように、ステータコイル２６(Ａ)〜(Ｉ)は３相スター結線とするために、９つの磁極ティース部２５ｂに対して３本の導体線Ｌを２つおきに捲回して、ステータコイル２６(Ａ)，(Ｄ)，(Ｇ)が第１相の巻線部、ステータコイル２６(Ｂ)，(Ｅ)，(Ｈ)が第２相の巻線部、及びステータコイル２６(Ｃ)，(Ｆ)，(Ｉ)が第３相の巻線部、をそれぞれ構成するようにしてある。

そして、それら巻線部を構成する導体線の各一端（捲回始端Ｌｓ）は隣り合う磁極ティース部２５ｂ，２５ｂの間（図２においてステータコイルＩ−Ａ、Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ間）で後述する導通部材３に個別に導電接続され、その各他端（捲回終端Ｌｅ）はコモン端子として隣り合う磁極ティース部２５ｂ，２５ｂの間（図２においてステータコイルＨ−Ｉ間）で導通部材３に導電接続される。

尚、導体線Ｌはステータコイル２６を形成せずして同相のステータコイル２６を導通する中継線部Ｌｒ（渡り線）を有するが、その中継線部Ｌｒは他相のステータコイル２６に干渉せぬようヨーク部２５ａの内周に沿って這わされ、該ヨーク部２５ａの内周に形成される突片２５ｃに係止されている。

特に、第１相の巻線部を構成する導体線の捲回始端Ｌｓが位置するステータコイルＩ−Ａ間では、その間を中継線部Ｌｒが横切った状態に通されない不連続欠線部２８が設けられる。このような不連続欠線部２８を作り出すには、周方向で連続する磁極ティース部２５ｂを各相のステータコイル（図２に示す例においてステータコイルＡ，Ｂ，Ｃ）を巻き始めとし、全相において同方向に（相数−１）個ずつ飛ばしながらステータコイル２６を順次形成し、それぞれの捲回終端Ｌｅを束ねてコモン端子とすればよく、これにより捲回始端Ｌｓと捲回終端Ｌｅに隣接するステータコイル（図２に示す例においてステータコイルＡ，Ｉ）の間で中継線部Ｌｒを無くすることができる。尚、特定の相のみ若しくは全相において、巻き始めと巻き終わりを反対にしてもよい。

ここで、導通部材３は扁平なフレキシブル配線板であり、これはステータコア２５内に敷設される内側配線部３１と、上記のベースプレート２１とは反対側のヨーク部２５ａの表面上を通して外部に引き出される引出配線部３２とを一体に連ねた形態とされる。

特に、内側配線部３１は、引出配線部３２に連続してベースプレート２１の環状凹部２１ａの内底面に沿って伸び、ステータコイル２６で被覆されない磁極ティース部２５ｂの先端部とベースプレート２１との間に通されるほか、その一部はアーム部３１ａとして磁極ティース部２５ｂ，２５ｂの間（図２に示す例においてステータコイルＩ−Ａ、Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｈ−Ｉ間）に連続して伸ばされている。そして、係る導通部材３の各アーム部３１ａにランド部３３が形成され、ステータコイルＨ−Ｉ間のランド部３３に各導体線の捲回終端Ｌｅ（コモン端子）が半田付けにより導電接続されると共に、他のランド部３３にはそれぞれ導体線の捲回始端Ｌｓが半田付けにより導電接続される。

一方、アーム部３１ａの一つは引出配線部３２に連続して外部に引き出されるが、その引出配線部３２はステータコイルＩ−Ａの間、つまり中継線部Ｌｒが存在しない上記の不連続欠線部２８の位置を通して外部に引き出され、図示せぬ駆動回路に導電接続される。

尚、図４には導通部材３の引出配線部３２の位置における断面を拡大して示している。又、図５のように導通部材３（フレキシブル配線板）は、樹脂シートなどから絶縁基材３４を支持体とし、これに複数条の導体パターン３５を形成したもので、その各導体パターン３５の先端はランド部３３に繋がっている。

次に、本発明の変更例を図６に示して説明すれば、本例では導通部材３の形状とその配置形態が上記例と相違し、その他の構成は上記例と同一とされる。ここに、上記例との相違点を説明すると、本例でも導通部材３（フレキシブル配線板）は、ベースプレート２１と磁極ティース部２５ｂの先端部との間に通される内側配線部３１と、ヨーク部２５ａの表面上を通して外部に引き出される引出配線部３２とを連ねた構成とされるが、本例において、内側配線部３１はステータコイルＩ−Ａ、Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｈ−Ｉの間に位置するアーム部３１ａを形成すると共に、それらアーム部３１ａが２つのステータコイルＢ，Ｉの位置で磁極ティース部２５ｂの先端部とベースプレート２１との間に通される。又、引出配線部３２はその一端部が二股状に分岐され、その一方がステータコイルＩ−Ａの間における不連続欠線部２８を通してアーム部３１ａに連なり、他方の分岐側がステータコイルＡ−Ｂ間における中継線部Ｌｒ上を通してアーム部３１ａに連なる構成とされる。

そして、図６に示されるような態様によれば、引出配線部３２の一部が中継線部Ｌｒ上において浮き上がり易いという欠点を有するものの、内側配線部３１は上記例と同じく磁極ティース部２５ｂの先端部とベースプレート２１との間に挟まされるので、当該部分が浮き上がってロータに干渉してしまうことはなく、しかも導通部材３をステータコイル２６に巻き込んだり、その下に敷いたりせず、隣り合う磁極ティース部２５ｂ，２５ｂの間で導通部材３に導体線の端部（捲回始端Ｌｓおよび捲回終端Ｌｅ）が導電接続されるので、電気回路の短絡を防止しながらモータの薄型化を図ることができる。

以上、本発明について説明したが、係るモータは上記のような構成に限らず、磁極ティース部やステータコイルの数、ならびに巻線部の相数は必要に応じて変更することができる。又、導通部材は絶縁被膜したリード線に代えることもできる。

本発明に係るモータの構成例を示す縦断面図 同モータのステータ部を示す平面図 同モータにおける巻線構造を示す説明図 同モータの要部拡大断面図 導通部材の形態を示す平面図 本発明の変更例を示す説明図 従来モータを示す縦断面図 図７に示したモータのステータ部を示す平面図 他の従来モータを示す縦断面図 図９に示したモータのステータ部を示す平面図

符号の説明

１ ロータ
２ ステータ
２１ ベースプレート
２１ａ 環状凹部
２１ｂ 孔部
２１ｃ 受座面
２５ ステータコア
２５ａ ヨーク部
２５ｂ 磁極ティース部
２６ ステータコイル
２８ 不連続欠線部
３ 導通部材
３１ 内側配線部
３２ 引出配線部
３３ ランド部
３４ 絶縁基材
３５ 導体パターン

Claims (5)

1. 環状のヨーク部からその中心部に向けて複数の磁極ティース部が周方向に所定の間隔をあけて突設されて成るステータコアと、
   前記磁極ティース部に導体線を捲回して成る複数のステータコイルと、
   前記ステータコアの裏側にあって該ステータコアの裏面部を支持する受座面を有して成るベースプレートと、
   前記ステータコアの内周側に配置されるロータと、
   前記ステータコイルを形成する導体線の端部に導電接続する導通部材と、を備え、
   その導通部材は、
   前記ベースプレートに沿って該ベースプレートと前記ステータコイルより突出する前記磁極ティース部の先端部との間に通される内側配線部と、前記ヨーク部の表面上を通して外方に引き出される引出配線部と、を有することを特徴とするモータ。
2. 前記導体線は、少なくとも２つのステータコイルを導通する中継線部を有し、隣り合う特定のステータコイルの間には前記中継線部が通されない不連続欠線部が設けられ、その不連続欠線部の位置に前記引出配線部が通されていることを特徴とする請求項１記載のモータ。
3. 前記ベースプレートには、前記ステータコイルの位置に対応して切欠凹部もしくは孔部が形成されることを特徴とする請求項１、又は２記載のモータ。
4. 前記導通部材には、隣り合う磁極ティース部の間で前記導体線の端部を導電接続するためのランド部が設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータ。
5. 前記導通部材は、絶縁基材に複数条の導体パターンを形成したフレキシブル配線板で成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のモータ。

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