JP2008161041A - 基板取付型ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でグランドパターンと導電性金属板との接続信頼性を向上させた基板取付型ブラシレスモータを提供する。
【解決手段】グランドパターン１９の一部をへこませて凹部２１を形成し中間の絶縁層１８を押し潰すことで当該グランドパターン１９と導電性金属板１７が電気的に導通している。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばロータにポリゴンミラーやＣＤ、ＤＶＤなどを搭載して高速回転駆動する基板取付型ブラシレスモータに関する。

ポリゴンミラーが設けられたレーザービームプリンターや複写機などのＯＡ機器、ＣＤやＤＶＤなどを駆動するディスク駆動装置には、ロータを高速回転駆動するスピンドルモータが用いられている。このスピンドルモータとしては、アウターロータ型のＤＣブラシレスモータが好適に用いられる。具体的には、ロータは、回転軸にカップ状のロータハウジングが支持されており、ロータハウジングには例えばポリゴンミラーや各種ディスクが水平方向及び鉛直方向に位置決めして搭載される。

基板にハウジングが組み付けられ、ハウジングの外周に固定子が組み付けられる。ハウジングには、ロータシャフトが回転可能に支持されている。例えば鉄基板は、導電性金属板上に絶縁層を介して形成された導体パターンが表面レジスト層より露出して形成されている。この基板はモータ取付フレームとモータ基板とを兼用している。基板にはモータ駆動回路が設けられ、センサやスイッチング素子など電子部品が搭載されている。

ロータは、高速回転駆動（例えばポリゴンスキャナモータの場合に10,000ｒｐｍ〜40,000ｒｐｍ）され、モータ駆動回路はＰＷＭ制御により高速に通電切替えが行なわれる。このとき、基板からモータコイルに至る配線やモータコイル自身に発生する急激な電圧変動により電磁波ノイズが放射される。特に、基板の裏面側金属板は電磁波を拡散させやすいためモータ駆動回路のグランドパターンと接続される。例えば、基板のグランドパターンのランド部に貫通孔を設け、該貫通孔にはんだを充填してグランドパターンと金属板（鉄基板）とを電気的に導通させている（特許文献１）。
特開２０００−６００９４号公報

しかしながら、貫通孔にはんだを充填しても、はんだと金属板（鉄基板)とのぬれ性はよいが、グランドパターンとの中間に存在する絶縁層によりはんだがはじかれてしまうため、作業性が悪いうえにグランドパターンと金属板との電気的接続信頼性にかけるという課題があった。また、基板に貫通孔を設けるうえにはんだを充填してリフローするなど、製造工程が増えるため生産コストも増加する。

本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成でグランドパターンと導電性金属板との接続信頼性を向上させた基板取付型ブラシレスモータを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
導電性金属板上に絶縁層を介して導体パターンがレジスト被膜より露出して形成された基板にハウジングが組み付けられ、該ハウジングに固定子が組み付けられ回転子シャフトが回転可能に支持される基板取付型ブラシレスモータであって、グランドパターンの一部をへこませて凹部を形成し中間の絶縁層を押し潰すことで当該グランドパターンと導電性金属板が電気的に導通していることを特徴とする。
また、グランドパターン上を押圧されて絶縁層を周囲に逃がした隆起部が形成され、当該グランドパターンと導電性金属板が電気的に導通していることを特徴とする。
或いはグランドパターン上を断面くさび状若しくは断面略Ｌ字状にへこませて、基板面より陥没したグランドパターンと導電性金属板を電気的に導通させ、該陥没部に導電性金属材が充填されていることを特徴とする。

上述した基板取付型ブラシレスモータを用いれば、グランドパターンの一部をへこませて凹部を形成し中間の絶縁層を押し潰すことで当該グランドパターンと導電性金属板が電気的に導通しているので、絶縁層の影響をうけることなく簡易な構成で導電性金属板とグランドパターンとを電気的導通させることができ、電磁波ノイズの放射を抑えることができる。
また、グランドパターン上を例えば工具を押し付けるなどして押圧されることにより絶縁層を周囲に逃がした隆起部が形成され、当該グランドパターンと導電性金属板を導通させることができるので、パターン上の任意の箇所で工具を押し当てて塑性変形させるだけでアースすることができ、安価で組立性がよい。
また、グランドパターン上を断面くさび状若しくは断面略Ｌ字状にへこませて、基板面より陥没したグランドパターンと導電性金属板を電気的に導通させ、該陥没部に導電性金属材（例えばはんだ、はんだ合金等）が充填されていると、グランドパターンの陥没による接続に加えて導電性金属材を介した表層側のグランドパターンと導電性金属板との電気的導通が確保できるので、接続信頼性を向上できる。

以下、本発明に係る基板取付型ブラシレスモータの最良の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態では、一例としてポリゴンスキャナモータを参照して説明する。ポリゴンスキャナモータは、カップ状のロータハウジングにポリゴンミラーを水平方向及び鉛直方向に位置を合わせて搭載したロータと、ロータの回転軸を回転可能に支持するステータハウジングに基板とステータコアが組み付けられるステータを備えたアウターロータ型のＤＣブラシレスモータが好適に用いられる。

図１及び図２を参照して、ポリゴンスキャナモータの概略構成について説明する。
図２において、ロータ１は、カップ状のロータハウジング２が用いられる。ロータハウジング２には軸孔３が穿孔されており、該軸孔３には回転軸４が圧入若しくは焼嵌めなどにより一体に固定されている。

図１において、ロータハウジング２の上面にはポリゴンミラー５が搭載されており、押さえバネ６によりロータハウジング２の上面に押圧されている。押さえバネ６は、軸孔３の周囲に起立形成された円筒部に嵌め込まれるＣ型止め輪７により固定されている。また、図２において、ロータハウジング２の内周面には、リング状のマグネット８が固着されている。マグネット８は、周方向にＮ極とＳ極とで交互に着磁されている。

図２において、ステータ９は、ステータハウジング１０には動圧軸受１１を介して回転軸４が同軸に組み込まれている。ステータハウジング１０は、外径の異なる円筒部分が連続して形成されており、小径の部分にはステータコア１２が接着剤を介して嵌め込まれ、大径の部分には基板（モータ取付板兼モータ基板）１３が固定されている。ステータハウジング１０には、モータ基板１３側より孔径段差を利用してスラスト受１４が嵌め込まれている。スラスト受１４は、回転軸４の軸端（下端）を受けて軸端位置を規定している。

基板１３は、ステータハウジング１０に回転軸４と直交する向きにかしめられている。この基板１３はモータ取付フレームとモータ基板を兼用している。基板１３にはモータ駆動回路を構成する電子部品（駆動ＩＣ）１５、磁極センサ２３などが搭載されている。磁極センサ２３は、マグネット８の漏れ磁束からロータ１の磁極位置を検出する。磁極センサ２３により検出されたロータ１の回転位置に応じて、モータ駆動回路はステータコイル１６への通電を当該ロータ１の回転を付勢する方向へ切り換える。

図１において、例えば鉄基板１３は導電性金属板１７上に絶縁層１８を介して導体パターン（グランドパターン１９）がレジスト被膜２０より露出して形成されている。図１において、グランドパターン１９の一部に、グランドパターン１９側から基板１３に向けて塑性変形した凹部２１が形成されている。

図３Ａにおいて、基板表面側に露出するグランドパターン１９に図示しない工具を押し付けると、グランドパターン１９と基板１３との間の絶縁層１８が押し潰されて周囲に逃げてリング状に上方に盛り上がった隆起部２２が形成される（図３Ｂ参照）。これにより、絶縁層１８が破壊されて凹部上側のグランドパターン１９が凹部下側の基板１３と電気的に導通させることができる。また、基板断面が露出することがないので、凹部２１に錆などが発生することはない。このように、極めて簡易な構成で確実かつ安価に導電性金属板１７とグランドパターン１９とを電気的導通させることができ、電磁波ノイズの放射を抑えることができる。尚、グランドパターン１９はレジスト被膜２０に覆われていてもいなくてもいずれでも良い。また、上述した実施の形態では球状の先端形状を持つ工具により凹部２１を形成したが、他の先端形状をもつ工具を用いて凹部２１を形成しても良い。

次に、ポリゴンスキャナモータの他例について図４乃至図７を参照して説明する。
モータの概略構成は前記図１及び図２と同様であるので省略し、異なる構成について説明する。尚、前記実施例と同一部材には同一番号を付して説明を援用するものとする。

図４において、グランドパターン１９の一部には枝パターン１９ａが設けられている。この枝パターン１９ａ上を工具で突いて凹部（陥没部）２１が形成されている。凹部２１の平面形状の一例を示すと図５の通りである。この状態で凹部２１に陥没したグランドパターン１９と導電性金属板１７とが電気的に導通がとれていればよい。

また、図６において、凹部２１に導電性金属材（例えばはんだ、はんだ合金等）２４が充填されているとより好ましい。図７は図６の矢印Ａ−Ａ断面図を示す。凹部２１は、断面くさび状乃至断面略Ｌ字状にへこませて形成され、陥没したグランドパターン１９は絶縁層１８が押し潰されて導電性金属板１７と電気的に導通するようになっている。この陥没して形成された凹部２１の傾斜面２５に存在するグランドパターン端部１９Ａとモータ基板１３の表層に設けられるレジスト被膜２０より露出するグランドパターン端部１９Ｂを覆うように導電性金属材２４が充填されている。尚、凹部２１の断面形状は鋭角状のくさび形状からＬ字状よりやや大きい鈍角形状のいずれでもよいが、導電性金属材２５の充填性を考慮すると、くさび形状が好ましい。

このように、陥没したグランドパターン端部１９Ａによる接続に加えて導電性金属材２４を介した表層側のグランドパターン端部１９Ｂと導電性金属板１７との電気的導通が確保できるので、接続信頼性を向上できる。

上記実施例は、ポリゴンスキャナモータを用いて説明したが、ディスク駆動用のスピンドルモータなど、他の基板取付型ブラシレスモータに用いることも可能である。

ポリゴンスキャナモータの平面図である。 ポリゴンスキャナモータの半断面図である。 基板の凹部の断面図及び凹部の平面図である。 他例に係るポリゴンスキャナモータの平面図である。 他例に係るグランドパターンに形成された凹部の平面図である。 図５の凹部に導電性金属材が充填された状態を示す平面図である。 図６の矢印Ａ−Ａ方向の部分断面図である。

符号の説明

１ ロータ
２ ロータハウジング
３ 軸孔
４ 回転軸
５ ポリゴンミラー
６ 押さえバネ
７ 止め輪
８ マグネット
９ ステータ
１０ ステータハウジング
１１ 動圧軸受
１２ ステータコア
１３ モータ基板
１４ スラスト受
１５ 電子部品
１６ ステータコイル
１７ 導電性金属板
１８ 絶縁層
１９ グランドパターン
１９ａ 枝パターン
１９Ａ，１９Ｂ グランドパターン端部
２０ レジスト被膜
２１ 凹部
２２ 隆起部
２３ 磁極センサ
２４ 導電性金属材
２５ 傾斜面

Claims (3)

1. 導電性金属板上に絶縁層を介して導体パターンがレジスト被膜より露出して形成された基板にハウジングが組み付けられ、該ハウジングに固定子が組み付けられ回転子シャフトが回転可能に支持される基板取付型ブラシレスモータであって、
   グランドパターンの一部をへこませて凹部を形成し中間の絶縁層を押し潰すことで当該グランドパターンと導電性金属板が電気的に導通していることを特徴とする基板取付型ブラシレスモータ。
2. グランドパターン上を押圧されて絶縁層を周囲に逃がした隆起部が形成され、当該グランドパターンと導電性金属板が電気的に導通していることを特徴とする請求項１記載の基板取付型ブラシレスモータ。
3. グランドパターン上を断面くさび状若しくは断面略Ｌ字状にへこませて、基板面より陥没したグランドパターンと導電性金属板を電気的に導通させ、該陥没部に導電性金属材が充填されていることを特徴とする請求項１記載の基板取付型ブラシレスモータ。

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