JP2014121104A - ブラシレス直流モータ、モータユニット、光学素子駆動装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの組立作業が容易であり、且つ、モータ外径を大きくすることなく、従来に比して高出力化を図ることができる小型のブラシレス直流モータ、それを用いたモータユニット、光学素子駆動装置及び撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】この目的を達成するため、ロータ１０の外周面１０Ａと対向する複数の突条鉄心部２３の円板状平面部２２側に巻線体２４を配置したブラシレス直流モータ１において、フレキシブルプリント基板３０が、主配線部３１と、巻線体２４に通電可能に接続するための接続ランド部３５が形成された電源配線部３２とを備え、当該突条鉄心部２３の先端部側に主配線部３１をステータ２０の先端部側の外周面に巻き付けたとき、電源配線部３２の接続ランド部３５が、最外周に位置するようにした。
【選択図】図１

Description

本件発明は、特に、小口径のブラシレス直流モータと、当該ブラシレス直流モータを備えたモータユニット、光学素子駆動装置及び撮像装置に関する。

従来より、各種電子機器の駆動源等として各種の直流モータが使用されている。例えば、撮像装置においても、撮像用レンズ群のレンズ位置を移動させるためのレンズ移動機構の駆動源として小型のブラシレス直流モータが用いられている。小型のブラシレス直流モータは、始動トルクが大きく、加速性及び速度制御性に優れるため、レンズの位置を精密に制御しなければならないレンズ移動機構の駆動源として好適である。

ブラシレス直流モータは、ブラシ付き直流モータから整流子とブラシを取り除き、代わりにホール素子等の磁気センサを用いてロータ位置信号の検出を行い、この検出信号をモータ駆動回路にフィードバックしてコイルの巻線に与える駆動電流の通電を制御している。ブラシレス直流モータは、ブラシや整流子などの機械的接触部品がないため、機械的なノイズや電気的なノイズが発生せず、機械寿命の点で有利である。

ブラシレス直流モータは、一般に、三相構成とされ、各相毎に磁気センサが設けられる。各相毎に設けられた３つの磁気センサは電源に対して並列又は直列に接続される。また、各磁気センサとモータ駆動回路とは信号線により接続されており、各信号線から出力される検出信号によって、モータ駆動回路はロータの回転を検出する。コイルの巻線の一端は、例えば、Ｙ結線等の結線処理が施され、コイルの巻線の他端は、それぞれモータ駆動回路に接続される。モータ駆動回路は、ロータの回転位置に応じて、所定の通電パターンに従って、所定のコイルの巻線に駆動信号（駆動電流）を与える。これらの配線は、通常、フレキシブルプリント基板の配線パターンに接続され、このフレキシブルプリント基板を介して、外部のモータ駆動回路等と接続される。

例えば、特許文献１に開示の円筒ブラシレスモータは、入力端子を設けたフレキシブルプリント基板上に結線した円周方向に曲げた略四角形のコイルを有し、固定したステータコイルとフレキシブルプリント基板を円筒状に形成し、該フレキシブルプリント基板を、永久磁石ロータと対向してラジアル方向にギャップを有する積層コアの内周に配設すると共に、コイル両端面又は片端面を合成樹脂よりなるリング状スペーサの溝に挿入又は圧入する構成を採用している。円周方向に曲げた略四角形のコイルをフレキシブルプリント基板の平面上で結線でき、これを円筒状に形成することにより、コイルの結線とコイルの固定を簡単にできるとしている。

実開平２−１１４３７２号公報

昨今では、ブラシレス直流モータの小型化を図るために、外周部に、周方向に複数の磁極を有するロータと、当該ロータの回転軸方向に対して垂直な面を有する円環状部と、当該円環状部の外周部に立設され、その先端部がロータ側に延在する回転軸と平行な複数の突条鉄心部と、各突条鉄心部に配置した巻線体とを有するステータとを備え、ロータとステータの巻線体領域とが回転軸方向において上下に配置され、各突条鉄心部の先端部を介して巻線体から発生する磁力線をロータの外周面に作用させるブラシレス直流モータが開発されている。

この回転軸方向においてロータとステータの巻線体領域とを上下に配置したブラシレス直流モータは、配線パターンが形成されたフレキシブルプリント基板を、巻線体領域の上方に位置するステータの外周面に巻き付けて、モータ自体の外径の狭小化を図っている。

しかしながら、ロータに対向して配置する当該フレキシブルプリント基板の幅は、回転軸方向の寸法がロータの回転軸方向の寸法に限定される。そのため、回転軸方向においてロータとステータの巻線体領域とを上下に配置したブラシレス直流モータは、特許文献１に開示のフレキシブルプリント基板のように、巻線体に通電可能に接続するための接続ランド部を設けるスペースを十分に確保することができない。限られた領域において巻線体に通電するための接続ランド部を形成すると、巻線体の結線作業性が悪くなり、組立作業が煩雑となる問題がある。

そこで、本件発明の課題は、モータの組立作業が容易であり、且つ、モータ外径を大きくすることなく、従来に較べて高出力化を図ることができる小型のブラシレス直流モータと、当該ブラシレス直流モータを備えたモータユニット、光学素子駆動装置及び撮像装置を提供することにある。

本件発明者等は、鋭意研究を行った結果、以下の構成を採用することにより、上述の課題を解決するに至った。

本件発明にかかるブラシレス直流モータは、ステータと、当該ステータと組み合わせて使用するロータと、当該ステータの外側に巻回して使用するフレキシブルプリント基板とを備えるものであって、当該ロータは、回転軸の一端側外周部に、複数の磁極を周方向に備えるものであり、当該ステータは、当該ロータの回転軸を貫挿する軸孔が形成された円板状平面部と、当該円板状平面部の外縁部から立設され、その先端部側が当該ロータの外周面と対向する複数の突条鉄心部と、当該各突条鉄心部の当該円板状平面部側に配置した巻線体とを備えるものであり、当該フレキシブルプリント基板は、主配線部と、当該巻線体に通電可能に接続するための接続ランド部が形成された電源配線部とを備え、当該主配線部を当該ステータの先端部側の外周面に巻き付けたとき、当該電源配線部の当該接続ランド部が、最外周に位置するようにしたことを特徴とする。

本件発明にかかるブラシレス直流モータにおいて、前記フレキシブルプリント基板は、帯状の前記主配線部の長手方向において、当該主配線部と前記電源配線部との少なくとも一部が連続して形成する連結部を備え、当該連結部に沿って前記電源配線部を前記主配線部の外側に折り曲げて当該電源配線部を当該主配線部の外側に配置することが好ましい。

本件発明にかかるブラシレス直流モータにおいて、前記連結部の前記回転軸と直交する方向の長さは、前記円板状平面部の外周長を前記突条鉄心部の数で割った寸法よりも小さい寸法とすることが好ましい。

本件発明にかかるブラシレス直流モータにおいて、前記電源配線部の前記回転軸方向における長さは、前記主配線部の前記回転軸方向における長さよりも小さい寸法とすることが好ましい。

本件発明にかかるブラシレス直流モータにおいて、前記主配線部は、前記ロータの回転位置を検出するための位置検出センサを互いに隣接する前記突条鉄心部の先端部間の間隙に配置するように搭載すると共に、前記電源配線部は、当該主配線部の前記位置検出センサと異なる位置において、外周に位置することが好ましい。

本件発明にかかるモータユニットは、上述のブラシレス直流モータと、当該モータの回転力を駆動対象に伝達する減速機構とを備えることを特徴とする。

本件発明にかかる光学素子駆動装置は、光学素子を光軸方向に移動させる駆動源として上述のブラシレス直流モータを備えることを特徴とする。

本件発明にかかる撮像装置は、上述の光学素子駆動装置を用いて、撮像用のレンズを光軸方向に移動させることを特徴とする。

本件発明にかかるブラシレス直流モータは、巻線体に通電可能に接続するための接続ランド部が外周に位置するように、フレキシブルプリント基板がステータの先端部の外周面に巻き付けられているため、巻線体の端部を接続ランド部に半田付けする結線作業を外部から容易に行うことができる。よって、モータの組立作業性を飛躍的に向上させることができる。

また、ステータの先端部側の外周面に巻き付けられる主配線部とは異なる電源配線部に、接続ランド部が形成されて当該接続ランド部が最外周に位置するように構成されているため、当該接続ランド部に接続する電源線用配線パターンは、主配線部ではなく電源配線部に引き回して形成することができる。すなわち、主配線部では、各電源線用配線パターンを略平行に形成し、電源配線部では、各電源線用配線パターンを各接続ランド部に対して引き回して形成することができる。従って、比較的配線面積を広く必要とする電源線用配線パターンの引き回し部分を主配線部とは異なる電源配線部に形成することができるので、主配線部自体の寸法を小さく形成することができる。よって、ステータの先端部の外周面に巻き付けられる主配線部の回転軸方向の寸法を小さくすることができる。

特に、ロータとステータの巻線体領域とを、ロータの回転軸方向において上下に配置するブラシレス直流モータでは、ステータの先端部の外側の領域は限られているため、電源線用配線パターンの引き回し部分を形成した電源配線部が、主配線部の外側に設けられる本件発明は、主配線部とステータの巻線体領域とが干渉することなく、当該主配線部をステータの先端部に巻き付けることが可能となる。

従って、本件発明のブラシレス直流モータは、従来のブラシレス直流モータと比較してロータ径を大きくした場合であっても、巻線体領域を大きく確保しつつ、フレキシブルプリント基板を支障なくステータに巻き付けて保持することができるため、モータの外径を大きくすることなく、高出力化を図ることができる。よって、本件発明にかかるブラシレス直流モータ及び当該ブラシレス直流モータを備えたモータユニットは、各種の部品が高密度に狭小スペースに搭載される各種小型電子機器、例えば、本件発明にかかる光学素子駆動装置や撮像装置において駆動源として好適に用いることができる。

本件発明にかかるブラシレス直流モータの一例を示す外観斜視図である。 図１のブラシレス直流モータの断面図である。 図１のブラシレス直流モータのロータの磁極の配置例を示す平面図である。 図１のブラシレス直流モータのステータ部分の一例を示す平面図である。 図４のＸ−Ｘ線の断面図である。 図１のブラシレス直流モータの巻線体の配置を示す平面図である。 図１のブラシレス直流モータのフレキシブルプリント基板の一例を示す図である。 図１のブラシレス直流モータのフレキシブルプリント基板の巻き付け手順を示す図である。 図１のブラシレス直流モータを備えた光学素子駆動装置の模式断面図である。

以下、図面を参照して、本件発明にかかるブラシレス直流モータと、当該ブラシレス直流モータを備えたモータユニットと、当該ブラシレス直流モータを備えた光学素子駆動装置と、当該光学素子駆動装置を備えた撮像装置の好適な実施の形態について説明する。

＜ブラシレス直流モータ＞
まずはじめに、図１〜図６を参照して、本件発明にかかるブラシレス直流モータについて説明する。図１は本件発明にかかるブラシレス直流モータ１の一例を示す外観斜視図、図２は当該ブラシレス直流モータ１の断面図、図３は当該ブラシレス直流モータ１のロータ１０の磁極１３の配線例を示す平面図、図４は当該ブラシレス直流モータ１のステータ２０（ただし、巻線体２４を除く）の平面図、図５は図４のＸ−Ｘ線の断面図、図６は巻線体２４の配置を示す平面図である。

本件発明にかかるブラシレス直流モータ１は、図１、図２及び図６に示すように鉄心（後述する突条鉄心部２３）に巻線体（コイル）が巻回された所謂鉄心型モータである。本件発明にかかるブラシレス直流モータ１は、図１及び図２に示すようにステータ２０と、当該ステータ２０と組み合わせて使用するロータ１０を備え、当該ロータ１０と、ステータ２０の巻線領域２１（巻線体２４が配置される領域）とが、ロータ１０の回転軸方向（ロータ１０の回転軸１１の軸方向）において上下に配置されている。また、図１に示すように、巻線領域２１の上方（図１に示す回転軸方向においてロータ１０が配置される側）には、ステータ２０を構成する突条鉄心部２３（先端部２３Ａ）の外側にフレキシブルプリント基板３０が巻き付けられている。このフレキシブルプリント基板３０には、図７に示すように、巻線体２４と接続される配線パターンと、ロータ１０の回転位置を検出するための位置検出センサ４０と接続される配線パターンが設けられている。なお、図１及び図２では、当該ブラシレス直流モータ１がブラケット５０を介して、取付部材５１に取り付けられた状態を示している。

以下では、まず、当該ブラシレス直流モータ１の基本的な構成要素であるロータ１０及びステータ２０の具体的な構成について説明した後、フレキシブルプリント基板３０の構成について説明する。

ロータ１０は、回転軸（シャフト）１１の一端側外周部に、複数の磁極１３（Ｓ、Ｎ）を周方向に備えるマグネット（永久磁石）ロータである。ロータ１０の回転軸１１は、軸受け１４、１５を介してブラケット５０に回転自在に支持されている。図２において、１６はロータヨークである。図３に示すロータ１０の一例は、周方向に８極に等分割された磁極１３を有し、Ｓ極とＮ極が外周面において周方向に交互に現れるように磁極１３が配置されている。但し、本件発明において、磁極１３の数には特に限定はなく、２×ｎ（但しｎは１以上の整数）であればよい。

ステータ２０は、図２、図４及び図５に示すように、ロータ１０の回転軸１１を貫挿する軸孔２２Ａが形成された円板状平面部２２と、この円板状平面部２２の外縁部２２Ｂから立設され、その先端部２３Ａ側がロータ１０の外周面１０Ａと対向する複数の突条鉄心部２３と、各突条鉄心部２３の円板状平面部２２側に配置した巻線体２４とを有する。

円板状平面部２２は、中央に貫通形成された軸孔２２Ａにブラケット５０及び軸受け１５を介してロータ１０の回転軸１１が貫挿された状態で、当該円板状平面部２２は、ロータ１０の回転軸方向に対して垂直な面となる。

円板状平面部２２及び突条鉄心部２３は、強磁性体材料を用いて一体的に成形することができる。具体的には、円板状平面部２２の外縁部２２Ｂに突条鉄心部２３を放射状に連設した平板状部材を用い、当該突条鉄心部２３を当該円板状平面部２２に対して略垂直に折り曲げることにより、図２及び図５に示す形状の鉄心構造とすることができる。

各突条鉄心部２３は、円板状平面部２２の外周部２２Ｂに等間隔に設けられている。突条鉄心部２３の数に特に限定はないが、ブラシレス直流モータ１は通常３相駆動とするため、突条鉄心部２３の数（スロット数）は３×ｍ（但し、ｍは１以上の整数）であることが好ましい。図示例では、突条鉄心部２３を９本、備えた例を示している。

また、各突条鉄心部２３は、ロータ１０の回転軸１１と略平行に設けられる。本実施の形態において、回転軸方向を上下方向とし、ロータ１０が配置される側を上側、円板状平面部２２が配置される側を下側とした場合、上述したように、突条鉄心部２３の略中央位置から下側（円板状平面部２２側）に、巻線体２４が巻回されている。そして、突条鉄心部２３の略中央位置から上側（先端部２３Ａ側）が、ロータ１０の外周面１０Ａに対向して配置されている。

巻線体２４に通電したとき、巻線体２４から発生する磁力線（磁界）は強磁性体である突条鉄心部２３に収束し、この突条鉄心部２３の先端部２３Ａを介してロータ１０の外周面１０Ａに作用する。本実施の形態では、各突条鉄心部２３の回転軸方向における長さは、ロータ１０の回転軸方向における長さと、巻線領域２１の回転軸方向における長さとの和よりも長く、各突条鉄心部２３の先端は、ロータ１０の上端より突出している。

巻線体２４を突条鉄心部２３に形成する方法は、特に限定されるものではなく、一般的なブラシレス直流モータ１の巻線技術を採用することができる。また、各相毎の巻線体２４の配置及び結線処理の方法等についても特に限定はない。例えば、図６に示すように、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル巻線体２４を順に配置することができる。なお、突条鉄心部２３には、絶縁性塗料が塗布されており、突条鉄心部２３と巻線体２４との絶縁が図られている。

また、図２に示すように、各突条鉄心部２３の先端部２３Ａにおいて、突条鉄心部２３間の間隙には、ロータ１０の回転位置を検出するための位置検出センサ４０が配置される。位置検出センサ４０を突条鉄心部２３間の間隙に配置することにより、ロータ１０の磁極位置をロータ１０により近い位置で検出することができる。また、位置検出センサ４０は、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に設けられる。これにより、ロータ１０の回転位置を精度良く検出することが可能になる。

位置検出センサ４０として、例えば、ホール素子を用いることができる。ホール素子は、磁束に対して直流電圧を発生する素子である。ホール素子は、一対の信号端子と、一対の電源端子を備え、これらはフレキシブルプリント基板３０に設けられた配線パターンにそれぞれ接続される。ホール素子が検出した磁束の向きが変化した場合、各信号出力端子に現れる信号レベルの高低が変化する。この信号出力端子から出力される信号レベルの高低の変化によって、ロータ１０の回転位置（磁極位置）を検出することができる。

次に、フレキシブルプリント基板３０について説明する。図７は、本実施の形態のフレキシブルプリント基板３０を示している。フレキシブルプリント基板３０は、上述の巻線体２４及び位置検出センサ４０と電気的に接続される配線パターンが設けられている。当該フレキシブルプリント基板３０は、主配線部３１と、巻線体２４に通電可能に接続するための接続ランド部３５が形成された電源配線部３２と、外部のモータ駆動回路（図示略）等と接続するための接続端子が設けられる接続端子部３３とを備えている。なお、各図において、配線パターン及び接続端子については、図示を省略している。以下、主配線部３１、電源配線部３２について説明する。

まず、主配線部３１について説明する。主配線部３１は、ステータ２０の突条鉄心部２３の先端部２３Ａ側の外周面に巻き付け可能な長尺状に形成されており、主配線部３１のステータ２０への巻き付けはじめ側とは反対側の端部に上述の接続端子部３３が設けられている。また、この主配線部３１の回転軸方向における長さは、突条鉄心部２３の先端から巻線領域２１のロータ側端部までの寸法よりも小さい寸法とする。主配線部３１には、主に、巻線体２４及び位置検出センサ４０と電気的に接続される直線状の各配線パターンが一定の間隔を空けて略平行に配列されている。更に、この主配線部３１には、上述の位置検出センサ４０が搭載されている。

具体的には、主配線部３１には、位置検出センサ４０の位置検出部４１側が挿入される挿入口３４が形成されている。この挿入口３４は、フレキシブルプリント基板３０を、後述するように、ステータ２０の突条鉄心部２３の先端部２３Ａの外側に巻き付けたときに、互いに隣接する２つの突条鉄心部２３の間隙に配置される位置に形成されている。そして、主配線部３１は、位置検出センサ４０の４つの端子（信号端子及び電源端子をそれぞれ２つずつ）を接続するための接続パターンが設けられている。各接続パターンは、主配線部３１に形成された位置検出センサ４０の信号線用若しくは電源線用の配線パターンとそれぞれ接続されている。位置検出センサ４０の各端子を各接続パターンに半田付け等により電気的に接続することで、位置検出センサ４０を主配線部３１に形成された配線パターンに接続することができる。

図２及び図７に示すように、位置検出センサ４０の位置検出部４１が主配線部３１の挿入口３４に挿入して、当該位置検出センサ４０の各端子を、主配線部３１に形成された各接続パターンに接続することで、位置検出センサ４０を互いに隣接する突条鉄心部２３の間隙に挿入配置することができる。フレキシブルプリント基板３０に当該挿入口３４を設けておくことにより、フレキシブルプリント基板３０を突条鉄心部２３の周囲に巻き付けた後に、位置検出センサ４０を所定の位置に配置することができるため、フレキシブルプリント基板３０の巻き付け作業時に位置検出センサ４０に機械的な負荷が加わるのを防止することができる。また、位置検出センサ４０を突条鉄心部２３間の間隙に配置することにより、位置検出センサ４０が突条鉄心部２３の外側に突出して、当該ブラシレス直流モータ１の外径が大きくなるのを防止することができる。更に、位置検出センサ４０は、フレキシブルプリント基板３０の挿入口３４に位置検出部４１を挿入させた状態で、位置検出センサ４０の各端子は、外部に面しているため、各端子と主配線部３１の各接続パターンとの接続作業性を向上させることができる。

次に、電源配線部３２について説明する。電源配線部３２には、巻線体２４に通電可能に接続するための接続ランド部３５が形成されている。本実施の形態では、各巻線体２４は、各相構成に応じて結線されているため、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のそれぞれに対し一つ、合計３つの接続ランド部３５が形成されている。また、電源配線部３２には、上述の主配線部３１の配線パターンから引き回された電源線用の配線パターンが形成されている。電源線用の配線パターンは、対応して設けられる接続ランド部３５と接続するため湾曲した配線パターンを有している。各巻線体２４の端部は、接続ランド部３５を介して、当該電源配線部３２に設けられた電源線用の配線パターンに接続される。

電源線用の配線パターンは、当該ブラシレス直流モータ１の動作の信頼性を確保するため、位置検出センサ４０と接続される信号出力用の配線パターンと比較すると、パターン幅が太く形成されている。本件発明では、各巻線体２４に給電するための電源線用配線パターンは、上述のように主配線部３１で、直線状に、略平行に配列されているが、接続ランド部３５に接続する電源線用配線パターンは、主配線部３１ではなく電源配線部３２において、各接続ランド部３５に対して引き回して形成することができる。従って、比較的配線面積を広く必要とする電源線用配線パターンの引き回し部分を主配線部３１とは異なる電源配線部３２に形成することができるので、主配線部３１自体の寸法を小さく形成することができる。よって、ステータ２０の突条鉄心部２３の先端部２３Ａの外側に巻き付けられる主配線部３１の回転軸方向の寸法を小さくすることができる。

そして、この電源配線部３２は、主配線部３１をステータ２０の突条鉄心部２３の先端部２３Ａ側の外周面に巻き付けたとき、電源配線部３２の接続ランド部３５が、最外周に位置するように設けられている。本実施の形態では、電源配線部３２は、帯状の主配線部３１の長手方向に沿って、連結部３６を介して、主配線部３１と少なくとも一部が連続して形成される。具体的には、電源配線部３２は、主配線部３１の外面に巻き付け可能とするため、主配線部３１の長手方向と平行に長く形成された帯状を呈しており、電源配線部３２の長手側の端縁の一部が、主配線部３１の長手側の端縁と、連結部３６にて連結して形成される。

電源配線部３２を主配線部３１の外面に巻き付ける前の状態は、図７の展開図に示すように、主配線部３１の長手側の端縁から電源配線部３２が回転軸方向に突出して形成される。図７の展開図の状態、すなわち、主配線部３１の外面に電源配線部３２を巻き付ける前の状態では、電源配線部３２に設けられる接続ランド部３５は、ステータ２０の外周面に巻き付けられる主配線部３１の当該ステータ２０の外面と対向する側の面に設けられている。

主配線部３１と電源配線部３２とを接続する連結部３６は、電源配線部３２の長手方向全域にわたって形成しても良いが、連結部３６の回転軸１１と直交する方向の長さＬ１を、上述のステータ２０の円板状平面部２２の外周長を突条鉄心部２３の数で割った寸法よりも小さい寸法とすることが好ましい。

また、電源配線部３２の回転軸方向における長さＬ２は、主配線部３１の回転軸方向における長さＬ３よりも小さい寸法とすることが好ましい。

また、電源配線部３２の長手方向の寸法Ｌ４は、主配線部３１の外側に巻き付けられた状態（図８の（ｄ）の状態）において、電源配線部３２が、主配線部３１に設けられる位置検出センサ４０と異なる位置において、外周に位置するような寸法とすることが好ましい。

ここで、図８を参照して、本実施の形態の直流モータ１のフレキシブルプリント基板３０のステータ２０の外側に巻き付ける手順について説明する。まずはじめに、図８の（ａ）に示すように、フレキシブルプリント基板３０の主配線部３１の巻きはじめ側の端部をステータ２０の突条鉄心部２３の先端部２３Ａの外側に宛がい、図８の（ｂ）に示す状態まで、主配線部３１を突条鉄心部２３の先端部２３Ａの外側に巻き付ける。このとき、上述のように、主配線部３１を、ステータ２０の突条鉄心部２３の先端部２３Ａの外側に巻き付けたときに、各挿入口３４が、互いに隣接する２つの突条鉄心部２３の間隙に配置される位置する。

図８の（ｂ）の状態は、フレキシブルプリント基板３０の主配線部３１と電源配線部３２を連結する連結部３６に相当する位置まで主配線部３１が巻き付けられた状態である。この状態で、図８の（ｃ）に示すように、電源配線部３２を、連結部３６に沿って、主配線部３１の外側に重ね合わせるように折り曲げ、図８の（ｄ）に示すように、電源配線部３２を主配線部３１の外側に巻き付ける。主配線部３１は、ステータ２０の突条鉄心部２３の外周面に巻き付ける際に、例えばポリイミドテープなどの両面接着テープを用いて固定を行っても良い。同様に、電源配線部３２は、主配線部３１の外面に巻き付ける際に、両面接着テープを用いて固定を行っても良い。

これにより、本件発明にかかるブラシレス直流モータ１は、巻線体２４に通電可能に接続するための接続ランド部３５が最外周に位置するように、フレキシブルプリント基板３０がステータ２０の突条鉄心部２３の先端部２３Ａの外側に巻き付けられているため、巻線体２４の端部２４Ａを接続ランド部３５に半田３５Ａにより半田付けする結線作業を外部から容易に行うことができる。よって、モータの組立作業性を向上させることができる。

また、本件発明では、電源配線部３２と主配線部３１とを連結する連結部３６の回転軸１１と直交する方向の長さＬ１を、円板状平面部２２の外周長を突条鉄心部２３の数で割った寸法よりも小さい寸法とすることにより、電源配線部３２を、複数あるうちの一つの突条鉄心部２３の外面に沿って折り曲げることができる。そのため、フレキシブルプリント基板３０の主配線部３１を突条鉄心部２３の先端部２３Ａの外側に略円筒状となるように巻き付けた後であっても、支障なく電源配線部３２を連結部３６に沿って外側に折り曲げて略円筒状に形成することができる。これにより、フレキシブルプリント基板３０の折り曲げ部分が回転軸１１と直交する方向で更に折り曲げられる不都合を回避することができ、当該連結部３６に加わる負荷を最小限とすることができる。従って、折り曲げられる連結部３６の劣化を最小限とすることができ、フレキシブルプリント基板３０に形成された配線パターンの断線を効果的に抑制することができる。

更に、本実施の形態のブラシレス直流モータ１は、電源配線部３２の回転軸１１方向における長さＬ２は、主配線部３１の回転軸１１方向における長さＬ３よりも小さい寸法としている。これにより、電源配線部３２を回転軸１１と直交する方向に沿って、連結部３６において、主配線部３１に対して折り曲げて突条鉄心部２３の先端部２３Ａの外側に巻き付けた状態で、当該電源配線部３２が、主配線部３１よりも回転軸方向において外側に突出してしまう不都合を回避することができる。これにより、電源配線部３２がステータ２０の巻線体２４の巻線領域２１と干渉してしまう不都合や、突条鉄心２３の先端よりも回転軸方向において外側に突出してしまう不都合を回避でき、より確実にブラシレス直流モータの小型化を図ることができる。

また、本件発明にかかるブラシレス直流モータ１は、上述したように、電源配線部３２の長手方向の寸法Ｌ４が、主配線部３１の外側に巻き付けられた状態（図８の（ｄ）の状態）において、電源配線部３２が、主配線部３１に設けられる位置検出センサ４０と異なる位置において、外周に位置するような寸法としている。これにより、電源配線部３２を主配線部３１の外側に巻き付けた状態で、電源配線部３２の接続ランド部３５と、位置検出センサ４０とが重なり合うことを回避することができる。そのため、接続ランド部３５へ巻線体２４の端部２４Ａを半田３５Ａにより半田付け等により結線する際に、熱や工具によって位置検出センサ４０に悪影響を及ぼす不都合を未然に回避することができる。

上述の本件発明のブラシレス直流モータ１は、ロータ１０と、ステータ２０の巻線領域２１とをロータ１０の回転軸方向において上下に配置するモータであるため、ステータ２０の先端部の外側の領域は限られている。上述のように電源線用配線パターンの引き回し部分を形成した電源配線部３２が、主配線部３１の外側に設けられる本件発明は、主配線部３１とステータの巻線領域２１とが干渉することなく、当該主配線部３１をステータ２０の先端部に巻き付けることが可能となる。

従って、本件発明のブラシレス直流モータ１は、従来のブラシレス直流モータと比較してロータ径を大きくした場合であっても、巻線領域２１を大きく確保しつつ、フレキシブルプリント基板３０を支障なくステータ２０に巻き付けて保持することができるため、モータの外径を大きくすることなく、高出力化を図ることができる。よって、本件発明にかかるブラシレス直流モータは、各種の部品が高密度に狭小スペースに搭載される各種小型電子機器の駆動源として好適に用いることができる。

＜光学素子駆動装置＞
次に、本件発明にかかるブラシレス直流モータを備えた光学素子駆動装置６０について図９を参照して詳述する。なお、本件発明にかかるブラシレス直流モータ１を備えたモータユニット７０は、当該光学素子駆動装置６０に備えられるものであるため、併せて以下に説明する。図９は本件発明にかかる光学素子駆動装置６０の模式断面図を示している。

本実施の形態における光学素子駆動装置６０は、上述したブラシレス直流モータ１を駆動源とし、ブラシレス直流モータ１の回転軸１１からの回転力を用いて、レンズ保持枠６１を介してレンズ鏡筒６２内に収容保持された撮像用のフォーカスレンズ等のレンズ（光学素子）６３を光軸方向（図９中一点破線Ｌにて示す）に移動させるものである。

光学素子駆動装置６０は、固定筒６５と、当該固定筒６５の外周に貫挿配置されるカム筒６６と、ブラシレス直流モータ１の回転力をカム筒６６に伝達する減速機構７１とを備える。減速機構７１は、上述のブラシレス直流モータ１の回転軸１１に設けられたギヤ７２と、当該ギヤ７２に噛合してカム筒６６を光軸を中心として回転させる伝達ギヤ７３、７４とを備えるものである。当該減速機構７１は、上述のブラシレス直流モータ１と共にモータユニット７０を構成する。カム筒６６には、カムピン６７、６８を介してレンズ保持枠６１に保持されたレンズ６３が係合されている。ブラシレス直流モータ１の回転軸１１が回転駆動することにより、固定筒６５に対してカム筒６６が回転駆動し、カムピン６７、６８により係合されるレンズ保持枠６１が光軸方向に移動する。

これにより、フォーカスレンズ６３の焦点調節を行うオートフォーカス動作において、ブラシレス直流モータ１の回転軸１１に伝達された駆動力が、ギヤ７２及び伝達ギヤ７３、７４に伝達されて、レンズ保持枠６１を光軸方向に移動させることができる。

上述したように、本件発明にかかるブラシレス直流モータ１は、上述の光学素子駆動装置６０を備えた撮像装置等、各種の部品が高密度に狭小スペースに搭載される各種小型電子機器の駆動源として好適に用いることができる。特に、本件発明にかかるブラシレス直流モータ１は、直径が１０ｍｍ以下の構造を採用した場合に有効である。すなわち、本件発明にかかるブラシレス直流モータ１は、従来のインナ・ロータタイプ或いはアウタ・ロータタイプのものと比較すると、同じ１０ｍｍ以下の外寸であってもロータ１０の径を従来に比して大きくすることができ、コイル巻線領域２１も大きく確保することができる。そのため、従来に較べて２倍〜５倍程度のトルクを発揮することができる。従って、直径が１０ｍｍ以下であっても、高いトルクを発揮することができる本件発明にかかるブラシレス直流モータ１は、上述したようにレンズ鏡筒６２内などの狭小なスペースに配置されて動力が要求される機器に採用することで、より大きな利益をもたらすことができる。

また、回転軸１１に減速機構７１を設けたモータユニット７０とした場合にも、当該ブラシレス直流モータ１は、従来に比して高トルクであるため、減速比を小さくすることができる。従って、上述のように撮像装置の光学素子駆動装置６０の駆動源として、本件発明にかかるブラシレス直流モータ１を用いた場合、駆動時の静音化及び、停止制度の向上を図ることができるため、フォーカシングやズーミングを行う際に騒音を発生させることなく、迅速にレンズを精度良く移動させることができる。

以上説明した本実施の形態のブラシレス直流モータ１、モータユニット７０、光学素子駆動装置６０及び撮像装置は、本件発明の一態様であり、本件発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのはもちろんである。故に、本実施の形態のブラシレス直流モータ１は、突条鉄心部２３（スロット）の数、及び、ロータ１０の磁極数等は、適宜変更して良いのはもちろんである。

本件発明にかかるブラシレス直流モータは、巻線体に通電可能に接続するための接続ランド部が外周に位置するように、フレキシブルプリント基板がステータの先端部の外側に巻き付けられるので、巻線体の端部を接続ランド部に半田付けする結線作業が困難な小型のモータに特に有効である。

１ ブラシレス直流モータ
１０ ロータ
１０Ａ 外周面
１１ 回転軸
１３ 磁極
１４、１５ 軸受け
２０ ステータ
２１ 巻線領域
２２ 円板状平面部
２２Ａ 軸孔
２２Ｂ 外縁部
２３ 突条鉄心部
２３Ａ 先端部
２４ 巻線体
２４Ａ 端部
３０ フレキシブルプリント基板
３１ 主配線部
３２ 電源配線部
３３ 接続端子部
３４ 挿入口
３５ 接続ランド部
３５Ａ 半田
３６ 連結部
４０ 位置検出センサ
５０ ブラケット
６０ 光学素子駆動装置
６１ レンズ保持枠
６２ レンズ鏡筒
６３ レンズ（フォーカスレンズ。光学素子）
６５ 固定筒
６６ カム筒
６７、６８ カムピン
７０ モータユニット
７１ 減速機構
７２ ギヤ
７３、７４ 伝達ギヤ

Claims (8)

1. ステータと、当該ステータと組み合わせて使用するロータと、当該ステータの外側に巻回して使用するフレキシブルプリント基板とを備えるブラシレス直流モータであって、
   当該ロータは、当該回転軸の一端側外周部に、複数の磁極を周方向に備えるものであり、
   当該ステータは、当該ロータの回転軸を貫挿する軸孔が形成された円板状平面部と、当該円板状平面部の外縁部から立設され、その先端部側が当該ロータの外周面と対向する複数の突条鉄心部と、当該各突条鉄心部の当該円板状平面部側に配置した巻線体とを有し、
   当該フレキシブルプリント基板は、主配線部と、当該巻線体に通電可能に接続するための接続ランド部が形成された電源配線部とを備え、当該主配線部を当該ステータの先端部側の外周面に巻き付けたとき、当該電源配線部の当該接続ランド部が、最外周に位置するようにしたことを特徴とするブラシレス直流モータ。
2. 前記フレキシブルプリント基板は、帯状の前記主配線部の長手方向において、当該主配線部と前記電源配線部との少なくとも一部が連続して形成する連結部を備え、
   当該連結部に沿って前記電源配線部を前記主配線部の外側に折り曲げて当該電源配線部を当該主配線部の外側に配置した請求項１に記載のブラシレス直流モータ。
3. 前記連結部の前記回転軸と直交する方向の長さは、前記円板状平面部の外周長を前記突条鉄心部の数で割った寸法よりも小さい寸法とする請求項２に記載のブラシレス直流モータ。
4. 前記電源配線部の前記回転軸方向における長さは、前記主配線部の前記回転軸方向における長さよりも小さい寸法とする請求項２又は請求項３に記載のブラシレス直流モータ。
5. 前記主配線部は、前記ロータの回転位置を検出するための位置検出センサを互いに隣接する前記突条鉄心部の先端部間の間隙に配置するように搭載すると共に、
   前記電源配線部は、当該主配線部の前記位置検出センサと異なる位置において、外周に位置する請求項１〜請求項４のいずれかに記載のブラシレス直流モータ。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のブラシレス直流モータと、
   当該モータの回転力を駆動対象に伝達する減速機構とを備えることを特徴とするモータユニット。
7. 光学素子を光軸方向に移動させる駆動源として請求項１〜請求項５のいずれかに記載のブラシレス直流モータを備えることを特徴とする光学素子駆動装置。
8. 請求項７に記載の光学素子駆動装置を用いて、撮像用のレンズを光軸方向に移動させることを特徴とする撮像装置。

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