JP3337594B2 - アウターロータ型ラジアルフラットブラシレスｄｃモ−タの固定子構造とその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイルを巻回した
ボビンを固定子の突極部に挿入した構成を有するアウタ
ーロータ型ラジアルフラットブラシレスＤＣモータの固
定子構造およびその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばパソコンの補助記憶装置として使
用されるフロッピーディスクドライバには、フロッピー
ディスクを駆動するために扁平に形成されたアウターロ
ータ型ラジアルフラットブラシレスＤＣモータが使用さ
れている。この種のアウターロータ型ラジアルフラット
ブラシレスＤＣモータは、固定子の突極が回転軸を中心
にして放射方向に突出しており、その先端には、回転子
磁石と対向し、かつ回転子磁石の回転方向に極歯が伸び
て、Ｔ字形をしているため、固定子コイルの巻回部を細
く形成することはできるが、固定子の突極にボビンを挿
入することができないので、各固定子の突極に直接巻線
を施しているため、この作業に多くの工数を要してい
た。また、巻線時に１スロットでも不良が出ると、固定
子構造全体が不良となってしまうため、歩留りを低下さ
せる要因として大きなものとなっていた。

【０００３】上記の不都合を避けるため、固定子の突極
先端から極歯を除き、該突極を棒状に形成し、ボビンに
コイルを別工程で巻線して固定子コイルを作成した上
で、この固定子コイルのボビンを固定子の各突極に挿入
実装する方法を採っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】モータの製作工数を
みると、巻線工程を含む固定子構造の組立が最も時間を
要するものであり、合理化を必要としている。特に各突
極に挿入されたボビンに巻回されたコイルの配線には多
くの手間を要する。すなわち、従来では図９に示すよう
に、ヨーク部１０１から放射方向に突出した突極１０２
にボビン１０３を嵌め込む。このボビン１０３にはコイ
ル１０４が巻回されており、該コイル１０４の端末はボ
ビン１０３の根元に立設した突起１０５に絡めた後、ボ
ビンの鍔部１０６を貫通してこれに立設される端子棒１
０７の根元に半田付け１０８される。半田付けを終了し
たボビン１０３はそれぞれ突極１０２に嵌合される。

【０００５】その後、ボビン１０３の根元にリング状で
平板状のプリント基板１０９を載置し、これに開けられ
た穴１１０にボビン１０３の鍔部１０６から立設する端
子棒１０７の先端を挿通し、プリント基板１０９に設け
られたプリント配線１１１に半田付けし、これらプリン
ト配線１１１により各コイル１０４はたとえばスター結
線され、該プリント基板１０９からは外部への配線用の
引き出し線１１２が導出される。このように構成された
固定子組立体は軟鉄板上を絶縁皮膜で覆い、その上にプ
リント配線やモータの駆動に要する電子部品などを搭載
した基板に固定される。図１０は組立を終わったフロッ
ピーディスクを駆動するために扁平に形成されたアウタ
ーロータ型ラジアルフラットブラシレスＤＣモータの断
面図である。図１０において、１２１はフロッピーディ
スク駆動装置を構成する基板であり、鉄などの強磁性体
からなっている。該基板１２１には複数個の孔１２２が
穿たれ、この孔１２２を取付部として合成樹脂製の固定
基台１２３が射出成型により固定されている。固定基台
１２３の中央には円筒状の軸受筒１２４が固定されてい
る。該軸受筒１２４の底部には、後に述べる軸受の底面
を支えるピボット１２５が設けられている。１２７は回
転子を構成するとともにフロッピーディスクを回転する
回転円板であり、薄い円形の皿状を呈している。回転円
板１２７の外周１２８の内側にはリング状の永久磁石か
らなる回転磁極１２９が固定されている。また外周１２
８の下部には、回転円板１２７の回転速度を検出する速
度検出用永久磁石１３０が固定されている。前記永久磁
石からなる回転磁極１２９はプラスチックマグネット製
であって、リング状を呈している。回転磁極１２９に
は、着磁により複数個の永久磁石が形成されている。こ
れ等永久磁石は回転磁極１２９の直径方向に着磁されて
おり、これ等の磁極方向は相隣なる同士反転している。
なお回転磁極１２９を含む回転円板１２７組立体はロー
タ１２６を構成する。

【０００６】回転円板１２７の中心部には金属製の回転
軸取付板１３１が固定されており、該回転軸取付板１３
１の中心には、回転軸１３２が固着されている。回転軸
１３２は円筒状の軸受筒１２４に回転自在に軸承されて
いる。回転円板１２７には１３３が明けられており、こ
こからフロッピーデイスクと嵌合するドライブピン１３
４が突出している。

【０００７】上述の従来装置は、固定磁極を組立てるま
でに、各ボビンに対して端子棒１０７への２箇所の半田
付けと、各ボビンを突極１０２に差し込んだ後、プリン
ト基板１０９への端子棒１０７の半田付と２回の半田付
け行程を必要とする。またこの行程を一度の半田付け作
業で行うことができない。しかも、各ボビンの鍔部１０
６には端子棒１０７を埋め込まなければならず、ボビン
の加工費が嵩む。加えて、端子棒１０７には、下部でコ
イル端末を半田付けし、上部でプリント基板と半田付け
しなければならないので、これを短く構成することがで
きないので、固定子構造の厚みを減ずることが困難であ
る。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明は上述のような
不都合を解消しようとするものであり、その目的は、扁
平に形成されたアウターロータ型ラジアルフラットブラ
シレスＤＣモータにおいて、固定子磁極構造を可及的に
薄くしかも構成を簡単に形成することができ、かつ製造
行程を従来品よりも大幅に短縮できるような構造と製法
を提供しようとするものである。

【０００９】このような発明の目的を達成するために、
本願の請求項１に係る発明は、磁性体からなる固定子の
突極部に、該突極部毎に巻線を施したボビンを挿入した
アウターロータ型ラジアルフラットブラシレスＤＣモー
タの固定子構造において、該固定子を装着する基板と、
キー溝を具えた円孔をもち各該突極部と一体化したリン
グ状のヨーク部と、各固定子コイルを接続する配線と、
該固定子コイルの導線を半田付けするパットを所定の位
置に有し、中央部に位置する中央孔と該中央孔の周縁に
キー溝をもつ円盤状のコイル配線板と、該コイル配線板
と該ヨーク部を互いのキー溝同士を位置合わせして該ヨ
ーク部の上に該コイル配線板を重ね合わせた積層構造と
し、中央部に中空状の突極部挿通孔をもち該固定子コイ
ルを巻線する胴体部と、該胴体部の一方端には鍔部、他
方端は鍔部と該他方端の鍔部の上端には該胴体部と反対
方向に位置する腕部と、該腕部の両側に伸びる導線固定
子腕と上向きに伸びる導線を絡める柱とをもつ導線保持
部、及び該他方端の鍔部の下端には該基板との位置決め
突起をもつ位置決め腕とを具えたボビンに巻線した固定
子コイルを具備し、該積層構造を各該ボビンの該導線保
持部と該位置決め腕で挟み付けた状態で、該ボビンの胴
体部に巻線された該固定子コイルからの導線が該導線固
定腕の下側に配線され、該コイル配線板の該導線に対応
するパットと半田接続されていることを特徴とするアウ
ターロータ型ラジアルフラットブラシレスＤＣモータの
固定子構造を提供する。

【００１０】本願の請求項２に係る発明は、請求項１に
係る発明に加えて、上記ボビンの他方端の鍔部に切り込
みを設けたことを特徴とするアウターロータ型ラジアル
フラットブラシレスＤＣモータの固定子構造を提供す
る。本願の請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明
に加えて、上記コイル配線板は、薄板状に形成され各固
定子コイルを接続する配線と該固定子コイルの端部を半
田付けするパットを所定の位置に有していることを特徴
とするアウターロータ型ラジアルフラットブラシレスＤ
Ｃモータの固定子構造を提供する。本願の請求項４に係
る発明は、請求項１に係る発明に加えて、上記コイル配
線板は、ヨークの上面に設けた絶縁皮膜の面上に被着形
成され各固定子コイルを接続する配線と該固定子コイル
の端部を半田付けするパットを所定位置に有しているこ
とを特徴とするアウターロータ型ラジアルフラットブラ
シレスＤＣモータの固定子構造を提供する。本願の請求
項５に係る発明は、請求項１に係る発明に加えて、前記
導線を覆う絶縁皮膜は加熱処理により溶解する絶縁皮膜
であることを特徴とするアウターロータ型ラジアルフラ
ットブラシレスＤＣモータの固定子構造を提供する。

【００１１】本願の請求項６に係る発明は、磁性体から
なる固定子の突極部に該突極部毎に巻線を施したボビン
を挿入したアウターロータ型ラジアルブラシレスＤＣモ
ータの固定子の製造方法において、ボビンにボビンの導
入保持部の導線からげ用柱を用いて巻線する工程と、コ
イル配線板と、該突極部と一体化した該ヨーク部とを互
いのキー溝を位置合わせして、該突極部と一体化した該
ヨーク部の上に該コイル配線板を重ね合わせた積層構造
を形成する工程と、該積層構造と該コイル配線板の上に
配した該固定子コイルからの導線とを該ボビンの導線固
定腕と位置決め腕で挟み付けた状態になるようボビンを
該突極部に挿入する工程と、該ボビンの導線固定腕の下
面に配置された該導線を該コイル配線板の接続パット近
傍に位置させる工程と、該接続パット近傍を局部加熱し
て接続パットに導線を半田付けする工程と、を含むこと
を特徴とするアウターロータ型ラジアルフラットブラシ
レスＤＣモータの固定子の製造方法を提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】ヨークの上面にコイル配線板を形
成したヨークから放射方向に突出する突極に対して、導
線を巻回したボビンを挿入する。突極にボビンを挿入し
た際に、ボビンの導線固定腕の下面に這わせた導線をコ
イル配線板の接続パッド近傍に位置させる。前記接続パ
ッド近傍を局部加熱して接続パッドに導線を半田付けす
る。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例について、図面を用いて詳
細に説明する。図１は本発明に係る扁平に形成されたア
ウターロータ型ラジアルフラットブラシレスＤＣモータ
のボビンを示す側断面図であり、図２はその上面図、図
３はその底面図である。図１において、ボビン１は中央
部に断面四角形で四角筒状の胴体部２を有する。該胴体
部２の中央部は断面四角形で中空状の突極挿通孔３が開
けられている。胴体部２の一方端には鍔部４が設けられ
ている。胴体部２の他方端上側には、コイルの端末を絡
める導線保持部５が形成されている。該導線保持部５
は、腕部６から上向き方向に伸びる導線絡め柱７が伸び
ている。

【００１４】図２から明らかなように、腕部６の両側面
には導線固定腕８、８が水平方向に伸びている。これら
導線固定腕８の先端には導線が挟みこまれる小さな凹み
９、９が形成されている。図１及び図３から明らかなよ
うに、胴体部２の下側には、位置決め腕１０が設けられ
ており、この位置決め腕１０の下面には、位置決め突起
１１が設けられている。胴体部２の他方端には鍔１２が
形成され、その上側両サイドには導線を挟み込む切込み
１３が形成されている。

【００１５】このボビン１に導線を巻回する行程を説明
する。図４に示すように、巻き始めの導線１４の端部１
５を導線絡め柱７の根部に巻き付けた後、その導線１４
を導線固定腕８の凹み９に嵌合し、その導線１４を導線
固定腕８の下側に廻し、鍔１２の切込み１３に嵌合す
る。そして、その導線１４をボビン１の胴体部２の周り
に巻回してコイル３６を巻き上げる。巻き上げられたコ
イル３６の終端部は鍔１２の他方の切込み１３に嵌め込
み、もう一方の導線固定腕８の下側に廻し、凹み９に嵌
合し、導線絡め柱７に絡めてから切断し、コイルの巻き
上げ作業を終了する。この作業において、安全のため導
線１４の巻き始め端と巻き終わり端とを導線絡め柱７に
巻回する時に両者を互いに絡めないようにすると良い。
理由として、互いが万が一短絡しないようにするためで
ある。なお、導線１４には、ポリウレタンなどの合成樹
脂皮膜が被覆されているので、例え重ね巻きしたとして
も、絶縁が破れて両者が短絡するようなことはまずな
い。

【００１６】次に、固定子構造の組立て方法について説
明する。図５に示すように、ヨーク１６の周囲から放射
方向に突極１７を設けた積層板からなる鉄芯１８のヨー
ク１６の上に円盤状のコイル配線板１９を載置する。こ
の時ヨーク１６の中央にあけられた円孔２０とコイル配
線板１９の中央口２１とを位置あわせするとともに円孔
２０のキー溝と中央口２１の週縁に設けられたキー溝２
２とを位置合わせし、適当な手段をもってコイル配線板
１９をヨーク１６上に固定しておく。

【００１７】コイル配線板１９は図６、図７に示すよう
に、底面側即ちヨーク１６と接する側にはエポキシグラ
スからなるリング状の絶縁基板２３が配設され、その上
には固定子の各コイルを接続するための配線２４がプリ
ントされている。配線２４を表面に配した絶縁基板２３
の上にはレジスト膜２５が貼着されている。このレジス
ト膜２５には、窓２６があけられており、これら窓２６
から接続パッド２７が表出している。この接続パッド２
７は半田の盛り上がりからなる。

【００１８】次に図４に示すように、導線を巻回したボ
ビン１の鍔１２側の突極挿通孔３側から突極の該ボビン
１を挿入して行く。この挿入過程で、まず腕部６がヨー
ク１６上に載置されているコイル配線板１９に乗り上げ
る。次いで導線固定腕８の下側に廻されている導線１４
がコイル配線板１９に乗り上げ、図８に示すように、腕
部６と位置決め腕１０とがヨーク１６とコイル配線板１
９の積層構造を挟み付けることになる。この時、導線１
４はコイル配線板１９の窓２６から突出している接続パ
ッド２７の上に位置するか或いはその側面に沿った位置
にある。

【００１９】このようにして全ての突極１７にコイルを
巻回したボビン１が装着されたならば、接続パッド２７
と導線１４が接している近傍を、局部的な高周波加熱な
どの方法により加熱し、導線１４の絶縁皮膜を熱で部分
的に溶解するとともに、導線１４と接続パッド２７とを
半田付により電気的・機械的に接続して固定子組立体の
組立を終わる。組立が終了した固定子組立体は、フロッ
ピーディスク駆動装置を構成する基板１２１の上に載置
し、位置決め腕１０の下側に設けた位置決め突起１１を
該基板１２１の位置決め穴に挿入して、位置決め突起１
１の先端を溶融するなど、適当な手段を持って固定子組
立体を基板に固定する。

【００２０】上記の実施例は、プリント配線手法を用い
た円盤状のコイル配線板を別設し、これをヨーク上に載
置して腕部６と位置決め腕１０とがヨーク１６とコイル
配線板１９の積層構造を挟み付けるように構成したが、
ヨークの表面に絶縁皮膜を設け、その上面に固定子の各
コイルを接続するための配線２４をプリントし、その上
にレジスト膜２５を貼着し、このレジスト膜２５には、
窓２６をあけて、これら窓２６から接続パッド２７が表
出させるような構成をとることができる。このような構
成をとった場合、モータの厚さを前記実施例のものより
もさらに薄く形成できる。また、このようなコイル配線
板をヨークの表裏両面に形成することもできる。

【００２１】本発明は、ブラシレスＤＣモータにかかわ
らず軟磁性体のコアを使用して突極部を構成する全ての
モータあるいは発電機に流用できることはもちろんであ
り、当然インナーロータ／アウターロータ両タイプにも
応用できることは明らかである。

【００２２】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、扁平に形
成されたアウターロータ型ラジアルフラットブラシレス
ＤＣモータにおいて、ボビンにコイル配線板を固定する
ための端子棒を必要としないから、固定子磁極構造を可
及的に薄くする事ができる。しかもコイルを巻回したボ
ビンを突極に挿入し、局部加熱するだけでコイルとコイ
ル配線板の接続パッドとを半田接続できるので、構成を
簡単に形成することができるとともに、かつ製造行程を
従来品よりも大幅に短縮できるようになった。また、本
発明によれば、アウターロータ型ラジアルフラットブラ
シレスＤＣモータを組立機械により自動組立することが
できるというメリットもある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る扁平に形成されたアウタ
ーロータ型ラジアルフラットブラシレスＤＣモータのボ
ビンを示す側断面図である。

【図２】図２は、本発明に係る扁平に形成されたアウタ
ーロータ型ラジアルフラットブラシレスＤＣモータのボ
ビンを示す上面図である。

【図３】図３は、本発明に係る扁平に形成されたアウタ
ーロータ型ラジアルフラットブラシレスＤＣモータのボ
ビンを示す底面図である。

【図４】図４は、ボビンの斜視図である。

【図５】図５は、固定磁極の斜視図である。

【図６】図６は、コイル配線板の斜視図である。

【図７】図７は、コイル配線板の断面図である。

【図８】図８は、ボビンの挿入位置を示す部分断面図で
ある。

【図９】図９は、従来の固定子構造を示す部分斜視図で
ある。

【図１０】図１０は従来例の断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・ボビン ２・・・・・胴体部 ３・・・・・突極挿通孔 ４・・・・・鍔部 ５・・・・・導線保持部 ６・・・・・腕部 ７・・・・・導線絡め柱 ８・・・・・導線固定腕 ９・・・・・凹み １０・・・・・位置決め腕 １１・・・・・位置決め突起 １２・・・・・鍔 １３・・・・・切込み １４・・・・・導線 １５・・・・・端部 １６・・・・・ヨーク １７・・・・・突極 １８・・・・・鉄芯 １９・・・・・コイル配線板 ２０・・・・・円孔 ２１・・・・・中央口 ２２・・・・・キー溝 ２３・・・・・絶縁基板 ２４・・・・・配線 ２５・・・・・レジスト膜 ２６・・・・・窓 ２７・・・・・接続パッド ３６・・・・・コイル １０１・・・・・ヨーク部 １０２・・・・・突極 １０３・・・・・ボビン １０４・・・・・コイル １０５・・・・・突起 １０６・・・・・鍔部 １０７・・・・・端子棒 １０８・・・・・半田付け １０９・・・・・プリント基板 １１０・・・・・穴 １１１・・・・・プリント配線 １２１・・・・・基板 １２２・・・・・孔 １２３・・・・・固定基台 １２４・・・・・軸受筒 １２５・・・・・ピボット １２６・・・・・ロータ １２７・・・・・回転円板 １２８・・・・・外周 １２９・・・・・回転磁極 １３０・・・・・位置検出用永久磁石 １３１・・・・・回転軸取付板 １３２・・・・・回転軸 １３３・・・・・穴 １３４・・・・・ドライブピン １３５・・・・・ばね板 １３６・・・・・取付基部 １３７・・・・・アーム部 １３８・・・・・駆動ＩＣ １３１・・・・・固定子磁極 １４３・・・・・突起 １４４・・・・・ボビン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲垣 正明 静岡県磐田郡浅羽町浅名1743−１ ミネ ベア株式会社開発技術センタ−内 (56)参考文献 特開 平５−191943（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−296733（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−245897（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−15005（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−143056（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−70166（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 29/00 H02K 3/46

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性体からなる固定子の突極部に、該突極
   部毎に巻線を施したボビンを挿入したアウターロータ型
   ラジアルフラットブラシレスＤＣモータの固定子構造に
   おいて、 該固定子を装着する基板と、 キー溝を具えた円孔をもち各該突極部と一体化したリン
   グ状のヨーク部と、 各固定子コイルを接続する配線と、該固定子コイルの導
   線を半田付けするパットを所定の位置に有し、中央部に
   位置する中央孔と該中央孔の周縁にキー溝をもつ円盤状
   のコイル配線板と、 該コイル配線板と該ヨーク部を互いのキー溝同士を位置
   合わせして該ヨーク部の上に該コイル配線板を重ね合わ
   せた積層構造とし、 中央部に中空状の突極部挿通孔をもち該固定子コイルを
   巻線する胴体部と、該胴体部の一方端には鍔部、他方端
   は鍔部と該他方端の鍔部の上端には該胴体部と反対方向
   に位置する腕部と、該腕部の両側に伸びる導線固定子腕
   と上向きに伸びる導線を絡める柱とをもつ導線保持部、
   及び該他方端の鍔部の下端には該基板との位置決め突起
   をもつ位置決め腕とを具えたボビンに巻線した固定子コ
   イルを具備し、 該積層構造を各該ボビンの該導線保持部と該位置決め腕
   で挟み付けた状態で、該ボビンの胴体部に巻線された該
   固定子コイルからの導線が該導線固定腕の下側に配線さ
   れ、該コイル配線板の該導線に対応するパットと半田接
   続されていることを特徴とするアウターロータ型ラジア
   ルフラットブラシレスＤＣモータの固定子構造。
2. 【請求項２】上記ボビンの他方端の鍔部に切り込みを設
   けたことを特徴とする請求項１記載のアウターロータ型
   ラジアルフラットブラシレスＤＣモータの固定子構造。
3. 【請求項３】上記コイル配線板は、薄板状に形成され各
   固定子コイルを接続する配線と該固定子コイルの端部を
   半田付けするパットを所定の位置に有していることを特
   徴とする請求項１記載のアウターロータ型ラジアルフラ
   ットブラシレスＤＣモータの固定子構造。
4. 【請求項４】上記コイル配線板は、ヨークの上面に設け
   た絶縁皮膜の面上に被着形成され各固定子コイルを接続
   する配線と該固定子コイルの端部を半田付けするパット
   を所定位置に有していることを特徴とする請求項１記載
   のアウターロータ型ラジアルフラットブラシレスＤＣモ
   ータの固定子構造。
5. 【請求項５】前記導線を覆う絶縁皮膜は加熱処理により
   溶解する絶縁皮膜であることを特徴とする請求項１記載
   のアウターロータ型ラジアルフラットブラシレスＤＣモ
   ータの固定子構造。
6. 【請求項６】磁性体からなる固定子の突極部に該突極部
   毎に巻線を施したボビンを挿入したアウターロータ型ラ
   ジアルブラシレスＤＣモータの固定子の製造方法におい
   て、ボビンにボビンの導入保持部の導線からげ用柱を用
   いて巻線する工程と、 コイル配線板と、該突極部と一体化した該ヨーク部とを
   互いのキー溝を位置合わせして、該突極部と一体化した
   該ヨーク部の上に該コイル配線板を重ね合わせた積層構
   造を形成する工程と、 該積層構造と該コイル配線板の上に配した該固定子コイ
   ルからの導線とを該ボビンの導線固定腕と位置決め腕で
   挟み付けた状態になるようボビンを該突極部に挿入する
   工程と、 該ボビンの導線固定腕の下面に配置された該導線を該コ
   イル配線板の接続パット近傍に位置させる工程と、 該接続パット近傍を局部加熱して接続パットに導線を半
   田付けする工程と、を含むことを特徴とするアウターロ
   ータ型ラジアルフラットブラシレスＤＣモータの固定子
   の製造方法。