JP3606343B2

JP3606343B2 - 平面対向型ブラシレスモータ

Info

Publication number: JP3606343B2
Application number: JP08146996A
Authority: JP
Inventors: 哲郎梶野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-04-03
Filing date: 1996-04-03
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2016-04-03
Also published as: JPH09275666A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄ベースプリント配線基板上に、６個のコイルを等間隔配置した固定子と、多極磁着磁を施した磁石を備えた回転子とからなる平面対向型ブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は平面対向型ブラシレスモータの単品で成形したコイルの従来例の斜視図を示し、コイル４０には２個のコイル端子４０ａ，４０ｂを有する。
【０００３】
また、図９は図８の単品コイルを鉄ベースプリント配線基板上に配置した固定子コイルの組み立て後の従来例の平面図を示し、鉄ベースプリント配線基板４２の中心部４２ａを中心に相対向する３対のコイル４０が６０゜間隔で円周等間隔に配置され、鉄ベースプリント配線基板４２上に接着固定されるか、または、リフローにより熱硬化型接着剤を使用して、コイルの接着固定とハンダ付けを行っている（例えば、特開平７−２９８５３２号公報参照）。
【０００４】
なお、３対のコイル４０の各一方のコイルの中心部には位置検出素子１９，２０，２１が配置されている。
【０００５】
図１０は図９に示す固定子コイルの製造方法を説明する分解斜視図であり、図１０（１）に示すように単品のコイル４０を図１０（３）に示す鉄ベースプリント配線基板４２の中心部４２ａに対して円周等間隔となるように６０゜間隔に配置する。３対のコイル４０を鉄ベースプリント配線基板４２に本接着して強度を得るまでの間、鉄ベースプリント配線基板４２とコイル４０を仮固定するコイル形状に即した、図１０（２）に示す両面粘着テープ４１を用意する。そして、この両面粘着テープ４１で３対のコイル４０と鉄ベースプリント配線基板４２を仮固定し、本接着する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の鉄ベースプリント配線基板を用いた平面対向型ブラシレスモータの固定子コイルの製造においては、単品で成形した６個のコイルを夫々鉄ベースプリント配線基板上に円周等間隔配置し固定するため、次のような問題があった。
【０００７】
（イ）高精度で位置決めするために高価な治工具が必要である。
【０００８】
（ロ）単品のコイルを個々に治工具に手で装着するので工数がかかる。
【０００９】
（ハ）単品のコイルの両端末にハンダ付けが必要であり、コイル１個あたり２箇所、すなわち１２箇所のハンダ付けを行うので工数がかかる。
【００１０】
（ニ）本接着の強度を得るまでの間、鉄ベースプリント配線基板とコイルを仮固定するコイル形状に即した両面粘着テープが必要であり、部品代コストがかかる。
【００１１】
（ホ）リフローで装着する場合は、高価な設備が必要である。
【００１２】
本発明は、これらの欠点を解決することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のコイルと、前記複数のコイルを一体成形したモールド体と、円形状のプリント配線基板とを備え、前記複数のコイルは、３組の１対のコイルおよび１対のコイル端子を有し、前記モールド体は、中心部および周縁部にそれぞれ設けられた円柱形状の複数の第１の突起と、前記モールド体の周縁部にそれぞれ相対向して設けられた、鍵形状の複数の第２の突起および前記第２の突起の近傍に位置する扇形状の穴とを有し、前記プリント配線基板は、前記モールド体の第１の突起に嵌着する嵌着部と、前記モールド体の第２の突起に係止する係止部とを有し、前記モールド体は該モールド体の第１の突起が前記プリント配線基板の嵌着部と嵌着されることによって位置決めされ、前記モールド体の第２の突起が前記プリント配線基板の扇形状の穴により生じるたわみによって前記係止部に差し込まれて係止されているものであり、モールド体とすることで、コイルの部品としての位置精度は、モールド体の寸法精度で決まる。また、プリント配線基板と、モールド体との間に位置決め構造を設けることにより、組み立ての精度は高精度の治工具を用いることなく、手装着で、６個のコイルは高い精度でプリント配線基板に組み付けることができる。さらに、モールド体の弾性を利用して、モールド体に鍵形状の突起を設け、プリント配線基板に鍵形状の突起を係止する穴を設け、これを結合することで、仮固定用の両面粘着テープや本接着用の接着作業を省略でき、手による、嵌め込みでの組み立てが可能となる。
【００１４】
また、１対のコイルを連ねて成形しない場合、すなわちコイルを単品で成形する場合は、樹脂モールド成形する前に、１対のコイルをハンダ上げして連結し、モールド体の中に形成するようにする。この場合は、６個のコイルを全部同じ部品で構成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の平面対向型ブラシレスモータのコイルの製造方法では、３対のコイルの内、１対のコイルを連ねて成形し、３対のコイルの銅線が交差しないように
６０゜間隔で配置し、熱可塑性樹脂により一体成形し、モールド体とする。そして１対の該コイルは連なって成形しているので、コイル端子はコイル１個につき１箇所となる。
【００１６】
ステータヨークとして機能する鉄ベースプリント配線基板に位置決め用の穴を２箇所設け、モールド体に位置決め用の円柱形状の突起を２箇所設け、鉄ベースプリント配線基板とモールド体に位置合わせを行って組み立てる。
【００１７】
鉄ベースプリント配線基板上には位置検出素子が寸法精密に装着されているので、各コイルの寸法位置関係は位置検出素子に対して精密となる。
【００１８】
また、モールド体を上記鉄ベースプリント配線基板に固定するには、モールド体に複数の鍵形状の突起と扇形状の穴を設け、鉄ベースプリント配線基板に同数の穴を設け、モールド体の弾性と鍵形状の機械的な係止により行う。モールド体の鍵形状の機械的な係止は、抜け止めの作用を有する。
【００１９】
また、コイルを単品で形成しても、対向する１対のコイルの外側のコイル端子をハンダ上げして電気結合し合計３対のコイルの銅線が交差しないように６０゜間隔で配置し、熱可塑性樹脂により一体成形、モールド体とすることでコイル端子をコイル１個に対し１箇所となる。
【００２０】
また、モールド体は熱可塑性樹脂としたが、熱硬化性樹脂で成形を行うことで、高耐熱性の平面対向型ブラシレスモータのコイルのモールド体を得る。
【００２１】
以下、本発明の各実施の形態について、図１から図７を用いて説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるモールド体の平面図を示し、図１に示すように２個ずつ対になったコイル１と２，３と４，５と６を６０゜間隔で熱可塑性樹脂で成形したモールド体７を成形する。各コイル１，２，３，４，５，６の内側の略台形形状は空洞である。このとき、各コイル１，２，３，４，５，６の銅線は相互に交差しないようにする。銅線には比較的安価な融着性ポリウレタン銅線を使用しているので、銅線同士が単独で接触して樹脂モールド成形すると、その部分で短絡する。但しコイル本体は銅線を重ねて巻きつけているので熱容量が大きく、樹脂モールド成形加工中には短絡することはない。
【００２３】
また、各コイル１，２，３，４，５，６の内側に１個のコイル端子８，９，１０，１１，１２，１３が導出されている。なお、２２，２３は後述する鍵形状の突起、２４，２５は後述する扇形状の穴である。
【００２４】
図２はモータ駆動回路と図１の各コイルの関係を示す回路図である。夫々のコイル１，２，３，４，５，６は２個ずつ対になってモータ駆動回路３１と接続される。
【００２５】
図３は図１のモールド体と鉄ベースプリント配線基板の組み付けを示す斜視図である。図３(1)はモールド体７であり、14，15はモールド体７の中心部，周縁部に設けた円柱形状の突起（第１の突起）、前出の鍵形状の突起（第２の突起）22，23はモールド体７の円柱形状の突起14を対向線上に位置する周縁部に設けられている。前出の扇形状の穴24，25は前記鍵形状の突起22，23の近傍のモールド体７に設けられている。
【００２６】
また、図３（２）は鉄ベースプリント配線基板１６であり、前記モールド体７に設けた円柱形状の突起１４，１５が嵌め込まれる穴１７，１８及びモールド体７に設けた鍵形状の突起２２，２３が嵌め込まれる角穴２６，２７を有する。また、モールド体７に接着固定されたコイル１，４，５の略台形形状の空洞内に位置するように位置検出素子１９，２０，２１が配置されている。
【００２７】
ここで、各コイル１，２，３，４，５，６の位置と位置検出素子１９，２０，２１の位置は精密でなければならない。そこで、モールド体７に円柱形状の突起１４，１５を鉄ベースプリント配線基板１６に設けた穴１７，１８に差し嵌め込み、位置決めを行う。なお、位置検出素子１９，２０，２１はチップ部品であるので、あらかじめ、汎用の自動装着機で精密に鉄ベースプリント配線基板１６に装着する。
【００２８】
次に、モールド体７に鍵形状の突起２２，２３と扇形状の穴２４，２５及び鉄ベースプリント配線基板１６に前記モールド体７に設けられた扇形状の穴２４，２５と同数の角穴２６，２７を設けてあるので、鍵形状の突起２２，２３を角穴２６，２７に差し嵌め込む。このとき、モールド体７には扇形状の穴２４，２５があるので、鍵形状の突起２２，２３はたわみを生じ、角穴２６，２７に差し嵌め込まれる。差し嵌め込み後は、モールド体７の材料の弾性で形状復帰し、鍵形状の突起２２，２３で係止し、抜け止めとなる。
【００２９】
また、図４は、前記図３の組み付けにより鉄ベースプリント配線基板と、モールド体７の組み立て後の平面図である。モールド体７からの６個のコイル端子８，９，１０，１１，１２，１３は、鉄ベースプリント配線基板１６に夫々ハンダ付けする。
【００３０】
図５は本発明の実施の形態１によって製造された固定子コイルを用いたカセットレコーダのキャプスタン用の平面対向型ブラシレスモータの断面図である。多極磁着磁を施した磁石３３とヨーク３４を備えた回転子はフライホイール３９に固定する。キャプスタン３２とフライホイール３９は圧入により固定し、キャプスタン３２は軸受３５，３８の内周を回転する。軸受３５，３８はハウジング３６に圧入し、ハウジング３６はカセットレコーダのシャーシ３７に固定する。鉄ベースプリント配線基板１６はシャーシ３７の下部に固定し、鉄ベースプリント配線基板１６にモールド体７を固定する。なお、モールド体７にはスラスト軸受部４３を設けて、キャプスタン３２の下部先端に生じるスラスト荷重を支える。
【００３１】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における単品で成形したコイルの平面図を示し、コイル２８を単品で成形し、コイル２８の外側にコイル端子２９を設け、これを樹脂成形モールド金型に入れる。このとき、対向する１対の該コイル２８のコイル端子２９をハンダ上げして電気結合する。
【００３２】
図７は図６の単品のコイル６個を６０゜間隔で樹脂により成形したモールド体の平面図を示し、合計３対のコイル２８−１〜２８−６の銅線が交差しないように６０゜間隔で配置し、熱可塑性樹脂により一体成形し、モールド体３０とする。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、モールド体とプリント配線基板の部品の寸法精度で、夫々コイルと夫々位置検出素子の寸法関係を決定できるので、簡単な手組み立てで高精度の平面対向型ブラシレスモータの固定子コイルを得ることができる。
【００３４】
また、プリント配線基板と６個のコイルのハンダ付けによる電気結合はコイル１個あたり１端末でよいため、従来の両端末ハンダ付けに比べて半分の工数で行えるので、低コストである。
【００３５】
さらに、仮固定用もしくは本固定用の両面粘着テープと接着剤が不要で、かつ、組み立てを嵌め込み式のワンタッチで行えるので、従来の接着剤固着までの待ち時間と工数及び部品費用が不要になり、低コストである。
【００３６】
また、コイルの位置寸法を高精度に配置する高価な治工具と、リフローで装着する場合の高価な設備が不要なので、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるモールド体の平面図である。
【図２】モータ駆動回路と図１の各コイルの図の関係を示す回路図である。
【図３】図１のモールド体と鉄ベースプリント配線基板の組み付けを示す斜視図である。
【図４】鉄ベースプリント配線基板とモールド体の組み立て後の平面図である。
【図５】本発明の実施の形態１によって製造された固定コイルを用いたカセットレコーダのキャプスタン用の平面対向型ブラシレスモータの断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２における単品で成形したコイルの平面図である。
【図７】図６の単品のコイル６個を６０゜間隔で樹脂により成形したモールド体の平面図である。
【図８】平面対向型ブラシレスモータの単品で成形したコイルの従来例の斜視図である。
【図９】図８の単品のコイルを鉄ベースプリント配線基板上に配置した固定子コイルの組み立て後の従来例の平面図である。
【図１０】図９に示す固定子コイルの製造方法を説明する分解斜視図である。
【符号の説明】
１，２，３，４，５，６，２８…コイル、７，３０…モールド体、８，９，１０，１１，１２，１３，２９…コイル端子、１４，１５…円柱形状の突起、１６…鉄ベースプリント配線基板、１７，１８…穴、１９，２０，２１…位置検出素子、２２，２３…鍵形状の突起、２４，２５…扇形状の穴、２６，２７…角穴。

Claims

複数のコイルと、前記複数のコイルを一体成形したモールド体と、円形状のプリント配線基板とを備え、
前記複数のコイルは、３組の１対のコイルおよび１対のコイル端子を有し、
前記モールド体は、中心部および周縁部にそれぞれ設けられた円柱形状の複数の第１の突起と、前記モールド体の周縁部にそれぞれ相対向して設けられた、鍵形状の複数の第２の突起および前記第２の突起の近傍に位置する扇形状の穴とを有し、
前記プリント配線基板は、前記モールド体の第１の突起に嵌着する嵌着部と、前記モールド体の第２の突起に係止する係止部とを有し、
前記モールド体は該モールド体の第１の突起が前記プリント配線基板の嵌着部と嵌着されることによって位置決めされ、前記モールド体の第２の突起が前記プリント配線基板の扇形状の穴により生じるたわみによって前記係止部に差し込まれて係止されていることを特徴とする平面対向型ブラシレスモータ。
前記１対のコイルが、２つの成形された単品コイルの外側のコイル端子同士が電気結合されたものであることを特徴とする請求項１記載の平面対向型ブラシレスモータ。