JP3878052B2 - モータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータに関するもので、特にそのベースプレートを樹脂化したことと、樹脂化したベースプレートを利用してリード線の処理を工夫したことを特徴とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
モータの駆動巻線に外部の電源から電力を供給するために、外部電源と巻線端末との間にリード線またはプリント基板などが介在している。ところが、巻線はごく細い線材からなるため、その端末とリード線またはプリント基板などとを接続したとき、接続部がふらつきやすく、強度不足にもなり易い。そこで、巻線端末とリード線またはプリント基板などとを強い強度で安定に接続するための各種の工夫がなされている。その一方では、モータ全体の小型化、薄型化の要求に応えるために、巻線端末接続部の構造も工夫することが望まれる。また、リード線またはプリント基板などにかかるストレスが上記接続部や巻線端末に及ばないように工夫する必要がある。
【０００３】
本出願人の出願にかかる登録第２５７９３４１号公報は、巻線端末と外部回路との接続構造の一例を示している。この接続構造は、巻線端末と外部電源回路との間にプリント基板を介在させたもので、プリント基板は外部電源回路につながるプリントパターンを有し、一端部がモータフレームに接着などによって固定されている。上記プリントパターンの一端部の半田付けランドなどに、巻線端末が半田付けされている。上記公報記載の実施例では、プリント基板はフレキシブルプリント基板が用いられている。
【０００４】
巻線端末と外部回路との接続構造の別の従来例として、モータのベースプレートに、鉄板基板と硬質の電源供給回路基板とを重ね合わせたもの、あるいは鉄板回路基板を使用し、これらの回路基板を介して巻線端末と外部電源回路とを接続したものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のモータにおける巻線端末と外部電源回路との接続構造は、上記のように回路基板を介在させるのが一般的である。しかし、回路基板はそれ自体のコストが高く、回路基板を使用することによってモータ全体としてもコストアップの要因となっている。
また、巻線端末は、回路基板の半田付けランドなどに半田付けしたあと平面上に配置しているため、回路基板にストレスがかかるとこのストレスは巻線端末の半田付け部に加わり、断線などの問題が発生する可能性があった。
【０００６】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、回路基板を使用しなくても巻線端末と外部電源とを接続することができるようにしてコストを低減し、また、巻線端末と外部電源とを接続するリード線にストレスがかかったとしても、このストレスが巻線端末とリード線との接続部に及ぶことがないようにして、断線などの問題を低減することができるモータを提供することを目的とする。
本発明はまた、リード線の外径がモータの厚さ寸法の一部として加わらないようにすることにより、薄型化を容易にしたモータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ロータとステータを有し、ロータが駆動用永久磁石を備えているモータにおいて、ステータは、巻線が巻き回されたコアを支持するとともに、モータを装置に取り付けるための取り付け部を有するベースプレートを有し、ベースプレートは、樹脂で形成され、一面側がコア配設側となっていて、他面側に、巻線に電力を供給する複数のリード線を半径方向外側から内側に向かって巻線の端末付近まで引き込むための溝を複数有するとともに、巻線の端末付近には上記各溝につながるスルーホールを有し、各リード線は上記各溝に埋め込まれるとともに上記スルーホールによってベースプレートの他面側から一面側に導かれ、この一面側においてリード線と巻線端末とが電気的に接続された接続部が設けられ、ベースプレートはまた、半径方向外側のコア配設側に上記各溝につながる第２のスルーホールとこの第２のスルーホールに連続した導入溝を含むリード線導入部を有し、このリード線導入部において第２のスルーホールを通してリード線が上記溝に導かれ、リード線は樹脂皮膜を有し、上記導入溝はリード線の樹脂皮膜の外径よりも小さく、リード線の樹脂皮膜が上記導入溝に弾性変形して嵌合していることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、コアは、半径方向に突出して周方向に複数形成されかつそれぞれに巻線が巻き回されてなる突極を有し、隣接する突極間に接続部が配設されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、リード線は、裸線の状態で溝に嵌合されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、導入溝は、第２のスルーホールよりも半径方向外側に形成されるとともにベースプレートの外側縁まで連続して形成されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかるモータの実施の形態について説明する。
図１において、モータの基体をなすベースプレート１０は樹脂を一体成形することによって形成されている。ベースプレート１０は、図２ないし図５に示すようにほぼ円形になっていて、中心部に有底円筒形状の軸受ホルダー部１２が一体成形によって形成されている。この軸受ホルダー部１２の外周は基部側のほぼ半分が先端側のほぼ半分よりも大径になっていて中間に段部１４が形成されている。
【００１５】
上記軸受ホルダー部１２の外周にはコア２２の中心孔が嵌められて固定されている。コア２２は厚さ方向のほぼ半分が大径になることにより段部が形成され、この段部が軸受ホルダー部１２の上記段部１４に当たっている。コア２２に上から軸受ホルダー部１２の外周に沿ってリング状のマグネット３２が嵌められ、リング状のマグネット３２とコア２２は上記軸受ホルダー部１２の段部１４に圧入、接着固定されている。図４に示すように、コア２２は、半径方向に突出し周方向に複数放射状に形成された突極２６を有していて、各突極２６には巻線２４が巻き回されている。ベースプレート１０と、コア２２と、巻線２４によってステータ２０を構成している。
【００１６】
図２ないし図５に示すように、ベースプレート１０は、モータを各種装置に取り付けるための取り付け部３０を有している。取り付け部３０は、ベースプレート１０の外周部に、半径方向外側に突出させて周方向に複数形成されている。この例では、取り付け部３０はベースプレート１０を装置にねじ止めするためのねじ挿通孔からなる。ベースプレート１０はコア２２と対向するコア対向面１６を有し、コア２２とこれに対向するコア対向面１６とが固定手段によって固定されている。この固定手段は、この実施形態では接着剤である。このコア対向面１６とコア２２と接着剤の関係はあとで詳細に説明する。
【００１７】
図１に示すように、上記コア対向面１６は、半径方向外側から中心に近づくにしたがってコアに向かって突出し、軸方向の断面形状が三角形状になっている。換言すれば、上記コア対向面１６は、半径方向外側から中心に向かって順次厚さが増し、軸線に沿った断面形状がなだらかな三角形状になっている。ただし、コア対向面全体の断面形状が三角形状になっているわけではなく、回転中心を中心とした周方向の範囲において、少なくとも前記複数の取り付け部３０の間、すなわち複数の取り付け部３０で挟まれた部分が断面形状三角形になっている。
【００１８】
また、図４にも示すように、ベースプレート１０には、上記断面形状三角形に形成された部分に、コア２２の突極２６間、より正確には巻線２４間において、コア２２に向かって突出し、かつ、半径方向に延設されてなるリブ１８が一体成形によって形成されている。図４に示す例では、コア２２は１２個の突極２６を有し、３箇所に取り付け部３０を有している。そして、二つの取り付け部３０は接近していて、周方向に比較的大きく離れた取り付け部３０相互間にそれぞれ３個、合計６個のリブ１８が形成されている。そして、ベースプレート１０のコア対向面１６は、コア２２に固定手段としての接着剤によって固定されている。
【００１９】
図７は上記固定手段を示している。図７に示すように、上記リブ１８がコア２２および巻線２４間においてコア２２に向かって突出していて、リブ１８とコア２２および巻線２４間に固定手段としての接着剤４８が塗布され、リブ１８と接着剤４８とが接触している。こうして、リブ１８の介在のもとに、ベースプレート１０にコア２２が固定されている。
【００２０】
巻線２４は３相構成になっている。各相の巻線２４の一端はいわゆるコモン端子であって共通に接続され、３相構成の巻線２４がＹ字形に結線されている。このＹ字形結線の巻線２４に給電するための４本のリード線５０が、ベースプレート１０の半径方向外側の一部に形成されたリード線導入部５６から引き込まれている。４本のリード線５０の各一端部はコネクタ５２を介して外部の給電回路に接続される。
【００２１】
上記リード線導入部５６の具体的な構成は以下のとおりである。図２ないし図６において、リード線導入部５６には、各巻線２４に電力を供給するリード線５０を、ベースプレート１０の外周側から内周側に向かって各巻線２４の端末付近まで引き込むための４本の溝６０が形成されている。ベースプレート１０は、一面側（上面側）がコア２２の配設側、他面側（下面側）が溝６０の形成側であり、巻線２４の端末付近には、一面側と他面側に通じるとともに、上記溝６０につながるスルーホール６２が形成されている。スルーホール６２に隣接して別のスルーホール６４が形成されている。
【００２２】
ベースプレート１０の上記リード線導入部５６にはまた、上記溝６０につながる第２のスルーホール６６が形成されている。上記リード線導入部５６には、第２のスルーホール６６よりもベースプレート１０の半径方向外側であり、かつベースプレート１０のコア配設側に、上記第２のスルーホール６６につながる導入溝６８が形成されている。この導入溝６８はベースプレート１０の外側縁まで連続して形成されている。
これらの溝６０、スルーホール６２、スルーホール６４、第２のスルーホール６６、導入溝６８は、使用されるリード線６０の数に応じて４個ずつ形成されている。
【００２３】
各リード線５０は、絶縁層、例えば樹脂被膜で絶縁されていて、上記導入溝６８はリード線５０の樹脂皮膜の外径よりも小さくなっている。各リード線５０は、その樹脂皮膜が弾性変形させられ、ベースプレート１０のコア配設側に形成された上記導入溝６８に嵌合している。各リード線５０はその弾性力によって導入溝６８に強固に嵌合している。各導入溝６８はベースプレート１０の外側縁まで連続して形成されていて、各導入溝６８の長さ方向全体にわたって各リード線５０が嵌合されているため、各リード線５０は各導入溝６８に埋め込まれた状態でベースプレート１０の面と平行に引き出されている。
【００２４】
各リード線５０は、各導入溝６８につながる第２のスルーホール６６に通され、ベースプレート１０の他面側に引き通されている。ベースプレート１０の他面側には、第２のスルーホール６６に続く溝６０があり、各溝６０に各リード線５０が嵌められている。ただし、各リード線５０は、第２のスルーホール６６の位置より端部に向かって樹脂皮膜が除去されて裸線になっている。この裸線の外径に合わせて溝６０の幅が設定され、ある程度の摩擦力で各リード線５０の裸部分が溝６０に嵌合している。
【００２５】
上記各溝６０に嵌められた各リード線５０の裸の端部はさらにスルーホール６２に引き通されて、ベースプレート１０のコア配設側に導かれている。このコア配設側に導かれた各リード線５０の裸の端部に直接前記各巻線２４の端末を半田付けしてもかまわないが、図示の実施形態では、各リード線５０の裸の端部をさらに別のスルーホール６４に通し、さらに再びスルーホール６２に引き通してベースプレート１０のコア配設側に戻している。すなわち、二つのスルーホール６２、６４を利用してその間にリード線５０の裸の端部を巻きつけている。その上で各リード線５０の裸の端部に各巻線２４の端末を半田付けし、各リード線５０と各巻線２４の端末とを電気的に接続する接続部５４が形成されている。
【００２６】
このようにして、各リード線５０の端部がより強固に固定され、リード線５０にストレスがかかったとしても、巻線２４の端末との接続部にストレスの影響が及ばないように考慮されている。
もっとも、二つのスルーホール６２、６４間にリード線５０の端部を巻きつけるかどうかは任意であり、コア配設側に導かれた各リード線５０の裸の端部に直接前記各巻線２４の端末を半田付けしても、各リード線５０は溝６０によって保持されているため、リード線５０にかかるストレスの影響が、巻線２４の端末との接続部に及びにくい構造になっている。また、巻線をスルーホール６２より下面に出し、溝を這わせてスルーホール６４よりコア配設側に出し、コア配設側でリード線５０と半田付けすることも可能であり、これによって所期の効果を得ることができる。
【００２７】
このようにして、Ｙ字形に接続された巻線２４の４つの端末に各リード線５０の端部が接続され、４つの接続部５４が形成されている。
リード線５０がリード線導入部５６の表面から浮き上がると、リード線５０同士のショートや、後で説明するロータ３６との干渉などの不具合を生じる可能性があるが、上記のように、各リード線５０の端部を溝６０に埋め込むことにより、上記のような不具合を防止することができる。
【００２８】
各リード線５０の端部と巻線２４の４つの端末との接続部５４は、図４に示すように、巻線２４相互の隙間にある。上記接続部５４は、前述の断面形状三角形のない部分、したがって、リブ１８が形成されていない部分にある。接続部５４は、リード線５０の端部と巻線２４の端末とを絡み合わせて半田付けすることによって形成する。そして、接続部５４の、巻線２４の上面より突出している部分を切除し、接続部５４の上端が巻線２４の上面と同じか、それよりも低くなるようにする。接続部５４の切除面には絶縁塗料を塗布するか、または絶縁性の接着剤を塗布して接続部５４を固定する。
ベースプレート１０の下面、すなわち溝６０の形成面側には、リード線５０が引き回されている範囲を覆って絶縁板５８が貼り付けられている。
【００２９】
図１に戻って、コア２２の各突極に巻き回されている巻線２４は、半径方向外側から内側に向かって巻き重ね数が少なくなっている。これは、ベースプレート１０のコア対向面１６が半径方向外側から中心に近づくにしたがってコア２２に向かって突出し、軸方向の断面形状が三角形状になっていて、巻線線を巻き回すことができるコア２２とコア対向面１６との間の空間が半径方向外側から中心に近づくにしたがって少なくなっていること、および、コア２２の突極相互の間隔も、半径方向外側から中心に近づくにしたがって少なくなっていることによる。
【００３０】
ベースプレート１０の前記軸受ホルダー部１２の内周側には円筒形の軸受３４が嵌められている。軸受３４は焼結含油軸受からなる。軸受３４の中心軸受孔には回転軸３８が回転自在に嵌められている。軸受３４はラジアル軸受で、回転軸３８にかかるスラスト方向の荷重は、上記軸受ホルダー部１２の内底面で受けられるようになっている。軸受３４の上端から突出した回転軸３８の上端部には、ロータ３６が一体に固着されている。ロータ３６は、中心軸穴が回転軸３８に嵌められて回転軸３８と一体化されたハブ台４０と、このハブ台４０の下面側にかしめや溶着などによって一体に結合された扁平なカップ状のロータケース４４と、ロータケース４４の周壁内周面に固着されたリング状の駆動用永久磁石４６とを有してなる。ハブ台４０の外周縁部上面にはディスク載置部４２が形成されている。このように、図示の実施形態にかかるモータは、ディスク回転駆動用のモータとして構成されている。なお、本発明にかかるモータの用途はディスク回転駆動用に限られるものではなく、あらゆる用途のモータに適用できる。
【００３１】
上記駆動用永久磁石４６の内周面とコア２２の各突極２６の先端面は適宜の間隙をおいて対向している。駆動用永久磁石４６は、周方向に一定間隔でＮ極とＳ極が交互に形成されている。駆動用永久磁石４６の各磁極の回転位置に応じて各巻線２４への給電を切り替えることにより、コア２２と駆動用永久磁石４６との間に生じる電磁的吸引反発力で駆動用永久磁石４６が周方向に付勢され、ロータ３６が回転駆動される。また、ロータ３６とともにディスク載置部４２上の図示されないディスクも回転駆動される。
【００３２】
以上説明した実施形態によれば、樹脂で形成されたベースプレート１０に、巻線２４に電力を供給するリード線５０を外側から内側に向かって巻線２４の端末付近まで引き込むための溝６０を形成したため、リード線５０は溝６０に埋め込まれて保持され、回路基板を介在させなくても、外部の電源と巻線２４の端末とを接続することができる。また、リード線５０にストレスがかかっても、リード線５０が接する溝６０の壁面にストレスが分散され、リード線５０と巻線２４の端末との接続部５４にストレスの影響が及ぶのを軽減することができる。
【００３３】
また、ベースプレート１０には、巻線２４の端末付近に、上記溝６０につながるスルーホール６２が形成され、リード線５０は上記溝６０に埋め込まれるとともに上記スルーホール６２によってベースプレート１０の他面側から一面側に導かれ、一面側においてリード線５０と巻線端末との接続部５４が設けられている。そのため、リード線５０はベースプレート１０の両面で保持されることとなってより安定に保持され、回路基板を介在させなくても、外部の電源と巻線２４の端末とを接続することができ、かつ、リード線５０にかかるストレスの影響が接続部５４に及ぶことをより効果的に軽減することができる。
【００３４】
さらに、ベースプレート１０は、外側においてリード線導入部５６を有し、このリード線導入部５６において溝６０につながる第２のスルーホール６６を有し、この第２のスルーホール６６を通してリード線５０が上記溝６０に導かれている。そのため、リード線５０はベースプレート１０の一面側から他面側、さらに一面側に引き回されることになってさらに安定に保持され、上記の効果をより確実なものとすることができる。
【００３５】
さらに、リード線５０は樹脂皮膜を有し、リード線導入部５６には第２のスルーホール６６に連続した導入溝６８がベースプレート１０のコア配設側に形成され、上記導入溝６８はリード線５０の樹脂皮膜の外径よりも小さく、リード線５０の樹脂皮膜が上記導入溝６８に弾性変形して嵌合している。そのため、リード線５０はベースプレート１０でさらに安定に保持され、上記の効果をより確実なものとすることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、樹脂で形成されたベースプレートに、巻線に電力を供給するリード線を外側から内側に向かって巻線の端末付近まで引き込むための溝を形成したため、リード線は溝に埋め込まれて保持され、回路基板を介在させなくても、外部の電源と巻線の端末とを接続することができる。また、リード線にストレスがかかっても、リード線が接する溝の壁面にストレスが分散され、リード線と巻線の端末との接続部にストレスの影響が及ぶのを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるモータの実施形態を示す断面図である。
【図２】上記実施形態の底面図である。
【図３】上記実施形態の平面図である。
【図４】上記実施形態のロータを除去した状態で示す平面図である。
【図５】上記実施形態におけるリード線処理部を示す底面図である。
【図６】上記リード線処理部を拡大して示す底面図である。
【図７】上記実施形態におけるコアとベースプレートとの固定手段の部分を示す正面図である。
【符号の説明】
１０ ベースプレート
２０ ステータ
２２ コア
２４ 巻線
２６ 突極
３０ 取り付け部
３６ ロータ
４６ 駆動用永久磁石
５０ リード線
５６ リード線導入部
６０ 溝
６２ スルーホール
６６ 第２のスルーホール
６８ 導入溝

Claims (4)

1. ロータとステータを有し、ロータが駆動用永久磁石を備えているモータにおいて、
   上記ステータは、巻線が巻き回されたコアを支持するとともに、モータを装置に取り付けるための取り付け部を有するベースプレートを有し、
   上記ベースプレートは、樹脂で形成され、一面側がコア配設側となっていて、他面側に、上記巻線に電力を供給する複数のリード線を半径方向外側から内側に向かって上記巻線の端末付近まで引き込むための溝を複数有するとともに、巻線の端末付近には上記各溝につながるスルーホールを有し、
   各リード線は上記各溝に埋め込まれるとともに上記スルーホールによってベースプレートの他面側から一面側に導かれ、この一面側においてリード線と巻線端末とが電気的に接続された接続部が設けられ、
   ベースプレートはまた、半径方向外側のコア配設側に上記各溝につながる第２のスルーホールとこの第２のスルーホールに連続した導入溝を含むリード線導入部を有し、このリード線導入部において上記第２のスルーホールを通してリード線が上記溝に導かれ、
   上記リード線は樹脂皮膜を有し、上記導入溝は上記リード線の樹脂皮膜の外径よりも小さく、上記リード線の樹脂皮膜が上記導入溝に弾性変形して嵌合していることを特徴とするモータ。
2. 請求項１記載のモータにおいて、コアは、半径方向に突出して周方向に複数形成されかつそれぞれに巻線が巻き回されてなる突極を有し、隣接する突極間に接続部が配設されているモータ。
3. 請求項１または２記載のモータにおいて、リード線は、裸線の状態で溝に嵌合されているモータ。
4. 請求項１記載のモータにおいて、導入溝は、第２のスルーホールよりも半径方向外側に形成されるとともにベースプレートの外側縁まで連続して形成されているモータ。

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