JP4850059B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

本発明は、ブラシレスモータに関するものである。

情報を記録および再生するディスクを回転駆動するモータとして、広範囲な回転数範囲で制御性および信頼性に優れたブラシレスモータが多く使用されている。
この種のブラシレスモータは、ベース材に固定された非回転部分としてのステータと、回転軸とともに一体的に回転する回転部分としてのロータとからなる。ステータには、軸受および軸受ハウジングと、複数の突極を有するコアと、このコアの突極に巻回された複数相（例えば三相）のコイルとが設けられ、また、ロータには、僅かな隙間を挟んでステータコアと対向するように永久磁石からなる駆動マグネットが、周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置された状態で、同軸状に配設されている。

この種のブラシレスモータにおいてもコイルは、複数相、例えば三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）設けられ、これらのコイルの一端側の端末は、それぞれコイルへの給電端子として用いられ、ベース材に沿って配設された薄い厚みのフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣとも称す）を介してそれぞれ給電駆動回路に接続されている。三相のコイルの他端側の端末はコモン線端末として用いられ、これらが互いに接続されて、いわゆる複数相（三相）のスター結線構造とされている。

このコモン線端末の配線構造として、特許文献１に開示されているモータにおいては、図５に示すように、ＦＰＣ５１の内周部分（または外周部分）に環状パターン５２を形成するとともに、この環状のパターン５２における、コモン線端末５３ａの引出部近傍にそれぞれランド部５４（図５においては３箇所）を形成し、各相のコイル５３のコモン線端末５３ａを、前記環状パターン５２上に設けたランド部５４に半田付けしている。なお、各相のコイル５３の給電端子として用いられる給電端子端末５３ｂは、ＦＰＣ５１上のランド部５５に接続され、ＦＰＣ５１を介してそれぞれ給電駆動回路に接続している。なお、図５における５６はコア、５７はコアの突極、５８はコア５６の基部、５９は駆動マグネットである。

しかしながら、この構造によれば、各相のコイル５３のコモン線端末５３ａを、対応するランド部５４にそれぞれ半田付けしなければならず（すなわち、３箇所のランド部５４に、対応するコモン線端末５３ａをそれぞれ半田付けしなければならず）、多くの手間がかかる。

このようなランド部５４への半田付けの手間を少しでも省くものとしては、図６に示すように、単に各相のコイル５３のコモン線端末５３ａを一箇所にまとめて引き出すとともに、たとえば、平面視して所定の１箇所のコイル（コイルを巻回したコイル巻回部）５３間に集めてこれらを束ね、半田仕上げて結線する（結線部５３ｃ）ことで互いに導通させることが考えられる。なお、これら各相のコイル５３のコモン線端末５３ａは束ねて半田仕上げして結線部５３ｃとした後、ニッパ等で切断されるため、その先端が比較的尖った状態となっている。
特開平８−３３１７８７号公報

しかしながら、各相のコイル５３のコモン線端末５３ａを束ねて半田仕上げして互いに接続しただけの構造であると、これらのコモン線端末５３ａの先端が、比較的尖った状態となっているので、この後に、ブラシレスモータのステータをＦＰＣ５１が貼り付けられたベース材上に載せる際や、ブラシレスモータ使用時の振動などにより、コモン線端末５３ａを束ねた端部が、ＦＰＣ５１の樹脂層を突き破って金属板製のベース材６０と接触するおそれがあり、この場合には絶縁不良を招くので、信頼性が低下する。

これに対処する方法としては、図７に示すように、ＦＰＣ５１における前記コモン線端末５３ａを束ねた箇所に対応するように、ランド部５６を１箇所形成し、前記コモン線端末５３ａの束ねた端部を前記ランド部５６に半田付けして固定することが考えられる。これによれば、ＦＰＣ５１における前記コモン線端末５３ａの先端がランド部５６に固定されるので、ＦＰＣ５１における他の弱い部分に接触してこのＦＰＣ５１の樹脂層を突き破ってベース材６０と接触することを防止できる。

しかし、この場合には、コモン線端末５３ａを束ねて半田付けした端部を、さらに、ＦＰＣ５１のランド部５６に半田付けしているので、ランド部５６への半田付けが１箇所だけで済むものの、この分だけ手間が掛かる欠点がある。

本発明は、上記課題を解決するもので、絶縁不良を防止することができながら、半田付けの手間を最小限に抑えることができるブラシレスモータを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明のブラシレスモータは、ベース材に固定された非回転部分としてのステータと、回転軸とともに一体的に回転する回転部分としてのロータとから構成され、前記ステータに、ベース材と、このベース材に沿って配設されたフレキシブルプリント基板と、複数の突極を有するコアと、コアの各突極にそれぞれ巻回された複数相のコイルとが設けられ、各相のコイルのコモン線端末が１つに束ねられて結線され、フレキシブルプリント基板における、前記結線された結線部の接触する可能性のある領域に対応して補強用ランド部が形成されており、前記結線部と補強用ランド部とが物理的に結合されていないことを特徴とする。なお、補強用ランド部は、フレキシブルプリント基板における、互いに隣り合うコイル巻回部の間に対応する位置に形成されていると好適である。

この構成によれば、フレキシブルプリント基板における、コモン線端末の結線部の接触する可能性のある領域に対応して補強用ランド部が形成されているので、ブラシレスモータのステータをフレキシブルプリント基板が配設されたベース材に載せる際や、ブラシレスモータ使用時の振動などにより、コモン線端末の結線部端部がフレキシブルプリント基板側に接触した場合でも、補強用ランド部によりフレキシブルプリント基板が突き破られることが防止され、この結果、コモン線端末の結線部端部がベース材と接触して絶縁不良となることが防止される。また、前記結線部と補強用ランド部とは半田付けなどの物理的な結合がなされていないので、コモン線端末の結線部と補強用ランド部とを半田付けする手間が不要となる。

以上のように本発明によれば、フレキシブルプリント基板における、コモン線端末の結線部の接触する可能性のある領域に対応して補強用ランド部が形成されているので、コモン線端末の結線部端部がフレキシブルプリント基板の樹脂層を突き破って絶縁不良を招くことが防止され、信頼性が向上する。また、前記結線部と補強用ランド部とは半田付けなどの物理的な接続がなされていないので、コモン線端末の結線部と補強用ランド部とを半田付けする手間が不要となり、製造組付時の手間を最小限に抑えることができて、作業能率が良好となる。

以下に、本発明の実施の形態に係るブラシレスモータについて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係るブラシレスモータの縦断面図、図２は同ブラシレスモータのステータの平面図、図３は同ブラシレスモータのフレキシブルプリント基板の平面図、図４は同ブラシレスモータのステータの要部斜視図である。

図１に示すように、ブラシレスモータは、ベース材としてのステータベース１に固定された非回転部分としてのステータ２と、回転軸３とともに一体的に回転する回転部分としてのロータ４とからなる。

ステータ２は、ベース材としての金属板製のステータベース１と、回転軸３を外周側から回転自在に保持する略筒形状の軸受５と、この軸受５を内装する筒状部６ａとステータベース１の孔部１ａに嵌合した状態で載置された基台部６ｂなどとを有して軸受５をステータベース１に対して立設する姿勢で配設させる軸受ハウジング６と、軸受ハウジング６の基台部６ｂに形成された開口孔６ｃ内に配設されて、回転軸３をその基端部（回転対象物が取り付けられる先端部３ａと反対側の端部：図１においては、回転軸３の下端部）３ｂ側からスラスト方向に対して当接して回転自在に支持する円板形状のスラスト板７と、軸受ハウジング６における前記開口孔６ｃの箇所に取り付けられて、前記開口孔６ｃを閉鎖するとともに前記スラスト板７を下方から保持する金属板製のスラストキャップ８と、軸受ハウジング６の筒状部６ａに外嵌されたコア９およびコイル１０よりなる巻線組立体１２とから構成されている。なお、図１における１３は、ステータベース１の上面に沿って貼り付けられた可撓性を有する薄い厚みのフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣとも称す）で、図外のコイル駆動用の給電回路などと電気的に接続されている。

なお、この実施の形態では、軸受５が焼結金属により構成され、油が含浸されて回転軸３を回転自在に支持しているが、これに限るものではない。
ロータ４は、その外殻をなすロータフレーム１５を有し、ロータフレーム１５は、回転軸３の先端部に取り付けられたボス部１５ａと、このボス部１５ａの下部から径方向外周側に円板状に延びるターンテーブル部１５ｂと、このターンテーブル部１５ｂの外周から巻線組立体１２を外周側から覆うように下方に筒状に延びる筒状部１５ｃとから構成されている。そして、ロータフレーム１５の筒状部１５ｃの内周に、コア９の突極ｂａと対向するように駆動マグネット１８が取り付けられている。

ここで、コア９は、軸受ハウジング６の筒状部６ａに外嵌された円環部９ｂと、この円環部９ｂから外周側に向けて放射状に突出するように形成された複数（この実施の形態では９つ）の突極９ａとを有する。また、コア９の各突極９ｂにそれぞれコイル１０が巻回されており、この実施の形態では三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル１０が設けられ、同じ相のコイル１０が周方向に対して３つおきに配置されるように（これに限るものではなく、図５に示すように同じ相のコイルが隣り合う配線構造としてもよい）、コア９の円環部９ｂの外周に沿って配設されている渡り線（図示せず）を介して繋げられている。

各相のコイル１０における一端側の端末は、それぞれコイル１０への給電端子１０ａとして用いられ、ステータベース１に沿って配設されたＦＰＣ１３に形成された対応する給電用ランド１４にそれぞれ半田付けされ、このＦＰＣ１３を介してそれぞれ給電駆動回路に接続されている。

一方、三相のコイル１０の他端側の端末はコモン線端末１０ｂとして用いられ、これらのコモン線端末１０ｂは、必要に応じてコア９の円環部９ｂの外周に沿って、互いに隣り合う１組のコイル（コイルを巻回したコイル巻回部）１０同士の間に対応する位置に集められて引き出されて束ねられ（この実施の形態においてはコイル（コイル巻回部）１０間において、後述する補強用ランド部１６に接近した状態で宙に浮いた姿勢に配設されている）、互いが導通された状態で半田仕上げされて結線されたいわゆる三相のスター結線構造とされている。そして、特に、本発明の実施の形態では、ＦＰＣ１３における、前記結線された結線部１０ｃの接触する可能性のある領域に対応して補強用ランド部１６が形成されているが、前記結線部１０ｃと補強用ランド部１６とは、半田付けされておらず、物理的に結合されていない。なお、補強用ランド部１６は、ＦＰＣ１３を製造する段階で、他の回路とは接続されていない捨てランドとして形成されたり、その後のはんだ供給工程で、給電用ランド１４と同時に捨てランドとして形成されたりし、この補強用ランド部１６だけを設けるための工程を別途に設けなくても済むよう図られている。

この構成によれば、ＦＰＣ１３における、コモン線端末１０ｂの結線部の接触する可能性のある領域に対応して補強用ランド部１６が形成されているので、当該ブラシレスモータのステータ２を、ＦＰＣ１３が貼り付けられたステータベース１上に載せる際や、ブラシレスモータ使用時の振動などにより、コモン線端末１０ｂの結線部１０ｃ端部がＦＰＣ１３側に移動した場合でも、補強用ランド部１６に接触するだけであり、ＦＰＣ１３の樹脂層が突き破られることが防止される。この結果、コモン線端末１０ｂの結線部１０ｃ端部が金属板製のステータベース１と接触して絶縁不良となることが防止され、良好な信頼性が保たれる。

また、前記コモン線端末１０ｂの結線部１０ｃと補強用ランド部１６とは半田付けなどの物理的な結合がなされないので、コモン線端末１０ｂの結線部１０ｃと補強用ランド部１６とを半田付けする手間が全く不要となり、製造組付時の手間を最小限に抑えることができて、作業能率も良好となる。

なお、上記実施の形態では、コイル１０が三相である場合を図示したが、これに限るものではない。

本発明のブラシレスモータは、特に小型のものに適しているが、これに限るものではなく、各種のブラシレスモータにも適用可能である。

本発明の実施の形態に係るブラシレスモータの断面図 同ブラシレスモータのステータの平面図 同ブラシレスモータのフレキシブルプリント基板の平面図 同ブラシレスモータのステータの要部斜視図 従来のブラシレスモータのステータの平面図 同従来のブラシレスモータの要部斜視図 他の従来のブラシレスモータの要部斜視図

符号の説明

１ ステータベース（ベース材）
２ ステータ
３ 回転軸
４ ロータ
５ 軸受
６ 軸受ハウジング
７ スラスト板
８ スラストキャップ
９ コア
９ａ 円環部
９ｂ 突極
１０ コイル
１０ａ 給電端子
１０ｂ コモン線端末
１０ｃ 結線部
１２ 巻線組立体
１３ フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
１４ 給電用ランド
１５ ロータフレーム
１６ 補強用ランド部
１８ 駆動マグネット

Claims (2)

1. ベース材に固定された非回転部分としてのステータと、回転軸とともに一体的に回転する回転部分としてのロータとから構成され、
   前記ステータに、ベース材と、このベース材に沿って配設されたフレキシブルプリント基板と、複数の突極を有するコアと、コアの各突極にそれぞれ巻回された複数相のコイルとが設けられ、
   各相のコイルのコモン線端末が１つに束ねられて結線され、
   フレキシブルプリント基板における、前記結線された結線部の接触する可能性のある領域に対応して補強用ランド部が形成されており、前記結線部と補強用ランド部とが物理的に結合されていないことを特徴とするブラシレスモータ。
2. 補強用ランド部が、フレキシブルプリント基板における、互いに隣り合うコイル巻回部の間に対応する位置に形成されていることを特徴とする請求項１記載のブラシレスモータ。

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