JPH0526943Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、小型で超薄型であり、しかも廉価な
ブラシレスモータ用部品としてのプリントコイル
に関する。

［従来の技術］ 近年、オーデイオ機器、ビデオ機器、および
OA機器等の大幅な進歩と小型薄型化とに伴い、
それらに用いられるモータは小型化および薄型化
が望まれてきている。

このような機器に用いられるモータとしては、
第４図Ａに示すように、軸１１に固定され、円周
方向に均等に分割、着磁された扁平ドーナツ型の
磁石１２と、その磁石１２の位置を検出するため
に円周方向に配置された１個以上の磁気検出素子
１８と、半径方向線路を円周方向に等ピツチで並
べ、その端を交互に結んだ蛇行パターンを有する
FGコイルシート１３と、フオトリソグラフイ技
術を応用して作られた渦巻状導体コイルパターン
を有する薄型プリントコイル１７からなるユニツ
ト１４と、軸１１に回転可能に取付けられ、かつ
プリントコイルユニツト１４を支持するヨーク板
１５とを有する構造の扁平型ブラシレスモータが
用いられている。第４図Ｂは同モータの断面図で
ある。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、第４図Ａ，Ｂの如き構造の扁平
型ブラシレスモータは、磁気検出素子１９やFG
コイルシート１３が、プリントコイルに対して体
積比が非常に大きくなり、薄型にすることが困難
である。例えば、これら素子１９およびFGコイ
ルシート１３をプリントコイルユニツト１４上に
置こうとすれば、対峙して置かれる磁石１２にこ
れらがつかえないようにエアーギヤツプを大きく
しなければならず、したがつて薄型プリントコイ
ルを用いた特徴を生かすことができない。また、
磁石に対するFGコイルおよび磁気検出素子の位
置を考慮しなければ、良好な回転安定性を得るこ
とができない。

［問題を解決するための考案の手段・作用］ 本考案は渦巻状導体コイルと磁気検出素子およ
びFGコイルを同一面上に配置することにより、
薄型プリントコイルを用いた特徴を損なうことな
く上記問題を解決した小型かつ薄型のブラシレス
モータ用のプリントコイルに関するものである。

すなわち本考案は、Ｎ極およびＳ極がｎ個（ｎ
は自然数）ずつ着磁された、内径r1、外径r2の扁
平ドーナツ型の磁石にわずかな間隔をあけて積層
して用いるブラシレスモータ用のプリントコイル
であつて、該プリントコイルの円周にそつて等間
隔に配置された2n個の渦巻状導体コイルパター
ンと、該2n個の渦巻状導体コイルパターンと重
ならないように、かつ同一面上に配置した磁気検
出素子およびFGコイルとを有し、前記2n個の渦
巻状導体コイルパターンのうちの１個以上2n個
未満は、他の渦巻状導体コイルパターンより占有
面積が小さく、かつ前記プリントコイルの外周側
の部分が空きスペースになつており、前記磁気検
出素子およびFGコイルは前記空きスペース内で
あつて、前記磁石の中心から距離Ｒ（r1×1.2≦Ｒ
≦r2×1.1、ただしr2＞（12／11）r1とする）の範
囲内に位置したことを特徴とする。

本考案の１例を第１図に示す。

モータの対極磁石がＮ極Ｓ極各ｎ個着磁されて
いれば、2n個の渦巻状導体コイルパターンを配
置する。渦巻状導体コイルパターンはプリントコ
イルの表裏一対を以て１個の渦巻状導体コイルパ
ターンと数える。第１図は磁石がＮ極、Ｓ極各４
個着磁されている場合であり、８個の渦巻状導体
コイルパターン１が配置されている例である。渦
巻状導体コイルパターン１の中心はモータの軸お
よび磁石の中心に一致する。また、プリントコイ
ルの表裏に存在する渦巻状導体コイルパターン１
は必要に応じてスルーホール４により互いに導通
される。なお、５はスルーホールランドである。

磁気検出素子およびFGコイルを取り付けるプ
リントコイル上の位置は、２つの条件を同時に満
たす必要があり、その第１の条件は第２図Ｃに示
すモータ軸１１の中心からの距離と磁場の強さと
の関係を示すグラフからわかる様に、磁石１２の
内径をr1とし、外径をr2とした時、r2＞（12／11）
r1であるとして磁気検出素子１６の場合には、第
２図Ａに示すように、磁石１２の中心から、距離
Ｒ（r1×1.2≦Ｒ≦r2×1.1、更に好ましくはr1×
1.4≦Ｒ≦r2×1.0）の範囲内に磁気検出素子１６
の受感部が入るように配置するのが好ましい。こ
こで受感部とは、磁気検出素子１６のうちの真に
磁場の強さを電気信号に変換する能力のある場所
である。

また、FGコイル２の場合には、第２図Ｂに示
すように磁石１２の中心から距離Ｒ（r1×1.2≦Ｒ
≦r2×1.1、好ましくはr1×1.4≦Ｒ≦r2×1.0）の
範囲内にFGコイル２が入る様に配置するのが好
ましい。ただし、この範囲にFGコイルがすつか
り入る必要はなく、例えばFGコイルの端子や末
端部が若干この範囲外に出ているものも本考案に
含まれるものとする。なお、第２図Ａ，Ｂにおい
て、１５はヨーク板（固定側）１４はヨーク板１
５に取付けたプリントコイルユニツトである。

上記Ｒが小さすぎても大きすぎても磁場は弱く
なり磁石位置検出精度や速度検出精度が低下す
る。プリントコイルにおいて、磁気検出素子１６
およびFGコイル２を取り付ける位置の第２の条
件は、渦巻状導体コイルパターン１とその中央部
６とを除いた場所でなければならず、例えば渦巻
状導体パターン１の外周に面した部分がよい。磁
気検出素子１６はその駆動方法に応じて１個以上
配置するのが、多くの場合２個以上用いられ、そ
の円周方向配列ピツチは、渦巻状導体コイルパタ
ーン１の配列ピツチとは一致しない。つまり１個
の磁気検出素子１６を互いに隣接する渦巻状導体
コイルパターン１の間の空いているスペースに配
置しても他の磁気検出素子１６の位置は渦巻状導
体コイルパターン１と重なる。そこで、渦巻状導
体コイルパターン１を少し変形させ、その開いた
箇所に磁気検出素子４を配置する。例えば磁気検
出素子１６の引きまわし線を考えるとプリントコ
イル１０の外周に面する部分が好ましい。

FGコイルの場合は、その目的に適合した出力
電圧を得るべく、プリントコイル１０の外周側に
おいて、渦巻状導体コイルパターンを一部変形さ
せて、他の渦巻状導体コイルパターンより占有面
積を小さくして、そこに形成された空きスペース
にFGコイルを配置する。

磁気検出素子をプリントコイルへ取付ける方法
は何んでも良いが、例えば素子の外径寸法にあわ
せて絶縁基板にプレスで穴を開け、穴に素子を入
れて接着剤で固定すれば良い。この場合例えば、
エポキシ系やフエノール系の接着剤などが使用さ
れる。なお、プリントコイルにおいて渦巻状導体
コイルパターンを除いた箇所に磁気検出素子を配
置することによつて、当該磁気検出素子の少なく
とも一部をプリントコイルにうめ込むことがで
き、したがつて、複数枚のプリントコイルを容易
に積層することができ、モータの扁平、薄型化に
寄与することができる。

磁気検出素子としては磁気を検出できるものな
らなんでも良く、例えばホール素子、超小型コイ
ル、磁気抵抗素子等が挙げられる。

素子の厚さは何でも良いが、その素子が取り付
けられる渦巻状導体コイルパターンやFGコイル
の厚さより薄いものが好ましい。素子がそれらの
厚さより薄ければ、コイルユニツト内の素子が取
り付けられているプリントコイル以外のプリント
コイルの渦巻状導体コイルパターンをその素子の
位置や形状にあわせて変形させる必要がなく渦巻
状導体コイルパターンの設計に自由度が増す。ま
た素子の形状も何んでも良いが、特に素子を外周
に面した、渦巻状導体コイルパターンの角を丸味
を持たせて変形させた領域に配置する時は、五角
形や三角形が好ましい。

本考案に用いられるFGコイルのパターンは、
磁束と磁石のプリントコイルに対する相対的な移
動方向との両方に対して直角な回路成分が多い
程、高出力電圧が得られるので、磁場に垂直であ
つて移動方向に垂直な線路を均等に並べた蛇行パ
ターンが好ましい。また、配線密度は３本／mm以
上であればよく、５本／mm以上がFGコイルの出
力信号の周波数が高くなり、回転数の検出精度が
優れるのでより好ましい。

プリントコイルにFGコイルを取り付ける方法
としては、プリントコイルを製作する際にFGコ
イルを取り付ける場所を同時に形成しておき、そ
の後、当該場所にFGコイルを設ける方法、また
はプリントコイルを製造する際に渦巻状導体コイ
ルパターンと同様の作成法によつてFGコイルを
同時に形成する方法でもよいが、FGコイルを同
時に形成する方法が位置精度がよくなる点から好
ましい。なお、プリントコイルにおいて渦巻状導
体コイルパターンを除いた箇所にFGコイルを配
置することによつて、当該FGコイルを渦巻状導
体コイルパターンと同一面上に形成することがで
き、したがつて、複数枚のプリントコイルを容易
に積層することができ、モータの扁平、薄型化に
寄与することができる。

本考案のFGコイルおよび渦巻状導体コイルパ
ターンはたとえばエツチング法やそれらを組み合
わせた方法で製造してもよいが、特開昭57−
91590号公報に記載された方法により製造するこ
とが好ましい。またその大きさはいかなるもので
も良いが、直径５〜40mmφ、厚さ0.1〜２mmが特
に有効である。

また、プリントコイルの絶縁基板は電気絶縁性
を有すれば何んでもよく、例えばガラスエポキシ
基板やポリイミドフイルムやエポキシ樹脂等が好
ましく使用される。又、スルーホール４の形成方
法も何んでもよい。

本考案の磁気検出素子およびFGコイルを配置
したプリントコイルとそれらを含まないプリント
コイルとを複数枚積層してコイルユニツトを形成
することができる。この場合、磁場の強さが一定
の時のモータトルクへの寄与の小さい順にプリン
トコイルを積層して、磁石に近い側に最もトルク
への寄与の小さいプリントコイルは来る様に組み
つけることによつて、各プリントコイルのモータ
トルクへの寄与の度合をそろえ、ひいては高回転
安定性を得ることができる。例えば第３図Ａ，Ｂ
およびＣは、プリントコイルの２枚積層の場合を
示し、磁石に近い側にFGコイル２と磁気検出素
子１６とを配置した本考案のプリントコイル１０
を設け、磁石から遠い側にはFGコイルも磁気検
出素子も持たぬプリントコイル１８を設けた例で
ある。

この積層にはコイルの固定ができて、コイル間
の絶縁がとれれば何を使つてもよいが、例えばエ
ポキシ系やフエノール形の接着剤でも、また、絶
縁フイルムの両面に接着剤を半硬化の状態にして
塗布してある接着剤シートを用いても良い。

［効果］ 本考案のブラシレスモータ用プリントコイル
は、渦巻状導体コイルパターンと同一面上になる
ようにFGコイルを設け、かつ同プリントコイル
に磁気検出素子をうめ込み、しかも当該FGコイ
ルおよび磁気検出素子が磁気検出上最適な場所に
配置されているのでモータに組み込んだ際、高回
転安定性を持ち、モータトルクのロスが最小に抑
えられ、かつ回転数制御された薄型のブラシレス
モータが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の渦巻状導体コイルパターンと
磁気検出素子とFGコイルを同一面上にもつプリ
ントコイルの１つの実施態様を示す平面図、第２
図Ａ，ＢおよびＣはそれぞれ磁気検出素子やFG
コイルのモータ内における位置を示す断面図およ
び同モータのFGコイルの中心からの距離と磁場
の強さの関係を示すグラフ、第３図Ａ，Ｂおよび
Ｃは本考案のプリントコイルを組み込んだ２層積
層プリントコイルユニツトの磁石に近い側の本考
案のプリントコイルの平面図、磁石に遠い側のプ
リントコイルの平面図、およびモータに組まれた
際の断面図、第４図Ａ、およびＢは従来の扁平型
ブラシレスモータの１例を示す組立分解図および
断面図である。 １……渦巻状導体コイルパターン、２……FG
コイル、３……絶縁基板、４……スルーホール、
５……スルーホールランド、６……渦巻状導体コ
イル中央部、７……渦巻状導体コイルの端子、８
……FGコイルの端子、９……オーバーコート、
１０……本考案のプリントコイル、１１……軸、
１２……磁石、１３……FGコイルシート、１４
……プリントコイルユニツト、１５……ヨーク
板、１６……磁気検出素子、１７……渦巻状導体
コイルパターンのみを有するプリントコイル、１
８……従来のブラシレスモータに用いられている
磁気検出素子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. Ｎ極およびＳ極がｎ個（ｎは自然数）ずつ着磁
   された、内径r1、外径r2の扁平ドーナツ型の磁石
   にわずかな間隔をあけて積層して用いるブラシレ
   スモータ用のプリントコイルであつて、該プリン
   トコイルの円周にそつて等間隔に配置された2n
   個の渦巻状導体コイルパターンと、該2n個の渦
   巻状導体コイルパターンと重ならないように、か
   つ同一面上に配置した磁気検出素子およびFGコ
   イルとを有し、前記2n個の渦巻状導体コイルパ
   ターンのうちの１個以上2n個未満は、他の渦巻
   状導体コイルパターンより占有面積が小さく、か
   つ前記プリントコイルの外周側の部分が空きスペ
   ースになつており、前記磁気検出素子およびFG
   コイルは前記空きスペース内であつて、前記磁石
   の中心から距離Ｒ（r1×1.2≦Ｒ≦r2×1.1、ただし
   r2＞（12／11）r1とする）の範囲内に位置したこ
   とを特徴とするプリントコイル。