JPS63198565A - 偏平ブラシレスモ−タ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、平面対向型の扁平ブラシレスモータ及びその
製造方法に関するものであり、特にステータ部における
シートコイルや位置検出用素子の実装構造、実装方法の
改善に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、複数のシートコイルを積層しこれをステータ
コイルとしてなる扁平ブラシレスモータにおいて、上記
シートコイルの何れかに切欠部を設け、この切欠部によ
り構成される空間に位置検出用素子を配置することによ
り、モータの薄型化。

小型化を！＠襲したまま位置検出精度を確保しようとす
るものである。

さらに本発明は、シートコイルの積層工程において、シ
ートコイルや支持基板の電気的接続ポイントに導電ペー
ストや異方性導電材料等の導電材料を予めコーティング
しておき、各シートコイルの積層と同時に各シートコイ
ル間の接着及び接続、位置検出用素子の接着、接続、樹
脂モールド等を一括して行い、工程の大幅な簡略化を図
ろうとするものである。

〔従来の技術〕

偏平ブラシレスモータは、その構造上の特徴から非常に
小型、薄型で、各種電気機器の小型化。

薄型化に欠かせないものとなっているが、ポータプルタ
イプのビデオテープレコーダやオーディオテープレコー
ダ等のより一層の小型化の進展に伴っていくつかの改善
すべき点を残している。

例えばその構成を見た場合、従来の巻線コイルを用いた
モータではロータマグネットの磁極を検出しコイル通電
を切り換える位置検出用素子（ホール素子）をコイル内
周部の中あるいは外周部の隙間に配置するが、シートコ
イルを使用したモータの場合にはこのようなスペースが
無く、モータの最内周部に設置しているのが現状である
。

ところが、このような配置とした場合には、ホール素子
の配置径が小さくなるので位置検出精度が悪くなり、回
転時のトルク変動ムラを招来し、例えばＶＴＲでの直結
キャプスタンやフローピーディスク駆動装置のスピンド
ルモータ等ではワウフラッタやジッタ精度の悪化につな
がる。

また製造工程を見た場合、従来はシートコイルを予め接
着しておき、これを支持基板となるプリント基板に接着
し、その後に各シートコイルの接続端子やホール素子の
実装を行っている。すなわち、シートコイル間の電気的
接続、支持基板への接着、支持基板への電気的接続、ホ
ール素子の電気的接続及び樹脂モールディング等はそれ
ぞれ別工程で行われている。

したがって、製造工程が複雑で品質が不安定となり易く
、また製造コストも上昇する傾向にある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の如く、従来の偏平ブラシレスモータにおいては、
位置検出用素子（ホール素子）の検出精度の確保及び製
造工程の簡略化が大きな課題となっておりその解決が望
まれる。

そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、位置検出用素子による位置検出精度を確
保することが可能で、トルク変動が少なく、しかも薄型
且つ小型の偏平ブラシレスモータを提供することを目的
とする。

さらに本発明は、この種のモータの製造工程の単純化を
目的とし、品質の安定化や製造コストの削減を図ること
が可能な製造方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的を達成するために、本発明の偏平ブラシレス
モータは、支持基板上に複数のシートコイルを積層して
なるステータ部と、マグネットが配設され回動輪が植立
されてなるロータ部とを存し、上記ステータ部に積層さ
れるシートコイルの少なくとも一層に切欠部を設け、該
切欠部に位置検出用素子を収納したことを特徴としてい
る。

また本発明の製造方法は、少なくとも一層に切欠部を設
けた複数のシートコイルを接着剤層を介して支持基板に
積層しモータのステータ部とするに際し、予め支持基板
の上記切欠部に対向した位置に位置検出用素子を載置し
ておくとともに、各シートコイル及び支持基板の接続端
子部に導電材料を塗布形成しておき、しかる後に上記複
数層のシートコイル及び支持基板を積層プレスすること
を特徴としている。

（作用） 本発明の偏平ブラシレスモータにおいては、シートコイ
ルに設けられた切欠部が構成する空間が位置検出用素子
の収容スペースとなる。

したがって、前記位置検出用素子の設置位置に自由度が
増し、ロータ部のマグネットの外周部の漏れ磁束を検出
するように配置することにより検出精度が確保される。

また、上記位置検出用素子は、シートコイル内に埋め込
まれた形になり、モータの厚みを増すこともない。

一方、本発明の製造方法では、予め電気的導通を図る必
要のある接続端子部に導電材料を塗布等の手法により被
着形成しておき、その後にシートコイルを重ねて積層プ
レスしているので、シートコイルの接着と同時に前記接
続端子部の電気的導通が図られ、支持基板へのシートコ
イルや位置検出用素子の実装が一括して行われる。また
、上記積層プレスによりシートコイルを貼り合わせると
、位置検出用素子の周囲に余分な接着剤が流れ込み、こ
れがモールド樹脂としての役割をも果たすようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的実施例を図面を参照しながら説明
する。

第１図ないし第３図は本発明をビデオテープレコーダの
キャプスタンモータに適用した一例を示すもので、本モ
ータは、複数のコイル（４）を円環状にエツチング形成
した積層シートコイル（５）が支持基板（６）上に接合
されてなるステータ部（１）と、上記積層シートコイル
（５）に対向してリング状の界磁マグネット（７）が嵌
合固定されるとともにキャプスタン軸（８）が回動軸と
して圧入されるロータ部（２）と、上記キャプスタン軸
（８）の軸受は部（９）を備え上記支持基板（６）の中
心部に上記キャプスタン軸（８）をガイドする如く取り
付けられるキャプスタンハウジング（３）を主たる構成
要素とするものである。したがって、本実施例のモータ
は、平面対向型の扁平ブラシレスモータとして構成され
ている。

上記支持基板（６）は、上記ロータ部（２）に対応する
略円板形状を基本形状とするものであるが、ここではそ
の半周部分が略矩形状に張り出した形になっており、こ
の張り出し部分は銅箔等をエツチングすることにより所
定の配線が施されたパターン面（６ａ）とされており、
外部回路との導通を図るための端子部等が形成されてい
る。なお、このパターン面（６ａ）にモータ駆動ＩＣや
コンデンサ、抵抗等のチップ部品を半田リフロー等の手
法により実装し、駆動回路部としての機能を果たすよう
にしてもよい。

一方、上記支持基板（６）の上記ロータ部（２）と対向
する円形部分には、積層シートコイル（５）が接合され
ている。積層シートコイル（５）は、複数の扇形のコイ
ル（４）が周方向に沿って等角度間隔でエツチング形成
されたシートコイルを複数層積層した積層体からなるも
ので、この例では上記積層シートコイル（５）は３層の
シートコイル（５１）。

（５２）　、　（５３）の積層体となっている。そして
、各シートコイル（５１）　、　（５２）　、　（５３
）にはそれぞれ接続端子が設けられ、これら接続端子の
重なり部分がコイル接続機構（５ａ）　、　（５ｂ）　
、　（５ｃ）及び共通電極部（５ｄ）として支持基板（
６）のパターン面（６ａ）の所定の端子部に半田付けさ
れ、上述の駆動回路部との導通が図られている。

また、上記３層のシートコイル（５１）　、　（５２）
　、　（５３）のうち、最も下側〔支持基板（６）側〕
に積層されるシートコイル（５３）は、その周縁の一部
が切り欠かれ、切欠部（５３ａ）とされている、すなわ
ち、上記最下層のシートコイル（５３）の扇形のコイル
（４）は、この切欠部（５３ａ）において他のシートコ
イル（５１）　、　（５２）のコイル（４）よりも有効
長が短くなっており、上記切欠部（５３ａ）は上記２層
目のシートコイル（５２）と支持基板（６）に挟まれて
微小な空間を構成している。

そして本実施例では、上記切欠部（５３ａ）に対向した
支持基板（６）上に位置検出用素子〔ホール素子）　（
１０）を配置し、この位置検出用素子（１０）をこの切
欠部（５３ａ）により形成される空間に収容することと
した。

したがって位置検出用素子（１０）は、ロータ部（２）
に設けられた界磁マグネット（７）の外周部の漏れ磁束
を検出するような配置となり、内周部に配置した場合に
比べて位置検出精度が大幅に向上する。

上記位置検出用素子（１０）は、第３図に示すように、
支持基板（６）と２層目のシートコイル（５２）との間
に埋め込まれた形になっており、積層シートコイル（５
）全体の厚みや大きさは何ら変わるところはない、なお
、位置検出用素子（ｌＯ）を収容するための切欠部は、
本実施例では最下層のシートコイル（５３）にのみ形成
しているが、これに限らず２層目のシートコイル（５２
）にも同様の切欠部を設けても良く、あるいは積層シー
トコイルをさらに多層のシートコイルから構成する場合
にはさらに多くのシートコイルに切欠部を設けるように
してもよい、また、位置検出用素子（１０）を何れかの
シートコイル上に配設するようにし、この上に重ねられ
るシートコイルに切欠部を形成するようにしてもよい、
切欠部の形状としても、前述のように周縁の一部を切り
欠くようなものばかりでなく、例えば窓部として位置検
出用素子（ｌＯ）の形状に応じた孔を穿設してもよい、
要は位置検出用素子（ｌＯ）の大きさ、形状に対応し得
るように切欠部を設ければよい。

次に、上述の扁平ブラシレスモータの製造方法。

特にステータ部の作製方法について説明する。

扁平ブラシレスモータのステータ部を作製するには、先
ず第４図に示すように、複数の扇形のコイル（２０）を
周方向に沿って等角度間隔でエツチング形成した３枚の
シートコイル（２１）　、　（２２）　、　（２３）と
、所定の配線パターンや端子部を形成した支持基板（２
４）とを接着シー）　（２５）　、　（２６）　、　（
２７）を介して重ね合わせ、積層配置する。

各シートコイル（２１）　、　（２２）　、　（２３）
や支持基板（２４）の形状は、ロータ部に対応して円形
とするが、この段階ではその周囲を矩形状の支持部とし
て残しておく、そしてこの矩形状の支持部のコーナ一部
にそれぞれ複数（この例ではそれぞれ２か所）のガイド
孔（２１ａ）　、　（２２ａ）　、　（２３ａ）　、　
（２４ａ）を穿設しておき、前記積層配置に際してこれ
らガイド孔（２１Ｍ）。

（２２ａ）　、　（２３ａ）　、　（２４ａ）にガイド
ピンを挿入する等してその位置精度を確保する。

また、シートコイルのうち最下層に配置されるシートコ
イル（２３）には、ロータ部の外周部に対応する位置に
後述の位置検出用素子を収容するための切欠部（２３ｂ
）を設けておく。

接着シー）　（２５）　、　（２６）　、　（２７）に
は、積層プレスにより良好な接着性を発揮するものを使
用し、ここでは１００μｍ厚のジアリルフタレートフィ
ルムを使用した。

一方、上記各シートコイル（２１）　、　（２２）　、
　（２３）には、それぞれコイル（２０）の引き出し電
極となる接続端子が形成されており、各シートコイル（
２１）、　（２２）。

（２３）のコイル（２０）の端末はこれら接続端子を介
して支持基板（２４）の所定の端子部と導通されること
になる。

上記各シートコイル（２１）　、　（２２）　、　（２
３）に設けられる接続端子は、第７図に示すように、両
面に矩形状の電極部（２８）を有するとともに、これら
両面の電極部（２８）間の導通接続を図るためのスルー
ホール（２９）を有してなるものである。そして、一層
目のシートコイル（２１）のコイル（２０）の端末（２
０ａ）は接続端子（３１）に接続され、二層目のシート
コイル（２２）のコイル（２０）の端末（２Ｑａ）は接
続端子（３５）に、三層目のシートコイル（２３）のコ
イル（２０）の端末（２０ａ）は接続端子（３９）にそ
れぞれ接続されている。

したがって、その他の接続端子（３２）　、　（３３）
　、　（３４）　。

（３６）　、　（３７）　、　（３８）はダミー電極と
しての役割を果たすことになる。すなわち、上記一層目
のシートコイル（２１）のコイル（２０）の端末（２０
ａ）は接続端子（３１）　、　（３４）、　（３７）を
介して支持基板（２４）の端子部（４０）ト、二層目の
シートコイル（２２）のコイル（２０）の端末（２０ａ
）は接続端子（３５）　、　（３８）を介して支持基板
（２４）の端子部（４１）と、三層目のシートコイル（
２３）のコイル（２０）の端末（２０ａ）は接続端子（
３９）を介して支持基板（２４）の端子部（４２）とそ
れぞれ導通される。

本実施例では、各接続端子間に積層プレスに先立って予
め導電材料（４３）を塗布形成しておく。

導電材料（４３）としては半田ペーストや銀ペースト等
の導電ペーストが使用され、本実施例では半田ペースト
を１００μｍ厚でコーティングした。

また同様に、支持基板（２４）の上記シートコイル（２
３）の切欠部（２３ｂ）と対向する位置には、位置検出
用素子〔ホール素子）　（４４）を導電材料を介して載
置しておく、すなわち、第８図に示すように、支持基板
（２４）の所定の端子部（４５）に例えば異方性導電ペ
ース）　（４６）を介して位置検出用素子（４４）を載
置しておく、異方性導電ペースト（４６）は、圧力が加
わった部分でのみ厚み方向の導通が図られるもので、ニ
ッケル粉末やカーボン粉末をエポキシ樹脂に分散したも
の等が使用される０本実施例では、前述の異方性導電ペ
ースト（４６）を２０〜３０μｍ厚に印刷形成し、１０
０℃で２分間乾燥しセミキュア状態としてから位置検出
用素子（４４）を載置した。

なお、上記位置検出用素子（４４）の実装手段としては
、この異方性導電ペーストを使用する方法ばかりでなく
、例えばワイヤーボンディング等の手法によってもよい
。

以上のように各シートコイル（２１）　、　（２２）　
、　（２３）の接続端子（３１）〜（３９）及び支持基
板（２４）の端子部（４０）〜（４２）に半田ペースト
をコーティングし、位置検出用素子（４４）を載置した
後、第５図に示すように、これらを位置合わせしながら
重ね合わせ、積層プレスを施して接合一体化する。支持
基板（２４）にシートコイル（２１）　、　（２２）　
、　（２３）を接着する場合、貼り合わせ精度が悪いと
モータ特性上好ましくないが、本実施例では積層時にガ
イド孔（２１ａ）　、　（２２ａ）　。

（２３ａ）　、　（２４ａ）を用いて位置決めを行って
いるので高精度化が可能で、モータ特性上も有利である
。

積層プレスの条件は、接着シート（２５）　、　（２６
）　、　（２７）や半田ペースト、異方性導電ペースト
の種類に応じて適宜設定すればよいが、本例では温度１
５０℃、圧力３５ｋｇ／ｃｄ、プレス時間３０分間とし
た。

この積層プレスによって、各シートコイル（２１）。

（２２）　、　（２３）間及び支持基板（２４）への接
合が図られ、同時に接続端子（３１）〜（３９）間及び
端子部（４０）〜（４２）の接続、ならびに位置検出用
素子（４４）の端子部（４５）への接続が達成される。

さらに、この積層プレス時に、シートコイル（２３）と
シートコイル（２４）間及びシートコイル（２３）と支
持基板（２４）間の接着シート（２６）　、　（２７）
がシートコイル（２３）に設けた切欠部（２３ｂ）内に
流れ込み、位置検出用素子（４４）をモールドする形に
なり、流れ込んだ接着剤が所謂ボッティング剤としての
役割を果たすようになる。

次いで、第６図に示すように、これらシートコイル（２
１）　、　（２２）　、　（２３）及び支持基板（２４
）の積層体を所定の形状に打ち抜き、同時にシートコイ
ル（２１）。

（２２）　、　（２３）及び支持基板（２４）の中央部
に貫通孔（４７）を穿設する。さらに必要に応じてリフ
ロー半田付けを行って接続端子（３１）〜（３９）間及
び端子部（４０）〜（４２）の接続、ならびに位置検出
用素子（４４）の端子部（４５）への接続を確実なもの
とする。

以上の工程によりモータのステータ部が作製され、これ
に駆動軸が植立されるロータ部等を組み付けることによ
り扁平ブラシレスモータが完成される。

作製されるモータは、位置検出用素子（４４）がシート
コイル（２１）　、　（２２）　、　（２３）の中に埋
め込まれており、検出精度が高く且つ薄型化や小型化が
達成される。また、本実施例では支持基板（２４）とシ
ートコイル（２１）　、　（２２）　、　（２３）との
接続ポイントを所謂フェースダウンボンディングするこ
とが可能であり、接続スペースは極めて小さなものとす
ることができる。

以上、本発明の具体的実施例について説明してきたが、
本発明がこれら実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは言う
までもない。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の偏平ブラシ
レスモータにおいては、シートコイルに切欠部を設けこ
の中に位置検出用素子を埋め込む形とし、当該位置検出
用素子を外周部に配置可能としているので、検出精度が
向上しトルクリップルが大きく改善され、モータ回転変
動を少ないものとすることが可能である。

また、前述のように位置検出用素子はシートコイルの中
に埋め込まれる形となるので、モータの薄型化や小型化
の妨げとなることもない。

一方、本発明の製造方法では、予め支持基板に位置検出
用素子を載置しておくとともに各シートコイル及び支持
基板の接続端子部に導電材料を塗布形成しておき、その
後に複数層のシートコイル及び支持基板を積層プレスす
るようにしているので、従来側工程で行われていたシー
トコイルの接着、シートコイル層間電気接続、支持基板
への接着、支持基板への電気的接続１位置検出用素子の
実装及び樹脂ポンティングを同時に行うことができ、製
造工程を単純化することによる品質の安定化及び製造コ
ストの低減が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した偏平ブラシレスモータの一例
を示す一部破断平面図であり、第２図は第１図Ａ−Ａ線
位置での断面図、第３図は位置検出用素子の収納状態を
示す要部拡大断面図である。 第４図ないし第６図はステータ部の作製工程の一例を工
程順に示すもので、第４図は支持基板とシートコイルの
積層状態を示す分解斜視図、第５図は積層プレス工程を
示す概略斜視図、第６図は打ち抜き工程を示す概略斜視
図である。第７図はシートコイルと支持基板の接続部の
分解斜視図であり、第８図は位置検出用素子の支持基板
への載置状態を示す模式的な分解斜視図である。 ６．２４・・・支持基板 １０、４４・・・位置検出用素子 ２１．２２．２３，５１．５２．５３　　・・・シート
コイル２３ｂ、５３ａ・・・切欠部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）支持基板上に複数のシートコイルを積層してなる
   ステータ部と、 マグネットが配設され回動軸が植立されてなるロータ部
   とを有し、 上記ステータ部に積層されるシートコイルの少なくとも
   一層に切欠部を設け、該切欠部に位置検出用素子を収納
   したことを特徴とする偏平ブラシレスモータ。
2. （２）少なくとも一層に切欠部を設けた複数層のシート
   コイルを接着剤層を介して支持基板に積層しモータのス
   テータ部とするに際し、 予め支持基板の上記切欠部に対向した位置に位置検出用
   素子を載置しておくとともに、各シートコイル及び支持
   基板の接続端子部に導電材料を塗布形成しておき、 しかる後に上記複数層のシートコイル及び支持基板を積
   層プレスすることを特徴とする扁平ブラシレスモータの
   製造方法。