JPH054775U - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステータコイルの実装時の位置決めを容易に
しステータの生産性を向上させる。また、ステータヨー
ク材の使用量を低減させる。 【構成】 凹部１５，１５，…，１５を有する樹脂基板
１１を設け、この樹脂基板１１に回路パターン９で接続
されたステータコイル８，８，…，８の少なくとも一部
を埋め込みかつステータヨーク７を固着してステータ２
を構成するようにし、ステータコイル８，８，…，８の
位置決めが治具等使用せず凹部１５，１５，…，１５に
挿入することで決定されるようにしている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はモータに関する。更に詳述すると、本考案はディスク状のロータとス テータとが相対向するアキシャルフラックスフローの偏平モータに実施して好適 なモータ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

コイルとマグネットとを平面状に配置して対向させる偏平型モータ、例えばキ ャプスタンモータのようなものでは、図６に示すように、ステータコイル１０７ は、ステータヨークを兼ねた平板状の鉄板基板（以下ステータヨーク板という） １０８の上の平坦な配線基板１０９に載せられて所定の位置関係をもって固定さ れている。例えば、ステータヨーク板１０８上の配線基板１０９に専用治具を用 いて各コイルが互いに一定の位置関係をもって配置され、回路パターン（図示省 略）にはんだ付けなどによって固定されている。また、図示していないが、場合 によってはステータヨーク板の上に直接配線回路を形成してその上に専用治具を 用いて直接コイルを固定するようにしている。尚、図中符号１０１はロータ、１ ０２はステータ、１０３は軸受ホルダ、１０４はロータマグネット、１０５はロ ータシャフト、１０６はマグネットヨーク、１１０は止めねじ、１１１は軸受ス リーブである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、この従来のモータ構造の場合、専用治具を用いて平坦な基板１ ０９上に個々のコイル１０７の位置決めをしてから固定するので、生産性が低く なる。また、ステータヨーク板１０８を基板としてステータコイル１０７及び軸 受ホルダ１０３を支持するようにしているため、ヨーク形状に自由度がなく高価 なヨーク材料の使用量を減らすことができなかった。即ち、ステータコイル１０ ７や軸受ホルダ１０３等を支える基板とステータヨークとを兼ねる従来のステー タ構造によると、ステータヨーク板１０８は本来必要なステータコイル１０７の 付近のみならず、配線回路及び軸受ホルダ１０３を支持するために本来必要とさ れない領域にまで広げられている。

【０００４】 本考案は、ステータの基板上へのコイルの位置決めを容易にし生産性を上げる ことができるモータ構造を提供することを第１の目的とする。また、本考案はス テータヨーク板の形状に自由度をもたせ、ヨーク材料の使用量を減らすことによ りコストダウン及び軽量化を可能とするモータ構造を提供することを第２の目的 とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するため、本考案は、ロータマグネットと回転軸を有するロ ータと、上記回転軸を軸受する軸受と、上記ロータマグネットと対向するようス テータコイルが配設されたステータとを有してなるモータにおいて、上記ステー タは、上記ステータコイルの上記回転軸方向に関する少なくとも一部を埋設した 樹脂基板と、該樹脂基板に設けられ、上記ステータコイルに接続される回路パタ ーンと、上記樹脂基板の上記回転軸方向に関する上記ステータコイルとは逆側に 取付けられたステータヨークとから構成している。

【０００６】

【作用】

したがって、ステータコイルは樹脂基板の凹部に嵌め込むことによって所定の 位置に配置され、コイル同士が一定の位置関係を保ってステータ上に固定される 。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。

【０００８】 図１〜図３に本考案のモータの一実施例を示す。このモータは、ロータマグネ ット４を平面状に配置したロータ１と、ステータコイル８を平面状に配置したス テータ２及びロータ１を回転可能に支持する軸受ホルダ３とから構成され、ディ スク状のロータ１とステータ２とを同軸上に対向させて配置するように設けられ ている。ロータ１は薄板状のリング状マグネット４と、マグネットヨーク５及び ロータシャフト６とから構成されている。ステータ２は、ディスク状のヨーク７ と、その上に配置される樹脂基板１１及びステータコイル８とから構成されてい る。

【０００９】 樹脂基板１１は、ステータコイル８を固定しかつステータヨーク７を保持する と共に回路パターン９を形成する配線基板となるもので、熱硬化性樹脂、より好 ましくは耐熱エンジニアリングプラスチックによって軸受ホルダ３と一体的に成 形されている。この樹脂基板１１の裏面側にはステータヨーク７が例えば接着に よって固着されている。ヨーク材としては、鉄板若しくはメッキ鋼板、ケイ素鋼 板やニッケル等を使用することが可能である。

【００１０】 樹脂基板１１の上にはステータコイル８が回路パターン９と共に実装されてい る。本実施例の場合、ステータコイル８を嵌め込む凹部１５があらかじめインサ ート成形時に形成された樹脂基板１１の表面側に回路パターン９をメッキで形成 し、凹部１５にステータコイル８を嵌め込むことによってステータコイルの位置 決めと固定及び接線が同時に行なわれるように構成している。

【００１１】 ステータコイル８は、複数のコイル８_a ，８_b ，８_c ，…，８_f から成り、所 定のコイル同士が回路パターン９によって接続されている。例えば、図２に示す ように、コイル８_a の内側端子とコイル８_d の外側端子とが銅箔からなる回路パ ターン９_a-d により、またコイル８_b の内側端子とコイル８_e の外側端子とが回 路パターン９_b-e により、そしてコイル８_c ，８_d ，８_e の各内側端子が互いに 回路パターン９_c-d-e で、更にコイル８_f の内側端子とコイル８_c の外側端子と が回路パターン９_c-f でそれぞれ接続されている。また、コイル８_a ，８_b 及び ８_f の各外側端子は、モータの駆動回路（図示されず）に接続される端子１０_a ，１０_b ，１０_f として樹脂基板１１の周縁に引き出されている。尚、端子１０ _a ，１０_b ，１０_f は、図３に示すように樹脂基板１１の表面側あるい裏面側に 形成してもよいし、樹脂基板１１の外周面を一部切欠いてそこに端子部を形成し てもよい。コイル８としては、例えば巻回式で作られたスライスコイル、即ち幅 広の導電材の箔と絶縁材の箔とを交互に巻いた巻回コイルを所定数接着等によっ て一体化し、その後、０．６〜０．８ｍｍの厚さにスライスした偏平コイルの使 用が好ましい。

【００１２】 コイル８と回路パターン９との結線は、図３に示すように、コイル８_e を例に とると、同コイル８_e の外側端子８_e1と回路パターン９_b-e の端子９₁ とが、そ して同コイル８_e の内側端子８_e2と回路パターン９_a-e の端子９₂ とが、コイル ８_e が樹脂基板１１の凹部１５に押し込まれることによって互いに接触すること で行なわれる。このとき、より信頼性を確保するためにはコイル圧入時に各端子 に導電ペーストを塗布すればよい。

【００１３】 軸受ホルダ３の底部及び上部には夫々樹脂スリーブ１２，１２が圧入され、該 樹脂スリーブ１２，１２によってロータシャフト６を回転自在に支持するように 設けられている。また、軸受ホルダ３の周面には一部が切欠かれて窓１３が形成 され、ロータシャフト６を露出させてキャプスタンとして使用し得るように設け られている。

【００１４】 以上のように構成されたモータは、次のようにして製造される。

【００１５】 まず、配線基板となる樹脂基板１１及び軸受ホルダ３を例えば図４に示すよう な射出成形金型１６，１７を用いる射出成形によって一体成形する。このとき、 射出成形材料としては、例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルフ ァイド（ＰＰＳ）、ポリアリルスルフォン（ＰＡＳ）、ポリエーテルイミド（Ｐ ＥＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリ アリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等の耐熱エンジアリングプ ラスチックで耐はんだ性があるものが好ましいものとして挙げられる。この射出 成形時に、ステータコイル８を嵌め込むための凹部１５が上金型１６の凸部２０ で樹脂基板１１に同時に成形される。凹部１５はステータコイル８よりも僅かに 小さな面積となるマイナス公差を以って形成され、ステータコイル８を圧入によ って嵌め込み得るように形成されている。これによってステータコイル８を樹脂 基板１１に強固に固定できる。

【００１６】 次いで、射出成形品を射出成形金型１６，１７から取り出してから、樹脂基板 １１の表面側にステータコイル８やホール素子（図示省略）などの付属品の配線 のための回路パターン９を、例えばフォトアディティブ法にて形成する。フォト アディティブ法は、射出成形品即ち樹脂基板１１の表面に無電解メッキを施し、 それにレジストを塗布してから所定の回路パターンを露光して現像し、エッチン グによって所望の回路パターン部分だけにメッキを残すことによって回路パター ン９を形成する。

【００１７】 回路パターン９の形成後、ステータコイル８を樹脂基板１１の凹部１５に嵌め 込み、更にホール素子などの必要な付属品を搭載し、リフロー炉を通してあるい は手作業によって回路パターン９と半田付けし実装する。その後、ステータヨー ク７を樹脂基板１１の裏面側に接着剤などを用いて接着しステータを組立てる。 また、軸受ホルダ３にはロータシャフト６を支持するための摺動性の良い樹脂ス リーブ、例えばテフロンスリーブ１２，１２が少なくとも２ケ所に圧入される。

【００１８】 図５に他の実施例を示す。この実施例は樹脂基板１１にステータコイル８を挿 入するための凹部１５とステータヨーク７を挿入するための凹部１８とを射出成 形時に設け、ステータコイル８及びステータヨーク７を樹脂基板１１に圧入して これらを樹脂基板１１で保持するようにしたものである。この実施例の場合、ス テータヨーク７はステータコイル８の下方に設けるだけで済むため最低限のヨー ク材料に削減できる。尚、ステータヨーク７は、樹脂基板１１の射出成形後に凹 部１８に圧入しても良いが、あらかじめ射出成形金型１７内にセットしてインサ ート成形によって樹脂基板１１と一体成形するようにしても良い。また、回路パ ターン９としてフレーム材を採用し、これをインサート成形によって樹脂基板１ １の凹部１５を含む基板表面に埋設するようにしても良い。回路フレーム材とし ては、銅箔、洋白箔をプレス加工によって所定形状に打抜いたもの、あるいはエ ッチングやメッキ等によって所望の配線パターンに形成したもの等が使用可能で ある。

【００１９】 尚、上述の実施例は本考案の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるも のではなく本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例 えば、図示していないが、ステータコイル８を収める穴を有している樹脂板と穴 のない樹脂板とを積層することによって凹部１５を有する樹脂基板１１を作製す るようにしても良い。樹脂板にあけられるステータコイル収容用の穴は、特に限 定されるものではないが、好ましくはステータコイルのスライス断面外郭形状よ りも僅かに小さなマイナス交差となる穴で、打抜きによってあるいは射出成形に よって設けられる。この場合、穴のない樹脂板と軸受ホルダとを一体射出成形し て共用化し、穴のある樹脂板だけをステータコイルの大きさや数、配置の仕方に 応じて種々作製することも可能である。

【００２０】 また、軸受ホルダ３と樹脂基板１１とは同じ樹脂材料によって一体成形する場 合に特に限定されず、必要に応じて別体に成形しねじ止めによって固定したり、 インサート成形によって一体化しても良い。この場合、軸受ホルダはアルミニウ ム合金や真鍮等の金属によって成形することができる。また、インサート成形の 場合、軸受ホルダ３と樹脂基板１１との密着力を増すためフランジ部を軸受ホル ダに形成することが好ましい。

【００２１】 また、樹脂基板１１の成形方法としては、上述の方法に特に限定されず、例え ば２色成形方法によって、回路配線部を無電解メッキの容易な触媒付与樹脂によ って成形したのち基板絶縁部分をその周囲に成形することによって樹脂基板１１ を得ても良い。

【００２２】 更に、図示していないが、樹脂基板１１の裏面側のステータヨーク７に配線回 路を形成し、該配線回路に達する貫通孔（スルーホール）を樹脂基板１１に穿孔 すれば、ホール素子等も樹脂基板１１に埋め込んでからステータヨーク７上の配 線パターンに結線する立体配線を可能とする。

【００２３】 また、図示していないが、図１の樹脂基板１１に熱硬化性樹脂を採用し、この 樹脂基板１１の硬化をある程度は進めた不完全硬化状態で回路フレームとステー タヨークをインサート成形し、その後、ステータコイルを埋め込んでから樹脂基 板を完全に硬化させるようにしても良い。即ち、図４の射出成型金型１６，１７ 内にあらかじめ回路フレームとステータヨーク７とをセットし、そこに熱硬化性 樹脂を射出してから半硬化状態になるまで加熱する。そして、半硬化状態となっ たときに金型１６，１７から取り出して、回路フレームの上にコイルを載せて回 路フレームとコイルとをはんだで結線し、次いでステータコイルを未硬化の樹脂 基板に押し込むようにプレスしながら樹脂基板に熱を加え、コイルを埋設した状 態で樹脂基板を完全に硬化させる。勿論、回路パターンはフレームを使用せずと もメッキ等によって樹脂基板上に直接形成することも可能である。

【００２４】 更に、軸受ホルダ３を一体成形した未硬化の樹脂基板１１にテトラフルオロエ チレン（商品名テフロン）などの離型シートを被せてからプレス型で熱を加えな がら加圧成形し、樹脂基板にコイル挿入用凹部を形成することもある。このコイ ル挿入用凹部１５の底面及び側壁の一部及び樹脂基板の一部には、図３に示すよ うに前述のメッキ法あるいはエッチング法等により配線引き回し回路を形成し、 あるいは回路フレームをインサート成形や圧入によって固定し、ステータコイル ８を圧入したときに強固にコイル８を固定すると共にコイルの内側及び外側の各 端子と回路とが互いに圧接することにより結線される。

【００２５】 また、上述の離型シートの代りにリリーザゲン、ダイフリー５４１（商品名） 等のシリコン系やフッソ系などの離型剤を用いてコイル挿入用の凹部１５を加圧 成形後、加熱硬化させてもよい。

【００２６】 また、回路パターンはステータコイル及びステータヨークを圧入やインサート 成形等によって一体化した樹脂基板１１の表面と露出しているコイル表面との間 にメッキ法、エッチング法あるいは印刷法などで形成し、配線を引き回すことも 可能である。この場合、コイル体の結線用端子に樹脂が被らないようにかつ半田 ペーストのスクリーン印刷が可能なレベルまで浮かしておくことが好ましい。そ の後、半田ペーストをスクリーン印刷し、リフローによりコイル体と回路との結 線を行う。

【００２７】

【考案の効果】

以上の説明より明らかなように、本考案のモータは、凹部を有する樹脂基板を 設け、この樹脂基板に回路パターンで接続されたステータコイルの少なくとも一 部を埋め込みかつステータヨークを固着してステータを構成するようにしたので 、ステータコイルの位置決めがその凹部に挿入することで決定され、治具等使用 することなコイル位置決めが可能となり生産性が向上する。

【００２８】 しかも、本考案のモータは、樹脂基板によってステータコイルやステータヨー ク等を保持してステータ組を構成しているので、ステータヨークの形状に制限を 受けず自由となるため、本来必要とされる部分にだけヨーク材料を使用してその 使用量を減らし、コストダウン、モータの軽量化を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のモータの一実施例を示す中央縦断面図
である。

【図２】本考案のモータのステータの一例を示す図で、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のII-II 線拡大断面図
である。

【図３】樹脂層に形成されたコイル挿入用凹部とこれに
装着されるコイルとの関係を示す斜視図である。

【図４】本考案のモータの樹脂基板を成形する射出成型
金型の一例を示す概略断面図である。

【図５】本考案のモータの他の実施例を示す要部拡大断
面図である。

【図６】従来のキャプスタンモータの一例を示す中央縦
断面図である。

【符号の説明】

１ ロータ ２ ステータ ３ 軸受ホルダ ４ ロータマグネット ６ ロータシャフト（回転軸） ７ ステータヨーク ８ ステータコイル ９ 回路パターン（回路フレーム） １１ 樹脂基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 松山 泰治 長野県駒ケ根市赤穂14−888番地 株式会 社三協精機製作所駒ケ根工場内 (72)考案者 丹羽 伸一 長野県駒ケ根市赤穂14−888番地 株式会 社三協精機製作所駒ケ根工場内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータマグネットと回転軸を有するロー
   タと、上記回転軸を軸受する軸受と、上記ロータマグネ
   ットと対向するようステータコイルが配設されたステー
   タとを有してなるモータにおいて、上記ステータは、上
   記ステータコイルの上記回転軸方向に関する少なくとも
   一部を埋設した樹脂基板と、該樹脂基板に設けられ、上
   記ステータコイルに接続される回路パターンと、上記樹
   脂基板の上記回転軸方向に関する上記ステータコイルと
   は逆側に取付けられたステータヨークとから構成したこ
   とを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 前記樹脂基板は軸受ホルダ部を射出成形
   によって一体成形することを特徴とする請求項１記載の
   モータ。