JPS62236351A - 偏平形ブラシレスモ−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】 本発明は、ステータヨーク上に駆動巻線が配設され、ロ
ータマグネットが所定のギャップを介してこの駆動巻線
に対向して配設され、前記回転軸を支持する軸受が前記
ステータヨークに形成された中心開孔に配設された偏平
形ブラシレスモータ及びその製造方法に関し、特にその
ステータヨークを改良したものである。

従来の偏平形ブラシレスモータは、例えば第１図に示す
ように、ステータヨーク１上に駆動巻線２が設けられて
いて、ロータマグネット３．３′が回転するようになっ
ている。ロータマグネット３から出た磁束は一度ステー
タヨーク１に導かれ、更に対極のロータマグネット３′
に戻る。従って、ロータマグネット３．３′とステータ
ヨーク１との間のギャップの距離ｌが小さければ小さい
程、上述の磁路の磁気抵抗は小となり、このため、駆動
巻線２が配置されているギャップでの磁束密度が高くな
って、マグネット３．３′の利用効率が向上する。

上記ギャップの距離ｌは、ｌ＝１．　　＋β２＋ｌ。

として表わすことができる。ここで、１１　（誇張して
図示されている）は駆動巻線２とロータマグネット３．
３′とが回転中に接触しないようにするためのクリアラ
ンス、１２は所要のターン数の駆動巻線２の厚み寸法、
１３はステータヨーク１（通常、鉄板、硅素鋼板等の高
透磁率材料から成る）に対して駆動巻線２の絶縁をとる
ための絶縁層の厚み寸法である。なお、この絶縁層の厚
みは安全規格等の面から見て０．１鶴程度で良いが、従
来の偏平形ブラシレスモータの場合には、例えば第２図
に示すように、絶縁材料で成型された巻線ボビン４にフ
ランジ５を設け、このフランジ５を絶縁層として使用し
ている。しかし、この場合、この絶縁層の厚みｌ、はボ
ビンの成型性等を考慮すると、通常０．５ｍｍ程度で、
薄くシたとしても０゜３龍程度にしか薄くできない。

一方、第１図に示すような偏平形ブラシレスモータにお
けるギャップの距離ｌと磁束漏洩係数りとの関係は、本
発明者の実測によれば第３図に示すようになる。即ち、
ギャップが大きくなると、磁束の漏れが急激に大きくな
って、コイルに作用する磁束が減少する。従って、第１
図及び第２図に示す従来のモータのように絶縁層の厚み
が０．５１璽程度であると、漏れ係数は第３図のし１程
度とかなり大きくなってしまう。

本発明は、上述のような欠点を是正するために発明され
たものであって、本発明によるブラシレスモータは、冒
頭に述べた偏平形ブラシレスモータにおいて、 前記ステータヨークが、 （ａ）、平板状磁路材、 （ｂ）、厚みを確保するための絶縁基材と接着材とから
成りかつ前記平板状磁路材に被着された１色縁層、 （ｃ）、前記平板状磁路材に被着された前記絶縁層、ヒ
に他の基材を介することなく直接形成された配線用プリ
ントパターン層、 から成り、前記ステータヨークに形成された前記中心開
孔の周縁部が前記平板状磁路材と前記絶縁層との積層体
から成り、前記中心開孔に前記軸受を配設するために、
前記平板状磁路材と前記絶縁層との積層体から成る前記
周縁部が前記軸受と直接的に結合され、前記絶縁層上に
前記駆動巻線が配設されたものである。

また、本発明によるブラシレスモータの製造方法は、冒
頭に述べた偏平形ブラシレスモータの製造方法において
、 （ａ）、厚みを確保するための絶縁基材と接着′□゛　
　　オよヵ１．□２、□□エヵよ、ヶあ□６ｏ−オ。

と共に、前記絶縁層上に金属箔を接着する工程、（ｂ）
、次いで、前記金属箔をエツチングし７て、前記平板状
磁路材に被着された前記絶縁層上に配線用プリントパタ
ーン層を他の基材を介することなく直接形成することに
よって、前記平板状磁路材、前記絶縁層及び前記配線用
プリントパターン層から成る前記ステータヨークを得る
工程、 （ｃ）、次いで、前記配線用プリントパターン層が形成
された前記絶縁層上に前記駆動巻線を配設する工程、 （ｄ）、前記（ｂ）及び（ｃ）工程と相前後して、前記
平板状磁路材と前記絶縁層との積層体から成る周縁部を
有する前記中心開孔を前記ステータヨークに形成する工
程、 （ｅ）、前記（ｄ）工程の後に、前記ステータヨークの
前記中心開孔に前記軸受を配設するために、前記平板状
磁路材と前記絶縁層との積層体から成る前記周縁部を前
記軸受と直接的に結合する工程、 をそれぞれ具備させたものである。

次に、本発明の実施例を第４図〜第６図に付き説明する
。

まず、第４図及び第６図に付き本発明の第１の実施例を
説明するが、この第１の実施例の偏平形ブラシレスモー
タは第１図に示すモータにおいてステータヨークを改良
したものであって、巻線ボビン４が省略されかつステー
タヨークの構成及びギャップの距離ｌ、の大きさが異な
ることを除いて第１図に示すモータと実質的に同一の構
成である。従って、以下において、上記第１の実施例を
第１図も参照しつつ説明する。

第４図において、６は厚みを確保するためのポリエステ
ルシート等から成るシート状絶縁基材であって、この絶
縁基材６をその下面にポリアミド等の接着材７を塗布し
て、硅素鋼板等から成る磁路材８に接着させる。そして
、これらの部材６．７．８から成る積層体を形成する。

これと同時に、シート壮絶縁基材６と接着材７とから成
る絶縁層１２上に銅箔等の金属箔を接着する。そして、
この金属箔をエツチングすることにより、上記絶縁層１
２上に駆動巻線２及びロータ位置検出素子（図示せず）
のための配線用プリントパターン層１１を形成する。

またこの配線用プリントパターン層１１の形成工程と相
前後して、上記積層体を第６図に示す形状に成形してそ
の中心に開孔１３を形成する。

以上の工程により、磁路材８、接着材Ｎ７及びシート状
絶縁基材６の積層体から成りかつこのシート状絶縁基材
６上に配線用プリントパターン層１１が他の基材を介す
ることなく直接形成された第６図に示すステータヨーク
１を得ることができる。

次いで、ステータヨーク１の中心開口１３の環状の周縁
部１ａを第１図に示すようにラジアル軸受１４の環状の
嵌合溝１５に嵌合固定させることによって、上記周縁部
１ａを同転輪１６を支持するラジアル軸受１４と直接的
に結合させる。なおこの場合、ステータヨーク１の周縁
部１ａは磁路材８に絶縁層１２が積層されており、また
この絶縁Ｆｉ１２はポリエステルシート等のシート状絶
縁基材６と接着材７とから成っていて適度な弾性を有し
ている。従って、ステータヨーク１をラジアル軸受１４
に緊密にかつ強固に結合させるのが極めて容易である。

この第１の実施例の偏平形ブラシレスモータによれば、
ステータヨークｌに設けられた絶縁Ｎ１２が厚みを確保
するためのシート状絶縁基材６と接着材７とから成り、
また前記シート状絶縁基材６が前記接着材７により平板
状磁路材８に被着されると共に配線用プリントパターン
Ｆｉｌｌが平板状磁路材８に被着された絶縁［１２ヒに
他の基材を介することなく直接形成されているので、−
上記絶縁層１２に駆動巻線２を直接配設することができ
る。従って、第１図及び第２図に示す従来の偏平形ブラ
シレスモータの場合のように、単に鉄板等の磁路材のみ
から成るステータヨークを用いる場合に較べて、巻線ボ
ビン４を省略し得るためロークマグネソト３．３′とス
テータヨーク１の磁′”□　　　　路材８との間のギヤ
・・プを減少させてマグネ・・ト３．３′の利用効率を
高めることができる。またその製造コストを低減させる
ことができ、さらにモータ全体を小型かつ簡単な構成と
することができる。

またステータヨークＩは機械的強度が大きいばかりでな
く、耐熱性、寸法安定性及び機械加工性が良く、しかも
磁気シールド効果があり、その材料も安価で、量産にも
適している。

また平板状磁路材８、絶縁層１２及び配線用プリントパ
ターンＮ１１が一体化されているので、部品点数を少な
くすることができてモータの組立てが容易である。

また平板状磁路材８に被着された絶縁層１２上に配線用
プリントパターン層１１を他の基材を介することなく直
接形成すると共にこの絶縁層１２上に駆動巻線２を配設
するようにしたので、駆動巻線１２の各端子をステータ
ヨーク外に引き出さなくて済むため短か（することがで
き、従って、上記端子が長い場合のように、ロータへの
上記端子の接触、モータの駆動時の振動による断線等を
効果的に防止することができる。

また磁路材８、接着材層７、シート状絶縁基材６及び金
属箔から成る積層体を形成してから上記金属箔をエツチ
ングするようにしたので、上記エツチングに先立って上
記積層体を圧延することが可能であり、このため、絶縁
Ｊｉｉ１２の厚みを常にほぼ一定にすることができ、ま
、た磁路材８に対するシート状絶縁基材６及び金属箔の
泡浮きを効果的に防止することができる。

また上記エツチングに際しては、磁路材８を基準位置と
してエツチングすることができるので、ステータヨーク
１の中心開孔１３に対して配線用プリントパターンＦｉ
ｌｌを非常に正確に位置規制することができる。従って
、上記中心開孔１３に対してラジアル軸受１４を介して
所定の位置に配設される同転軸１６と、上記配線用プリ
ントパターン層１１に対して所定の位置に配設される駆
動巻線２との相対的な位置関係を常に正確に規制するこ
とができ、この結果、トルクむらの少ないモータを提供
することができる。

またステータヨーク１はその周縁部１ａにおいて軸受１
４と直接的に結合され、また上記周縁部１ａは平板状磁
路材８と絶縁層１２とが積層されたものであるから、比
較的薄くて強度が小さい磁路材８を用いても、ステータ
ヨーク１を軸受１４に強固に結合させることができる。

次に、本発明の第２の実施例を第５図及び６図に付き説
明するが、この第２の実施例の偏平形ブラシレスモータ
は第４図及び第６図に示す第１の実施例のモータにおい
て絶縁層をさらに改良したものであって、この絶縁Ｊｉ
ｉ１２の構成が異なることを除いて上記第１の実施例の
モータと実質的に同一の構成である。従って、以下にお
いて、上記第１の実施例の場合と同様に、第１図も参照
しつつ上記第２の実施例を説明する。

第５図において、９は厚みを確保するためのガラス繊維
等から成るクロス状絶縁基材であって、このクロス状絶
縁基材９に例えばエポキシ系の接着材１０を含浸させて
から、この接着材１０により上記クロス状絶縁基材９を
硅素銅板等から成る平板状磁路材８に接着させる。従っ
て、接着材１０がクロス状絶縁基材９に対して立体的に
絡み合ってこの絶縁基材９中に三次元の多孔構造として
存在する絶縁層１２と磁路材８とから成る積層体が形成
される。

これと同時に、クロス状絶縁基材９と接着材１０とから
成る絶縁層１２上に銅箔等の金属箔を接着する。そして
この金属箔をエツチングすることにより、上記絶縁層１
２上に駆動巻線２及びロータ位置検出素子（図示せず）
のための配線用プリントパターン層１１を形成する。

次いで、既述の第１の実施例の場合と同様にして、第６
図に示すステータヨーク１を得ると共にこのステータヨ
ーク１の絶縁層１２上に駆動巻線２を直接配置してから
、第１図に示すようにステータヨーク１をラジアル軸受
１４と直接的に結合させる。

この第２の実施例における偏平形ブラシレスモータによ
れば、第４図及び第６図に示す第１の実・目　　　、え
、１．１ゎ７２．つ、：ｌ’ｅ　５’ｌＪ’＊オお、８
□お。ような幾多の効果を同様に奏するだけでなく、以
下に述べるような優れた効果も併せて奏する。

即ち、上記第２の実施例によれば、クロス壮絶縁基材９
に接着材１０を含浸させてから、この接着材１０により
上記クロス状絶縁基材９を平板状磁路材８に接着させる
ようにした。このため、第４図に示す第１の実施例の場
合のように絶縁基材に対する接着材の塗布むら等の影響
をあまりうけることがないので、０．１鶴程度の安定し
た厚みの薄膜絶縁層１２を簡単に得ることができる。従
って、ロータマグネット３．３′とステータヨーク１の
磁路材８との間のギャップを減少させて、磁束漏洩係数
を従来の場合（第３図のし１程度）に較べて可成り小さ
い値（第３図のＬ２程度）にすることが極めて容易に可
能である。

またクロス状絶縁基材９に接着材１０を含浸させてから
上記絶縁基材９を磁路材８に接着させるようにしたので
、接着材１０がクロス状絶縁基材９に対して立体的に絡
み合ってこの絶縁基材９中に三次元の多孔構造として存
在することになる。

従って、第４図に示す第１の実施例の場合のようにシー
ト状絶縁基材６の下面に接着材７を塗布してこの絶縁基
材６を磁路材８に接着さ廿る場合に較べて、磁路材８に
対するクロス状絶縁基材９の接着強度を更に大きくする
ことができる。このため、特に接着強度の大きい高価な
接着材を使用しなくても、クロス状絶縁基材９が磁路材
８から剥離する恐れがない。

なお１．上述の第１及び第２の実施例において、磁路材
である珪素鋼板を分割して複数枚のものを接着積層する
ことにより構成するようにすれば、渦電流損も少なくな
り、機械的なノイズの発生も除去される等極めて有効で
ある。

本発明は上述のような構成であるから、ロータマグネッ
トとステータヨークの磁路材との間のギャップを減少さ
せてマグネットの利用効率を高めることができる。また
その製造コストを低減させることができ、さらにモータ
全体を小型かつ簡単な構成とすることができる。

またステータヨークは機械的強度が大きいばかりでなく
、耐熱性、寸法安定性及び機械加工性が良く、しかも磁
気シールド効果があり、その材料も安価で、量産にも適
している。

また平板状磁路材、絶縁層及び配線用プリントパターン
層が一体化されているので、部品点数を少なくすること
ができてモータの組立てが容易である。

また駆動巻線の各端子をステータヨーク外に引き出さな
くて済むため短くすることができ、従って、上記端子が
長い場合のように、ロータへの上記端子の接触、モータ
の駆動時の振動による断線等を効果的に防止することが
できる。

また配線用プリントパターン層を形成するための金属箔
のエツチングに先立って、磁路材、絶縁層及び金属箔か
ら成る積層体を圧延することが可能であるので、絶縁層
の厚みを常にほぼ一定にすることができ、また磁路材に
対するシート状絶縁基材及び金属箔の泡浮きを効果的に
防止することができる。

また配線用プリントパターン層を形成するためのエツチ
ングに際しては、磁路材を基準位置としてエツチングす
ることが可能であるから、モータの回転軸と駆動巻線と
の相対的な位置関係を常に正確に規制することができ、
このため、トルクむらの少ないモータを提供することが
できる。

またステータヨークはその周縁部において軸受と直接的
に結合され、また、上記周縁部は平板状磁路材と絶縁層
とが積層されたものであるから、比較的薄くて強度が小
さい磁路材を用いても、ステータヨークを軸受に強国に
結合させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の偏平形ブラシレスモータの概略断面図、
第２図は第１図に示すモータの一部分の拡大図、第３図
は偏平形ブラシレスモータにおけるロータマグネットと
ステータヨークとの間のギャップの距離と磁束漏洩係数
との関係を示す曲線図、第４図は本発明の第１の実施例
における磁路材と絶縁層との積層体の一部分の断面図、
第５図・１′　　　　は本発明の第２の実施例における
磁路材と絶縁層との積層体の一部分の透視した状態の斜
視図、第６図は第４図及び第５図に示す第１及び第２の
実施例におけるステータヨークの平面図である。 なお図面に用いた符号において、 ■−・・−・−・−−−−−−・−・−・・ステータヨ
ーク２−−−−−−−−−−−−・−−−ｍ−駆動巻線
３．３′・−・・−・ロータマグネット６−−−−−−
・・・−・−・・・−・・・シート状絶縁基材７．１０
−・−・・接着材 ８−−−−−一・・・−・−一−−−−・−磁路材９−
・−・・・−−−−−−−−一−−−クロス状絶縁基材
１２　・−・−・−−−−−・−・−鯵色縁層１３・・
・−・・−・−中心開孔 １４−−−−−・・−・・−・・ラジアル軸受１６−・
・−・−・・−回転軸 である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ステータヨーク上に駆動巻線が配設され、回転軸に
   結合されたロータマグネットが所定のギャップを介して
   この駆動巻線に対向して配設され、前記回転軸を支持す
   る軸受が前記ステータヨークに形成された中心開孔に配
   設された偏平形ブラシレスモータにおいて、 前記ステータヨークが、 （ａ）、平板状磁路材、 （ｂ）、厚みを確保するための絶縁基材と接着材とから
   成りかつ前記平板状磁路材に被着された絶縁層、 （ｃ）、前記平板状磁路材に被着された前記絶縁層上に
   他の基材を介することなく直接形成された配線用プリン
   トパターン層、 から成り、 前記ステータヨークに形成された前記中心開孔の周縁部
   が前記平板状磁路材と前記絶縁層との積層体から成り、 前記中心開孔に前記軸受を配設するために、前記平板状
   磁路材と前記絶縁層との積層体から成る前記周縁部が前
   記軸受と直接的に結合され、前記絶縁層上に前記駆動巻
   線が配設されたことを特徴とする偏平形ブラシレスモー
   タ。 ２、前記絶縁層がクロス状絶縁基材にエポキシ系接着材
   を含浸させたものから成ることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の偏平形ブラシレスモータ。 ３、ステータヨーク上に駆動巻線が配設され、回転軸に
   結合されたロータマグネットが所定のギャップを介して
   この駆動巻線に対向して配設され、前記回転軸を支持す
   る軸受が前記ステータヨークに形成された中心開孔に配
   設された偏平形ブラシレスモータを製造する方法におい
   て、 （ａ）、厚みを確保するための絶縁基材と接着材とから
   成る絶縁層を平板状磁路材に被着すると共に、前記絶縁
   層上に金属箔を接着する工程、（ｂ）、次いで、前記金
   属箔をエッチングして、前記平板状磁路材に被着された
   前記絶縁層上に配線用プリントパターン層を他の基材を
   介することなく直接形成することによって、前記平板状
   磁路材、前記絶縁層及び前記配線用プリントパターン層
   から成る前記ステータヨークを得る工程、 （ｃ）、次いで、前記配線用プリントパターン層が形成
   された前記絶縁層上に前記駆動巻線を配設する工程、 （ｄ）、前記（ｂ）及び（ｃ）工程と相前後して、前記
   平板状磁路材と前記絶縁層との積層体から成る周縁部を
   有する前記中心開孔を前記ステータヨークに形成する工
   程、 （ｅ）、前記（ｄ）工程の後に、前記ステータヨークの
   前記中心開孔に前記軸受を配設するために、前記平板状
   磁路材と前記絶縁層との積層体から成る前記周縁部を前
   記軸受と直接的に結合する工程、 をそれぞれ具備する偏平形ブラシレスモータの製造方法
   。 ４、前記絶縁基材としてクロス状のものを、また前記接
   着材としてエポキシ系のものをそれぞれ用い、 前記クロス状絶縁基材に前記エポキシ系接着材を含浸さ
   せたものから前記絶縁層を形成することを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の偏平形ブラシレスモータの製
   造方法。