(57)【要約】【課題】コイル端子の半田処理を容易にかつ確実にして作業性を向上させることができるとともに、薄型化かつ小型化が可能なブラシレスモータを提供する。【解決手段】基板１１は、片面のみのパターン配線面１１ａを有し、ステータコア８とベースプレート１０との間にあってパターン配線面１１ａがベースプレート１０上に貼り付けられ、このパターン配線面１１ａには、コイル端子を半田付けするコイルラウンド２０が設けられていると共に、コイル端子９aを通す貫通穴２１が設けられ、さらにベースプレート１０には、コイルラウンド２０と貫通穴２１に対応する部分に開口穴２２が設けられているため、コイル端子９aをコイルラウンド２０に半田付けする作業をベースプレートの下側から広い空間を利用して行うことができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、前記回転軸と一体に回転するロータケースと、前記ロータケース内に配置されたローターマグネットとを有するロータと、
前記回転軸を回転支持する軸受と、前記軸受を固定する軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングの周囲に固定され前記ローターマグネットの内周と対向する突極を持つステータコアと、前記ステータコアに巻回されたコイルと、前記軸受ハウジングに固定された板状の導電体のベースプレートと、前記ベースプレート上に設けられた基板とを有するステータを備え、
前記基板は、前記ステータコアと前記ベースプレートとの間にあって、この基板のパターン配線面が前記ベースプレート面に対向して貼り付けられ、
前記パターン配線面は、コイル端子を固定するコイルラウンドが設けられると共に、前記コイル端子を通す貫通穴が設けられ、
前記ベースプレートには、前記コイルラウンドと前記貫通穴に対応する部分に開口穴が設けられ、
前記コイル端子が前記貫通穴を貫通して前記コイルラウンドに半田固定される、
ことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のブラシレスモータであって、
前記ステータコアに巻回された前記コイルと対向する前記ベースプレートには、前記コイルとの干渉を避ける収納穴が設けられたことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項３】
請求項１に記載のブラシレスモータであって、
前記ステータコアに巻回された前記コイルと対向する前記ベースプレートには、前記コイルとの干渉を避ける部分的に薄くした凹部が設けられたことを特徴とするブラシレスモータ。
【請求項４】
請求項１に記載のブラシレスモータであって、
前記基板の前記パターン配線面には、前記ローターマグネットの磁力を検出するホール素子が配置されており、
前記ホール素子に対向する前記ベースプレートには、前記ホール素子との干渉をさけるホール素子貫通穴が設けられたことを特徴とするブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用電化製品などに使用される小型のブラシレスモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の家庭用電化製品などに使用される小型のブラシレスモータは、図９に示されるようなものがある（例えば、特許文献１参照。）。図９は、薄手のステンレス板などからなるステータベース７０と、その上面にガラスクロスエポキシ板からなる回路基板７１を配すると共に、中央に橋絡部を残して３個の支骨片７０ｂを立ち上げ、この支骨片７０ｂの部分を樹脂で一体成形した軸ホルダ７３を設けている。
【０００３】
この軸ホルダ７３の外周には複数個の突極にそれぞれ電機子コイル７４ｂを巻線するステータコア７４ａが接着、溶着などの手段によって固着され、各電機子コイルの端末７４ｃを回路基板７１の所定のパターンに半田結線している。一方、ロータＲは、軸ホルダ７３に直接回転自在に装着した軸７５と、この軸７５を圧入することによって取り付けられたロータケース７６と、このロータケース７６の内側において前記ステータコア７４ａの突極に径方向空隙を介してマグネット７７を設けている。
【０００４】
この回路基板７１には、コイルの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対する配線パターンが作られており、各相のそれぞれについてコイルの端末７４ｃがラウンド７１ａに半田付けされる。このラウンド７１ａの直ぐ上にステータコア７４ａが位置し、このステータコア７４ａの突極の外周をロータＲが回転している。
【０００５】
よってコイルの端末７４ｃは、ステータコア７４ａの内側から配線パターン上をはわせて少し外側にいたる部分で半田付けのラウンド７１ａを設けることになる。また、このロータＲの回転検出用のためのホール素子（不図示）が駆動用のマグネット付近で基板上に取り付けられる。
【特許文献１】特開２０００−９０５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の構造において、基板とコイルの端末とを半田付けするには、狭い隙間で半田付けをしなければならかった。また狭い隙間で半田付けをするために、確実に半田付けするには相当の注意と熟練を要していた。そのため作業性の悪さより発生する粒塊による絶縁不良や、半田内部の空洞形成による接触不良が原因となり、品質の低下を招くことがあった。
【０００７】
またこの種のブラシレスモータは薄型化の要求がある。そのためステータコアの枚数を減らすことが考えられるがモータのトルク低下につながり、これを解消するためステータコアに巻くコイルの巻数を増やすとコイルの巻厚が厚くなりモータの薄型化ができなかった。
【０００８】
またこの種のブラシレスモータは小型化の要求がある。ホール素子が駆動用のマグネットの半径方向の内側にあると、ステータコアやコイルあるいはマグネット等の載置スペースが小さくなってしまうことがあった。したがってモータに必要なトルク特性を下げてしまうことがあった。しかしホール素子をマグネットの外周におくとモータの外形が大きくなる。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、コイル端末の半田処理を容易にかつ確実に半田付けし作業性を向上させることができるとともに、薄型化かつ小型化が可能なブラシレスモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のブラシレスモータは、回転軸と、前記回転軸と一体に回転するロータケースと、前記ロータケース内に配置されたローターマグネットとを有するロータと、前記回転軸を回転支持する軸受と、前記軸受を固定する軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングの周囲に固定され前記ローターマグネットの内周と対向する突極を持つステータコアと、前記ステータコアに巻回されたコイルと、前記軸受ハウジングに固定された板状の導電体のベースプレートと、前記ベースプレート上に設けられた基板とを有するステータを備え、前記基板は、前記ステータコアと前記ベースプレートとの間にあって、この基板のパターン配線面が前記ベースプレート面に対向して貼り付けられ、
前記パターン配線面は、コイル端子を固定するコイルラウンドが設けられると共に、前記コイル端子を通す貫通穴が設けられ、前記ベースプレートには、前記コイルラウンドと前記貫通穴に対応する部分に開口穴が設けられ、前記コイル端子が前記貫通穴を貫通して前記コイルラウンドに半田固定される、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のブラシレスモータは、前記ステータコアに巻回された前記コイルと対向する前記ベースプレートには、前記コイルとの干渉を避ける収納穴が設けられたことを特徴とする。
また、本発明のブラシレスモータは、前記ステータコアに巻回された前記コイルと対向する前記ベースプレートには、前記コイルとの干渉を避ける部分的に薄くした凹部が設けられた、ことを特徴とする。
また、本発明のブラシレスモータは、前記基板の前記パターン配面には、前記ローターマグネットの磁力を検出するためのホール素子が配置されており、前記ホール素子に対向する前記ベースプレートには、前記ホール素子との干渉をさけるホール素子貫通穴が設けられた、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のブラシレスモータによれば、基板のパターン配線面の側をベースプレート上に貼り付け、この基板には、パターン配線面にコイル端子を半田付けするコイルラウンドが設けられていると共に、このコイルラウンドやその周辺にコイル端子を通す貫通穴が設けられ、さらにベースプレートには、コイルラウンドに対応する開口穴が設けられているため、コイル端子とコイルラウンドとの半田付け作業をベースプレートの下側から広い空間を利用して行うことができる。したがって、半田付け作業を容易にかつ確実に行うことができる。
また、半田付け後の半田状態の目視確認を簡単に行うことができるため信頼性を向上できる。
さらに、ステータコアおよびコイル端子とコイルラウンドとの間で半田付け後の半田高さを考慮せず設計できるため、ステータコアの高さを低くすることができ、モータを薄型化できる。
【００１３】
また、ステータコアに巻回されたコイルと対向するベースプレートには、コイルとの干渉を避ける収納穴が設けられたものにあっては、上記の効果に加え、コイルの下部の高さ分だけステータコアの高さを低くすることができるため、モータをさらに薄型化できる。
また、ステータコアに巻回されたコイルと対向するベースプレートには、コイルとの干渉を避ける部分的に薄くした凹部が設けられたものにあっては、上記の効果に加え、コイルの下部の高さ分だけステータコアの高さを低くすることができるため、モータをさらに薄型化できる。
【００１４】
また、基板のパターン配線面には、ローターマグネットの磁力を検出するホール素子が配置されており、ホール素子に対向するベースプレートには、ホール素子との干渉をさけるためにホール素子貫通穴が設けられたものにあっては、上記の効果に加え、ホール素子の高さ分だけステータコアの高さを低くすることができるため、モータをより一層、薄型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に示す本発明を実施するための最良の形態により、本発明を詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態例）
図１は本発明の第１の実施形態にかかるブラシレスモータの状態を示す断面図であり、図２（ａ）の矢視Ａ−Ａ方向の断面を示している。図２は図１のブラシレスモータのロータを組み込む前のステータを示し、（ａ）は平面図で、（ｂ）は側面図である。図３は図１のブラシレスモータのロータを組み込む前のステータを示し、（ａ）はステータの底面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ部拡大図であり、コイル端子の半田前の状態である。図４は、図３のＢ部の一部変形例である。
【００１７】
図１ないし図４において、このブラシレスモータは、ロータ１とステータ２を備えている。
【００１８】
ロータ１は、回転軸３と、この回転軸３と一体に回転するロータケース４と、このロータケース４内に配置されたローターマグネット５とを有している。このローターマグネット５には必要な極数だけ多極着磁されている。
【００１９】
これに対し、ステータ２は、回転軸３を回転支持する軸受６と、この軸受６を固定する軸受ハウジング７と、この軸受ハウジング７の周囲に固定されローターマグネット５の内周と対向する突極８ａを持つステータコア８と、このステータコア８が放射状に設けられた複数の腕部８ｂで形成され、この腕部８ｂに巻回し三相に結線されたコイル９と、軸受ハウジング７を固定する板状の導電体のベースプレート１０と、このベースプレート１０上に設けられ駆動信号を伝えるパターン配線を有する基板１１とを有する。
【００２０】
このコイル９は、三相スター結線でＵ相、Ｖ相、Ｗ相を有している。このコイル９に流れる三相電流が発生する回転磁界によりローターマグネット５が吸引反発の相互作用によってロータ１が一定方向に回転するように構成されている。
【００２１】
このように構成されたブラシレスモータの基板１１は、ステータコア８とベースプレート１０との間にある共に、基板１１のパターン配線面１１ａがベースプレート１０上に対向して接着あるいは両面テープにより固着されている。この基板１１は、片面のみのパターン配線１１ａを有するフレキシブル基板を使用している。このフレキシブル基板は、ポリイミドフィルムの片面に銅箔を一層だけ持ち、所望のパターンに配線した銅箔に絶縁層としてカバーフィルムを付着している。なお、基板１１は、柔軟性のない材料を用いたガラスエポキシ基板や紙フェノール樹脂の基板を使用してもよい。
【００２２】
このフレキシブル基板は、厚みが０．２ｍｍ程度の非常に薄いものを使用している。よって、ガラスエポキシ基板や紙フェノール樹脂の基板を使用した場合に比べて、厚みが薄くなり、モータの薄型化ができる。
【００２３】
この基板１１の接続端子１１ｂは、駆動用の信号を入出力し、従来のステータコア８の側ではなくベースプレート１０の側に設けられている。しかし接続端子１１ｂの配線面が反対になっても駆動用信号の接続側の雌端子は、着脱式のため今まで通り使用できる。
【００２４】
この基板１１のパターン配線面１１ａにはコイル端子９ａを半田付けするコイルラウンド２０が設けられている。このコイルラウンド２０は、ステータコア８の内側から基板１１の上をはわせて少し外側にいたる各突極８ａとの間に設けている。このコイルラウンド２０は、ステータコア８に巻回した三相結線のコイル端子９ａを半田付けするため、３ヶ所２０ａ、２０ｂ、２０ｃを設けている。なお、このコイルラウンド２０は、ステータコア８の腕部８ｂを挟む内側であってもよい。
【００２５】
このコイルラウンド２０の中心付近にはステータコア８に巻回したコイル端子９ａを通す貫通穴２１を設けている。この貫通穴２１は、コイルラウンド２０の外径より小さくコイルの径より大きくしている。そしてコイルラウンド２０は、コイル端子９ａを半田付けする時に必要な半田部分面積を有している。
【００２６】
そしてベースプレート１０には、コイルラウンド２０と貫通穴２１に対応する部分に開口穴２２を設けている。この開口穴２２は、コイルラウンド２０の外径より大きくしている。これによりコイル端子９ａを貫通穴２１に通して、ベースプレート１０の下面よりコイル端子９ａとコイルラウンド２０との半田付け作業を行うことができる。そしてコイル端子９ａがコイルラウンド２０に半田接続部２３ａで固定される。なお、この開口穴２２は、少なくとも３つ以上設けている。
また図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、基板１１のパターン配線面１１ａに設けたコイルラウンド２０は貫通穴２１と離して設けてもよいし、コイルラウンド２０が貫通穴２１を一部囲むように設けてもよい。
【００２７】
そして、上図において示されたコイルラウンド２０の配置において、２０ａにはＵ相端子、２０ｂにはＶ相端子、２０ｃにはＷ相端子がそれぞれ半田付けされる。そしてコイル端子９ａと他端のコイル端子は、別の腕部８ｂ間で結線部２３ｂにて結線される。なお、この他端のコイル端子は、基板１１にコイルラウンド（不図示）が設けられ、そのコイルラウンドの中心付近にコイル端子を通す貫通穴が設けられ、さらにベースプレートにはそのコイルラウンドに対応する開口穴が設けられ、そのコイルラウンドに他端のコイル端子を半田付けしてもよい。
【００２８】
したがって、コイル端子９ａとコイルラウンド２０との半田付けをステータコア８の突極８ａの隙間で半田付けすることなく、ベースプレート１０の下面より広い空間で半田付けできるため、容易にかつ確実に半田付け作業を行うことができる。
【００２９】
またベースプレート１０の下面から半田付け作業が行えるため、半田付け時の作業性が格段に向上できると共に半田付け後の半田状態の目視確認を簡単に行うことができるため信頼性を向上できる。
【００３０】
さらにベースプレート１０の下面から半田付け作業が行えるため、半田コテの先端がコイルラウンド２０に容易に届くため、製造工程の短縮ができる。
【００３１】
（第２の実施形態例）
図５は本発明の第２の実施形態にかかるブラシレスモータの状態を示す断面図であり、図６（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ方向の断面図を示している。図６は図５のブラシレスモータのロータを組み込む前のステータを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図７は図５のブラシレスモータのロータを組み込む前のステータを示し、（ａ）はステータの底面図、（ｂ）は（ａ）中のＤ部拡大図である。図８は、図５の一部変形例を示す。
【００３２】
これらの図において前記第１の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００３３】
本実施形態において、前記第１の実施形態と異なる第一の点は、ステータコア８に設けられた放射状の腕部８ｂにそれぞれ巻回されたコイル９の下部９ｂが、ベースプレート１０と基板１１に設けられた収納部３１に収納されている点である。これは、ステータコア８に巻回されたコイル９の下部９ｂと対向するベースプレート１０に、コイル９との干渉を避けるために収納穴３１aを設けたことにある。そしてベースプレート１０と基板１１の開口の大きさはほぼ同じとしている。
かかる構成によれば、前記第１の実施形態と同様な効果が得られるとともに、コイル９の下部９ｂの高さ分だけステータコア８の高さを低くすることができモータを薄型化できる。
また、図８に示すように収納部３１を、基板１１のみ開口して、ステータコア８に巻回されたコイル９と対向するベースプレート１０の面には、コイル９の下部９ｂとの干渉を避けるために、絞り加工して部分的に薄くした凹部３２を設けても同様の効果が得られる。
【００３４】
本実施形態において、前記第１の実施形態と異なる第二の点は、基板１１のパターン配線面１１ａには、ローターマグネット５の磁力を検出するためのホール素子４１が配置され、このホール素子４１に対向するベースプレート１０には、このホール素子４１との干渉をさけるためのホール素子貫通穴４２が設けられている点である。かかる構成によれば、ホール素子４１の高さ分だけロータ１の高さを低くすることができモータをさらに薄型化できる。
また、ローターマグネット５の回転検出用のホール素子４１が、ベースプレート１０に設けられたホール素子貫通穴４２に挿入された状態で、コイルラウンド２０と同一面に設けられたホール素子ラウンド４４に取り付けられ、さらに、収納部３１とホール素子貫通穴４２との間にベースプレート１０の一部からなる遮蔽部４３を設けてもよい。
かかる構成によっても、ホール素子４１の高さ分だけロータ１の高さを低くすることができモータをさらに薄型化できると共に、コイル９に電流が流れ、コイル９からの漏洩磁束が発生した場合であっても、導電体の遮蔽部４３を設けたため、ホール素子４１が漏洩磁束の影響を受けなくなるため、ホール素子４１から正常な駆動波形を得ることができる。
したがって、誤った信号をホール素子４１が出力して、その結果モータとして異常な回転をするのを防止できる。
【００３５】
なお、本発明は前述した実施形態例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更して実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるブラシレスモータの状態を示す断面図であり、図２（ａ）の矢視Ａ−Ａ方向の断面を示している。
【図２】図１のブラシレスモータのロータを組み込む前のステータを示し、（ａ）は平面図で、（ｂ）は側面図である。
【図３】図１のブラシレスモータのロータを組み込む前のステータを示し、（ａ）は底面図で、（ｂ）は（ａ）中のＢ部拡大図であり、コイル端子の半田前の状態である。
【図４】第１の実施の形態にかかる一部変形例である。
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかるブラシレスモータの状態を示す断面図であり、図６（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ方向の断面を示している。
【図６】図５のブラシレスモータのロータを組み込む前のステータを示し、（ａ）は平面図で、（ｂ）は側面図である。
【図７】図５のブラシレスモータのロータを組み込む前のステータを示し、（ａ）は底面図で、（ｂ）は（ａ）中のＤ部拡大図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる一部変形例である。
【図９】従来のブラシレスモータの断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      ロータ
２      ステータ
３      回転軸
４      ロータケース
５      ローターマグネット
６      軸受
７         軸受ハウジング
８    ステータコア
８ａ  突極
８ｂ  腕部
９    コイル
９ａ  コイル端子
９ｂ  下部
１０  ベースプレート
１１  基板
１１ａ  パターン配線面
１１ｂ  接続端子
２０    コイルラウンド
２１    貫通穴
２２    開口穴
２３ａ  半田接続部
２３ｂ  結線部
３１    収納部
３１ａ  収納穴
３２    凹部
４１    ホール素子
４１ａ  ホール素子端子
４２    ホール素子貫通穴
４３    遮蔽部
４４    ホール素子ラウンド
【図１】
2008005588.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008005588.tif 000009
【図８】
2008005588.tif 000010
【図９】
2008005588.tif 000011