(57)【要約】【課題】薄型化にとって障害になることなく、巻き始め端側及び巻き終わり端側のほつれを防止し、また、ほつれた線が巻線上に乗りあがることによる巻線修正の必要を無くす。【解決手段】本発明は、ステータコアのコア円筒部から一体に形成された複数のコアアーム部のそれぞれに巻線を巻回する。コアアーム部のそれぞれに巻回された各巻線により３相を構成し、かつ、各相の一端をそれぞれ３本の出力線にして引き出すと共に、各相の他端を共通接続してＹ結線接続する。３本の出力線の内の２本は、コアアーム部にそれぞれ巻回される巻線間を接続する渡り線によって押さえて固定し、かつ、出力線の残りの１本は、隣接する相の巻き終わり線により押さえて固定する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアのコア円筒部から一体に形成された複数のコアアーム部のそれぞれに巻線を巻回してなるブラシレスモータにおいて、
コアアーム部のそれぞれに巻回された各巻線により３相を構成し、かつ、各相の一端をそれぞれ３本の出力線にして引き出すと共に、各相の他端を共通接続してＹ結線接続し、
３本の出力線の内の２本は、コアアーム部にそれぞれ巻回される巻線間を接続する渡り線によって押さえて固定し、かつ、出力線の残りの１本は、隣接する相の巻き終わり線により押さえて固定した、
ことから成るブラシレスモータ。
【請求項２】
全ての巻線を１本の電線で連続して巻線して、各相間を接続する電線を巻線後に切断する請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項３】
前記複数のコアアーム部及びその上に巻回される巻線の数は３の整数倍である請求項１に記載のブラシレスモータ。
【請求項４】
ステータコアのコア円筒部から一体に形成された複数のコアアーム部のそれぞれに巻線を巻回してなるブラシレスモータの製造方法において、
コアアーム部のそれぞれに巻回された各巻線により３相を構成し、かつ、各相の一端をそれぞれ３本の出力線にして引き出すと共に、各相の他端を共通接続してＹ結線接続し、
３本の出力線の内の２本は、コアアーム部にそれぞれ巻回される巻線間を接続する渡り線によって押さえて固定し、かつ、出力線の残りの１本は、隣接する相の巻き終わり線により押さえて固定した、
ことから成るブラシレスモータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラシレスモータ及びその製造方法に関し、特に、ステータコアの複数のコアアーム部に巻回される巻線構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型モータのステータ巻線は、ステータコアの複数のコアアーム部に対して、巻き始め端部から順に巻かれることになるが、巻線を終えた後、特に巻き始め端部からほつれ易く、ほつれたままにするとそれが回転子と接触するようになる危険性がある。巻線開始側あるいは巻線完了側の電線は押さえる物が無いため、巻姿を保持できず、ほつれた線が巻線上に乗りあがることが起こりうる。これにより電線１本分の厚みが付加されることになり、薄型化設計への弊害となるために、巻線修正などの工数を掛ける必要がある。
【０００３】
図８は、このような危険性を回避するための巻線を例示する図であり、（Ａ）はコアアーム部への巻き始めを、（Ｂ）は巻き途中を、（Ｃ）は巻き終わりを説明する図である（特許文献１参照）。コア外周部には、複数のコアアーム部が備えられるが、図８はその１つのコアアーム部のみを示している。このコアアーム部には、先端面部に浅いすり割り状の凹部を形成している。巻線は、図８（Ａ）に示すように、巻き始め端部を凹部に掛けてコアアーム部に沿わせ、その上から巻き始め端部以降の部分を、図８（Ｂ）に示すように整列巻きする。そして、図８（Ｃ）に示すように巻き終えた後、その巻き終わり端部の先端を巻き始め端部の先端とよじって留め、その後さらにその各先端は、例えばプリント基板に半田付けされることになる。
【０００４】
しかし、図示の構成は、コアに特別の加工をする必要があるだけでなく、巻き始め端側の電線の上に巻線することになるために、例えばＤＶＤ駆動用途のように、薄型化設計が求められるモータにおいては、巻き始め端側で付加された電線１本分の厚みが薄型化にとっては障害となる。
【０００５】
また、ほつれを防ぐための他の手段として、巻線の巻装を終えた後、テープを巻いたり、接着剤などで完全に覆ってしまうことも可能であるが、後処理作業が必要となるだけでなく、そのための部品も余計に必要となってコスト高となる。
【特許文献１】実開昭５９−７８８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、係る問題点を解決して、例えばＤＶＤ駆動用途のように薄型化設計が求められるモータにおいて、薄型化にとって障害になることなく、巻き始め端側及び巻き終わり端側のほつれを防止し、またこれによって、ほつれた線が巻線上に乗りあがることによる巻線修正の必要を無くすことを目的としている。
【０００７】
また、本発明は、巻線の巻装を終えた後、テープを巻いたり、接着剤などで完全に覆ってしまうような後処理作業及びそのための部品の必要を無くして、巻線重なりを防止し、かつ基板等への固定作業性も損なわずにコスト低減を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のブラシレスモータ及びその製造方法は、ステータコアのコア円筒部から一体に形成された複数のコアアーム部のそれぞれに巻線を巻回する。コアアーム部のそれぞれに巻回された各巻線により３相を構成し、かつ、各相の一端をそれぞれ３本の出力線にして引き出すと共に、各相の他端を共通接続してＹ結線接続する。３本の出力線の内の２本は、コアアーム部にそれぞれ巻回される巻線間を接続する渡り線によって押さえて固定し、かつ、出力線の残りの１本は、隣接する相の巻き終わり線により押さえて固定する。
【０００９】
また、全ての巻線を１本の電線で連続して巻線して、各相間を接続する電線を巻線後に切断する。複数のコアアーム部及びその上に巻回される巻線の数は３の整数倍である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、出力線を半田付けする時に全ての出力線が固定されているために、巻線がほつれることが無い。これによって、テープとか接着剤などを使用することなく巻線乗り上げ防止等の対策が可能となる。
【００１１】
また、本発明によれば、巻き始め相に関して隣相に数ターン巻線を施すようなフッキングを行うことなく巻線を固定できるので、巻線インダクタンスも全相共に、設計的に揃っており磁気特性に悪影響を与えることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、例示に基づき本発明を説明する。図１は、本発明を具体化するブラシレスモータを示す正面断面図である。例示のブラシレスモータは、片持ち軸受構成を有するアウターロータタイプのブラシレススピンドルモータに属するものである。このブラシレスモータは、ステータ側として、取付板に取り付けられた軸受ホルダの外周に巻線を巻回した積層ステータコアが配置されている。軸受ホルダの中にはシャフトのための含油軸受が備えられると共に、その中央底部には、シャフトの先端部を支持するスラスト受けを収容している。また、抜け止めワッシャが、シャフトに形成された小径部の溝内に入り込んで、この抜け止めワッシャを含油軸受下部で係止することにより、シャフト自体が抜け出るのを阻止している。但し、抜け止めワッシャは、弾性を有しているために、所定値以上の強い力を加えれば、シャフトを軸方向に挿入することも、引き抜くことも可能である。
【００１３】
また、ロータ側は、中央でシャフトに固着されたロータケースと、これに取り付けられた駆動マグネットとからなっている。この駆動マグネットは、ステータ側の積層ステータコアに対して径方向の外側から空隙を介して臨むように、円筒状を有している。例示のブラシレスモータは、ディスク回転駆動装置に応用した例を示しており、ロータケース上面は、光ディスク等を載置可能のターンテーブルとして機能するよう構成されている。
【００１４】
例示のブラシレスモータには、電子整流回路が設けられる。電子整流回路は、ホール素子などを用いてロータの回転角度位置を検知して、その検知信号に基づき、複数の巻線のそれぞれに流す電流を制御するものであるが、それ自体は周知である。
【００１５】
図２は、図１に例示したステータコアとその上に巻回した巻線部分を取り出して上面から見た図である。図示のステータコアは、軸受ホルダの外周に固定されるコア円筒部から１２個のコアアーム部が一体に形成され、さらにそれぞれのアーム部先端には両側に向けてコア羽根部を形成した断面形状のものを、磁性鋼板を積層することにより構成されている。図示の例は、３相ブラシレスモータ或いはＤＣブラシレスモータと称されているもので、１２個（３の整数倍）のアーム部のそれぞれに巻線が巻かれる。各巻線は、図示したように、Ｕ１を基準とすれば、そこから右回りに、Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、Ｕ２、Ｖ２、・・・Ｗ４として、各相４つずつを直列に接続して、Ｙ結線接続のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各巻線を構成している。Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１を各相それぞれの巻き始めとして、番号順に進んで、Ｕ４、Ｖ４，Ｗ４を各相それぞれの巻き終わりとしている。但し、以下の説明において、１本の連続した電線により行われる巻線順は、Ｗ１から巻き始めるものとして説明する。本発明は、詳細は後述するように、コアアーム部に巻回する巻線に特徴を有するものであって、ステータコアを含むブラシレスモータ構成自体は、従来より用いられている通常の構成を採用することができる。
【００１６】
図３は、上述した３相ブラシレスモータ（ＤＣブラシレスモータ）の電気的接続を説明する図である。この電気的接続自体は周知の接続を採用できる。３相に対して各４個づつ（整数倍）の合計１２個のステータ巻線がＹ結線に接続される。巻線の詳細は後述するが、各相それぞれの巻線の一端（出力線）は、それぞれ駆動回路に接続されて、例示したような駆動回路を介してＤＣ電源に接続される一方、各他端は、一緒に共通接続することによりＹ結線される。この駆動回路自体は、通常のものにすることができ、例えば、例示したような６個のスイッチングトランジスタを用いて構成することができる。その駆動回路のスイッチングトランジスタの切り替え制御をする制御装置は、また、周知のように、モータ回転位置を検出する位置検出手段（ホール素子）からの信号に基づき制御することができる。
【００１７】
次に、図４を参照しつつ、１２個のコアアーム部のそれぞれへの巻線を説明する。巻線の作業効率を考慮するならば、全ての巻線を１本の電線で連続して巻線して、切断すべき箇所（各相間を接続する電線）の切断は、巻線後に行うことが望ましい。絶縁電線（例えば、ポリエステル被覆銅線やエナメル電線）のような１本の電線を用いて、連続して巻線するためには、例えば、図示したように、Ｗ１から巻き始める。Ｗ１に巻回後Ｗ２を巻き始める。このとき、Ｗ１の巻き終わり線とＷ２の巻き始め線を接続する線のように、各コアアーム部間を接続する線を渡り線と表示している。図２を参照して説明したように、軸受ホルダの外周に固定されるコア円筒部から１２個のコアアーム部が一体に形成され、それぞれのアーム部先端にはコア羽根部が形成されるが、以下の説明において、コアアーム部のコア円筒部側を根本側、その反対のコア羽根部側を先端側と称する。各アーム部における巻線の巻回は、各アーム部の根本側から初めて、そのアーム部先端側に向けて整列巻きをし、その後、コア根本側に戻るような巻線をする。各アーム部における最後の巻回はコア根本側で終わり、そこから渡り線を介して隣接するコア根本側に進める。同様に、Ｗ２巻回後渡り線を介してＷ３の巻回をする。Ｗ相の最後のＷ４からはＶ相のＶ１に進める。このＷ４からＶ１への電線は、全ての巻線終了後に切断することになるが、巻線中は巻線装置の一部に引っ掛けて、切断すること無く連続してＶ１に進める。このようにして、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｖ１、Ｖ２、・・・Ｕ３、Ｕ４まで進んで、最後はＵ４を巻回した後に巻線を終了する。
【００１８】
巻線後、Ｗ相とＶ相の間、及びＶ相とＵ相の間を接続する電線、即ち、図中に点線で示すＷ４からＶ１に進む線、及びＶ４からＵ１に進む線を切断し、この切断したＷ４及びＶ４の巻き終わり端、及びＵ４の巻き終わり端を一緒にして共通接続するので、これら共通接続端がほつれることは無い。また、Ｗ１及びＶ１の巻き始め端（Ｗ相及びＵ相出力線）は、渡り線によって押さえることができるので、巻き始め端部からほつれることは無い。しかし、Ｕ１の巻き始め端部（Ｕ相出力線）を押さえる渡り線は無いので、このままではほつれてしまうことになる。
【００１９】
図５は、巻線のほつれを説明する図である。（Ａ）は、出力線（Ｖ１又はＷ１）の巻き始め端が、渡り線によって押さえられた状態を示している。これによって、出力線（Ｖ１又はＷ１）が、巻き始め端部からほつれることは無い。これに対して、（Ｂ）に示すように、Ｕ相出力線（Ｕ１）を押さえる渡り線は存在しないので、Ｕ相出力線（Ｕ１）を基板上に半田付けしても、巻線のほつれ（線浮き）が生じる可能性がある。
【００２０】
３相ブラシレスモータは３の倍数分コアのアーム部（及びそれらの間に同数のスロット）を保有している。出力線と呼ばれる３本（Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１）を基板などに接合する必要があり、この際に、巻線のほつれを防止するために各相の巻き始めになる電線を出力線にするのが通例であるが、それでも渡り線の発生しない部位が１箇所（出力線３本と共通線３本の境目）発生する。前述した例は、Ｗ１から巻き始めて、１本の電線を用いて連続的に巻線する場合について説明したが、Ｗ１以外のどこから巻き始めても、渡り線によって押さえることのできない１本の出力線が必ず存在することになる。この１本の出力線に対しても、渡り線と同等の押さえを付加するために、本来コイルを形成する必要の無い隣相にフッキングすることが考えられる。しかし、コイルを形成すべき部分以外に数ターン巻線を施すことになるために、モータ性能に付加されない部分にインダクタンスを形成することになり、そのモータの持っている磁気特性を十分に発揮することができない。
【００２１】
図６は、出力線のほつれ防止について説明する図である。渡り線によって押さえることのできない１本の出力線がＵ１であるとして説明する。図４を参照して説明したように、巻線後、Ｗ４からＶ１に進む線、及びＶ４からＵ１に進む線を切断し、この切断したＷ４及びＶ４の巻き終わり端、及びＵ４の巻き終わり端を一緒にして共通接続されることになる。図６（Ａ）は、巻線後に各相間を接続する電線を切断して、Ｕ４巻き終わり端とＶ４巻き終わり端に加えて、Ｗ４巻き終わり端を一緒に共通接続する前の状態を示している。この状態で、Ｕ１出力線を、Ｗ４巻き終わり端の下に通す。
【００２２】
次に、図６（Ｂ）に示すように、Ｕ４巻き終わり端とＶ４巻き終わり端に加えて、Ｗ４巻き終わり端を一緒に絡める。そして、図６（Ｃ）に示すように、Ｕ４、Ｖ４，Ｗ４それぞれの巻き終わり端を、半田付けなどにより共通接続して、３相の共通結線部を形成する。これによって、Ｕ１出力線は、それに隣接する相のＷ４の巻き終わり端（巻線端）によって押さえられて固定され、図５（Ｂ）を参照して説明したような線浮きとか線の乗りあげは効果的に防止される。
【００２３】
図７は、出力線の固定が、コアアーム部に対する巻線方向に依存しないことを説明する図である。図７（Ａ）と（Ｂ）は、コアアーム部に対する巻線方向が逆になった場合を例示している。いずれの場合でも、隣接する相の巻線端によって出力線を固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を具体化するブラシレスモータを示す正面断面図である。
【図２】図１に例示したステータコアとその上に巻回した巻線部分を取り出して上面から見た図である。
【図３】３相ブラシレスモータ（ＤＣブラシレスモータ）の電気的接続を説明する図である。
【図４】１２個のコアアーム部のそれぞれへの巻線を説明する図である。
【図５】巻線のほつれを説明する図である。
【図６】出力線のほつれ防止について説明する図である。
【図７】出力線の固定がコアアーム部に対する巻線方向に依存しないことを説明する図である。
【図８】従来技術による巻線のほつれ防止を説明する図である。
【図１】
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【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】
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【図８】
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