(57)【要約】【課題】小型で薄型のインナーロータ型モータのステータコイルのコイル端末とフレキシブルプリント基板の端子との接続の作業性を改善すること。【解決手段】インナーロータ型モータは、ステータコア６ｂにステータコイル６ａが巻回されて構成され且つベースプレート７に固着されたステータ６と、ロータマグネット５が装着されたカップ状ハブ４と、カップ状ハブ４をステータ６に回転自在に支持する軸受と、ステータコイル６ａのコイル端末と接続される回路パターンを有するフレキシブルプリント基板１０とを具備して構成されている。導電性接続ピン１１は、ステータコア６ｂに立設されている。そして、ステータコイル６ａのコイル端末は導電性接続ピン１１の下端１１ａに半田付けされている。また、フレキシブルプリント基板１０の回路パターンの端子は導電性接続ピン１１の上端１１ｂに半田付けされている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアにステータコイルが巻回されて構成され且つベースプレートに固着されたステータと、ロータマグネットを備えたロータと、前記ロータを前記ステータに回転自在に支持する軸受と、前記ステータコイルに励磁電流を供給する回路パターンを有するフレキシブルプリント基板とを具備して構成されたインナーロータ型モータにおいて、前記コイル端末に近接した固定部分に導電性接続部材を設置し、前記導電性接続部材に前記コイル端末を接続すると共に前記フレキシブルプリント基板の回路パターンの端子を半田付けして接続するようにしたことを特徴とするインナーロータ型モータ。
【請求項２】
前記固定部分はコアホルダであって、且つ前記導電性接続部材は前記コアホルダに立設された導電性ピンであることを特徴とする請求項１のインナーロータ型モータ。
【請求項３】
前記固定部分はコアホルダであって、且つ前記導電性接続部材はコアホルダに固着された導電性フックであることを特徴とする請求項１のインナーロータ型モータ。
【請求項４】
前記固定部分はステータコアであって、且つ前記導電性接続部材は前記ステータコアに立設された導電性ピンであることを特徴とする請求項１のインナーロータ型モータ。
【請求項５】
前記固定部分はステータコアであって、且つ前記導電性接続部材は前記ステータコアに固着された導電性フックであることを特徴とする請求項１のインナーロータ型モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型で薄型のインナーロータ型モータに関し、特に、そのステータコイルのコイル端末とフレキシブルプリント基板の端子との接続構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
パソコンのハードディスクは３．５インチ径ディスクや２．５インチ径ディスクが最も多く用いられているが、近年は１．８インチ径ディスクや１インチ径ディスクも登場してきた。これまでは、３．５インチ径ディスクの磁気ディスクを回転駆動するモータは、ステータの半径方向外側にロータが配置されるアウターロータ型モータが一般的であった。ところが、１．８インチ径以下の小型の磁気ディスクを駆動するには、主にドライブの高さ寸法の制約により、従来のアウターロータ型モータでは容易に対応することができない。そこで、１．８インチ径以下の小型の磁気ディスクを駆動するモータとして、ステータの半径方向内側にロータが配置され且つ流体動圧軸受によってロータがステータに回転自在に支持された超小型のインナーロータ型モータの開発が数年前から進められてきている。
【０００３】
このような超小型のインナーロータ型モータのステータは、直径が１．５〜２ｃｍ程度、厚さは数ｍｍである。従って、ステータコイルは線径が数１０ミクロンオーダーの極細線である。このため、ステータコアに極細線の導線を巻回する巻線作業と、巻回後のステータコイルの引出し線の扱いは、断線が生じないように細心の注意を払って行われている。
【０００４】
ところで、三相モータのステータコイルは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の３つのコイルからなる。従って、三相モータのステータコイルのコイル引出し線であるコイル端末は４つとなる。即ち、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の夫々のコイル端末と、コモン線となる共通端末の４つである。これらの４つのコイル端末は、フレキシブルプリント基板の配線パターンの対応する端子に直接半田付けして接続されている。このようなコイル端末とフレキシブルプリント基盤の配線パタンの端子との接続方法は、例えば特開２０００−２０９８０３号公報（特許文献１）の図４に開示されている。
【０００５】
ところが、コイル端末が半田付けされる端子が形成されているフレキシブルプリント基板の部分は、空中に突出した状態であって固定されていないので、半田付けによる接続作業は非常に難しいという問題がある。接続される一方は極細線の短いコイル端末であり、他方は可撓性の部材であるからである。このような困難な作業を伴うので、半田付けの品質も安定しないという問題もある。更に、ステータコアに巻線を施した後は、フレキシブルプリント基板に半田付けするまで、コイル端末はそのまま放置されているが、特に超小型モータの巻線には線径の小さな強度の弱い極細の導線が用いられているので、断線などの事故が発生し易いという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０２２０３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする第１の課題は、小型で薄型のインナーロータ型モータの製造コストを低減させることである。解決しようとする第２の課題は、小型で薄型のインナーロータ型モータのステータコイルのコイル端末とフレキシブルプリント基板の配線パターンの端子との接続の作業性を改善する接続構造を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、ステータコアにステータコイルが巻回されて構成され且つベースプレートに固着されたステータと、ロータマグネットを備えたロータと、前記ロータを前記ステータに回転自在に支持する軸受と、前記ステータコイルのコイル端末と接続される回路パターンを有するフレキシブルプリント基板とを具備して構成されたインナーロータ型モータにおいて、前記コイル端末に近接した固定部分に導電性接続部材を設置し、前記導電性接続部材に前記コイル端末を接続すると共に前記フレキシブルプリント基板の回路パターンの端子を半田付けして接続するようにした。
【０００９】
そして、前記導電性接続部材はステータコア又はコアホルダに取付けられた導電性ピン又は導電性フックとした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るインナーロータ型モータの一実施形態は、図１の断面図に示す如く、流体動圧軸受によって、ロータがステータに回転自在に支持されたものである。前記流体動圧軸受は、回転軸受部材であるフランジ付シャフト１と固定軸受部材である有底段付スリーブ２と環状蓋部材であるスラスト押え板３と、これら部材によって形成された微小隙間に注入された潤滑油とから構成されている。フランジ付シャフト１は、円柱部と環状フランジ部が一体に形成された部材である。前記円柱部の下側の外周面にはラジアル動圧発生溝が形成されている。前記環状フランジ部の上面と下面にはスラスト動圧発生溝が夫々形成されている。有底段付スリーブ２は、下側に有底の小径円筒部を上側に大径円筒部を有する。上側の大径円筒部は開口部を有し、前記開口部はスラスト押え板３によって封止される。
【００１１】
前記流体動圧軸受は、フランジ付シャフト１が有底段付スリーブ２内で回転すると、ラジアル動圧とスラスト動圧を発生する。前記ラジアル動圧は、フランジ付シャフト１の円柱部の外周面と有底段付スリーブ２の小径円筒部の内周面との間のラジアル隙間に発生する。また、前記スラスト動圧は、フランジ付シャフト１の円環状フランジ部の上面とスラスト押え板３の下面との間の第１スラスト隙間と、フランジ付シャフト１の円環状フランジ部の下面と有底段付スリーブ２の大径円筒部の環状段部との間の第２スラスト隙間とに発生する。なお、スリーブ２は、ベースプレート７の取り付け穴に嵌め込まれ、接着材で固着されている。
【００１２】
前記ロータは、シャフト１に固着されたカップ状ハブ４とロータマグネット５とから構成されている。カップ状ハブ４はシャフト１に同軸にして固着されており、リング状ロータマグネット５はカップ状ハブ４のスカート部の外周面に取り付けられている。
【００１３】
前記ステータ６は、ステータコア６ｂに巻回されたステータコイル６ａを含む。ステータコア６ｂは、１個の環状コアバックと複数個の歯極とを有するもので、複数枚の金属製コアプレートを積層して形成されている。ステータコイル６ａはロータマグネット５を取り囲むようにして配置されている。即ち、ステータコア６ｂは、その外周部をベース７に固着され、その内周面はロータマグネット５の外周面に近接して対向配置されている。磁気シール部材８は、ベースプレート７に取り付けられている。
【００１４】
三相モータのステータコイル６ａは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の３つのコイルからなる。従って、三相モータのステータコイル６ａのコイル引出し線であるコイル端末は４つとなる。即ち、Ｕ相コイル端末６ａｕ、Ｖ相コイル端末６ａｖ、Ｗ相コイル端末６ａｗ、及びコモン端末６ａｃの４つである。
【００１５】
導電性接続ピン１１は、Ｕ相用接続ピン、Ｖ相用接続ピン、Ｗ相用接続ピン、及びコモン用接続ピンの４個である。これら４個の導電性接続ピン１１は、ステータコア６ｂのコアバックに周方向に等間隔に形成された貫通孔を貫通して配置されている。前記貫通孔は、ステータコア６ｂの絶縁コーティング時に孔の表面もコーティングされているので、導電性接続ピン１１とステータコア６ｂとの間に絶縁問題は発生しない。導電性接続ピン１１の配置位置は、ステータコア６ｂのコアバックの第１歯極の基部の両側と第２歯極の基部の両側の４ヶ所である。或いは、導電性接続ピン１１は、ステータコア６ｂのコアバックの第１歯極と第２歯極の中間、第２歯極と第３歯極の中間、第３歯極と第４歯極の中間、及び第４歯極と第５歯極の中間の４ヶ所に配置してもよい。
【００１６】
ステータコイル６ａに励磁電流を供給する回路パターンを有するフレキシブルプリント基板１０は、図７に示す如く、ステータコア６ｂのコアバックの表面に配置されるような形状のもので、その円弧部にＵ相端子１０ｕ、Ｖ相端子１０ｖ、Ｗ相端子１０ｗ、及びコモン端子１０ｃが形成されている。前記円弧部は、ステータコア６ｂのコアバックの円周を凡そ３分の１周する円弧であり、前記４つの端子は、ステータコア６ｂのコアバックに貫通して立設されている導電性接続部材に対応する個所に配置されている。なお、これら端子の真中には導電性接続部材１１が貫通する貫通孔が形成されている。
【００１７】
そして、上記の４つのコイル端末は、ステータコア６ｂに配設された夫々の接続ピン１１を介して、フレキシブルプリント基板１０の対応する端子と夫々接続されている。
【００１８】
即ち、Ｕ相用接続ピン１１の一端にはステータコイル６ａのＵ相コイル端末が溶接又は半田付けされ、その他端にはフレキシブルプリント基板１０のＵ相端子１０ｕが半田付けされている。
【００１９】
また、Ｖ相用接続ピン１１の一端にはステータコイル６ａのＶ相コイル端末が溶接又は半田付けされ、その他端にはフレキシブルプリント基板１０のＶ相端子１０ｖが半田付けされている。
【００２０】
また、Ｗ相用接続ピン１１の一端にはステータコイル６ａのＷ相コイル端末が溶接又は半田付けされ、その他端にはフレキシブルプリント基板１０のＷ相の端子１０ｗが半田付けされている。
【００２１】
更に、コモン用接続ピン１１の一端にはステータコイル６ａのコモン端末が溶接又は半田付けされ、その他端にはフレキシブルプリント基板１０のコモン端子１０ｃが半田付けされている。
【００２２】
以上、本発明に係るインナーロータ型モータの一実施形態を詳細に説明した。次に、ステータコイル６ａのコイル端末とフレキシブルプリント基板１０の端子との接続構造を、複数の実施例を示して更に詳細に説明する。
【００２３】
前記接続構造の第１実施例は、図２の模式的な拡大断面図と図３の平面図に示す如く、コアホルダ１２に立設した導電性接続ピン１１に、コイル端末とフレキシブルプリント基板１０の回路パターンの端子を半田付けして接続した接続構造である。コアホルダ１２は、ステータコア６ｂのコアバックの表面に配置された樹脂製の円環状部品で、ステータコイル６ａの渡り線を引掛ける係止部が円周上に等間隔に複数個形成されているものである。図２と図３において、導電性接続ピン１１は、ステータコア６ｂのコアバックに周方向に等間隔に形成された貫通孔と、これら貫通孔と同じ位置に形成されたコアホルダ１２の貫通孔を貫通して配置されている。この第１実施例において、導電性接続ピン１１の下端１１ａにはステータコイル６ａのコモン端末６ａｃが溶接又は半田付けされており、その上端１１ｂにはフレキシブルプリント基板１０のコモン端子１０ｃが半田付けされて接続されている。また、ステータコイル６ａのＵ相コイル端末、Ｖ相コイル端末及びＷ相コイル端末は、フレキシブルプリント基板１０のＵ相端子、Ｖ相端子端及びＷ相端子と、Ｕ相用接続ピン、Ｖ相用接続ピン及びＷ相用接続ピンを夫々介して、上述と同様にして接続されている。
【００２４】
次に、前記接続構造の第２実施例は、図４の模式的な拡大断面図に示す如く、ステータコア６ｂに直接立設した導電性接続ピン１１に、コイル端末とフレキシブルプリント基板１０の回路パターンの端子を半田付けして接続した接続構造である。この第２実施例において、導電性接続ピン１１の下端１１ａにはステータコイル６ａのコモン端末６ａｃが溶接又は半田付けされており、その上端１１ｂにはフレキシブルプリント基板１０のコモン端子１０ｃが半田付けされて接続されている。また、ステータコイル６ａのＵ相コイル端末、Ｖ相コイル端末及びＷ相コイル端末は、フレキシブルプリント基板１０のＵ相端子、Ｖ相端子端及びＷ相端子と、Ｕ相用接続ピン、Ｖ相用接続ピン及びＷ相用接続ピンを夫々介して、上述と同様にして接続されている。
【００２５】
更に、前記接続構造の第３実施例は、図５の模式的な拡大断面図に示す如く、ステータコア６ｂに直接立設した導電性接続ピン１１に、コイル端末とフレキシブルプリント基板１０の回路パターンの端子を半田付けして接続した接続構造である。この第３実施例において、導電性接続ピン１１の上端１１ｂには、図４の第２実施例と異なり、ステータコイル６ａのコモン端末６ａｃとフレキシブルプリント基板１０のコモン端子１０ｃが共に半田付けされて接続されている。また、ステータコイル６ａのＵ相コイル端末、Ｖ相コイル端末及びＷ相コイル端末は、フレキシブルプリント基板１０のＵ相端子、Ｖ相端子端及びＷ相端子と、Ｕ相用接続ピン、Ｖ相用接続ピン及びＷ相用接続ピンを夫々介して、上述と同様にして接続されている。
【００２６】
更にまた、前記接続構造の第４実施例は、図６の模式的な拡大断面図に示す如く、ステータコアに固着した導電性フックに、コイル端末とフレキシブルプリント基板の回路パターンの端子を半田付けして接続した接続構造である。この第４実施例において、導電性接続ピン１１の上端１１ｂには、図５の第３実施例と同様に、ステータコイル６ａのコモン端末６ａｃとフレキシブルプリント基板１０のコモン端子１０ｃが共に半田付けされて接続されている。また、ステータコイル６ａのＵ相コイル端末、Ｖ相コイル端末及びＷ相コイル端末は、フレキシブルプリント基板１０のＵ相端子、Ｖ相端子端及びＷ相端子と、Ｕ相用接続ピン、Ｖ相用接続ピン及びＷ相用接続ピンを夫々介して、上述と同様にして接続されている。
【００２７】
上述の接続構造の第１実施例〜第４実施例から明かな如く、ステータコイル６ａのコイル端末とフレキシブルプリント基板１０の端子は、導電性接続部材１１の両端に夫々分けて接続される両端接続構造（図２、図３）と、一端に共に接続される片端接続構造の２通りがある。
【００２８】
前者の両端接続構造を採用したモータの組立においては、ステータコイル６ａのコイル端末を導電性接続部材１１の下端１１ａに溶接又は半田付けして固着したステータ組を、ベースプレート７に組み込んだ後に、フレキシブルプリント基板１０の端子を導電性接続部材１１の上端１１ｂに半田付けするという作業となる。導電性接続部材１１はステータコア６ｂなどのモータの固定部分であるから、フレキシブルプリント基板１０の端子の導電性接続部材１１へのけ作業は極めて作業性がよい。しかも、ステータコイル６ａの巻線作業を終了した直後に、そのコイル端末を導電性接続部材１１に溶接又は半田付けして固着するものであるから、コイル端末の断線の恐れがなくなる。
【００２９】
後者の片端接続構造を採用したモータの組立においては、フレキシブルプリント基板１０の端子を導電性接続部材１１の上端１１ｂに半田付けした後に、ステータコア６ｂへのステータコイル６ａの巻線作業を行うことになる。そして、巻線作業が終了した直後に、ステータコイル６ａのコイル端末を導電性接続部材１１の上端１１ｂに半田付けするという作業になる。導電性接続部材１１はステータコア６ｂなどのモータの固定部分であるから、フレキシブルプリント基板１０の端子の導電性接続部材１１への半田付け作業は極めて作業性がよい。しかも、ステータコイル６ａの巻線作業を終了した直後に、そのコイル端末を導電性接続部材１１に半田付けして固着するものであるから、コイル端末の断線の恐れがなくなる。
【００３０】
ところで、インナーロータ型モータのステータ６においては、ステータコイル６ａに必ず渡り線が発生する。この渡り線を引掛けて巻線作業を効率良く行うと共に断線を防止するために、渡り線を引掛ける係止部１２ａが円周上に等間隔に複数個形成された樹脂製のコアホルダ１２が用いらているものがあるが、導電性接続部材１１を渡り線を引掛ける係止部として兼用することによって、コアホルダ１２を不用とすることもできる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、ステータコイルのコイル端末に近接した固定部分に導電性接続部材を設置し、前記導電性接続部材に前記コイル端末を接続すると共に前記フレキシブルプリント基板の回路パターンの端子を半田付けして接続するようにしたことを特徴とするインナーロータ型モータである。従って、本発明により、ステータコイルのコイル端末とフレキシブルプリント基板の配線パターンの端子との接続の作業性を改善することができ、インナーロータ型モータの製造コストの低減を実現することができた。
【００３２】
また、導電性接続部材をステータコアに直接固着した接続構造を採用することによって、インナーロータ型モータのステータコイルの渡り線を引掛ける渡り線用フックとして前記導電性接続部材を利用し、コアホルダを不用とすることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインナーロータ型モータの一実施形態の断面図である。
【図２】コアホルダに立設した導電性接続ピンに、コイル端末とフレキシブルプリント基板の回路パターンの端子を半田付けして接続した接続構造を模式的に示した拡大断面図である。
【図３】図２の接続構造の平面図である。
【図４】ステータコアに立設した導電性接続ピンに、コイル端末とフレキシブルプリント基板の回路パターンの端子を半田付けして接続した接続構造を模式的に示した拡大断面図である。
【図５】ステータコアに立設した導電性接続ピンに、コイル端末とフレキシブルプリント基板の回路パターンの端子を半田付けして接続した他の実施例の接続構造を模式的に示した拡大断面図である。
【図６】ステータコアに固着した導電性フックに、コイル端末とフレキシブルプリント基板の回路パターンの端子を半田付けして接続した他の実施例の接続構造を模式的に示した拡大断面図である。
【図７】フレキシブルプリント基板の平面図である。
【符号の説明】
１  フランジ付シャフト
２  段付スリーブ
３  スラスト押え板
４  カップ状ハブ
５  ロータマグネット
６  ステータ
６ａ  ステータコイル
６ａｃ  コモン端末
６ｂ  ステータコア
７  ベースプレート
８  磁気シールド部材
１０  フレキシブルプリント基板
１０ｕ  Ｕ相端子
１０ｖ  Ｖ相端子
１０ｗ  Ｗ相端子
１０ｃ  コモン端子
１１  導電性接続部材
１２  コアホルダ
１２ａ  係止部
【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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