JP4273744B2

JP4273744B2 - Disc type stator for brushless motor

Info

Publication number: JP4273744B2
Application number: JP2002312374A
Authority: JP
Inventors: 博之伊藤; 忠昭蓬莱; 茂穂谷川
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2022-10-28
Also published as: JP2004147470A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は印刷回路基板に面実装するのに適した小型モータ用の固定子に関するものであり、特にディスク型ブラシレスモータ用板状固定子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型電子機器に用いるモータの固定子としては、セラミックグリーンシート上に界磁コイルとなるコイルパターンを印刷形成したものを積層して一体焼結した固定子がある。この固定子は、セラミック粉末から得られたグリーンシート上に例えばスクリーン印刷技術などによりコイル導体パターンを形成してコイルシートとし、これを複数枚積層し、スルーホールによりコイル導体パターン間を導通させ、さらにコイル導体パターンとグリーンシートとを一体として焼成して作製した２相８極の積層コイルを用いているものである（たとえば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６４−５９９０２号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の積層コイルを固定子として用いた小型モータには以下の問題があった。この積層コイルでは外部端子電極が形成されたグリーンシート基板に複数のコイルシートを積層しているが、コイル部分の厚みと外部端子電極が形成された矩形部分の厚みが異なるとともに、コイル部分が円形状に形成され、このコイル部から延出する矩形領域に外部端子電極が形成される構成であって、その積層コイルの形状は生産性に乏しいものであった。また外部端子電極部分の機械的強度を得る為、コイルパターンが形成されていないグリーンシート基板を厚くすることが必要となり、その結果積層コイルの厚みが増加する。また前記外部端子電極部分が積層コイルの面積を大きくし、その結果モータの外形寸法が大きくなるといった問題があった。またその生産性は著しく劣るものである。
【０００５】
さらには、このような小型モータを例えば駆動電流を各相の界磁コイルに順次印加する電気信号制御部が形成された印刷回路基板に実装するには、前記外部端子電極と印刷回路基板に形成された給電端子等とリードとをハンダ付けして接続したり、コネクタを用いて接続したりする必要があり製作が容易では無かった。
【０００６】
そこで本発明は、固定子の生産性を向上させ、さらには印刷回路基板に表面実装することが可能なディスク型ブラシレスモータ用板状固定子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、永久磁石をヨークに配置した第一及び第二の回転子と、前記第一の回転子と第二の回転子とを結合する回転軸と、前記第一の回転子と第二の回転子との間に所定の空隙を介して設けられ前記第一及び第二の回転子に電磁力を与える界磁コイルを有する板状固定子とを備えたディスク型ブラシレスモータであって、回路パターンが形成された印刷回路基板に搭載されるものに用いられる板状固定子である。その板状固定子はセラミック層を積層して形成した積層体で構成されており、積層体は、積層体内に導体パターンで形成された界磁コイルと、積層体の一方の面上に形成され前記界磁コイルと電気的に接続された接続端子と、積層体の他方の面上で積層体の中央部に開けられた開孔の周りに円弧状に１８０°以上に延びるとともに互いに角度方向に部分的に重複して設けられ界磁コイル間を接続している第一の導体パターンと、前記開孔の周りを囲んで積層体の前記一方の面上に形成され前記接続端子のうちの一つの端子と界磁コイルを接続している第二の導体パターンと、前記開孔に設けた前記回転軸を支持する軸受とを有している。印刷回路基板に設けられた開口部に第一又は第二の回転子のどちらか一方を配置し、印刷回路基板と対向して積層体の前記一方の面上に形成された接続端子を印刷回路基板の開口部の周辺に設けられた回路パターンに接続して、板状固定子を表面実装するものである。
【０００８】
前記板状固定子の略中央部には、ブラシレスモータの回転軸を支持する軸受を配置する開孔を有している。この開孔の中心は回転子の軸の中心とほぼ一致する。前記界磁コイルをモータ回転軸の周りに環状に配置し、さらに異なる相の界磁コイルをモータ回転軸の周りに等角度間隔で、かつ同相のコイル極がモータ回転軸の回転中心に関して１８０°で回転対称な位置に配置するのが好ましい。実質的に同じ巻き数の界磁コイルをモータ回転軸の周りに等角度間隔で配置すると、各界磁コイルの逆起電力がモータの回転軸に対して軸対称に発生するので、モータの回転精度を向上させることが出来る。
【０００９】
前記板状固定子の一方の面上に形成された接続端子は、前記印刷回路基板と対向する面に形成されているので、印刷回路基板の開口部に前記第一又は第二の回転子のどちらか一方を配置して前記板状固定子を前記印刷回路基板に容易に表面実装することが出来、もってディスク型ブラシレスモータを小型化することが出来る。またこのような構成とすることで、第一の回転子及び第二の回転子と板状固定子との間隔をほぼ等しく出来るとともに、その間隔を印刷回路基板の厚みよりも十分に薄い０．２ｍｍ以下とすることが出来るので、ブラシレスモータの低背化が可能となるとともに、磁束漏れが少なくトルクを向上させることも出来る。
【００１０】
前記板状固定子はセラミック層を積層してなる積層体に導体パターンで界磁コイルと接続端子を形成して構成され、その厚さは低背化の観点から１ｍｍ以下とするのが好ましい。このように導体パターンで界磁コイルを構成すれば、コイルの巻き回し方法、巻き数、板状固定子における界磁コイルの配置など適宜設定でき選択の自由度が高い。そして板状固定子を矩形状とし、その同一面上の異なる四隅に接続端子を形成すれば実質的に板状固定子を大型化することが無いととともに、モータ性能を劣化させる事もなく好ましい。さらには、接続端子を比較的大きく形成出来るので印刷回路基板との端子接続強度を向上させることも出来、界磁コイルが形成されない板状固定子のスペースを有効に利用することが出来る。なお、板状固定子は支点間距離７ｍｍで３点曲げ試験を行った場合に１０Ｎ以上の破壊強度を有するのが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明のディスク型ブラシレスモータ用板状固定子について詳しく説明する。図１と図２は本発明の一実施例に係る板状固定子を用いて構成したディスク型ブラシレスモータ全体を示すもので、図１は平面図、図２はディスク型ブラシレスモータを印刷回路基板上に取り付けた状態を示す断面図である。
【００１２】
ディスク型ブラシレスモータ１００は複数の界磁コイルを内部に持つ板状固定子１０と、永久磁石９１ａをヨーク８５ａに配置した第一の回転子９０ａと、前記永久磁石の対向位置に配置される永久磁石９１ｂを他のヨーク８５ｂに配置した第二の回転子９０ｂと、第一の回転子９０ａと第二の回転子９０ｂを結合する回転軸９５と、前記第一の回転子と第二の回転子との間に所定の空隙を介して設けられ前記第一及び第二の回転子に電磁力を与える界磁コイルを備えた板状固定子１０と、前記板状固定子の一面上に形成された接続端子と、前記板状固定子１０に固定され前記回転軸を支持する軸受８０とを備えるものである。
【００１３】
印刷回路基板２００には、回転子の外形寸法よりも大なる開口部を有し、その開口部に一方の回転子を配置し、板状固定子１０が印刷回路基板２００の開口部を塞ぐように印刷回路基板２００上にハンダ（例えばボールハンダ）などで表面実装する。印刷回路基板２００に形成された電力供給線（図示せず）と板状固定子１０の下面に設けられている接続端子との間は、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のＰｂフリーハンダなどの比較的低温でハンダ付け可能なハンダ１５で板状固定子１０を印刷回路基板２００上に取り付けるのが好ましい。
【００１４】
板状固定子１０は、第一及び第二の回転子の回転中心に対応した位置に開孔１９が開けられており、その開孔１９に軸受８０が取り付けられて、回転軸９５が軸受８０によって回転自在に板状固定子１０に保持されている。
【００１５】
ここで用いる永久磁石９１ａ、９１ｂとしては、Nd-Fe-B焼結磁石、Sm-Co焼結磁石等の希土類焼結磁石、Nd-Fe-B、Sm-Fe-N、Sm-Co等の希土類ボンド磁石あるいはフェライト焼結磁石等の保磁力の高い永久磁石材料を使用する。好ましくは固有保磁力Ｈijが残留磁束密度Ｂｒより高い永久磁石材料を使用することで磁石厚さを薄くできる。永久磁石９１ａ、９１ｂの形状としてはリング状あるいは、リングを分割した扇形のものを用いることができる。永久磁石９１ａ、９１ｂは、モータ回転中心に関してＮ極とＳ極が回転対称に形成されていることが望ましく、また永久磁石の磁極が板状固定子の界磁コイルと対向するように付けられているのがよい。
【００１６】
本発明の一実施例に係る板状固定子１０はその外観斜視図を図３に示しているように、ほぼ正方形をした矩形平板であり、その厚さは数百μｍである。その一方の面の４個の隅部に接続端子２２，２３，２４，２５がそれぞれ設けられている。板状固定子１０は前記接続端子を設けた側の面が印刷回路基板２００の面と対向するようにして印刷回路基板２００上に取り付けられ、同時に接続端子は印刷回路基板に形成された電力供給線の回路パターン（図示せず）にハンダ接続されて、ディスク型ブラシレスモータ１００の界磁コイルに電力が供給される。４個の接続端子は板状固定子１０の面上でその中央にある開孔１９に関して回転対称の位置に設けられていることが好ましい。この実施例にあるように、板状固定子の一方の面の角部に接続端子を設けると印刷回路基板に容易に表面実装可能となり、かつ安定して実装することができ、ディスク型ブラシレスモータを十分な固着強度をもって印刷回路基板２００上に取り付けることができる。
【００１７】
また、印刷回路基板の開口部に前記第一又は第二の回転子のどちらか一方を配置して前記板状固定子を前記印刷回路基板に容易に表面実装することが出来、もってディスク型ブラシレスモータを小型化することが出来る。そして第一の回転子及び第二の回転子と板状固定子との間隔をほぼ等しく出来るとともに、その間隔を印刷回路基板の厚みよりも十分に小さい０．１ｍｍ以下とすることが出来るので、ブラシレスモータの低背化が可能となるとともに、磁束漏れを少なくすることが出来るので、トルクを向上させることが出来る。
【００１８】
次に板状固定子１０の製造方法の一例を図７及び図８を用いて説明する。
この板状固定子１０は、低温焼成が可能なセラミック材料（ＬＴＣＣ材料）からなる厚さ２０μｍ〜２００μｍのグリーンシート上にＡｇやＣｕなどを主体とする導電ペーストを印刷して所望の導体パターンを形成し、導体パターンを有するグリーンシートを適宜積層し焼成することにより、積層体として構成される板状固定子１０に複数の界磁コイルを形成したものである。界磁コイルを形成する導体パターンの幅は、ほぼ１００μｍ〜４００μｍである。
【００１９】
まずドクターブレード法などの公知のシート成形方法により、セラミックス粉末、バインダ、及び可塑剤よりなるセラミックスラリーを、ポリエチレンテレフタレートフィルムからなるキャリアフィルム上に均一な厚さで塗布し、数十μｍから数百μｍのグリーンシートを形成する。そして乾燥後のグリーンシートを、キャリアシートが付いたまま所定の寸法に裁断する。セラミックス粉末としては、例えばＡｌ₂Ｏ₃を主成分としＳｉＯ₂、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＰｂＯ、Ｎａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏの少なくとも１種を副成分とする低温焼結可能な誘電体材料であり、また他の例では、Ａｌ₂Ｏ₃を主成分としＭｇＯ、ＳｉＯ₂及びＧｄＯの少なくとも１種を副成分として含む低温焼結可能な誘電体材料である。また他の例では、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、ＣａＣＯ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｉｎ₂Ｏ₃及びＶ₂Ｏ₅の少なくとも１種を含む低温焼結可能な磁性セラミック材料であって、セラミックス成分を工夫して低温焼結化させている。
【００２０】
本実施例においては、主成分がＡｌ，Ｓｉ，Ｓｒ，Ｔｉの酸化物で構成され、Ａｌ，Ｓｉ，Ｓｒ，ＴｉをそれぞれＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＳｒＯ、ＴｉＯ₂に換算し合計１００質量％としたとき、Ａｌ₂Ｏ₃換算で１０〜６０質量％、ＳｉＯ₂換算で２５〜６０質量％、ＳｒＯ換算で７．５〜５０質量％、ＴｉＯ₂換算で２０質量％以下のＡｌ，Ｓｉ，Ｓｒ，Ｔｉを含有し、前記合計１００質量％に対し副成分として、Ｂｉ₂Ｏ₃換算で０．１〜１０質量％のＢｉを含有する誘電体セラミックスを用いた。この誘電体セラミックスの基本特性は、誘電率が７〜９で、ＪＩＳＲ１６０１で規定される曲げ強さ試験方法の３点曲げ（試料形状長さ３６ｍｍ、幅４ｍｍ、厚さ３ｍｍ、支点間距離３０ｍｍ）による抗折強度が２４０ＭＰａ以上であり、ヤング率が１１０ＧＰａ以上であり、ＬＴＣＣ材料としては高い抗折強度とヤング率を備えるものである。
【００２１】
このようなグリーンシートにコイル（図示せず）や接続端子等を形成する導体パターンを形成し、さらに所定の順序に積層・圧着し、厚さがほぼ０．４ｍｍの平板状積層体３００とした。前記グリーンシートにはスルーホール（図示せず）が形成されており、シート間の導体パターンが適宜接続され、界磁コイルとして機能するように構成される。
【００２２】
その後、前記積層体のモータ回転軸の回転中心となる部分を金型により打ち抜き、あるいはレーザ加工処理を行いφ２ｍｍの開孔１９を形成した。
【００２３】
そして、平板状積層体の主面に互いに平行な複数の分割溝３２０ａとこの分割溝と直交する複数の分割溝３２０ｂを、それぞれほぼ０．１ｍｍの深さとなるように鋼刃で刻設した。前記分割溝の深さは、分割のし易さや、取り扱い易さ等から、５０μｍ〜３００μｍの範囲で適宜設定される。その後、平板状成形体を脱脂・焼結して６５ｍｍ×６０ｍｍ×０．３ｍｍの積層基板とした。前記積層基板の外表面には接続端子が形成されており、これに無電解メッキによりＮｉメッキ、Ａｕメッキを施した。メッキ処理の後分割溝に沿って分割して、外形寸法が８ｍｍ×８ｍｍ×０．３ｍｍの図３に示す矩形状の板状固定子１０とした。
【００２４】
次に図５を参照して板状固定子１０の内部構造を積層順に説明する。この板状固定子１０は３相駆動電源を用いるブラシレスモータ用の板状固定子であり、図４に示す等価回路を有するものである。
【００２５】
板状固定子１０の内部に設けられている界磁コイルは図５に示すように、セラミック層の一層あたり６個の界磁コイルが形成されており、２個の界磁コイルを直列接続して３組の界磁コイルを構成している。これら３組の界磁コイルのそれぞれの各一端が４個の接続端子のうち３個の接続端子２２，２３，２４それぞれに接続されており、これら３組の界磁コイルの他一端は共通となって接続端子２５に接続されているのが望ましい。
【００２６】
界磁コイルの巻き回形状は扇形が良く、それぞれモータ回転中心からの開角度がここでは６０°未満で４０°以上、好ましくは約５０°である。界磁コイル幅は対向する回転子に用いられている永久磁石の幅との関係で適当な値とするが、永久磁石の磁極数を６極としたときに、各磁極を完全に各界磁コイルでカバーできて、隣の磁極まで同時には覆わない大きさとしている。
【００２７】
またセラミック層に形成されたコイル一つあたりの巻き数は２〜４回が適当である。駆動トルクを上げるためには巻き数を多くするのがよいが、巻き数を多くすると抵抗が大きくなってコイルを流れる電流が減少するので２〜４回としている。
【００２８】
板状固定子１０は、複数の接続端子を一面に設けたセラミック層２０と、複数の界磁コイルを形成するコイルパターンが形成された複数のコイルシート積層品３０と、同相どうしの界磁コイルを接続する第一の導体パターン７２，７３，７４を備える。界磁コイルが形成されるコイルシート積層品３０には、形成されるコイルパターンにより２種類のものがあり、ここでは便宜上セラミック層４０，４０′とセラミック層５０、５０′と呼ぶ。
【００２９】
図５において図面上から奇数番目のセラミック層４０，４０′に形成されたコイルパターン４２，４２′は外周から左回りに内側に向かって渦を巻いており、上から偶数番目のセラミック層５０，５０′に付けられたコイルパターン５２，５２′は外周から右回りに内側に向かって渦を巻いている。前記コイルパターンは銀ペーストを主体とする複数の扇形コイルパターン４２、５２〜４２′、５２′を開孔１９に関して回転対称に印刷して形成したものである。
【００３０】
各セラミック層に形成されたコイルパターンに図５の左端にあるものから時計廻りに順にａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆと符号を付ける。セラミック層４０に形成されたコイルパターンは４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、……４２ｆと呼び、その下にあるセラミック層５０のコイルパターンは５２ａ、５２ｂ、……５２ｆと呼ぶ。セラミック層４０ではコイルパターン４２ａ、４２ｃ、４２ｅのコイル内側端のところにスルーホールがそのセラミック層の厚さ方向に開けられていて、各コイルパターンはそのスルーホールを介してシートの他面まで導体を通している。またコイルパターン４２ｂ、４２ｄ、４２ｆのコイル外側端のところにスルーホールがそのセラミック層の厚さ方向に開けられていて、各コイルパターン外側端からそのスルーホールを介して各シートの他面まで導体を通している。以下奇数番目のセラミック層にはセラミック層４０と同様にスルーホールと導体が形成されている。偶数番目のセラミック層５０ではコイルパターン５２ａ、５２ｃ、５２ｅのコイル外側端のところにスルーホールがそのセラミック層の厚さ方向に開けられていて、各コイルパターン外側端からそのスルーホールを介してシートの他面まで導体を通している。またコイルパターン５２ｂ、５２ｄ、５２ｆのコイル内側端のところにスルーホールがそのセラミック層の厚さ方向に開けられていて、各コイルパターン内側端からそのスルーホールを介してシートの他面まで導体を通している。以下偶数番目のセラミック層はセラミック層５０と同様にスルーホールと導体が形成されている。
【００３１】
このようにコイルパターン、スルーホール及び導体を形成したセラミック層４０〜５０′が、図５にあるように積み重ねられると、コイルパターン４２ａ、５２ａ、……４２′ａ、５２′ａが重なり、コイルパターン４２ｂ、５２ｂ、……４２′ｂ、５２′ｂが重なり、以下同様に各セラミック層の対応する位置にあるコイルパターンが重なることになる。そして、コイルパターン４２ａの内側端がコイルパターン５２ａの内側端に、コイルパターン４２ａの内側端のところにセラミック層４０を通して設けたスルーホールの導体によって接続される。コイルパターン５２ａの外側端がその下にあるコイルパターンの外側端に、コイルパターン５２ａの外側端のところでセラミック層５０を通して設けたスルーホールの導体によって、接続される。以下同様に上下にあるセラミック層のコイルパターン同士が接続されて界磁コイルとなる。同時に、他の５個のコイルパターンについても、図５の二点鎖線で示したように接続され同様に界磁コイルを形成する。
【００３２】
最下層のセラミック層５０′の裏面には、図６に斜視図で示す第一の導体パターン７２，７３，７４が印刷又は転写等の手段により形成されている。図６は板状固定子を底面側から見た斜視図である。第一の導体パターン７２，７３，７４はセラミック層５０′の上面にあるコイルパターン間を接続する。すなわち、第一の導体パターン７２は、セラミック層５０′のコイルパターン５２′ｆの内側端からそこに開けられたスルーホールを通ってその裏面まで行っている導体と、コイルパターン５２′ｃの外側端からそこに開けられたスルーホールを通ってその裏面まで行っている導体とを接続する。また、第一の導体パターン７３は、コイルパターン５２′ｅの外側端とコイルパターン５２′ｂの内側端とを接続し、第一の導体パターン７４は、コイルパターン５２′ｄの内側端とコイルパターン５２′ａの外側端とを接続している。
【００３３】
このようにしてコイルパターン４２ａ、５２ａ、……、４２′ａ、５２′ａが接続されたコイルと、コイルパターン４２ｄ、５２ｄ、……、４２′ｄ、５２′ｄが接続されたコイルとが第一の導体パターン７４によって直列に接続される。すなわち２個の界磁コイルによって１組の界磁コイルが作られる。他の第一の導体パターン７２，７３についても同様である。
【００３４】
第一の導体パターン７２，７３，７４は、モータ回転中心に対して１８０°離れている２組の界磁コイルを接続しているので、各第一の導体パターンは開孔１９の周りに円弧状に１８０°以上に延びている。図６から明らかなように各第一の導体パターンは半径の違った２個の円周に沿って延びた２段となっている。そして第一の導体パターンは互いに角度方向に少なくとも部分的に重複して設けられている。
【００３５】
上に述べた実施例では、板状固定子の一方の面に接続端子を形成し、他の面に複数の第一の導体パターンを形成したが、当然に前記第一の導体パターンを界磁コイルのようにセラミック層に形成して、界磁コイルとともに板状固定子に内包するように構成することも出来る。
【００３６】
板状固定子１０の一面上に形成された接続端子２２，２３，２４それぞれは延長部を持っており、その先端が、セラミック層４０に印刷形成されたコイルパターン４２ａ、４２ｃ、４２ｅの外側端に対応した位置まで延びている。また接続端子２５と接続する中央の第二の導体パターン２６は半径方向に延びた部分を持っていて、その先端それぞれが、セラミック層４０に形成されたコイルパターン４２ｂ、４２ｄ、４２ｆの内側端に対応した位置まで延びている（二点鎖線参照）。
【００３７】
セラミック層２０には接続端子２２，２３，２４のそれぞれから延びている延長部先端及び第二の導体パターン２６から半径方向に延びた導体パターンのそれぞれの先端のところにスルーホールが開けられていて、各スルーホールに通された導体によって、接続端子２２，２３，２４がセラミック層２０を介してコイルパターン４２ａ、４２ｃ、４２ｅの外側端と接続され、第二の導体パターン２６がセラミック層２０を介して接続端子２５と接続される。その結果界磁コイルは図４に等価回路として示すように結線される。
【００３８】
図３に示す板状固定子の上面には接続端子２２，２３，２４，２５の表面を除いて全面に絶縁層を被覆してある。また、板状固定子の第一の導体パターン７２，７３，７４が設けられている裏面にも同様に絶縁層を被覆しておくことが好ましい。
【００３９】
界磁コイルを構成しているコイルパターンは開孔に関して回転対称となった６個のパターンなので、それらのコイルパターンは角度方向に非連続となっている。角度方向にコイルパターンのある部分とコイルパターンのないセラミックだけの部分とが交互に存在しているので、焼結して板状固定子としたときに、それらの部分の収縮比率に違いが生じたり、また焼結した板状固定子のコイルパターンのある部分とない部分とでは強度が部分的に異なる場合がある。そのために、コイルパターンがない部分で板状固定子に割れが生じたり、又は全体として反りが生じることもある。ところが本発明では高い抗折強度とヤング率を有するセラミック材料を用いるとともに、板状固定子の一方の開孔１９の周りを囲んでいる第二の導体パターン２６、接続端子２２，２３，２４、２５を有し、更にもう一方の面には円弧状に１８０°以上に延びた第一の導体パターン７２，７３，７４を互いに角度方向に部分的に重複して設けている。このように板状固定子の両面に、第一と第二の導体パターン、接続端子を設けることによって、板状固定子の強度を上げることができる。また、反りを防ぎ、本実施例においては厚さ３００μｍで８ｍｍ×８ｍｍ角の板状固定子を製作したところ、その面全体での反りを１００μｍ以下とすることができた。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明のディスク型ブラシレスモータ用板状固定子では、複数の板状固定子を持った平板状積層体を作り、それを分割して個々の板状固定子としているので、板状固定子の生産性が向上出来た。また板状固定子の一面上に接続端子を形成しているので印刷回路基板に表面実装することが可能となり、もって小型・薄型のディスク型ブラシレスモータに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る板状固定子を用いた永久磁石モータの平面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る板状固定子を用いた永久磁石モータをプリント回路基板状に取り付けた状態を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る板状固定子の外観斜視図である。
【図４】本発明の一実施例に係る板状固定子に構成される界磁コイルの結線を示す結線図である。
【図５】本発明の一実施例に係る板状固定子の分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施例に係る板状固定子の裏面にある第一の導体パターンの斜視図である。
【図７】本発明の一実施例に用いる板状固定子の製造方法の一例を示す積層基板の分解斜視図である。
【図８】本発明の一実施例に用いる板状固定子が複数形成された積層基板の平面図である。
【符号の説明】
１０板状固定子
１５ハンダ
１９開孔
３０コイルシート積層品
２０，４０，５０，４０′，５０′ セラミック層
２２，２３，２４，２５接続端子
２６第二の導体パターン
４２，５２，４２′，５２′ コイルパターン
７２，７３，７４第一の導体パターン
８０軸受
８５ａ、８５ｂヨーク
９０ａ第一の回転子
９０ｂ第二の回転子
９１ａ，９１ｂ永久磁石
９５回転軸
１００ディスク型ブラシレスモータ
２００印刷回路基板
３００平板状積層体
３２０ａ，３２０ｂ分割溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a stator for a small motor suitable for surface mounting on a printed circuit board, and more particularly to a plate-shaped stator for a disk-type brushless motor.
[0002]
[Prior art]
As a stator of a motor used in a small electronic device, there is a stator obtained by integrally laminating a ceramic green sheet on which a coil pattern to be a field coil is formed by printing. This stator is formed by forming a coil conductor pattern on a green sheet obtained from a ceramic powder by, for example, screen printing technology to form a coil sheet, and laminating a plurality of these, and conducting between the coil conductor patterns by through holes, Furthermore, a two-phase 8-pole laminated coil produced by firing a coil conductor pattern and a green sheet as one body is used (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A 64-59902
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
A small motor using such a conventional laminated coil as a stator has the following problems. In this laminated coil, a plurality of coil sheets are laminated on a green sheet substrate on which external terminal electrodes are formed. The thickness of the coil portion is different from the thickness of the rectangular portion on which the external terminal electrodes are formed, and the coil portion is circular. The external terminal electrode is formed in a rectangular region that is formed in a shape and extends from the coil portion, and the shape of the laminated coil is poor in productivity. Further, in order to obtain the mechanical strength of the external terminal electrode portion, it is necessary to increase the thickness of the green sheet substrate on which the coil pattern is not formed. As a result, the thickness of the laminated coil increases. In addition, there is a problem that the external terminal electrode portion increases the area of the laminated coil, and as a result, the outer dimension of the motor increases. Moreover, its productivity is extremely inferior.
[0005]
Furthermore, in order to mount such a small motor on, for example, a printed circuit board on which an electric signal control unit for sequentially applying a driving current to each phase field coil is formed, the external terminal electrode and the printed circuit board are formed. Since it is necessary to solder and connect the power supply terminals and the leads that have been soldered or to connect them using a connector, it is not easy to manufacture.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a plate-shaped stator for a disk-type brushless motor that can improve the productivity of the stator and can be surface-mounted on a printed circuit board.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes first and second rotors having permanent magnets disposed on a yoke, a rotation shaft that couples the first rotor and the second rotor, the first rotor, and the second rotor. A disk-type brushless motor provided with a plate-shaped stator having a field coil that is provided with a predetermined gap between the first rotor and the second rotor and applies electromagnetic force to the first and second rotors, It is a plate-shaped stator used for what is mounted on the printed circuit board in which the circuit pattern was formed. The plate-like stator is composed of a laminate formed by laminating ceramic layers, and the laminate is , Field coils formed with conductor patterns in the laminate and One Electrically connected to the field coil formed on the surface Connection A terminal, On the other side of the laminate, it extends 180 degrees or more in an arc around the opening formed in the center of the laminate, and is provided partially overlapping in the angular direction to connect the field coils. A first conductor pattern, and a second conductor that surrounds the opening and is formed on the one surface of the laminate to connect the field coil to one of the connection terminals. Pattern and said A shaft that supports the rotating shaft provided in the opening Receiving have. Openings on the printed circuit board Second Place one of the first or second rotor and face the printed circuit board On one side Formed in Connection The terminals are connected to a circuit pattern provided around the opening of the printed circuit board, and the plate-shaped stator is surface-mounted.
[0008]
A substantially central portion of the plate-shaped stator has an opening in which a bearing for supporting the rotating shaft of the brushless motor is disposed. The center of this hole substantially coincides with the center of the rotor shaft. The field coils are annularly arranged around the motor rotation axis, and further, the field coils of different phases are equiangularly spaced around the motor rotation axis, and the in-phase coil poles are 180 ° with respect to the rotation center of the motor rotation axis. It is preferable to arrange at a rotationally symmetric position. When field coils having substantially the same number of turns are arranged at equiangular intervals around the motor rotation axis, the back electromotive force of each field coil is generated axisymmetrically with respect to the motor rotation axis. Can be improved.
[0009]
Of the plate-shaped stator One Formed on the surface Connection The terminal faces the printed circuit board Surface Therefore, one of the first and second rotors can be arranged in the opening of the printed circuit board so that the plate-shaped stator can be easily surface-mounted on the printed circuit board. Therefore, the disk-type brushless motor can be reduced in size. Further, by adopting such a configuration, the distance between the first rotor and the second rotor and the plate-shaped stator can be made substantially equal, and the distance is sufficiently smaller than the thickness of the printed circuit board. Since it can be 2 mm or less, it is possible to reduce the height of the brushless motor and to improve the torque with less magnetic flux leakage.
[0010]
The plate-shaped stator has a conductor coil and a field coil on a laminate formed by laminating ceramic layers. Connection A terminal is formed and the thickness is preferably 1 mm or less from the viewpoint of reducing the height. If the field coil is constituted by the conductor pattern as described above, the coil winding method, the number of turns, the arrangement of the field coil in the plate stator, etc. can be appropriately set, and the degree of freedom in selection is high. And the plate-shaped stator is rectangular and the same On the surface In different corners of Connection Forming the terminals is preferable because the plate-shaped stator is not substantially enlarged and the motor performance is not deteriorated. Moreover, Connection Since the terminals can be formed relatively large, the terminal connection strength with the printed circuit board can be improved, and the space of the plate-like stator where the field coil is not formed can be used effectively. The plate-shaped stator preferably has a breaking strength of 10 N or more when a three-point bending test is performed at a fulcrum distance of 7 mm.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a plate-shaped stator for a disk-type brushless motor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 show an entire disk-type brushless motor constructed using a plate-like stator according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view, and FIG. 2 shows a disk-type brushless motor as a printed circuit board. It is sectional drawing which shows the state attached on the top.
[0012]
The disk-type brushless motor 100 includes a plate-like stator 10 having a plurality of field coils therein, a first rotor 90a having a permanent magnet 91a disposed in a yoke 85a, and a permanent magnet disposed at a position opposite to the permanent magnet. A second rotor 90b in which a magnet 91b is disposed on another yoke 85b, a rotary shaft 95 that couples the first rotor 90a and the second rotor 90b, and the first rotor and the second rotation. A plate-like stator 10 provided with a field coil that is provided between the child and a predetermined gap to apply electromagnetic force to the first and second rotors; one side Formed on Connection A terminal and a bearing 80 which is fixed to the plate-like stator 10 and supports the rotating shaft are provided.
[0013]
The printed circuit board 200 has an opening larger than the outer dimension of the rotor, and one rotor is disposed in the opening so that the plate-shaped stator 10 blocks the opening of the printed circuit board 200. Then, surface mounting is performed on the printed circuit board 200 with solder (for example, ball solder). A power supply line (not shown) formed on the printed circuit board 200 and a connection end provided on the lower surface of the plate-like stator 10 With child In the meantime, it is preferable that the plate-like stator 10 is mounted on the printed circuit board 200 with solder 15 that can be soldered at a relatively low temperature, such as Sn-Ag-Cu Pb-free solder.
[0014]
The plate-like stator 10 has an opening 19 at a position corresponding to the rotation center of the first and second rotors, a bearing 80 is attached to the opening 19, and the rotating shaft 95 is a bearing 80. Is held by the plate-like stator 10 so as to be freely rotatable.
[0015]
The permanent magnets 91a and 91b used here include rare earth sintered magnets such as Nd—Fe—B sintered magnets and Sm—Co sintered magnets, Nd—Fe—B, Sm—Fe—N, Sm—Co and the like. A permanent magnet material having a high coercive force such as a rare earth bonded magnet or a ferrite sintered magnet is used. Preferably, the magnet thickness can be reduced by using a permanent magnet material whose intrinsic coercive force Hij is higher than the residual magnetic flux density Br. As the shape of the permanent magnets 91a and 91b, a ring shape or a sector shape obtained by dividing the ring can be used. The permanent magnets 91a and 91b are preferably formed so that the N and S poles are rotationally symmetric with respect to the motor rotation center, and are attached so that the magnetic poles of the permanent magnets face the field coils of the plate-shaped stator. It is good to be.
[0016]
The plate-like stator 10 according to an embodiment of the present invention is a rectangular plate having a substantially square shape, as shown in FIG. 3 in an external perspective view, and has a thickness of several hundred μm. Connection terminals 22, 23, 24, and 25 are provided at the four corners of one surface, respectively. The plate-like stator 10 is mounted on the printed circuit board 200 so that the surface on which the connection terminal is provided faces the surface of the printed circuit board 200, and at the same time, the connection terminal is a power supply formed on the printed circuit board. Solder-connected to a line circuit pattern (not shown), power is supplied to the field coil of the disk-type brushless motor 100. The four connection terminals are preferably provided at rotationally symmetric positions on the surface of the plate-like stator 10 with respect to the opening 19 at the center thereof. As shown in this embodiment, when a connection terminal is provided at the corner of one surface of the plate-shaped stator, the surface can be easily mounted on the printed circuit board and can be stably mounted. Can be mounted on the printed circuit board 200 with sufficient fixing strength.
[0017]
Also, either the first or the second rotor can be arranged in the opening of the printed circuit board so that the plate-like stator can be easily surface-mounted on the printed circuit board, thereby providing a disk-type brushless The motor can be reduced in size. And the distance between the first rotor and the second rotor and the plate-shaped stator can be made substantially equal, and the distance can be made 0.1 mm or less sufficiently smaller than the thickness of the printed circuit board. The brushless motor can be reduced in height and magnetic flux leakage can be reduced, so that the torque can be improved.
[0018]
Next, an example of a method for manufacturing the plate-shaped stator 10 will be described with reference to FIGS.
The plate-like stator 10 is formed by printing a conductive paste mainly composed of Ag, Cu or the like on a green sheet having a thickness of 20 μm to 200 μm made of a ceramic material (LTCC material) that can be fired at a low temperature. A plurality of field coils are formed on the plate-like stator 10 formed as a laminated body by appropriately stacking and firing green sheets having a conductor pattern. The width of the conductor pattern forming the field coil is approximately 100 μm to 400 μm.
[0019]
First, by a known sheet forming method such as a doctor blade method, a ceramic slurry made of ceramic powder, a binder, and a plasticizer is applied on a carrier film made of a polyethylene terephthalate film with a uniform thickness, and several tens μm to several hundreds A green sheet of μm is formed. Then, the dried green sheet is cut into a predetermined size with the carrier sheet attached. As ceramic powder, for example, Al ₂ O _Three The main component is SiO ₂ , SrO, CaO, PbO, Na ₂ O and K ₂ A low-temperature sinterable dielectric material containing at least one of O as a subcomponent, and in another example, Al ₂ O _Three MgO, SiO ₂ And a dielectric material capable of low-temperature sintering containing at least one of GdO as a subcomponent. In another example, Bi ₂ O _Three , Y ₂ O _Three , CaCO _Three , Fe ₂ O _Three , In ₂ O _Three And V ₂ O _Five A magnetic ceramic material containing at least one of the above and capable of being sintered at low temperature, the ceramic component is devised to be sintered at low temperature.
[0020]
In this embodiment, the main component is composed of oxides of Al, Si, Sr, and Ti, and Al, Si, Sr, and Ti are made of Al, respectively. ₂ O _Three , SiO ₂ , SrO, TiO ₂ When converted to 100% by mass in total, Al ₂ O _Three 10-60 mass% in terms of conversion, SiO ₂ 25 to 60% by mass in terms of conversion, 7.5 to 50% by mass in terms of SrO, TiO ₂ It contains 20% by mass or less of Al, Si, Sr, Ti in terms of conversion, and Bi is added as a subsidiary component to the total of 100% by mass. ₂ O _Three Dielectric ceramics containing 0.1 to 10% by mass of Bi in terms of conversion were used. The basic characteristics of this dielectric ceramic are a dielectric constant of 7 to 9, and a three-point bending (sample shape length 36 mm, width 4 mm, thickness 3 mm, fulcrum distance) according to the bending strength test method defined in JIS R 1601. 30 mm) has a bending strength of 240 MPa or more, a Young's modulus of 110 GPa or more, and the LTCC material has a high bending strength and a Young's modulus.
[0021]
A coil (not shown) or a green sheet Connection A conductor pattern for forming terminals and the like was formed, and further laminated and pressure-bonded in a predetermined order to obtain a flat laminate 300 having a thickness of approximately 0.4 mm. A through hole (not shown) is formed in the green sheet, and a conductor pattern between the sheets is appropriately connected so as to function as a field coil.
[0022]
Thereafter, a portion serving as the rotation center of the motor rotation shaft of the laminate was punched out by a mold or subjected to laser processing to form a φ2 mm opening 19.
[0023]
Then, a plurality of dividing grooves 320a parallel to each other and a plurality of dividing grooves 320b perpendicular to the dividing grooves were formed on the main surface of the flat laminate with a steel blade so as to have a depth of approximately 0.1 mm. The depth of the dividing groove is appropriately set in the range of 50 μm to 300 μm from the viewpoint of easiness of dividing and handling. Then, the flat molded body was degreased and sintered to obtain a laminated substrate of 65 mm × 60 mm × 0.3 mm. On the outer surface of the laminated substrate Is close A connection terminal was formed, and Ni plating and Au plating were applied thereto by electroless plating. After the plating treatment, the rectangular plate-shaped stator 10 shown in FIG. 3 having an outer dimension of 8 mm × 8 mm × 0.3 mm was obtained by dividing along the divided grooves.
[0024]
Next, the internal structure of the plate-like stator 10 will be described with reference to FIG. This plate-shaped stator 10 is a plate-shaped stator for a brushless motor using a three-phase drive power supply, and has an equivalent circuit shown in FIG.
[0025]
As shown in FIG. 5, six field coils are formed in each layer of the ceramic layer, and the two field coils are connected in series. Thus, three sets of field coils are formed. One end of each of these three sets of field coils is connected to three of the four connecting terminals. Child 2 2, 23, and 24, and the other ends of these three sets of field coils are in common and connected ends Child 2 5 is preferably connected.
[0026]
The winding shape of the field coil is preferably a fan shape, and the opening angle from the motor rotation center is less than 60 ° and 40 ° or more, preferably about 50 °. The field coil width is set to an appropriate value in relation to the width of the permanent magnet used for the opposing rotor. When the number of magnetic poles of the permanent magnet is six, each magnetic pole is completely set to each field coil. The size is such that it can be covered, but the next magnetic pole is not covered at the same time.
[0027]
The number of turns per coil formed in the ceramic layer is suitably 2 to 4 times. In order to increase the driving torque, it is preferable to increase the number of turns. However, if the number of turns is increased, the resistance increases and the current flowing through the coil is reduced.
[0028]
The plate-like stator 10 includes a ceramic layer 20 having a plurality of connection terminals on one surface, a plurality of coil sheet laminates 30 on which coil patterns for forming a plurality of field coils are formed, and field coils having the same phase. Are provided with first conductor patterns 72, 73, and 74. There are two types of coil sheet laminates 30 on which field coils are formed, depending on the coil pattern to be formed. Here, they are referred to as ceramic layers 40, 40 'and ceramic layers 50, 50' for convenience.
[0029]
In FIG. 5, the coil patterns 42, 42 'formed on the odd-numbered ceramic layers 40, 40' from the top of the drawing are spiraled inwardly from the outer periphery to the left, and the even-numbered ceramic layers 50, Coil patterns 52 and 52 'attached to 50' are spiraled inward from the outer periphery clockwise. The coil pattern is formed by printing a plurality of sector coil patterns 42, 52-42 ′, 52 ′ mainly composed of silver paste in a rotationally symmetrical manner with respect to the opening 19.
[0030]
The coil patterns formed on each ceramic layer are labeled a, b, c, d, e, f in order from the left end of FIG. 5 in the clockwise direction. The coil patterns formed on the ceramic layer 40 are referred to as 42a, 42b, 42c,... 42f, and the coil patterns of the ceramic layer 50 thereunder are referred to as 52a, 52b,. In the ceramic layer 40, through holes are opened in the thickness direction of the ceramic layer at the coil inner ends of the coil patterns 42a, 42c, 42e, and each coil pattern is a conductor to the other surface of the sheet through the through holes. Through. In addition, through holes are formed in the thickness direction of the ceramic layer at the coil outer ends of the coil patterns 42b, 42d, and 42f, and conductors extend from the outer ends of the coil patterns to the other surface of each sheet through the through holes. Through. Hereinafter, through holes and conductors are formed in the odd-numbered ceramic layers in the same manner as the ceramic layer 40. In the even-numbered ceramic layer 50, through holes are opened in the thickness direction of the ceramic layers at the coil outer ends of the coil patterns 52a, 52c, 52e, and sheets are formed from the respective coil pattern outer ends through the through holes. The conductor is passed to the other side. Further, through holes are opened in the thickness direction of the ceramic layer at the coil inner ends of the coil patterns 52b, 52d and 52f, and the conductors are passed from the inner ends of the coil patterns to the other surface of the sheet through the through holes. Yes. The even-numbered ceramic layers are formed with through holes and conductors in the same manner as the ceramic layer 50.
[0031]
When the ceramic layers 40 to 50 'formed with the coil pattern, the through hole and the conductor are stacked as shown in FIG. 5, the coil patterns 42a, 52a,. Patterns 42b, 52b,... 42'b, 52'b overlap, and similarly, coil patterns at corresponding positions of the ceramic layers overlap. The inner end of the coil pattern 42a is connected to the inner end of the coil pattern 52a by a through-hole conductor provided through the ceramic layer 40 at the inner end of the coil pattern 42a. The outer end of the coil pattern 52a is connected to the outer end of the underlying coil pattern by a through-hole conductor provided through the ceramic layer 50 at the outer end of the coil pattern 52a. Similarly, the coil patterns of the upper and lower ceramic layers are connected to form a field coil. At the same time, the other five coil patterns are connected as shown by a two-dot chain line in FIG. 5 to form a field coil in the same manner.
[0032]
On the back surface of the lowermost ceramic layer 50 ′, first conductor patterns 72, 73, 74 shown in a perspective view in FIG. 6 are formed by means such as printing or transfer. FIG. 6 is a perspective view of the plate-shaped stator as viewed from the bottom side. The first conductor patterns 72, 73, 74 connect between the coil patterns on the upper surface of the ceramic layer 50 '. That is, the first conductor pattern 72 includes a conductor extending from the inner end of the coil pattern 52'f of the ceramic layer 50 'to the back surface thereof through a through hole opened therein, and the outer side of the coil pattern 52'c. A conductor is connected from the end to the back surface through a through hole opened there. The first conductor pattern 73 connects the outer end of the coil pattern 52′e and the inner end of the coil pattern 52′b, and the first conductor pattern 74 connects the inner end of the coil pattern 52′d and the coil. The outer end of the pattern 52'a is connected.
[0033]
In this way, the coil to which the coil patterns 42a, 52a,..., 42'a, 52'a are connected, and the coil to which the coil patterns 42d, 52d, ..., 42'd, 52'd are connected. The first conductor patterns 74 are connected in series. That is, a set of field coils is formed by two field coils. The same applies to the other first conductor patterns 72 and 73.
[0034]
Since the first conductor patterns 72, 73, 74 connect two sets of field coils that are 180 ° apart from the motor rotation center, each first conductor pattern has a circle around the opening 19. It extends over 180 ° in an arc. As is apparent from FIG. 6, each first conductor pattern has two steps extending along two circumferences having different radii. The first conductor patterns are provided at least partially overlapping each other in the angular direction.
[0035]
In the embodiment described above, one of the plate stators Face of Form the connection terminal on the other Face of A plurality of first conductor patterns are formed, but naturally the first conductor pattern is formed in a ceramic layer like a field coil and is configured to be enclosed in a plate-shaped stator together with the field coil. You can also
[0036]
Of the plate-like stator 10 one side Each of the connection terminals 22, 23, and 24 formed on the upper side has an extended portion, and the tips thereof extend to positions corresponding to the outer ends of the coil patterns 42 a, 42 c, and 42 e printed on the ceramic layer 40. Yes. The central second conductor pattern 26 connected to the connection terminal 25 has a portion extending in the radial direction, and each of its tips is on the inner end of the coil patterns 42b, 42d, 42f formed on the ceramic layer 40. It extends to the corresponding position (see the two-dot chain line).
[0037]
The ceramic layer 20 has through-holes formed at the ends of the extensions extending from the connection terminals 22, 23, and 24 and at the ends of the conductor patterns extending in the radial direction from the second conductor pattern 26. The connection terminals 22, 23, and 24 are connected to the outer ends of the coil patterns 42 a, 42 c, and 42 e via the ceramic layer 20 by the conductor passed through each through hole, and the second conductor pattern 26 connects the ceramic layer 20. To the connection terminal 25. As a result, the field coils are connected as shown in FIG. 4 as an equivalent circuit.
[0038]
The upper surface of the plate-shaped stator shown in FIG. 3 is coated with an insulating layer on the entire surface except for the surfaces of the connection terminals 22, 23, 24 and 25. In addition, it is preferable that the back surface of the plate-like stator on which the first conductor patterns 72, 73, 74 are provided is similarly coated with an insulating layer.
[0039]
Since the coil patterns constituting the field coil are six patterns that are rotationally symmetric with respect to the opening, these coil patterns are discontinuous in the angular direction. Since there are alternating portions with coil patterns in the angular direction and ceramic-only portions without coil patterns, there is a difference in the shrinkage ratio of these portions when sintered into a plate-shaped stator. In addition, the strength may be partially different between a portion where the coil pattern of the sintered plate-shaped stator is present and a portion where the coil pattern is not present. For this reason, the plate-shaped stator may be cracked or warped as a whole at a portion where there is no coil pattern. However, in the present invention, a ceramic material having high bending strength and Young's modulus is used, and the second conductor pattern 26 surrounding the one opening 19 of the plate-shaped stator, the connection terminals 22, 23, 24, 25 and the other Face of Are provided with first conductor patterns 72, 73, 74 extending in an arc shape at 180 ° or more partially overlapping each other in the angular direction. In this way the plate-shaped stator Both sides Further, by providing the first and second conductor patterns and the connection terminals, the strength of the plate-shaped stator can be increased. In addition, warpage was prevented, and in this example, when a plate-shaped stator having a thickness of 300 μm and an 8 mm × 8 mm square was manufactured, the warpage of the entire surface could be reduced to 100 μm or less.
[0040]
【The invention's effect】
As explained in detail above, in the plate-shaped stator for a disk-type brushless motor of the present invention, a flat laminate having a plurality of plate-shaped stators is formed and divided into individual plate-shaped stators. Therefore, the productivity of the plate-shaped stator was improved. Also the plate stator one side Since the connection terminal is formed on the surface, it can be surface-mounted on a printed circuit board and can be used for a small and thin disk-type brushless motor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a permanent magnet motor using a plate-shaped stator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a permanent magnet motor using a plate-like stator according to an embodiment of the present invention is attached to a printed circuit board.
FIG. 3 is an external perspective view of a plate-shaped stator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a connection diagram illustrating connection of field coils configured in a plate-shaped stator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view of a plate-shaped stator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of a first conductor pattern on the back surface of the plate-shaped stator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an exploded perspective view of a laminated substrate showing an example of a manufacturing method of a plate-like stator used in an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view of a laminated substrate on which a plurality of plate-like stators used in one embodiment of the present invention are formed.
[Explanation of symbols]
10 Plate stator
15 Solder
19 Opening
30 Coil sheet laminate
20, 40, 50, 40 ', 50' ceramic layer
22, 23, 24, 25 Connection terminal
26 Second conductor pattern
42, 52, 42 ', 52' coil pattern
72, 73, 74 First conductor pattern
80 Bearing
85a, 85b York
90a first rotor
90b second rotor
91a, 91b permanent magnet
95 Rotating shaft
100 disc type brushless motor
200 Printed circuit board
300 Flat laminate
320a, 320b Dividing groove

Claims

A first and second rotor having permanent magnets disposed on a yoke; a rotary shaft that couples the first rotor and the second rotor; and the first rotor and the second rotor. A disk-type brushless motor provided with a plate-shaped stator having a field coil that is provided with a predetermined gap therebetween and applies electromagnetic force to the first and second rotors, wherein a circuit pattern is formed In the plate-shaped stator used for what is mounted on the printed circuit board,
The plate-like stator is constituted by a laminated body formed by laminating ceramic layers, the laminate includes a field coil that is formed by a conductor pattern in the laminate, formed on one surface of the laminate And a connecting terminal electrically connected to the field coil and an arc extending around 180 ° or more around the opening formed in the central portion of the laminated body on the other surface of the laminated body, and at an angular direction relative to each other A first conductor pattern that is partially overlapped and connected between the field coils, and is formed on the one surface of the multilayer body surrounding the opening, A second conductor pattern connecting one terminal and a field coil, and a bearing supporting the rotating shaft in the opening;
Wherein either the front Symbol first or second rotor in an opening provided in the printed circuit board is arranged, which is formed on the one surface of the printed circuit board and opposite to laminate the A plate-like stator for a disk-type brushless motor, wherein a connection terminal is surface-mounted by connecting to a circuit pattern provided around the opening of the printed circuit board.

The plate-shaped stator for a disk-type brushless motor according to claim 1, wherein a gap between the first rotor and the second rotor and the stator is 0.2 mm or less.

The plate-shaped stator for a disk-type brushless motor according to claim 1 or 2, wherein a thickness of the plate-shaped stator made of the laminate is 1 mm or less.