JP3314725B2 - ステッピングモータの接続構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はステッピングモータ
と回路基板との電気的な接続構造に関し、特にステッピ
ングモータを車両等移動体の指示計器の駆動部として使
用する場合に好適なステッピングモータと回路基板との
接続構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステッピングモータとこれを駆動
する駆動制御回路等が搭載された回路基板との電気的な
接続は、電気ケーブルあるいはコネクタ付きケーブル等
を介して行っていたが、結線作業が煩わしく、大型化を
余儀なくされる等の理由から、例えば特開平８−１１１
９７１号公報や特開平５−６４４１１号公報に開示され
図６に示すように、駆動軸１を有するマグネットロータ
２を回転自在に収容すると共に駆動軸１の少なくとも出
力側を一側面より突出してなるステッピングモータ３に
駆動軸１の軸方向に対し平行に伸びる端子４を設け、駆
動軸４の出力側が突出するステッピングモータ３の前面
（一側面）とは反対側となる背面（他側面）に回路基板
５を配置し、この回路基板５と端子４とを半田付け等に
より接続してステッピングモータ３を回路基板５に直に
接続する構造ものが提案されており、このような構成に
よれば、生産ラインでステッピングモータと回路基板と
の自動半田付けが可能となることから、接続作業の自動
化を図り、コスト低減が可能となる。

【０００３】ところで近年、ステッピングモータは、車
両等移動体の指示計器の駆動部（ムーブメント）として
注目されてきており、このようにステッピングモータを
指示計器の駆動部として用いる場合、図５に示したステ
ッピングモータ３の駆動軸１の先端に指針６を固定する
と共に、指針６の背後に計器文字板７を配置すればよい
が、この種アナログ型計器にあっては、例えば図７に示
すように、駆動軸１（の出力側）が突出するステッピン
グモータ３の前面（一側面）に端子４と半田付け接続さ
れる回路基板５を対向させて配置すると共に、駆動軸４
（の出力側）端部を回路基板５より貫通させるように
し、また回路基板５にＬＥＤ（発光ダイオード）８を配
置することにより拡散板９を通じて指針６及び計器文字
板７を照明するようにすることにより、シンプルな構造
でしかも高輝度な照明を狙いとしたり、装置自体の薄型
化を狙った構造を採用することがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示すように、ステッピングモータ３の前面（一側面）に
回路基板５を配置する場合、駆動軸１の出力側が回路基
板５を貫通するために、生産ラインでのフロー，リフロ
ー半田による端子４と回路基板５との自動半田付けを行
うことができず、手動による半田付けを行わなければな
らないため、接続作業性が悪く、コストが上昇してしま
うだけでなく、ステッピングモータ３に対する回路基板
５の配置位置によって端子形状が変化するために、回路
基板５がステッピングモータ３の前面（一側面）に配置
される場合と背面（他側面）に配置される場合とで、ス
テッピングモータの本体構造が変化し、共通のモータ本
体を使用することができないという問題がある。

【０００５】これらの点を考慮して本出願人は、先に本
出願人自身の特許出願である特願平９−４５４０６号を
提案しており、これはステッピングモータとこのステッ
ピングモータの前方に配置される回路基板とを、ステッ
ピングモータの背面に配置される中継基板を通じて電気
接続するもので、かかる構造によれば、前述の問題を解
消することが可能となる。

【０００６】ところが、前述特願平９−４５４０６号に
おいては、中継基板側となるメス型接続端子がステッピ
ングモータの構成要素であるカバー部材内に配置され、
このカバー部材内に配置された箱形のメス型接続端子に
回路基板側となる棒状のオス型接続端子が挿入接続され
ることによりステッピングモータ内で回路基板と中継基
板との接続が行われるため、回路基板側となるオス型接
続端子の位置がカバー部材内に配置されたメス型接続端
子の位置によって固定化されてしまい、回路基板に導通
装着される他の回路素子のレイアウトが制約を受けると
いう問題があり、またこの種回路素子が計器表示部等の
照明を行う発光素子を含む場合は、発光素子のレイアウ
トに制約を受け、照明に不都合が及ぶ場合がある。

【０００７】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、ステッピングモータと回路基板とを中継基板を通じ
て導通接続する場合であっても、回路素子のレイアウト
自由度を高めることが可能なステッピングモータの接続
構造を提供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、駆動軸を有するマグネットロータを回転自
在に収容すると共に前記駆動軸の少なくとも出力側を一
側面より突出してなるステッピングモータと、このステ
ッピングモータの一側面に対向する位置で前記駆動軸の
出力側端部が貫通するように配置される回路基板とを電
気的に接続するステッピングモータの接続構造であっ
て、前記ステッピングモータの一側面とは前記駆動軸の
軸方向において対向する反対側の他側面に前記ステッピ
ングモータに電気接続される中継基板を設け、この中継
基板と前記回路基板との間に前記ステッピングモータと
前記回路基板とを電気的に接続する接続部材を設け、こ
の接続部材を前記ステッピングモータの外部に配置した
ことを特徴とする。

【０００９】また本発明は、前記接続部材が回路基板及
び中継基板の各々に導通装着される一対の接続端子から
なり、これら接続端子のうちの一方側が前記駆動軸の軸
方向に伸長するオス型の第１の接続端子からなり、他方
側が前記第１の接続端子を挿入することにより電気接続
可能なメス型の第２の接続端子からなることを特徴とす
る。

【００１０】前記第１の接続端子が前記回路基板側に装
着され、前記第２の接続端子が前記中継基板側に装着さ
れることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明によるステッピングモータ
の接続構造は、駆動軸を有するマグネットロータ７１２
を回転自在に収容すると共に駆動軸７１１の少なくとも
出力側を一側面より突出してなるステッピングモータ７
０と、このステッピングモータ７０の一側面に対向する
位置で駆動軸の出力側端部が貫通するように配置される
回路基板５０とを電気的に接続するもので、ステッピン
グモータ５０の一側面とは反対側の他側面にステッピン
グモータ７０に電気接続される中継基板８０を設け、こ
の中継基板８０と回路基板５０とを電気接続する第１，
第２の接続端子（接続部材）５２，８１をステッピング
モータ７０の外部に配置したことにより、回路素子５
１，５３のレイアウト自由度を高めることが可能とな
る。

【００１２】また回路基板５０と中継基板８０との接続
部材を、駆動軸７１１の軸方向に伸長するオス型の第１
の接続端子５２と、第１の接続端子５２を挿入すること
により電気接続可能なメス型の第２の接続端子８１とか
ら構成したことにより、回路基板５０側となる第１の接
続端子５２とステッピングモータ７０側となる第２の接
続端子８２との挿入接続でステッピングモータ７０と回
路基板５０との電気的な接続が果たされ、接続作業性を
高めることが可能となる。

【００１３】また特に第１の接続端子が回路基板側に装
着され、第２の接続端子が中継基板側に装着されること
により、専有面積の小さい第１の接続端子が回路基板側
に装着されるため、回路素子のレイアウト自由度をさら
に高めることが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を
説明する。

【００１５】図１は、ステッピングモータ式指示計器に
本発明を適用した実施例を示す分解斜視図、図２は図１
のステッピングモータのＸ−Ｘ線に沿った断面図、図３
は図１のステッピングモータのＹ−Ｙ線に沿った断面
図、図４は図１の組み付け状態を示す断面図である。

【００１６】図１において指示計器は、例えば自動車の
速度計として使用されるもので、長手状の指示部２０を
有する指針２１と、この指針２１の背後に配置される目
盛，文字，マーク等の指標部３０が形成された計器文字
板３１と、この計器文字板３１の背後に配置される透光
性材料よりなる拡散板４０と、この拡散板４０の背後に
配置される回路基板５０と、この回路基板５０と拡散板
４０との間に介装されるスペーサ６０と、回路基板５０
の背後に配置されるステッピングモータ７０と、このス
テッピングモータ７０の背後に配置される中継基板８０
とで構成され、ステッピングモータ７０により指針２１
を車速変化量に応じて回転駆動し、計器文字板３１の指
標部３０との対比判読が可能となるようになっている。

【００１７】指針２１の指示部２０と計器文字板３１の
指標部３０は、透光性を有する材料にて形成されてお
り、このように透光性を有する指示部２０と指標部３０
は、回路基板５０に搭載された複数のチップ型ＬＥＤ
（発光ダイオード）からなる回路素子５１の発光により
拡散板４０を通じて光輝するようになっており、これに
より例えば夜間等周囲が暗い場合の視認性を確保するよ
うになっている。

【００１８】回路基板５０はまた、ステッピングモータ
７０側に突出する丸ピン状オス型の第１の接続端子５２
と、ＬＥＤからなる回路素子５１とは別のステッピング
モータ７０駆動回路を構成する回路部品からなる回路素
子５３を備えており、これら回路素子５１，５３と第１
の接続端子５２のそれぞれは、回路基板５０の図示しな
い回路パターンを通じて導通接続されており、また第１
の接続端子５２は、後述する駆動軸の軸方向に伸長して
ステッピングモータ７０と電気接続される。

【００１９】ステッピングモータ７０は、いわゆるＰＭ
（永久磁石）型で、図２，図３に示すように、駆動軸７
１１を中心に有する永久磁石からなるマグネットロータ
７１２と、環状ボビン７１３に巻かれたコイル７１４と
環状ヨーク７１５とを組み合わせてなる２つの環状ステ
ータコア７１６をマグネットロータ７１２の駆動軸７１
１の軸方向に沿って同心的に積層してなる環状ステータ
体７１７と、この環状ステータ体７１７の開口側にそれ
ぞれ固定される一対の軸受プレート７１８とで構成さ
れ、環状ステータ体７１７の中空内にマグネットロータ
７１２を収容して各軸受プレート７１８にて駆動軸７１
１を軸支すると共に駆動軸７１１の出力側を環状ステー
タ体７１７（ステッピングモータ７０）の一側面となる
前面より突出してなり、コイル７１４への車速の変化量
に応じた駆動信号（電圧）供給によりマグネットロータ
７１２を回転駆動するようになっている。

【００２０】また図２中、下側に位置する環状ステータ
コア７１６の環状ボビン７１３には、一端がマグネット
ロータ７１２の径方向に突出して各コイル７１４と電気
接続されると共に他端が駆動軸７１１の軸方向に突出し
て中継基板８０に電気接続される略Ｌ字状の複数の端子
７１９がインサート成形にて固定されている。

【００２１】また図２中、一側面（前面）側に位置する
軸受プレート７１８には、ステッピングモータ７０の周
面に突出した端子７１９を覆う端子カバー７１８ａが延
長形成されている。

【００２２】中継基板８０は、図１に示すように、ステ
ッピングモータ７０の端子７１９と第２の接続端子８１
を図示しない回路パターンに導通するための複数の貫通
孔８２を備えている。

【００２３】第２の接続端子８１は、図１，図４に示す
ように、両端が開口する中空箱状のメス型端子からな
り、駆動軸７１１の軸方向に伸長する枠体部８１１と、
この枠体部８１１の中空の内部空間にて形成された挿入
部８１２と、この挿入部８１２内に突出するように枠体
部８１１より部分的に切り起こし形成された折り曲げ形
状の弾性を有する一対の接続部８１３と、枠体部８１１
から駆動軸の軸方向に伸び中継基板８０と電気接続され
る接続片８１４とで構成されており、挿入部８１２に第
１の接続端子５２を挿入することにより接続部８１３が
弾性的に接触し、これにより第１，第２の接続端子５
２，８１の電気接続が達成され、また接続片８１４が中
継基板８０に半田付け接続されることにより、第２の接
続端子８１と中継基板８０の回路パターンとの電気接続
が達成される。

【００２４】なお、この場合、ステッピングモータ７０
の端子７１９と第２の接続端子７３の接続片８１４とは
中継基板８０の貫通孔８２に挿入された後、これらの貫
通端を中継基板８０の背後で半田付けにより電気接続さ
れるもので、また端子７１９と、第２の接続端子８１の
接続片８１４の中継基板８０への半田付け箇所は、図示
しない回路パターンにより導通接続されるようになって
おり、これにより各コイル７１４に導通する端子７１９
と、第２の接続端子８１との導通経路が形成される。

【００２５】つぎに図１及び図４に基づいて、本実施例
の指示計器の組み付けについて説明するが、第１の接続
端子５２は回路基板５０に、第２の接続端子８１は中継
基板８０にそれぞれ半田付けして予め固定し、またステ
ッピングモータ７０はこれに形成した加締め部（図示し
ない）を中継基板８０に貫通させてその先端を折り曲げ
ることにより中継基板８０に予め固定しておく。なお第
１の接続端子５２の回路基板５０への半田付け並びにス
テッピングモータ７０の端子７１９と第２の接続端子８
１の接続片８１４との中継基板８０への半田付けは、自
動半田付けラインにて行うことができる。

【００２６】つぎにステッピングモータ７０の駆動軸７
１１が突出すると共に回路基板５０への取付側となる前
面（一側面）とは駆動軸７１１の軸方向に対向する反対
側の背面（他側面）に、中継基板８０を装着固定する。

【００２７】つぎにステッピングモータ７０の駆動軸７
１１が突出する前面に回路基板５０を載置して回路基板
５０に駆動軸７１１を貫通させると共に第１の接続端子
５２を第２の接続端子８１の挿入部８１２内に挿入する
ことにより第１の接続端子５２と第２の接続端子８１と
を電気的に接続するか、もしくは中継基板８０を有する
ステッピングモータ７０の前面側を、回路基板５０の背
後に配置すると共に第２の接続端子８１の挿入部８１２
内に第１の接続端子５２を挿入することにより第１の接
続端子５２と第２の接続端子８１とを電気的に接続す
る。なおこのようなステッピングモータ７０（第２の接
続端子８１）と回路基板５０（第１の接続端子５２）と
の接続作業（工程）も、自動組み付けラインにて行うこ
とができる。

【００２８】また回路基板５０には、第１の接続端子５
２，ＬＥＤ（回路素子）５１の他にステッピングモータ
７０（各コイル７１４）に供給する電圧信号を車速の変
化量に応じて制御する前述の回路部品からなる回路素子
５３が搭載されているが、この回路素子５３と第１の接
続端子５２とは、図示しない回路パターンを介して電気
接続されており、第１の接続端子５２と第２の接続端子
８１とを挿入接続することにより、前記駆動回路と各コ
イル７１４との電気的な通電がなされる。

【００２９】つぎにスペーサ６０，拡散板４０，計器文
字板３１を回路基板５０に装着してこれらスペーサ６
０，拡散板４０，計器文字板３１に対し駆動軸７１１を
挿通させると共に、ステッピングモータ７０，回路基板
５０，スペーサ６０，拡散板４０，計器文字板３１をネ
ジ９０により一体的に固定する。

【００３０】つぎに、計器文字板３１より突出した駆動
軸７１１の先端に指針２１を固定して完成となる。

【００３１】以上、詳しく説明したように、本実施例で
は、駆動軸７１１を有するマグネットロータ７１２を回
転自在に収容すると共に駆動軸７１１の少なくとも出力
側を一側面より突出してなるステッピングモータ７０
と、このステッピングモータ７０の前面（一側面）に対
向する位置で駆動軸７１１の出力側端部が貫通するよう
に配置される回路基板５０とを電気的に接続するもの
で、ステッピングモータ７０の一側面とは反対側の背面
（他側面）にステッピングモータ７０に電気接続される
中継基板８０を設け、この中継基板８０と回路基板５０
とを電気接続する第１，第２の接続端子（接続部材）５
２，８１をステッピングモータ７０の外部に配置したこ
とにより、接続部材たる第１，第２の接続端子５２，８
１を任意位置に設定でき、回路基板５０に装着される回
路素子５１，５３のレイアウト自由度を高めることがで
きる。

【００３２】また回路基板５０と中継基板８０との接続
部材を、駆動軸７１１の軸方向に伸長するオス型の第１
の接続端子５２と、第１の接続端子５２を挿入すること
により電気接続可能なメス型の第２の接続端子８１とか
ら構成したことにより、回路基板５０側となる第１の接
続端子５２とステッピングモータ７０側となる第２の接
続端子８２との挿入接続でステッピングモータ７０と回
路基板５０との電気的な接続が果たされ、接続作業性を
高めることができる。

【００３３】また特にオス型の第１の接続端子５２が回
路基板５０側に装着され、メス型の第２の接続端子８２
が中継基板８０側に装着されることにより、専有面積の
小さい第１の接続端子５２が回路基板５０側に装着され
るため、回路基板５０に対する回路素子５１，５３のレ
イアウト自由度をさらに高めることができるという利点
がある。

【００３４】またステッピングモータ７０と中継基板８
０との半田付けにあっては、ステッピングモータ７０の
駆動軸７１１が突出しない背面側（他側面）が中継基板
８０への接続面となるため、自動半田付けラインによる
組み付けが可能となり、作業効率を高めることができ
る。

【００３５】また回路基板５０がステッピングモータの
前面（一側面）に配置される場合と背面（他側面）に配
置される場合とでステッピングモータ７０の構造が変化
することがないため、ステッピングモータ７０の共通化
が可能となり、コストを削減をはかることができる。

【００３６】なお本実施例では、第１の接続端子５２を
棒状のオス型に、一方、第２の接続端子８１を、第１の
接続端子５２を挿入接続可能な略箱状メス型に形成した
が、第１，第２の接続端子５２，８１は互いに挿入接続
が可能であれば、第２の接続端子８１をオス型に、第１
の接続端子５２をメス型に形成することもできる。

【００３７】また第１，第２の接続端子５２，８１の構
造は、前述のようなオス型、メス型に限定されるもので
はなく、互いに駆動軸７１１の軸方向に伸び、且つ何れ
か一方側を他方側に挿入することにより、電気的な接続
が達成されるものであれば、これらの形状もしくは構造
は任意に設定することができ、例えば第１，第２の接続
端子５２，８１のうち、挿入する側を平板状に形成して
もよい。

【００３８】また接続部材としては、ステッピングモー
タ７０の外部に配置されていれば、前述のように一方側
を他方側に挿入することにより電気的な接続が達成され
るものに限らず、回路基板５０と中継基板８０とを電気
接続可能な部材であれば、例えば電気コードや各基板間
に延びる単一端子が適用可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、駆動軸
を有するマグネットロータを回転自在に収容すると共に
前記駆動軸の少なくとも出力側を一側面より突出してな
るステッピングモータと、このステッピングモータの一
側面に対向する位置で前記駆動軸の出力側端部が貫通す
るように配置される回路基板とを電気的に接続するステ
ッピングモータの接続構造であって、前記ステッピング
モータの一側面とは前記駆動軸の軸方向において対向す
る反対側の他側面に前記ステッピングモータに電気接続
される中継基板を設け、この中継基板と前記回路基板と
の間に前記ステッピングモータと前記回路基板とを電気
的に接続する接続部材を設け、この接続部材を前記ステ
ッピングモータの外部に配置したことにより、ステッピ
ングモータと回路基板とを中継基板を通じて導通接続す
る場合であっても、回路素子のレイアウト自由度を高め
ることが可能なステッピングモータの接続構造を提供で
きる。

【００４０】また本発明は、前記接続部材が回路基板及
び中継基板の各々に導通装着される一対の接続端子から
なり、これら接続端子のうちの一方側が前記駆動軸の軸
方向に伸長するオス型の第１の接続端子からなり、他方
側が前記第１の接続端子を挿入することにより電気接続
可能なメス型の第２の接続端子からなることにより、接
続作業性を高めることができる。

【００４１】また前記第１の接続端子が前記回路基板側
に装着され、前記第２の接続端子が前記中継基板側に装
着されることにより、回路素子のレイアウト自由度をさ
らに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例となるステッピングモータを用
いた指示計器の分解斜視図。

【図２】図１のステッピングモータのＸ−Ｘ線に沿った
断面図。

【図３】図１のステッピングモータのＹ−Ｙ線に沿った
断面図。

【図４】図１の指示計器の組み付け状態を示す断面図。

【図５】従来例を示す断面図。

【図６】同じく従来例を示す断面図。

【符号の説明】

５０ 回路基板 ５１，５３ 回路素子 ５２，８１ 第１，第２の接続端子（接続部材） ７０ ステッピングモータ ８０ 中継基板 ７１１ 駆動軸 ７１２ マグネットロータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 37/00 - 37/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸を有するマグネットロータを回転
   自在に収容すると共に前記駆動軸の少なくとも出力側を
   一側面より突出してなるステッピングモータと、このス
   テッピングモータの一側面に対向する位置で前記駆動軸
   の出力側端部が貫通するように配置される回路基板とを
   電気的に接続するステッピングモータの接続構造であっ
   て、前記ステッピングモータの一側面とは前記駆動軸の
   軸方向において対向する反対側の他側面に前記ステッピ
   ングモータに電気接続される中継基板を設け、この中継
   基板と前記回路基板とを電気接続する接続部材を前記ス
   テッピングモータの外部に配置したことを特徴とするス
   テッピングモータの接続構造。
2. 【請求項２】 前記接続部材が回路基板及び中継基板の
   各々に導通装着される一対の接続端子からなり、これら
   接続端子のうちの一方側が前記駆動軸の軸方向に伸長す
   るオス型の第１の接続端子からなり、他方側が前記第１
   の接続端子を挿入することにより電気接続可能なメス型
   の第２の接続端子からなることを特徴とする請求項１記
   載のステッピングモータの接続構造。
3. 【請求項３】 前記第１の接続端子が前記回路基板側に
   装着され、前記第２の接続端子が前記中継基板側に装着
   されることを特徴とする請求項２記載のステッピングモ
   ータの接続構造。