JP5096939B2

JP5096939B2 - モータ装置

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Publication number: JP5096939B2
Application number: JP2008010266A
Authority: JP
Inventors: 翔太小田; 秀明伊藤; 哲彦原
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2028-01-21
Also published as: CN101494403A; JP2009171810A; CN101494403B; US8040004B2; US20090195094A1

Description

本発明は、モータの側面から突出した複数本のピン端子に配線基板が接続されたモータ装置に関するものである。

モータ装置において、モータに給電するには、モータの側面から複数本のピン端子を突出させるとともに、これらのピン端子に配線基板を接続する。このように構成するにあたって、従来は、モータの軸方向と直交する直線上から複数本のピン端子を突出させるとともに、これらのピン端子を同一位置でモータの軸方向に屈曲させている（特許文献１参照）。
特開２００４−２２９３７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成を採用すると、複数のピン端子の先端部が一直線に並ぶため、ピン端子と配線基板との接続箇所が一直線上に並んでしまい、配線基板に外力が加わったとき、配線基板のピン端子との接続部分が応力で損傷しやすいという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明では、モータの側面から突出した複数本のピン端子に接続された配線基板の当該ピン端子との接続部分の強度を高めることのできるモータ装置を提供することにある。

次に本発明の課題は、全長が等しい端子ピンを異なる位置で軸方向に屈曲させた場合でも、ピン端子の先端部の高さ位置を等しくすることのできるモータ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、ピン端子と、該複数本のピン端子に接続された配線基板とを有するモータ装置において、前記複数本のピン端子には、前記径方向の所定位置で前記モータの軸方向の一方側に屈曲した複数の第１のピン端子と、該第１のピン端子より前記径方向の内側で屈曲して前記軸方向の一方側に屈曲した複数の第２のピン端子とが含まれ、前記配線基板は、軸方向に基板面を向けて前記複数本のピン端子の先端側に接続されていることを特徴とする。本発明において、配線基板としてはフレキシブル基板、あるいは剛性基板（リジット基板）のいずれを用いてもよい。

本発明では、第１のピン端子と第２のピン端子とは、モータの径方向の異なる位置で屈曲して軸方向に延びているため、第１のピン端子と配線基板との接続箇所と、第２のピン端子と配線基板との接続箇所は、モータの径方向でずれている。このため、ピン端子と配線基板との接続箇所が一直線上に並んでいる構成と比較して、ピン端子と配線基板との接続部分の強度が高い。従って、配線基板に外力が加わったときでも、配線基板がピン端子との接続領域で損傷することを防止することができる。

本発明は特に、前記配線基板が剛性基板である場合に適用すると効果的である。配線基板が剛性基板である場合、配線基板に加わった外力がピン端子との接続部分に伝わりやすい分、配線基板がピン端子との接続部分で損傷しやすいが、本発明によれば、配線基板のピン端子との接続部分の強度が高いので、かかる損傷を防止することができる。

また、本発明では、前記第１のピン端子と前記第２のピン端子とは全長が等しく、前記第１のピン端子の前記モータの側面での突出位置は、前記第２のピン端子の前記モータの側面での突出位置よりも当該モータにおいてモータ軸が突出するモータ本体の出力側端面に近い位置であり、前記第１のピン端子の屈曲位置と前記第２のピン端子の屈曲位置との径方向における離間距離は、前記第１のピン端子の前記モータの側面での突出位置と前記第２のピン端子の前記モータの側面での突出位置との軸方向における離間距離と等しく、前記第１のピン端子の先端部と前記第２のピン端子の先端部は、軸方向における同一の高さ位置にある。このように構成すると、第１のピン端子と第２のピン端子とにおいて、各先端部の高さ位置を等しくすることができるので、配線基板を容易に接続できる。

さらに、本発明では、前記第１のピン端子の先端部および前記第２のピン端子の先端部は、前記モータにおいてモータ軸が突出するモータ本体の出力側端面から前記軸方向に突出した位置にある。ピン端子の先端部がモータ本体の端面から軸方向に突出している場合、ピン端子の先端部が軸方向の異なる位置にあると、モータ本体の軸方向の寸法を短くしても、ピン端子の先端部が端面から大きく突出している方のピン端子の先端部の位置によって、モータ本体の軸方向の寸法が実質的に規定されることになるので、第１のピン端子と第２のピン端子とにおいて、各先端部の高さ位置が等しければ、その分、モータ本体の軸方向の寸法を短縮した場合と同様な効果を得ることができる。

また、本発明は、前記モータにより、当該モータの回転中心軸線と平行な軸線周りに回転する回転体が前記基板面に対向配置され、前記基板面にセンサが実装され、前記回転体は、前記基板面に前記センサによる検出対象となる被検出部を備えており、少なくとも１本の前記第１のピン端子および少なくとも１本の前記第２のピン端子は、前記回転中心軸線方向から見たときに前記回転体と重なる位置で前記配線基板に接続されて各先端部を当該配線基板の前記基板面から突出させている。第１のピン端子と第２のピン端子とにおいて、各先端部の高さ位置が等しければ、基板面から先端部が大きく突出しているピン端子がないので、センサと回転体側の被検出部とを近接させることができ、センサ感度が向上する。

本発明を適用したモータ装置では、第１のピン端子と第２のピン端子とは、モータの径方向の異なる位置で屈曲して軸方向に延びているため、第１のピン端子と配線基板との接続箇所と、第２のピン端子と配線基板との接続箇所は、モータの径方向でずれている。このため、ピン端子と配線基板との接続箇所が一直線上に並んでいる構成と比較して、ピン端子と配線基板との接続部分の強度が高い。従って、配線基板に外力が加わったときでも、配線基板がピン端子との接続領域で損傷することを防止することができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータ装置を説明する。

（全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用したモータ装置の構成を模式的に示す説明図、およびピン端子と配線基板との接続部分を拡大して示す斜視図である。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用したモータ装置においてピン端子およびその周辺部分をモータの径方向外側からみた正面図、およびその側面図である。

図１（ａ）に示すように、本形態のモータ装置１は、ステッピングモータからなるモータ１０と、モータ１０の本体部分（モータ本体）を構成するモータケース１３の側面からモータ１０の径方向の外側に突出した計６本の金属製のピン端子（第１のピン端子６１、６２、６３および第２のピン端子７１、７２、７３）と、これらのピン端子に一方端側が接続された配線基板２０とを有しておる。配線基板２０は、モータ１０の軸方向に直交する姿勢でモータ１０の出力側に基板面２１を向けている。

本形態において、配線基板２０は、その基体がフェノール基板、ガラス−エポキシ基板、セラミック基板などの剛性基板（リジット基板）である。配線基板２０において、他方の端部には、複数本のコネクタ接続用端子２４が配線基板２０を貫通するようにハンダにより固定されており、これらのコネクタ接続用端子２４にコネクタ２５が接続されている。第１のピン端子６１、６２、６３および第２のピン端子７１、７２、７３は、モータ１０のコイル（図示せず）に給電を行なうための端子であり、図示を省略するが、各コイルの端末が第１のピン端子６１、６２、６３および第２のピン端子７１、７２、７３の根元部分に巻回され、ハンダ付けされている。

配線基板２０の基板面２１には、第１のピン端子６１、６２、６３および第２のピン端
子７１、７２、７３とコネクタ接続用端子２４を接続する複数の導電パターンが形成され
ている。また、配線基板２０の基板面２１にはセンサ２７が実装されており、基板面２１
には、センサ２７とコネクタ接続用端子２４とを接続するための３つの導電パターンが形
成されている。ここで、第１のピン端子６１、６２、６３および第２のピン端子７１、７
２、７３は、Ａ相用、Ａバー相用、それらの共通電位用、Ｂ相用、Ｂバー相用、それら
の共通電位用の計６本であり、センサ２７とコネクタ接続用端子２４とを接続するための
導電パターンは３つである。但し、第１のピン端子６１、６２、６３および第２のピン端
子７１、７２、７３のうち、共通の電位が印加される２つのピン端子６２、７２では、導
電パターンが一部共通化されている。このため、コネクタ接続用端子２４の数は８つであ
る。

モータ１０の出力軸１８にはモータピニオン９１が装着されている。かかるモータピニオン９１には、モータ１０の回転中心軸と平行な軸線周りに回転する歯車９２（回転体）が噛合しており、歯車９２は、配線基板２０の基板面２１と対向配置されている。本形態では、配線基板２０の基板面２１に実装されたセンサ２７は、例えば磁気センサ２７であり、歯車９２において配線基板２０の基板面２１と対向する部分は、センサ２７による検出されるマグネットなどの被検出部９２ａ（図２（ｂ）参照）を備えている。

このように構成したモータ装置１において、モータ１０では、Ａ相のステータ組１１とＢ相のステータ組１２が軸方向に重ねて配置されており、モータケース１３は、Ａ相のステータ組１１に用いた外ステータコア１１１と、Ｂ相のステータ組１２に用いた外ステータコア１２１によって構成されている。また、２つの外ステータコア１１１、１２１には、互いが連通する切り欠き１１５、１２５が形成されており、かかる切り欠き１１５、１２５内に樹脂製の端子台１５が位置している。端子台１５は、Ａ相のステータ組１１に用いた内ステータコア１１２の端部に形成された第１の樹脂部分１５１と、Ｂ相のステータ組１２に用いた内ステータコア１２２の端部に形成された第２の樹脂部分１５２とを軸方向で重ねることにより形成されている。第１の樹脂部分１５１および第２の樹脂部分１５２には、軸方向で対向する面に凹凸が形成されており、一方の凸部が他方の凹部に嵌るように、第１の樹脂部分１５１と第２の樹脂部分１５２とは軸方向で重ね合わせることにより、端子台１５が形成されている。

（端子ピンの詳細構成）
図１および図２に示すように、本形態では、第１の樹脂部分１５１において径方向外側で開口する端子穴に第１のピン端子６１、６２、６３の根元部分が圧入固定され、第２の樹脂部分１５２において径方向外側で開口する端子穴に第２のピン端子７１、７２、７３の根元部分が圧入固定されている。このため、第１のピン端子６１、６２、６３のモータ１０の側面での突出位置同士は一直線に並び、第２のピン端子７１、７２、７３のモータ１０の側面での突出位置同士は一直線で並んでいるが、第１のピン端子６１、６２、６３のモータ１０の側面での突出位置と、第２のピン端子７１、７２、７３のモータ１０の側面での突出位置とは軸方向で離間している。

また、第１のピン端子６１、６２、６３および第２のピン端子７１、７２、７３はいずれも、径方向の所定位置でモータ１０の軸方向の出力側（一方側）に向けて屈曲し、その先端側が配線基板２０のランド穴に嵌った状態で配線基板２０の各ランドにハンダにより接続されている。

ここで、第１のピン端子６１、６２、６３は、径方向の外側の遠い位置でモータ１０の軸方向の出力側（一方側）に向けて屈曲して延びている。これに対して、第２のピン端子７１、７２、７３は、第１のピン端子６１、６２、６３よりも径方向の内側で屈曲してモータ１０の軸方向の出力側（一方側）に向けて屈曲して延びている。

しかも、第１のピン端子６１、６２、６３と第２のピン端子７１、７２、７３とは全長が等しく、第１のピン端子６１、６２、６３の屈曲位置６１ｅ、６２ｅ、６３ｅと第２のピン端子７１、７２、７３の屈曲位置７１ｅ、７２ｅ、７３ｅとの径方向における離間距離Ｄ１（図２（ｂ）参照）は、第１のピン端子６１、６２、６３のモータ１０の側面での突出位置と第２のピン端子７１、７２、７３のモータ１０の側面での突出位置との軸方向における離間距離Ｌ１（図２（ａ）参照）と等しい。このため、第１のピン端子６１、６２、６３の先端部６１ａ、６２ａ、６３ａと第２のピン端子７１、７２、７３の先端部７１ａ、７２ａ、７３ａは、軸方向における同一の高さ位置にあり、モータケース１３の出力側端面１３１よりもわずかに出力側に突出した状態にある。

（モータ装置１の製造方法）
図３は、本発明を適用したモータ装置の製造工程のうち、ピン端子の製作工程を示す説明図である。

本形態のモータ装置１の製造方法において、上記のように第１のピン端子６１、６２、６３および第２のピン端子７１、７２、７３を構成するには、図３（ａ）に示すように、全長の等しい第１のピン端子６１、６２、６３および第２のピン端子７１、７２、７３を準備した後、図３（ｂ）に示すように、第１の樹脂部分１５１において径方向外側で開口する３つの端子穴１５１ａの各々に第１のピン端子６１、６２、６３の根元部分を圧入固定する一方、第２の樹脂部分１５２において径方向外側で開口する３つの端子穴１５２ａの各々に第２のピン端子７１、７２、７３の根元部分を圧入固定する。次に、図３（ｃ）に示すように、第１のピン端子６１、６２、６３を径方向の外側の遠い位置で軸方向に屈曲させる一方、第２のピン端子７１、７２、７３を径方向の内側の近い位置で軸方向に屈曲させる。

なお、予め、全長の等しい第１のピン端子６１、６２、６３および第２のピン端子７１、７２、７３を、図３（ｃ）に示すように屈曲させてから、各々の根元部分を端子穴に圧入固定してもよい。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のモータ装置１では、第１のピン端子６１、６２、６３と第２のピン端子７１、７２、７３とは、モータ１０の径方向の異なる位置で屈曲して軸方向に延びているため、第１のピン端子６１、６２、６３と配線基板２０との接続箇所と、第２のピン端子７１、７２、７３と配線基板２０との接続箇所は、モータ１０の径方向でずれている。このため、第１のピン端子６１、６２、６３と配線基板２０との接続箇所と、第２のピン端子７１、７２、７３と配線基板２０との接続箇所は、いわゆる千鳥配置で２列に並んでいる。従って、本形態によれば、ピン端子と配線基板２０との接続箇所が一直線上に並んでいる構成と比較して、ピン端子（第１のピン端子６１、６２、６３および第２のピン端子７１、７２、７３）と配線基板２０との接続部分の強度が高い。従って、配線基板２０に外力が加わったときでも、配線基板２０がピン端子との接続領域で損傷することを防止することができる。

特に本形態では、配線基板２０が剛性基板であるので、その効果が大きい。すなわち、配線基板２０が剛性基板である場合、配線基板２０に加わった外力がピン端子と配線基板２０との接続部分に伝わりやすい分、配線基板２０がピン端子との接続部分で損傷しやすいが、本形態によれば、配線基板２０のピン端子との接続部分の強度が高いので、かかる損傷を防止することができる。また、配線基板２０が剛性基板である場合、配線基板２０に加わった外力が第１のピン端子６１、６２、６３および第２のピン端子７１、７２、７３に伝わって変形させやすいが、本形態では、第１のピン端子６１、６２、６３と配線基板２０との接続箇所と、第２のピン端子７１、７２、７３と配線基板２０との接続箇所は、いわゆる千鳥配置で２列に並んでいるため、応力が分散されるので、第１のピン端子６１、６２、６３および第２のピン端子７１、７２、７３の変形も発生しない。

また、本形態において、第１のピン端子６１、６２、６３と第２のピン端子７１、７２、７３とは全長が等しく、第１のピン端子６１、６２、６３の屈曲位置６１ｅ、６２ｅ、６３ｅと第２のピン端子７１、７２、７３の屈曲位置７１ｅ、７２ｅ、７３ｅとの径方向における離間距離Ｄ１は、第１のピン端子６１、６２、６３のモータ１０の側面での突出位置と第２のピン端子７１、７２、７３のモータ１０の側面での突出位置との軸方向における離間距離Ｌ１と等しい。このため、第１のピン端子６１、６２、６３の先端部６１ａ、６２ａ、６３ａと第２のピン端子７１、７２、７３の先端部７１ａ、７２ａ、７３ａは、軸方向における同一の高さ位置にあるので、配線基板２０を容易に接続できる。

しかも、本形態では、第１のピン端子６１、６２、６３の先端部６１ａ、６２ａ、６３ａおよび第２のピン端子７１、７２、７３の先端部７１ａ、７２ａ、７３ａは、モータケース１３の出力側端面から軸方向に突出した位置にあるが、第１のピン端子６１、６２、６３と第２のピン端子７１、７２、７３とにおいて、各先端部の高さ位置が等しいので、モータ本体の軸方向の寸法を短縮した場合と同様な効果を得ることができる。すなわち、ピン端子の先端部がモータケース１３の端面から軸方向に突出している場合、ピン端子の先端部が軸方向の異なる位置にあると、モータ本体の軸方向の寸法を短くしても、端面から大きく突出している方のピン端子の先端部の位置によって、モータ本体の軸方向の寸法が実質的に規定されることになるが、本形態では、第１のピン端子６１、６２、６３と第２のピン端子７１、７２、７３とにおいて、各先端部の高さ位置が等しいので、モータ本体の軸方向の寸法を短縮した場合と同様な効果を得ることができる。

さらに、本形態においては、第１のピン端子６１、６２、６３と第２のピン端子７１、７２、７３とにおいて、各先端部の高さ位置が等しいので、基板面２１から先端部が大きく突出しているピン端子がない。それ故、センサ２７と歯車９２の被検出部９２ａとを近接させることができ、センサ感度を向上させることができる。

（他の実施の形態）
上記形態では、計６本のピン端子を備えた例を説明したが、例えば、計４本のピン端子を備えたモータ装置１を用いた場合に本発明を適用してもよい。

（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用したモータ装置の構成を模式的に示す説明図、およびピン端子と配線基板との接続部分を拡大して示す斜視図である。（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用したモータ装置においてピン端子およびその周辺部分をモータの径方向外側からみた正面図、およびその側面図である。本発明を適用したモータ装置の製造工程のうち、ピン端子の製作工程を示す説明図である。

符号の説明

１モータ装置
１０モータ
１３モータケース
１５端子台
２０配線基板
２１基板面
２５コネクタ
６１、６２、６３第１のピン端子
６１ｅ、６２ｅ、６３ｅ第１のピン端子の屈曲位置
７１、７２、７３第２のピン端子
７１ｅ、７２ｅ、７３ｅ第２のピン端子の屈曲位置

Claims

モータと、該モータの側面から当該モータの径方向の外側に突出した複数本のピン端子と、該複数本のピン端子に接続された配線基板とを有するモータ装置において、
前記複数本のピン端子には、前記径方向の所定位置で前記モータの軸方向の一方側に屈曲した複数の第１のピン端子と、該第１のピン端子より前記径方向の内側で屈曲して前記軸方向の一方側に屈曲した複数の第２のピン端子とが含まれ、
前記配線基板は、軸方向に基板面を向けて前記複数本のピン端子の先端側に接続されており、
前記配線基板は剛性基板であり、
前記第１のピン端子と前記第２のピン端子とは全長が等しく、
前記第１のピン端子の前記モータの側面での突出位置は、前記第２のピン端子の前記モータの側面での突出位置よりも当該モータにおいてモータ軸が突出するモータ本体の出力側端面に近い位置であり、
前記第１のピン端子の屈曲位置と前記第２のピン端子の屈曲位置との径方向における離間距離は、前記第１のピン端子の前記モータの側面での突出位置と前記第２のピン端子の前記モータの側面での突出位置との軸方向における離間距離と等しく、
前記第１のピン端子の先端部と前記第２のピン端子の先端部とは、軸方向における同一の高さ位置にあり、
前記第１のピン端子の先端部および前記第２のピン端子の先端部は、前記出力側端面から前記軸方向に突出した位置にあり、
前記モータにより、当該モータの回転中心軸線と平行な軸線周りに回転する回転体が前記基板面に対向配置され、
前記基板面にセンサが実装され、
前記回転体は、前記基板面に対向する部分に前記センサによる検出対象となる被検出部を備えており、
少なくとも１本の前記第１のピン端子および少なくとも１本の前記第２のピン端子は、前記回転中心軸線方向から見たときに前記回転体と重なる位置で前記配線基板に接続されて各先端部を当該配線基板の前記基板面から突出させていることを特徴とするモータ装置。