(57)【要約】【課題】従来よりも小型化することができ、配線パターンの短絡のリスクを低減できるステッピングモータ及びモータ用配線基板を提供する。【解決手段】ロータ２２と、ロータ２２の周囲に配置され、複数の巻線２８を有するステータ２４と、外部と接続するためのコネクタ部３２と、各巻線２８とコネクタ部３２とを電気的に接続するための配線パターンが形成された配線基板３６と、を具備し、配線基板３６は、コネクタ部３２の上部にのみ配置されて各巻線２８の上部には配置されない大きさに形成されている。【選択図】図３
2020205700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
該ロータの周囲に配置され、複数の巻線を有するステータと、
外部と接続するためのコネクタ部と、
各前記巻線と前記コネクタ部とを電気的に接続するための配線パターンが形成された配線基板と、を具備し、
前記配線基板は、
前記コネクタ部の上部にのみ配置されて各前記巻線の上部には配置されない大きさに形成されていることを特徴とするステッピングモータ。
【請求項２】
前記配線基板は、
前記コネクタ部の複数の接続ピンが接続される複数のコネクタ接続部と、各前記巻線の端部が接続される複数の巻線接続部が、各前記接続ピンの整列方向に一直線上に形成されてい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。
【請求項３】
前記コネクタ部には配線基板に接続する接続ピンが第１接続ピン、第２接続ピン、第３接続ピン、第４接続ピンと４本順番に配置され、
各前記接続ピンに対応する第１巻線端部、第２巻線端部、第３巻線端部、第４巻線端部と４つの巻線端部が前記配線基板に向けて延び、
前記配線基板は、
平面視左側から第２巻線端部が接続される第２巻線接続部、第１巻線端部が接続される第１巻線接続部、コネクタ部の第１接続ピンが接続される第１コネクタ接続部、コネクタ部の第２接続ピンが接続される第２コネクタ接続部、コネクタ部の第３接続ピンが接続される第３コネクタ接続部、コネクタ部の第４接続ピンが接続される第４コネクタ接続部、第４巻線端部が接続される第４巻線接続部、第３巻線端部が接続される第３巻線接続部となるように、各前記接続ピンの整列方向に一直線上に形成されてい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。
【請求項４】
モータ内の複数の巻線と、モータと外部とを接続するコネクタ部の複数の接続ピンとを電気的に接続するためのモータ用配線基板であって、
前記コネクタ部の上部にのみ配置されて各前記巻線の上部には配置されない大きさに形成されていることを特徴とするモータ用配線基板。
【請求項５】
前記コネクタ部の複数の接続ピンが接続される複数のコネクタ接続部と、各前記巻線の端部が接続される複数の巻線接続部が、各前記接続ピンの整列方向に一直線上に形成されていることを特徴とする請求項４記載のモータ用配線基板。
【請求項６】
前記コネクタ部には配線基板に接続する接続ピンが第１接続ピン、第２接続ピン、第３接続ピン、第４接続ピンと４本順番に配置され、
各前記接続ピンに対応する第１巻線端部、第２巻線端部、第３巻線端部、第４巻線端部と４つの巻線端部が接続可能となっており、
平面視左側から第２巻線端部が接続される第２巻線接続部、第１巻線端部が接続される第１巻線接続部、コネクタ部の第１接続ピンが接続される第１コネクタ接続部、コネクタ部の第２接続ピンが接続される第２コネクタ接続部、コネクタ部の第３接続ピンが接続される第３コネクタ接続部、コネクタ部の第４接続ピンが接続される第４コネクタ接続部、第４巻線端部が接続される第４巻線接続部、第３巻線端部が接続される第３巻線接続部となるように、各前記接続ピンの整列方向に一直線上に形成されていることを特徴とする請求項５記載のモータ用配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＡ機器若しくは医療用機器、又は半導体製造装置、ＦＡ機器、ロボット等の種々の産業機器に用いられるステッピングモータ及びモータ用配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、上記のような様々な機器においてステッピングモータが採用されており、そして以下のような提案がなされている。
特許文献１（特公平８−２８９５９号公報）に開示されているステッピングモータは、複数のコネクタ用端子と、配線用端子とを合成樹脂で一体成形し、モータ巻線絶縁用インシュレータに一体成形した端子を係合する係合部を設け、モータ巻線絶縁用インシュレータとともに一体成形した端子を挟み込んで固定するモータカバーを備えている。
このような構成のステッピングモータによれば、組立上必要としていたクリアランススペースを有効活用してコネクタ嵌合部の突出長を短くすることができ、従来あったプリント基板、コネクタ用端子の半田接合を省略できるとしている。
【０００３】
また、特許文献２（特許第６０５４７５４号公報）に開示されているステッピングモータは、コネクタハウジングはインシュレータと一体に形成され、配線基板はコネクタハウジング内に突出して配置される端子ピンと、巻線と接続される端子部と、端子ピンと端子部とを接続させる配線基板とを備えている。
この特許文献２のステッピングモータによれば、コネクタハウジングの寸法精度を高め、コネクタハウジング近傍における配線の断線を回避でき、組立工程の簡素化を図れるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平８−２８９５９号公報
【特許文献２】特許第６０５４７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のステッピングモータによれば、成形後にめっきが必要となり、またインシュレータと同時成形するため加工精度を上げる必要があるため加工コストが上昇してしまう。
また近年、ステッピングモータは従来よりもさらに様々な機器に用いられるようになってきており、さらに小型化の要請が強くなっている。
この点、特許文献２のステッピングモータによれば、巻線上部に配線基板及び端子が存在しており、巻線と配線基板との半田付け箇所があるため絶縁距離を確保しなくてはならず、モータ軸方向の長さが長くなってしまう。
さらに、従来のステッピングモータの配線基板は、コネクタ部分から巻線の引き出し線の位置まで配線パターンが長く伸びており、配線基板上の配線パターンの短絡のおそれがあるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、従来よりも小型化することができ、配線パターンの短絡のリスクを低減できるステッピングモータ及びモータ用配線基板を提供することにある。
【０００７】
本発明にかかるステッピングモータによれば、ロータと、該ロータの周囲に配置され、複数の巻線を有するステータと、外部と接続するためのコネクタ部と、各前記巻線と前記コネクタ部とを電気的に接続するための配線パターンが形成された配線基板と、を具備し、前記配線基板は、前記コネクタ部の上部にのみ配置されて各前記巻線の上部には配置されない大きさに形成されていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、配線基板が巻線の上部に配置されないようにしているため、巻線と配線基板との間の絶縁距離を考慮しなくともよく、この分を小型化することができる。また、配線パターンの距離を短くすることができるため、配線パターンにおける短絡のリスクを低減することができる。
【０００８】
また、前記配線基板は、前記コネクタ部の複数の接続ピンが接続される複数のコネクタ接続部と、各前記巻線の端部が接続される複数の巻線接続部が、各前記接続ピンの整列方向に一直線上に形成されていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、コネクタ部の接続ピンの整列する方向と直交する方向（すなわちモータの径方向）への配線基板の大きさをなるべく小さくすることができる。
【０００９】
また、前記コネクタ部には配線基板に接続する接続ピンが第１接続ピン、第２接続ピン、第３接続ピン、第４接続ピンと４本順番に配置され、各前記接続ピンに対応する第１巻線端部、第２巻線端部、第３巻線端部、第４巻線端部と４つの巻線端部が前記配線基板に向けて延び、前記配線基板は、平面視左側から第２巻線端部が接続される第２巻線接続部、第１巻線端部が接続される第１巻線接続部、コネクタ部の第１接続ピンが接続される第１コネクタ接続部、コネクタ部の第２接続ピンが接続される第２コネクタ接続部、コネクタ部の第３接続ピンが接続される第３コネクタ接続部、コネクタ部の第４接続ピンが接続される第４コネクタ接続部、第４巻線端部が接続される第４巻線接続部、第３巻線端部が接続される第３巻線接続部となるように、各前記接続ピンの整列方向に一直線上に形成されていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、接続ピンの整列方向に一直線上に各コネクタ接続部と各巻線接続部を配置することができる。
【００１０】
本発明にかかるモータ用配線基板によれば、モータ内の複数の巻線と、モータと外部とを接続するコネクタ部の複数の接続ピンとを電気的に接続するためのモータ用配線基板であって、前記コネクタ部の上部にのみ配置されて各前記巻線の上部には配置されない大きさに形成されていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、この配線基板を内蔵するモータについて配線基板が巻線の上部に配置されないようにしているため、巻線と配線基板との間の絶縁距離を考慮しなくともよく、この分を小型化することができる。また、配線パターンの距離を短くすることができるため、配線パターンにおける短絡のリスクを低減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のステッピングモータ及びモータ用配線基板によれば、モータを小型化することができ、且つ配線パターンの距離を短くすることができるため、配線パターンにおける短絡のリスクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のステッピングモータの側面図である。
【図２】比較例として従来の配線基板の平面図である。
【図３】本実施形態の配線基板の平面図である。
【図４】比較例として従来の配線基板を設けたステッピングモータの側面図である。
【図５】図４と比較してステッピングモータの小型化について説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１にステッピングモータの全体構成を示す。
ステッピングモータ２０は、回転軸２１を備え、回転軸２１にロータ２２が設けられている。回転軸２１は軸受３３によって回転可能に取り付けられている。
また、本実施形態では、図１の右方向を上部（上方）と定義するが、すなわちこれは回転軸２１の突出側を下部とし、その反対側を上部とするものである。
【００１４】
ロータ２２の周囲にはステータ２４が配置されている。
ステータ２４は、積層された電磁鋼板によって構成されるステータコア２６と、巻線２８が巻回され、絶縁材料で形成されてステータコア２６と絶縁しているインシュレータ３０とから構成される。
巻線２８とインシュレータ３０を覆うようにしてブラケット３１が設けられている。ブラケット３１がステッピングモータ２０の外装を構成する。
【００１５】
本実施形態のステッピングモータ２０は２相のバイポーラ型であって、巻線２８の端部は４本である。図１では、２本しか図示されていないが、実際には図面垂直方向奥側に他の巻線端部が存在している。
巻線２８の４本の端部を外部へ接続するためのコネクタ部３２が設けられている。
【００１６】
コネクタ部３２は、４本の接続ピン３５を有している。図１では、図面垂直方向奥側に４本の接続ピンが整列しているため、図１では１本の接続ピン３５のように見えている。
この４本の接続ピン３５と、巻線２８の４本の端子を電気的に接続するのは配線基板３６である。配線基板３６としては、表面に銅箔等の配線パターンを形成可能な、一般的なプリント基板を採用することができる。
【００１７】
ここで、本実施形態の配線基板との比較のために、従来の配線基板の平面図を図２に示す。
従来の配線基板１は、ロータ２２の周囲に配置されるよう半円形に形成され、巻線２８の上部に配置されている。
従来の配線基板１は、半円の中央部において、図面左から、コネクタ部３２の４本の接続ピンのうちの第１接続ピンの接続用の第１コネクタ接続部２ａ、コネクタ部３２の第２接続ピン接続用の第２コネクタ接続部２ｂ、コネクタ部３２の第３接続ピン接続用の第３コネクタ接続部２ｃ、コネクタ部３２の第４接続ピン接続用の第４コネクタ接続部２ｄが形成されている。
各接続部２ａ〜２ｄは、接続ピン３５を挿入する電子部品挿入用スルーホールと半田付け用のランドとから構成される。
【００１８】
そして、従来の配線基板１の半円部分の平面視左側の箇所には、第１巻線端部を接続する第１巻線接続部３ａ、第２巻線端部が接続される第２巻線接続部３ｂが形成されており、半円部分の平面視右側の箇所には、第３巻線端部が接続される第３巻線接続部３ｃ、第４巻線端部が接続される第４巻線接続部３ｄが形成されている。
これら各接続部３ａ〜３ｄは、巻線２８の各端部を半田付けするためのランドとして形成されている。
【００１９】
従来の配線基板１においては、第１巻線接続部３ａから第４巻線接続部３ｄまでは、平面視した図２では左から右へ順番に整列している。
そして、第１コネクタ接続部２ａから第４コネクタ接続部２ｄまでも、平面視した図２では左から右へ順番に整列している。
【００２０】
このような従来の配線基板１において、第１巻線接続部３ａと第１コネクタ接続部２ａとを電気的に接続する第１配線パターン４ａ、第２巻線接続部３ｂと第２コネクタ接続部２ｂとを電気的に接続する第２配線パターン４ｂは、半円の左側において半円に沿って円弧状に形成され、第３巻線接続部３ｃと第３コネクタ接続部２ｃとを電気的に接続する第３配線パターン４ｃ、第４巻線接続部３ｄと第４コネクタ接続部２ｄとを電気的に接続する第４配線パターン４ｄは、半円の右側において半円に沿って円弧状に形成されている。
【００２１】
これに対して、本実施形態の配線基板３６の平面図を図３に示す。
本実施形態の配線基板３６は平面視ほぼ長方形状である。そして、半円の部分が形成されておらず、巻線２８の上部には配置されない。配線基板３６は、コネクタ部３２の上面に配置され、コネクタ部３２よりも径方向内側には突出しない大きさとなっている。
【００２２】
本実施形態の配線基板３６では、巻線２８の巻線端部の各接続部と、コネクタ部３２の各接続ピンの接続部が図面左右方向（すなわち、コネクタ部３２の各接続ピン３５の整列方向）に一直線上に形成されている。このため、配線基板３６の径方向に対する辺の長さを短くすることが可能となっている。
【００２３】
本実施形態の配線基板３６の各接続部の配置は以下の通りである。
平面視左側（図３の左側）から、第２巻線端部が接続される第２巻線接続部４０ｂ、第１巻線端部が接続される第１巻線接続部４０ａ、コネクタ部３２の第１接続ピン３５ａが接続される第１コネクタ接続部４２ａ、コネクタ部３２の第２接続ピン３５ｂが接続される第２コネクタ接続部４２ｂ、コネクタ部３２の第３接続ピン３５ｃが接続される第３コネクタ接続部４２ｃ、コネクタ部３２の第４接続ピン３５ｄが接続される第４コネクタ接続部４２ｄ、第４巻線端部が接続される第４巻線接続部４０ｄ、第３巻線端部が接続される第３巻線接続部４０ｃという順番で一直線上に整列している。
【００２４】
このように、本実施形態の配線基板３６は、コネクタ部３２の各接続ピン３５に対しての各コネクタ接続部４２ａ〜４２ｄを、接続ピン３５のそのまま上方位置に設け、巻線２８の各巻線端部の各巻線接続部４０ａ〜４０ｄを、各コネクタ部接続部４２ａ〜４２ｄの左右両側に配置した構成としている。
【００２５】
そして、本実施形態の配線基板３６では、第１巻線接続部４０ａと第１コネクタ接続部４２ａとを電気的に接続する第１配線パターン４４ａは、左右方向にわずかな距離に形成されている。
また、第２巻線接続部４０ｂと第２コネクタ接続部４２ｂとを電気的に接続する第２配線パターン４４ｂは、モータの径方向外側で第１巻線接続部４０ａと第１コネクタ接続部４２ａを迂回するように配置されている。
同様に、第３巻線接続部４０ｃと第１コネクタ接続部４２ｃとを電気的に接続する第３配線パターン４４ｃは、左右方向にわずかな距離に形成されている。
また、第４巻線接続部４０ｄと第４コネクタ接続部４２ｄとを電気的に接続する第４配線パターン４４ｄは、モータの径方向外側で第３巻線接続部４０ｃと第３コネクタ接続部４２ｃを迂回するように配置されている。
【００２６】
このように、本実施形態の配線基板３６では、各巻線接続部４０ａ〜４０ｄと各コネクタ接続部４２ａ〜４２ｄを電気的に接続する各配線パターン４４の距離を従来と比較して極めて短くすることができる。
このため、配線パターン短絡のリスクを低減することができる。
【００２７】
またここで、本実施形態との比較のために、従来の配線基板を設けた場合の側面図を図４に示す。
図４に示すように、従来の配線基板１は、コネクタ部３２の上方に配置され、且つ巻線２８の上方に配置されている。巻線２８の巻線端部と配線基板１との接続は半田付けによって行われるため、ある程度の絶縁距離を確保する必要があった。ここで、従来のステータコア上面からブラケット上面までの距離をｘとして図示している。
【００２８】
図４と比較するための本実施形態の側面図を図５に示す
本実施形態では、配線基板３６は巻線２８の上方には配置されないので、従来のように絶縁距離を確保する必要がなく、図１に示したように、ステータコア２６上面からブラケット３１上面までの距離を短くすることができる。具体的には、従来のステータコア上面からブラケット上面までの距離ｘに対して、本実施形態では０．８ｘとすることができた。このように、本実施形態では、ステッピングモータ２０の大きさを小型化することに成功した。
【００２９】
以上本発明につき好適な実施形態を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【符号の説明】
【００３０】
１      従来の配線基板
２ａ    従来の第１コネクタ接続部
２ｂ    従来の第２コネクタ接続部
２ｃ    従来の第３コネクタ接続部
２ｄ    従来の第４コネクタ接続部
３ａ    従来の第１巻線接続部
３ｂ    従来の第２巻線接続部
３ｃ    従来の第３巻線接続部
３ｄ    従来の第４巻線接続部
４ａ    従来の第１配線パターン
４ｂ    従来の第２配線パターン
４ｃ    従来の第３配線パターン
４ｄ    従来の第４配線パターン
２０    ステッピングモータ
２１    回転軸
２２    ロータ
２４    ステータ
２６    ステータコア
２８    巻線
３０    インシュレータ
３１    ブラケット
３２    コネクタ部
３３    軸受
３５    接続ピン
３５ａ  第１接続ピン
３５ｂ  第２接続ピン
３５ｃ  第３接続ピン
３５ｄ  第４接続ピン
３６    配線基板
４０ａ  第１巻線接続部
４０ｂ  第２巻線接続部
４０ｃ  第３巻線接続部
４０ｄ  第４巻線接続部
４２ａ  第１コネクタ接続部
４２ｂ  第２コネクタ接続部
４２ｃ  第３コネクタ接続部
４２ｄ  第４コネクタ接続部
４４ａ  第１配線パターン
４４ｂ  第２配線パターン
４４ｃ  第３配線パターン
４４ｄ  第４配線パターン
【図１】
2020205700.tif 000003
【図２】
2020205700.tif 000004
【図３】
2020205700.tif 000005
【図４】
2020205700.tif 000006
【図５】
2020205700.tif 000007