JP2014236524A - 電動モータおよび減速機付モータ - Google Patents

Abstract

【課題】偏平化を図りつつ基板の高温化を抑制することができる電動モータおよび減速機付モータを提供する。【解決手段】複数の相のコイルが巻装されたステータと、ステータに対して回転自在に設けられたロータと、各相のコイルに給電するための多層基板８とを備え、ステータの軸方向上方に、多層基板８が配置された電動モータであって、多層基板８の各層には、それぞれ各相のコイルを所定の形態で結線するためのパターン２３〜２６が形成されており、各層のパターン２３〜２６は、積層方向で重ならないようにずれて配置されていると共に、径方向最外側に形成されている中性点用パターン２３の位置が、コイルの径方向最外側の位置からずれている。【選択図】図９

Description

この発明は、電動モータおよび減速機付モータに関するものである。

一般に、電動モータであるブラシレスモータは、モータケースに内嵌固定されたステータと、モータケースの径方向中央に配置されステータに対して回転自在に支持されたロータとを有している。ロータの外周面には、複数の永久磁石が配設されている。ステータは、略円筒状のステータコアと、このステータコアから径方向内側に突設された複数のティース部とを備えている。

各ティース部には、絶縁材であるインシュレータが装着され、このインシュレータを介してコイルが巻装されている。そして、コイルに外部電源からの電力が給電されると、コイルに発生する磁束と永久磁石との間に吸引力、または反発力が生じロータが回転する。
各コイルの結線は、ステータの軸方向一端に配置された配電基板（バスバー基板）に接続されることにより行われる。すなわち、各コイルの端末部は、例えば、スター結線方式などの結線方式に応じて配電基板を介して接続されることになる。

ここで、配電基板を小型化するために、さまざまな技術が提案されている。例えば、配電基板を多層基板とし、各層にそれぞれ所定の相のコイルを結線するためのパターンを形成したものがある。これらのパターンは、軸方向からみたときに、互いに同一形状となっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２４７１３８号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、多層基板の各層に形成されているパターンが軸方向で重なってしまうので、１つのパターンから発生する熱が他のパターンに伝達されてしまう。そして、パターン全体の発熱量が大きくなり、多層基板が高温になってしまうという課題がある。
とりわけ、ブラシレスモータの偏平化を図ろうとすると、コイルに対して多層基板が近接配置されるので、コイルから発生する熱もパターン全体に伝達され易くなり、多層基板がさらに高温化してしまう。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、偏平化を図りつつ基板の高温化を抑制することができる電動モータおよび減速機付モータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る電動モータは、複数の相のコイルが巻装されたステータと、前記ステータに対して回転自在に設けられたロータと、各相のコイルに給電するための多層基板とを備え、前記ステータの軸方向上方に、前記多層基板が配置された電動モータであって、前記多層基板の各層には、それぞれ各相のコイルを所定の形態で結線するためのパターンが形成されており、各層の前記パターンは、積層方向で重ならないようにずれて配置されていると共に、径方向最外側に形成されているパターンの位置が、前記コイルの径方向最外側の位置からずれていることを特徴とする。

このように、各層のパターンを積層方向で重ならないようにずらすことにより、各層に形成されているパターンから発生する熱が、それぞれ別の層に形成されているパターンに伝達されにくくすることができる。このため、多層基板の高温化を抑制することができる。
また、径方向最外側に形成されているパターンの位置が、コイルの径方向最外側の位置からずれているので、コイルと各パターンのうちの一部とが完全に対向した状態にならない。このため、コイルと多層基板とを近接配置した場合であっても、コイルから発生する熱がパターン全体に伝わりにくくなる。このため、電動モータの偏平化を図りつつ、多層基板の高温化を抑制できる。

本発明に係る電動モータは、径方向最内側に形成されているパターンの位置が、前記コイルの径方向最内側の位置よりも径方向内側に設定されていることを特徴とする。

このように構成することで、多層基板に形成されているパターンの一部がコイルと対向することがなくなるので、コイルから発生する熱が、より確実にパターンに伝わりにくくなる。このため多層基板の高温化をさらに確実に抑制することができる。

本発明に係る電動モータの前記ステータは、環状に形成されたステータコアと、前記ステータコアから径方向に沿って延び、前記コイルが巻装される複数のティース部とにより構成されており、前記コイルの巻厚は、径方向内側よりも径方向外側が厚くなるように設定されていることを特徴とする。

ここで、隣接するティース部間に形成されるスロットの幅は、径方向内側ほど狭くなる。このため、コイルの巻厚を、径方向内側よりも径方向外側が厚くなるように設定することにより、コイルの占積率を向上させることができる。

本発明に係る電動モータは、前記多層基板の前記ステータから軸方向に離れた層に形成されているパターンほど、径方向外側に配置されていることを特徴とする。

ここで、コイルの巻厚が厚いほど、コイルエンドの軸方向の高さが高くなる。つまり、コイルの巻厚を、径方向内側よりも径方向外側が厚くなるように設定した場合、コイルと多層基板との間隔は、径方向内側よりも径方向外側が狭くなる。このため、多層基板のステータから軸方向に離れた層に形成されているパターンほど、径方向外側に配置することで、できる限りコイルとパターンとの間隔を拡げることができる。よって、さらに確実に、コイルから発生する熱を、パターンに伝わりにくくすることができる。

本発明に係る電動モータの前記多層基板は、前記複数の相のコイルをスター結線するためのものであって、前記パターンは、同相同士のコイルの一端を結線するための相用パターンと、各相のコイルの他端を結線する中性点用パターンとにより構成されていることを特徴とする。

このように構成することで、各相のコイルをスター結線する場合に好適に多層基板を用いることができる。

本発明に係る減速機付モータは、電動モータと、この電動モータの回転が伝達されるハイポサイクロイド減速機構とを備え、前記ハイポサイクロイド減速機構は、ケースと、このケースに固定された内歯歯車と、この内歯歯車の中心軸に対して所定量だけ偏心した状態で前記内歯歯車と噛合う外歯歯車と、前記電動モータからの回転が入力され、この回転に基づいて前記外歯歯車を所定量だけ偏心させた状態で触れ回す偏心シャフトと、前記外歯歯車と係合し、この外歯歯車の回転を出力する出力部とを有することを特徴とする。

このように構成することで、偏平化を図りつつ基板の高温化を抑制することができる減速機付モータを提供できる。また、電動モータの回転を、大きい減速比を得て出力することができる。

本発明によれば、各層のパターンを積層方向で重ならないようにずらすことにより、各層に形成されているパターンから発生する熱が、それぞれ別の層に形成されているパターンに伝達されにくくすることができる。このため、多層基板の高温化を抑制することができる。
また、径方向最外側に形成されているパターンの位置が、コイルの径方向最外側の位置からずれているので、コイルと各パターンのうちの一部とが完全に対向した状態にならない。このため、コイルと多層基板とを近接配置した場合であっても、コイルから発生する熱がパターン全体に伝わりにくくなる。このため、電動モータの偏平化を図りつつ、多層基板の高温化を抑制できる。

本発明の実施形態における減速機付モータの縦断面図である。 本発明の実施形態における減速機付モータの一部を分解した斜視図である。 本発明の実施形態におけるコイルの構成図である。 図２のＡ部拡大図である。 本発明の実施形態における多層基板の第１層目の平面図である。 本発明の実施形態における多層基板の第２層目の平面図である。 本発明の実施形態における多層基板の第３層目の平面図である。 本発明の実施形態における多層基板の第４層目の平面図である。 本発明の実施形態における多層基板の各層を重ね合わせた状態を示す平面図である。 本発明の実施形態におけるコイルの結線図である。 本発明の実施形態における多層基板の概略断面図である。 本発明の実施形態における減速機構の一部を分解した斜視図である。

（減速機付モータ）
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、減速機付モータ１の縦断面図、図２は、減速機付モータ１の一部を分解した斜視図である。
図１、図２に示すように、減速機付モータ１は、電動モータ２と、この電動モータ２の軸方向一端側に設けられた減速機構３とにより構成されている。

（電動モータ）
電動モータ２は、有底筒状のモータケーシング４と、モータケーシング４に固定されたステータ５と、ステータ５の径方向内側に回転自在に設けられているロータ６と、モータケーシング４の開口部４ａを閉塞するモータカバー７と、ステータ５のモータカバー７側に配置され、ステータ５に給電を行うための多層基板８とを備えた、いわゆるインナーロータ型のブラシレスモータである。

（モータケーシング）
モータケーシング４の底壁４ｂには、径方向略中央にモータカバー７側に向かって突出する略円筒状の軸受ボス部１０が一体成形されている。この軸受ボス部１０には、ロータ６の回転軸１１を回転自在に支持するための転がり軸受１２が内嵌固定されている。
また、モータケーシング４の周壁４ｃには、外面側に二又状のブラケット９が一体成形されている。ブラケット９は、減速機付モータ１を被固定部材（不図示）に固定するためのものであって、不図示のボルトを挿通可能な挿通孔１３が２か所形成されている。これら挿通孔１３にボルトを挿通し、被固定部材に螺入することによって、この被固定部材に減速機付モータ１が締結固定される。

また、モータケーシング４の周壁４ｃには、開口部４ａの内周縁から軸方向略中央に至る間に、段差により拡径された拡径部４ｄが形成されている。この拡径部４ｄにステータ５の外周面が内嵌されると共に、拡径部４ｄの段差面４ｅにステータ５の一端面が当接され、ステータ５の位置決めが行われる。
また、段差面４ｅには、径方向内側に突出するように形成された３つのねじ座４ｆが、周方向に等間隔に設けられている。これらねじ座４ｆの座面は、段差面４ｅと面一となるように形成されている。そして、各ねじ座４ｆに、それぞれ雌ネジ部２７が刻設されている。この雌ネジ部２７は、ステータ５を固定するためのものである。

（ステータ）
ステータ５は、磁性を有する金属板を軸方向に積層して形成されたものであって、略円筒状のステータコア１４を有している。このステータコア１４の外周面が、モータケーシング４の拡径部４ｄに内嵌されている。また、モータケーシング４の段差面４ｅに、ステータコア１４の一端面が当接されている。ステータコア１４には、モータケーシング４の雌ネジ部２７に対応する部位に、ボルト２８を挿通可能な挿通孔１４ａが形成されている。この挿通孔１４ａにボルト２８を挿通し、このボルト２８を雌ネジ部２７に螺入することにより、ステータコア１４にステータ５が締結固定される。

また、ステータコア１４の内周側には、径方向内側に向かって突出する複数（この実施形態では１８個）のティース部１５が周方向に等間隔で設けられている。ティース部１５は、軸方向平面視略Ｔ字状に形成されている。
さらに、ステータ５には、ティース部１５の全周を覆うように形成された樹脂製のインシュレータ１６が設けられている。このインシュレータ１６の上から各ティース部１５にコイル１７が巻装されている。

図３は、コイル１７の構成図である。
同図に示すように、コイル１７は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相で構成されており、各相のコイル１７が所定のティース部１５に、集中巻方式により巻装されている。
すなわち、Ｕ相のコイル１７は、６つのコイルＵ１〜Ｕ６（以下、Ｕ相コイルＵ１〜Ｕ６という）で構成されており、Ｕ相コイルＵ１〜Ｕ３が周方向で隣り合う３つのティース部１５に連続して巻装されていると共に、Ｕ相コイルＵ４〜Ｕ６が周方向で隣り合う３つのティース部１５に連続して巻装されている。そして、Ｕ相コイルＵ１〜Ｕ３とＵ相コイルＵ４〜Ｕ６とがロータ６の回転軸１１を挟んで対向配置されている。

さらに、Ｖ相のコイル１７は、６つのコイルＶ１〜Ｖ６（以下、Ｖ相コイルＶ１〜Ｖ６という）で構成されており、Ｖ相コイルＶ１〜Ｖ３が周方向で隣り合う３つのティース部１５に連続して巻装されていると共に、Ｖ相コイルＶ４〜Ｖ６が周方向で隣り合う３つのティース部１５に連続して巻装されている。そして、Ｖ相コイルＶ１〜Ｖ３とＶ相コイルＶ４〜Ｖ６とがロータ６の回転軸１１を挟んで対向配置されている。

そして、Ｗ相のコイル１７は、６つのコイルＷ１〜Ｗ６（以下、Ｗ相コイルＷ１〜Ｗ６という）で構成されており、Ｗ相コイルＷ１〜Ｗ３が周方向で隣り合う３つのティース部１５に連続して巻装されていると共に、Ｗ相コイルＷ４〜Ｗ６が周方向で隣り合う３つのティース部１５に連続して巻装されている。そして、Ｗ相コイルＷ１〜Ｗ３とＷ相コイルＷ４〜Ｗ６とがロータ６の回転軸１１を挟んで対向配置されている。

また、図１、図３に示すように、コイル１７は、ティース部１５の径方向略中央を中心にして径方向内側に巻装されている箇所（以下、この箇所のコイル１７を内側コイル１７ａという）の巻厚Ｔ１と、径方向外側に巻装されている箇所（以下、この箇所のコイル１７を外側コイル１７ｂという）の巻厚Ｔ２とが異なるように形成されている。より具体的には、内側コイル１７ａの巻厚Ｔ１よりも外側コイル１７ｂの巻厚Ｔ２が厚くなるように設定されている。

これは、コイル１７の端末部の引き回しと、コイル１７の占積率を考慮することによる。
すなわち、コイル１７の端末部の引き回しを考慮した場合、内側コイル１７ａおよび外側コイル１７ｂを、それぞれの巻厚Ｔ１，Ｔ２が同等となるように同じように巻装すると、コイル１７の端末部７１をティース部１５の先端から引き出すことになる。各コイル１７の端末部７１は、ティース部１５の根元側、つまり、径方向外側で後述の端子１８等により結線されるので、コイル１７の端末部７１をティース部１５の先端から引き出すと無駄な引き回しが多くなってしまう。このため、内側コイル１７ａの巻厚Ｔ１よりも外側コイル１７ｂの巻厚Ｔ２を厚く設定することにより、コイル１７の端末部７１の引出し位置がティース部１５の径方向略中央となり、無駄な引き回しを抑えることができる。

また、ティース部１５は、径方向に沿って延出しているので、隣接するティース部１５間のスロット２０のスペースは、径方向内側に向かうほど狭くなる。このため、内側コイル１７ａの巻厚Ｔ１よりも外側コイル１７ｂの巻厚Ｔ２を厚く設定することにより、スロット２０のスペースを最大限有効に活用することができ、コイル１７の占積率を向上させることができる。

ステータ５に設けられているインシュレータ１６は、ティース部１５とコイル１７との絶縁を図るためのものである。インシュレータ１６の径方向内側には、軸方向両端に、軸方向に沿うように形成された内周壁１６ａが立設されている。さらに、インシュレータ１６の径方向外側には、軸方向両端に、軸方向に沿うように形成された外周壁１６ｂが立設されている。これら内周壁１６ａおよび外周壁１６ｂは、それぞれコイル１７の巻崩れを防止するためのものである。

図４は、図２のＡ部拡大図である。
同図に示すように、外周壁１６ｂには、各ティース部１５に対応する部位のうち、所定の箇所に端子１８がインサート成形されている。
端子１８は、コイル１７の端末部と多層基板８とを電気的に接続するためのものであって、二又状に形成されている。そして、二又状の先端が多層基板８側（図３における下側）に向かって突出するように、端子１８の基端側をインシュレータ１６に埋設してある。二又状の先端は、コイル１７の端末部が接続されるコイル用突起１８ａと、多層基板８に接続される基板用突起１８ｂとで構成されている。

また、インシュレータ１６の外周壁１６ｂには、端子１８がインサート成形されている箇所を避けた位置に、３つの位置決め突起１９が一体成形されている。位置決め突起１９も、外周壁１６ｂから多層基板８側に向かって突出するように形成されている。そして、３つの位置決め突起１９は、周方向に等間隔に配置されている。
これら位置決め突起１９は、多層基板８の後述する位置決め用孔２２に挿通されることにより、ステータ５に対する多層基板８の位置決めを行う機能を有している。

このように構成されたステータ５の外側からモータカバー７が設けられている。モータカバー７は、モータケーシング４の開口部４ａを閉塞可能なように略有底筒状に形成されている。そして、モータカバー７の開口部７ａをモータケーシング４側に向けて配置されている。
モータケーシング４の開口部４ａ側の端面には、周方向に３か所ねじ座４ｇが形成されている。一方、モータカバー７にもねじ座４ｇに対応する部位に、ねじ座７ｂが形成されている。そして、モータケーシング４のねじ座４ｇに雌ネジ部４ｈが刻設されている一方、モータカバー７のねじ座７ｂに貫通孔７ｃが形成されている。この貫通孔７ｃにボルト６５を挿通し、雌ネジ部４ｈに螺入することにより、モータケーシング４にモータカバー７が締結固定される。

（多層基板）
図５は、多層基板８の第１層目８ａの平面図、図６は、多層基板８の第２層目８ｂの平面図、図７は、多層基板８の第３層目８ｃの平面図、図８は、多層基板８の第４層目８ｄの平面図、図９は、多層基板８の各層８ａ〜８ｄを重ね合わせた状態を示す平面図、図１０は、コイル１７の結線図である。

ここで、多層基板８は、ガラスが含有されたエポキシ樹脂などにより構成された絶縁層上に、銅箔などにより構成されたパターンが形成されてなる１つの層を、４つ積層したものである。そして、図１に示すように、ステータ５に設けられたインシュレータ１６の内周壁１６ａおよび外周壁１６ｂ上に載置されている。
また、図１０に示すように、多層基板８は、３相で構成されているコイル１７をいわゆるスター結線方式により結線し、各相のコイル１７に所定の電流を供給するためのものである。以下に、多層基板８について、より具体的に説明する。

図９に示すように、多層基板８は略円板状に形成されており、その外径は、ステータ５の外径とほぼ同一となるように設定されている。そして、多層基板８には、インシュレータ１６の外周壁１６ｂに埋設されている端子１８の基板用突起１８ｂに対応する箇所に、この基板用突起１８ｂが挿通されるスルーホール２１が形成されている。
また、多層基板８には、インシュレータ１６の外周壁１６ｂに突設された位置決め突起１９に対応する箇所に、この位置決め突起１９が挿通される位置決め用孔２２が形成されている。位置決め用孔２２に位置決め突起１９が挿通されることにより、インシュレータ１６上に位置決めされた形で多層基板８が載置される。

さらに、多層基板８の径方向略中央には、ロータ６の後述するボス部４３との干渉を回避するための貫通孔２７が形成されている。また、多層基板８の外周縁には、ステータコア１４の挿通孔１４ａに対応する箇所に、凹部２９が形成されている。この凹部２９は、ステータ５をモータカバー７に締結固定するためのボルト２８と多層基板８との干渉を回避するためのものである。

次に、多層基板８の各層について説明する。
図５、図９、図１０に示すように、多層基板８の第１層目８ａには、中性点用パターン２３が形成されている。中性点用パターン２３は、Ｕ相コイルＵ６、Ｖ相コイルＶ１、およびＷ相コイルＷ１の端末部同士を接続するように形成されている。
より具体的には、中性点用パターン２３は、Ｕ相コイルＵ６の基板用突起１８ｂが挿通されるスルーホール２１から延びるＵ相用中性点パターン２３Ｕを有している。また、Ｖ相コイルＶ６の基板用突起１８ｂが挿通されるスルーホール２１から延びるＶ相用中性点パターン２３Ｖを有している。さらに、Ｗ相コイルＷ６の基板用突起１８ｂが挿通されるスルーホール２１から延びるＷ相用中性点パターン２３Ｗを有している。これらＵ相用中性点パターン２３Ｕ、Ｖ相用中性点パターン２３Ｖ、およびＷ相用中性点パターン２３Ｗは、略円弧状に形成された中性点パターン渡り部２３ａによって連結されている。

また、第１層目８ａには、Ｕ相コイルＵ１の基板用突起１８ｂが挿通されるスルーホール２１に、Ｕ相電源入力用パターン３０Ｕが形成されている。この他に、第１層目８ａには、Ｕ相電源入力用パターン３０Ｕと平行に、かつ横並びとなるように、Ｗ相引出パターン３２ＷおよびＶ相引出パターン３２Ｖが形成されている。

Ｗ相引出パターン３２Ｗは、後述のＷ相電源入力パターン３０Ｗに、Ｗ相引出用スルーホール３１Ｗを介して接続されている。また、Ｖ相引出パターン３２Ｖは、後述のＶ相電源入力パターン３０Ｖに、Ｖ相引出用スルーホール３１Ｖを介して接続されている。
これらＵ相電源入力用パターン３０Ｕ、Ｗ相引出パターン３２Ｗ、およびＶ相引出パターン３２Ｖは、コネクタ６７（図２参照）を介して不図示の外部電源に電気的に接続されるようになっている。

図６、図９、図１０に示すように、多層基板８の第２層目８ｂには、Ｗ相用パターン２４が形成されている。Ｗ相用パターン２４は、Ｗ相コイルＷ３の基板用突起１８ｂが挿通されるスルーホール２１から延びるＷ相用パターン２４Ｗ３を有している。また、Ｗ相コイルＷ４の基板用突起１８ｂが挿通されるスルーホール２１から延びるＷ相用パターン２４Ｗ４を有している。これらＷ相用パターン２４Ｗ３，２４Ｗ４は、略円弧状に形成されたＷ相パターン渡り部２４ａによって連結されている。これにより、Ｗ相コイルＷ３とＷ相コイルＷ４とが接続され、Ｗ相コイルＷ１〜Ｗ６が直列に接続される。
また、第２層目８ｂには、Ｗ相コイルＷ１の基板用突起１８ｂが挿通されるスルーホール２１と、Ｗ相引出用スルーホール３１Ｗとの間に跨るように、Ｗ相電源入力パターン３０Ｗが形成されている。

図７、図９、図１０に示すように、多層基板８の第３層目８ｃには、Ｖ相用パターン２５が形成されている。Ｖ相用パターン２５は、Ｖ相コイルＶ３の基板用突起１８ｂが挿通されるスルーホール２１から延びるＶ相用パターン２４Ｖ３を有している。また、Ｖ相コイルＶ４の基板用突起１８ｂが挿通されるスルーホール２１から延びるＶ相用パターン２４Ｖ４を有している。これらＶ相用パターン２４Ｖ３，２４Ｖ４は、略円弧状に形成されたＶ相パターン渡り部２５ａによって連結されている。これにより、Ｖ相コイルＶ３とＶ相コイルＶ４とが接続され、Ｖ相コイルＶ１〜Ｖ６が直列に接続される。
また、第３層目８ｃには、Ｖ相コイルＶ１の基板用突起１８ｂが挿通されるスルーホール２１と、Ｖ相引出用スルーホール３１Ｖとの間に跨るように、Ｖ相電源入力パターン３０Ｖが形成されている。

図８、図９、図１０に示すように、多層基板８の第４層目８ｄには、Ｕ相用パターン２６が形成されている。Ｕ相用パターン２６は、Ｕ相コイルＵ３の基板用突起１８ｂが挿通されるスルーホール２１から延びるＵ相用パターン２６Ｕ３を有している。また、Ｕ相コイルＵ４の基板用突起１８ｂが挿通されるスルーホール２１から延びるＵ相用パターン２６Ｕ４を有している。これらＵ相用パターン２６Ｕ３，２６Ｕ４は、略円弧状に形成されたＵ相パターン渡り部２６ａによって連結されている。これにより、Ｕ相コイルＵ３とＵ相コイルＵ４とが接続され、Ｕ相コイルＵ１〜Ｕ６が直列に接続される。

図１１は、多層基板８の概略断面図である。
図９、図１１に示すように、上述のように構成された多層基板８は、第１層目８ａがコイル１７から最も離れた位置になるように形成されている。そして、各層８ａ〜８ｄの各パターン渡り部２３ａ〜２６ａは、互いに積層方向で重ならないように、コイル１７に近づくに従って徐々に径方向内側に位置するようにずれて形成されている。すなわち、第１層目８ａの中性点パターン渡り部２３ａが最も径方向外側に位置し、第４層目８ｄのＵ相用パターン渡り部２６ａが最も径方向内側に位置している。

また、最も径方向外側に位置している中性点パターン渡り部２３ａは、外側コイル１７ｂよりも径方向内側に位置するように形成されている。さらに、第３層目８ｃのＶ相パターン渡り部２５ａと、第４層目８ｄのＵ相パターン渡り部２６ａは、それぞれ内側コイル１７ａよりも径方向内側に位置するように形成されている。
この他に、図１、図９に示すように、多層基板８には、ロータ６の後述のマグネット４２に対応する箇所に、ホールＩＣ３３が実装されている。このホールＩＣ３３は、ロータ６が回転することによるマグネット４２の磁束の変化を検出することにより、ロータ６の回転角度を検出するようになっている。

（ロータ）
図１に示すように、ロータ６は、モータケーシング４に設けられた転がり軸受１２に回転自在に支持されている回転軸１１と、この回転軸１１のモータカバー７側（図１における下側）の端部に固定されている有底筒状のロータコア４１と、このロータコア４１の外周面４１ａに固定されているマグネット４２とを有している。
ロータコア４１の底壁４１ｂには、径方向略中央に底壁４１ｂよりも厚肉のボス部４３が一体成形されている。ボス部４３は平面視略円形状に形成されており、径方向略中央に回転軸１１を圧入可能な貫通孔４４が形成されている。

マグネット４２は、リング状に形成し、周方向に沿って磁極が順番となるように着磁してもよいし、瓦状に形成し、周方向に沿って磁極が順番となるように配置してもよい。このように構成されたマグネット４２は、ステータ５のティース部１５と対向するように配置されている。また、マグネット４２の軸方向端部と多層基板８に実装されたホールＩＣ３３とが対向するようになっている。
さらに、回転軸１１のモータカバー７とは反対側には、減速機構３の偏心シャフト５１が一体成形されている。

（減速機構）
図１２は、減速機構３の一部を分解した斜視図である。
図１、図１２に示すように、減速機構３は、いわゆるハイポサイクロイド減速機構であって、回転軸１１に一体成形された偏心シャフト５１を有している。偏心シャフト５１は、回転軸１１の軸心から所定量だけ偏心した偏心部５１ａと、この偏心部５１ａの先端に一体成形され、回転軸１１と同軸となる同軸部５１ｂとにより構成されている。

偏心部５１ａには、一対の転がり軸受５２ａ，５２ｂを介して外歯平歯車５３が回転自在に支持されている。外歯平歯車５３は、略円板状に形成されており、径方向略中央に、一対の転がり軸受５２ａ，５２ｂが内嵌固定される円筒部５３ａが一体成形されている。また、外歯平歯車５３の外周側には、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔６１が周方向に沿って等間隔に形成されている。これら貫通孔６１には、後述の係合ピン６０が係合される。

また、外歯平歯車５３の外周側には、この外歯平歯車５３よりも大径に形成され、かつ外歯平歯車５３よりも多歯数差で形成された内歯歯車５４が設けられている。内歯歯車５４は、リング状に形成されている。そして、内歯歯車５４は、モータケーシング４の底壁４ｂから減速機構３側（図１における上側）に向かって突出形成された円筒状のギヤハウジング５５に内嵌固定されている。
外歯平歯車５３は、偏心シャフト５１の偏心部５１ａにより所定量だけ偏心した状態で振り回されながら内歯歯車５４に噛合う。これにより、偏心シャフト５１の回転数に対し、所定量だけ減速して外歯平歯車５３が回転する。

また、外歯平歯車５３のモータケーシング４とは反対側には、出力プレート５６が設けられている。出力プレート５６は、略円板状に形成されたものであって、その外周面が大径の転がり軸受５７を介してギヤハウジング５５に回転自在に支持されている。また、出力プレート５６の径方向略中央には、外歯平歯車５３側に軸受ハウジング５８が凹設されており、ここに、小径の転がり軸受５９が内嵌固定されている。この小径の転がり軸受５９を介して、出力プレート５６に偏心シャフト５１の同軸部５１ｂが回転自在に支持されている。

ここで、小径の転がり軸受５９と偏心シャフト５１の偏心部５１ａとの間には、ワッシャ６２が設けられており、出力プレート５６と偏心部５１ａとが直接接触しないようになっている。これにより、出力プレート５６と偏心シャフト５１とが回転する際の摺動摩擦抵抗が低減できる。

また、出力プレート５６の外周側には、複数の係合ピン６０が外歯平歯車５３側に向かって複数突設されている。複数の係合ピン６０は、外歯平歯車５３の貫通孔６１に対応するように、周方向に沿って等間隔に配置されている。
ここで、貫通孔６１の直径は、係合ピン６０に対して、偏心シャフト５１における偏心部５１ａの偏心量だけ、外歯平歯車５３が触れ回り可能な大きさに設定されている。これにより、偏心シャフト５１から減速された状態で回転する外歯平歯車５３の回転が出力プレート５６に伝達される。そして、出力プレート５６が偏心シャフト５１と同軸上で回転する。

また、ギヤハウジング５５の先端には、リング状の押えプレート６３がボルト６４によって締結固定されている。これにより、ギヤハウジング５５からの大径の転がり軸受５７の抜けが防止される。

このような構成のもと、不図示の外部電源から多層基板８を介して所定のコイル１７に電流が供給されると、ステータ５のティース部１５に磁界が発生し、この磁界とロータ６のマグネット４２との間に磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、ロータ６の回転軸１１が回転する。回転軸１１が回転すると、この回転軸１１と一体形成されている偏心シャフト５１が回転し、減速機構３によって減速されて出力される。

（効果）
ここで、多層基板８に形成されている各パターン２３〜２６は、電流が供給されることにより発熱する。しかしながら、各パターン２３〜２６のパターン渡り部２３ａ〜２６ａが積層方向で重ならないようにずれて形成されているので、それぞれのパターン２３〜２６から発生する熱が、他のパターン２３〜２６に伝達されにくい。
換言すれば、各パターン渡り部２３ａ〜２６ａが積層方向で重なって形成される場合よりも、各パターン渡り部２３ａ〜２６ａが互いに離れて形成されている。このため、この分、それぞれのパターン２３〜２６から発生する熱が、他のパターン２３〜２６に伝達されにくい。よって、多層基板８の高温化を抑制することができる。

また、ステータ５に巻装されているコイル１７のうち、外側コイル１７ｂの巻厚Ｔ２を、内側コイル１７ａの巻厚Ｔ１よりも厚くなるように設定している。このため、スロット２０のスペースを有効活用してコイル１７の占積率を向上させることができると共に、コイル１７の無駄な引き回しを抑えることができる。

さらに、多層基板８に形成されている各層のパターン２３〜２６のうち、径方向最外側に形成されている中性点用パターン２３の中性点パターン渡り部２３ａが外側コイル１７ｂから最も離れた第１層目８ａに形成されている。
ここで、コイル１７のうち、外側コイル１７ｂの巻厚Ｔ２は、内側コイル１７ａの巻厚Ｔ１よりも厚く設定されているので、この分、内側コイル１７ａと多層基板８との間の距離よりも、外側コイル１７ｂと多層基板８との間の距離が短くなる。すなわち、外側コイル１７ｂから発生する熱の方が、内側コイル１７ａから発生する熱よりも多層基板８に伝達され易い。しかしながら、外側コイル１７ｂに対応するように、径方向最外側に位置する中性点用パターン２３が、第１層目８ａに形成されている。これに加え、コイル１７に徐々に近づく第２層目８ｂ〜第４層目８ｄのパターン２４〜２６が、徐々に径方向内側へとずれて配置されている。このため、コイル１７から発生する熱が各パターン２３〜２６に伝達されにくく、多層基板８の高温化をより確実に抑制することができる。

また、中性点パターン渡り部２３ａの位置が、外側コイル１７ｂの位置からずれているので、中性点パターン渡り部２３ａと外側コイル１７ｂとが軸方向で完全に対向した状態にならない。このため、コイル１７から発生する熱がさらに各パターン２３〜２６に伝達されにくく、多層基板８の高温化をより確実に抑制することができる。
さらに、多層基板８の各パターン２３〜２６のうち、径方向内側に位置している第３層目８ｃのＶ相パターン渡り部２５ａと、第４層目８ｄのＵ相パターン渡り部２６ａが、それぞれ内側コイル１７ａよりも径方向内側に位置するように形成されている。このため、コイル１７から発生する熱がＶ相パターン渡り部２５ａやＵ相パターン渡り部２６ａにさらに伝わりにくくなる。このため多層基板８の高温化をさらに確実に抑制することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、多層基板８は４層で構成され、第１層目８ａから第４層目８ｄまで、中性点用パターン２３、Ｗ相用パターン２４、Ｖ相用パターン２５、Ｕ相用パターン２６の順で形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、コイル１７の構成や結線パターンに応じて、多層基板８の構成を変更してもよい。この場合、各パターンが積層方向で重ならないようにずれて形成されていればよい。

また、上述の実施形態では、コイル１７は、ティース部１５の径方向略中央を中心にして径方向内側に内側コイル１７ａを形成する一方、径方向外側に外側コイル１７ｂを形成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ティース部１５の径方向内側から径方向外側に向かうに従って、コイル１７の巻厚が徐々に厚くなるように形成してもよい。

さらに、上述の実施形態では、ステータ５は、磁性を有する金属板を軸方向に積層して形成されたものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、軟磁性粉を加圧してステータ５を形成してもよい。
また、ステータ５は、１８個のティース部１５を有し、同相のコイル１７がそれぞれ６つずつ存在している場合について説明した。そして、同相のコイル１７が直列接続されたうえで各相のコイル１７がスター結線方式により結線されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ティース部１５の個数（各相のコイル１７の個数）および結線方式は、任意に設定することが可能である。

１ 減速機付モータ
２ 電動モータ
３ 減速機構（ハイポサイクロイド減速機構）
５ ステータ
６ ロータ
８ 多層基板
８ａ 第１層目
８ｂ 第２層目
８ｃ 第３層目
８ｄ 第４層目
１４ ステータコア
１５ ティース部
１７ コイル
１７ａ 内側コイル
１７ｂ 外側コイル
２３ 中性点用パターン
２３ａ 中性点パターン渡り部
２４ Ｗ相用パターン（相用パターン）
２４ａ Ｗ相パターン渡り部
２５ Ｖ相用パターン（相用パターン）
２５ａ Ｖ相パターン渡り部
２６ Ｕ相用パターン（相用パターン）
２６ａ Ｕ相パターン渡り部
５１ 偏心シャフト
５３ 外歯平歯車（外歯歯車）
５４ 内歯歯車
５５ ギヤハウジング（ケース）
５６ 出力プレート（出力部）

Claims (6)

1. 複数の相のコイルが巻装されたステータと、
   前記ステータに対して回転自在に設けられたロータと、
   各相のコイルに給電するための多層基板とを備え、
   前記ステータの軸方向上方に、前記多層基板が配置された電動モータであって、
   前記多層基板の各層には、それぞれ各相のコイルを所定の形態で結線するためのパターンが形成されており、
   各層の前記パターンは、積層方向で重ならないようにずれて配置されていると共に、径方向最外側に形成されているパターンの位置が、前記コイルの径方向最外側の位置からずれていることを特徴とする電動モータ。
2. 径方向最内側に形成されているパターンの位置が、前記コイルの径方向最内側の位置よりも径方向内側に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ。
3. 前記ステータは、
   環状に形成されたステータコアと、
   前記ステータコアから径方向に沿って延び、前記コイルが巻装される複数のティース部とにより構成されており、
   前記コイルの巻厚は、径方向内側よりも径方向外側が厚くなるように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動モータ。
4. 前記多層基板の前記ステータから軸方向に離れた層に形成されているパターンほど、径方向外側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電動モータ。
5. 前記多層基板は、前記複数の相のコイルをスター結線するためのものであって、
   前記パターンは、
   同相同士のコイルの一端を結線するための相用パターンと、
   各相のコイルの他端を結線する中性点用パターンとにより構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の電動モータ。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の電動モータと、
   この電動モータの回転が伝達されるハイポサイクロイド減速機構とを備え、
   前記ハイポサイクロイド減速機構は、
   ケースと、
   このケースに固定された内歯歯車と、
   この内歯歯車の中心軸に対して所定量だけ偏心した状態で前記内歯歯車と噛合う外歯歯車と、
   前記電動モータからの回転が入力され、この回転に基づいて前記外歯歯車を所定量だけ偏心させた状態で触れ回す偏心シャフトと、
   前記外歯歯車と係合し、この外歯歯車の回転を出力する出力部とを有することを特徴とする減速機付モータ。

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