JP2018157612A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】コイルの巻線およびリード線が接続される配線基板の配線パターンの焼損を防止すること。【解決手段】モータ１は、８極１２スロットのモータであり、配線基板８にリード線２７を固定し、配線基板８を介してコイル２６に給電する。配線基板８は４層のプリント基板であり、３相のコイル２６をデルタ結線する配線パターンが形成されている。配線基板８は、円環状の配線パターン形成部８１と、配線パターン形成部８１の外周縁から径方向外側へ突出する腕部８２を備える。コイル２６は、配線パターン形成部８１の外周縁に形成されたスルーホール８３に端子ピン２８を介して接続される。リード線２７は配線基板８の表面層８Ａに形成されたランド８４に半田付けされ、固定部材５８によって腕部８２に結束される。【選択図】図４

Description

本発明は、配線基板を介してコイルに給電するモータに関する。

モータケースにステータおよびロータを収容したモータにおいて、モータケース内に配置した配線基板にコイルの巻線および給電用のリード線を接続し、配線基板上の配線パターンを介してコイルへの給電を行うものがある。特許文献１のモータは、配線基板として４層のプリント基板を用いており、４層のうちの表面層に形成された配線パターンと、他の３層に形成されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の配線パターンを備える。各相の配線パターンと対応するコイルとの接続は、４層を貫通するスルーホールに取り付けられた端子ピンを介して行われる。端子ピンはインシュレータに圧入されており、コイルから引き出した巻線は端子ピンに絡げられている。各相の配線パターンは、端子ピンを介して表面層に設けられた配線パターンと接続され、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルがＹ型結線される。

特開２００１−３１４０５６号公報

図１０はＹ型結線用の配線パターンが設けられた配線基板の説明図であり、図１０（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、Ｕ相配線パターン１８５Ｕ、Ｖ相配線パターン１８５Ｖ、Ｗ相配線パターン１８５Ｗを示す。また、図１０（ｄ）は、配線基板の表面層に設けられた配線パターン１８５Ａを示す。図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示すように、３相のコイルをＹ型結線するように配線パターンを形成した場合、パターン幅を太くすることができない。また、配線基板にはリード線を接続するランドが設けられるが、図１０に示す従来例の配線基板は、配線パターンが形成される環状部分から外周側に突出した部分にランドが形成されている。このため、環状部分からリード線の固定位置へ延びる部分のパターン幅が細くなってしまう。

配線パターンのパターン幅が細い場合、大電流が流れると配線パターンが焼損するおそれがある。例えば、バッテリーで駆動する場合などに低電圧でモータが駆動されると、大電流が流れて配線パターンが焼損するおそれがある。大電流でも焼損のおそれがない配線方法としては、バスバーにより配線する方法があるが、コストアップ要因となってしまう。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、コイルの巻線およびリード線が接続される配線基板の配線パターンの焼損を防止することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、マグネットを備えるロータと、前記ロータの外周側に配置されるステータコアと、前記ステータコアに巻回される３相のコイルと、前記コイルの巻線およびリード線が接続される配線基板と、前記ステータコアを収容するモータケースと、を有し、前記ステータコアのスロット数Ｎおよび前記マグネットの極数Ｍは、以下の条件：Ｎ＝３×ｎ、且つ、Ｍ＝２×ｎまたは４×ｎ（ｎは１以上の整数）を満たしており、前記配線基板は、絶縁層を介して積層された４層の配線層を備え、前記配線層のうちの３層には、それぞれ、同相のコイルが接続される配線パターンが形成され、他の
１層は前記配線基板の表面に設けられる表面層であり、前記表面層には、前記リード線が電気的接続されるランド、および、前記ランドと前記３層の配線パターンとを接続する配線パターンが形成され、前記３層に形成された配線パターンおよび前記表面層に形成された配線パターンにより、前記３相のコイルがデルタ結線されることを特徴とする。

本発明によれば、配線基板に形成された配線パターンを介して３相のコイルをデルタ結線することができる。スロット数Ｎが３×ｎでマグネットの極数Ｍが２×ｎまたは４×ｎである場合、コイルをデルタ結線するように配線パターンを形成すると、Ｙ型結線するように配線パターンを形成する場合よりもパターン幅を太くすることができる。従って、大電流が流れた場合に配線パターンが焼損するおそれが少ない。よって、低電圧でモータを使用しても配線パターンを焼損させないようにすることができる。

本発明において、前記配線基板は円環状の配線パターン形成部を備え、前記配線パターン形成部に前記配線パターンおよび前記ランドが設けられることが望ましい。このように、リード線を円環状の配線パターン形成部内まで引き込んでランドに電気的接続する場合、ランドと配線パターンとを繋ぐ部分のパターン幅を狭くする必要がない。従って、大電流が流れた場合に配線パターンが焼損するおそれが少ない。

本発明において、前記配線基板は、前記配線パターン形成部より外周側に突出する腕部を備え、前記リード線は前記腕部に固定されることが望ましい。このようにすると、リード線が引っ張られたときに、ランドとリード線との固定部に力が伝わりにくい。従って、リード線の固定が外れるおそれが少ない。

本発明において、前記腕部は、前記配線パターン形成部と繋がるくびれ部、および、前記くびれ部よりも周方向の幅が広い幅広部を備えることが望ましい。このようにすると、リード線を固定部材によって腕部に固定した場合に、固定部材が腕部から抜けるおそれが少ない。

本発明において、前記リード線は、前記モータケースの外側に引き出された部分が前記モータケースの外側面に固定されることが望ましい。このようにすると、リード線が引っ張られたときに、ランドとリード線との固定部に力が伝わりにくい。従って、リード線の固定が外れるおそれが少ない。

本発明において、前記ランドおよび前記ランドに固定された前記リード線の部分を覆う接着剤層を備えることが望ましい。このようにすると、接着剤によってリード線の固定を強化できる。従って、リード線の固定が外れるおそれが少ない。また、この場合に、前記接着剤層は絶縁性の接着剤からなることが望ましい。このようにすると、ランドとリード線を他の部材から絶縁することができる。従って、リード線同士の短絡や、リード線と他の部材との短絡を防止できる。

本発明において、前記ステータコアに巻回される全ての前記コイルは、前記スロットへの前記巻線の巻き方向が同一であることが望ましい。このようにすると、ステータの製造が容易である。

本発明によれば、スロット数Ｎが３×ｎでマグネットの極数Ｍが２×ｎまたは４×ｎとし、３相のコイルをデルタ結線する配線パターンを用いてコイルに給電するため、３相のコイルをＹ型結線する配線パターンを用いてコイルに給電する場合よりもパターン幅を太くすることができる。従って、大電流が流れた場合に配線パターンが焼損するおそれが少ない。よって、低電圧でモータを使用することができる。

本発明に係るモータの断面図である。 モータ部の分解斜視図である。 ロータおよびステータを反出力側から見た平面図である。 配線基板を反出力側から見た平面図である。 カバー部材の斜視図および平面図である。 配線基板により３相のコイルをデルタ結線した状態の説明図である。 Ｕ相配線層の説明図である。 Ｖ相配線層の説明図である。 Ｗ相配線層の説明図である。 Ｙ型結線用の配線パターンが設けられた配線基板の説明図である。

（全体構成）
以下に、図面を参照して、本発明を適用したモータの実施形態を説明する。図１は本発明に係るモータ１の断面図である。本明細書において、モータ１の軸線方向Ｌの一方側と他方側のうち、モータ１の出力軸１００が突出している側を出力側Ｌ１とし、出力軸１００が突出している側とは反対側を反出力側Ｌ２とする。モータ１の出力軸１００は、モータ１の中心において軸線方向Ｌに延在する回転軸１０の出力側Ｌ１の端部に設けられる。

モータ１は、回転軸１０の出力側Ｌ１から反出力側Ｌ２に向かって、モータ部２、電磁ブレーキ３、およびエンコーダ４がこの順に配列される。モータ部２および電磁ブレーキ３はモータケース５に収容される。エンコーダ４は、モータケース５の反出力側Ｌ２の端面に取り付けられるエンコーダカバー６の内側に収容される。エンコーダカバー６は、モータケース５の反出力側Ｌ２の端面と対向する底部６１と、底部６１の外周縁からモータケース５に向けて立ち上がる側壁部６２を備える。側壁部６２の先端とモータケース５との隙間はシール材７によりシールされる。

モータケース５はアルミニウム等の金属からなる。モータケース５は、モータ部２の外周側を囲む角筒状のコアホルダ５１と、コアホルダ５１の出力側の端部に取り付けられる肉厚の軸受ホルダ５２と、電磁ブレーキ３の外周側および反出力側Ｌ２を囲むブレーキケース５３を備える。回転軸１０は、軸受ホルダ５２の中央に形成された凹部に保持される出力側軸受１１、および、ブレーキケース５３の底部中央に形成された凹部に保持される反出力側軸受１２によって回転可能に支持される。出力側軸受１１および反出力側軸受１２は、内輪と外輪との間に転動可能なボールが保持されたボールベアリングである。

ブレーキケース５３は、反出力側軸受１２を保持する肉厚の底部５４と、底部５４の外周縁からコアホルダ５１に向けて立ち上がる筒状部５５を備える。筒状部５５の先端には、コアホルダ５１の内周側に嵌まる小径部５５１が形成されている。また、軸受ホルダ５２の反出力側Ｌ２の面の外周縁には、コアホルダ５１の内周側に嵌まる環状リブ５２１が形成されている。コアホルダ５１の両端に軸受ホルダ５２およびブレーキケース５３を組み付けてモータケース５を組み立てる際、小径部５５１および環状リブ５２１の外周面とコアホルダ５１の内周面との隙間は図示しないＯリングによってシールされる。

回転軸１０は、軸受ホルダ５２から出力側Ｌ１に突出する出力軸１００を備えるモータ側回転軸１３と、モータ側回転軸１３の反出力側Ｌ２の端部に固定されるエンコーダ側回転軸１４を備える。エンコーダ側回転軸１４は、ブレーキケース５３の底部５４からエンコーダカバー６の内側に突出する。モータ側回転軸１３は磁性材料からなり、エンコーダ側回転軸１４は非磁性材料からなる。なお、モータ側回転軸１３とエンコーダ側回転軸１
４は、同一素材で一体に形成されていてもよい。

モータ部２は、モータ側回転軸１３の外周面にマグネット２１が固着されたロータ２２と、ロータ２２の外周側を囲む筒状のステータ２３を備える。ステータ２３は、積層コアからなるステータコア２４と、ステータコア２４に設けられた複数の突極２４１のそれぞれにインシュレータ２５を介して巻回されたコイル２６を備える。ステータコア２４は、コアホルダ５１の内側に焼き嵌めあるいは圧入により固定される。ステータ２３の反出力側Ｌ２には、コイル２６の巻線が接続される配線基板８、および、配線基板８を覆うカバー部材９が配置される。配線基板８には、モータケース５の側面に形成されたリード線取り出し部５６からモータケース５の内側へ引き回される給電用のリード線２７が接続される。

エンコーダ４は磁気式エンコーダであり、エンコーダ側回転軸１４の先端にマグネットホルダ４１を介して固定されるエンコーダマグネット４２と、エンコーダマグネット４２に対して反出力側Ｌ２で対向するＭＲ素子等の感磁素子４３を備える。エンコーダマグネット４２は、感磁素子４３と対向する着磁面にＮ極とＳ極が１極ずつ着磁されている。感磁素子４３が搭載されるセンサ基板４４は、基板ホルダ４５を介してブレーキケース５３の底部５４に固定される。エンコーダカバー６の内側にはカップ状のセンサカバー４６が固定される。センサ基板４４は、センサカバー４６によって外周側および反出力側Ｌ２が覆われる。

エンコーダ４は、モータ側回転軸１３と一体に回転するエンコーダ側回転軸１４の回転に伴ってエンコーダマグネット４２が回転し、エンコーダマグネット４２の回転による磁界の変化を感磁素子４３が検出する。感磁素子４３による検出結果は、センサ基板４４に接続されたセンサ線４７を介して外部に出力される。センサ線４７は、エンコーダカバー６に形成されたセンサ線取り出し部６３から外部に引き出される。

電磁ブレーキ３は、モータ側回転軸１３と一体に回転する円環状の摩擦板３１と、摩擦板３１に反出力側Ｌ２で対向する円環状のアーマチュア３２と、摩擦板３１に出力側Ｌ１で対向する円環状のプレート３３と、アーマチュア３２の反出力側Ｌ２に配置された円筒状のソレノイド３４を備える。ソレノイド３４は、ボルトによってブレーキケース５３に固定される。ソレノイド３４に対する給電用のリード線３５は、モータ部２に接続されるリード線２７と共にリード線取り出し部５６からモータケース５の外部へ引き出される。

電磁ブレーキ３は、アーマチュア３２を摩擦板３１へ向けて付勢する図示しないトルクスプリングを備える。電磁ブレーキ３は、ソレノイド３４に通電しない非通電時（非励磁時）においては、トルクスプリングによって摩擦板３１がアーマチュア３２とプレート３３との間に挟まれるため、摩擦力によってモータ側回転軸１３に回転負荷が加えられ、ブレーキ力が発生する。また、ソレノイド３４に通電した通電時（励磁時）においては、アーマチュア３２がトルクスプリングに抗してソレノイド３４に吸引されるため、アーマチュア３２と摩擦板３１との間に隙間が発生する。従って、モータ側回転軸１３に摩擦による回転負荷が加えられないので、ブレーキ力が作用しない状態となる。

（モータ部の配線構造および絶縁構造）
図２はモータ部２の分解斜視図である。また、図３はロータ２２およびステータ２３を反出力側Ｌ２から見た平面図である。ステータ２３は１２本の突極２４１（図１参照）を備えており、コイル２６が配置されるスロット数Ｎは１２である。また、ロータ２２のマグネット２１は、外周面を８極に分割してＮ極とＳ極を周方向に交互に着磁した８極着磁マグネットである。つまり、本形態のモータ部２は、８極１２スロットである。なお、ステータ２３のスロット数Ｎとマグネット２１の着磁極数Ｍは、８極１２スロット以外でも
よい。すなわち、ステータ２３のスロット数Ｎ＝３ｎであり、且つ、マグネットの着磁極数Ｍ＝２ｎまたは４ｎであるという条件を満たせばよい（ｎは１以上の整数）。例えば、６極９スロットや、４極６スロットであってもよい。

ステータコア２４の各突極２４１に取り付けられるインシュレータ２５の径方向の両端には鍔部が形成されている。コイル２６の径方向外側に配置される鍔部は、図２に示すように、ステータコア２４の反出力側Ｌ２の端面を覆う反出力側鍔部２５１、および、ステータコア２４の出力側Ｌ１の端面を覆う出力側鍔部２５２を備える。本形態では、コイル２６が巻回される突極２４１およびインシュレータ２５の数は１２であるため、１２箇所の反出力側鍔部２５１が円環状に配置される。また、各インシュレータ２５には、反出力側鍔部２５１の内周面に沿う２箇所に端子ピン２８が圧入されている。コイル２６の巻線端末は、当該コイル２６が巻回されたインシュレータ２５から突出する端子ピン２８に接続される。例えば、巻線の端部が端子ピン２８に絡げられている。

モータ部２はＡＣサーボモータであり、ステータ２３は３相のコイル２６を備える。図３に示すように、１２個のコイル２６のうちの４個はＵ相コイル２６Ｕであり、残りの８個のうちの４個はＶ相コイル２６Ｖであり、残りの４個はＷ相コイル２６Ｗである。Ｕ相コイル２６ＵとＶ相コイル２６ＶとＷ相コイル２６Ｗとは、周方向においてこの順番に配列されている。従って、Ｕ相コイル２６Ｕに接続される端子ピン２８Ｕと、Ｖ相コイル２６Ｖに接続される端子ピン２８Ｖと、Ｗ相コイル２６Ｗに接続される端子ピン２８Ｗは、周方向において２本ずつこの順番に配列される。なお、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の配列順はこのような順番に限定されるものではなく、他の配列順であってもよい。

図２に示すように、配線基板８は、円環状の配線パターン形成部８１と、配線パターン形成部８１の外周縁から径方向外側へ突出する腕部８２を備える。腕部８２は、配線パターン形成部８１と繋がるくびれ部８２１と、腕部８２の先端に設けられくびれ部８２１よりも周方向の幅が広い幅広部８２２を備える。また、配線基板８は、配線パターン形成部８１の外周縁に円環状に配置された複数のスルーホール８３を備える。配線基板８は、インシュレータ２５から突出する端子ピン２８をスルーホール８３に挿入し半田付けすることにより、ステータ２３に固定される。端子ピン２８が挿入されたスルーホール８３には絶縁性の接着剤が塗布される。これにより端子ピン２８がスルーホール８３に固定される。配線基板８は、スルーホール８３よりも外周側の縁部分がインシュレータ２５の反出力側鍔部２５１に当接することにより、軸線方向Ｌに位置決めされる。

図４は配線基板８を反出力側Ｌ２から見た平面図である。配線基板８には、３本のリード線２７が固定される。リード線２７の先端には芯線が露出している。配線基板８に形成された３箇所のランド８４にリード線２７の芯線を半田付けすることにより、リード線２７が配線基板８に固定され、リード線２７がランド８４に電気的接続される。リード線２７とランド８４とを固定した部分には絶縁性の接着剤（例えば、シリコン系の接着剤）が塗布される。この接着剤は、端子ピン２８をスルーホール８３に固定した接着剤と同一である。このため、配線基板８には、リード線２７の先端部およびランド８４を覆う絶縁性の接着剤層２９が形成される（図１参照）。なお、図４では、接着剤層２９の図示を省略している。

図４に示すように、３本のリード線２７はランド８４から腕部８２に向けて引き回され、固定部材５８によってくびれ部８２１に固定される。固定部材５８としては、結束帯や熱収縮チューブ、弾性を有するゴムチューブなどが用いられる。腕部８２の先端に設けられた幅広部８２２は、固定部材５８の抜けを防止する形状である。図１に示すように、腕部８２はモータケース５に設けられたリード線取り出し部５６に配置される。リード線取り出し部５６は、コアホルダ５１の反出力側Ｌ２の端縁を出力側Ｌ１に切り欠いた切り欠
き５６１（図１、図２参照）と、切り欠き５６１を覆うようにコアホルダ５１の外周面に固定されたリード線ホルダ５６２を備える。配線基板８の腕部８２は、切り欠き５６１を通ってコアホルダ５１とリード線ホルダ５６２との間の空間へ突出する。

リード線ホルダ５６２は、コアホルダ５１とブレーキケース５３との接合部を跨ぐように取り付けられる。腕部８２に固定されたリード線２７は、腕部８２の先端において反出力側Ｌ２へ屈曲させられ、電磁ブレーキ３への給電用のリード線３５と共に、ブレーキケース５３とリード線ホルダ５６２との隙間からモータケース５の外部へ取り出される。リード線ホルダ５６２の反出力側Ｌ２には、モータケース５の外部へ取り出されて軸線方向Ｌに引き回されるリード線２７、３５をモータケース５の外側面に固定するリード線固定部が設けられている。リード線固定部は、ブレーキケース５３の外側面にねじ止めした押さえ部材５７によってリード線２７、３５を固定する構造である。

（カバー部材）
図１、図２に示すように、配線基板８の反出力側Ｌ２には円環状のカバー部材９が組み付けられる。カバー部材９は、配線基板８の基板表面を反出力側Ｌ２（すなわち、ステータ２３とは反対側）から覆う円環状の板状部９１と、板状部９１の外周縁から出力側Ｌ１に立ち上がる円筒状の外周部９２と、板状部９１の内周縁から出力側Ｌ１に立ち上がる円筒状の内周部９３を備える。図２に示すように、外周部９２には、リード線２７を通すための切り欠き９５が形成されている。切り欠き９５は、外周部９２の周方向の一部を切り欠いた形状である。カバー部材９は、切り欠き９５をリード線取り出し部５６の角度位置に合わせて取り付けられる。

図５（ａ）はカバー部材９の斜視図であり、図５（ｂ）はカバー部材９の平面図である。図５（ａ）に示すように、カバー部材９には、板状部９１から出力側Ｌ１（すなわち、ステータ２３側）へ突出するリブ状の凸部９４が３本形成されている。３本の凸部９４は同一径の円弧状であり、切り欠き９５が形成された角度範囲を除く角度範囲に配置される。図１に示すように、カバー部材９は、凸部９４の先端面が配線基板８と軸線方向Ｌに対向している。従って、凸部９４によって配線基板８に対するカバー部材９の軸線方向Ｌの位置が規制され、配線基板８とカバー部材９の板状部９１との距離が確保される。

図１に示すように、カバー部材９は、配線基板８と電磁ブレーキ３との間に配置され、配線基板８と電磁ブレーキ３との間で軸線方向Ｌに移動可能である。カバー部材９の外周部９２は、配線基板８よりも出力側Ｌ１（すなわち、ステータコア２４側）の位置まで延びている。外周部９２の軸線方向Ｌの寸法は、配線基板８と電磁ブレーキ３との間でカバー部材９が最も電磁ブレーキ３側の位置に移動したとしても、外周部９２の先端部が配線基板８よりもステータコア２４側に位置する寸法となっている。また、カバー部材９の内周部９３は外周部９２よりも軸線方向Ｌの寸法が短いが、配線基板８の内周側端面を覆う位置までは延びている。

カバー部材９の外周部９２は、配線基板８の外周側端面とコアホルダ５１との間に配置され、配線基板８の外周側端面を外周側から覆っている。また、カバー部材９の内周部９３は、配線基板８の内周側端面とモータ側回転軸１３との間に配置され、配線基板８の内周側端面を内周側から覆っている。従って、外周部９２は、配線基板８の外周側端面をコアホルダ５１から絶縁するとともに、内周部９３は、配線基板８の内周側端面をモータ側回転軸１３から絶縁する。また、カバー部材９の板状部９１は、電磁ブレーキ３のプレート３３と配線基板８の基板表面との間に配置される。従って、板状部９１は、配線基板８の基板表面および基板表面に固定されたリード線２７をプレート３３から絶縁する。

（配線基板）
配線基板８は、絶縁層を介して４層の配線層が積層された４層基板であり、Ｕ相コイル２６Ｕが接続されるＵ相配線パターン８５Ｕが形成されたＵ相配線層８Ｕと、Ｖ相コイル２６Ｖが接続されるＶ相配線パターン８５Ｖが形成されたＶ相配線層８Ｖと、Ｗ相コイル２６Ｗが接続されるＷ相配線パターン８５Ｗが形成されたＷ相配線層８Ｗを備える（図７〜図９参照）。また、他の１層は、ランド８４および結線用配線パターン８５Ａが形成された表面層８Ａである。表面層８Ａは、配線基板８の反出力側Ｌ２の基板表面に設けられる。図４の平面図は、表面層８Ａの側から見た配線基板８の平面図であり、表面層８Ａの配線パターンが示されている。

配線基板８は、４層を貫通するスルーホール８３に半田付けされた端子ピン２８を介して各層の配線パターンおよび各相のコイル２６が接続されるようになっている。各層の配線パターン（Ｕ相配線パターン８５Ｕ、Ｖ相配線パターン８５Ｖ、Ｗ相配線パターン８５Ｗ、結線用配線パターン８５Ａ）は、３相のコイル２６をデルタ結線するように構成されている。図６は配線基板８により３相のコイル２６をデルタ結線した状態を模式的に示す説明図である。

図７はＵ相配線層８ＵとＵ相コイル２６Ｕの説明図であり、図８はＶ相配線層とＶ相コイル２６Ｖの説明図であり、図９はＷ相配線層とＷ相コイル２６Ｗの説明図である。図４、図７〜図９において、網掛け部分が各相の配線パターンである。Ｕ相配線パターン８５Ｕ、Ｖ相配線パターン８５Ｖ、およびＷ相配線パターン８５Ｗは、それぞれ、配線基板８の内周側に設けられる環状領域８６と、環状領域８６から基板外周縁へ向けて径方向に突出する突出領域８７を備える。突出領域８７は、各相のコイル２６の数および配置に応じた位置および数となるように形成される。本形態のモータ部２は８極１２スロットであり、３相のコイル２６は上述したＵ、Ｖ、Ｗの順で周方向に配列される。従って、突出領域８７は周方向に等角度間隔で４箇所に設けられる。つまり、突出領域８７は、９０°の角度間隔で４箇所に設けられる。突出領域８７の周方向の幅は、隣り合う２箇所のスルーホール８３を含む幅となっている。周方向に隣り合う突出領域８７の間には、それぞれ、４箇所のスルーホール８３が設けられている。

Ｕ相配線パターン８５Ｕ、Ｖ相配線パターン８５Ｖ、およびＷ相配線パターン８５Ｗは、図７〜図９に示すように、突出領域８７の角度位置がずれている点を除いて同一形状である。各相の配線パターンにおける突出領域８７の角度位置は、各相のコイル２６が配置される角度位置に対応する角度位置となっている。図３に示すように、本形態では、反出力側Ｌ２から見て時計回りにＵ、Ｖ、Ｗの順でコイル２６が配列されている。従って、突出領域８７の角度位置は、反出力側Ｌ２から見て時計回りにＵ、Ｖ、Ｗの順で１５°ずつずらした角度位置となっている。

本形態では、Ｕ相コイル２６Ｕの数が４であるが、これらのＵ相コイル２６Ｕは、Ｕ相配線パターン８５ＵおよびＷ相配線パターン８５Ｗによって並列に接続される。すなわち、Ｕ相コイル２６Ｕのそれぞれは、当該Ｕ相コイル２６Ｕの巻線端末が絡げられた２本の端子ピン２８Ｕのうちの１本がＵ相配線パターン８５Ｕの突出領域８７に設けられたスルーホール８３に固定される。一方、もう１本の端子ピン２８Ｕは、Ｕ相配線パターン８５Ｕの突出領域８７から外れた位置にあるスルーホール８３に固定される。例えば、図７に示すように、もう１本の端子ピン２８Ｕは、Ｗ相配線パターン８５Ｗの突出領域８７と重なる位置にあるスルーホール８３に固定される。その結果、Ｕ相配線パターン８５ＵとＷ相配線パターン８５Ｗの間でＵ相コイル２６Ｕが並列に接続される。同様に、４個のＷ相コイル２６Ｗは、Ｗ相配線パターン８５ＷとＶ相配線パターン８５Ｖによって並列に接続される。また、４個のＶ相コイル２６Ｖは、Ｖ相配線パターン８５ＶとＵ相配線パターン８５Ｕによって並列に接続される。

図４に示すように、表面層８Ａに形成された結線用配線パターン８５Ａは、周方向に隣り合う２箇所のスルーホール８３を含む扇型の結線領域８８を周方向に配列したパターンである。同一の結線領域８８に設けられた２箇所のスルーホール８３には、異なる相のコイル２６が接続された２本の端子ピン２８が固定される。各結線領域８８は互いに繋がっていないため、結線用配線パターン８５Ａを介して、３相のコイル２６がデルタ結線されることになる。リード線２７を固定する３箇所のランド８４は、周方向に連続して配列される３箇所の結線領域８８にそれぞれ１箇所ずつ設けられる。本形態では、配線基板８の腕部８２に最も近い３箇所の結線領域８８（網掛けをした部分）にランド８４が設けられる。結線領域８８は、配線基板８の外周縁付近から内周縁付近まで拡がっているため、ランド８４の形成領域を広く確保することができる。

（従来例とのパターン幅の比較）
図１０に示す従来例の配線基板は、上記形態と同様に８極１２スロットのモータに用いられるものであり、このモータのコイルをＹ型結線するものである。図１０（ａ）〜（ｄ）に示したＹ型結線用の配線パターンは、図４、７〜９に示したデルタ結線用の配線パターンと比べてパターン幅が狭い。すなわち、本形態の配線基板８に設けられたデルタ配線用の配線パターンは、周方向に隣り合う２つのスルーホールを含むパターン幅となっているのに対し、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すＹ型結線用の配線パターンは１つのスルーホールのみを含むパターン幅の部分を備える。つまり、本形態のようにデルタ配線用の配線パターンでコイル２６を結線した場合、Ｙ型結線用の配線パターンを用いるよりもパターン幅を太くすることができる。

（本形態の主な効果）
以上のように、本形態のモータ１は、配線基板８に形成された配線パターンを介して３相のコイル２６をデルタ結線するように構成されている。本形態のように、スロット数Ｎが３×ｎでマグネット２１の極数Ｍが２×ｎまたは４×ｎである場合、コイル２６をデルタ結線するように配線基板８の配線パターンを形成すると、Ｙ型結線するように配線パターンを形成する場合よりもパターン幅を太くすることができる。従って、大電流が流れた場合に配線パターンが焼損するおそれが少ない。よって、低電圧でモータ１を使用して大電流を流した場合に配線パターンを焼損させないようにすることができる。

本形態の配線基板８は、円環状の配線パターン形成部８１を備え、この配線パターン形成部８１に配線パターン（Ｕ相配線パターン８５Ｕ、Ｖ相配線パターン８５Ｖ、Ｗ相配線パターン８５Ｗ）およびランド８４が設けられる。このように、リード線２７を円環状の配線パターン形成部８１まで引き込んでランド８４に半田付けする場合、ランド８４と配線パターンとを繋ぐ部分のパターン幅を狭くする必要がない。例えば、腕部８２の先端にランドを設けた場合は、くびれ部８２１に沿って各相の配線パターンを形成する必要があり、その結果細い配線パターンを形成する必要があるが、このような配線パターンを用いる必要がない。特に、本形態では、扇型の結線領域８８内にランド８４が形成されているので、幅の細い配線パターンを設ける必要がない。従って、大電流が流れた場合に配線パターンが焼損するおそれが少ない。

本形態では、配線基板８は、配線パターン形成部８１より外周側に突出する腕部８２を備え、リード線２７は腕部８２に固定される。このようにすれば、モータケース５の外部へ引き出されたリード線２７が引っ張られたとしても、ランド８４とリード線２７とを半田付けにより固定した部分に力が伝わりにくい。従って、配線基板８からリード線２７が外れるおそれが少ない。

本形態では、配線基板８は、腕部８２は配線パターン形成部８１と繋がるくびれ部８２１を備え、腕部８２の先端にくびれ部８２１よりも周方向の幅が広い幅広部８２２が形成
されている。従って、リード線２７を固定部材５８によってくびれ部８２１に固定した場合に、固定部材５８が腕部８２から抜けるおそれが少ない。従って、腕部８２に対するリード線２７の固定が外れるおそれが少ない。なお、配線基板８の腕部８２は、周方向の幅が同一であってもよい。この場合、固定部材５８として結束帯を用いて、腕部８２に穴を開けて結束帯を通し、リード線２７を固定する構造を採用すれば、固定部材５８が抜けることを防止できる。

本形態では、リード線２７は、モータケース５の外側に引き出された後、押さえ部材５７によってモータケース５の外側面（ブレーキケース５３の外側面）に固定されている。つまり、リード線２７は、固定部材５８と押さえ部材５７によって２箇所で固定されている。従って、リード線が２７引っ張られたときに、ランド８４とリード線２７との固定部に力が伝わりにくい。また、モータケース５の外側面にリード線２７を固定した場合、固定箇所でリード線の引き出し方向を変えることができる。例えば、軸線方向Ｌと交差する方向に引き出し方向を変えたとしても、ランド８４とリード線２７との固定部（半田付け部）に力が加わることを防止または抑制できる。

本形態では、リード線２７がランド８４に固定された固定部に接着剤が塗布され、リード線２７およびランド８４を覆う接着剤層２９が形成されている。このように、接着剤層２９によって固定を強化することにより、リード線２７がランド８４に固定された固定部からリード線２７が外れるおそれが少ない。また、接着剤層２９はシリコン系などの絶縁性の接着剤からなるため、ランド８４とリード線２７との固定部を他の部材から絶縁することができる。従って、リード線２７同士の短絡や、リード線２７と他の部材との短絡を防止できる。

本形態では、ステータコア２４の突極２４１に巻回される１２個のコイルの全てが、巻線の巻き方向が同一方向となっている。従って、ステータ２３の製造が容易である。

１…モータ、２…モータ部、３…電磁ブレーキ、４…エンコーダ、５…モータケース、６…エンコーダカバー、７…シール材、８…配線基板、８Ａ…表面層、８Ｕ…Ｕ相配線層、８Ｖ…Ｖ相配線層、８Ｗ…Ｗ相配線層、９…カバー部材、１０…回転軸、１１…出力側軸受、１２…反出力側軸受、１３…モータ側回転軸、１４…エンコーダ側回転軸、２１…マグネット、２２…ロータ、２３…ステータ、２４…ステータコア、２５…インシュレータ、２６…コイル、２６Ｕ…Ｕ相コイル、２６Ｖ…Ｖ相コイル、２６Ｗ…Ｗ相コイル、２７…リード線、２８、２８Ｕ、２８Ｖ、２８Ｗ…端子ピン、２９…接着剤層、３１…摩擦板、３２…アーマチュア、３３…プレート、３４…ソレノイド、３５…リード線、４１…マグネットホルダ、４２…エンコーダマグネット、４３…感磁素子、４４…センサ基板、４５…基板ホルダ、４６…センサカバー、４７…センサ線、５１…コアホルダ、５２…軸受ホルダ、５３…ブレーキケース、５４…底部、５５…筒状部、５６…リード線取り出し部、５７…押さえ部材、５８…固定部材、６１…底部、６２…側壁部、６３…センサ線取り出し部、８１…配線パターン形成部、８２…腕部、８３…スルーホール、８４…ランド、８５Ａ…結線用配線パターン、８５Ｕ…Ｕ相配線パターン、８５Ｖ…Ｖ相配線パターン、８５Ｗ…Ｗ相配線パターン、８６…環状領域、８７…突出領域、８８…結線領域、９１…板状部、９２…外周部、９３…内周部、９４…凸部、９５…切り欠き、１００…出力軸、１８５Ａ…配線パターン、１８５Ｕ…Ｕ相配線パターン、１８５Ｖ…Ｖ相配線パターン、１８５Ｗ…Ｗ相配線パターン、２４１…突極、２５１…反出力側鍔部、２５２…出力側鍔部、５２１…環状リブ、５５１…小径部、５６１…切り欠き、５６２…リード線ホルダ、８２１…くびれ部、８２２…幅広部、Ｌ…軸線方向、Ｌ１…出力側、Ｌ２…反出力側

Claims (8)

1. マグネットを備えるロータと、前記ロータの外周側に配置されるステータコアと、前記ステータコアに巻回される３相のコイルと、前記コイルの巻線およびリード線が接続される配線基板と、前記ステータコアを収容するモータケースと、を有し、
   前記ステータコアのスロット数Ｎおよび前記マグネットの極数Ｍは、以下の条件：Ｎ＝３×ｎ、且つ、Ｍ＝２×ｎまたは４×ｎ（ｎは１以上の整数）を満たしており、
   前記配線基板は、絶縁層を介して積層された４層の配線層を備え、
   前記配線層のうちの３層には、それぞれ、同相のコイルが接続される配線パターンが形成され、
   他の１層は前記配線基板の表面に設けられる表面層であり、前記表面層には、前記リード線が電気的接続されるランド、および、前記ランドと前記３層の配線パターンとを接続する配線パターンが形成され、
   前記３層に形成された配線パターンおよび前記表面層に形成された配線パターンにより、前記３相のコイルがデルタ結線されることを特徴とするモータ。
2. 前記配線基板は円環状の配線パターン形成部を備え、
   前記配線パターン形成部に前記配線パターンおよび前記ランドが設けられることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記配線基板は、前記配線パターン形成部より外周側に突出する腕部を備え、
   前記リード線は前記腕部に固定されることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
4. 前記腕部は、前記配線パターン形成部と繋がるくびれ部、および、前記くびれ部よりも周方向の幅が広い幅広部を備えることを特徴とする請求項３に記載のモータ。
5. 前記リード線は、前記モータケースの外側に引き出された部分が前記モータケースの外側面に固定されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のモータ。
6. 前記ランドおよび前記ランドに固定された前記リード線の部分を覆う接着剤層を備えることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のモータ。
7. 前記接着剤層は絶縁性の接着剤からなることを特徴とする請求項６に記載のモータ。
8. 前記ステータコアに巻回される全ての前記コイルは、前記巻線の巻き方向が同一であることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載のモータ。

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