JP2020025417A - motor - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a motor that supplies power to a coil via a wiring board.
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、ステータコアの突極に巻かれたコイルの巻線および給電用のリード線を配線基板に接続し、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には、この種のモータが開示されている。特許文献1のモータでは、配線基板の穴にピン端子を通し、ピン端子に巻線を絡げることによって配線基板に対する巻線の接続を行う。
In a motor in which a stator and a rotor are housed in a motor case, a coil winding wound around salient poles of a stator core and a lead wire for power supply are connected to a wiring board, and power is supplied to the coil via a wiring pattern on the wiring board. There is something to do.
高出力のモータや印加電圧が低いモータは、巻線径が太いため、ピン端子に巻線を絡げることができない。従って、ピン端子を用いて巻線を配線基板に接続する構造を採用できない。特許文献2には、ピン端子を用いずに巻線を配線基板に接続する構造が開示されている。特許文献2のモータでは、配線基板の外周端に溝状の駆動コイル挿通部が設けられ、巻線を溝(駆動コイル挿通部)に通して配線基板に半田付けする。溝は径方向に直線状に延びており、巻線は溝から内周側のランドまで延びてランドに半田付けされている。
A high-output motor or a motor with a low applied voltage has a large winding diameter, so that the winding cannot be entangled with the pin terminal. Therefore, a structure in which the winding is connected to the wiring board using the pin terminals cannot be adopted.
特許文献2のモータにおいて、コイルから引き出される巻線は、ステータの外周端部においてステータの軸線方向に引き出されて、配線基板の溝(駆動コイル挿通部)に通される。配線基板への巻線の接続作業を行うときは、まず、ステータの外周端部から配線基板が配置される側へ引き出した巻線を外周側へ倒して、配線基板を配置するスペースを確保する。そして、配線基板を配置した後に巻線を起こして溝に通し、半田付けする。
In the motor of
このような方法で巻線を接続する場合には、巻線を外周側に倒すことによって、巻線に倒れた形状に戻ろうとする癖が付いてしまう。そのため、巻線を起こして溝に入れても、巻線が外周側へ戻ろうとするため、巻線が溝から外れやすい。特に、巻線径が太い場合には、倒れた形状に戻ろうとする応力が強いため、巻線が溝から外れやすい。従って、巻線を押さえて半田付けしなければならず、作業性が悪い。また、半田付け後に巻線がランドから外れるおそれがある。 When the windings are connected by such a method, the windings are inclined to the outer peripheral side, so that there is a tendency to return to the shape of the windings. Therefore, even if the winding is raised and inserted into the groove, the winding tends to return to the outer peripheral side, and the winding is likely to come off the groove. In particular, when the winding diameter is large, the stress that tends to return to the collapsed shape is strong, so that the winding is likely to come off the groove. Therefore, the winding must be held down and soldered, and workability is poor. In addition, there is a possibility that the winding may come off the land after soldering.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ピンを用いることなく、配線基板に巻線を接続することができ、且つ、配線基板に巻線を接続する作業が容易なモータを提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a motor that can connect a winding to a wiring board without using pins and that is easy to connect the winding to the wiring board. It is in.
上記課題を解決するために、本発明は、複数の突極を備えたステータコア、および、インシュレータを介して各突極に巻かれるコイルを備えたステータと、前記コイルに供給される駆動電流が流れる給電線と前記コイルの巻線とを接続する配線基板と、を有し、前記配線基板には、前記巻線が係止される係止部、および、前記巻線が半田付けされるランドが設けられ、前記係止部は、前記配線基板の外周端から内周側へ向かって切り欠いた第1
貫通溝と、前記第1貫通溝の内周側の端部と繋がる第2貫通溝と、を備え、前記第2貫通溝の少なくとも一部は、第1貫通溝と繋がる位置の側とは反対側へ向かうに従って前記配線基板の外周側へ向かう方向へ延びていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a stator core having a plurality of salient poles, a stator having a coil wound around each salient pole via an insulator, and a drive current supplied to the coil flows. A wiring board for connecting a power supply line and a winding of the coil, wherein the wiring board has a locking portion for locking the winding, and a land to which the winding is soldered. Wherein the locking portion is provided with a first notch cut from an outer peripheral end toward an inner peripheral side of the wiring board.
A second through-groove connected to an inner peripheral end of the first through-groove; at least a part of the second through-groove is opposite to a side connected to the first through-groove; It extends in the direction toward the outer peripheral side of the wiring board as it goes to the side.
本発明によれば、巻線を配線基板の係止部に係止した状態でランドに半田付けする。従って、端子ピンに巻線を絡げる必要がないので、巻線径が太い巻線であっても配線基板を用いてコイルと給電線とを接続できる。また、係止部は、配線基板の外周端から内周側へ延びる第1貫通溝、および、第1貫通溝の内周側の端部と繋がる第2貫通溝を備え、第2貫通溝の少なくとも一部は、第1貫通溝と繋がる位置の側とは反対側へ向かうに従って配線基板の外周側へ向かう方向へ延びている。このように、第2貫通溝の少なくとも一部が配線基板の外周側へ向かう形状であれば、巻線を第2貫通溝へ入れることによって係止部から巻線が外れることを抑制できる。すなわち、巻線に外周側へ倒れようとする癖が付いている場合には、第1貫通溝と繋がる位置とは反対側へ巻線が付勢されるので、第1貫通溝へ巻線が戻ることが抑制される。また、巻線に外周側へ倒れようとする癖が付いていない場合においても、第2貫通溝内において巻線の周方向の移動が抑制される。従って、巻線が第2貫通溝内で移動しにくいので、第1貫通溝へ巻線が戻ることが抑制される。よって、係止部から巻線が外れるおそれが少ないので、半田付けの作業が容易であり、配線基板に巻線を接続する作業が容易である。例えば、複数の巻線を係止部に係止した後に、まとめて半田付けを行うことができる。従って、複数の巻線の半田付けを効率的に行うことができる。 According to the present invention, the winding is soldered to the land while being locked to the locking portion of the wiring board. Therefore, since there is no need to wrap the winding around the terminal pin, even if the winding has a large diameter, the coil can be connected to the power supply line using the wiring board. The locking portion includes a first through groove extending from the outer peripheral end to the inner peripheral side of the wiring board, and a second through groove connected to the inner peripheral end of the first through groove. At least a portion extends in a direction toward the outer peripheral side of the wiring board as going to a side opposite to a side connected to the first through groove. As described above, if at least a part of the second through groove is shaped toward the outer peripheral side of the wiring board, it is possible to prevent the winding from coming off from the locking portion by inserting the winding into the second through groove. That is, when the winding has a tendency to fall to the outer peripheral side, the winding is urged to the opposite side to the position connected to the first through groove, so that the winding is applied to the first through groove. Return is suppressed. Further, even when the winding does not have a tendency to fall to the outer peripheral side, the circumferential movement of the winding in the second through groove is suppressed. Therefore, since the winding is hard to move in the second through groove, the return of the winding to the first through groove is suppressed. Therefore, since there is little possibility that the winding may come off from the locking portion, the work of soldering is easy, and the work of connecting the winding to the wiring board is easy. For example, after a plurality of windings are locked to the locking portion, soldering can be performed collectively. Therefore, the plurality of windings can be efficiently soldered.
本発明において、前記ランドは、前記第2貫通溝の縁に設けられ、前記第2貫通溝の内面に設けられた導通部と繋がっていることが好ましい。このようにすると、巻線を倒すことによって容易に巻線をランドに接触させることができる。また、導通部を介して、配線基板の各層に設けられたパターンと巻線とを電気的に接続できる。従って、電流許容量を増やすことができる。また、ランドだけでなく第2貫通溝の内面に対しても巻線を半田付けできるため、巻線の固定強度を向上させることができる。 In the present invention, it is preferable that the land is provided on an edge of the second through groove and is connected to a conductive portion provided on an inner surface of the second through groove. In this case, the winding can be easily brought into contact with the land by defeating the winding. In addition, the pattern provided on each layer of the wiring board and the winding can be electrically connected via the conductive portion. Therefore, the allowable current can be increased. Further, since the winding can be soldered not only to the land but also to the inner surface of the second through groove, the fixing strength of the winding can be improved.
本発明において、前記配線基板は、前記係止部を囲む領域に形成されたスルーホールを備えることが好ましい。このようにすると、スルーホールを介して配線基板における各層のパターンと巻線とを電気的に接続できる。従って、電流許容量を増やすことができる。 In the present invention, it is preferable that the wiring board includes a through hole formed in a region surrounding the locking portion. By doing so, the pattern of each layer in the wiring board and the winding can be electrically connected via the through hole. Therefore, the allowable current can be increased.
本発明において、前記第1貫通溝と前記第2貫通溝とが繋がる位置は、前記ステータの軸線方向から見て、前記コイルから前記巻線が引き出される引き出し位置と重なる位置であることが好ましい。このようにすると、第2貫通溝に巻線を容易に入れることができる。従って、第2貫通溝に巻線を保持させやすい。また、巻線が第1貫通溝の入り口側へ戻りにくい。従って、巻線が係止部から外れにくい。よって、半田付けの作業が容易であり、配線基板に巻線を接続する作業が容易である。 In the present invention, it is preferable that a position where the first through groove and the second through groove are connected is a position overlapping with a drawing position at which the winding is drawn from the coil when viewed from an axial direction of the stator. With this configuration, the winding can be easily inserted into the second through groove. Therefore, it is easy to hold the winding in the second through groove. Further, it is difficult for the winding to return to the entrance side of the first through groove. Therefore, the winding is less likely to come off from the locking portion. Therefore, the work of soldering is easy, and the work of connecting the winding to the wiring board is easy.
本発明において、前記インシュレータは、前記コイルの外周側に配置される壁部を備え、前記壁部は、前記壁部の外周側へ引き出される前記巻線が配置される凹溝を備え、前記凹溝は、前記軸線方向から見て前記第1貫通溝と重なることが好ましい。このようにすると、巻線を外周側へ倒して配線基板を配置する際に、インシュレータと巻線とが干渉することを回避できる。また、凹溝と第1貫通溝とが軸線方向から見て重なっているので、巻線を容易に第1貫通溝に入れることができる。 In the present invention, the insulator includes a wall portion disposed on an outer peripheral side of the coil, the wall portion includes a concave groove in which the winding drawn out to an outer peripheral side of the wall portion is disposed, It is preferable that the groove overlaps with the first through groove when viewed from the axial direction. By doing so, it is possible to avoid interference between the insulator and the winding when laying the wiring board by tilting the winding to the outer peripheral side. Further, since the concave groove and the first through groove overlap when viewed from the axial direction, the winding can be easily inserted into the first through groove.
本発明において、前記巻線は、前記第2貫通溝の先端側に倒され、前記第2貫通溝内において前記第2貫通溝の延在方向に延在し、前記ランドの少なくとも一部は、前記第2貫通溝の先端側に設けられることが好ましい。このようにすると、第2貫通溝内において巻線が配線基板の板厚方向に対して傾いた状態で配置されるので、巻線をランドに接触させ
るために巻線を略直角に曲げる必要はなく、鈍角に曲げる程度でよい。従って、巻線に加わる応力が少ないので、半田付けした巻線が外れにくい。また、第2貫通溝の内面に導通部を設けた場合には、第2貫通溝内で巻線を傾けることによって導通部との接触面積を大きくすることができる。さらに、第2貫通溝内で第2貫通溝の延在方向に巻線が延在するので、第2貫通溝は、巻線によって塞がれる範囲が大きい。従って、第2貫通溝からステータ側へ半田が垂れるおそれが少ない。
In the present invention, the winding is tilted to a tip end side of the second through groove, extends in the extending direction of the second through groove in the second through groove, and at least a part of the land is It is preferable that the second through-groove be provided on the tip side. In this case, since the winding is disposed in the second through groove in a state inclined with respect to the thickness direction of the wiring board, it is not necessary to bend the winding at a substantially right angle in order to bring the winding into contact with the land. Instead, it may be bent at an obtuse angle. Accordingly, since the stress applied to the winding is small, the soldered winding is not easily detached. Further, when the conductive portion is provided on the inner surface of the second through groove, the contact area with the conductive portion can be increased by tilting the winding in the second through groove. Furthermore, since the winding extends in the direction in which the second through groove extends in the second through groove, the range in which the second through groove is closed by the winding is large. Therefore, there is little possibility that the solder drips from the second through groove toward the stator.
本発明において、前記配線基板には、前記係止部および前記ランドを備えた巻線接続部が複数設けられ、各巻線接続部において、前記第1貫通溝に対して前記第2貫通溝が位置する側は、周方向の一方側で隣り合う前記巻線接続部の前記第1貫通溝と、周方向の他方側で隣り合う前記巻線接続部の前記第1貫通溝のうちで周方向の距離が遠い側の前記第1貫通溝が位置する側であることが好ましい。このようにすると、周方向で隣り合うランドの距離を大きくすることができる。従って、第2貫通溝に配置した巻線をランドに半田付けした際に、当該巻線接続部のランドだけでなく、隣り合う巻線接続部のランドまで半田がはみ出して隣り合う巻線接続部のランド同士が導通してしまうという事態を回避できる。 In the present invention, the wiring board is provided with a plurality of winding connection portions provided with the locking portions and the lands, and in each of the winding connection portions, the second through groove is positioned relative to the first through groove. The first through-groove of the winding connection portion adjacent on one side in the circumferential direction and the first through-groove of the winding connection portion adjacent on the other side in the circumferential direction. It is preferable that the far side is the side where the first through groove is located. This makes it possible to increase the distance between lands that are adjacent in the circumferential direction. Therefore, when the windings arranged in the second through groove are soldered to the lands, not only the lands of the winding connection portions but also the solders protrude to the lands of the adjacent winding connection portions and the adjacent winding connection portions. Can be avoided.
本発明によれば、端子ピンに巻線を絡げる必要がないので、巻線径が太い巻線であっても配線基板を用いてコイルと給電線とを接続できる。また、第2貫通溝の少なくとも一部が配線基板の外周側へ向かう形状であるため、巻線を第2貫通溝へ入れることによって係止部から巻線が外れることを抑制できる。すなわち、巻線に外周側へ倒れようとする癖が付いている場合には、第1貫通溝と繋がる位置とは反対側へ巻線が付勢されるので、第1貫通溝へ巻線が戻ることが抑制される。また、巻線に外周側へ倒れようとする癖が付いていない場合においても、第2貫通溝内において巻線の周方向の移動が抑制される。従って、巻線が第2溝内で移動しにくいので、第1貫通溝へ巻線が戻ることが抑制される。よって、係止部から巻線が外れるおそれが少ないので、半田付けの作業が容易であり、配線基板に巻線を接続する作業が容易である。 According to the present invention, since there is no need to wrap a winding around the terminal pin, even if the winding diameter is large, the coil can be connected to the power supply line using the wiring board. In addition, since at least a part of the second through groove has a shape directed toward the outer peripheral side of the wiring board, it is possible to prevent the winding from coming off the locking portion by inserting the winding into the second through groove. That is, when the winding has a tendency to fall to the outer peripheral side, the winding is urged to the opposite side to the position connected to the first through groove, so that the winding is applied to the first through groove. Return is suppressed. Further, even when the winding does not have a tendency to fall to the outer peripheral side, the circumferential movement of the winding in the second through groove is suppressed. Therefore, the winding is hard to move in the second groove, so that the winding is prevented from returning to the first through groove. Therefore, since there is little possibility that the winding may come off from the locking portion, the work of soldering is easy, and the work of connecting the winding to the wiring board is easy.
(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。
(overall structure)
Hereinafter, an embodiment of a motor to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a
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。なお、本発明が適用される
モータは、モータ部2、電磁ブレーキ3、およびエンコーダ4を備えたモータ1に限定されるものではなく、電磁ブレーキ3およびエンコーダ4を備えていなくてもよい。
In the
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。
The
回転軸10は、軸受ホルダ52から出力側L1へ突出する出力軸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14は、同一素材で一体に形成されていてもよい。
The rotating
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が配置される。配線基板8には、モータケース5に形成された配線取り出し部56からモータケース5の内側へ引き回されるリード線27が接続される。リード線27は給電線であり、リード線27から配線基板8を介してコイル26に駆動電流が供給される。
The
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。なお、磁気式エンコーダに代えて光学式エンコーダを用いることもできる。
The
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と共に配線取り出し部56からモータケース5の外部へ引き出される。配線取り出し部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ホルダ562を備える。
The electromagnetic brake 3 includes an annular friction plate 31 that rotates integrally with the motor-side
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3
3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。
The electromagnetic brake 3 includes a torque spring (not shown) for urging the armature 32 toward the friction plate 31. When the solenoid 34 is not energized (when not energized), the friction plate 31 is connected to the armature 32 and the plate 3 by a torque spring.
3, a rotational load is applied to the motor-
(ステータ)
図2はステータ23および配線基板8の斜視図であり、図3はステータ23の平面図である。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のスロット数とマグネット21の着磁極数は、8極12スロット以外でもよい。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。
(Stator)
FIG. 2 is a perspective view of the
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1、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。
Flanges are formed at both ends in the radial direction of the
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2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。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。
The
各コイル26からは、巻き始め側および巻き終り側の2本の巻線261の端末部が引き出されて、配線基板8に接続される。巻線261は、コイル26の外周側端部から軸線方向Lへ引き出される。図2に示すように、巻線261の端末部は、反出力側鍔部251の径方向内側から軸線方向Lの他方側L2へ引き出される。反出力側鍔部251は、径方向内側の縁から反出力側L2へ立ち上がる壁部253を備える。壁部253には、出力側L1へ凹んだ凹溝254が周方向に離間した2箇所に形成されている。図3に示すように、2箇所の凹溝254は、反出力側鍔部251の周方向の中心を通る中心線Qから等距離の位置にある。中心線Qは、コイル26の周方向の中心を通りステータ23の径方向の中心を通る直線である。図3では、コイル26の中心線を24箇所のコイル26(26U、26V、26W)のうちの1箇所のみ図示し、他は図示を省略している。
The ends of the two
本形態では、各壁部253に設けられた2箇所の凹溝254の周方向の位置は、巻き始め側と巻き終り側の2本の巻線261の端末部が引き出される引き出し位置Rと略一致する。従って、図3において破線で示すように、巻き始め側と巻き終り側の2本の巻線261を凹溝254に配置して外周側へ倒すことができる。なお、図3では、外周側へ倒した巻線261を4本のみ図示しているが、配線基板8と巻線261とを接続する際には、24本の巻線261を全て同様に外周側へ倒す。
In this embodiment, the circumferential positions of the two
(配線基板)
図4は配線基板8の平面図である。図2、図4に示すように、配線基板8は円環状である。配線基板8は、インシュレータ25の反出力側鍔部251の壁部253に当接するこ
とにより、軸線方向Lに位置決めされる。本形態では、上記のように、ステータ23から軸線方向Lに引き出した巻線261を外周側へ倒すことによって、ステータ23の反出力側L2に配線基板8を配置するスペースを確保することができる。これにより、巻線261と配線基板8との干渉を回避することができる。
(Wiring board)
FIG. 4 is a plan view of the
配線基板8は、コイル26の巻線261が接続される巻線接続部80を備える。上記のように、本形態ではコイル26の数は12であるため、巻き始め側の端末部と巻き終り側の端末部の2本の巻線261が12組引き出される。従って、ステータ23からは24本の巻線261が引き出され、巻線接続部80は24箇所に設けられる。巻線接続部80は、配線基板8の外周縁に設けられる。各巻線接続部80は、配線基板8の外周縁に形成された係止部81と、係止部81に係止された巻線261が半田付けされるランド82を備える。
The
図4に示すように、配線基板8の外周縁には、各係止部81を囲む領域に複数のスルーホール83が形成される。また、配線基板8の基板面には、給電用のリード線27を接続するためのランド84が3箇所に形成される。3箇所のランド84には、それぞれ、リード線27の芯線が半田付けされる。各ランド84は、配線基板8の基板面に形成された結線用配線パターン85の上に配置され、結線用配線パターン85に接続されている。
As shown in FIG. 4, a plurality of through
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層基板である。4層のうちの3層は、U相コイル26Uが接続されるU相配線パターンが形成されたU相配線層と、V相コイル26Vが接続されるV相配線パターンが形成されたV相配線層と、W相コイル26Wが接続されるW相配線パターンが形成されたW相配線層である。また、他の1層は、ランド84および結線用配線パターン85が形成された表面層である。
The
図4は、表面層の側から見た配線基板8の平面図である。スルーホール83の一部は、結線用配線パターン85の形成領域に配置される。従って、各配線層のパターンと表面層のパターンは、スルーホール83の内面に形成された導通部を介して電気的に導通する。また、巻線接続部80の一部は、結線用配線パターン85の形成領域に配置される。従って、巻線接続部80にコイル26の巻線261を接続することによって、スルーホール83および結線用配線パターン85を介して3相のコイル26が結線されるとともに、結線用配線パターン85上のランド84を介して3相のコイル26に給電用のリード線27から駆動電流が供給される。
FIG. 4 is a plan view of the
図5は巻線接続部80の斜視図であり、配線基板8の部分拡大図である。各巻線接続部80の係止部81は、配線基板8を貫通する溝状の切り欠きである。係止部81は、配線基板8の外周端から内周側へ延びる第1貫通溝811と、第1貫通溝811の内周側の端部と繋がる第2貫通溝812を備える。第1貫通溝811は、配線基板8の内周側へ向かって直線状に延びている。第2貫通溝812は、第1貫通溝811と鋭角をなすように繋がっている。第2貫通溝812は、第1貫通溝811と第2貫通溝812とが繋がる位置である接続位置Pとは反対側へ向かうに従って、配線基板8の外周側へ向かう方向へ延びている。言い換えれば、第2貫通溝812は、第2貫通溝812の先端側へ向かうに従って配線基板8の外周側へ向かう方向へ延びている。
FIG. 5 is a perspective view of the winding
同一のコイル26から引き出された2本の巻線261は、周方向で隣り合う2箇所の巻線接続部80に接続される。図4、図5に示すように、同一のコイル26から引き出される巻線261が接続される2箇所の巻線接続部80のうち、周方向の一方側を巻線接続部80CWとし、周方向の他方側を巻線接続部80CCWとする。巻線接続部80CWは、図4に示す表面層の側から見て(すなわち、反出力側L2から見て)時計回り方向CWに位置し、巻線接続部80CCWは、表面層の側から見て反時計回り方向CCWに位置する
。本形態では、配線基板8に巻線接続部80CW、80CCWの組が12組設けられている。
The two
巻線接続部80CWの係止部81と、巻線接続部80CCWの係止部81は、巻線接続部80CW、80CCWに接続されるコイル26の中心線Qを基準として線対称な形状である。すなわち、巻線接続部80CWの第1貫通溝811と、巻線接続部80CCWの第1貫通溝811は、中心線Qから周方向で等距離の位置に配置され、且つ、中心線Qと平行に延びている。また、巻線接続部80CW、80CCWの一方に設けられた第2貫通溝812と、他方に設けられた第2貫通溝812とは、周方向で互いに反対側へ向かって延びている。巻線接続部80CWの第2貫通溝812は、第1貫通溝811に対して中心線Qとは反対側(すなわち、時計回り方向CW)に位置する。また、巻線接続部80CCWの第2貫通溝812は、第1貫通溝811に対して中心線Qとは反対側(すなわち、反時計回り方向CCW)に位置する。
The locking
巻線接続部80CW、80CCWのいずれにおいても、第1貫通溝811と第2貫通溝812とが繋がる接続位置Pは、コイル26から巻線261が引き出される引き出し位置R(図3参照)と軸線方向Lから見て重なる位置である。接続位置Pと引き出し位置Rとが軸線方向Lから見て重なる位置であれば、コイル26から引き出した巻線261を外周側へ倒すと、外周側へ倒された巻線261と第1貫通溝811とが軸線方向Lから見て重なる状態となる。また、本形態では、インシュレータ25の壁部253には、外周側へ倒した巻線261を配置可能な凹溝254が形成され、凹溝254の周方向の位置は引き出し位置Rと一致するから、凹溝254は、軸線方向Lから見て第1貫通溝811と重なる。従って、凹溝254に配置して外周側へ倒しておいた巻線261を再び反出力側L2に立ち上げることによって、簡単に第1貫通溝811へ巻線261を入れることができる。そして、巻線261を配線基板8に対して略垂直となるように立ち上げると、第1貫通溝811と第2貫通溝812との接続位置Pに巻線261が配置される。従って、簡単に巻線261を第2貫通溝812に入れることができる。
In each of the winding connection portions 80CW and 80CCW, the connection position P at which the first through
本形態では、図3に示すように、同一のコイル26から引き出される2本の巻線261の周方向の間隔D1と、異なるコイル26から引き出される2本の巻線261の周方向の間隔D2とが異なっており、D1はD2より小さい。上記のように、配線基板8は、第1貫通溝811の周方向の位置と、当該第1貫通溝811に配置される巻線261の引き出し位置Rとが一致するように構成されている。従って、図4に示すように、同一のコイル26に接続される隣り合う2箇所の巻線接続部80は、第1貫通溝811の周方向の間隔がD1であり、異なるコイルに接続される隣り合う2箇所の巻線接続部80は、第1貫通溝811の周方向の間隔がD2である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a circumferential distance D1 between two
ランド82は、第2貫通溝812の縁に設けられている。本形態では、第1貫通溝811に対して第2貫通溝812が位置する方向は、周方向で隣り合うランド82の間隔が大きくなる方向である。すなわち、第1貫通溝811に対して第2貫通溝812が位置する側は、周方向で隣り合う第1貫通溝811のうちで遠い側の第1貫通溝811が位置する側である。言い換えれば、周方向の一方側で隣り合う巻線接続部80の第1貫通溝811と、周方向の他方側で隣り合う巻線接続部80の第1貫通溝811のうちで周方向の距離が遠い側の第1貫通溝811が位置する側である。
The
本形態では、上記のように、D1<D2であるため、周方向で隣り合う第1貫通溝811のうちで遠い側の第1貫通溝811が位置する側は、コイル26の中心線Qと同じ側でなく、中心線Qとは周方向で反対側である。従って、第1貫通溝811に対して中心線Qとは反対側に第2貫通溝812が位置する。これにより、第1貫通溝811に対して中心線Qと同じ側に第2貫通溝812が位置する場合よりも、周方向で隣り合う第2貫通溝8
12の間隔を大きくすることができる。従って、周方向で隣り合うランド82の間隔を大きくすることができる。
In the present embodiment, as described above, since D1 <D2, the side where the first through-
Twelve intervals can be increased. Therefore, the interval between the
図5に示すように、各巻線接続部80において、巻線261が半田付けされるランド82は、第2貫通溝812の先端部の縁に設けられている。ランド82は、第2貫通溝812の先端部を中心とする円形である。第2貫通溝812の内面には導通部86が設けられている。導通部86は導電性の金属層であり、第2貫通溝812の内面の少なくとも一部に設けられている。本形態では、導通部86は第2貫通溝812の縁まで拡がっており、ランド82と繋がっている。導通部86は、多層基板である配線基板8の各層のパターン、および、配線基板8の表面層に設けられたランド82と電気的に導通する。
As shown in FIG. 5, in each winding
巻線接続部80に巻線261を接続するときは、外周側へ倒した巻線261を凹溝254から起こして、図5の矢印Aで示すように、配線基板8の外周端部で開口する第1貫通溝811に巻線261を入れる。そして、第1貫通溝811と第2貫通溝812との接続位置Pを経由して第2貫通溝812に巻線261を入れて、係止部81に巻線261を係止する。しかる後に、図5において破線で示すように、第2貫通溝812の先端側に向けて巻線261の端末部を倒して、ランド82に巻線261の端末部を接触させて半田付けする。
When the winding 261 is connected to the winding connecting
一旦外周側へ倒された巻線261には、外周側へ倒れる癖が付いており、巻線261に外周側へ倒れる方向の応力が発生する。従って、巻線261は、この応力によって第2貫通溝812の先端側へ付勢される。従って、簡単にランド82の上に巻線261を倒すことができるので、半田付けが容易である。
The winding 261 that has once fallen to the outer peripheral side has a tendency to fall to the outer peripheral side, and a stress is generated in the winding 261 in the direction to fall to the outer peripheral side. Therefore, the winding 261 is urged toward the tip end of the second through
図6は、第2貫通溝812および巻線261の断面図であり、図5のB−B位置の部分断面図である。図5、図6に示すように、巻線261は、第2貫通溝812に配置された部分が第2貫通溝812の延在方向に沿って延在し、且つ、軸線方向Lに対して傾斜した方向に延在する。図6に示すように、巻線261を第2貫通溝812の先端側へ倒すことによって、巻線261の端末部は、第2貫通溝812の先端部の縁との接触位置の近傍において鈍角をなすように屈曲して、ランド82の表面に沿って延在する状態となる。この状態で、ランド82に対して巻線261を半田9で固定する。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the second through
図5に示すように、巻線接続部80の近傍に配置されるスルーホール83は、第1貫通溝811に対して周方向で第2貫通溝812とは反対側の領域から、第1貫通溝811および第2貫通溝812よりも内周側の領域にかけて配置されている。スルーホール83を囲む円形の縁部、および、スルーホール83の内面は導電性の金属からなる。配線基板8に設けられた各層のパターン、および、表面層に設けられた結線用配線パターン85は、スルーホール83を介して電気的に導通する。
As shown in FIG. 5, the through-
(本形態の主な効果)
以上のように、本形態のモータ1は、ステータ23のコイル26に対して、配線基板8を介して駆動電流を供給する。コイル26の巻線261は、配線基板8の係止部81に係止された状態でランド82に半田付けされる。従って、端子ピンに巻線261を絡げる必要がないので、巻線径が太い巻線261であっても配線基板8を用いてコイル26とリード線27とを接続できる。また、係止部81は、配線基板8の外周端から内周側へ延びる第1貫通溝811、および、第1貫通溝811と繋がる第2貫通溝812を備え、第2貫通溝812の少なくとも一部は、第1貫通溝811と繋がる接続位置Pの側とは反対側へ向かうに従って配線基板8の外周側へ向かう方向へ延びている。このように、第2貫通溝812の少なくとも一部が配線基板8の外周側へ向かう形状であれば、巻線261を第2貫通溝812へ入れることによって係止部81から巻線261が外れることを抑制できる
。すなわち、巻線261に外周側へ倒れようとする癖が付いている場合には、接続位置Pとは反対側へ巻線261が付勢されるので、第1貫通溝811へ巻線261が戻ることが抑制される。なお、巻線261に外周側へ倒れようとする癖が付いていない場合においても、第2貫通溝812内において巻線261の周方向の移動が抑制される。従って、巻線261が第2貫通溝812内で移動しにくいので、第1貫通溝811へ巻線261が戻ることが抑制される。よって、係止部81から巻線261が外れるおそれが少ないので、半田付けの作業が容易であり、配線基板8に巻線261を接続する作業が容易である。
(Main effects of this embodiment)
As described above, the
本形態では、巻線接続部80のランド82は、第2貫通溝812の縁に設けられ、第2貫通溝812の内面に設けられた導通部86と繋がっている。従って、巻線261を倒すことによって容易にランド82と巻線261とを接触させることができる。また、導通部86を介して、配線基板8の各層に設けられたパターンと巻線261とを電気的に接続できる。従って、電流許容量を増やすことができる。また、ランド82だけでなく第2貫通溝812の内面に対しても巻線261を半田付けできるため、巻線261の固定強度を向上させることができる。
In the present embodiment, the
本形態の配線基板8は、係止部81を囲む領域にスルーホール83が形成されている。従って、スルーホール83を介して配線基板8における各層のパターンと巻線261とを電気的に接続できる。従って、電流許容量を増やすことができる。
In the
本形態では、第1貫通溝811と第2貫通溝812とが繋がる接続位置Pは、コイル26から巻線261が引き出される引き出し位置Rと軸線方向Lから見て重なる位置である。従って、第2貫通溝812の入り口まで巻線261を入れやすいので、第2貫通溝812に巻線261を係止させやすい。また、巻線261が第1貫通溝811の入り口側へ戻りにくい。従って、巻線261が係止部81から外れにくい。よって、半田付けの作業が容易であり、配線基板8に巻線261を接続する作業が容易である。例えば、全ての巻線261を切り欠きに配置した後に、まとめて半田付けを行うことができる。従って、複数の巻線261の半田付けを効率的に行うことができる。
In the present embodiment, the connection position P where the first through-
本形態では、インシュレータ25にコイル26の外周側に配置される壁部253が設けられ、壁部253は、壁部253の外周側へ引き出される巻線261が配置される凹溝254を備え、凹溝254は、軸線方向Lから見て第1貫通溝811と重なっている。これにより、巻線261を外周側へ倒して配線基板8を配置する際に、インシュレータ25と巻線261とが干渉することを回避できる。また、凹溝254と第1貫通溝811とが軸線方向Lから見て重なっているので、巻線261を容易に第1貫通溝811に入れることができる。
In the present embodiment, the
本形態では、巻線261は第2貫通溝812内で第2貫通溝812の先端側に倒されており、第2貫通溝812内で第2貫通溝812の延在方向に延在する。ランド82の少なくとも一部は、第2貫通溝812の先端側に設けられているので、第2貫通溝812の先端側へ倒した巻線261はランド82の上に配置される。このように、本形態では、第2貫通溝812の先端側へ巻線261が倒されて、第2貫通溝812内において巻線261が配線基板8の板厚方向に対して傾斜した状態になっている。従って、巻線261をランド82に接触させるために巻線261を略直角に曲げる必要はなく、鈍角に曲げる程度でよい。よって、巻線261に加わる応力が少ないので、半田付けした巻線261がランド82から外れにくい。また、第2貫通溝812の内面に導通部86を設けた場合には、導通部86との接触面積を大きくすることができる。さらに、第2貫通溝812内で第2貫通溝812の延在方向に巻線261が延在するので、第2貫通溝812は、巻線261によって塞がれる範囲が大きい。従って、第2貫通溝812からステータ23側へ半田が垂れるおそれを少なくすることができる。
In the present embodiment, the winding 261 is tilted to the tip side of the second through
本形態の配線基板8には、係止部81およびランド82を備えた巻線接続部80が複数設けられ、各巻線接続部80において、第1貫通溝811に対して第2貫通溝812が位置する側は、周方向の一方側で隣り合う巻線接続部80の第1貫通溝811と、周方向の他方側で隣り合う巻線接続部80の第1貫通溝811のうちで周方向の距離が遠い側の第1貫通溝811が位置する側である。これにより、周方向で隣り合うランド82との距離が大きくなる側に第2貫通溝812を配置できる。従って、第2貫通溝812に配置した巻線261をランド82に半田付けした際に、当該巻線接続部80のランド82だけでなく、隣り合う巻線接続部80のランド82まで半田がはみ出してしまい、隣り合う巻線接続部80のランド82同士が導通してしまうという事態を回避できる。
The
(変形例)
(1)図7は、係止部の変形例を示す説明図である。図7(a)は、径方向に延びる直線状の第1貫通溝811と、半円形の第2貫通溝812Aとを備えた係止部81Aである。図7(b)は、径方向に延びる直線状の第1貫通溝811と、第1貫通溝811の内周側の端部と繋がる第2貫通溝812Bとを備えた係止部81Bである。第2貫通溝812Bは、第1貫通溝811の内周側の端部から周方向へ延びる第1部分813と、第1部分813から外周側へ屈曲して延びる第2部分814を備える。図7(c)は、径方向に対して傾斜した方向へ延びる直線状の第1貫通溝811Cと、第1貫通溝811に対して鈍角をなすように繋がる第2貫通溝812Cを備えた係止部81Cである。図7(a)〜(c)のいずれにおいても、第2貫通溝812A、812B、812Cの少なくとも一部は、第1貫通溝811と繋がる位置の側とは反対側へ向かうに従って外周側へ延びている。従って、上記形態と同様に、第1貫通溝811、811Cへ巻線261が戻ることを抑制でき、係止部81A、81B、81Cから巻線261が外れることを抑制できる。従って、半田付けの作業が容易であり、配線基板8に巻線261を接続する作業が容易である。
(Modification)
(1) FIG. 7 is an explanatory view showing a modification of the locking portion. FIG. 7A shows a locking
(2)上記形態は、第2貫通溝812に入れた巻線261を外周側へ倒してランド82に半田付けする構成であったが、巻線261を倒さずに立てたままにしておき、巻線261を立てたままの状態で半田付けしてもよい。この場合には、第1貫通溝811および第2貫通溝812の内面において巻線261と接触可能な部位に導通部86を設け、この導通部86をランドとして、巻線261をランドに半田付けすればよい。
(2) In the above embodiment, the winding 261 inserted into the second through
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、8…配線基板、9…半田、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、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、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…配線取り出し部、80、80CW、80CCW…巻線接続部、81、81A、81B、81C…係止部、82…ランド、83…スルーホール、84…ランド、85…結線用配線パターン、86…導通部、100…出力軸、241…突極、251…反出力側鍔部、252…出力側鍔部、253…壁部、254…凹溝、261…巻線、561…切り欠き、562…ホルダ、811、811C…第1貫通溝、812、812A、812B、812C…第2貫通溝、813…第1部分、814…第2部分、CCW…反時計回り方向、CW…時計回り方向、D1…同一のコイルから引き出される2本の巻線261の周方向の間隔、D2…異なるコイルから引き出される2本の巻線261の周方向の間隔、L…軸線方向、L1…出力側、L2…反出力側、P…接続位置
、Q…コイルの中心線、R…巻線の引き出し位置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記コイルに供給される駆動電流が流れる給電線と前記コイルの巻線とを接続する配線基板と、を有し、
前記配線基板には、前記巻線が係止される係止部、および、前記巻線が半田付けされるランドが設けられ、
前記係止部は、前記配線基板の外周端から内周側へ向かって切り欠いた第1貫通溝と、前記第1貫通溝の内周側の端部と繋がる第2貫通溝と、を備え、
前記第2貫通溝の少なくとも一部は、前記第1貫通溝と繋がる位置の側とは反対側へ向かうに従って前記配線基板の外周側へ向かう方向へ延びていることを特徴とするモータ。 A stator core having a plurality of salient poles, and a stator having a coil wound around each salient pole via an insulator;
A power supply line through which a drive current supplied to the coil flows, and a wiring board that connects a winding of the coil,
The wiring board is provided with a locking portion for locking the winding, and a land to which the winding is soldered,
The locking portion includes a first through groove cut out from an outer peripheral end of the wiring board toward an inner peripheral side, and a second through groove connected to an inner peripheral end of the first through groove. ,
A motor, wherein at least a part of the second through groove extends in a direction toward the outer peripheral side of the wiring board as going to a side opposite to a side connected to the first through groove.
前記壁部は、前記壁部の外周側へ引き出される前記巻線が配置される凹溝を備え、
前記凹溝は、前記軸線方向から見て前記第1貫通溝と重なることを特徴とする請求項4に記載のモータ。 The insulator includes a wall disposed on an outer peripheral side of the coil,
The wall portion includes a concave groove in which the windings drawn out to the outer peripheral side of the wall portion are arranged,
The motor according to claim 4, wherein the concave groove overlaps the first through groove when viewed from the axial direction.
前記ランドの少なくとも一部は、前記第2貫通溝の先端側に設けられ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。 The winding is tilted toward the tip of the second through groove, extends in the extending direction of the second through groove in the second through groove,
The motor according to any one of claims 1 to 5, wherein at least a part of the land is provided on a tip side of the second through groove.
各巻線接続部において、前記第1貫通溝に対して前記第2貫通溝が位置する側は、周方向の一方側で隣り合う前記巻線接続部の前記第1貫通溝と、周方向の他方側で隣り合う前記巻線接続部の前記第1貫通溝のうちで周方向の距離が遠い側の前記第1貫通溝が位置する側であることを特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載のモータ。 The wiring board is provided with a plurality of winding connection portions including the locking portions and the lands,
In each winding connection portion, the side where the second through groove is located with respect to the first through groove is the first through groove of the winding connection portion adjacent on one side in the circumferential direction and the other in the circumferential direction. 7. The first through-groove of the winding connection portion which is adjacent on the side is a side where the first through-groove on the side where the circumferential distance is far is located. The motor according to claim 1.
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