JP2023142038A - モータ及びモータと基板との接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】端子と基板との接続を安定する。【解決手段】モータは、開口を有する蓋と、突出部が設けられたブラケットと、前記突出部から延在する端子と、を備える。前記ブラケットの一部は前記蓋で覆われており。前記蓋の開口から前記突出部は突出している。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ及びモータと基板との接続構造に関する。

ブラシモータ等において、モータをセンサ等に接続する際に、モータの端子を回転軸方向に突出させ、フレキシブル基板等の基板と接続する技術が知られている。

特開２０１９－２２３３１号公報 特表２００７－５３５８０５号公報

モータの端子に、フレキシブル基板等の基板を固定する場合、モータの振動等が伝わることにより、基板と端子との接続が不安定になる場合がある。

一つの側面では、端子と基板との接続を安定できるモータ及びモータと基板との接続構造を提供することを目的とする。

一つの態様において、モータは、開口を有する蓋と、突出部が設けられたブラケットと、前記突出部から延在する端子と、を備える。前記ブラケットの一部は前記蓋で覆われており。前記蓋の開口から前記突出部は突出している。

一つの態様によれば、端子と基板との接続を安定できる。

図１は、実施形態における基板が接続されたモータの一例を示す斜視図である。 図２は、実施形態における基板が接続されたモータの一例を示す側面図である。 図３は、実施形態における基板が接続されたモータの一例を示す側断面図である。 図４は、実施形態における基板が接続されたモータの一例を示す別の側断面図である。 図５は、実施形態におけるブラケットと端子及びとの結合の一例を示す分解斜視図である。 図６は、実施形態におけるブラケットの一例を示す側面図である。 図７は、実施形態における機能部とブラケットとの結合の一例を示す分解斜視図である。 図８は、実施形態における機能部及びブラケットのフレームへの収容の一例を示す分解斜視図である。 図９は、実施形態における基板が接続されたモータの一例を示す断面図である。

以下に、本願の開示するモータ及びモータと基板との接続構造の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

［実施形態］
まず、本実施形態におけるモータについて、図１を用いて説明する。図１は、実施形態における基板が接続されたモータの一例を示す斜視図であり、図２は、実施形態における基板が接続されたモータの一例を示す側面図である。また、図３は、基板が接続されたモータの一例を示す側断面図である。図４は、実施形態における基板が接続されたモータの一例を示す別の側断面図である。図３は、図１のＡ－Ａ線で切断した断面を示し、図４は、図１のＢ－Ｂ線で切断した断面を示す。なお、以下の各図面では、基板８０のうち、モータ１の端子７１，７２との接続部分である孔８１，８２を含む一部のみを図示している。また、各図面において、説明を分かりやすくするために、シャフト４９が延在する方向をＸ軸方向とする座標系を図示する場合がある。なお、以下において、端子７１及び７２を区別せずに表現する場合に、端子７０と表記する場合がある。また、以下の図面において、基板８０と端子７０とを接続する半田Ｓの図示を省略する場合がある。

実施形態において、モータ１は、例えば３相のＤＣブラシモータである。モータ１は、例えば、フレーム１０と、アーマチュア２０と、ブラケット５０と、蓋９０と、端子７０とを備える。また、モータ１は、軸受４１及び４２と、シャフト４９とを備える。

フレーム１０は、筒部１１と、底部１２と、開口１３とを備える。実施形態において、筒部１１に対して、底部１２はＸ軸負方向側に位置し、開口１３はＸ軸正方向側に位置する。筒部１１は、例えば、断面形状が略円形である円筒形状を備える。底部１２には、Ｘ軸負方向側に突出する突出部１４がさらに形成される。開口１３には、筒部１１と交差する部分に、複数の切り欠き１５が形成される。開口１３は、蓋９０によりＸ軸正方向側から支持される。さらに、筒部１１の内周面側には、複数のマグネット１９が周方向に沿って配置されている。

アーマチュア２０は、径方向においてマグネット１９と対向し、シャフト４９を回転軸として回動する。アーマチュア２０は、ロータコア２１と、コイル２２と、整流子２４と、整流子２４に接触する複数のブラシ３１及び３２と、を備える。ロータコア２１は、例えば、ケイ素鋼板などの電磁鋼板（磁性体）を、Ｘ軸方向に積層することにより形成される。コイル２２は、銅製の平角線等の導線を、インシュレータ（不図示）を介してロータコア２１に巻き回すことにより形成される。整流子２４は、ブラケット５０に装着されたブラシ３１及び３２と接触することにより、コイル２２に通電する。

シャフト４９は、軸受４１及び４２に、回動可能に支持される。より具体的には、シャフト４９は、軸受４１を介して、フレーム１０の突出部１４に間接的に支持される。シャフト４９の一方の端部は、フレーム１０の突出部１４から、Ｘ軸負方向側に突出する。また、シャフト４９の他方の端部は、軸受４２を介して、蓋９０により間接的に支持される。シャフト４９は、アーマチュア２０と連動することにより、駆動力を外部装置に伝達する。

図１には、基板８０と、モータ１の端子７１及び７２とは電気的に接続している、モータと基板との接続構造が示されている。基板８０は、例えばフレキシブル基板であり、Ｘ軸方向においてモータ１の蓋９０に対向する第１の面８９と、第１の面８９とは反対側にある第２の面８８とを備える。蓋９０は、基板８０に対向する面９８を備える。基板８０は、後述するブラケット５０の突出部５１および５２により支持されている。基板８０の第１の面８９は、蓋９０の面９８から離れている。基板８０は端子７１及び７２に接続されている。具体的には、基板８０には、端子７１及び７２がそれぞれ挿通される孔８１及び８２が形成される。第２の面８８において、孔８１を囲む部分は、端子７１と電気的に接続され、孔８２を囲む部分は、端子７２と電気的に接続される。これにより、端子７０を介して、基板８０がモータ１と電気的に接続される。

基板８０は、例えば、回転角度検出センサ（不図示）に接続される。回転角度検出センサは、例えば、シャフト４９と連動して回転するギアの回転角を制御するために、ギアの回転角を検出する。

ブラケット５０は、ブラシ３１及び３２と、端子７１及び７２とを保持する。また、ブラケット５０は、ブラシ３１及び３２を、整流子２４に対して付勢するバネ（不図示）等を保持する。実施形態において、図５に示すように、ブラシ３１は、端子７１と接続された状態でブラケット５０に保持され、ブラシ３２は、端子７２と接続された状態でブラケット５０に保持される。図５は、実施形態におけるブラケットと端子及びとの結合の一例を示す分解斜視図である。図５に示すように、ブラケット５０は、２つの突出部５１及び５２と、開口５４と、面５６と、複数の係合部５５とを備える。なお、以下において、２つの突出部５１及び５２を区別せずに表現する場合に、突出部６０と表記する場合がある。

突出部６０は、面５６よりもＸ軸正方向側に突出する。開口５４には、シャフト４９が挿通される。面５６は、突出部６０を除く部分であり、例えばＸ軸方向に対して交差する方向に延在する略平面状に形成される。複数の係合部５５は、例えば、面５６から径方向外側に突出する。複数の係合部５５は、図４に示すように、フレーム１０の凹部（以下、切り欠きと呼称する）１５と係合する。なお、面５６は、蓋で覆われるブラケットの一部の一例である。

突出部５１及び５２は、端子７１及び７２が挿通される孔部６３及び６４と、端子７１および７２を囲む壁部６１及び６２と、を備える。壁部６１及び６２は、例えば略長円状に形成され、基板８０を、Ｘ軸負方向側から支持する。孔部６３及び６４は、Ｘ軸方向に延在する。孔部６３及び６４には、ブラシ３１及び３２と接続された端子７１及び７２がそれぞれ、ブラケット５０から後述する基板８０に向かう方向に挿通される。端子７０は、突出部５１及び５２から延在している。より具体的には、端子７１は、回転軸であるシャフト４９の一方の端部から他方の端部に向かう方向において、突出部５１から延在し、端子７２は、シャフト４９の一方の端部から他方の端部に向かう方向において、突出部５２から延在している。

実施形態において、回転軸であるシャフト４９と交差する方向において、壁部６１と端子７１との間には、間隙６５が形成されている。そして、この間隙６５は、孔部６３と、壁部６１との間に形成されている。間隙６５は、図５に示すように、孔部６３を囲むように環状に形成される。すなわち、間隙６５は、回転軸方向（Ｘ軸方向）と交差する方向（Ｙ軸方向及びＺ軸方向）から、孔部６３を囲む。また、間隙６５は回転軸方向（シャフト４９の長手方向）に延在している。

また、間隙６５のＸ軸負方向側の端部６７は、図６に示すように、突出部５１の壁部６１のＸ軸正方向側の端部よりも、幅Ｇ１だけＸ軸負方向側に位置する。図６は、実施形態におけるブラケットの一例を示す側面図である。なお、端部６７は、壁部６１のＸ軸正方向側の端部よりもＸ軸負方向側にあればよく、例えば、面５６よりもＸ軸負方向側に形成されてもよい。また、間隙６６も、間隙６５と同様に形成される。

図７に示すように、ブラケット５０には、シャフト４９が挿通されたアーマチュア２０が挿通される。図７は、実施形態における機能部とブラケットとの結合の一例を示す分解斜視図である。図７に示すように、軸受４２は、ブラケット５０の面５６よりも、Ｘ軸正方向側に突出するように、ブラケット５０に挿通される。

図８に示すように、ブラケット５０は、Ｘ軸正方向側からフレーム１０に係合する。また、ブラケット５０の基板８０側にある（Ｘ軸正方向側における）面５６は蓋９０に覆われる。図８は、実施形態における機能部及びブラケットのフレームへの収容の一例を示す分解斜視図である。図８に示すように、蓋９０は、２つの開口９１及び９２と、Ｘ軸正方向側に突出する突出部９４と、径方向外側に突出する複数の係合部９５とを備える。複数の係合部９５は、フレーム１０の切り欠き１５と係合する。突出部９４は、基板８０とＸ軸方向において対向する面９８から、Ｘ軸正方向側に突出する。

ブラケット５０の突出部５１は、蓋９０の開口９１に挿通され、突出部５２は開口９２に挿通される。これにより、突出部６０及び端子７０は、図２に示すように、蓋９０の開口９１及び９２から、蓋９０よりも外側（Ｘ軸正方向側）に突出する。

また、蓋９０の突出部９４には、軸受４２が収容される。図２に示すように、蓋９０の突出部９４は、ブラケット５０の突出部６０よりも、幅Ｗ２だけＸ軸正方向側に突出する。

そして、基板８０は、モータ１の蓋９０から突出した端子７０に、例えば半田付けにより固定される。この場合において、図２に示すように、基板８０は、Ｘ軸方向において、モータ１の蓋９０から離隔して、ブラケット５０の突出部６０により支持される。すなわち、基板８０の第１の面８９と、蓋９０の面９８とは、間隔Ｗ１を隔てて、Ｘ軸方向において相互に対向する。

かかる構成においては、モータ１の振動等が、基板８０に伝わることが抑制されるので、基板８０と端子７０との接続を安定させることができる。

また、基板８０を端子７０に半田付けする際に、半田付けに用いられる半田Ｓが、基板８０の孔８１と端子７１との隙間、及び孔８２と端子７２との隙間から漏れ出ることがある。

実施形態においては、漏れ出た半田Ｓは、図９に示すように、端子７１と、ブラケット５０の突出部５１の壁部６１との間に形成される間隙６５内、及び間隙６６内に収容される。すなわち、間隙６５及び６６が、半田溜まりとなる。図９は、実施形態における基板が接続されたモータの一例を示す断面図である。図９は、図２のＣ－Ｃ線で切断した断面を示す。また、半田Ｓは、基板と端子とを電気的に接続する部材の一例である。

この場合において、漏れ出た半田Ｓが間隙６５及び６６に収容されることにより、半田付けの作業性が向上する。また、基板８０がモータ１の蓋９０から離隔していることで、半田付けの作業性が向上する。

以上説明したように、実施形態におけるモータ１は、開口９１，９２を有する蓋９０と、突出部５１，５２が設けられたブラケット５０と、突出部５１，５２から延在する端子７１，７２と、を備える。ブラケット５０は蓋９０で覆われており、蓋９０の開口９１，９２から突出部５１，５２は突出している。かかる構成によれば、モータ１の振動等が、基板８０に伝わることが抑制されるので、端子と基板との接続を安定できる。

［変形例］
以上、実施形態における構成について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、実施形態にかかる構成は、ブラシレスモータ等のその他のモータに適用してもよい。また、基板８０はフレキシブル基板に限られず、プリント基板等であってもよい。

また、壁部６１は、孔部６３を連続して覆っていればよく、筒状の形状であればよい。壁部６２についても同様である。この場合において、壁部６１及び６２の断面積は、図５に示すような長円形状に限らず、例えば略円形状や略矩形状であってもよい。

突出部６０は、例えば断面形状が略長円状であるが、これに限られず、略円形状や矩形状等の断面形状を備えていてもよい。

モータ１は、図１に示すように、例えば断面が略円形の円柱状に形成されるが、これに限られず、例えば断面が略四角形のいわゆる「スクエアモータ」等であってもよい。また、筒部１１が底部１２を備える構成を説明したが、例えば筒部が底部１２を備えておらず、蓋９０のような別部材により筒部のＸ軸負方向側が覆われていてもよい。また、突出部１４が、底部１２とは別部材により形成されてもよい。

また、ブラケット５０の突出部５１及び５２において、間隙６５及び６６は、孔部６３及び６４の径方向（Ｙ軸方向）と、径方向と直交する方向（Ｚ軸方向）との両方に、それぞれ形成されるが、実施の形態はこれに限られない。例えば、間隙はＹ軸方向のみに形成されてもよく、Ｚ軸方向にのみ形成されていてもよい。

本発明の実施形態及び各変形例に記載のロータまたはステータをアクチュエータや電子機器等に搭載させても構わない。具体的には、アクチュエータや電子機器のフレームあるいは筐体、ボディ等に対して、本発明の実施形態及び各変形例に記載のロータまたはステータを収容し、当該アクチュエータや電子機器の駆動要素として用いてもよい。

以上、本発明を実施形態及び各変形例に基づき説明したが、本発明は実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能であることも言うまでもない。そのような要旨を逸脱しない範囲での種々の変更を行ったものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ モータ、１０ フレーム、１１ 筒部、１２ 底部、１３ 開口、１４ 突出部、１５ 凹部（切り欠き）、１９ マグネット、２０ アーマチュア、２１ ロータコア、２２ コイル、２４ 整流子、３１，３２ ブラシ、４１，４２ 軸受、４９ シャフト、５０ ブラケット、５１，５２，６０ 突出部、５４ 開口、５５ 係合部、５６ 面、６１，６２ 壁部、６３，６４ 孔部、６５，６６ 間隙、７０，７１，７２ 端子、８０ 基板、８１，８２ 孔、８８ 第２の面、８９ 第１の面、９０ 蓋、９１，９２ 開口、９４ 突出部、９５ 係合部、９８ 面

Claims (7)

1. 開口を有する蓋と、
   突出部が設けられたブラケットと、
   前記突出部から延在する端子と、を備え、
   前記ブラケットの一部は前記蓋で覆われており、
   前記蓋の開口から前記突出部は突出している、
   モータ。
2. フレームと、
   前記フレームから突出した一方の端部と、前記蓋に支持された他方の端部と、を有する回転軸と、を備え、
   前記蓋は、前記回転軸の他方の端部側にある前記ブラケットの面を覆っており、
   前記端子は、前記回転軸の一方の端部から他方の端部に向かう方向において、前記突出部から延在しており、
   前記突出部は、前記端子が挿通される孔部と、前記端子を囲む壁部とを備えている、
   請求項１に記載のモータ。
3. 回転軸と交差する方向において、前記壁部と前記端子との間には、間隙が形成されており、
   前記間隙は、回転軸方向に延在している、請求項２に記載のモータ。
4. 整流子と、前記整流子に接触するブラシと、を備える、請求項１から３のいずれか１つに記載のモータ。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載のモータと、
   基板と、
   を備え、
   前記基板と、前記端子とは電気的に接続している、
   モータと基板との接続構造。
6. 前記基板は、前記蓋に対向する面を備え、
   前記蓋は、前記基板に対向する面を備え、
   前記基板は、前記突出部により支持されており、
   前記基板の面は、前記蓋の面から離れており、
   前記基板は前記端子に接続されている、
   請求項５に記載のモータと基板との接続構造。
7. 前記突出部は、前記端子が挿通される孔部と、前記端子を囲む壁部とを備えており、
   前記蓋は、前記基板側にある前記ブラケットの面を覆っており、
   前記端子は、前記孔部に、前記ブラケットから前記基板に向かう方向へ挿通され、
   回転軸と交差する方向において、前記壁部と前記端子との間には、間隙が形成され、
   前記基板と前記端子とを電気的に接続する部材が、前記間隙内にある、
   請求項５又は６に記載のモータと基板との接続構造。

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