特許 7468862 基板、及び回路付きモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】基板、及び回路付きモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 5/22 20060101AFI20240409BHJP

   H02K 11/30 20160101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

H02K5/22

H02K11/30

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020075424

(22)【出願日】2020-04-21

(65)【公開番号】P2021175222

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2023-03-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000228730

【氏名又は名称】ニデックアドバンスドモータ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002723

【氏名又は名称】高法弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100138689

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 慶

(72)【発明者】

【氏名】鷹 広昭

【審査官】島倉 理

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０６０２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－０９６７５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０８－２７１８６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ５／２２

Ｈ０２Ｋ １１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータのフレームに取付けられる基板であって、
前記フレームは、導電性の部材であり、
前記基板は、グランドと前記基板を前記フレームに取付ける第１取付部とを有し、
前記第１取付部は、第１ランドを有し、
前記第１ランドは、前記グランドと電気的に接続され、
前記第１ランドは、前記フレームと対向し、
前記基板は、該基板を前記フレームに固定する第２取付部を有し、
前記第２取付部の少なくとも一つは、第２ランドを有し、
前記第２ランドは、前記フレームと対向しており、
前記基板は、前記第２取付部を複数有し、
前記第２ランドの少なくとも一つは前記グランドと独立し、
前記第２ランドのすべては前記フレームと対向している、
基板。

【請求項2】

前記第２ランドの少なくとも一つはレジストで覆われている、
請求項１に記載の基板。

【請求項3】

前記基板は、部品を実装する本体部を有し、
前記本体部と前記第１取付部との間は、前記第１取付部よりも幅狭く括れた第１括れ部
を有する、
請求項１または２に記載の基板。

【請求項4】

前記本体部と前記第２取付部との間は、前記第２取付部よりも幅狭く括れた第２括れ部
を有する、
請求項３に記載の基板。

【請求項5】

前記第１取付部は、前記フレームと対向する面の逆の面をカバーによって覆われ、
前記カバー、前記第１取付部及び前記フレームは、ネジで共締めされる、
請求項１から４のいずれか１項に記載の基板。

【請求項6】

ＤＣで駆動する回路付きモータであって、
軸方向に延びる中心軸に沿って回転するロータと、前記ロータと対向するステータと、
を備えるモータ部と、
請求項１から５のいずれか１項に記載の前記基板と、
を備え、
前記基板は、前記モータ部の駆動を行う回路を実装する、
回路付きモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板、及び回路付きモータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、モータを駆動する回路を実装した基板を有する回路付きモータが知られている。このような回路付きモータにおいては、例えば、基板をモータのフレームにネジ止めすることでモータに基板を取付けている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－３３５８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、基板に実装された回路のグランドは、安全性向上のため、フレームグランドと電気的に接続するのが望ましい。ところが、この場合、回路付きモータの製造工程において、回路のグランドをフレームグランドに接続するための工程が必要であり、組み立て工数が増加してしまうという問題があった。

【0005】

本発明の目的は、組み立て工数を増加させることなく、基板に実装された回路のグランドをフレームグランドに接続可能とすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願の例示的な第１発明は、モータのフレームに取付けられる基板であって、前記フレームは、導電性の部材であり、前記基板は、グランドと前記基板を前記フレームに取付ける第１取付部とを有し、前記第１取付部は、第１ランドを有し、前記第１ランドは、前記グランドと電気的に接続され、前記第１ランドは、前記フレームと対向し、前記基板は、該基板を前記フレームに固定する第２取付部を有し、前記第２取付部の少なくとも一つは、第２ランドを有し、前記第２ランドは、前記フレームと対向しており、前記基板は、前記第２取付部を複数有し、前記第２ランドの少なくとも一つは前記グランドと独立し、前記第２ランドのすべては前記フレームと対向している、基板。

【発明の効果】

【0007】

本願の例示的な第１発明によれば、組み立て工数を増加させることなく、基板に実装された回路のグランドをフレームグランドに接続可能とすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態に係る回路付きモータを示す斜視図である。

【図2】図１のモータ１０のＡ－Ａ断面図である。

【図3】図１のモータ１０からカバー１０１を外して示す斜視図である。

【図4】図３の基板１５０の底面図である。

【図5】図１のモータ１０からカバー１０１及び基板１５０を外して示す斜視図である。

【図6】図１のモータ１０のＢ－Ｂ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータについて説明する。なお、以下の図面においては、各構成をわかり易くするために、実際の構造と各構造における縮尺及び数等を異ならせる場合がある。

【0010】

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｙ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。Ｘ軸方向は、中心軸Ｊに対する径方向のうち図２の左右方向とする。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向とＹ軸方向との両方と直交する方向とする。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のいずれにおいても、図中に示す矢印が指す側を＋側、反対側を－側とする。

【0011】

また、以下の説明においては、Ｙ軸方向の正の側（＋Ｙ側）を「フロント側」又は「一方側」と呼び、Ｙ軸方向の負の側（－Ｙ側）を「リア側」又は「他方側」と呼ぶ。なお、リア側（他方側）及びフロント側（一方側）とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｙ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。径方向において中心軸Ｊに近づく側を「径方向内側」と呼び、中心軸Ｊから遠ざかる側を「径方向外側」と呼ぶ。

【0012】

なお、本明細書において、「軸方向に延びる」とは、厳密に軸方向（Ｚ軸方向）に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、「径方向に延びる」とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また「平行」とは、厳密に平行な場合に加えて、互いに成す角が４５°未満の範囲で傾いた場合も含む。

【0013】

［第１実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータを示す斜視図である。
モータ１０は、ＤＣで駆動する回路付きモータである。モータ１０は、モータ部２００と、モータ部２００の軸方向他方側を覆う後部フレーム１００と、モータ部２００の軸方向一方側を覆う前部フレーム３００と、を有する。モータ１０は、後部フレーム１００の軸方向他方側を覆うカバー１０１を有する。後部フレーム１００は、導電性の部材である。
カバー１０１は、軸方向から見てほぼ四方形の平板状部材である。カバー１０１は、絶縁性の部材であり、四方形の角部に相当する位置に、カバー１０１を軸方向に貫通するネジ穴１０１ａ、１０１ｂを有する。本実施形態では、カバー１０１は、四方形の角部に相当する他の位置にも、カバー１０１を軸方向に貫通するネジ穴を有するが説明は省略する。

【0014】

図２は、図１のモータ１０のＡ－Ａ断面図である。この図２は、図１のモータ１０を、Ｚ軸と直交し中心軸Ｊを通る面で切断して示す側断面図である。
後部フレーム１００は、軸方向他方側に基板１５０を収容する。基板１５０は、モータ部２００の駆動を行う回路を実装する。カバー１０１は、基板１５０を軸方向他方側から覆う。基板１５０は、後部フレーム１００に取付けられる基板である。

【0015】

モータ部２００は、ロータ２１０と、ステータ２５０と、を有する。
ロータ２１０は、中心軸Ｊを中心に回転可能である。ロータ２１０は、中心軸Ｊに沿って配置されたシャフト２１１を有する。シャフト２１１は、軸方向他方側を軸受２１２によって軸支され、軸方向他方側を軸受２１３によって軸支される。ロータ２１０は、ロータコア２１４を有する。
ステータ２５０は、ステータコア２５１を有する。ステータ２５０は、ロータ２１０の径方向外側に配置される。ステータ２５０は、ロータ２１０とギャップを介して対向する。

【0016】

図３は、図１のモータ１０からカバー１０１を外して示す斜視図である。モータ１０からカバー１０１を外すと、軸方向他方側に、基板１５０の面１５０ａが露出する。
図４は、図３の基板１５０の底面図である。図４に示す基板１５０の面１５０ｂは、図３に示す面１５０ａの逆の面である。面１５０ｂは、後部フレーム１００と対向する。

【0017】

基板１５０は、後部フレーム１００に取付けるための取付部１５１、１５２、１５３及び１５４を有する。基板１５０は、部品を実装する本体部１５５を有する。本体部１５５と取付部１５１との間は、取付部１５１よりも幅狭く括れた括れ部１７１を有する。本体部１５５と取付部１５２との間は、取付部１５２よりも幅狭く括れた括れ部１７２を有する。本体部１５５と取付部１５３との間は、取付部１５３よりも幅狭く括れた括れ部１７３を有する。本体部１５５と取付部１５４との間は、取付部１５４よりも幅狭く括れた括れ部１７４を有する。

【0018】

基板１５０の面１５０ｂは、銅箔によって形成された回路パターンを備える。回路パターンは、銅箔以外の導体によって成るものであってもよい。基板１５０の回路パターンを形成した面１５０ｂは、レジストで覆われた部分と、レジストで覆われていない部分と、を備える。基板１５０の面１５０ｂの銅箔でレジストで覆われていない部分はランドである。基板１５０上のランド及びレジストの形成方法は、既知の如何なる方法を用いてもよい。

【0019】

取付部１５１は、ランド１６１を有する。取付部１５１は、基板１５０に実装された回路のグランドとなるグランド１６５を有する。ランド１６１は、グランド１６５に電気的に接続される。ランド１６１は、後部フレーム１００と対向する。

【0020】

取付部１５２は、ランド１６２を有する。ランド１６２は、軸方向一方側の面をレジスト１８２で覆われていてもよい。レジスト１８２は、後部フレーム１００と対向する。取付部１５３は、ランド１６３を有する。ランド１６３は、軸方向一方側の面をレジスト１８３で覆われていてもよい。レジスト１８３は、後部フレーム１００と対向する。取付部１５４は、ランド１６４を有する。ランド１６４は、軸方向一方側の面をレジスト１８４で覆われていてもよい。レジスト１８４は、後部フレーム１００と対向する。ランド１６２～１６４のうちの少なくとも一つは、レジストで覆われている。本実施形態では、ランド１６２～１６４のすべてが、レジスト１８２～１８４で覆われている。ランド１６２～１６４は、レジスト１８２～１８４で覆われていることにより、後部フレーム１００に接触することがなく、電食等のリスクを低減することが出来る。
ランド１６２～１６４のうちの少なくとも一つは、グランド１６５と独立している。本実施形態では、ランド１６２～１６４のすべてが、グランド１６５と独立している。

【0021】

取付部１５１は、中心軸Ｊと直交する方向においてネジ穴１０１ａと一致する位置に、基板１５０を軸方向に貫通するネジ穴１５１ａを有する。取付部１５４は、中心軸Ｊと直交する方向においてネジ穴１０１ｂと一致する位置に、基板１５０を軸方向に貫通するネジ穴１５４ａを有する。本実施形態では、取付部１５２及び１５３も、中心軸Ｊと直交する方向においてカバー１０１の＋Ｚ且つ－Ｘ側の端部及び＋Ｚ且つ＋Ｘ側の端部のネジ穴と一致する位置に、基板１５０を軸方向に貫通するネジ穴を有するが説明は省略する。

【0022】

図５は、図１のモータ１０からカバー１０１及び基板１５０を外して示す斜視図である。モータ１０からカバー１０１及び基板１５０を外すと、後部フレーム１００の軸方向他方側端部が露出する。
後部フレーム１００は、基板１５０の取付部１５１と対向する位置に、中心軸Ｊと直交する方向に広がる対向面１１１を有する。後部フレーム１００は、基板１５０の取付部１５２と対向する位置に、中心軸Ｊと直交する方向に広がる対向面１１２１を有する。後部フレーム１００は、基板１５０の取付部１５３と対向する位置に、中心軸Ｊと直交する方向に広がる対向面１１３を有する。後部フレーム１００は、基板１５０の取付部１５４と対向する位置に、中心軸Ｊと直交する方向に広がる対向面１１４を有する。

【0023】

対向面１１１は、中心軸Ｊと直交する方向においてネジ穴１０１ａ及び１５１ａと一致する位置に、軸方向一方側に延びるネジ穴１１１ａを有する。対向面１１４は、中心軸Ｊと直交する方向においてネジ穴１０１ｂ及び１５４ａと一致する位置に、軸方向一方側に延びるネジ穴１１４ａを有する。本実施形態では、対向面１１２及び１１３も、中心軸Ｊと直交する方向においてカバー１０１及び基板１５０のネジ穴と一致する位置に、軸方向一方側に延びるネジ穴を有するが説明は省略する。

【0024】

図６は、図１のモータ１０のＢ－Ｂ断面図である。この図６は、図１のモータ１０を、ネジ穴１０１ａ及び１０１ｂの位置でＺ軸と直交する面で切断して示す側断面図である。
カバー１０１のネジ穴１０１ａと基板１５０のネジ穴１５１ａと後部フレーム１００のネジ穴１１１ａは連通しており、これらのネジ穴１０１ａ、１５１ａ及び１１１ａに不図示のネジを挿入し、このネジでカバー１０１、基板１５０及び後部フレーム１００が共締めされる。
また、カバー１０１のネジ穴１０１ｂと基板１５０のネジ穴１５４ａと後部フレーム１００のネジ穴１１４ａは連通しており、これらのネジ穴１０１ｂ、１５４ａ及び１１４ａに不図示のネジを挿入し、このネジでカバー１０１、基板１５０及び後部フレーム１００が共締めされる。
本実施形態では、同様に、＋Ｚ且つ－Ｘ側及び＋Ｚ且つ＋Ｘ側のネジ穴においても、ネジでカバー１０１、基板１５０及び後部フレーム１００が共締めされる。

【0025】

基板１５０の複数の取付部１５１～１５４のいずれかにのみランドがある場合、基板１５０を後部フレーム１００に取付けたとき、ランドの有無で生じる取付面の段差により基板１５０と後部フレーム１００との間にガタが生じる虞がある。本実施形態では、基板１５０の複数の取付部１５１～１５４のすべてにランド１６１～１６４を設けることで、基板１５０を後部フレーム１００に取付けたときの基板１５０の軸方向位置を揃えることが出来、基板１５０と後部フレーム１００との間のガタを低減することが出来る。なお、本実施形態では、ランド１６２～１６４はレジスト１８２～１８４で覆われているが、ランドの厚さに比べてレジストの厚さは薄く、レジストの有無による基板１５０と後部フレーム１００との間のガタは非常に小さいものである。また、本実施形態では、本体部１５５と取付部１５１～１５４との間に括れ部１７１～１７４を設けることで、基板１５０を後部フレーム１００に取付けたときの取付面の段差を吸収することが出来、本体部１５５の変形を抑制することが出来る。

【0026】

＜基板１５０、及びモータ１０の作用・効果＞
次に、基板１５０、及びモータ１０の作用・効果について説明する。

【0027】

上述の実施形態に係る発明においては、モータのフレームに取付けられる基板であって、前記フレームは、導電性の部材であり、前記基板は、グランドと前記基板を前記フレームに取付ける第１取付部とを有し、前記第１取付部は、第１ランドを有し、前記第１ランドは、前記グランドと電気的に接続され、前記第１ランドは、前記フレームと対向している。
第１取付部により基板をフレームに取付けることで、フレームに対向した第１ランドがフレームと接触して電気的に接続されるので、基板をフレームに取付けるだけで基板のグランドをフレームグランドに接続することが出来る。

【0028】

また、前記基板は、該基板を前記フレームに固定する第２取付部を有し、前記第２取付部の少なくとも一つは、第２ランドを有し、前記第２ランドは、前記フレームと対向している。
基板が、第１取付部のほかに第２取付部でフレームに取付けられる場合に、第２取付部が第２のランドを有することで、ランドの有無による取付面の段差を解消し、基板とフレームとの間のガタを低減することが出来る。

【0029】

また、前記基板は、前記第２取付部を複数有し、前記第２ランドの少なくとも一つは前記グランドと独立し、前記第２ランドのすべては前記フレームと対向している。
複数の第２取付部のすべてが第２ランドを有することで、ランドの有無による取付面の段差を解消し、基板とフレームとの間のガタを低減することが出来る。

【0030】

また、前記第２ランドの少なくとも一つはレジストで覆われている。
ランドがレジストで覆われることで、電食等のリスクを低減することが出来る。

【0031】

また、前記基板は、部品を実装する本体部を有し、前記本体部と前記第１取付部との間は、前記第１取付部よりも幅狭く括れた第１括れ部を有する。
このため、第１取付部と他の取付部との取付面の段差を、第１括れ部で吸収することが出来、本体部の変形を抑制することが出来る。

【0032】

また、前記本体部と前記第２取付部との間は、前記第２取付部よりも幅狭く括れた第２括れ部を有する。
このため、第１取付部と第２取付部との取付面の段差を、第１括れ部及び第２括れ部で吸収することが出来、本体部の変形をより抑制することが出来る。

【0033】

また、前記第１取付部は、前記フレームと対向する面の逆の面をカバーによって覆われ、前記カバー、前記第１取付部及び前記フレームは、ネジで共締めされる。
このため、カバーが緩衝材となり、ネジ止めの際の基板への過度な圧力を抑制することが出来るので、ランドとフレームの好適な接触を維持できる。また、組み立て工数及び部品数も削減することが出来る。

【0034】

また、上述の実施形態に係る発明においては、ＤＣで駆動する回路付きモータであって、軸方向に延びる中心軸に沿って回転するロータと、前記ロータと対向するステータと、を備えるモータ部と、前記基板と、を備え、前記基板は、前記モータ部の駆動を行う回路を実装する。
このため、回路付きモータを、小型化、低コスト化することが出来る。

【0035】

上述した実施形態のモータの用途は、特に限定されない。また、上述した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることが出来る。

【0036】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0037】

１０ モータ
１００ 後部フレーム
１０１ カバー
２００ モータ部
３００ 前部フレーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】