CN110875664A - 马达用线圈基板和马达用线圈基板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供马达用线圈基板和马达用线圈基板的制造方法，该马达用线圈基板具有较高的占空系数。本实施方式的马达用线圈基板包含柔性基板和形成在柔性基板上的多个线圈。而且，以使相邻的线圈的一部分重叠的方式折叠柔性基板并且将折叠后的柔性基板卷绕于磁铁的周围，从而形成本实施方式的马达用线圈基板。

Description

马达用线圈基板和马达用线圈基板的制造方法
技术领域
本发明涉及由柔性基板和形成在柔性基板上的线圈构成的马达用线圈基板和该马达用线圈基板的制造方法。
背景技术
专利文献1涉及电动马达，该电动马达包含由金属线构成的多个单线圈。
专利文献1：日本特开2007-124892号公报
[专利文献的课题]
专利文献1的电动马达包含由金属线构成的多个单线圈。线圈由金属线形成。考虑如果过线较细则难以对金属线进行卷绕。
考虑金属线被切断的情况。考虑由于线圈由线形成，因此难以使占空系数较高。根据专利文献1的图6，使单线圈重叠。考虑难以将由金属线构成的单线圈以较高的位置精度进行重叠。
发明内容
本发明的马达用线圈基板包含：柔性基板；以及多个线圈，其形成在所述柔性基板上。而且，以使相邻的所述线圈的一部分重叠的方式折叠所述柔性基板并且卷绕被折叠后的所述柔性基板，从而形成所述马达用线圈基板。
本发明的马达用线圈基板的制造方法包含如下步骤：在柔性基板上形成多个线圈；以使第m个所述线圈与第(m+1)个所述线圈局部重叠的方式折叠所述柔性基板；以及卷绕折叠后的所述柔性基板。
[实施方式的效果]
根据本发明的实施方式，是利用布线形成线圈的。例如，能够通过印刷布线板的技术形成线圈。因此，能够将形成线圈的布线设为大致矩形。另外，通过折叠柔性基板能够使相邻的线圈的一部分重叠。能够以较高的位置精度使线圈重叠。通过卷绕折叠后的柔性基板，形成马达用线圈。因此，能够提高线圈的占空系数。能够提供具有较高效率的马达用线圈。
附图说明
图1的(A)是马达的示意图，图1的(B)示出柔性基板22的截面，图1的(C)示出第2中间基板。
图2的(A)示出了第1例的线圈，图2的(B)示出第2例的线圈，图2的(C)示出第3例的线圈，图2的(D)示出第4例的线圈。
图3示出了第1中间基板。
图4的(A)示出了第2中间基板的截面，图4的(B)示出了线圈的重叠。
标号说明
20：马达用线圈基板；48：磁铁；22：柔性基板；520：端子用基板；201：第1中间基板；202：第1中间基板；T：端子；C：线圈；CF：上线圈；SC：中央空间；OE：外端；IE：内端；W：布线；tL：端子用布线。
具体实施方式
[实施方式]
图1的(A)是由磁铁48和第1实施方式的马达用线圈基板20构成的马达10的示意图。马达用线圈基板20隔着空间AH配置于磁铁48的周围。马达10的例子是直流马达。马达10还能够具有未图示的整流器、刷以及壳体。在第1实施方式中，使线圈基板20进行旋转，但也可以使磁铁48进行旋转。
图1的(B)示出图1的(A)所示的马达用线圈基板20的截面。在图1的(B)中示意性地示出形成马达用线圈基板20的柔性基板22。在实施方式中，如图1的(B)所示，柔性基板22被折叠，之后，被折叠的柔性基板22配置在磁铁的周围。例如，使被折叠的柔性基板22在磁铁的周围卷绕的次数为两次以上且5次以下。优选为3次。或者优选为4次。
图3示出用于形成实施方式的马达用线圈基板20的第1中间基板201。图3的第1中间基板201由柔性基板22和多个线圈C形成，该柔性基板22具有第1面F和与第1面F为相反侧的第2面S，该多个线圈C形成在柔性基板22的第1面F上。将形成在第1面F上的线圈C称为上线圈CF。
如图3所示，柔性基板22优选为具有短边20T和长边20L。上线圈CF沿柔性基板22的长边20L排列。上线圈CF从柔性基板22的一端朝向另一端排列成一列。上线圈的数量为N。N是自然数。N优选为3以上且11以下。
在图3中，绘出了第1个上线圈CF1、第m个上线圈CFm、第(m+1)个上线圈CFm1以及第N个上线圈Cn。
线圈C通过印刷布线板的技术形成，通过电镀形成布线w，该布线w形成线圈C。或者通过对铜箔进行蚀刻而形成布线w，该布线w形成线圈C。形成线圈C的布线w通过半添加法、M-Sap法或腐蚀法形成。
通过印刷布线板的技术形成布线w，由该布线w形成本实施方式的线圈C。因此，布线w的截面形状呈大致矩形。金属线的截面是圆，因此根据本实施方式，能够提高线圈的占空系数。
使形成在柔性基板22上的多个线圈C同时形成。例如，使用相同的定位标记将多个线圈C形成在柔性基板22上。因此，各线圈C的位置相关联。
线圈C由中央空间SC和包围中央空间SC的布线w形成。而且，布线w具有外端OE和内端IE。布线w形成于外端OE与内端IE之间。形成线圈C的布线w形成为旋涡状。形成线圈C的布线w之中的最内侧的布线包围中央空间SC。在多个布线w之中，最内侧的布线w是内侧的布线wI。
在实施方式内，将由布线w、外端OE、内端IE以及中央空间SC形成的1个线圈称为单线圈。专利文献1的单线圈与本实施方式的单线圈不同。专利文献1的单线圈由金属线形成。本实施方式的单线圈通过印刷布线板的技术形成。本实施方式的单线圈包含布线w。
各上线圈CF通过连接线cL连接。第m个上线圈CFm与第(m+1)个上线圈CFm1通过连接线cL连接。而且，第N个上线圈CFn与第1个上线圈CF1通过连接线cL连接。这样，上线圈CF通过连接线被依次连接。在图3中，连接线cL被省略绘制。
连接线cL由贯通柔性基板22的导通孔导体、和第1面F上的导体电路与第2面S上的导体电路之中的至少一个形成。也可以不通过连接布线cL连接各线圈。在该情况下，在外部相邻的线圈的端子通过焊接等方式连接。
如图3所示，实施方式的第1中间基板201可以具有端子用基板250和形成在端子用基板250上的端子T。对端子用基板250和线圈C进行支承的柔性基板22由1个柔性基板22形成。
同时形成端子T和线圈C。端子用基板250的数量优选为与上线圈CF的数量相同。端子T的数量优选为与上线圈CF的数量相同。或者，优选为端子用基板250的数量为上线圈CF的数量的2倍。端子T的数量优选为上线圈CF的数量的2倍。
如图3所示，第1中间基板201可以包含使连接线cL与端子T连接的多个端子用布线tL。端子用布线tL包括：从对第m个上线圈CFm与第(m+1)个上线圈CFm1进行连接的连接线cL起延伸的布线tL；以及从对第N个上线圈CFn与第1个上线圈CF1进行连接的连接线cL起延伸的布线tL。
线圈C的卷绕方式和在线圈C中流动的电流的方向的例子(第1例、第2例、第3例、第4例)如下所示。
图2的(A)示出第1例的线圈C。在线圈C的布线w上绘出电流的方向。在第1例的线圈C中，形成线圈C的布线w从外端OE朝向内端IE形成为旋涡状。形成第1例的线圈C的布线按照逆时针形成。在第1例的线圈C中流动的电流从外端OE朝向内端IE流动。在第1例的线圈C中流动的电流按照逆时针流动。
图2的(B)示出第2例的线圈C。在线圈C的布线w上绘出了电流的方向。在第2例的线圈C中，形成线圈C的布线w从外端OE朝向内端IE形成为旋涡状。形成第2例的线圈C的布线w被顺时针形成。在第2例的线圈C中流动的电流从外端OE朝向内端IE流动。在第2例的线圈C中流动的电流按照顺时针流动。
图2的(C)示出第3例的线圈C。在线圈C的布线w上绘出了电流的方向。在第3例的线圈C中，形成线圈C的布线w从内端IE朝向外端OE形成为旋涡状。形成第3例的线圈C的布线w按照逆时针形成。在第3例的线圈C中流动的电流从内端IE朝向外端OE流动。在第3例的线圈C中流动的电流按照逆时针流动。
图2的(D)示出第4例的线圈C。在线圈C的布线w上绘出电流的方向。在第4例的线圈C中，形成线圈C的布线w从内端IE朝向外端OE形成旋涡状。形成第4例的线圈C的布线w按照顺时针形成。在第4例的线圈C中流动的电流从内端IE朝向外端OE流动。在第4例的线圈C流动的电流顺时针流动。
在第1中间基板201中，第1例、第2例、第3例以及第4例的线圈C的卷绕方式是按照从第1面F之上的位置对线圈C进行观察的情况来定义的。
在第1中间基板201中，在第1例、第2例、第3例以及第4例的线圈C中流动的电流的方向是按照从第1面F之上的位置对线圈C进行观察的情况来定义的。
在本实施方式中，第m个上线圈CF的卷绕方式与第(m+1)个上线圈CF的卷绕方式不同。下面示出组合的例子。
[第m个上线圈CF与第(m+1)个上线圈CF的第1例]
第m个上线圈CF是第1例的线圈C，第(m+1)个上线圈CF是第2例的线圈C。
[第m个上线圈CF与第(m+1)个上线圈CF的第2例]
第m个上线圈CF是第2例的线圈C，第(m+1)个上线圈CF是第1例的线圈C。
[第m个上线圈CF与第(m+1)个上线圈CF的第3例]
第m个上线圈CF是第3例的线圈C，第(m+1)个上线圈CF是第4例的线圈C。
[第m个上线圈CF与第(m+1)个上线圈CF的第4例]
第m个上线圈CF是第4例的线圈C，第(m+1)个上线圈CF是第3例的线圈C。
在实施方式的第1中间基板201中，相邻的线圈C的卷绕方式是相反的。第m个上线圈CF的卷绕方式与第(m+2)个上线圈CF的卷绕方式相同。例如，如果第m个上线圈CF是第1例的线圈C，则第(m+2)个上线圈CF也是第1例的线圈C。
使图3所示的柔性基板22沿折叠线BL折叠。从而得到图1的(C)所示的折叠后的柔性基板22。由折叠后的柔性基板22和形成在柔性基板上的线圈形成第2中间基板202。折叠线BL处于相邻的上线圈CF之间。
如图1的(C)所示，第2中间基板202具有底面B和底面B的相反侧的顶面Tt。底面B是第2中间基板202的最下面，顶面Tt是第2中间基板202的最上面。
柔性基板22以使第1面F和第1面F面对的方式被折叠。接下来，柔性基板22以使第2面S和第2面S面对的方式被折叠。然后，柔性基板22以使第1面F与第1面F面对的方式被折叠。这样，以使第1面F和第2面S交替地面对的方式折叠柔性基板22。如图1的(C)所示，以从底面B朝向顶面Tt沿一个方向形成台阶的方式折叠柔性基板22。
在图4的(A)中示出了图1的(C)所示的位于X与Y之间的第2中间基板202的截面。另外，在图4的(B)中示出在从第2中间基板202的顶面Tt上的位置W观察到的第m个上线圈CFm和第(m+1)个上线圈CFm1。在图4中，省略了形成上线圈CF的布线w而进行绘制。在图4中，布线w被统一以斜线绘出。
如图4所示，在实施方式中，以使第m个上线圈CFm与第(m+1)个上线圈CFm1局部重叠的方式折叠第1中间基板201。在第2中间基板202中，以使第m个上线圈CFm与第(m+1)个上线圈CFm1局部重叠的方式，将第(m+1)个上线圈CFm1层叠在第m个上线圈CFm上。第m个上线圈CFm与第(m+1)个上线圈CFm1不完全重叠。在实施方式中，通过折叠柔性基板22，能够使形成在柔性基板22上的线圈C重叠。因此，能够以较高的精度使线圈C重叠。因此，能够高效率地提高线圈的占空系数。降低线圈的导体电阻。能够提供具有较高效率的马达。
以使第m个单线圈与第(m+1)个单线圈的一部分重叠的方式折叠柔性基板。以使第m个单线圈与第(m+1)个单线圈局部重叠的方式折叠柔性基板。优选为，以使第(m+1)个布线位于第m个单线圈的中央空间上的方式折叠柔性基板。
在图4的(A)和图4的(B)中，第(m+1)个上线圈CFm1的布线的一部分位于第m个上线圈CFm的中央空间SC上。位于第m个上线圈CFm的中央空间SC上的第(m+1)个上线圈CFm1的布线不与第m个上线圈CFm的布线重叠。能够高效地提高线圈的占空系数。
位于第m个上线圈CFm的中央空间SC上的第(m+1)个上线圈CFm1的布线也可以与第m个上线圈CFm的布线局部重叠。
在第1中间基板201上，相邻的线圈的卷绕方式相反。但是，通过在相邻的线圈间折叠柔性基板22，使各线圈的卷绕方式相同。在各线圈流动的电流的方向变得相同。能够增大马达的扭矩。形成于第2中间基板202的各线圈的卷绕方式是按照从位置W观察得到的。形成于第2中间基板202的各线圈流动的电流的方向是按照从位置W观察得到的。
接下来，对在折叠前的柔性基板上的单线圈中流动的电流的方向进行说明。在第m个单线圈中流动的电流的方向与在第(m+1)个单线圈中流动的电流的方向相反。在单线圈中流动的电流的方向是从第1面F上的位置观察得到的。
在第2中间基板中，在第m个单线圈中流动的电流的方向与在(m+1)个单线圈中流动的电流的方向相同。在单线圈流动的电流的方向是从位置W观察得到的。
通过卷绕第2中间基板202而得到马达用线圈基板20。第2中间基板202卷绕于空洞的周围。马达用线圈基板20的形状例如为圆筒。
以使顶面Tt与磁铁48对置的方式将马达用线圈基板20配置在磁铁48的周围。或者，以使底面B与磁铁48对置的方式将马达用线圈基板20配置在磁铁48的周围。从而完成由磁铁48和马达用线圈基板20构成的马达10。由于将折叠后的柔性基板22配置在磁铁48的周围，因此能够维持第m个上线圈CFm与第(m+1)个上线圈CFm1之间的位置关系。能够维持第m个单线圈与第(m+1)个单线圈之间的位置关系。能够提供具有较高效率的马达。
[实施方式的变形例]
通过在本实施方式的柔性基板22的第2面S上追加多个线圈，而形成变形例的第1中间基板201。将第2面S上的线圈C称为下线圈CS。上线圈CF与下线圈CS隔着柔性基板22对置。如果以与第1面F垂直的光将下线圈CS投影在第1面F上，则上线圈CF与下线圈CS大致重叠。对置的上线圈CF与下线圈CS的卷绕方式相同。在对置的上线圈CF和下线圈CS流动的电流的朝向相同。在第1中间基板201中，线圈C的卷绕方式和在线圈C流动的电流的方向是从第1面F上的位置观察得到的。
在本实施方式和本实施方式的变形例中，折叠柔性基板22的方法是相同的。在本实施方式和本实施方式的变形例中，卷绕折叠后的柔性基板22的方法是相同的。在本实施方式和本实施方式的变形例中，将折叠后的柔性基板22卷绕于空洞周围的方法是相同的。

Claims (10)

1.一种马达用线圈基板，其包含：
柔性基板；以及
多个线圈，其形成在所述柔性基板上，
其中，以使相邻的所述线圈的一部分重叠的方式折叠所述柔性基板并且卷绕被折叠后的所述柔性基板，从而形成所述马达用线圈基板。
2.根据权利要求1所述的马达用线圈基板，其中，
所述线圈由中央空间和包围所述中央空间的布线形成。
3.根据权利要求2所述的马达用线圈基板，其中，
以使在1个所述线圈的所述中央空间上配置下一个所述线圈的所述布线的方式折叠所述柔性基板。
4.根据权利要求2所述的马达用线圈基板，其中，
所述布线通过腐蚀法或添加法形成。
5.一种马达用线圈基板的制造方法，其包含如下步骤：
在柔性基板上形成多个线圈；
以使第m个所述线圈与第(m+1)个所述线圈局部重叠的方式折叠所述柔性基板；以及
卷绕折叠后的所述柔性基板。
6.根据权利要求5所述的马达用线圈基板的制造方法，其中，
所述线圈由中央空间和包围所述中央空间的布线形成，所述折叠包括将第(m+1)个所述线圈的所述布线配置在第m个所述线圈的所述中央空间上。
7.根据权利要求1所述的马达用线圈基板，其中，
所述马达用线圈基板的形状为圆筒状。
8.根据权利要求1所述的马达用线圈基板，其中，
所述马达用线圈基板隔着空间配置在磁铁的周围。
9.根据权利要求1所述的马达用线圈基板，其中，
在所述柔性基板上的相邻的所述线圈中流动的电流的方向相反，在被折叠后的所述柔性基板上的相邻的所述线圈中流动的电流的方向相同。
10.一种马达，其包含：
磁铁；以及
权利要求1所述的马达用线圈基板，其配置在所述磁铁的周围。
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