JP2009303391A

JP2009303391A - ディスク型コイル

Info

Publication number: JP2009303391A
Application number: JP2008155349A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Iwatani; 公明岩谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2028-06-13
Also published as: JP4860667B2

Abstract

【課題】
出力を高めるために流れる電流値を充分に大きく確保できるようにする。
【解決手段】
円板形の絶縁基板１と、絶縁基板１の両面に設けられ端部２２，２３が絶縁基板１の外周側，内周側に位置されて絶縁基板１の両面に交互に折返すように配置された導体パターン２と、絶縁基板１に穿孔されて導体パターン２の端部２２，２３を接続するスルーホールとを備えている。導体パターン２は、内周側の端部２３が複数の同心円線上に配置され絶縁基板１の径方向に整列されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、扁平タイプの電磁誘導機器のステータ，ロータ等として組込まれるディスク型コイルに係る技術分野に属する。

最近、各種機器の薄性化の傾向から、エッチング，プレス等で導体パターンを形成したディスク型コイルの需要が増大している。然しながら、ディスク型コイルでは、導体パターンが薄性であることから、線材を巻線したコイルよりも流れる電流値が小さくなってしまうという不具合がある。このため、出力を高めるために流れる電流値を大きく確保することのできるディスク型コイルの開発が要望されている。

従来、出力を高めるために流れる電流値を大きく確保することを指向したディスク型コイルとしては、例えば、以下に記載のものが知られている。
特開平１−１２６１４２号公報特許文献１には、円板形（ディスク形）の絶縁基板と、絶縁基板の両面に設けられ端部が絶縁基板の外周側，内周側に位置されて絶縁基板の両面に交互に折返す波形に配置された導体パターンと、絶縁基板に穿孔されて導体パターンの端部を接続するスルーホールとを備えたディスク型コイルが記載されている。

特許文献１に係るディスク型コイルは、絶縁基板の両面を導体パターンの連続した配置面として、導体パターンの配設長を長く確保することで、出力を高めるために流れる電流値を大きく確保しようとするものである。

特許文献１に係るディスク型コイルでは、絶縁基板が円形であることから、配置される導体パターンの内周側の間隔（絶縁ギャップ）が狭くならざるを得なくなるため、導体パターンの幅を内周側へ向けて狭くなるようにして、導体パターンの間隔を一定に保持するように対策している。然しながら、導体パターンを流れる最大電流値が導体パターンの最も狭い幅（厚さが一定であるとすると）に制約されしまうため、出力を高めるために流れる電流値を充分に大きく確保することができないという問題点がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、出力を高めるために流れる電流値を充分に大きく確保することのできるディスク型コイルを提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明に係るディスク型コイルは、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。

即ち、請求項１では、円板形の絶縁基板と、絶縁基板の両面に設けられ端部が絶縁基板の外周側，内周側に位置されて絶縁基板の両面に交互に折返すように配置された導体パターンと、絶縁基板に穿孔されて導体パターンの端部を接続するスルーホールとを備えたディスク型コイルにおいて、導体パターンは内周側の端部が複数の同心円線上に配置され絶縁基板の径方向に整列されていることを特徴とする。

この手段では、導体パターンの内周側の端部が単一の円線上に配置されるのを避けて径方向へ退避されて整列されることで、配置の密度の高くなる内周側での導体パターンの幅，間隔が一定に保持される。

また、請求項２では、請求項１のディスク型コイルにおいて、スルーホールは導体パターンの端部ごとに複数個設けられていることを特徴とする。

この手段では、スルーホールが複数個設けられることで、スルーホールでの導通面積が拡張される。

また、請求項３では、請求項２のディスク型コイルにおいて、スルーホールは導体パターンの内周側の端部で絶縁基板の径方向に直線的に整列されていることを特徴とする。

この手段では、複数個のスルーホールが絶縁基板の径方向に直線的に整列されることで、導体パターンの周方向への拡張が防止される。

また、請求項４では、請求項２または３のディスク型コイルにおいて、導体パターンは端部が拡張された面積を有していることを特徴とする。

この手段では、導体パターンの端部が拡張された面積を有することで、スルーホールの穿孔による導通面積の減少が補填される。

また、請求項５では、請求項１〜４のいずれかのディスク型コイルにおいて、導体パターンは始端末パターンが接続されたコイル半部と終端末パターンが接続されたコイル半部とが積層され接続パターンで接続されてコイル巻形状を形成し、始端末パターン，終端末パターン，接続パターンは導体パターンの配置から外周側または内周側に引出されていることを特徴とする。

この手段では、導体パターンの２つのコイル半部が積層されてコイル巻形状が形成され、接続のための始端末パターン，終端末パターン，接続パターンが導体パターンの配置から引出されることで、高密度の導体パターンが容易，確実に接続される。

本発明に係るディスク型コイルは、導体パターンの内周側の端部が単一の円線上に配置されるのを避けて径方向へ退避されて整列されることで、配置の密度の高くなる内周側での導体パターンの幅，間隔が一定に保持されるため、出力を高めるために流れる電流値を充分に大きく確保することができる効果がある。

さらに、請求項２として、スルーホールが複数個設けられることで、スルーホールでの導通面積が拡張され、導体パターンを流れる最大電流値のスルーホールでの制約を消失させることができるため、出力を高めるために流れる電流値をより充分に大きく確保することができる効果がある。

さらに、請求項３として、複数個のスルーホールが絶縁基板の径方向に直線的に整列されることで、導体パターンの周方向への拡張が防止されるため、配置の密度の高くなる内周側での導体パターンの幅，間隔がより確実に一定に保持され、出力を高めるために流れる電流値をより充分に大きく確保することができる効果がある。

さらに、請求項４として、導体パターンの端部が拡張された面積を有することで、スルーホールの穿孔による導通面積の減少が補填されるため、出力を高めるために流れる電流値をより充分に大きく確保することができる効果がある。

さらに、請求項５として、導体パターンの２つのコイル半部が積層されてコイル巻形状が形成され、接続のための始端末パターン，終端末パターン，接続パターンが導体パターンの配置から引出されることで、高密度の導体パターンが容易，確実に接続されるため、製造コストが低減される効果がある。

以下、本発明に係るディスク型コイルを実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

この形態では、直流モータのステータとして組込むのに好適なものを示してある。

この形態は、図１，図２に示すように、絶縁基板１，導体パターン２，始端末パターン３，終端末パターン４，接続パターン５，スルーホール６の各部からなる。

絶縁基板１は、絶縁性の合成樹脂材によって穿孔されたほぼ円板形（ディスク形）のドーナッツ板形に形成されたもので、中央部に軸孔１１が穿孔され、外周の一部に始端末パターン３，終端末パターン４，接続パターン５が配置される外側へ突出したフランジ部１２が形成されている。この絶縁基板１については、単層構造，積層構造のいずれをも選択することができ、硬質性，フレキシブル性のいずれをも選択することができる。

導体パターン２は、銅系，アルミニウム系等の金属材のエッチング技術，プレス技術等によってコイル巻形状に形成されて、絶縁基板１の両面に配置されている。この導体パターン２は、ほぼ直線が屈曲された本体部２１の外周側と内周側とに面積が拡張された端部２２，２３が設けられている。本体部２１は、絶縁基板１の外周側から内周側に向けて長さの異なるものが配置されている。外周側の端部２２は、絶縁基板１の単一の円線ａ上に配置され絶縁基板１の周方向に面積が拡張されている。内周側の端部２３は、本体部２１の異なる長さに対応して複数の同心円線ｂ上に配置され絶縁基板１の径方向ｃに面積が拡張されて整列されている。なお、絶縁基板１の両面では、導体パターン２が端部２２，２３で交互に折返すように配置されている。

なお、この導体パターン２は、図３に示すスルーホール６を介して連続したコイル半部２ａと、図５に示すスルーホール６を介して連続したコイル半部２ｂとが積層されて、図６に示すコイル巻形状を形成するようになっている。そして、このコイル巻形状を１単位として３単位が位相して積層されている。

始端末パターン３は、導体パターン２の一方のコイル半部２ａの連続の始端末に位置する外周側の端部２２に接続されて、絶縁基板１のフランジ部１２に引出されている。この始端末パターン３については、導体パターン２と一体的に形成される。

終端末パターン４は、導体パターン２の他方のコイル半部２ｂの連続の終端末に位置する外周側の端部２２に接続されて、絶縁基板１のフランジ部１２に引出されている。この終端末パターン４については、導体パターン２と一体的に形成される。

接続パターン５は、導体パターン２の一方のコイル半部２ａの連続の終端末に位置する外周側の端部２２と、導体パターン２の他方のコイル半部２ｂの連続の始端末に位置する外周側の端部２２とに接続されて、絶縁基板１のフランジ部１２に引出されている。この接続パターン５については、導体パターン２と一体的に形成される。

スルーホール６は、図４に示すように、絶縁基板１に穿孔されて電気メッキ等で導体パターン２の端部２２，２３を接続するもので、導体パターン２の端部２２，２３ごとに複数個（３個）設けられている。なお、導体パターン２の外周側の端部２２では、複数個のスルーホール６が絶縁基板１の単一の円線ａ上に配置され絶縁基板１の周方向に整列されている。また、導体パターン２の内周側の端部２３では、複数個のスルーホール６が絶縁基板１の複数の同心円線ｂ上に配置され絶縁基板１の径方向ｃに整列されている。

この形態によると、導体パターン２の２つのコイル半部２ａ，２ｂが積層されてコイル巻形状が形成され、接続のための始端末パターン３，終端末パターン４，接続パターン５が導体パターン２の配置から引出される。従って、高密度の導体パターン２が容易，確実に接続されるため、安価に製造することができる。

そして、円板形の絶縁基板１において、導体パターン２の内周側の端部２３が単一の円線上に配置されるのを避け、導体パターン２の内周側の端部２３が複数の同心円線ｂ上に配置され径方向ｃへ退避されて整列されることで、配置の密度の高くなる内周側での導体パターン２の幅，間隔（絶縁ギャップ）が一定に保持される。従って、出力を高めるために流れる電流値を充分に大きく確保することができる。なお、導体パターン２の幅，間隔が一定に保持されることで、放熱性能が高くなるため、熱による経時的な性能劣化を防止することができる。

また、スルーホール６が導体パターン２の端部２２，２３ごとに複数個設けられることで、スルーホール６での導通面積が拡張される。従って、導体パターン２を流れる最大電流値のスルーホール６での制約を消失させることができるため、出力を高めるために流れる電流値をより充分に大きく確保することができる。なお、導体パターン２の内周側の端部２３では、複数個のスルーホール６が絶縁基板１の径方向ｃに直線的に整列されることで、導体パターン２の周方向への拡張が防止される。従って、配置の密度の高くなる内周側での導体パターン２の幅，間隔がより確実に一定に保持され、出力を高めるために流れる電流値をより充分に大きく確保することができる。

また、スルーホール６が複数個設けられ導体パターン２の端部２２，２３が拡張された面積を有することで、スルーホール６の穿孔による導通面積の減少が補填される。従って、出力を高めるために流れる電流値をより充分に大きく確保することができる。なお、導体パターン２の内周側の端部２３が面積が絶縁基板１の径方向ｃに拡張されているため、導体パターン２の幅，間隔を一定に保持することに支障は生じない。

以上、図示した形態の外に、導体パターンを他のコイル巻形状の配置とすることも可能である。

さらに、導体パターン２の２つのコイル半部２ａ，２ｂからなるコイル巻形状を２単位または４単位以上とすることも可能である。

さらに、始端末パターン３，終端末パターン４，接続パターン５を絶縁基板１の内周側に引出すことも可能である。

本発明に係るディスク型コイルを実施するための最良の形態の表面図である。図１の裏面図である。図１の要部の抽出図である。図３の拡大された縦断面図である。図１の他の要部の抽出図である。図３，図５の組合わせ図である。

符号の説明

１絶縁基板
２導体パターン
２ａ，２ｂコイル半部
２３端部（内周側の）
３始端末パターン
４終端末パターン
５接続パターン
６スルーホール

Claims

円板形の絶縁基板と、絶縁基板の両面に設けられ端部が絶縁基板の外周側，内周側に位置されて絶縁基板の両面に交互に折返すように配置された導体パターンと、絶縁基板に穿孔されて導体パターンの端部を接続するスルーホールとを備えたディスク型コイルにおいて、導体パターンは内周側の端部が複数の同心円線上に配置され絶縁基板の径方向に整列されていることを特徴とするディスク型コイル。
請求項１のディスク型コイルにおいて、スルーホールは導体パターンの端部ごとに複数個設けられていることを特徴とするディスク型コイル。
請求項２のディスク型コイルにおいて、スルーホールは導体パターンの内周側の端部で絶縁基板の径方向に直線的に整列されていることを特徴とするディスク型コイル。
請求項２または３のディスク型コイルにおいて、導体パターンは端部が拡張された面積を有していることを特徴とするディスク型コイル。
請求項１〜４のいずれかのディスク型コイルにおいて、導体パターンは始端末パターンが接続されたコイル半部と終端末パターンが接続されたコイル半部とが積層され接続パターンで接続されてコイル巻形状を形成し、始端末パターン，終端末パターン，接続パターンは導体パターンの配置から外周側または内周側に引出されていることを特徴とするディスク型コイル。