JP2020114100A - モータ用コイル基板とモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 高い占積率を有するモータ用コイル基板の提供【解決手段】 実施形態のモータ用コイル基板は、一端と一端と反対側の他端とを有するフレキシブル基板とフレキシブル基板上に形成されていて、一端から他端に向かって並んでいる複数のコイルと隣接するコイル間に形成されているギャップとを有するコイル基板を折り畳むことで形成される積層型コイル基板を巻くことで形成される。そして、モータ用コイル基板の形状は半径Ｒを有する円筒であって、コイルの数はＮ（数Ｎ）であり、ギャップは距離Ｄを有し、距離Ｄと半径Ｒと数Ｎは以下の関係を満足する。Ｄ ≒ ２πＲ／Ｎ【選択図】 図２

Description

本発明は、モータ用コイル基板とモータに関する。

特許文献１は、電気モータに関し、その電気モータはワイヤからなる複数のシングルコイルを含んでいる。

特開２００７−１２４８９２号公報

[特許文献の課題]
特許文献１の電気モータはワイヤからなる複数のシングルコイルを含んでいる。コイルがワイヤで形成されている。ワイヤが細いと、ワイヤを巻くことが難しいと考えられる。ワイヤが切断すると考えられる。コイルがワイヤで形成されているので、占積率を高くすることが難しいと考えられる。特許文献１の図６によれば、シングルコイルが重ねられている。ワイヤからなるシングルコイルを高い位置精度で重ねることは難しいと考えられる。

本発明に係るモータ用コイル基板は、一端と前記一端と反対側の他端とを有するフレキシブル基板と前記フレキシブル基板上に形成されていて、前記一端から前記他端に向かって並んでいる複数のコイルと隣接する前記コイル間に形成されているギャップとを有するコイル基板を折り畳むことで形成される積層型コイル基板を巻くことで形成される。そして、前記モータ用コイル基板の形状は半径Ｒを有する円筒であって、前記コイルの数はＮ（数Ｎ）であり、前記ギャップは距離Ｄを有し、前記距離Ｄと前記半径Ｒと前記数Ｎは以下の関係を満足する。
Ｄ ≒ ２πＲ／Ｎ
Ｎは自然数である。

[実施形態の効果]
本発明の実施形態によれば、コイルが配線で形成されている。例えば、プリント配線板の技術でコイルを形成することができる。そのため、コイルを形成する配線を略矩形にすることができる。高い占積率を有するコイル基板を提供することができる。また、フレキシブル基板を折り畳むことで、隣接するコイルの一部が重ねられる。高い位置精度でコイルを重ねることができる。折り畳まれたフレキシブル基板を巻くことで、モータ用コイルが形成される。従って、コイルの占積率を高くすることができる。実施形態のモータ用コイル基板を形成するためのコイル基板は、距離Ｄを有するギャップと複数のコイルを含む。コイルの数はＮ（数Ｎ）である。モータ用コイル基板の形状は半径Ｒを有する円筒である。そして、距離Ｄと半径Ｒと数Ｎは関係式１を満足する。
関係式１：Ｄ ≒ ２πＲ／Ｎ
Ｎは自然数である。
関係式１が成立するため、高い占積率を有するモータ用コイル基板を提供することができる。

図１（Ａ）はモータの模式図であり、図１（Ｂ）と図１（Ｅ）はモータ用コイル基板の断面を示し、図１（Ｃ）は積層型コイル基板を示し、図１（Ｄ）はモータの回転方向を示す。 図２（Ａ）はコイル基板を示し、図２（Ｂ）はコイルの断面を示す。 図３（Ａ）は上コイルを示し、図３（Ｂ）は下コイルを示す。 図４（Ａ）と図４（Ｂ）は積層型コイル基板の断面を示す。

図１（Ａ）は、磁石４８と実施形態のモータ用コイル基板２０とからなるモータ１０の模式図である。モータ用コイル基板２０は、空洞ＡＨを介し磁石４８の周りに配置されている。モータ１０の例は、直流モータである。モータ１０は、さらに、図示されていない整流子とブラシとハウジングを有することができる。実施形態では、モータ用コイル基板２０が回転するが、磁石４８が回転してもよい。

図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示されるモータ用コイル基板２０の断面を示している。図１（Ｂ）では、モータ用コイル基板２０を形成するフレキシブル基板２２が模式的に示されている。図１（Ｃ）は折り畳まれたフレキシブル基板２２を示す。実施形態では、フレキシブル基板２２が折り畳まれる。その後、折り畳まれたフレキシブル基板２２が巻かれる。そして、巻かれたフレキシブル基板２２が磁石の周りに配置される。例えば、折り畳まれたフレキシブル基板２２を巻く回数は、１以上、２以下である。

図２（Ａ）と図３は、実施形態のモータ用コイル基板２０を形成するためのコイル基板２０１を示している。コイル基板２０１は、第１面Ｆと第１面Ｆと反対側の第２面Ｓを有するフレキシブル基板２２とフレキシブル基板２２の第１面Ｆ上に形成されている複数のコイルＣと隣接するコイルＣ間に存在するギャップＧで形成されている。図２（Ａ）では、コイルＣは簡略化されている。

図２（Ａ）に示されるように、フレキシブル基板２２は、短辺２０Ｓと長辺２０Ｌとを有することが好ましい。コイルＣは、フレキシブル基板２２の長辺２０Ｌに沿って並んでいる。フレキシブル基板２２の一端２０ＳＬから他端２０ＳＲに向かって、コイルＣは一列に並んでいる。コイルＣの数はＮである。

各コイルＣは番号を有する。一端２０ＳＬから他端２０ＳＲに向かって、コイルＣの番号は順に大きくなる。一端２０ＳＬに最も近いコイルＣ１の番号は１である。他端２０ＳＲに最も近いコイルＣｎの番号はＮである。

図２（Ａ）に示されるコイル基板２０１は５つのコイルＣを有する。一端２０ＳＬに最も近いコイルＣは１番目のコイル（番号１を有するコイル）Ｃ１である。１番目のコイルＣ１の隣のコイルＣは２番目のコイル（番号２を有するコイル）Ｃ２である。２番目のコイルＣ２の隣のコイルＣは３番目のコイル（番号３を有するコイル）Ｃ３である。３番目のコイルＣ３の隣のコイルＣは４番目のコイル（番号４を有するコイル）Ｃ４である。４番目のコイルＣ４の隣のコイルＣは５番目のコイル（番号５を有するコイル）Ｃ５である。５番目のコイルＣ５は他端２０ＳＲに最も近い。

図３（Ａ）は、フレキシブル基板２２の第１面Ｆと第１面Ｆ上に形成されているコイルＣを示している。第１面Ｆ上のコイルＣは上コイルＣＦと称される。図３（Ｂ）は、フレキシブル基板２２の第２面Ｓと第２面Ｓ上に形成されているコイルＣを示している。第２面Ｓ上のコイルＣは下コイルＣＳと称される。

図３（Ａ）に示されるように、フレキシブル基板２２は、短辺２０Ｓと長辺２０Ｌとを有することが好ましい。上コイルＣＦは、フレキシブル基板２２の長辺２０Ｌに沿って並んでいる。フレキシブル基板２２の一端２０ＳＬから他端２０ＳＲに向かって、上コイルＣＦは一列に並んでいる。上コイルＣＦの数はＮである。

図３（Ａ）には、１番目の上コイルＣＦ１とｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１とＮ番目の上コイルＣＦｎが描かれている。ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１間にギャップＧが形成されている。

図３（Ｂ）に示されるように、下コイルＣＳは、フレキシブル基板２２の長辺２０Ｌに沿って並んでいる。フレキシブル基板２２の一端２０ＳＬから他端２０ＳＲに向かって、下コイルＣＳは一列に並んでいる。下コイルＣＳの数はＮである。

図３（Ｂ）には、１番目の下コイルＣＳ１とｍ番目の下コイルＣＳｍと（ｍ＋１）番目の下コイルＣＳｍ１とＮ番目の下コイルＣＳｎが描かれている。ｍ番目の下コイルＣＳｍと（ｍ＋１）番目の下コイルＣＳｍ１間にギャップＧが形成されている。

ｍとＮは自然数である。Ｎは、３以上、１１以下であることが望ましい。Ｎは奇数であることが望ましい。

ｍ番目の上コイルＣＦｍの直下にｍ番目の下コイルＣＳｍが形成されている。上コイルＣＦと下コイルＣＳは、フレキシブル基板を介しほぼ対称に形成されている。ｍ番目の上コイルＣＦｍとｍ番目の下コイルＣＳｍは、フレキシブル基板２２を貫通するスルーホール導体ＴＨ１で接続されている。

コイルＣはプリント配線板の技術で形成されている。コイルＣを形成する配線ｗはめっきにより形成されている。あるいは、コイルＣを形成する配線ｗは銅箔をエッチングすることで形成される。コイルＣを形成する配線ｗは、セミアディティブ法やＭ−Ｓａｐ法やサブトラクティブ法で形成される。

実施形態のコイルＣを形成する配線ｗはプリント配線板の技術で形成されている。そのため、配線ｗの断面形状は略矩形である。ワイヤの断面は円であるので、実施形態によれば、コイルの占積率を高くすることができる。

フレキシブル基板２２上に形成されている複数のコイルＣは同時に形成される。例えば、共通のアライメントマークを用いることで、複数のコイルＣはフレキシブル基板２２上に形成される。そのため、各コイルＣの位置は関連している。

図３に示されるように、コイルＣは中央スペースＳＣと中央スペースＳＣを囲む配線ｗで形成される。そして、配線ｗは外端ＯＥと内端ＩＥを有する。配線ｗは外端ＯＥと内端ＩＥとの間に形成されている。コイルＣを形成する配線ｗは渦巻き状に形成されている。コイルＣを形成する配線ｗの内、最も内側の配線で中央スペースＳＣは囲まれる。複数の配線ｗの内、最も内側の配線ｗは、内側の配線Ｉｗである。最も外側の配線ｗは、外側の配線Ｏｗである。

図３に示されるように、配線ｗは、中央スペースを介して向かい合っている複数の第１配線５１と複数の第２配線５２とを含む。１つのコイルＣ内で、第１配線５１は、一端２０ＳＬに近く、第２配線５２は、他端２０ＳＲに近い。第１配線５１のそれぞれは概ね平行に形成されている。第２配線５２のそれぞれは概ね平行に形成されている。第１配線５１と第２配線５２は概ね平行に形成されている。実施形態のモータ用コイル基板２０と磁石４８でモータ１０が形成されると、図１（Ｄ）に示されるように、モータ１０の回転方向ＭＲと第１配線５１との間の角度は略９０度である。配線ｗは、更に、第１配線５１と第２配線５２とを接続する第３配線５３を含む。第３配線５３は曲がっている。

図２（Ａ）では、配線ｗが纏められている。複数の第１配線５１で第１配線群５１ｇが形成される。複数の第２配線５２で第２配線群５２ｇが形成される。複数の第３配線５３で第３配線群５３ｇが形成される。ｍ番目の上コイルＣＦｍの第２配線群５２ｇと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の第１配線群５１ｇとの間にギャップＧが形成されている。第１配線群５１ｇは距離Ｄ１を有する。第２配線群５２ｇは距離Ｄ２を有する。中央スペースＳＣは第１配線群５１ｇと第２配線群５２ｇとの間に距離ＤＳを有する。コイルＣは距離ＤＣを有する。ギャップＧは距離Ｄを有する。距離Ｄ１と距離Ｄ２と距離ＤＳと距離Ｄは略等しい。距離Ｄ１と距離Ｄ２と距離ＤＳと距離Ｄと距離ＤＣは、第１配線５１に垂直な直線に沿って測定されている。

図２（Ｂ）に配線ｗの断面と配線ｗの側壁が示される。第１配線群５１ｇの内、外側の配線Ｏｗを形成する第１配線は、外側の第１配線５１Ｏｗである。外側の第１配線５１Ｏｗは一端２０ＳＬを向く側壁５１Ｓｗ１を有する。第１配線群５１ｇの内、内側の配線Ｉｗを形成する第１配線は、内側の第１配線５１Ｉｗである。内側の第１配線５１Ｉｗは中央スペースＳＣを向く側壁５１Ｓｗ２を有する。
第２配線群５２ｇの内、外側の配線Ｏｗを形成する第２配線は外側の第２配線５２Ｏｗである。外側の第２配線５２Ｏｗは他端２０ＳＲを向く側壁５２Ｓｗ１を有する。第２配線群５２ｇの内、内側の配線Ｉｗを形成する第２配線は、内側の第２配線５２Ｉｗである。内側の第２配線５２Ｉｗは中央スペースＳＣを向く側壁５２Ｓｗ２を有する。
ｍ番目のコイルＣｍを形成する外側の第１配線５１Ｏｗの側壁５１Ｓｗ１とｍ番目のコイルを形成する内側の第１配線５１Ｉｗの側壁５１Ｓｗ２との間の距離が距離Ｄ１である。
ｍ番目のコイルＣｍを形成する外側の第２配線５２Ｏｗの側壁５２Ｓｗ１とｍ番目のコイルを形成する内側の第２配線５２Ｉｗの側壁５２Ｓｗ２との間の距離が距離Ｄ２である。
（ｍ＋１）番目のコイルＣｍ１を形成する外側の第１配線５１Ｏｗの側壁５１Ｓｗ１とｍ番目のコイルＣｍを形成する外側の第２配線５２Ｏｗの側壁５２Ｓｗ１との間の距離が距離Ｄである。
ｍ番目のコイルＣｍを形成する内側の第１配線５１Ｉｗの側壁５１Ｓｗ２とｍ番目のコイルＣｍを形成する内側の第２配線５２Ｉｗの側壁５２Ｓｗ２との間の距離が距離ＤＳである。
ｍ番目のコイルＣｍを形成する外側の第１配線５１Ｏｗの側壁５１Ｓｗ１とｍ番目のコイルＣｍを形成する外側の第２配線５２Ｏｗの側壁５２Ｓｗ１との間の距離が距離ＤＣである。

コイル基板２０１は各コイルＣを直列に接続するための接続線ｃＬを有する。
各上コイルＣＦは接続線ｃＬと下コイルＣＳを介して接続される。ｍ番目の上コイルＣＦｍは（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１に接続線ｃＬとｍ番目の下コイルＣＳｍを介して接続される。そして、Ｎ番目の上コイルＣＦｎは１番目の上コイルＣＦ１に接続線ｃＬとＮ番目の下コイルＣＳｎを介して接続される。このように、上コイルＣＦは、順次接続線を介して接続される。

各下コイルＣＳは接続線ｃＬと上コイルＣＦを介して接続される。ｍ番目の下コイルＣＳｍは（ｍ＋１）番目の下コイルＣＳｍ１に接続線ｃＬと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１を介して接続される。そして、Ｎ番目の下コイルＣＳｎは１番目の下コイルＣＳ１に接続線ｃＬと１番目の上コイルＣＦ１を介して接続される。このように、下コイルＣＳは、順次接続線を介して接続される。

図３では、接続線ｃＬは省略されている。接続線ｃＬはフレキシブル基板２２を貫通するスルーホール導体と第１面Ｆ上の導体回路、第２面Ｓ上の導体回路の内、少なくとも１つで形成される。

図３に示されるように、実施形態のコイル基板２０１は端子用基板２４と端子用基板２４上に形成されている端子Ｔを有することができる。端子用基板２４とコイルＣを支えるフレキシブル基板２２は１つのフレキシブル基板２２で形成されている。

端子ＴとコイルＣは同時に形成される。端子用基板２４の数は上コイルＣＦの数と同じであることが好ましい。端子Ｔの数は上コイルＣＦの数と同じであることが好ましい。

図３（Ａ）に示されるように、コイル基板２０１は、接続線ｃＬと端子Ｔを接続する複数の端子用配線ｔＬを含むことができる。端子用配線ｔＬは、ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１とを接続する接続線ｃＬから延びる端子用配線ｔＬとＮ番目の上コイルＣＦｎと１番目の上コイルＣＦ１とを接続する接続線ｃＬから延びる端子用配線ｔＬを含む。

実施形態のコイル基板２０１では、ｍ番目の上コイルＣＦｍの巻き方とｍ番目の下コイルＣＳｍの巻き方は同じである。コイル基板２０１では、ｍ番目の上コイルＣＦｍを流れる電流の向きとｍ番目の下コイルＣＳｍを流れる電流の向きは同じである。コイル基板２０１では、ｍ番目の上コイルＣＦｍの巻き方と（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の巻き方は逆である。コイル基板２０１では、ｍ番目の上コイルＣＦｍを流れる電流の向きと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１を流れる電流の向きは逆である。コイル基板２０１では、ｍ番目の上コイルＣＦｍの巻き方と（ｍ＋２）番目の上コイルＣＦｍ２の巻き方は同じである。コイル基板２０１では、ｍ番目の上コイルＣＦｍを流れる電流の向きと（ｍ＋２）番目の上コイルＣＦｍ２を流れる電流の向きは同じである。
巻き方や電流の向きは第１面Ｆ上の位置から観察される。

フレキシブル基板２２は、折り畳み線ＢＬに沿って折り畳まれる。コイル基板２０１が折り畳み線ＢＬに沿って折り畳まれる。折り畳み線ＢＬは図２（Ａ）に示されている。折り畳み線ＢＬは外側の第１配線５１Ｏｗの側壁５１Ｓｗ１に沿って配置される折り畳み線（第１折り畳み線）ＢＬ１と外側の第２配線５２Ｏｗの側壁５２Ｓｗ１に沿って配置される折り畳み線（第２折り畳み線）ＢＬ２が存在する。第１折り畳み線ＢＬ１は側壁５１Ｓｗ１の延長線である。第２折り畳み線ＢＬ２は側壁５２Ｓｗ１の延長線である。図２（Ａ）に示されるように、１番目のコイルＣから延びる第１折り畳み線ＢＬ１と第２折り畳み線ＢＬ２は存在しない。２番目のコイルＣから延びる第１折り畳み線ＢＬ１と第２折り畳み線ＢＬ２は存在する。このように、奇数の番号を有するコイルＣから延びる第１折り畳み線ＢＬ１は存在しない。奇数の番号を有するコイルＣから延びる第２折り畳み線ＢＬ２は存在しない。偶数の番号を有するコイルＣから延びる第１折り畳み線ＢＬ１は存在する。偶数の番号を有するコイルＣから延びる第２折り畳み線ＢＬ２は存在する。
先ず、第１面Ｆと第１面Ｆが向かい合うようにフレキシブル基板２２が折り畳まれる。次いで、フレキシブル基板２２は、第２面Ｓと第２面Ｓが向かい合うように折り畳まれる。それから、フレキシブル基板２２は、第１面Ｆと第１面Ｆが向かい合うように折り畳まれる。このように、第１面Ｆと第２面Ｓが交互に向かい合うように、フレキシブル基板２２は、折り畳まれる。図１（Ｃ）に示される積層型コイル基板２０２が得られる。

図１（Ｃ）に示されるように、積層型コイル基板２０２はボトム面Ｂとボトム面Ｂと反対側のトップ面Ｔｔを有する。ボトム面Ｂは積層型コイル基板２０２の最下面であり、トップ面Ｔｔは積層型コイル基板２０２の最上面である。図１（Ｃ）に示されるように、ボトム面Ｂからトップ面Ｔｔに向かって、一方向に階段ができるように、フレキシブル基板２２が折り畳まれる。

図４はコイルＣの重なりと積層型コイル基板２０２の断面を示す。下コイルＣＳは省かれる。図１（Ｃ）に示されるＸとＹの間に位置する積層型コイル基板２０２の断面が図４（Ａ）と図４（Ｂ）に示される。図４（Ａ）と図４（Ｂ）では、フレキシブル基板２２は実線で描かれている。例えば、図４（Ａ）と図４（Ｂ）に示される積層型コイル基板２０２は、図２（Ａ）のコイル基板２０１を折り畳むことで形成される。図４（Ａ）は、フレキシブル基板２２のみを示している。図４（Ｂ）は、フレキシブル基板２２とコイルＣの配線ｗを示している。図４（Ｂ）のフレキシブル基板２２は、コイルＣの重なりを示すため、分断されている。図４（Ｂ）内の点線は分断している部分を示し、実際の積層型コイル基板２０２では、実線は連続している。フレキシブル基板２２は途中で切れていない。図４（Ｂ）内の点線は、フレキシブル基板２２を折っている位置に相当する。すなわち、図４（Ｂ）内の点線は、図４（Ａ）内の位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに相当する。図４（Ｂ）に示されている配線ｗは第１配線５１と第２配線５２であり、それらとモータ１０の回転方向ＭＲとの間の角度は概ね９０度である。第１配線５１と第２配線５２は纏められている。第１配線群５１ｇと第２配線群５２ｇの断面が図４（Ｂ）に描かれている。

図４（Ｂ）に示されるように、実施形態では、ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１が部分的に重なるように、コイル基板２０１は折り畳まれる。積層型コイル基板２０２では、ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１が部分的に重なるように、ｍ番目の上コイルＣＦｍ上に（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１が位置している。ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１は完全に重ならない。実施形態では、フレキシブル基板２２を折り畳むことで、フレキシブル基板２２上に形成されているコイルＣを重ねることができる。そのため、高い精度でコイルＣを重ねることができる。コイルの占積率を効率的に高くすることができる。コイルの導体抵抗が低くなる。高い効率を有するモータを提供することができる。

第１配線群５１ｇの距離（幅）Ｄ１と第２配線群５２ｇの距離（幅）Ｄ２、中央スペースＳＣの距離（幅）ＤＳ、ギャップＧの距離Ｄは略等しい。このため、図４（Ｂ）に示されるように、ｍ番目の上コイルＣＦｍの中央スペースＳＣは、（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の第２配線群５２ｇで概ね覆われる。あるいは、ｍ番目の上コイルＣＦｍの中央スペースＳＣは、（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の第２配線群５２ｇで完全に覆われる。図４（Ｂ）に示されるように、（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の中央スペースＳＣは、（ｍ＋２）番目の上コイルＣＦｍ２の第１配線群５１ｇで概ね覆われる。あるいは、（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の中央スペースＳＣは、（ｍ＋２）番目の上コイルＣＦｍ２の第１配線群５１ｇで完全に覆われる。効率的にコイルの占積率を高くすることができる。中央スペースＳＣが配線群で完全に覆われる場合、ｍ番目のコイルＣを形成する第１配線群５１ｇ上に（ｍ＋１）番目のコイルＣを形成する第２配線５２は位置しない。中央スペースが配線群で完全に覆われる場合、ｍ番目のコイルを形成する第２配線群５２ｇ上に（ｍ＋１）番目のコイルを形成する第２配線５2は位置しない。中央スペースが配線群で完全に覆われる場合、ｍ番目のコイルを形成する第２配線群５２ｇ上に（ｍ＋１）番目のコイルを形成する第１配線５１は位置しない。中央スペースＳＣ上にモータ１０の回転方向ＭＲに対して垂直な配線ｗが位置すると、モータ１０のトルクを大きくすることができる。

１つのコイルＣを形成する中央スペースＳＣは別のコイルＣを形成する第１配線群５１ｇで概ね覆われる。あるいは、１つのコイルＣを形成する中央スペースＳＣは別のコイルＣを形成する第１配線群５１ｇで完全に覆われる。あるいは、１つのコイルＣを形成する中央スペースＳＣは別のコイルＣを形成する第２配線群５２ｇで概ね覆われる。あるいは、１つのコイルＣを形成する中央スペースＳＣは別のコイルＣを形成する第２配線群５２ｇで完全に覆われる。実施形態の積層型コイル基板２０２を用いることで、高い占積率を有するモータ用コイル基板２０を提供することができる。第１配線５１ｇとモータ１０の回転方向ＭＲとの間の角度が略９０度である。そのため、実施形態の積層型コイル基板２０２を用いることで、高いトルクを有するモータ１０を提供することができる。

コイル基板２０１内で隣接するコイルＣの巻き方は逆である。しかしながら、隣接するコイルＣ間でフレキシブル基板２２を折り畳むことで、積層型コイル基板２０２内で各コイルＣの巻き方が同じになる。積層型コイル基板２０２に形成されている各コイルＣの巻き方は位置Ｗから観察される。積層型コイル基板２０２内の各コイルＣを流れる電流の向きが同じである。積層型コイル基板２０２が巻かれるので、モータ用コイル基板２０内で各コイルの巻き方が同じである。モータ用コイル基板２０２内の各コイルＣを流れる電流の向きが同じである。積層型コイル基板２０２に形成されている各コイルＣを流れる電流の向きは位置Ｗから観察される。

図１（Ｂ）に示されるように、積層型コイル基板２０２を巻くことで、モータ用コイル基板２０が得られる。積層型コイル基板２０２は空洞ＡＨの周りに巻かれる。モータ用コイル基板２０の形の例は円筒である。

トップ面Ｔｔと磁石４８が対向するように、モータ用コイル基板２０が磁石４８の周りに配置される。あるいは、ボトム面Ｂと磁石４８が対向するように、モータ用コイル基板２０が磁石４８の周りに配置される。磁石４８がモータ用コイル基板２０内に配置される。磁石４８とモータ用コイル基板２０とからなるモータ１０が完成する。折り畳まれたフレキシブル基板２２が磁石４８の周りに配置されるので、ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１との間の位置関係を維持することができる。ｍ番目のコイルと（ｍ＋１）番目のコイルとの間の位置関係を維持することができる。高い効率を有するモータを提供することができる。

実施形態のモータ用コイル基板２０は、コイルＣの距離ＤＣと半径Ｒとコイルの数Ｎについて、以下の関係２を満足することが望ましい。
関係２：ＤＣ×Ｎ≒２π×Ｋ×Ｒ
Ｋは、２以上、４以下である。Ｋは２．５であることが望ましい。積層型コイル基板２０２を巻く回数は、１より大きく２より小さい。例えば、１番目のコイルＣ１の第１配線群５１ｇがＮ番目のコイルＣｎの中央スペースＳＣ上に位置し、１番目のコイルＣ１の中央スペースＳＣがＮ番目のコイルＣｎの第２配線群５２ｇ上に位置するように、積層型コイル基板２０２は巻かれる。そのため、積層型コイル基板２０２の両端を接着することができる。積層型コイル基板２０２を用いて、円筒のモータ用コイル基板２０を製造することができる。

図１（Ｂ）に示されるように、モータ用コイル基板２０の形状は、半径Ｒを有する円筒である。モータ用コイル基板２０の断面形状は、ほぼ円である。円の半径の大きさはＲ（半径Ｒ）である。半径Ｒは、円の中心と空洞ＡＨと対向しているフレキシブル基板２２の面との間の距離である。フレキシブル基板２２の面は第１面Ｆ又は第２面Ｓである。フレキシブル基板２２の面は、中心に最も近い第１面Ｆまたは第２面Ｓである。
そして、距離Ｄと半径Ｒと数Ｎは以下の関係１を満足する。
関係１：Ｄ ≒ ２πＲ／Ｎ
モータ用コイル基板２０が関係１を満足するので、積層型コイル基板２０２を巻くことで、モータの回転方向ＭＲに対し垂直な配線が中央スペースＳＣ上に位置する。モータの回転方向ＭＲに対し垂直な配線がモータの回転方向ＭＲに対し垂直な配線上に位置する。このようなことが図４（Ｂ）の積層型コイル基板２０２を用いて説明される。
図４（Ｂ）に示される積層型コイル基板２０２では、１番目のコイルＣ１の第１配線群５１ｇは、他のコイルの中央スペースＳＣ上に位置しない。また、１番目のコイルＣ１の第１配線群５１ｇは、他のコイルの第１配線群５１ｇ上に位置しない。１番目のコイルＣ１の第１配線群５１ｇは、他のコイルの第２配線群５２ｇ上に位置しない。
２番目のコイルＣ２の第２配線群５２ｇは、他のコイルの第１配線群５１ｇ上に位置しない。２番目のコイルＣ２の第２配線群５２ｇは、他のコイルの第２配線群５２ｇ上に位置しない。
４番目のコイルＣ４の第１配線群５１ｇは、他のコイルの第１配線群５１ｇ上に位置しない。４番目のコイルＣ４の第１配線群５１ｇは、他のコイルの第２配線群５２ｇ上に位置しない。
５番目のコイルＣ５の第２配線群５２ｇは、他のコイルの中央スペースＳＣ上に位置しない。また、５番目のコイルＣ５の第２配線群５２ｇは、他のコイルの第１配線群５１ｇ上に位置しない。５番目のコイルＣ５の第２配線群５２ｇは、他のコイルの第２配線群５２ｇ上に位置しない。
図４（Ｂ）に示される積層型コイル基板２０２が巻かれると、１番目のコイルＣ１の第１配線群５１ｇは５番目のコイルＣ５の中央スペースＳＣを介し、４番目のコイルＣ４の第１配線群５１ｇ上に位置する。１番目のコイルＣ１の第１配線群５１ｇは５番目のコイルＣ５の中央スペースＳＣを概ね覆う。あるいは、１番目のコイルＣ１の第１配線群５１ｇは５番目のコイルＣ５の中央スペースＳＣを完全に覆う。
２番目のコイルＣ２の第２配線群５２ｇは１番目のコイルＣ１の中央スペースＳＣを介し、５番目のコイルＣ５の第２配線群５２ｇ上に位置する。２番目のコイルＣ２の第２配線群５２ｇは１番目のコイルＣ１の中央スペースＳＣを概ね覆う。２番目のコイルＣ２の第２配線群５２ｇは１番目のコイルＣ１の中央スペースＳＣを完全に覆う。
このように、モータ用コイル基板２０内で、モータ１０の回転方向ＭＲに対し垂直な配線が中央スペース上に位置する。コイルの占積率を高くすることができる。モータ１０の回転方向ＭＲに対し垂直な配線がモータ１０の回転方向ＭＲに対し垂直な配線上に位置する。モータ１０のトルクを大きくすることができる。モータ１０の回転方向ＭＲに対し垂直な配線で形成される配線群（垂直な配線群）が垂直な配線群上に位置する。そして、垂直な配線群上に位置する垂直な配線群の数は１である。そのため、モータ用コイル基板２０が回転するとき、コギングを小さくすることができる。均一な厚みを有するモータ用コイル基板２０を製造することができる。

図４（Ａ）と図４（Ｂ）に示される積層型コイル基板２０２を巻くことで得られるモータ用コイル基板２０の模式図が図１（Ｅ）に示される。図１（Ｅ）に示されるように、実施形態のモータ１０では、垂直な配線群で磁石はほぼ囲まれる。モータのトルクを高くすることができる。磁石の周りにほぼ均等に垂直な配線が配置される。小さなコギングでモータ用コイル基板２０が回転する。実施形態によれば、高い効率でコイルの占積率を高くすることができる。高い効率でモータ１０のトルクを大きくすることができる。モータ１０の回転方向ＭＲに対し垂直な配線は第１配線５１と第２配線５２である。コイルＣに流れる電流が効率的にトルクに変換される。

２０ モータ用コイル基板
４８ 磁石
２２ フレキシブル基板
２４ 端子用基板
２０１ コイル基板
２０２ 積層型コイル基板
Ｔ 端子
Ｃ コイル
ＣＦ 上コイル
ＣＳ 下コイル
Ｇ ギャップ
ＳＣ 中央スペース
ＯＥ 外端
ＩＥ 内端
ｗ 配線

Claims (9)

1. 一端と前記一端と反対側の他端とを有するフレキシブル基板と前記フレキシブル基板上に形成されていて、前記一端から前記他端に向かって並んでいる複数のコイルと隣接する前記コイル間に形成されているギャップとを有するコイル基板を折り畳むことで形成される積層型コイル基板を巻くことで形成されるモータ用コイル基板であって、
   前記モータ用コイル基板の形状は半径Ｒを有する円筒であって、前記コイルの数はＮ（数Ｎ）であり、前記ギャップは距離Ｄを有し、前記距離Ｄと前記半径Ｒと前記数Ｎは以下の関係を満足する。
   Ｄ ≒ ２πＲ／Ｎ
   Ｎは自然数である。
2. 請求項１のモータ用コイル基板であって、前記コイルは中央スペースと前記中央スペースを囲む配線で形成され、前記配線は渦巻き状に形成されている。
3. 請求項２のモータ用コイル基板であって、前記配線は、前記中央スペースを介して向かい合っている複数の第１配線と複数の第２配線とを含み、各前記コイルを形成する前記第１配線と前記第２配線の内、前記第１配線は前記一端に近く、前記第１配線のそれぞれは概ね平行に形成されていて、前記第２配線のそれぞれは概ね平行に形成されていて、前記第１配線と前記第２配線は概ね平行に形成されていて、前記複数の第１配線で第１配線群が形成され、前記複数の第２配線で第２配線群が形成される。
4. 請求項３のモータ用コイル基板であって、ｍ番目の前記コイルの前記中央スペースは（ｍ＋１）番目の前記コイルの前記第２配線群で概ね覆われる。
   ｍは自然数である。
5. 請求項４のモータ用コイル基板であって、（ｍ＋１）番目の前記コイルの前記中央スペースは（ｍ＋２）番目の前記コイルの前記第１配線群で概ね覆われる。
6. 請求項１のモータ用コイル基板であって、前記コイル基板を形成するｍ番目の前記コイルを流れる電流の向きと前記コイル基板を形成する（ｍ＋１）番目の前記コイルを流れる電流の向きは逆であり、前記モータ用コイル基板を形成するｍ番目の前記コイルを流れる電流の向きと前記モータ用コイル基板を形成する（ｍ＋１）番目の前記コイルを流れる電流の向きは同じである。
   ｍは自然数である
7. 請求項１のモータ用コイル基板と、
   前記モータ用コイル基板内に配置される磁石、とからなるモータ。
8. 請求項３のモータ用コイル基板と、
   前記モータ用コイル基板内に配置される磁石とからなるモータであって、
   前記第１配線と前記モータの回転方向との間の角度は略９０度である。
9. 請求項３のモータ用コイル基板であって、前記第１配線群上に別の前記コイルの前記第１配線群と前記第２配線群の内、いずれか一方のみが位置する。

Images