JP2021036573A - モータ用コイル基板とモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 占積率の高いモータ用コイル基板の提供【解決手段】 内層コイルＣＩの中央スペースＳＣで、上層コイルＣＵの第１配線群５１ｇと、下層コイルＣＤの第２配線群５２ｇとが重なる。このため、中央スペースＳＣで上層コイルＣＵ及び下層コイルＣＤの配線が重なる（フレキシブル基板２重）が、中央スペースＳＣに設けられたフレキシブル基板の開口ＯＰで重なるので、フレキシブル基板が３枚重ねにならない。【選択図】 図３

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。例えば、ワイヤが切れると考えられる。高い位置精度でワイヤを巻くことは難しいと考えられる。その場合、占積率が低下すると推察される。

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を有するコイル基板を巻くことで形成される。そして、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、前記中央スペースには、前記フレキシブル基板の開口が設けられている。

[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。コイルの占積率を高くすることができる。１のコイルの中央スペースで、１のコイルよりも前側のコイルの配線と、１のコイルよりも後側のコイルの配線とが重なる。このため、中央スペースで前後のコイルの配線が重なる（フレキシブル基板２重）が、中央スペースに設けられたフレキシブル基板の開口で重なるので、フレキシブル基板が３枚重ねにならない。モータ用コイル基板の厚みが均一化し、コイルの占積率を高くすることができる。

図１（Ａ）はモータの模式図であり、図１（Ｂ）と図１（Ｄ）は第１実施形態のモータ用コイル基板の模式図であり、図１（Ｃ）はモータ用コイル基板の断面を示し、図１（Ｅ）は第１配線と第２配線の断面を示す。 図２（Ａ）は第１実施形態のコイル基板の上コイルを示し、図２（Ｂ）はコイル基板の下コイルを示す。 図３（Ａ）は第１実施形態の上コイルの配線を示し、図３（Ｂ）は配線群で形成される上コイルの模式図であり、図３（Ｃ）は中央スペースと配線群との重なりを示す模式図である。 図４（Ａ）と図４（Ｂ）は第２実施形態に係る積層型コイル基板の断面を示し、図４（Ｃ）は第２実施形態のモータ用コイル基板の断面を示し、図４（Ｄ）は第２実施形態の積層型コイル基板を示す。 図５は第２実施形態のコイル基板を示す。 図６（Ａ）は第３実施形態に係る配線群で形成されているコイルと切れ目と折り畳み線を示し、図６（Ｂ）は積層型コイル基板の概略を示す。 図７（Ａ）は第３実施形態のモータ用コイル基板の断面を示し、図７（Ｂ）は第３実施形態の積層型コイル基板の断面を示す。

[第１実施形態]
図２に示されるコイル基板２０１が準備される。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とを有するフレキシブル基板２２とフレキシブル基板２２上のコイルＣで形成されている。コイル基板２０１を筒状に巻くことで、図１（Ｂ）に示されるモータ用コイル基板２０が得られる。モータ用コイル基板２０は空洞ＡＨの周りに巻かれる。例えば、モータ用コイル基板２０の形状は円筒である。巻く回数は、２以上、５以下である。図１（Ｂ）は模式図である。

図１（Ａ）に示されるように、モータ用コイル基板２０内に磁石４８を配置することで、モータ１０が得られる。図１（Ａ）は模式図である。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。第１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）と図１（Ｄ）にモータ１０の回転方向ＭＲが示されている。回転方向ＭＲと平行な面でモータ用コイル基板２０が切断されると、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。
フレキシブル基板２２の第１面Ｆと磁石４８が向かい合うように、モータ用コイル基板２０内に磁石４８が配置されると、半径Ｒは円の中心と第１面Ｆとの間の距離である。第２面Ｓと磁石４８が向かい合うと、半径Ｒは円の中心と第２面Ｓとの間の距離である。
図１（Ｂ）の例では、巻く回数が複数である。その場合、半径Ｒは、中心と空洞ＡＨに対向している面との間の距離である。

図２は、第１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上に形成されている複数のコイルＣで形成されている。フレキシブル基板２２の第１面Ｆ上に形成されているコイルＣは上コイルＣＦと称される。フレキシブル基板２２の第２面Ｓ上に形成されているコイルＣは下コイルＣＳと称される。

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。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（数Ｎ）である。

図２（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。

図２（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（数Ｎ）である。

図２（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。

Ｎは、３以上、１１以下であることが望ましい。ｍとＮは自然数である。

図２に示されるように、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。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。

第１実施形態のコイル基板２０１では、各上コイルＣＦの巻き方と各上コイルＣＦを流れる電流の向きは同じである。各下コイルＣＳの巻き方と各下コイルＣＳを流れる電流の向きは同じである。ｍ番目の上コイルＣＦの巻き方とｍ番目の下コイルＣＳの巻き方は同じである。ｍ番目の上コイルＣＦを流れる電流の向きとｍ番目の下コイルＣＳを流れる電流の向きは同じである。図２では、巻き方と電流の向きは反時計回りである。コイル基板２０１内のコイルＣの巻き方は第１面Ｆ上の位置から観察される。コイル基板２０１内のコイルＣを流れる電流の向きは第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。

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ｃＬで接続される。

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ｃＬで接続される。

図２では、接続線ｃＬは部分的に描かれている。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２に示されるように、第１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。

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から延びる配線ｔＬを含む。

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。

特許文献１のシングルコイルはワイヤで形成されている。それに対し、第１実施形態のコイル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。

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、第１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。

図３（Ａ）にコイルＣの例が示される。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。中央スペースＳＣには、フレキシブル基板２２の開口ＯＰが形成されている。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。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。内側の配線Ｉｗの内側が中央スペースＳＣである。最も外側の配線ｗは、外側の配線Ｏｗである。

図３（Ａ）に示されるように、配線ｗは、中央スペースＳＣ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。第１実施形態のモータ１０が製造される時、第１配線５１とモータの回転方向ＭＲとの間の角度が略９０度であるように、モータ用コイル基板２０内に磁石４８が配置される。

第１配線５１は上端５１Ｕと上端５１Ｕと反対側の下端５１Ｌとを有する。第２配線５２は上端５２Ｕと上端５２Ｕと反対側の下端５２Ｌとを有する。上端５１Ｕ、５２Ｕは端子Ｔに近く、下端５１Ｌ，５２Ｌは端子Ｔから離れている。
配線ｗは、第１配線５１の上端５１Ｕから延びる複数の第３配線５３を有する。
配線ｗは、第１配線５１の下端５１Ｌから延びる複数の第４配線５４を有する。
配線ｗは、第２配線５２の上端５２Ｕから延びる複数の第５配線５５を有する。
配線ｗは、第２配線５２の下端５２Ｌから延びる複数の第６配線５６を有する。
配線ｗは、第３配線５３と第５配線５５とを接続する複数の第７配線５７を有する。
配線ｗは、第４配線５４と第６配線５６とを接続する複数の第８配線５８を有する。

複数の第１配線５１の内、最も外に位置する配線は外側の第１配線５１Ｏｗである。
複数の第１配線５１の内、最も内側の配線は内側の第１配線５１Ｉｗである。内側の第１配線５１Ｉｗは中央スペースＳＣに面している。
複数の第２配線５２の内、最も外に位置する配線は外側の第２配線５２Ｏｗである。
複数の第２配線５２の内、最も内側の配線は内側の第２配線５２Ｉｗである。内側の第２配線５２Ｉｗは中央スペースＳＣに面している。

図１（Ｅ）に配線ｗの断面と配線ｗの側壁が示される。図１（Ｅ）には、第１配線５１と第２配線５２が描かれている。外側の第１配線５１Ｏｗは一端２０ＳＬを向く第１側壁ｓｗ１を有する。内側の第１配線５１Ｉｗは中央スペースＳＣを向く第２側壁ｓｗ２を有する。
外側の第２配線５２Ｏｗは他端２０ＳＲを向く第３側壁ｓｗ３を有する。内側の第２配線５２Ｉｗは中央スペースＳＣを向く第４側壁ｓｗ４を有する。

図３（Ｂ）は簡略化されたコイルＣを示している。図３（Ｂ）では、図３（Ａ）に示されているコイルＣの配線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。複数の第４配線５４で第４配線群５４ｇが形成される。複数の第５配線５５で第５配線群５５ｇが形成される。複数の第６配線５６で第６配線群５６ｇが形成される。複数の第７配線５７で第７配線群５７ｇが形成される。複数の第８配線５８で第８配線群５８ｇが形成される。

配線群で描かれているコイルＣを有するモータ用コイル基板２０の模式図が図１（Ｄ）に示される。
各コイルＣは、図３（Ｂ）に示される距離Ｗ１と距離Ｗ２と距離Ｗ０を有する。
距離Ｗ１は、ｍ番目のコイルを形成する外側の第１配線５１Ｏｗの第１側壁ｓｗ１とｍ番目のコイルを形成する内側の第１配線５１Ｉｗの第２側壁ｓｗ２との間の距離である。距離Ｗ１は第１配線群５１ｇの幅であり、回転方向ＭＲに沿って測定される。
距離Ｗ２は、ｍ番目のコイルを形成する外側の第２配線５２Ｏｗの第３側壁ｓｗ３とｍ番目のコイルを形成する内側の第２配線５２Ｉｗの第４側壁ｓｗ４との間の距離である。距離Ｗ２は第２配線群５２ｇの幅であり、回転方向ＭＲに沿って測定される。
距離Ｗ０は、開口ＯＰの第１配線群５１ｇ側の端部ＯＰ１と第２配線群５２ｇ側の端部ＯＰ２との間の距離である。距離Ｗ０は開口ＯＰの幅であり、回転方向ＭＲに沿って測定される。
距離Ｗ１と距離Ｗ２と距離Ｗ０は、第１配線５１に垂直な直線に沿って測定されている。

第１実施形態のモータ用コイル基板２０では、コイル基板２０を巻くことで、回転方向ＭＲに対し垂直な第１配線群５１ｇ、第２配線群５２ｇを中央スペースＳＣの開口ＯＰ上に配置することができる。その様子が図１（Ｃ）に模式的に示される。図１（Ｃ）はモータ用コイル基板２０の断面を示している。回転方向ＭＲに垂直な第１配線群５１ｇ、第２配線群５２ｇがほぼ均一に配置される。回転方向ＭＲに垂直な第１配線群５１ｇ、第２配線群５２ｇで磁石４８の大部分が囲まれる。第１配線群５１ｇ、第２配線群５２ｇの無い領域を少なくすることができる。第１配線群５１ｇ、第２配線群５２ｇが重なると、モータ用コイル基板２０の厚みが部分的に厚くなる。しかしながら、回転方向ＭＲに対し垂直な第１配線群５１ｇ、第２配線群５２ｇを中央スペースＳＣの開口ＯＰ上に配置することで、部分的に厚くなることを抑えることができる。高い効率を有するモータ１０を提供することができる。
さらに、距離Ｗ１と距離Ｗ２が略等しいことが望ましい。コイル基板２０が巻かれても、回転方向ＭＲに対し垂直な第１配線群５１ｇ、第２配線群５２ｇ上に回転方向ＭＲに対し垂直な第１配線群５１ｇ、第２配線群５２ｇが位置し難い。モータ用コイル基板２０の厚みが部分的に厚くなることを避けることができる。回転方向ＭＲに対し垂直な第１配線群５１ｇ、第２配線群５２ｇで磁石４８がほぼ完全に囲まれる。高い効率を有するモータ１０を提供することができる。

図１（Ｃ）に模式的に示されるように、コイルは、最表層（露出面）の上層コイルＣＵと、コイルＣＵの１層内層の内層コイルＣＩと、内層コイルＣＩよりも内層の下層コイルＣＤとに区分することができる。
ｍ番目のコイルＣ（ｍ番目の上コイルＣＦｍ及びｍ番目の下コイルＣＳｍ））は、内層コイルＣＩとして配置される。
図３（Ｃ）は、内層コイルＣＩと、内層コイルＣＩと一部が重なる上層コイルＣＵと、内層コイルＣＩと一部が重なる下層コイルＣＤとの重なりを示す模式図である。
内層コイルＣＩの中央スペースＳＣの開口ＯＰで、下層コイルＣＤの第２配線群５２ｇと、上層コイルＣＵの第１配線群５１ｇとが重なっている。

第１実施形態のモータ用コイル基板２０では、図１（Ｃ）に示されるように、上層コイルＣＵの第２配線群５２ｇと、内層コイルＣＩの第１配線群５１ｇが重なる箇所に、下層コイルＣＤの開口ＯＰが位置する。
また、内層コイルＣＩの第２配線群５２ｇと、下層コイルＣＤの第１配線群５１ｇが重なる箇所に、上層コイルＣＵの開口ＯＰが位置する。
距離Ｗ１と距離Ｗ２は、距離Ｗ０よりも短いことが望ましい。距離Ｗ０よりも短いことで、内層コイルＣＩの開口ＯＰ内で、上層コイルＣＵの第１配線群５１ｇと、下層コイルＣＤの第２配線群５２ｇとが重なる。下層コイルＣＤの開口ＯＰ内で、上層コイルＣＵと第２配線群５２ｇと、内層コイルＣＩの第１配線群５１ｇが重なる。また、上層コイルＣＵの開口ＯＰ内で、内層コイルＣＩの第２配線群５２ｇと、下層コイルＣＤの第１配線群５１ｇが重なる。このため、第１実施形態のモータ用コイル基板２０では、局所的に厚みの厚い部分が生じない。

第１実施形態のモータ用コイル基板２０では、内層コイルＣＩの中央スペースＳＣで、上層コイルＣＵの第１配線群５１ｇと、下層コイルＣＤの第２配線群５２ｇとが重なる。このため、中央スペースＳＣで上層コイルＣＵ及び下層コイルＣＤの配線が重なる（フレキシブル基板２重）が、中央スペースＳＣに設けられたフレキシブル基板の開口ＯＰで重なるので、フレキシブル基板が３枚重ねにならない。モータ用コイル基板２０の厚みが均一化し、コイルの占積率を高くすることができる。

[第２実施形態]
図４（Ｃ）は、第２実施形態のモータ用コイル基板２０の断面を示している。図４（Ｃ）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４（Ｄ）は折り畳まれたフレキシブル基板２２を示す。第２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５は、第２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５では、コイルＣは簡略化されている。

図５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５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５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を囲む配線群で形成される。配線群には、回転方向ＭＲ（図１（Ｂ）参照）に対し垂直な第１配線群５１ｇ、第２配線群５２ｇと、第１配線群５１ｇと第２配線群５２ｇとを接続する第３配線群３ｇとから成る。中央スペースＳＣに沿って開口ＯＰが形成されている。

図５では、配線が纏められている。複数の第１配線で第１配線群５１ｇが形成される。複数の第２配線で第２配線群５２ｇが形成される。複数の第３配線で第３配線群５３ｇが形成される。ｍ番目のコイルＣｍの第２配線群５２ｇと（ｍ＋１）番目のコイルＣｍ１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Ｗ１を有する。第２配線群５２ｇは距離Ｗ２を有する。中央スペースＳＣの開口ＯＰは距離Ｗ０を有する。中央スペースＳＣの距離と開口ＯＰは距離とはほぼ等しい。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Ｗ１と距離Ｗ２と距離Ｗ０と距離Ｄは略等しい。距離Ｗ１と距離Ｗ２と距離Ｗ０と距離Ｄと距離ＤＣは、第１配線群５１ｇを構成する第１配線に垂直な直線に沿って測定されている。

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はコイルＣにギャップＧを介して設けられる折り畳み線（第１折り畳み線）ＢＬ１とコイルＣの第２配線群５２ｇ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。
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４（Ｄ）に示される積層型コイル基板２０２が得られる。

図４（Ｄ）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４（Ｄ）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（Ａ）と図４（Ｂ）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。図４（Ｄ）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５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は第１配線と第２配線であり、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配線と第２配線は纏められている。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、第２実施形態の積層型コイル基板２０２では、ｍ番目のコイルＣｍの中央スペースＳＣの開口ＯＰで、（ｍ−１）番目のコイルＣｍ−１の第１配線群５１ｇと、（ｍ＋１）番目のコイルＣｍ１の第２配線群５２ｇとが重なっている。
（ｍ−１）番目のコイルＣｍ−１の中央スペースＳＣの開口ＯＰで、（ｍ−２）番目のコイルＣｍ−１の第２配線群５２ｇと、ｍ番目のコイルＣｍの第１配線群５１ｇとが重なっている。
（ｍ＋１）番目のコイルＣｍ１の中央スペースＳＣの開口ＯＰで、ｍ番目のコイルＣｍの第２配線群５２ｇと、（ｍ＋２）番目のコイルＣｍ２の第１配線群５１ｇとが重なっている。距離Ｗ１と距離Ｗ２は、距離Ｗ０よりも短いことが望ましい。距離Ｗ０よりも短いことで、１のコイルＣの中央スペースＳＣ内で、１のコイルよりも前側のコイルの第１配線群５１ｇ又は第２配線群５２ｇと、１のコイルよりも後側のコイルの第２配線群５２ｇ又は第１配線群５１ｇとが重なる。このため、第２実施形態のモータ用コイル基板２０では、局所的に厚みの厚い部分が生じない。

第２実施形態のモータ用コイル基板２０では、１のコイルＣの中央スペースＳＣで、１のコイルよりも前側のコイルの第２配線群５２ｇ又は第１配線群５１ｇと、１のコイルよりも後側のコイルの第１配線群５１ｇ又は第２配線群５２ｇとが重なる。このため、中央スペースＳＣで前後のコイルの配線が重なる（フレキシブル基板２重）が、中央スペースＳＣに設けられたフレキシブル基板の開口ＯＰで重なるので、フレキシブル基板が３枚重ねにならない。モータ用コイル基板２０の厚みが均一化し、コイルの占積率を高くすることができる。

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２０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４（Ｃ）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（図１（Ａ）参照）。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番目のコイルＣｍと（ｍ＋１）番目のコイルＣｍ１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。

第２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４（Ｃ）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。

[第３実施形態]
図７（Ａ）は、第３実施形態のモータ用コイル基板２０の断面を示している。
第３実施形態によれば、モータ用コイル基板２０を形成するためのコイル基板２０１が準備される。コイル基板２０１の概略が図６（Ａ）に示されている。コイル基板２０１を折り畳むことで、図６（Ｂ）に示される積層型コイル基板２０２が形成される。そして、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が製造される。巻く回数は、１以上、５以下である。モータ用コイル基板２０内に磁石を配置することで、モータ１０が製造される。

図６（Ａ）に示されるように、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と切れ目ＳＬとを有する。第１面Ｆ上に形成されているコイルＣは上コイルＣＦと称される。図６（Ａ）では、コイルＣは簡略化されている。

図６（Ａ）に示されるように、第３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。

図６（Ａ）に示されるように、コイル基板２０１は、接続線ｃＬと接続線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。図６（Ａ）では、接続線ｃＬは省略されている。

図６（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。Ｎは自然数である。Ｎは３以上、１１以下である。

コイルＣは中央スペースＳＣと中央スペースＳＣを囲む配線群で形成される。配線群には、回転方向ＭＲ（図１（Ｂ）参照）に対し垂直な第１配線群５１ｇ、第２配線群５２ｇと、第１配線群５１ｇと第２配線群５２ｇとを接続する第３配線群５３ｇとから成る。中央スペースＳＣに沿って開口ＯＰが形成されている。

コイル基板内の各上コイルＣＦの巻き方は同じである。コイル基板内の各上コイルＣＦ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。

図６（Ａ）に示されるように、切れ目ＳＬはコイルＣに沿って形成されている。切れ目ＳＬはコイルＣの外側に形成されている。切れ目ＳＬはコイルＣの一部に沿って形成されている。切れ目はコイルＣの全体を囲んでいない。コイルの中で一番目のコイルＣＦ１は、一端２０ＳＬに最も近い。

図６（Ｂ）に示されるように、コイル基板２０１が切れ目ＳＬを利用して折り畳まれる。コイル基板２０１が折り畳み線ＶＬ、ＭＬに沿って折り畳まれる。第１面Ｆと第１面Ｆが向かい合うように、コイル基板２０１は折り畳まれる。図６（Ｂ）に示される積層型コイル基板２０２が得られる。積層型コイル基板２０２は折り畳まれたフレキシブル基板２２とフレキシブル基板上に形成されているコイルＣで形成される。折り畳み線ＶＬ、ＭＬと第１配線群５１ｇを構成する第１配線は略平行である。折り畳み線ＭＬは切れ目ＳＬの端から延びている。折り畳み線ＶＬは一端２０ＳＬに近い切れ目ＳＬの辺に繋がっている。

図６（Ｂ）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６（Ｂ）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７（Ｂ）に示されるように、コイル基板２０１が折り畳まれると、ｍ番目の上コイルＣＦｍの中央スペースＳＣ（開口ＯＰ）上に（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の第１配線群５１ｇが位置する。また、ｍ番目の上コイルＣＦｍの第２配線群５２ｇ上に（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の中央スペースＳＣ（開口ＯＰ）が位置する。

図７（Ｂ）に示されるように、第３実施形態の積層型コイル基板２０２では、（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の中央スペースＳＣの開口ＯＰで、ｍ番目の上コイルＣＦｍの第２配線群５２ｇと、（ｍ＋２）番目の上コイルＣＦｍ２の第１配線群５１ｇとが重なっている。
（ｍ＋２）番目の上コイルＣＦｍ２の中央スペースＳＣの開口ＯＰで、（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の第２配線群５２ｇと、（ｍ＋３）番目の上コイルＣＦｍ３の第１配線群５１ｇとが重なっている。第３実施形態では、１の上コイルＣＦの中央スペースＳＣ内で、１のコイルよりも前側のコイルの第２配線群５２ｇと、１のコイルよりも後側のコイルの第１配線群５１ｇとが重なる。このため、第３実施形態のモータ用コイル基板２０では、局所的に厚みの厚い部分が生じない。

第３実施形態のモータ用コイル基板２０では、１の上コイルＣＦの中央スペースＳＣで、１のコイルよりも前側のコイルの第２配線群５２ｇと、１のコイルよりも後側のコイルの第１配線群５１ｇとが重なる。このため、中央スペースＳＣで前後のコイルの配線が重なる（フレキシブル基板２重）が、中央スペースＳＣに設けられたフレキシブル基板の開口ＯＰで重なるので、フレキシブル基板が３枚重ねにならない。モータ用コイル基板２０の厚みが均一化し、コイルの占積率を高くすることができる。

第３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。

コイル基板２０１が切れ目ＳＬを有する。そして、切れ目ＳＬを利用してコイル基板２０１を折り畳むことで、第３実施形態の積層型コイル基板２０２が形成される。そのため、隣接するコイルＣ間の距離を短くすることができる。コイル間の距離が短いので、高い位置精度でコイルを重ねることができる。

コイル基板２０１内で各コイルＣの巻き方は同じである。積層型コイル基板２０２内で各コイルＣの巻き方は同じである。
コイル基板２０１内で各コイルＣを流れる電流の向きは同じである。積層型コイル基板２０２内で各コイルＣを流れる電流の向きは同じである。

図７（Ａ）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。

第２実施形態、第３実施形態のフレキシブル基板２２の第２面Ｓ上に複数のコイルを追加することができる。第２面Ｓ上のコイルＣは下コイルＣＳと称される。上コイルＣＦと下コイルＣＳはフレキシブル基板２２を介し対向している。第１面Ｆに垂直な光で下コイルＣＳが第１面Ｆ上に投影されると、上コイルＣＦと下コイルＣＳはほぼ重なる。対向している上コイルＣＦと下コイルＣＳの巻き方は同じである。対向している上コイルＣＦと下コイルＣＳを流れる電流の向きは同じである。上コイルＣＦと下コイルＣＳはフレキシブル基板２２を貫通するスルーホール導体で接続される。コイルＣの巻き方やコイルＣを流れる電流の向きは、第１面Ｆ上の位置から観察される。

２０ モータ用コイル基板
２２ フレキシブル基板
４８ 磁石
５１ｇ 第１配線群
５２ｇ 第２配線群
２０１ コイル基板
Ｔ 端子
Ｃ コイル
ＣＦ 上コイル
ＣＳ 下コイル
ＳＣ 中央スペース
ＯＰ 開口
ｗ 配線
ｃＬ 接続線
ＴＨ１ スルーホール導体

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を有する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、前記中央スペースには、前記フレキシブル基板の開口が設けられている。
2. 請求項１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、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、前記第１配線群はモータの回転方向に沿って幅Ｗ１を有し、
   前記複数の第２配線で第２配線群が形成され、前記第２配線群は前記回転方向に沿って幅Ｗ２を有し、
   前記中央スペースの開口は、前記回転方向に沿って幅Ｗ０を有し
   前記幅Ｗ１と前記幅Ｗ２は略等しく、
   距離Ｗ１と距離Ｗ２は、距離Ｗ０よりも短い。
3. 請求項２のモータ用コイル基板であって、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。
4. 請求項２又は請求項３のモータ用コイル基板であって
   １のコイルの前記中央スペースの開口で、前記１のコイルよりも前記一端側のコイルの前記第２配線群と、前記１のコイルよりも前記他端側のコイルの前記第１配線群とが重なる。
5. 請求項１〜請求項３のいずれか１のモータ用コイル基板であって、
   前記一端から前記他端に向かって並んでいる前記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前記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。
6. 請求項５の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成する前記円筒は半径Ｒ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
7. 請求項１〜請求項３のいずれか１のモータ用コイル基板であって、
   前記フレキシブル基板を貫通し、前記コイルの一部に沿って形成されている切れ目が形成され、
   前記コイル基板を前記切れ目を用いて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。
8. 請求項７のモータ用コイル基板であって、
   前記積層型コイル基板で、前記折り畳むことで、ｍ番目の前記コイルの前記中央スペース上に（ｍ＋１）番目の前記コイルの前記配線が位置する。
   ｍは自然数である。
9. 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。

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