JP2022061765A - コイル基板とモータ用コイル基板、モータ - Google Patents

Abstract

【課題】大量生産に適するコイル基板の提供。【解決手段】コイル基板１２０は、第１フレキシブル基板３１と、第１フレキシブル基板３１上に形成されているコイルＣと、第１フレキシブル基板３１から延びている第２フレキシブル基板３２と、第２フレキシブル基板３２上に形成されていてコイルＣと電気的に繋がっている配線３４、とを有する。第２フレキシブル基板３２は第１フレキシブル基板３１から延びている第１部分３２ａと第１部分３２ａから延びている第２部分３２ｂで形成されていて、第２部分３２ｂは第１フレキシブル基板３１に沿って形成されていて、第２部分３２ｂと第１フレキシブル基板３１との間にギャップＧが形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、コイル基板とモータ用コイル基板、モータに関する。

特許文献１は、コアレスコイルを開示している。

特開平６－１０５４９３号公報

[特許文献の課題]
プリント配線板の業界では、一つの基板から複数の製品を製造することが普通である。特許文献１の図３によれば、リード部１８はＦＰＣ１２から垂直に延びている。このため、特許文献１の技術によれば、一つの基板から製造される製品の数を多くすることが難しいと考えられる。

本発明に係るコイル基板は、第１フレキシブル基板と、前記第１フレキシブル基板上に形成されているコイルと、前記第１フレキシブル基板から延びている第２フレキシブル基板と、前記第２フレキシブル基板上に形成されていて前記コイルと電気的に繋がっている配線、とを有する。そして、前記第２フレキシブル基板は前記第１フレキシブル基板から延びている第１部分と前記第１部分から延びている第２部分で形成されていて、前記第２部分は前記第１フレキシブル基板に沿って形成されていて、前記第２部分と前記第１フレキシブル基板との間にギャップが形成されている。

[実施形態の効果]
本発明の実施形態によれば、第２フレキシブル基板は第１フレキシブル基板から延びている第１部分と第１部分から延びている第２部分で形成されている。そして、第２部分は第１フレキシブル基板に沿って形成されている。このため、第１フレキシブル基板と第２フレキシブル基板で形成されるコイル基板の平面形状はほぼ矩形である。従って、実施形態によれば、１つの基板内に複数のコイル基板を効率的に配置するこができる。一つの基板から製造される製品の数を多くすることができる。

図１（Ａ）は実施形態のモータの模式図であり、図１（Ｂ）は実施形態のモータ用コイル基板の模式図であり、図１（Ｃ）はコイルの平面図であり、図１（Ｄ）は第２フレキシブル基板の一部を示す。 図２（Ａ）は実施形態のモータ用コイル基板の模式図であり、図２（Ｂ）と図２（Ｃ）は第２フレキシブル基板の折り方を示す模式図である。 実施形態のコイル基板を製造するためのプリント配線板の平面図 参考例のコイル基板を製造するためのプリント配線板の平面図

図２（Ａ）に示されるコイル基板１２０が準備される。コイル基板１２０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３０とフレキシブル基板３０の第１面Ｆ上に形成されているコイルＣ（Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３）と配線３４で形成されている。第１面Ｆ上のコイルは第１面上コイルと称される。コイル基板１２０は第２面Ｓ上にコイルＣを有することができる。第２面Ｓ上のコイルは第２面上コイルと称される。

コイルＣを形成する配線ｗの例が図１（Ｃ）に描かれている。図１（Ｃ）に示されるように、配線ｗは渦巻き状に形成されている。図２と図３、図４では、コイルＣは模式的に描かれている。これらの図では、配線ｗは纏められている。

コイル基板１２０を巻くことで、図１（Ｂ）に示されるモータ用コイル基板２０が得られる。例えば、コイル基板１２０は筒状に巻かれる。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Ｎ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、ブラシレスモータである。実施形態では、磁石４８が回転するが、モータ用コイル基板２０が回転してもよい。モータ１０の回転方向ＭＲは図１（Ｂ）に示されている。

図２（Ａ）に示されるように、フレキシブル基板３０は、第１フレキシブル基板３１と第２フレキシブル基板３２で形成されている。第１フレキシブル基板３１と第２フレキシブル基板３２は一つのフレキシブル基板３０で形成されている。フレキシブル基板３０と第１フレキシブル基板３１と第２フレキシブル基板３２の平面形状は略矩形である。第１フレキシブル基板３１上にコイルＣが形成されている。第２フレキシブル基板３２上にコイルＣに繋がっている配線３４が形成されている。配線３４を介しコイルＣに電流が供給される。
第１フレキシブル基板３１は、短辺（第１短辺）２０Ｓと長辺（第１長辺）２０Ｌとを有する。第２フレキシブル基板３２に近い第１長辺２０Ｌは第５辺２０ＬＵである。第１フレキシブル基板３１は一端２２Ｌと一端２２Ｌと反対側の他端２２Ｒを有する。短辺２０Ｓは一端２２Ｌを兼ねる。コイルＣ（Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３）は、第１フレキシブル基板３１の長辺２０Ｌに沿って並んでいる。第１フレキシブル基板３１の一端２２Ｌから他端２２Ｒに向かって、コイルＣは一列に並んでいる。コイルＣはＵ相コイルＵとＶ相コイルＶとＷ相コイルＷを含む。Ｕ相コイルＵとＶ相コイルＶとＷ相コイルＷは、Ｕ相コイルＵ、Ｖ相コイルＶ、Ｗ相コイルＷの順で配置されていて、一端２２Ｌに最も近いコイルＣはＵ相コイルＵである。コイルＣの数は３の倍数Ｍ（数Ｍ）である。図２（Ａ）の例では、コイルの数は６である。

第２フレキシブル基板３２は第１フレキシブル基板３１から延びている。第２フレキシブル基板３２は、第１フレキシブル基板３１から延びている第１部分３２ａと第１部分３２ａから延びている第２部分３２ｂで形成されている。第２部分３２ｂは第１フレキシブル基板３１の第１長辺２０Ｌに沿って形成されている。第２部分３２ｂは第５辺２０ＬＵに沿って形成されている。第２部分３２ｂの形状は長辺（第２長辺）３２Ｌと短辺（第２短辺）３２Ｓを有する略矩形である。第１長辺２０Ｌと第２長辺３２Ｌが向かい合っている。第５辺２０ＬＵと第２長辺３２Ｌが向かい合っている。第１フレキシブル基板３１と第１部分３２ａと第２部分３２ｂは一つのフレキシブル基板３０で形成されている。

図１（Ｄ）に、第２フレキシブル基板３２の一部が示されている。第１部分３２ａと第２部分３２ｂとの間の境界Ｒは点線３２ａｂで描かれている。第２部分３２ｂは第１フレキシブと向かいあっている辺（第１辺）３２ｂ１と第１辺３２ｂ１と反対側の第２辺３２ｂ２を有する。第１部分３２ａは第１辺３２ｂ１に繋がっている第３辺３２ａ３と第３辺３２ａ３と反対側の第４辺３２ａ４を有する。第４辺３２ａ４は第２辺３２ｂ２に繋がっている。

第２フレキシブル基板３２は、第１部分３２ａと第２部分３２Ｂとの間でほぼ直角に曲がっている。第１長辺２０Ｌと第１部分３２ａとの間の角度Θ１は、ほぼ９０度である。第１長辺２０Ｌと第３辺３２ａ３との間の角度Θ１は、ほぼ９０度である。第２部分３２ｂと第１部分３２ａとの間の角度Θ２は、ほぼ９０度である。第１辺３２ｂ１と第３辺３２ａ３との間の角度Θ２は、ほぼ９０度である。角度Θ１と角度Θ２は図１（Ｄ）に示されている。

第２部分３２ｂと第１フレキシブル基板３１との間にギャップＧが形成されている。ギャップＧの幅ＧＤはほぼ同一である。幅ＧＤは第５辺２０ＬＵと第１辺３２ｂ１との間の距離である。ギャップＧと幅ＧＤは図１（Ｄ）と図２（Ａ）に示されている。

第２フレキシブル基板３２上に形成されている配線３４を介しコイルＣに電流が供給される。配線３４は、Ｕ相コイルＵに給電するためのＵ相配線３４ＵとＶ相コイルＶに給電するためのＶ相配線３４ＶとＷ相コイルＷに給電するためのＷ相配線３４Ｗを有する。

図２（Ｂ）と図２（Ｃ）に示されるように、第２フレキシブル基板３２は折られる。折ることで、第２フレキシブル基板３２の向きが変わる。配線３４の向きが変わる。図２（Ｃ）に示されるように、第１長辺２０Ｌと第２長辺３２Ｌとの間の角度Θ３がほぼ９０度であるように、第２フレキシブル基板３２は折られる。配線３４と第１長辺２０Ｌとの間の角度Θ４がほぼ９０度であるように、第２フレキシブル基板３２は折られる。角度Θ３と角度Θ４は図２（Ｃ）に示される。例えば、第２フレキシブル基板３２を折る数は２である。

先ず、図２（Ｂ）に示されるように、第３辺３２ａ３と第１辺３２ｂ１がほぼ平行になるように、第２フレキシブル基板３２は折られる。例えば、図１（Ｄ）中の線１に沿って、第２フレキシブル基板３２は折られる。第１面Ｆと第１面Ｆが向かい合う。線１は第３辺３２ａ３と第１辺３２ｂ１との交点を含む。第１辺３２ｂ１が第３辺３２ａ３の延長線上に位置することが好ましい。次いで、図２（Ｃ）に示されるように、境界Ｒに沿って、第２フレキシブル基板３２は折られる。これにより、第３辺３２ａ３と第１辺３２ｂ１がほぼ平行である。また、第２辺３２ｂ２と第４辺３２ａ４との間の距離が小さくなる。第１辺３２ｂ１が第３辺３２ａ３の延長線上に位置することが好ましい。第２辺３２ｂ２が第４辺３２ａ４の延長線上に位置することが好ましい。第５辺２０ＬＵと第１辺３２ｂ１との間の角度Θ３は、ほぼ９０度である。第５辺２０ＬＵと配線３４との間の角度Θ４は、ほぼ９０度である。これにより、第２フレキシブル基板３２は、第１フレキシブル基板３１の第１長辺２０Ｌに対してほぼ垂直に延びる。
第２フレキシブル基板３２が折られる。折られている部分は内側と外側２Ｏを含む。外側２Ｏは図２（Ｂ）に示されている。配線３４が外側２Ｏ上に配置されるように、第２フレキシブル基板３２が折られると、配線３４は引っ張られる。その場合、配線３４が切れるかもしれない。実施形態では、配線３４が内側上に配置されるように、第２フレキシブル基板３２が折られる。そのため、配線３４の断線を防止することができる。

コイル基板１２０を巻くことで図１（Ｂ）に示されるモータ用コイル基板２０が形成される。第２フレキシブル基板３２は、モータ１０の回転方向ＭＲに対してほぼ垂直に延びる。第２フレキシブル基板３２は第１長辺２０Ｌに対してほぼ垂直に延びる。第２フレキシブル基板３２は第５辺２０ＬＵに対してほぼ垂直に延びる。

コイル基板１２０を製造するための一つのプリント配線板２００が図３と図４に示される。図３は実施形態のプリント配線板２００を示す。図４は参考例のプリント配線板２００を示す。
図３内のコイル基板は実施形態のコイル基板１２０であり、図４内のコイル基板は参考例のコイル基板１２１である。参考例のコイル基板１２１を形成するフレキシブル基板３５も第１フレキシブル基板３６と第２フレキシブル基板３７で形成されている。参考例の第１フレキシブル基板３６も第１長辺３０Ｌを有する。参考例も第１フレキシブル基板３６上にコイルＣを有し、第２フレキシブル基板３７上に配線３８を有する。そして、参考例では、第２フレキシブル基板３７は第１長辺３０Ｌに対し垂直に延びている。
図３と図４に示されるように、実施形態と参考例は、一つのプリント配線板２００から複数のコイル基板１２０、１２１を製造する。図３と図４に示されているプリント配線板２００のサイズは同じである。実施形態の第１フレキシブル基板３１のサイズと参考例の第１フレキシブル基板３６のサイズは同じである。実施形態の第２フレキシブル基板３２のサイズと参考例の第２フレキシブル基板３７のサイズは同じである。実施形態の第２フレキシブル基板３２の幅と参考例の第２フレキシブル基板３７の幅は同じである。実施形態の第２フレキシブル基板３２の長さと参考例の第２フレキシブル基板３７の長さは同じである。実施形態と参考例では、コイル基板１２０、１２１の平面形状が異なる。そのため、実施形態では、一つのプリント配線板２００から得られるコイル基板１２０の数は３である。それに対し、参考例では、一つのプリント配線板２００から得られるコイル基板１２１の数は２である。実施形態では、第２フレキシブル基板３２の大部分（第２部分３２ｂ）が第１フレキシブル基板３１に沿って形成されている。そのため、一つのプリント配線板２００から得られるコイル基板１２０の数を大きくすることができる。

コイル基板１２０を巻くことで、図１（Ｂ）に示される実施形態のモータ用コイル基板２０が得られる。図１（Ｂ）に示されるように、第２フレキシブル基板３２はモータの回転方向ＭＲに対しほぼ垂直に延びている。配線３４はモータの回転方向ＭＲに対しほぼ垂直に延びている。モータ用コイル基板２０内のコイルＣに配線３４を介して電流を供給することができる。モータ用コイル基板２０内のコイルＣと電源を容易に接続することができる。

２０ モータ用コイル基板
３０ フレキシブル基板
３１ 第１フレキシブル基板
３２ 第２フレキシブル基板
１２０ コイル基板
Ｃ コイル
ｗ 配線

Claims (11)

1. 第１フレキシブル基板と、
   前記第１フレキシブル基板上に形成されているコイルと、
   前記第１フレキシブル基板から延びている第２フレキシブル基板と、
   前記第２フレキシブル基板上に形成されていて前記コイルと電気的に繋がっている配線、とを有するコイル基板であって、
   前記第２フレキシブル基板は前記第１フレキシブル基板から延びている第１部分と前記第１部分から延びている第２部分で形成されていて、前記第２部分は前記第１フレキシブル基板に沿って形成されていて、前記第２部分と前記第１フレキシブル基板との間にギャップが形成されている。
2. 請求項１のコイル基板であって、前記第１フレキシブル基板の形状は長辺（第１長辺）と短辺（第１短辺）を有する略矩形であって、前記第２部分は前記第１長辺に沿って形成されている。
3. 請求項２のコイル基板であって、前記第２部分の形状は長辺（第２長辺）と短辺（第２短辺）を有する略矩形であって、前記第１長辺と前記第２長辺が向かい合っている。
4. 請求項１のコイル基板であって、前記ギャップの幅はほぼ同一である。
5. 請求項１のコイル基板であって、前記第１フレキシブル基板と前記第１部分と前記第２部分は１つのフレキシブル基板から製造されていて、前記第２フレキシブル基板は前記第１部分と前記第２部分との間で曲がっている。
6. 請求項１のコイル基板であって、前記配線を介して、前記コイルに電流が供給される。
7. 請求項１のコイル基板を巻くことと折ることで製造されるモータ用コイル基板であって、
   前記巻くことは前記第１フレキシブル基板を巻くことを含み、前記折ることは前記第２フレキシブル基板を折ることを含む。
8. 請求項７のモータ用コイル基板であって、前記折ることは２回である。
9. 請求項７のモータ用コイル基板であって、前記第１フレキシブル基板の形状は長辺（第１長辺）と短辺（第１短辺）を有する略矩形であって、前記第２部分は前記第１長辺に沿って形成されていて、前記折ることにより、前記第２フレキシブル基板は前記第１長辺に対しほぼ垂直に延びる。
10. 請求項７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２フレキシブル基板は前記モータの回転方向に対しほぼ垂直に延びている。
11. 請求項１０のモータであって、前記垂直に延びることは、前記折ることで行われる。

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