JP6644206B1 - Coil body, stator, rotating machine, method of manufacturing coil body, and printed wiring board - Google Patents
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Abstract
コイル体(42)を構成するプリント配線板(1)は、一面に形成された配線パターンの表面が絶縁層により被覆されるとともに他面に形成された配線パターンの表面が絶縁層により被覆されておらず、一面および他面の両面に配線パターンが形成されている配線パターン形成領域(1a)と、一面および他面の両面に配線パターンが形成されていない配線パターン未形成領域(1b)とを、有する。配線パターン未形成領域(1b)は、筒状に成形されたプリント配線板(1)の周方向におけるプリント配線板(1)の巻き始めとなる端部に設けられて周方向においてコイル体(42)の内周以上の長さを有する第1の配線パターン未形成領域と、周方向におけるプリント配線板(1)の巻き終わりとなる端部に設けられて周方向においてコイル体の外周以上の長さを有する第2の配線パターン未形成領域と、のうち少なくとも一方を有する。The printed wiring board (1) constituting the coil body (42) has a surface of a wiring pattern formed on one surface covered with an insulating layer and a surface of a wiring pattern formed on the other surface covered with an insulating layer. A wiring pattern forming region (1a) having wiring patterns formed on both surfaces of one surface and the other surface, and a wiring pattern non-forming region (1b) having no wiring pattern formed on both surfaces of the one surface and the other surface. Have. The region (1b) where the wiring pattern is not formed is provided at an end portion of the cylindrical printed wiring board (1) where winding of the printed wiring board (1) starts in the circumferential direction, and the coil body (42) is formed in the circumferential direction. ), A first wiring pattern unformed region having a length equal to or longer than the inner circumference, and a length longer than the outer circumference of the coil body in the circumferential direction, provided at the end where the winding of the printed wiring board (1) ends in the circumferential direction. And at least one of the second wiring pattern non-formed regions having the thickness.
Description
本発明は、配線パターンが形成されたプリント配線板を用いたコイル体、固定子、回転機、コイル体の製造方法およびプリント配線板に関する。 The present invention relates to a coil body, a stator, a rotating machine, a method of manufacturing a coil body, and a printed wiring board using a printed wiring board on which a wiring pattern is formed.
従来、配線パターンが形成されたプリント配線板を複数回巻いて筒状に成形したものを、回転機の固定子に用いられるコイル体とすることが知られている。特許文献1には、スピンドルモータのステータコイルを構成するコイル体が開示されている。特許文献1に開示されたコイル体は、第1のシートコイルと第2のシートコイルとをシート状の絶縁材を介在させて積層したものを巻回して円筒状に成形されている。第1のシートコイルと第2のシートコイルとは、ポリイミドフィルムのベースフィルムなどからなるいわゆるフレキシブルプリント配線板の両面の複数箇所に、渦巻き状のプリントパターンが形成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, it is known that a printed wiring board on which a wiring pattern is formed is wound a plurality of times and formed into a cylindrical shape to be used as a coil body used for a stator of a rotating machine. Patent Literature 1 discloses a coil body constituting a stator coil of a spindle motor. The coil body disclosed in Patent Document 1 is formed into a cylindrical shape by winding a laminate of a first sheet coil and a second sheet coil with a sheet-shaped insulating material interposed therebetween. In the first sheet coil and the second sheet coil, spiral print patterns are formed at a plurality of positions on both sides of a so-called flexible printed wiring board made of a base film of a polyimide film or the like.
しかしながら、上記特許文献1に開示されたコイル体によれば、コイル体の内周面および外周面においてプリントパターンが露出しているため、コイル体の内周面および外周面における絶縁を確保するために、ワニス含浸または樹脂によるモールド処理のような絶縁処理が別途必要になるため、製造工程が複雑になる、という問題があった。 However, according to the coil body disclosed in Patent Document 1, since the printed pattern is exposed on the inner and outer peripheral surfaces of the coil body, it is necessary to secure insulation on the inner and outer peripheral surfaces of the coil body. In addition, there is another problem that an insulating process such as varnish impregnation or a molding process using a resin is separately required, which complicates the manufacturing process.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、余分な手間および追加の材料を必要とせず、単に巻くことで絶縁を確保しつつ、巻き太りを防ぎながら高密度に巻いたコイル体を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and does not require extra labor and additional materials. The purpose is to gain.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるコイル体は、帯状の絶縁基板における背向する一面と他面とに渦巻き状の複数の配線パターンが形成されたプリント配線板を備え、プリント配線板が複数回巻かれて複数の層を有する筒状に成形されたコイル体である。プリント配線板は、一面に形成された配線パターンの表面が絶縁層により被覆されるとともに他面に形成された配線パターンの表面が絶縁層により被覆されておらず、一面および他面の両面に配線パターンが形成されている配線パターン形成領域と、一面および他面の両面に配線パターンが形成されていない配線パターン未形成領域と、を有する。配線パターン未形成領域は、筒状に成形されたプリント配線板の周方向におけるプリント配線板の巻き始めとなる端部に設けられて周方向においてコイル体の内周以上の長さを有する第1の配線パターン未形成領域と、周方向におけるプリント配線板の巻き終わりとなる端部に設けられて周方向においてコイル体の外周以上の長さを有する第2の配線パターン未形成領域と、のうち少なくとも一方を有する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a coil body according to the present invention is directed to a printed wiring board in which a plurality of spiral wiring patterns are formed on one side and the other side of a strip-shaped insulating substrate. And a tubular coil formed by winding the printed wiring board a plurality of times and having a plurality of layers. In the printed wiring board, the surface of the wiring pattern formed on one surface is covered with an insulating layer, and the surface of the wiring pattern formed on the other surface is not covered with the insulating layer. It has a wiring pattern formation region where a pattern is formed, and a wiring pattern non-formation region where a wiring pattern is not formed on both surfaces of one surface and the other surface. The non-wiring pattern forming area is provided at an end portion of the cylindrical printed wiring board where winding of the printed wiring board starts in the circumferential direction, and has a length equal to or longer than the inner circumference of the coil body in the circumferential direction. And a second wiring pattern non-formed area provided at the end of the printed wiring board in the circumferential direction at the end of winding and having a length equal to or longer than the outer circumference of the coil body in the circumferential direction. Has at least one.
本発明にかかるコイル体は、余分な手間および追加の材料を必要とせず、単に巻くことで絶縁を確保しつつ、巻き太りを防ぎながら高密度に巻いたコイル体が得られる、という効果を奏する。 Advantageous Effects of Invention The coil body according to the present invention has an effect that a coil body that is wound at a high density while preventing insulation from being thickened while securing insulation by simply winding is obtained without requiring extra labor and additional material. .
以下に、本発明の実施の形態にかかるコイル体、固定子、回転機、コイル体の製造方法およびプリント配線板を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a coil body, a stator, a rotating machine, a method of manufacturing a coil body, and a printed wiring board according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the embodiment.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる回転機の斜視図である。回転機30は、筒状の固定子40と、固定子40の内側に設けられて固定子40の中心軸Cを中心に回転可能とされた回転子50とを備える。また、図1では図示を省略しているが、回転機30は固定子40および回転子50を収容するケースを備える。Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view of the rotating machine according to the first embodiment of the present invention. The
図2は、本発明の実施の形態1にかかる回転機30を中心軸Cに沿って視た図である。固定子40は、コア41とコイル体42とを備える。コア41は、筒状をなして固定子40の外周側を覆う。コア41は、導体で形成されている。コイル体42は、筒状をなして固定子40の内側に収容される。コア41の内周面は、コイル体42の外周面に当接している。
FIG. 2 is a diagram of the
図3は、本発明の実施の形態1にかかるコイル体42を中心軸Cに沿って視た模式図である。コイル体42は、複数回巻かれて複数の層を有する筒状に成形されたプリント配線板1を備える。プリント配線板1は、筒状に成形される前はシート状である。また、プリント配線板1には、後述する配線パターン3が形成されている。図3では、プリント配線板1を2回巻いて筒状に成形した例を示している。コイル体42は、複数回巻くことで、筒状に成形されたプリント配線板1の径方向にプリント配線板1が複数の層となって重なる。なお、コイル体42は、中心軸Cに垂直な平面で切断した場合の断面形状が、円形形状であってもよいし、多角形形状であってもよい。また、以下の説明において、筒状に成形されたプリント配線板1の径方向を単に径方向ともいう。
FIG. 3 is a schematic diagram of the
図4は、本発明の実施の形態1にかかるプリント配線板1の要部断面図である。図5は、本発明の実施の形態1にかかるプリント配線板1の平面展開図である。図5では、矢印Yに沿った方向が中心軸Cに沿った方向であり、矢印Xに示す方向がプリント配線板1の周方向となっている。なお、以下の説明において、筒状に成形されたプリント配線板1の周方向を単に周方向ともいう。以下、平面展開されたプリント配線板1の説明においても、便宜的に周方向の用語を用いて説明する場合がある。図3では、配線パターン3が形成された領域について2回の巻きを行うこと、すなわち2周巻くことによって筒状に成形されるプリント配線板1を示している。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of the printed wiring board 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a developed plan view of the printed wiring board 1 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, the direction along arrow Y is the direction along center axis C, and the direction indicated by arrow X is the circumferential direction of printed wiring board 1. In the following description, the circumferential direction of the printed wiring board 1 formed into a tubular shape is simply referred to as the circumferential direction. Hereinafter, also in the description of the printed wiring board 1 that is developed in a plane, the term in the circumferential direction may be used for convenience. FIG. 3 shows the printed wiring board 1 which is formed into a tubular shape by performing two turns on the region where the
プリント配線板1には、絶縁材料からなる帯状の絶縁基板2の両面に、渦巻き状に形成された導電性の複数の配線パターン3が、周方向に沿って並べて形成されている。また、プリント配線板1は、絶縁基板2の片面のみに、配線パターン3を外部と絶縁する絶縁層4が表面層として形成されている。表面層は、一番上に位置する最上層と換言できる。すなわち、プリント配線板1は、絶縁基板2の一面2a上には配線パターン3と絶縁層4とが積層して形成され、絶縁基板2の他面2b上には配線パターン3のみが形成されている。一面2aと他面2bは、互いに背向する面である。したがって、プリント配線板1は、一面2aに形成された配線パターン3の表面が絶縁層4により被覆されるとともに他面2bに形成された配線パターン3の表面が絶縁層4により被覆されていない。
In the printed wiring board 1, a plurality of
絶縁基板2は、一般的なプリント配線板に適用可能な絶縁基板を用いることができる。代表的なプリント配線板には、フレキシブル基板とリジッド基板とが例示される。具体的には、フレキシブル基板は、ポリエステル、ポリイミド、液晶ポリマーが例示される。リジッド基板は、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスコンポジット、ガラスエポキシおよびテフロン(登録商標)が例示される。絶縁基板2の膜厚は、コイル体42を形成するにあたり容易にプリント配線板1を巻くことができれば特に限定されず、一般的には5μmから1mmの範囲が好ましい。
As the
絶縁層4は、絶縁材料からなり、一般的にはソルダーレジストが用いられる。絶縁層4は、配線パターン3を外部と絶縁する役目の他に塵、埃および湿気からの保護の役目を有する。なお、金メッキ等の保護膜で配線パターン3を覆うことにより、配線パターン3を湿気等の環境に由来する外乱、または衝撃等の機械的外乱から保護してもよい。
The insulating
また、巻かれたプリント配線板1の複数の層の各層は、巻かれたプリント配線板1間を接着する接着剤12からなる接着層によって接着されている。接着剤12には、絶縁材料からなるシート状接着剤または液状接着剤が用いられる。接着剤12は、コイル体42の片面または両面に配置されて、巻かれたプリント配線板1間を接着する。
Each layer of the plurality of layers of the wound printed wiring board 1 is bonded by an adhesive layer made of an adhesive 12 for bonding between the wound printed wiring boards 1. As the adhesive 12, a sheet adhesive or a liquid adhesive made of an insulating material is used. The adhesive 12 is arranged on one side or both sides of the
接着剤12は、複数回巻いて形成されるコイル体42内における、巻かれたプリント配線板1間の接着性を確保することができる。また、接着剤12は、コイル体42内における巻かれたプリント配線板1間の絶縁を確保することができる。さらに、接着剤12は、外周面に配置された場合には、コイル体42とコア41との絶縁を確保することができる。接着剤12は、コイル体42の片面の全域、あるいは一部でも良く、両面の全域、あるいは一部でもよい。接着剤12の配置面積が大きいほど、巻かれたプリント配線板1間の接着性および絶縁性をより確実に確保することができる。
The adhesive 12 can secure the adhesiveness between the wound printed wiring boards 1 in the
また、接着剤12は、絶縁層4として用いることも可能である。
Further, the adhesive 12 can be used as the insulating
シート状接着剤は、硬化するものであれば特に制限はない。シート状接着剤の代表的なものは、UV硬化系接着剤、熱硬化系接着剤、複数枚を重ねあわせて用いられるハネムーン系接着剤、熱接着系接着剤が例示される。UV硬化系接着剤には、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤が例示される。熱硬化系接着剤には、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシとアクリルのハイブリッド系接着剤、ポリイミド系接着剤が挙げられる。ハネムーン系接着剤には、エポキシ系接着剤およびアクリル系接着剤が例示される。熱接着系接着剤には、オレフィン系接着剤、ポリエステル系接着剤が例示される。 The sheet adhesive is not particularly limited as long as it can be cured. Representative examples of the sheet-like adhesive include a UV-curable adhesive, a thermosetting adhesive, a honeymoon-based adhesive used by laminating a plurality of sheets, and a thermal-adhesive adhesive. Examples of the UV curing adhesive include an epoxy adhesive and an acrylic adhesive. Examples of the thermosetting adhesive include an epoxy adhesive, an acrylic adhesive, a hybrid epoxy and acrylic adhesive, and a polyimide adhesive. Examples of the honeymoon adhesive include an epoxy adhesive and an acrylic adhesive. Examples of the thermal adhesive include an olefin adhesive and a polyester adhesive.
なお、シート状接着剤は、単独で用いられてもよく、また複数種類が同時に用いられてもよい。 The sheet adhesive may be used alone, or a plurality of types may be used at the same time.
液状接着剤は、硬化するものであれば特に制限はない。液状接着剤の代表的なものは、、溶剤形接着剤、水性形接着剤、ホットメルト接着剤、弾性接着剤、熱硬化反応形接着剤および感圧性接着剤などが例示される。溶剤形接着剤には、ゴム系接着剤と樹脂接着剤とがある。ゴム系接着剤には、クロロプレンゴム系接着剤、スチレンブタジエンゴム系接着剤、ニトリルゴム系接着剤および天然ゴム系接着剤が例示される。樹脂系接着剤には、塩化ビニル樹脂系接着剤、酢酸ビニル樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤およびウレタン樹脂系接着剤が例示される。水性形接着剤には、水溶性接着剤、エマルジョン系接着剤およびラテックス接着剤が例示される。 The liquid adhesive is not particularly limited as long as it can be cured. Representative liquid adhesives include solvent-based adhesives, aqueous adhesives, hot-melt adhesives, elastic adhesives, thermosetting reactive adhesives, and pressure-sensitive adhesives. The solvent type adhesive includes a rubber adhesive and a resin adhesive. Examples of the rubber adhesive include a chloroprene rubber adhesive, a styrene butadiene rubber adhesive, a nitrile rubber adhesive, and a natural rubber adhesive. Examples of the resin adhesive include a vinyl chloride resin adhesive, a vinyl acetate resin adhesive, an acrylic resin adhesive, and a urethane resin adhesive. Examples of the aqueous adhesive include a water-soluble adhesive, an emulsion adhesive, and a latex adhesive.
ホットメルト接着剤には、熱可塑性エラストマーホットメルト接着剤およびエチレン酢酸ビニル共重合樹脂(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer:EVA)系ホットメルト接着剤が例示される。弾性接着剤には、シリコーン系接着剤、変性シリコーン系接着剤およびシリル化ウレタン接着剤が例示される。熱硬化反応形接着剤には、熱硬化性エポキシ系接着剤、光硬化性エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、ユリア系接着剤、メラミン系接着剤、フェノール系接着剤、嫌気性アクリル系接着剤、第二世代アクリル系接着剤、光硬化性アクリル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤が例示される。感圧性接着剤には、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤およびシリコーン系粘着剤が例示される。 Examples of the hot melt adhesive include a thermoplastic elastomer hot melt adhesive and an ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) hot melt adhesive. Examples of the elastic adhesive include a silicone adhesive, a modified silicone adhesive, and a silylated urethane adhesive. Thermosetting reactive adhesives include thermosetting epoxy adhesives, photocurable epoxy adhesives, urethane adhesives, urea adhesives, melamine adhesives, phenolic adhesives, and anaerobic acrylic adhesives Agents, second-generation acrylic adhesives, photocurable acrylic adhesives, and cyanoacrylate adhesives. Examples of the pressure-sensitive adhesive include an acrylic adhesive, a rubber adhesive, and a silicone adhesive.
なお、液状接着剤は、単独で用いられてもよく、また複数種類が同時に用いられてもよい。 The liquid adhesive may be used alone, or a plurality of types may be used at the same time.
配線パターン3は、U相とV相とW相の三相から構成されている。具体的には、配線パターン3は、U相の第一相パターン5と、V相の第二相パターン6と、W相の第三相パターン7とが順に並べて形成される。隣り合う配線パターン3同士は電気的に絶縁されている。プリント配線板1には、三相分の配線パターン3、すなわち第一相パターン5、第二相パターン6および第三相パターン7を一組とし、これらがn組並べて形成されている。なお、nは1以上の自然数である。
The
筒状に成形されたプリント配線板1において、プリント配線板1の各層には第一相パターン5、第二相パターン6および第三相パターン7がそれぞれ同数となるように形成される。また、径方向に沿って視た場合に、各層に形成された第一相パターン5同士の中心が一致している。これは、内周側の層に形成された第一相パターン5の中心と外周側の層に形成された第一相パターン5の中心とが、径方向に沿って視た場合に一致していると換言できる。各層に形成された第二相パターン6同士の中心および各層に形成された第三相パターン7同士の中心も、径方向に沿って視た場合に重なっている。径方向に沿って視た場合に重なる配線パターン3同士は、その端部で互いに電気的に接続されている。配線パターン3は、プリント配線板1が筒状に成形されることで、固定子40のコイルとして機能する。
In the printed wiring board 1 formed in a cylindrical shape, the
プリント配線板1には、中心軸Cに沿った方向に突出する端子接続部11が形成されている。端子接続部11には、配線パターン3の末端が設けられている。図1に示すように、プリント配線板1を筒状に成形した状態においても端子接続部11は中心軸Cに沿った方向に突出する。この突出部分に設けられた配線パターン3の末端に対して図示しない電源線を接続することで配線パターン3に電力が供給可能となる。なお、各層に形成された配線パターン3同士は電気的に接続されているため、いずれかの層に形成された配線パターン3の末端を端子接続部11に設ければ、すべての層に形成された配線パターン3に電力を供給することができる。
The printed wiring board 1 is formed with a
また、プリント配線板1は、配線パターン3が形成されている配線パターン形成領域1aと、一面2aおよび他面2bの両面に配線パターン3が形成されていない絶縁基板2のみにより構成される配線パターン未形成領域1bと、を有する。
The printed wiring board 1 includes a wiring
配線パターン未形成領域1bは、コイル体42における帯状の絶縁基板2の巻き始めとなる周方向に沿った端部に設けられている。コイル体42における絶縁基板2の巻き始めとなる周方向に沿った端部に設けられた配線パターン未形成領域1bは、第1の配線パターン未形成領域であり、周方向において、コイル体42の内周以上の長さを有する。これにより、コイル体42における内周面は、配線パターン未形成領域1bのみによって構成されている。すなわち、コイル体42における内周面には、配線パターン未形成領域1bのみが露出しており、配線パターン形成領域1aは露出していない。コイル体42における内周面が配線パターン未形成領域1bのみによって構成されることにより、コイル体42の内周側に配置される回転子50との絶縁を確保することが可能となる。
The wiring pattern
配線パターン未形成領域1bを備えずに配線パターン形成領域1aのみによって構成されたプリント配線板が、絶縁層4が最上層とされた面が外周面となるようにして複数回巻いて筒状に成形されたコイル体を想定する。このコイル体は、外周面が絶縁層4によって構成されるため、コイル体42の外周側に隣接するコア41との絶縁を確保することができる。しかしながら、コイル体42における内周面には、配線パターン3が露出するため、コイル体42の内周側に配置される回転子50との絶縁を確保することができない。この場合には、コイル体の内周面における絶縁を確保するために、ワニス含浸または樹脂によるモールド処理のような絶縁処理が別途必要になり、製造工程が複雑になり、またコイル体のコストが高くなる。
A printed wiring board constituted only by the wiring
これに対して、コイル体42は、配線パターン未形成領域1bと配線パターン形成領域1aとを備えるプリント配線板1が、絶縁層4が最上層とされた面が外周面となるようにして複数回巻いて筒状に成形されたコイル体である。コイル体42は、外周面が絶縁層4によって構成されるため、コイル体42の外周側に隣接するコア41との絶縁を確保することができる。さらに、コイル体42は、コイル体42における内周面が配線パターン未形成領域1bのみによって構成されることにより、コイル体42の内周側に配置される回転子50との絶縁を確保することが可能となる。
On the other hand, the
したがって、コイル体42は、絶縁基板2の両面に配線パターン3が形成されるとともに絶縁基板2の片面側の最上層のみに絶縁層4が形成されたプリント配線板1を複数回巻いて筒状に成形された構成を有し、コイル体42における内周面と外周面における外部との絶縁が確保されている。コイル体42は、内周面における絶縁を確保するためのワニス含浸または樹脂によるモールド処理のような絶縁処理が不要であり、製造工程が簡単であり、絶縁処理に起因したコストの増加が発生しない。そして、コイル体42は、モールド処理のような表面被覆処理が行われていないため、巻き太りが防止されており、コイル体42の厚み方向においてプリント配線板1を高密度に巻くことが可能とされている。すなわち、コイル体42は、余分な手間および追加の材料を必要とせず、単にプリント配線板1を巻くことでコイル体42における内周面と外周面における外部との絶縁を確保しつつ、巻き太りを防ぎながら高密度に巻いたコイル体を安価に実現できる。
Therefore, the
図5に戻って、プリント配線板1は、プリント配線板1の長辺1cに隣り合う領域に、配線パターン3と電気的に接続されていない金属パターンである銅パターン9を備える。すなわち、プリント配線板1は、筒状に成形されたプリント配線板1の周方向に沿った辺に隣り合う領域に配線パターン3と電気的に接続されていない銅パターン9を備える。銅パターン9は、プリント配線板1を巻いてコイル体42を形成する際のプリント配線板1の剛性を高めてプリント配線板1を巻く作業を容易にするために設けられている。
Returning to FIG. 5, the printed wiring board 1 includes a
銅パターン9は、プリント配線板1の剛性を高めるために、少なくとも長辺1cに隣り合う領域において、プリント配線板1の周方向における配線パターン3間に対応する領域に設けられる。銅パターン9は、長辺1cに隣り合う領域において、プリント配線板1の周方向における配線パターン3に対応する全ての領域に設けられることが好ましい。また、銅パターン9は、長辺1cに隣り合う領域において、プリント配線板1の周方向における配線パターン形成領域1aの全ての領域に設けられることがより好ましい。
In order to increase the rigidity of the printed wiring board 1, the
なお、銅パターン9は、配線パターン未形成領域1bには、設けられなくてもよい。
Note that the
銅パターン9は、コイル体42の一部として形成されて、最終的にコイル体42に残されてもよい。銅パターン9は、コイル体42として必要でない場合は、コイル体42の形成後に除去してもよい。また、コイル体42の形成後に銅パターン9を除去する場合、図5に示すように銅パターン9と配線パターン3との間に配置されている絶縁層4にミシン目10を入れておいてもよい。ミシン目10の太さ、長さおよび間隔は、銅パターン9と配線パターン3とを分離することができれば特に制限はない。
The
図6は、本発明の実施の形態1におけるコイルとして機能する渦巻き状に形成された1つの配線パターン3を示す図である。プリント配線板1の面内方向において、コイルとして機能する配線パターン3の内周の内側の領域に配線パターン3と電気的に接続されていない金属パターンである銅パターン8を備える。銅パターン8は、連続した単一パターンでもよく、複数に分割された分割パターンでもよい。
FIG. 6 shows one spirally formed
銅パターン8が分割パターンである場合、分割された個々のパターンの大きさおよび形状は特に限定されない。また、複数の配線パターン3に設けられた個々の銅パターン8は、全て同じサイズまたは同じ形状である必要はない。すなわち、複数の配線パターン3に設けられた個々の銅パターン8は、全て同じパターンであってもよく、いくつかが同じパターンであってもよく、また、全て異なるパターンであってもよい。
When the
また、内周の内側の領域に銅パターン8が設けられた配線パターン3は、プリント配線板1において1個以上あればよく、また全ての配線パターン3内に設けられてもよい。銅パターン8は、プリント配線板1の剛性を高める他、回転機30の鉄損および回転機30の銅損などの影響を制御して回転機30の電気的特性を向上させる効果を有する。
Further, the number of the
図7は、本発明の実施の形態1にかかるプリント配線板1の絶縁基板2の変形例である絶縁基板71を示す断面図である。図8は、図7に示す絶縁基板71の補強材クロス73を示す平面図である。絶縁基板71は、主たる構成部である基体部72と、絶縁基板71の剛性を高めるために基体部72の内部に設けられた補強材クロス73とを備える。
FIG. 7 is a sectional view showing an insulating
補強材クロス73は、絶縁基板71の面内方向において、帯状の絶縁基板71と同様に帯状の形状を有する。補強材クロス73の面内方向と絶縁基板71の面内方向とは、平行とされている。補強材クロス73には、補強用の棒状の繊維束74が、補強材クロス73の面内方向において格子状に配置されている。
The reinforcing
プリント配線板1を複数回巻く際、プリント配線板1の長辺方向に加わる力は、プリント配線板1の短辺方向に加わる力の方よりも強くなる。このため、プリント配線板1の長辺方向における機械的強度を補強するために、補強材クロス73は、絶縁基板71の面内方向において、帯状の絶縁基板71の長辺方向に伸びる繊維束74aの長手方向と、絶縁基板71の長辺方向と、が成す角度αは、45度未満とされる。すなわち、補強材クロス73は、補強材クロス73の面内方向において、帯状の補強材クロス73の長辺方向に伸びる繊維束74aの長手方向と、補強材クロス73の長辺方向と、が成す角度は、45度未満とされる。また、絶縁基板71の面内方向において、絶縁基板71の長辺方向に伸びる繊維束74aの本数は、絶縁基板71の短辺方向に伸びる繊維束74bの本数以上とされる。すなわち、補強材クロス73の面内方向において、補強材クロス73の長辺方向に伸びる繊維束74aの本数は、補強材クロス73の短辺方向に伸びる繊維束74bの本数以上とされる。
When the printed wiring board 1 is wound a plurality of times, the force applied in the long side direction of the printed wiring board 1 is stronger than the force applied in the short side direction of the printed wiring board 1. For this reason, in order to reinforce the mechanical strength in the long side direction of the printed wiring board 1, the reinforcing
補強材クロス73は、一般的なプリント配線板に適用可能な補強用クロスを用いることができる。代表的な補強材クロスには、ガラスクロス、アルミナクロス、シリカクロスなどが例示される。補強材クロス73は単独でも用いてもよく、複数種類が混合して用いられてもよい。
As the reinforcing
以上説明した回転機30においては、コイル体42は、外周面が絶縁層4によって構成されるため、コイル体42の外周側に隣接するコア41との絶縁を確保することができる。
In the rotating
また、回転機30においては、コイル体42における帯状の絶縁基板2の巻き始めとなる周方向に沿った端部に、配線パターン未形成領域1bが設けられている。そして、配線パターン未形成領域1bは、周方向において、コイル体42の内周以上の長さを有する。これにより、コイル体42における内周面が配線パターン未形成領域1bのみによって構成されるため、コイル体42の内周側に配置される回転子50との絶縁を確保することが可能となる。
Further, in the rotating
したがって、回転機30のコイル体42は、コイル体42における内周面と外周面における外部との絶縁が確保されており、回転機30の特性向上を図ることができる。
Therefore, the
図9は、本発明の実施の形態1にかかるコイル体42の変形例であるコイル体42aを中心軸Cに沿って視た模式図である。コイル体42aは、複数回巻いて筒状に成形されたプリント配線板61を備える点がコイル体42と異なる。コイル体42aは、配線パターン未形成領域1bと配線パターン形成領域1aとを備えるプリント配線板61が、絶縁層4が最上層とされた面が内周面となるようにして複数回巻いて筒状に成形されたコイル体である。プリント配線板61における配線パターン形成領域1aの積層構造は、プリント配線板1と同様である。
FIG. 9 is a schematic view of a
プリント配線板61は、コイル体42aにおける帯状の絶縁基板2の巻き終わりとなる周方向に沿った端部に、配線パターン未形成領域1bが設けられている。コイル体42aにおける絶縁基板2の巻き終わりとなる周方向に沿った端部に設けられた配線パターン未形成領域1bは、第2の配線パターン未形成領域であり、周方向において、コイル体42aの外周以上の長さを有する。これにより、コイル体42aにおける外周面は、配線パターン未形成領域1bのみによって構成されている。すなわち、コイル体42aにおける外周面には、配線パターン未形成領域1bのみが露出しており、配線パターン形成領域1aは露出していない。
The printed
このように構成されるコイル体42aは、内周面が絶縁層4によって構成されるため、コイル体42aの内周側に配置される回転子50との絶縁を確保することが可能となる。さらに、コイル体42aは、コイル体42aにおける外周面が配線パターン未形成領域1bのみによって構成されるため、コイル体42aの外周側に隣接するコア41との絶縁を確保することが可能となる。
Since the inner peripheral surface of the
したがって、コイル体42aは、絶縁基板2の両面に配線パターン3が形成されるとともに絶縁基板2の片面側の最上層のみが絶縁層4とされたプリント配線板61を複数回巻いて筒状に成形された構成を有し、コイル体42aにおける内周面と外周面における外部との絶縁が確保されている。コイル体42aは、コイル体42aの外周面における絶縁を確保するために、ワニス含浸または樹脂によるモールド処理のような処理が不要であり、製造工程が簡単である。そして、コイル体42aは、モールド処理のような表面被覆処理が行われていないため、巻き太りが防止されており、コイル体42aの厚み方向においてプリント配線板61を高密度に巻くことが可能とされている。すなわち、コイル体42aは、余分な手間および追加の材料を必要とせず、単にプリント配線板61を巻くことでコイル体42aにおける内周面と外周面における外部との絶縁を確保しつつ、巻き太りを防ぎながら高密度に巻いたコイル体を実現できる。
Therefore, the
図10は、本発明の実施の形態1にかかるコイル体42の変形例であるコイル体42bを中心軸Cに沿って視た模式図である。コイル体42bは、複数回巻いて筒状に成形されたプリント配線板62を備える点がコイル体42と異なる。コイル体42bは、配線パターン未形成領域1bと配線パターン形成領域1aとを備えるプリント配線板62が複数回巻いて筒状に成形されたコイル体である。プリント配線板62における配線パターン形成領域1aの積層構造は、プリント配線板1と同様である。
FIG. 10 is a schematic view of a
プリント配線板62は、コイル体42bにおける帯状の絶縁基板2の巻き始めとなる周方向に沿った端部に、配線パターン未形成領域1baが設けられている。配線パターン未形成領域1baは、周方向において、コイル体42bの内周以上の長さを有する。これにより、コイル体42bにおける内周面は、配線パターン未形成領域1baのみによって構成されている。すなわち、コイル体42bにおける内周面には、配線パターン未形成領域1baのみが露出しており、配線パターン形成領域1aは露出していない。
The printed
プリント配線板62は、コイル体42bにおける帯状の絶縁基板2の巻き終わりとなる周方向に沿った端部に、配線パターン未形成領域1bbが設けられている。配線パターン未形成領域1bbは、周方向において、コイル体42bの外周以上の長さを有する。これにより、コイル体42bにおける外周面は、配線パターン未形成領域1bbのみによって構成されている。すなわち、コイル体42bにおける外周面には、配線パターン未形成領域1bbのみが露出しており、配線パターン形成領域1aは露出していない。
The printed
このように構成されるコイル体42bは、内周面が配線パターン未形成領域1baによって構成されるため、コイル体42bの内周側に配置される回転子50との絶縁を確保することが可能となる。さらに、コイル体42bは、コイル体42bにおける外周面が配線パターン未形成領域1bbのみによって構成されるため、コイル体42bの外周側に隣接するコア41との絶縁を確保することが可能となる。
Since the
したがって、コイル体42bは、絶縁層4が最上層とされた面が内周面となるようにしてプリント配線板62が複数回巻いて筒状に成形されることにより構成される場合、および絶縁層4が最上層とされた面が外周面となるようにしてプリント配線板62が複数回巻いて筒状に成形されることにより構成される場合、の何れの場合においても、コイル体42bにおける内周面と外周面における外部との絶縁が確保されている。
Therefore, the
上述したように、本実施の形態1にかかるコイル体42は、余分な手間および追加の材料を必要とせず、単に巻くことで絶縁を確保しつつ、巻き太りを防ぎながら高密度に巻いたコイル体を実現できる。そして、本実施の形態1にかかる回転機30においては、コイル体42の片面のみの最上層に絶縁層4を配置して複数回巻いても絶縁を確保することができる。すなわち、本実施の形態1にかかる回転機30によれば、両面に配線パターン3が形成されたプリント配線板1を複数回巻いて構成されるコイル体42の内周面および外周面における絶縁が可能である。これにより、本実施の形態1にかかる回転機30によれば、回転機30の特性向上を図ることができるという効果を奏する。
As described above, the
実施の形態2.
実施の形態2では、コイル体の製造方法について説明する。図11は、図2に示すコイル体42の製造方法を示すフローチャートである。
In a second embodiment, a method for manufacturing a coil body will be described. FIG. 11 is a flowchart showing a method of manufacturing the
まず、ステップS10において、プリント配線板1が形成される。絶縁基板2に配線パターン3を形成する方法は特に限定されない。配線パターン3を形成する一般的な方法では、絶縁基板2に銅層を形成し、銅の無電界メッキおよび電界メッキを行う。その後、レジストを形成し、そのレジストをマスクに用いて銅層をパターニングして渦巻き状の配線パターン3を得る。また、配線パターン3上に絶縁層4としてソルダーレジストを形成して、塵、埃、湿気からの配線パターン3の保護、および絶縁性の確保を図ってもよい。
First, in step S10, the printed wiring board 1 is formed. The method for forming the
配線パターン3は、プリント配線板1の両面に形成される。第一相パターン5、第二相パターン6、および第三相パターン7のそれぞれをプリント配線板1の両面に形成する場合、異なる相の配線パターン3同士が交じり合わない形状で形成する必要がある。異なる相の配線パターン3が交差する場合、配線パターン3間に絶縁を考慮した材料を設置してもよい。
The
ステップS20において、平面状のプリント配線板1に接着剤12を配置する工程が行われる。プリント配線板1を巻いて筒状に成形する際には、プリント配線板1の片側または両側に接着剤12を配置して接着層を設ける工程が行われる。すなわち、プリント配線板1の片側または両側をシート接着剤または液状接着剤で覆う。プリント配線板1と接着剤12とは接着していてもよく、接着していなくてもよい。プリント配線板1をシート接着剤または液状接着剤で覆う部分は、プリント配線板1の片面または両側における、全面または一部でもよい。 In step S20, a step of arranging the adhesive 12 on the planar printed wiring board 1 is performed. When the printed wiring board 1 is wound and formed into a cylindrical shape, a step of disposing an adhesive 12 on one or both sides of the printed wiring board 1 and providing an adhesive layer is performed. That is, one or both sides of the printed wiring board 1 are covered with a sheet adhesive or a liquid adhesive. The printed wiring board 1 and the adhesive 12 may or may not be bonded. The portion of the printed wiring board 1 covered with the sheet adhesive or the liquid adhesive may be the whole or a part of one side or both sides of the printed wiring board 1.
その後、ステップS30において、プリント配線板1を複数回ロール状に巻いて筒状に成形する工程が行われる。その後、ステップS40において、接着剤12の種類に対応して、室温硬化、加熱硬化、光硬化、または湿気硬化によって接着剤12を硬化させることで筒状のコイル体42が成形される。
Thereafter, in step S30, a process of winding the printed wiring board 1 into a roll a plurality of times to form a tubular shape is performed. Thereafter, in step S40, the adhesive 12 is cured by room temperature curing, heat curing, light curing, or moisture curing in accordance with the type of the adhesive 12, thereby forming the
筒状に成形されたプリント配線板1の径方向に沿って視た場合に、巻かれた複数の層の各層に形成された配線パターン3同士は重なり、複数の層の各層に形成された配線パターン3同士は電気的に接続されている。コイル体42をコイル体42の外周部に配置するコア41に挿入し、コイル体42とコア41とを接着、または密着させることで固定子40が得られる。なお、各工程の順序は、任意に変更可能である。
When viewed along the radial direction of the printed wiring board 1 formed into a cylindrical shape, the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、実施の形態の技術同士を組み合わせることも可能であるし、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the above embodiments show an example of the content of the present invention, and the technologies of the embodiments can be combined with each other, or can be combined with another known technology. However, a part of the configuration may be omitted or changed without departing from the gist of the present invention.
1 プリント配線板、1a 配線パターン形成領域、1b,1ba,1bb 配線パターン未形成領域、1c 長辺、2,71 絶縁基板、2a 一面、2b 他面、3 配線パターン、4 絶縁層、5 第一相パターン、6 第二相パターン、7 第三相パターン、8,9 銅パターン、10 ミシン目、11 端子接続部、12 接着剤、30 回転機、40 固定子、41 コア、42,42a,42b コイル体、50 回転子、61,62 プリント配線板、72 基体部、73 補強材クロス、74,74a,74b 繊維束、C 中心軸。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printed wiring board, 1a Wiring pattern forming area, 1b, 1ba, 1bb Wiring pattern non-forming area, 1c Long side, 2,71 insulating substrate, 2a one surface, 2b other surface, 3 wiring pattern, 4 insulating layer, 5 first Phase pattern, 6 second phase pattern, 7 third phase pattern, 8, 9 copper pattern, 10 perforation, 11 terminal connection, 12 adhesive, 30 rotating machine, 40 stator, 41 core, 42, 42a, 42b Coiled body, 50 rotor, 61, 62 printed wiring board, 72 base, 73 reinforcing cloth, 74, 74a, 74b fiber bundle, C central axis.
Claims (14)
前記プリント配線板は、
前記一面に形成された前記配線パターンの表面が絶縁層により被覆されるとともに前記他面に形成された前記配線パターンの表面が絶縁層により被覆されておらず、
前記一面および前記他面の両面に前記配線パターンが形成されている配線パターン形成領域と、前記一面および前記他面の両面に前記配線パターンが形成されていない配線パターン未形成領域とを、有し、
前記配線パターン未形成領域は、前記筒状に成形されたプリント配線板の周方向における前記プリント配線板の巻き始めとなる端部に設けられて前記周方向において前記コイル体の内周以上の長さを有する第1の配線パターン未形成領域と、前記周方向における前記プリント配線板の巻き終わりとなる端部に設けられて前記周方向において前記コイル体の外周以上の長さを有する第2の配線パターン未形成領域と、のうち少なくとも一方を有すること、
を特徴とするコイル体。A printed wiring board in which a plurality of spiral wiring patterns are formed on one surface facing the other side and the other surface of the belt-shaped insulating substrate, and the printed wiring board is formed into a tubular shape having a plurality of layers by being wound a plurality of times. Coil body,
The printed wiring board,
The surface of the wiring pattern formed on the one surface is covered with an insulating layer and the surface of the wiring pattern formed on the other surface is not coated with an insulating layer,
A wiring pattern forming region in which the wiring pattern is formed on both surfaces of the one surface and the other surface, and a wiring pattern unformed region in which the wiring pattern is not formed on both surfaces of the one surface and the other surface; ,
The wiring pattern non-formed area is provided at an end of the cylindrical printed wiring board where winding of the printed wiring board is started in a circumferential direction, and is longer than an inner circumference of the coil body in the circumferential direction. A first wiring pattern unformed region having a length, and a second length provided at an end of the printed wiring board in the circumferential direction at the end of winding and having a length equal to or longer than the outer circumference of the coil body in the circumferential direction. Having at least one of a wiring pattern unformed region,
A coil body characterized by the above.
を特徴とする請求項1に記載のコイル体。The plurality of layers are adhered by an adhesive,
The coil body according to claim 1, wherein:
を特徴とする請求項2に記載のコイル体。The adhesive is a sheet adhesive or a liquid adhesive,
The coil body according to claim 2, characterized in that:
を特徴とする請求項3に記載のコイル体。The insulating layer is the sheet-like adhesive or the liquid adhesive,
The coil body according to claim 3, wherein:
を特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載のコイル体。A metal pattern that is not electrically connected to the wiring pattern in a region adjacent to a side along the circumferential direction of the printed wiring board,
The coil body according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
を特徴とする請求項5に記載のコイル体。The metal pattern is a single pattern or a divided pattern divided into a plurality,
The coil body according to claim 5, characterized in that:
前記補強材クロスは、
前記絶縁基板の面内方向において、前記絶縁基板の長辺方向に伸びる前記繊維束の長手方向と、前記絶縁基板の長辺方向と、が成す角度が45度未満であり、
前記絶縁基板の面内方向において、前記絶縁基板の長辺方向に伸びる前記繊維束の本数が、前記絶縁基板の短辺方向に伸びる前記繊維束の本数以上であること、
を特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載のコイル体。The insulating substrate includes a reinforcing material cloth having a fiber bundle in which an in-plane direction is parallel to an in-plane direction of the insulating substrate,
The reinforcing material cloth,
In the in-plane direction of the insulating substrate, an angle formed by a longitudinal direction of the fiber bundle extending in a long side direction of the insulating substrate and a long side direction of the insulating substrate is less than 45 degrees,
In the in-plane direction of the insulating substrate, the number of the fiber bundles extending in the long side direction of the insulating substrate is equal to or more than the number of the fiber bundles extending in the short side direction of the insulating substrate,
The coil body according to any one of claims 1 to 6, wherein:
前記コイル体の外周を囲む筒状で内周面が前記コイル体の外周面に接するコアと、
を備えることを特徴とする固定子。A coil body according to any one of claims 1 to 7,
A core having a cylindrical inner peripheral surface surrounding the outer periphery of the coil body and in contact with the outer peripheral surface of the coil body;
A stator comprising:
前記固定子の内側に回転可能に設けられた回転子と、を備えること、
を特徴とする回転機。A stator according to claim 8,
A rotor rotatably provided inside the stator,
A rotating machine.
平面状の前記プリント配線板に接着剤を配置する工程と、
前記プリント配線板を巻いて筒状に成形する工程と、
前記接着剤を硬化させる工程と、
を含むことを特徴とするコイル体の製造方法。It is a manufacturing method of the coil body of Claim 1, Comprising:
Placing an adhesive on the planar printed wiring board;
Winding the printed wiring board and forming it into a tubular shape,
Curing the adhesive,
A method for manufacturing a coil body, comprising:
帯状の絶縁基板における背向する一面と他面とに渦巻き状の複数の配線パターンが形成され、
前記一面に形成された前記配線パターンの表面が絶縁層により被覆されるとともに前記他面に形成された前記配線パターンの表面が絶縁層により被覆されておらず、
前記一面および前記他面の両面に前記配線パターンが形成されている配線パターン形成領域と、前記一面および前記他面の両面に前記配線パターンが形成されていない配線パターン未形成領域とを、有し、
前記配線パターン未形成領域は、前記筒状に成形されたプリント配線板の周方向における前記プリント配線板の巻き始めとなる端部に設けられて前記周方向において前記コイル体の内周以上の長さを有する第1の配線パターン未形成領域と、前記周方向における前記プリント配線板の巻き終わりとなる端部に設けられて前記周方向において前記コイル体の外周以上の長さを有する第2の配線パターン未形成領域と、のうち少なくとも一方を有すること、
を特徴とするプリント配線板。A printed wiring board used for a coil body formed into a tubular shape having a plurality of layers by winding the printed wiring board a plurality of times,
A plurality of spiral wiring patterns are formed on the opposite surface and the other surface of the strip-shaped insulating substrate,
The surface of the wiring pattern formed on the one surface is covered with an insulating layer and the surface of the wiring pattern formed on the other surface is not coated with an insulating layer,
A wiring pattern forming region in which the wiring pattern is formed on both surfaces of the one surface and the other surface, and a wiring pattern unformed region in which the wiring pattern is not formed on both surfaces of the one surface and the other surface; ,
The wiring pattern non-formed area is provided at an end portion of the cylindrical printed wiring board where winding of the printed wiring board starts in the circumferential direction, and is longer than the inner circumference of the coil body in the circumferential direction. A first wiring pattern unformed region having a length, and a second length provided at an end of the printed wiring board in the circumferential direction at the end of winding and having a length equal to or longer than the outer circumference of the coil body in the circumferential direction. Having at least one of a wiring pattern unformed region,
A printed wiring board characterized by the above.
を特徴とする請求項11に記載のプリント配線板。A metal pattern that is not electrically connected to the wiring pattern in a region adjacent to a side along the circumferential direction of the printed wiring board,
The printed wiring board according to claim 11, wherein:
を特徴とする請求項12に記載のプリント配線板。The metal pattern is a single pattern or a divided pattern divided into a plurality,
The printed wiring board according to claim 12, wherein:
前記補強材クロスは、
前記絶縁基板の面内方向において、前記絶縁基板の長辺方向に伸びる前記繊維束の長手方向と、前記絶縁基板の長辺方向と、が成す角度が45度未満であり、
前記絶縁基板の面内方向において、前記絶縁基板の長辺方向に伸びる前記繊維束の本数が、前記絶縁基板の短辺方向に伸びる前記繊維束の本数以上であること、
を特徴とする請求項11から13のいずれか1つに記載のプリント配線板。The insulating substrate includes a reinforcing material cloth having a fiber bundle in which an in-plane direction is parallel to an in-plane direction of the insulating substrate,
The reinforcing material cloth,
In the in-plane direction of the insulating substrate, an angle formed by a longitudinal direction of the fiber bundle extending in a long side direction of the insulating substrate and a long side direction of the insulating substrate is less than 45 degrees,
In the in-plane direction of the insulating substrate, the number of the fiber bundles extending in the long side direction of the insulating substrate is equal to or greater than the number of the fiber bundles extending in the short side direction of the insulating substrate,
The printed wiring board according to any one of claims 11 to 13, wherein:
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