JP6743668B2 - 積層コイル、固定子およびモータ - Google Patents

Description

この発明は、モータのコイルとなる配線パターンを備えた配線基板を積層して構成した積層コイルおよびこの積層コイルを用いた固定子、並びにこの固定子コイルを備えたモータに関する。

電子機器の小型化に伴い、各電子機器に用いられるモータも小型化、薄型化の要求が強まっている。このような薄型化を実現する１つの手段として、配線基板に渦巻状のコイルの配線パターンを形成し、この配線基板を複数積層して固定子コイルとしたモータが知られている。このようなモータにおいては、高出力化を実現するために配線基板を多層に積層する（４層以上）ことが行われている。

従来の積層コイルの配線基板として、１枚の配線基板に同じ方向に巻かれたコイルの配線パターンを円周方向に等間隔で配置されたものが開示されている。例えば時計回りに巻かれた配線パターンを備えた配線基板と反時計回りに巻かれた配線パターンを備えた配線基板とを積層した積層コイルが開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開昭５９−１５５９０２号公報（３頁、第４〜５図） 特開２００４−８８９９７号公報（７頁、図４）

配線基板が積層された積層コイルにおいて、１つのコイルを構成する積層方向の配線パターンに電流を流すためには、層間のスルーホールが必要である。従来の時計回りに巻かれた配線パターンを備えた１枚の配線基板と反時計回りに巻かれた配線パターンを備えた１枚の配線基板とを４層以上積層して積層コイルを構成した場合、同じコイルの配線パターンに同一方向の電流を流すためには、隣接する配線基板のみを接続するスルーホールが必要であった。なぜなら、積層コイル全体を積層方向に貫通するスルーホールとすると、逆方向に流れる電流経路が発生するという問題があった。隣接する配線基板のみを接続するスルーホールが必要となると、その数だけスルーホールを形成する工程が増え、スルーホールの形成工程の回数が大幅に増大するという問題があった。

この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、隣接する配線基板のみを接続するスルーホールを不要とし、積層コイル全体を積層方向に貫通するスルーホールの形成工程のみで製造できる積層コイルを得るものである。

この発明に係る積層コイルは、ｎ相（ｎは２以上の整数）のコイルを備えたモータのコイルを構成する積層コイルであって、積層コイルは、絶縁層およびコイル配線を備えた配線基板が複数積層されて構成されており、１つの配線基板のコイル配線は、複数のコイルパターンが円周方向に配列されており、複数のコイルパターンの各々は、ｍ個（ｍは２以上の整数）の内周側スルーホールを備えており、複数のコイルパターンは、それぞれｍ個の内周側スルーホールの内、１つのスルーホールから外周側へ時計回りのコイルパターンと、１つのスルーホールから外周側へ反時計回りのコイルパターンとの２種類あり、１つの配線基板に円周方向に配列される前記複数のコイルパターンは全部で２ｍ個のコイルパターンで構成され、複数の配線基板は、円周方向に配列されたコイルパターンの構成の順序が同じであり、少なくとも一部で、１つの配線基板の円周方向に配列される複数のコイルパターン並びを周方向にずらした配置となるように積層されたものである。

この発明は、１つの配線基板の配線層を複数のコイルパターンを円周方向に配列して構成しており、この複数のコイルパターンを、それぞれｎ個の内周側スルーホールの１つのスルーホールから外周側へ時計回りのコイルパターンと、１つのスルーホールから外周側へ反時計回りのコイルパターンとの２種類あり、全部で２ｎ個のコイルパターンで構成しているので、隣接する配線基板のみを接続するスルーホールを不要とし、積層コイル全体を積層方向に貫通するスルーホールの形成工程のみで製造できる。

この発明の実施の形態１に係るモータの断面図である。 この発明の実施の形態１に係るモータの断面図である。 この発明の実施の形態１に係る積層コイルの模式図である。 この発明の実施の形態１に係るコイル配線の模式図である。 この発明の実施の形態１に係るコイルパターンの模式図である。 この発明の実施の形態１に係るコイルの配置図である。 この発明の実施の形態１に係る積層コイルの配線図である。 この発明の実施の形態１に係る積層コイルの説明図である。 この発明の実施の形態１に係る別の積層コイルの説明図である。 この発明の実施の形態２に係るコイルの配置図である。 この発明の実施の形態２に係るコイル配線の模式図である。 この発明の実施の形態２に係る積層コイルの説明図である。 この発明の実施の形態３に係るコイルの配置図である。 この発明の実施の形態３に係るコイル配線の模式図である。 この発明の実施の形態３に係るコイルパターンの模式図である。 この発明の実施の形態３に係る積層コイルの説明図である。 この発明の実施の形態４に係るコイルの配置図である。 この発明の実施の形態４に係るコイル配線の模式図である。 この発明の実施の形態４に係るコイルパターンの模式図である。 この発明の実施の形態４に係る積層コイルの説明図である。 この発明の実施の形態５に係る固定子の模式図である。 この発明の実施の形態６に係るコイル配線の模式図である。 この発明の実施の形態６に係る接続用の配線基板の模式図である。 この発明の実施の形態６に係る接続用の配線基板の模式図である。 この発明の実施の形態６に係るコイル配線の模式図である。 この発明の実施の形態７に係るコイルの配置図である。 この発明の実施の形態７に係るコイル配線の模式図である。 この発明の実施の形態７に係る固定子の模式図である。 この発明の実施の形態８に係るモータの断面図である。 この発明の実施の形態８に係るモータの断面図である。 この発明の実施の形態８に係る積層コイルの説明図である。 この発明の実施の形態８に係るモータの断面図である。

実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１に係るモータの断面図である。本実施の形態に係るモータとして、アキシャルギャップ型モータを例にとって説明する。アキシャルギャップ型モータはラジアルギャップ型モータに比べて薄型に部品を配置できるため、小型化の要求に答えることができる構造である。図１に示すように、モータ１は、円筒状の筺体２と、この筺体２の中心軸を貫通するシャフト３と、シャフト３に固定された円盤状の回転子４と、この回転子４と軸方向に対向して配置された円筒状の固定子５とで構成されている。回転子４の固定子５と対向する面には磁石６が固定されている。図１において、モータ１は固定子５を上下に挟み込む構造で２個の回転子４を備えているが、回転子４は１個であってもよい。

図２は、本実施の形態に係る別の構造をもつモータの断面図である。図２に示すように、モータ１は回転子４を上下に挟み込む構造で２個の固定子５を備えた構造でもよい。

このように構成されたモータは、固定子５に複数のコイルが円周状に配置されている。この複数のコイルに電流を流すことにより、固定子５のコイルの作る磁束と回転子４の磁石６との間生じる磁力によって回転子４と共にシャフト３が回転する。本実施の形態では、三相２コイル直列のＹ型結線された集中巻モータで説明する。

図３は、本実施の形態における固定子５を構成する積層コイルの模式図である。本実施の形態の固定子コイル５は、例えば６枚の配線基板１１〜１６を積層した積層コイル１０で構成されている。図３に示すように、各配線基板１１〜１６には渦巻状のコイルパターンが形成されている。それぞれの配線基板には、後述するように異なる６個のコイルパターンが形成されている。これ以降、１つの渦巻状の配線をコイルパターン、１枚の配線基板に複数のコイルパターンが形成された全体をコイル配線と呼ぶ。

積層コイルは、例えば６枚の片面銅箔基板の銅箔部にエッチングによって各配線基板のコイル配線をそれぞれ形成し、この６枚の片面銅箔基板のそれぞれの間にプリプレグシートと呼ばれる熱によって軟化し基板間の距離を保ちつつ接着する絶縁シートを挿入し、これらを熱プレスによって一体化することによって作製することができる。あるいは、両面銅箔基板の銅箔部にエッチングによって各配線基板のコイル配線をそれぞれ形成し、この３枚の両面銅箔基板のそれぞれの間にプリプレグシートを挿入し、これらを熱プレスによって一体化することによって作製することもできる。このような両面銅箔基板を用いた場合は、積層する配線基板は３枚となる。なお、配線基板１１〜１６には、実際には中央にシャフトを貫通させるための貫通孔が形成されているが、図３を含めてこれ以降の図においては省略している。

各配線基板のコイル配線の上下方向の接続は、スルーホールによって行う。スルーホールとは基板に穴をあけて、その穴の壁面にメッキすることにより上下の層の導通をとるものである。図３の構造の場合、上下のコイルを接続するスルーホールは各コイルパターンの内周側に３個、外周側に２個としている。

図４は、図３に示す配線基板１１〜１６のコイル配線を示した模式図である。図３に示す配線基板１１〜１６を上から１層目、２層目、３層目、４層目、５層目および６層目とそれぞれ呼ぶこととする。図４（ａ）は、１層目のコイル配線、図４（ｂ）は２層目のコイル配線とし、それ以降も順次各層のコイル配線を示している。図４（ａ）に示すように、各層のコイル配線には、６個の渦巻状のコイルパターン２０と、Ｙ型結線されたモータに必要な中性点２１、Ｕ相給電端子２２、Ｖ相給電端子２３およびＷ相給電端子２４と、並びに各コイルパターン２０にそれぞれ含まれる３個の内周側スルーホール２５、２６、２７および２個の外周側スルーホール２８、２９とが形成されている。なお、中性点２１、Ｕ相給電端子２２、Ｖ相給電端子２３およびＷ相給電端子２４は、内周側スルーホール２５、２６、２７および外周側スルーホール２８、２９と同様に、スルーホールで構成されている。

図５は、図４に示した各層のコイル配線に含まれる６個のコイルパターン２０を示した模式図である。図５（ａ）に示す第１コイルパターン３１は、左側の内周側スルーホール２５から外周側へ時計回りのコイルパターンである。図５（ｂ）に示す第２コイルパターン３２は、左側の内周側スルーホール２５から外周側へ反時計回りのコイルパターンである。図５（ｃ）に示す第３コイルパターン３３は、中央の内周側スルーホール２６から外周側へ時計回りのコイルパターンである。図５（ｄ）に示す第４コイルパターン３４は、中央の内周側スルーホール２６から外周側へ反時計回りのコイルパターンである。図５（ｅ）に示す第５コイルパターン３５は、右側の内周側スルーホール２７から外周側へ時計回りのコイルパターンである。図５（ｆ）に示す第６コイルパターン３６は、右側の内周側スルーホール２７から外周側へ反時計回りのコイルパターンである。

図４に戻って各層のコイル配線について説明する。図４（ａ）の１層目のコイル配線において、Ｕ相給電端子２２に接続された右上のコイルパターン２０は第１コイルパターン３１であり、これから時計回りに第３コイルパターン３３、第５コイルパターン３５、第６コイルパターン３６、第４コイルパターン３４、第２コイルパターン３２の順に６個のコイルパターンが円周状に配置されている。２層目以降のコイル配線については、図４（ｂ）〜（ｆ）の破線で示した位置が第１コイルパターン３１となり、図４（ａ）で説明した順番で円周状に配置されている。

また、１層目では第１コイルパターン３１の外周側端部はＵ相給電端子２２に、第６コイルパターン３６の外周側端部は中性点２１にそれぞれ接続されている。２層目では第１コイルパターン３１の外周側端部はＷ相給電端子２４に、第６コイルパターン３６の外周側端部は中性点２１にそれぞれ接続されている。３層目では第１コイルパターン３１の外周側端部はＶ相給電端子２３に、第６コイルパターン３６の外周側端部は中性点２１にそれぞれ接続されている。４層目〜６層目の各層では第１コイルパターン３１の外周側端部と第６コイルパターン３６の外周側端部とがそれぞれ接続されている。それ以外の各層の各コイルパターンにおいては、その外周側端部は外周側スルーホール２８、２９のいずれかに接続されている。

このように接続された積層コイルの配線につて説明する。図６は、本実施の形態のコイルの配置図である。また、図７は、本実施の形態の積層コイルの配線図である。図６は、１層目のコイル配線を用いてコイルの配置を示している。図６に示すように、本実施の形態のモータは、Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２の６個のコイルで構成されている。さらに、図７に示すように、これらのコイルはＹ結線であり、各相のコイルは６個のコイルパターンの組み合せで構成されている。Ｕ相コイルは、Ｕ相給電端子２２から、第１コイルパターン３１〜第６コイルパターン３６が直列に接続されたＵ１コイルと、このＵ１コイルに続いて第１コイルパターン３１〜第６コイルパターン３６が直列に接続されたＵ２コイルとを経て中性点２１に接続されている。Ｖ相およびＷ相も同じ順序で各相の給電端子から中性点まで接続されている。

この積層コイル内でのコイルの結線について、図４を用いてＵ相コイルを例に挙げて説明する。図４において、１層目（図４（ａ））のＵ相給電端子２２から１層目の右上の第１コイルパターン３１に接続されている。１層目の第１コイルパターン３１の左端の内周側スルーホール２５を経由して、３層目（図４（ｃ））の第２コイルパターン３２に接続されている。次に３層目の左側の外周側スルーホール２８を経由して、６層目（図４（ｆ））の第３コイルパターン３３に接続されている。次に６層目の第３コイルパターン３３の中央の内周側スルーホール２６を経由して、２層目（図４（ｂ））の第４コイルパターン３４に接続されている。次に２層目の第４コイルパターン３４の右側の外周側スルーホール２９を経由して、４層目（図４（ｄ））の第５コイルパターン３５に接続されている。次に４層目の第５コイルパターン３５の右側の内周側スルーホール２７を経由して、５層目（図４（ｅ））の第６コイルパターン３６に接続されている。ここまでの接続で、右上のＵ１コイルの結線が完了する。

さらに、５層目の第６コイルパターン３６の外周側端部は、同じ５層目の左下の第１コイルパターン３１に接続されている。次に５層目の第１コイルパターン３１の左側の内周側スルーホール２５を経由して、４層目の第２コイルパターン３２に接続されている。次に４層目の第２コイルパターン３２の左側の外周側スルーホール２８を経由して、２層目の第３コイルパターン３３に接続されている。次に２層目第３コイルパターン３３の中央の内周側スルーホール２６を経由して、６層目の第４コイルパターン３４に接続されている。次に６層目の第４コイルパターン３４の右側の外周側スルーホール２９を経由して、３層目の第５コイルパターン３５に接続されている。次に５層目の第５コイルパターン３５の右側の内周側スルーホール２７を経由して、１層目の第６コイルパターン３６に接続されている。最後に、１層目の第６コイルパターン３６の外周側端部は、同じ１層目の中性点２１に接続されている。ここまでの接続で、左下のＵ２コイルの結線が完了する。その結果、全体としてＵ相給電端子２２から、第１コイルパターン３１〜第６コイルパターン３６が直列に接続されたＵ１コイルと、このＵ１コイルに続いて第１コイルパターン３１〜第６コイルパターン３６が直列に接続されたＵ２コイルとを経て中性点２１に接続されたＵ相コイルの結線が完了する。

ここまで、コイルの結線について説明したが、電流の流れについてＵ１コイルを例に挙げて説明する。１層目（図４（ａ））の配線基板１１のＵ相給電端子２２から右上の第１コイルパターン３１に反時計回りに電流が流れ、次に３層目（図４（ｃ））の配線基板１３右上の第２コイルパターン３２に反時計回りに電流が流れ、次に６層目（図４（ｆ））の配線基板１６右上の第３コイルパターン３３に反時計回りに電流が流れ、次に２層目（図４（ｂ））の配線基板１２右上の第４コイルパターン３４に反時計回り電流が流れ、次に４層目（図４（ｄ））の配線基板１４右上の第５コイルパターン３５に反時計回りに電流が流れ、次に５層目（図４（ｅ））の配線基板１５右上の第６コイルパターン３６に反時計回りに電流が流れる。したがって、Ｕ１コイルには常に反時計回りに電流が流れる。同様にＵ２コイルにも常に反時計回りに電流が流れる。

ここまで、Ｕ相コイルの結線および電流の流れについて図４を用いて説明したが、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルもＵ相コイルと同様に積層コイル内で結線されており、Ｕ相コイルと同様に常に反時計回りに電流が流れる。

図８は、本実施の形態において、積層コイルにおけるＵ１〜Ｗ２コイルに対するパターンの積層方向の位置を示した説明図である。図８において、実線は各相における第１コイルパターン３１の外周側端部と各相の給電端子との接続、および第６コイルパターン３６の外周側端部と中性点との接続を示している。また、波線は各相における第１コイルパターン３１の外周側端部と第６コイルパターン３６の外周側端部との接続を示している。

図６において、Ｕ１〜Ｗ２コイルは右上から時計回りに円周状に配置されている。したがって、図８の各層のコイルパターンは、上から時計回りに円周状に配置されているコイルパターンに対応する。したがって、１層目は、右上から第１、第３、第５、第６、第４、第２コイルパターンの順に円周状に配置されていることがわかる。次の２層目は、右上から第４、第２、第１、第３、第５、第６コイルパターンの順に円周状に配置されていることになるが、これは１層目のコイルパターンの並びを円周方向に２個分ずらした配置となる。同様に、３〜６層目も１層目のコイルパターンの並びを円周方向にずらした配置であることがわかる。

このように構成された積層コイルは、中性点２１、Ｕ相給電端子２２、Ｖ相給電端子２３およびＷ相給電端子２４、並びに各コイルパターン２０にそれぞれ含まれる３個の内周側スルーホール２５、２６、２７および２個の外周側スルーホール２８、２９の全てが積層コイルの積層方向に貫通するスルーホールで構成されている。したがって、隣接する配線基板のみを接続するスルーホールを不要とし、積層コイル全体を積層方向に貫通するスルーホールの形成工程のみで製造できる。

また、積層コイル全体を積層方向に貫通するスルーホールであっても同じコイルを流れる電流は常に同じ方向となる。

また、配線基板の間の電気的接続を全てスルーホールで行うため、配線基板の間の電気的接続のために外部に配線を引き出したり、配線基板の間に接続専用の基板を挿入したりする必要がなく、モータがより一層小型になるという効果もある。

さらには、６個のコイルパターンを円周方向にずらすだけで各層のコイル配線を構成することができるので、コイル配線をエッチングなどで形成するときに必要となる露光マスクのパターンの一部を共通化できるなどの製造上の利点もある。

図９は、本実施の形態において、別の積層コイルにおけるＵ１〜Ｗ２コイルに対するパターンの積層方向の位置を示した説明図である。図９において、実線は各相における第１コイルパターン３１の外周側端部と各相の給電端子との接続、および第６コイルパターン３６の外周側端部と中性点との接続を示している。また、波線は各相における第１コイルパターン３１の外周側端部と第６コイルパターン３６の外周側端部との接続を示している。

図９に示す別の積層コイルにおいては、１層目のコイルパターンの配置と２層目とのコイルパターンの配置とは、コイルパターン１個分の角度だけ回転してずらした配置となっている。同様に、２層目から６層目もそれぞれ上の層のコイルパターンの配置を１個分の角度だけ回転してずらした配置となっていることがわかる。

このような積層コイルにおいては、１種類のコイルパターンの並びで構成されたコイル配線図を用いて、それを同じ角度でそれぞれ回転するだけで各層のコイル配線図を作成することができるので、配線基板の作製がより容易になる。

実施の形態２．
実施の形態１では、三相２コイル直列のＹ型結線された集中巻モータで用いる積層コイルを説明したが、実施の形態２は、三相４コイル直列のＹ型結線された集中巻モータで用いる積層コイルについて説明する。

図１０は、本実施の形態における、三相４コイル直列のＹ型結線された集中巻モータのコイルの配置図である。図１０は、１層目のコイル配線を用いてコイルの配置を示している。図１０の破線で示すように、本実施の形態のモータは、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、の１２個のコイルで構成されている。また、図１０に示すように、各層のコイル配線には、１２個の渦巻状のコイルパターンと、Ｕ相給電端子４１、Ｖ相給電端子４２およびＷ相給電端子４３と、Ｙ型結線されたモータに必要なＵ相中性点４４、Ｖ相中性点４５およびＷ相中性点４６とを備えている。１２個の各渦巻状のコイルパターンには、３個の内周側スルーホール２５、２６、２７および２個の外周側スルーホール２８、２９がそれぞれ形成されている。各コイルパターンは、実施の形態１の図５に示した６つのコイルパターンのいずれかに対応する。すなわち、図５に示した、第１コイルパターンから第６コイルパターンが各層のコイル配線に各２個ずつ計１２個のコイルパターンが円周状に配置されている。なお、図１０においては、図が煩雑になるのを防ぐため、内周側スルーホール２５、２６、２７および外周側スルーホール２８、２９の符号は省略している。

図１１は、本実施の形態の積層コイルの各配線基板１１〜１６のコイル配線を示した模式図である。この積層コイル内でのコイルの結線について、図１１を用いてＵ相コイルを例に挙げて説明する。１層目（図１１（ａ））のＵ相給電端子４１から１層目のＵ１に接続されている。１層目のＵ１の左端の内周側スルーホール２５を経由して、２層目（図１１（ｂ））のＵ１に接続されている。次に２層目の左側の外周側スルーホール２８を経由して、６層目（図１１（ｆ））のＵ１に接続されている。次に６層目のＵ１の中央の内周側スルーホール２６を経由して、３層目（図１１（ｃ））のＵ１に接続されている。次に３層目のＵ１の右側の外周側スルーホール２９を経由して、５層目（図１１（ｅ））のＵ１に接続されている。次に５層目のＵ１の右側の内周側スルーホール２７を経由して、４層目（図１１（ｄ））のＵ１に接続されている。ここまでの接続で、Ｕ１コイルの結線が完了する。

さらに、４層目Ｕ１から同じ４層目のＵ２コイルに接続されている。次に４層目のＵ２の左側の内周側スルーホール２５を経由して、５層目（図１１（ｅ））のＵ２に接続されている。次に５層目のＵ２の左側の外周側スルーホール２８を経由して、３層目（図１１（ｃ））のＵ２に接続されている。次に３層目のＵ２の中央の内周側スルーホール２６を経由して、６層目（図１１（ｆ））のＵ２に接続されている。次に６層目のＵ２の右側の外周側スルーホール２９を経由して、２層目（図１１（ｂ））のＵ２に接続されている。次に２層目のＵ２の右側の内周側スルーホール２７を経由して、１層目（図１１（ａ））のＵ２に接続されている。ここまでの接続で、Ｕ２コイルの結線が完了する。

さらに、１層目Ｕ２から同じ１層目のＵ３コイルに接続されている。このような接続関係により、順次Ｕ３コイルおよびＵ４コイルに接続され、最終的にＵ相中性点４４に接続される。

ここまで、Ｕ１〜Ｕ４コイルの配線について図１１を用いて説明したが、Ｖ１〜Ｖ４コイルおよびＷ１〜Ｗ４コイルも、Ｕ相コイルと同様に積層コイル内で接続されている。

なお、Ｕ相中性点４４、Ｖ相中性点４５およびＷ相中性点４６は、積層コイルの外で電気的に接続されているが、積層コイル内で電気的に接続してもよい。あるいは、Ｕ相中性点４４、Ｖ相給中性点４５およびＷ相中性点４６をひとつのスルーホールとしてもよい。

図１２は、本実施の形態において、積層コイルにおけるＵ１〜Ｗ４コイルに対するパターンの積層方向の位置を示した説明図である。図１２において、実線は各相における第１コイルパターン３１の外周側端部と各相の給電端子との接続、および第６コイルパターン３６の外周側端部と各相の中性点との接続を示している。また、波線は各相における第１コイルパターン３１の外周側端部と第６コイルパターン３６の外周側端部との接続を示している。

図１０において、Ｕ１〜Ｗ４コイルは右上から時計回りに円周状に配置されている。したがって、図１２の各層のコイルパターンは、上から時計回りに円周状に配置されているコイルパターンに対応する。したがって、１層目は、右上から第１、第３、第５、第６、第４、第２、第１、第３、第５、第６、第４、第２コイルパターンの順に円周状に配置されていることがわかる。次の２層目は、右上から第２、第１、第３、第５、第６、第４、第２、第１、第３、第５、第６、第４コイルパターンの順に円周状に配置されていることになるが、これは１層目のコイルパターンの並びを円周方向に１個分ずらした配置となる。同様に、３〜６層目も上の層のコイルパターンの並びを円周方向に１個分ずらした配置であることがわかる。

このように構成された積層コイルは、Ｕ相給電端子４１、Ｖ相給電端子４２およびＷ相給電端子４３、Ｕ相中性点４４、Ｖ相中性点４５およびＷ相中性点４６、並びに各コイルパターン２０にそれぞれ含まれる３個の内周側スルーホール２５、２６、２７および２個の外周側スルーホール２８、２９の全てが積層コイルの積層方向に貫通するスルーホールで構成されている。したがって、隣接する配線基板のみを接続するスルーホールを不要とし、積層コイル全体を積層方向に貫通するスルーホールの形成工程のみで製造できる。

また、配線基板の間の電気的接続を全てスルーホールで行うため、配線基板の間の電気的接続のために外部に配線を引き出したり、配線基板の間に接続専用の基板を挿入したりする必要がなく、モータがより一層小型になるという効果もある。

実施の形態３．
実施の形態１および２では、渦巻状の各コイルパターンには、３個の内周側スルーホールと２個の外周側スルーホールを備えた例を説明した。実施の形態３においては、渦巻状の各コイルパターンには、４個の内周側スルーホールと３個の外周側スルーホールを備えた例を説明する。

図１３は、本実施の形態における、三相４コイル直列のＹ型結線された集中巻モータのコイルの配置図である。図１３は、１層目のコイル配線を用いてコイルの配置を示している。図１３の破線で示すように、本実施の形態のモータは、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４の１２個のコイルで構成されている。また、図１３に示すように、各層のコイル配線には、１２個の渦巻状のコイルパターンと、Ｕ相給電端子４１、Ｖ相給電端子４２およびＷ相給電端子４３と、Ｙ型結線されたモータに必要なＵ相中性点４４、Ｖ相給中性点４５およびＷ相中性点４６とを備えている。１２個の各渦巻状のコイルパターンには、４個の内周側スルーホールおよび３個の外周側スルーホールが形成されている。なお、Ｕ相中性点４４、Ｖ相給中性点４５およびＷ相中性点４６は、積層コイルの外で電気的に接続されているが、積層コイル内で電気的に接続してもよい。あるいは、Ｕ相中性点４４、Ｖ相給中性点４５およびＷ相中性点４６をひとつにしてもよい。

図１４は、本実施の形態の積層コイルの配線基板５１〜５８のコイル配線を示した模式図である。本実施の形態の積層コイルは、８枚の配線基板が積層されている。図１４に示す配線基板５１〜５８（図１４（ａ）〜（ｈ））を上から１層目、２層目、３層目、４層目、５層目、６層目、７層目および８層目とそれぞれ呼ぶこととする。

図１５は、図１４に示した各層のコイル配線に含まれる８個のコイルパターンを示した模式図である。各コイルパターンには、左から４つの内周側スルーホール６１、６２、６３および６４と、左上の外周側スルーホール６５および左下の外周側スルーホール６６と、右側外周側スルーホール６７とが形成されている。

図１５（ａ）に示す第１コイルパターン３１は、左側の内周側スルーホール６１から外周側へ時計回りのコイルパターンである。図１５（ｂ）に示す第２コイルパターン３２は、左側の内周側スルーホール６１から外周側へ反時計回りのコイルパターンである。図１５（ｃ）に示す第３コイルパターン３３は、左側から２番目の内周側スルーホール６２から外周側へ時計回りのコイルパターンである。図１５（ｄ）に示す第４コイルパターン３４は、左側から２番目の内周側スルーホール６２から外周側へ反時計回りのコイルパターンである。図１５（ｅ）に示す第５コイルパターン３５は、右側から２番目の内周側スルーホール６３から外周側へ時計回りのコイルパターンである。図１５（ｆ）に示す第６コイルパターン３６は、右側から２番目の内周側スルーホール６３から外周側へ反時計回りのコイルパターンである。図１５（ｇ）に示す第７コイルパターン３７は、右側の内周側スルーホール６４から外周側へ時計回りのコイルパターンである。図１５（ｈ）に示す第８コイルパターン３８は、右側の内周側スルーホール６４から外周側へ反時計回りのコイルパターンである。

図１６は、本実施の形態において、積層コイルにおけるＵ１〜Ｗ４コイルに対するパターンの積層方向の位置を示した説明図である。図１６において、実線は各相における第１コイルパターン３１の外周側端部と各相の給電端子との接続、および第８コイルパターン３８の外周側端部と各相の中性点との接続を示している。また、波線は各相における第１コイルパターン３１の外周側端部と第８コイルパターン３８の外周側端部との接続を示している。

図１３において、Ｕ１〜Ｗ４コイルは上から時計回りに円周状に配置されている。したがって、図１６の各層のコイルパターンは、上から時計回りに円周状に配置されているコイルパターンに対応する。したがって、１層目は、上から第１、第３、第５、第７、第６、第８、第４、第２、第１、第３、第５、第７コイルパターンの順に円周状に配置されていることがわかる。次の２層目は、上から第２、第１、第３、第５、第７、第６、第８、第４、第２、第１、第３、第５コイルパターンの順に円周状に配置されていることがわかる。このように、各層のコイルパターンの並びは、図１５に示した８個のコイルパターンから一部を複数選択した合計１２個のコイルパターンが円周状に配置されて構成されている。

このように構成された積層コイルは、Ｕ相中性点４４、Ｖ相給中性点４５およびＷ相中性点４６、Ｕ相給電端子４１、Ｖ相給電端子４２およびＷ相給電端子４３、並びに各コイルパターンにそれぞれ含まれる４個の内周側スルーホール６１、６２、６３，６４および３個の外周側スルーホール６５、６６、６７の全てが積層コイルの積層方向に貫通するスルーホールで構成されている。したがって、隣接する配線基板のみを接続するスルーホールを不要とし、積層コイル全体を積層方向に貫通するスルーホールの形成工程のみで製造できる。

また、配線基板の間の電気的接続を全てスルーホールで行うため、配線基板の間の電気的接続のために外部に配線を引き出したり、配線基板の間に接続専用の基板を挿入したりする必要がなく、モータがより一層小型になるという効果もある。

なお、本実施の形態においては、Ｙ型結線されたモータで説明した。そのため、Ｕ相中性点４４、Ｖ相給中性点４５およびＷ相中性点４６を電気的に接続している。これらのＵ相中性点４４、Ｖ相給中性点４５およびＷ相中性点４６を電気的に接続せず、各相の中性点を電気的に独立した各相の出口端子とすれば、デルタ型結線されたモータとして用いることもできる。

実施の形態４．
実施の形態４においては、渦巻状の各コイルパターンに、２個の内周側スルーホールと１個の外周側スルーホールを備えた例を説明する。図１７は、本実施の形態における、三相２コイル直列のＹ型結線された集中巻モータのコイルの配置図である。図１７は、１層目のコイル配線を用いてコイルの配置を示している。図１７の破線で示すように、本実施の形態のモータは、Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２の６個のコイルで構成されている。また、図１７に示すように、各層のコイル配線には、６個の渦巻状のコイルパターンと、Ｕ相給電端子７１、Ｖ相給電端子７２およびＷ相給電端子７３と、Ｙ型結線されたモータに必要な中性点７４、とを備えている。６個の各渦巻状のコイルパターンには、２個の内周側スルーホール７５，７６および１個の外周側スルーホール７７が形成されている。

図１８は、本実施の形態の積層コイルの配線基板８１〜８４のコイル配線を示した模式図である。本実施の形態の積層コイルは、４枚の配線基板が積層されている。図１８に示す配線基板８１〜８４を上から１層目、２層目、３層目、４層目とそれぞれ呼ぶこととする。

図１９は、図１８に示した各層のコイル配線に含まれる４個のコイルパターンを示した模式図である。各コイルパターンには、２個の内周側スルーホール７５および７６と、１個の外周側スルーホール７７とが形成されている。図１９（ａ）に示す第１コイルパターン３１は、左側の内周側スルーホール６１から外周側へ時計回りのコイルパターンである。図１９（ｂ）に示す第２コイルパターン３２は、左側の内周側スルーホール６１から外周側へ反時計回りのコイルパターンである。図１９（ｃ）に示す第３コイルパターン３３は、左側から２番目の内周側スルーホール６２から外周側へ時計回りのコイルパターンである。図１９（ｄ）に示す第４コイルパターン３４は、左側から２番目の内周側スルーホール６２から外周側へ反時計回りのコイルパターンである。

図２０は、本実施の形態において、積層コイルにおけるＵ１〜Ｗ２コイルに対するパターンの積層方向の位置を示した説明図である。図２０において、実線は各相における第１コイルパターン３１の外周側端部と各相の給電端子との接続、および第４コイルパターン３４の外周側端部と中性点との接続を示している。また、波線は各相における第１コイルパターン３１の外周側端部と第４コイルパターン３４の外周側端部との接続を示している。

図１７において、Ｕ１〜Ｗ２コイルは右上から時計回りに円周状に配置されている。したがって、図２０の各層のコイルパターンは、上から時計回りに円周状に配置されているコイルパターンに対応する。１層目は、右上から第１、第４、第２、第３、第１、第４コイルパターンの順に円周状に配置されていることがわかる。次の２層目は、右上から第３、第１、第４、第２、第３、第１コイルパターンの順に円周状に配置されていることがわかる。このように、各層のコイルパターンの並びは、図１９に示した４個のコイルパターンから一部を複数選択した合計６個のコイルパターンが円周状に配置されて構成されている。

このように構成された積層コイルは、Ｕ相給電端子７１、Ｖ相給電端子７２Ｗ相給電端子７３および中性点７４と、各コイルパターンにそれぞれ含まれる２個の内周側スルーホール７５、７６および１個の外周側スルーホール７７の全てが積層コイルの積層方向に貫通するスルーホールで構成されている。したがって、隣接する配線基板のみを接続するスルーホールを不要とし、積層コイル全体を積層方向に貫通するスルーホールの形成工程のみで製造できる。

また、配線基板の間の電気的接続を全てスルーホールで行うため、配線基板の間の電気的接続のために外部に配線を引き出したり、配線基板の間に接続専用の基板を挿入したりする必要がなく、モータがより一層小型になるという効果もある。

ここまでの実施の形態１〜４においては、内周側スルーホールを２、３または４個備えたコイルパターンで説明した。一般に１つのコイルパターンがｍ個（ｍは２以上の整数）の内周側スルーホールを備えている場合、複数のコイルパターンは、それぞれ１つのスルーホールから外周側へ時計回りのコイルパターンと、同じ１つのスルーホールから外周側へ反時計回りのコイルパターンと２種類あり、全部で２ｍ個のコイルパターンで構成されている。積層コイルを構成する複数の配線基板は、この２ｍ個のコイルパターンから選択された複数のコイルパターンが円周方向に配列されて構成されている。

このように構成された積層コイルは、隣接する配線基板のみを接続するスルーホールを不要とし、積層コイル全体を積層方向に貫通するスルーホールの形成工程のみで製造できる。

実施の形態５．
実施の形態１においては、モータの固定子を６枚の配線基板を積層した積層コイルで構成した例を説明した。実施の形態５では、モータのトルク出力を増大させるための固定子の構成について説明する。

図２１は、本実施の形態の固定子の模式図である。本実施の形態の固定子５は、実施の形態１で説明した６枚の配線基板を積層した積層コイル１０を２個重ねたものである。各積層コイル１０の中性点、Ｕ相給電端子、Ｖ相給電端子およびＷ相給電端子、並びに各コイルパターン２０にそれぞれ含まれる３個の内周側スルーホールおよび２個の外周側スルーホールは全てスルーホールで形成されている。重ねられた積層コイル１０間の接触面においては、それぞれの積層コイル１０の中性点、Ｕ相給電端子、Ｖ相給電端子およびＷ相給電端子同士が電気的に接続されている。これらのスルーホール同士は、例えば棒状の金属を差し込むことで電気的に接続させることができる。中性点、Ｕ相給電端子、Ｖ相給電端子およびＷ相給電端子以外の積層コイル間は例えば絶縁フィルムを挟み込むことによって絶縁している。

このように構成された固定子では、図６に示したＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２の６個のコイルがそれぞれ並列に接続された構成となる。したがって、この固定子を備えたモータのトルク出力を増大させることができる。

また、このように構成された積層コイルは、実施の形態１と同様に、隣接する配線基板のみを接続するスルーホールを不要とし、積層コイル全体を積層方向に貫通するスルーホールの形成工程のみで製造できる。

さらには、積層コイル１０を必要に応じて３個以上重ねることによって、重ねた個数に応じてトルク出力をさらに増大させることもできる。

なお、本実施の形態おいては、積層コイルを重ねることによって６個のコイルをそれぞれ並列に接続したが、積層コイルを構成する６枚の配線基板それぞれを積層コイルの中で複数重ねても各コイルを並列接続することができる。例えば、６種類の配線基板を各２枚ずつ重ねて計１２枚の配線基板で積層コイルを構成しても並列接続することができる。

実施の形態６．
実施の形態５においては、モータのトルク出力直列を増大させるためにコイルを並列に接続する例を説明したが、実施の形態６では、コイルを直列接続することができる固定子の構成について説明する。

図２２は、本実施の形態における、モータのコイル配線の模式図である。図２２は、１層目のコイル配線を示している。本実施の形態の積層コイルは、実施の形態１と同様の構成であるが、図２２における左側の３個のスルーホールが異なっている。実施の形態１においては、図４に示すように、左端には１個のスルーホールが形成されており、それはＵ相、Ｖ相およびＷ相に共通の中性点であった。本実施の形態においては、左端には３個のスルーホールが形成されており、それぞれＵ相出口端子４７、Ｖ相出口端子４８およびＷ相出口端子４９である。

本実施の形態におけるコイルパターンは、実施の形態１の図４に示したものと同様である。ただし、Ｕ相給電端子に配線が接続されたコイル配線では中性点に接続されていた配線はＵ相出口端子に、Ｗ相給電端子に配線が接続されたコイル配線では中性点に接続されていた配線はＷ相出口端子にそれぞれ接続されている。より具体的には、図４（ｃ）における中性点に接続されている配線は図２２におけるＵ相出口端子４７に、図４（ｂ）における中性点に接続されている配線は、図２２におけるＷ相出口端子４７に接続されている。

本実施の形態の固定子は、このようなコイルパターンをもつ６枚の配線基板を積層して積層コイルを形成し、実施の形態５の図２１に示したものと同様に、この積層コイルを２個重ねたものである。ただし、コイルを直列接続するために、２つの積層コイル１０の間に接続用の配線基板を挿入している。

図２３は、本実施の形態に用いる接続用の配線基板を示した模式図である。この接続用の配線基板８０には、２個重ねられた積層コイルのＵ相給電端子２２とＵ相出口端子４７とを接続する接続線７７、Ｖ相給電端子２３とＶ相出口端子４８とを接続する接続線７８、およびＷ相給電端子２４とＷ相出口端子４９とを接続する接続線７９が形成されている。この配線基板８０を積層コイル間に挿入することによって、上の積層コイルのＵ相出口端子４７、Ｖ相出口端子４８およびＷ相出口端子４９と、下の積層コイルのＵ相給電端子２２、Ｖ相給電端子２３およびＷ相給電端子２４とがそれぞれ接続される。ただし、Ｕ相給電端子、Ｖ相給電端子およびＷ相給電端子、並びにＵ相出口端子、Ｖ相出口端子およびＷ相出口端子以外の積層コイル間は例えば絶縁フィルムを挟み込むことによって絶縁している。

このように構成された固定子では、図６に示したＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２の６個のコイルがそれぞれ直列に接続された構成となる。したがって、この固定子を備えたモータのトルク出力を増大させることができる。

また、このように構成された積層コイルは、実施の形態１と同様に、隣接する配線基板のみを接続するスルーホールを不要とし、積層コイル全体を積層方向に貫通するスルーホールの形成工程のみで製造できる。

なお、図２３に示した接続用の配線基板においては、上部の飛び出し部を小さくする必要性から接続線同士の間隔が狭くなる恐れがある。それを回避する方法として、配線基板を両面基板で構成することもできる。図２４は、本実施の形態に用いる接続用の配線基板を示した模式図である。図２４（ａ）は配線基板８０の一方の面、図２４（ｂ）は配線基板８０の他方の面を示している。各相の出口端子と給電端子とをそれぞれ接続する３本の接続線のうちの２本は、スルーホールで他方の面を経由する配線で接続されている。このように構成することで、接続線同士の間隔が狭くなるのを回避することができる。

また、別の方法として、Ｕ相出口端子４７、Ｖ相出口端子４８およびＷ相出口端子４９の並びを逆にして、各相の給電端子と出口端子との接続線が交差しないように構成してもよい。

なお、本実施の形態においては、重ねる積層コイルの間に接続用の配線基板を挿入した構成を説明したが、重ねる積層コイルの間には絶縁フィルムを挟み込むことによって絶縁し、各相の給電端子と出口端子とは積層コイルの外部の接続線で接続してもよい。

また、積層コイル１０を必要に応じて３個以上重ねることによって、重ねた個数に応じてトルク出力をさらに増大させることもできる。

各相の給電端子と出口端子とを、積層コイルの外部の接続線で接続する場合、積層コイルを３個以上重ねた場合には外部への接続線の取出しが難しくなる。この場合、図２５に示すように、Ｕ相給電端子２２、Ｖ相給電端子２３、Ｗ相給電端子２４、Ｕ相出口端子４７、Ｖ相出口端子４８およびＷ相出口端子４９を基板の端部に形成して積層コイルの積層方向の側面で接続線と電気的に接続することができる。このようにすれば、積層コイルを３個以上重ねた場合でも外部への接続線の取出しが容易になる。

実施の形態７．
実施の形態６においては、積層コイルを重ねてコイルを直列接続するために、積層コイルの間に接続用の配線基板を挿入するか、あるいは外部の接続線を用いていた。実施の形態７では、コイル配線の回転対称性を利用して、接続用の配線基板や外部の接続線を用いる必要のないコイルの直列接続方法について説明する。

図２６は、本実施の形態の積層コイルにおけるコイルの配置図である。図２６は、１層目のコイル配線を用いてコイルの配置を示している。本実施の形態の積層コイルは、実施の形態２と同様の構成であるが、図２６における左上側の３個のスルーホールが異なっている。実施の形態２においては、図１０に示すように、左上側には３個のスルーホールが形成されており、それぞれＵ相中性点４４、Ｖ相給中性点４５およびＷ相中性点４６であった。本実施の形態においては、左上側の３個のスルーホールは、それぞれＵ相出口端子４７、Ｖ相出口端子４８およびＷ相出口端子４９である。なお、Ｕ相給電端子４１、Ｖ相給電端子４２およびＷ相給電端子４３とＵ相出口端子４７、Ｖ相出口端子４８およびＷ相出口端子４９とは、９０°回転対称な位置に設定されている。また、図２６に示すように、これらの端子とそれぞれ１８０°回転対称な位置に３個のスルーホール９１、９２がそれぞれ形成されている。

本実施の形態において、積層コイルの各層のコイルパターンは、実施の形態２と同じである。すなわち、積層コイルにおけるＵ１〜Ｗ４コイルに対するパターンの積層方向の位置は図１２と同じである。

このようはコイル配線を備えた配線基板を積層した積層コイルを３個用意する。そして、この３個の積層コイルを重ねて固定子を構成する。このとき、３個の積層コイルをそれぞれ９０°回転させて重ねる。

図２７は、３個の積層コイルを重ねるときの上から見た各積層コイルのコイル配線の模式図である。図２７（ｂ）の積層コイルは、図２７（ａ）に示した積層コイルを反時計回りに９０°回転させたものであり、図２７（ｂ）の積層コイルは、さらに反時計回りに９０°回転させたものである。図２７（ａ）に示した積層コイルの下に、図２７（ｂ）に示した積層コイルを配置しさらにその下に図２７（ｃ）に示した積層コイルを配置する。

図２８は、３個の積層コイルを重ねた固定子５の模式図である。図２８において、３個の積層コイルは説明のため分離して示しているが、実際には密着して重ねられている。また、各積層コイルの四隅に形成された、Ｕ相給電端子２２、Ｖ相給電端子２３およびＷ相給電端子２４と、Ｕ相出口端子４７、Ｖ相出口端子４８およびＷ相出口端子４９と、３個のスルーホール９１、９２とは３個の積層コイルを貫通するスルーホールとして形成されている。これらのスルーホール同士は、例えば棒状の金属を差し込むことで電気的に接続させることができる。ただし、これらのスルーホール以外の積層コイル間は例えば絶縁フィルムを挟み込むことによって絶縁されている。

図２８において、Ｕ相コイルに流れる電流について説明する。図２８において、波線は電流の流れを示したものである。図２８に示す上部の積層コイル１０のＵ相給電端子４１に駆動電源などから電流が供給される。供給された電流は、上部の積層コイル１０のＵ相コイル（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３およびＵ４）を流れ、上部の積層コイル１０のＵ相出口端子４７に到達する。上部の積層コイル１０のＵ相出口端子４７に到達した電流は、中央の積層コイル１０のＵ相給電端子４１に流れる。中央の積層コイル１０のＵ相給電端子４１に流れ込んだ電流は、中央の積層コイル１０のＵ相コイルを流れ、中央の積層コイル１０のＵ相出口端子４７に到達する。中央の積層コイル１０のＵ相出口端子４７に到達した電流は、下部の積層コイル１０のＵ相給電端子４１に流れる。下部の積層コイル１０のＵ相給電端子４１に流れ込んだ電流は、下部の積層コイル１０のＵ相コイルを流れ、下部の積層コイル１０のＵ相出口端子４７に到達する。

このように、３個の積層コイルを重ねた固定子の中で、Ｕ相コイルは直列に接続されている。同様に、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルも直列に接続されている。

このように構成された固定子では、図２６に示したＵ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２の６個のコイルがそれぞれ直列に接続された構成となる。したがって、この固定子を備えたモータのトルク出力を増大させることができる。

また、このように構成された積層コイルは、実施の形態２と同様に、隣接する配線基板のみを接続するスルーホールを不要とし、積層コイル全体を積層方向に貫通するスルーホールの形成工程のみで製造できる。

さらには、Ｕ相給電端子４１、Ｖ相給電端子４２およびＷ相給電端子４３とＵ相出口端子４７、Ｖ相出口端子４８およびＷ相出口端子４９とを、９０°回転対称な位置に設定しているので、３個の積層コイルを９０°回転させて重ね合わせることで、積層コイルの間に接続用の配線基板を挿入する必要も、外部に接続線を取付ける必要もない。また、図２８に示した固定子５を２セット重ねると３直列かつ２並列のコイル構成とすることもできる。また、これに限らず、例えば２直列かつ２並列のコイル構成にすることもできる。

なお、本実施の形態では、同じ相のコイルが９０°回転した位置に設定されているため、Ｕ相給電端子４１、Ｖ相給電端子４２およびＷ相給電端子４３とＵ相出口端子４７、Ｖ相出口端子４８およびＷ相出口端子４９とを９０°回転対称な位置に設定したが、これに限るものではない。例えば、１層に１５個のコイルパターンを形成した場合、Ｕ相コイルはＵ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４、Ｕ５の５個となり、同じ相のコイルは７２°回転した位置に設定される。この場合は、各相の給電端子と出口端子とは７２°回転した位置に設定すればよい。

一般に、１層に付き同相のコイルがＭ個ある場合、３６０／Ｍ°の角度で回転対称な位置に各相の給電端子と出口端子とを設定すればよい。このように設定することで、積層コイルを重ねて固定子を構成した場合、同相のコイルを直列接続することができる。

実施の形態８．
実施の形態１〜７では、積層コイルにコアを用いない空芯コイルの形状で説明した。実施の形態８では、コアを用いた積層コイルについて説明する。

図２９は、本実施の形態に係るモータの断面図である。本実施の形態のモータの構造は、基本的には実施の形態１の図１で説明したモータと同様であるが、固定子５に円周状に配置されたコイルパターンの中央に磁性体７を備えている点が異なっている。また、図３０は、本実施の形態に係る別の構造をもつモータの断面図である。図３０に示す本実施の形態のモータの構造も、基本的には実施の形態１の図２で説明したモータと同様であるが、固定子５に円周状に配置されたコイルパターンの中央に磁性体７を備えている点が異なっている。

図２９、３０に示す本実施の形態のモータに用いる固定子５は、積層コイルのコイルパターンの中央に磁性体を備えたものである。図３１は、本実施の形態における、積層コイルの説明図である。図３１は、１層目のコイル配線を示している。本実施の形態の積層コイルは、実施の形態２と同様の構成であるが、配線基板に貫通孔が形成されている点が異なっている。図３１に示す、Ｕ１〜Ｗ４の各コイルの巻線の中央に、磁性体７を挿入するための貫通孔８５が形成されている。なお、実施の形態１〜7で説明に用いた図では省略していたが、図３１においては中央にシャフトを貫通させるための中央の貫通孔８６も合わせて図示している。各配線基板に貫通孔８５を形成して積層コイルを作製する。この完成した積層コイルの貫通孔に例えば鉄などの磁性体を挿入し、この磁性体を接着剤などで積層コイルに固定する。

このように構成された固定子を備えたモータは、コイルパターンの中央に磁性体に磁路が形成されるので、固定子の磁束が増大してトルク出力が増大する。

また、このように構成された積層コイルは、実施の形態１と同様に、隣接する配線基板のみを接続するスルーホールを不要とし、積層コイル全体を積層方向に貫通するスルーホールの形成工程のみで製造できる。

なお、図３２は本実施の形態に係る別の構造をもつモータの断面図である。図３２に示すモータは、図３０に示す固定子５で回転子４を上下に挟み込む構造のモータにおいて、固定子５の回転子４に対向する面と反対側の面に平板状の磁性体８をさらに備えたものである。

このように構成された固定子を備えたモータは、固定子端部の平板状の磁性体にも磁路が形成されるので、固定子の磁束がさらに増大してトルク出力が増大する。

なお、実施の形態１〜８では、主にＹ型結線された集中巻モータで説明したが、それ以外のモータ、デルタ型結線された集中巻モータに用いることもできる。

１ モータ、 ２ 筺体、 ３ シャフト、 ４ 回転子、 ５ 固定子、 ６ 磁石、 ７、８ 磁性体、 １０ 積層コイル、 １１〜１６配線基板、 ２０ コイルパターン、 ２１ 中性点、 ２２ Ｕ相給電端子、 ２３ Ｖ相給電端子、 ２４ Ｗ相給電端子、 ２５、２６、２７ 内周側スルーホール、 ２８、２９ 外周側スルーホール、 ３１〜３６ 第１コイルパターン〜第６コイルパターン、 ４１ Ｕ相給電端子、 ４２ Ｖ相給電端子、 ４３ Ｗ相給電端子、 ４４ Ｕ相中性点、 ４５ Ｖ相給中性点、 ４６ Ｗ相中性点、 ４７ Ｕ相出口端子、 ４８ Ｖ相出口端子、 ４９ Ｗ相出口端子、 ５１〜５８ 配線基板、 ６１〜６４ 内周側スルーホール、 ６５〜６７ 外周側スルーホール、 ７１ Ｕ相給電端子、 ７２ Ｖ相給電端子、 ７３ Ｗ相給電端子、 ７４ 中性点、７７〜７９ 接続線、 ８０ 接続基板、 ８１〜８４ 配線基板、 ９１、９２ スルーホール

Claims (16)

1. ｎ相（ｎは２以上の整数）のコイルを備えたモータのコイルを構成する積層コイルであって、
   前記積層コイルは、絶縁層およびコイル配線を備えた配線基板が複数積層されて構成されており、
   １つの配線基板のコイル配線は、複数のコイルパターンが円周方向に配列されており、
   前記複数のコイルパターンの各々は、
   ｍ個（ｍは２以上の整数）の内周側スルーホールを備えており、
   前記複数のコイルパターンは、それぞれ前記ｍ個の内周側スルーホールの内、１つのスルーホールから外周側へ時計回りのコイルパターンと、前記１つのスルーホールから外周側へ反時計回りのコイルパターンとの２種類あり、
   前記１つの配線基板に円周方向に配列される前記複数のコイルパターンは全部で２ｍ個のコイルパターンで構成され、
   前記複数の配線基板は、円周方向に配列された前記コイルパターンの構成の順序が同じであり、少なくとも一部で、前記１つの配線基板の前記円周方向に配列される前記複数のコイルパターン並びを周方向にずらした配置となるように積層される
   ことを特徴とする積層コイル。
2. 前記１つの配線基板に円周方向に配列される前記複数のコイルパターンは互いに構成の異なる２ｍ個のコイルパターンで構成された
   ことを特徴とする請求項１に記載の積層コイル。
3. 前記複数のコイルパターンの各々は、
   ｍ−１個の外周側スルーホールを備えた
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の積層コイル。
4. 前記配線基板には、
   各相の給電端子となるスルーホールを備え、
   前記複数の配線基板の内のｎ個の配線基板においては、
   前記複数のコイルパターンの内の１つのコイルパターンの外周側端部は、１つの前記給電端子と接続されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の積層コイル。
5. 前記配線基板には、
   各相の出口端子または中性点となるスルーホールを備え、
   前記複数の配線基板の内のｎ個の配線基板においては、
   前記複数のコイルパターンの内の１つのコイルパターンの外周側端部は、１つの前記各相の出口端子または前記中性点と接続されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の積層コイル。
6. 前記複数の配線基板の内の複数の配線基板においては、
   前記コイルパターンの外周側同士が接続されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の積層コイル。
7. 前記複数の配線基板の内の複数の配線基板においては、
   円周方向の配置が異なる前記コイルパターンの外周側同士が接続され、
   前記コイルパターンの外周側同士を接続する接続線の数は、１つ以下であること
   を特徴とする請求項６に記載の積層コイル。
8. 前記コイルパターンの外周側同士を接続する接続線の数は、
   前記１つの配線基板に１つ以下であること
   を特徴とする請求項６または７に記載の積層コイル。
9. 前記コイルパターンの外周側と前記給電端子との接続線、
   前記コイルパターンの外周側と前記出口端子または前記中性点との接続線、
   および前記コイルパターンの外周側同士の接続線は、
   前記外周側スルーホールの外周側に配置される
   ことを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の積層コイル。
10. 請求項５〜９のいずれか１項に記載された積層コイルで構成された
    ことを特徴とする固定子。
11. 前記積層コイルを複数重ねて構成された
    ことを特徴とする請求項１０に記載の固定子。
12. 前記積層コイルの各相の給電端子、および各相の出口端子または中性点は、前記配線基板の端部に形成された
    ことを特徴とする請求項１１に記載の固定子。
13. ｎ相（ｎは２以上の整数）のコイルを備えたモータのコイルを構成する積層コイルを備え、
    前記積層コイルは、絶縁層およびコイル配線を備えた配線基板が複数積層されて構成されており、
    １つの配線基板のコイル配線は、複数のコイルパターンが円周方向に配列されており、
    前記複数のコイルパターンの各々は、
    ｍ個（ｍは２以上の整数）の内周側スルーホールを備えており、
    前記複数のコイルパターンは、それぞれ前記ｍ個の内周側スルーホールの内、１つのスルーホールから外周側へ時計回りのコイルパターンと、前記１つのスルーホールから外周側へ反時計回りのコイルパターンとの２種類あり、全部で２ｍ個のコイルパターンで構成され、
    前記配線基板には、
    各相の出口端子または中性点となるスルーホールを備え、
    前記複数の配線基板の内のｎ個の配線基板においては、
    前記複数のコイルパターンの内の１つのコイルパターンの外周側端部は、１つの前記各相の出口端子または前記中性点と接続され、
    前記複数の配線基板の内の複数の配線基板においては、
    前記コイルパターンの外周側同士が接続されており、
    前記配線基板に同相のコイルがＭ個（Ｍは２以上の整数）ある場合に、
    前記複数の積層コイルを３６０／Ｍ°回転させて重ねて構成された
    ことを特徴とする固定子。
14. 前記配線基板の前記コイルパターンの内周側に貫通孔が形成されており、
    前記貫通孔に磁性体が配置された
    ことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の固定子。
15. 円筒状の筺体と、
    この筺体に固定された請求項１０〜１４のいずれか１項に記載された固定子と、
    この固定子のコイル配線と対向する位置に磁石を備えた回転子と、
    この回転子に固定されたシャフトと
    を備えたモータ。
16. 前記固定子は、
    前記磁石と対向する位置と反対側の位置に磁性体を備えた
    ことを特徴とする請求項１５に記載のモータ。

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