JP7256377B2 - モータ用コイル基板とモータ - Google Patents
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Description
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。実施形態のモータ用コイル基板は、内周のコイルと外周のコイルを含む。そして、外周のコイルの幅は、内周のコイルの幅より大きい。そのため、高い位置精度で内周のコイル上に外周のコイルを積層することができる。コイルの占積率を高くすることができる。また、外周のコイルの幅を大きくすることで、外周のコイルを形成する配線の幅を大きくすることができる。コイルの抵抗を小さくすることができる。高い効率を有するモータを提供することができる。
図2(A)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、コイル基板201は筒状に巻かれる。モータ用コイル基板201の形状の例は円筒である。巻く回数は、2以上、5以下である。図1(B)は模式図である。
関係1:N=K×L
KとLは整数である。Kは2以上である。Lは3以上、11以下である。
また、Lは3である。つまり、図2(A)のコイル基板201を形成する各部分P内の上コイルCFの数は3である。一番目の部分P1内に一番目の上コイルCF11と二番目の上コイルCF12と三番目の上コイルCF13が並んでいる。二番目の部分P2内に一番目の上コイルCF21と二番目の上コイルCF22と三番目の上コイルCF23が並んでいる。
複数の第1配線w1の内、最も内側の配線は内側の第1配線w1Iwである。内側の第1配線w1Iwは中央スペースSCに面している。
複数の第2配線w2の内、最も外に位置する配線は外側の第2配線w2Owである。
複数の第2配線w2の内、最も内側の配線は内側の第2配線w2Iwである。内側の第2配線w2Iwは中央スペースSCに面している。
外側の第1配線w1Owは中央スペースSCに向いている第1側壁sw1と第1側壁sw1と反対側の第2側壁sw2とを有する。外側の第2配線w2は中央スペースSCに向いている第3側壁sw3と第3側壁sw3と反対側の第4側壁sw4とを有する。距離Wは、m番目のコイルを形成する外側の第1配線w1Owの第2側壁sw2とm番目のコイルを形成する外側の第2配線w2Owの第4側壁sw4との間の距離である。
距離Wは、第1配線w1に垂直な直線に沿って測定されている。
コイル基板201の巻き方の例が図3(A)を用いて説明される。図2(A)に示されるコイル基板201は一番目の部分P1と二番目の部分P2で形成される。そして、図2(A)のコイル基板201が巻かれると、図3(A)に示されるように、一番目の部分P1が概ね1周を形成する。さらに、一番目の部分P1に繋がっている二番目の部分P2が概ね1周を形成する。この時、一番目の部分P1は最も内側に巻かれる。一番目の部分P1を形成するフレキシブル基板22は内周のフレキシブル基板22Iである。そして、二番目の部分P2は一番目の部分P1の外に巻かれる。内周のフレキシブル基板22Iから延びていて二番目の部分P2を形成するフレキシブル基板22は外周のフレキシブル基板22Oである。
Kが3であると、コイル基板201は一番目の部分P1と二番目の部分P2と三番目の部分P3で形成される。そして、二番目の部分P2に繋がっている三番目の部分P3が概ね1周を形成する。また、三番目の部分P3は二番目の部分P2の外に巻かれる。
j番目の部分内のm番目の上コイルCF上に(j+1)番目の部分内のm番目の上コイルCFが位置する場合、j番目の部分内のm番目の上コイルCFと(j+1)番目の部分内のm番目の上コイルCFは完全に重なる。あるいは、j番目の部分内のm番目の上コイルCFと(j+1)番目の部分内のm番目の上コイルCFは部分的に重なる。あるいは、(j+1)番目の部分内のm番目の上コイルCFがj番目の部分内のm番目の上コイルCFを含むように両者は重なる。
第1実施形態と第1実施形態の改変例では、コイルCの接続方法が異なる。それ以外、第1実施形態と第1実施形態の改変例は同様である。第1実施形態の改変例では、m番目の上コイルのそれぞれは並列に繋げられている。つまり、一番目の上コイルのそれぞれは並列に繋げられている。二番目の上コイルのそれぞれは並列に繋げられている。L番目の上コイルのそれぞれは並列に繋げられている。そして、並列に繋げられているm番目の上コイルは、並列に繋げられている(m+1)番目の上コイルに直列に繋げられる。つまり、並列に繋げられている一番目の上コイルは、並列に繋げられている二番目の上コイルに直列に繋げられる。並列に繋げられている二番目の上コイルは、並列に繋げられている三番目の上コイルに直列に繋がられている。並列に繋げられている(L-1)番目の上コイルは、並列に繋げられているL番目の上コイルに直列に繋がられている。mは自然数である。
異なる部分内のコイルが並列に繋げられているので、複数のコイルを低い抵抗で繋げることができる。コイルに大きな電流を流すことができる。
22 フレキシブル基板
48 磁石
201 コイル基板
C コイル
CF 上コイル
SC 中央スペース
w 配線
Claims (7)
- 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、
前記フレキシブル基板は内周のフレキシブル基板と前記内周のフレキシブル基板から延びていて前記内周のフレキシブル基板の周りに巻かれている外周のフレキシブル基板を含み、前記コイルは前記外周のフレキシブル基板上に形成されているコイル(外周のコイル)と前記内周のフレキシブル基板上に形成されているコイル(内周のコイル)を含み、前記外周のコイルと前記内周のコイルは幅を有し、前記モータ用コイル基板内に磁石が配置されると、前記モータ用コイル基板と前記磁石でモータが形成され、
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ていて、前記配線は渦巻き状に形成されていて、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、前記第1配線と前記回転方向との間の角度は略90度であり、前記複数の第1配線の内、最も外側の第1配線は外側の第1配線であり、前記複数の第2配線の内、最も外側の第2配線は外側の第2配線であり、前記外側の第1配線は前記中央スペースに向いている第1側壁と前記第1側壁と反対側の第2側壁とを有し、前記外側の第2配線は前記中央スペースに向いている第3側壁と前記第3側壁と反対側の第4側壁とを有し、前記コイルの幅は前記第2側壁と前記第4側壁との間の距離であり、
前記外周のコイルの幅と前記内周のコイルの幅は前記モータの回転方向に沿って測定され、前記外周のコイルの幅は前記内周のコイルの幅より大きく、
前記外周のコイルを形成する前記第1配線の幅は、前記内周のコイルを形成する前記第1配線の幅より大きく、前記外周のコイルを形成する前記配線の厚みは、前記内周のコイルを形成する前記配線の厚みより大きく、
前記コイルは隣接する前記第1配線間に第1スペースを有し、前記外周のコイルを形成する前記第1スペースの幅と前記内周のコイルを形成する前記第1スペースの幅は略等しい。 - 請求項1のモータ用コイル基板であって、前記内周のコイルの数と前記外周のコイルの数は複数であって、隣接する前記外周のコイル間のギャップと隣接する前記内周のコイル間のギャップは略等しい。
- 請求項1のモータ用コイル基板であって、前記外周のコイルの数と前記内周のコイルの数はLであって、m番目の前記外周のコイルはm番目の前記内周のコイル上に位置する。
mとLは自然数である。 - 請求項3のモータ用コイル基板であって、m番目の前記外周のコイルとm番目の前記内周のコイルは並列に繋げられている。
- 請求項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は第1面と前記第1面と反対側の第2面を有し、前記コイルは、前記第1面上に形成されている複数の上コイルと前記第2面上に形成されている複数の下コイルとを有し、前記フレキシブル基板を介して対向している前記上コイルと前記下コイルは前記フレキシブル基板を貫通するスルーホール導体で接続されている。
- 請求項5のモータ用コイル基板であって、前記上コイルと前記下コイルは、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ていて、前記配線は渦巻き状に形成されていて、前記配線は外端と内端とを有し、前記内端は前記スルーホール導体に繋がっている。
- 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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