JPH05336712A - モータ用積層コイル、その製造方法、及びこれを用いたモータ - Google Patents

モータ用積層コイル、その製造方法、及びこれを用いたモータ

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JPH05336712A
JPH05336712A JP4136987A JP13698792A JPH05336712A JP H05336712 A JPH05336712 A JP H05336712A JP 4136987 A JP4136987 A JP 4136987A JP 13698792 A JP13698792 A JP 13698792A JP H05336712 A JPH05336712 A JP H05336712A
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JP
Japan
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coil
motor
conductor pattern
glass
laminated
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Application number
JP4136987A
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English (en)
Inventor
Masatoshi Kondo
雅俊 近藤
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05336712A publication Critical patent/JPH05336712A/ja
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/26Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors consisting of printed conductors

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性があり、安価で大量生産のできるモー
タ用積層コイルを得る。 【構成】 コイル用導体パターン116をガラス基板1
11上に形成し、該コイル用導体パターン116上にガ
ラスコーティング112を施し、更にこのガラスコーテ
ィング112上に再びコイル用導体パターン117を形
成する。同様に、更にその上にガラスコーティング11
3、コイル用導体パターン118、ガラスコーティング
114、コイル用導体パターン119と繰返し形成し、
最上部にガラスコーティング115を施す。このよう
に、ガラスを積層することによってコイルを作ることに
より、耐熱性が高く、環境に対しても信頼性のあるコイ
ルを作ることができる。又、セラミック材のように、一
体焼成する必要がないため、セラミックの焼成温度とコ
イル用導体の融点の関係のような不具合が発生すること
がなく、コイル製造の歩留りも高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐久性に優れたモータ
用積層コイル及びそのコイルの製造方法、更にそのコイ
ルを用いたモータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ブラシレスモータは、従来一般に図4に
示すように回転軸2と、この回転軸2と一体化された永
久磁石よりなるロータ4と、このロータ4に対峙したコ
イル(電機子コイル)よりなるステータ6とにより構成
されている。
【0003】この種のブラシレスモータにおいては、コ
イルを線材を用いた巻線によって構成していたが、最近
では印刷配線技術の向上により該コイルをエポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等のフィルム1
0に印刷パターンとしてコイル用導体パターンを施して
コイルシート14を形成し、図5に示すように、このよ
うなコイルシート14を多数枚積層させてコイルを形成
する方法が、例えば特開昭57−68565号公報、特
開昭57−186940号公報、特開昭57−6865
6号公報、あるいは特開昭58−33958号公報等に
提案されている。
【0004】このような積層コイルは、従来のように金
属線材をコアに巻き付ける必要がなく、巻線の密度が高
く小型モータを得るのに有利とされている。
【0005】しかしながら、このような従来のコイル
は、複数枚のコイルシート14を接着剤を用いて積層す
る必要があるため、各シート面に均一な接着層を形成し
てこれらを接着する工程が必要となり、そのため積層コ
イルのコストが高くなるという問題がある。又、コイル
シートはプラスチックや複合材料を用いているため耐熱
性が低く、銅損、鉄損による発熱又は環境温度の影響を
受けてモータとしての動作が不安定となるため、こうし
た環境温度など使用条件も制限されている。
【0006】このため、このような従来の積層コイルの
問題に対して、特開昭64−59902号公報には、セ
ラミック粉末から得られるグリーンシート上にスクリー
ン印刷技術、ホトリソグラフィ技術及びめっき技術等に
よりコイル用導体パターンを形成し、このコイル用導体
パターンを形成したグリーンシートを複数枚積層し、一
体として焼成することにより構成した積層コイルが提案
されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
このような多層基板に用いられるセラミック材料は、例
えばアルミナでさえこの種の小型モータに適用するには
高価な材料である。更に、上記の製造方法を採用する場
合、セラミック材料の焼成温度より、コイル用導体の融
点が高い必要があるが、例えばアルミナ(焼成温度16
00℃)とAu (融点1063℃)の組合せでは、Au
がセラミック内部で溶けて小さな球状となったり、蒸発
して消滅する様子が見られる。
【0008】ところが、一般に導体の融点は、導体抵抗
の高いものほど高く、低いものほど低い傾向があるが、
損失の点から当然に低い導体抵抗の金属が導体として求
められることになる。このため、グリーンシートの材料
としては、良導体であるAuやCu の融点よりも低い温
度で焼結するセラミック材料が要求されることになる。
このことは、更に特殊で高価なセラミック材料でないと
積層コイルは構成できないことを意味する。従って、前
述した特開昭64−59902号公報で開示されている
グリーンシートを複数枚積層し、一体として焼成すると
いう技術はコスト面で実用化し難い構成であると言わざ
るを得ないものであった。
【0009】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
成されたものであって、耐熱性に優れ、しかも低コスト
で製造することのできるモータ用積層コイル及びこのコ
イルの製造方法、更にそのコイルを用いたモータを提供
し、上記課題を解決せんとしたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラスの内部
にコイル用導体パターンを積層・埋設し、このコイル用
導体パターンに励磁電流が供給されるようにしてモータ
用積層コイルを構成することにより、上記課題を解決し
たものである。
【0011】このモータ用積層コイルは、ガラス基板上
にコイル用導体パターンを形成し、該コイル用導体パタ
ーン上にガラスコーティングを施し、更にこのガラスコ
ーティング上にコイル用導体パターンを形成することを
繰り返し、最終的に最上部にガラスコーティングを施す
ことによって製造することができる。
【0012】
【作用】本発明に係るモータ用積層コイルにあっては、
小型モータコイルの新しいコーティング(絶縁)方法と
してガラスを用いている。このガラスを積層したコイル
は、プラスチックや複合材料を用いたコイルに対し耐熱
性が高く、又セラミック材料ほどではないが、熱伝導率
も良いためモータを構成した場合に安定したトルクが得
られる。又、環境に対しても信頼性のあるモータが得ら
れる。
【0013】ガラス材は、セラミック材に比べ、非常に
安価に大面積の基板を構成できるため、モータ用の積層
コイルとしてコスト的にも実用性が高い。又、セラミッ
ク材のように、一体焼成する方法を取らないため、セラ
ミックの焼成温度とコイル用導体の融点の関係のような
不具合が発生することがない。これは、ガラスで積層す
る場合は、コイル用導体パターンがガラス基板やガラス
コーティングに焼き付く程度の温度まで昇温すること
と、その上にガラスコーティングすることを繰返すだけ
で足り、従ってコイル用導体が融けて小さな球状となっ
たり、蒸発してしまうような恐れもないからである。そ
のため、コイル製造の安定性(歩留り)も良好に維持す
ることができる。
【0014】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。
【0015】図2に本発明が適用されたブラシレスモー
タの概略断面を示す。図において101が本発明に係る
励磁コイル、102がマグネットロータ、103が回転
軸、104、105がハウジングである。
【0016】励磁コイル101は、一方のハウジング1
04に取り付けられている。マグネットロータ102は
励磁コイル101と対峙して配置され、回転軸103に
ブッシングによって取り付けられている。このマグネッ
トロータ102の固定された回転軸103は、ベアリン
グを介してハウジング104、105に回転可能に取り
付けられている。
【0017】励磁コイル101は、図1に示すように、
その内部に4層のコイル用導体パターンを積層・埋設さ
せたガラス多層基板で構成されている。
【0018】より具体的に説明すると、図1はコイル用
導体パターンを順次構成していく過程を示している。ま
ず、ガラス基板111上にコイル用導体パターン116
を形成し、そのコイル用導体パターン116上に絶縁の
ためのガラスコーティング膜112を形成し、更にこの
ガラスコーティング膜112上にコイル用導体パターン
117を形成する。この過程を繰返し、ガラスコーティ
ング膜113、114及びコイル用導体パターン11
8、119を形成する。最上部は、絶縁に対する安全を
期するために、ガラスコーティング膜115で被覆して
いる。
【0019】図3は、第2層目のコイル用導体パターン
117を示している。この実施例ではコイル用導体パタ
ーン116、117で印加電圧1相分のコイルを形成し
ている。ガラスコーティング膜112上にスクリーン印
刷技術、ホトリソグラフィ技術及びめっき技術等の印刷
配線技術により、引出電極139と接続される第1の渦
巻状コイル131が形成され、その中心側がスルーホー
ル電極131a を通して下面にあるもう1層のガラス基
板111上のコイル用導体パターン116に接続され
る。下面の渦巻状コイル(図示せず)は、そこからの磁
束が上面のコイル131からの磁束と重なるような形態
で形成されている。これらの上下面2層の一対のコイル
で第1のコイル部が構成されている。
【0020】第2のコイル部も第1の渦巻状コイル13
1と同形状の第2の渦巻状コイル132を一対有する。
即ち、下面のガラス基板111においてコイル外周部で
(下面の第2の)渦巻状コイル132が第1のコイル部
と接続され(図示せず)、その中心側でスルーホール電
極132a を通して上面の第2の渦巻状コイル132に
接続され、次いで、この上面の第2の渦巻状コイル13
2はそのまま上面において第3のコイル部の渦巻状コイ
ル133とコイル外周部で接続されている。
【0021】同様にして、第3、・・・第8のコイル部
の渦巻状コイル133・・・138が順次形成され、最
終の第8のコイル部の渦巻状コイル138はもう一方の
引出電極140に接続されている。この2層のガラス上
の全ての渦巻状コイル131〜138は、引出電極13
9、140間に電気的に直列に接続されることになる。
【0022】第1及び第2の渦巻状コイル131、13
2は、同一形状の渦巻コイルであるが、第1の渦巻状コ
イル131が上面から下面に向かっているのに対し、第
2の渦巻状コイル132は下面から上面へと逆向きにな
っているため、即ち流れる電流の向きが逆になるため、
発生する磁束が互いに反対方向になる。このように、奇
数番目の渦巻状コイル131、133、135、137
からはいずれも同じ方向の磁束が発生し、一方偶数番目
の渦巻状コイル132、134、136、138からは
それとは逆方向の磁束が発生することになる。
【0023】この2層のガラス上の渦巻状コイル131
〜138によってU相のコイル120が形成される。同
様に、他の2層のガラスコーティング膜113、114
を使って1相分のコイルを形成し、前記U相のコイルと
は例えば電気的に90°ずらせてV相のコイル121と
して構成する。90°ずらせるには、U相、V相への駆
動電流を回路的にずらせるか、あるいは図1でガラス基
板111、112上に形成されるコイル120をガラス
基板113、114上のコイル121に対して機械的に
ずらすようにする。
【0024】引出電極139、140間に駆動電流を流
すと、コイル120によりU相の回転磁界が発生し、こ
れと電気的に90°ずらせたV相の回転磁界がコイル1
21により発生する。そして、これらの磁界とマグネッ
トロータ102による磁界とにより引力、あるいは反発
力が生じてトルクが発生する。
【0025】この実施例では、各コイル120、121
上の全ての渦巻コイルは電気的に直列に接続されている
が、スルーホール電極を使って上下面にコイル用導体パ
ターンを形成しているため、隣り合うコイル間を接続す
る導体がコイルパターンを跨ぐことはなく、又、上下面
コイルの磁界が重ねられるため、それだけ効率を高める
こともできている。
【0026】なお、この実施例では、2相駆動(90°
通電)用の構造を示したが、3相駆動用の構成にしても
よく、又各相を2層のガラス基板で構成しているが、よ
り多層のガラス基板でコイルを構成するようにしてもよ
い。
【0027】又、この実施例では、ブラシレスモータが
示されているが、ブラシ付モータとしても、あるいはリ
ニアモータとして構成してもよく、要はモータ用の励磁
コイルとしてガラス基板の積層コイルを用い、そのコイ
ルでモータを構成すればよいものである。
【0028】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係るモータ
用積層コイルによれば、プラスチックや複合材料を用い
たコイルより耐熱性が高く、又セラミックほどではない
が、熱伝導率もよいため、これでモータを構成した場合
に安定したトルクが得られるようになる。又、環境に対
しても信頼性のあるモータが得られるようになる。
【0029】更に、ガラス材はセラミック材に比べ非常
に安価に大面積の基板やコーティング膜を構成できるた
め、モータ用の積層コイルとしてコスト的に実用性が高
い。又、セラミック材のように一体焼成する方法を取ら
ないため、セラミックの焼成温度とコイル用導体の融点
の関係のような不具合が発生することもない。
【0030】更に、ガラスで積層する場合には、コイル
用導体パターンがガラス基板に焼き付く程度の温度にま
で昇温すれば足り、そのため、従来のグリーンシートを
用いたコイルのように、コイル用導体パターンが小さな
球状になったり蒸発してしまったりするという問題も発
生しない。その結果、コイル製造の安定性(歩留り)も
良好に維持することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るモータ用積層コイルの分解斜視図
【図2】ガラス基板上のコイル用導体パターンの例を示
す正面図
【図3】本発明が適用されたブラシレスモータの断面図
【図4】従来のブラシレスモータの断面図
【図5】従来のコイルシートを用いた積層コイルの例を
示す分解斜視図
【符号の説明】
101…励磁コイル 111…ガラス基板 116、117、118、119…コイル用導体パター
ン 112、113、114、115…ガラスコーティング

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラスの内部にコイル用導体パターンが積
    層・埋設され、このコイル用導体パターンに励磁電流が
    供給されるように構成したことを特徴とするモータ用積
    層コイル。
  2. 【請求項2】ガラス基板上にコイル用導体パターンを形
    成し、該コイル用導体パターン上にガラスコーティング
    を施し、更にこのガラスコーティング上にコイル用導体
    パターンを形成することを繰り返し、最終的に最上部に
    ガラスコーティングを施すことを特徴とする、請求項1
    に記載のモータ用積層コイルの製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のモータ用積層コイルを用
    いたことを特徴とするモータ。
JP4136987A 1992-05-28 1992-05-28 モータ用積層コイル、その製造方法、及びこれを用いたモータ Pending JPH05336712A (ja)

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JP4136987A JPH05336712A (ja) 1992-05-28 1992-05-28 モータ用積層コイル、その製造方法、及びこれを用いたモータ
US08/390,427 US5462763A (en) 1992-05-28 1995-02-17 Method for manufacturing a laminated coil

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JP (1) JPH05336712A (ja)

Cited By (1)

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US7071805B2 (en) 2001-12-06 2006-07-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Multilayer ceramic coil and motor using the same

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US5462763A (en) 1995-10-31

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