JPH06105493A - コアレスコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡便に成形，組み立てを行うことができるコ
アレスコイルを提供する。 【構成】 コアレスコイル１０は、円筒状のＦＰＣ１２
の内外各側面に、複数のコイル片１４が貼り付けられた
構成となっている。ＦＰＣ１２内には、スター，デルタ
などの所要の配線パターンが行われており、コイル片１
４の端末（巻始め及び巻終わり）との接続は、スルーホ
ールランド１６によって行われる。このスルーホールラ
ンド１６は、ＦＰＣ１２の表裏両面に導体が露出して、
表裏いずれからも接続可能となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータのコ
イルの改良にかかり、更に具体的には、ハードディスク
などのディスク媒体を回転駆動するブラシレスモータに
好適なコアレスコイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】ブラシレスモータでは、鉄損の軽減や小
型・軽量化などの理由からコアレスコイルが使用される
ことがある。従来のコアレスコイルとしては、例えば図
１２に示すようなものがある。同図（Ａ）の＃１２−＃
１２線に沿った断面が同図（Ｂ）に示されている。ま
ず、同図（Ａ）の平板コイル片９０を、巻枠を用いて銅
線９２を巻くかあるいは空心で銅線９２を巻くことによ
って形成する。次に、このコイル片９０に対し、取り付
けられるモータの大きさに対応したＲ成形を行う。次
に、このコイル片９０を、同図（Ｃ）に示す金型による
成形用治具９４，９６の中にセットする。

【０００３】そして、同図に矢印ＦＡで示すように治具
９４に対して治具９６を押圧すると、治具９４，９６の
表面形状に沿って、コイル片９０が同図（Ｄ）に鎖線で
示すように湾曲してＲ成形される。次に、矢印ＦＢで示
すように、治具内にモールド樹脂を充填して熱硬化処理
を行い、コイル片９０をモールド成形すると、図１３に
示すようなコアレスコイル９８が得られる。このコアレ
スコイル９８は、例えばブラシレスモータのステータ側
に設けられ、これに対向して配置されたロータ側のマグ
ネットとの相互作用によってトルクを生じ、モータが構
成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来技術では、各コイル片の巻始め，巻終わりを
渡り線などを利用してスターやデルタなどに結線する必
要があるが、このような結線処理を簡便に行うことがで
きない。例えば、成形時の大きな圧力又は樹脂のインジ
ェクションによって、渡り線に断線が生ずる。このた
め、組み立てに工数がかかり、コスト，時間がかかる。
本発明は、これらの点に着目したもので、簡便に成形，
組み立てを行うことができるコアレスコイルを提供する
ことを、その目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、所要の接続が
行われた複数のコイル片が円筒状に配置されているコア
レスコイルにおいて、接続に対応する配線パターンとラ
ンド部とを含むＦＰＣの少なくとも一方の面に、コイル
端末を前記ランド部に接続しつつ前記コイル片を取り付
けるとともに、前記ＦＰＣを円筒状に形成したことを特
徴とする。本発明の主要な態様によれば、前記コイル片
が取り付けられたＦＰＣが多数重ねてコイル片の層が形
成される。他の主要な態様によれば、ＦＰＣの外側のコ
イル片は、内側のコイル片に対し、組み込まれるモータ
のマグネット極数及び駆動相数を考慮した位置にずらし
て配置される。更に他の態様によれば、前記ＦＰＣの端
部にランド部を形成するとともに、これによってＦＰＣ
の円筒状形成時の結合手段が兼用される。

【０００６】

【作用】本発明によれば、コイル片を接続する配線は、
ＦＰＣ内で行われるので、コイル片の端末をＦＰＣのラ
ンド部に接続すれば渡り線などの配線は不要となる。ま
た、ＦＰＣにコイル片と取り付けてＦＰＣを円筒状にす
ることで簡便にコアレスコイルが得られる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明によるコアレスコイルの実施例
について、添付図面を参照しながら説明する。 ＜第１実施例＞まず、本発明の第１実施例について、図
１乃至図５を参照しながら説明する。図１には、第１実
施例のコアレスコイル１０の平面形状が示されており、
左半分は断面が示されている。同図において、コアレス
コイル１０は、円筒状のＦＰＣ（Flexible Printed Cir
cuit）１２の内外各側面に、複数のコイル片１４が貼り
付けられた構成となっている。ＦＰＣ１２内には、スタ
ー，デルタなどの所要の配線パターンが行われており、
コイル片１４の端末（巻始め及び巻終わり）との接続点
は、スルーホールランド１６として形成されている。す
なわち、ＦＰＣ１２の表裏両面に導体が露出して、表裏
いずれからも接続可能となっている。

【０００８】このようなコアレスコイル１０の構成を更
に詳細に説明すると、最初に図２に示すようなＦＰＣ１
２が用意される。このＦＰＣ１２には、スター，デルタ
などの所要の結線に対応する配線パターンが形成されて
おり（図示せず）、それらがスルーホールランド１６に
接続されている。スルーホールランド１６は、コイル片
１４の配置を勘案した位置に設けられている。例えば、
モータのマグネットが８極，コイル片を６とし、３相駆
動する場合は、マグネットは電気角で２π／８に着磁さ
れ、コイル片１４は電気角で２π／６の間隔となるよう
な位置関係である（図４参照）。また、端部１２Ａ，１
２Ｂには、中央部分のものの半分の大きさのスルーホー
ルランド１６Ａ，１６Ｂが各々２つずつ形成されてい
る。また、ＦＰＣ１２の下側には、駆動回路（図示せ
ず）との接続用のリード部１８が形成されている。

【０００９】このようなＦＰＣ１２に対して、コイル片
１４を、ダスト発生のない両面テープ，及びフロン，ア
ロコールなどに対する耐液性を有する両面テープ，ある
いは接着剤などを用いて取り付けてゆく（図２矢印Ｆ１
参照）。そして、各コイル片１４の端末は、該当するス
ルーホールランド１６又は１６Ａにハンダ付けして固定
される。図３には、この様子が示されている。また、同
図の＃４−＃４線に沿った断面の一部は、図４に示すよ
うになる。この図のように、スルーホールランド１６，
１６Ａは、ＦＰＣ１２の表裏で電気的に共通している。
このため、コイル片１４は、結果的にＦＰＣ１２を挟ん
で表裏に位置するもの同士が並列に接続されることにな
る。また、ＦＰＣ１２を挟んで対向するコイル片１４
は、ほぼ同一の巻数及び抵抗値に設定され、従来であれ
ば１つのコイル片として構成されたものを２つに分割
し、従来の厚さΔｔに対してΔｔ／２の厚さのコイル片
として形成されている。

【００１０】このようにして得られたＦＰＣ１２に対
し、各コイル片１４にＲ成形を施すとともに、ＦＰＣ１
２を図３の矢印Ｆ２で示すように湾曲して端部１２Ａ，
１２Ｂを接続すると、図１に示したコアレスコイル１０
が得られる。図５には、ＦＰＣ１２の接続部分が拡大し
て示されている。この図は、図１の矢印Ｆ３から見たも
ので、スルーホールランド１６Ａ，１６Ｂはハンダ付け
によって結合される。すなわち、ＦＰＣ１２の端部１２
Ａ，１２Ｂは、コイル片１４で挟まれるとともに、スル
ーホールランド１６Ａ，１６Ｂによって２箇所で結合し
て、図１に示すような円筒状のコアレスコイル１０が形
成される。

【００１１】＜第２実施例＞次に、図６及び図７を参照
しながら本発明の第２実施例について説明する。なお、
上述した実施例と同様の構成部分又は上述した実施例に
対応する構成部分には、同一の符号を用いる（以下の実
施例でも同様）。前記実施例では、コイル片としてＲ成
形前のものを使用したが、この第２実施例では成形後の
ものを使用する。まず、図７（Ａ）に示すように、Δｔ
／２の厚さのコイル片２０，２２を銅線を巻回して形成
する。そして、同図（Ｂ），（Ｃ）に示すように、それ
ぞれ組み立て時の状態に対応するＲ成形を行う。

【００１２】すなわち、ＦＰＣ１２の内側に配置される
コイル２０には、同図（Ｂ）に示すように、内側が半径
Ｒ1，外側が半径Ｒ2となるように成形が行われる。次
に、ＦＰＣ１２の外側に配置されるコイル２２には、同
図（Ｃ）に示すように、内側が半径Ｒ3，外側が半径Ｒ4
となるように成形が行われる。この場合において、半径
Ｒ2≒Ｒ3の関係となっている。

【００１３】このようなＲ成形が行われたコイル片２
０，２２は、図６に矢印Ｆ１で示すようにして、ＦＰＣ
１２の内側及び外側にそれぞれ接着などの手法で取り付
けられる。このとき、コイル片２０，２２がＲ成形され
ているため、コイル片２０，２２を取り付ける度にＦＰ
Ｃ１２が徐々に鎖線で示すように曲折するようになる。
そして、最終的には、前記第１実施例と同様にして、Ｆ
ＰＣ１２の端部１２Ａ，１２Ｂを結合することで、図１
に示したコアレスコイルが得られる。

【００１４】＜第３実施例＞次に、図８及び図９を参照
しながら本発明の第３実施例について説明する。この実
施例では、図８に示すように、ＦＰＣ３０が前記実施例
と比較してほぼ２倍の幅となっており、上下２段にΔｔ
／２の厚さのコイル片３２が所定数取り付けられる。な
お、ＦＰＣ３０の裏面にはコイル片は取り付けられな
い。

【００１５】そして、同図に矢印Ｆ４で示すように、鎖
線３４を中心としてＦＰＣ３０の上半分を折り返して、
図９に断面を示すような状態とする。これを、図３に矢
印Ｆ２で示すように曲折してＦＰＣ３０の端部を結合
し、図１のようなコアレスコイルを得る。この実施例に
よれば、ＦＰＣ３０の片面にのみコイル片３２を取り付
ければよいので、生産性が向上する。

【００１６】＜第４実施例＞次に、図１０及び図１１を
参照しながら、本発明の第４実施例について説明する。
上述した第３実施例では、ＦＰＣを１回曲折したが、本
実施例では複数回曲折が行われる。すなわち、図１０に
示すように、ＦＰＣ４０を更にｎ倍の幅とするととも
に、Δｔ／ｎの厚さコイル片４２をｎ段に渡って取り付
ける。そして、各段毎にＦＰＣ４０を交互に逆方向に折
り返すと、図１１に断面を示すようになる。これを、図
３に矢印Ｆ２で示すように曲折してＦＰＣ４０の端部を
結合し、図１のようなコアレスコイルを得る。

【００１７】このように、各実施例によれば、次のよう
な効果がある。 （１）ＦＰＣにコイル片を取り付けるとともに、Ｒ成形
を行って円筒状に組み立てるだけでモールドを行うこと
なくコアレスコイル１０を得ることができ、組み立て工
数やコスト，あるいは組み立て時間を低減して作業効率
が向上する。 （２）各コイル片の接続がＦＰＣ上の配線パターンで行
われるので、格別な渡り線による接続処理などを行う必
要がなく、組み立て作業が簡略化される。 （３）特殊な治具などを必要としないため、生産設備面
でも有利である。

【００１８】＜第５実施例＞次に、図１４及び図１５を
参照しながら本発明の第５実施例について説明する。こ
の実施例は、モータ側のマグネットの着磁が８極，コイ
ル片が６で３相駆動する場合のものである。図１４に矢
印Ｆ５，Ｆ６で示すように、コイル片５０は、ＦＰＣ５
２の表裏でずれた位置に取り付けられ、ランド部５４に
端末が半田付けされる。そして、図１５に示すように、
円筒状に成形される。

【００１９】ＦＰＣ５２の内側には、コイル片５０Ａ，
５０Ｂ，５０Ｃが１２０゜の等間隔で配置されており、
外側には、コイル片５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆが１２０゜
の等間隔で配置されている。３相駆動で考えると、各コ
イル片５０Ａ〜５０Ｆの開角は電気角で２π／６（ｒａ
ｄ）が適切となる。また、３相駆動を考慮した場合、内
側のコイル片５０Ａ〜５０Ｃと外側のコイル片５０Ｄ〜
５０Ｆとは、２π／８ずつずらした位置が最適となる。

【００２０】このようにすれば、コイル片配置が適切と
なるのみならず、コイル片５０Ａ〜５０Ｆの磁束を切ら
ない上下の部分がＦＰＣ５２の上下に円周状に連続して
位置するようになり、コアレスコイルとしての機械的強
度の向上を図ることができる。

【００２１】＜他の実施例＞なお、本発明は、何ら上記
実施例に限定されるものではなく、例えば次のようなも
のも含まれる。 前記実施例は、コイル片が６個の場合であるが、その
数は必要に応じて変更してよい。 各コイル片を接続するＦＰＣの配線パターンは、スタ
ー，デルタなど必要に応じて適宜設定してよい。また、
この配線パターンと、各コイル片の端末を接続するラン
ド部も、必ずしもスルーホールとする必要はなく、回路
設計上適宜変更してよい。また、ＦＰＣ上におけるラン
ド部の配置も、適宜設定してよい。

【００２２】また、図８の実施例に第２実施例を適用
してＲ成形後のコイル片を用いて図８のようなアセンブ
リを得るようにしてもよいし、コイル片の厚さを従来と
同様にしてＦＰＣの片面に取り付けるようにしてもよ
い。また、例えば図３に示したコイルアセンブリを更に
多重に積層して図１１のような構造としてもよいし、第
５実施例を第２〜第４実施例に適用してもよい。 第５実施例では、モータ側のマグネットの着磁が８
極，コイル片が６で３相駆動する場合としたが、それ以
外の例えば２相あるいは多相駆動する場合などにも同様
に適用可能である。 本発明を適用するモータは特に限定されないが、ハー
ドディスクなどのディスク媒体を回転駆動するスピンド
ルモータなどが好適である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるコア
レスコイルによれば、必要な配線を施した円筒状のＦＰ
Ｃに必要数のコイル片が取り付けられた構造となってい
るので、簡便に成形，組み立てを行うことができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコアレスコイルの第１実施例を示
す一部断面を含む平面図である。

【図２】前記第１実施例のＦＰＣを示す斜視図である。

【図３】前記第１実施例の組み立て状態を示す斜視図で
ある。

【図４】図３の＃４−＃４線に沿った断面の一部を示す
説明図である。

【図５】図１の矢印Ｆ３方向からみたコアレスコイルの
一部を示す説明図である。

【図６】本発明の第２実施例を示す斜視図である。

【図７】前記第２実施例におけるコイル片を示す説明図
である。

【図８】本発明の第３実施例を示す説明図である。

【図９】図８の実施例の断面図である。

【図１０】本発明の第４実施例を示す説明図である。

【図１１】図１０の実施例の断面図である。

【図１２】従来のコアレスコイルの組み立て手順を示す
説明図である。

【図１３】従来のコアレスコイルを示す斜視図である。

【図１４】本発明の第５実施例を示す説明図である。

【図１５】前記第５実施例のコアレスコイルを示す断面
図である。

【符号の説明】

１０…コアレスコイル、１２，３０，４０，５２…ＦＰ
Ｃ、１２Ａ，１２Ｂ…端部、１４，２０，２２，３２，
４２，５０，５０Ａ〜５０Ｆ…コイル片、１６，１６
Ａ，１６Ｂ…スルーホールランド、１８…リード部、５
４…ランド部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所要の接続が行われた複数のコイル片が
   円筒状に配置されているコアレスコイルにおいて、接続
   に対応する配線パターンとランド部とを含むＦＰＣの少
   なくとも一方の面に、コイル端末を前記ランド部に接続
   しつつ前記コイル片を取り付けるとともに、前記ＦＰＣ
   を円筒状に形成したことを特徴とするコアレスコイル。
2. 【請求項２】 請求項１記載のコアレスコイルにおい
   て、前記コイル片が取り付けられたＦＰＣを多数重ねて
   コイル片の層を形成したことを特徴とするコアレスコイ
   ル。
3. 【請求項３】 請求項１乃至２のいずれかに記載のコア
   レスコイルにおいて、ＦＰＣの外側のコイル片を、内側
   のコイル片に対し、組み込まれるモータのマグネット極
   数及び駆動相数を考慮した位置にずらして配置したこと
   を特徴とするコアレスコイル。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のコア
   レスコイルにおいて、前記ＦＰＣの端部にランド部を形
   成するとともに、これによってＦＰＣの円筒状形成時の
   結合手段を兼用したことを特徴とするコアレスコイル。