JPH0654491A - コイル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 極めて薄い導体膜を用いてスライスコイルを
得る場合にも、占積率の悪化を防止する。 【構成】 巻回された薄膜２，２を相互に接着する機能
を有する電気絶縁材３の層を形成し、この電気絶縁材３
の層によってのみ導電性薄膜２，２を接着固化すること
によって薄膜２と薄膜２との間に形成される層を薄膜２
よりもかなり薄いものとし、数μｍの極薄の銅箔を用い
てコイルを作成してもコイル導体占積率を悪化させるこ
とがないようにしている。スライスコイルの製作におい
ては、数μｍの導電性薄膜に接着機能を有する絶縁剤を
塗布し、これを巻回前に半硬化させて極めて薄い薄膜を
補強しかつ巻回後に完全硬化させてからスライスするこ
とによって、３０μｍ〜５０μｍの薄膜を使用する従来
のスライスコイルの場合と同様の取扱い易さによってコ
イルを製作することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導電性薄膜を巻回した
ものをスライスして得るコイル（これをスライスコイル
という）に関する。更に詳述すると、本発明は、例えば
ＰＭ型ステッピングモータなどのロータの周りなどに配
置される筒形のコイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＰＭ型ステッピングモータなどの
モータのコイルとして一般的なワイヤコイルに代えて銅
箔などの導電性薄膜から成るリボンワイヤを巻いた筒状
のコイルを採用し、コイル導体占積率を向上させてモー
タの小形化を図ることが考えられている。通常、この種
のリボンコイルの場合、電気絶縁被膜を形成した３０μ
ｍ〜５０μｍの銅箔に接着剤を塗布しつつ巻回し、筒状
体としてから所望の幅にスライスして得られる。例え
ば、８ｍｍＶＴＲ用コイルの場合、銅箔に数μｍ厚みで
絶縁剤をコートした後、接着剤を塗布しながら巻回して
いる。このようにして形成されるコイル１０１は、図５
に示すように、銅箔１０２と銅箔１０２との間に電気絶
縁被膜１０３の層と接着剤１０４の層とが存在する構造
を成す。このような構造のコイルにおける絶縁被膜１０
３と接着剤１０４の合せた層は３０μｍ程度の銅箔１０
２の場合で７μｍ〜８μｍ程度になる。

【０００３】一方、最近では更なるモータの小形化が要
求されている。このためにはコイル容積を小さくしても
必要な起磁力を得ること即ちターン数を減らさないこと
が必要であることから、銅箔の厚さを極力薄くすること
が考えられている。そして、近年、銅箔の厚みを従来の
ものの約１／１０の数μｍ例えば３〜５μｍ程度にする
ことが可能となってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、絶縁被
膜と接着剤の合せた層が７μｍ〜８μｍ程度にもなる
と、箔の厚みが３０μｍ〜５０μｍ程度ある場合には特
に問題とならないが、３μｍ〜５μｍ程度の銅箔では銅
箔よりも厚くなり占積率を悪化させる原因となる。そこ
で、銅箔よりも薄い例えば１〜２μｍ以下の厚みの接着
剤と絶縁剤との層を形成して維持することが望まれる
が、従来のコイル構造および製法では不可能であった。
また、３μｍ〜５μｍ程度の箔では十分な強度・腰が得
られず、場合によっては巻回作業などにおける取扱いに
不自由をきたす。例えば、箔を巻回する際にしわがよっ
たりする虞がある。このようなことから、リボンワイヤ
の薄肉化（従来品の１／６〜１／１０程度）によるモー
タの小形化を難しいものとしている。

【０００５】本発明は、極めて薄い導体膜を用いた場合
にも、占積率の悪化を防止することができるコイル及び
その製造方法の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明は、導電性薄膜を巻いて固めることによって
得られる棒状の導電性薄膜の巻回体を輪切りにしたコイ
ルにおいて、薄膜を相互に接着する機能を有する絶縁層
を形成し、この絶縁層によって導電性薄膜を接着固化す
るようにしている。ここで、絶縁層は、例えばエポキシ
樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂及びイミダゾールを混合し
た絶縁剤を塗布して形成したものが好ましい。

【０００７】また、本発明のコイルの製造方法は、導電
性の薄膜の片面もしくは両面に接着機能を有する絶縁剤
を塗布して絶縁層を形成する工程と、この絶縁層を仮焼
成により半硬化状態にする工程と、この半硬化状態の導
電性の薄膜を巻回して棒状の巻回体を得る工程と、この
棒状の巻回体を本焼成により絶縁層を完全硬化させて接
着する工程と、この巻回体をスライスして所定寸法のコ
イルを切出す工程とから成ることを特徴とする。

【０００８】

【作用】接着機能を有する絶縁剤例えばエポキシ樹脂、
ゴム変性エポキシ樹脂及びイミダゾールを混合した絶縁
剤を塗布し、これを仮焼成して半硬化させた薄膜は、半
硬化状態にある絶縁剤のために剛性が高まりある程度の
可撓性を有したまま強度が得られる。しかも、絶縁剤
は、巻回前に液状態で薄膜上に薄く塗布されるので巻き
溜りが消失して１μｍ〜２μｍ以下の厚みで形成でき
る。そこで、巻心治具等を用いて巻回する際にも従来の
３０μｍ〜５０μｍの薄膜の場合と同様の取扱い易さに
よって所望の棒状巻回体が得られる。その後、この棒状
巻回体を本焼成により完全硬化させることによって薄膜
を接着して固める。そこで、これをスライスすれば３μ
ｍ〜５μｍの薄膜の間に１μｍ〜２μｍの以下の厚みの
絶縁層のみが存在する占積率の高いスライスコイルが得
られる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。尚、本実施例は巻き方向が互い
に逆向きの２つのスライスコイル体を並べてその最内層
部分で連結し、１つのコイルとして機能させるコイルに
ついて適用したものである。

【００１０】まず、図２および図３に基づいて１つのコ
イル体の構造及びその製法について述べる。

【００１１】スライスコイルは例えば銅箔などの導電性
薄膜２を巻回することによって得られた棒状の巻回体
（以下棒状巻回体と略称する）５を所望の幅でスライス
することによって得られる。棒状巻回体５は、銅箔のよ
うな導電性薄膜２の少なくとも一方の面に接着機能を有
する電気絶縁剤３をあらかじめ塗布し、これを８０℃〜
１５０℃程度で仮焼成して半硬化させた後、巻心治具４
に巻きつけることによって形成される。このとき、薄膜
２は、半硬化状態にある絶縁剤３の層のために可撓性を
有したままある程度の強度が得られる。そこで、巻心治
具４等を用いて巻回する際（図３の（Ａ）参照）にも従
来の３０μｍ〜５０μｍの薄膜の場合とほぼ同様の取扱
い易さによって所望の棒状巻回体５が得られる。また、
絶縁剤３の層は、巻回前に薄膜２の表面に液状態で薄く
塗布できるので巻き溜りがなく１μｍ〜２μｍ以下の厚
みで形成できる。尚、導電性薄膜２の巻心治具４と直接
接触する部分には電気絶縁剤３が塗布されていない。

【００１２】ここで、電気絶縁剤３としては、接着機能
を有する絶縁剤、例えばエポキシ樹脂に接着機能を有す
るゴム変性エポキシ樹脂を加えそれをイミダゾールで硬
化させるようにした３液混合タイプの絶縁剤の使用が好
ましい。この３液混合タイプの絶縁剤の混合割合は、特
に限定されるものではないが、本発明者等が行なった実
験によると、エポキシ樹脂７０重量部に対しゴム変性エ
ポキシ樹脂３０重量部、イミダゾール４５重量部を配合
した絶縁剤や、エポキシ樹脂５０重量部に対しゴム変性
エポキシ樹脂５０重量部、イミダゾール４０重量部を配
合した絶縁剤が効果的であるという評価を得たが、中で
もエポキシ樹脂７０重量部に対しゴム変性エポキシ樹脂
３０重量部、イミダゾール４５重量部を配合した絶縁剤
の使用がより効果的であった。

【００１３】巻回が完了した後、電気絶縁剤３を１５０
℃〜２００℃程度で本焼成して完全硬化（本硬化）さ
せ、巻回体５を固める（図３の（Ｂ）参照）。層を成す
薄膜２，２は電気絶縁剤５のゴム変性エポキシ樹脂の接
着効果によって接着され固められる。

【００１４】その後、この巻回体５を、例えばマルチワ
イヤソー６等で所定幅で輪切りにし、多数のコイル体１
ａ，１ｂを得る（図３の（Ｃ）参照）。マルチワイヤソ
ー６は必要に応じて数十本〜百数十本のワイヤを所望ピ
ッチで並べたものである。スライスされたコイル体１
ａ，１ｂはその切り口部分がワイヤソー６によって薄膜
２が引きちぎられたり溶けたりして層間短絡を引き起こ
すため、エッチング処理等によって切り口面（本明細書
ではこの面をコイル体の側面という）７，７のバリ等が
除去される。これによって、電気絶縁剤３の層によって
電気的に隔離された銅箔２のショートを防ぐ。

【００１５】このようにして得られたコイル体１ａ，１
ｂは、図４の（Ａ）に示すように、コイルの巻き方向が
互いに逆向きになるように２つコイル体１ａ，１ｂを背
中合せに突き合せ、その最内層部分の薄膜２，２同士を
電気的に接続する（図４の（Ｂ）参照）。尚、このとき
エッチング処理後のコイル体１ａ，１ｂの側面７，７に
は、図示していないが、他のコイル体の側面との間でシ
ョートするのを防ぐため、例えばエポキシ系樹脂やフェ
ノール系樹脂の電気絶縁被膜が形成されている。コイル
体１ａ，１ｂ同士の電気的接続は、例えば、はんだある
いは導電ペースト若しくはメッキ等の電気的接続手段８
によって電気的及び機械的に接続するか、あるいは図示
していないコイルボビンなどで保持した状態ではんだ付
けなどで電気的に接続することも可能である。勿論、コ
イル体１ａ，１ｂはその向い合った側面７，７同士を接
着剤などで接合することもある。これによって、互いに
巻回方向が逆方向のコイル１ａ，１ｂが最内層で連結さ
れるため２つのコイル体１ａ，１ｂは直列に接続され、
電流の流れは同じ方向で巻回方向が互いに逆方向のコイ
ルとなる。このため、２つのコイル体１ａ，１ｂを１つ
にして大径にしたような効果（起磁力）が得られる。
尚、２つのコイル体１ａ，１ｂの内周面特に電気的接合
部分には、エポキシ系樹脂やフェノール系樹脂などから
なる電気絶縁被膜が形成されたり、あるいは電気絶縁剤
からなるコイルボビンを装着したりして、ロータのマグ
ネットとコイルの薄膜とが接触するのを防ぐように設け
られている。また、コイル体１ａ，１ｂの最外層部分の
薄膜２は、そのまま外部駆動回路への接続が可能とされ
る。

【００１６】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、本実施例では２つのコイル体１ａ，１ｂを
接続した場合について主に説明したがこれに特に限定さ
れるものではなく、従来の面対向モータの薄型コイルな
どのような１つのスライスコイルとして利用するような
場合にも適用することが可能である。

【００１７】更に、本実施例では、コイル体は真円形を
成しているがこれに特に限定されるものではなく、面対
向型モータなどに用いられるほぼ三角形状のコイルなど
にも適用できる。

【００１８】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、導電性薄膜を巻いて固めることによって得られる棒
状の導電性薄膜の巻回体を輪切りにしたコイルにおい
て、薄膜を相互に接着する機能を有する絶縁層を形成
し、この絶縁層によってのみ導電性薄膜が接着固化され
ているので、薄膜と薄膜との間に形成される層が薄膜よ
りもかなり薄いものとなり、数μｍの極薄の銅箔を用い
てコイルを作成してもコイル導体占積率を悪化させるこ
とがない。例えば、３μｍ〜５μｍの薄膜の間に１μｍ
〜２μｍの以下の厚みの絶縁層のみが存在する占積率の
高いスライスコイルが得られる。

【００１９】また、本発明のコイル製造方法によると、
ペラペラの数μｍの導電性薄膜を使用する場合であって
も、接着機能を有する絶縁剤を塗布し、これを半硬化さ
せた後に巻回するようにしているので、極めて薄い薄膜
を半硬化の絶縁剤の層が補強して従来の３０μｍ〜５０
μｍの薄膜の場合と同様の取扱い易さによってコイルを
巻回することができる。しかも、絶縁剤の層は、薄膜の
表面に液状態で薄く塗布できるので巻き溜りがなく１μ
ｍ〜２μｍ以下の厚みで形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコイルの積層構造を示す拡大断面図で
ある。

【図２】本発明のコイルの製造方法を示すブロック図で
ある。

【図３】本発明のコイル体の製造工程を示す説明図であ
る。

【図４】本発明のコイルの一実施例を示す図で、（Ａ）
は接続前の１組のコイル体を示す斜視図、（Ｂ）はコイ
ルの接続状態を示す拡大断面図である。

【図５】従来のスライスコイルの積層構造を拡大して示
す断面図である。

【符号の説明】

１ コイル １ａ 一方のコイル体 １ｂ 他方のコイル体 ２ コイル体を構成する薄膜（リボンワイヤ） ３ 接着機能を有する絶縁剤 ５ 巻回体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 敏宏 長野県諏訪郡下諏訪町5329番地 株式会社 三協精機製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性薄膜を巻いて固めることによって
   得られる棒状の導電性薄膜の巻回体を輪切りにしたコイ
   ルにおいて、前記薄膜を相互に接着する機能を有する絶
   縁層が形成され、この絶縁層によって前記導電性薄膜が
   接着固化されていることを特徴とするコイル。
2. 【請求項２】 絶縁層はエポキシ樹脂、ゴム変性エポキ
   シ樹脂及びイミダゾールを混合した絶縁剤を塗布して形
   成したものであることを特徴とする請求項１記載のコイ
   ル。
3. 【請求項３】 導電性の薄膜の片面もしくは両面に接着
   機能を有する絶縁剤を塗布して絶縁層を形成する工程
   と、この絶縁層を仮焼成により半硬化状態にする工程
   と、この半硬化状態の前記導電性の薄膜を巻回して棒状
   の巻回体を得る工程と、この棒状の巻回体を本焼成によ
   り前記絶縁層を完全硬化させ接着する工程と、この巻回
   体をスライスして所定寸法のコイルを切出す工程とから
   成ることを特徴とするコイルの製造方法。