JPS583545A

JPS583545A - 固定子コイル

Info

Publication number: JPS583545A
Application number: JP9746881A
Authority: JP
Inventors: Saburo Kazama; 風間　三郎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-06-25
Filing date: 1981-06-25
Publication date: 1983-01-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は軸方向に磁束空隙が形成される構造の扁平モー
タに用いる同定子コイルに係り、特に低コスト、小形化
と量産性の向上化ケ図った固定子コイルに関する。

第１図に従来の扁平状固定、子コイルの構造例を示す図
で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は積層断面図である。

この従来例は、それぞれが同じ扁平扇形状となるように
巻回される８個のコイル極で１相分の舎コイルとする場合で、各相コイルごとに１枚の扁平コイ
ルで形成される。第１図（ａ）に示すように各隣接コイ
ル極間は導線全−筆描き的に連続するように亘り線１６
によって接続されており、各隣接コイル極は互いに反対
の巻回方向となるように巻線される。導線には熱やアル
コールで溶ける接着剤を線材表面に塗布した自己融着純
金用いている。

各相コイルの製作は専用の巻線機を用いて行なう。

円環状に配列した８個の台形の巻芯に、導線を加熱ある
いはアルコール浸漬しながら１１１次連続的に巻回し、
最後に表裏両面全加熱プレスして扁平状に整形する。端
末リード線は第１図（ａ）に５として示すように各相に
対して２本出す。第１図υ）は上記した相コイルを扁平
モータ用の６相同定子コイルとして積層した場合の断面
図である。６個の扁平状の相コイル１，１′、１“全部
いに開方向に所定角度ずらせて同心状に、固定子ヨーク
６上に、積層固定する。各相コイルの端末リード線５ば
、固定子ヨーク３の外周部に設けられる配線基板９を介
して外部に引き出す。配線基板９のパターン面と端末リ
ード線５との接続は２人手による半田付けによって行な
う。

しかし、上記した従来構造には、（１）専用巻線機によ
らないと量産できず、コイル巻線の所要時間が長く、ま
た端末接続時の絶縁被覆の剥離及び配線基板への接続を
人手で行なわざる全組ないためコイルの製作コストが高
い、（２）コイル極間の亘り線が無効厚みとなり、モー
タ効率低下の原因となる。（３）コイル厚を薄くしにく
い構造であり、扁平モータを構成することが難しい、（
４）線材にテンションゲかけながら巻線してコイルを製
作する構造であるので細線では断線しやすい、（５）コ
イル極の形状が変形しにくい、（６）各コイル極の形状
１寸法ばらつきやすく性能も一定とならない、（７）配
列角精度を高くできない２等の不都合があった。

本発明の目的は、上記した従来技術での不都合全除去し
、低コスト、小形で量産性の良い扁平モータ用固定子コ
イルを提供するにある。

本発明の特徴は、上記目的を達成するために。

円形基板の表面及び裏面のそれぞれ円周方向ケ等分配す
る複数位置に卵形渦巻状のコイルパターン導体より成る
単位コイル極全薄膜形成により配列させたものケ単位コ
イルシートとし、単位コイルノート内の同相の単位コイ
ル極の端末間は各単位コイル極の扇形中心部に設けたス
ルーポール電極とパターン導体とで平面的に接続し、上
記単位コイルシートの複数個全それぞれの円形基板が外
周縁の一部において互いに接続しているように１枚の可
撓性薄厚絶縁ンート内に形成し、上記各円形基板の外周
縁の接続部ケそれぞれの単位コイルシートの端末パター
ン導体と共に１８０度折り曲げて順次１個の単位コイル
ノート上に積層する構造とするにある。

以下２図面により本発明を説明する。

第２図及び第３図は本発明の一実施例図で、第２図（ａ
）は平面図、（ｂ）はその一部所面図、（Ｃ）は固定子
ヨーク上に積層固定した状態の断面図、（ｄ）は積層手
順を示す断面図であり、第３図は電気回路接続図である
。本実施例は３相８極の固定子コイルの構造例で、各相
がそれぞれ１枚の単位コイルシー　ト２０．２０’；　
２０“で構成される。単位コイルシート２０．２０’、
　２０“はそれぞれ１円形基板６．６’、　６“の表面
及び裏面のそれぞれ円周方向全等分配する８個所の位置
に、エツチングやメッキ等の技術により形成される扇形
渦巻状のコイルパターン導体より成る単位コイル極２．
２’、　２“昇己列させた構成となっている。７は積層
用の円形基板で、単位コイル７−ト２０．２０’、　２
０“の各円形基板６．６”、　６“はそれぞれ外周縁の
一部において積層用の円形基板７の外周縁の一部と接続
している。８は積層用の円形基板７の外周の一部から外
方に突出して設けられる配線基板で、上記円形基板６．
６’、　６／／と秒間用の円形基板７と配線基板８とは
、１枚の可撓性薄厚絶縁シート内に形成される。各単位
コイル極２゜２′、２“は渦巻状になっており、隣接コ
イル極は互いに反対の巻き方向となっている。表裏の単
位コイル極のパターン導体はそれぞれ上下で合致した位
置にあり、各単位コイル極の扇形中心部に設けたスルー
ホール電極１０．　ｉｏ’、　１０″によって直列接続
されており１円形基板外内部におけるパターン導体によ
る極間直列接続と併せて１相当たり表裏１６個の単位コ
イル極が全部直列に接続されている。

従って各単位コイルンート２０．２０’、　２０“より
引き出す端末パターン導体数はそれぞれ２本ずつである
。例ｔば単位コイルシート２０においては２表面パター
ンコイルミ１の巻終端とこれと同一位置にある裏面パタ
ーンコイルａ（の巻初端をスルーホール電極で直列接続
してあり＋　　ｊの巻終端とａイの巻初端は裏面上でパ
ターン導体により接続されている。さらにａ≦の巻終端
は表面のａ２の巻初端にスルーホール電極を介して直列
接続される。以下同様にしてａ２．ａ３．Ｂ≦、ａ≦・
・・の順に表裏で交互に直列接続されており、最終的に
は端末として表面パターンコイルａｌの巻初端と表面パ
ターンコイルａ８の巻終端とが引き出される。他の単位
コイルシート２０’、　２０“についても全く上記と同
じ接続構造である。

各単位コイルシー）　２０．２０’、　２０“から出て
いるそれぞれ２本ずつの端末の引き出しパターン導体１
５は、各円形基板６，６′、６“に接続するように設け
である積層用の円形基板７及びこの円形基板７の外方に
突出するように設けられている配線基板８の表面上に接
着されたパターン導体を通して電子回路接続端７０に導
かれている。表裏面に接着されたパターン導体の表面は
、電子回路接続端７０を除いて全面が絶縁薄膜で覆われ
ている。本実施例では単位コイルシート２０はＵ相コイ
ル全。

単位コイルシート２０′は■相コイルを、単位コイルシ
ート２０“はＷ相コイル全それぞれ形成するため、各単
位コイルシートの単位コイル極位置が単位コイルシート
ごとに３０度ずつ、順に円周方向にずれた位置となるよ
うにしである。積層は第２図（ｄ）に示すように積層用
の円形基板７をベースにしてこの上に円形基板６．６’
、　６“全それぞれ１８０度ずつ順に折り曲げて行なう
。折り曲げ部１１，１２゜１３は円形基板６ではＡＡ’
部、６′ではＢＢ’部、６″ではＣＣ：部である。折り
曲げは各引き出しパターン導体が断線しないように折り
曲げ部内側に小さい曲率全件って行なう。同心状に重ね
合せた４枚の円形基板７．６．６’、　６“は互いに接
着剤で固定する。

折り曲げ積層は、第２図（Ｃ）に示すように、平板円環
状の固定子ヨーク６と組合せて行なえば２作業はさらに
容易、正確となる。また各円形基板の外周辺部に位置決
め用ビン孔を有する余白部を各基板より突出させて設け
、積層時の各円形基板間の位置決めは各基板の中心孔と
これら余白部のビン孔とを利用して行なうようにすれば
１位置決め精度全容易に向上させることができる。余白
部は積層終了後切断してしまえばコイル寸法全増大させ
ることはない。

第４図は本発明の他の実施例を示す平面図で。

これは、前記第２図実施例の積層用の円形基板７上にさ
らに各相の単位コイル極を表裏で合せて４極ずつ設けて
、各相当たりの単位コイル極の数ケ増加しコイルの能率
を向上するようにしたものでめる。本実施例の１相当た
りの単位コイル極数は（−ｎぞｉ２０極となる。各単位
コイルシート２ｏ。

２０’、　２０”の構造、パターンコイル導体構造等は
前記第２図実施例と同じである。積層は円形基板７をベ
ースに２円形基板６．６’、６“をそれぞれ折り曲げ部
ＡＡ’、　ＢＢ’、　ＣＣ’にオイテ１８０度ずつ折り
曲げることにより行なう。

この第４図実施例は、コイルスベースを有効に利用した
構造であり、モータ効率全向上できる。

さらに円形基板７上の単位コイル極の巻数仕様全各相間
で七−タ電磁部の磁場分布に対応させて変化させれば、
単位コイルシート２０．２０’、　２０“部のコイル仕
様全同一にして各相コイル間の逆起電カケ同一値にする
ことかでさ、トルクリップルが極めて小さい高円滑回転
性のモータとすることかでさる。

第５図は本発明のさらに他の実施例を示す図で。

これは、各相の単位コイルシート数ケさらに１枚ずつ増
した場合の構造例である。単位コイルシート２０．２１
でＵ相コイルを、単位シート２０’、２１’でＶ相コイ
ルを、単位コイルシート２０″、　２１“でＷ相コイル
？構成する。各シート内のパターン４体接続構造や導体
仕様はほぼ前記した実施例と同様であるが、各相当たり
の単位コイル極数が約２倍に増えるので、出力安定性が
高く、低抵抗の固定子コイルとすることができる。積層
時には折り曲げ部ＡＡ’、　ＢＢ’、　ＣＣ’と折り曲
げ部ＤＤ’、　ＥＥ’、ＦＦ’とをそれぞれ反対方向に
折り曲げる。折り曲げ順序金適当に組合せ、各シートの
積層順序會モータ電磁部の磁場分布に対応させると、各
相単位コイルシートの巻線仕様が同一でも各相間の逆起
電力値を同一値にできる。

第６図及び第７図は本発明のさらに他の実施ｆｌＪ會示
す図で、第６図は平面図、第７図は電気回路結線図であ
り、これは、３個の磁界検出素子を用いる６相８極の直
流ブラシＶスモータ用に本発明固定子コイルを適用する
場合の構造例で、直線方向に単位コイルシー）　２４，
２５．２６’ｅ連続させた５相構造とし、各単位コイル
シート内に６相分のパターン：ｙイル導体金偏えている
。単位コイルシート２４上の単位コイル極間には６個の
磁界検出素子３０．３０’、　ｌ“ｆｆ１１２０度の間
隔で円形基板に一体的に設けである。単位コイルシート
２４上のパターンコイルａＩ、ａｌ′（ａ正真面パター
ン導体ルであるので第６図には図示されていない）と、
単位コイルシート２５上のパターンコイルａ２＋　”２
＋　ａ３＋ａ≦と、単位コイルシート２６上のパターン
コイルｄ４＋　ａ４ｒ　ａ５＋　ａ５　全それぞれ槽中
心部のスルーホールやコイル極外周のパターン導体で直
列接続してＵ相コイル全構成し、同様にｂｌ　＋　”ｒ
ｒ　ｔ）≦、ｂ２．ｂａ＋幅、ｂ４ｒ　ｂ４＋　ｂ５＋
　ｂこの直列接続で■相を、またＣｌ・・・・・・ｃシ
でＷ相を構成している。これに対応して、磁界検出素子
ろ０がＵ相セ／す、６０′が■相センサ。

６０″がＷ相センサとなっている。コイル端末の引き出
しパターン導体１５と、磁界検出素子ｓｏ、３ｏ；３０
“の端子配線用引き出しパターン導体１５′は基板表面
上を導いて電子回路接続端７０に接続しである。積層方
法は前記した実施例の場合と同様である。

この第６図構造によれば、同一単位コイルシート内に６
相分のコイルを設けであることから、モータ電磁部の磁
場分布に無関係に相間の逆起電力差をなくすことができ
、また単位コイル極外周’に直線方向に連続させる構造
であることから、絶縁シート幅が狭くてすみ製作時の取
扱いも簡単で組立ての自動化が容易であり、さらに磁界
検出素子全基板に一体化して固定する構造であることか
ら。

Ｗａブラシレスモータの組立て工数を減らし低コスト化
が可能となる。

第８図は本発明の固定子コイルを組込んだ扁平直流ブラ
ンシスモータの構造例を示す図で、（ａ）はモータ断面
図、（ｂ）は固定子ヨーク平面図、（Ｃ）は回転子マグ
ネントの磁極平面図である。第８図において、４０［回
転子マグネットで１円環面？扇形に等分割して８極に着
磁され、磁性材より成る回転子ヨーク４１にはめ込まれ
ている。この回転子ヨーク４１のボス部が回転軸６０に
一体的に固着されている。回転軸６０は軸受５０．５０
’により回転目′在に支承されている。固寞子コイル８
０は前記第６図実施例の構造のコイルを用いている。平
板円環状の固定子ヨーク６の下面内の所定半径位置に１
２０度間隔で小半径の凹部３５．３５’、・３５“を設
け。

この中に６個の磁界検出素子３０．３０’、　３０“を
挿入し、この固定子ヨーク乙の下面に接して上記固定子
コイル８０を積層固定して固定子コイル８０の下端面と
回転子マグネット４０の磁極面とが磁束空隙を介して対
向するようにしである。固定子ヨーク６の裏面は軸受ハ
ウジング５５の外周フランジ部に固定されている。全体
は薄肉のカップ状シールドカバー４５で覆われていて磁
気漏洩を防止するようになっている。固定子コイル８０
の引き出しパターン導体を設けた配線基板８は、固定子
ヨーク３の外周側面と裏面ケ通ってシールドカバー４５
の上面の孔からモータ外部に引き出されている。

第８図構造の直流ブラシＶスモータによれば。

固定子コイル８０を薄形にできることから、磁束空隙を
縮少してモータを薄形軽量什でさ、かつ高体積効率にで
き、またシールドカバーをカップ状にできることから、
漏洩磁界をなくし低ノイズのモータとすることができ、
さらに端末配線作業のない構造であることから、モータ
組立て時間を著しく短縮でき、低コストのモ７夕とする
ことができる。かかる利点は本発明の固定子コイルの大
さな効果である。

以上説明したように１本発明によれば、（１）化学的に
処理して製作できるパ〉−ン状コイル構造であることか
ら、製作工程を自動化しやすく量産性が大幅に向上し製
作コスＩｆ低減できる。（２）積層しに単位コイルシー
ト間の端末接続作業が一切不要である上、積層作業も簡
単であることから、固定子コイルとしての組立て時間の
大幅な短縮と組立コストの大幅な低減を実現できる。（
３）端末接続のためのスペースも不要になることから・
、コイル外径寸法を小さくでき、モータに適用して小形
軽量、高効率で高密度実装可能なモータとすることがで
さる、（４）薄厚７−ト構成のコイルであること及び接
続を平面的に行なう構成であることから。

コイル厚み葡薄くできモータの薄形化が可能となる。（
５）コイルの相間位置決めや磁界センサに対する位置決
めがしやすい構造であり、かつ高精度に位置決めできる
ので、安定性能のモータが得られる。（６）コイル極数
を多くでき、これによる極間の平均化効果が大きいので
出力の安定性が高い、（７）相間の逆起電力値を同一に
しやすい構造である。

等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の平面図と積層断面図、第２図は本発明
の一実施例を示す平面図、断面図及び積層時の側面図、
第６図は第２図実施例に対する電気回路接続図、第４図
、第５図、第６図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す
平面図、第７図は第６図実施例に対する電気回路接続図
、第８図は本発明の固定子コイルを組込んだ扁平形直流
ブラシＶスモータの構造例を示す断面図とその一部部品
の平面図である。符号の説明１〜１“・・・相コイル　　　　２〜２“・・・単位コ
イル極６・・・固定子ヨーク　　　６〜６“・・・円形
基板７・・・積層用の円形基板　　　８．９・・・配線
基板１０〜１０“・・・スルーホール電極　　１１〜１
５・・・折り曲げ部１５．１５’・・・引き出し々ター
ン導体　　２０ヘク０１２１〜２１“・・・単位コイル
μト２４〜２６・・・単位コイルシート６０〜３０″・
・・磁界検出素子６５〜６５“・・・凹　部　　　　４
０・・・回転子マグネ・ノド４１・・・回転子ヨーク　
　　４５・・・シールドカバー５０、５０’・・・軸　
受　　　　５５・・・軸受ノ・ウジフグ６０・・・回転
軸　　　　　　７０・・・電子回路接続端８０・・・固
定子コイル代理人　弁理士　　中　村　純之助！’３１！￥１ ”６ン艷オ６　図ｋ＜オフ図オ８− （０）＋ｂ１３５′ ２２７−

Claims

【特許請求の範囲】

軸方向に磁束空隙が形成される構造の扁平モータに用い
る固定子コイルにおいて２円形基板の表面及び裏面のそ
れぞれ円周方内金等分配する複数位置に扇形渦巻状のコ
イルパターン導体より成る単位コイル極全薄膜形成によ
り配列させたものを単位コイルシートとし、単位コイル
シート内の同相の単位コイル極の端末間は各単位コイル
極の扇形中心部に設けたスルーポール電極とパターン導
体とで平面的に接続し、上記単位コイルシートの複数個
全それぞれの円形基板が外周縁の一部において互いに接
続しているように１枚の可撓性薄厚絶縁／−ト内に形成
し、上記各円形基板の外周縁の接続部をそれぞれの単位
コイルシートの端末パターン導体と共に１８０度折り曲
げて順次１個の単位コイルシート上に積層して成る構造
としたこと全特徴とする固定子コイル。