JPS59162738A - プリントコイル - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、プリントコイルに係り、特に、アキシャルギ
ャップ（Ａｘｉａｌ　Ｇａｐ　）型電動機の固定子コイ
ルに好適な多相構成に係るプリントコイルに関するもの
である。

〔従来技術〕

従来のアキシャルギャップ型電動機について、第１図な
いし第５図により説明する。

ここで、第１図は、アキシャルギャップ型電動機の概略
構成断面図、第２図は、その永久磁石の着磁状態を示す
略示斜視図、第３図は、その１相コイルブロツクの導体
パターン図、第４図は、第３図のイーイ線に沿、う断面
図、第５図は、その１相コイルブロツクに係るシートコ
イルの槓層方法説明斜視図である。

しかして、第１図に示すものは、８極構成に係るもので
ある。

すなわち、まず、第１図において、固定子１３は、固定
子コイル５及び固定子ヨーク４を一体的にハウジング３
に固着したもので構成される。

一方、回転子１２に関しては、回転子ヨーク７に永久磁
石６を固着し、さらにボス８によりシャフト１に固定し
、軸受２を介して回転自在に支承される。

前記の回転子ヨーク７に固着された永久磁石６は、第２
図に示すように、軸方向に所要の極数に着磁されている
。すなわち、この場合の着磁方向は、シャフト１と同一
方向（平行）である。

なおＸ第２図は、８極に着磁した場合を例示し°たもの
である。

したがって、永久磁石６は、第２図に示すごとく着磁さ
れているため、Ｎ極から出た主磁束は固定子コイル５を
通過し、固定子ヨーク４に入射し、１ｌｉＩｉ極ピッチ
分、固定子ヨーク４中を円周方向に進んだのち、再度固
定子ヨーク４の表面から出て固定子コイル５を通電、Ｓ
極に達する。

一方、固定子コイル５は、多相に巻線が施されている。

次に、磁束の分布をホール素子１４などを用いて検出し
、固定子コイル５に通電することによシトルクを発生さ
せることができるものでおる。

なお、第１図で、９はカラー、１０はシャフト留め金具
、１１は磁気シールド及び保護カバーであり、１５はｐ
ｒｑｕｅｎｃｙ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　　（以下、ＦＧ
という。）コイルである。

ここで、固定子コイル５は扁平形状であり、第３図ない
し第５図に示すようなプリントコイルで構成される。

従来公知の、たとえばｔＪｓＰ第４，３４０，８３３号
明細書に記載されたプリントコイルは、絶縁シート２０
面上に、メッキあるいはエツチング技術Ｃ導体を形成せ
しめて、コイルを構成させたもので、第３図は、その１
相分コイルとして作用する１相コイルブロツク２４の導
体パターンを示すものである。

図示のものから分るように、絶縁シート２０の両面に渦
巻状の導体が設けられている。

１極分のコイルに関していえば、極コイル２２−Ａおよ
び２２−Ｂは、スルーホール２１−１によって直列に結
線されて、１極分コイルを構成する。もちろん、それぞ
れ、の極コイル２２−Ａおよび２２−Ｂによって作られ
る磁束は相加わるように考慮されている。第４図は、第
３図におけるイーイ線に沿う断面である。

他の極コイルも同様に接続されているため、１相コイル
ブロツク２４は１相分コイルとなることが分シ、接続端
子２３−１および２３−２は、コイルの巻き始め、およ
び巻き終シである。

また、１相分コイルの巻回数が足らない場合は、第５図
に示すように複数の１・相コイルブロック２４を一致さ
せて積層し、接続端子２３−１および２３−２を用いて
直列に結線する。図示していないが、薄い絶縁シートな
どをはさみ込んで、１相コイルブロック間の絶縁を行っ
ている。

しかして、第３図の１相コイルブロツク２４の過当な枚
数を積層して、多相コイルを構成する場合、前述したご
とく、１相コイルブロック間および相間の接続を積層後
行なわねばならない。従来から実施されている接続方法
は、接続端子間をノ・ンダ付などの方法を用いていたも
のである。

しかしながら、接続端子の導体厚さは１００μｍ前後と
相当薄いため、ハンダの乗シが悪く、・・ンダ剥れが生
ずることが多く、信頼性に欠けるという問題点があった
。

まだ、結線すべき端子数が多くなると、確実な接続が容
易にできないという欠点があり、生産性が悪いものであ
った。

さらに、回転子１２の回転速度を検出して、速度制御を
行うだめにＦＧコイル１５を固定子コイル５と固定子ヨ
ーク３との間に挿入していた。

ＦＧコイル１５は永久磁石６の極ピッチに等しいか、あ
るいは整数分の−のピッチに巻かれたものであるが、位
置決めをするのが困難であるとともに、永久磁石６と固
定子ヨーク４間の距離、すなわちエアギアラグが長くナ
シ、電動機の特性改善を図るうえで問題であるという欠
点を有するものであった。

他方、特開昭５７−６８６５６号公報中には、１枚の絶
縁シート上に印刷された３つのコイルパターンで形成し
た１相分のプリントコイルパターンに係るものを、その
コイ、ルパターン間で折り重ねたものの２つを２相の駆
動コイルとして用いるようにしたものが記載されている
が、前記折り重ねたもの相互の接続はくその折シ重ねた
ものに設けられた接続端子相互を溶接あるいは半田付け
によるものであり、２相の駆動コイル作製にあたシ、別
途の接続手段によるものとしたもので、プリントコイル
として、未だ、そのプリント技術の採用に千金でないも
のであった。

〔発明の目的〕

本発明は、上述のような従来技術に係るものの欠点、あ
るいは不千金さを解消し、信頼性、生産性にすぐれると
ともに、たとえば電動機の特性向上を図りうるようにし
たプリントコイルの提供を、その目的とするものである
。

〔発明の概要〕

本発明に係るシ゛リントコイルの構成は、メッキ。

エツチング方法等によシ絶縁シート上にコイル導体パタ
ーンを形成させるようにしたプリントコイルにおいて、
１相分コイルを１ブロツクとした１相コイルブロツクの
導体パターンをそれぞれの絶縁シート上に形成せしめる
とともに、その導体パターンを、配線パターンブロック
への接続によシ多相コイルに結線して多相プリントコイ
ルシートとしたものの、その配線パターンブロックに向
かい前記１相コイルブロツク毎に折畳み積層して多相コ
イル構成としたものである。

なお付記すると、本発明に係るプリントコイルは、多相
コイルとして電気的結線を行った多相プリントコイル導
体パターンを絶縁シート上に形成し、さらにＦＧコイル
を同じ絶縁シート上に作ったのち、折畳むようして固定
子コイルを組立てるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

本発明に係るプリントコイルの一実施例を、第６図ない
し第９図により説明する。

ここで、第６図は、本発明の一実施例に係るプリントコ
イルの多相プリントコイルシートの平面図、第７図は、
その接続部を折り曲げた状態を示す部分拡大断面図、第
８図は、本発明の一実施例に係る多相プリントコイ、ル
の斜視図、第９図は、第６図の裏面導体パターン拡大部
分図である。

図において、５Ａは固定子コイル、２０は絶縁シートで
、３０は配線パターンブロック、３１−１〜３１−６は
、１相コイルブロツク、３２はコイル入力端子部、３３
，３４．３５は、Ｕ、■およびＷ相のコイル入力端子、
３３−１〜３３−３゜３４−１〜３４−３．３５−１〜
３５−３は、Ｕ。

■およびＷ相の接続導体、３６はスルーホール、３７−
１〜３’？−６は、プリ′ツジ部、３８は相間接続導体
であり、４０は多相プリントコイルシー）、４１．４２
は信号検出端子、５０はＦＧコイル導体である。

しかして、本実施例のプリントコイルに係る固定子コイ
ル５Ａは、３相８極構成に係るもので、さきに述べた固
定子コイル５と同じように第１図の構成に係るものの使
用に供されるものである。

すなわち、第６図に示すものは、同一絶縁シートの両面
に多相コイルを形成された多相プリントコイルシートで
あって、ここでは、３相８極のものを例示するものであ
る。

図示するように、多相プリントコイルシート４０は、１
相コイルブロツクを６個、配線パターンブロック３０の
周辺に同心円を描くように配置したものである。そして
、配線パターンブロック３０と各１相コイルブロツク３
１−１〜３１−６とは、ｔ１〜ｔ６の距離をもたせて配
置している。

しかして、■相分コイルは、２個の１相コイルブロック
群からなシ、Ｕ相分は、１相コイルブロック３１−１お
よび３１−２、■相分は、３１−３および３１−４、Ｗ
相分は、３１−５および３１−６によって構成される。

第６図の１相コイルブロック３１−１等は、さきの第３
図に示したものと同一の導体パターンを持つものである
。

第６図から明らかなように、多相プリントコイルシート
４０は、配線パターンブロック３０を介して、３相、ス
ター結線され、それぞれのコイル入力端子は３３．３４
および３５である。

Ｕ相に関して説明すれば、まずコイル入力端子３３から
入り、接続導体３３−１を連室、１相コイルブロック３
１−１および３１−２の各極コイルを直列に通過し、さ
らにスルーホール３６から相間接続導体３８（第９図）
によシｖおよびＷ相に結線されている。

したがって、相間接続導体３８が、いわゆる多相コイル
の中性点である。なお、１相コイルブロック３１−１お
よび３１−２間は、接続導体３３−２によって結合され
ている。

以上の説明のように、第６図の多相プリントコイルシー
トは、全相電気的につながっている。

なお、第６図において、図示の１５°の角度は１相コイ
ルブロツクにおける極コイル中心よりの当該１相コイル
ブロツクの傾き角であり、また６０°の角度は、各ｌ相
コイルブロックの配置角度を示すものである。

次に、前記の多相プリントコイルシート４０を、配線パ
ターンブロック３０を中心にして、各１相コイルブロツ
ク３１−１〜３１−６を、適宜折畳むごとく積み重ね、
第８図に示すような外観形状を持つ固定子コイル５Ａに
組立てるものである。

このとき、接続導体３３−１〜３３−３（Ｖ相に関して
は３４−１〜３４−３、Ｗ相に関しては３５−１〜３５
−３）を内側になるようにして折畳めば、第７図に示す
ごとく、接続導体３３−１は、絶縁シート２０によって
表面が保護されるため、固定子コイル５Ａの周辺部材と
の絶縁を考慮する必要がなくなり、構造上有利になる。

また、１相コイルブロック３１−１のブリッジ部３７−
１の折り曲げた状態を示したものが第７図であるが、実
験的検討によると、岸さ約１００μｍ９幅２ｔｔａｎ程
度の銅箔を１ｏ回ぐらい図示の状態に折シ曲げても、銅
箔には何ら亀裂を生じないことを確認しておシ、第７図
および第８図のように多相プリントコイルミート４０を
組立ても、断線を生ずることがなく、信頼性に対し問題
がないものである。

しかして、第６図に示すブリッジ部３７−１〜３７−６
の寸法ｔ１〜ｔ６は、積層組立て時に、固定子コイル５
Ａの外周面へ必要以上に突出しないような寸法に選ぶべ
きである。

この寸法ｔ、−ｔ６は一１１相コイルブロックの折畳む
順序に従って増加させるようにする。

たとえば、各相の誘起電圧のバランスを考慮して、まず
Ｕ相の１相コイルブロック３１−１を配線パターンブロ
ック３０に一致させて折畳む。次に、■相の１相コイル
ブロック３１−３、Ｗ相の同３１−５の１胆に折畳み、
さらに同３１−６゜３１−４．３１−２の順序にする。

このような場合、１．〜ｔ６の大小関係は、ｔｌ＜ｔ３
＜ｉ５＜７６　〈ｔ４　＜ｔ２でおシ、１相コイルブロ
ツクの折畳み順序に一致して犬きくなることは、第７図
および第８図から明らかなところである。

また、寸法ｔ１は、第７図に示すごとく、図示Ｔと同じ
か、それ以上になることは、上述の説明から十分に理解
されるところである。

しかして、同相分の１相コイルブロック群、たとえば３
１−１および３１−２を、配線パターンブロック３０側
に折畳む際、各倹コイルによって発生する磁束は、それ
ぞれ加え合わされるように、極コイルの導体パターンを
一致させ、かつ巻き方向も考慮されていることはいうま
でもない。同様に、各相間は１２００の電気角となるよ
うに、１相コイルブロツクおよび極コイルの配列、傾き
なども考慮される。

以上の説明によシ、プリントコイルに係る固定子コイル
５Ａは、ハンダ付などで電気的に結線する個所を無くす
ことができるとともに、さきの第１図に示した固定子コ
イル５と電磁的に全く同等な特性をもつことは明らかな
ものである。

また、第６図から分るように、１相分コイルを構成する
１相コイルブロツク、Ｕ相に関しては３１−１および３
１−２、■相にたいしては３１−３および３１−４、Ｗ
相については３１−５および３１−６は、それぞれ隣接
して配置し、接続の簡略化を図っている。

他方、第６図に示す多相プリントコイルシート４０の裏
側の導体パターンを示したものが第９図である。

ＦＧコイル導体５０は、図示のごとく放射状のパターン
を持ち、ここでは、さきに述べた永久磁石６と同一の磁
ピッチの場合である。このＦＧコイル導体５０による検
出信号は信号検出端子４１および４２から取り出すもの
でこの信号検出端子４１および４２は、コイル入力端子
部を共用して、コンパクト化を図っているものである。

以上に述べたところをも総合して、本実施例によれば、
接続個所の断線あるいは接触不良等の問題を皆無にする
ことができ、多相プリントコイルの信頼性を高める効果
がある。また、ＦＧコイルを多相コイルと同一の絶縁シ
′−ト上に形成するため、ＦＧごイルを非常に薄く作る
ことができ、その結果エアギャップが短くなり、電動機
の特性改善を図ることが可能である。さらに、ＦＧコイ
ルの位置決めを固定子コイルと同時にできるとともに、
容易に設置位置の精度を向上させることができるもので
ある。

しかして、上記実施例に係るものは、アキシャルギャッ
プ型電動機の固定子コイルであるが、これは、ＦＧコイ
ルを有しない一般の固定子コイルとすることができ、ま
だ、固定子コイルのみならず、たとえば回転子コイルな
ど、他のプリントコイルの構成に適用できる汎用的なも
のである。

〔発明の効果〕

本発明によるときは、その信頼性、生産性にすぐれると
ともに、その使用機器の特性向上を図りうるようにした
プリントコイルを提供することができるもので、実用的
効果にすぐれた発明ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、アキシャルギャップ型電動依の概略構成断面
図、第２図は、その永久磁石の着磁状態を示す略示斜視
図、第３図は、その１相コイルブロツクの導体パターン
図、第４図は、第３図のイーイ線に沿う断面図、第５図
は、その１相コイルブロツクに係るシートコイルの積層
方法説明斜視図、第６図は、本発明の一実施例に係るプ
リントコイルの多相プリントコイルシートの平面図、第
７図は、その接続部を折シ曲けた状態を示す部分拡大断
面図、第８図は、本発明の一実施例に係る多相プリント
コイルの斜視図、第９図は、第６図の裏面導体パターン
拡大部分図である。 ５Ａ・・・固定子コイル、２０・・・絶縁シート、３０
・・・配線パターンブロック、３１−１〜３１−６・・
・１相コイルブロツク、３２・・・コイル入力端子部、
３３．３４．．３５・・・Ｕ、ＶおよびＷ相のコイル入
力端子、３３−１〜３３−３．３４−１〜３４−３　、
３５−１〜３５−３・Ｕ、　ＶおよびＷ相の接続導体１
．３６・・・スルーホール、３７−１〜３７−６・・・
ブリッジ部、３８・・・相間接続導体、４ｏ・・・多相
プリントコイルシート、４１．４２・・Ｊ信号検出端子
、５０−Ｊｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｑｅｎｅｒａｔｏｒ　：
フイル導体。 代理人　弁理士　福田幸作 （ほか１名） 第１［１ も２囚 卿３　口 ≠４１ｆ１ １５国 第６　口 第ｒｒ国 第ｙ国 第？　ロ ー１Ｃ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、メッキ、エツチング方法等により絶縁シート上にコ
   イル導体パターンを形成させるようにしたプリントコイ
   ルにおいて、１相分コイルを１ブロツクとした１相コイ
   ルブロツクの導体パターンをそれぞれの絶縁シート上に
   形成せしめるとともに、その導体パターンを、配線パタ
   ーンブロックへの接続によシートコイルに結線して多相
   プリントコイルシートとしたものの、その配線パターン
   ブロックに向かい前記１相コイルブロツク毎に折畳み積
   層して多相コイル構成としたことを特徴とするプリント
   コイル。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、１相分
   コイルを複数の１相コイルブロツクによって構成したも
   のであるプリントコイル。 ３、特許請求の範囲第２項記載のものにおいて、１相分
   コイルを構成する複数の１相コイルブロツクを、互いに
   隣接して配置するようにしだものであるプリントコイル
   。 ４、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、配線パ
   ターンブロックに、速度検出用に係る、Ｆｒｅｑｕｅｎ
   ｃｙ　Ｑｅｎｅｒａｌｏｒのコイルパターンを形成させ
   たものであるプリントコイル。