WO2025239366A1 - コイル基板、モータ用コイル基板、及びモータ - Google Patents

コイル基板、モータ用コイル基板、及びモータ

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WO2025239366A1
WO2025239366A1 PCT/JP2025/017437 JP2025017437W WO2025239366A1 WO 2025239366 A1 WO2025239366 A1 WO 2025239366A1 JP 2025017437 W JP2025017437 W JP 2025017437W WO 2025239366 A1 WO2025239366 A1 WO 2025239366A1
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WO
WIPO (PCT)
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coil
wiring
substrate
insulating layer
winding
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2025/017437
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English (en)
French (fr)
Inventor
貴久 平澤
貴之 古野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the technology disclosed in this specification relates to a coil substrate, a motor coil substrate, and a motor.
  • Patent Document 1 discloses a coil body formed by winding a printed wiring board on which a wiring pattern has been formed multiple times to form a cylindrical shape.
  • the printed wiring board in Patent Document 1 is wound so that the end of the winding, located on the outermost layer, exceeds the circumferential position of the start of the winding, located on the innermost layer.
  • the present invention relates to a coil substrate that includes a resin substrate having a first surface and a second surface opposite the first surface, and a plurality of coil wires arranged along the longitudinal direction of the resin substrate, and is wound into a substantially cylindrical shape to form a motor coil substrate.
  • the winding starts at a first edge on one longitudinal end of the resin substrate, and ends at a second edge on the other longitudinal end of the resin substrate.
  • the winding is wound multiple times circumferentially around an axis extending parallel to the first edge, starting from the winding start, so that the coil substrate has a substantially cylindrical shape.
  • An imaginary line which is a straight line connecting the winding start and the cylindrical center of the coil substrate, is provided in the cylindrical cross section of the motor coil substrate, and the winding end does not extend beyond the imaginary line.
  • the coil substrate of the present invention is wound into a substantially cylindrical shape to form a coil substrate for a motor.
  • the end of the winding does not extend beyond an imaginary line that connects the start of the winding and the center of the cylindrical coil substrate, so that no protrusions are formed, and the coil substrate is wound into a substantially cylindrical shape.
  • the cross section of the motor coil substrate can be made perfectly circular.
  • the gap between the housing and the substrate becomes uniform. By making the gap uniform, heat is less likely to build up even when the motor is running, and a decrease in motor performance is suppressed.
  • the multiple coil wirings include U-phase, V-phase, and W-phase coil wirings, and the circumferential distance (d) between the imaginary line and the end of winding is greater than 0 and is equal to or less than the circumferential length (D) of any one of the U-phase, V-phase, and W-phase coil wirings located in the innermost layer when wound in the approximately cylindrical shape.
  • the end of the winding does not overlap the imaginary line. Furthermore, by making the circumferential distance (d) between the imaginary line and the end of the winding less than the circumferential length (D) of the one-phase coil wiring located on the innermost layer, the wiring width of the coil wiring located closest to the end of the winding on the outermost layer can be prevented from becoming too small, preventing an increase in wiring resistance and a decrease in current, thereby ensuring motor performance.
  • a first insulating layer is formed on the first surface of the resin substrate, and a first edge at one longitudinal end of the resin substrate is the edge at one longitudinal end of the first insulating layer, with the edge at one end of the first insulating layer being the winding start, a second edge at the other longitudinal end of the resin substrate is the edge at the other longitudinal end of the first insulating layer, with the edge at the other end of the first insulating layer being the winding end, and the imaginary line is a first imaginary line VL1 that is a straight line connecting the winding start of the first insulating layer and the cylindrical center of the coil substrate, and when the coil substrate is wound into an approximately cylindrical shape, the winding end of the first insulating layer does not extend beyond the first imaginary line VL1.
  • a first insulating layer is formed on the first surface of a resin substrate.
  • the coil substrate is wound into a substantially cylindrical shape to form a motor coil substrate
  • the coil substrate is wound into a substantially cylindrical shape so that the end of the first insulating layer does not extend beyond the first imaginary line VL1, which is a straight line connecting the start of the first insulating layer and the cylindrical center of the coil substrate.
  • VL1 a straight line connecting the start of the first insulating layer and the cylindrical center of the coil substrate.
  • the coil substrate of the present invention has a circumferential distance d1 between the first imaginary line VL1 and the winding end of the first insulating layer, and the distance d1 is the angle between the first imaginary line VL1 and a line connecting the winding end of the first insulating layer and the central axis AX of the cylindrical coil substrate, and the angle satisfies the relationship of Equation 1. 0° ⁇ d1 ⁇ 30° (Formula 1)
  • the coil substrate of the present invention by setting the circumferential distance d1 between the first virtual line VL1 and the winding end of the first insulating layer to greater than 0° and less than 30°, no protrusions are formed, and the coil substrate is wound in an approximately cylindrical shape.
  • a second insulating layer is formed on the second surface of the resin substrate, and a first edge at one longitudinal end of the resin substrate is the edge at one longitudinal end of the second insulating layer, with the edge at one end of the second insulating layer being the winding start.
  • a second edge at the other longitudinal end of the resin substrate is the edge at the other longitudinal end of the second insulating layer, with the edge at the other end of the second insulating layer being the winding end.
  • the imaginary line is a second imaginary line VL2 that is a straight line connecting the winding start of the second insulating layer and the cylindrical center of the coil substrate, and when the coil substrate is wound into an approximately cylindrical shape, the winding end of the second insulating layer does not extend beyond the second imaginary line VL2.
  • a second insulating layer is formed on the second surface of the resin substrate.
  • the end of the second insulating layer does not extend beyond the second imaginary line VL2, which is a straight line connecting the start of the second insulating layer and the cylindrical center of the coil substrate. This prevents the formation of a protrusion, allowing the coil substrate to be wound into a substantially cylindrical shape.
  • the cross-sectional shape of the motor coil substrate can be made to be a perfect circle.
  • the gap between the housing and the substrate becomes uniform. By making the gap uniform, heat is less likely to build up even when the motor is operating, and a decrease in motor performance is suppressed.
  • the coil substrate of the present invention has a circumferential distance d2 between the second imaginary line VL2 and the winding end of the second insulating layer, and the distance d2 is the angle between the second imaginary line VL2 and the line connecting the winding end of the second insulating layer and the central axis AX of the cylindrical coil substrate, and the angle satisfies the relationship of Equation 2. 0° ⁇ d2 ⁇ 30° (Formula 2)
  • the coil substrate of the present invention by setting the circumferential distance d2 between the second imaginary line VL2 and the winding end of the second insulating layer to greater than 0° and less than 30°, no protrusions are formed, and the coil substrate is wound in an approximately cylindrical shape.
  • the coil substrate of the present invention has, among the multiple coil wirings, a first coil wiring that is located in the outermost layer when wound in the approximately cylindrical shape and is closest to the end of the winding, and a second coil wiring that is adjacent to the first coil wiring in the outermost layer, and the wiring width W1 of the first coil wiring and the wiring width W2 of the second coil wiring satisfy the relationship of Equation 3. W1 ⁇ W2...(Formula 3)
  • the length of the portion of the coil substrate near the end of the winding can be shortened by making the wiring width W1 of the first coil wiring located in the outermost layer and closest to the end of the winding smaller than the wiring width W2 of the second coil wiring adjacent to the first coil wiring in the outermost layer.
  • the end of the coil substrate does not extend beyond an imaginary line extending radially outward from the start of the winding of the motor coil substrate, and no protrusions are formed.
  • the gap between the housing and the substrate becomes uniform. This uniform gap prevents heat from building up even when the motor is operating, and suppresses a decrease in motor performance.
  • the wiring width W1 of the first coil wiring and the wiring width W2 of the second coil wiring satisfy the relationship of Equation 4. 1/2 ⁇ W1/W2 ⁇ 1 (Equation 4)
  • the coil substrate of the present invention has a third coil wiring that is located in the innermost layer among the multiple coil wirings when wound in the approximately cylindrical shape, and the wiring width W1 of the first coil wiring and the wiring width W3 of the third coil wiring satisfy the relationship of Equation 5.
  • W1 W3...(Formula 5)
  • the wiring width W1 of the first coil wiring located on the outermost layer and closest to the end of the winding is made equal to the wiring width W3 of the third coil wiring located on the innermost layer. This ensures that the wiring width W1 of the first coil wiring is smaller than the wiring width W2 of the second coil wiring. Furthermore, since the wiring width W1 is made equal to the wiring width W3 of the third coil wiring on the innermost layer, designing the coil wiring and manufacturing the coil substrate becomes easier.
  • the coil wiring forms a half turn with the first coil wiring on the first surface and a half turn with the second coil wiring on the second surface, and the first coil wiring and the second coil wiring are connected by through holes or via holes.
  • a coil is formed by electrically connecting a half turn of the first coil wiring on the first surface and a half turn of the second coil wiring on the second surface via a through hole or via hole.
  • a coil substrate with half turns of coil wiring formed on each of the first and second surfaces can be used to form a motor coil substrate with a perfectly circular cross-sectional shape.
  • the coil wiring forms a spiral with the first coil wiring on the first surface and a spiral with the second coil wiring on the second surface, and the first coil wiring and the second coil wiring are connected by through holes or via holes.
  • a coil is formed by electrically connecting the spiral of the first coil wiring on the first surface and the spiral of the second coil wiring on the second surface via a through hole or via hole.
  • a coil substrate with spiral coil wiring formed on the first or second surface can be used to form a motor coil substrate with a perfectly circular cross-sectional shape.
  • the motor coil substrate of the present invention is formed by winding the coil substrate described above into the approximately cylindrical shape.
  • the motor coil substrate of the present invention can have a perfectly circular cross-sectional shape.
  • the gap between the housing and the substrate becomes uniform. By making the gap uniform, heat is less likely to build up even when the motor is operating, and a decrease in motor performance is suppressed.
  • the motor of the present invention is formed by mounting one of the motor coil substrate and magnet on the rotor and the other on the stator. By forming a motor using a motor coil substrate with a perfect circular shape, a high-performance motor can be obtained.
  • FIG. 2 is a top view showing the coil substrate of the embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1 and FIG. 3.
  • FIG. 2 is a bottom view showing the coil substrate of the embodiment. 1 is a side view of a motor coil substrate using the coil substrate of the embodiment, viewed from the central axis direction. 5 is a partially enlarged view of the vicinity of a first imaginary line of the motor coil substrate shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a partially enlarged view of the vicinity of a second imaginary line of the motor coil substrate shown in FIG. 4.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a motor using a motor coil substrate according to an embodiment of the present invention; 1 and 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the coil substrate of the first modified example, taken along the line II-II shown in FIG.
  • FIG. 10 is a side view of a motor coil substrate using the coil substrate of the first modified example, as viewed from the central axis direction. 10 is a partially enlarged view of the vicinity of the imaginary line of the motor coil substrate shown in FIG. 9 .
  • FIG. 10 is a top view showing a coil substrate of a second modified example.
  • FIG. 10 is a bottom view showing a coil substrate of a second modified example.
  • FIG. 1 is a top view showing a coil substrate 2 according to an embodiment.
  • Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in Fig. 1 and Fig. 3.
  • Fig. 3 is a bottom view showing the coil substrate 2 of the embodiment.
  • the coil substrate 2 includes a flexible substrate 10, a U-phase coil 20U, a V-phase coil 20V, a W-phase coil 20W, a U-phase terminal 40U, a V-phase terminal 40V, a W-phase terminal 40W, terminal connection wiring 45U, 45V, and 45W, inter-coil connection wiring 50U, 50V, and 50W, and inter-phase connection wiring 60U, 60V, and 60W.
  • the flexible substrate 10 is a resin substrate having a first surface 10F and a second surface 10B opposite to the first surface 10F.
  • the flexible substrate 10 is made of an insulating resin such as polyimide, polyamide, etc.
  • the flexible substrate 10 has flexibility.
  • the flexible substrate 10 is formed in a rectangular shape having four sides: a first side E1, a second side E2, a third side E3, and a fourth side E4.
  • the first side E1 is a short side at one end of the flexible substrate 10 in the longitudinal direction (the direction of the arrow LD in FIG. 1).
  • the second side E2 is the short side on the other end side of the flexible substrate 10 in the longitudinal direction.
  • the first side E1 and the second side E2 are both short sides extending along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the flexible substrate 10 (the direction of the arrow OD in FIG. 1).
  • the third side E3 and the fourth side E4 are both long sides extending along the longitudinal direction of the flexible substrate 10.
  • the flexible substrate 10 has a first region R1 at one end in the longitudinal direction and a second region R2 adjacent to the first region R1.
  • the first region R1 includes a first side E1
  • the second region R2 includes a second side E2.
  • the U-phase terminal 40U, the V-phase terminal 40V, and the W-phase terminal 40W are formed on the third side E3 of the flexible substrate 10.
  • the U-phase terminal 40U and the W-phase terminal 40W are arranged in the first region R1
  • the V-phase terminal 40V is arranged in the second region R2. 1 and 3
  • U-phase terminal 40U is connected to starting end 20US of U-phase coil 20U by terminal connecting wiring 45U, and is also connected to ending end 20WE of W-phase coil 20W via interphase connecting wiring 60W.
  • V-phase terminal 40V is connected to starting end 20VS of V-phase coil 20V by terminal connecting wiring 45V.
  • V-phase terminal 40V is also connected to ending end 20UE of U-phase coil 20U via interphase connecting wiring 60U.
  • W-phase terminal 40W is connected to starting end 20WS of W-phase coil 20W by terminal connecting wiring 45W. Furthermore, W-phase terminal 40W is connected to termination 20VE of V-phase coil 20V via interphase connecting wiring 60V. That is, in the embodiment, U-phase coil 20U, V-phase coil 20V, and W-phase coil 20W are delta-connected. Note that, in other examples, U-phase coil 20U, V-phase coil 20V, and W-phase coil 20W may be Y-connected or may be connected in some other way. Furthermore, the arrangement of U-phase terminal 40U, V-phase terminal 40V, and W-phase terminal 40W in a region is merely an example, and other arrangements are also possible.
  • Terminal connection wiring 45U connects the coil wiring of U-phase coil 20U to U-phase terminal 40U
  • terminal connection wiring 45V connects the coil wiring of V-phase coil 20V to V-phase terminal 40V
  • terminal connection wiring 45W connects the coil wiring of W-phase coil 20W to W-phase terminal 40W
  • Interphase connection wiring 60U connects the coil wiring of U-phase coil 20U to V-phase terminal 40V
  • interphase connection wiring 60V connects the coil wiring of V-phase coil 20V to W-phase terminal 40W
  • interphase connection wiring 60W connects the coil wiring of W-phase coil 20W to U-phase terminal 40U.
  • the U-phase coil 20U, V-phase coil 20V, and W-phase coil 20W respectively constitute the U-phase, V-phase, and W-phase of the three-phase motor.
  • the starting end 20US of the U-phase coil 20U is located within the first region R1.
  • the ending end 20UE of the U-phase coil 20U is located within the second region R2.
  • the U-phase coil 20U includes eight coils 31U, 32U, 33U, 34U, 35U, 36U, 37U, and 38U.
  • the eight coils 31U to 38U are arranged in this order along the longitudinal direction of the flexible substrate 10 from the starting end 20US of the U-phase coil 20U toward the ending end 20UE.
  • the eight coils 31U to 38U are connected to each other by inter-coil connection wiring 50U.
  • Each of the eight coils 31U to 38U is formed such that the first coil wiring, which constitutes half of one turn, is formed on the first surface 10F, and the second coil wiring, which constitutes the remaining half turn, is formed on the second surface 10B, with adjacent turns being offset from one another.
  • the first coil wiring and second coil wiring are electrically connected by through holes or via holes formed in the flexible substrate 10.
  • the winding start positions (starting ends) of the first coil 31U, the third coil 33U, the fifth coil 35U, and the seventh coil 37U from the starting end 20US of the U-phase coil 20U are located on the first surface 10F, and the winding end positions (terminating ends) are located on the second surface 10B.
  • the coils 31U, 33U, 35U, and 37U are wound counterclockwise.
  • the winding start positions (starting ends) of the second coil 32U, fourth coil 34U, sixth coil 36U, and eighth coil 38U from the starting end 20US of the U-phase coil 20U are located on the second surface 10B, and the winding end positions (terminating ends) are located on the first surface 10F.
  • the coils 32U, 34U, 36U, and 38U are wound clockwise.
  • a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 31U overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 32U via the flexible substrate 10.
  • a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 32U overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 33U.
  • a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 33U overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 34U.
  • a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 34U overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 35U. Furthermore, a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 35U overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 36U. Furthermore, a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 36U overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 37U. Furthermore, a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 37U overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 38U.
  • the coil-to-coil connection wiring 50U connecting coil 31U and coil 32U, the coil-to-coil connection wiring 50U connecting coil 33U and coil 34U, the coil-to-coil connection wiring 50U connecting coil 35U and coil 36U, and the coil-to-coil connection wiring 50U connecting coil 37U and coil 38U are arranged on the second surface 10B.
  • the coil-to-coil connection wiring 50U connecting coil 32U and coil 33U, the coil-to-coil connection wiring 50U connecting coil 34U and coil 35U, and the coil-to-coil connection wiring 50U connecting coil 36U and coil 37U are arranged on the first surface 10F.
  • the U-phase terminal 40U, terminal connection wiring 45U, and inter-phase connection wiring 60U are arranged on the first surface 10F.
  • the starting end 20VS of the V-phase coil 20V is located within the second region R2.
  • the ending end 20VE of the V-phase coil 20V is located within the first region R1.
  • the V-phase coil 20V includes eight coils 31V, 32V, 33V, 34V, 35V, 36V, 37V, and 38V.
  • the eight coils 31V to 38V are arranged in this order along the longitudinal direction of the flexible substrate 10 from the starting end 20VS of the V-phase coil 20V toward the ending end 20VE.
  • the eight coils 31V to 38V are connected to each other by inter-coil connection wiring 50V.
  • Each of the eight coils 31V to 38V is formed such that the first coil wiring, which constitutes half of one turn, is formed on the first surface 10F, and the second coil wiring, which constitutes the remaining half turn, is formed on the second surface 10B, with adjacent turns being offset from one another.
  • the first coil wiring and second coil wiring are electrically connected by through holes or via holes formed in the flexible substrate 10.
  • the winding start positions (starting ends) of the first coil 31V, the third coil 33V, the fifth coil 35V, and the seventh coil 37V from the starting end 20VS of the V-phase coil 20V are located on the first surface 10F, and the winding end positions (terminating ends) are located on the second surface 10B.
  • the coils 31V, 33V, 35V, and 37V are wound counterclockwise.
  • the winding start positions (starting ends) of the second coil 32V, the fourth coil 34V, the sixth coil 36V, and the eighth coil 38V from the starting end 20VS of the V-phase coil 20V are located on the second surface 10B, and the winding end positions (terminating ends) are located on the first surface 10F.
  • the coils 32V, 34V, 36V, and 38V are wound clockwise.
  • a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the coil 31V overlaps a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the adjacent coil 32V via the flexible substrate 10. Furthermore, a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the coil 32V overlaps a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the adjacent coil 33V. Furthermore, a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the coil 33V overlaps a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the adjacent coil 34V.
  • a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the coil 34V overlaps a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the adjacent coil 35V. Furthermore, a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the coil 35V overlaps a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the adjacent coil 36V. Further, a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the coil 36V overlaps a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the adjacent coil 37V. Further, a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the coil 37V overlaps a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the adjacent coil 38V.
  • the coil-to-coil connection wiring 50V connecting coil 31V and coil 32V, the coil-to-coil connection wiring 50V connecting coil 33V and coil 34V, the coil-to-coil connection wiring 50V connecting coil 35V and coil 36V, and the coil-to-coil connection wiring 50V connecting coil 37V and coil 38V are arranged on the second surface 10B.
  • the coil-to-coil connecting wiring 50V connecting coils 32V and 33V, the coil-to-coil connecting wiring 50V connecting coils 34V and 35V, and the coil-to-coil connecting wiring 50V connecting coils 36V and 37V are arranged on the first surface 10F.
  • the V-phase terminal 40V, the terminal connecting wiring 45V, and the inter-phase connecting wiring 60V are arranged on the first surface 10F.
  • starting end 20WS of W-phase coil 20W is located within first region R1.
  • End 20WE of W-phase coil 20W is located within second region R2.
  • W-phase coil 20W includes eight coils 31W, 32W, 33W, 34W, 35W, 36W, 37W, and 38W.
  • the eight coils 31W to 38W are arranged in this order from the starting end 20WS of the W-phase coil 20W toward the ending end 20WE along the longitudinal direction of the flexible substrate 10.
  • the eight coils 31W to 38W are connected to each other by inter-coil connection wiring 50W.
  • Each of the eight coils 31W to 38W is formed such that the first coil wiring, which constitutes half of one turn, is formed on the first surface 10F, and the second coil wiring, which constitutes the remaining half turn, is formed on the second surface 10B, with adjacent turns being staggered.
  • the first coil wiring and second coil wiring are electrically connected by through holes or via holes formed in the flexible substrate 10.
  • the winding start positions (starting ends) of the first coil 31W, the third coil 33W, the fifth coil 35W, and the seventh coil 37W from the starting end 20WS of the W-phase coil 20W are located on the first surface 10F, and the winding end positions (terminating ends) are located on the second surface 10B.
  • the coils 31W, 33W, 35W, and 37W are wound counterclockwise.
  • the winding start positions (starting ends) of the second coil 32W, the fourth coil 34W, the sixth coil 36W, and the eighth coil 38W from the starting end 20WS of the W-phase coil 20W are located on the second surface 10B, and the winding end positions (terminating ends) are located on the first surface 10F.
  • the coils 32W, 34W, 36W, and 38W are wound clockwise.
  • a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 31W overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 32W via the flexible substrate 10.
  • a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 32W overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 33W.
  • a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 33W overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 34W.
  • a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 34W overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 35W.
  • a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 35W overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 36W.
  • a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 36W overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 37W.
  • a portion of the wiring (second coil wiring) on the second surface 10B side of the coil 37W overlaps a portion of the wiring (first coil wiring) on the first surface 10F side of the adjacent coil 38W.
  • the coil-to-coil connection wiring 50W connecting coils 31W and 32W, the coil-to-coil connection wiring 50W connecting coils 33W and 34W, the coil-to-coil connection wiring 50W connecting coils 35W and 36W, and the coil-to-coil connection wiring 50W connecting coils 37W and 38W are arranged on the second surface 10B.
  • the coil-to-coil connection wiring 50W connecting coils 32W and 33W, the coil-to-coil connection wiring 50W connecting coils 34W and 35W, and the coil-to-coil connection wiring 50W connecting coils 36W and 37W are arranged on the first surface 10F.
  • the W-phase terminal 40W, terminal connection wiring 45W, and interphase connection wiring 60W are arranged on the first surface 10F.
  • the interphase connection wiring 60W connects the end 20WE of the W-phase coil 20W to the terminal connection wiring 45U.
  • the interphase connection wiring 60W extends from the second region R2 to the first region R1.
  • the wiring of each of the coils 20U, 20V, and 20W is arranged in a hexagonal shape.
  • the wiring of each of the coils 20U, 20V, and 20W may be arranged in any shape, such as a circle (a perfect circle, an ellipse), a triangle, a quadrangle (a square, a rectangle, a diamond), a pentagon, or a polygon with seven or more sides.
  • the wiring layout shape of all the coils is not limited to be the same, and the wiring layout shape may differ between the coils.
  • the number of turns of one coil wiring is not particularly limited, but should be at least one, preferably three to seven.
  • the coil wiring is formed by forming a half turn of the first coil wiring on the first surface 10F, forming a half turn of the second coil wiring on the second surface 10B, and connecting the first coil wiring and the second coil wiring with a through hole or via hole.
  • a half turn refers to half of the coil wiring.
  • a quarter turn may be formed on the first surface 10F and a quarter turn on the second surface 10B, and connected with a through hole or via hole, forming a half turn in total on the first surface 10F or the second surface 10B.
  • the coil wiring may be disposed on either the first surface 10F or the second surface 10B. In this case, the coil wiring on the first surface 10F and the coil wiring on the second surface 10B may overlap completely, partially, or not at all.
  • a first insulating layer 47F is formed on the first surface 10F of the flexible substrate 10, and a second insulating layer 47B is formed on the second surface 10B.
  • the first insulating layer 47F is not formed, and the second insulating layer 47B is formed.
  • both the first insulating layer 47F and the second insulating layer 47B are formed.
  • the first insulating layer 47F is formed, but the second insulating layer 47B is not formed.
  • the insulating layers 47F and 47B can be formed by printing a liquid resin, for example, or by using a coverlay.
  • the resin of the insulating layers is, for example, polyimide.
  • the first insulating layer 47F covers the first surface 10F of the flexible substrate 10 in the fourth region R4 and the fifth region R5, the first coil wiring of each coil, and through holes or via holes. As shown in FIG. 2, the thickness of the first insulating layer 47F is greater than the thickness of the first coil wiring of each coil. 1, an end face 47Fa of the first insulating layer 47F on the third region R3 side is linear and substantially parallel to the second side E2 of the flexible substrate 10. An end face 47Fb of the first insulating layer 47F on the first side E1 side substantially coincides with the first side E1 of the flexible substrate 10.
  • the end face 47Fa may be formed in a concave shape so as to substantially follow the arrangement of the first coil wiring of the coil 38W closest to the second side E2.
  • the second insulating layer 47B covers the second surface 10B of the flexible substrate 10 in the third region R3 and the fourth region R4, the second coil wiring of each coil, and through holes or via holes. As shown in FIG. 2, the thickness of the second insulating layer 47B is greater than the thickness of the second coil wiring of each coil. 3, an end surface 47Ba of the second insulating layer 47B on the fifth region R5 side is linear and substantially parallel to the first side E1 of the flexible substrate 10. An end surface 47Bb of the second insulating layer 47B on the second side E2 side substantially coincides with the second side E2 of the flexible substrate 10.
  • the end surface 47Ba may be formed in a concave shape so as to substantially follow the arrangement of the second coil wiring of the coil 31U closest to the first side E1.
  • the formation of the first insulating layer 47F and the second insulating layer 47B is merely an example, and they may be formed over the entire surface of the flexible substrate 10, or other combinations may be used.
  • FIG. 4 is a side view of a motor coil substrate 550 using the coil substrate 2 (FIGS. 1 to 3) of the embodiment, as viewed from the central axis direction.
  • FIG. 5 is a partial enlarged view of the vicinity of the first imaginary line VL1 of the motor coil substrate 550 shown in FIG.
  • FIG. 6 is a partial enlarged view of the vicinity of the second imaginary line VL2 of the motor coil substrate 550 shown in FIG.
  • the coil substrate 2 of the embodiment is wound into a cylindrical shape using a cylindrical core material (not shown), thereby forming a motor coil substrate 550 for a motor.
  • the winding starts at the first side E1 of the flexible substrate 10 and ends at the second side E2 of the flexible substrate 10, and the coil is wound multiple times in the circumferential direction around a central axis AX that extends parallel to the first side E1, with the first side E1 as the starting point.
  • the number of windings of the coil substrate 2 is preferably 2 to 10. In this embodiment, the number of turns of the coil substrate 2 is approximately two.
  • the first surface 10F of the flexible substrate 10 is disposed on the outer periphery side, and the second surface 10B is disposed on the inner periphery side. Note that when the coil substrate 2 is wound into a cylindrical shape, the first surface 10F of the flexible substrate 10 may be disposed on the inner periphery side, and the second surface 10B may be disposed on the outer periphery side.
  • the coil substrate 2 is wound such that the coils 31U, 32U, 33U, and 34U in the first region R1 and the coils 35U, 36U, 37U, and 38U in the second region R2 overlap each other in the radial direction.
  • the coil substrate 2 is wound such that the coils 38V, 37V, 36V, and 35V in the first region R1 and the coils 34V, 33V, 32V, and 31V in the second region R2 overlap each other in the radial direction.
  • the coil substrate 2 is wound such that the coils 31W, 32W, 33W, and 34W in the first region R1 and the coils 35W, 36W, 37W, and 38W in the second region R2 overlap each other in the radial direction.
  • the coil substrate 2 is wound so that the U-phase, V-phase, and W-phase are repeated four times in one turn.
  • the coil substrate 2 may be configured so that the U-phase, V-phase, and W-phase are repeated 1 to 3 times, or 5 or more times in one turn.
  • the winding start point is an end face 47Fb on one longitudinal end side (the side of the first side E1) of the first insulating layer 47F
  • the winding end point is an end face 47Fa on the other longitudinal end side of the first insulating layer 47F.
  • a first imaginary line VL1 is a straight line connecting the winding start point (end face 47Fb) of the first insulating layer 47F and the central axis AX, which is the center of the cylindrical shape of the coil substrate 2, and is provided on the cylindrical cross section of the motor coil substrate 550.
  • the coil substrate 2 is wound so that the winding end (end surface 47Fa) of the first insulating layer 47F does not exceed the first imaginary line VL1.
  • the circumferential distance d1 between the first imaginary line VL1 and the winding end (end surface 47Fa) of the first insulating layer 47F is greater than 0 and is equal to or less than the circumferential length D1 of any one of the U-phase, V-phase, and W-phase coils located in the innermost layer when wound in a substantially cylindrical shape.
  • the length D1 is the circumferential length of the portion of the innermost first insulating layer 47F corresponding to the U phase, and the circumferential length is in an angular range of 30°.
  • the circumferential distance d1 between the first virtual line VL1 and the winding end (end surface 47Fa) of the first insulating layer 47F is the angle of the line connecting the winding end (end surface 47Fa) of the first insulating layer 47F and the central axis AX relative to the first virtual line VL1, and this angle is greater than 0° and less than or equal to 30°.
  • the distance d1 satisfies the relationship of Equation 1 with respect to the first virtual line VL1. 0° ⁇ d1 ⁇ 30° (Formula 1)
  • the winding start is defined at an end face 47Ba on one longitudinal end of the second insulating layer 47B, and the winding end is defined at an end face 47Bb on the other longitudinal end (the side of the second side E2) of the second insulating layer 47B.
  • a second imaginary line VL2 is defined as a straight line connecting the winding start (end face 47Ba) of the second insulating layer 47B to the central axis AX, which is the center of the cylindrical shape of the coil substrate 2, and is provided on the cylindrical cross section of the motor coil substrate 550.
  • the coil substrate 2 is wound so that the winding end (end face 47Bb) of the second insulating layer 47B does not extend beyond the second imaginary line VL2.
  • the circumferential distance d2 between the second imaginary line VL2 and the winding end (end face 47Bb) of the second insulating layer 47B is greater than 0 and is equal to or less than the circumferential length D2 of any one of the U-, V-, and W-phase coils located in the innermost layer when wound in a substantially cylindrical shape.
  • the length D2 is the circumferential length of the portion of the innermost second insulating layer 47B corresponding to the U phase, and the circumferential length is in an angular range of 30°.
  • the circumferential distance d2 between the second virtual line VL2 and the winding end (end surface 47Bb) of the second insulating layer 47B is the angle between the second virtual line VL2 and the line connecting the winding end (end surface 47Bb) of the second insulating layer 47B and the central axis AX, and this angle is greater than 0° and less than or equal to 30°.
  • the distance d2 satisfies the relationship of Equation 2 with respect to the second virtual line VL2. 0° ⁇ d2 ⁇ 30° (Formula 2)
  • an angle range of approximately 90° clockwise from the first virtual line VL1 corresponds to the above-mentioned fifth region R5, where the second insulating layer 47B is not formed.
  • the coil substrate 2 made up of the flexible substrate 10 and the first insulating layer 47F is wound along the outer periphery CM of the core material.
  • the second imaginary line VL2 which is approximately 90° clockwise from the first imaginary line VL1
  • the coil substrate 2 is wound so as to pass over the end surface 47Ba of the second insulating layer 47B, resulting in a protrusion on the periphery due to the step.
  • the angular range from the second imaginary line VL2 to the approximately 360° position (first imaginary line VL1), which is the end of the first turn, corresponds to the aforementioned fourth region R4, where both the first insulating layer 47F and the second insulating layer 47B are formed.
  • the coil substrate 2 which is composed of the second insulating layer 47B, the flexible substrate 10, and the first insulating layer 47F, is wound along the outer periphery CM of the core material.
  • the coil substrate 2 is wound so as to pass over the end surface 47Fb of the first insulating layer 47F and the first edge E1 of the flexible substrate 10, resulting in a protrusion on the periphery due to the step.
  • the angle range of approximately 90° clockwise from the first virtual line VL1 corresponds to the aforementioned fourth region R4, and the coil substrate 2 consisting of the second insulating layer 47B, the flexible substrate 10 and the first insulating layer 47F is wound along the outer periphery of the innermost coil substrate 2.
  • the coil substrate 2 is wound so as to go over the protruding shape of the inner coil substrate 2 even further along the second imaginary line VL2, resulting in a protruding shape on the outer periphery.
  • the angular range from the second imaginary line VL2 to the approximately 360° position (first imaginary line VL1), which is the end of the second turn, corresponds to the fourth region R4.
  • the coil substrate 2 which is made up of the second insulating layer 47B, the flexible substrate 10, and the first insulating layer 47F, is wound along the outer periphery of the innermost coil substrate 2.
  • the coil substrate 2 is wound so as to go over the protruding shape of the inner coil substrate 2 even further along the first imaginary line VL1, resulting in a protruding shape on the outer periphery.
  • the first insulating layer 47F of the coil substrate 2 is wound so as not to exceed the first imaginary line VL1; specifically, a gap of distance d1 is formed between the end face 47Fa and the first imaginary line VL1.
  • the cross-sectional shape of the motor coil substrate 550 can be made substantially circular.
  • the angular range of approximately 90° clockwise from the first imaginary line VL1 corresponds to the aforementioned third region R3, where the first insulating layer 47F is not formed.
  • the coil substrate 2 consisting of the flexible substrate 10 and the second insulating layer 47B, is wound along the outer periphery of the inner coil substrate 2.
  • the flexible substrate 10 and the second insulating layer 47B are wound so as not to exceed the second imaginary line VL2; specifically, a gap of distance d2 is formed between the end face 47Bb and the second imaginary line VL2.
  • the cross-sectional shape of the motor coil substrate 550 prevents the cross-sectional shape of the motor coil substrate 550 from having a pronounced protrusion at the second imaginary line VL2, compared to when the second insulating layer 47B is wound beyond the second imaginary line VL2. As a result, the cross-sectional shape of the motor coil substrate 550 can be made approximately circular.
  • making the cross-sectional shape of the motor coil substrate 550 nearly perfect circular or perfect circular means making the cylindricity of the outer peripheral surface of the motor coil substrate 550 greater than 0.0 mm and less than 0.3 mm.
  • the cylindricity of the outer peripheral surface is measured using a V-block measurement method. That is, the motor coil substrate 550 is placed on a V-block, rotated once, and the difference in the direction perpendicular to the axis is measured at five different points, and the average value is calculated to measure the cylindricity of the outer peripheral surface OC.
  • the first coil wiring of coil 31U, the second coil wiring of coil 34U, the first coil wiring of coil 35U, and the second coil wiring of coil 38U overlap radially from the inner circumferential side to the outer circumferential side. Since the circumference on the outer periphery is longer than the circumference on the inner periphery within the same angular range, the wiring width W2 of the outer periphery coil 38U is greater than the wiring width W3 of the inner periphery coil 31U.
  • the wiring width W2 of coil 31V on the outer periphery side is larger than the wiring width W3 of coil 38V on the inner periphery side.
  • the wiring width W2 of coil 31V on the outer periphery side is larger than the wiring width W3 of coil 36V on the inner periphery side.
  • the second coil wiring of coil 33W, the first coil wiring of coil 34W, the second coil wiring of coil 37W, and the first coil wiring of coil 38W overlap radially from the inner periphery to the outer periphery.
  • the wiring width W1 of the outer coil 38W is smaller than the wiring width W2 of the adjacent coil 31V.
  • the wiring width W1 of the coil 38W (an example of first coil wiring) that is located in the outermost layer in a substantially cylindrically wound state among the multiple coils that the coil substrate 2 has and that is located closest to the winding end of the first insulating layer 47F
  • the wiring width W2 of the coil 31V (an example of second coil wiring) that is adjacent to the coil 38W in the outermost layer
  • the wiring width W1 of the coil 38W and the wiring width W2 of the coil 31V satisfy the relationship of Equation 4.
  • the length of the portion of the first insulating layer 47F near the winding end can be shortened.
  • the end surface 47Fa of the winding end of the first insulating layer 47F can be prevented from exceeding the first imaginary line VL1.
  • no protrusions are formed on the coil substrate 2, and the coil substrate 2 is wound in a substantially cylindrical shape.
  • the cross section of the motor coil substrate 550 can be easily formed in a substantially perfect circle or a perfect circle.
  • the second coil wiring of coil 31U, the first coil wiring of coil 32U, the second coil wiring of coil 35U, and the first coil wiring of coil 36U overlap radially from the inner periphery to the outer periphery. Because the circumferential length on the outer periphery is longer than the circumferential length on the inner periphery within the same angular range, the wiring width W2 of the outer periphery coil 36U is greater than the wiring width W3 of the inner periphery coil 31U.
  • the wiring width W2 of the outer periphery coil 33V is greater than the wiring width W3 of the inner periphery coil 38V.
  • the first coil wiring of coil 38V, the second coil wiring of coil 35V, the first coil wiring of coil 34V, and the second coil wiring of coil 31V overlap radially from the inner periphery to the outer periphery. Therefore, the wiring width W2 of the outer periphery coil 31V is greater than the wiring width W3 of the inner periphery coil 38V.
  • the first coil wiring of coil 31W, the second coil wiring of coil 34W, the first coil wiring of coil 35W, and the second coil wiring of coil 38W overlap radially from the inner periphery to the outer periphery.
  • the wiring width W1 of outermost coil 38W is smaller than the wiring width W2 of the adjacent coil 31V.
  • the wiring width W1 of coil 38W (an example of first coil wiring), which is located in the outermost layer in a substantially cylindrically wound state and closest to the end of the winding of the second insulating layer 47B among the multiple coils included in coil substrate 2, and the wiring width W2 of coil 31V (an example of second coil wiring) adjacent to coil 38W in the outermost layer satisfy the relationship of Equation 3.
  • the wiring width W1 of the coil 38W and the wiring width W2 of the coil 31V satisfy the relationship of Equation 4.
  • the wiring width W1 of coil 38W and the wiring width W3 of coils 31U and 38V (an example of third coil wiring) that are located in the innermost layer of the multiple coils on coil substrate 2 when wound in an approximately cylindrical shape satisfy the relationship of Equation 5.
  • W1 W3...(Formula 5)
  • the wiring width W1 of the coil 38W does not have to be the same as the wiring width W3 as long as it satisfies the relationship of the above formula 4.
  • the wiring widths W1, W2, and W3 of the coil are not particularly limited, but are preferably 50-600 ⁇ m.
  • the thickness of the coil wiring is not particularly limited, but is preferably 20-200 ⁇ m.
  • the length of the portion of the second insulating layer 47B near the winding end can be shortened.
  • the end surface 47Bb of the winding end of the second insulating layer 47B can be prevented from exceeding the second imaginary line VL2.
  • the cross section of the motor coil substrate 550 can be easily formed in a substantially perfect circle or a perfect circle.
  • the first coil wiring has a wiring width W1 of 480 ⁇ m
  • the second coil wiring has a wiring width W2 of 570 ⁇ m
  • the third coil wiring has a wiring width W3 of 480 ⁇ m.
  • the motor coil substrate 550 has a distance d1 of 5°, a distance d2 of 5°, and a cylindricity of 0.2 mm.
  • a coil substrate in which the end of the winding of the substrate exceeds the imaginary line has a protruding shape and the cylindricity exceeds 0.3 mm.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating a motor 600 using the motor coil substrate 550 (FIGS. 4 to 6) according to an embodiment.
  • the motor 600 is formed by providing one of the motor coil substrate 550 and the magnet 570 on a rotor 610 and the other on a stator 620. As shown in FIG. 7, the motor 600 is formed by placing the motor coil substrate 550 inside a yoke 560, and placing a rotating shaft 580 and a magnet 570 fixed to the rotating shaft 580 inside the motor coil substrate 550.
  • the motor 600 according to the embodiment is a slotless motor.
  • the magnet 570 and the rotating shaft 580 form the rotor 610, and the motor coil substrate 550 and the yoke 560 form the stator 620.
  • the motor coil substrate 550 is arranged inside a cylindrical yoke 560 (an example of a housing).
  • the outer peripheral surface OC of the motor coil substrate 550 and the inner peripheral surface 560a of the yoke 560 are fixed by adhesive.
  • the inner peripheral surface IC of the motor coil substrate 550 and the outer peripheral surface 570a of the magnet 570 are arranged to face each other radially with a predetermined gap between them.
  • the magnet 570 is provided on the rotor 610, and the motor coil substrate 550 is provided on the stator 620, but this is not limited to this. In another example, the magnet 570 may be provided on the stator, and the motor coil substrate 550 may be provided on the rotor. Furthermore, although the motor coil substrate 550 in the embodiment is used in a slotless motor, it may also be used in motors other than slotless motors.
  • the coil substrate 2 of the embodiment has the first insulating layer 47F formed on the first surface 10F of the flexible substrate 10, and is wound into a substantially cylindrical shape to form the motor coil substrate 550.
  • the winding is performed so that the end of the winding of the first insulating layer 47F does not exceed the first imaginary line VL1, which is a straight line connecting the start of the winding of the first insulating layer 47F and the cylindrical central axis AX of the coil substrate 2.
  • VL1 is a straight line connecting the start of the winding of the first insulating layer 47F and the cylindrical central axis AX of the coil substrate 2.
  • the coil substrate 2 has the second insulating layer 47B formed on the second surface 10B of the flexible substrate 10.
  • the winding is performed so that the end of the second insulating layer 47B does not extend beyond the second imaginary line VL2, which is a straight line connecting the start of the winding of the second insulating layer 47B and the cylindrical central axis AX of the coil substrate 2.
  • VL2 is a straight line connecting the start of the winding of the second insulating layer 47B and the cylindrical central axis AX of the coil substrate 2.
  • the circumferential distance d1 between the first virtual line VL1 and the winding end of the first insulating layer 47F can be made greater than zero, thereby preventing the winding end of the first insulating layer 47F from overlapping with the first virtual line VL1.
  • the circumferential distance d2 between the second virtual line VL2 and the winding end of the second insulating layer 47B can be made greater than zero, preventing the winding end of the second insulating layer 47B from overlapping with the second virtual line VL2.
  • the wiring width W1 of the coil 38W located closest to the winding end on the outermost layer does not become too small. This prevents an increase in wiring resistance and a decrease in current due to an excessively small wiring width, thereby ensuring motor performance.
  • the wiring width W1 of the coil 38W located closest to the winding end on the outermost layer does not become too small. This prevents an increase in wiring resistance and a decrease in current due to an excessively small wiring width, ensuring motor performance.
  • the wiring width W1 of the coil 38W located in the outermost layer and closest to the end of the winding of the first insulating layer 47F can be made smaller than the wiring width W2 of the coil 31V adjacent to the coil 38W in the outermost layer, thereby shortening the length of the portion of the coil substrate 2 near the end of the winding of the first insulating layer 47F.
  • the wiring width W1 of the coil 38W located in the outermost layer and closest to the end of the winding of the second insulating layer 47B can be made smaller than the wiring width W2 of the coil 31V adjacent to the coil 38W in the outermost layer, thereby shortening the length of the portion of the coil substrate 2 near the end of the winding of the second insulating layer 47B.
  • the coil substrate 2 can be wound in a substantially cylindrical shape so that the winding end of the first insulating layer 47F does not extend beyond the first imaginary line VL1, and the winding end of the second insulating layer 47B does not extend beyond the second imaginary line VL2, allowing the cross-sectional shape of the motor coil substrate 550 to be a perfect circle.
  • the wiring width W1 of coil 38W and the wiring width W2 of coil 31V do not overlap with first imaginary lines VL1 and VL2. Furthermore, by setting W1/W2 to 1/2 ⁇ W1/W2, the wiring width W1 of coil 38W, which is located closest to the winding end on the outermost layer, is prevented from becoming too small, which would increase wiring resistance and reduce current, thereby ensuring motor performance.
  • the wiring width W1 of coil 38W which is located in the outermost layer and closest to the end of the winding, is made equal to the wiring width W3 of coil 31U, which is located in the innermost layer. This ensures that the wiring width W1 of coil 38W is smaller than the wiring width W2 of the adjacent coil 31V. Furthermore, because the wiring width W1 is made equal to the wiring width W3 of coil 31U in the innermost layer, the design of the coil wiring and the manufacturing of the coil substrate are easier.
  • each coil is formed by electrically connecting a half turn of the first coil wiring on the first surface 10F of the flexible substrate 10 and a half turn of the second coil wiring on the second surface 10B via a through hole or via hole.
  • a motor coil substrate 550 with a perfectly circular cross section can be formed using a coil substrate 2 with half-turn coil wiring formed on each of the first surface 10F and the second surface 10B.
  • the motor coil substrate 550 of the embodiment can have a cross-sectional shape that is perfectly circular.
  • the perfectly circular motor coil substrate 550 is housed in the yoke 560 of the motor 600, the gap between the yoke 560 and the motor coil substrate 550 becomes uniform, improving motor performance.
  • the motor 600 of this embodiment is formed using a motor coil substrate 550 with a perfect circular shape. This results in a high-performance motor.
  • Figures 8 to 10 show a first modified example of the embodiment.
  • Figure 8 is a cross-sectional view of the coil substrate 2 of the first modified example, taken along line II-II in Figures 1 and 3.
  • Figure 9 is a side view of a motor coil substrate 550 using the coil substrate 2 of the first modified example, viewed from the central axis direction.
  • Figure 10 is a partially enlarged view of the motor coil substrate 550 shown in Figure 9, enlarging the vicinity of the imaginary line VL.
  • a first insulating layer 47F is formed over the entire first surface 10F of the flexible substrate 10, and a second insulating layer 47B is formed over the entire second surface 10B. That is, the end face 47Fb of the first insulating layer 47F on the first side E1 side substantially coincides with the first side E1 of the flexible substrate 10, and the end face 47Fa of the first insulating layer 47F on the second side E2 side substantially coincides with the second side E2 of the flexible substrate 10.
  • the end face 47Bb of the second insulating layer 47B on the second side E2 side substantially coincides with the second side E2 of the flexible substrate 10
  • the end face 47Ba of the second insulating layer 47B on the first side E1 side substantially coincides with the first side E1 of the flexible substrate 10.
  • the coil substrate 2 of the first modified example is wound cylindrically to form the motor coil substrate 550.
  • the winding starts at a first edge E1 at one end of the flexible substrate 10 in the longitudinal direction, and ends at a second edge E2 at the other end of the flexible substrate 10 in the longitudinal direction.
  • the coil substrate 2 is wound multiple times circumferentially around a central axis AX extending parallel to the first edge E1, starting from the first edge E1.
  • the number of windings of the coil substrate 2 is approximately two, as in the embodiment. As shown in FIG.
  • an imaginary line VL which is a straight line connecting the first edge E1 at the start of the winding and the cylindrical central axis AX of the coil substrate 2 is provided on the cylindrical cross section of the motor coil substrate 550.
  • the coil substrate 2 is wound so that the second edge E2 at the end of the winding does not exceed the imaginary line VL.
  • the circumferential distance d between the imaginary line VL and the second winding end edge E2 is greater than 0 and is equal to or less than the circumferential length D of any one of the U-phase, V-phase, and W-phase coils located in the innermost layer when wound in a substantially cylindrical shape.
  • length D is the circumferential length of the portion (30° angular range) of the innermost flexible substrate 10 that corresponds to the U-phase.
  • the circumferential distance d between the imaginary line VL and the second edge E2 of the end of the winding of the flexible substrate 10 is the angle of the line connecting the second edge E2 of the end of the winding and the central axis AX relative to the imaginary line VL, and this angle is greater than 0° and less than 30°.
  • the distance d satisfies the relationship of Equation 6 with respect to the virtual line VL. 0° ⁇ d ⁇ 30° (Formula 6)
  • the distance d satisfies the relationship of Equation 6 with respect to the virtual line VL. 0° ⁇ d ⁇ 30° (Formula 6)
  • the cross-sectional shape of the motor coil substrate 550 can be easily made to be substantially a perfect circle or a perfect circle.
  • the coil substrate 2 consisting of the second insulating layer 47B, the flexible substrate 10, and the first insulating layer 47F, is wound along the outer periphery CM of the core material.
  • the imaginary line VL which marks the end of the first turn, the coil substrate 2 is wound so as to overcome the end surface 47Fb of the first insulating layer 47F, the first edge E1 of the flexible substrate 10, and the end surface 47Ba of the second insulating layer 47B on the inner coil substrate 2, resulting in a protruding shape on the outer periphery due to the step.
  • the coil substrate 2 In the second turn, within an angular range of approximately 360° clockwise from the imaginary line VL, the coil substrate 2 is wound along the outer periphery of the innermost coil substrate 2.
  • the coil substrate 2 At the imaginary line VL, which marks the end of the second turn, the coil substrate 2 is wound so as not to exceed the imaginary line VL; specifically, so that a gap of distance d is formed between the second edge E2 at the end of the winding and the imaginary line VL.
  • the cross-sectional shape of the motor coil substrate 550 can be made to be approximately a perfect circle.
  • the first coil wiring of coil 31U, the second coil wiring of coil 34U, and the first coil wiring of coil 35U overlap radially from the inner periphery to the outer periphery. Because the circumferential length on the outer periphery is longer than the circumferential length on the inner periphery within the same angular range, the wiring width W2 of coil 35U on the outer periphery is greater than the wiring width W3 of coil 31U on the inner periphery.
  • the wiring width W2 of coil 34V on the outer periphery is greater than the wiring width W3 of coil 38V on the inner periphery.
  • the wiring width W2 of the outer coil 31V is larger than the wiring width W3 of the inner coil 36V.
  • the second coil wiring of coil 33W, the first coil wiring of coil 34W, and the second coil wiring of coil 38W overlap radially from the inner periphery to the outer periphery.
  • the wiring width W1 of outermost coil 38W is smaller than the wiring width W2 of the adjacent coil 31V.
  • the wiring width W1 of coil 38W (an example of first coil wiring)
  • the wiring width W2 of coil 31V (an example of second coil wiring) adjacent to coil 38W in the outermost layer
  • the wiring width W1 of coil 38W smaller than the wiring width W2 of coil 31V, the length of the portion of the coil substrate 2 near the end of winding can be shortened. As a result, when the coil substrate 2 is wound cylindrically, the second edge E2 at the end of winding can be prevented from exceeding the imaginary line VL.
  • the coil substrate 2 of the first modified example is wound into a substantially cylindrical shape to form the motor coil substrate 550.
  • the coil substrate 2 is wound into a substantially cylindrical shape so that the second side E2 at the end of the winding does not exceed the imaginary line VL, which is a straight line connecting the first side E1 at the start of the winding and the cylindrical central axis AX of the coil substrate 2, and therefore the cross section of the motor coil substrate 550 can be made into a perfect circle.
  • VL imaginary line connecting the first side E1 at the start of the winding and the cylindrical central axis AX of the coil substrate 2
  • the first coil wiring has a wiring width W1 of 480 ⁇ m
  • the second coil wiring has a wiring width W2 of 570 ⁇ m
  • the third coil wiring has a wiring width W3 of 480 ⁇ m.
  • the distance d1 in the motor coil substrate 550 is 5°
  • the cylindricity is 0.2 mm.
  • Figures 11 and 12 show a second modified example of the embodiment.
  • Figure 11 is a top view showing the coil substrate 102 of the second modified example.
  • Figure 12 is a bottom view showing the coil substrate 102 of the second modified example.
  • the coil substrate 102 includes a flexible substrate 10, a U-phase coil 20U, a V-phase coil 20V, a W-phase coil 20W, a U-phase terminal 40U, a V-phase terminal 40V, a W-phase terminal 40W, terminal connection wiring 45U, 45V, 45W, and interphase connection wiring 60U, 60V, 60W.
  • the coils 31U, 31V, 31W constituting the U-phase coil 20U, V-phase coil 20V, and W-phase coil 20W form a spiral with the first coil wiring on the first surface 10F and form a spiral with the second coil wiring on the second surface 10B, and the first coil wiring and second coil wiring are connected by through holes TH or via holes VH.
  • FIGS 11 and 12 show only coils 31U, 31V, and 31W as the coils that make up the U-phase coil 20U, V-phase coil 20V, and W-phase coil 20W
  • the U-phase coil 20U, V-phase coil 20V, and W-phase coil 20W may be formed from multiple coils including coils 31U, 31V, and 31W.
  • the U-phase terminal 40U, the V-phase terminal 40V, the W-phase terminal 40W, the terminal connecting wiring 45U, 45V, and 45W, the first coil wiring of the coils 31U, 31V, and 31W, and the portion of the interphase connecting wiring 60W on the terminal connecting wiring 45U side are formed on the first surface 10F of the flexible substrate 10.
  • the interphase connecting wiring 60U and 60V, the second coil wiring of the coils 31U, 31V, and 31W, and the portion of the interphase connecting wiring 60W on the coil 31W side are formed on the second surface 10B of the flexible substrate 10.
  • the first coil wiring on the first surface 10F that constitutes coil 31U and the second coil wiring on the second surface 10B that constitutes coil 31U are each formed in a spiral shape (a hexagonal spiral shape).
  • the first coil wiring and the second coil wiring overlap via the flexible substrate 10, and the inner peripheral end of the first coil wiring and the inner peripheral end of the second coil wiring are connected via a through hole TH or a via hole VH.
  • the outer peripheral end of the first coil wiring of coil 31U is connected to the U-phase terminal 40U via the terminal connection wiring 45U.
  • the outer peripheral end of the second coil wiring of coil 31U is connected to one end of the interphase connection wiring 60U.
  • the first coil wiring on the first surface 10F constituting the coil 31V and the second coil wiring on the second surface 10B constituting the coil 31V are each formed in a spiral shape (a hexagonal spiral shape).
  • the first coil wiring and the second coil wiring are overlapped via the flexible substrate 10, and the inner peripheral end of the first coil wiring and the inner peripheral end of the second coil wiring are connected via a through hole TH or a via hole VH.
  • the outer peripheral end of the first coil wiring of the coil 31V is connected to the V-phase terminal 40V via the terminal connection wiring 45V and to the other end of the interphase connection wiring 60U via a through hole TH or a via hole VH.
  • the outer peripheral end of the second coil wiring of the coil 31V is connected to one end of the interphase connection wiring 60V.
  • the first coil wiring on the first surface 10F constituting the coil 31W and the second coil wiring on the second surface 10B constituting the coil 31W are each formed in a spiral shape (a hexagonal spiral shape).
  • the first coil wiring and the second coil wiring are overlapped via the flexible substrate 10, and the inner peripheral end of the first coil wiring and the inner peripheral end of the second coil wiring are connected via through holes TH or via holes VH.
  • the outer peripheral end of the first coil wiring of the coil 31W is connected to the W-phase terminal 40W via the terminal connection wiring 45W and to the other end of the interphase connection wiring 60V via through holes TH or via holes VH.
  • the outer peripheral end of the second coil wiring of the coil 31W is connected to one end of the interphase connection wiring 60W.
  • the portion of the interphase connection wiring 60W on the coil 31W side and the portion on the terminal connection wiring 45U side are connected via through holes TH or via holes VH.
  • the wiring of each coil 20U, 20V, and 20W is arranged in a hexagonal shape.
  • the wiring of each coil 20U, 20V, and 20W may be arranged in any shape, such as a circle (perfect circle, ellipse), triangle, quadrangle (square, rectangle, diamond), pentagon, or polygon with seven or more sides.
  • the wiring arrangement shape of all coils does not have to be the same, and the wiring arrangement shape may differ between coils.
  • the coil substrate 102 of the second modified example also has the same characteristics as the coil substrate 2 of the embodiment. That is, when the coil substrate 102 is wound into a substantially cylindrical shape to form the motor coil substrate 550, it is wound into a substantially cylindrical shape so that the second edge E2 at the end of the winding does not extend beyond the imaginary line VL, which is a straight line connecting the first edge E1 at the start of the winding and the cylindrical central axis AX of the coil substrate 102.
  • This allows the cross-sectional shape of the motor coil substrate 550 to be a perfect circle.
  • the motor coil substrate 550 with a perfect circle shape is placed in the yoke 560 of the motor 600, the gap between the yoke 560 and the motor coil substrate 550 becomes uniform, improving motor performance.
  • the spiral of the first coil wiring on the first surface 10F and the spiral of the second coil wiring on the second surface 10B are electrically connected via through holes or via holes to form a coil.
  • a motor coil substrate 550 having a perfectly circular cross section can be formed by using a coil substrate 102 having spiral coil wiring formed on the first surface 10F or the second surface 10B.
  • the distance d1 in the motor coil substrate 550 is 5° and the cylindricity is 0.2 mm.

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Abstract

モータ用コイル基板の断面形状を真円形状とすることができるコイル基板と、当該コイル基板を用いたモータ用コイル基板及びモータを提供する。実施形態のコイル基板は第1面および第1面と反対側の第2面を有する樹脂基板と、樹脂基板の長手方向に沿って配置された複数のコイル配線を有し、略円筒状に巻かれてモータ用コイル基板を形成するコイル基板であって、樹脂基板の長手方向の一端側の第1辺を巻始めとし、樹脂基板の長手方向の他端側の第2辺を巻終りとし、巻始めを起点として第1辺と平行に延びる軸を中心に周方向に複数回巻かれ、コイル基板が略円筒状となり、巻始めとコイル基板の円筒状の中心とを結んだ直線である仮想線をモータ用コイル基板の円筒状の断面に設け、巻終りが仮想線を超えない。

Description

コイル基板、モータ用コイル基板、及びモータ
本明細書によって開示される技術は、コイル基板、モータ用コイル基板、及びモータに関する。
特許文献1は、配線パターンが形成されたプリント配線板を複数回巻いて筒状に成形したコイル体を開示している。特許文献1のプリント配線板は、最外層に位置する巻終りの端部が、最内層に位置する巻始めの端部の周方向位置を超えるように巻かれている。
国際公開第2020/194627号
<特許文献1の課題>
特許文献1の技術では、プリント配線板の最外層に位置する巻終りの端部が、巻始めの端部の周方向位置を超えるように巻かれるため、円筒状となりにくい。プリント配線板を巻いて円筒状に成形する場合、最内層に位置する巻始めの端部に外層側からプリント配線板が重なる部分は、突起形状となる。
特に、最外層において突起形状が明確になり、コイル体が楕円形状となる。楕円形状となったコイル体をモータに使用した場合、モータ内に収容されにくくなる。その結果、モータ性能が低下すると考えられる。
本発明は、第1面および前記第1面と反対側の第2面を有する樹脂基板と、前記樹脂基板の長手方向に沿って配置された複数のコイル配線を有し、略円筒状に巻かれてモータ用コイル基板を形成するコイル基板であって、前記樹脂基板の長手方向の一端側の第1辺を巻始めとし、前記樹脂基板の長手方向の他端側の第2辺を巻終りとし、前記巻始めを起点として前記第1辺と平行に延びる軸を中心に周方向に複数回巻かれ、前記コイル基板が略円筒状となり、前記巻始めと前記コイル基板の円筒状の中心とを結んだ直線である仮想線を前記モータ用コイル基板の円筒状の断面に設け、前記巻終りが仮想線を超えない。
本発明のコイル基板は、略円筒状に巻かれてモータ用コイル基板を形成する。その際、巻終りが、巻始めとコイル基板の円筒状の中心とを結んだ直線である仮想線を超えないことで、突起形状が形成されないので、略円筒状に巻かれる。
その結果、モータ用コイル基板の断面形状を真円形状とすることができる。真円形状となったモータ用コイル基板をモータの筐体に収容すると、筐体と基板の隙間が均一となる。隙間を均一にすることで、モータを稼働させたときでも、熱が籠りにくくなるし、モータ性能の低下を抑制するのである。
本発明のコイル基板は、前記複数のコイル配線は、U相、V相、W相のコイル配線を有しており、前記仮想線と前記巻終りの間の前記周方向の距離(d)は、0より大きく、且つ、前記略円筒状に巻かれた状態で最内層に位置する前記U相、V相、W相のコイル配線のうちいずれか1相のコイル配線の前記周方向の長さ(D)以下である。
本発明のコイル基板では、仮想線と巻終りの間の周方向の距離(d)を0より大きくすることで、巻終りを仮想線と重ならなくすることができる。また、仮想線と巻終りの間の周方向の距離(d)を最内層に位置する1相のコイル配線の周方向の長さ(D)以下とすることで、最外層で最も巻終りの近くに位置するコイル配線の配線幅が小さくなり過ぎることによる配線抵抗が増大して電流が減少することを防止して、モータ性能を確保できる。
本発明のコイル基板は、第1絶縁層が前記樹脂基板の前記第1面に形成されており、前記樹脂基板の長手方向の一端側の第1辺は、前記第1絶縁層の長手方向の一端側の辺であり、当該第1絶縁層の一端側の辺を前記巻始めとし、前記樹脂基板の長手方向の他端側の第2辺は、前記第1絶縁層の長手方向の他端側の辺であり、当該第1絶縁層の他端側の辺を前記巻終りとし、前記仮想線は、前記第1絶縁層の前記巻始めと前記コイル基板の円筒状の中心とを結んだ直線である第1仮想線VL1であり、前記コイル基板が略円筒状に巻かれた際に、前記第1絶縁層の前記巻終りが前記第1仮想線VL1を超えない。
本発明のコイル基板は、第1絶縁層が樹脂基板の第1面に形成されている。コイル基板が略円筒状に巻かれてモータ用コイル基板を形成する際、第1絶縁層の巻終りが、第1絶縁層の巻始めとコイル基板の円筒状の中心とを結んだ直線である第1仮想線VL1を超えないように略円筒状に巻かれるので、モータ用コイル基板の断面形状を真円形状とすることができる。真円形状となったモータ用コイル基板をモータの筐体に収容すると、筐体と基板の隙間が均一となり、モータ性能を向上できる。
本発明のコイル基板は、前記第1仮想線VL1と前記第1絶縁層の巻終りの間の周方向の距離d1であり、前記距離d1は、前記第1絶縁層の巻終りと前記円筒状のコイル基板の中心軸AXを結んだ線の前記第1仮想線VL1に対する角度であり、その角度は、式1の関係を満たすのである。
0°< d1 ≦ 30°・・・・(式1)
本発明のコイル基板では、第1仮想線VL1と第1絶縁層の巻終りの間の周方向の距離d1を0°より大きく30°以下とすることで、突起形状が形成されないので、略円筒状にコイル基板が巻かれる。
本発明のコイル基板は、第2絶縁層が前記樹脂基板の前記第2面に形成されており、前記樹脂基板の長手方向の一端側の第1辺は、前記第2絶縁層の長手方向の一端側の辺であり、当該第2絶縁層の一端側の辺を前記巻始めとし、前記樹脂基板の長手方向の他端側の第2辺は、前記第2絶縁層の長手方向の他端側の辺であり、当該第2絶縁層の他端側の辺を前記巻終りとし、前記仮想線は、前記第2絶縁層の前記巻始めと前記コイル基板の円筒状の中心とを結んだ直線である第2仮想線VL2であり、前記コイル基板が略円筒状に巻かれた際に、前記第2絶縁層の前記巻終りが前記第2仮想線VL2を超えない。
本発明のコイル基板は、第2絶縁層が樹脂基板の第2面に形成されている。コイル基板が略円筒状に巻かれてモータ用コイル基板を形成する際、第2絶縁層の巻終りが、第2絶縁層の巻始めとコイル基板の円筒状の中心とを結んだ直線である第2仮想線VL2を超えないようにすることで、突起形状が形成されないので、略円筒状に巻かれる。その結果、モータ用コイル基板の断面形状を真円形状とすることができる。真円形状となったモータ用コイル基板をモータの筐体に収容すると、筐体と基板の隙間が均一となる。隙間を均一にすることで、モータを稼働させたときでも、熱が籠りにくくなるし、モータ性能の低下を抑制するのである。
本発明のコイル基板は、前記第2仮想線VL2と前記第2絶縁層の巻終りの間の周方向の距離d2であり、前記距離d2は、前記第2絶縁層の巻終りと前記円筒状のコイル基板の中心軸AXを結んだ線の前記第2仮想線VL2に対する角度であり、その角度は、式2の関係を満たすのである。
0°< d2 ≦ 30°・・・・(式2)
本発明のコイル基板では、第2仮想線VL2と第2絶縁層の巻終りの間の周方向の距離d2を0°より大きく30°以下とすることで、突起形状が形成されないので、略円筒状にコイル基板が巻かれる。
本発明のコイル基板は、前記複数のコイル配線のうち、前記略円筒状に巻かれた状態で最外層に位置し且つ前記巻終りの最も近くに位置する第1コイル配線と、前記最外層で前記第1コイル配線に隣接する第2コイル配線を有しており、前記第1コイル配線の配線幅W1と、前記第2コイル配線の配線幅W2は、式3の関係を満たすのである。
W1<W2・・・・(式3)
コイル基板が略円筒状に巻かれた状態で、最外層に位置し且つ巻終りの最も近くに位置する第1コイル配線の配線幅W1を、最外層で第1コイル配線に隣接する第2コイル配線の配線幅W2よりも小さくすることにより、コイル基板の巻終り近傍部分の長さを短くすることができる。その結果、コイル基板を、巻終りが巻始めからモータ用コイル基板の径方向外側に伸ばした仮想線を超えないようになり、突起形状が形成されないので、略円筒状に巻くことができるので、モータ用コイル基板の断面形状を真円形状とすることができる。真円形状となったモータ用コイル基板をモータの筐体に収容すると、筐体と基板の隙間が均一となる。隙間を均一にすることで、モータを稼働させたときでも、熱が籠りにくくなるし、モータ性能の低下を抑制するのである。
本発明のコイル基板は、前記第1コイル配線の配線幅W1と、前記第2コイル配線の配線幅W2は、式4の関係を満たすのである。
1/2≦W1/W2<1・・・・(式4)
W1/W2<1とすることで、巻終りを仮想線と重ならなくすることができる。また、1/2≦W1/W2とすることで、最外層で最も巻終りの近くに位置するコイル配線の配線幅が小さくなり過ぎることによる配線抵抗が増大して電流が減少することを防止して、モータ性能を確保できる。
本発明のコイル基板は、前記複数のコイル配線のうち、前記略円筒状に巻かれた状態で最内層に位置する第3コイル配線を有しており、前記第1コイル配線の配線幅W1と、前記第3コイル配線の配線幅W3は、式5の関係を満たすのである。
W1=W3・・・・(式5)
コイル基板を略円筒状に巻いてモータ用コイル基板を形成する場合、同相のコイル配線を径方向に重なるように配置するために、外層ほどコイル配線の配線幅が大きくなる。本発明では、最外層に位置し且つ巻終りの最も近くに位置する第1コイル配線の配線幅W1を、最内層に位置する第3コイル配線の配線幅W3と等しくする。これにより、第1コイル配線の配線幅W1を第2コイル配線の配線幅W2よりも確実に小さくすることができる。また、最内層の第3コイル配線の配線幅W3と等しくするので、コイル配線の設計及びコイル基板の製造が容易となる。
本発明のコイル基板では、前記コイル配線は、前記第1面上の第1コイル配線で半ターンを形成し、前記第2面上の第2コイル配線で半ターンを形成し、前記第1コイル配線と前記第2コイル配線はスルーホールもしくはビアホールにより接続されている。
本発明のコイル基板では、第1面上の第1コイル配線による半ターンと第2面上の第2コイル配線による半ターンがスルーホールもしくはビアホールを介して電気的に接続されることで、コイルが形成されている。第1面及び第2面の各面に半ターンのコイル配線を形成したコイル基板を用いて、断面形状を真円形状としたモータ用コイル基板を形成することができる。
本発明のコイル基板では、前記コイル配線は、前記第1面上の第1コイル配線で渦巻きを形成し、前記第2面上の第2コイル配線で渦巻きを形成し、前記第1コイル配線と前記第2コイル配線はスルーホールもしくはビアホールにより接続されている。
本発明のコイル基板では、第1面上の第1コイル配線による渦巻きと第2面上の第2コイル配線による渦巻きがスルーホールもしくはビアホールを介して電気的に接続されることで、コイルが形成されている。第1面又は第2面に渦巻き状のコイル配線を形成したコイル基板を用いて、断面形状を真円形状としたモータ用コイル基板を形成することができる。
本発明のモータ用コイル基板は、上記コイル基板を前記略円筒状に巻くことで形成される。本発明のモータ用コイル基板によれば、断面形状を真円形状とすることができる。真円形状となったモータ用コイル基板をモータの筐体に収容すると、筐体と基板の隙間が均一となる。隙間を均一にすることで、モータを稼働させたときでも、熱が籠りにくくなるし、モータ性能の低下を抑制するのである。
本発明のモータは、モータ用コイル基板および磁石のうち一方を回転子に設けるとともに他方を固定子に設けることで形成される。真円形状となったモータ用コイル基板を用いてモータを形成することで、性能の高いモータが得られる。
実施形態のコイル基板を示す上面図である。 図1及び図3のII-II間の断面図である。 実施形態のコイル基板を示す下面図である。 実施形態のコイル基板を用いたモータ用コイル基板を中心軸方向から見た側面図である。 図4に示すモータ用コイル基板の第1仮想線近傍を拡大した部分拡大図である。 図4に示すモータ用コイル基板の第2仮想線近傍を拡大した部分拡大図である。 実施形態のモータ用コイル基板を用いたモータを模式的に示す断面図である。 第1の改変例のコイル基板の図1及び図3に示すII-II間に相当する断面図である。 第1の改変例のコイル基板を用いたモータ用コイル基板を中心軸方向から見た側面図である。 図9に示すモータ用コイル基板の仮想線近傍を拡大した部分拡大図である。 第2の改変例のコイル基板を示す上面図である。 第2の改変例のコイル基板を示す下面図である。
[実施形態]
図1は、実施形態のコイル基板2を示す上面図である。
図2は、図1及び図3のII-II間の断面図である。図3は、実施形態のコイル基板2を示す下面図である。
図1~図3に示されるように、コイル基板2は、フレキシブル基板10と、U相コイル20Uと、V相コイル20Vと、W相コイル20Wと、U相端子40Uと、V相端子40Vと、W相端子40Wと、端子接続配線45U、45V、45Wと、コイル間接続配線50U、50V、50Wと、相間接続配線60U、60V、60Wとを有する。
フレキシブル基板10は、第1面10Fと、第1面10Fと反対側の第2面10Bとを有する樹脂基板である。
フレキシブル基板10は、ポリイミド、ポリアミド等の絶縁性を有する樹脂を用いて形成される。フレキシブル基板10は可撓性を有する。
フレキシブル基板10は第1辺E1、第2辺E2、第3辺E3及び第4辺E4の四辺を有する矩形状に形成されている。第1辺E1は、フレキシブル基板10の長手方向(図1の矢印LD方向)の一端側の短辺である。
第2辺E2は、フレキシブル基板10の長手方向の他端側の短辺である。
第1辺E1と第2辺E2はともに、フレキシブル基板10の長手方向と直交する直交方向(図1の矢印OD方向)に沿って延びる短辺である。
第3辺E3と第4辺E4はともに、フレキシブル基板10の長手方向に沿って延びる長辺である。
図1及び図3に示されるように、フレキシブル基板10は、長手方向の一端側の第1領域R1と、第1領域R1の隣の第2領域R2とを有する。第1領域R1は第1辺E1を含み、第2領域R2は第2辺E2を含む。
U相端子40U、V相端子40V、W相端子40Wは、フレキシブル基板10の第3辺E3に形成されている。
実施形態では、U相端子40UとW相端子40Wは第1領域R1内に配置されている。V相端子40Vは第2領域R2内に配置されている。
図1及び図3に示されるように、U相端子40Uは、端子接続配線45UによりU相コイル20Uの始端20USに接続されている。また、U相端子40Uは、相間接続配線60Wを介してW相コイル20Wの終端20WEに接続されている。
V相端子40Vは、端子接続配線45VによりV相コイル20Vの始端20VSに接続されている。また、V相端子40Vは、相間接続配線60Uを介してU相コイル20Uの終端20UEに接続されている。W相端子40Wは、端子接続配線45WによりW相コイル20Wの始端20WSに接続されている。
また、W相端子40Wは、相間接続配線60Vを介してV相コイル20Vの終端20VEに接続されている。すなわち、実施形態では、U相コイル20U、V相コイル20V、W相コイル20WはΔ結線されている。なお、他の例では、U相コイル20U、V相コイル20V、W相コイル20WはY結線されてもよいし、それ以外の結線がされていてもよい。また、U相端子40U、V相端子40V、W相端子40Wと領域での配置は一例であり、それ以外であってもよい。
端子接続配線45Uは、U相コイル20Uのコイル配線とU相端子40Uとを接続し、端子接続配線45Vは、V相コイル20Vのコイル配線とV相端子40Vとを接続し、端子接続配線45Wは、W相コイル20Wのコイル配線とW相端子40Wとを接続する。相間接続配線60Uは、U相コイル20Uのコイル配線とV相端子40Vとを接続し、相間接続配線60Vは、V相コイル20Vのコイル配線とW相端子40Wとを接続し、相間接続配線60Wは、W相コイル20Wのコイル配線とU相端子40Uとを接続する。
U相コイル20U、V相コイル20V、W相コイル20Wは、それぞれ、三相モータのU相、V相、W相を構成する。
図1及び図3に示されるように、U相コイル20Uの始端20USは第1領域R1内に配置されている。U相コイル20Uの終端20UEは第2領域R2内に配置されている。U相コイル20Uは、8個のコイル31U、32U、33U、34U、35U、36U、37U、38Uを含んでいる。8個のコイル31U~38Uは、U相コイル20Uの始端20USから終端20UEに向かってフレキシブル基板10の長手方向に沿ってこの順で並んでいる。8個のコイル31U~38Uはコイル間接続配線50Uによって相互に接続されている。
8個のコイル31U~38Uは、いずれも、1ターン中の半ターンを構成する第1コイル配線が第1面10F側に形成され、残り半ターンを構成する第2コイル配線が第2面10B側に形成され、隣接する各ターンがずらされながら配置されることによって形成されている。第1コイル配線と第2コイル配線は、フレキシブル基板10に形成されたスルーホールもしくはビアホールにより電気的に接続されている。
U相コイル20Uの始端20USから1番目のコイル31Uと3番目のコイル33Uと5番目のコイル35Uと7番目のコイル37Uの巻き始め位置(始端)は第1面10Fに配置され、巻き終わり位置(終端)は第2面10Bに配置されている。フレキシブル基板10を第1面10F側から見る場合に、コイル31U、33U、35U、37Uは反時計回りに巻かれている。
一方、U相コイル20Uの始端20USから2番目のコイル32Uと4番目のコイル34Uと6番目のコイル36Uと8番目のコイル38Uの巻き始め位置(始端)は第2面10Bに配置され、巻き終わり位置(終端)は第1面10Fに配置されている。フレキシブル基板10を第1面10F側から見る場合に、コイル32U、34U、36U、38Uは時計回りに巻かれている。
図1、図2及び図3に示されるように、コイル31Uの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル32Uの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部とフレキシブル基板10を介して重なっている。またコイル32Uの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル33Uの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部と重なっている。
また、コイル33Uの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル34Uの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部と重なっている。
また、コイル34Uの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル35Uの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部と重なっている。
また、コイル35Uの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル36Uの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部と重なっている。
また、コイル36Uの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル37Uの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部と重なっている。
また、コイル37Uの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル38Uの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部と重なっている。
図1及び図3に示されるように、コイル31Uとコイル32Uを接続するコイル間接続配線50Uと、コイル33Uとコイル34Uを接続するコイル間接続配線50Uと、コイル35Uとコイル36Uを接続するコイル間接続配線50Uと、コイル37Uとコイル38Uを接続するコイル間接続配線50Uは、第2面10Bに配置されている。一方、コイル32Uとコイル33Uを接続するコイル間接続配線50Uと、コイル34Uとコイル35Uを接続するコイル間接続配線50Uと、コイル36Uとコイル37Uを接続するコイル間接続配線50Uは、第1面10Fに配置されている。U相端子40Uと端子接続配線45Uと相間接続配線60Uは第1面10Fに配置されている。
図1及び図3に示されるように、V相コイル20Vの始端20VSは第2領域R2内に配置されている。V相コイル20Vの終端20VEは第1領域R1内に配置されている。V相コイル20Vは、8個のコイル31V、32V、33V、34V、35V、36V、37V、38Vを含んでいる。8個のコイル31V~38Vは、V相コイル20Vの始端20VSから終端20VEに向かってフレキシブル基板10の長手方向に沿ってこの順で並んでいる。8個のコイル31V~38Vはコイル間接続配線50Vによって相互に接続されている。
8個のコイル31V~38Vは、いずれも、1ターン中の半ターンを構成する第1コイル配線が第1面10F側に形成され、残り半ターンを構成する第2コイル配線が第2面10B側に形成され、隣接する各ターンがずらされながら配置されることによって形成されている。第1コイル配線と第2コイル配線は、フレキシブル基板10に形成されたスルーホールもしくはビアホールにより電気的に接続されている。
V相コイル20Vの始端20VSから1番目のコイル31Vと3番目のコイル33Vと5番目のコイル35Vと7番目のコイル37Vの巻き始め位置(始端)は第1面10Fに配置され、巻き終わり位置(終端)は第2面10Bに配置されている。フレキシブル基板10を第1面10F側から見る場合に、コイル31V、33V、35V、37Vは反時計回りに巻かれている。
一方、V相コイル20Vの始端20VSから2番目のコイル32Vと4番目のコイル34Vと6番目のコイル36Vと8番目のコイル38Vの巻き始め位置(始端)は第2面10Bに配置され、巻き終わり位置(終端)は第1面10Fに配置されている。フレキシブル基板10を第1面10F側から見る場合に、コイル32V、34V、36V、38Vは時計回りに巻かれている。
図1、図2及び図3に示されるように、コイル31Vの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部は、隣のコイル32Vの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部とフレキシブル基板10を介して重なっている。また、コイル32Vの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部は、隣のコイル33Vの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部と重なっている。また、コイル33Vの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部は、隣のコイル34Vの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部と重なっている。また、コイル34Vの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部は、隣のコイル35Vの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部と重なっている。
また、コイル35Vの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部は、隣のコイル36Vの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部と重なっている。また、コイル36Vの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部は、隣のコイル37Vの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部と重なっている。また、コイル37Vの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部は、隣のコイル38Vの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部と重なっている。
図1及び図3に示されるように、コイル31Vとコイル32Vを接続するコイル間接続配線50Vと、コイル33Vとコイル34Vを接続するコイル間接続配線50Vと、コイル35Vとコイル36Vを接続するコイル間接続配線50Vと、コイル37Vとコイル38Vを接続するコイル間接続配線50Vは、第2面10Bに配置されている。
一方、コイル32Vとコイル33Vを接続するコイル間接続配線50Vと、コイル34Vとコイル35Vを接続するコイル間接続配線50Vと、コイル36Vとコイル37Vを接続するコイル間接続配線50Vは、第1面10Fに配置されている。V相端子40Vと端子接続配線45Vと相間接続配線60Vは第1面10Fに配置されている。
図1及び図3に示されるように、W相コイル20Wの始端20WSは第1領域R1内に配置されている。W相コイル20Wの終端20WEは第2領域R2内に配置されている。W相コイル20Wは、8個のコイル31W、32W、33W、34W、35W、36W、37W、38Wを含んでいる。
8個のコイル31W~38Wは、W相コイル20Wの始端20WSから終端20WEに向かってフレキシブル基板10の長手方向に沿ってこの順で並んでいる。8個のコイル31W~38Wはコイル間接続配線50Wによって相互に接続されている。
8個のコイル31W~38Wは、いずれも、1ターン中の半ターンを構成する第1コイル配線が第1面10F側に形成され、残り半ターンを構成する第2コイル配線が第2面10B側に形成され、隣接する各ターンがずらされながら配置されることによって形成されている。第1コイル配線と第2コイル配線は、フレキシブル基板10に形成されたスルーホールもしくはビアホールにより電気的に接続されている。
W相コイル20Wの始端20WSから1番目のコイル31Wと3番目のコイル33Wと5番目のコイル35Wと7番目のコイル37Wの巻き始め位置(始端)は第1面10Fに配置され、巻き終わり位置(終端)は第2面10Bに配置されている。フレキシブル基板10を第1面10F側から見る場合に、コイル31W、33W、35W、37Wは反時計回りに巻かれている。
一方、W相コイル20Wの始端20WSから2番目のコイル32Wと4番目のコイル34Wと6番目のコイル36Wと8番目のコイル38Wの巻き始め位置(始端)は第2面10Bに配置され、巻き終わり位置(終端)は第1面10Fに配置されている。フレキシブル基板10を第1面10F側から見る場合に、コイル32W、34W、36W、38Wは時計回りに巻かれている。
図1、図2及び図3に示されるように、コイル31Wの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル32Wの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部とフレキシブル基板10を介して重なっている。また、コイル32Wの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル33Wの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部と重なっている。
コイル33Wの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル34Wの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部と重なっている。
コイル34Wの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル35Wの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部と重なっている。
コイル35Wの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル36Wの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部と重なっている。
コイル36Wの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル37Wの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部と重なっている。
コイル37Wの第2面10B側の配線(第2コイル配線)の一部は、隣のコイル38Wの第1面10F側の配線(第1コイル配線)の一部と重なっている。
図1及び図3に示されるように、コイル31Wとコイル32Wを接続するコイル間接続配線50Wと、コイル33Wとコイル34Wを接続するコイル間接続配線50Wと、コイル35Wとコイル36Wを接続するコイル間接続配線50Wと、コイル37Wとコイル38Wを接続するコイル間接続配線50Wは、第2面10Bに配置されている。一方、コイル32Wとコイル33Wを接続するコイル間接続配線50Wと、コイル34Wとコイル35Wを接続するコイル間接続配線50Wと、コイル36Wとコイル37Wを接続するコイル間接続配線50Wは、第1面10Fに配置されている。W相端子40Wと端子接続配線45Wと相間接続配線60Wは第1面10Fに配置されている。
図1及び図3に示されるように、相間接続配線60Wは、W相コイル20Wの終端20WEと端子接続配線45Uの間を接続している。相間接続配線60Wは、第2領域R2から第1領域R1に亘って伸びている。
図1及び図3に示されるように、実施形態では各コイル20U、20V、20Wの配線は六角形状に配置されている。他の例では、各コイル20U、20V、20Wの配線は円形(真円形、楕円形)、三角形、四角形(正方形、長方形、ひし形)、五角形、七角形以上の多角形等、任意の形状に配置されていてもよい。
また、すべてのコイルの配線の配置形状が同一であることに限られず、コイル間で配線の配置形状が異なっていてもよい。
一つのコイル配線の巻き数は、特に限定されないが、1回以上であればよく、3回から7回であることが好ましい。コイル配線は、第1面10F上の第1コイル配線で半ターンを形成し、第2面10B上の第2コイル配線で半ターンを形成し、第1コイル配線と第2コイル配線をスルーホールもしくはビアホールにより接続することで形成されているのである。半ターンとは、コイル配線の半分を指しているのである。また、第1面10Fで1/4ターン、第2面10Bで1/4ターンを形成し、スルーホールもしくはビアホールにより接続させて、第1面10Fもしくは第2面10Bの合計で半ターンを形成してもよい。さらにコイル配線は、第1面10Fもしくは第2面10Bのいずれか一方の面に配置されてもよい。このとき、第1面10Fのコイル配線と第2面10Bのコイル配線の全部を重ねてもよいし、一部分を重ねてもよいし、重ねなくてもよい。
図1~図3に示されるように、フレキシブル基板10の第1面10Fには第1絶縁層47Fが形成されており、第2面10Bには第2絶縁層47Bが形成されている。
第3領域R3では、第1絶縁層47Fが形成されておらず、第2絶縁層47Bが形成されている。
第4領域R4では、第1絶縁層47F及び第2絶縁層47Bの両方が形成されている。第5領域R5では、第1絶縁層47Fが形成されており、第2絶縁層47Bが形成されていない。
絶縁層47F、47Bは、例えば液状の樹脂を印刷することで形成することができる。もしくはカバーレイにより形成される。絶縁層の樹脂は例えばポリイミド等である。
第1絶縁層47Fは、フレキシブル基板10の第4領域R4及び第5領域R5における第1面10Fと、各コイルの第1コイル配線と、スルーホールもしくはビアホール等を被覆する。
図2に示されるように、第1絶縁層47Fの厚みは各コイルの第1コイル配線の厚みよりも大きい。
図1に示されるように、第1絶縁層47Fの第3領域R3側の端面47Faは、フレキシブル基板10の第2辺E2と略平行な直線状である。第1絶縁層47Fの第1辺E1側の端面47Fbは、フレキシブル基板10の第1辺E1と略一致する。なお、端面47Faは、最も第2辺E2側にあるコイル38Wの第1コイル配線の配置に略沿うように凹状に形成されてもよい。
第2絶縁層47Bは、フレキシブル基板10の第3領域R3及び第4領域R4における第2面10Bと、各コイルの第2コイル配線と、スルーホールもしくはビアホール等を被覆する。
図2に示されるように、第2絶縁層47Bの厚みは各コイルの第2コイル配線の厚みよりも大きい。
図3に示されるように、第2絶縁層47Bの第5領域R5側の端面47Baは、フレキシブル基板10の第1辺E1と略平行な直線状である。第2絶縁層47Bの第2辺E2側の端面47Bbは、フレキシブル基板10の第2辺E2と略一致する。なお、端面47Baは、最も第1辺E1側にあるコイル31Uの第2コイル配線の配置に略沿うように凹状に形成されてもよい。
なお、第1絶縁層47Fおよび第2絶縁層47Bの形成については一例であり、フレキシブル基板10の全面に形成してもよいし、それ以外の組合せでもよい。
[モータ用コイル基板]
図4は、実施形態のコイル基板2(図1~図3)を用いたモータ用コイル基板550を中心軸方向から見た側面図である。
図5は、図4に示すモータ用コイル基板550の第1仮想線VL1近傍を拡大した部分拡大図である。
図6は、図4に示すモータ用コイル基板550の第2仮想線VL2近傍を拡大した部分拡大図である。
図4に示されるように、実施形態のコイル基板2は円柱状の芯材(図示省略)を用いて円筒状に巻かれることによって、モータのためのモータ用コイル基板550が形成される。
コイル基板2が円筒状に巻かれる場合、フレキシブル基板10の第1辺E1を巻始めとし、フレキシブル基板10の第2辺E2を巻終りとして、第1辺E1を起点として第1辺E1と平行に延びる中心軸AXを中心に周方向に複数回巻かれる。コイル基板2の巻き回数は2回以上10回以下とするのが好ましい。
本実施形態ではコイル基板2の巻き回数を略2回としている。コイル基板2が円筒状に巻かれる際、フレキシブル基板10の第1面10Fが外周側に配置され、第2面10Bが内周側に配置される。なお、コイル基板2が円筒状に巻かれる際、反対にフレキシブル基板10の第1面10Fが内周側に配置され、第2面10Bが外周側に配置されてもよい。
コイル基板2は、第1領域R1のコイル31U、32U、33U、34Uと第2領域R2のコイル35U、36U、37U、38Uがそれぞれ径方向に重なるように巻かれる。
同様に、コイル基板2は、第1領域R1のコイル38V、37V、36V、35Vと第2領域R2のコイル34V、33V、32V、31Vがそれぞれ径方向に重なるように巻かれる。
同様に、コイル基板2は、第1領域R1のコイル31W、32W、33W、34Wと第2領域R2のコイル35W、36W、37W、38Wがそれぞれ径方向に重なるように巻かれる。
その結果、図4に示されるように、コイル基板2は1周でU相、V相、W相が4回繰り返されるように巻かれる。
なお、コイル基板2は1周でU相、V相、W相が1~3回又は5回以上繰り返されるように構成されてもよい。
図4に示されるように、第1絶縁層47Fの長手方向の一端側(第1辺E1側)の端面47Fbを巻始めとし、第1絶縁層47Fの長手方向他端側の端面47Faを巻終りとし、第1絶縁層47Fの巻始め(端面47Fb)とコイル基板2の円筒状の中心である中心軸AXとを結んだ直線である第1仮想線VL1をモータ用コイル基板550の円筒状の断面に設ける。
コイル基板2は、第1絶縁層47Fの巻終り(端面47Fa)が第1仮想線VL1を超えないように巻かれる。第1仮想線VL1と第1絶縁層47Fの巻終り(端面47Fa)の間の周方向の距離d1は、0より大きく、且つ、略円筒状に巻かれた状態で最内層に位置するU相、V相、W相のコイルのうちいずれか1相のコイルの周方向の長さD1以下である。
図4に示す例では、長さD1は、最内層の第1絶縁層47FのU相に対応する部分の周方向の長さであり、周方向の長さは、30°の角度範囲である。
また、第1仮想線VL1と第1絶縁層47Fの巻終り(端面47Fa)の間の周方向の距離d1は、第1絶縁層47Fの巻終り(端面47Fa)と中心軸AXを結んだ線の第1仮想線VL1に対する角度であり、その角度は、0°より大きく、30°以下である。
言い換えれば、距離d1は、第1仮想線VL1に対して、式1の関係を満たすのである。
0°< d1 ≦ 30°・・・・(式1)
なお、距離d1を式1の範囲にすることで、突起形状が形成されないので、略円筒状にコイル基板2が巻かれる。
また、距離d1を式1の範囲にすることで、モータ用コイル基板550の断面形状を略真円形状もしくは真円形状にしやすくなる。
また、第2絶縁層47Bの長手方向の一端側の端面47Baを巻始めとし、第2絶縁層47Bの長手方向他端側(第2辺E2側)の端面47Bbを巻終りとし、第2絶縁層47Bの巻始め(端面47Ba)とコイル基板2の円筒状の中心である中心軸AXとを結んだ直線である第2仮想線VL2をモータ用コイル基板550の円筒状の断面に設ける。コイル基板2は、第2絶縁層47Bの巻終り(端面47Bb)が第2仮想線VL2を超えないように巻かれる。第2仮想線VL2と第2絶縁層47Bの巻終り(端面47Bb)の間の周方向の距離d2は、0より大きく、且つ、略円筒状に巻かれた状態で最内層に位置するU相、V相、W相のコイルのうちいずれか1相のコイルの周方向の長さD2以下である。図4に示す例では、長さD2は、最内層の第2絶縁層47BのU相に対応する部分の周方向の長さであり、周方向の長さは、30°の角度範囲である。
また、第2仮想線VL2と第2絶縁層47Bの巻終り(端面47Bb)の間の周方向の距離d2は、第2絶縁層47Bの巻終り(端面47Bb)と中心軸AXを結んだ線の第2仮想線VL2に対する角度であり、その角度は、0°より大きく、30°以下である。
言い換えれば、距離d2は、第2仮想線VL2に対して、式2の関係を満たすのである。
0°< d2 ≦ 30°・・・・(式2)
なお、距離d2を式2の範囲にすることで、突起形状が形成されないので、略円筒状にコイル基板2が巻かれる。
また、距離d2を式2の範囲にすることで、モータ用コイル基板550の断面形状を略真円形状もしくは真円形状にしやすくなる。
図4に示されるように、最内層において、第1仮想線VL1から時計回り方向に略90°の角度範囲は、前述の第5領域R5に対応しており、第2絶縁層47Bが形成されていない。
この角度範囲では、フレキシブル基板10及び第1絶縁層47Fからなるコイル基板2は芯材の外周CMに沿って巻かれる。
第1仮想線VL1から時計回り方向に略90°の位置である第2仮想線VL2において、コイル基板2は第2絶縁層47Bの端面47Baを乗り越えるように巻かれるため、段差により外周に突起形状が生じる。第2仮想線VL2から1周目の巻終りである略360°の位置(第1仮想線VL1)までの角度範囲は、前述の第4領域R4に対応しており、第1絶縁層47F及び第2絶縁層47Bの両方が形成されている。この角度範囲では、第2絶縁層47B、フレキシブル基板10及び第1絶縁層47Fからなるコイル基板2は芯材の外周CMに沿って巻かれる。1周目の巻終りである第1仮想線VL1において、コイル基板2は第1絶縁層47Fの端面47Fb及びフレキシブル基板10の第1辺E1を乗り越えるように巻かれるため、段差により外周に突起形状が生じる。
2周目において、第1仮想線VL1から時計回り方向に略90°の角度範囲は、前述の第4領域R4に対応しており、第2絶縁層47B、フレキシブル基板10及び第1絶縁層47Fからなるコイル基板2は最内層のコイル基板2の外周に沿って巻かれる。
2周目の第2仮想線VL2において、コイル基板2は内側のコイル基板2の突起形状をさらに乗り越えるように巻かれるため、外周に突起形状が生じる。第2仮想線VL2から2周目の巻終りである略360°の位置(第1仮想線VL1)までの角度範囲は、前述の第4領域R4に対応しており、第2絶縁層47B、フレキシブル基板10及び第1絶縁層47Fからなるコイル基板2は最内層のコイル基板2の外周に沿って巻かれる。2周目の巻終りである第1仮想線VL1において、コイル基板2は内側のコイル基板2の突起形状をさらに乗り越えるように巻かれるため、外周に突起形状が生じる。この際、コイル基板2の第1絶縁層47Fは第1仮想線VL1を超えないように、具体的には端面47Faと第1仮想線VL1との間に距離d1の隙間が形成されるように巻かれる。これにより、モータ用コイル基板550の断面形状が、第1絶縁層47Fが第1仮想線VL1を超えて巻かれる場合に比べて、第1仮想線VL1において突起形状が明確になることを抑制できる。その結果、モータ用コイル基板550の断面形状を略真円形状とすることができる。
3周目において、第1仮想線VL1から時計回り方向に略90°の角度範囲は、前述の第3領域R3に対応しており、第1絶縁層47Fが形成されていない。この角度範囲では、フレキシブル基板10及び第2絶縁層47Bからなるコイル基板2は内側のコイル基板2の外周に沿って巻かれる。3周目の第2仮想線VL2において、フレキシブル基板10及び第2絶縁層47Bは第2仮想線VL2を超えないように、具体的には端面47Bbと第2仮想線VL2との間に距離d2の隙間が形成されるように巻かれる。これにより、モータ用コイル基板550の断面形状が、第2絶縁層47Bが第2仮想線VL2を超えて巻かれる場合に比べて、第2仮想線VL2において突起形状が明確になることを抑制できる。その結果、モータ用コイル基板550の断面形状を略真円形状とすることができる。
なお、モータ用コイル基板550の断面形状を略真円形状もしくは真円形状にするとは、モータ用コイル基板550外周面の円筒度を0.0mmより大きく0.3mm以下にすることである。外周面の円筒度は、V字ブロックによる測定法で測定される。即ち、モータ用コイル基板550をV字ブロック上に載せ、一回転させて軸と直角方向の差を異なる5か所で測定し、その平均値を算出することにより、外周面OCの円筒度が測定される。
図5に示されるように、第1仮想線VL1の右側のU相の範囲では、内周側から外周側に向けて、コイル31Uの第1コイル配線、コイル34Uの第2コイル配線、コイル35Uの第1コイル配線、コイル38Uの第2コイル配線がそれぞれ径方向に重なる。
同じ角度範囲において外周側の周長は内周側の周長よりも長くなるため、外周側のコイル38Uの配線幅W2は内周側のコイル31Uの配線幅W3よりも大きい。
第1仮想線VL1の右側のV相の範囲では、内周側から外周側に向けて、コイル38Vの第1コイル配線、コイル35Vの第2コイル配線、コイル34Vの第1コイル配線、コイル31Vの第2コイル配線がそれぞれ径方向に重なる。このため、外周側のコイル31Vの配線幅W2は内周側のコイル38Vの配線幅W3よりも大きい。同様に、第1仮想線VL1の左側のV相の範囲では、内周側から外周側に向けて、コイル36Vの第2コイル配線、コイル35Vの第1コイル配線、コイル32Vの第2コイル配線、コイル31Vの第1コイル配線がそれぞれ径方向に重なる。このため、外周側のコイル31Vの配線幅W2は、内周側のコイル36Vの配線幅W3よりも大きい。
第1仮想線VL1の左側のW相の範囲では、内周側から外周側に向けて、コイル33Wの第2コイル配線、コイル34Wの第1コイル配線、コイル37Wの第2コイル配線、コイル38Wの第1コイル配線がそれぞれ径方向に重なる。
ここで、外周側のコイル38Wの配線幅W1は、隣接するコイル31Vの配線幅W2よりも小さい。すなわち、コイル基板2が有する複数のコイルのうち、略円筒状に巻かれた状態で最外層に位置し且つ第1絶縁層47Fの巻終りの最も近くに位置するコイル38W(第1コイル配線の一例)の配線幅W1と、最外層でコイル38Wに隣接するコイル31V(第2コイル配線の一例)の配線幅W2は、式3の関係を満たすのである。
W1<W2・・・・(式3)
また、コイル38Wの配線幅W1とコイル31Vの配線幅W2は、式4の関係を満たすのである。
1/2≦W1/W2<1・・・・(式4)
さらに、コイル38Wの配線幅W1と、コイル基板2が有する複数のコイルのうち、略円筒状に巻かれた状態で最内層に位置するコイル31U、38V(第3コイル配線の一例)の配線幅W3は、式5の関係を満たすのである。
W1=W3・・・・(式5)
なお、コイル38Wの配線幅W1は、上記式4の関係を満たすのであれば、配線幅W3と同じでなくともよい。
以上のように、コイル38Wの配線幅W1をコイル31Vの配線幅W2よりも小さくすることにより、第1絶縁層47Fの巻終り近傍部分の長さを短くすることができる。その結果、コイル基板2を円筒状に巻いた際に第1絶縁層47Fの巻終りの端面47Faが第1仮想線VL1を超えないようにすることができる。
その結果、コイル基板2に突起形状が形成されないので、略円筒状にコイル基板2が巻かれる。また、モータ用コイル基板550の断面形状を略真円形状もしくは真円形状にしやすくなる。
図6に示されるように、第2仮想線VL2の右側のU相の範囲では、内周側から外周側に向けて、コイル31Uの第2コイル配線、コイル32Uの第1コイル配線、コイル35Uの第2コイル配線、コイル36Uの第1コイル配線がそれぞれ径方向に重なる。
同じ角度範囲において外周側の周長は内周側の周長よりも長くなるため、外周側のコイル36Uの配線幅W2は内周側のコイル31Uの配線幅W3よりも大きい。第2仮想線VL2の右側のV相の範囲では、内周側から外周側に向けて、コイル38Vの第2コイル配線、コイル37Vの第1コイル配線、コイル34Vの第2コイル配線、コイル33Vの第1コイル配線がそれぞれ径方向に重なる。このため、外周側のコイル33Vの配線幅W2は内周側のコイル38Vの配線幅W3よりも大きい。同様に、第2仮想線VL2の左側のV相の範囲では、内周側から外周側に向けて、コイル38Vの第1コイル配線、コイル35Vの第2コイル配線、コイル34Vの第1コイル配線、コイル31Vの第2コイル配線がそれぞれ径方向に重なる。このため、外周側のコイル31Vの配線幅W2は内周側のコイル38Vの配線幅W3よりも大きい。
第2仮想線VL2の左側のW相の範囲では、内周側から外周側に向けて、コイル31Wの第1コイル配線、コイル34Wの第2コイル配線、コイル35Wの第1コイル配線、コイル38Wの第2コイル配線がそれぞれ径方向に重なる。ここで、外周側のコイル38Wの配線幅W1は、隣接するコイル31Vの配線幅W2よりも小さい。すなわち、コイル基板2が有する複数のコイルのうち、略円筒状に巻かれた状態で最外層に位置し且つ第2絶縁層47Bの巻終りの最も近くに位置するコイル38W(第1コイル配線の一例)の配線幅W1と、最外層でコイル38Wに隣接するコイル31V(第2コイル配線の一例)の配線幅W2は、式3の関係を満たすのである。
W1<W2・・・・(式3)
また、コイル38Wの配線幅W1とコイル31Vの配線幅W2は、式4の関係を満たすのである。
1/2≦W1/W2<1・・・・(式4)
さらに、コイル38Wの配線幅W1と、コイル基板2が有する複数のコイルのうち、略円筒状に巻かれた状態で最内層に位置するコイル31U、38V(第3コイル配線の一例)の配線幅W3は、式5の関係を満たすのである。
W1=W3・・・・(式5)
なお、コイル38Wの配線幅W1は、上記式4の関係を満たすのであれば、配線幅W3と同じでなくともよい。また、コイルの配線幅W1、W2、W3は、特に限定されないが、50-600μmであることが好ましい。コイルの配線の厚みは、特に限定されないが、20-200μmであることが好ましい。
以上のように、コイル38Wの配線幅W1をコイル31Vの配線幅W2よりも小さくすることにより、第2絶縁層47Bの巻終り近傍部分の長さを短くすることができる。その結果、コイル基板2を円筒状に巻いた際に第2絶縁層47Bの巻終りの端面47Bbが第2仮想線VL2を超えないようにすることができる。
その結果、コイル基板2に突起形状が形成されないので、略円筒状にコイル基板2が巻かれる。また、モータ用コイル基板550の断面形状を略真円形状もしくは真円形状にしやすくなる。
実施形態での一例として、第1コイル配線の配線幅W1=480μmであり、第2コイル配線の配線幅W2=570μmであり、第3コイル配線の配線幅W3=480μmである。また、モータ用コイル基板550における距離d1=5°であり、距離d2=5°であり、円筒度=0.2mmである。
また、参考形態として、基板の巻き終わりが仮想線を越えたコイル基板は、突起形状が確認され、円筒度は、0.3mmを越える。
[モータ]
図7は、実施形態のモータ用コイル基板550(図4~図6)を用いたモータ600を模式的に示す断面図である。モータ600は、モータ用コイル基板550および磁石570のうち一方を回転子610に設けるとともに他方を固定子620に設けることで形成されるのである。図7に示されるように、モータ600は、モータ用コイル基板550をヨーク560の内側に配置し、モータ用コイル基板550の内側に回転軸580と回転軸580に固定された磁石570とを配置することによって形成される。実施形態のモータ600はスロットレスモータである。磁石570と回転軸580とが回転子610を構成し、モータ用コイル基板550とヨーク560とが固定子620を構成する。
モータ用コイル基板550は、円筒状のヨーク560(筐体の一例)の内側に配置されている。モータ用コイル基板550の外周面OCとヨーク560の内周面560aとは、接着により固定されている。モータ用コイル基板550の内周面ICと磁石570の外周面570aとは、所定の間隙をあけて径方向に対向するように配置されている。
実施形態では、磁石570を回転子610に設け、モータ用コイル基板550を固定子620に設けたが、これに限られない。他の例では、磁石570を固定子に設け、モータ用コイル基板550を回転子に設ける構成であってもよい。また、実施形態のモータ用コイル基板550はスロットレスモータに用いられたが、スロットレスモータ以外のモータに用いられてもよい。
[実施形態の効果]
以上の通り、実施形態のコイル基板2(図1~図3)、モータ用コイル基板550(図4~図6)、モータ600(図7)の構成が説明された。上記の通り、実施形態のコイル基板2は、第1絶縁層47Fがフレキシブル基板10の第1面10Fに形成されており、略円筒状に巻かれてモータ用コイル基板550を形成する。コイル基板2が略円筒状に巻かれてモータ用コイル基板550を形成する際、第1絶縁層47Fの巻終りが、第1絶縁層47Fの巻始めとコイル基板2の円筒状の中心軸AXとを結んだ直線である第1仮想線VL1を超えないように略円筒状に巻かれるので、モータ用コイル基板550の断面形状を真円形状とすることができる。同様に、コイル基板2は、第2絶縁層47Bがフレキシブル基板10の第2面10Bに形成されている。コイル基板2が略円筒状に巻かれてモータ用コイル基板550を形成する際、第2絶縁層47Bの巻終りが、第2絶縁層47Bの巻始めとコイル基板2の円筒状の中心軸AXとを結んだ直線である第2仮想線VL2を超えないように略円筒状に巻かれるので、モータ用コイル基板550の断面形状を真円形状とすることができる。その結果、真円形状となったモータ用コイル基板550をモータ600のヨーク560に収容すると、ヨーク560とモータ用コイル基板550の隙間が均一となる。隙間を均一にすることで、モータを稼働させたときでも、熱が籠りにくくなるし、モータ性能の低下を抑制するのである。
なお、略円筒状に巻かれるモータ用コイル基板550とは、コイル基板2を略円筒状に形成することでもある。
実施形態のコイル基板2では、第1仮想線VL1と第1絶縁層47Fの巻終りの間の周方向の距離d1を0より大きくすることで、第1絶縁層47Fの巻終りを第1仮想線VL1と重ならなくすることができる。同様に、第2仮想線VL2と第2絶縁層47Bの巻終りの間の周方向の距離d2を0より大きくすることで、第2絶縁層47Bの巻終りを第2仮想線VL2と重ならなくすることができる。また、第1仮想線VL1と第1絶縁層47Fの巻終りの間の周方向の距離d1を、最内層の第1絶縁層47FのU相に対応する部分の周方向の長さD1以下とすることで、最外層で最も巻終りの近くに位置するコイル38Wの配線幅W1が小さくなり過ぎることがない。このため、配線幅が小さくなり過ぎることによる配線抵抗が増大して電流が減少することを防止して、モータ性能を確保できる。同様に、第2仮想線VL2と第2絶縁層47Bの巻終りの間の周方向の距離d2を、最内層の第2絶縁層47BのU相に対応する部分の周方向の長さD2以下とすることで、最外層で最も巻終りの近くに位置するコイル38Wの配線幅W1が小さくなり過ぎることがない。このため、配線幅が小さくなり過ぎることによる配線抵抗が増大して電流が減少することを防止して、モータ性能を確保できる。
実施形態のコイル基板2では、コイル基板2が略円筒状に巻かれた状態で、最外層に位置し且つ第1絶縁層47Fの巻終りの最も近くに位置するコイル38Wの配線幅W1を、最外層でコイル38Wに隣接するコイル31Vの配線幅W2よりも小さくすることにより、コイル基板2の第1絶縁層47Fの巻終り近傍部分の長さを短くすることができる。同様に、最外層に位置し且つ第2絶縁層47Bの巻終りの最も近くに位置するコイル38Wの配線幅W1を、最外層でコイル38Wに隣接するコイル31Vの配線幅W2よりも小さくすることにより、コイル基板2の第2絶縁層47Bの巻終り近傍部分の長さを短くすることができる。その結果、コイル基板2を、第1絶縁層47Fの巻終りが第1仮想線VL1を超えないようにでき、且つ、第2絶縁層47Bの巻終りが第2仮想線VL2を超えないように略円筒状に巻くことができるので、モータ用コイル基板550の断面形状を真円形状とすることができる。
実施形態のコイル基板2では、コイル38Wの配線幅W1とコイル31Vの配線幅W2を、W1/W2<1とすることで、絶縁層47F、47Bの巻終りを第1仮想線VL1、VL2と重ならなくすることができる。また、1/2≦W1/W2とすることで、最外層で最も巻終りの近くに位置するコイル38Wの配線幅W1が小さくなり過ぎることによる配線抵抗が増大して電流が減少することを防止して、モータ性能を確保できる。
実施形態のコイル基板2では、コイル基板2を略円筒状に巻いてモータ用コイル基板550を形成する場合、同相のコイルを径方向に重なるように配置するために、外層ほどコイルの配線幅が大きくなる。実施形態では、最外層に位置し且つ巻終りの最も近くに位置するコイル38Wの配線幅W1を、最内層に位置するコイル31Uの配線幅W3と等しくする。これにより、コイル38Wの配線幅W1を隣接するコイル31Vの配線幅W2よりも確実に小さくすることができる。また、最内層のコイル31Uの配線幅W3と等しくするので、コイル配線の設計及びコイル基板の製造が容易となる。
実施形態のコイル基板2では、フレキシブル基板10の第1面10F上の第1コイル配線による半ターンと第2面10B上の第2コイル配線による半ターンがスルーホールもしくはビアホールを介して電気的に接続されることで、各コイルが形成されている。第1面10F及び第2面10Bの各面に半ターンのコイル配線を形成したコイル基板2を用いて、断面形状を真円形状としたモータ用コイル基板550を形成することができる。
実施形態のモータ用コイル基板550は、断面形状を真円形状とすることができる。真円形状となったモータ用コイル基板550をモータ600のヨーク560に収容すると、ヨーク560とモータ用コイル基板550の隙間が均一となり、モータ性能を向上できる。
実施形態のモータ600は、真円形状となったモータ用コイル基板550を用いて形成される。これにより、性能の高いモータが得られるのである。
[実施形態の改変例]
図8~図10は、実施形態の第1の改変例を示す。図8は、第1の改変例のコイル基板2の図1及び図3に示すII-II間に相当する断面図である。図9は、第1の改変例のコイル基板2を用いたモータ用コイル基板550を中心軸方向から見た側面図である。図10は、図9に示すモータ用コイル基板550の仮想線VL近傍を拡大した部分拡大図である。
図8に示されるように、第1の改変例では、フレキシブル基板10の第1面10Fの全領域に第1絶縁層47Fが形成されており、第2面10Bの全領域に第2絶縁層47Bが形成されている。すなわち、第1絶縁層47Fの第1辺E1側の端面47Fbはフレキシブル基板10の第1辺E1と略一致し、第1絶縁層47Fの第2辺E2側の端面47Faはフレキシブル基板10の第2辺E2と略一致する。同様に、第2絶縁層47Bの第2辺E2側の端面47Bbはフレキシブル基板10の第2辺E2と略一致し、第2絶縁層47Bの第1辺E1側の端面47Baはフレキシブル基板10の第1辺E1と略一致する。
図9に示されるように、第1の改変例のコイル基板2は円筒状に巻かれることによって、モータ用コイル基板550が形成される。フレキシブル基板10の長手方向の一端側の第1辺E1を巻始めとし、フレキシブル基板10の長手方向の他端側の第2辺E2を巻終りとし、第1辺E1を起点として第1辺E1と平行に延びる中心軸AXを中心に周方向に複数回巻かれる。第1の改変例では、実施形態と同様にコイル基板2の巻き回数を略2回としている。図9に示されるように、巻始めの第1辺E1とコイル基板2の円筒状の中心軸AXとを結んだ直線である仮想線VLをモータ用コイル基板550の円筒状の断面に設ける。コイル基板2は、巻終りの第2辺E2が仮想線VLを超えないように巻かれる。仮想線VLと巻終りの第2辺E2の間の周方向の距離dは、0より大きく、且つ、略円筒状に巻かれた状態で最内層に位置するU相、V相、W相のコイルのうちいずれか1相のコイルの周方向の長さD以下である。図9に示す例では、長さDは、最内層のフレキシブル基板10のU相に対応する部分(30°の角度範囲)の周方向の長さである。
また、仮想線VLとフレキシブル基板10の巻終りの第2辺E2の間の周方向の距離dは、巻終りの第2辺E2と中心軸AXを結んだ線の仮想線VLに対する角度であり、その角度は、0°より大きく、30°以下である。
言い換えれば、距離dは、仮想線VLに対して、式6の関係を満たすのである。
0°< d ≦ 30°・・・・(式6)
なお、距離dを式6の範囲にすることで、突起形状が形成されないので、略円筒状にコイル基板2が巻かれる。
また、距離dを式6の範囲にすることで、モータ用コイル基板550の断面形状を略真円形状もしくは真円形状にしやすくなる。
図9に示されるように、最内層において、仮想線VLから時計回り方向に略360°の角度範囲では、第2絶縁層47B、フレキシブル基板10及び第1絶縁層47Fからなるコイル基板2は芯材の外周CMに沿って巻かれる。1周目の巻終りである仮想線VLにおいて、コイル基板2は内側のコイル基板2における第1絶縁層47Fの端面47Fb、フレキシブル基板10の第1辺E1及び第2絶縁層47Bの端面47Baを乗り越えるように巻かれるため、段差により外周に突起形状が生じる。2周目において、仮想線VLから時計回り方向に略360°の角度範囲は、コイル基板2は最内層のコイル基板2の外周に沿って巻かれる。2周目の巻終りである仮想線VLにおいて、コイル基板2は仮想線VLを超えないように、具体的には巻終りの第2辺E2と仮想線VLとの間に距離dの隙間が形成されるように巻かれる。これにより、モータ用コイル基板550の断面形状が、第2辺E2が仮想線VLを超えて巻かれる場合に比べて、仮想線VLにおいて突起形状が明確になることを抑制できる。その結果、モータ用コイル基板550の断面形状を略真円形状とすることができる。
図10に示されるように、仮想線VLの右側のU相の範囲では、内周側から外周側に向けて、コイル31Uの第1コイル配線、コイル34Uの第2コイル配線、コイル35Uの第1コイル配線がそれぞれ径方向に重なる。同じ角度範囲において外周側の周長は内周側の周長よりも長くなるため、外周側のコイル35Uの配線幅W2は内周側のコイル31Uの配線幅W3よりも大きい。仮想線VLの右側のV相の範囲では、内周側から外周側に向けて、コイル38Vの第1コイル配線、コイル35Vの第2コイル配線、コイル34Vの第1コイル配線がそれぞれ径方向に重なる。このため、外周側のコイル34Vの配線幅W2は内周側のコイル38Vの配線幅W3よりも大きい。同様に、仮想線VLの左側のV相の範囲では、内周側から外周側に向けて、コイル36Vの第2コイル配線、コイル35Vの第1コイル配線、コイル31Vの第2コイル配線がそれぞれ径方向に重なる。このため、外周側のコイル31Vの配線幅W2は内周側のコイル36Vの配線幅W3よりも大きい。
仮想線VLの左側のW相の範囲では、内周側から外周側に向けて、コイル33Wの第2コイル配線、コイル34Wの第1コイル配線、コイル38Wの第2コイル配線がそれぞれ径方向に重なる。ここで、外周側のコイル38Wの配線幅W1は、隣接するコイル31Vの配線幅W2よりも小さい。すなわち、コイル基板2が有する複数のコイルのうち、略円筒状に巻かれた状態で最外層に位置し且つコイル基板2の巻終りの最も近くに位置するコイル38W(第1コイル配線の一例)の配線幅W1と、最外層でコイル38Wに隣接するコイル31V(第2コイル配線の一例)の配線幅W2は、式3の関係を満たすのである。
W1<W2・・・・(式3)
また、コイル38Wの配線幅W1とコイル31Vの配線幅W2は、式4の関係を満たすのである。
1/2≦W1/W2<1・・・・(式4)
さらに、コイル38Wの配線幅W1と、コイル基板2が有する複数のコイルのうち、略円筒状に巻かれた状態で最内層に位置するコイル31U、38V(第3コイル配線の一例)の配線幅W3は、式5の関係を満たすのである。
W1=W3・・・・(式5)
なお、コイル38Wの配線幅W1は、上記式4の関係を満たすのであれば、配線幅W3と同じでなくともよい。
以上のように、コイル38Wの配線幅W1をコイル31Vの配線幅W2よりも小さくすることにより、コイル基板2の巻終り近傍部分の長さを短くすることができる。その結果、コイル基板2を円筒状に巻いた際に巻終りの第2辺E2が仮想線VLを超えないようにすることができる。
上記の通り、第1の改変例のコイル基板2は、略円筒状に巻かれてモータ用コイル基板550を形成する。その際、巻終りの第2辺E2が、巻始めの第1辺E1とコイル基板2の円筒状の中心軸AXとを結んだ直線である仮想線VLを超えないように略円筒状に巻かれるので、モータ用コイル基板550の断面形状を真円形状とすることができる。その結果、真円形状となったモータ用コイル基板550をモータ600のヨーク560に収容すると、ヨーク560とモータ用コイル基板550の隙間が均一となり、モータ性能を向上できる。
第1の改変例での一例として、第1コイル配線の配線幅W1=480μmであり、第2コイル配線の配線幅W2=570μmであり、第3コイル配線の配線幅W3=480μmである。また、モータ用コイル基板550における距離d1=5°であり、円筒度=0.2mmである。
図11と図12は、実施形態の第2の改変例を示す。図11は第2の改変例のコイル基板102を示す上面図である。図12は第2の改変例のコイル基板102を示す下面図である。
図11および図12に示されるように、コイル基板102は、フレキシブル基板10と、U相コイル20Uと、V相コイル20Vと、W相コイル20Wと、U相端子40Uと、V相端子40Vと、W相端子40Wと、端子接続配線45U、45V、45Wと、相間接続配線60U、60V、60Wとを有する。第2の改変例では、U相コイル20U、V相コイル20V、W相コイル20Wを構成するコイル31U、31V、31Wは、第1面10F上の第1コイル配線で渦巻きを形成し、第2面10B上の第2コイル配線で渦巻きを形成し、第1コイル配線と第2コイル配線はスルーホールTHもしくはビアホールVHにより接続される。なお、図11および図12では、U相コイル20U、V相コイル20V、W相コイル20Wを構成するコイルとして、コイル31U、31V、31Wのみが示されているが、U相コイル20U、V相コイル20V、W相コイル20Wはコイル31U、31V、31Wを含む複数個のコイルによって形成されてもよい。
図11及び図12に示されるように、U相端子40Uと、V相端子40Vと、W相端子40Wと、端子接続配線45U、45V、45Wと、コイル31U、31V、31Wの第1コイル配線と、相間接続配線60Wの端子接続配線45U側の部分はフレキシブル基板10の第1面10F上に形成されている。一方、相間接続配線60U、60Vと、コイル31U、31V、31Wの第2コイル配線と、相間接続配線60Wのコイル31W側の部分はフレキシブル基板10の第2面10B上に形成されている。
コイル31Uを構成する第1面10F上の第1コイル配線と、コイル31Uを構成する第2面10B上の第2コイル配線は、それぞれ渦巻状(六角形の渦巻状)に形成されている。第1コイル配線と第2コイル配線はフレキシブル基板10を介して重なっており、第1コイル配線の内周側端部と第2コイル配線の内周側端部はスルーホールTHもしくはビアホールVHを介して接続されている。図11に示されるように、コイル31Uの第1コイル配線の外周側端部は、端子接続配線45Uを介してU相端子40Uに接続されている。図12に示されるように、コイル31Uの第2コイル配線の外周側端部は、相間接続配線60Uの一端に接続されている。
コイル31Vを構成する第1面10F上の第1コイル配線と、コイル31Vを構成する第2面10B上の第2コイル配線は、それぞれ渦巻状(六角形の渦巻状)に形成されている。第1コイル配線と第2コイル配線はフレキシブル基板10を介して重なっており、第1コイル配線の内周側端部と第2コイル配線の内周側端部はスルーホールTHもしくはビアホールVHを介して接続されている。図11に示されるように、コイル31Vの第1コイル配線の外周側端部は、端子接続配線45Vを介してV相端子40Vに接続されると共に、スルーホールTHもしくはビアホールVHを介して相間接続配線60Uの他端に接続されている。図12に示されるように、コイル31Vの第2コイル配線の外周側端部は、相間接続配線60Vの一端に接続されている。
コイル31Wを構成する第1面10F上の第1コイル配線と、コイル31Wを構成する第2面10B上の第2コイル配線は、それぞれ渦巻状(六角形の渦巻状)に形成されている。第1コイル配線と第2コイル配線はフレキシブル基板10を介して重なっており、第1コイル配線の内周側端部と第2コイル配線の内周側端部はスルーホールTHもしくはビアホールVHを介して接続されている。図11に示されるように、コイル31Wの第1コイル配線の外周側端部は、端子接続配線45Wを介してW相端子40Wに接続されると共に、スルーホールTHもしくはビアホールVHを介して相間接続配線60Vの他端に接続されている。図12に示されるように、コイル31Wの第2コイル配線の外周側端部は、相間接続配線60Wの一端に接続されている。相間接続配線60Wのうちコイル31W側の部分と、端子接続配線45U側の部分は、スルーホールTHもしくはビアホールVHにより接続されている。
図11、図12に示されるように、第2の改変例では各コイル20U、20V、20Wの配線は六角形状に配置されている。他の例では、各コイル20U、20V、20Wの配線は円形(真円形、楕円形)、三角形、四角形(正方形、長方形、ひし形)、五角形、七角形以上の多角形等、任意の形状に配置されていてもよい。また、すべてのコイルの配線の配置形状が同一であることに限られず、コイル間で配線の配置形状が異なっていてもよい。
第2の改変例のコイル基板102も、実施形態のコイル基板2と同様の特徴を有する。すなわち、コイル基板102は、略円筒状に巻かれてモータ用コイル基板550を形成する際、巻終りの第2辺E2が巻始めの第1辺E1とコイル基板102の円筒状の中心軸AXとを結んだ直線である仮想線VLを超えないように略円筒状に巻かれる。これにより、モータ用コイル基板550の断面形状を真円形状とすることができる。その結果、真円形状となったモータ用コイル基板550をモータ600のヨーク560に収容すると、ヨーク560とモータ用コイル基板550の隙間が均一となり、モータ性能を向上できる。
また、第2の改変例のコイル基板102では、第1面10F上の第1コイル配線による渦巻きと第2面10B上の第2コイル配線による渦巻きがスルーホールもしくはビアホールを介して電気的に接続されることで、コイルが形成されている。第1面10F又は第2面10Bに渦巻き状のコイル配線を形成したコイル基板102を用いて、断面形状を真円形状としたモータ用コイル基板550を形成することができる。
また、第2の改変例での一例として、モータ用コイル基板550における距離d1=5°であり、円筒度=0.2mmである。
2 コイル基板
10 フレキシブル基板(樹脂基板)
10B 第2面
10F 第1面
20U U相コイル(コイル配線)
20V V相コイル(コイル配線)
20W W相コイル(コイル配線)
40U U相端子
40V V相端子
40W W相端子
47F 第1絶縁層
47Fa 端面
47Fb 端面
47B 第2絶縁層
47Ba 端面
47Bb 端面
102 コイル基板
550 モータ用コイル基板
570 磁石
600 モータ
610 回転子
620 固定子
AX 中心軸
D 長さ
D1 長さ
D2 長さ
d 距離
d1 距離
d2 距離
E1 第1辺
E2 第2辺
VL 仮想線
VL1 第1仮想線
VL2 第2仮想線
W1 配線幅
W2 配線幅
W3 配線幅
 

Claims (14)

  1. 第1面および前記第1面と反対側の第2面を有する樹脂基板と、前記樹脂基板の長手方向に沿って配置された複数のコイル配線を有し、略円筒状に巻かれてモータ用コイル基板を形成するコイル基板であって、
    前記樹脂基板の長手方向の一端側の第1辺を巻始めとし、前記樹脂基板の長手方向の他端側の第2辺を巻終りとし、
    前記巻始めを起点として前記第1辺と平行に延びる軸を中心に周方向に複数回巻かれ、前記コイル基板が略円筒状となり、
    前記巻始めと前記コイル基板の円筒状の中心とを結んだ直線である仮想線を前記モータ用コイル基板の円筒状の断面に設け、
    前記巻終りが仮想線を超えない。
  2. 請求項1のコイル基板であって、
    前記複数のコイル配線は、U相、V相、W相のコイル配線を有しており、
    前記仮想線と前記巻終りの間の前記周方向の距離(d)は、0より大きく、且つ、前記略円筒状に巻かれた状態で最内層に位置する前記U相、V相、W相のコイル配線のうちいずれか1相のコイル配線の前記周方向の長さ(D)以下である。
  3. 請求項1のコイル基板であって、
    第1絶縁層が前記樹脂基板の前記第1面に形成されており、
    前記樹脂基板の長手方向の一端側の第1辺は、前記第1絶縁層の長手方向の一端側の辺であり、当該第1絶縁層の一端側の辺を前記巻始めとし、
    前記樹脂基板の長手方向の他端側の第2辺は、前記第1絶縁層の長手方向の他端側の辺であり、当該第1絶縁層の他端側の辺を前記巻終りとし、
    前記仮想線は、前記第1絶縁層の前記巻始めと前記コイル基板の円筒状の中心とを結んだ直線である第1仮想線VL1であり、
    前記コイル基板が略円筒状に巻かれた際に、前記第1絶縁層の前記巻終りが前記第1仮想線VL1を超えない。
  4. 請求項3のコイル基板であって、
    前記第1仮想線VL1と前記第1絶縁層の巻終りの間の周方向の距離d1であり、
    前記距離d1は、前記第1絶縁層の巻終りと前記円筒状のコイル基板の中心軸AXを結んだ線の前記第1仮想線VL1に対する角度であり、その角度は、式1の関係を満たすのである。
    0°< d1 ≦ 30°・・・・(式1)
  5. 請求項1のコイル基板であって、
    第2絶縁層が前記樹脂基板の前記第2面に形成されており、
    前記樹脂基板の長手方向の一端側の第1辺は、前記第2絶縁層の長手方向の一端側の辺であり、当該第2絶縁層の一端側の辺を前記巻始めとし、
    前記樹脂基板の長手方向の他端側の第2辺は、前記第2絶縁層の長手方向の他端側の辺であり、当該第2絶縁層の他端側の辺を前記巻終りとし、
    前記仮想線は、前記第2絶縁層の前記巻始めと前記コイル基板の円筒状の中心とを結んだ直線である第2仮想線VL2であり、
    前記コイル基板が略円筒状に巻かれた際に、前記第2絶縁層の前記巻終りが前記第2仮想線VL2を超えない。
  6. 請求項5のコイル基板であって、
    前記第2仮想線VL2と前記第2絶縁層の巻終りの間の周方向の距離d2であり、
    前記距離d2は、前記第2絶縁層の巻終りと前記円筒状のコイル基板の中心軸AXを結んだ線の前記第2仮想線VL2に対する角度であり、その角度は、式2の関係を満たすのである。
    0°< d2 ≦ 30°・・・・(式2)
  7. 請求項1のコイル基板であって、
    前記複数のコイル配線のうち、前記略円筒状に巻かれた状態で最外層に位置し且つ前記巻終りの最も近くに位置する第1コイル配線と、前記最外層で前記第1コイル配線に隣接する第2コイル配線を有しており、
    前記第1コイル配線の配線幅W1と、前記第2コイル配線の配線幅W2は、式3の関係を満たす。
    W1<W2 ・・・・(式3)
  8. 請求項7のコイル基板であって、
    前記第1コイル配線の配線幅W1と、前記第2コイル配線の配線幅W2は、式4の関係を満たす。
    1/2≦W1/W2<1 ・・・・(式4)
  9. 請求項7のコイル基板であって、
    前記複数のコイル配線のうち、前記略円筒状に巻かれた状態で最内層に位置する第3コイル配線を有しており、
    前記第1コイル配線の配線幅W1と、前記第3コイル配線の配線幅W3は、式5の関係を満たす。
    W1=W3 ・・・・(式5)
  10. 請求項1のコイル基板であって、
    前記コイル配線は、
    前記第1面上の第1コイル配線で半ターンを形成し、前記第2面上の第2コイル配線で半ターンを形成し、
    前記第1コイル配線と前記第2コイル配線はスルーホールもしくはビアホールにより接続されている。
  11. 請求項1のコイル基板であって、
    前記コイル配線は、
    前記第1面上の第1コイル配線で渦巻きを形成し、前記第2面上の第2コイル配線で渦巻きを形成し、
    前記第1コイル配線と前記第2コイル配線はスルーホールもしくはビアホールにより接続されている。
  12. 請求項1のコイル基板を前記略円筒状に巻くことで形成されるモータ用コイル基板。
  13. 請求項12のモータ用コイル基板であって、
    外周面の円筒度は0.0mmより大きく0.3mm以下である。
  14. 請求項12のモータ用コイル基板および磁石のうち一方を回転子に設けるとともに他方を固定子に設けることで形成されるモータ。
     
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