(57)【要約】    【課題】  高い占積率を有するモーター用コイル基板の提供    【解決手段】  実施形態のモーター用コイル基板は、フレキシブル基板とフレキシブル基板上に形成されている複数のコイル、とを含む。そして、実施形態のモーター用コイル基板は、隣接するコイルの一部が重なるように、フレキシブル基板を折り畳むことと折り畳められたフレキシブル基板を磁石の周りに巻くことで、形成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板上に形成されている複数のコイル、とからなるモーター用コイル基板であって、
前記モーター用コイル基板は、隣接する前記コイルの一部が重なるように、前記フレキシブル基板を折り畳むことと折り畳められた前記フレキシブル基板を巻くことで、形成される。
【請求項２】
請求項１のモーター用コイル基板であって、前記コイルは中央スペースと前記中央スペースを囲む配線で形成されている。
【請求項３】
請求項２のモーター用コイル基板であって、１つの前記コイルの前記中央スペース上に次の前記コイルの前記配線が位置するように、前記フレキシブル基板は折り畳まれる。
【請求項４】
請求項２のモーター用コイル基板であって、前記配線は、サブトラクティブ法、または、アディティブ法で形成されている。
【請求項５】
フレキシブル基板上に複数のコイルを形成することと、
ｍ番目の前記コイルと（ｍ＋１）番目の前記コイルが部分的に重なるように、前記フレキシブル基板を折り畳むことと、
前記折り畳まれたフレキシブル基板を巻くこと、とを含むモーター用コイル基板の製造方法。
【請求項６】
請求項５のモーター用コイル基板の製造方法であって、前記コイルは中央スペースと前記中央スペースを囲む配線で形成されていて、前記折り畳むことは、ｍ番目の前記コイルの前記中央スペース上に（ｍ＋１）番目の前記コイルの前記配線を配置することを含む。
【請求項７】
請求項１のモーター用コイル基板であって、前記モーター用コイル基板の形状は円筒である。
【請求項８】
請求項１のモーター用コイル基板であって、前記モーター用コイル基板は磁石の周りに空間を介し配置される。
【請求項９】
請求項１のモーター用コイル基板であって、前記フレキシブル基板上の隣接する前記コイルを流れる電流の向きは逆であって、折り畳められた前記フレキシブル基板上の隣接する前記コイルを流れる電流の向きは同じである。
【請求項１０】
磁石と、
前記磁石の周りに配置される請求項１のモーター用コイル基板、とからなるモーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル基板とフレキシブル基板上に形成されているコイルとからなるモーター用コイル基板とそのモーター用コイル基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、電気モーターに関し、その電気モーターはワイヤからなる複数のシングルコイルを含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２４８９２号公報
【発明の概要】
【０００４】
[特許文献の課題]
特許文献１の電気モーターはワイヤからなる複数のシングルコイルを含んでいる。コイルがワイヤで形成されている。ワイヤが細いと、ワイヤを巻くことが難しいと考えられる。ワイヤが切断すると考えられる。コイルがワイヤで形成されているので、占積率を高くすることが難しいと考えられる。特許文献１の図６によれば、シングルコイルが重ねられている。ワイヤからなるシングルコイルを高い位置精度で重ねることは難しいと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るモーター用コイル基板は、フレキシブル基板と前記フレキシブル基板上に形成されている複数のコイル、とを含む。そして、前記モーター用コイル基板は、隣接する前記コイルの一部が重なるように、前記フレキシブル基板を折り畳むことと折り畳められた前記フレキシブル基板を巻くことで、形成される。
【０００６】
本発明に係るモーター用コイル基板の製造方法は、フレキシブル基板上に複数のコイルを形成することと、ｍ番目の前記コイルと（ｍ＋１）番目の前記コイルが部分的に重なるように、前記フレキシブル基板を折り畳むことと、前記折り畳まれたフレキシブル基板を巻くこと、とを含む。
【０００７】
[実施形態の効果]
本発明の実施形態によれば、コイルが配線で形成されている。例えば、プリント配線板の技術でコイルを形成することができる。そのため、コイルを形成する配線を略矩形にすることができる。また、フレキシブル基板を折り畳むことで、隣接するコイルの一部が重ねられる。高い位置精度でコイルを重ねることができる。折り畳まれたフレキシブル基板を巻くことで、モーター用コイルが形成される。従って、コイルの占積率を高くすることができる。高い効率を有するモーター用コイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１（A）はモーターの模式図であり、図１（Ｂ）はフレキシブル基板２２の断面を示し、図１（Ｃ）は第２中間基板を示す。
【図２】図２（Ａ）は第１例のコイルを示し、図２（Ｂ）は第２例のコイルを示し、図２（Ｃ）は第３例のコイルを示し、図２（Ｄ）は第３例のコイルを示す。
【図３】図３は第１中間基板を示す。
【図４】図４（Ａ）は第２中間基板の断面を示し、図４（Ｂ）はコイルの重なりを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[実施形態]
図１（Ａ）は、磁石４８と第１実施形態のモーター用コイル基板２０とからなるモーター１０の模式図である。モーター用コイル基板２０は、空間ＡＨを介し磁石４８の周りに配置されている。モーター１０の例は、直流モーターである。モーター１０は、さらに、図示されていない整流子とブラシとハウジングを有することができる。第１実施形態では、コイル基板２０が回転するが、磁石４８が回転してもよい。
【００１０】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示されるモーター用コイル基板２０の断面を示している。図１（Ｂ）では、モーター用コイル基板２０を形成するフレキシブル基板２２が模式的に示されている。実施形態では、図１（Ｂ）に示されるように、フレキシブル基板２２が折り畳まれ、その後、折り畳まれたフレキシブル基板２２が磁石の周りに配置される。例えば、折り畳まれたフレキシブル基板２２を磁石の周りに巻く回数は、２以上、５以下である。３回が好ましい。あるいは、４回が好ましい。
【００１１】
図３は、実施形態のモーター用コイル基板２０を形成するための第１中間基板２０１を示している。図３の第１中間基板２０１は、第１面Ｆと第１面Ｆと反対側の第２面Ｓを有するフレキシブル基板２２とフレキシブル基板２２の第１面Ｆ上に形成されている複数のコイルＣで形成されている。第１面Ｆ上に形成されているコイルＣは上コイルＣＦと称される。
【００１２】
図３に示されるように、フレキシブル基板２２は、短辺２０Ｔと長辺２０Ｌとを有することが好ましい。上コイルＣＦは、フレキシブル基板２２の長辺２０Ｌに沿って並んでいる。フレキシブル基板２２の一端から他端に向かって、上コイルＣＦは一列に並んでいる。上コイルの数はＮである。Ｎは自然数である。Nは、３以上、１１以下であることが望ましい。
【００１３】
図３には、１番目の上コイルＣＦ１とｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１とＮ番目の上コイルＣｎが描かれている。
【００１４】
コイルＣはプリント配線板の技術で形成されていて、コイルＣを形成する配線ｗはめっきにより形成されている。あるいは、コイルＣを形成する配線ｗは銅箔をエッチングすることで形成される。コイルＣを形成する配線ｗは、セミアディティブ法やＭ−Ｓａｐ法やサブトラクティブ法で形成される。
【００１５】
実施形態のコイルＣを形成する配線ｗはプリント配線板の技術で形成されている。そのため、配線ｗの断面形状は略矩形である。ワイヤの断面は円であるので、実施形態によれば、コイルの占積率を高くすることができる。
【００１６】
フレキシブル基板２２上に形成されている複数のコイルＣは同時に形成される。例えば、共通のアライメントマークが用いられて、複数のコイルＣはフレキシブル基板２２上に形成される。そのため、各コイルＣの位置は関連している。
【００１７】
コイルＣは中央スペースＳＣと中央スペースＳＣを囲む配線ｗで形成される。そして、配線ｗは外端ＯＥと内端ＩＥを有する。配線ｗは外端ＯＥと内端ＩＥとの間に形成されている。コイルＣを形成する配線ｗは渦巻き状に形成されている。コイルＣを形成する配線ｗの内、最も内側の配線で中央スペースＳＣは囲まれる。複数の配線ｗの内、最も内側の配線ｗは、内側の配線ｗＩである。
【００１８】
実施形態内で、配線ｗと外端ＯＥ、内端ＩＥ、中央スペースＳＣで形成される１つのコイルはシングルコイルと称される。特許文献１のシングルコイルと実施形態のシングルコイルは異なる。特許文献１のシングルコイルはワイヤで形成されている。実施形態のシングルコイルはプリント配線板の技術で形成されている。実施形態のシングルコイルは配線ｗを含んでいる。
【００１９】
各上コイルＣＦは接続線ｃＬにより接続される。ｍ番目の上コイルＣＦｍは（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１に接続線ｃＬにより接続される。そして、Ｎ番目の上コイルＣＦｎは１番目の上コイルＣＦ１に接続線ｃＬにより接続される。このように、上コイルＣＦは、順次接続線で接続される。図３では、接続線ｃＬは省略して描かれている。
接続線ｃＬはフレキシブル基板２２を貫通するビア導体と第１面Ｆ上の導体回路、第２面Ｓ上の導体回路の内、少なくとも１つで形成される。接続配線ｃLで各コイルが接続されていなくても良い。その場合、外部で隣り合うコイルの端子は半田等で接続される。
【００２０】
図７（Ａ）に示されるように、実施形態の第１中間基板２０１は端子用基板２５０と端子用基板２５０上に形成されている端子Ｔを有することができる。端子用基板２５０とコイルＣを支えるフレキシブル基板２２は１つのフレキシブル基板２２で形成されている。
【００２１】
端子ＴとコイルＣは同時に形成される。端子用基板２５０の数は上コイルＣＦの数と同じであることが好ましい。端子Ｔの数は上コイルＣＦの数と同じであることが好ましい。もしくは、端子用基板２５０の数は上コイルＣＦの数の2倍であることが好ましい。端子Ｔの数は上コイルＣＦの数の2倍であることが好ましい。
【００２２】
図３に示されるように、第１中間基板２０１は、接続線ｃＬと端子Ｔを接続する複数の端子用配線ｔＬを含むことができる。端子用配線ｔＬは、ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１とを接続する接続線ｃＬから延びる配線ｔＬとＮ番目の上コイルＣＦｎと１番目の上コイルＣＦ１とを接続する接続線ｃＬから延びる配線ｔＬを含む。
【００２３】
コイルＣの巻き方とコイルＣを流れる電流の向きの例（第１例、第２例、第３例、第４例）が次に示される。
【００２４】
図２（Ａ）は第１例のコイルＣを示す。コイルＣの配線ｗ上に電流の向きが描かれている。第１例のコイルＣでは、コイルＣを形成する配線ｗが外端ＯＥから内端ＩＥに向かって、渦巻き状に形成されている。第１例のコイルＣを形成する配線は反時計回りに形成される。第１例のコイルＣを流れる電流は外端ＯＥから内端ＩＥに向かって流れる。第１例のコイルＣを流れる電流は反時計回りに流れる。
【００２５】
図２（Ｂ）は第２例のコイルＣを示す。コイルＣの配線ｗ上に電流の向きが描かれている。第２例のコイルＣでは、コイルＣを形成する配線ｗが外端ＯＥから内端ＩＥに向かって、渦巻き状に形成されている。第２例のコイルＣを形成する配線ｗは時計回りに形成される。第２例のコイルＣを流れる電流は外端ＯＥから内端ＩＥに向かって流れる。第２例のコイルＣを流れる電流は時計回りに流れる。
【００２６】
図２（Ｃ）は第３例のコイルＣを示す。コイルＣの配線ｗ上に電流の向きが描かれている。第３例のコイルＣでは、コイルＣを形成する配線ｗが内端ＩＥから外端ＯＥに向かって、渦巻き状に形成されている。第３例のコイルＣを形成する配線ｗは反時計回りに形成される。第３例のコイルＣを流れる電流は内端ＩＥから外端ＯＥに向かって流れる。第３例のコイルＣを流れる電流は反時計回りに流れる。
【００２７】
図２（Ｄ）は第４例のコイルＣを示す。コイルＣの配線ｗ上に電流の向きが描かれている。第４例のコイルＣでは、コイルＣを形成する配線ｗが内端ＩＥから外端ＯＥに向かって、渦巻き状に形成されている。第４例のコイルＣを形成する配線ｗは時計回りに形成される。第４例のコイルＣを流れる電流は内端ＩＥから外端ＯＥに向かって流れる。第４例のコイルＣを流れる電流は時計回りに流れる。
【００２８】
第１中間基板２０１では、第１例と第２例、第３例、第４例のコイルＣの巻き方は第１面Ｆ上の位置からコイルＣを観察することで、定義される。
【００２９】
第１中間基板２０１では、第１例と第２例、第３例、第４例のコイルＣを流れる電流の向きは第１面Ｆ上の位置からコイルＣを観察することで、定義される。
【００３０】
実施形態では、ｍ番目の上コイルＣＦの巻き方と（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦの巻き方は異なる。組み合わせの例が次に示される。
[ｍ番目の上コイルＣＦと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦの第１例]
ｍ番目の上コイルＣＦは第１例のコイルＣであって、（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦは第２例のコイルＣである。
[ｍ番目の上コイルＣＦと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦの第２例]
ｍ番目の上コイルＣＦは第２例のコイルＣであって、（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦは第１例のコイルＣである。
[ｍ番目の上コイルＣＦと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦの第３例]
ｍ番目の上コイルＣＦは第３例のコイルＣであって、（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦは第４例のコイルＣである。
[ｍ番目の上コイルＣＦと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦの第４例]
ｍ番目の上コイルＣＦは第４例のコイルＣであって、（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦは第３例のコイルＣである。
【００３１】
実施形態の第１中間基板２０１では、隣接するコイルＣの巻き方が逆である。ｍ番目の上コイルＣＦの巻き方と（ｍ＋２）番目の上コイルＣＦの巻き方は同じである。例えば、ｍ番目の上コイルＣＦが第１例のコイルＣであると、（ｍ＋２）番目の上コイルＣＦも第１例のコイルＣである。
【００３２】
図３に示されるフレキシブル基板２２が折り畳み線ＢＬに沿って折り畳まれる。図１（Ｃ）に示される折り畳まれたフレキシブル基板２２が得られる。折り畳まれたフレキシブル基板２２とフレキシブル基板上に形成されているコイルで第２中間基板２０２が形成される。折り畳み線ＢＬは隣接する上コイルＣＦ間に存在する。
【００３３】
図１（Ｃ）に示されるように、第２中間基板２０２はボトム面Ｂとボトム面Ｂと反対側のトップ面Ｔｔを有する。ボトム面Ｂは第２中間基板２０２の最下面であり、トップ面Ｔｔは第２中間基板２０２の最上面である。
【００３４】
フレキシブル基板２２は、第１面Ｆと第１面Ｆが向かい合うように折り畳まれる。次いで、フレキシブル基板２２は、第２面Ｓと第２面Ｓが向かい合うように折り畳まれる。それから、フレキシブル基板２２は、第１面Ｆと第１面Ｆが向かい合うように折り畳まれる。このように、第１面Ｆと第２面Ｓが交互に向かい合うように、フレキシブル基板２２は、折り畳まれる。図１（Ｃ）に示されるように、ボトム面Ｂからトップ面Ｔｔに向かって、一方向に階段ができるように、フレキシブル基板２２が折り畳まれる。
【００３５】
図１（Ｃ）に示されるＸとＹの間に位置する第２中間基板２０２の断面が図４（Ａ）に示される。また、第２中間基板２０２のトップ面Ｔｔ上の位置Ｗから観察されたｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１が図４（Ｂ）に示される．図４では、上コイルＣＦを形成している配線ｗは省略して描かれている。図４では、配線ｗは纏められ、斜線で描かれている。
【００３６】
図４に示されるように、実施形態では、ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１が部分的に重なるように、第１中間基板２０１は折り畳まれる。第２中間基板２０２では、ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１が部分的に重なるように、ｍ番目の上コイルＣＦｍ上に（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１が積層される。ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１は完全に重ならない。実施形態では、フレキシブル基板２２を折り畳むことで、フレキシブル基板２２上に形成されているコイルＣを重ねることができる。そのため、高い精度でコイルＣを重ねることができる。そのため、コイルの占積率を効率的に高くすることができる。コイルの導体抵抗が低くなる。高い効率を有するモーターを提供することができる。
【００３７】
ｍ番目のシングルコイルと（ｍ＋１）番目のシングルコイルの一部が重なるように、フレキシブル基板は折り畳まれる。ｍ番目のシングルコイルと（ｍ＋１）番目のシングルコイルが部分的に重なるように、フレキシブル基板は折り畳まれる。ｍ番目のシングルコイルの中央スペース上に（ｍ＋１）番目の配線が位置するように、フレキシブル基板を折り畳むことが好ましい。
【００３８】
図４（Ａ）と図４（Ｂ）では、ｍ番目の上コイルＣＦｍの中央スペースＳＣ上に（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の配線の一部が位置している。ｍ番目の上コイルＣＦｍの中央スペースＳＣ上に位置する（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の配線はｍ番目の上コイルＣＦｍの配線と重ならない。効率的にコイルの占積率を高くすることができる。
ｍ番目の上コイルＣＦｍの中央スペースＳＣ上に位置する（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１の配線はｍ番目の上コイルＣＦｍの配線と部分的に重なってもよい。
【００３９】
第１中間基板２０１で隣接するコイルの巻き方は逆である。しかしながら、隣接するコイル間でフレキシブル基板２２を折り畳むことで、各コイルの巻き方が同じになる。各コイルを流れる電流の向きが同じになる。モーターのトルクを大きくすることができる。第２中間基板２０２に形成されている各コイルの巻き方は位置Ｗから観察される。第２中間基板２０２に形成されている各コイルを流れる電流の向きは位置Ｗから観察される。
【００４０】
折り畳み前のフレキシブル基板上のシングルコイルを流れる電流の向きが次に説明される。ｍ番目のシングルコイルを流れる電流の向きと（ｍ＋１）番目のシングルコイルを流れる電流の向きは逆である。シングルコイルを流れる電流の向きは第１面Ｆ上の位置から観察される。
【００４１】
第２中間基板では、ｍ番目のシングルコイルを流れる電流の向きと（ｍ＋１）番目のシングルコイルを流れる電流の向きは同じである。シングルコイルを流れる電流の向きは位置Ｗから観察される。
【００４２】
第２中間基板２０２を巻くことで、モーター用コイル基板２０が得られる。第２中間基板２０２は空洞の周りに巻かれる。モーター用コイル基板２０の形の例は円筒である、
【００４３】
トップ面Ｔｔと磁石４８が対向するように、モーター用コイル基板２０が磁石４８の周りに配置される。あるいは、ボトム面Ｂと磁石４８が対向するように、モーター用コイル基板２０が磁石４８の周りに配置される。磁石４８とモーター用コイル基板２０とからなるモーター１０が完成する。折り畳まれたフレキシブル基板２２が磁石４８の周りに配置されるので、ｍ番目の上コイルＣＦｍと（ｍ＋１）番目の上コイルＣＦｍ１との間の位置関係を維持することができる。ｍ番目のシングルコイルと（ｍ＋１）番目のシングルとの間の位置関係を維持することができる。高い効率を有するモーターを提供することができる。
【００４４】
[実施形態の改変例]
実施形態のフレキシブル基板２２の第２面Ｓ上に複数のコイルを追加することで、改変例の第１中間基板２０１は形成される。第２面Ｓ上のコイルＣは下コイルＣＳと称される。上コイルＣＦと下コイルＣＳはフレキシブル基板２２を介し対向している。第１面Ｆに垂直な光で下コイルＣＳが第１面Ｆ上に投影されると、上コイルＣＦと下コイルＣＳはほぼ重なる。対向している上コイルＣＦと下コイルＣＳの巻き方は同じである。対向している上コイルＣＦと下コイルＣＳを流れる電流の向きは同じである。第１中間基板２０１では、コイルＣの巻き方やコイルＣを流れる電流の向きは、第１面Ｆ上の位置から観察される。
【００４５】
実施形態と実施形態の改変例で、フレキシブル基板２２を折り畳む方法は同様である。実施形態と実施形態の改変例で、折り畳まれたフレキシブル基板２２を巻く方法は同様である。実施形態と実施形態の改変例で、折り畳まれたフレキシブル基板２２を空洞の周りに巻く方法は同様である。
【符号の説明】
【００４６】
２０  モーター用コイル基板
４８  磁石
２２  フレキシブル基板
５２０  端子用基板
２０１  第１中間基板
２０２  第１中間基板
Ｔ    端子
Ｃ    コイル
ＣＦ  上コイル
ＳＣ  中央スペース
ＯＥ  外端
ＩＥ  内端
ｗ    配線
ｔＬ  端子用配線
【図１】
2020038865.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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