(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻き状導体パターンが同心円周上に複数個配置され、その渦巻きの中央部に０．０３ｍｍ２以上の面積を持つランドが配置されたアクチュエータ用プリントコイルであって、該渦巻き状導体パターンの最内周側で該同心円の中心から最も遠いパターンと最も近いパターンの中点から該同心円の中心までの距離がランドの中心から該同心円の中心までの距離より大きいランドが１個以上存在することを特徴とするアクチュエータ用プリントコイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアクチュエータ用のプリントコイルに関し、特にパターン改良によりアクチュエータの推力やトルクのロスを大幅に低減させるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アクチュエータ、特にモータの薄型化に伴い、コイル部も巻き線からフォトリソグラフィを使ったプリントコイルが多く用いられるようになってきた。アクチュエータはプリントコイルの薄いと言う特徴を生かすため、図５（ａ）に示すように、プリントコイル６を挟んで配置される磁石５とヨーク７のギャップを非常に狭くすることができる。
【０００３】
図５（ａ）、（ｂ）において、アクチュエータ用プリントコイルは、平面的に配置されたコイル６であり、渦巻状コイルであるため渦巻の中央部はスルーホールにより裏面に接続され再び渦巻を描きながら渦巻の外側に引き出される。またコイル間を接続する引き回し線も他のパターンと干渉しないようにするため、数多くのスルーホールが用いられる。また、従来の巻き線を用いたアクチュエータと異なりコイルの位置における磁場は磁石とヨークのギャップが狭く、強力な磁石を用いるため非常に強いものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した２点の特徴から、プリントコイルを用いたコイルではある面積、実際は０．０３ｍｍ２以上のかたまった面積を持つ部分において、アクチュエータの動作時に磁場の移動に伴い渦電流が発生し、これがアクチュエータの動きに常に抵抗となり、推力やトルクのロスの原因となっていた。またモータでは磁場が極めて強いためスルーホールランド自体ですらモータの回転によって逆起電力がランドにおこり、逆トルクを発生する問題があった。
【０００５】
一方、こうしたランドはある大きさ以上でないと、例えばスルーホール等では穴あけなどの機械加工の際、穴あけ誤差を吸収できずランドから外れて穴をあけてしまうことが発生し、また外部接続用ランドでは小さすぎると接続作業も困難である。
そこで、本発明は、ランド面積を小さくせず渦電流の発生を防止するアクチュエータ用プリントコイルを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、本発明者らはランドの位置の検討を重ねた結果、ランドの面積が一定である限りランドの位置をできるだけモータの回転中心に近いところに配置する方が逆トルクが小さくなることがわかり、本発明に至ったのである。
【０００７】
即ち、本発明は、渦巻き状導体パターンが同心円周上に複数個配置され、その渦巻きの中央部に０．０３ｍｍ２以上の面積を持つランドが配置されたアクチュエータ用プリントコイルであって、該渦巻き状導体パターンの最内周側で該同心円の中心から最も遠いパターンと最も近いパターンの中点から該同心円の中心までの距離がランドの中心から該同心円の中心までの距離より大きいランドが１個以上存在することを特徴とするアクチュエータ用プリントコイルである。
【０００８】
渦巻き状導体パターンは通常モータの回転中心となる位置を中心とする円の円周状に複数個配置される。ここで所定回数巻かれる導体パターンは発生トルクを上げるため、通常、線と線の最小間隔で許される限り、巻き初めを最外周によせて巻かれる。従って渦巻きの中央部には一定の空いたスペースが存在する。そこでこの空いたスペースの中央にスルーホールランドを配置する。それは通常、穴開けのズレに対する許容度や、ランドを最内周のコイル導体との絶縁を保つためのものである。
【０００９】
図１に示すように、渦巻き状導体パターン１は外側から渦を描きながらスルーホールのある中心部に向かっていき、所定ターン数巻終わるとスルーホールランド３に接続される。ここでその渦巻きのうち一番スルーホールランドに近い１ターンにおいて、アクチュエータの中心４（モータであればシャフトの位置）を中心とした概略円弧になっている部分が２カ所存在する。その内中心４に近い円弧と中心４までの距離をＬｍｉｎ、遠い円弧と中心４までの距離をＬとすると、Ｌ＜（Ｌｍａｘ＋Ｌｍｉｎ）／２であることが必要である。
【００１０】
ここでランドとしてはスルーホールに使われるランドに関して述べたが外部の機器に接続するためのランド、端子でも同様である。
本発明は単にランドの面積を小さくすることなく、渦巻き状導体パターンの中心にある一定以上の面積を持つランドをその渦巻き状導体パターンの中央の空いたスペースのなかでモータの回転中心からできるだけ近い場所に配置することで渦電流による逆トルクを最小に押さえ、モータの消費電力を低減させるものである。
【００１１】
本発明のプリントコイルは、例えば以下のように製造される。即ち、金属薄板上に、得ようとする微細パターンの幅に対応した金属薄板の露出部を残して、それ以外の部分にリソグラフィ技術によりレジストを形成し、その金属薄板を陰極として電解メッキにより導電体を形成する。次いで得られた導電体を可とう性絶縁基板面に対向させて貼りつける。次いでスルーホールランド部の所定の場所に穴あけをし、スルーホール接続を行うことができる。また導電性金属薄板（例えば、銅など）を絶縁基板の両面に形成しておき、エッチングにより導電体パターンを形成し、さらに電解メッキにより導電体を形成する方法によっても得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例および比較例を挙げて説明する。勿論、本発明は、以下の実施例のみに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００１３】
【実施例１】
絶縁層の両側に銅のコイルパターンをフォトリソグラフィの技術により形成した。得られたプリントコイルは絶縁層厚みが８５μｍ、導体厚みが１８０μｍ、導体幅１６０μｍ、導体間隔２０μｍである。
プリントコイルは渦巻状単極コイルが絶縁層の両側にそれぞれ９極づつ形成され、各渦巻の中央部はスルーホール（１ｍｍφ）で接続されている。スルーホールランドの位置は図１に示すようにＡ＜（Ｌｍａｘ＋Ｌｍｉｎ）／２になっている。
【００１４】
Ｌｍａｘ＝７．６ｍｍ、Ｌｍｉｎ＝４．０ｍｍ、Ａ＝４．５ｍｍである。
このプリントコイルをモータ（アクチュエータ）に組み込みコイルの性能を評価した。９極のコイルは相当たり３極づつ接続され３相半波駆動される。磁石はＢｒ＝１０，０００ガウス、コイルの位置での磁束密度４０００ガウスである。駆動回路は３相半波センサレスＩＣを用い、電源電圧１．３ｖ、回転数２，２００ｒｐｍで無負荷状態での電流を測定した。その結果、電流値は１０ｍＡであった。
【００１５】
【比較例１】
スルーホールランドの位置が図２に示すようにＢ＝（Ｌｍａｘ＋Ｌｍｉｎ）／２（Ｂ＝５．８ｍｍ）であることを除き、実施例１と同じコイルパターン（図２）を同じプロセスで形成した。
評価も実施例１と同じ磁石、駆動回路で同じ制御条件で無負荷電流を測定したところ２７ｍＡであった。
【００１６】
【比較例２】
スルーホールランドの位置が図２に示すようにＣ＞（Ｌｍａｘ＋Ｌｍｉｎ）／２（Ｃ＝６．８ｍｍ）であることを除き、実施例１と同じコイルパターン（図３）を同じプロセスで形成してその無負荷電流を測定したところ２９ｍＡであった。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、プリントコイルにおけるランドパターンの位置をモータ回転中心に近いところに配置することで渦電流によるロスが大きく減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプリントコイルのスルーホールランドの位置を示す図である。
【図２】比較例１におけるプリントコイルのスルーホールランドの位置を示す図である。
【図３】比較例２におけるプリントコイルのスルーホールランドの位置を示す図である。
【図４】実施例１、比較例１、比較例２のスルーホールの位置に対する無負荷電流のグラフである。
【図５】プリントコイルを用いたアクチュエータ、この場合扁平型ブラシレスモータの構造を示す模式図である。（ｂ）は（ａ）に用いられるプリントコイルの一例で一面のパターン図である。
【符号の説明】
１    渦巻き状導体パターン
２    渦巻き状導体パターンの最内周導体
３    スルーホールランド
４    説明をわかりやすくするために渦巻き状導体パターンが配置されている同心円の中心を示す印であり実際のプリントコイルには存在しない。
５    回転磁石（モータのロータ）
６    プリントコイル
７    ヨーク板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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