(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の絶縁基板における背向する一面と他面とに渦巻き状の複数の配線パターンが形成されたプリント配線板を備え、前記プリント配線板が複数回巻かれて複数の層を有する筒状に成形されたコイル体であって、
前記プリント配線板は、
前記一面に形成された前記配線パターンの表面が絶縁層により被覆されるとともに前記他面に形成された前記配線パターンの表面が絶縁層により被覆されておらず、
前記一面および前記他面の両面に前記配線パターンが形成されている配線パターン形成領域と、前記一面および前記他面の両面に前記配線パターンが形成されていない配線パターン未形成領域とを、有し、
前記配線パターン未形成領域は、前記筒状に成形されたプリント配線板の周方向における前記プリント配線板の巻き始めとなる端部に設けられて前記周方向において前記コイル体の内周以上の長さを有する第１の配線パターン未形成領域と、前記周方向における前記プリント配線板の巻き終わりとなる端部に設けられて前記周方向において前記コイル体の外周以上の長さを有する第２の配線パターン未形成領域と、のうち少なくとも一方を有すること、
を特徴とするコイル体。
【請求項２】
前記複数の層が接着剤により接着されていること、
を特徴とする請求項１に記載のコイル体。
【請求項３】
前記接着剤が、シート状接着剤または液状接着剤であること、
を特徴とする請求項２に記載のコイル体。
【請求項４】
前記絶縁層は、前記シート状接着剤または前記液状接着剤であること、
を特徴とする請求項３に記載のコイル体。
【請求項５】
前記プリント配線板における前記周方向に沿った辺に隣り合う領域に前記配線パターンと電気的に接続されていない金属パターンを備えること、
を特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のコイル体。
【請求項６】
前記金属パターンは、単一パターンまたは複数に分割された分割パターンであること、
を特徴とする請求項５に記載のコイル体。
【請求項７】
前記絶縁基板は、面内方向が前記絶縁基板の面内方向と平行とされて繊維束を有する補強材クロスを内部に備え、
前記補強材クロスは、
前記絶縁基板の面内方向において、前記絶縁基板の長辺方向に伸びる前記繊維束の長手方向と、前記絶縁基板の長辺方向と、が成す角度が４５度未満であり、
前記絶縁基板の面内方向において、前記絶縁基板の長辺方向に伸びる前記繊維束の本数が、前記絶縁基板の短辺方向に伸びる前記繊維束の本数以上であること、
を特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のコイル体。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１つに記載のコイル体と、
前記コイル体の外周を囲む筒状で内周面が前記コイル体の外周面に接するコアと、
を備えることを特徴とする固定子。
【請求項９】
請求項８に記載の固定子と、
前記固定子の内側に回転可能に設けられた回転子と、を備えること、
を特徴とする回転機。
【請求項１０】
請求項１に記載のコイル体の製造方法であって、
平面状の前記プリント配線板に接着剤を配置する工程と、
前記プリント配線板を巻いて筒状に成形する工程と、
前記接着剤を硬化させる工程と、
を含むことを特徴とするコイル体の製造方法。
【請求項１１】
プリント配線板が複数回巻かれて複数の層を有する筒状に成形されたコイル体に用いられるプリント配線板であって、
帯状の絶縁基板における背向する一面と他面とに渦巻き状の複数の配線パターンが形成され、
前記一面に形成された前記配線パターンの表面が絶縁層により被覆されるとともに前記他面に形成された前記配線パターンの表面が絶縁層により被覆されておらず、
前記一面および前記他面の両面に前記配線パターンが形成されている配線パターン形成領域と、前記一面および前記他面の両面に前記配線パターンが形成されていない配線パターン未形成領域とを、有し、
前記配線パターン未形成領域は、前記筒状に成形されたプリント配線板の周方向における前記プリント配線板の巻き始めとなる端部に設けられて前記周方向において前記コイル体の内周以上の長さを有する第１の配線パターン未形成領域と、前記周方向における前記プリント配線板の巻き終わりとなる端部に設けられて前記周方向において前記コイル体の外周以上の長さを有する第２の配線パターン未形成領域と、のうち少なくとも一方を有すること、
を特徴とするプリント配線板。
【請求項１２】
前記プリント配線板における前記周方向に沿った辺に隣り合う領域に前記配線パターンと電気的に接続されていない金属パターンを備えること、
を特徴とする請求項１１に記載のプリント配線板。
【請求項１３】
前記金属パターンは、単一パターンまたは複数に分割された分割パターンであること、
を特徴とする請求項１２に記載のプリント配線板。
【請求項１４】
前記絶縁基板は、面内方向が前記絶縁基板の面内方向と平行とされて繊維束を有する補強材クロスを内部に備え、
前記補強材クロスは、
前記絶縁基板の面内方向において、前記絶縁基板の長辺方向に伸びる前記繊維束の長手方向と、前記絶縁基板の長辺方向と、が成す角度が４５度未満であり、
前記絶縁基板の面内方向において、前記絶縁基板の長辺方向に伸びる前記繊維束の本数が、前記絶縁基板の短辺方向に伸びる前記繊維束の本数以上であること、
を特徴とする請求項１１から１３のいずれか１つに記載のプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線パターンが形成されたプリント配線板を用いたコイル体、固定子、回転機、コイル体の製造方法およびプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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ものを、回転機の固定子に用いられるコイル体とすることが知られている。特許文献１には、スピンドルモータのステータコイルを構成するコイル体が開示されている。特許文献１に開示されたコイル体は、第１のシートコイルと第２のシートコイルとをシート状の絶縁材を介在させて積層したものを巻回して円筒状に成形されている。第１のシートコイルと第２のシートコイルとは、ポリイミドフィルムのベースフィルムなどからなるいわゆるフレキシブルプリント配線板の両面の複数箇所に、渦巻き状のプリントパターンが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−８４３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたコイル体によれば、コイル体の内周面および外周面においてプリントパターンが露出しているため、コイル体の内周面および外周面における絶縁を確保するために、ワニス含浸または樹脂によるモールド処理のような絶縁処理が別途必要になるため、製造工程が複雑になる、という問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、余分な手間および追加の材料を必要とせず、単に巻くことで絶縁を確保しつつ、巻き太りを防ぎながら高密度に巻いたコイル体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるコイル体は、帯状の絶縁基板における背向する一面と他面とに渦巻き状の複数の配線パターンが形成されたプリント配線板を備え、プリント配線板が複数回巻かれて複数の層を有する筒状に成形されたコイル体である。プリント配線板は、一面に形成された配線パターンの表面が絶縁層により被覆されるとともに他面に形成された配線パターンの表面が絶縁層により被覆されておらず、一面および他面の両面に配線パターンが形成されている配線パターン形成領域と、一面および他面の両面に配線パターンが形成されていない配線パターン未形成領域と、を有する。配線パターン未形成領域は、筒状に成形されたプリント配線板の周方向におけるプリント配線板の巻き始めとなる端部に設けられて周方向においてコイル体の内周以上の長さを有する第１の配線パターン未形成領域と、周方向におけるプリント配線板の巻き終わりとなる端部に設けられて周方向においてコイル体の外周以上の長さを有する第２の配線パターン未形成領域と、のうち少なくとも一方を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかるコイル体は、余分な手間および追加の材料を必要とせず、単に巻くことで絶縁を確保しつつ、巻き太りを防ぎながら高密度に巻いたコイル体が得られる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる回転機の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１にかかる回転機を中心軸に沿って視た図
【図３】本発明の実施の形態１にかかるコイル体を中心軸に沿って視た模式図
【図４】本発明の実施の形態１にかかるプリント配線板の要部断面図
【図５】本発明の実施の形態１にかかるプリント配線板の平面展開図
【図６】本発明の実施の形態１におけるコイルとして機能する渦巻き状に形成された１つの配線パターンを示す図
【図７】本発明の実施の形態１にかかるプリント配線板の絶縁基板の変形例である絶縁基板を示す断面図
【図８】図７に示す絶縁基板の補強材クロスを示す平面図
【図９】本発明の実施の形態１にかかるコイル体の変形例であるコイル体を中心軸に沿って視た模式図
【図１０】本発明の実施の形態１にかかるコイル体の変形例であるコイル体を中心軸に沿って視た模式図
【図１１】図２に示すコイル体の製造方法を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかるコイル体、固定子、回転機、コイル体の製造方法およびプリント配線板を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる回転機の斜視図である。回転機３０は、筒状の固定子４０と、固定子４０の内側に設けられて固定子４０の中心軸Ｃを中心に回転可能とされた回転子５０とを備える。また、図１では図示を省略しているが、回転機３０は固定子４０および回転子５０を収容するケースを備える。
【００１１】
図２は、本発明の実施の形態１にかかる回転機３０を中心軸Ｃに沿って視た図である。固定子４０は、コア４１とコイル体４２とを備える。コア４１は、筒状をなして固定子４０の外周側を覆う。コア４１は、導体で形成されている。コイル体４２は、筒状をなして固定子４０の内側に収容される。コア４１の内周面は、コイル体４２の外周面に当接している。
【００１２】
図３は、本発明の実施の形態１にかかるコイル体４２を中心軸Ｃに沿って視た模式図である。コイル体４２は、複数回巻かれて複数の層を有する筒状に成形されたプリント配線板１を備える。プリント配線板１は、筒状に成形される前はシート状である。また、プリント配線板１には、後述する配線パターン３が形成されている。図３では、プリント配線板１を２回巻いて筒状に成形した例を示している。コイル体４２は、複数回巻くことで、筒状に成形されたプリント配線板１の径方向にプリント配線板１が複数の層となって重なる。なお、コイル体４２は、中心軸Ｃに垂直な平面で切断した場合の断面形状が、円形形状であってもよいし、多角形形状であってもよい。また、以下の説明において、筒状に成形されたプリント配線板１の径方向を単に径方向ともいう。
【００１３】
図４は、本発明の実施の形態１にかかるプリント配線板１の要部断面図である。図５は、本発明の実施の形態１にかかるプリント配線板１の平面展開図である。図５では、矢印Ｙに沿った方向が中心軸Ｃに沿った方向であり、矢印Ｘに示す方向がプリント配線板１の周方向となっている。なお、以下の説明において、筒状に成形されたプリント配線板１の周方向を単に周方向ともいう。以下、平面展開されたプリント配線板１の説明においても、便宜的に周方向の用語を用いて説明する場合がある。図３では、配線パターン３が形成された領域について２回の巻きを行うこと、すなわち２周巻くことによって筒状に成形されるプリント配線板１を示している。
【００１４】
プリント配線板１には、絶縁材料からなる帯状の絶縁基板２の両面に、渦巻き状に形成された導電性の複数の配線パターン３が、周方向に沿って並べて形成されている。また、プリント配線板１は、絶縁基板２の片面のみに、配線パターン３を外部と絶縁する絶縁層４が表面層として形成されている。表面層は、一番上に位置する最上層と換言できる。すなわち、プリント配線板１は、絶縁基板２の一面２ａ上には配線パターン３と絶縁層４とが積層して形成され、絶縁基板２の他面２ｂ上には配線パターン３のみが形成されている。一面２ａと他面２ｂは、互いに背向する面である。したがって、プリント配線板１は、一面２ａに形成された配線パターン３の表面が絶縁層４により被覆されるとともに他面２ｂに形成された配線パターン３の表面が絶縁層４により被覆されていない。
【００１５】
絶縁基板２は、一般的なプリント配線板に適用可能な絶縁基板を用いることができる。代表的なプリント配線板には、フレキシブル基板とリジッド基板とが例示される。具体的には、フレキシブル基板は、ポリエステル、ポリイミド、液晶ポリマーが例示される。リジッド基板は、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスコンポジット、ガラスエポキシおよびテフロン（登録商標）が例示される。絶縁基板２の膜厚は、コイル体４２を形成するにあたり容易にプリント配線板１を巻くことができれば特に限定されず、一般的には５μｍから１ｍｍの範囲が好ましい。
【００１６】
絶縁層４は、絶縁材料からなり、一般的にはソルダーレジストが用いられる。絶縁層４は、配線パターン３を外部と絶縁する役目の他に塵、埃および湿気からの保護の役目を有する。なお、金メッキ等の保護膜で配線パターン３を覆うことにより、配線パターン３を湿気等の環境に由来する外乱、または衝撃等の機械的外乱から保護してもよい。
【００１７】
また、巻かれたプリント配線板１の複数の層の各層は、巻かれたプリント配線板１間を接着する接着剤１２からなる接着層によって接着されている。接着剤１２には、絶縁材料からなるシート状接着剤または液状接着剤が用いられる。接着剤１２は、コイル体４２の片面または両面に配置されて、巻かれたプリント配線板１間を接着する。
【００１８】
接着剤１２は、複数回巻いて形成されるコイル体４２内における、巻かれたプリント配線板１間の接着性を確保することができる。また、接着剤１２は、コイル体４２内における巻かれたプリント配線板１間の絶縁を確保することができる。さらに、接着剤１２は、外周面に配置された場合には、コイル体４２とコア４１との絶縁を確保することができる。接着剤１２は、コイル体４２の片面の全域、あるいは一部でも良く、両面の全域、あるいは一部でもよい。接着剤１２の配置面積が大きいほど、巻かれたプリント配線板１間の接着性および絶縁性をより確実に確保することができる。
【００１９】
また、接着剤１２は、絶縁層４として用いることも可能である。
【００２０】
シート状接着剤は、硬化するものであれば特に制限はない。シート状接着剤の代表的なものは、ＵＶ硬化系接着剤、熱硬化系接着剤、複数枚を重ねあわせて用いられるハネムーン系接着剤、熱接着系接着剤が例示される。ＵＶ硬化系接着剤には、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤が例示される。熱硬化系接着剤には、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシとアクリルのハイブリッド系接着剤、ポリイミド系接着剤が挙げられる。ハネムーン系接着剤には、エポキシ系接着剤およびアクリル系接着剤が例示される。熱接着系接着剤には、オレフィン系接着剤、ポリエステル系接着剤が例示される。
【００２１】
なお、シート状接着剤は、単独で用いられてもよく、また複数種類が同時に用いられてもよい。
【００２２】
液状接着剤は、硬化するものであれば特に制限はない。液状接着剤の代表的なものは、、溶剤形接着剤、水性形接着剤、ホットメルト接着剤、弾性接着剤、熱硬化反応形接着剤および感圧性接着剤などが例示される。溶剤形接着剤には、ゴム系接着剤と樹脂接着剤とがある。ゴム系接着剤には、クロロプレンゴム系接着剤、スチレンブタジエンゴム系接着剤、ニトリルゴム系接着剤および天然ゴム系接着剤が例示される。樹脂系接着剤には、塩化ビニル樹脂系接着剤、酢酸ビニル樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤およびウレタン樹脂系接着剤が例示される。水性形接着剤には、水溶性接着剤、エマルジョン系接着剤およびラテックス接着剤が例示される。
【００２３】
ホットメルト接着剤には、熱可塑性エラストマーホットメルト接着剤およびエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（Ethylene  Vinyl  Acetate  Copolymer：ＥＶＡ）系ホットメルト接着剤が例示される。弾性接着剤には、シリコーン系接着剤、変性シリコーン系接着剤およびシリル化ウレタン接着剤が例示される。熱硬化反応形接着剤には、熱硬化性エポキシ系接着剤、光硬化性エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、ユリア系接着剤、メラミン系接着剤、フェノール系接着剤、嫌気性アクリル系接着剤、第二世代アクリル系接着剤、光硬化性アクリル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤が例示される。感圧性接着剤には、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤およびシリコーン系粘着剤が例示される。
【００２４】
なお、液状接着剤は、単独で用いられてもよく、また複数種類が同時に用いられてもよい。
【００２５】
配線パターン３は、Ｕ相とＶ相とＷ相の三相から構成されている。具体的には、配線パターン３は、Ｕ相の第一相パターン５と、Ｖ相の第二相パターン６と、Ｗ相の第三相パターン７とが順に並べて形成される。隣り合う配線パターン３同士は電気的に絶縁されている。プリント配線板１には、三相分の配線パターン３、すなわち第一相パターン５、第二相パターン６および第三相パターン７を一組とし、これらがｎ組並べて形成されている。なお、ｎは１以上の自然数である。
【００２６】
筒状に成形されたプリント配線板１において、プリント配線板１の各層には第一相パターン５、第二相パターン６および第三相パターン７がそれぞれ同数となるように形成される。また、径方向に沿って視た場合に、各層に形成された第一相パターン５同士の中心が一致している。これは、内周側の層に形成された第一相パターン５の中心と外周側の層に形成された第一相パターン５の中心とが、径方向に沿って視た場合に一致していると換言できる。各層に形成された第二相パターン６同士の中心および各層に形成された第三相パターン７同士の中心も、径方向に沿って視た場合に重なっている。径方向に沿って視た場合に重なる配線パターン３同士は、その端部で互いに電気的に接続されている。配線パターン３は、プリント配線板１が筒状に成形されることで、固定子４０のコイルとして機能する。
【００２７】
プリント配線板１には、中心軸Ｃに沿った方向に突出する端子接続部１１が形成されている。端子接続部１１には、配線パターン３の末端が設けられている。図１に示すように、プリント配線板１を筒状に成形した状態においても端子接続部１１は中心軸Ｃに沿った方向に突出する。この突出部分に設けられた配線パターン３の末端に対して図示しない電源線を接続することで配線パターン３に電力が供給可能となる。なお、各層に形成された配線パターン３同士は電気的に接続されているため、いずれかの層に形成された配線パターン３の末端を端子接続部１１に設ければ、すべての層に形成された配線パターン３に電力を供給することができる。
【００２８】
また、プリント配線板１は、配線パターン３が形成されている配線パターン形成領域１ａと、一面２ａおよび他面２ｂの両面に配線パターン３が形成されていない絶縁基板２のみにより構成される配線パターン未形成領域１ｂと、を有する。
【００２９】
配線パターン未形成領域１ｂは、コイル体４２における帯状の絶縁基板２の巻き始めとなる周方向に沿った端部に設けられている。コイル体４２における絶縁基板２の巻き始めとなる周方向に沿った端部に設けられた配線パターン未形成領域１ｂは、第１の配線パターン未形成領域であり、周方向において、コイル体４２の内周以上の長さを有する。これにより、コイル体４２における内周面は、配線パターン未形成領域１ｂのみによって構成されている。すなわち、コイル体４２における内周面には、配線パターン未形成領域１ｂのみが露出しており、配線パターン形成領域１ａは露出していない。コイル体４２における内周面が配線パターン未形成領域１ｂのみによって構成されることにより、コイル体４２の内周側に配置される回転子５０との絶縁を確保することが可能となる。
【００３０】
配線パターン未形成領域１ｂを備えずに配線パターン形成領域１ａのみによって構成されたプリント配線板が、絶縁層４が最上層とされた面が外周面となるようにして複数回巻いて筒状に成形されたコイル体を想定する。このコイル体は、外周面が絶縁層４によって構成されるため、コイル体４２の外周側に隣接するコア４１との絶縁を確保することができる。しかしながら、コイル体４２における内周面には、配線パターン３が露出するため、コイル体４２の内周側に配置される回転子５０との絶縁を確保することができない。この場合には、コイル体の内周面における絶縁を確保するために、ワニス含浸または樹脂によるモールド処理のような絶縁処理が別途必要になり、製造工程が複雑になり、またコイル体のコストが高くなる。
【００３１】
これに対して、コイル体４２は、配線パターン未形成領域１ｂと配線パターン形成領域１ａとを備えるプリント配線板１が、絶縁層４が最上層とされた面が外周面となるようにして複数回巻いて筒状に成形されたコイル体である。コイル体４２は、外周面が絶縁層４によって構成されるため、コイル体４２の外周側に隣接するコア４１との絶縁を確保することができる。さらに、コイル体４２は、コイル体４２における内周面が配線パターン未形成領域１ｂのみによって構成されることにより、コイル体４２の内周側に配置される回転子５０との絶縁を確保することが可能となる。
【００３２】
したがって、コイル体４２は、絶縁基板２の両面に配線パターン３が形成されるとともに絶縁基板２の片面側の最上層のみに絶縁層４が形成されたプリント配線板１を複数回巻いて筒状に成形された構成を有し、コイル体４２における内周面と外周面における外部との絶縁が確保されている。コイル体４２は、内周面における絶縁を確保するためのワニス含浸または樹脂によるモールド処理のような絶縁処理が不要であり、製造工程が簡単であり、絶縁処理に起因したコストの増加が発生しない。そして、コイル体４２は、モールド処理のような表面被覆処理が行われていないため、巻き太りが防止されており、コイル体４２の厚み方向においてプリント配線板１を高密度に巻くことが可能とされている。すなわち、コイル体４２は、余分な手間および追加の材料を必要とせず、単にプリント配線板１を巻くことでコイル体４２における内周面と外周面における外部との絶縁を確保しつつ、巻き太りを防ぎながら高密度に巻いたコイル体を安価に実現できる。
【００３３】
図５に戻って、プリント配線板１は、プリント配線板１の長辺１ｃに隣り合う領域に、配線パターン３と電気的に接続されていない金属パターンである銅パターン９を備える。すなわち、プリント配線板１は、筒状に成形されたプリント配線板１の周方向に沿った辺に隣り合う領域に配線パターン３と電気的に接続されていない銅パターン９を備える。銅パターン９は、プリント配線板１を巻いてコイル体４２を形成する際のプリント配線板１の剛性を高めてプリント配線板１を巻く作業を容易にするために設けられている。
【００３４】
銅パターン９は、プリント配線板１の剛性を高めるために、少なくとも長辺１ｃに隣り合う領域において、プリント配線板１の周方向における配線パターン３間に対応する領域に設けられる。銅パターン９は、長辺１ｃに隣り合う領域において、プリント配線板１の周方向における配線パターン３に対応する全ての領域に設けられることが好ましい。また、銅パターン９は、長辺１ｃに隣り合う領域において、プリント配線板１の周方向における配線パターン形成領域１ａの全ての領域に設けられることがより好ましい。
【００３５】
なお、銅パターン９は、配線パターン未形成領域１ｂには、設けられなくてもよい。
【００３６】
銅パターン９は、コイル体４２の一部として形成されて、最終的にコイル体４２に残されてもよい。銅パターン９は、コイル体４２として必要でない場合は、コイル体４２の形成後に除去してもよい。また、コイル体４２の形成後に銅パターン９を除去する場合、図５に示すように銅パターン９と配線パターン３との間に配置されている絶縁層４にミシン目１０を入れておいてもよい。ミシン目１０の太さ、長さおよび間隔は、銅パターン９と配線パターン３とを分離することができれば特に制限はない。
【００３７】
図６は、本発明の実施の形態１におけるコイルとして機能する渦巻き状に形成された１つの配線パターン３を示す図である。プリント配線板１の面内方向において、コイルとして機能する配線パターン３の内周の内側の領域に配線パターン３と電気的に接続されていない金属パターンである銅パターン８を備える。銅パターン８は、連続した単一パターンでもよく、複数に分割された分割パターンでもよい。
【００３８】
銅パターン８が分割パターンである場合、分割された個々のパターンの大きさおよび形状は特に限定されない。また、複数の配線パターン３に設けられた個々の銅パターン８は、全て同じサイズまたは同じ形状である必要はない。すなわち、複数の配線パターン３に設けられた個々の銅パターン８は、全て同じパターンであってもよく、いくつかが同じパターンであってもよく、また、全て異なるパターンであってもよい。
【００３９】
また、内周の内側の領域に銅パターン８が設けられた配線パターン３は、プリント配線板１において１個以上あればよく、また全ての配線パターン３内に設けられてもよい。銅パターン８は、プリント配線板１の剛性を高める他、回転機３０の鉄損および回転機３０の銅損などの影響を制御して回転機３０の電気的特性を向上させる効果を有する。
【００４０】
図７は、本発明の実施の形態１にかかるプリント配線板１の絶縁基板２の変形例である絶縁基板７１を示す断面図である。図８は、図７に示す絶縁基板７１の補強材クロス７３を示す平面図である。絶縁基板７１は、主たる構成部である基体部７２と、絶縁基板７１の剛性を高めるために基体部７２の内部に設けられた補強材クロス７３とを備える。
【００４１】
補強材クロス７３は、絶縁基板７１の面内方向において、帯状の絶縁基板７１と同様に帯状の形状を有する。補強材クロス７３の面内方向と絶縁基板７１の面内方向とは、平行とされている。補強材クロス７３には、補強用の棒状の繊維束７４が、補強材クロス７３の面内方向において格子状に配置されている。
【００４２】
プリント配線板１を複数回巻く際、プリント配線板１の長辺方向に加わる力は、プリント配線板１の短辺方向に加わる力の方よりも強くなる。このため、プリント配線板１の長辺方向における機械的強度を補強するために、補強材クロス７３は、絶縁基板７１の面内方向において、帯状の絶縁基板７１の長辺方向に伸びる繊維束７４ａの長手方向と、絶縁基板７１の長辺方向と、が成す角度αは、４５度未満とされる。すなわち、補強材クロス７３は、補強材クロス７３の面内方向において、帯状の補強材クロス７３の長辺方向に伸びる繊維束７４ａの長手方向と、補強材クロス７３の長辺方向と、が成す角度は、４５度未満とされる。また、絶縁基板７１の面内方向において、絶縁基板７１の長辺方向に伸びる繊維束７４ａの本数は、絶縁基板７１の短辺方向に伸びる繊維束７４ｂの本数以上とされる。すなわち、補強材クロス７３の面内方向において、補強材クロス７３の長辺方向に伸びる繊維束７４ａの本数は、補強材クロス７３の短辺方向に伸びる繊維束７４ｂの本数以上とされる。
【００４３】
補強材クロス７３は、一般的なプリント配線板に適用可能な補強用クロスを用いることができる。代表的な補強材クロスには、ガラスクロス、アルミナクロス、シリカクロスなどが例示される。補強材クロス７３は単独でも用いてもよく、複数種類が混合して用いられてもよい。
【００４４】
以上説明した回転機３０においては、コイル体４２は、外周面が絶縁層４によって構成されるため、コイル体４２の外周側に隣接するコア４１との絶縁を確保することができる。
【００４５】
また、回転機３０においては、コイル体４２における帯状の絶縁基板２の巻き始めとなる周方向に沿った端部に、配線パターン未形成領域１ｂが設けられている。そして、配線パターン未形成領域１ｂは、周方向において、コイル体４２の内周以上の長さを有する。これにより、コイル体４２における内周面が配線パターン未形成領域１ｂのみによって構成されるため、コイル体４２の内周側に配置される回転子５０との絶縁を確保することが可能となる。
【００４６】
したがって、回転機３０のコイル体４２は、コイル体４２における内周面と外周面における外部との絶縁が確保されており、回転機３０の特性向上を図ることができる。
【００４７】
図９は、本発明の実施の形態１にかかるコイル体４２の変形例であるコイル体４２ａを中心軸Ｃに沿って視た模式図である。コイル体４２ａは、複数回巻いて筒状に成形されたプリント配線板６１を備える点がコイル体４２と異なる。コイル体４２ａは、配線パターン未形成領域１ｂと配線パターン形成領域１ａとを備えるプリント配線板６１が、絶縁層４が最上層とされた面が内周面となるようにして複数回巻いて筒状に成形されたコイル体である。プリント配線板６１における配線パターン形成領域１ａの積層構造は、プリント配線板１と同様である。
【００４８】
プリント配線板６１は、コイル体４２ａにおける帯状の絶縁基板２の巻き終わりとなる周方向に沿った端部に、配線パターン未形成領域１ｂが設けられている。コイル体４２ａにおける絶縁基板２の巻き終わりとなる周方向に沿った端部に設けられた配線パターン未形成領域１ｂは、第２の配線パターン未形成領域であり、周方向において、コイル体４２ａの外周以上の長さを有する。これにより、コイル体４２ａにおける外周面は、配線パターン未形成領域１ｂのみによって構成されている。すなわち、コイル体４２ａにおける外周面には、配線パターン未形成領域１ｂのみが露出しており、配線パターン形成領域１ａは露出していない。
【００４９】
このように構成されるコイル体４２ａは、内周面が絶縁層４によって構成されるため、コイル体４２ａの内周側に配置される回転子５０との絶縁を確保することが可能となる。さらに、コイル体４２ａは、コイル体４２ａにおける外周面が配線パターン未形成領域１ｂのみによって構成されるため、コイル体４２ａの外周側に隣接するコア４１との絶縁を確保することが可能となる。
【００５０】
したがって、コイル体４２ａは、絶縁基板２の両面に配線パターン３が形成されるとともに絶縁基板２の片面側の最上層のみが絶縁層４とされたプリント配線板６１を複数回巻いて筒状に成形された構成を有し、コイル体４２ａにおける内周面と外周面における外部との絶縁が確保されている。コイル体４２ａは、コイル体４２ａの外周面における絶縁を確保するために、ワニス含浸または樹脂によるモールド処理のような処理が不要であり、製造工程が簡単である。そして、コイル体４２ａは、モールド処理のような表面被覆処理が行われていないため、巻き太りが防止されており、コイル体４２ａの厚み方向においてプリント配線板６１を高密度に巻くことが可能とされている。すなわち、コイル体４２ａは、余分な手間および追加の材料を必要とせず、単にプリント配線板６１を巻くことでコイル体４２ａにおける内周面と外周面における外部との絶縁を確保しつつ、巻き太りを防ぎながら高密度に巻いたコイル体を実現できる。
【００５１】
図１０は、本発明の実施の形態１にかかるコイル体４２の変形例であるコイル体４２ｂを中心軸Ｃに沿って視た模式図である。コイル体４２ｂは、複数回巻いて筒状に成形されたプリント配線板６２を備える点がコイル体４２と異なる。コイル体４２ｂは、配線パターン未形成領域１ｂと配線パターン形成領域１ａとを備えるプリント配線板６２が複数回巻いて筒状に成形されたコイル体である。プリント配線板６２における配線パターン形成領域１ａの積層構造は、プリント配線板１と同様である。
【００５２】
プリント配線板６２は、コイル体４２ｂにおける帯状の絶縁基板２の巻き始めとなる周方向に沿った端部に、配線パターン未形成領域１ｂａが設けられている。配線パターン未形成領域１ｂａは、周方向において、コイル体４２ｂの内周以上の長さを有する。これにより、コイル体４２ｂにおける内周面は、配線パターン未形成領域１ｂａのみによって構成されている。すなわち、コイル体４２ｂにおける内周面には、配線パターン未形成領域１ｂａのみが露出しており、配線パターン形成領域１ａは露出していない。
【００５３】
プリント配線板６２は、コイル体４２ｂにおける帯状の絶縁基板２の巻き終わりとなる周方向に沿った端部に、配線パターン未形成領域１ｂｂが設けられている。配線パターン未形成領域１ｂｂは、周方向において、コイル体４２ｂの外周以上の長さを有する。これにより、コイル体４２ｂにおける外周面は、配線パターン未形成領域１ｂｂのみによって構成されている。すなわち、コイル体４２ｂにおける外周面には、配線パターン未形成領域１ｂｂのみが露出しており、配線パターン形成領域１ａは露出していない。
【００５４】
このように構成されるコイル体４２ｂは、内周面が配線パターン未形成領域１ｂａによって構成されるため、コイル体４２ｂの内周側に配置される回転子５０との絶縁を確保することが可能となる。さらに、コイル体４２ｂは、コイル体４２ｂにおける外周面が配線パターン未形成領域１ｂｂのみによって構成されるため、コイル体４２ｂの外周側に隣接するコア４１との絶縁を確保することが可能となる。
【００５５】
したがって、コイル体４２ｂは、絶縁層４が最上層とされた面が内周面となるようにしてプリント配線板６２が複数回巻いて筒状に成形されることにより構成される場合、および絶縁層４が最上層とされた面が外周面となるようにしてプリント配線板６２が複数回巻いて筒状に成形されることにより構成される場合、の何れの場合においても、コイル体４２ｂにおける内周面と外周面における外部との絶縁が確保されている。
【００５６】
上述したように、本実施の形態１にかかるコイル体４２は、余分な手間および追加の材料を必要とせず、単に巻くことで絶縁を確保しつつ、巻き太りを防ぎながら高密度に巻いたコイル体を実現できる。そして、本実施の形態１にかかる回転機３０においては、コイル体４２の片面のみの最上層に絶縁層４を配置して複数回巻いても絶縁を確保することができる。すなわち、本実施の形態１にかかる回転機３０によれば、両面に配線パターン３が形成されたプリント配線板１を複数回巻いて構成されるコイル体４２の内周面および外周面における絶縁が可能である。これにより、本実施の形態１にかかる回転機３０によれば、回転機３０の特性向上を図ることができるという効果を奏する。
【００５７】
実施の形態２．
実施の形態２では、コイル体の製造方法について説明する。図１１は、図２に示すコイル体４２の製造方法を示すフローチャートである。
【００５８】
まず、ステップＳ１０において、プリント配線板１が形成される。絶縁基板２に配線パターン３を形成する方法は特に限定されない。配線パターン３を形成する一般的な方法では、絶縁基板２に銅層を形成し、銅の無電界メッキおよび電界メッキを行う。その後、レジストを形成し、そのレジストをマスクに用いて銅層をパターニングして渦巻き状の配線パターン３を得る。また、配線パターン３上に絶縁層４としてソルダーレジストを形成して、塵、埃、湿気からの配線パターン３の保護、および絶縁性の確保を図ってもよい。
【００５９】
配線パターン３は、プリント配線板１の両面に形成される。第一相パターン５、第二相パターン６、および第三相パターン７のそれぞれをプリント配線板１の両面に形成する場合、異なる相の配線パターン３同士が交じり合わない形状で形成する必要がある。異なる相の配線パターン３が交差する場合、配線パターン３間に絶縁を考慮した材料を設置してもよい。
【００６０】
ステップＳ２０において、平面状のプリント配線板１に接着剤１２を配置する工程が行われる。プリント配線板１を巻いて筒状に成形する際には、プリント配線板１の片側または両側に接着剤１２を配置して接着層を設ける工程が行われる。すなわち、プリント配線板１の片側または両側をシート接着剤または液状接着剤で覆う。プリント配線板１と接着剤１２とは接着していてもよく、接着していなくてもよい。プリント配線板１をシート接着剤または液状接着剤で覆う部分は、プリント配線板１の片面または両側における、全面または一部でもよい。
【００６１】
その後、ステップＳ３０において、プリント配線板１を複数回ロール状に巻いて筒状に成形する工程が行われる。その後、ステップＳ４０において、接着剤１２の種類に対応して、室温硬化、加熱硬化、光硬化、または湿気硬化によって接着剤１２を硬化させることで筒状のコイル体４２が成形される。
【００６２】
筒状に成形されたプリント配線板１の径方向に沿って視た場合に、巻かれた複数の層の各層に形成された配線パターン３同士は重なり、複数の層の各層に形成された配線パターン３同士は電気的に接続されている。コイル体４２をコイル体４２の外周部に配置するコア４１に挿入し、コイル体４２とコア４１とを接着、または密着させることで固定子４０が得られる。なお、各工程の順序は、任意に変更可能である。
【００６３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、実施の形態の技術同士を組み合わせることも可能であるし、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１  プリント配線板、１ａ  配線パターン形成領域、１ｂ，１ｂａ，１ｂｂ  配線パターン未形成領域、１ｃ  長辺、２，７１  絶縁基板、２ａ  一面、２ｂ  他面、３  配線パターン、４  絶縁層、５  第一相パターン、６  第二相パターン、７  第三相パターン、８，９  銅パターン、１０  ミシン目、１１  端子接続部、１２  接着剤、３０  回転機、４０  固定子、４１  コア、４２，４２ａ，４２ｂ  コイル体、５０  回転子、６１，６２  プリント配線板、７２  基体部、７３  補強材クロス、７４，７４ａ，７４ｂ  繊維束、Ｃ  中心軸。
【要約】
コイル体（４２）を構成するプリント配線板（１）は、一面に形成された配線パターンの表面が絶縁層により被覆されるとともに他面に形成された配線パターンの表面が絶縁層により被覆されておらず、一面および他面の両面に配線パターンが形成されている配線パターン形成領域（１ａ）と、一面および他面の両面に配線パターンが形成されていない配線パターン未形成領域（１ｂ）とを、有する。配線パターン未形成領域（１ｂ）は、筒状に成形されたプリント配線板（１）の周方向におけるプリント配線板（１）の巻き始めとなる端部に設けられて周方向においてコイル体（４２）の内周以上の長さを有する第１の配線パターン未形成領域と、周方向におけるプリント配線板（１）の巻き終わりとなる端部に設けられて周方向においてコイル体の外周以上の長さを有する第２の配線パターン未形成領域と、のうち少なくとも一方を有する。【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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