JP7844178B2 - Motor coil board and motor - Google Patents
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Description
本明細書によって開示される技術は、コイル基板と、コイル基板を用いて形成されるモータ用コイル基板と、モータ用コイル基板を用いて形成されるモータに関する。 The technology disclosed herein relates to a coil substrate, a motor coil substrate formed using the coil substrate, and a motor formed using the motor coil substrate.
特許文献1は、フレキシブル基板と、フレキシブル基板の両面に形成された渦巻状の配線とを有するコイル基板を開示する。コイル基板が円筒状に巻かれることでモータ用コイル基板が形成される。形成されたモータ用コイル基板を円筒状のヨークの内側に配置し、モータ用コイル基板の内側に回転軸と磁石を配置することによってモータが形成される。 Patent Document 1 discloses a coil substrate having a flexible substrate and spiral-shaped wiring formed on both sides of the flexible substrate. A motor coil substrate is formed by winding the coil substrate into a cylindrical shape. A motor is formed by placing the formed motor coil substrate inside a cylindrical yoke and arranging a rotating shaft and magnets inside the motor coil substrate.
[特許文献1の課題]
特許文献1の技術では、コイル基板は、フレキシブル基板の長手方向の一端側の辺を起点として、長手方向と直交する直交方向(幅方向)に延びる軸を中心として周方向に巻かれると考えられる。配線のうち、フレキシブル基板の長手方向の一端側(即ち巻き方向の始端側)近傍に形成される部分の幅は、フレキシブル基板の長手方向の他端側(即ち巻き方向の終端側)近傍に形成される部分の幅より広いと考えられる。即ち、コイル基板が周方向に巻かれる際に最外周に位置する配線の幅は内周に位置する配線の幅よりも広いと考えられる。
[Problems with Patent Document 1]
In the technology described in Patent Document 1, the coil substrate is considered to be wound circumferentially around an axis that extends perpendicular to the longitudinal direction (width direction), starting from one end of the flexible substrate in the longitudinal direction. The width of the portion of the wiring formed near one end of the flexible substrate in the longitudinal direction (i.e., the starting end in the winding direction) is considered to be wider than the width of the portion formed near the other end of the flexible substrate in the longitudinal direction (i.e., the ending end in the winding direction). In other words, when the coil substrate is wound circumferentially, the width of the wiring located on the outermost circumference is considered to be wider than the width of the wiring located on the inner circumference.
コイル基板が周方向に巻かれる際、配線のギャップ部分には配線が存在しないため力が加わり易く、折れ曲がり易いと考えられる。特許文献1の技術では、最外周に位置する配線の幅は最内周に位置する配線の幅よりも広い。最外周に位置する配線間のギャップが、内周に位置する配線間のギャップと重なると考えられる。そのため、モータ用コイル基板が断面円形の円筒状ではなく断面多角形の多角筒状に形成され得ると考えられる。 When a coil substrate is wound in the circumferential direction, the gaps between the wires are susceptible to force and bending because there are no wires in those gaps. In the technology described in Patent Document 1, the width of the outermost wire is wider than the width of the innermost wire. It is thought that the gaps between the outermost wires overlap with the gaps between the innermost wires. Therefore, it is conceivable that the motor coil substrate can be formed in a polygonal cylindrical shape with a polygonal cross-section rather than a cylindrical shape with a circular cross-section.
モータ用コイル基板が多角筒状であると、モータ形成時に内側に配置される磁石と干渉することが考えられる。また、モータ用コイル基板とヨークの間の空隙が増えることで放熱性が低下することが考えられる。その結果安定したモータ性能が発揮できないことが考えられる。 If the motor coil substrate is polygonal cylindrical, it may interfere with the magnets placed inside during motor assembly. Furthermore, an increase in the air gap between the motor coil substrate and the yoke may reduce heat dissipation. As a result, stable motor performance may not be achieved.
本発明のコイル基板は、第1面と前記第1面と反対側の第2面とを有するフレキシブル基板と、前記第1面上及び前記第2面上に設けられる配線によって形成される複数個のコイル、とを有する。前記コイル基板は、前記フレキシブル基板の長手方向の第1端を起点として、前記長手方向と直交する直交方向に延びる軸を中心として周方向に巻かれることによって円筒状に形成可能である。前記フレキシブル基板は前記第1端近傍の第1領域と、前記第1領域の隣の第2領域とを有している。前記配線のうち、前記第1領域に形成される第1配線の幅は、前記第2領域に形成される第2配線の幅より広い。 The coil substrate of the present invention comprises a flexible substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and a plurality of coils formed by wiring provided on the first surface and the second surface. The coil substrate can be formed into a cylindrical shape by winding it circumferentially around an axis extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction, starting from a first end in the longitudinal direction of the flexible substrate. The flexible substrate has a first region near the first end and a second region adjacent to the first region. Of the wiring, the width of the first wiring formed in the first region is wider than the width of the second wiring formed in the second region.
本発明の実施形態のコイル基板では、第1領域に形成される第1配線の幅は第2領域に形成される第2配線の幅より広い。コイル基板を周方向に巻いた場合、第2領域は第1領域よりも外周の層に配置される。外周の層における配線間のギャップ部分の数は内周の層におけるギャップ部分の数よりも多くなる。その結果、最外周に位置する配線間のギャップが、内周に位置する配線間のギャップの重なりが低減される。コイル基板が周方向に巻かれる際、配線のギャップ部分に力が加わっても、折れ曲がりにくい。コイル基板が周方向に巻かれる際、配線のギャップ部分には配線が存在しないため力が加わり易く、折れ曲がり易い。そのため、実施形態のコイル基板を周方向に巻いてモータ用コイル基板が形成される場合、モータ用コイル基板はほぼ断面円形の円筒状に形成され得る。その結果、配線間での短絡の発生が抑制される。また、モータ用コイル基板、磁石、ヨークを筐体内に配置したモータ形成時にモータ用コイル基板の内側に配置される磁石とモータ用コイル基板が干渉することが防止される。また、モータ用コイル基板とヨークの間の空隙が一定になるため、高い放熱性が実現される。そのため、実施形態のコイル基板を用いてモータが形成される場合、安定した性能のモータが得られる。 In the coil substrate of the embodiment of the present invention, the width of the first wiring formed in the first region is wider than the width of the second wiring formed in the second region. When the coil substrate is wound in the circumferential direction, the second region is located in a layer further outward than the first region. The number of gaps between wirings in the outermost layer is greater than the number of gaps in the innermost layer. As a result, the overlap between the gaps between wirings located on the outermost periphery is reduced. When the coil substrate is wound in the circumferential direction, it is less likely to bend even if force is applied to the gaps between the wiring. When the coil substrate is wound in the circumferential direction, there are no wirings in the gaps between the wiring, so force is easily applied and it is prone to bending. Therefore, when the coil substrate of the embodiment is wound in the circumferential direction to form a motor coil substrate, the motor coil substrate can be formed in a cylindrical shape with a nearly circular cross-section. As a result, the occurrence of short circuits between wirings is suppressed. In addition, when forming a motor in which the motor coil substrate, magnets, and yoke are arranged inside the housing, interference between the magnets placed inside the motor coil substrate and the motor coil substrate is prevented. Furthermore, because the air gap between the motor coil substrate and the yoke remains constant, high heat dissipation is achieved. Therefore, when a motor is formed using the coil substrate of this embodiment, a motor with stable performance can be obtained.
本発明のモータ用コイル基板は、上記の本発明のコイル基板を円筒状に巻くことによって形成される。前記コイル基板は前記第1端を起点として前記軸を中心として巻かれており、前記第1面が内面側に配置されており、前記第2面が外面側に配置されており、前記第1配線は最内周の第1層に配置されており、前記第2配線は前記第1層よりも外側の第2層に配置されている。 The motor coil substrate of the present invention is formed by winding the above-described coil substrate of the present invention into a cylindrical shape. The coil substrate is wound around the axis, starting from the first end, with the first surface positioned on the inner side and the second surface on the outer side. The first wiring is arranged in the innermost first layer, and the second wiring is arranged in the second layer, which is outside the first layer.
上記の通り、本発明の実施形態のモータ用コイル基板は、ほぼ断面円形の円筒状に形成され得る。モータ形成時に磁石とモータ用コイル基板とが干渉することが防止される。高い放熱性が実現される。そのため、実施形態のモータ用コイル基板を用いてモータが形成される場合、安定した性能のモータが得られる。 As described above, the motor coil substrate of the embodiment of the present invention can be formed in a cylindrical shape with a substantially circular cross-section. Interference between the magnet and the motor coil substrate during motor formation is prevented. High heat dissipation is achieved. Therefore, when a motor is formed using the motor coil substrate of the embodiment, a motor with stable performance can be obtained.
本発明のモータは、上記の本発明のモータ用コイル基板を円筒状のヨークの内側に配置し、前記モータ用コイル基板の内側に回転軸と磁石を配置することによって形成される。 The motor of the present invention is formed by arranging the above-described motor coil substrate inside a cylindrical yoke, and arranging a rotating shaft and magnets inside the motor coil substrate.
本発明の実施形態のモータでは、磁石とモータ用コイル基板とが干渉することが防止される。また、モータ用コイル基板とヨークの間の空隙も一定になるため高い放熱性が実現される。安定した性能のモータが得られる。 In the motor of this embodiment, interference between the magnet and the motor coil substrate is prevented. Furthermore, the air gap between the motor coil substrate and the yoke remains constant, resulting in high heat dissipation. A motor with stable performance is obtained.
[実施形態]
図1は実施形態のコイル基板2を示す平面図である。図2は実施形態のコイル基板2を示す底面図である。図3はコイル基板2の一部の断面図である。図3は、図1と図2のIII-III間の断面図である。実施形態のコイル基板2は、フレキシブル基板10と、複数個のコイル20、22、24とを有する。
[Embodiment]
Figure 1 is a plan view showing the coil substrate 2 of the embodiment. Figure 2 is a bottom view showing the coil substrate 2 of the embodiment. Figure 3 is a cross-sectional view of a part of the coil substrate 2. Figure 3 is a cross-sectional view between III-III in Figures 1 and 2. The coil substrate 2 of the embodiment has a flexible substrate 10 and a plurality of coils 20, 22, and 24.
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はともに長手方向に沿って延びる長辺である。後で詳しく説明されるように、コイル基板2が円筒状に巻かれてモータ用コイル基板50(図4参照)が形成される場合、第1面10Fは内周側に配置され、第2面10Bは外周側に配置される。 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 formed using an insulating resin such as polyimide or polyamide. The flexible substrate 10 is flexible. The flexible substrate 10 is formed in a rectangular shape having four sides, from the first side E1 to the fourth side E4. The first side E1 is the short side at one end of the flexible substrate 10 in the longitudinal direction (arrow LD direction in Figure 1). The second side E2 is the short side at the other end in the longitudinal direction. Both the first side E1 and the second side E2 are short sides extending along the orthogonal direction (arrow OD direction in Figure 1) perpendicular to the longitudinal direction. Both the third side E3 and the fourth side E4 are long sides extending along the longitudinal direction. As will be explained in more detail later, when the coil substrate 2 is wound into a cylindrical shape to form the motor coil substrate 50 (see Figure 4), the first surface 10F is positioned on the inner circumference side, and the second surface 10B is positioned on the outer circumference side.
フレキシブル基板10は、第1辺E1近傍の第1領域R1と、第1領域R1の隣の第2領域R2とを有する。第2領域R2は第1領域R1の隣から第2辺E2近傍に至る。 The flexible substrate 10 has a first region R1 near the first edge E1 and a second region R2 adjacent to the first region R1. The second region R2 extends from adjacent to the first region R1 to the vicinity of the second edge E2.
コイル20、22、24は、フレキシブル基板10の長手方向に沿って並んでいる。図1では3個のコイル20、22、24のみが図示されている。フレキシブル基板10には、コイル20とコイル22の間およびコイル22とコイル24の間に、コイル20、22、24以外の他のコイルが備えられていてもよい。コイル20は第1領域R1に形成されている。コイル20以外のコイル(即ちコイル22、24)は第2領域R2に形成されている。 Coils 20, 22, and 24 are arranged along the longitudinal direction of the flexible substrate 10. Only three coils, 20, 22, and 24, are shown in Figure 1. The flexible substrate 10 may also contain other coils besides coils 20, 22, and 24, between coils 20 and 22, and between coils 22 and 24. Coil 20 is formed in the first region R1. The other coils (i.e., coils 22 and 24) are formed in the second region R2.
コイル20は、第1面10F上に設けられるコイル形状の配線30F(図1)と第2面10B上に設けられるコイル形状の配線30B(図2)とからなる。配線30F、30Bはフレキシブル基板10の第1領域R1に形成されている。配線30Fと配線30Bは、フレキシブル基板10を貫通するビア導体40を介して電気的に接続されている。 The coil 20 consists of a coil-shaped wiring 30F (Figure 1) provided on the first surface 10F and a coil-shaped wiring 30B (Figure 2) provided on the second surface 10B. Wirings 30F and 30B are formed in the first region R1 of the flexible substrate 10. Wirings 30F and 30B are electrically connected via via conductors 40 that penetrate the flexible substrate 10.
図1に示されるように、配線30Fは、外周から内周に向かって右回りの渦巻状(六角形の渦巻状)に形成されている。ビア導体40は配線30Fの内周側端部に形成されている。図2に示されるように、配線30Bは、内周から外周に向かって左回りの渦巻状(六角形の渦巻状)に形成されている。配線30F、30Bはともに3ターン分(3周回分)形成されている。配線30Fと配線30Bは、同じ面から見て同じ巻き方向の渦巻状に形成されている。配線30Fと配線30Bは電気的に直列に接続された1つのコイル20として機能する。 As shown in Figure 1, the wiring 30F is formed in a clockwise spiral shape (hexagonal spiral) from the outer circumference to the inner circumference. The via conductor 40 is formed at the inner circumference end of the wiring 30F. As shown in Figure 2, the wiring 30B is formed in a counterclockwise spiral shape (hexagonal spiral) from the inner circumference to the outer circumference. Both wiring 30F and 30B are formed for three turns (three rotations). Wiring 30F and wiring 30B are formed in the same spiral shape with the same winding direction when viewed from the same plane. Wiring 30F and wiring 30B function as a single coil 20 that is electrically connected in series.
図3に示されるように、第1面10F上の配線30Fと第2面10B上の配線30Bは、第1面10Fに垂直な光で第1面10Fに投影されると重なる。即ち、配線30Fと配線30Bは厚さ方向(図中上下方向)においてフレキシブル基板10を介して重なっている。 As shown in Figure 3, the wiring 30F on the first surface 10F and the wiring 30B on the second surface 10B overlap when projected onto the first surface 10F with light perpendicular to the first surface 10F. That is, the wiring 30F and wiring 30B overlap in the thickness direction (vertical direction in the figure) via the flexible substrate 10.
同様に、コイル22は第1面10F上に設けられる配線32F(図1)と第2面10B上に設けられる配線32B(図2)とからなる。配線32F、32Bはフレキシブル基板10の第2領域R2に形成されている。配線32Fと配線32Bはビア導体42を介して電気的に接続されている。 Similarly, the coil 22 consists of wiring 32F (Figure 1) provided on the first surface 10F and wiring 32B (Figure 2) provided on the second surface 10B. Wirings 32F and 32B are formed in the second region R2 of the flexible substrate 10. Wirings 32F and 32B are electrically connected via via conductors 42.
配線32Fは、外周から内周に向かって右回りの渦巻状(六角形の渦巻状)に形成されている。ビア導体42は配線32Fの内周側端部に形成されている。配線32Bは、内周から内周に向かって左回りの渦巻状(六角形の渦巻状)に形成されている。配線32F、32Bはともに4ターン分形成されている。配線32Fと配線32Bは、同じ面から見て同じ巻き方向の渦巻状に形成されている。配線32Fと配線32Bは電気的に直列に接続された1つのコイル22として機能する。 Wiring 32F is formed in a clockwise spiral shape (hexagonal spiral) from the outer circumference to the inner circumference. The via conductor 42 is formed at the inner circumference end of wiring 32F. Wiring 32B is formed in a counter-clockwise spiral shape (hexagonal spiral) from the inner circumference to the inner circumference. Both wiring 32F and 32B are formed for 4 turns. Wiring 32F and wiring 32B are formed in the same spiral shape with the same winding direction when viewed from the same plane. Wiring 32F and wiring 32B function as a single coil 22 that is electrically connected in series.
図3に示されるように、配線32F、配線32Bは、第1面10Fに垂直な光で第1面10Fに投影されると重なる。即ち、配線32F、配線32Bは厚さ方向(図中上下方向)においてフレキシブル基板10を介して重なっている。配線32F、32Bの幅W32は、コイル20の配線30F、30Bの幅W30より小さい。配線32F、32B同士の間隔は、コイル20の配線30F、30B同士の間隔と同様である。 As shown in Figure 3, wirings 32F and 32B overlap when projected onto the first surface 10F with light perpendicular to the surface. That is, wirings 32F and 32B overlap in the thickness direction (vertical direction in the figure) via the flexible substrate 10. The width W32 of wirings 32F and 32B is smaller than the width W30 of wirings 30F and 30B of coil 20. The spacing between wirings 32F and 32B is the same as the spacing between wirings 30F and 30B of coil 20.
同様に、コイル24は第1面10F上に設けられる配線34F(図1)と第2面10B上に設けられる配線34B(図2)とからなる。配線34F、34Bはフレキシブル基板10の第2領域R2に形成されている。配線34Fと配線34Bはビア導体44を介して電気的に接続されている。 Similarly, the coil 24 consists of wiring 34F (Figure 1) provided on the first surface 10F and wiring 34B (Figure 2) provided on the second surface 10B. Wirings 34F and 34B are formed in the second region R2 of the flexible substrate 10. Wirings 34F and 34B are electrically connected via via conductors 44.
配線34Fは、外周から内周に向かって右回りの渦巻状(六角形の渦巻状)に形成されている。ビア導体44は配線34Fの内周側端部に形成されている。配線34Bは、内周から外周に向かって左回りの渦巻状(六角形の渦巻状)に形成されている。配線34F、34Bはともに5ターン分形成されている。配線34Fと配線34Bは、同じ面から見て同じ巻き方向の渦巻状に形成されている。配線34Fと配線34Bは電気的に直列に接続された1つのコイル24として機能する。 Wiring 34F is formed in a clockwise spiral shape (hexagonal spiral) from the outer circumference to the inner circumference. The via conductor 44 is formed at the inner circumference end of wiring 34F. Wiring 34B is formed in a counter-clockwise spiral shape (hexagonal spiral) from the inner circumference to the outer circumference. Both wiring 34F and 34B consist of 5 turns. Wiring 34F and 34B are formed in the same spiral shape with the same winding direction when viewed from the same plane. Wiring 34F and 34B function as a single coil 24 electrically connected in series.
図3に示されるように、配線34F、配線34Bは、第1面10Fに垂直な光で第1面10Fに投影されると重なる。即ち、配線34F、配線34Bは厚さ方向(図中上下方向)においてフレキシブル基板10を介して重なっている。配線34F、34Bの幅W34は、コイル22の配線32F、32Bの幅W32より小さい。即ち配線34F、34Bの幅W34はコイル20の配線30F、30Bの幅W30より小さい。配線34F、34B同士の間隔は、コイル22の配線32F、32B同士の間隔(即ちコイル20の配線30F、30B同士の間隔)と同様である。 As shown in Figure 3, wirings 34F and 34B overlap when projected onto the first surface 10F with light perpendicular to the first surface 10F. That is, wirings 34F and 34B overlap in the thickness direction (vertical direction in the figure) via the flexible substrate 10. The width W34 of wirings 34F and 34B is smaller than the width W32 of wirings 32F and 32B of coil 22. That is, the width W34 of wirings 34F and 34B is smaller than the width W30 of wirings 30F and 30B of coil 20. The spacing between wirings 34F and 34B is the same as the spacing between wirings 32F and 32B of coil 22 (i.e., the spacing between wirings 30F and 30B of coil 20).
図示は省略されるが、第1面10Fと第1面10F上の配線30F、32F、34F等は樹脂絶縁層で覆われている。同様に第2面10Bと第2面10B上の配線30B、32B、34B等は樹脂絶縁層で覆われている。 Although not shown in the diagram, the first surface 10F and the wiring 30F, 32F, 34F, etc. on the first surface 10F are covered with a resin insulating layer. Similarly, the second surface 10B and the wiring 30B, 32B, 34B, etc. on the second surface 10B are covered with a resin insulating layer.
図4は、実施形態のコイル基板(図1~図3)を用いたモータ用コイル基板50を模式的に示す斜視図である。図4に示されるように、実施形態のコイル基板2(図1、図2)が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50が形成される。コイル基板2が円筒状に巻かれる場合、第1辺E1(図1)を起点として、直交方向に延びる軸(第1辺E1と平行に延びる軸)を中心に周方向に複数回巻かれる。また、コイル基板2の巻かれる回数は特に限定されない。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が内周側に配置され、第2面10Bが外周側に配置される。 Figure 4 is a schematic perspective view showing a motor coil substrate 50 using the coil substrate of the embodiment (Figures 1 to 3). As shown in Figure 4, the motor coil substrate 50 is formed by winding the coil substrate 2 of the embodiment (Figures 1 and 2) into a cylindrical shape. When the coil substrate 2 is wound into a cylindrical shape, it is wound multiple times in the circumferential direction around an axis extending orthogonally (an axis extending parallel to the first side E1), starting from the first side E1 (Figure 1). Furthermore, the number of times the coil substrate 2 is wound is not particularly limited. When the coil substrate 2 is wound into a cylindrical shape, the first surface 10F of the flexible substrate 10 is positioned on the inner circumference side, and the second surface 10B is positioned on the outer circumference side.
図5は、図4のモータ用コイル基板50の一部を模式的に示す断面説明図である。図に示すように、モータ用コイル基板50では、第1領域R1は最内周の層を形成している。第2領域R2は最内周の層よりも外側の層を形成している。 Figure 5 is a schematic cross-sectional diagram illustrating a portion of the motor coil substrate 50 shown in Figure 4. As shown in the figure, in the motor coil substrate 50, the first region R1 forms the innermost layer. The second region R2 forms a layer outside the innermost layer.
上記の通り、実施形態のコイル基板2では、第1領域R1に形成される配線30F、30Bの幅W30は第2領域R2に形成される配線32F、32B、34F、34Bの幅W32、W34より広い(図3参照)。配線32F、32B、34F、34Bで形成されるコイル22、24のターン数は、配線30F、30Bによって形成されるコイル20のターン数よりも多い。そのため、外周の層における配線間のギャップ部分の数は内周の層におけるギャップ部分の数よりも多くなる(図5参照)。その結果、最外周に位置する配線間のギャップが、内周に位置する配線間のギャップと重なりが低減される。コイル基板2が周方向に巻かれる際、配線のギャップ部分に力が加わっても、折れ曲がりにくい。そのため、実施形態のコイル基板2を周方向に巻いてモータ用コイル基板50が形成される場合、モータ用コイル基板50はほぼ断面円形の円筒状に形成され得る。 As described above, in the coil substrate 2 of this embodiment, the width W30 of the wirings 30F and 30B formed in the first region R1 is wider than the widths W32 and W34 of the wirings 32F, 32B, 34F, and 34B formed in the second region R2 (see Figure 3). The number of turns of the coils 22 and 24 formed by the wirings 32F, 32B, 34F, and 34B is greater than the number of turns of the coil 20 formed by the wirings 30F and 30B. Therefore, the number of gaps between wirings in the outermost layer is greater than the number of gaps in the inner layer (see Figure 5). As a result, the overlap between the gaps between wirings located on the outermost circumference is reduced compared to the gaps between wirings located on the inner circumference. When the coil substrate 2 is wound in the circumferential direction, it is less likely to bend even if force is applied to the gaps in the wiring. Therefore, when the coil substrate 2 of this embodiment is wound in the circumferential direction to form a motor coil substrate 50, the motor coil substrate 50 can be formed in a cylindrical shape with a nearly circular cross-section.
図6は、実施形態のモータ用コイル基板50(図4、図5)を用いたモータ100を模式的に示す断面図である。モータ100は、モータ用コイル基板50をヨーク60の内側に配置し、モータ用コイル基板50の内側に回転軸80と回転軸80に固定された磁石70とを配置することによって形成される。 Figure 6 is a schematic cross-sectional view showing a motor 100 using the motor coil substrate 50 (Figures 4 and 5) of the embodiment. The motor 100 is formed by placing the motor coil substrate 50 inside the yoke 60, and arranging a rotating shaft 80 and a magnet 70 fixed to the rotating shaft 80 inside the motor coil substrate 50.
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50(図4、図5)、モータ100(図6)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が用いられることで、モータ用コイル基板50が断面略真円形の円筒状に形成され得る。その結果、配線間での短絡の発生が抑制される。また、モータ100の形成時にモータ用コイル基板50の内側に配置される磁石70とモータ用コイル基板50が干渉することが防止される。また、モータ用コイル基板50とヨーク60の間の空隙が一定になるため、高い放熱性が実現される。そのため、実施形態のコイル基板2を用いてモータ100が形成される場合、安定した性能のモータ100が得られる。 As described above, the configurations of the coil substrate 2 (Figures 1-3), motor coil substrate 50 (Figures 4 and 5), and motor 100 (Figure 6) of the embodiment have been explained. As described above, by using the coil substrate 2 of the embodiment, the motor coil substrate 50 can be formed in a cylindrical shape with a substantially circular cross-section. As a result, the occurrence of short circuits between wiring is suppressed. Furthermore, interference between the magnet 70, which is positioned inside the motor coil substrate 50, and the motor coil substrate 50 during the formation of the motor 100 is prevented. Also, since the air gap between the motor coil substrate 50 and the yoke 60 remains constant, high heat dissipation is achieved. Therefore, when the motor 100 is formed using the coil substrate 2 of the embodiment, a motor 100 with stable performance can be obtained.
実施形態の配線30F、30Bが「第1配線」の一例である。配線32F、32B、34F、34Bが「第2配線」の一例である。コイル20が「第1コイル」の一例である。コイル22、24が「第2コイル」の一例である。 Wiring 30F and 30B in the embodiment are examples of "first wiring." Wiring 32F, 32B, 34F, and 34B are examples of "second wiring." Coil 20 is an example of "first coil." Coils 22 and 24 are examples of "second coil."
[実施形態の別例]
実施形態の別例では、コイル20、22、24のターン数が等しい。
[Another example of an embodiment]
In another embodiment, coils 20, 22, and 24 have the same number of turns.
[実施形態の改変例]
図7~図9は、実施形態の改変例を示す。改変例では、コイル20、22、24を構成する配線の配置が実施形態と異なる。図7は改変例のコイル基板102を示す平面図である。図8はコイル基板102の一部の断面図である。図8は、図7のVIII-VIII間の断面図である。
[Examples of modifications to the embodiment]
Figures 7 to 9 show modified examples of the embodiment. In the modified examples, the arrangement of the wiring constituting coils 20, 22, and 24 differs from that of the embodiment. Figure 7 is a plan view showing the coil substrate 102 of the modified example. Figure 8 is a cross-sectional view of a part of the coil substrate 102. Figure 8 is a cross-sectional view between VIII and VIII in Figure 7.
図7、図8に示されるように、改変例のコイル20は、1ターン中の半ターンを構成する配線30Fが第1面10F側に形成され、残り半ターンを構成する配線30B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。コイル20は3ターン分の配線30F、30Bを備える。各ターンを構成する配線30Fと配線30Bは、フレキシブル基板10を貫通するビア導体40を介して電気的に接続されている。コイル20を構成する配線30Fと配線30Bはいずれも第1領域R1に形成されている。 As shown in Figures 7 and 8, the modified coil 20 is formed such that the wiring 30F constituting half a turn of one turn is formed on the first surface 10F side, and the wiring 30B constituting the remaining half turn is formed on the second surface 10B side, with adjacent turns staggered. The coil 20 comprises three turns of wiring 30F and 30B. The wiring 30F and 30B constituting each turn are electrically connected via via conductors 40 that penetrate the flexible substrate 10. Both the wiring 30F and 30B constituting the coil 20 are formed in the first region R1.
同様に、コイル22は、1ターン中の半ターンを構成する配線32Fが第1面10F側に形成され、残り半ターンを構成する配線32B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。ただしコイル22は4ターン分の配線32F、32Bを備える。各ターンを構成する配線32Fと配線32Bはビア導体42を介して電気的に接続されている。配線32F、32Bは第1領域R1と第2領域R2とに亘って形成されている。 Similarly, coil 22 is formed by arranging the wiring 32F, which constitutes half a turn within one turn, on the first surface 10F side, and the wiring 32B, which constitutes the remaining half turn, on the second surface 10B side, with adjacent turns staggered. However, coil 22 comprises wiring 32F and 32B for four turns. The wiring 32F and 32B constituting each turn are electrically connected via via conductors 42. Wiring 32F and 32B are formed across the first region R1 and the second region R2.
図8に示されるように、配線32F、32Bの幅W32は、コイル20の配線30F、30Bの幅W30より小さい。配線32F、32B同士の間隔は、コイル20の配線30F、30B同士の間隔と同様である。 As shown in Figure 8, the width W32 of wiring 32F and 32B is smaller than the width W30 of wiring 30F and 30B of coil 20. The spacing between wiring 32F and 32B is the same as the spacing between wiring 30F and 30B of coil 20.
コイル24は、1ターン中の半ターンを構成する配線34Fが第1面10F側に形成され、残り半ターンを構成する配線34B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。ただしコイル24は5ターン分の配線を備える。各ターンを構成する配線34Fと配線34Bはビア導体44を介して電気的に接続されている。配線34F、34Bは第2領域R2に形成されている。 The coil 24 is formed by arranging the wiring 34F, which constitutes half a turn of one coil, on the first surface 10F side, and the wiring 34B, which constitutes the remaining half turn, on the second surface 10B side, with adjacent turns being offset from each other. However, the coil 24 has wiring for five turns. The wiring 34F and 34B constituting each turn are electrically connected via via conductors 44. Wirings 34F and 34B are formed in the second region R2.
図8に示されるように、配線34F、34Bの幅W34は、コイル22の配線32F、32Bの幅W32より小さい。即ち配線34F、34Bの幅W34はコイル20の配線30F、30Bの幅W30より小さい。配線34F、34B同士の間隔は、コイル22の配線32F、32B同士の間隔(即ちコイル20の配線30F、30B同士の間隔)と同様である。 As shown in Figure 8, the width W34 of wiring 34F and 34B is smaller than the width W32 of wiring 32F and 32B of coil 22. That is, the width W34 of wiring 34F and 34B is smaller than the width W30 of wiring 30F and 30B of coil 20. The spacing between wiring 34F and 34B is the same as the spacing between wiring 32F and 32B of coil 22 (i.e., the spacing between wiring 30F and 30B of coil 20).
図示は省略されるが、第1面10Fと配線30F、32F、34F上は樹脂絶縁層で覆われている。同様に第2面10Bと配線30B、32B、34B上は樹脂絶縁層で覆われている。 Although not shown in the diagram, the first surface 10F and the wiring 30F, 32F, and 34F are covered with a resin insulating layer. Similarly, the second surface 10B and the wiring 30B, 32B, and 34B are covered with a resin insulating layer.
改変例では、上記のコイル基板102(図7、図8)が第1辺E1を起点として周方向に複数回巻かれることにより、モータ用コイル基板50(図4参照)が形成される。また、コイル基板102の巻かれる回数は特に限定されない。モータ用コイル基板50では、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る。 In the modified example, the above-mentioned coil substrate 102 (Figures 7 and 8) is wound multiple times in the circumferential direction starting from the first side E1 to form the motor coil substrate 50 (see Figure 4). The number of windings of the coil substrate 102 is not particularly limited. In the motor coil substrate 50, the first surface 10F of the flexible substrate 10 is positioned on the inner circumference side, and the second surface 10B is positioned on the outer circumference side.
図9は、改変例のモータ用コイル基板50の一部を模式的に示す断面説明図である。図9に示すように、改変例のモータ用コイル基板50では、第1領域R1は最内周の層を形成している。第2領域R2は最内周の層よりも外側の層を形成している。 Figure 9 is a schematic cross-sectional diagram illustrating a portion of the modified motor coil substrate 50. As shown in Figure 9, in the modified motor coil substrate 50, the first region R1 forms the innermost layer. The second region R2 forms a layer outside the innermost layer.
上記の通り、実施形態のコイル基板2では、第1領域R1に形成される配線30F、30Bの幅W30は第2領域R2に形成される配線32F、32B、34F、34Bの幅W32、W34等より広い(図8参照)。配線32F、32B、34F、34Bで形成されるコイル22、24のターン数は、配線30F、30Bによって形成されるコイル20のターン数よりも多い。そのため、外周の層における配線間のギャップ部分の数は内周の層におけるギャップ部分の数よりも多くなる。その結果、最外周に位置する配線間のギャップが、内周に位置する配線間のギャップと重なりが低減される。コイル基板2が周方向に巻かれる際、配線のギャップ部分に力が加わっても、折れ曲がりにくい。そのため、実施形態のコイル基板2を周方向に巻いてモータ用コイル基板50が形成される場合、モータ用コイル基板50はほぼ断面円形の円筒状に形成され得る。 As described above, in the coil substrate 2 of this embodiment, the width W30 of the wirings 30F and 30B formed in the first region R1 is wider than the widths W32, W34, etc. of the wirings 32F, 32B, 34F, and 34B formed in the second region R2 (see Figure 8). The number of turns of the coils 22 and 24 formed by the wirings 32F, 32B, 34F, and 34B is greater than the number of turns of the coil 20 formed by the wirings 30F and 30B. Therefore, the number of gaps between wirings in the outermost layer is greater than the number of gaps in the inner layer. As a result, the overlap between the gaps between wirings located on the outermost circumference is reduced compared to the gaps between wirings located on the inner circumference. When the coil substrate 2 is wound in the circumferential direction, it is less likely to bend even if force is applied to the gaps in the wiring. Therefore, when the coil substrate 2 of this embodiment is wound in the circumferential direction to form a motor coil substrate 50, the motor coil substrate 50 can be formed in a cylindrical shape with a nearly circular cross-section.
実施形態の配線30F、30Bが「第1配線」の一例である。配線32F、32B、34F、34Bが「第2配線」の一例である。コイル20が「第1コイル」の一例である。コイル22、24が「第2コイル」の一例である。 Wiring 30F and 30B in the embodiment are examples of "first wiring." Wiring 32F, 32B, 34F, and 34B are examples of "second wiring." Coil 20 is an example of "first coil." Coils 22 and 24 are examples of "second coil."
[改変例の別例]
改変例の別例では、コイル20、22、24のターン数が等しい。
[Another example of modification]
In another example of the modification, the number of turns for coils 20, 22, and 24 are equal.
2,102:コイル基板
10:フレキシブル基板
10F:第1面
10B:第2面
20,22,24:コイル
30F,32F,34F:(第1面上の)配線
30B,32B,34B:(第2面上の)配線
40,42,44:ビア導体
50:モータ用コイル基板
60:ヨーク
70:磁石
80:回転軸
100:モータ
E1:第1辺
E2:第2辺
E3:第3辺
E4:第4辺
R1:第1領域
R2:第2領域
2, 102: Coil substrate 10: Flexible substrate 10F: First surface 10B: Second surface 20, 22, 24: Coils 30F, 32F, 34F: Wiring (on the first surface) 30B, 32B, 34B: Wiring (on the second surface) 40, 42, 44: Via conductor 50: Motor coil substrate 60: Yoke 70: Magnet 80: Rotating shaft 100: Motor E1: First side E2: Second side E3: Third side E4: Fourth side R1: First region R2: Second region
Claims (3)
前記フレキシブル基板は前記第1端近傍の第1領域と、前記第1領域の隣の第2領域とを有しており、
前記配線のうち、前記第1領域に形成される第1配線の幅は、前記第2領域に形成される第2配線の幅より広く、
前記コイル基板は前記第1端を起点として前記軸を中心として巻かれており、前記第1面が内面側に配置されており、前記第2面が外面側に配置されており、前記第1配線は最内周の第1層に配置されており、前記第2配線は前記第1層よりも外側の第2層に配置されている。 A motor coil substrate is formed by winding multiple coil substrates around the flexible substrate, each of which can be formed into a cylindrical shape by winding around an axis extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction, starting from a first end in the longitudinal direction of the flexible substrate, the flexible substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and wherein the coil substrate is formed by winding multiple coil substrates around the flexible substrate in a direction perpendicular to the longitudinal direction,
The flexible substrate has a first region near the first end and a second region adjacent to the first region.
Of the aforementioned wirings, the width of the first wiring formed in the first region is wider than the width of the second wiring formed in the second region.
The coil substrate is wound around the axis starting from the first end, with the first surface facing the inner side and the second surface facing the outer side, the first wiring is located in the innermost first layer, and the second wiring is located in the second layer which is outside the first layer.
A motor formed by arranging the motor coil substrate according to claim 1 inside a cylindrical yoke, and arranging a rotating shaft and magnets inside the motor coil substrate.
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