JP2019047703A - モータ用コイル - Google Patents

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Haruhiko Morita
治彦 森田
忍 加藤
Shinobu Kato
忍 加藤
等 三輪
Hitoshi Miwa
等 三輪
久始 加藤
Hisashi Kato
久始 加藤
俊彦 横幕
Toshihiko Yokomaku
俊彦 横幕
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Abstract

【課題】 高い性能を有するモータ用コイルの提供【解決手段】 実施形態のモータ用コイルは、コイル基板Dと接着層22とを交互に積層することで得られる積層型コイル基板10と、積層型コイル基板10の下に形成されている磁石30、とで形成される。そして、コイル基板Dは、第1面Fと第1面Fと反対側の第2面Sとを有する樹脂基板101と第1面F上に形成されていてコイルを形成する第1導体層34Fと第2面S上に形成されていてコイルを形成する第2導体層34Sとからなるプリント配線板100を折り畳むことで形成される。また、接着層22の1つは磁性シート24で形成されている。【選択図】 図3

Description

本発明は、積層型コイル基板と磁石とからなるモータ用コイルに関する。
特許文献1は、積層タイプのインダクタンスを開示している。
特開2001−135548号公報
[特許文献1の課題]
特許文献1は、交互に積層されている絶縁層と導体パターンで形成されている積層タイプのインダクタンスを開示している。そして隣接する導体パターンは絶縁層を貫通する導体突起で接続されている。特許文献1の図1によれば、絶縁層と絶縁層上に形成されている導体パターンと導体パターン上に形成されている導体突起を有するシートが準備される。そして、複数のシートを積層することで積層タイプのインダクタンスが製造される。特許文献1では、隣接する導体パターンが導体突起を介して接続される。シートの数が増えると、導体突起を介する接続信頼性を維持することが難しいと考えられる。特許文献1では、高いインダクタンスを有する積層タイプのインダクタンスを提供することが難しいと考えられる。
本発明に係るモータ用コイルは、コイル基板と接着層とを交互に積層することで得られる積層型コイル基板と、前記積層型コイル基板の下に形成されている磁石、とからなる。そして、前記コイル基板は、第1面と前記第1面と反対側の第2面とを有する樹脂基板と前記第1面上に形成されていてコイルを形成する第1導体層と前記第2面上に形成されていてコイルを形成する第2導体層とからなるプリント配線板を折り畳むことで形成され、前記接着層の1つは磁性シートで形成されている。
[実施形態の効果]
本発明の実施形態によれば、積層型コイル基板が磁性シートを有する。例えば、磁性シートが積層型コイル基板の厚さ方向の略中央に形成されている。そのため、磁束が効率的に磁石を通過することができると考えられる。もしくは、磁束が磁石に入り込むと考えられる。モータの性能を向上することができる。
図1は、本発明の実施形態に係る積層型コイル基板を形成するためのプリント配線板の第1面と第2面を示している。 実施形態の積層型コイル基板の展開図。 実施形態の積層型コイル基板の製造工程を示す模式図。 図4は、実施形態の積層型コイル基板を形成するためのプリント配線板の製造方法を示している。 図5(A)は、本発明の実施形態に係る積層型コイル基板中の接続層の位置を示し、図5(B)と図5(C)は積層型コイル基板の例を示している。 接着層の位置を示す模式図。 図7は、本発明の実施形態に係る積層型コイル基板の例を示している。 図8(A)、図8(B)と図8(C)はシミュレーション結果を示していて、図8(D)は磁性シートと磁石と間のスペースを示している。
図3(C)に実施形態の積層型コイル基板10の模式図が示されている。図1は実施形態に係る積層型コイル基板10を形成するためのプリント配線板100を示す。図1では、プリント配線板100の表裏が描かれている。図2は実施形態の積層型コイル基板10の展開図であり、図3は実施形態の積層型コイル基板10の製造方法を示している。
図1に示されるプリント配線板100は、第1面(表面)Fと前記第1面Fと反対側の第2面(裏面)Sとを有する樹脂基板101と樹脂基板101の第1面F上に形成されている第1導体層34Fと樹脂基板の第2面S上に形成されている第2導体層34Sで形成されている。第1導体層34Fと第2導体層34Sはコイルを形成する。図1では、左側に、樹脂基板101の第1面Fと第1導体層34Fが描かれている。右側に、樹脂基板101の第2面Sと第2導体層34Sが描かれている。
図2の展開図に示されるように、第1コイル基板D1の第1面Fと第1コイル基板D1の第2面Sが繋がる。第1コイル基板D1の第2面Sと第2コイル基板D2の第2面Sが繋がる。第2コイル基板D2の第2面Sと第2コイル基板D2の第1面Fが繋がる。第2コイル基板D2の第1面Fと第3コイル基板D3の第1面Fが繋がる。第3コイル基板D3の第1面Fと第3コイル基板D3の第2面Sが繋がる。第3コイル基板D3の第2面Sと第4コイル基板D4の第2面Sが繋がる。第4コイル基板D4の第2面Sと第4コイル基板D4の第1面Fが繋がる。積層コイル基板100では、隣接しているコイル基板の第1面Fが接着層22を介して対向する。隣接しているコイル基板の第2面Sが接着層22を介して対向する。
図3(A)に示されるように、積層型コイル基板10を形成するプリント配線板100は、複数のコイル基板Dで形成される。プリント配線板10を形成するコイル基板Dの数は偶数であることが好ましい。図3(A)に示されるように、隣接するコイル基板は繋がっている。積層型コイル基板を形成するための各コイル基板は個々に分割されていない。
図3(A)では、積層型コイル基板10を形成するプリント配線板は、4つのコイル基板D1、D2、D3、D4で形成されている。各コイル基板D1、D2、D3、D4の形は円盤である。4つのコイル基板(第1コイル基板D1、第2コイル基板D2、第3コイル基板D3、第4コイル基板D4)は繋がっている。
図1に示されるように、各コイル基板D1、D2、D3、D4は、第1面Fと第1面Fと反対側の第2面Sとを有する。
各コイル基板D1、D2、D3、D4は第1面F上にコイルCを有する。各コイル基板Dの第1面F上に形成されているコイルCの数は複数であることが好ましい。各コイル基板Dの第1面F上に形成されているコイルCの数は偶数であることが好ましい。
各コイル基板D1、D2、D3、D4は第2面S上にコイルCを有する。
各コイル基板Dの第2面S上に形成されているコイルCの数は複数であることが好ましい。各コイル基板Dの第2面S上に形成されているコイルCの数は偶数であることが好ましい。そして、複数のコイル基板Dでは、第1面F上のコイルCの数と第2面S上のコイルCの数が等しい。
樹脂基板101を挟んでいる第1面F上のコイルCと第2面S上のコイルCをスルーホール導体Tで接続することができる。樹脂基板101を挟んでいる第1面F上のコイルCと第2面S上のコイルCは樹脂基板101に関して対称に形成されている。樹脂基板101を挟んでいる第1面F上のコイルCと第2面S上のコイルCは面対称に形成されている。この場合、第1面F上のコイルCが第2面S上に平行移動されると、第1面F上のコイルCと第2面S上のコイルCは重なる。また、第1面F上のコイルCを流れる電流の向きと第2面S上のコイルCを流れる電流の向きは同じである。
積層型コイル基板10は、隣接するコイル基板を接続するスルーホール導体Tを有しないことが好ましい。1つのコイル基板とその1つのコイル基板の直上に積層されているコイル基板はスルーホール導体Tで接続されない。1つのコイル基板とその1つのコイル基板の直下に積層されているコイル基板はスルーホール導体Tで接続されない。
高いインダクタンスを有する積層型コイル基板10を提供することができる。例えば、第1コイル基板D1と第2コイル基板D2は、スルーホール導体Tで接続されない。同様に、第2コイル基板D2と第3コイル基板D3は、スルーホール導体Tで接続されない。
図1に示されるように、積層型コイル基板10を形成するためのプリント配線板100は、接続線iを有する。接続線iで1つのコイル基板とその1つのコイル基板と繋がっている他のコイル基板が接続される。隣接するコイル基板が接続線iで接続される。1つのコイル基板と他のコイル基板は隣接している。接続線iは1つのコイル基板から他のコイル基板へ延びている。接続線iは1つのコイル基板の第1面Fと他のコイル基板の第1面F上に形成されている。もしくは、接続線iは1つのコイル基板の第2面Sと他のコイル基板の第2面S上に形成されている。第1面F上に形成されている接続線iは第1面F上の接続線ifであり、第2面S上に形成されている接続線は第2面S上の接続線isである。図1(A)に示されるように、隣接するコイル基板は複数の接続線で接続される。隣接するコイル基板を接続する接続線iの数は2であることが好ましい。
1つのコイル基板とその1つのコイル基板の直上に積層されている他のコイル基板は接続線iで接続される。1つのコイル基板とその1つのコイル基板の直上に積層されている他のコイル基板を接続する接続線iの数は2であることが好ましい。
1つのコイル基板とその1つのコイル基板の直下に積層されている他のコイル基板は接続線iで接続される。1つのコイル基板とその1つのコイル基板の直下に積層されている他のコイル基板を接続する接続線iの数は2であることが好ましい。
隣接するコイル基板は、接続線iのみで接続されることが好ましい。1つのコイル基板とその1つのコイル基板の直上に積層されている他のコイル基板は接続線iのみで接続される。1つのコイル基板とその1つのコイル基板の直下に積層されている他のコイル基板は接続線iのみで接続される。
図3は、実施形態の積層型コイル基板10の製造方法を示す概念図である。図3(A)に示されるように、複数のコイル基板D1、D2、D3、D4を有するプリント配線板100が準備される。プリント配線板100を形成している各コイル基板の第1面Fは同じ方向を向いている。図3(A)に示されるように、全てのコイル基板の第1面Fは同じ方向を向いている。プリント配線板100を形成している各コイル基板の第2面Sは同じ方向を向いている。図3(A)に示されるように、全てのコイル基板の第2面Sは同じ方向を向いている。図3(A)では、第1コイル基板D1の第1面Fと第2コイル基板D2の第1面Fと第3コイル基板D3の第1面Fと第4コイル基板D4の第1面Fは上を向いている。第1コイル基板D1の第2面Sと第2コイル基板D2の第2面Sと第3コイル基板D3の第2面Sと第4コイル基板D4の第2面Sは下を向いている。
そして、図3(B)に示されるように、隣接するコイル基板Dが重なるように、プリント配線板100が折り畳まれる。隣接するコイル基板Dが隣接するコイル基板D間で折り畳まれる。この時、隣接するコイル基板D間に接着層22が挟まれるように、プリント配線板100は折り畳まれる。接続線iを有するプリント配線板100を折り畳むことで、積層型コイル基板10が形成される。そのため、積層型コイル基板10は、隣接するコイル基板Dを接続するためのスルーホール導体Tを有しなくても良い。
プリント配線板100を折り畳むことで、図3(C)に示される積層型コイル基板10が形成される。接着層22を介して対向しているコイルCが接続線iで接続される。接着層22を介して対向しているコイルCを接続するためのスルーホール導体Tやビア導体が不要である。接着層22にスルーホール導体やビア導体を形成する必要が無い。接着層22を貫通するスルーホール導体は不要である。接着層22を介する密着強度を高くすることが出来る。プリント配線板100が折り畳まれるので、各コイル基板の第1面Fは同じ方向を向いていない。各コイル基板の第2面Sは同じ方向を向いていない。図3(C)では、第1コイル基板D1の第1面Fは上を向き、第2コイル基板D2の第1面Fは下を向き、第3コイル基板D3の第1面Fは上を向き、第4コイル基板D4の第1面Fは上を向いている。第1コイル基板D1の第2面Sは下を向き、第2コイル基板D2の第2面Sは上を向き、第3コイル基板D3の第2面Sは下を向き、第4コイル基板D4の第2面Sは上を向いている。積層型コイル基板10では、接着層22を介し、1つのコイル基板の第1面Fと他のコイル基板の第1面Fが向かい合い、1つのコイル基板の第2面Sと他のコイル基板の第2面Sが向かい合う。
図3(B)の例では、第1コイル基板D1と第2コイル基板D2は、第1コイル基板D1と第2コイル基板D2との間で折り畳まれる。第2コイル基板D2と第3コイル基板D3は、第2コイル基板D2と第3コイル基板D3との間で折り畳まれる。第3コイル基板D3と第4コイル基板D4は、第3コイル基板D3と第4コイル基板D4との間で折り畳まれる。これにより、図3(C)に示す積層型コイル基板10が形成される。図3(B)では、第1コイル基板D1と第2コイル基板D2が山折りされ、第2コイル基板D2と第3コイル基板D3が谷折りされ、第3コイル基板D3と第4コイル基板D4が山折りされる。
実施形態の積層型コイル基板10は、例えば、コンピュータのファンモータのコイルとして用いられる。隣接するコイル基板は接着層22で接着される。隣接するコイル基板の間に接着層22が挟まれるように、各コイル基板Dは折り畳まれる。少なくとも1つの接着層22は磁性シート24で形成される。磁性シート24にスルーホール導体やビア導体を形成する必要が無い。例えば、磁束を大きくすることが出来る。
図3(C)の例では、第1コイル基板D1と第2コイル基板D2との間の接着層22は磁性を有しない。第3コイル基板D3と第4コイル基板D4との間の接着層22は磁性を有しない。第2コイル基板D2と第3コイル基板D3との間の接着層22は磁性を有する。即ち、積層型コイル基板の厚さ方向の略中央に位置する接着層22は磁性を有する。磁性を有する接着層22は、磁性シート24である。磁性を有しない接着層22は、例えば、エポキシで形成される。磁性シートは磁性粒子を含んでも良い。例えば、エポキシに磁性粒子を混合することで磁性シート24が形成される。磁性粒子として、酸化鉄(III)やコバルト酸化鉄、鉄、磁性合金、フェライト等が挙げられる。
図1に示されるように、第1コイル基板D1の第1面F上にコイルCを有する第1コイル層L1が形成されている。第1コイル層L1は、コイルC以外に、ICチップを搭載するためのパッドを含む配線28を有している。第1コイル基板D1の第2面S上にコイルCを有する第2コイル層L2が形成されている。第2コイル層L2は、コイルC以外に、配線26を有している。第2コイル基板D2の第1面F上にコイルCを有する第4コイル層L4が形成され、第2コイル基板D2の第2面S上にコイルCを有する第3コイル層L3が形成されている。第3コイル基板D3の第1面F上にコイルCを有する第5コイル層L5が形成され、第3コイル基板D3の第2面S上にコイルCを有する第6コイル層L6が形成されている。第4コイル基板D4の第1面F上にコイルCを有する第8コイル層L8が形成され、第4コイル基板D4の第2面S上にコイルCを有する第7コイル層L7が形成されている。
図1の例では、第1コイル層L1は、第3コイルc3と第4コイルc4を有する。
第2コイル層L2は、第1コイルc1と第2コイルc2と第5コイルc5と第42コイルc42を有する。
第3コイル層L3は、第6コイルc6と第9コイルc9と第10コイルc10と第37コイルc37と第38コイルc38と第41コイルc41を有する。
第4コイル層L4は、第7コイルc7と第8コイルc8と第11コイルc11と第36コイルc36と第39コイルc39と第40コイルc40を有する。
第5コイル層L5は、第12コイルc12と第15コイルc15と第16コイルc16と第31コイルc31と第32コイルc32と第35コイルc35を有する。
第6コイル層L6は、第13コイルc13と第14コイルc14と第17コイルc17と第30コイルc30と第33コイルc33と第34コイルc34を有する。
第7コイル層L7は、第18コイルc18と第21コイルc21と第22コイルc22と第25コイルc25と第26コイルc26と第29コイルc29を有する。
第8コイル層L8は、第19コイルc19と第20コイルc20と第23コイルc23と第24コイルc24と第27コイルc27と第28コイルc28を有する。
このように、各コイル基板Dの第1面F上に複数のコイルCが形成されている。各コイル基板Dの第1面F上に形成されているコイルCの数は偶数である。各コイル基板Dの第2面S上に複数のコイルCが形成されている。各コイル基板Dの第2面S上に形成されているコイルCの数は偶数である。
図1の例から、例えば、第1コイルc1と第2コイルc2と第3コイルc3を削除することは可能である。
図1の例から、例えば、第3コイル基板D3と第4コイル基板D4を削除することができる。その場合、第10コイルc10から第37コイルc37までのコイルCが削除される。そして、第9コイルc9と第38コイルc38が接続線iで接続される。
図1の例では、第1コイル層L1は、2個のコイルCを有する。第2コイル層L2は、4個のコイルCを有する。第3コイル層L3、第4コイル層L4、第5コイル層L5、第6コイル層L6、第7コイル層L7と第8コイル層L8は、6個のコイルCを有する。このように、各コイル層L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8は複数のコイルCを有している。各コイル層L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8に形成されているコイルCの数は偶数である。各コイル層L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8に形成されているコイルCの数は完全に一致しない。
積層型コイル基板10に形成されている1つのコイルと他のコイルをスルーホール導体Tと接続線(接続配線)iで接続することができる。
図1の例では、第1コイルc1と第2コイルc2は第1接続線i1で接続される。第2コイルc2と第3コイルc3は第2スルーホール導体t2で接続される。第3コイルc3と第4コイルc4は第2接続線i2で接続される。第4コイルc4と第5コイルc5は第3スルーホール導体t3で接続される。第5コイルc5と第6コイルc6は第3接続線i3で接続される。第6コイルc6と第7コイルc7は第4スルーホール導体t4で接続される。第7コイルc7と第8コイルc8は第4接続線i4で接続される。第8コイルc8と第9コイルc9は第5スルーホール導体t5で接続される。第9コイルc9と第10コイルc10は第5接続線i5で接続される。第10コイルc10と第11コイルc11は第6スルーホール導体t6で接続される。第11コイルc11と第12コイルc12は第6接続線i6で接続される。第12コイルc12と第13コイルc13は第7スルーホール導体t7で接続される。第13コイルc13と第14コイルc14は第7接続線i7で接続される。第14コイルc14と第15コイルc15は第8スルーホール導体t8で接続される。第15コイルc15と第16コイルc16は第8接続線i8で接続される。第16コイルc16と第17コイルc17は第9スルーホール導体t9で接続される。第17コイルc17と第18コイルc18は第9接続線i9で接続される。第18コイルc18と第19コイルc19は第10スルーホール導体t10で接続される。第19コイルc19と第20コイルc20は第10接続線i10で接続される。第20コイルc20と第21コイルc21は第11スルーホール導体t11で接続される。第21コイルc21と第22コイルc22は第11接続線i11で接続される。第22コイルc22と第23コイルc23は第12スルーホール導体t12で接続される。第23コイルc23と第24コイルc24は第12接続線i12で接続される。第24コイルc24と第25コイルc25は第13スルーホール導体t13で接続される。第25コイルc25と第26コイルc26は第13接続線i13で接続される。第26コイルc26と第27コイルc27は第14スルーホール導体t14で接続される。第27コイルc27と第28コイルc28は第14接続線i14で接続される。第28コイルc28と第29コイルc29は第15スルーホール導体t15で接続される。第29コイルc29と第30コイルc30は第15接続線i15で接続される。第30コイルc30と第31コイルc31は第16スルーホール導体t16で接続される。第31コイルc31と第32コイルc32は第16接続線i16で接続される。第32コイルc32と第33コイルc33は第17スルーホール導体t17で接続される。第33コイルc33と第34コイルc34は第17接続線i17で接続される。第34コイルc34と第35コイルc35は第18スルーホール導体t18で接続される。第35コイルc35と第36コイルc36は第18接続線i18で接続される。第36コイルc36と第37コイルc37は第19スルーホール導体t19で接続される。第37コイルc37と第38コイルc38は第19接続線i19で接続される。第38コイルc38と第39コイルc39は第20スルーホール導体t20で接続される。第39コイルc39と第40コイルc40は第20接続線i20で接続される。第40コイルc40と第41コイルc41は第21スルーホール導体t21で接続される。第41コイルc41と第42コイルc42は第21接続線i21で接続される。
このように、1つのコイル基板D内に形成されている第1面F上のコイル層と第2面S上のコイル層はスルーホール導体Tで接続される。1つのコイル基板D内に形成されている第1面F上のコイルC間の接続は接続線iで行われる。1つのコイル基板D内に形成されている第2面S上のコイルC間の接続は接続線iで行われる。1つのコイル基板に形成されているコイルと他のコイル基板に形成されているコイルは接続線iで接続される。全コイルCはスルーホール導体Tと接続線iを介して接続されている。2つのコイルが接続線iで接続されると、次の2つのコイルはスルーホール導体Tで接続される。コイルC間を接続する方法として、接続線iとスルーホール導体Tが交互に形成されている。
図1の例では、第1コイル基板D1と第2コイル基板D2は接続線i3、i21で接続される。第1コイル基板D1に形成されているコイル(第5コイルc5)と第2コイル基板D2に形成されているコイル(第6コイルc6)は接続線(第3接続線i3)で接続されている。第1コイル基板D1に形成されているコイル(第42コイルc42)と第2コイル基板D2に形成されているコイル(第41コイルc41)は接続線(第21接続線i21)で接続されている。
第2コイル基板D2と第3コイル基板D3は接続線i6、i18で接続される。第2コイル基板D2に形成されているコイル(第11コイルc11)と第3コイル基板D2に形成されているコイル(第12コイルc12)は接続線(第6接続線i6)で接続されている。第2コイル基板D2に形成されているコイル(第36コイルc36)と第3コイル基板D3に形成されているコイル(第35コイルc35)は接続線(第18接続線i18)で接続されている。
第3コイル基板D3と第4コイル基板D4は接続線i9、i15で接続される。第3コイル基板D3に形成されているコイル(第17コイルc17)と第4コイル基板D4に形成されているコイル(第18コイルc18)は接続線(第9接続線i9)で接続されている。第3コイル基板D3に形成されているコイル(第30コイルc30)と第4コイル基板D4に形成されているコイル(第29コイルc29)は接続線(第15接続線i15)で接続されている。
1つのコイル基板上のコイルCと他のコイル基板上のコイルCは1つのコイル基板から他のコイル基板に延びる接続線iで接続される。1つのコイル基板上のコイルCと他のコイル基板上のコイルCを接続する接続線iは基板間接続線iiである。第1面F上に形成されている基板間接続線iiは第1基板間接続線iiFであり、第2面S上に形成されている基板間接続線iiは第2基板間接続線iiSである。図1に示されるように、プリント配線板10では、第1基板間接続線iiFと第2基板間接続線iiSが交互に形成されている。
1つのコイル基板上のコイル層と他のコイル基板上のコイル層は2つの基板間接続線iiで接続されている。
各コイルCは平面コイルであることが好ましい。各コイルCは、渦巻きの形を有している。
各コイルは、コイルCの中央部分でスルーホール導体Tに繋がっている。これらのコイルCでは、スルーホール導体Tの周りにコイルが形成されている。スルーホール導体TはコイルCの中央部分に形成されている。スルーホール導体Tはコイルの中央部分に形成されている。また、各コイルは、コイルCの外周部分で接続線iに繋がっている。
第1面F上のコイルCと第2面S上のコイルCがスルーホール導体Tを介して、直接、接続されている時、第1面F上のコイルCは第1の垂直接続コイルと称され、第2面S上のコイルCは第2の垂直接続コイルと称される。第1の垂直接続コイルと第2の垂直接続コイルは樹脂基板101に関して対称に形成されている。第1の垂直接続コイルの巻き方と第2の垂直接続コイルの巻き方は同じである。例えば、磁束を強くすることができる。
第1の垂直接続コイルを流れる電流の向きと第2の垂直接続コイルを流れる電流の向きは同じである。例えば、磁束を強くすることができる。巻き方や電流の向きはプリント配線板10の第1面F上の位置から観察される。図1の第3コイルc3と図1の第2コイルc2は第2スルーホール導体t2で直接接続されている。第3コイルc3の巻き方と第2コイルの巻き方は反時計周りである。第1の垂直接続コイルを流れる電流の向きと第2の垂直接続コイルを流れる電流の向きは同じである。電流の流れの向きはプリント配線板100の第1面F上の位置から観察される。
接続線iを介して、直接、2つのコイルが接続されると、1つのコイルは第1の平面接続コイルと称され、他のコイルは第2の平面接続コイルと称される。第1の平面接続コイルと第2の平面接続コイルが基板間接続線iiにより接続されると、第1の平面接続コイルの巻き方と第2の平面接続コイルの巻き方は逆である。図1の第11コイルc11と図1の第12コイルc12は第6接続線で接続されている。第6接続線は基板間接続線iiである。第11コイルc11の巻き方は反時計回りであり、第12コイルc12は時計回りである。巻き方や電流の向きはプリント配線板10の第1面F上の位置から観察されている。プリント配線板100から積層型コイル基板10が製造されると、接着層22を挟んでいる2つのコイルの巻き方が同じになる。例えば、積層型コイル基板10の最上面MUF上の位置からコイルが観察されると、積層型コイル基板10内の第11コイルc11と第12コイルc12は接着層22を介して向かい合う。積層型コイル基板10の最上面(第1コイル基板D1の第1面F)MUF上の位置からコイルの巻き方が観察されると、積層型コイル基板内の第11コイルc11の巻き方は反時計回りであり、第12コイルc12の巻き方は反時計回りである。例えば、磁束を強くすることができる。
第1の平面接続コイルと第2の平面接続コイルが基板間接続線iiにより接続されると、第1の平面接続コイルを流れる電流の向きと第2の平面接続コイルを流れる電流の向きは逆である。例えば、電流は、第11コイルc11の中を反時計回りに流れる。電流は、第12コイルc12の中を時計回りに流れる。電流の流れの向きはプリント配線板10の第1面F上の位置から観察される。プリント配線板100から積層型コイル基板10が製造されると、接着層22を挟んでいる2つのコイル内を流れる電流の向きが同じになる。例えば、積層型コイル基板10の最上面MUF上の位置からコイルが観察されると、積層型コイル基板10内の第11コイルc11と第12コイルc12は接着層22を介して向かい合う。積層型コイル基板10の最上面(第1コイル基板D1の第1面F)MUF上の位置から電流の向きが観察されると、電流は、積層型コイル基板内の第11コイルc11を反時計回りに流れ、第12コイルc12を反時計回りに流れる。例えば、磁束を強くすることができる。
第1の平面接続コイルと第2の平面接続コイルが接続線iにより接続されると、第1の平面接続コイルの巻き方と第2の平面接続コイルの巻き方は逆である。例えば、図1の第7コイルc7と図1の第8コイルc8は第4接続線i4で接続されている。第7コイルc7の巻き方は反時計回りであり、第8コイルc8の巻き方は時計回りである。図1の第15コイルc15と図1の第16コイルc16は第8接続線i2で接続されている。第15コイルc15の巻き方は反時計回りであり、第16コイルc16の巻き方は時計回りである。巻き方はプリント配線板10の第1面F上の位置から観察されている。プリント配線板100から積層型コイル基板10が製造されると、接着層22を挟んでいる2つのコイルの巻き方が同じになる。例えば、積層型コイル基板10の最上面(例えば、第1コイル基板の第1面F)MUF上の位置からコイルが観察されると、積層型コイル基板10内の第7コイルc7と第16コイルc16が接着層22を介し向かい合う。第8コイルc8と第15コイルc15が接着層22を介し向かい合う。そして、積層型コイル基板10の最上面(例えば、第1コイル基板の第1面F)MUF上の位置からコイルの巻き方が観察されると、第7コイルc7の巻き方と第16コイルc16の巻き方が同じである。両者の巻き方は時計回りである。第8コイルc8の巻き方と第15コイルc15の巻き方が同じである。両者の巻き方は反時計回りである。プリント配線板100を折り畳むことで、接着層22を介し対向するコイルの巻き方が同じになる。例えば、磁束を強くすることができる。
第1の平面接続コイルと第2の平面接続コイルが接続線iにより接続されると、第1の平面接続コイルを流れる電流の向きと第2の平面接続コイルを流れる電流の向きは逆である。例えば、図1の第7コイルc7と図1の第8コイルc8は第4接続線i4で接続されている。第7コイルc7を流れる電流の向きは反時計回りであり、第8コイルc8を流れる電流の向きは時計回りである。図1の第15コイルc15と図1の第16コイルc16は第8接続線i2で接続されている。第15コイルc15を流れる電流の向きは反時計回りであり、第16コイルc16を流れる電流の向きは時計回りである。コイルを流れる電流の向きはプリント配線板10の第1面F上の位置から観察されている。プリント配線板100から積層型コイル基板10が製造されると、接着層22を挟んでいる2つのコイルを流れる電流の向きが同じになる。例えば、積層型コイル基板10の最上面(例えば、第1コイル基板の第1面F)MUF上の位置からコイルが観察されると、積層型コイル基板10内の第7コイルc7と第16コイルc16が接着層22を介し向かい合う。第8コイルc8と第15コイルc15が接着層22を介し向かい合う。そして、積層型コイル基板10の最上面(例えば、第1コイル基板の第1面F)MUF上の位置から電流の向きが観察されると、第7コイルc7を流れる電流の向きと第16コイルc16を流れる電流の向きが同じである。第7コイルc7を流れる電流の向きと第16コイルc16を流れる電流の向き時計回りである。第8コイルc8を流れる電流の向きと第15コイルc15を流れる電流の向きが同じである。第8コイルc8を流れる電流の向きと第15コイルc15を流れる電流の向きは反時計回りである。プリント配線板100を折り畳むことで、接着層22を介し対向する2つのコイルを流れる電流の向きが同じになる。例えば、磁束を強くすることができる。
積層型コイル基板10内のコイルCの巻き方やコイルCを流れる電流の向きは、積層型コイル基板10の最上面MUF上の位置から観察される。
図1に示されるプリント配線板100を流れる電流の流れ方が次ぎに示される。
第1コイル基板D1の第1面F上に形成されている入力in1からの電流(入力電流)が、第1スルーホール導体t1を介し第1コイルc1に至る。それから、入力電流は、第1コイルc1を流れる。入力電流は、渦巻きの形をしている第1コイルの中央部分から外に流れる。第1コイルc1の巻き方は時計回りである。入力電流は第1コイルの中を時計回りに流れる。それから、入力電流は、第1接続線i1を介して第2コイルc2に至る。第1接続線i1は第1コイル基板D1の第2面S上に形成されている。その後、入力電流は、第2コイルc2を流れ、第2コイルc2の中央部分に形成されている第2スルーホール導体t2に至る。第2コイルc2では、電流は、渦巻きの形をしているコイルの外から中央部分に流れる。第2コイルc2の巻き方は反時計回りである。入力電流は第2コイルc2の中を反時計回りに流れる。そして、入力電流が、第2スルーホール導体t2を介して第3コイルc3に至る。その後、入力電流は、第3コイルc3を流れる。第3コイルc3では、電流は、渦巻きの形をしているコイルの中央部分から外に流れる。第3コイルc3の巻き方は反時計回りである。入力電流は第3コイルc3の中を反時計回りに流れる。それから、入力電流は、第2接続線i2に至る。その後、入力電流は第3コイルc3を流れ、第3スルーホール導体t3に至る。第2接続線i2は第1コイル基板D1の第1面F上に形成されている。第3コイルc3では、電流は、渦巻きの形をしているコイルの外から中央部分に流れる。第3コイルc3の巻き方は時計回りである。入力電流は第3コイルc3の中を時計回りに流れる。それから、入力電流は、第3スルーホール導体t3を通り、第5コイルc5に至る。そして、入力電流は、第5コイルc5を介して、第3接続線i3に至る。第5コイルc5では、入力電流はコイルの中央部分から外へ向かって流れる。第5コイルc5の巻き方は時計回りである。入力電流は第5コイルc5の中を時計回りに流れる。第3接続線i3は、第1コイル基板D1の第2面Sと第2コイル基板D2の第2面S上に形成されている。第3接続線i3は、第1コイル基板D1から第2コイル基板D2へ延びている。第3接続線i3を介して、入力電流は、第6コイルc6に至る。入力電流が、第6コイルc6を介して、第4スルーホール導体t4に至る。第6コイルc6では、入力電流はコイルの外から中央部分へ向かって流れる。第6コイルc6の巻き方は反時計回りである。入力電流は第6コイルc6の中を反時計回りに流れる。そして、第4スルーホール導体t4を介して、入力電流は第7コイルc7に至る。第7コイルc7では、入力電流はコイルの中央部分から外へ向かって流れる。第7コイルc7の巻き方は反時計回りである。入力電流は第7コイルc7の中を反時計回りに流れる。そして、入力電流は第4接続線i4へ至る。第4接続線i4は第2コイル基板D2の第1面F上に形成されている。第4接続線i4を介して、入力電流は第8コイルc8に至る。その後、入力電流は第8コイルc8を介し第5スルーホール導体t5に至る。第8コイルc8では、入力電流はコイルの外から中央部分に向かって流れる。第8コイルc8の巻き方は時計回りである。入力電流は第8コイルc8の中を時計回りに流れる。第5スルーホール導体t5を介して、入力電流は、9コイルc9に至る。その後、入力電流は、第9コイルc9を介し、第5接続線i5へ至る。第9コイルc9では、コイルの中央部分から外へ向かって入力電流が流れている。第9コイルc9の巻き方は時計回りである。入力電流は第9コイルc9の中を時計回りに流れる。第5接続線i5は、第2コイル基板D2の第2面S上に形成されている。入力電流は、第5接続線i5から第10コイルc10に至る。第2コイル基板D2の第2面S上に形成されている第10コイルc10を介して、入力電流は、第6スルーホール導体t6に至る。第10コイルc10では、入力電流はコイルの外から中央部分へ向かって流れる。第10コイルc10の巻き方は反時計回りである。入力電流は第10コイルc10の中を反時計回りに流れる。第6スルーホール導体t6を介して、入力電流が、第11コイルc11に至る。その後、入力電流が、第11コイルc11を介して、第6接続線i6に至る。第11コイルc11では、電流はコイルの中央部分から外へ向かって流れる。第11コイルc11の巻き方は反時計回りである。入力電流は第11コイルc11の中を反時計回りに流れる。そして、入力電力は第6接続線i6を介して第12コイルc12に至る。第6接続線i6は、第2コイル基板D2の第1面Fと第3コイル基板D3の第1面F上に形成されている。第6接続線i6は、第2コイル基板D2から第3コイル基板D3へ延びている。第6接続線i6から出力される入力電流は第12コイルc12を介し、第7スルーホール導体t7へ至る。第12コイルc12では、入力電流はコイルの外から中央部分へ流れる。第12コイルc12の巻き方は時計回りである。入力電流は第12コイルc12の中を時計回りに流れる。そして、入力電流は第7スルーホール導体t7を介して、第13コイルc13に至る。そして、入力電流は、第13コイルc13を介し、第7接続線i7に至る。第13コイルc13では、入力電流は、コイルの中央部分から外に向かって流れる。第13コイルc13の巻き方は時計回りである。入力電流は第13コイルc13の中を時計回りに流れる。第7接続線i7は第3コイル基板D3の第2面S上に形成されている。第7接続線i7から出力される入力電流は、第14コイルc14に至る。その後、入力電流は第14コイルc14の中央部分に形成されている第8スルーホール導体t8に至る。第14コイルc14では、電流はコイルの外から中央部分に向かって流れる。第14コイルc14の巻き方は反時計回りである。入力電流は第14コイルc14の中を反時計回りに流れる。入力電流が、第8スルーホール導体t8を介して、第15コイルc15に至る。その後、入力電流は、第15コイルc15を介して、第8接続線i8に至る。第15コイルc15では、入力電力はコイルの中央部分から外に向かって流れる。第15コイルc15の巻き方は反時計回りである。入力電流は第15コイルc15の中を反時計回りに流れる。第8接続線i8は、第3コイル基板D3の第1面Fに形成されている。第8接続線i8から出力される入力電力は、第16コイルc16を介し、第9スルーホール導体t9に至る。16コイルc16では、入力電流はコイルの外から中央部分に向かって流れる。第16コイルc16の巻き方は時計回りである。入力電流は第16コイルc16の中を時計回りに流れる。その後、入力電流は、第9スルーホール導体t9を介し、第17コイルc17に至る。そして、入力電流は、第17コイルc17を介し、第9接続線i9に至る。第17コイルc17では、入力電流はコイルの中央から外へ向かって流れる。第17コイルc17の巻き方は時計回りである。入力電流は第17コイルc17の中を時計回りに流れる。第9接続線i9は、第3コイル基板D3の第2面Sと第4コイル基板D4の第2面S上に形成されている。第9接続線i9は、第3コイル基板D3から第4コイル基板D4へ延びている。第9接続線i9から出力される入力電流は、第18コイルc18を介し第10スルーホール導体t10に至る。第18コイルc18では、入力電流はコイルの外から中央部分に向かって流れる。第18コイルc18の巻き方は反時計回りである。入力電流は第18コイルc18の中を反時計回りに流れる。そして、入力電流は第10スルーホール導体t10を介して第19コイルc19に至る。その後、入力電流は、第19コイルc19を介し、第10接続線i10に至る。第19コイルc19では、入力電流はコイルの中央部分から外へ向かって流れる。第19コイルc19の巻き方は反時計回りである。入力電流は第19コイルc19の中を反時計回りに流れる。第10接続線i10は第4コイル基板D4の第1面F上に形成されている。第10接続線i10から出力される入力電流は、第20コイルc20を介して、第11スルーホール導体t11に至る。第20コイルc20では、入力電力は、コイルの外から中央部分に向かって流れる。第20コイルc20の巻き方は時計回りである。入力電流は第20コイルc20の中を時計回りに流れる。第11スルーホール導体t11を介して、入力電流は、第21コイルc21に至る。そして、入力電流は、第21コイルc21を介し、第11接続線i11に至る。第21コイルc21では、入力電流は、コイルの中央部分から外に向かって流れる。第21コイルc21の巻き方は時計回りである。入力電流は第21コイルc21の中を時計回りに流れる。第11接続線i11は第4コイル基板D4の第2面S上に形成されている。第11接続線i11から出力される入力電流は、第22コイルc22を介して第12スルーホール導体t12に至る。第22コイルc22では、入力電流は、コイルの外から中央部分に向かって流れる。第22コイルc22の巻き方は反時計回りである。入力電流は第22コイルc22の中を反時計回りに流れる。入力電流が、第12スルーホール導体t12を介して、第23コイルc23に至る。その後、入力電流は、第23コイルc23を介して第12接続線i12に至る。第23コイルc23では、入力電流は、コイルの中央部分から外に向かって流れる。第23コイルc23の巻き方は反時計回りである。入力電流は第23コイルc23の中を反時計回りに流れる。第12接続線i12は、第4コイル基板D4の第1面F上に形成されている。第12接続線i12から出力される入力電流は、第24コイルc24を介し、第13スルーホール導体t13に至る。第24コイルc24では、入力電流は、コイルの外から中央部分に向かって流れる。第24コイルc24の巻き方は時計回りである。入力電流は第24コイルc24の中を時計回りに流れる。そして、入力電流は、第13スルーホール導体t13を介して第25コイルc25に至る。その後、入力電流は、第25コイルc25を介し、第13接続線i13に至る。第25コイルc25では、入力電流は、コイルの中央部分から外へ向かって流れる。第25コイルc25の巻き方は時計回りである。入力電流は第25コイルc25の中を時計回りに流れる。第13接続線i13は第4コイル基板D4の第2面S上に形成されている。第13接続線i13から出力される入力電流が、第26コイルc26を介し、第14スルーホール導体t14に至る。第26コイルc26では、入力電流はコイルの外から中央部分に向かって流れる。第26コイルc26の巻き方は反時計回りである。入力電流は第26コイルc26の中を反時計回りに流れる。第14スルーホール導体t14を介して、入力電流は、第27コイルc27に至る。その後、入力電流は、第27コイルc27を介し、第14接続線i4に至る。第27コイルc27では、入力電流はコイルの中央部分から外に向かって流れる。第27コイルc27の巻き方は反時計回りである。入力電流は第27コイルc27の中を反時計回りに流れる。第14接続線i4は、第4コイル基板D4の第1面F上に形成されている。第14接続線i4から出力される入力電流は、第28コイルc28を介し、第15スルーホール導体t15に至る。第28コイルc28では、入力電流はコイルの外から中央部分に向かって流れる。第28コイルc28の巻き方は時計回りである。入力電流は第28コイルc28の中を時計回りに流れる。第15スルーホール導体t15を介し、入力電流は、第29コイルc29に至る。そして、入力電流は、第29コイルc29を介し第15接続線i15に至る。第29コイルc29では、入力電流はコイルの中央部分から外へ向かって流れる。第29コイルc29の巻き方は時計回りである。入力電流は第29コイルc29の中を時計回りに流れる。第15接続線i15は、第4コイル基板D4の第2面Sと第3コイル基板の第2面S上に形成されている。第15接続線i15は、第4コイル基板D4から第3コイル基板へ延びている。第15接続線i15か
ら出力される入力電流は第30コイルc30を介し、第16スルーホール導体t16に至る。第30コイルc30では、入力電流はコイルの外から中央部分へ向かって流れる。第30コイルc30の巻き方は反時計回りである。入力電流は第30コイルc30の中を反時計回りに流れる。その後、第16スルーホール導体t16を介して第31コイルc31に至る。そして、入力電流は第31コイルc31を介し、第16接続線i16に至る。第31コイルc31では、入力電流はコイルの中央部分から外へ向かって流れる。第31コイルc31の巻き方は反時計回りである。入力電流は第31コイルc31の中を反時計回りに流れる。第16接続線i16から出力される入力電流は第32コイルc32介して第17スルーホール導体t17に至る。第32コイルc32では、入力電流はコイルの外から中央部分に向かって流れる。第32コイルc32の巻き方は時計回りである。入力電流は第32コイルc32の中を時計回りに流れる。第17スルーホール導体t17を介し、入力電流は第33コイルc33に至る。その後、入力電流は、第33コイルc33を介し、第17接続線i17に至る。第33コイルc33では、入力電流はコイルの中央部分から外へ向かって流れる。第33コイルc33の巻き方は時計回りである。入力電流は第33コイルc33の中を時計回りに流れる。第17接続線i17は第3コイル基板D3の第2面S上に形成されている。第17接続線i17から出力される入力電流は第34コイルc34を介し、第18スルーホール導体t18に至る。第34コイルc34では、入力電流はコイルの外から中央部分に流れる。第34コイルc34の巻き方は反時計回りである。入力電流は第34コイルc34の中を反時計回りに流れる。第18スルーホール導体t18を介して、入力電流は、第35コイルc35に至る。入力電流は、第35コイルc35を介し、第18接続線i18に至る。第35コイルc35では入力電流はコイルの中央部分から外に向かって流れる。第35コイルc35の巻き方は反時計回りである。入力電流は第35コイルc35の中を反時計回りに流れる。第18接続線i18は、第3コイル基板D3の第1面Fと第2コイル基板D2の第1面F上に形成されている。第18接続線i18は、第3コイル基板D3から第2コイル基板D2へ延びている。第18接続線i18から出力される入力電流は、第36コイルc36を介し、第19スルーホール導体t19に至る。第36コイルc36では、入力電流はコイルの外から中央部分に向かって流れる。第36コイルc36の巻き方は時計回りである。入力電流は第36コイルc36の中を時計回りに流れる。第19スルーホール導体t19を介して、入力電流は、第37コイルc37に至る。入力電流は、第37コイルc37介して第19接続線i19に至る。第37コイルc37では、入力電流はコイルの中央部分から外へ向かって流れる。第37コイルc37の巻き方は時計回りである。入力電流は第37コイルc37の中を時計回りに流れる。第19接続線i19は、第2コイル基板D2の第2面S上に形成されている。第19接続線i19にから出力される入力電流は、第38コイルc38を介し、第20スルーホール導体t20に至る。第38コイルc38では、電流はコイルの外から中央部分に流れる。第38コイルc38の巻き方は反時計回りである。入力電流は第38コイルc38の中を反時計回りに流れる。入力電流は、第20スルーホール導体t20を介して第39コイルc39に至る。入力電流は、第39コイルc39を介し、第20接続線i20へ至る。第39コイルc39では、入力電流はコイルの中央部分から外へ流れる。第39コイルc39の巻き方は反時計回りである。入力電流は第39コイルc39の中を反時計回りに流れる。第20接続線i20は、第2コイル基板の第1面F上に形成されている。第20接続線i20から出力される入力電流は第40コイルc40を介し、第21スルーホール導体t21に至る。第40コイルc40の巻き方は時計回りである。入力電流は、第40コイルc40の中を時計回りに流れる。第21スルーホール導体t21を介して第41コイルc41に至る。入力電流は、第41コイルc41を介し、第21接続線i21に至る。第41コイルc41では、コイルの中央部分から外に向かって流れる。第41コイルc41の巻き方は時計回りである。入力電流は第41コイルc41の中を時計回りに流れる。第21接続線i21は、第2コイル基板D2の第2面と第1コイル基板D1の第2面S上に形成されている。第21接続線i21は、第2コイル基板D2から第1コイル基板D1へ延びている。第21接続線i21から出力される入力電流は、第42コイルc42を介して第22スルーホール導体t22に至る。第42コイルc42では、電流はコイルの外から中央部分に向かって流れる。第42コイルc42の巻き方は反時計回りである。入力電流は第42コイルc42の中を反時計回りに流れる。第22スルーホール導体t22を介して、第1コイル基板D1の第1面F上に形成されている出力out1に至る。
図1のプリント配線板100は例示である。図1のプリント配線板100からいくつかのコイルCを削除することができる。図1のプリント配線板100からいくつかのスルーホール導体Tを削除することができる。図1のプリント配線板100からいくつかの接続線iを削除することができる。図1のプリント配線板100にコイル基板DやコイルCやスルーホール導体Tや接続線iを追加することができる。プリント配線板100内でのコイルの巻き方とコイル内の電流の流れ方はプリント配線板100の第1面F上の位置から観察されている。
このようなプリント配線板が折り畳まれると、積層型コイル基板では、樹脂基板101を介して対向する2つのコイルの巻き方や接着層22を介して対向する2つのコイルの巻き方が同じになる。そのため、樹脂基板101を介して対向する2つのコイルにおいて、電流が同じ方向に流れる。接着層22を介して対向する2つのコイルにおいて、電流が同じ方向に流れる。モータ用コイルの性能を高くすることができる。
図1に示されるように、実施形態の積層型コイル基板10は、隣接するコイルを接続する接続線(接続配線)を有する。複数の接続線の内、いくつかの接続線は、一つのコイル基板に形成されているコイルと他のコイル基板に形成されているコイルを接続している。このような接続線は、基板間接続線(基板間接続配線)iiと称される。実施形態の積層型コイル基板10が基板間接続線(基板間接続配線)iiを有することで、例えば、スルーホール導体の数を少なくすることができる。
実施形態では、コイルを有する1つのコイル基板とコイルを有する他のコイル基板で接着層22が挟まれる。コイルを有する1つのコイル基板とコイルを有する他のコイル基板が接着層22で接着される。1つのコイル基板と他のコイル基板は接着層22を介して隣接している。そして、1つのコイル基板に形成されているコイルと他のコイル基板に形成されているコイルは基板間接続線iiで接続される。1つのコイル基板に形成されているコイルと他のコイル基板に形成されているコイルCは基板間接続線iiのみで接続される。その場合、接着層22にスルーホール導体用の貫通孔が形成されない。接着層の接着力を高くすることができる。接着層を挟んでいるコイル間の絶縁抵抗を高くすることができる。積層型コイル基板の反りを小さくすることができる。磁性シート24にスルーホール導体用の貫通孔が形成されない。例えば、モータ用コイルのトルクを大きくすることができる。磁性シートを挟んでいるコイル間の絶縁抵抗を高くすることができる。隣接するコイル基板を接続する基板間接続線iiの数は2であることが好ましい。図1では、隣接する第1コイル基板D1と第2コイル基板D2を接続する基板間接続線iiの数は2である。第2コイル基板D2と第3コイル基板D3も2つの基板間接続線iiで接続されている。第3コイル基板D3と第4コイル基板D4も2つの基板間接続線iiで接続されている。
図4は、実施形態のプリント配線板100の製造方法を示している。
第1面Fと第1面Fと反対側の第2面Sとを有する樹脂基板101が準備される。樹脂基板101は、ポリイミド等のフレキシブル基板である。図4では、樹脂基板101は4つのエリアで形成されている。1つ目のエリアは、第1コイル基板D1で形成され、2つ目のエリアは、第2コイル基板D2で形成され、3つ目のエリアは、第3コイル基板D3で形成され、4つ目のエリアは、第4コイル基板D4で形成される。第1コイル基板D1と第2コイル基板D2と第3コイル基板D3と第4コイル基板D4は連続している。これらは、繋がっている。
樹脂基板101の第1面F上に第1導体層34Fが形成される。樹脂基板101の第2面S上に第2導体層34Sが形成される。樹脂基板101を貫通し、第1導体層34Fと第2導体層を接続するスルーホール導体Tが形成される。
第1導体層34Fは、第1コイル基板D1の第1面F上の第1コイル層L1と第2コイル基板D2の第1面F上の第4コイル層L4と第3コイル基板D3の第1面F上の第5コイル層L5と第4コイル基板D4の第1面F上の第8コイル層L8とを含む。第1コイル層L1は配線28とコイルCと接続線iを含む。第4コイル層L4はコイルCと接続線iを含む。第5コイル層L5はコイルCと接続線iを含む。第8コイル層L8はコイルCと接続線iを含む。
第2導体層34Sは、第1コイル基板D1の第2面S上の第2コイル層L2と第2コイル基板D2の第2面S上の第3コイル層L3と第3コイル基板D3の第2面S上の第6コイル層L6と第4コイル基板D4の第2面S上の第7コイル層L7とを含む。第2コイル層L2は配線26とコイルCと接続線iを含む。第3コイル層L3はコイルCと接続線iを含む。第6コイル層L6はコイルCと接続線iを含む。第7コイル層L7はコイルCと接続線iを含む。
そして、樹脂基板101が図4中の点線に沿って切断される。切断により、4つの円盤状の基板(第1コイル基板D1、第2コイル基板D2、第3コイル基板D3、第4コイル基板D4)で形成されるプリント配線板100が形成される。第1コイル基板D1の中央に開口O1が形成される。第2コイル基板D2の中央に開口O2が形成される。第3コイル基板D3の中央に開口O3が形成される。第4コイル基板D4の中央に開口O4が形成される。図3(A)に示されるプリント配線板100が製造される。プリント配線板100では、隣り合うコイル基板Dは繋がっている。そして、隣り合うコイル基板が重なるように、プリント配線板100は折り畳まれる(図3(B))。その時、隣り合うコイル基板で接着層22が挟まれる。少なくとも1つの接着層22は磁性シート24で形成されている。図3(C)では、第2コイル基板D2と第3コイル基板D3との間に磁性シート24が形成されている。例えば、熱プレスにより、コイル基板Cと接着層22が一体化される。図3(C)に示す積層型コイル基板10が完成する。
実施形態の積層型コイル基板10によれば、コイル基板D間の接続が接続線iで行われる。そのため、コイル基板間の接続信頼性を高くすることができる。接着層22を貫通するスルーホール導体を無くすことができる。プリント配線板100を折り畳むことで積層型コイル基板10を製造することができる。製法の簡略化が可能である。
図3(C)に示されるように、積層型コイル基板10の下に磁石30が置かれる。磁石30は積層型コイル基板10の直下に置かれてもよい。磁石30は第1磁石M1、第2磁石M2、第3磁石M3、第4磁石M4、第5磁石M5と第6磁石M6磁石で形成されている。第1磁石M1の上面はS極であり、第2磁石M2の上面はN極であり、第3磁石M3の上面はS極であり、第4磁石M4の上面はN極であり、第5磁石M5の上面はS極であり、第6磁石M6の上面はN極である。更に、磁石30の直下に円盤状の鉄板40が置かれる。
図5(A)は、磁石30と積層型コイル基板10とからなるモータ用コイルの断面図である。
積層型コイル基板10はコイル基板Dと接着層22で形成されていて、コイル基板Dと接着層22は交互に積層されている。そして、積層型コイル基板10は磁石と対向する最下面MLFと最下面MLFと反対側の最上面MUFと最下面MLFと最上面MUFから等しい距離に位置する中心面CCFとを有する。
また、積層型コイル基板10は、積層型コイル基板10の厚み方向に関し位置を有する。その位置は、0から1の間の値で数値化される。位置の数値は、図5(A)中の軸の左側に示されている。最下面MLFの位置は0で表され、位置0と称される。中心面CCFの位置は0.5で表され、位置0.5と称される。最上面MUFの位置は1で表され、位置1と称される。図5(A)に、0.3で表される位置が示されている。その位置は位置0.3と称される。最下面MLFと位置0.3との間の距離と最下面MLFと最上面MUFとの間の距離との比(最下面と位置0.3との間の距離/最下面と最上面との間の距離)は0.3である。図5(A)に、0.7で表される位置が示されている。その位置は位置0.7と称される。最下面MLFと位置0.7との間の距離と最下面と最上面との間の距離との比(最下面と位置0.7との間の距離/最下面と最上面との間の距離)は0.7である。
位置0.3を通り、最下面、または、中心面、または、最上面に略平行な平面は平面0.3と表される。そして、図5(A)に示される接着層2は平面0.3を含む。平面0.3は接着層2の中を通っている。このような接着層2の位置は位置0.3であり、接着層2は位置0.3に形成されている。
位置0.5を通り、最下面、または、中心面、または、最上面に略平行な平面は平面0.5と表される。そして、図5(A)中に示される接着層3は平面0.5を含む。平面0.5は接着層3の中を通っている。このような接着層3の位置は位置0.5であり、接着層3は位置0.5に形成されている。
位置0.7を通り、最下面、または、中心面、または、最上面に略平行な平面は平面0.7と表される。そして、図5(A)中に示される接着層4は平面0.7を含む。平面0.7は接着層4の中を通っている。このような接着層4の位置は位置0.7であり、接着層4は位置0.7に形成されている。
図6は接着層と位置との関係を示す。
図6(A)、図6(B)と図6(C)に示される各接着層3は平面0.5を含む。従って、図6に示される各接着層3は位置0.5に形成されている。図6に示される各接着層3の位置は位置0.5である。
同様に、接着層が平面0.7を含むと、その接着層は、位置0.7に形成されている。接着層が平面0.3を含むと、その接着層は、位置0.3に形成されている。
図8(D)は、積層型コイル基板10、磁石30と鉄板40とからなるモータ用コイルの一例を示している。図8(D)中の符号24で示されるシートは磁性シート24である。図8(D)の積層型コイル基板10の直径は9.4mmであり、厚みは0.5mmである。磁石30の直径は9.4mmであり、厚みは0.5mmである。鉄板40の直径は9.8mmであり、厚みは0.2mmである。図8(D)のモータ用コイルがモータとして用いられる場合、図8(D)のモータ用コイルが図示されないハウジングに収容される。
積層型コイル基板10を形成するコイル基板の数は、8であることが好ましい。図7の積層型コイル基板10は、8つのコイル基板Dで形成されている。図7(B)の積層型コイル基板10では、磁性シート24は積層型コイル基板10の厚み方向の略中央に位置する。コイル基板D4とコイル基板D5で磁性シート24が挟まれる。そして、磁性シート24上に形成されているコイル基板の数は4であり、磁性シート24下に形成されているコイル基板の数は4である。このように、積層型コイル基板10は厚み方向の略中央に磁性シート24を有することが好ましい。そして、磁性シート24上に形成されているコイル基板の数と磁性シート24下に形成されているコイル基板の数は等しいことが好ましい。積層型コイル基板10を形成するコイル基板の数は偶数であることが好ましい。積層型コイル基板10内の磁性シート24の数は1であることが好ましい。
磁性シート24の厚みは接着層22の厚みと略等しい。もしくは、磁性シート24の厚みは接着層22の厚みより厚い。例えば、磁性シート24の厚みと接着層22の厚みは、0.05mmである。磁性シート24の比透磁率は500である。接着層22の形と磁性シート24の形はコイル基板の形と同じである。
図7(A)の積層型コイル基板10は、磁性シートを有していない(参考例1)。
図7(B)の積層型コイル基板10は、積層型コイル基板10の略中央(断面方向における略中央)に磁性シート24を有している(実施例1)。図7(B)に示されている磁性シート24は、例えば、位置0.5に形成されている。
図7(C)の積層型コイル基板は、積層型コイル基板10の上部(断面方向における上部)に磁性シート24を有している(実施例2)。図7(C)に示されている磁性シート24は、例えば、位置0.7に形成されている。この例では、磁性シート24上に形成されているコイル基板の数は3であり、磁性シート24下に形成されているコイル基板の数は5である。磁性シート24はコイル基板D3とコイル基板D4で挟まれている。
図7(D)の積層型コイル基板10は、積層型コイル基板10の下部(断面方向における下部)に磁性シート24を有している(実施例3)。図7(D)に示されている磁性シート24は、例えば、位置0.3に形成されている。この例では、磁性シート24上に形成されているコイル基板の数は5であり、磁性シート24下に形成されているコイル基板の数は3である。磁性シート24はコイル基板D6とコイル基板D5で挟まれている。
図7(E)の積層型コイル基板10は、積層型コイル基板10の最下部に磁性シート24を有している(参考例2)。この例では、最下のコイル基板D8と最下のコイル基板の直上に形成されているコイル基板D7との間に磁性シート24が形成されている。図7(E)に示されている磁性シート24は、例えば、位置0.15に形成されている。
この例では、磁性シート24上に形成されているコイル基板の数は7であり、磁性シート下に形成されているコイル基板の数は1である。
図7(F)の積層型コイル基板10は、積層型コイル基板10の最上部に磁性シート24を有している(参考例3)。この例では、最上のコイル基板D1と最上のコイル基板の直下に形成されているコイル基板D2との間に磁性シート24が形成される。図7(F)に示されている磁性シート24は、例えば、位置0.85に形成されている。この例では、磁性シート24上に形成されているコイル基板の数は1であり、磁性シート下に形成されているコイル基板の数は7である。
図8(A)は、図7に示される磁性シートの位置とモータ用コイルの特性との関係を示している。これらの関係は、シミュレーション結果である。図8(A)の縦軸は回転数[rpm] を示し、横軸はトルク[gf・cm] を示している。図8(A)は、トルク[gf・cm] と回転数[rpm] の関係を示している。図8(A)では、トルクの値が高いことが好ましい。モータ用コイルの性能が高くなる。図8(A)中に、図7(A)の例(参考例1)が菱形◇で示されている。図7(B)の例(実施例1)が黒丸●で示されている。図7(C)の例(実施例2)が逆三角▽で示されている。図7(D)の例(実施例3)が白丸○で示されている。図7(E)の例(参考例2)が四角□で示されている。図7(F)の例(参考例3)が三角△で示されている。
図8(A)より、実施例では、実施例3、実施例2、実施例1の順で、性能が向上すると予想される。参考例1の性能と参考例3の性能はほぼ同等と予想される。参考例2の性能は参考例1の性能より劣ると予想される。以上より、積層型コイル基板中に磁性シートを形成することだけで、モータ用コイルの性能を最大にすることは難しいと考えられる。積層型コイル基板10が磁性シート24を有する場合、積層型コイル基板10内に形成されている磁性シート24の位置はモータ用コイルの性能に影響を与えると考えられる。
積層型コイル基板の断面方向において、積層型コイル基板10中の磁性シート24の位置は、略中央に位置することが好ましい。次いで、積層型コイル基板の断面方向において、積層型コイル基板10中の磁性シート24の位置は、上部に位置することが好ましい。次いで、積層型コイル基板10の断面方向において、積層型コイル基板10中の磁性シート24の位置は、下部に位置することが好ましい。
磁性シートの位置が略中央である場合、磁性シート24は、位置0.3と位置0.7の間に位置することが好ましい。磁性シート24が位置0.4と位置0.6の間に形成されると、モータ用コイルの性能が安定する。磁性シート24が位置0.5に形成されると、モータ用コイルの性能が高くなる。そして、性能が安定する。
磁性シートの位置が上部である場合、磁性シート24は、概ね、位置0.5と位置0.7の間に位置する。モータ用コイルの性能を高くすることが出来る。位置0.7に形成されている磁性シート24を有する積層型コイル基板10は、モータ用コイルの要求値を満足すると予想される。
磁性シートの位置が下部である場合、磁性シート24は、概ね、位置0.3と位置0.5の間に位置する。モータ用コイルの性能を高くすることが出来る。位置0.3に形成されている磁性シート24を有する積層型コイル基板10は、モータ用コイルの要求値を満足すると予想される。
参考例1や参考例2や参考例3によれば、積層型コイル基板10が磁性シート24を有しても、磁性シート24を有する積層型コイル基板10の性能が、必ず、磁性シート24を有していない積層型コイル基板の性能より高くならない。例えば、参考例2や参考例3に示されている磁性シートの位置では、積層型コイル基板10が磁性シートを有しても、強い磁界を発生することが難しいからと考えられる。
図8(D)は、積層型コイル基板10と磁石30で形成されるモータ用コイルを示している。また、図8(D)は、積層型コイル基板10内の磁性シート(磁性層)24と磁石30との間の距離(スペース)を示している。図8(B)は、トルクと図8(D)に示されるスペースとの間の関係を示している。回転数が15000rpmであるとき、図8(B)の関係が得られる。図8(B)内の縦軸はトルク[gf・cm]を示し横軸はスペース(mm)を示す。図8(C)は、トルクと図8(D)に示されるスペースとの間の関係を示している。トルクが15gf・cmである時、図8(C)の関係が得られる。図8(C)内の縦軸は電流[A]を示し、横軸はスペース(mm)を示す。図8(B)と図8(C)中のスペースの値が0.22mm以下であると、磁性シート(磁性層)が積層型コイル基板10の中央、または、下部に形成される。図8(B)と図8(C)中のスペースの値が0.22mmを超えると磁性シート(磁性層)が積層型コイル基板の上部に形成される。
図8(B)より、磁性シート24を位置0.5に形成することで、トルクの値を最大にすることができると予想される。
シミュレーション結果から、磁性シート24は位置0.3から位置0.7の間に形成されることが望ましい。次いで、磁性シート24は位置0.4から位置0.7の間に形成されることが望ましい。次いで、磁性シート24は位置0.4から位置0.6の間に形成されることが望ましい。次いで、磁性シート24は位置0.5から位置0.7の間に形成されることが望ましい。特に、磁性シート24は、位置0.5に形成されることが望しい。図8(D)に示されるように、磁性シート24は、トップ面Tとトップ面Tと反対側のボトム面Bを有する。トップ面Tは積層型コイル基板10の最上面MUFと対向し、ボトム面Bは積層型コイル基板10の最下面MLFと対向する。磁性シート24は、位置0.5に形成され、中心面CCFとボトム面Bとの間の距離は中心面CCFとトップ面Tとの間の距離より小さいことが好ましい。
図7は実施形態に係る積層型コイル基板10中の磁性シート24の位置を示す模式図である。
積層型コイル基板10は第1コイル基板D1、第2コイル基板D2、第3コイル基板D3、第4コイル基板D4、第5コイル基板D5、第6コイル基板D6、第7コイル基板D7と第8コイル基板D8を有する。これらのコイル基板(第1コイル基板D1、第2コイル基板D2、第3コイル基板D3、第4コイル基板D4、第5コイル基板D5、第6コイル基板D6、第7コイル基板D7、第8コイル基板D8)は繋がっている。さらに、積層型コイル基板10は隣接するコイル基板間に接着層22を有する。図7(B)の例では、積層型コイル基板の中央(断面方向での中央)に近い第4コイル基板D4と第5コイル基板D5との間に磁性シート24が形成されている。図7(C)の例では、積層型コイル基板の上部に位置する第3コイル基板D3と第4コイル基板D4との間に磁性シート24が形成されている。図7(D)の例では、積層型コイル基板の下部に位置する第5コイル基板D5と第6コイル基板D6との間に磁性シート24が形成されている。図5(B)の例は、図7(B)の例と図7(C)の例とのコンビネーションである。図5(C)の例は、図7(B)の例と図7(D)の例とのコンビネーションである。これらの例では、積層型コイル基板10は複数の磁性シート24を有する。積層型コイル基板10が複数の磁性シート24を有する場合、積層型コイル基板10は略中央に位置する磁性シート24と上部に位置する磁性シート24を有することが好ましい。例えば、一つの磁性シート24は位置0.5に形成されていて、他の磁性シート24は、位置0.5に形成されている磁性シート24と積層型コイル基板10の最上面MUFとの間に位置する。例えば、積層型コイル基板10は、位置0.5に形成されている磁性シート24と位置0.7に形成されている磁性シート24を有する。位置0.5と位置0.7の間に磁性シート24を形成することで、モータの特性を向上することができる。
積層型コイル基板10を形成するプリント配線板100は、コイルCとコイルC間を接続するスルーホール導体Tと接続線iを有する。2つのコイルCを接続する導体として、スルーホール導体Tと接続線iが交互に形成されている。
コイルの巻き方とコイル内の電流の流れ方の関係の例が以下に示される。
コイルCの中を流れる電流の向きとコイルCの巻き方は関連している。コイルの巻き方が時計周りであると、電流はコイルの中を時計周りに流れる。コイルの巻き方が反時計周りであると、電流はコイルの中を反時計周りに流れる。
第1コイル基板D1の中央エリアに開口O1が形成されている。第2コイル基板D2の中央エリアに開口O2が形成されている。第3コイル基板D3の中央エリアに開口O3が形成されている。第4コイル基板D4の中央エリアに開口O4が形成されている。開口O1、O2、O3、O4にファンモータの軸が差し込まれる。
10 積層型コイル基板
101 樹脂基板
22 接着層
24 磁性シート
D1 第1コイル基板
L1 第1コイル層
c1 第1コイル
t1 スルーホール導体
O1 開口

Claims (20)

  1. コイル基板と接着層とを交互に積層することで得られる積層型コイル基板と、
    前記積層型コイル基板の下に形成されている磁石、とからなるモータ用コイルであって、
    前記コイル基板は、第1面と前記第1面と反対側の第2面とを有する樹脂基板と前記第1面上に形成されていてコイルを形成する第1導体層と前記第2面上に形成されていてコイルを形成する第2導体層とからなるプリント配線板を折り畳むことで形成され、前記接着層の1つは磁性シートで形成されている。
  2. 請求項1のモータ用コイルであって、前記磁性シートは前記積層型コイル基板の厚さ方向の略中央に位置する。
  3. 請求項1のモータ用コイルであって、前記コイル基板の数は複数であって、前記プリント配線板は前記複数のコイル基板で形成されている。
  4. 請求項2のモータ用コイルであって、前記積層型コイル基板は前記磁石と対向する最下面と前記最下面と反対側の最上面と前記最下面と前記最上面から等しい距離に位置する中心面とを有し、前記積層型コイル基板の厚み方向の位置が0から1の値で数値化される時、前記最下面の位置は0で表され、前記中心面の位置は0.5で表され、前記最上面の位置は1で表され、前記磁性シートの位置は0.3から0.7の間に位置する。
  5. 請求項4のモータ用コイルであって、前記磁性シートの位置は0.4から0.6の間に位置する。
  6. 請求項4のモータ用コイルであって、前記磁性シートの位置は0.4から0.7の間に位置する。
  7. 請求項4のモータ用コイルであって、前記磁性シートの位置は0.5から0.7の間に位置する。
  8. 請求項1のモータ用コイルであって、前記磁性シートの数は1である。
  9. 請求項3のモータ用コイルであって、前記コイル基板の数は偶数である。
  10. 請求項3のモータ用コイルであって、前記複数のコイル基板は第1コイル基板と第2コイル基板を含み、前記第1コイル基板は前記第1面と前記第2面を有し、前記第2コイル基板は前記第1面と前記第2面を有し、前記第1コイル基板は前記第1面上に形成されている第4コイルと前記第2面上に形成されている第5コイルを有し、前記第2コイル基板は前記第1面上に形成されている第7コイルと前記第2面上に形成されている第6コイルを有し、前記第4コイルと前記第5コイルは前記第1コイル基板を形成している前記樹脂基板に関して対称に形成されていて、前記第6コイル前記第7コイルは前記第2コイル基板を形成している前記樹脂基板に関して対称に形成されていて、前記第5コイルと前記第6コイルが対向するように前記プリント配線板が折り畳まれている。
  11. 請求項10のモータ用コイルであって、前記第1コイル基板は、さらに、前記樹脂基板を貫通し、前記第4コイルと前記第5コイルを接続する第3スルーホール導体を有し、前記第2コイル基板は、さらに、前記第6コイルと前記第7コイルを接続する第4スルーホール導体を有し、前記プリント配線板は前記第2面上に前記第5コイルと前記第6コイルを接続する第3接続線を有する。
  12. 請求項11のモータ用コイルであって、前記第3接続線は前記第1コイル基板の前記第2面と前記第2コイル基板の前記第2面上に形成されていて、前記第3接続線は前記第1コイル基板から前記第2コイル基板に延びている。
  13. 請求項10のモータ用コイルであって、前記複数のコイル基板は、さらに、第3コイル基板を含み、前記第3コイル基板は前記第1面と前記第2面を有し、前記第2コイル基板は、さらに、前記第2面上に形成されている第10コイルと前記第1面上に形成されている第11コイルを有し、前記第10コイルと前記第11コイルは前記第2コイル基板を形成している前記樹脂基板に関し対称に形成されていて、前記第3コイル基板は前記第1面上に形成されている第12コイルと前記第2面上に形成されている第13コイルを有し、前記第12コイルと前記第13コイルは前記第3コイル基板を形成している前記樹脂基板に関し対称に形成されていて、前記第11コイルと前記第12コイルが対向するようにプリント配線板が折り畳まれている。
  14. 請求項13のモータ用コイルであって、前記第2コイル基板は、さらに、前記樹脂基板を貫通し、前記第10コイルと前記第11コイルを接続する第6スルーホール導体を有し、前記第3コイル基板は、さらに、第12コイルと第13コイルを接続する第7スルーホール導体を有し、前記プリント配線板は前記第1面上に前記第11コイルと前記第12コイルを接続する第6接続線を有する。
  15. 請求項1のモータ用コイルであって、前記第1導体層と第2導体層は前記コイル間を接続する接続線を有し、前記プリント配線板は、前記第1導体層に含まれる前記コイルと前記第2導体層に含まれる前記コイルを接続するスルーホール導体を有し、前記スルーホール導体により直接接続されている前記第1導体層に含まれる前記コイルの巻き方と前記第2導体層に含まれる前記コイルの巻き方は同じであり、前記接続線により直接接続される前記コイルの巻き方は異なっている。
  16. 請求項3のモータ用コイルであって、前記コイル基板のそれぞれは前記第1面と前記第2面上に複数のコイルを有し、前記第1面上に形成されている前記コイルの数は偶数であって、前記第2面上に形成されている前記コイルの数は偶数である。
  17. 請求項10のモータ用コイルであって、前記第4コイルが平行移動されると、前記第4コイルと前記第5コイルは重なり、前記第6コイルが平行移動されると、前記第6コイルと前記第7コイルは重なる。
  18. 請求項10のモータ用コイルであって、対称に形成されている前記コイルのそれぞれに流れる電流の向きは同じである。
  19. 請求項3のモータ用コイルであって、前記プリント配線板は隣接する前記コイル基板を接続する接続線を有し、隣接する前記コイル基板は前記接続線のみで接続される。
  20. 請求項19のモータ用コイルであって、前記接続線の数は複数である。
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