JP2004516649A - バンドコイル - Google Patents

Abstract

本発明は、コイル軸の方向で外形を有するバンドコイルを獲得するように、コイルで実行される物質除去処理の手段によるバンドコイルの製造方法に関する。かかる処理は、放電処理、エッチング処理若しくは機械的な粉砕処理であるかもしれない。獲得されたバンドコイルは、ある特定のコイル側が効果的であり、一方で他のコイル側がほとんど干渉していないような形状を有する。そのようなバンドコイルは、平面状のモーターで非常に有用である。

Description

【０００１】
本発明は、巻かれて、バンド形状で、電流伝導性箔によって形成されるコイル軸を有するコイルの製造方法に関する。
【０００２】
本発明はまた、かかるコイル若しくはコイルアセンブリーが使用される、直動若しくは回転式のモータと同様にかかるコイルのアセンブリーである、コイルに関係がある。
【０００３】
前述で記載のバンドコイルの製造方法は、米国特許出願番号４８１９３２２から周知である。２つの側で絶縁された金属箔は、この手法で主軸上に巻かれる。主軸は除去され、巻かれた箔は電気的なスパーク侵食処理の手段によって巻かれた箔の縦方向に対して垂直方向で多くの切片に切断される。このように形成された切片がバンドコイルである。主軸の横断面の長さに依存すると、この手法で得られたバンドコイルは様々な形状を有するかもしれない。そのようなバンドコイル１の実施例は図８に描写されている。バンドコイルのコイル軸２は、回転３の平面に対して垂直で、回転の中心に位置する軸であり、つまり事実、箔が巻きつけられた軸である。Ｘ−Ｙ−Ｚの座標システムにおいて、回転はＸ−Ｙ面に位置し、コイル軸はＺ方向に延在する。ほとんどの場合に使用される、既知のワイヤーに巻かれたコイルに対するバンド・コイルの利点は、コンダクタ（通常は銅）のより大きな充填因子であり、熱流密度が、ワイヤーが巻かれたコイルの場合、不良の熱伝導を備えた、空気及び絶縁の変化を通り抜けるが、ところがバンドコイルの熱流密度は、主としてはるかによい熱伝導を備えた銅を通り抜けるために、それによって、はるかに高い有効性は達成されるが、それによって熱の形態の消されたエネルギーのほとんどをワイヤーコイルよりも非常に有効に削除することができる。しかしながら、バンドコイルの製造コストは、ワイヤーコイルの製造コストよりも非常に高い。今までに知られているバンドコイルの欠点は、バンドコイルの平面形状であり、つまり、バンドコイルの高さが一定であることである。平面状バンドコイルの適用の実施例は、多くのバンドコイルは、回転式モータの固定子の固定子電極の近くで提供される、米国特許出願番号５８６６９６５に記載されている。バンドコイルの応用はそれに制限されている。コイルは、通常は効果的及び効果がない巻線側がある。コイル側と呼ばれる効果的な巻線側は所望の力を提供する。効果がない巻線側は、通常は、コイルの作動に対して干渉する影響力を有する。効果がない巻線側は、ワイヤーが巻かれたコイル、若しくはある特定の巻いている部分が可能な限り小さい妨害する影響を有するようにコイルが巻かれた場合には効果的な巻線側が位置している平面から遠ざけて曲がっている。これはバンドコイルの場合では可能ではない。
【０００４】
本発明の目的は、幅広く適用できる、三次元形状のバンドコイルを得ることである。
【０００５】
本発明による方法は、この目的において、コイルがコイルの回転で実行された、バルクを除去する操作手段によるコイルのコイル軸と平行な方向へ外形を与えられることを特徴とする。コイルは、例えば、テレビセットのモーターだけでなく、偏向コイルなどの多くの適用に適切である、この方法によって獲得することができる。
【０００６】
バルクを除去する処置は、例えば、ワイヤースパーキング処理、若しくはエッチング処理、若しくは電気化学的処理などのスパーク侵食処理、又は研磨若しくは粉砕処理などのような機械加工処理であるかもしれない。
【０００７】
本発明はまた、コイル軸を備える電流伝導性箔である、巻かれたバンド形状によって形成されるコイルに関する。かかるバンドコイルは米国特許出願番号５８６６９６５から既知である。前述に注意したように、かかるバンドコイルは、その平面形状による制限された適用の範囲を有している。すべての巻いている側は同じ平面に位置しており、その結果、二つの相互に反対する巻いている側若しくは前述の巻いている側の少なくとも一部分は、コイルの作動に悪影響を及ぼす。適用の幅を増大するために、本発明によるコイルは、巻線側の少なくとも１つの部分が、コイルのコイル軸と平行な方向で巻線側の残りの部分に関して互い違いに配列されることを特徴とする。巻線側の効果的でない部分は、結果として効果的な巻線側とは異なる平面に位置している。好ましくは、コイルは相互に反対の巻線部分の二つの対を有しており、相互に反対する巻線部分の一つの対は、コイルのコイル軸に平行な方向で相互に反対する巻線部分の他の対に関して互い違いに配列されている。結果として、相互に反対する巻線側の二つの対は異なる平面に位置しており、結果として、相互に反対の巻線側の二対のうちの１つだけが効果的であるようにそれぞれの適用でのコイルの位置を決めることは簡素であり、巻線側の他方の対は、悪影響をできるだけほとんど有していない。そのようなコイルは、記載のような本発明による方法で製造される。
【０００８】
本発明はまた、少なくとも二つのコイルのアセンブリに関し、本発明による一つのコイルの相互に反対の巻線部分の一つの対の間に、別のコイルの少なくとも一つの巻線部分が位置している。別のコイルは本発明によるコイルであるかもしれないが、しかし、これは必ずしもこの場合である必要がない。
【０００９】
本発明はまた、お互いに関して移動可能である、二つの部分を備える直動若しくは回転式のモータに関し、一つの部分はマグネットシステムからなり、もう一方の部分は本発明による少なくとも二つのコイルの少なくとも一つのコイル若しくはアセンブリからなり、一方でコイルの相互に反対の巻線部分の一つの対は、相互に反対の巻線部分の別の対よりも、前述の一つの部分に近隣して位置している。
【００１０】
本発明は、少数の実施態様に関してここでより詳細に説明されるであろう。
【００１１】
図１は、どのようにして、図８に描写されるバンドコイル１から始まり、例えば、外形が巻線側で提供される米国特許出願番号４８１９３２２で記載される方法によって獲得されるかを概略して示している。ハッチの部分は、例えばダイアモンドミリングツール４などのミリングツールの手段によってバンドコイルから除去される。必要であれば、結果となる粉砕面は、お互いの接触からのバンド若しくはバンドコイルの回転を防御するための処理後に与えられるかもしれない。そのような外形は、代替として、スパーク侵食処理、エッチング処理、若しくは電気化学的処理などの他の処理により獲得されるかもしれない。実際的なすべての望ましい外形が獲得されるかもしれないことは明らかであるだろう。図２は、外形化されたバンドコイル１０の実施例を示している。上面から見て、ほとんど全体の長い巻線側１３ａの高さ１４は、処置前の巻線側の元の高さ１５に関して半分である。短い巻線側１３ｂの高さ１６も半分であるが、この場合低い側から半分である。バンド形状の回転の断面の長さは、この手法でほぼ一定を維持している。
【００１２】
図３は、どのようにして図２の二つのそのような外形化されたバンドコイルがアセンブリ１００に接合されるかを示している。バンドコイル１０は図２で示されるバンドコイルと同一であり、つまり、短い巻線側１３ｂは長い巻線側１３ａよりも高いバンドレベルｈに位置している。バンドコイル２０の短い巻線側２３ｂは、長い巻線側２３ａよりも高い二つのバンドレベル２ｈに位置している。二つのバンドコイルは、一つのバンドコイルの一つの長い巻線側が別のバンドコイルの二つの長い他の巻線側に正確に位置するように、お互いに位置するかもしれない。一つのバンドコイルの二つの長い巻線側間の距離ａは、一つの巻線側の箔パッケージの幅ｂに名目上等しい。結果として、すべての長い巻線側は一つの平面及びアセンブリでお互いに対して位置している。短い巻線側は、別の巻線に対して段状で位置し、すべて長い巻線側の上面上に位置する。
【００１３】
図４の実施態様は図３の実施態様と比較可能であるが、しかしここでは３つのバンドコイルはアセンブリ２００を形成するように積層している。バンドコイル１０の短い巻線側１３ｂは長い巻線側１３ａよりも高いバンドレベルｈに位置しており、バンドコイル２０の短い巻線側２３ｂは長い巻線側２３ａよりも高い二つのバンドレベル２ｈで位置しており、バンドコイル３０の短い巻線側３３ｂは長い巻線側３３ａよりも高い３つのバンドレベル３ｈで位置している。各バンドコイルの長い巻線側間の距離ｃは、巻線側の箔パッケージの幅ｂの二倍に名目上等しい。アセンブリにおいて、すべての長い巻線側１３ａ、２３ａ、３３ａは一つの平面でお互いに対して位置している一方で、すべての短い巻線側１３ｂ、２３ｂ、３３ｂは段上に位置し、長い巻線側１３ａ、２３ａ、３３ａの上面よりも高い。バンドコイルのこのようなアセンブリの適用は図６に示されている。
【００１４】
図５は、外形化バンドコイルのアセンブリの代替となる実施態様を示している。３つの同一のバンドコイル５０の形状は、図２のバンドコイル１０の形状と比較可能である。二つの同一のバンドコイル１は、図８に示されるような平面のバンドコイルである。二つの最も外側のバンドコイル６０、６１は形状が多少異なる。これらのバンドコイルにおいて、長い巻線側６３ａ_１の一つは、別の長い巻線側６３ａ_２よりも高く位置する。アセンブリ３０において、バンドコイル６０はバンドコイル６１に関して左右対象の位置である。各バンドコイルの長い巻線側間の距離ｃは、長い巻線側の箔パッケージの幅ｂの２倍であり、その結果、二つの巻線側である、各々の異なるバンドコイルは、最も外側のバンドコイルの長い巻線側６３ａ_１の除外を伴って、アセンブリでの各バンドコイルごとの長い巻線側間に位置するだろう。これらの巻線側は、多くの短い巻線側がするように、すべての他の長い巻線側の上面上に位置する。したがって、この手法において、１２の長い巻線側は、このアセンブリの一つ若しくは同一の平面でお互いに接して位置している。
【００１５】
図６は平面モーターの原理を概略して示している。お互いに関して移動可能である二つの部分４００、５００である、かかるモーターにおいて、通常は静止している部分である一つの部分４００はＮ及びＳ極が交替する磁石４１０のシステムからなり、もう一つの移動可能な部分５００はコイル５１０のシステムからなる。かかる平面モーターは、ＰＣＴ出願の公開に置き換わるＰＣＴ特許出願ＥＰ００／０７９７０＝ＰＨＮ１７．６２１から既知である。この平面モーターにおけるコイルのシステムは４つのコイルブロックユニット５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１１ｄによって形成され、各ユニットはお互いに接して位置している二つのコイルブロック５１２からなる。各コイルブロックは、磁石のシステムの磁場に存在する６つの電流コンダクターを有している。したがって電流コンダクターは長い、コイルの効果的な巻線側若しくはコイル側である。コイルブロックユニット５１１ａ及び５１１ｃの電流コンダクターはＸ方向に延在し、一方で、コイルブロックユニット５１１ｂ及び５１１ｄの電流コンダクターはＹ方向に延在する。電流コンダクターは、３相システムから供給される。可動部分４００は、電流のコミュニケーションによる磁石のシステムからなる静止部分５００の真上のＸ−Ｙ平面で制御された手法で移動できる。コイルブロックユニット５１１ｂ及び５１１ｄに用いられるローレンツ力はＸ方向の移動を引き起こし、コイルブロックユニット５１１ａ及び５１１ｃに用いられるローレンツ力はＹ方向の移動を引き起こす。この適用における各コイルブロックは、図４に描写されるようなコイルのアセンブリ２００によって形成される。コイルの長い巻線側は、磁石システムの磁石表面の真上に位置する。ここから発生するローレンツ力は、制御された移動を獲得することを可能にする力である。ローレンツ力はまた、短い巻線側で発生する。それらの力は、所望の移動での妨害作用を有する。かかる妨害作用を削減するために、それらの短い巻線側でのローレンツ力は可能な限り小さくすべきである。短い巻線側は磁石のシステムの表面から遠隔距離にもたらされ、このように磁場の影響から遠く離れることで達成される。これは、本発明と一致するコイルを伴って可能である。明らかに、既知のワイヤーが巻かれたコイルの場合に、磁場の影響から短い巻線側を遠方に曲げることは可能である。しかしながら、すでに言及したように、それらのワイヤーコイルはそれほど効果的ではなく、つまり、ワイヤーコイルによって供給される力はバンドコイルによって供給される力よりも非常に小さい。これはワイヤーコイルと比較してバンドコイルの高い充満因子により引き起こされる一方で、もう一方では非常に効果的な熱の除去の結果によるバンドコイルで実行可能なより大きい電流密度により引き起こされる。図５に示されるバンドコイルのアセンブリは図６の平面モーターで使用されるかもしれない。次いで、かかるアセンブリは一つのコイルブロックユニット５１１（ａ、ｂ、ｃ、若しくはｄ）を形成する。
【００１６】
最後に、図７は回転式モーターで使用される本発明によるバンドコイルの実施例を示す。固定子７０は、中空のシリンダー７１によって形成される。シリンダーの内部表面は、シリンダーの縦軸方向に延在する多くの固定子極７２を備えて提供される。固定子極７２は曲った形状を有し、実際、シリンダーの一部を形成する。固定子は、鉄のような磁化物質からなる。バンドコイル７３は曲った形状を有しており、つまり二つの相互に反対する巻線側７４ｂの形状は固定子極７２の形状に適合される。他の巻線側７４ａは真直であるか、若しくはこの巻線側の幅に沿って緩やかに曲っている。ローター７５はローター極７６を備えて提供されている。ローターもまた、鉄のような磁化物質からなる。そのような回転式モーターの操作におけるさらなる詳細は、米国特許出願番号５８６６９６５に与えられる。かかる手法の回転式ローターで、曲った巻線側を伴い、図３乃至５に示されるものと同様なバンドコイルの一つ若しくは幾つかのアセンブリを使用することは明らかである。
【００１７】
本発明によるバンドコイルが任意の三次元形状を与えられるので、回転式と線形動作の両者を可能にする、非常に複雑なモーターの応用が可能である。
【００１８】
本発明によるバンドコイルは、テレビセットでの電子ビームの偏向のために成功裡に使用されるかもしれない。バンドコイルはすべてのコイル側が効果的である形状となるかもしれない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図８で示されるようなバンドコイルに提供される外形による方法を概略的に示している。
【図２】
本発明の方法によって獲得される外形化されたバンドコイルを斜視図で示している。
【図３】
図２で示されるような二つのバンドコイルのアセンブリを示している。
【図４】
図２で示されるような三つのバンドコイルのアセンブリを示している。
【図５】
第二の実施態様で使用される外形化されたバンドコイルでのバンドコイルのアセンブリを示している。
【図６】
図４で示されるようなバンドコイルのアセンブリを備える平面状モーターを概略して斜視図で示している。
【図７】
本発明で使用される外形化されたバンドコイルでの回転式モーターを概略して示している。
【図８】
従来技術のバンドコイルを示している。

Claims (9)

1. 巻かれて、バンド形状で、電流伝導性箔によって形成されるコイル軸を有するコイルの製造方法であって、前記コイルは前記コイルの前記コイルの回転で実行されるバルクを除去する操作手段による前記コイルの前記コイル軸と平行な方向へ外形を与えられることを特徴とする方法。
2. 前記バルクを除去する処理はスパーク侵食処理であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記バルクを除去する処理はエッチング処理であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記バルクを除去する処理は電気化学的処理であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記バルクを除去する処理は機械加工処理であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 巻線側及びコイル軸を有する電流伝導性箔である、巻かれたバンド形状によって形成されるコイルであって、前記巻線側の少なくとも１つの部分が、前記コイルの前記コイル軸と平行な方向で前記巻線側の残りの部分に関して互い違いに配列されることを特徴とするコイル。
7. 前記コイルは相互に反対の巻線部分の二つの対を有しており、相互に反対する巻線部分の一つの対は、前記コイルの前記コイル軸に平行な方向で相互に反対する巻線部分の他の対に関して互い違いに配列されていることを特徴とする請求項６に記載のコイル。
8. 請求項７に記載の一つの前記コイルの相互に反対の巻線部分の一つの対の間に、別のコイルの少なくとも一つの巻線部分が位置していることを特徴とする少なくとも二つのコイルのアセンブリ。
9. お互いに関して移動可能である、二つの部分を備える直動若しくは回転式のモータであって、一つの部分はマグネットシステムを含み、もう一方の部分は請求項６乃至８の何れか一に記載の少なくとも二つのコイルの少なくとも一つのコイル若しくはアセンブリを含み、一方でコイルの相互に反対の巻線部分の一つの対は、相互に反対の巻線部分の別の対よりも、前記一つの部分に近隣して位置していることを特徴とする直動若しくは回転式のモータ。