JPS593905A - 磁束誘導手段を有するコイル組立品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は通信システム用のコイル組立品に関する。更に
詳しくは通信システムの他の構成要°素に関する該コイ
ル組立品の空間の方位の確定（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ
　）が予め決定し得ナイ通信システム用コイル組立品に
関する。

通信が２つ又はそれ以上の構成要素間（（連結する磁界
により確立されねばならず、且つ等方性感度が通信の維
持にとって重要であるような少くとも１つの構成要素が
もう１つの構成要素に関して移動し得る多数の通信シス
テムかあ、る。２つの例を示すと、呼び出しシステム及
び品物監視システムにおける等方性応答の必要性は容易
に明らかであろう。

ループコ・ｒル（１ｏｏｐｃｏｉｌ　）への又はそれか
らの通信のいづれかが交流磁界により確立されねばなら
ないと仮定すると、該コイル及び該磁界間の適当な磁気
結合を該コイルの空間の方位確定にかかわらず磁界を構
成する磁束線に関して確保するという問題がある。例え
ば、すべての磁束線がコイルの面に平行な磁界に浸漬す
る平らなコイルはかかる磁界と殆ど又は全く磁気結合を
感じないであろうということはよく知られている。一方
、もし該コイルが磁界を生ずるために使用されるならば
、該磁束線は該コイルの概略の平面に垂直に方位確定さ
れ且つそれに平行ではないであろう。

かかるコイルの作用は明らかに非等方性であり、そして
該コイルの空間の方位確定が予め決定し得ないいかなる
通信システムにおいても効果のない状態が存在するであ
ろう。

従って、上述の型式の効果のない関係を変えて従来知ら
れているコイルよりも非等方性の少いコイル組立品を作
ることは本発明の目的である。上記発明に従って、前記
組立品ともう１つの通信構成要素間の結合が前記コイル
及び前記構成要素を磁界と連結することにより確立され
ねばならず、前記コイルが前記コイル組立品の概略の平
面に垂直な軸を囲む導電性の巻線でパンケーキ形のルー
プの形で形成され、且つ透磁性材料が前記導電性巻線に
隣接して配置され前記パンケーキコイルの前記平面を通
ってその一方の側から他方の側に通′過する低磁気抵抗
磁束進路を備えるためそれと相互に関係づけられる通信
システム用のコイル組立品が提供されている。

本発明は添付図面を参照して以下の本好適な実施例の廊
細な説明を読んだ後に更に良く理解されるであろう。

同−又は同様の部品を示すために同一の参照番号は図面
を通して使用される。

第１図、を参照しながら、信号受信器１１にそれと信号
源１０間を通過する磁波１２により連結される信号源１
０が示されている。信号源１０及び受信器１１は結合を
構成要素間に磁界により備えるいかなる既知の通信シス
テムでの構成要素であり得る。前述の如く１例は呼び出
しシステムであり、かかるシステムでは呼び出しく　ｐ
ａｇｅ　）は個人が仕事をしながら持ち運びする通常煙
草の１箱よりも大きくない小形の受信器の型式をとって
いる。

従って、信号源に関する呼び出しの空間方位確定は連続
的に変化されるであろう。同様な状態は種々の其の他の
通信システムでも見出されるであろう。

図解の目的で、信号受信器１１は、第２図に示すように
、適当な電気回路構成部分１４に結合した平らなパンケ
ーキ型ループコイル又は巻き線１３を有すると仮定する
。更に、該コイル１３は、第３図に示すよう１（磁界に
浸漬され、そこではコイル１３を上から見ており、且つ
磁束線は実質的に破線１５で示される如（であると仮定
する。即ち、すべての磁束線は実質的に相互に平行であ
り且つコイル１３の平面に垂直又は法線状である。之は
通常の場合として引用され、かかる場合にはコイル１３
と磁束１５間には最大の磁束の連結が生ずることは容易
に識別されるであろう。

しかしもしコイル１３がその平面が第４図に示すように
浸漬されている磁束線に平行であるならば、磁気結合又
は連結は通常０又は少くとも無視して良いであろう。之
は平行の場合として引用されるであろう。

第′５図に示すように側面から見ると、コイル１３はそ
の軸のまわりに矢印１６で示すように磁気結合を増加す
ることなくまる３６００回転されることが出来る。以下
の文に言及する無効方位―定（ｎｕｌｌ　ｏｒｉｅｎｔ
ａｔｉｏｎ　）　　とは最小の磁気連結を見出すことに
関する方位確定を意味することとして理解されねばなら
ない。

第６及、び７図に注目しながら本発明を具体化するｓイ
ルの１例が図解されている。端末２１及び２２を有する
平らなコイル１３が提示される。ここに４つの薄板２３
，２４．２５及び２６として示されている透磁性材料の
複数の薄板はコイル１３と組み合わされる。該薄板２３
乃至２６はフェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ　）材料等で形
成されることが出来、且つコイル１３と適当な接着材又
は結合剤により結合されることが出来る。

図示の如く、薄板２３はパンケーキコイル１３の１方の
側に位置する１点からその早径方向の外周を越えて軸方
向に内方に且つ前記コイル１３の概略の平面に平行に２
７における隣接するコイル巻線を横切って伸長する。

薄板２４は薄板２３に関してほぼ同一直線上にしかしコ
イル１３０反対側に配置され、且つ又コイル１３の半径
方向の外周を越えて位置する１点から軸方向に内方に且
つ前記コイルの概略の平面゛に平行に２８における隣接
するコイル巻線を横切って伸長する。

同様に薄板２５及び２６は夫々２９及び３゜におけるコ
イル部分の上にコイルの各側面に１つづつほぼ同一直線
上に横たわり、且つ薄板２３及び２４の長軸に関して直
交してそれ等の長軸の方位を定めて横たわる。以下に論
する理由により１つ又はそれ以−Ｆの透磁性薄板は他方
と異った寸法及び形状を有することが出来る。

第６及び７図のコイル組立品が磁界に置かれるときはコ
イル１３の平面に垂直な方向の磁束は該コイルと通常の
方法で、透磁性薄板が誠ｉし得る効果を有するものとし
て、連結される。しかしながら、もしコイル１３が第４
図に示すようにその平面に関して磁束線と平行１（方位
確定されるならば、次の状態が起る。該コ・ｒルが薄板
２３及び２４の長軸に関して磁束の方向と一致するよう
に方位確定されるときは、該磁束は薄板２３及び２４を
経由してコイル１３の平面を通る周囲の空気を通るより
も低い磁気抵抗の進路を見出し、且つそれによりコイル
１３を通、って連結関係に転じるであろう。第５図は圧
にかがる関係にあるコイル組立品を示す。薄板２５及び
２６は薄板２３及び２４に関して直交しており、コイル
の軸方向に反対の側にあるので、それ等の正味の寄与は
重要ではない。しかしもし磁界の磁束に猶平行であるコ
イル１３が矢印１６の方向に９０°　まで回転されるな
らば、磁束は今や薄板２５及び２６を経由してコイルの
平面を通り抜けるであろう。

しかしながら、コイル１３を磁界１５において２又はそ
れ以−ヒの磁束進路がコイルと連結するように方位確定
することは可能である。

かかる場合には無効状態に出会うことが出来る。更に詳
細にはコイル１３はその平面に垂直な軸のまわりに回転
されるので、そしてその平面が磁界１５の磁束線に平行
である間は２つの無効状態（ｎｕｌｌｓ　）又は降下状
態（ｄｉｐｓ　）は１８００離れて生ずるであろう。

かかる無効状態は磁束線１５が第６図の破線３１で示す
方位確定と一致するときに生ずるであろう。無効状態の
理由は当然明らかである。該薄板２３乃至２６が無い時
は、コイル１３との磁束の連結は存在しないであろう。

線３１にほぼ平行に進む磁束は数個の低磁気抵抗進路に
直面するであろう。１つの進路はコイル１３の軸方向に
一方の側を直列に薄板２４及び２５を進み、もう１つの
進路はコイル１３の軸方向に他方の側を直列に薄板２３
及び２６を進み、いづれの進路もコイル１３と連結しな
い。更に１つの進路は薄板２３及び゛企４を直列に包含
し、一方猶もう一つの進路は薄板２５及び２６を直列に
包含するが、しかし２つの後述の進“路は電圧をそこに
逆位相で誘導するようにコイル１３と連結する。

この故にギれは無効状態である。

コイル１３が何れかの方向に磁束が破線３２と整列する
ように９００回転されるときは、反対の状態が支配的で
ある。薄板２３及ヒ２６．＋す今やコーｒル１３に誘導
される電圧に関して可干渉位相（ｐｈａｓｅ　ｃｏｈｅ
ｒｅｎｃｅ　）でコイル１３を通り抜ける低磁気抵抗進
路を備えるように並列に機能する薄板２４及び２５と協
同しながら同様に並列に機能するであろう。

第６図を観察しながら、線３１及び３２は相互に直交し
ているが、薄板２３乃至２６の縦軸間に形成される角度
の２等分線に沿って位置せずにいくらかずれている。か
かるずれは薄板２６の寸法及び形を変えることにより導
かれる対称からの背反に起因する。第６図に示す特別の
寸法と形状の関係は例としてのみ示され、無効点（ｎｕ
ｌｌ　ｐｏｉｎｔ　）の必要な位置に依存する。即ちコ
イル組立品の意図された用途に従って、他の位置よりも
好ましい無効位置に対していくつかの位置選定があり得
る。かかる場合には、薄板の形及び寸法の賢明な選択に
よりある程度の調節を行うことが出来る。

純・粋に理論的゛な観点から、もし装置を磁界に関する
コイルの方位確定により透磁性薄板を経由してコイルの
中心区域を通り抜ける磁束の振幅が前記薄板と無関係に
前記中心区域を通り抜ける磁束の振幅に等しい蒔に、前
記２つの磁束構成要素により前記コイルに誘導される電
圧の位相が１８００位相遅れではないように配列し得る
ならば無効点を除去することが出来る。１８００の関係
からの僅かな背反でさえも結果としてそのコイルの方位
確定において重要な正味の信号を与えるであろう。ある
他の方位確定においては、２つの誘導電圧間の位相差は
１８００　に等しくなり得るが、しかしこの場合には振
幅はも早等しくないのでそれによりその点における甚し
い無効状態を避けるであろ）。

位相関係に関するある調節は渦電流が使用に際して発現
される透磁性薄板を選択することにより達成される。渦
電流は薄板における磁束のサイクルを遅らせる傾向があ
る。例えば、約０．２５４ｍｍ　（０，０１０インチ）
の厚さを有する。パーマロイ（ｐｅｒｍａｌｌｏｙ　）
の薄板は２５キロヘルツ（ＫＨｚ）でそこに誘導される
重要な位相変移をもたらすのに充分な渦電流を有するで
あろう。モして又２組の透磁性薄板間の位相差を有する
ことは望ましく、これは例えば薄板間の厚さ対中の異っ
た比率を用いることにより達成し得る。

上述の説明は信号受信関係のコイル１３の使用に関係し
ているが、その中の含蓄的な原理が同様の利点を有して
信号送信の場合に適用し得ることは当然明らかである。

いかなるパンケーキ状の適当なコ・「ル構造もここに説
明したような透磁性薄板の使用により変えられたその非
等方性を有して有効に使用し得ることは当然理解される
。空気よりも１大きい導磁塵を有する如何なる材料も該
薄板にとっである程度有利に使用することが出来る。材
料の透磁率が高ければ高い程一層匁果酌であるので、最
終的選択は価格、寸法及び重量を考慮することにより左
右される。

本発明の好適な実施例を参照して本発明を説明している
が、構造上の種々の変化が添付特許請求の範囲に規定さ
れるような本発明の真の精神から背離することなく組み
入れ得ることは該技術に熟練した人により理解されるで
あろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は構成要素が磁界により連結されている通信シス
テムのブロック図である；第２図は本発明を利用し得る
環境を説明するパンケーキコイル組立品及びその関連電
気回路構成要素の図解的図面である； 第３図は磁界に存在する磁束線に関して１つの方位確定
におけるパンケーキコイルを示す図解的説明図である°
； 第４図は第３図と同様な図面であるが、コイル組立品、
のもう１つの方位確定に対する磁束関係を示す図面であ
る； 第５図はコイル組立品のある追加の方位確定を説明する
ための第４図のコイルの側面図である。；、 第６図は本発明に従って構成されたコイル組立品の正両
立面図である；そして 第７図は第６図の線７−７に沿って画かれた横断面図で
ある。 〔主要部分の符号の説明〕 １０　　・・・信号源 ＝１１　　・・・受信器 １２　　・・・磁波 Ｊ３　　・・・ループコイル １４　　・・・電気回路構成部分 １５　　・・・磁束線 ３ １　・・・透磁性材料の薄板 ６ ７ Ｓ　・・・コイル巻き線 ０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、通信システム用コイル組立品において、前記組立品
   ともう１つの通信構成要素間の結合は前記コイルと前記
   構成要素を磁界で連結することにより確立されねばなら
   ず、前記コイルはパンケーキ形のループの形で前記コイ
   ル組立品の概略の平面に垂直な軸線を俄囲む導電性巻線
   より形成されることより成り、且つ透磁性材料は前記導
   電性巻線に隣接して配置されてその一方の側から他方の
   側に前記パンケーキコイルの前記平面を通り抜ける低磁
   気抵抗進路を備えるために前記コイルと相互に関係づけ
   られることより成ることを特徴とする通信システム用コ
   イル組立品。 ２、特許請求の範囲第１項記載のコイル組立品において
   、前記透磁性材料が１つ又はそれ以上の薄板に包含され
   、前記薄板の少くとも１つが前記パンケーキコイルの一
   方の側に位置する１点から始まりその半径方向に最も外
   側の周辺を越えて前記コイル組立品の前記概略の平面に
   平行に前記軸線の方に内方に且つ該コイルの隣接する部
   分の巻き線を横切って伸長して配置されることを特徴と
   するコイル組立品。 ３、°特許請求の範囲第２項記載のコイル組立品におい
   て、前記薄板のもう１つの物が前記１つの薄板に直交”
   して前記パンケーキコイルの軸方向に前記１つの薄板の
   反対側に配置されることを特徴とするコイル組立品。 ４、特許請求の範囲第１項記載のコイル組立品において
   、前記透磁性材料が複数の薄板に包含され、且つ前記薄
   板の少くとも２つが前記パンケーキコイルの各個に１つ
   づつ夫々の点から該コイルの半径方向に最も外側の周辺
   を越えて前記コイル組立品の前記概略の平面に平行に該
   コイルの軸線の方に内方に且つ該コイルの隣接部分の巻
   き線を横切って伸長して配置されて、前記薄板がほぼ同
   一直線上に位置を定められていることを特徴とするコイ
   ル組立品。 ５、　特許請求の範囲第４項記載のコイル組立品１（お
   いて、更に２つの薄板が前記コイルの各側に１つづつ、
   はぼ同一直線上に位置を定められ、第一の２つの薄板の
   長軸に関して実質的に直交してそれ等の長軸を有し、且
   つ前記コイル部分上に前記第一の２つの薄板と同様の方
   法で横たわって配置されることを特徴とするコイル組立
   品。 ６、特許請求の範囲第１項記載のコイル組立品において
   、第二の進路に沿って前記コイルを連結する磁束の結果
   として前記コイルに誘導される電圧に関して、第一の進
   路に沿って前記コイルを連結する磁束の結果として前記
   コイルに誘導される電圧の位相を変えるだめの手段を有
   することを特徴とするコイル組立品。 ７６　　特許請求の範囲第６項記載のコイル組立品にお
   いて、前記手段が作動周波数においてそこに渦電流を発
   生させるのに充分な厚さを有する前記透磁性材料の薄板
   より成ることを特徴とするコイル組立品。