JP3878135B2 - 複同調バードケージコイル構造及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）装置の分野に関し、詳細には複同調バードケージコイル構造とその製造方法に関する。

例えば１９８７年９月１５日付でC. ヘイズに認可された米国特許第４、６９４、２５５号（特許文献１参照）及び「磁気共鳴像用バードケージ共鳴器の実験的設計及び製造」（T. ヴァロ他 医学における磁気共鳴、２４、２４３（１９９２））（非特許文献１参照）記載のように、極めて均一な磁界を得るために、バードケージ型のラジオ周波数コイルを形成することは公知である。バードケージコイルは、その全体的構造が、縦方向に離れた１対のループ状導電部材（「リング」）と、前記２個のループ状導電部材の周りに等間隔に配置され且つ導電部材を相互結合している複数個の導電セグメント（「脚」）とを有しているため、このような名で呼ばれる。ローパスコイル用の脚とハイパスコイル用のリングとのいずれかにキャパシタが挿入されている。多数の脚を有するバードケージコイル、すなわちヤスデコイルの磁界は均一性を増しており、軸方向に直線的に延伸するのではなく周面に沿ってねじれている導電脚を有する標準バードケージコイルのスパイラルバージョンが、改良された磁界均一性を示すことは知られている。

本明細書全体を通して、「バードケージコイル」という語は、中心軸に平行に延伸する直線状脚を有するいわゆる「直線型」バードケージコイルと螺旋状に延伸する脚を有するいわゆる「スパイラル型」バードケージコイルとの両方を指して使われる。スパイラル型のそのようなバードケージコイルによって生じたBｌ磁界は、中心軸の周りを回転する。２個のリング間を回転するBｌ磁界の角度を、以後「ねじれ角」と呼ぶ。直線型バードケージコイルのねじれ角はゼロである。スパイラル型バードケージコイルのねじれ角は、脚の螺旋形の方向によって、正または負になる場合がある。

バードケージコイルは、一般に、個別の周波数で同調される。２つの共鳴周波数が必要な場合、基本的アプローチの１つは、単一コイルを一括した部材と複同調し、もう１つのアプローチは、２個のコイルを単一同調してそれらをまとめる方法である。しかしながら、２個のコイルがまとめられる、すなわち一方が他方の内側に同軸で配置されると、それらの間に誘導結合の問題が生じる。従って、近くに配置されたコイル間の相互作用を最小にすること、すなわちそれらが互いに影響を与えないようにすることは、重要な問題であった。
米国特許第４、６９４、２５５号明細書 「磁気共鳴像用バードケージ共鳴器の実験的設計及び製造」T. ヴァロ他 医学における磁気共鳴、２４、２４３（１９９２）

従って、本発明の目的は、一方が他方の内側に同軸に配置されておりそれらの相互作用が最小にされた２個またはそれ以上の単同調バードケージコイルを有する複同調バードケージコイル構造を提供することである。
本発明の他の目的は、そのような複同調バードケージコイル構造の製造方法を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、３個またはそれ以上のバードケージコイルを有する複同調バードケージコイル構造の製造方法の１段階として、相互作用が最小にされた単同調バードケージコイルとそのようなコイルの複同調ペアとの製造方法を提供することである。

１個が他方の内側に同軸に配置される本発明の複同調バードケージコイル構造を形成する単同調バードケージコイルまたはヤスデコイルの各々は、そのBｌ磁界の方向が特定角度（上記にねじれ角として定義されている）だけ回転するように螺旋形にねじれたバードケージ脚を有していることを特徴とする。組み立てられた別のバードケージコイルのいずれか２つのねじれ角の差は３６０度の整数倍である。

特定の実施形態として、複同調バードケージコイル構造は、直線状脚を有するバードケージコイル（ねじれ角０度）とねじれ角３６０度のスパイラル脚を有するバードケージコイルとを組み立てて形成される。別の実施形態では、一方はねじれ角が＋１８０度であり他方はねじれ角が−１８０度である、スパイラル脚を有するコイルを２個組み立ててもよい。

組み立てられるバードケージコイルのねじれ角（０または０でない）の間のこの関係とは別に、本発明は、それらの型に関して多くの要件を課することはない。それらはそれぞれ、互いにインターデジタル状に配置されたバードケージ脚を有するタイプか、脚が中心軸に関してラジアル方向に重なり合った位置関係で各リングから他方のリングへ突出しているタイプか、各脚の一端がリングの１つに連結され他端が他方のリングと静電結合している、さらに他のタイプであってよい。先行技術のバードケージコイルは、通常、中心軸に沿って離間した２個の金属リングを有しているが、本発明により組み立てられるバードケージコイルの２個は、１個の共通リングを共有してもよく、または共通リングが２個のバードケージコイルの脚と静電結合していてもよい。

このような複同調バードケージコイルは、上記に要求したようなねじれ角を有する単同調バードケージコイルを複数個用意して、１個を他方の内部に同軸に挿入することにより製造してもよい。または、第一段階として、２個のみのバードケージコイルを用いて１個を他方の内部に同軸に配置して組み立てた複同調バードケージコイル構造を製造してもよい。これは、絶縁シートの両面上に金属シートを有するいわゆるプリント回路基板を用いて、前記金属シートを特定のパターンにエッチングした後、円筒状に巻くことにより実施してもよい。各パターンは、１組の複数個の互いに離間し直線状に平行に延伸した部材を含んでおり、複数組の延伸部材は互いに斜め方向に配置され、従って基板が巻かれると２個のバードケージコイルの脚になる。このようにして形成された２個のコイルのそれぞれが特定のねじれ角を有し、それらのねじれ角の差が３６０度の整数倍になるように、パターンが設計される。

先ず本発明の基本原理を、実施形態によって説明する。図１は、本発明による複同調バードケージコイル構造１０の実施形態を示す概略図である。バードケージコイル構造１０は３個の単同調バードケージコイル（「内側」１１、「中間」１２及び「外側」１３）を有しており、これらの３個のバードケージコイルは説明し易くするために組み立てる前の形で図示されているが、中心軸の周りに１個を他の内側に同軸に配置されるものである。番号１４、１５はそれぞれ、個々のバードケージコイル１１、１２、１３の間に挿入されてそれらを互いに絶縁するだけでなくバードケージコイル構造１０に全体的な強度を加える、中空円筒状絶縁体を示している。これらの３個のバードケージコイル１１、１２、１３の各々は、中心軸の方向において長手方向に離間した２個の導電リングと、それらの間に延伸する直線状の長い脚とを有する先行技術のバードケージコイルであってよい。説明し易くするために、これらのリングを、それらの上下方向における実際の位置関係と関係なく、「上部リング」と「下部リング」と称する。

上部リングから突出して、下部リングには到達しないが全体として下部リングの方へ延伸する脚と、下部リングから突出して、上部リングには到達しないが全体として上部リングの方へ延伸する脚とを、それぞれ「下方延伸脚」と「上方延伸脚」と称する。下方延伸脚と上方延伸脚とは、リングの周りに交互にインターデジタル状に互いに接触しないが静電結合するように等間隔で配置されている。

内側のバードケージコイル１１は、その脚が中心軸と平行ないわゆる直線型のバードケージコイルである。中間及び外側のバードケージコイル１２及び１３は、いわゆるスパイラル型のバードケージコイルであって、それらの脚は螺旋状にねじれており、その結果、作動中に生じるＢ１磁界の方向が、一方のリングから他方のリングへ移動するにつれて中心軸の周りに均一に且つ特定角（ここでは「ねじれ角」と称する）だけ方位角において回転するようになっている。中間バードケージコイル１２のねじれ角は３６０度であり、外側バードケージコイル１３のねじれ角は−３６０度である（反対方向にねじれている）。

異なるねじれ角を有する３個のバードケージコイル１１、１２、１３は、一方が他方の内部に同軸に挿入されるように組み立てられる。上記に説明したように、中間コイル１２のねじれ角が３６０度でありそのＢ１磁界が中心軸の周りに方位角方向に３６０度だけ回転するので、内側コイル１１の２個のリング間のウインドウにより傍受される全磁場は、合計０となる。換言すれば、中間コイル１２の駆動により誘導される電流は、０である。さらに換言すれば、これらの２個のコイルは直交しており、それは、それらのコイルが誘導結合しておらず、即ち誘導的に互いに無関係であることを意味する。

同様に、外側コイル１３は、内側コイル１１と中間コイル１２の両方に対して直角である。なぜならば、外側コイル１３の−３６０度のねじれ角は、内側コイル１１と中間コイル１２とのねじれ角との差が３６０度の整数倍であるからである。要約すると、図１のコイル構造１０の３個のバードケージコイル１１、１２、１３は、共に複同調されているにもかかわらず、互いに直角である。

本発明の基本的な一般的原理を、ただ１つの実施形態を介して上記に説明したが、本発明の範囲内での多くの修正及び変形が可能である。第１に、複同調のために組み立てられるべきバードケージコイルの総数はある最大数を超えることはできないが、いかなる複数のバードケージコイルが同軸に組み立てられてもよい。これは、脚の長さがバードケージコイルの効率に悪い影響を与え、従って、組み立てた構造内に大きすぎるねじれ角を有するスパイラルコイルを含むことは、望ましくないからである。

第２に、それぞれねじれ角が＋３６０度、−３６０度及び０度である３個のスパイラルバードケージコイルを有する構造が実施形態として用いられたが、それらのいずれかを３６０度の正数または負数倍のねじれ角を有するスパイラルバードケージコイルにより取り替えることは基本的に可能である。さらに一般的には、共に組み立てられる複数個のスパイラルバードケージコイルのいずれもが３６０度の整数倍のねじれ角を有する必要はない。互いのねじれ角の差が３６０度の整数倍であるスパイラルバードケージコイルが上記のように組み立てられると、それらは基本的に互いに対して直角である。バードケージコイルの脚の長さがそのコイルの効率に悪い影響を与えるので、またはバードケージコイルの効率は一般にその脚の長さに影響されるので、バランスのよい、好ましい複同調バードケージコイル構造は、ねじれ角が＋１８０度トー１８０度である２個のスパイラルバードケージコイルを有してもよい。

図１に示した構造１０における３個のバードケージコイル１１、１２及び１３の各々は２個の導電リングを有し、リングから脚が互いに他のリングに向かってインターデジタル状に突出していると説明したが、このことは本発明の範囲を限定するものではない。組み立てられるべき複数個のスパイラルバードケージコイルのいずれかは、対向する２個の導電リングの各々から延伸する細長い直線状脚を図１に示すインターデジタル形状ではなく、例えば図２に概略的に示されたようにほぼ円筒状のコイルの中心軸に関してラジアル方向に離れ且つ重なり合った位置関係で配置することにより構成されてもよい。簡潔を期して図２には示されていないが、互いに反対方向に延伸する、互いに重なり合った導電脚の対は、図１の１４または１５に示されている絶縁材の中空円筒体のように間に配置した誘電材シートにより互いに分離されてもよい。導電脚の互いに重なり合った対はそれらが重なり合っている距離を調節することによりそれらの間の静電結合をさらに容易に制御できるという点で、前記のタイプのコイルは有利である。

組み立てられるバードケージコイルのいずれかは、他の構造を有していてもよい。例えば、図３に示したように、全ての導電脚は、その一端が一方の導電リングに連結されて他方の導電リングの方へ延伸しているが、例えば間に誘電層を有することにより他方の導電リングには接触せずにそれと静電結合されているような構造であってもよい。図４は、組み立てられるスパイラルバードケージコイルのさらに他の構成方法を示しており、２個の導電リング間に延伸している各導電脚は、例えば間に誘電層を有することにより、その両端部が対応する導電リングと直接接触せずに静電結合していることを特徴とする。図２、３及び４に、直線状脚を有するコイルが示されているが、これらの図に示した構造を有するバードケージコイルは、螺旋状にねじれた脚を有する、ねじれ角が０でない型のバードケージコイルであってもよい。

図１〜４において、説明し易くするため、また関連技術の熟練者には公知であるため、コイルを駆動する回路は図示されていない。
図１に示したコイル構造１０は、互いに異なるねじれ角を有し互いのねじれ角の差が３６０度の整数倍である３個の単同調バードケージコイル１１、１２及び１３と、円筒状絶縁体１４、１５とを準備し、それらを図１に示すように１個を他の内側に配置して組み立てることにより製造してもよい。

次に、本発明による、バードケージコイルの複同調対の製造方法を説明する。２個よりも多いバードケージコイルを組み立てた複同調バードケージコイル構造は、そのようなバードケージコイルの複同調対を構成ブロックとして使用することにより製造できる。従って、３個またはそれ以上のバードケージコイルを有する構造の構成方法については述べない。

第１の例として、図１に示したバードケージコイル構造のうち、直線状脚を有する内側コイル１１とねじれ角３６０度で螺旋状にねじれた脚を有する中間コイル１２とだけを含む部分について考察する。コイル構造１０から外側コイル１３を除去したこのサブアセンブリは、図１に示したコイル構造１０の構成ブロックとしても使用される、複同調バードケージコイル構造とみなしてもよい。１個の直線状バードケージコイル（ねじれ角０）と、１個のねじれ角３６０度のスパイラルバードケージコイルとを有する複同調バードケージコイル構造の、本発明による構成方法を、図５及び６を参照して下記に説明する。

図５は、上記の複同調バードケージコイル構造（図１のコイル構造１０のサブアセンブリである）を本発明方法により形成するもととなる、層構造を示す。この層構造は、グラスマイクロファイバとＰＴＦＥとの合成物（ロジャー社の製品など）からなる厚さ０．００５〜０．０１０インチの絶縁誘電シート２０の両面に厚さ約０．００１〜０．００５インチの銅シート３０及び４０を積層してなる、工業界で「プリント回路基板」として知られる基板をエッチングし、銅シート３０及び４０を特定のパターンにより互いに特定の位置関係において化学エッチングすることにより形成される。第１のパターン形成銅シート３０は、互いに離間し互いに対向する長方形のリング形成頂部３１と他の長方形のリング形成底部３２と、頂部３１から底部３２の方へ延伸するが底部３２に到達しない、複数個の互いに分離し平行な脚３３と、前記脚３３とインターデジタル状に同一平面に配置されており底部３２から頂部３１の方へ延伸するが頂部３１に到達しない、前記脚３３と同じ数の互いに分離し平行な脚３４とを有する。第２のパターン形成銅シート４０は、幾分似た構造を有し、第１のパターン形成銅シート３０頂部３１及び底部３２と同じ形の、長方形のリング形成頂部４１と他のリング形成底部４２と、頂部４１から底部４２の方へ延伸するが底部４２に到達しない、同一複数個の互いに分離し平行な脚４３と、前記脚４３とインターデジタル状に同一平面に配置されており底部４２から頂部４１の方へ延伸するが頂部４１に到達しない、前記脚４３と同じ数の互いに分離し平行な脚４４とを有する。（リング形成頂部及びリング形成底部は、以後単に頂部及び底部と称する）。しかしながら、第２銅シート４０の頂部４１及び底部４２は、互いに対向せず、一方が他方に対し長辺の縁の方向に、長辺の縁の長さに等しい距離だけ変位している。従って、それらの互いに平行な脚４３及び４４は、第１銅シート３０の脚３３及び３４の方向と０でない角度を形成して傾いており、その角度は、頂部４１と底部４２との離間と長方形の頂部及び底部３１、３２、４１及び４２の長辺の縁の長さとによって決定される。

誘電シート２０の互いに反対側の表面上の、２つのパターン形成銅シート３０及び４０は、図５に示した位置関係にあり、すなわち２つのパターン形成シート３０、４０の頂部３１、４１は、点線で示したように互いに対し僅かにずれている。
このように形成されたプリント回路基板は、次に図６Ａ及び図６Ｂに示すように、円筒状に巻かれ、長方形の頂部３１、４１の短辺の縁及び長方形の底部３２、４２の短辺の縁はハンダ接合されて（数字５０で示す）、第１のパターン形成銅シート３０は直線型のバードケージコイル（またはねじれ角０度のスパイラルコイル）になる。このようにして、脚３３、３４は、図１に示したコイル構造１０の内側コイル１１の直線状脚になり、脚４３、４４は、中間コイル１２のスパイラル脚になる。図６Ｂにおいて、積層構造が円筒状に巻かれると、底部３２、４２は、 突合せで接触し、共に内側コイル１１及び中間コイル１２により共有される単一リングを形成することに留意すべきである。

上記に説明したように、本発明による複同調バードケージコイル構造のバードケージコイルのいずれか一方または両方が、例えば図２、３及び４に示したように、異なる構造を有していてもよい。図７は、プリント回路基板１００の層構造を示しており、これを用いて本発明の方法により図４のタイプのバードケージコイルが形成され得る。このプリント回路基板１００は、絶縁板１２０の一方の表面上に互いに離間して配置された２個の長方形の金属部１１０と、鎖線で示したように、絶縁版１２０の他方の表面上に配置された複数個の互いに等間隔に離間して平行に且つ直線状に延伸する金属部材１３０とを有しており、これらの細長い金属部材１３０の各々の各端部は、絶縁板１２０を横断して対応する長方形の金属部１１０と静電結合する。このように形成された層構造１００は、上記のように円筒状に巻かれ、長方形の金属部１１０の縁部は互いにハンダ接合されて図４に示したバードケージコイルを形成する。各長方形の金属部１１０は、コイルの導電リングの一方になり、細長い金属部材１３０はそれぞれ両端で導電リングと静電結合する脚になる。

図８は、別のプリント回路基板２００の層構造を示しており、これを用いて本発明の方法により図３のタイプのバードケージコイルが形成され得る。このプリント回路基板２００は、絶縁シート２２０の一方の表面上に長辺の縁に沿って配置された１個の長方形の金属部２１０と、鎖線で示したように絶縁シート２２０の他方の表面上に配置されたパターン形成金属シート２３０とを有している。パターン形成金属シート２３０の形状は、長方形部２３１とそこから突出して互いに平行に等間隔で延伸する直線状の細長部材２３２とを有し、これらの細長部材２３２の端部は、絶縁シート２２０の反対側にある長方形の金属部２１０と静電結合する。このように形成された層構造２００は、上記のように円筒状に巻かれ、長方形の金属部２１０と長方形部２３１との縁部は互いにハンダ接合されて図３に示したバードケージコイルを形成する。長方形の金属部２１０と長方形部２３１とはそれぞれコイルの導電リングの一方になり、細長い金属部材２３２は、それぞれが導電リングの一方と直接連結されて導電リングの他方と静電結合する脚になる。

図９は、別のプリント回路基板３００の層構造を示しており、これを用いて本発明の方法により図２のタイプのバードケージコイルが形成され得る。このプリント回路基板３００は、鎖線で示したように、絶縁シート３２０の互いに反対側の表面上に配置された２個のパターン形成金属シート３１０、 ３３０を有している。これらの２個のパターン形成金属シート３２０、 ３３０は、似た形状をしており、それぞれが長方形部３１１、３３１を有している。これらの長方形部３１１、３３から同一複数個の互いに平行で互いに離間した直線状細長部材３１２または３３２が突出して、絶縁シート３２０を横切って部分的に重なり合い静電結合する、複数対の脚を形成する。このように形成された層構造３００は上記のように円筒状に巻かれ、長方形部３１１、３３１の縁部は互いにハンダ接合されて図２に示したバードケージコイルを形成する。長方形の金属部３１１、３３１とはそれぞれコイルの導電リングになり、細長部材３１２、３３２は、２個の導電リング簡に延伸し静電結合する複数対の脚になる。

直線状脚（ねじれ角０度）を有するバードケージコイルの製造方法を図７、 ８及び９に示したが、図２、 ３及び４に示したねじれ角０度のスパイラルバードケージコイルもまた、結局脚になる直線状細長部材と結局導電リングになる長方形部との間の角度を適切に選択することにより同様に製造できることはいうまでもない。
上記に示した本発明の実施形態を種々の異なる方法でいかにして結合するかを明らかにするために、本発明による複同調バードケージコイル構造及びその製造方法のさらに他の実施形態を次に説明する。図１０は、別のプリント回路基板４００の層構造を示しており、これを用いて本発明の方法により図３のタイプ及びリングを共有するタイプの、直線状バードケージコイルとねじれ角３６０度のバードケージコイルとを有する複同調バードケージコイル構造が形成され得る。プリント回路基板４００は、複数個の互いに平行な細長部材４１２がそこから斜めに突出する長方形部４１１と、鎖線で示すように、絶縁シート４２０の一表面上に互いに離れて配置された他の長方形部４１３とを含む。そこから複数個の互いに平行な細長部材４３２が垂直に突出している長方形部４３１と、短い方の縁が斜めに延伸する細長部材４１２と平行な平行四辺形の部分４３３とが、絶縁シート４２０の反対側の表面上に互いに離れて配置されている。

このように形成されたプリント回路基板４００は、上記のように円筒状に巻かれ、長方形部４１１、４１３及び４３１と平行四辺形４３３との短い方の縁部は互いにハンダ接合される。図５を参照して上記に説明したように、部分４１３及び４３３は、互いに接触し共有するリングを形成する。２個のバードケージコイルのねじれ角の差が３６０度であるように一方を他方の内側に同軸に配置して、上記のタイプの２個のバードケージコイルを有する複同調バードケージコイル構造を形成するように、互いに平行な２組の細長部材４１２及び４３２の長さ及びそれらの間の角度が決定される。長方形部４１３と細長部材４３２の自由端部とは静電結合され、長方形部４３１が接触している平行四辺形部４３３と斜めの細長部材４１２ともまた静電結合されることに留意すべきである。

異なるタイプの２個のバードケージコイルが組み立てられて複同調バードケージコイルアセンブリが形成される。図１１は、別のプリント回路基板５００の層構造を示しており、これを用いて本発明の方法により、図３のタイプの直線状バードケージコイルと図１のタイプのねじれ角３６０度のバードケージコイルとを有する複同調バードケージコイル構造が形成され得る。プリント回路基板５００は、図のような形の絶縁板５２０の互いに反対側の表面上に、鎖線で示したように配置されているパターン形成金属シート５１０及び５３０を有する。」第１シート５１０は、図５に番号４０で示されたシートと同じようにパターン形成されており、２個の長方形部５１１及び５２２と、それぞれがこれらの２個の長方形部５１１及び５２２の一方から互いに他方に向かって斜めに突出する、複数個の互いにかみ合って配置された細長金属部材５１２とを有している。第２シート５３０は、図５の番号２３１の部分と似たパターンに形成されており、長方形部５３１とそこから垂直に突出する複数個の互いに平行な細長部材５３２とを有し、これらの細長部材５３２の自由端部は第１シート５１０の長方形部５１１と静電連結される。

このように形成されたプリント回路基板５００は、上記のように円筒状に巻かれ、部分５１１及び５１２が互いに接触し、長方形部５１１、５１３及び５３１の短い方の縁部は互いにハンダ接合される。
２個のバードケージコイルの互いのねじれ角の差が３６０度であるように一方を他方の内側に同軸に配置して、２個のバードケージコイルを有する複同調バードケージコイル構造を形成できるように、互いに平行な２組の細長部材５１２及び５３２の長さ及びそれらの間の角度が決定される。

図１２は、別のプリント回路基板６００の層構造を示しており、これを用いて本発明の方法により、さらに別の２コイル型の複同調バードケージコイル構造が形成され得る。この実施形態は、図１１を参照して上記に説明したものの変形であり、鎖線で示したように絶縁板６２０の両表面上に配置されたパターン形成金属シート６１０及び６３０を有している。第１シート６１０は、互いに反対側に位置し且つ互いの長い方の縁部が平行である平行四辺形部６１１と長方形部６１２と、平行四辺形部６１１と長方形部６１２とのそれぞれから交互に互いに他方へ向けてインターデジタル形状に突出する、互いに離れた直線状細長部材６１３とを含む。第２シート６３０は、長方形部６３１と、そこから平行四辺形６１１と同じ角度で斜めに突出する、複数個の互いに離れて平行な直線状細長部材６３２とを含む。

このように形成されたプリント回路基板６００は、上記のように円筒状に巻かれ、部分６１２及び６３１が互いに接触し、長方形部６１２、６３１及び平行四辺形６１１の短い方の縁部は互いにハンダ接合される。
２個のバードケージコイルのねじれ角の差が３６０度であるように一方を他方の内側に同軸に挿入して、２個のバードケージコイルで複同調バードケージコイル構造を形成できるように、互いに平行な２組の細長部材６１３及び６３２の長さ及びそれらの間の角度が決定される。

本発明の方法を限られた数の実施形態を介して上記に説明したが、これらは説明のためのものであって、本発明を限定するものではない。複同調バードケージコイル構造を形成するための各バードケージコイルの脚の数は変更でき、また図示した実施形態とは異なってもよい。上記に説明したように、さらに、多数の修正及び変形が可能である。これは、部分的には、組み立てられるべきコイルの各々は、図１、２、３及び４を参照して個々に説明した、異なるタイプのいずれであってもよいからであり、さらに部分的には、直線状のバードケージコイルが組み立てられるべきコイルの１つとして含まれる必要はないが、含まれてもよいからである。さらに、組み立てられたバードケージコイルの各々はそれ自身の２個の共有しない金属リングを有しているが、図５を参照して説明したように、本発明による複同調バードケージコイル構造を形成するために共に組み立てられるバードケージコイルのうちの異なるバードケージコイルがリングの１個または両方を共有してもよいことに留意すべきである。本明細書全体を通して、バードケージコイルの脚がリングに連結されているといわれた時またはリングと静電結合するといわれた時はいつでも、そのリングはそれぞれ共有したタイプであるかそうでないタイプであると理解すべきである。さらに、本発明の実施形態としてローパスコイルだけを示したが、本発明はいうまでもなくハイパスコイルをも含むことに留意すべきである。従って、「リング」という語は広い意味で解釈すべきであり、連続的環状構造だけでなく、全体としてリング状に配置された複数個の部分であって、それらのうちの互いに隣接する２個ずつが互いに静電連結されているものも含む。

結局、本発明の開示は広い意味で解釈されるべきであり、本分野の熟練者にとって明らかな変形は、それが個別に図示されたり説明されたりしているかどうかに関わらず、本発明の範囲に含まれる。

本発明によるバードケージコイル構造の概略線図であり、組み立て前の３個のバードケージコイルがそれぞれ内部に挿入された状態で示されている。 本発明による複同調バードケージコイル構造を構成するように組み立てられるための、別の構造を有するバードケージコイルのいずれか１つの部分を示す概略線図である。 本発明による複同調バードケージコイル構造を構成するように組み立てられるための、さらに別の構造を有するバードケージコイルのいずれかのスケッチである。 本発明による複同調バードケージコイル構造を構成するように組み立てられるための、さらに別の構造を有するバードケージコイルのいずれかのスケッチである。 複同調バードケージコイル構造を構成する積層基板の層を示す線図である。 円筒状に巻かれて本発明を構成する、図５の積層基板のアキシアル図である。 円筒状に巻かれて本発明を構成する、図５の積層基板のアキシアル図である。 本発明の方法によりバードケージコイルを製造するための積層基板の層を示す線図である。 本発明の方法によりバードケージコイルを製造するための積層基板の層を示す線図である。 本発明の方法によりバードケージコイルを製造するための積層基板の層を示す線図である。 本発明の方法によりバードケージコイル構造を製造するための積層基板の層を示す線図である。 本発明の方法によりバードケージコイル構造を製造するための積層基板の層を示す線図である。 本発明の方法によりバードケージコイル構造を製造するための積層基板の層を示す線図である。

Claims (19)

1. 中心軸の周りに同軸に配置された複数個のバードケージコイルを含む複同調バードケージコイル構造であって、
   前記バードケージコイルの各々は、前記中心軸に沿って縦方向に互いに離間した２個の導電リングと、前記２個のリング間に延伸する複数個の互いに離間し且つ平行な直線状細長導電脚とを有しており、
   前記バードケージコイルの各々は、中心軸のまわりに前記リング間の特定のねじれ角だけ回転するＢｌ磁界を生じ、前記バードケージコイルの異なるコイルのねじれ角の差は３６０度の整数倍であって、前記複数個のバードケージコイルは互いに直交し互いに誘導的に影響を与えないことを特徴とする複同調バードケージコイル構造。
2. 前記複数個のバードケージコイルの少なくとも１個が上部リングと下部リングとを有し、前記少なくとも１個のバードケージコイルの脚は、等間隔に配置されており且つ前記上部リングに付着して前記上部リングから前記下部リングの方へ延伸する、下方延伸脚と、等間隔に配置されており且つ前記下部リングに取り付けられて前記下部リングから前記上部リングの方へ延伸する、上方延伸脚とを含んでおり、前記下方延伸脚と前記上方延伸脚とは前記中心軸の周りに交互にインターデジタル形状に配置されている、請求項１に記載の複同調バードケージコイル構造。
3. 前記複数個のバードケージコイルの少なくとも１個が上部リングと下部リングとを有し、前記少なくとも１個のバードケージコイルの脚は、等間隔に配置されており且つ前記上部リングに付着して前記上部リングから前記下部リングの方へ延伸する下方延伸脚と、等間隔に配置されており且つ前記下部リングに付着して前記下部リングから前記上部リングの方へ延伸する上方延伸脚とからなり、前記上方延伸脚の各々とそれに対応する前記下方延伸脚は互いに離れており前記中心軸に関してラジアル方向に重なり合う位置関係にあり且つ互いに静電結合している、請求項１に記載の複同調バードケージコイル構造。
4. 前記複数個のバードケージコイルの少なくとも１個のバードケージコイルの脚は、前記リングの１個に付着しており且つ前記リングの他の１個と静電結合している、請求項１に記載の複同調バードケージコイル構造。
5. 前記複数個のバードケージコイルの少なくとも１個のバードケージコイルの脚は、前記２個のリングの間に延伸しており且つその両端部において前記２個のリングと静電結合している、請求項１に記載の複同調バードケージコイル構造。
6. 前記２個のリングの１個は、前記複数個のバードケージコイルの少なくとも１個のバードケージコイルの脚に付着しており且つ他のバードケージコイルの脚と静電結合している、請求項１に記載の複同調バードケージコイル構造。
7. 複同調バードケージコイル構造の製造方法であって、
   （ａ）互いに異なって同調された複数個のバードケージコイルを提供する段階、前記バードケージコイルの各々は、前記中心軸に沿って縦方向に互いに離間した２個の導電リングと、前記２個のリング間に延伸する複数個の互いに離間し且つ平行な直線状細長導電脚とを有しており、前記バードケージコイルの各々は、前記リング間の特定のねじれ角だけ回転するＢｌ磁界を生じ、前記バードケージコイルの異なるコイルのねじれ角の差は３６０度の整数倍であり、
   （ｂ）さらに前記複数個のバードケージコイルを、１個を他の内側に同軸に且つ絶縁状態に配置して組み立てる段階
   を含み、
   前記複数個のバードケージコイルは互いに直交し互いに誘導的に影響を与えないようにされたことを特徴とする複同調バードケージコイル構造の製造方法。
8. さらに、複数個の中空円筒状絶縁体を提供する段階と、前記絶縁体を前記同軸に組み立てられたバードケージコイルの互いに隣接する２個の間に配置するように、前記絶縁体と前記バードケージコイルとを組み立てる段階とを含む、請求項７に記載の複同調バードケージコイル構造の製造方法。
9. 中心軸の周りに同軸に配置された２個のバードケージコイルを有する複同調バードケージコイル構造の製造方法であって、
   前記バードケージコイルの各々は、前記中心軸に沿って互いに離間した第１導電リングと第２導電リングとの間に延伸する複数個の互いに離間し且つ平行な直線状細長導電脚を有しており、
   （ａ）互いに反対側の表面を有する１個の絶縁シートと、前記両表面上に積層される金属シートとを有するプリント回路基板を提供する段階、
   （ｂ）前記金属シートをエッチングして、前記両表面の一方の表面上に第１パターン形成導電シートを形成し、他方の表面上に第２パターン形成導電シートを形成する段階、前記第１パターン形成導電シートは第１組の複数個の互いに離間し平行な直線状細長部材を含み、前記第２パターン形成導電シートは第２組の複数個の互いに離間し平行な直線状細長部材を含む、
   （ｃ）次に前記基板を中心軸の周りに巻いて円筒状にする段階、前記パターン形成導電シートの少なくとも１個は、前記基板が巻かれると、前記第１リングの少なくとも一部分になる第１リング形成部を含み、前記パターン形成導電シートの少なくとも１個は、前記基板が巻かれると、前記第２リングの少なくとも一部分になる第２リング形成部を含む、
   （ｄ）さらに前記第１リングと前記第２リングとを形成するように前記第１リング形成部の部分と前記第２リング形成部の部分とをハンダ接合する段階、前記第１組及び第２組の直線状細長部材は、前記基板が巻かれると、前記２個のバードケージコイルの前記導電脚になるように設計されており、その結果、前記バードケージコイルの各々が前記中心軸の周りに前記第１リングと前記第２リングとの間の特定のねじれ角だけ回転するＢｌ磁界を生じ、前記２個のバードケージコイルのねじれ角の差は３６０度の整数倍である、
   の各段階を含み、
   前記２個のバードケージコイルは互いに直交し互いに誘導的に影響を与えないようにされたことを特徴とする複同調バードケージコイル構造の製造方法。
10. 前記第１組の直線状細長部材は、下方延伸脚と上方延伸脚とを含み、前記下方延伸脚は前記第１リングに直接連結されて前記第２リングの方へ延伸しており、前記上方延伸脚は前記第２リングに直接連結されて前記第１リングの方へ延伸しており、前記下方延伸脚と前記上方延伸脚とは交互にインターデジタル形状に配置されている、請求項９に記載の複同調バードケージコイル構造の製造方法。
11. 前記第１組の直線状細長部材は、下方延伸脚と上方延伸脚とを含み、前記下方延伸脚は前記第１リングに直接連結されて前記第２リングの方へ延伸しており、前記上方延伸脚は前記第２リングに直接連結されて前記第１リングの方へ延伸しており、前記下方延伸脚の各々とそれに対応する前記上方延伸脚は互いに離れており、前記中心軸に関してラジアル方向に重なり合う位置関係にあり且つ互いに静電結合している、請求項９に記載の複同調バードケージコイル構造の製造方法。
12. 前記第１組の細長部材の各々は、前記第１リングに直接連結されており且つ前記第２リングと静電結合している、請求項９に記載の複同調バードケージコイル構造の製造方法。
13. 前記第１組の細長部材の各々は、その一端において前記第１リングと静電結合し且つ他端において前記第２リングと静電結合している、請求項９に記載の複同調バードケージコイル構造の製造方法。
14. 前記第１リングは前記第１組の細長部材の各々と直接連結されており且つ前記第２組の細長部材の各々と静電結合している、請求項９に記載の複同調バードケージコイル構造の製造方法。
15. 中心軸を有しており且つ前記中心軸に沿って互いに離間した第１導電リングと第２導電リングとの間の特定の角度だけ前記中心軸の周りを回転するＢｌ磁界を生じるバードケージコイルの製造方法であって、
    （ａ）互いに反対側の表面を有する絶縁シートと前記表面の少なくとも１つの上のパターン形成金属シートとを含むプリント回路基板を提供する段階、前記パターン形成金属シートは、第１リング形成部と第２リング形成部と、前記第１リング形成部と前記第２リング形成部との間に延伸する１組の複数個の互いに離間し平行な直線状細長部材とを含む、
    （ｂ）次に前記基板を中心軸の周りに円筒状に巻く段階、それによって前記第１リング形成部は前記第１リングを形成し前記第２リング形成部は前記第２リングを形成する、
    （ｃ）さらに前記第１リングと前記第２リングとを形成するように前記第１リング形成部の部分と前記第２リング形成部の部分とを互いにハンダ接合段階、前記細長部材はそれによって、前記第１リングと前記第２リングとの間に特定のねじれ角を有してＢｌ磁界を生じる前記バードケージコイルの螺旋状に延伸するスパイラル脚になるように設計されている、
    の各段階を含むことを特徴とするバードケージコイル構造の製造方法。
16. 前記細長部材は前記第１リング形成部から突出し前記第２リング形成部の方へ延伸する第１部材と、前記第２リング形成部から突出し前記第１リング形成部の方へ延伸する第２部材とを含み、前記第１部材と前記第２部材とは交互にインターデジタル形状に配置されている、請求項１５に記載のバードケージコイル構造の製造方法。
17. 前記細長部材は前記第１リング形成部から突出し前記第２リング形成部の方へ延伸する第１部材と、前記第２リング形成部から突出し前記第１リング形成部の方へ延伸する第２部材とを含み、前記第１部材の各々とそれに対応する前記第２部材とは、前記基板の反対側の表面上で互いに重なり合う位置関係にあって互いに静電結合している、請求項１５に記載のバードケージコイル構造の製造方法。
18. 前記細長部材は前記第１リング形成部から突出して前記第２リング形成部の方へ延伸しており、前記細長部材と前記第１リング形成部とは前記基板の一方の表面上にあり、前記第２リング形成部は基板の他方の表面上にある、請求項１５に記載のバードケージコイル構造の製造方法。
19. 前記細長部材は前記基板の一方の表面上にあり、前記第１リング形成部と前記第２リング形成部とは前記基板の他方の表面上にある、請求項１５に記載のバードケージコイル構造の製造方法。

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