JP6224318B2 - 磁気束発生器、加熱器、または消磁コイルとしての多目的電気コイル - Google Patents

Description

本願は、磁気束発生器、加熱器、消磁コイルとしての多目的電気コイルに関し、より詳細には、移動プラットフォームにおいて磁気束、熱および／または消磁を形成する共通のコイルセットを使用する方法に関する。

安定型軌道衛星の運行において、スペースクラフトの非制御傾動を制御または制限する必要が常にある。軌道内で安定化が図られるそのような衛星の非制御運動は、その計画した運用に対して衛星を事実上役に立たなくする。さらに、過大な角運動量での長い傾動は、スペースクラフトの構造の健全性ならびにスペースクラフトの熱およびパワーバランスを危険に曝すことがある。したがって、傾動が始まった後短時間のうちに衛星の回復が行われることが望ましい。

傾動の制御は、ロケットスラスタまたはジェットなどの質量放出装置によって達成することができる。スペースクラフトの傾動を制御または制限するためにそのような装置を使用することにより、しばしば過多な推進剤を使用する必要が生じる。推進剤が利用できない状況では、スペースクラフトを安定化するためにそのような手段を使用することができない。衛星の電力が利用可能であれば、自立制御システムによってスペースクラフトのスピン速度を変化させることによって傾動を制御することがより望ましい。

特にその軌道に対する所望の配向から逸脱したスペースクラフトの姿勢を変化させるための安定型衛星の磁気トルキングが知られている。そのような磁気トルキングシステムでは、コイルまたは電磁石などのトルカによる磁場を使用して地球の磁場と相互作用し、それによってリアクショントルクを発生させる。このリアクショントルクが、トルキング時間および磁束量に比例する量だけ衛星の基準軸を再配向させる。磁気トルキングはまた、リアクショントルクを発生してスペースクラフトのスピン速度および角運動量を制御するために使用することもできる。これら既知の磁気トルキングシステムは、自動（たとえば閉ループ）制御システム、または地上設置ステーションからの指令信号を必要とする開ループ制御システムを有する衛星またはスペースクラフトに実装することができる。

殆どの電子装置は、その作動温度に基づいて作動特性に変化を生じる。殆どの用途では、それらの変化は僅かであり、無視することができるか、較正によって補正することができるかのいずれかである。しかし、電子装置の適正な作動を確保するために、環境温度の調節を必要とする場合がある。たとえば、温度を調節しないと極めて冷たくなる多くの宇宙空間用途では、環境温度の調節が必要になる。これら極端な温度では、電子構成要素は、それらに誤作動させたり誤示度を起こさせたりする、室温での作動特性とは全く異なる作動特性を有し得る。さらに、温度調節はまた、温度の変化に特に敏感なあらゆる種類の構成要素に対して通常必要になる。

多くの用途では、電子装置に熱を供給するためにストリップヒータが温度制御システムに使用される。ストリップヒータは、電流が加えられたとき熱を発生する抵抗要素を備える。加熱要素は、通常、延伸ワイヤ、または基板上に付着された抵抗物質のトレースのいずれかである。加熱要素は、通常、確定された領域を覆うパターンで配置されて、その画定された領域上に一様な熱を供給する。電流が加熱要素に加えられたとき、熱がそのストリップヒータから発射される。

ストリップヒータは、環境温度制御のために電子装置に熱を供給する安価で効率的な手段と考えられるが、これら装置にはいくつかの欠点がある。具体的には、スペースクラフト用途では、ストリップヒータは、全体システムの質量を増す。スペースクラフトの質量を最小限に抑えることは、高額の打ち上げ費用を抑制する鍵である。

ヒータに加えて、衛星および他の移動プラットフォームは、通常、装置の器材の残留磁気を最小限に抑えるために独立した消磁コイルを備える。磁気束発生、加熱、および消磁のために別々の装置を有することにより、移動プラットフォームに複雑さおよび質量が加わる。

米国特許第４，１１４，８４１号

したがって、磁気束発生、加熱、および消磁の一部または全てのために別々の装置を使用するそれらシステムより複雑でなく、小さな質量しか必要としない、それら３つの機能を果たす１つの方法および装置を有することが望ましい。

一態様では、移動プラットフォームにおいて磁気束、熱、および消磁の少なくとも２つを形成する共通のコイルセットを使用する方法が提供される。一実施形態によれば、その方法は、熱を発生するために、定められた位置設定安定化要件より高い周波数でのコイルの電流振動を必要とする。別の態様によれば、コイルは、時間と共に振幅が減少する振動電流を用いて付勢され、それによって、コイルは消磁器をして働くことができる。

別の態様では、移動プラットフォーム内にコイルを備えるシステムが提供される。そのシステムは、コイル、コイル用のパワー供給源、および制御回路を備え、制御回路は、コイルを磁気束発生器、加熱器、および／または消磁器として作動させるようにプログラムされている。特定の態様によれば、コイルは導電トレースを含む。

別の態様では、コイルは、プリント回路基板上の導電トレースを備える。トレースは、単一層上、または多重層上に存在し得る。

本発明の態様によれば、導電トレースからなるコイルを使用する方法が提供される。その方法は、ａ）磁気束を生成するためにコイルに直流を供給するステップと、ｂ）熱を発生するためにコイルに交流を供給するステップであって、その電流が、平均磁気束を最小限に抑えるのに十分な周波数で交番するステップと、ｃ）消磁を可能にするためにコイルに振幅が減少する交流を供給するステップとの諸ステップの少なくとも２つによってコイルを付勢するステップを含む。有利には、コイルは移動プラットフォーム内に配置されている。好ましくは、移動プラットフォームは衛星である。好ましくは、ステップａ）が、衛星を配向するためにトルクを発生する。好ましくは、衛星が磁気に敏感な器材を備え、ステップｃ）が器材の消磁を行う。好ましくは、衛星はプリント回路基板を備え、そのプリント回路基板がコイルを備える。好ましくは、衛星は、複数のプリント回路基板およびコイルを備える。有利には、方法は、ステップａ）、ｂ）、およびｃ）のそれぞれを含む。有利には、導電トレースは、プリント回路基板に形成されている。好ましくは、導電コイルは、プリント回路基板に沿って延在する複数の個々の導電トレースを備える。

本発明のさらに別の態様によれば、システムが提供される。そのシステムは、電気コイル、電気コイル用のパワー供給源、および制御装置を備え、制御装置は、電気コイルを磁気束発生器、加熱器、および消磁器の少なくとも２つとして作動させるようにプログラムされている。有利には、電気コイルは、プリント回路基板に形成された導電トレースを備える。好ましくは、電気コイルは、プリント回路基板に沿って延在する複数の個々の導電トレースを備える。有利には、制御装置は、電気コイルを磁気束発生器、加熱器、および消磁器として作動させるようにプログラムされている。有利には、制御装置は、電気コイルを直流によって付勢して、電気コイルを磁気束発生器として作動させるようにプログラムされている。有利には、制御装置は、電気コイルを交流によって付勢して、電気コイルを加熱器として作動させるようにプログラムされており、その電流は、平均磁気束を最小限に抑えるのに十分な周波数で交番する。

本発明のさらに別の態様によれば、移動プラットフォームを操作する方法が提供される。その方法は、センサと、制御装置と、電気コイルがその上に形成されたプリント回路基板とを備える移動プラットフォームを整えるステップと、下記の諸ステップの少なくとも２つによってコイルを作動させるために、センサからのデータに基づいて制御装置から制御信号を発生させるステップとを含む方法であって、それら諸ステップは、ａ）磁気束を生成するために電気コイルに直流を供給するステップと、ｂ）電気コイルを加熱器として作動させるために交流を供給するステップであって、その電流が、平均磁気束を最小限に抑えるのに十分な周波数で交番するステップと、ｃ）消磁を可能にするために磁気コイルに振幅が減少する交流を供給するステップとである。有利には、移動プラットフォームは、記憶装置と、記憶装置に接続されたプロセッサとを備える計算装置をさらに具備し、計算装置は、センサからのデータに基づいて制御装置から制御信号を発生するように構成されている。有利には、電気コイルは、プリント回路基板に沿って延在する複数の個々の導電トレースを備える。有利には、方法は、ステップａ）、ｂ）、およびｃ）のそれぞれを含む。

論じられてきた特徴、機能、および利点は、本発明の様々な実施形態で個々に達成することができ、または、以下の説明および添付図面を参照することによってそのさらに詳細を知ることができるさらに他の実施形態に組み入れることができる。

本開示の一実施形態により単一セットのコイルを磁気束発生器、加熱器、消磁器として使用するための開示システムの一態様を示すブロック図である。 電気コイルが多層のプリント回路基板上に配設されている、図１の単一セットのコイルを示す概略図である。 図２のプリント回路基板の多重層上に配設された電気コイルの、層を横並びにした表示の概略図である。 本開示の実施形態によるコイルのセットを駆動する判断マトリックスを示す流れ図である。 構造上の態様を強調するためにＰＣＢ１３０を移動プラットフォームから取り外した状態で、軌道内移動プラットフォーム上の図１〜３に示したシステムを表示する概略図である。 本開示の実施形態によりコイルのセットを駆動する、図１〜５に関する方法の図である。 図１〜６に示された方法およびシステムによって使用することができる例示的計算装置４００の概略図である。

図１を参照すると、開示されたシステム１０の一態様が、制御装置１４に入力（たとえば電流、電圧、パワー）を行うパワー供給源１２を備える。一例では、制御装置１４は、制御入力（たとえば移動プラットフォーム（たとえば車、ボート、飛行機、スペースクラフト等）から得たセンサデータ）に従って、その入力からその出力へ電圧、電流、および／またはパワーレベルを調節する能動的または受動的電圧、電流、またはパワー出力源であり得る。一実施形態では、制御装置１４は、電気コイル１６（コイル１６）を付勢して、移動プラットフォーム（たとえば図５に示された衛星１９０）に望ましい機能をもたらす。

一実施形態では、電気コイル１６（たとえばコイル１６０）は、移動プラットフォーム（たとえば衛星１９０）に多重機能能力を与える、図２および３に示すような多層プリント基板１４０を備える。たとえば、制御装置１４は、あるレベルの直流（ＤＣ）をコイル１６（たとえば、図２および３の多層プリント回路基板１４０上のコイル）に流して、所定のレベルの磁気束を発生させ、磁束発生器１８（たとえば磁気束発生器）にする。一実施形態では、コイル１６０のトレースの間隔および長さによって、コイル１６０は、その磁気双極子モーメントが約０．１〜１０（アンペア）（メートル）^２の範囲にあるような磁気束を生成し、その磁束は、たとえば、コイル１６０（たとえば多層基板１４０の）からの距離によって変化する。したがって、コイル１６０は、移動プラットフォーム（たとえば衛星１９０）上に磁気束を形成する通常の電磁石として作動する。

一実施形態では、移動プラットフォーム上の構成要素（たとえば電子基板）に対して熱を発生する（たとえば、加熱器２０になる）ために、制御装置１４が交流（ＡＣ）をコイル１６に流す。たとえば、一実施形態では、制御装置１４は、発生する平均磁気束が無視できるように（たとえば、ある時間間隔での磁場の切り替えに基づく平均磁場が無視できる）十分に高い周波数で交流（ＡＣ）を供給する。

コイル１６が通常の電磁石として作動するとき、コイル１６は、衛星１９０などの移動プラットフォーム内でトルクを生成するために使用することができる。コイルを通過する電流が磁場を生成して、衛星を特定の配向に再設定する。したがって、コイル１６は、衛星に関して磁気トルキングを行うために使用することができる。そのような方法およびシステムの例は、Ｍｕｈｌｆｅｌｄｅｒらに対する米国特許第４，１１４，８４１号に記載されており、その内容は、参照により本明細書に援用される。

コイル１６の加熱機能では、高周波交流がコイルに供給されて、衛星の磁化を回避しながら熱を発生する。平均磁気束を無視し得る状態で十分な熱を発生するのに必要な周波数は、衛星の質量および応答性に依存する。通常、その周波数は、約１ｍＨｚ〜１ＫＨｚの範囲とすることができ、１Ｈｚ近傍の周波数は特に有用である。通常、加熱器は、衛星が熱を宇宙空間に放出する度合いに応じて数ワットで作動する。有利には、ホイルで覆われ基板にテープ付けされた薄い銅のトレースを有し、ヒータ作動中の熱膨張および収縮によりトレースの「浮き上がり」を呈し得る多くの従来のスペースクラフトのストリップヒータに比較して、この開示では、コイル１６を、フォトリソグラフィ工程を用いてプリント回路基板（ＰＣＢ）内に製作して、ＰＣＢからのトレースの剥離を防止することができる。

さらに別の実施形態では、制御装置１４は、振幅が減少する交流（ＡＣ）をある時間をかけてコイルに供給し、その場合、コイル１６は消磁機能をもたらして（たとえば消磁器２２になる）、近傍の器材の残留磁気を最小限に抑える。この例では、電流の振幅は、電流が、たとえば、通常約１０Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲で往復して振動しながら、ある「時間経過」と共に零に近付く。有利には、この実施形態は、漂遊磁気束が実質的に低レベルであっても、たとえば電子機器の作動、さらに他の用途では、たとえば光ファイバ通信およびリンクと干渉するのを防止する。このように、この実施形態は、電子構成要素に出力変化、ドリフト、またはノイズをもたらし、それによって電子装置内のデータ信号を毀損し得る漂遊磁気束を防止することができる。さらに、消磁機能は、磁場に対する装置内の磁気擾乱を減少または消滅させることができる。磁気擾乱に対して敏感な装置（たとえば高感度器材）の具体例には、分光計、磁力計などが含まれる。

図２および３を参照すると、概略図は、本願の実施形態による導電コイル（たとえば、図１の電気コイル１６の例である電気コイル１６０）を形成する導電材のループを有する磁気プリント回路基板（ＰＣＢ）を示す。この実施形態では、プリント回路基板１３０（ＰＣＢ１３０）は、層１４２、１４４、１４６、および１４８から形成される多層プリント回路基板１４０を備える。図示の実施形態では、多層プリント回路基板１４０は４つの層を備えるが、層の数量は、様々なコイル構成数量、特性、および磁場生成用途に対応できるよう別様に増加させ、または減少させることができることを理解されたい。さらに、多層プリント回路基板１４０は、１つまたは複数の個々の単層プリント回路基板によって置き換えることができ、その場合、それら基板のそれぞれは、磁場を生成するために、その上に配設された１つまたは複数のコイル構成を有することを理解されたい。図示された実施形態では、導電トレース１３２、１３４、１３６、および１３８が、電気コイルを形成するために、多層プリント回路基板１４０の１つまたは複数の層上に形成される。本明細書に使用される「導電トレース」は、多層プリント回路基板１４０の単一の層上に形成されるトレース、または多層プリント回路基板１４０の複数の層もしくは多層プリント回路基板１４０の単一の層の両面に延在する連続導電経路のいずれをも含み得る。たとえば、導電トレース１３２、１３４、１３６、および１３８は、コイル（たとえば図１のコイル１６）を形成するために、多層プリント回路基板１４０の単一の層の両面を巡って延在することができ、または多層プリント回路基板１４０の複数の層に延在することができる。図示の実施形態では、多層プリント回路基板１４０は、多層プリント回路基板１４０をたどって層１４２、１４４、１４６、および１４８に螺旋状に延在する相対的に連続するトレース１３２、１３４、１３６、および１３８を備える。図３の例に示されるように、電流が反時計方向（矢印によって示される）に流れて、プリント回路基板１３０から「外に向かって」磁場を生成する。図３の別の変形形態では、電流が時計方向（図３の矢印の反対方向）に流れて、プリント回路基板１３０の「中へ向かって」磁場を生成する。

ただし、電気コイル１６０は、多層プリント回路基板１４０の単一の層または複数の層のいずれかを巡って、多層プリント回路基板１４０をたどって延在する複数の別々の導電トレース１３２、１３４、１３６、および１３８を使用して形成することができることを理解されたい。たとえば、複数の別々の導電トレース１３２を、多層プリント回路基板１４０上に互いに離隔して形成することができる。上記の例のトレース１３２、１３４、１３６、１３８のそれぞれが、多層プリント回路基板１４０の単一の層または複数の層を巡って延在して、各「コイルセグメント」がその１つまたは複数の層内に殆ど完全に平坦な螺旋経路を形成する導電経路を備えるように、複数の別々の「コイルセグメント」を形成することができる。このように、複数の別々の導電トレース１３２、１３４、１３６、および１３８は、共に、多層プリント回路基板１４０をたどって延在する導電コイルを形成する。さらに、有利には、加熱コイルの「トレース」のレイアウトは、１つまたは複数の回路基板（たとえばＰＣＢ）の単一または複数の層に配設または配置することができる。

本開示の一適用例では、複数の「加熱回路」を、同じＰＣＢ基板（たとえば同じ回路カード）上に並行して配設して、加熱回路の冗長セット（複数可）を形成することができる。有利には、この冗長性が、１つまたは複数のセットの加熱回路の不具合の際、加熱能力の逸失を防止する。この例では、一次（主）回路および冗長回路は、単一の温度センサ（たとえばセンサ１８８ａ〜ｆ）によって制御することができるが、効果的に使用するために、主および冗長回路への電流またはパワーは、パワー供給源にフェイルセーフおよび不具合時作動能力を付与するために独立または別々のパワー供給源によって駆動することができる。さらに別の実施形態では、最も顕著には図５を参照すると、１つまたは複数の面（面１〜６）が一次（主）または冗長回路（たとえば多層回路基板１４０上のコイル１６０などの回路網）と指定され、１つの面が不具合を起こした場合（たとえば主または冗長）、ＰＣＢ１３０の不具合を起こした面の使用を停止する（パワーを落とす）ことができ、不具合を起こしていない面の、その指定センサ（たとえば１つまたは複数のセンサ１８８ａ〜ｆ）から受けた入力を使用して、１つまたは複数の不具合面（面１〜６）の出力（たとえば磁気束生成、加熱、および／または消磁）を補償することができる。

図２および３に最も良く示されているように、コイル１６０が、導電トレース１３２、１３４、１３６、および１３８（たとえば銅金属トレース）を付着することによって、基板材（たとえばフェノール、珪素、デュロイド、アルミナ）の複数の層１４２、１４４、１４６、および１４８の全域に延在して形成されている。この例では、導電トレース１３２、１３４、１３６、および１３８が、層１４２、１４４、１４６、および１４８それぞれに沿って延在し、層１４２、１４４、１４６、および１４８間を接続回路１５２、１５４、１５６、および１５８を介して延び、パッド１６２を始点としパッド１６４を終端とするコイル１６０は、センサ１８８（たとえばセンサ１８８ａ〜ｆ）から入力を受け取る制御装置１４に接続されている。

導電トレース１３２、１３４、１３６、および１３８を、多層プリント回路基板１４０のそれぞれの層間で接続する回路１５２、１５４、１５６、および１５８の経路設定は、単に例示であり、別様に変更することができることを理解されたい。追加の層を、追加の導電トレースを形成するために使用することができ、または、多層プリント回路基板１４０を対称にするために使用することができる。導電電気コイルトレースの無い他の層もまた、多層プリント回路基板１４０内に存在し得る。層１４２、１４４、１４６、および１４８にはまた、追加の信号回路網用、および多層プリント回路基板１４０への電子構成要素アタッチメント用の場所を設けることもできる。

作動中、制御装置１４は、プリント回路基板１３０のコイル（たとえばコイル１６０）に接続する。制御装置１４は、プリント回路基板１３０のコイル（複数可）のそれぞれを選択的に付勢および付勢解除して、磁束発生器１８、加熱器２０、および／または消磁器２２として働かせる。制御装置１４はまた、それぞれのコイルで生成される電流の振幅および方向を制御して、所望の機能を発揮させることができる。たとえば、コイル１６０に電流を通すと、地球の磁場と相互に作用する磁場が生成され、その結果、衛星に作用する力およびトルクを生じる。図５を参照すると、衛星１９０には、本明細書に記載のプリント回路基板１３０が装備されている。この変形形態では、衛星１９０は、衛星１９０の各面（たとえば６つの面）に対して少なくとも１つのＰＣＢを備える。

ここで図４の流れ図を参照すると、流れ図２００は、本願の原理、たとえば、図１〜３および５に示されたコイル１６、１６０を作動させる方法を示す。

１つまたは複数の実施形態において、「ある時間経過」は衛星制御要件によって決まり、その要件は、たとえば、定期的に設定された、または１つまたは複数の制御間隔で評定される。一例では、制御間隔は、コイル内の交番方向電流の半周期より速くなくてよいが、より遅くてもよい。加熱用途には、電流方向を十分に速く（通常、約１／１０Ｈｚ〜数キロヘルツ）交番させる必要があり、それによって、交番する電流がその結果、たとえば地球の磁場との相互作用によって、移動プラットフォームに発生させる揺動（たとえば衛星の配向）が減少しまたは消滅する。

一例示的消磁の場合、同様な「無視し得る揺動」の制約が適用され、さらに、加える電流の周波数および振幅の減少は、衛星上の重要な多くの敏感な部品および敏感な器材の磁化を消磁し、または少なくとも低減するのに十分な強さの磁場を形成するために十分な範囲に亘る。振幅および周波数など、作動に関する他の細部は、敏感な構成要素（複数可）または敏感な器材のコイルへの近さや、コイルの数、各コイルの大きさのようなコイルの構成などに大きく依存する。たとえば、通常の最大電流は数百ミリアンペア〜数アンペアとすることができ、１０分の数ヘルツ〜１キロヘルツで交番し、１０分の数秒〜数秒間で最大振幅から零へ減少する。

図４を参照すると、ステップ２０２（開始）に続いて、ステップ２０４では、衛星１９０が傾動していないか判断する。ステップ２０４に対して答えが「はい」であれば、ステップ２０６に進んで、コイル１６を磁化するために、適切な方向に「ある時間経過」だけＤＣ電流を流し、始点に戻る（ステップ２１８）。ステップ２０４に対して答えが「いいえ」であれば、ステップ２０８へ進み、衛星の部品（たとえば分光器、磁力計など）の磁気を除くためにコイル１６を使用する必要があるか否か判断する。一変形形態では、コイル１６は、たとえば、それら構成要素に関して、移動プラットフォーム（たとえば衛星１９０）内での地球の磁場による相互作用の減殺または減少を、１度の何分の１以下まで行い、その減殺量は、たとえば、移動プラットフォームの意図する用途に必要な位置設定精度に依存し得る。ステップ２０８に対して答えが「はい」であれば、ステップ２１０へ進んで、振幅が減少する交流を「ある時間経過」だけコイル１６を通して流し、始点に戻る（ステップ２１８）。

ステップ２０８に対して答えが「いいえ」であれば、ステップ２１２に進んで、衛星の部品を温める必要があるか否か判断する。ステップ２１２に対して答えが「はい」であれば、ステップ２１４に進んで、「ある時間経過」だけコイル１６を通して交流を流し、開始ステップに戻る２１８。たとえば、電流の振幅は、衛星の部品を温めるのに適切な加熱パワー（通常数ワット）を生成するように設定することができる。たとえば。加熱パワーは、コイル１６を通るＲＭＳ（２乗平均）電流の２乗に基づくことができ、それは、加熱パワーをコイルの抵抗で割った商に等しい。ステップ２１２に対して答えが「いいえ」であれば、「ある時間経過」だけコイル１６を遮断し、始点に戻る（ステップ２１８）。

図６を参照すると、図１〜５に開示された装置およびシステムを引用して例示的方法が開示されている。ステップ３０２では、移動プラットフォーム（たとえば通信アンテナ１９２を有する衛星１９０）が磁気トルキングを発現する。ステップ３０４では、移動プラットフォーム上のセンサ１８８（１８８ａ〜ｆ）（たとえば平衡センサ、温度センサ、運動量センサなど）が、データ、たとえば衛星の基準軸の情報や、移動プラットフォームが、たとえばある角運動量変化率で再配向されている状況を測定し、その情報をステップバスＡ（たとえば通信インターフェース）に送出する。ステップ３０６では、システムバスＡ（たとえば通信インターフェース）からの、センサ１８８（１８８ａ〜ｆ）によって測定されたデータに基づいて、制御装置１４が制御信号（たとえば、パワー、電流、電圧）を生成し、その信号が、たとえば、システムバスＢを通して送出されて、移動プラットフォームの１つまたは複数の位置（たとえば面１〜６）周りに配置された１つまたは複数のコイル１６０（たとえば、ＰＣＢ（複数可）１３０上に配設された１つまたは複数の多層プリント回路基板（複数可）１４０）を作動させて、移動プラットフォーム上の１つまたは複数の環境状態（たとえば磁気束、構成要素の加熱、および／または消磁）を調節する。図５に示された例示的実施形態では、それぞれの面は、ブロックの機能を示すために移動プラットフォームから取り外されている。詳細には、面１は移動プラットフォームの上面であり、面２は移動プラットフォームの右面であり、面３は移動プラットフォームの底面であり、面４は移動プラットフォームの左面であり、面５は移動プラットフォームの前面であり、面６は移動プラットフォームの背面である。ステップ３０８では、所望の環境状態が達成されて（たとえば磁気束レベル、加熱、および／または消磁）、移動プラットフォーム上の環境状態が改善される。

図７は、図１〜６に示されたシステムおよび方法によって使用することができる例示的計算装置４００の概略図である。例示的実施形態では、計算装置４００は、記憶装置４１０、および記憶装置４１０に接続され、命令の実行に使用するプロセッサ４２０を備える。より具体的には、例示的実施形態では、計算装置４００は、記憶装置４１０および／またはプロセッサ４２０をプログラムすることによって、本明細書に記載の１つまたは複数の作業を遂行するように構成可能である。たとえば、プロセッサ４２０は、作業を１つまたは複数の実行可能な命令としてエンコードし、その実行可能な命令を記憶装置４１０内に整えることによって、プログラムすることができる。

プロセッサ４２０は、１つまたは複数の処理装置（たとえば多重コア構成）を備え得る。本明細書に使用される用語「プロセッサ」は、当技術分野でコンピュータと呼ばれる集積回路に限定されず、むしろ、制御装置、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、および／または他のプログラム可能回路を広く意味する。

例示的実施形態では、記憶装置４１０は、実行可能な命令などの情報を選択的に格納し取り出すことを可能にする１つまたは複数の装置（図示せず）を備える。例示的実施形態では、そのようなデータは、それらに限定されないが、信号レベル、パルス周波数、パルス継続時間、パルスシーケンス、作動データ、および／または制御アルゴリズムを含み得る。記憶装置４１０はまた、それらに限定されないが、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、固体ディスク、および／またはハードディスクなどの１つまたは複数のコンピュータ可読媒体を含み得る。

例示的実施形態では、コンピュータ装置４００は、ユーザへの情報の表示に使用するためにプロセッサ４２０に接続されている表示インターフェース４３０を備える。たとえば、表示インターフェース４３０は、それらに限定されないが、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、「電子インク」ディスプレイ、および／またはプリンタなどのディスプレイ装置（図示せず）に接続することができるディスプレイアダプタ（図示せず）を備え得る。一部の実施形態では、表示インターフェース４３０は、１つまたは複数のディスプレイ装置を備える。

計算装置４００は、例示的実施形態では、ユーザから入力を受け取る入力インターフェース４４０を備える。たとえば、例示的実施形態では、入力インターフェース４４０は、本明細書に記載の方法によって使用するのに適した情報を受け取る。入力インターフェース４４０は、プロセッサ４２０に接続され、たとえば、ジョイスティック、キーボード、ポインティングデバイス、マウス、スタイラス、タッチパネル（たとえばタッチパッドまたはタッチスクリーン）、および／または位置検出器を備え得る。単一の構成要素、たとえば、タッチスクリーンが、表示インターフェース４３０および入力インターフェース４４０の両方として機能し得ることに留意されたい。

例示的実施形態では、計算装置４００は、プロセッサ４２０に接続されている通信インターフェース４５０を備える。例示的実施形態では、通信インターフェース４５０は、パワー供給源１２、制御装置１４、コイル１６、コイル１６０、プリント回路基板１３０、および／または多層プリント回路基板１４０（図１〜６に示された）などの少なくとも１つの遠隔装置と通信する。たとえば、通信インターフェース４５０には、それらに限定されないが、有線ネットワークアダプタ、無線ネットワークアダプタ、および／または移動通信アダプタを使用することができる。計算装置４００を遠隔装置に接続するのに使用されるネットワーク（図示せず）は、それらに限定されないが、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、メッシュネットワーク、および／もしくは仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）、または他の適切な通信手段を含み得る。

本明細書に記載の実施形態は、一般にシステムおよび方法に関し、より詳細には、多目的電気コイルにデータを伝達し、かつ／または多目的コイルを通してパワーを伝達するのに使用する方法およびシステムに関する。本明細書に記載の実施形態は、情報が伝達されるのを可能にし、したがって、移動プラットフォーム上の電気制御およびハードウェア回路網のためのハードウェアおよびスペース要件の低減を容易にする。さらに、本明細書に記載の実施形態は、維持整備コストの低減を容易にし、かつ／または構造の全体信頼性を向上させる。

方法およびシステムは、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されるのではなく、むしろ、システムの構成要素および／または方法のステップは、本明細書に記載の他の構成要素および／またはステップとは独立し、別々に使用することができる。各方法のステップおよび／または各構成要素は、また、他の方法のステップおよび／または構成要素と組み合わせて使用することもできる。様々な実施形態の特定の特徴が、一部の図面に示され、他の図面には示されていないことがあるが、これは単に便宜上である。図面のいずれの特徴も、他のいずれの図面のいずれの特徴とも組み合わせて引用し、かつ／または特許請求することができる。

ここに記載された説明は、最良の形態を含めて実施形態を開示するため、また、当業者が、任意の装置またはシステムを製作し使用し、および任意の組み入れられた方法を実行することを含めて、実施形態を実行することを可能にするために例を使用する。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、かつ当業者に想起される他の例も含み得る。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言から逸脱しない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言から実質的でない差異を有する同等な構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。

様々な例示的実施形態が、例示および説明のために提示されてきたが、それらは、網羅的なものではなく、または開示された形の実施形態に限定されるものではない。多くの修正形態および変形形態が、当業者には明らかであろう。さらに、様々な例示的実施形態が、他の例示的実施形態に比較して様々な特徴を提供し得る。選択された１つまたは複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の応用を最も良く説明するため、また、当業者が、意図する特定の用途に適うような様々な変更を有する様々な実施形態に関して本開示を理解することができるようにするために選定され、記載されている。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
導電トレース（１３２、１３４、１３６、１３８）のコイル（１６、１６０）を使用する方法であって、
ａ）磁気束を生成するために前記コイル（１６、１６０）に直流を供給するステップと、
ｂ）熱を発生するために前記コイル（１６、１６０）に交流を供給するステップであって、前記電流が、平均磁気束を最小限に抑えるのに十分な周波数で交番するステップと、
ｃ）消磁を可能にするために前記コイル（１６、１６０）に振幅が減少する交流を供給するステップと
の諸ステップの少なくとも２つによって前記コイル（１６、１６０）を付勢するステップ
を含む方法。
（態様２）
前記コイル（１６、１６０）が衛星（１９０）内に配置されている、態様１に記載の方法。
（態様３）
ステップａ）を含み、ステップａ）が、前記衛星（１９０）を配向するためにトルクを発生する、態様２に記載の方法。
（態様４）
前記衛星（１９０）が磁気に敏感な器材を備え、ステップｃ）が前記器材の消磁を行う、態様２または３に記載の方法。
（態様５）
電気コイル（１６、１６０）、前記電気コイル（１６、１６０）用のパワー供給源（１２）、および制御装置（１４）を備え、前記制御装置（１４）が、前記電気コイル（１６、１６０）を磁気束発生器（１８）、加熱器（２０）、および消磁器（２２）の少なくとも２つとして作動させるようにプログラムされている、
システム。
（態様６）
前記電気コイル（１６、１６０）が、プリント回路基板（１４０）に形成された導電トレース（１３２、１３４、１３６、１３８）を備える、態様５に記載のシステム。
（態様７）
前記電気コイルが、前記プリント回路基板に沿って延在する複数の個々の導電トレースを備える、態様６に記載のシステム。
（態様８）
前記制御装置（１４）が、前記電気コイル（１６、１６０）を磁気束発生器（１８）、加熱器（２０）、および消磁器（２２）として作動させるようにプログラムされている、態様６または７に記載のシステム。
（態様９）
前記制御装置（１４）が、前記電気コイル（１６、１６０）を直流によって付勢して、前記電気コイル（１６、１６０）を磁気束発生器（１８）として作動させるようにプログラムされている、態様６ないし８のいずれか一項に記載のシステム。
（態様１０）
前記制御装置（１４）が、前記電気コイル（１６、１６０）を交流によって付勢して、前記電気コイル（１６、１６０）を加熱器（２０）として作動させるようにプログラムされており、前記電流が、平均磁気束を最小限に抑えるのに十分な周波数で交番する、態様６ないし８のいずれか一項に記載のシステム。

１０ システム
１２ パワー供給源
１４ 制御装置
１６ 電気コイル
１８ 磁束発生器
２０ 加熱器
２２ 消磁器
１３０ プリント回路基板
１３２ 導電トレース
１３４ 導電トレース
１３６ 導電トレース
１３８ 導電トレース
１４０ 多層プリント回路基板
１４２ 層
１４４ 層
１４６ 層
１４８ 層
１５２ 接続回路
１５４ 接続回路
１５６ 接続回路
１５８ 接続回路
１６０ コイル
１６２ パッド
１６４ パッド
１８８ａ センサ
１８８ｂ センサ
１８８ｃ センサ
１８８ｄ センサ
１８８ｅ センサ
１８８ｆ センサ
１９０ 衛星
１９２ 通信アンテナ
２００ 流れ図
２０２ ステップ
２０４ ステップ
２０６ ステップ
２０８ ステップ
２１０ ステップ
２１２ ステップ
２１４ ステップ
２１８ ステップ
３０２ ステップ
３０４ ステップ
３０６ ステップ
３０８ ステップ
４００ 計算装置
４１０ 記憶装置
４２０ プロセッサ
４３０ 表示インターフェース
４４０ 入力インターフェース
４５０ 通信インターフェース

Claims (7)

1. 導電トレース（１３２、１３４、１３６、１３８）のコイル（１６、１６０）を使用する方法であって、該コイルは移動プラットフォームに位置し、該方法は、
   ａ）磁気束を生成するために前記コイル（１６、１６０）に直流を供給する制御装置を提供するステップであって、該直流が前記コイルを通過することにより該移動プラットフォームを配向するトルクを発生する、制御装置を提供するステップと、
   ｂ）前記コイル（１６、１６０）に交流を供給し、平均磁気束が時間と共に打ち消されるように十分な周波数で交番する交流によって熱を発生するステップと、
   ｃ）消磁をするために前記コイル（１６、１６０）に振幅が減少する交流を供給するステップであって、該振幅が減少する交流は固定期間にわたって振幅がゼロに近づく、交流を供給するステップと、
   のうち、少なくとも２つのステップによって前記コイル（１６、１６０）を作動させること
   を含む方法。
2. 前記移動プラットフォームが衛星（１９０）である、請求項１に記載の方法。
3. ステップａ）を含み、ステップａ）が、前記衛星（１９０）を配向するためにトルクを供給する、請求項２に記載の方法。
4. 前記衛星（１９０）が磁気に敏感な器材を備え、ステップｃ）が前記器材の消磁を行う、請求項２または３に記載の方法。
5. 移動プラットフォームのためのシステムであって、
   電気コイル（１６、１６０）、
   前記電気コイル（１６、１６０）用のパワー供給源（１２）、および
   制御装置（１４）を備え、
   ａ）前記制御装置（１４）が、前記電気コイル（１６、１６０）に磁気束を発生するため直流を供給し、該直流が前記電気コイルを通過することにより該移動プラットフォームを配向するトルクを発生する、磁気束生成器と、
   ｂ）前記制御装置（１４）が前記電気コイル（１６、１６０）に交流を供給し、平均磁気束が時間と共に打ち消されるように十分な周波数で交番する交流により熱を発生させる、加熱器（２０）と、
   ｃ）前記制御装置（１４）が前記電気コイル（１６、１６０）に振幅が減少する交流を供給し、該振幅が減少する交流は固定期間にわたって振幅がゼロに近づく、消磁器（２２）と、
   の少なくとも２つとして前記電気コイル（１６、１６０）を作動させるようにプログラムされている、システム。
6. 前記電気コイル（１６、１６０）が、プリント回路基板（１４０）に形成された導電トレース（１３２、１３４、１３６、１３８）を備える、請求項５に記載のシステム。
7. 前記電気コイルが、前記プリント回路基板に沿って延在する複数の個々の導電トレースを備える、請求項６に記載のシステム。

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