JP6546333B2 - 軽量構成のインダクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、インダクタ装置に関する。上記インダクタ装置は、磁気コアと、上記磁気コアを支持する電気絶縁支持体と、相互に直交して配置された、上記磁気コアを囲んで巻回された３つの導線の巻線とを含む。

アンテナ、特に低周波の送信又は受信アンテナは、上述のインダクタ装置を用いて構築されうる。上記アンテナの好ましい使用は、例えば、仮想現実システム（そこでは、電磁システムが、正確な相対位置における及びその３つの空間座標成分における実際の動き、速度、及び加速度を有する物理的世界の実際の対象物を仮想（又はデジタル）世界内に置く能力を有していなければならない）において使用されるような精密な制御を必要とする対象物の位置と動きとを検出、及び／又は送信することである。この目的は、低周波インダクタの磁界誘導ユニットによって誘起される電圧の応答が、磁界源に対するその相対位置に正比例するという原理に基づいて達成されうる。

３軸の磁気インダクタ又はセンサを形成する本発明のインダクタ装置は、等方的であり、一定の周波数及び強度、並びに１つの同一コアを囲んで巻回された３つの直交コイル巻きにおける同一特性を有する標準的な電磁場を生成するように構成されうる。それにより、３つの直交軸に巻回された上記インダクタ又は構成要素に、源（位置指示）と３つの座標ｘ、ｙ、ｚ（その関係が、ソース位置ベクトルに対する回転の角度を決定する）に対する相対距離に比例する絶対値を有する電圧を誘起することが可能である。提案されたインダクタは、それによりその３つの直交する巻線のベクトル誘導成分に対応する３次元において直交するベクトル基準系（Ｒ３）を生成する。この基準系に導入された他の受信インダクタは、そのベクトル距離に比例する電圧を各軸において受け取り、基準系に対するレセプタの回転角は、各軸の電圧とモジュール全体との間の比によって決定されうる。

最新技術においては、近接場における受信素子として使用される誘導性コンポーネントアプリケーション、またはＮＦＣ、ＲＦＩＤ用の受信アンテナとして動作するときの低周波数アプリケーション、又は１３．５６ＭＨｚ未満、特にかつ好ましくは、ＲＦＩＤ、ＮＦＣ及びＥＭトラッキングアプリケーション、並びにＶ２Ｖ通信のためのソリューション、又はＬＦアクティブアンテナのスマートフォンへの統合のためのソリューションをカバーする１０ＫＨＺ〜１３４ＫＨｚの間の帯域における何らかの近接場通信アプリケーションが存在する。

これらの既知のアンテナは、純粋に受動的な又は増幅された（アクティブな）送信又は受信アンテナであり、その性能はこれらのアプリケーションにおける最小限重量要件によって制限される。

磁気コアのサイズ及び透磁率が大きいほど、同一の巻線の感度が大きくなることが知られている。誘導性デバイスは、その集積能力を最大にするために常に可能な限り小さくなる傾向があるので、デバイスの密度は増大する傾向がある。磁気コアの透磁率とその密度との間には直接的な相関があり、より高い密度を有する材料の透磁率が大きいことが知られている。したがって、Ｍｎ、Ｚｎからなる磁気コアは、初期透磁率が１０００〜１００００であり、密度は約４Ｔｍ／ｍ^３である。一方、４％のＦｅ、Ｓｉ合金からなる磁気コアは、８Ｔｍ／ｍ^３の密度で２００００〜５０００の透磁率を示し、最後に、ミューメタル、Ｆｅ、Ｎｉからなる磁気コアは、２０００００の透磁率を示し、９Ｔｍ／ｍ^３に近い密度を有する。

上記背景技術は、磁気コアの使用を可能な限り少なくすることであり、一般的に、構成要素又は送受信アンテナの制限要因は、その重量ではなく、体積及びサイズである。

特許文献（US 4287809 (Honeywell)）は、電磁場ベクトルを送信するための送信アンテナ、上記電磁場ベクトルを検知するための受信アンテナ、及び送信されかつ検知された電磁場ベクトルに依存するヘルメットの位置を含む配向を決定するための制御装置を含むヘルメットの位置を含む、配向を決定するための電磁気システムを開示している。この特許文献の図面の図３は、用いられる送信アンテナ及び受信アンテナの可能な実施形態を記載しており、３つの巻線が相互に直角に巻回されたフェライトコアを含むことが分かる。

特許文献（US 4210859 (Technion Research)）も同様に、３つの直交する巻線を有する３次元アンテナのための構造を記載しており、これは本発明において言及されたようなインダクタを提供するのに適している。図面の図１７は、上述された直交する巻線を配置するための巻き上げチャネルを規定する、頂点に突起を有する立方体形状のインダクタの磁気コアの或る特定の実施形態を示している。

一方、特許文献（EP 1315178 (ABB)）は、絶縁性のプラスチック材料で形成された２つの中空半立方体形状の面に支持され、その頂点に隆起部が設けられた立方体形状コアと３つの直交する巻線とを含む電磁インダクタ構成を記載している。磁気コアは、相互に反対を向いた開放面を有するように配置された上記２つの半立方体形状の空洞の内側に配置されている。

文献（WO 2016141373 A1）は、図１２Ａ〜図１２Ｅに示された磁気コア重量の減少を目指した異なる構成を記載している。

図１２Ｂは、多積層平行薄板によって構成された磁気コアを示し、図１２Ｄは孔を貫通する３つの直交する軸を有するソリッド磁気コアを示すが、提案された解決法のいずれもが、３つの直交する磁場に垂直な最大領域及び最小重量を提供するように最適化された磁気コアを提案していない。

本発明は、軽量構成のインダクタ装置に関しており、そこでは、重量の最適化が送受信アンテナとしての装置の能力を犠牲にせず、且つ比Ｑ／重量及び感度／重量が最大化されている。

上記誘導性装置は、複合磁気コアを含み、磁気動作はモノリシック磁気コアの動作と同じ仕方で得られるが、この複合磁気コアは、入射磁界に対して最大断面を与えるが、残りの寸法における最小の厚さの、薄いプレートとも呼ばれる薄板形状の複数の個別の要素によって形成されている。

６枚のこれら薄板の組み合わせは、立方体形状を形成でき、各薄板は、磁性材料の単一層、又は一緒に積み重ねられた磁性材料の複数の層である。

本発明のインダクタ装置は、非常に軽量の３ＤコイルＲＦＩＤアンテナに適用されることさえもでき、例えば、質量が重要である信頼性の側面（例えば、振動抵抗又は落下試験）を改善する

詳細には、軽量構成を有する提案されたインダクタ装置は、
・３対の平行な外面を有する直方体状の電気絶縁支持体であって、上記外面に垂直で相互に直交する１の軸、１の軸、及び１の軸を画定し、且つ３つの直交する外面の間の交点の各々を１つずつの８つの角として画定するもの、
・上記電気絶縁支持体によって支持された直方体状の磁気コア;
・相互に直交して配置され、上記磁気コアを取り囲んで上記３軸の周囲に巻回された３本の導線巻線、
を含んでいる。

技術の現状から示された解決策とは異なり、本発明は、電気絶縁支持体、一般には立方体形状の支持体であって、同様に立方体形状の磁気コアを支持するものを提供する。

上記電気絶縁支持体は、例えば、高精度の射出成形によって得ることができ、それは、磁気コアが正確に固定されうる高精度の電気絶縁支持体の獲得を可能にする。

本発明はまた、以下の特徴：
・上記磁気コアは、薄板の３つの対で構成された中空の磁気コアであり、薄板の各対は、上記軸の一つに垂直で相互に対向した２枚の平行な薄板によって構成されている；
・各薄板は、磁性材料から成り、上記薄板の対向する側に２つの平行な主面を有し、上記主面は周縁領域によって取り囲まれ、上記薄板は、上記主面の１つを介して電気絶縁支持体に接触して取り付けられ、且つ上記周縁領域を介して周囲の直交する薄板と接触している；
を提供する。

提案された発明によれば、磁気コアは６つの異なる薄板、好ましくは均一な厚さを有する平坦な薄板によって構成されている。薄板は相互に２枚ずつ対向しており、３対の薄板を形成し、薄板の各対の各薄板は、３つの直交する軸の１つに垂直であり、周囲の直交する薄板とその周縁領域により接触している。６枚の薄板の組み合わせにより、中空の内部を有する箱状の磁気コアが形成される。

提案された中空コアの主面は、３つの直交する導線の巻線によって生成される各磁場に対して垂直な最大表面を提供し、高められた特性、特に、インダクタ装置が送信又は受信アンテナとして用いられた場合に、高い感度（これはアンテナ利得に比例する）を提供する。

同時に、磁気コアの中空内部は、中実の磁気コアを有する同様のサイズのインダクタ装置と比較して、その性能に影響を与えることなくその重量を低減する。

結果として、本発明は、重量／性能の最適化されかつ高い比を有するインダクタ装置を提供する。特に、ウェアラブルデバイスにおけるその使用のように、重量が関連する要因である或る用途において評価される。

任意的に、薄板の周縁領域は、少なくとも部分的に面取り（角を斜めに削り取り加工）することができる。上記面取りされた周縁領域は、隣接する薄板の相補的に面取りされた周縁領域に取り付けられ得、それらの間の完全な接触を保証する。

本発明の追加の実施形態によれば、
・上記電気絶縁支持体は、上記外面に平行である上記電気絶縁支持体の内面によって画定された直方体状の中空の内部チャンバを有し、
・上記薄板の１つを除く全部又は全てが、上記電気絶縁支持体の１つの内面に取り付けられた各薄板の１つの主面を有し、且つ
・上記導線の巻線は、上記電気絶縁支持体の上記外面の周囲に接触して巻回されている。

すなわち、上記電気絶縁支持体は、上記電気絶縁支持体の上記外面と上記内面との間に画定された、一定幅の壁によって囲まれている内部チャンバを画定する中空である。上記磁気コアの上記薄板のうちの１つを除いた全部又は全てが、上記電気絶縁支持体の１つの内面に取り付けられた１つの主面を有している。

この場合、上記電気絶縁支持体の内部チャンバは、好ましく上記電気絶縁支持体の少なくとも一方の外面に形成されたアクセス開口部を介してアクセス可能であり、上記中空内部チャンバと少なくとも同じサイズのアクセス開口部であり、その中に薄板を導入することができる。任意選択的に、アクセス開口部は、電気絶縁性の蓋によって閉じられている。

上記電気絶縁支持体は、中空の内部チャンバの一部分を収容する第１の部分的電気絶縁支持体と、上記中空の内部チャンバの残部を収容する第２の部分的電気絶縁支持体とにより構成され得ることも提案されている。

第１及び第２の部分的電気絶縁支持体の両方のアセンブリは、中空の電気絶縁支持体を形成する。第１及び第２の部分的電気絶縁支持体の両方を分解する場合に、中空の内部チャンバは、構成された磁気コアを構成する薄板の導入のためにアクセス可能である。

電気絶縁支持体の４つの外面と内面とは、第１と第２の部分的電気絶縁支持体との間で分割されうる。

代わりに、電気絶縁支持体の３つ又は４つの外面と内面とは、第１の部分的電気絶縁支持体に完全に含まれることができ、電気絶縁支持体の他の２つ又は３つの外面と内面とは、第２の部分的電気絶縁支持体に完全に含まれることができる。

上記電気絶縁支持体が中空であり上記磁気コアを含むこれらの実施形態によれば、上記電気絶縁支持体は、上記電気絶縁支持体の８つの角に８つの角突出部を含むことができ、各巻線制限面は、各角突出部の間に巻線チャネルを画定する別の角突出部の巻線制限面に対向している。上記巻線は、上記電気絶縁支持体の周囲に均一で反復的な巻線対称性を保証する上記巻線チャネル内に巻回される。上記巻線チャネルは、上記電気絶縁支持体上の自動高速巻き工程において巻線の螺旋を固定することを可能にする。

代わりに、電気絶縁支持体は、電気絶縁支持体の外面の１つを取り囲む４つの角に、好ましくはアクセス開口部が画定される外面に対向する外面を取り囲む４つの角に４つの角突出部のみを有している。４つの角突出部のみを有する電気絶縁支持体は、２部分成型品に容易に成形され且つ２部分成型品から容易に型を外すことができ、その製造がより容易で安価である。

本発明の別の実施形態によれば、各薄板の１つの主面は、電気絶縁支持体の外面に取り付けられ、上記磁気コアを形成する薄板を有する上記電気絶縁支持体を取り囲んでいる。導線の巻線は、磁気コアの主面の周囲に接触して巻回され、上記電気絶縁支持体には取り付けられていない。

この場合、以下のことも提案される：
・上記電気絶縁支持体は、上記電気絶縁支持体の上記外面の１つを取り囲む少なくとも４つの角に４つの角突出部を含むか、又は上記電気絶縁支持体の８つの角に８つの角突出部を含み、各角突出部は、上記角に一致した上記直交する外面に垂直な巻線制限面を含み、且つそれらの間に巻線チャネルを画定する別の角突出部の巻線制限面と対向し、そして、
・上記薄板は、上記角突出部に相補的なその周縁領域上に切り欠きを含み、上記角突出部（１３）は、上記磁気コア（２０）から突出している。

この実施形態によれば、上記４つ又は８つの角突出部が、上記電気絶縁支持体を取り囲む薄板に画定された切り欠きを通って磁気コアから突出し、巻線が周囲に巻回される薄板の主面を含む巻線チャネルを画定する。

上述したように、４つのみのコーナー突出部を有する解決策は容易に製造されうる。

各薄板は多層薄板であり、各層は磁性材料で作られることも提案されている。

各薄板を構成する磁性材料は、フェライト、結晶金属合金、ナノ結晶金属合金、アモルファス金属合金、又はポリマー結合型磁石（ＰＢＭ）で作ることができる。

別の実施形態において、上記薄板は可撓性であり、可撓性材料で作られている。

好ましくは、上記インダクタ装置は、電子ウェアラブルデバイス、仮想現実眼鏡、遠隔制御、遠隔制御グローブ、スマートウォッチ、ヘルメット、タブレット、スマートフォン、スマートファブリックから選択される装置に含まれる。

１の好ましい実施形態において、すべての薄板は正方形の形状であり、等しいサイズ、等しい厚さ及び等しい透磁率を有し、すべての巻線は互いに等しく、等価なインダクタを生成する。

代わりに、上記薄板は、正方形の形状又は長方形の形状であり、及び／又は互いに異なる厚さ及び／又は異なる透磁率を有し、及び／又は巻線が互いに異なる。これらのパラメータのうちの１つだけが異なる場合には、インダクタ装置は、等価なインダクタではなく、複数のパラメータが互いに異なる場合には、インダクタ装置は、等価なインダクタを得るように構成されうる。

例えば、平方形状ではない磁気コアは、一部の薄板のより小さいサイズが、厚さの増加、透磁率の増加、又は異なる軸上の異なる巻線の使用によって補償された場合に、等価な平面インダクタを生成することができ、引用された不規則性にもかかわらず、インダクタの等価な挙動を達成する。

好ましくは、上記磁気コアを構成する上記薄板は、０．５ｍｍ以下の厚さを有する。

本発明の別の特徴は、以下の実施形態の詳細な説明から明らかになろう。

前述の、並びに別の、利点及び特徴は、限定的にではなく例示的に示された添付図面を参照して、以下の実施形態の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。

第１実施形態による分解斜視図である。ここでは、電気絶縁支持体が中空であり且つ８つの立方体形状の角突出部を含み、中空の磁気コアを構成する薄板は、等方性インダクタを画定する正方形の形状であり、中空の電気絶縁支持体の内部チャンバ内に挿入されるように構成され、上記薄板はまた分解配列で示され、上記電気絶縁支持体はその周囲に巻回された１つの巻線を含んでいる。 第２の実施形態による斜視図である。ここでは、電気絶縁支持体は、第１の実施形態と同様にやはり中空であるが、４つの角突出部のみを含んでいる。本実施形態においては、磁気コアを構成する６つの薄板（中空の電気絶縁支持体の内部チャンバ内に含まれるように構成されている）は、立方体形状及び中空の磁気コアを画定する、組み立てられた構成で示されている。 第３の実施形態による斜視図である。ここでは、電気絶縁支持体はやはり中空であるが、本電気絶縁支持体は２つの対称な半体で構成され、磁気コアは、分解配列として本図で示されたように６枚の薄板により構成され、中空の電気絶縁支持体の内部チャンバ内に含まれるように構成されている。 第４の実施形態による斜視図である。ここでは、電気絶縁支持体の周囲に分解配列で示されている薄板が、各角に四角形の切り欠きを有する正方形の形状の薄板であり、電気絶縁支持体は、各薄板がこの電気絶縁支持体の１つの外面に取り付けられうるように、この薄板の四角形の切り欠きに相補的である８つの立方体形状の角突出部を含んでおり、１つの角突出部は、上記薄板の各四角形の切り欠きに収容され上記薄板から突出している。 先の実施形態のいずれかによる完成したインダクタ装置の斜視図である。ここでは、３つの巻線は、電気絶縁支持体の角突出部の間に画定された巻線チャネル内に、相互に直交して磁気コアの周囲に巻回されている。

前述の並びに別の、利点及び特徴は、限定的にではなく例示的に示された添付の図面を参照して、以下の実施形態の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。

図１及び図２は、本発明の第１及び第２の実施形態を示しており、そこでは、電気絶縁支持体１０（プラスチック製の）は、立方体形状及び３つの直交する軸Ｘ、Ｙ、及びＺを画定する３対の正方形の形状の外面１１を有している。

上記電気絶縁支持体１０は、中空であり、上記外面１１のうちの１つに画定されたアクセス開口部を通してアクセス可能な内部チャンバを画定している。この内部チャンバは、上記外面１１に平行な、電気絶縁支持体１０の５つの内面１２の間に画定されている。

アクセス開口部は、内部チャンバと同じサイズを有し、したがって、内面１２の１つは、アクセス開口部に対応している。

中空の立方体形状磁気コア２０は、上記内部チャンバ内に嵌合されている。上記磁気コア２０は、３対で配設された６枚の正方形の形状の薄板２１によって構成されており、これら薄板の各対は、別の薄板の対に対して直交し且つ相互に対面する２枚の平行な薄板を含んでいる。

各薄板は、磁性材料からなり、一定の厚さ（例えば０．５ｍｍ以下）を有し、周縁領域２３によって取り囲まれた２つの対向する平らな主面２２を有する。

上記６枚の薄板は、電気絶縁支持体１０の内部チャンバ内に嵌合されており、各薄板２１は、電気絶縁支持体１０の１つの内面１２に取り付けられた主面２２を有し、取り囲む薄板２１の周縁領域２３と接触する１つの周縁領域２３を有している。

上記薄板２１の上記周縁領域２３は、周囲の薄板２１との接触が各薄板２１の上記面取りされた周縁領域２３を介して生成されるであろうように面取りされうる。あるいは、上記周縁領域２３は、薄板２１の主面２２と同一平面上の周縁領域２３が、隣接する薄板２１の主面２２に対して垂直な周縁領域２３と接触しうるように、或る場合には、薄板２１の主面２２と同一平面上にあり得、かつ別の場合には、平坦縁における薄板２１の主面２２に対して垂直でありうる。

薄板２１のこの配置は、電気絶縁支持体１０内に嵌め込まれた立方体の中空磁気コア２０を画定する。

任意的に、アクセス開口部は、電気絶縁性の蓋で封止され得、該蓋は、磁気コア２０を覆う電気絶縁支持体１０のアクセス開口部に注がれ硬化させられた、例えば、プラスチック薄板、又は樹脂、又はポリマーでありうる。

磁気コア２０が電気絶縁支持体１０の内部チャンバ内に嵌め込まれると、３つの巻線ＤＸ、ＤＹ、ＤＺは、３つの直交する軸の回りに巻回され、磁気コア２０を取り囲む電気絶縁支持体１０の外面１１上に支持される。これらの巻線は、図５に示されるように相互に直交している。

さらに、電気絶縁支持体１０は、その角に角突出部１３を含みうる。ここで、電気絶縁支持体１０の３つの直交する外面１１は互いに交差する。好ましくは、上記角突出部１３は、電気絶縁支持体１０の８つの角に含まれうるが、４つの角突出部１３のみが、アクセス開口部から間隔を空けられ内部チャンバの方への、電気絶縁支持体１０の角に含まれることもまた可能である。この解決策はキャスト内での製造が容易である。

これらの実施形態において、角突出部１３は立方体形状であり、各角突出部１３は、電気絶縁支持体１０の外面１１に対して垂直である巻線制限面１４を含む。各巻線制限面１４は、巻線ＤＸ、ＤＹ、及びＤＺが巻回され得る間の巻線チャネルを画定する別の角突出部１３の平行な巻線制限面に対向している。上記角突出部１３は、巻線の正確な位置決めを助け、正確な自動巻きを可能にする。

巻線制限面を有し且つ立方体形状以外の形状を有する角突出部１３も考えられる。

図３に示された本発明の第３の実施形態は、第１及び第２の実施形態と類似であり、上記第１及び第２の実施形態と同じ磁気コア２０及び同じ角突出部１３を有している。勿論、角突出部１３は本実施形態の任意的な特徴である。

しかし、この第３の実施形態の電気絶縁支持体１０は、第１の部分的電気絶縁支持体１５（これは、中空の内部チャンバの一部分を含む）と、第２の部分的電気絶縁支持体１６（これは、該中空の内部チャンバの残り部分を含む）とによって構成されることが提案されている。

本実施形態においては、この第１及び第２の部分的電気絶縁支持体１５、１６は対称であり、電気絶縁支持体１０の４つの外面１１及び４つの内面１２は又、第１と第２の部分的電気絶縁支持体１０との間で分割されている。図面には示されていない上の別の実施形態が考えられるにもかかわらず、例えば、第１の部分的電気絶縁支持体１５の１つは、相互に直交する３つの完全な外面１１、及び対応する３つの内面１２を含み、そして第２の部分的電気絶縁支持体１６は、相互に直交する別の３つの完全な外面１１を含んでいる。

上記第１及び第２の部分的電気絶縁支持体１５、１６が互いに分離された場合に、電気絶縁支持体１０の内部チャンバは、磁気コア２０をその中に挿入するためにアクセス可能である。磁気コア２０が内部チャンバに一度嵌め込まれると、第１及び第２の部分的電気絶縁支持体１５及び１６は、上記第１及び第２の部分的電気絶縁支持体１５、１６の各々に含まれた内部チャンバの複数の部分を互いに対向させて整列するように一緒に結合されうる。上記の結合の故に、磁気コア２０が完全に収容されて分離される電気絶縁支持体１０が得られる。

３つの直交する巻線ＤＸ、ＤＹ、ＤＺは、電気絶縁支持体１０の外面１１に支持された磁気コア２０の周囲に巻かれうる。

図４は、本発明の第４の実施形態を示しており、本形態は、電気絶縁支持体１０が、６つの外面１１を規定する立方体形状であり、そして磁気コア２０を構成する６枚の薄板２１が電気絶縁支持体１０を取り囲むように取り付けられ、各薄板２１は、電気絶縁支持体１０の一方の外面１１に取り付けられた主面２２を有する。

各薄板は、磁性材料から作られ、一定の厚さ（例えば０．５ｍｍ以下）を有し、周縁領域２３によって取り囲まれた２つの対向する平らな主面２２を有する。

上記６つの薄板は、電気絶縁支持体１０を取り囲んで取り付けられ、各薄板２１は周囲の薄板２１の周縁領域２３と接触する１つの周縁領域２３を有する。上記薄板２１の上記周縁領域２３は、周囲の薄板２１との接触が、各薄板２１の上記面取りした周縁領域２３を介して生成されるように面取りされうる。

この第４の実施形態によれば、３つの直交する巻線ＤＸ、ＤＹ、ＤＺは、薄板２１に直接に支持されている。この場合、巻線は孤立したコイルからなることが好ましい。

この実施形態において、電気絶縁支持体１０は、その重量を減少させるために中空でありうるが、そのことはプラスチックの重量が磁性材料の重量よりもより軽いので必須ではない。

好ましくは、この第４の実施形態の電気絶縁支持体１０はまた、先の実施形態において画定されたそれら角突出部に類似の角突出部１３を有する。この場合、磁気コア２０を構成する薄板２１は、角に切り欠きを含み、上記切り欠きは電気絶縁支持体１０の角突出部１３と相補的であり、その結果、薄板２１が電気絶縁支持体１０の回りに取り付けられている場合に、角突出部１３は、上記薄板２１と干渉せず、薄板２１の外側主面２２上の巻線チャネルを画定する磁気コア２０から突出する。

図５に示されたように磁気コアの周囲に巻線ＤＸ、ＤＹ、及びＤＺを巻回すことは、第１、第２、第３、又は第４の実施形態におけると同様なインダクタ装置を形成する。唯一の相違点は、第１、第２、及び第３の実施形態においては、巻線ＤＸ、ＤＹ、及びＤＺは電気絶縁支持体１０に支持されているが、第４の実施形態においては、巻線ＤＸ、ＤＹ、ＤＺは磁気コア２０に直接に支持されていることである。

第２の実施形態から得られるインダクタ装置は、４つの角突出部１３のみを有する。この場合、一時的な巻線チャネルを画定するために、巻線動作中に４つの仮の取り外し可能な角突出部を取り付けることが提案されている。

当業者には理解されるように、本発明の何れの実施形態も、本特許出願の保護の範囲を逸脱することなく、非立方体形状のみならず、角柱形状を有するように適合させうる。

上記非立方体形状の構成は、非等長性のインダクタ装置を提供することができるが、等長のインダクタ装置（例えば、平面的等長装置）を提供することもできる。これにより、相互に補償し合う少なくとも２つの非対称性を生成することを実現しうる。

例えば、薄板２１の１対が正方形の形状であり、且つ他の薄板２１が長方形の形状である場合に、薄板２１の異なる厚さや、薄板２１の異なる透磁率や、又は異なる巻線の異なる巻数さえも用いることによって、薄板２１の異なる形状によって生み出される差異を補償することができ、等長性インダクタ装置を提供することができる。

本発明の１の実施形態の様々な部分は、他の実施形態に記載された部分と自由に組み合わせることができ、そのような組み合わせに害がない限り、明示的に記載されていない組み合わせであってもよい。

Claims (15)

1. 軽量構成を有するインダクタ装置であって：
   ・３対の平行な外面（１１）を有する直方体状の電気絶縁支持体（１０）であって、前記外面（１１）に垂直で相互に直交する１の軸（Ｘ）、１の軸（Ｙ）、及び１の軸（Ｚ）を画定し、且つ３つの直交する外面（１１）の間の交点の各々を１つずつの８つの角として画定するもの；
   ・前記電気絶縁支持体（１０）によって支持された直方体状の磁気コア（２０）；及び
   ・相互に直交して配設され、前記磁気コア（２０）を取り囲んで前記３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の周囲に巻回された、３本の導線の巻線（ＤＸ、ＤＹ、ＤＺ）；
   を含む上記インダクタ装置において、
   ・前記磁気コア（２０）は、３対の薄板（２１）で構成された中空の磁気コア（２０）であり、薄板（２１）の各対は、前記複数の軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の１つに垂直で相互に対向した２枚の平行な薄板（２１）によって構成され、かつ
   ・各薄板（２１）は、磁性材料から成り、前記薄板（２１）の対向する側に２つの平行な主面（２２）を有し、前記主面（２２）は周縁領域（２３）によって取り囲まれ、前記薄板（２１）は、前記主面（２２）の１つを介して前記電気絶縁支持体（１０）に接触して取り付けられ、且つ前記周縁領域（２３）を介して周囲の直交する薄板（２１）と接触している、
   ことを特徴とする、
   上記インダクタ装置。
2. 前記周縁領域（２３）は、少なくとも部分的に面取りされている、請求項１に記載のインダクタ装置。
3. ・前記電気絶縁支持体（１０）は、前記外面（１１）に平行であるところの前記電気絶縁支持体（１０）の内面（１２）によって画定された直方体状の中空の内部チャンバを有し、
   ・前記薄板（２１）の全部又は前記薄板（２１）の内の１つを除く全部が、前記電気絶縁支持体（１０）の１つの内面（１２）に取り付けられた１つの主面（２２）を有し、且つ
   ・前記導線の巻線（ＤＸ、ＤＹ、ＤＺ）は、前記電気絶縁支持体（１０）の前記外面（１１）の周囲に接触して巻回されている、
   請求項１又は２に記載のインダクタ装置。
4. 前記内部チャンバは、前記電気絶縁支持体（１０）の前記外面（１１）の少なくとも１つに画定されたアクセス開口部を通してアクセス可能であり、前記アクセス開口部は、前記中空の内部チャンバと少なくとも同じサイズである、請求項３に記載のインダクタ装置。
5. 前記アクセス開口部は、電気絶縁性の蓋によって閉じられている、請求項４に記載のインダクタ装置。
6. 前記電気絶縁支持体（１０）は、前記中空の内部チャンバの一部分を収容する第１の部分的電気絶縁支持体（１５）と、前記中空の内部チャンバの残部を収容する第２の部分的電気絶縁支持体（１６）とによって構成されている、請求項３に記載のインダクタ装置。
7. 前記電気絶縁支持体（１０）は、前記電気絶縁支持体の前記外面（１１）の１つを取り囲む少なくとも４つの角に４つの角突出部（１３）を含むか、又は前記電気絶縁支持体（１０）の８つの角に８つの角突出部（１３）を含み、各角突出部（１３）は、前記角に一致した前記直交する外面（１１）に垂直な巻線制限面（１４）を含み、各巻線制限面（１４）は、それらの間に巻線チャネルを画定する別の角突出部（１３）の巻線制限面（１４）に対向する、請求項３〜６のいずれか１項に記載のインダクタ装置。
8. 各薄板（２１）の１つの主面（２２）が、前記電気絶縁支持体（１０）の外面（１１）に取り付けられ、前記導線の巻線（ＤＸ、ＤＹ、ＤＺ）は、前記磁気コア（２０）の前記主面（２２）の回りに接触して巻回され、前記電気絶縁支持体（１０）には取り付けられていない、請求項１又は２に記載のインダクタ装置。
9. ・前記電気絶縁支持体（１０）は、前記電気絶縁支持体（１０）の前記外面（１１）の１つを取り囲む少なくとも４つの角に４つの角突出部（１３）を含むか、又は前記電気絶縁支持体（１０）の８つの角に８つの角突出部（１３）を含み、各角突出部（１３）は、前記角に一致した前記直交する外面（１１）に垂直な巻線制限面（１４）を含み、且つそれらの間に巻線チャネルを画定する別の角突出部（１３）の巻線制限面（１４）と対向し、そして
   ・前記薄板（２１）は、前記角突出部（１３）に相補的なその周縁領域（２３）に切り欠きを含み、前記角突出部（１３）は、前記磁気コア（２０）から突出している、
   請求項８に記載のインダクタ装置。
10. 各薄板（２１）は多層薄板であり、各層は磁性材料で作られている、請求項１〜９のいずれか１項に記載のインダクタ装置。
11. 前記薄板（２１）は正方形の形状であり、等しいサイズ、等しい厚さ、及び等しい透磁率を有し、且つすべての前記巻線は、互いに等しく、等方的なインダクタを生成する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のインダクタ装置。
12. 前記薄板（２１）は、正方形の形状又は長方形の形状であり、及び／又は互いに異なる厚さ、及び／又は互いに異なる透磁率を有し、及び／又は前記巻線が互いに異なる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のインダクタ装置。
13. 各薄板（２１）を構成する磁性材料は、フェライト、結晶金属合金、ナノ結晶金属合金、アモルファス金属合金、又はポリマー結合型磁石からなる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のインダクタ装置。
14. 前記薄板（２１）は可撓性である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のインダクタ装置。
15. 前記インダクタ装置は、電子ウェアラブルデバイス、仮想現実眼鏡、遠隔制御、遠隔制御グローブ、スマートウォッチ、ヘルメット、タブレット、スマートフォン、スマートファブリックから選択される装置に含まれる、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のインダクタ装置。

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