JPH04219904A - 筒状シートコイル - Google Patents
筒状シートコイルInfo
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Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シート状コイルに関し
、特に高磁束密度及び複雑な磁場の生成を必要とするＭ
ＲＩ装置等の超伝導装置に用いられるシート状コイルに
関する。
、特に高磁束密度及び複雑な磁場の生成を必要とするＭ
ＲＩ装置等の超伝導装置に用いられるシート状コイルに
関する。
【０００２】
【従来の技術】シート状コイルは、絶縁基板上に所定形
状の導体パターンを形成して成り、従来、小型モータ用
コイルとして実公昭６３−２２６４６号公報に示された
ものがある。この小型モータ用コイルは、絶縁シート上
に厚さ約１０μｍ 〜１ｍｍ、幅約数１００ μｍ で
、数１０μｍ程度の溝間隔を有する方形状のコイル導体
を形成して、所定のアンペア・ターン（電流と巻数の積
）を得ることにより、小型で所定のトルクを有する小型
モータの実用化を図ったものである。
状の導体パターンを形成して成り、従来、小型モータ用
コイルとして実公昭６３−２２６４６号公報に示された
ものがある。この小型モータ用コイルは、絶縁シート上
に厚さ約１０μｍ 〜１ｍｍ、幅約数１００ μｍ で
、数１０μｍ程度の溝間隔を有する方形状のコイル導体
を形成して、所定のアンペア・ターン（電流と巻数の積
）を得ることにより、小型で所定のトルクを有する小型
モータの実用化を図ったものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなシート状コイルは、絶縁シート上に気相，液相等
の蒸着によって導体層を形成し、これをエッチングして
コイル導体を形成しているため、コイル導体の断面積が
限定され、大電流を流すことができず、リニアモータ，
ＭＲＩ装置等の超電導装置に適用することができなかっ
た。また、蒸着速度によって生産速度が左右されるため
、高い生産性が得られないという不都合もあった。更に
、上記のようなシート状コイルを用いて複雑な方向の磁
界を得るためには、コイル自体が非常に大型化してしま
うという問題点があった。
ようなシート状コイルは、絶縁シート上に気相，液相等
の蒸着によって導体層を形成し、これをエッチングして
コイル導体を形成しているため、コイル導体の断面積が
限定され、大電流を流すことができず、リニアモータ，
ＭＲＩ装置等の超電導装置に適用することができなかっ
た。また、蒸着速度によって生産速度が左右されるため
、高い生産性が得られないという不都合もあった。更に
、上記のようなシート状コイルを用いて複雑な方向の磁
界を得るためには、コイル自体が非常に大型化してしま
うという問題点があった。
【０００４】
【発明の目的】本発明はかかる点に鑑みて成されたもの
であり、コンパクトでありながら高い磁束密度，複雑な
方向の磁界が得られ、且つ高い生産性で製造可能な筒状
シートコイルを提供することを目的とする。
であり、コンパクトでありながら高い磁束密度，複雑な
方向の磁界が得られ、且つ高い生産性で製造可能な筒状
シートコイルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る筒状シートコイルは、エッチングされ
ない材質の絶縁基板と、この絶縁基板の表面に接着され
た金属導体板をエッチングすることによって形成される
コイル導体とから構成されるシートコイルであって、当
該シートコイルを筒状に成形している。
に、本発明に係る筒状シートコイルは、エッチングされ
ない材質の絶縁基板と、この絶縁基板の表面に接着され
た金属導体板をエッチングすることによって形成される
コイル導体とから構成されるシートコイルであって、当
該シートコイルを筒状に成形している。
【０００６】
【作用】コイルによって形成される磁束は、コイルに流
れる電流（アンペア）とコイルの巻数（ターン）の積、
即ち、アンペア・ターンに比例する。超電導コイルは、
超電導状態では、抵抗零の状態が実現されるのでコイル
導体の断面積は小で良いが、超電導状態より常電導状態
へ移行した場合を考慮し、抵抗が所定値以下で、且つ所
定の断面積を有したコイル導体が必要となる。
れる電流（アンペア）とコイルの巻数（ターン）の積、
即ち、アンペア・ターンに比例する。超電導コイルは、
超電導状態では、抵抗零の状態が実現されるのでコイル
導体の断面積は小で良いが、超電導状態より常電導状態
へ移行した場合を考慮し、抵抗が所定値以下で、且つ所
定の断面積を有したコイル導体が必要となる。
【０００７】このような実情の下、本発明は上記のよう
に構成されているため、磁束密度を決定する要素である
コイル導体の断面積及びコイルのターン数を容易に調整
（増大）できる。すなわち、コイル導体として厚さが任
意に設定できる金属導体板を使用しているので、コイル
導体の断面積をコイル導体の幅によって任意に決定する
ことができる。また、コイル導体をエッチングによって
形成しているため、エッチングされる部分の幅、換言す
れば、コイル導体の溝間隔によってコイル導体の断面積
を容易に調整することができる。現在のエッチング技術
によると、前述の溝間隔は数μｍ程度まで小さくするこ
とができるので、所望の断面積を有するコイル導体を得
ることができる。また、コイル導体を絶縁基板を介して
多数積層させれば、コイル全体の面積を拡げることなく
、コイルのターン数を容易に増加させることができる。 更に、シートコイルを湾曲させて筒状に成形しているた
め、コイル導体のパターン，屈曲半径等の調整により複
雑な方向の磁界を生成することができる。また、複数の
シートコイルを用いて筒状のコイルを成形する場合には
、シートコイルの数や各シートコイルの配置等により、
複雑な方向の磁界を容易に生成することができる。
に構成されているため、磁束密度を決定する要素である
コイル導体の断面積及びコイルのターン数を容易に調整
（増大）できる。すなわち、コイル導体として厚さが任
意に設定できる金属導体板を使用しているので、コイル
導体の断面積をコイル導体の幅によって任意に決定する
ことができる。また、コイル導体をエッチングによって
形成しているため、エッチングされる部分の幅、換言す
れば、コイル導体の溝間隔によってコイル導体の断面積
を容易に調整することができる。現在のエッチング技術
によると、前述の溝間隔は数μｍ程度まで小さくするこ
とができるので、所望の断面積を有するコイル導体を得
ることができる。また、コイル導体を絶縁基板を介して
多数積層させれば、コイル全体の面積を拡げることなく
、コイルのターン数を容易に増加させることができる。 更に、シートコイルを湾曲させて筒状に成形しているた
め、コイル導体のパターン，屈曲半径等の調整により複
雑な方向の磁界を生成することができる。また、複数の
シートコイルを用いて筒状のコイルを成形する場合には
、シートコイルの数や各シートコイルの配置等により、
複雑な方向の磁界を容易に生成することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
つつ詳細に説明する。図１には、実施例に係るシート状
積層コイル１０の表面状態が示され、図２には図１のＹ
−Ｙ方向の断面が示され、図３及び図４にはシート状積
層コイル１０を構成する４枚の導体パターン１２，１４
，１６，１８の接続状態が示されている。
つつ詳細に説明する。図１には、実施例に係るシート状
積層コイル１０の表面状態が示され、図２には図１のＹ
−Ｙ方向の断面が示され、図３及び図４にはシート状積
層コイル１０を構成する４枚の導体パターン１２，１４
，１６，１８の接続状態が示されている。
【０００９】シート状積層コイル１０は、３枚の絶縁基
板２０，２２，２４と、４枚の渦巻状の導体パターン１
２，１４，１６，１８とから構成され、上下の導体パタ
ーンを導体材料２６によって電気的に接続している。
板２０，２２，２４と、４枚の渦巻状の導体パターン１
２，１４，１６，１８とから構成され、上下の導体パタ
ーンを導体材料２６によって電気的に接続している。
【００１０】導体パターン１２，１４，１６，１８は、
絶縁基板２０，２２，２４の表面に厚さ１．２ ｍｍの
銅板２８を接着し、エッチングによって銅板２８上に渦
巻状のパターン溝３０を打ち抜くことによって成形され
る。なお、４枚の導体パターンのうち、導体パターン１
２，１６は右巻に、パターン１４，１８は左巻きに成形
されている。銅板２８（導体パターン）の厚さは、上記
のように１．２ ｍｍに限定されないが、絶縁基板２０
，２２，２４より厚く、１．０ ｍｍ〜３．０ ｍｍ程
度が適当である。これは、１．０ ｍｍ以下では大きな
電流容量を得ようとすると必然的にコイル導体の幅が大
になり、シート状積層コイル１０自体が大きくなり、ま
た、３．０ ｍｍ以上では、現在のエッチング技術では
寸法精度の高いコイル導体を得るのが困難になるためで
ある。導体板の材質としては銅の他にアルミニウムや、
超電導装置用として、ニオブ−チタン合金、ニオブ３・
すず、バナジウム３・ガリウム等を用いても良い。なお
、バナジウム３・ガリウムを用いる場合には、触媒とし
て銅を添加する。パターン溝３０の間隔（導体パターン
の幅）は、Ｘ軸及びＹ軸方向の磁束密度が異ならすこと
により、リニアモータ，ＭＲＩ装置等の種々の装置への
適用を可能とするために、長手方向に粗で、上下方向に
密となっている。
絶縁基板２０，２２，２４の表面に厚さ１．２ ｍｍの
銅板２８を接着し、エッチングによって銅板２８上に渦
巻状のパターン溝３０を打ち抜くことによって成形され
る。なお、４枚の導体パターンのうち、導体パターン１
２，１６は右巻に、パターン１４，１８は左巻きに成形
されている。銅板２８（導体パターン）の厚さは、上記
のように１．２ ｍｍに限定されないが、絶縁基板２０
，２２，２４より厚く、１．０ ｍｍ〜３．０ ｍｍ程
度が適当である。これは、１．０ ｍｍ以下では大きな
電流容量を得ようとすると必然的にコイル導体の幅が大
になり、シート状積層コイル１０自体が大きくなり、ま
た、３．０ ｍｍ以上では、現在のエッチング技術では
寸法精度の高いコイル導体を得るのが困難になるためで
ある。導体板の材質としては銅の他にアルミニウムや、
超電導装置用として、ニオブ−チタン合金、ニオブ３・
すず、バナジウム３・ガリウム等を用いても良い。なお
、バナジウム３・ガリウムを用いる場合には、触媒とし
て銅を添加する。パターン溝３０の間隔（導体パターン
の幅）は、Ｘ軸及びＹ軸方向の磁束密度が異ならすこと
により、リニアモータ，ＭＲＩ装置等の種々の装置への
適用を可能とするために、長手方向に粗で、上下方向に
密となっている。
【００１１】導体パターン１２，１４，１６，１８の両
端部には、接続端子１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂ，
１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂがそれぞれ形成され、
これらの端子によって導体１２，１４，１６，１８が直
列に接続される。すなわち、図３に示されているように
、導体パターン１２の入力端子１２ａに電源（図示せず
）の正極が接続され、導体パターン１２の出力端子１２
ｂと導体パターン１４の入力端子１４ａ、導体パターン
１４の出力端子１４ｂと導体パターン１６の入力端子１
６ａ、導体パターン１６の出力端子１６ｂと導体パター
ン１８の入力端子１８ａ、導体パターン１８の出力端子
１８ｂと電源の負極がそれぞれ接続される。なお、本発
明は、上記のように導体パターン１２，１４，１６，１
８を直列に接続する構成に限定されず、図４に示されて
いるように並列に接続しても良い。並列に接続すること
により、コイル巻数は減少する反面、その分電流容量を
増加させることができる。また、導体パターン１２，１
４，１６，１８の形状は渦巻状に限らず、使用状況に応
じ、方形状等種々の形状に変更可能である。
端部には、接続端子１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂ，
１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂがそれぞれ形成され、
これらの端子によって導体１２，１４，１６，１８が直
列に接続される。すなわち、図３に示されているように
、導体パターン１２の入力端子１２ａに電源（図示せず
）の正極が接続され、導体パターン１２の出力端子１２
ｂと導体パターン１４の入力端子１４ａ、導体パターン
１４の出力端子１４ｂと導体パターン１６の入力端子１
６ａ、導体パターン１６の出力端子１６ｂと導体パター
ン１８の入力端子１８ａ、導体パターン１８の出力端子
１８ｂと電源の負極がそれぞれ接続される。なお、本発
明は、上記のように導体パターン１２，１４，１６，１
８を直列に接続する構成に限定されず、図４に示されて
いるように並列に接続しても良い。並列に接続すること
により、コイル巻数は減少する反面、その分電流容量を
増加させることができる。また、導体パターン１２，１
４，１６，１８の形状は渦巻状に限らず、使用状況に応
じ、方形状等種々の形状に変更可能である。
【００１２】絶縁基板２０，２２，２４は、可撓性のあ
るガラスエポキシ樹脂により厚さ０．４ ｍｍ、１２０
０ｍｍ× ７００ｍｍの長方形板状に成形されている。 絶縁基板としては、ガラスエポキシ樹脂の他に、絶縁性
，可撓性を有し、エッチングされない材質であれば他の
材質を用いることもできる。また、絶縁基板２０，２２
，２４のサイズは上記サイズに限定されない。絶縁基板
２０，２２，２４の導体パターン１２，１４，１６，１
８の接続端子に対応する箇所（３ヵ所）には、導体材料
２６を充填するためのスルーホールが形成されている。
るガラスエポキシ樹脂により厚さ０．４ ｍｍ、１２０
０ｍｍ× ７００ｍｍの長方形板状に成形されている。 絶縁基板としては、ガラスエポキシ樹脂の他に、絶縁性
，可撓性を有し、エッチングされない材質であれば他の
材質を用いることもできる。また、絶縁基板２０，２２
，２４のサイズは上記サイズに限定されない。絶縁基板
２０，２２，２４の導体パターン１２，１４，１６，１
８の接続端子に対応する箇所（３ヵ所）には、導体材料
２６を充填するためのスルーホールが形成されている。
【００１３】上記のような構成のシート状積層コイル１
０の製造に際しては、スルーホールに予め導体材料２６
が充填された絶縁基板２０の表面一帯（スルーホール部
分を除く）に熱硬化性接着材（絶縁性接着材）を塗布し
、その上に銅板２８を配置し加熱接着する。次に、銅板
２８の表面にレジスト（図示せず）を塗布し、渦巻状の
コイルパターンを露光する。そして、エッチング加工に
よりパターン溝３０を形成することにより、表面に渦巻
状の導体パターン１２が形成された単層シートコイル（
１２，２０）を成形する。次に、上記のように構成され
た単層シートコイル（１２，２０）の絶縁基板２０の裏
面に銅板２８を接着し、上記と同様にエッチングによっ
て導体パターン１４を形成する。そして、スルーホール
に予め絶縁材料２６が充填された絶縁基板２２を導体パ
ターン１４の裏面に接着した後は、上記と同様な工程を
繰り返すことによって、導体パターン１２，１４，１６
，１８と絶縁基板２０，２２，２４を交互に積層してい
く。
０の製造に際しては、スルーホールに予め導体材料２６
が充填された絶縁基板２０の表面一帯（スルーホール部
分を除く）に熱硬化性接着材（絶縁性接着材）を塗布し
、その上に銅板２８を配置し加熱接着する。次に、銅板
２８の表面にレジスト（図示せず）を塗布し、渦巻状の
コイルパターンを露光する。そして、エッチング加工に
よりパターン溝３０を形成することにより、表面に渦巻
状の導体パターン１２が形成された単層シートコイル（
１２，２０）を成形する。次に、上記のように構成され
た単層シートコイル（１２，２０）の絶縁基板２０の裏
面に銅板２８を接着し、上記と同様にエッチングによっ
て導体パターン１４を形成する。そして、スルーホール
に予め絶縁材料２６が充填された絶縁基板２２を導体パ
ターン１４の裏面に接着した後は、上記と同様な工程を
繰り返すことによって、導体パターン１２，１４，１６
，１８と絶縁基板２０，２２，２４を交互に積層してい
く。
【００１４】図５には、上述したシート状積層コイル１
０を用いた円筒状シートコイル４０の構成が斜視図によ
って示され、図６には側面図が示されている。シート状
積層コイル１０を図７のように湾曲させ、このような状
態のシート状積層コイル１０を８枚継ぎ合わせることに
よって、円筒状シートコイル４０を成形する。このよう
な円筒状シートコイル４０は、リニアモーターカーや、
医療用π中間子照射装置等の種々の装置に適用すること
ができ、特にＮＭＲ−ＣＴ（ＭＲＩ）等の特殊形態の装
置に適用する場合に有用である。なお、この実施例にお
いては、シート状積層コイル１０を略真円筒状に成形し
ているが、これに限定されず楕円筒状など使用状態に応
じて変更可能である。
０を用いた円筒状シートコイル４０の構成が斜視図によ
って示され、図６には側面図が示されている。シート状
積層コイル１０を図７のように湾曲させ、このような状
態のシート状積層コイル１０を８枚継ぎ合わせることに
よって、円筒状シートコイル４０を成形する。このよう
な円筒状シートコイル４０は、リニアモーターカーや、
医療用π中間子照射装置等の種々の装置に適用すること
ができ、特にＮＭＲ−ＣＴ（ＭＲＩ）等の特殊形態の装
置に適用する場合に有用である。なお、この実施例にお
いては、シート状積層コイル１０を略真円筒状に成形し
ているが、これに限定されず楕円筒状など使用状態に応
じて変更可能である。
【００１５】なお、本発明においては、上記のように導
体板の厚さ，導体パターンの形状，導体板の材質の他に
、使用状況に応じて導体パターンの巻数，積層枚数、絶
縁基板の形状，大きさ，厚み等の変更が可能であること
は言うまでもない。このように、種々の設計変更を施す
ことにより、当該筒状シートコイル４０の適用範囲が拡
大される。
体板の厚さ，導体パターンの形状，導体板の材質の他に
、使用状況に応じて導体パターンの巻数，積層枚数、絶
縁基板の形状，大きさ，厚み等の変更が可能であること
は言うまでもない。このように、種々の設計変更を施す
ことにより、当該筒状シートコイル４０の適用範囲が拡
大される。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る筒状
シートコイルは、エッチングされない材質の絶縁基板と
、この絶縁基板の表面に接着された金属導体板をエッチ
ングすることによって形成されるコイル導体とから構成
されるシートコイルを備え、当該シートコイルを筒状に
成形しているため、コンパクトでありながら高い磁束密
度，複雑な方向の磁界が得られ、且つ生産性が著しく向
上するという効果がある。
シートコイルは、エッチングされない材質の絶縁基板と
、この絶縁基板の表面に接着された金属導体板をエッチ
ングすることによって形成されるコイル導体とから構成
されるシートコイルを備え、当該シートコイルを筒状に
成形しているため、コンパクトでありながら高い磁束密
度，複雑な方向の磁界が得られ、且つ生産性が著しく向
上するという効果がある。
【図１】本発明の実施例に係るシート状積層コイルの構
成を示す平面図である。
成を示す平面図である。
【図２】図１のＹ−Ｙ方向の断面図である。
【図３】実施例に係る導体パターンの接続状態（直列）
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】実施例に係る導体パターンの接続状態（並列）
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図５】実施例に係る円筒状シートコイルの構成を示す
斜視図図である。
斜視図図である。
【図６】実施例に係る円筒状シートコイルの構成を示す
側面図である。
側面図である。
【図７】実施例に係る円筒状シートコイルを構成するシ
ート状積層コイルの形状を示す側面図である。
ート状積層コイルの形状を示す側面図である。
１０ シート状積層コイル
１２，１４，１６，１８ 導体パターン２０，２
２，２４ 絶縁基板２６ 導体材料 ２８ 銅板 ３０ パターン溝 ４０ 円筒状シートコイル
２，２４ 絶縁基板２６ 導体材料 ２８ 銅板 ３０ パターン溝 ４０ 円筒状シートコイル
Claims (4)
- 【請求項１】 エッチングされない材質の絶縁基板と
、前記絶縁基板の表面に接着された金属導体板をエッチ
ングすることによって形成されるコイル導体とから構成
されるシートコイルであって、前記シートコイルを筒状
に成形してなることを特徴とする筒状シートコイル。 - 【請求項２】 前記コイル導体が、絶縁基板を介して
所定数積層されていることを特徴とする請求項１記載の
筒状シートコイル。 - 【請求項３】 前記筒状シートコイルが、前記シート
コイルを複数用いて、前記成形されていることを特徴と
する請求項１又は２記載の筒状シートコイル。 - 【請求項４】 前記筒状シートコイルが、ＭＲＩ装置
に使用されることを特徴とする請求項１，２又は３記載
のシート状コイル。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41251490A JPH04219904A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 筒状シートコイル |
| DE19914105999 DE4105999A1 (de) | 1990-12-20 | 1991-02-26 | Folienspule |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41251490A JPH04219904A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 筒状シートコイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04219904A true JPH04219904A (ja) | 1992-08-11 |
Family
ID=18521344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41251490A Pending JPH04219904A (ja) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | 筒状シートコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04219904A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012089835A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-05-10 | Tesla Eng Ltd | 傾斜磁場コイルサブアセンブリ |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP41251490A patent/JPH04219904A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012089835A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-05-10 | Tesla Eng Ltd | 傾斜磁場コイルサブアセンブリ |
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