JPS6240711A - ド−ナツ形状巻線の製造方法 - 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】 本発明は小さな寸法および最適ジオメトリを有するドー
ナツ形状巻線の製造方法に関するものである。本発明は
薄い強磁性体フィルムの磁力計に使用されるいわゆるサ
ンプリング巻線を製造するのに特別な利点を持って使用
される。

このような磁力計はフランス特許第２．１９８，１４６
号に記載されている。この磁力計はその上に容易な磁化
の円周軸を有する薄い強磁性体フィルムが蒸着される絶
縁かつ例えば石英シリンダからなる。

このような手段はフィルムを支持するシリンダの断面の
まわりに巻回されるドーナツ形状（トロイド）サンプリ
ング巻線を有する。第１図は前記巻線の形状を極めて概
略的に示す。図において、図示してない磁気フィルムお
よびその巻回が半径方向平面内、すなわちシリンダ軸線
１３を貫通する平面内にあるとみなされるドーナツ形状
巻線１２を見ることができる。

その小さな寸法に鑑みて、従来においては、巻線は手で
巻回される。それゆえ、巻回の方向付けは完全ではない
。巻回１２ａのごとき幾つかの巻回は半径方向平面内に
配置されるけれども、巻回１２ｂのごとき他の巻回はか
かる平面に対して傾斜される。しかしながら、より有害
な欠点は巻回１２ｃおよび１２（１に見ることができる
。したがって、これらの種々の巻回において、一方では
励起コイルとサンプリング巻線との間の直接結合がそし
て他方でこれらの巻回に対する垂線と周囲の容易な磁化
軸との間に誤配列がある。これら２つの欠点は個々の磁
力計間の変化、誤差および再現性の不足に至る。

本発明の目的は半径方向平面内にすべて厳密に配置され
る巻回の獲得を可能にする方法を提案することにより上
記欠点を除去することにある。

本発明によって解決される問題をより正しく認識するた
めに、巻線がその上に発生されるような巻回の寸法が非
常に小さいことを強調する必要があり、内径は約１ｘｌ
でかつ外径は数朋である。

本発明による方法は、第１の中空シリンダの内径に等し
い外径を有する第２絶縁シリンダを製造し、第１の中空
シリンダの外径に等しい内径を有するＷＪ３の絶縁シリ
ンダを製造し、第２および第６シリンダの外面にこれら
のシリンダの母線に対して平行にかつ角度的に間隔が置
かれるＮ個のスロットを機械加工し、各々２つの平行な
要素および相互に連結される屈曲部によって形成される
Ｎ個の導電ワイヤのヘアピン形状部材を製造し、該導電
性ワイヤは型１２ｃおよび１２ｄの欠点を防止するため
スロットの幅に非常に近い外径を有するシリンダに設け
られ友スロットに導入されるのに十分に小さい直径を有
し、一方を他方の上にかつ同一軸線に沿って第１および
第２絶縁シリンダを配置し、一方それらのシリンダを一
方のシリンダのＮ個のスロットが他方のシリンダのＮ個
のスロットとかつ両シリンダの共通軸線とＮ個の角度的
に等間隔の半径方向平面を形成すべく整列されるように
方向付けし、Ｎ個のヘアピンをこの方法において配置さ
れたＮ個のスロット内に導入し。

一方のヘアピンの要素が第２のシリンダのスロットにか
つ同一ベアビンの他方の要素が同一半径方向平面内に置
かれた第３のシリンダのスロット内に配置され、その要
素を有する第２の絶縁シリンダを第１の中空シリンダに
導入しそして要素を有する第６シリンダを第１の中空シ
リンダのまわりに通しかつ１つを除いて、第２シリンダ
の各スロットから隣接する半径方向平面内に置かれた第
３のシリンダから出ている要素の端部に出ている両要素
の両端を電気的に接続してなり、２つの要素が巻線用の
２つの接続部を形成して接続されないで残ることによっ
て特徴づけられる。

以下に本発明を限定されない実施例および添付図面に基
づき詳細に説明する。

第２図および第３図はそれに巻線を製造することが望ま
れる中空シリンダの内径に等しい外径Ｄ２を有する絶縁
シリンダ２２および中空シリンダの外径に等しい内径Ｄ
３を有する絶縁シリンダ２３　　　′を示す。磁力計の
構造に関連づけられる理由のため、シリンダ２２はま友
、工程の終りに、その中にいわゆる飽和ワイヤを導入す
ることができるように、中空である。前記両シリンダの
外面には母線に対して平行にかつ互いに２π／Ｎだけ間
隔が置かれたＮ個のスロット２５および２６が機械加工
される（第６図に最良に見られるように）。

２つのシリンダ２２．２３Ｕ同一軸線内で一方が他方の
上方に位置決めされそして一方のシリンダのＮ　Ｈのス
ロットが他方のシリンダのＮ個のスロットとかつ両シリ
ンダの共通軸線と２π／Ｎにより角度的に等間隔のＮ個
の半径方向平面を形成すべく整列される（第３図に示さ
れるごとく）ような方法において方向づけられる。

そのうえ、Ｎ個の導電ヘアピン状部材６０が製造され、
各ヘアピンは２本の平行な要素３１．３２および相互連
結湾曲部３３により形成されている。

これらＮ個のヘアピンは次いでＮ個のスロットに導入さ
れ、ヘアピンの一方の要素はシリンダ２２のスロットに
かつ同一ヘアピンの他方の要素は同一半径方向平面に配
置されたシリンダ２５のスロットに配置される。

その要素を有するシリンダ２２は次いで磁気フィルムを
支持するシリンダ１０に導入されかつその要素を有する
シリンダ２３は中空シリンダ１０゜のまわりに通される
。これはシリンダ１０、内部シリンダ２２および外部シ
リンダ２３を有する第４図に示された構体と同様な構体
となる。その場合に単に種々の要素の端部を電気的に接
続する必要がある。このために、内方シリンダ２′２の
各スロットから出る要素の端部は隣接する半径方向平面
に配置される外方シリンダ２６のスロットから出る要素
の端部に接続される。

第３図はすべて半径方向平面に置ヵ為れ友ヘアピンの屈
曲３３を見ることができる構体の千占図を示す。第６図
は隣接巻線間の通路が接続点３５を介して如何に生じる
かを見ることができる構体の下面図を示す。これはその
端部が互いに連結されない２つの要素５６．５８により
接近し得る連続巻線となる。

内方および外方シリンダの母線にしたがって精密に導線
を案内するスロットの形を考慮すると、このような巻線
の巻数が半径方向平面内に精確に配置されることは明ら
かである。

第７図は工程の終りに得られる最終配置を示す。

内方シリンダ２２の中心に配置された飽和ワイヤを見る
ことができる。

単なる説明のために、本出願人は以下の条件下でこの型
の装置を製造したことを指摘する。薄い強磁性体フィル
ムの支持体は外径２ｍ１１でかつ内径１１１１＋の石英
シリンダである。薄いフィルムは真空蒸着法により前記
シリンダの局部上に蒸着される。

これら２つの補助内方および外方管は石英またはセラミ
ックから作られる。内方管は飽和ワイヤを構成する導線
が横断する０、３１０１の直径のチャンネルを有する外
径１ｕの中空シリンダである。飽和ワイヤは一方でそれ
を飽和することによりフィルムの磁性の極性付与および
他方で薄いフィルムの異方性の補強を可能とする。

スロツ）Ｕ巻線を形成するワイヤの直径の値（０，０７
５を含むエナメル径）に非常に近い幅α０８簡の矩形断
面を有する。この寸法は巻線の巻数を２０に制限し、ピ
ッチは、内方シリンダの各スロット間に適当量の材料を
保持するために１８０である（第７図比較）。

１／１０（Ｉｎへの機械加工は回路の巻数に対する垂線
と薄いフィルムの容易な磁化軸（円周軸）に対する接線
との間の角度的誤差を約３．１０”’ラジアンまたは０
．０２°の値に最小にする。既に示した利点とは別に、
上記方法は、以下に説明されるように巻数およびそれら
の直径の最適化を許容する利点　　　゛を有する。

磁力計の励起周波数は約１．５ＭＨｚである。この値の
選択は磁力計ノイズの最小化の研究ヵ為ら結果として生
じた。この周波数において、銅の膜厚　　　ｅは５４μ
ｍである。

直径ｄの筒状線に対するオームの法則の適用は　　　゛
オーム抵抗値Ｒ０の関数として、周波数ｆにおけ　　　
″るこの線の抵抗只の計算を可能にする。その関係は、 Ｒ＝Ｒ□　−（ａ−１＋ｅ−’）−１ ここで、 （ｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｎａ＝　−、
Ｒｏ＝ｘ７・ ｅ Ｎは回路の巻線数、Ｋは定数、ｄは線径そしてｅは膜厚
である。これは、 と書くことができｓ　　ｇ　（ａ）ｆｌ　ａの関数であ
る。

回路の最適化は熱的信号対雑音比を最大化することから
なる。信号８は弐８＝βＮ”（ＩＨ１帯域における信号
パワー）からなり、βは係数である。

雑音Ｂは式４ＫＴＲ（ｊ　Ｈｚ帯域における雑音パワー
）からなり、Ｋはボルツマン定数そしてＴはケルゲイン
で表わされる温度である。したがって式 ％式％ の信号対雑音比があり、ここでαはＮおよびＲと無関係
の係数である。要素Ｓ／Ｓ最大は要素Ｆ７’Ｎ”最小に
等しい。しかしながら、積Ｎｄが最大において内方シリ
ンダの円周ＣＩＣ等しいという事実により固定された制
限があるため、Ｎｉｄ不定に増大されることができない
。Ｎｄ＝Ｃに関して、巻線は隣接しそしてＮ　ａ　＝　
ｃ　／　２　Ｖｃ関して１巻線は隣接しそしてＮ　ｄ　
＝　Ｃ／　２１ｃ関して第７図による位置は１つのスロ
ットの幅に等しい材料の厚さにより得られる。一定の管
に関してｓ　Ｎｄ’ｌ’！、しｆＣがって、 Ｎ　（１＝　Ｃ’　および ＲＲ（１２ Ｎ２　　Ｃ／　２ を付与する値Ｃ′（例えばＣ／２に等しい）に制限され
る。

かくして、量Ｒｄ　　を最小にする必要がある。しかし
ながら、Ｒは上記のように計算された。すなわち、 Ｒ＝　−ｇ　（−） を示し、ｈ　（、）は関数ａ（ａ−１＋ｓ−’）−１そ
してに’は定数である。

第８図はａの関数としての関数ｈ　（、）の変化を示す
。この関数な０からの増加のとき非常に急速に減少する
（０の近傍において、−４に減少）。

ａが１を超えかつ増大すると、ｈ（ａ）は１に向かいか
つ非常にゆっくり減少する。しかしながら、内方シリン
ダの直径を考慮するとｓ　ａＵ値１．５、すなわちｄ。

ｐ’ｒ　＝　０．１６５を適度に超えることができない
。その場合サンプリング回路の巻数は１０に等しい。

この拘束はスロットを製造するのに合理的である。スロ
ット付き管の機械的作用に対する安全マージンを保持す
る九めに、ｄｏＰＴ／２に等しいｄの値、すなわち約０
．０８ｍ　　かつｎ＝２０を採用することができる。留
意されるべきことは、ｈ（、）の対応する値の計算は電
源熱的信号対雑音比が約ｆ（パワーにおいて）の比率で
単に減少することを示すということである。この選択は
また薄い強磁性体フィルムの熱的動揺によって発生され
る相補的雑音の存在により正画化される。それｌ”ｊｄ
＝ｏ、１關およびｎ＝２０について電源熱的ノイズより
１．５〜２倍大きい。

もちろん、スロットが矩形の溝の形で示されているのは
単なる説明の之めでありそして他の形状（筒状底部、屋
根形状等）も適する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のドーナツ形状巻線を示す斜視図、第２図
は導電性ヘアピンを嵌合するのに使用される２つの内方
および外方シリンダを示す軸方向断面図。 第３図は２つのシリンダの端面図、 第４図は接続された構体の軸方向断面図、第３図は構体
の平面図、 第６図は構体の下面図。 第７図は構体の断面図、 第８図は巻線の最適特性を決定することができる特性を
示すグラフである。 図中、符号１０は中空シリンダ、２２．２３ｔ：［：絶
縁シリンダ、２５．２６はスロツ）、３０１！ヘアピン
状部材、５１．５２は要素、６５は屈曲部である。 ＦＩＧ、　７ ｒつ 寸 工 Ｕ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダの軸線を貫通する半径方向平面内に厳密
   に配置された巻回によつて構成されねばならないドーナ
   ツ形状巻線を小さな中空シリンダのまわりに製造するた
   めのドーナツ形状巻線の製造方法において、第１の中空
   シリンダの内径に等しい外径を有する第２絶縁シリンダ
   を製造し、前記第１の中空シリンダの外径に等しい内径
   を有する第３の絶縁シリンダを製造し、前記第２および
   第３シリンダの外面にこれらのシリンダの母線に対して
   平行にかつ２π／Ｎだけ規則的に間隔が置かれたＮ個の
   スロットを機械加工し、各々２つの平行な要素および相
   互に連結される屈曲部によつて形成されそして前記シリ
   ンダに設けられたスロットに導入されるのに十分小さい
   径を有するＮ個の導電ワイヤのヘアピン形状部材を製造
   し、一方を他方の上にかつ同一軸線に沿つて前記第１お
   よび第２絶縁シリンダを配置し、一方それらのシリンダ
   を一方のシリンダのＮ個のスロットが他方のシリンダの
   Ｎ個のスロットとかつ両シリンダの共通軸線とＮ個の角
   度的に等間隔の半径方向平面を形成すべく整列されるよ
   うに方向付けし、前記Ｎ個のヘアピンをかくして配置さ
   れたＮ個のスロット内に導入し、一方のヘアピンの要素
   が前記第２のシリンダのスロットにかつ同一ヘアピンの
   他方の要素が同一半径方向平面内に置かれた前記第３の
   シリンダのスロット内に配置され、その要素を有する前
   ２の絶縁シリンダを前記第１の中空シリンダに導入しそ
   してその要素を有する前記第３シリンダを前記第１の中
   空シリンダのまわりに通しかつ１つを除いて、前記第２
   シリンダの各スロットから隣接する半径方向平面内に置
   かれた前記第３のシリンダから出ている前記要素の端部
   に出ている前記両要素の両端を電気的に接続してなり、
   前記２つの要素は前記巻線用の２つの接続部を形成して
   接続されないで残ることを特徴とするドーナツ形状巻線
   の製造方法。
2. （２）前記第２シリンダは中空でありそして導電ワイヤ
   がそれに導入されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載のドーナツ形状巻線の製造方法。