JPH065452A - シート状コイル，及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 量産性を向上させ、板厚が厚い金属導体板の
加工が行えると共に、加工時間を短くでき、且つ加工精
度を高めて品質を良好にし、更に、構造の簡略化を図り
ながら取扱性を向上させて持ち運びを容易にすること。 【構成】 ウォータージェット・カッティングによっ
て、所定の厚さを有する金属導体板１６にスパイラル状
のスリット部１８を形成することにより金属導体板１６
に形成されたスパイラル状のコイル導体１４と、スリッ
ト部１８に充填された絶縁性樹脂２２と、スリット部１
８を介して隣接する内外のコイル導体１４を接続すると
共に、絶縁性樹脂２２が充填された後に切断されるブリ
ッジ部２０を有した構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超電導装置等，高磁束
密度を必要とする装置に用いられるシート状コイル，及
びその製造方法に関し、特に、量産性を向上させると共
に、加工精度を高めて品質を良好にし、且つ持ち運びを
容易にしたシート状コイル，及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【背景技術】従来のシート状コイルとして、例えば、エ
ッチングされない材質の絶縁基板上に金属導体板を接着
し、これをエッチングしてスパイラル状のコイル導体を
形成して構成されたものがある。

【０００３】このシート状コイルによると、厚さが任意
に設定できる金属導体板を使用して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している。コイル
導体はエッチングによって形成されるので、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を制御
することによってコイル導体の断面積を簡単に調整する
ことができる。このため、所定の電流容量を有したコイ
ルとして利用することができ、その結果、リニアモー
タ，ＭＲＩ装置等の超電導装置への適用が可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のシート
状コイル，及びその製造方法によると、コイル導体をエ
ッチング加工によって形成しているため、１回の加工で
同時に複数の金属導体板にコイル導体を形成することが
できない。このため、一枚の金属導体板毎にエッチング
加工するしかなく、量産性が悪いものとなっている。ま
た、エッチング加工は、エッチング液の腐蝕によってパ
ターン形成を行うため、加工時間が遅く、金属導体板が
厚いと加工することができないと共に、スリットにサイ
ドエッヂができたり、加工断面が汚くなる等、加工精度
が低く、適切な寸法精度が得られない。また、スリット
幅が狭い微細な加工については加工することが困難であ
るという不都合がある。

【０００５】また、金属導体板にスパイラル状に形成さ
れる変形し易いコイル導体を、金属導体板の片面に接着
された絶縁基板によって支持することにより、取扱性を
付与しているため、絶縁基板と金属導体板の接着等とい
った構造の複雑化を招く。

【０００６】従って、本発明の目的は量産性を向上させ
るとことができるシート状コイル，及びその製造方法を
提供することである。

【０００７】本発明の他の目的は、板厚が厚い金属導体
板の加工が行えると共に、加工時間を短くすることがで
きるシート状コイル，及びその製造方法を提供すること
である。

【０００８】本発明の更に他の目的は、スリット幅を狭
く加工精度を高めて品質を良好にすることができるシー
ト状コイル，及びその製造方法を提供することである。

【０００９】本発明の更に他の目的は構造の簡略化を図
りながら取扱性を向上させて持ち運びを容易にしたシー
ト状コイル，及びその製造方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、量産性を向上させ、板厚が厚い金属導体板の加工が
行えると共に、加工時間を短くでき、且つ加工精度を高
めて品質を良好にし、更に、簡略化を図りながら取扱性
を向上させて持ち運びを容易にするため、ウォータージ
ェット・カッティングによって、所定の厚さを有する金
属導体板にスパイラル状のスリット部を形成することに
より金属導体板に形成されたスパイラル状のコイル導体
と、スリット部に充填された絶縁性樹脂と、スパイラル
状のスリット部を介して隣接する内外のコイル導体を接
続すると共に、絶縁性樹脂が充填された後に切断される
ブリッジ部を有したシート状コイルを提供する。

【００１１】上記金属導体板は、ウォータージェット・
カッティングによって切断可能な範囲の厚さ、例えば、
１００ｍｍ程度までの銅板から構成されている。上記ブ
リッジ部を切断した後に筒状に成形すると、リニアモー
タ，ＭＲＩ装置への適用が可能となる。

【００１２】また、上記目的を達成する本発明のシート
状コイルの製造方法は、ウォータージェット・カッティ
ングによって、所定の厚さを有する金属導体板にスパイ
ラル状のスリット部を形成することにより金属導体板に
スパイラル状のコイル導体を形成し；コイル導体の形成
時に、スパイラル状のスリット部を介して隣接する内外
のコイル導体を接続するブリッジ部を形成し；スリット
部に絶縁性樹脂を充填し；ブリッジ部を切断するといっ
た各段階を有している。

【００１３】また、上記コイル導体は、金属導体板を複
数枚重ね合わせて同時に複数の金属導体板に形成するよ
うにしても良い。

【００１４】

【作用】上記構成を有する本発明のシート状コイル，及
びその製造方法によると、ウォータージェット・カッテ
ィングによって、金属導体板にスリット部を形成してコ
イル導体を形成しているため、金属導体板を複数枚重ね
て加工することにより、一度に複数の金属導体板にコイ
ル導体を形成することができ、量産性を向上させること
ができる。また、ジェット水流で瞬時に切断するため、
エッチング加工に較べて加工時間を短くすることがで
き、板厚が厚いものでも容易に加工することができる。
更に、加工精度が向上し、サイドエッヂ等がない良好な
加工断面を提供することができ、適切な寸法精度が得ら
れる。その結果、狭いスリット幅の形成等といった微細
な加工を行うことができる。

【００１５】また、銅板に絶縁基板を接着しなくても、
導体パターンの支持，シート状コイル全体の補強を行う
ことができ、簡単な構造で良好な取扱性を提供すること
ができ、持ち運びを容易にすることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明のシート状コイル，及びその製
造方法について添付図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００１７】図１の(a),(b) から図３の(a),(b) には、
本発明の一実施例に係るシート状コイル１０の構成が示
されており、各図の(a) にはシート状コイル１０の平面
状態が、(b) にはそのＹ−Ｙ方向の断面がそれぞれ示さ
れている。

【００１８】このシート状コイル１０は、図１の(a),
(b) に示すように、ウォータージェット・カッティング
によって、所定の厚さを有する銅板１６にブリッジ部２
０を有するスパイラル状のパターン溝１８を形成するこ
とにより、銅板１６に導体パターン１４を形成し、続い
て、図２の(a),(b) に示すように、パターン溝１８に絶
縁性樹脂２２を充填し、（必要に応じて部分的に充填し
ても良い）最後に、図３の(a),(b) に示すように、ブリ
ッジ部２０を切断して空隙２３を形成することにより構
成されている。

【００１９】銅板１６は、前述したウォータージェット
・カッティングによって切断可能な範囲の厚さ（１００
ｍｍ程度までの厚さ）を有し、使用する装置の電流容量
に応じて任意に選定することができる。

【００２０】導体パターン１４は、前述した通り、ウォ
ータージェット・カッティング（カッティング装置の詳
細な構造は後述する）によって、銅板１６からスパイラ
ル状のパターン溝１８を打ち抜くことによって形成され
る。この時、パターン溝１８の間隔（導体パターン１４
の幅）は、長手方向に粗で、上下方向に密となってい
る。これはシート状コイル１０を上下に屈曲させて環状
にして使用する場合に、Ｘ軸，及びＹ軸方向の磁束密度
を異ならせることにより、リニアモータ，ＭＲＩ装置へ
の適用を可能にしたものである。なお、導体パターン１
４の形状はスパイラル状に限らず、使用する装置に応じ
て種々の形状に変更可能である。

【００２１】絶縁性樹脂２２は、耐熱性，及び筒状にな
る程度の変形性／柔軟性を有し、収縮せず、且つ接着力
に優れたもの、例えば、エポキシ系樹脂，シリコン系樹
脂等より構成され、パターン溝１８に充填されることに
より、導体パターン１４が変形，或いは歪まないように
支持すると共に、全体の剛性を高める補強体の役割を果
たす。

【００２２】ブリッジ部２０は、導体パターン１４の内
外を相互に接続すると共に、前記絶縁性樹脂２２が充填
された後に切断される構成を有している。

【００２３】図４には、本発明のシート状コイルの製造
方法に適用されるウォータージェット・カッティング装
置の構成が示されている。このカッティング装置は、超
高圧水を噴射する高圧水噴射手段５０と、銅板１６を所
定のパターンに切断する切断部６０と、切断部６０を制
御する制御手段７０を備えている。

【００２４】高圧水発生手段５０は、水供給部３０から
供給される水にポリマーを混合するポリマーミキサー３
１と、ポリマー混合水を後述するインテンシファイヤー
３３に圧送するポンプ３２と、ポンプ３２から送られた
ポリマー混合水を超高圧水に変換するインテンシファイ
ヤー３３と、インテンシファイヤー３３の圧力をコント
ロールする制御部３４と、オン／オフバルブ３５を介し
てインテンシファイヤー３３から供給された超高圧水を
高エネルギーのジェット水流として噴射するノズル３６
から構成されている。

【００２５】切断部６０は、銅板１６を載置するＸ−Ｙ
テーブル３８と、Ｘ−Ｙテーブル３８をそれぞれＸ軸，
及びＹ軸方向に移動させる駆動部３９から構成されてい
る。

【００２６】制御手段７０は、信号の入出力を行うイン
ターフェース４０と、所定のプログラムを格納したＲＯ
Ｍ４１と、ＲＯＭ４１のプログラムに基づいて所定の演
算処理を行うＣＰＵ４２と、入力されたデータやＣＰＵ
４２の演算結果等を一時的に記憶するＲＡＭ４３と、銅
板１６に形成する導体パターンの幅、つまり切断される
スパイラル溝の間隔や、銅板１６の厚さ等といった諸デ
ータを入力する入力部４４を有している。ＣＰＵ４２は
これらのデータと前述したプログラムに基づいて切断部
６０の駆動部３９に所定の駆動信号を出力すると共に、
インテンシファイヤー３３の制御部３４に所定の圧力信
号を出力する。

【００２７】上記構成を有するウォータージェット・カ
ッティング装置を用いて、シート状コイルを製造する場
合には、まず、Ｘ−Ｙテーブル３８の上に銅板１６を載
置する。複数の銅板１６に同時に導体パターンを形成す
るときは、図示のように複数枚重ねて載置する。

【００２８】前以って、入力端末等を介して入力部４４
に切断に必要なデータを入力しておき、これをＲＡＭ４
３に記憶させる。

【００２９】続いて、水供給部３０が水の供給を開始す
ると共に、制御手段７０が制御部３４に所定の圧力信号
を出力して、インテンシファイヤー３３の圧力を設定す
る。水供給部３０から供給された水は、ポリマーミキサ
ー３１からポリマーの供給を受け、ポンプ３２によって
インテンシファイヤー３３に圧送される。インテシファ
イヤー３３はこのポリマー混合水を超高圧水としてオン
／オフバルブ３５，更にはノズル３６に供給し、ノズル
３６はＸ−Ｙテーブル３８に載置された銅板１６にむけ
てジェット水流を噴射する。

【００３０】一方、制御手段７０は駆動部３９に所定の
駆動信号を出力し、銅板１６に所定の導体パターンが形
成されるようにＸ−Ｙテーブル３８をＸ軸，及びＹ軸方
向にそれぞれ移動させる。

【００３１】ノズル３６から噴射したジェット水流は、
Ｘ−Ｙテーブル３８に載置された銅板１６に衝突し、こ
の衝突エネルギーによって銅板１６を切断する。このと
き、同時にＸ−Ｙテーブル３８が銅板１６に形成する導
体パターンに応じて所定の方向に移動するため、銅板１
６は所定のパターンで切断される。また、ノズル３６か
ら噴射されるジェット水流にはポリマーが加えられてい
るため、より高い衝突エネルギーが得られ、切断力が更
に向上している。

【００３２】このようなウォータージェット・カッティ
ング装置で製造したシート状コイルによると、複数の金
属導体板を重ねることにより、一度に大量に加工するこ
とができ、量産性を向上させることができる。また、ジ
ェット水流で瞬時に切断するため、加工時間を短くする
ことができ、板厚が厚いものでも容易に加工することが
できる。更に、加工精度が向上し、サイドエッヂ等がな
い良好な加工断面を提供することができ、適切な寸法精
度が得られる。その結果、狭いスリット幅の形成等とい
った微細な加工を行うことができる。

【００３３】また、銅板に絶縁基板を接着しなくても、
導体パターンの支持，シート状コイル全体の補強を行う
ことができ、簡単な構造で良好な取扱性を提供すること
ができ、持ち運びを容易にすることができる。

【００３４】図５には、本発明の第２の実施例に係る円
筒型シート状コイル８０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。前述したようにウ
ォータージェット・カッティングによって導体パターン
１４が形成されたシート状コイル１０を図７のように湾
曲させ、このような状態のシート状コイル１０を８枚継
ぎ合わせることによって、円筒型シート状コイル８０を
成形する。このような円筒型シート状コイル８０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（Ｍ
ＲＩ）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することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明のシート状コ
イル，及びその製造方法によると、ウォータージェット
・カッティングによって、所定の厚さを有する金属導体
板にスパイラル状のスリット部を形成することにより金
属導体板に形成されたスパイラル状のコイル導体と、ス
リット部に充填された絶縁性樹脂と、スパイラル状のス
リット部を介して隣接する内外のコイル導体を接続する
と共に、絶縁性樹脂が充填された後に切断されるブリッ
ジ部を有しているため、量産性を向上させ、板厚が厚い
金属導体板の加工が行えると共に、加工時間を短くで
き、且つ加工精度を高めて品質を良好にし、更に、簡略
化を図りながら取扱性を向上させて持ち運びを容易にす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す説明図。

【図２】本発明の一実施例を示す説明図。

【図３】本発明の一実施例を示す説明図。

【図４】本発明に使用されるウォータージェット・カッ
ティング装置の構成を示すブロック図。

【図５】実施例に係る円筒型シート状コイルの構成を示
す斜視断面図。

【図６】実施例に係る円筒型シート状コイルの構成を示
す側面図。

【図７】実施例に係る円筒型シート状コイルを構成する
シート状コイルの形状を示す側面図。

【符号の説明】

１０ シート状コイル １４
導体パターン １６ 銅板 １８
パターン溝 ２０ ブリッジ部 ２２
絶縁性樹脂 ２３ 空隙 ３０
水供給部 ３１ ポリマーミキサー ３２
ポンプ ３３ インテンシファイヤー ３４
制御部 ３５ オン／オフバルブ ３６
ノズル ３８ Ｘ−Ｙテーブル ３９
駆動部 ４０ インターフェース ４１
ＣＰＵ ４２ ＲＯＭ ４３
ＲＡＭ ４４ 入力部 ５０
超高圧水発生手段 ６０ 切断部 ７０
制御手段 ８０ 円筒型シート状コイル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超高圧水噴射切断加工（以下、ウォータ
   ージェット・カッティングという）によって、所定の厚
   さを有する金属導体板にスパイラル状のスリット部を形
   成することにより前記金属導体板に形成されたスパイラ
   ル状のコイル導体と、 前記スリット部に充填された絶縁性樹脂と、 前記スパイラル状の前記スリット部を介して隣接する内
   外の前記コイル導体を接続すると共に、前記絶縁性樹脂
   が充填された後に切断されるブリッジ部を有しているこ
   とを特徴とするシート状コイル。
2. 【請求項２】 前記金属導体板は、前記ウォータージェ
   ット・カッティングによって切断可能な範囲の厚さを有
   する銅板である構成の請求項１のシート状コイル。
3. 【請求項３】 前記ブリッジ部が切断除去された後に、
   前記金属導体板が筒状に成形された構成を有する請求項
   １のシート状コイル。
4. 【請求項４】 ウォータージェット・カッティングによ
   って、所定の厚さを有する金属導体板にスパイラル状の
   スリット部を形成することにより前記金属導体板にスパ
   イラル状のコイル導体を形成し、 前記コイル導体の形成時に、前記スパイラル状の前記ス
   リット部を介して隣接する内外の前記コイル導体を接続
   するブリッジ部を形成し、 前記スリット部に絶縁性樹脂を充填し、 前記ブリッジ部を切断することを特徴とするシート状コ
   イルの製造方法。
5. 【請求項５】 前記コイル導体は、複数の前記金属導体
   板を重ね合わせて同時に前記複数の金属導体板に形成さ
   れる請求項３のシート状コイルの製造方法。