JP7755841B2 - 電磁コイル - Google Patents

Description

本発明は、空芯形の電磁コイルに関する。

コアレス電気機械装置に用いられる電磁コイルが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１にはコアレスモータの円筒形状のステータを構成するための電磁コイルが記載されている。この場合、電気機械装置の磁石（ここではロータ磁石）は回転軸（１６）を中心とした円筒の周方向に沿って移動する。

しかし、電磁コイルを複数組み合わせて円筒形状のコイルアセンブリーを構成することを具体的に検討してみると、特許文献１の図５に記載された六角形の電磁コイルでは、現実には円筒形状のコイルアセンブリーを構成することができない。なぜなら、特許文献１の図７の断面図VIIIに示されているように、内周側の巻線（３０）の数と外周側の巻線（３０）の数とが同じであり内周側の長さと外周側の長さとが同じであることから（換言すると断面形状が矩形となっていることから）このような電磁コイルを複数組み合わせたとしても円筒形状に構成することができない。仮に構成することができたとしても、合わせ目に隙間のない（エネルギー利用効率の高い）綺麗な円筒形状のコイルアセンブリーとは成らない。

一方、特許文献１の図４に記載された菱形の電磁コイルによれば、特許文献１の図１０に示す円筒形状のコイルアセンブリーを構成できる可能性がある。

特開２０１４－２３０４８４号公報 国際公開第２０１８／１３９２４６号

しかしながら、菱形の電磁コイルの各辺は電気機械装置の磁石の移動方向に対して斜めになるような配置関係となっていることから、菱形の電磁コイルにおいてはロータ磁石の移動方向に直交する辺が存在しない。
フレミングの左手の法則によれば、磁界Ｂ（ここではロータ磁石による磁界）の中で、コイル用導線にコイル電流Ｉを流すと、磁界Ｂ及びコイル電流Ｉにそれぞれ直角な方向にいわゆるローレンツ力ｆが発生するが、菱形の電磁コイルの場合にはコイル電流Ｉの流れる方向がロータ磁石の移動方向に対して斜めであるため（直角でないため）、ロータの回転力を生じさせるにあたってはローレンツ力ｆを凡そ２０～３０％ほどロスすることが判っている。このように、菱形の電磁コイルはエネルギー利用効率の高い電気機械装置を構成しづらい。

一方、ロータ磁石の移動方向に直交する辺を有する電磁コイルも従来から提案されている（例えば同一発明者による特許文献２に記載された電磁コイルを参照）。
しかし、特許文献２の図２Ｃにもあるように、従来の電磁コイルは、長手方向の全体の長さ（ＣＥ１＋ＶＣＰ＋ＣＥ２）に対してコイルエンドの長さ（ＣＥ１＋ＣＥ２）の割合が比較的大きいことから更なる改善が期待されていた。

そこで本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、複数組み合わせることにより所定形状のコイルアセンブリーを構成することができ、且つ、従来よりもエネルギー利用効率が高い電磁コイルと提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、電気機械装置の磁石の移動方向に沿って配置され、導電性の部材が空芯領域を囲むようにして巻回されてなるいわゆるコアレスタイプの電磁コイルが提供される。
この電磁コイルを平面視したときに、当該電磁コイルは、それぞれが磁石の移動方向に直交すると共に互いに離間して配置された２つの有効コイル部と、有効コイル部の長手方向の一方側に位置し２つの有効コイル部を接続する第1コイルエンド部と、有効コイル部の長手方向の他方側に位置する第２コイルエンド部とを有する。当該電磁コイルは、２つの有効コイル部の間の中点を含んで磁石の移動方向に直交する「中心線」を中心とした線対称の略ハニカム構造をなし、磁石の移動方向に垂直な方向であって有効コイル部が延びる方向に沿って視たときに、中心線付近において段差が設けられており、少なくとも有効コイル部は複数の導電性基材が束ねられてなるコイル用導線によって構成されている。導電性基材として用いられる線は銅を含む導電性の線であって該導電性基材の平均半径は１２０μｍ以下である。

本発明によれば、複数組み合わせることにより所定形状のコイルアセンブリーを構成することができ、且つ、従来よりもエネルギー利用効率が高い電磁コイルを提供することができる。

実施形態１に係る電磁コイル１及び当該電磁コイル１を複数組み合わせることにより構成されたコイルアセンブリー１００を説明するために示す図である。 実施形態１に係る電磁コイル１を説明するために示す図である。 実施形態１に係る電磁コイル２の寸法・角度等を説明するために示す平面図である。 電磁コイル１を複数組み合わせたときの斜視図である。 実験例における実験構成を示す模式図である。 実験例における実験結果を示す表である。 従来の電磁コイル９と実施形態１に係る電磁コイル１との寸法を比較するために示す平面図である。 実施形態２に係る電磁コイル２及び当該電磁コイル２を複数組み合わせることにより構成されたコイルアセンブリー２００を説明するために示す図である。 実施形態３に係る電磁コイル３及び当該電磁コイル３を複数組み合わせることにより構成されたコイルアセンブリー３００を説明するために示す図である 変形例１に係る電磁コイル４を説明するために示す図である。 電磁コイル４を複数組み合わせることにより構成されたコイルアセンブリー４００を説明するために示す斜視図である。 コイル用導線６０（編組線６４）の準備について説明するために示す図である。 変形例に係る電磁コイル４の製造工程（一部）を説明するために示す図である。 変形例２に係る電磁コイル５を説明するために示す斜視図である。 変形例３のスペーサ１５０について説明する図である。 変形例４の肉盛り５２について説明する図である。

以下、本発明に係る電磁コイルの実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図に共通する符号については当該符号について既に説明した内容を他の図の説明においても援用できることから、他の図における説明を省略する。また、各図面は一例を示した模式図であり必ずしも実際の寸法、比率等を厳密に反映したものではない。

［実施形態１］
１．実施形態１に係る電磁コイル１の構成
（１）電磁コイル１及びコイルアセンブリー１００の概要
実施形態１に係る電磁コイル１は、電気機械装置の磁石の移動方向に沿って配置されるもので、導電性の部材（詳細は後述）が空芯領域１０を囲むようにして巻回されてなるいわゆる空芯形の電磁コイルである。
なお、ここでの「巻回」には、空芯領域１０を完全に３６０度に渡って取り囲むように巻く場合の他、空芯領域１０ の周りを１周するまでには至らない（３６０度には至らない）ものの空芯領域１０を囲むような巻き方も含まれる。

電磁コイル１は、いわゆる空芯形のコイルを用いるものであれば如何なる電気機械装置に対しても適用可能である。コアレスモーターは電気機械装置として好適な適用対象の１つである。
図１（ａ）は、コアレスモーターに用いられる集中巻きタイプの電磁コイルのコイルアセンブリー１００の一例である。図において、コアレスモーターの回転軸ＡＸ１に平行な方向を「ｙ方向」とし、回転軸ＡＸ１に垂直な方向を「ｘ方向」とし、ｘ方向及びｙ方向に垂直な方向を「ｚ方向」とする。また、回転軸ＡＸ１を起点として回転軸ＡＸ１に垂直な方向を「径方向ＲＤ」とし、径方向に直交し回転軸ＡＸ１と平行な方向を「周方向ＣＦ」とする。図１（ａ）に示すように、コイルアセンブリー１００は、複数の電磁コイル１（下付き文字のアルファベットはIndexを意味する）が互いに接するようにしてロータの永久磁石（図示を省略）の移動方向ＲＯＴに沿って列状に配置されている。このように電磁コイル１はいわゆるコアレスモーターに好適に適用することができる。

図１（ｂ）は電気機械装置として駆動される際にコイルアセンブリー１００に供給される電流の相について説明するために示す断面図である。ハッチングを施した断面の有効コイル部２１，２２には「第１の相」の電流が供給されているものとしてあらわしている。図１（ｃ）は複数の電磁コイル１ａ，１ｂ，１ｃを互いに重ね合わせるときの様子を示す斜視図である。
図１（ｂ）及び図１（ｃ）に関する詳細な説明は後述する。

（２）電磁コイル１の基本構造
図２は、実施形態１に係る電磁コイル１を説明するために示す図である。図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ－Ｂ切断図、図２（ｃ）は、コイル用導線６０の断面（図２（ｂ）における破線で囲まれた円の中）を拡大した拡大断面図をそれぞれ示す。

（２－１）図２（ａ）に示すように、電磁コイル１は、平面視したときに、それぞれが磁石の移動方向（実施形態１ではＲＯＴで示す方向）に直交すると共に互いに離間して配置された２つの有効コイル部２０と、有効コイル部２０の長手方向ＬＤの一方側ＬＤ１に位置し２つの有効コイル部２０を接続する第１コイルエンド部３０と、有効コイル部２０の長手方向ＬＤの他方側ＬＤ２に位置する第２コイルエンド部４０とを有している。有効コイル部２０は長手方向ＬＤに沿って直線的に延びている。
なお、「平面視」したときの平面図というのは、各有効コイル部２０、第１コイルエンド部３０及び第２コイルエンド部４０（後述する）のそれぞれの法線方向に電磁コイルを視たときの様子を連続的に展開したときの様子を表す図をいうものとする《図２（ａ），図３，図７，図８（ａ），図９（ａ）等参照》。

「有効コイル部」とは、電気的エネルギーと機械的エネルギーとの間のエネルギー変換を有効に行う部分である。典型的には、その長手方向ＬＤが磁石の移動方向ＲＯＴ（実施形態２，３）又はＭＯＶ（実施形態３）と直交するような位置関係で配置される部分である。「第１コイルエンド部３０」，「第２コイルエンド部４０」は、電気的エネルギーと機械的エネルギーとの間のエネルギー変換に直接的に寄与しない部分ということもできる。

電磁コイル１は、平面視したときに、中心線ＣＬを中心とした線対称の略ハニカム構造をなしている。

電磁コイル１は６つの直線部（辺）を有する六角形をなしている。第１直線部１１及び第２直線部１２はそれぞれ有効コイル部を構成し、第３直線部１３及び第４直線部１４は第１コイルエンド部３０を構成し、第５直線部１５及び第６直線部１６は第２コイルエンド部４０を構成している。

「略ハニカム構造」とは、有効コイル部２０に平行な中心線ＣＬを中心に線対称となっている六角形の構造をいうものとし、全体として概略六角形の構造をなしていれば足りる。例えば六角形の角の部分が多少曲線になっていてもよいし、六角形の辺の部分が完全なる直線でなくてもよい。また、第２コイルエンド部４０が六角形の完全なる辺を構成していなくてもよく、実在しない辺も含めて全体として六角形を仮想できるものも含まれる（例えば、後述する図１０に示す変形例１に係る電磁コイル４）。

「中心線ＣＬ」は、２つの有効コイル部２０（２１，２２）の間の中点ＭＰを含んで磁石の移動方向ＲＯＴに直交する仮想線である。中心線ＣＬは有効コイル部２０の直線部と概ね平行である。中心線ＣＬの一部に含まれる「中点ＭＰ」については、２つの有効コイル部２１，２２の間の凡その中点となっていれば足りる。

（２－２）図２（ｂ）に示すように、電磁コイル１を磁石の移動方向ＲＯＴに垂直な方向であって有効コイル部が延びる方向に沿って視たとき（回転軸ＡＸ１が延びる方向に沿って視たとき）、電磁コイル１は全体として回転軸ＡＸ１を中心とした円環を２π／Ｎ（後述）の角度内に収まるように分割した分割リング形状になっている。

また、上記と同じ方向に沿って視たとき、電磁コイル１には中心線ＣＬ付近において段差５０が設けられている。
このとき、２つの有効コイル部２０のうち、当該電気機械装置の磁石が配置される側に寄って配置される有効コイル部を「第１有効コイル部２１」とし、磁石が配置される側とは反対の側に寄って配置される有効コイル部を「第２有効コイル部２２」と定義する。
第１有効コイル部２１は、磁石に対向する磁石寄りの第１面Ｆ１及び該第１面Ｆ１とは反対側の第２面Ｆ２を有する。第２有効コイル部２２は磁石が配置される側の第３面Ｆ３及び該第３面Ｆ３とは反対側の第４面Ｆ４を有する。

この段差５０については、図２（ｂ）及び図９（ｂ）（詳細は後述）に示すように、第１面Ｆ１と第３面Ｆ３との間の段差で定義される２つの有効コイル部２０（２１，２２）間の段差Ｇ１が、第１面Ｆ１と第２面Ｆ２の間の寸法で定義される第１有効コイル部２１の厚みＴ１以上となっている。つまり、段差Ｇ１の大きさは第１有効コイル部２１の厚みＴ１と同じかそれよりも大きくなるように設定されている。
このように段差Ｇ１を設定することにより、複数の電磁コイル１のそれぞれの一部を重ね合わせるようにしながら、磁石に対向する第１面Ｆ１を同一面上に揃えるようにしてコイルアセンブリー１００を構成することができる。
なお、第１有効コイル部２１の厚みＴ１は、磁石に対向する磁石寄りの第１面Ｆ１に垂直な法線方向の第１有効コイル部２１の厚みと言うこともでき、円筒形状のコイルアセンブリーを構成する電磁コイルの場合には第１有効コイル部２１の「径方向の厚み」と言うこともできる。

参考までに、図において、符号Ｔ２は第３面Ｆ３と第４面Ｆ４の間の寸法で定義される第２有効コイル部２２の厚みを示し、符号Ｇ２は第４面Ｆ４と第２面Ｆ２との間の段差を示している。この部分についても、段差Ｇ２の大きさは第２有効コイル部２２の厚みＴ２と同じかそれよりも大きくなるように設定されている。

電磁コイル１を円筒形状のコイルアセンブリーの回転軸ＡＸ１が延びる方向に沿って視たときに、電磁コイル１は、内周側に配置される有効コイル部（実施形態１の例では第２有効コイル部２２）及び外周側に配置される有効コイル部（実施形態１の例では第１有効コイル部２１）が、式「Ｐａ・Ｐｍ＝Ｎ」により得たＮにより機械角２πをＮ等分した角度（２π／Ｎ）内に配置されるものである。
但し、Ｐａは電気機械装置が駆動されるときの相数であり、Ｐｍは電気機械装置の磁極数であり、Ｐａ，Ｐｍ，Ｎはそれぞれ自然数である。

電磁コイル１は円筒形状のコイルアセンブリーを構成するものであるため、有効コイル部２０（２１，２２）の断面（磁石の移動方向ＲＯＴを含む仮想平面で切断したときの断面）は略扇形となっている。「略扇形」というのは、円環を径方向に沿ってカットしたと想定した場合の分割リング形状をいうものとする。
有効コイル部２０（２１，２２）の断面は、図２（ｂ）及び図２（ｃ）で示した角度θｗの範囲内にコイル用導線６０が収まるようフォーミングがなされている。このとき、図の上では確認しづらいが、電気機械装置の回転軸ＡＸ１を中心とした内周側に配置される有効コイル部２０の径方向の厚みＴｉ（実施形態１の例ではＴ２）は、外周側に配置される有効コイル部の径方向の厚みＴｏ（実施形態１の例ではＴ１）よりも大きくなっている。つまりＴｏ＜Ｔｉ（実施形態１の例ではＴ１＜Ｔ２）の関係となっている。

以上のようにすることで、複数の電磁コイル１を組み合わせることにより円筒形状のコイルアセンブリー１００を構成できるようになっている。

（２－３）図２（ｃ）に示すように、電磁コイル１において、少なくとも有効コイル部２０（２１，２２）は複数の導電性基材６２が束ねられてなるコイル用導線６０によって構成されている。「複数の導電性基材６２が束ねられてなる」は複数の導電性基材６２が撚られた、又は／及び、編み込まれたと言い換えることもできる。導電性基材６２として用いられる線は銅を含む導電性の線であって該導電性基材の平均半径は１２０μｍ以下である。

なお、電磁コイル１は、上記したように円筒形状のコイルアセンブリーを構成するものでコイル用導線６０の断面が略扇形であるため、コイル用導線６０の外周に接する導電性基材６２の線の本数《図２（ｃ）の模式図では７本》は、コイル用導線６０の内周に接する導電性基材６２の線の本数（同模式図では５本）よりも多くなっている。

また、導電性基材６２としては裸導体線６１が好ましく、コイル用導線６０は複数の裸導体線６１が編組みされた編組線６４でなっていることが好ましい。
「裸導体線６１」は、その周囲に絶縁材料が皮膜されておらず導電性の部材たる導体が剥き出しの状態となっている線をいうものとする。例えば、銅を主原料とした無垢の「裸銅線」の他、炭素を用いた「カーボン線」、裸銅線等にスズめっき・ニッケルめっき等が施された「めっき線」などが「裸導体線６１」に含まれる。

以上のようなコイル用導線６０を有効コイル部２０に導入することにより、渦電流の発生を低減することができ、結果としてエネルギー利用効率の高い電磁コイルを提供することができる。なお、これに関連した導電性基材６２、線材の種類等の最適化に関する詳細は「２．実験例」で別途説明する。

（３）電磁コイル１の構造の詳細
図３は実施形態１に係る電磁コイル２の寸法・角度等を説明するための平面図である。

（３－１）面の連続性について
図３に示すように、電磁コイル１において、第１有効コイル部２１（第１直線部１１）の第１面Ｆ１と第１コイルエンド部３０を構成する第３直線部１３の磁石寄りの面とで連続的な同一面を形成している。同様に第２有効コイル部２２（第２直線部１２）の第３面Ｆ３と第１コイルエンド部３０を構成する第４直線部１４の磁石寄りの面とで連続的な同一面を形成している。
したがって、段差５０は、第１コイルエンド部３０の第３直線部１３と第４直線部１４とが合わさる角の部分付近にて形成されている。

実施形態１に係る電磁コイル１では、各辺同士が閉じた六角形のコイルであることから、第２コイルエンド部４０においても同様に段差５０が設けられている。
すなわち、第１有効コイル部２１（第１直線部１１）の第１面Ｆ１と第２コイルエンド部４０を構成する第５直線部１５の磁石寄りの面とで連続的な同一面を形成し、第２有効コイル部２２（第２直線部１２）の第３面Ｆ３と第２コイルエンド部４０を構成する第６直線部１６の磁石寄りの面とで連続的な同一面を形成しており、第２コイルエンド部４０の第５直線部１５と第６直線部１６とが合わさる角の部分付近にて同様に段差５０が形成されている。

続いて、電磁コイル１は、図１（ｃ）の如く複数組み合わせることで所定形状のコイルアセンブリーを構成できるよう、例えば次に説明するような関係性を有している。

（３－２）有効コイル部２０の幅Ｗ１，Ｗ２と空芯領域１０の幅ＡＣ
実施形態１に係る電磁コイル１は３相駆動をするための電磁コイル１である。このため、電磁コイル１の空芯領域１０には２本の有効コイル部２１がその幅ＡＣの中に収まるようになっている（図３参照）。
一般化すると、第１有効コイル部２１の幅をＷ１とし、第１有効コイル部２１及び第２有効コイル部２２の間隔（換言すると空芯領域１０の幅）をＡＣとし、当該電気機械装置が駆動されるときの相数をＰａとしたときに、ＡＣ≧（Ｐａ－１）×Ｗ１の関係を有している。すなわち、すなわち、空芯領域１０には（相数－１）本の有効コイル部２１がその幅ＡＣの中に収まるように設定されている。

（３－３）外周形状と内周形状の整合性
電磁コイル１が複数組み合わせられたときに整合するよう辺Ｓ1，Ｓ５，Ｓ４等を含む外周の形状と辺Ｓ２，Ｓ６，Ｓ３等を含む内周の形状とが所定の関係を有している。
第１有効コイル部２１を構成する第１直線部１１の外周辺Ｓ１の長さをＬ１ｏとし、第１直線部１１の内周辺Ｓ２の長さをＬ１ｉとしたときに、Ｌ１ｏ≦Ｌ１ｉの関係を有している。このとき外周辺Ｓ１と内周辺Ｓ２とは凡そ平行になっている。
また、外周辺Ｓ１と第３直線部１３の外周辺Ｓ５との間でなす角をθ１とし、内周辺Ｓ２と第３直線部１３の内周辺Ｓ６との間でなす角をθ２としたときに、θ１≦θ２の関係を有している。
また、必ずしも必須ではないが、第１コイルエンド部３０を構成する第３直線部１３の幅をＷ３とし、第４直線部１４の内周側の長さをＬ４とし、当該電気機械装置が駆動されるときの相数をＰａとしたときに、Ｌ４≧（Ｐａ－１）×Ｗ３の関係を有している。また、第３直線部の外周辺Ｓ５と内周辺Ｓ６とは凡そ平行になるよう設定してもよい。

図４は電磁コイル１を複数組み合わせたときの斜視図である。
例えば図４に示すように電磁コイル１ａに電磁コイル１ｂを重ね合わせたとき、Ｌ１ｏ≦Ｌ１ｉとなっていることから、電磁コイル１ｂの外周辺Ｓ１は、電磁コイル１ａの第３直線部１３や第５直線部１５に干渉されることもなく電磁コイル１ａの内周辺Ｓ２の長さＬ１ｉの内に収まる。また、電磁コイル１はθ１≦θ２となっていることから、電磁コイル１ｂのθ１を定義する角が、電磁コイル１ａのθ２を定義する角に突き合わせることもできる。これらのことから、電磁コイル１ｂのＳ１は電磁コイル１ａのＳ２に隙間なく合わせることができる。

（３－４）電磁コイル１は、第１の相の電流が供給される「一の電磁コイル」の空芯領域に、第２の相の電流が供給される「他の電磁コイル」の有効コイル部が嵌め込められるように構成されている。
ここで、「第１の相」とは、電気機械装置が３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電圧又は駆動電流によって励磁されて駆動されるもののとき、例えば仮にＵ相とすることができる。このとき「第２の相」としてＶ相を適用することもできるしＷ相を適用することもできる。
実施形態１に係る電磁コイル１は３相駆動をするための電磁コイル１である。このため、図１（ｂ）に示すように、Ｕ相（第１の相）が供給される電磁コイル１ａ（一の電磁コイル）の空芯領域（有効コイル部２１ａと有効コイル部２２ａとに挟まれた領域）に、外側のレイヤーでは、Ｖ相（第２の相）の電流が供給される電磁コイル１ｂの有効コイル部２１ｂや、Ｗ相（別の第２の相）の電流が供給される電磁コイル１ｃの有効コイル部２１ｃが嵌め込まれるようになっている《図１（ｂ）のほか図４も併せて参照》。また内側のレイヤーにおいても同様に、有効コイル部２２ｙ（Ｖ相）や有効コイル部２２ｚ（Ｗ相）が嵌め込まれるようになっている。

２．実験例
発明者は、電気機械装置の磁石の移動に伴う渦電流の発生に関する実験を行い、渦電流
の発生を抑制するコイルについての新たな知見を得たので、以下に説明する。

（１）実験構成
図５は、実験例における実験構成を示す模式図である。
電気機械装置の磁石の移動を模式的に再現するため、図５に示すように、振り子状の実験治具を構成した。具体的には、ロッド７１０の一端側７１０ｂに固定部材７２０を介して永久磁石ＭＧａ，ＭＧｂを配設し（符号７３０は永久磁石ＭＧａ，ＭＧｂのペアを示す）、ロッド７１０の他端側７１０ａを回動軸ＡＸ２に固定した。ロッド７１０の他端側７１０ａはベアリング軸に接続して低い摩擦係数の下で回動するようにした。
その上で、回動軸ＡＸ２の直下に試料（図においてSampleと記す）を配置するように構成した。試料は非磁性体からなる試料固定台７４０の上面に固定されるようにし、試料の上面の水準と振り子の先端に配設されている永久磁石ペア７３０との間に隙間Ｇを設定して、試料と永久磁石ペア７３０とが空間的に接触しないようにした。

（２）試料・実験方法
（２－１）試料
試料（Sample）は基本的には電磁コイルを想定しているが、具体的には「導電性の部材（例えば導電性基材６２，コイル用導線６０、後述する第１エンド部材１３０及び第２エンド部材１４０）」の材料の諸候補を想定し、これらの試料（Sample）を実験に付するものとした。更に具体的には、図６（後述）で示す表の第２列に示すような諸材料を平面視で３０ｍｍ×１０ｍｍの矩形の形に整形して、それぞれ試料として準備した。

（２－２）実験方法
先ず、実験番号に対応した試料を試料固定台７４０に配置する。その際、どの実験番号の場合であっても隙間Ｇはが凡そ１ｍｍ程度となるように試料固定台７４０の位置を調整するものとする。
次いで、永久磁石ペア７３０の中心の高さが回動軸ＡＸ２の高さと一致するように（すなわちロッド７１０が水平となるように）永久磁石ペア７３０を図８の実線で描いた状態にまで持ち上げる。
次いで、振り子を開放する。
そうすると、永久磁石ペア７３０は、図８の矢印Ｃ０の方向に動き始め、試料（Sample）の直上を矢印Ｃ１方向，矢印Ｃ２方向と交互に動くようにして往復して振動することとなる。かかる振動は、振り子と空気との抵抗の他、主に永久磁石ペア７３０が試料の近傍を通過することに伴う渦電流の発生による損失によって、減衰し、やがて停止することとなる。実験データはこの往復振動を観測することによって得るものとする。観測内容は、振り子が往復した回数（振り子が停止するまでの回数。以下単に往復回数という）及び振動した時間（振り子が停止するまでの所要時間。以下単に振動時間という）とする。往復回数及び／又は振動時間が大である程、渦電流の発生による損失が少ないとの仮定の下、往復回数及び／又は振動時間が大である程、渦電流の発生が少ないであろうと判定することとした。なお、実験番号６，７の試料は導体線ではないが比較のためにこれらについても観測を行った。以上のような実験方法で、実験番号１～７までの実験を行った。

（３）実験結果
図６は、実験例における実験結果を示す表である。
図６に示すように、導電性基材（導体部）の平均半径が１００μｍ以下である実験番号２，４，５については、往復回数及び振動時間が比較的大であり、渦電流の発生が小さい。更に導電性基材（導体部）の平均半径が５０μｍ以下であると更に渦電流の発生は小さくなる。また、複数の裸導体線が編組みされている編組線である実験番号４，５については、往復回数及び振動時間が比較的大であり、渦電流の発生が小さい。また、実験番号２のマグネットワイヤー（導電性基材たる導電部に予め絶縁皮膜が施されたもの）も、往復回数及び振動時間が比較的大であり、渦電流の発生が小さい。さらに、実験番号３のめっき銅線についても、往復回数及び振動時間が比較的大であり、渦電流の発生が小さい。

（４）考察
（４－１）上記実験結果から、実施形態１に係る電磁コイル１を構成するに当たり、導電性基材６２の平均半径は１２０μｍ以下であることが好しく、更には１００μｍ以下であるとより好ましく、更には５０μｍ以下であるとより一層好ましいことが明らかになった（実験番号２，４，５）。
（４－２）電磁コイル１を構成するに当たり、上記（１）の条件の下、コイル用導線６０は複数の裸導体線６１が編組みされている編組線６４でなることがより好ましいことが明らかになった（実験番号４，５）。
（４－３）電磁コイル１を構成するに当たり、上記（１）の条件の下、コイル用導線６０は導電性基材６２に予め絶縁皮膜が施された「マグネットワイヤー」が用いられてなることがより好ましいことが明らかになった（実験番号２）。
（４－４）導電性基材６２は銅線にニッケルめっきが施されたニッケルめっき線又は銅線にスズめっきが施されたスズめっき線であっても好適であることも明らかになった（実験番号３）。
以上より、上記（４－１）～（４－４）の何れか１つ又はそれらの組み合わせを充足する導電性基材６２，コイル用導線６０を採用することにより、渦電流の発生を低減することができることが実験により確認された。

３．実施形態１に係る電磁コイル１の効果
実施形態１に係る電磁コイル１は、２つの有効コイル部２０の間の中点ＭＰを含んで磁石の移動方向ＲＯＴに直交する「中心線ＣＬ」を中心とした線対称の略ハニカム構造をなしており、また、中心線ＣＬ付近において段差５０が設けられている。このような構成のため、段差５０によって相対的に低くなった領域（実施形態１で具体的に言うと、内周側の有効コイル部２２並びにこれと一体となった第１コイルエンド部３０の第４直線部１４及び第２コイルエンド部４０の第６直線部１６）に、隣接する他の電磁コイルの段差５０によって相対的に高くなった領域（実施形態１で具体的に言うと、外周側の有効コイル部２１並びにこれと一体となった第１コイルエンド部３０の第３直線部１３及び第２コイルエンド部４０の第５直線部１５）が整合することとなり、これらの電磁コイル１を複数個繰り返し隣接しながら組み合わせることができる。したがって、実施形態１では円筒形のコイルアセンブリー１００を構成することができる。

また、電磁コイル１では磁石の移動方向ＲＯＴに直交する配置関係の有効コイル部２０が確保された構成となっている。このため、有効コイル部２０のコイル用導線６０に流れる駆動電流Ｉの方向は磁石による磁界Ｂ（磁力線）の方向に対して直交することとなり、従来（特許文献１）の菱形の電磁コイルに比べてより効率的に（直交するので１００％寄与）ローレンツ力ｆを発生させてロータの回転力に寄与することができる。したがって、従来よりもエネルギー利用効率が高い電磁コイルとなる。

また、電磁コイル１は、平面視したとき六角形の略ハニカム構造であるため、図７に示すように、全体の長さに対する有効コイル部２０の長さを従来（特許文献２）の台形形状の電磁コイル９に比べ大きくすることができる。
図７は、従来の電磁コイル９と実施形態１に係る電磁コイル１との寸法を比較するために示す平面図である。図示のとおり、電磁コイル９における有効コイル部の長さの割合はＶＣＰ／（ＣＥ１＋ＣＥ２＋ＶＣＰ）であり、電磁コイル１における有効コイル部２０（２１，２２）の長さの割合はＬ１／（Ｌ２＋Ｌ３）である。つまり、同じ長さの電磁コイルを提供しようとした場合に、従来の電磁コイル９に比べ、実施形態１に係る電磁コイル１の方が有効コイル部の長さの割合を大きく確保することができる。
このように実施形態１に係る電磁コイル１は、「有効コイル部」というエネルギー変換に直接的に寄与する部分を相対的に増やすことができる。また逆にエネルギー変換に直接的に寄与しないコイルエンド部を小さくし配線長を小さくすることができるため、電磁コイル全体としての抵抗値を下げることもできる。こうしたことから、従来よりもエネルギー利用効率が高い電磁コイルとなる。

また、電磁コイル１において、有効コイル部２０は複数の導電性基材６２が束ねられてなるコイル用導線６０によって構成されており、導電性基材６２として用いられる線は銅を含む導電性の線であって該導電性基材の平均半径は１２０μｍ以下である。このような構成のため、渦電流の発生をより低減することができる。これは、［実験例］でも検証したように、磁石の移動による影響を受けやすい有効コイル部においては、例えば金属でなる個体導電材（例えば銅板など）を採用するのではなく、上記した素性のコイル用導線を採用することにより渦電流の発生を低減が期待できるからである。
このように、渦電流によるエネルギー損失を抑えることができる点からも、実施形態１に係る電磁コイル１は従来よりもエネルギー利用効率が高い電磁コイルとなる。

さらに、実施形態１に係る電磁コイル１において、有効コイル部２０（２１，２２）の断面は略扇形となっており、内周側に配置される有効コイル部の径方向の厚みＴｉは、外周側に配置される有効コイル部の径方向の厚みＴｏよりも大きくなっており、空芯領域１０の幅ＡＣと有効コイル部２０の幅Ｗ１とはＡＣ≧（Ｐａ－１）×Ｗ１の関係を有しており、内周側に配置される有効コイル部及び外周側に配置される有効コイル部が、式「Ｐａ・Ｐｍ＝Ｎ」により得たＮにより機械角２πをＮ等分した角度（２π／Ｎ）内に配置されるものとなっている。したがって円筒形状のコイルアセンブリー１００を構成することができる。また、実施形態１では相数Ｐａ＝３を適用できる構造となっていることから、３相駆動用の円筒形状（回転型）の電気機械装置に好適な電磁コイル１を提供することができる。

［実施形態２］
図８は、実施形態２に係る電磁コイル２及び当該電磁コイル２を複数組み合わせることにより構成されたコイルアセンブリー２００を説明するために示す図である。図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＤ－Ｄ切断図をそれぞれ示す。図８（ｃ）は複数の電磁コイル２ａ，２ｂ，２ｃを互いに重ね合わせるときの様子を示す斜視図である。図８（ｄ）はコイルアセンブリー２００の斜視図であり、図８（ｅ）は電気機械装置として駆動される際にコイルアセンブリー２００に供給される電流の相について説明するために示す断面図である。

実施形態２に係る電磁コイル２は基本的には実施形態１に係る電磁コイル１と同様の構成を有するが、２相駆動される電気機械装置に用いられる電磁コイルである点が異なる。

すなわち、実施形態２に係る電磁コイル２は、図８（ａ）で示すように、空芯領域１０の幅ＡＣが他の電磁コイル２の有効コイル部２０が１本収まる幅となっている。
このような構成となっているため、図８（ｅ）に示すように、Ａ相（第１の相）が供給される電磁コイル２ａ（一の電磁コイル）の空芯領域（有効コイル部２１ａと有効コイル部２２ａとに挟まれた領域）に、外側のレイヤーでは、Ｂ相（第２の相）の電流が供給される電磁コイル２ｂの有効コイル部２１ｂが嵌め込まれるようになっている《図８（ｃ）も併せて参照》。また内側のレイヤーにおいても同様に、有効コイル部２２ｚ（Ｂ相）が嵌め込まれるようになっている。よって、実施形態２によれば、２相駆動用の円筒形状（回転型）の電気機械装置に好適な電磁コイル２を提供することができる。

なお、実施形態２に係る電磁コイル２は２相駆動される電気機械装置に用いられる電磁コイルである点以外の構成においては、実施形態１に係る電磁コイル１と基本的に同様の構成を有する。そのため、実施形態１に係る電磁コイル１が有する効果のうち該当する効果を同様に有する。

［実施形態３］
図９は、実施形態３に係る電磁コイル３及び当該電磁コイル３を複数組み合わせることにより構成されたコイルアセンブリー３００を説明するために示す図である図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＥ－Ｅ切断図をそれぞれ示す。図９（ｃ）はコイルアセンブリー３００の斜視図であり、図９（ｄ）は電気機械装置として駆動される際にコイルアセンブリー３００に供給される電流の相について説明するために示す断面図である。

実施形態３に係る電磁コイル３は基本的には実施形態２に係る電磁コイル２と同様の構成を有するが、直線的に移動するムーバー（図示を省略）等を備えたいわゆるリニア型の電気機械装置に用いられる電磁コイルである点、つまり平面形状のコイルアセンブリーを構成するものである点が異なる。

上記した実施形態２に係る電磁コイル２は、回転軸ＡＸ１が延びる方向に沿って視たときに分割リング形状になっていた。一方、図９（ｂ）に示すように、実施形態３に係る電磁コイル３は磁石の移動方向ＭＯＶに平行な方向に延びた直線的な形状になっている。第１有効コイル部２１を構成する第１面Ｆ１や第２有効コイル部２２を構成する第３面は、磁石の移動方向ＭＯＶに平行な略平面となっている。

また、互いに離間した２つの有効コイル部２０（２１，２２）の当該平面に垂直な方向のそれぞれの厚みＴ１，Ｔ２は互いに凡そ等しくなっている、

上記のように構成されているため、電磁コイル３は、これを複数組み合わせることにより、磁石の移動方向ＭＯＶに沿って直線状に延びるリニア型のコイルアセンブリー３００を平面上に構成することができるものとなっている《図９（ｃ）参照》。

なお、電磁コイル３は２相駆動用の電磁コイルであるため、図９（ｄ）に示すように、Ａ相（第１の相）が供給される電磁コイル３ａ（一の電磁コイル）の空芯領域（有効コイル部２１ａと有効コイル部２２ａとに挟まれた領域）に、磁石寄りレイヤーでは、Ｂ相（第２の相）の電流が供給される電磁コイル３ｂの有効コイル部２１ｂが嵌め込まれるようになっている《図９（ｃ）も併せて参照》。また磁石が配置される側とは反対側のレイヤーにおいても同様に、有効コイル部２２ｚ（Ｂ相）が嵌め込まれるようになっている。

なお、ここでは２相駆動用の電磁コイルを例示して説明したが、実施形態３に係る電磁コイル３はこれに限定されるものではない。３相駆動用の電磁コイルとして構成することもできる。

実施形態３に係る電磁コイル３はリニア型の電気機械装置に用いられる電磁コイルである点以外の構成においては、実施形態１に係る電磁コイル１及び実施形態２に係る電磁コイル２と基本的に同様の構成を有する。そのため、電磁コイル１及び電磁コイル２が有する効果のうち該当する効果を同様に有する。

［適用例］
これまで説明してきた各実施形態で得られた電磁コイルは様々な製品分野に適用可能である。例えば、実施形態１に係る電磁コイル１及び実施形態２に係る電磁コイル２にあってはロータを備えたモータ、ロータを備えた発電機、ロータを備えたアクチュエータ等に適用することができる。また、実施形態３に係る電磁コイル３にあってはムーバーを備えたリニアモータ等に適用することができる。

［変形例］
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

１．コイルエンド部の個体導電材化（変形例１）
図１０は、変形例１に係る電磁コイル４を説明するために示す図である。図１０（ａ）は平面図、図８（ｂ）は第２コイルエンド部４０が配置された側から視たときの図、図１０（ｃ）は、有効コイル部２０（２１，２１）を構成するコイル用導線６０を図１０（ａ）で示す矢印Ｈに沿って切断したときの断面図である。図１１は、電磁コイル４を複数組み合わせることにより構成されたコイルアセンブリー４００を説明するために示す斜視図である。図１１は、電磁コイル４を複数組み合わせることにより構成されたコイルアセンブリー４００を説明するために示す斜視図である。

（１）変形例１に係る電磁コイル４の構成
各実施形態において、有効コイル部２０（２１，２２）、第１コイルエンド部３０及び第２コイルエンド部４０は同一の部材（コイル用導線６０）を用いて全体をフォーミングすることを想定して説明してきたが、本発明においてはこれに限定されるものではない。
例えば、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、変形例１に係る電磁コイル４として、第１コイルエンド部３０を個体導電材でなる第１エンド部材１３０によって構成し、第２コイルエンド部４０を個体導電材でなる第２エンド部材１４０によって構成してもよい（変形例１）。

（２）第１エンド部材１３０
第１エンド部材１３０は、個体導電材でなる。
「個体導電材」とは、「導電性の部材」のバリエーションの１つであり、ワイヤー（線材）を束ねたようなものではなく１個体となっている導電性の部材をいう。例えば、銅を含む金属でなり所定の形状に鋳造又は鍛造されたものであってもよい。銅板（銅を含む金属を圧延したもの）が所定の形状にプレスされたものであってもよい。個体導電材は少なくとも銅又は炭素を含む材料で構成されたものが好ましい。

第１エンド部材１３０は、２つの有効コイル部２１，２２をそれぞれ構成している一のコイル用導線６０_１及び他のコイル用導線６０_２のそれぞれの一端側（ＬＤ１の側）と連結されており、一のコイル用導線６０_１及び他のコイル用導線６０_２との間を電気的に接続する。第１エンド部材１３０には、コイル用導線６０_１，６０_２の一端側６０ａを受容し嵌合することができるように開口部１３１が設けられている《併せて図１３（ｂ）参照》。

（３）第２エンド部材１４０
第２エンド部材１４０は、上記したものと同様の個体導電材でなる。
第２エンド部材１４０は、２つの有効コイル部２１，２２をそれぞれ構成している一のコイル用導線６０_１及び他のコイル用導線６０_２のそれぞれの他端側（ＬＤ２の側）と連結されている。第２エンド部材１４０には、コイル用導線６０_１，６０_２の他端側６０ｂを受容し嵌合することができるように開口部１４１が設けられている。また、第２エンド部材１４０には回路結線端子１０５が配設されている《併せて図１３（ｂ）参照》。

（４）コイル用導線６０
有効コイル部２１，２２を構成するコイル用導線６０_１，６０_２は複数の裸導体線６１が編組みされた編組線６４でなる。具体的には、例えば図１０（ｃ）に示すように、コイル用導線６０_１，６０_２は、裸導体線６１が６本単位で撚られた撚線６３を中間材とし、３セットの当該撚線６３が編組みされた編組線６４でなっている。
有効コイル部２０（２１，２２）を構成するコイル用導線６０は少なくとも銅又は炭素を含む材料で構成されている。

（５）絶縁
編組線６４の少なくとも表面において絶縁層１０６が設けられている。絶縁層１０６は、絶縁性の部材であれば如何なるものからなっていてもよい。例えば、少なくとも有効コイル部２０における絶縁層は、導電性基材６２の周囲に浸透した水溶性の材料が固化した絶縁層１０７で構成してもよい。この絶縁層１０７は、導電性基材６２の周囲に形成された電着絶縁塗膜であることが好ましい。絶縁層１０７は、別言すると、導電性基材６２に対し電着塗装して得られた「電着絶縁塗膜」である。絶縁層１０７としての電着絶縁塗膜は、導電性基材６２を皮膜するものであり、絶縁材料からなり絶縁機能を有する。
なお、ここまでの（４）コイル用導線６０及び（５）絶縁についての説明は各実施形態においても適用することができる。

第２コイルエンド部４０には、第２エンド部材１４０に連成又は連結された回路結線端子１０５が配設されており《図１０（ａ）参照》、電磁コイル４は、回路結線端子１０５以外の全域の表面（回路結線端子１０５の部位を除く全ての領域の全表面）において絶縁層が設けられている。

（６）電磁コイル４の製造方法
（６－１）編組線準備工程
図１２は、コイル用導線６０（編組線６４）の準備について説明するために示す図である。図１２（ａ）は撚線６３や編組線６４を長手方向に垂直な面で切断したときの断面図である。
編組線準備工程においては、まず、導電性基材６２としての裸導体線６１を６本単位で撚った撚線６３を作成しこれを中間材とする《図１２（ａ）（ｉ）参照》。次いで、かかる撚線６３を３セット寄せ集め、これらを互いに編み組して編組線６４を作成する《図１２（ａ）（ｉｉ）参照》。この段階で編組線６４の周囲を外側から全体的に押圧するなどして軽くフォーミングを行ってもよい。こうして作成された編組線６４は、図１２（ｂ）の斜視図で示すような所定の厚みを持った略板状のコイル用導線６０として準備される。

（６－２）編組線フォーミング工程
図１３は、変形例に係る電磁コイル４の製造工程（一部）を説明するために示す図である。図１３（ａ）は編組線フォーミング工程を説明するための斜視図である。
編組線フォーミング工程においては、まず、編組線６４をカットするなどして所定の長さに調整する《図１３（ａ）の左側の図参照》。次いで、編組線６４の両端部である一端側６０ａ及び他端側６０ｂにおいて、所定の長さに渡って周囲を外側から潰すようにして編組線６４の両端部の外径寸法を小さくする《図１３（ａ）の右側の図参照》。これにより、編組線６４の両端部が第１エンド部材１３０の開口部１３１及び第２エンド部材１４０の開口部１４１に挿入できるようにしておく。

（６－３）エンド部材及びコイル用導線連結工程
図１３（ｂ）はエンド部材及びコイル用導線連結工程を説明するための斜視図である。
エンド部材及びコイル用導線連結工程においては、まず、第１エンド部材１３０にあっては編組線フォーミング工程で潰して外形寸法を小さくしておいたコイル用導線６０_１，６０_２（編組線６４）の一端側６０ａを、第１エンド部材１３０の開口部１３１にそれぞれ挿入しコイル用導線と第１エンド部材とのオーバーラップ部に嵌め合わせる。第２エンド部材１４０にあっては、同様にコイル用導線６０_１，６０_２（編組線６４）の他端側６０ｂを、第２エンド部材１４０の開口部１４１からそれぞれ挿入しオーバーラップ部に嵌め合わせる。
次いで、嵌め合わせた第１エンド部材１３０とコイル用導線６０_１，６０_２との間、及び第２エンド部材１４０とコイル用導線６０_１，６０_２との間をそれぞれ強固に連結する。連結作業は、かしめ固定によって行ってもよい。かしめ固定は、例えば、第１エンド部材１３０のオーバーラップ部内に位置する所定部位に対して、圧着工具等を用いて第１エンド部材１３０の外側から圧力を掛け、第１エンド部材１３０のオーバーラップ部を塑性変形させる。すると、第１エンド部材１３０の開口部１３１の内部の壁がコイル用導線６０_１，６０_２の外周を強く押さえつけるようになる。これにより、第１エンド部材１３０はコイル用導線６０_１，６０_２に密着するようにして強固に固定されつつ電気的に接続される。なお、上記したかしめ固定を行った後にはんだ等の導電性を有する材料を用いて第１エンド部材１３０とコイル用導線６０_１，６０_２の間を接合・固定する処置を更に施してもよい。

（６－４）絶縁層形成工程
絶縁層形成工程は、回路結線端子１０５以外の領域（部位）の、少なくとも表面に絶縁層１０６を設ける工程である。なお回路結線端子１０５の表面は予めマスキングを施しておくものとする。

図示を省略するが、絶縁層形成工程としては、絶縁性を有する溶質を用いた水溶性の材料を少なくともコイル用導線６０に浸透させる浸透ステップと、浸透した水溶性の材料を固化する固化ステップと、をこの順序で実施するのが好ましい。この場合、水溶性の材料は、絶縁性を有し且つ接着性を有するものを採用するのが好ましい。
なお、浸透ステップにおいては、上記水溶性の材料を第１エンド部材１３０及び第２エンド部材１４０（予めマスキングした部分は除く）の表面にも付着させる処理を併せて実施してもよい。

絶縁層形成工程は、例えば次のように実施してもよい。すなわち、液槽・容器等（以下、単に液槽とする）の内側に熱硬化性樹脂の溶液を満たしたうえで、液槽の内側に、エンド部材及びコイル用導線連結工程を実施した（組み上げた）電磁コイルを投入する。こうすると、水溶性の材料がコイル用導線６０を構成する複数の導電性基材６２の間に浸透（浸入）する。この際、第１エンド部材１３０及び第２エンド部材１４０（マスキングした部分は除く）の表面においても水溶性の材料が付着する。このように導電性基材６２等の周囲に水溶性の材料が付着した状態で、コイル用導線６０、第１エンド部材１３０及び第２エンド部材１４０（被塗物）を液槽から引き上げる。そして、水溶性の材料が付着した被塗物に対して加熱することにより、被塗物の周囲に付着した水溶性の材料に由来する材料を固化させる。

水溶性の材料の浸透及び固化は、いわゆる電着絶縁塗装によって行うことが好ましい。

以上の工程を実施することにより、図１３（ｃ）に示す変形例１に係る電磁コイル４を得ることができる。なお、電磁コイル４は、導電性の部材が空芯領域１０を囲むように約３／４周するいわゆる単巻きの電磁コイルである。

なお、コイル用導線６０の準備の仕方、エンド部材の連結の仕方、等については、同一発明者による先の出願である特願2020-147041も詳しい。このため、先の出願に記載された内容を本願に取り込んで本願における説明として援用することができる。

（７）変形例１に係る電磁コイル４の効果
（７－１）電磁コイル４において、第１コイルエンド部３０及び第２コイルエンド部４０は、線材を用いた部材ではなく個体導電材でなる第１エンド部材１３０及び第２エンド部材１４０で構成されている。
このため、第１コイルエンド部３０及び第２コイルエンド部４０では、有効コイル部２０の長手方向ＬＤから鋭角に方向を変えながら空芯領域１０周りを巻回することができる。その結果、コイルエンド部の長手方向ＬＤの寸法をより小さくすることができる。そうすると、相対的に全体の長さに対する有効コイル部２０の長さの割合を大きくすることができる。また逆に、エネルギー変換に直接的に寄与しないコイルエンド部を小さくし配線長を小さくすることができるため、電磁コイル全体としての抵抗値を下げることもできる。したがって、高トルクを引き出せ、且つ、エネルギー利用効率の高い電磁コイルとすることができる。

また、同じ有効コイル部２０の長さを確保することを想定した場合、線材を用いたコイルエンド部の場合に比べより小型のコイルアセンブリーを構成することができる。また、第１エンド部材１３０及び第２エンド部材１４０は個体導電材でなるため、つまり撚ったり／編み込みしたりしたものでもないため、線材を鋭角に曲げようとするときの断線・線径歪みの問題も生じない。さらには、電気機械装置の仕様上、立体的に複雑な形状、凹凸を有する形状などの電磁コイルを形成しなければならない場合においても、適宜の形状に形成した個体導電材を準備すればそのような要求仕様にも応え得る。

２．コイルエンド部の個体導電材化（変形例２）
また、変形例１に係る電磁コイル４よりもコイルの巻回数を多くしてもよい（変形例２）。
図１４は変形例２に係る電磁コイル５を説明するために示す斜視図である。図１４（ａ）は電磁コイル５の分解図であり、図１４（ｂ）は電磁コイル５の組み立てが完了したときの図である。基本的な構成及び特徴が変形例１と同じ構成要素については、変形例１の説明における符号１３０台を２３０台に、符号１４０台を２４０台に置き換えながら、変形例１における当該構成要素の説明を援用するものとしここでの説明は省略する。

変形例２に係る電磁コイル５は基本的には変形例１に係る電磁コイル４と同様の構成を有するがコイルの巻回回数において変形例１に係る電磁コイル４とは異なる。
すなわち、電磁コイル５は、図１４に示すように、「導電性の部材」が左上の側より順次、第２エンド部材２４０_１、コイル用導線６０_１、第１エンド部材２３０_１、コイル用導線６０_３、第２エンド部材２４０_２、コイル用導線６０_２、第１エンド部材２３０_２、コイル用導線６０_４、第２エンド部材２４０_３と連結されながら、空芯領域１０を取り囲むように約２回巻回している。

変形例２に係る電磁コイル５によれば、巻回数をより増やした電磁コイルとなり更に高トルクな電気機械装置を構成できる。

３．コイルエンド部の個体導電材化（変形例３）
図１５は、変形例３のスペーサ１５０について説明する図である。図１５（ａ）はスペーサ１５０を編組線６４に装着する前の平面図を、図１５（ｂ）はその側面図をそれぞれ示す。図１５（ｃ）はスペーサ１５０を編組線６４に装着したときの平面図を示す。

変形例１に係る電磁コイル４や変形例２に係る電磁コイル５において、コイル用導線６０の端部に金属などのスペーサ１５０を装着し、かかるスペーサ１５０を介して間接的にコイル用導線６０の一端側６０ａ，他端側６０ｂが第１エンド部材１３０，２３０及び第２エンド部材１４０，２４０と連結され接続されるように構成してもよい（変形例３）。

なお、変形例３に係る電磁コイル（図示を省略）の製造方法においては、新たにスペーサ装着ステップが必要となる。
すなわち、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、編組線フォーミング工程を実施した後に、コイル用導線６０の一端側６０ａ及び他端側６０ｂにスペーサ１５０を装着する。具体的にはコイル用導線６０の一端側６０ａ及び他端側６０ｂにスペーサ１５０をそれぞれ挿入し、各スペーサ１５０の外部から圧着工具等を用いて圧力をかけて「かしめ」ることで固定する。また、「かしめ」に替えて又は「かしめ」に加えて、溶着による固定を行ってもよいし、導電性接着剤による固定を行ってもよい。いずれにせよ固定を行った後は図１５（ｃ）で示す状態となる。

その後、上記した図１３（ｂ）及び図１４（ａ）で示したエンド部材及びコイル用導線連結工程と同様にして、スペーサ１５０が装着されたコイル用導線６０の端部を第１エンド部材の開口部及び第２エンド部材の開口部にそれぞれ挿入することにより、変形例３に係る電磁コイル（図示を省略）を得ることができる。

コイル用導線６０として例えば編組線６４を採用したとき、編組線６４の端部を直に第１エンド部材の開口部に挿入して嵌め合わせることも可能であるが、編組線６４の端部に導電性基材６２（線材）のほつれ、毛羽立ち等が生じることがある。一方で、変形例３のスペーサ１５０を導入することにより上記したようなほつれ、毛羽立ち等が無い状態で第１エンド部材及び第２エンド部材に対し連結し接続することができ、接続信頼性の一層高い電磁コイルとなる。

４．段差５０を緩和する肉盛り５２（変形例４）
図１６は、変形例４の肉盛り５２について説明する図である。図１６（ａ）は実施形態３の電磁コイル３を用いたコイルアセンブリー（一部）の図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）の矢印Ｊに沿って視たときの電磁コイル３ｂ（一部）を示す図である。図１６（ｃ）は変形例としての電磁コイル３’を用いたコイルアセンブリー（一部）の図であり、図１６（ｄ）は図１６（ｃ）の矢印Ｋに沿って視たときの電磁コイル３ｂ’（一部）を示す図である。

上記した各実施形態及び各変形例における電磁コイルを平面視したとき、図１６（ａ）に示すように、当該電磁コイルの第２有効コイル部と同一面（内側の段又は下の段）のうち、隣接する電磁コイルの第１有効コイル部と同一面（外側の段又は上の段）がオーバーラップしない領域ＲＧ１については、電気機械装置の磁石が配置される第１側の面に対して部分的に穴（窪み）が生じている。

そこで、図１６（ｃ）及び図１６（ｄ）で示すように、領域ＲＧ１に対し段差５０の傾斜を緩和するような肉盛り５２を設けてもよい（変形例４）。
かかる領域ＲＧ１に肉盛り５２を設けることにより、部分的な窪みが緩和され、電気機械装置の磁石が配置される第１側の面を全体的に滑らかな面とすることができる。なお、ここでは実施形態３の例を図示して説明しているが、他の実施形態についても同様に窪みに対して肉盛りを適用することができる。

５．その他の変形
（１）上記した各実施形態及び各変形例では、コイル用導線６０の例として複数の裸導体線６１が編組みされた編組線６４を取り上げて説明した。しかしながら本発明はこれに限定されるものではない。例えば、導電性基材６２はエナメル線であり、コイル用導線６０を複数のエナメル線が撚られた「リッツ線」で構成してもよい。

（２）上記した各実施形態及び各変形例では、絶縁層１０６として、導電性基材６２の周囲に浸透した水溶性の材料が固化した絶縁層１０７で構成したものを取り上げて説明した。しかしながら本発明はこれに限定されるものではない。例えば、絶縁層１０６が導電性基材の周囲に形成された絶縁塗布膜であってもよい。

（３）上記した実施形態１、実施形態２及び各変形例で説明に用いた図面では、電気機械装置の磁石が円筒形状のコイルアセンブリー１００，２００の外側で移動する配置関係のいわゆるアウターロータ型の図を用いた。しかしながら本発明はこれに限定されるものではない。円筒形状のコイルアセンブリー１００，２００の内側に磁石が移動するいわゆるインターロータ型の電気機械装置においても適用することができる。同様に、実施形態３で説明したリニア型の電気機械装置に関しても、コイルアセンブリー３００の図における上側で磁石（ムーバー）が移動するタイプに限らず、下側で磁石（ムーバー）が移動するタイプの電気機械装置においても本発明を適用することができる。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，２，２ａ，２ｂ，２ｃ，３，３ａ，３ｂ，３ｃ，４，５，９…電磁コイル、１０…空芯領域、１１…第１直線部、１２…第２直線部、１３…第３直線部、１４…第４直線部、１５…第５直線部、１６…第６直線部、２０…有効コイル部、２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…第１有効コイル部、２２，２２ａ，２２ｙ，２２ｚ…第２有効コイル部、３０…第１コイルエンド部、４０…第２コイルエンド部、５０…段差、５２…肉盛り、６０…コイル用導線、６０ａ…（コイル用導線の）一端側、６０ｂ…（コイル用導線の）他端側、６１…裸導体線、６２…導電性基材、６３…撚線、６４…編組線、１００，２００，３００，４００…コイルアセンブリー、１０５…回路結線端子、１０６…絶縁層、１０７…水溶性の材料が固化した絶縁層、１３０，２３０…第１エンド部材、１３１…（第１エンド部材の）開口部、１４０，２４０…第２エンド部材、１４１…（第２エンド部材の）開口部、１５０…スペーサ、７１０…ロッド、７１０ａ…他端側、７１０ｂ…一端側、７２０…固定部材、７３０…永久磁石ペア、７４０…試料固定台

Claims (9)

1. 電気機械装置の磁石の移動方向に沿って配置され、導電性の部材が空芯領域を囲むようにして巻回されてなる電磁コイルであって、
   当該電磁コイルが円筒形状のコイルアセンブリーを構成するものであり、
   平面視したときに、それぞれが前記磁石の移動方向に直交すると共に互いに離間して配置された２つの有効コイル部と、前記有効コイル部の長手方向の一方側に位置し前記有効コイル部を接続する第1コイルエンド部と、前記有効コイル部の長手方向の他方側に位置する第２コイルエンド部とを有し、
   前記２つの有効コイル部の間の中点を含んで前記磁石の移動方向に直交する「中心線」を中心とした線対称の略ハニカム構造をなし、
   前記磁石の移動方向に垂直な方向であって前記有効コイル部が延びる方向に沿って視たときに、前記中心線付近において段差が設けられており、
   前記２つの有効コイル部のうちの一方は、当該電気機械装置の回転軸ＡＸ１を中心とした内周側に配置される有効コイル部であり、他方は、前記回転軸ＡＸ１を中心とした外周側に配置される有効コイル部であり、
   前記第１コイルエンド部は、前記内周側に配置される有効コイル部の外周側の面と前記外周側に配置される有効コイル部の外周側の面との前記段差間を接続する外周側の面と、前記内周側に配置される有効コイル部の内周側の面と前記外周側に配置される有効コイル部の内周側の面との前記段差間を接続する内周側の面と、を有し、
   前記磁石の移動方向に垂直な方向であって前記有効コイル部が延びる方向に沿って視たときに、
   前記段差間を接続する外周側の面は、前記回転軸ＡＸ１を中心とした前記円筒形状の法線であって前記中点を通る該法線が、前記段差間を接続する外周側の面の前記円筒形状周方向における幅の中心に対して、一方の側に位置するように配置されており、
   前記段差間を接続する内周側の面は、前記法線が、前記段差間を接続する内周側の面の前記円筒形状周方向における幅の中心に対して、前記一方の側の反対側である他方の側に位置するように配置されており、
   少なくとも前記有効コイル部は複数の導電性基材が束ねられてなるコイル用導線によって構成されており、
   前記導電性基材として用いられる線は銅を含む導電性の線であって該導電性基材の平均
   半径は１２０μｍ以下である、
   ことを特徴とする電磁コイル。
2. 請求項１に記載の電磁コイルにおいて、
   前記導電性基材は裸導体線であり、
   前記コイル用導線は複数の前記裸導体線が編組みされた編組線でなる、
   ことを特徴とする電磁コイル。
3. 請求項１又は２に記載の電磁コイルにおいて、
   前記２つの有効コイル部のうち、当該電気機械装置の前記磁石が配置される側に寄って配置される有効コイル部を第１有効コイル部とし、前記磁石が配置される側とは反対の側に寄って配置される有効コイル部を第２有効コイル部としたときに、
   前記第１有効コイル部は、前記磁石に対向する磁石寄りの第１面Ｆ１及び該第１面Ｆ１とは反対側の第２面Ｆ２を有し、前記第２有効コイル部は前記磁石が配置される側の第３面Ｆ３及び該第３面Ｆ３とは反対側の第４面Ｆ４を有しており、
   前記第１面Ｆ１と前記第３面Ｆ３との間の段差で定義される前記２つの有効コイル部間の段差は、前記第１面Ｆ１と前記第２面Ｆ２の間の寸法で定義される前記第１有効コイル部の厚み以上である、
   ことを特徴とする電磁コイル。
4. 請求項１～３のいずれかに記載の電磁コイルにおいて、
   前記有効コイル部の断面は略扇形となっており、
   前記内周側に配置される有効コイル部の径方向の厚みＴｉは、前記外周側に配置される有効コイル部の径方向の厚みＴｏよりも大きくなっており、
   前記回転軸ＡＸ１が延びる方向に沿って視たときに、前記内周側に配置される有効コイル部及び前記外周側に配置される有効コイル部は、式「Ｐａ・Ｐｍ＝Ｎ」により得たＮにより機械角２πをＮ等分した角度内に配置される、
   ことを特徴とする電磁コイル。
   但し、Ｐａは電気機械装置が駆動されるときの相数であり、Ｐｍは電気機械装置の磁極数であり、Ｐａ，Ｐｍ，Ｎはそれぞれ自然数である。
5. 請求項１～４のいずれかに記載の電磁コイルにおいて、
   第１の相の電流が供給される「一の前記電磁コイル」の前記空芯領域に、第２の相の電流が供給される「他の前記電磁コイル」の前記有効コイル部が嵌め込められるように構成されている、
   ことを特徴とする電磁コイル。
6. 請求項１～５のいずれかに記載の電磁コイルにおいて、
   前記有効コイル部を構成する前記コイル用導線は、複数の裸導体線が編組みされた編組線でなり、
   前記第１コイルエンド部は、個体導電材でなる第１エンド部材によって構成されており、
   前記第１エンド部材は、前記２つの有効コイル部をそれぞれ構成している一のコイル用導線及び他のコイル用導線のそれぞれの一端側と連結され、前記一のコイル用導線及び前記他のコイル用導線との間を電気的に接続しており、
   前記第２コイルエンド部は、個体導電材でなる第２エンド部材によって構成されており、
   前記第２エンド部材は、前記２つの有効コイル部をそれぞれ構成している前記一のコイル用導線及び前記他のコイル用導線のそれぞれの他端側と連結されている、
   ことを特徴とする電磁コイル。
7. 請求項６に記載の電磁コイルにおいて、
   前記第２コイルエンド部には、前記第２エンド部材に連成又は連結された回路結線端子が配設されており、
   前記電磁コイルは、前記回路結線端子以外の全域の表面において絶縁層が設けられている、
   ことを特徴とする電磁コイル。
8. 請求項６又は７に記載の電磁コイルにおいて、
   前記個体導電材は少なくとも銅又は炭素を含む材料で構成され、
   前記有効コイル部を構成する前記コイル用導線は少なくとも銅又は炭素を含む材料で構成された、
   ことを特徴とする電磁コイル。
9. 請求項６～８のいずれかに記載の電磁コイルにおいて、
   前記コイル用導線の端部にはスペーサが装着され、前記コイル用導線の前記端部は前記第１エンド部材及び前記第２エンド部材と連結されていることを特徴とする電磁コイル。