(57)【要約】  本発明は、回転する構成要素の間で信号を結合させる回転変圧器に関する。回転変圧器（１０）は、回転シャフト（１５）と、回転シャフトに取付けられた第１の磁気コア（２０）と、第１の磁気コアの周りに巻かれた第１の巻線（２５）を有する。回転変圧器は、更に、中空の第２の磁気コア（３０）と、第２の磁気コアの内壁に沿って巻かれた第２の巻線（３５）を有する。作動中、回転シャフトに取付けられた第１の巻線は、第２の巻線の内側で回転し、第１の磁気コア及び第２の磁気コアは、信号を２つの巻線の間で磁気的に結合させる。また、第１の巻線と第２の巻線は、それらの間に容量結合を生じさせるように、小さい間隔を隔てて配置され、それにより、変圧器の周波数応答を拡張させる。１つの実施形態では、巻線は、巻線の形状に巻かれた実質的に扁平な導体を含む。別の実施形態では、巻線の各々は、曲がり部によって連結された円形ループを含む。
2011507611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転変圧器であって、
回転シャフトと、
前記回転シャフトの上に配置された第１の磁気コアと、
前記第１の磁気コアの周りに巻かれた第１の巻線と、
中空である第２の磁気コアと、
前記第２の磁気コアの内壁に沿って巻かれた第２の巻線と、
ハウジングと、を有し、
前記第２の磁気コア及び前記第２の巻線は、前記ハウジング内に収容され、
前記回転シャフト、前記第１の磁気コア、及び前記第１の巻線は、前記ハウジング内に回転可能に収容され、
前記第１の巻線は、前記第２の磁気コア内に回転可能に配置される、回転変圧器。
【請求項２】
前記第１の巻線は、前記第１の磁気コアの周りに巻かれた実質的に扁平な導体を含む、請求項１に記載の回転変圧器。
【請求項３】
前記第２の巻線は、前記第２のコアの内壁に沿って巻かれた実質的に扁平な導体を含む、請求項２に記載の回転変圧器。
【請求項４】
前記第１の巻線は、複数の円形ループと、曲がり部とを有し、前記円形ループの各々は、隙間を有し、前記曲がり部は、隣り合う前記円形ループを連結する、請求項２に記載の回転変圧器。
【請求項５】
前記第１の巻線は、前記回転シャフトの回転軸線の周りに巻かれる、請求項１に記載の回転変圧器。
【請求項６】
前記第２の巻線は、前記回転シャフトの回転軸線の周りに巻かれる、請求項５に記載の回転変圧器。
【請求項７】
前記第１の巻線は、螺旋形状に巻かれる、請求項２に記載の回転変圧器。
【請求項８】
更に、前記第１の磁気コアに隣接して前記回転シャフトの上に配置される第１の磁気コア端部を有し、前記第１の磁気コア端部は、前記第１の磁気コアよりも大きい外径を有する、請求項１に記載の回転変圧器。
【請求項９】
更に、前記第２の磁気コアに隣接して配置された第２の磁気コア端部を有し、前記第２の磁気コア端部は、中空であり、前記第２の磁気コアよりも小さい内径を有する、請求項８に記載の回転変圧器。
【請求項１０】
更に、第１の磁気コア端部及び第２の磁気コア端部を有し、前記第１の磁気コア及び前記第２の磁気コアは、前記第１の磁気コア端部と前記第２の磁気コア端部の間に配置される、請求項１に記載の回転変圧器。
【請求項１１】
前記第１の巻線と前記第２の巻線は、異なる巻き比率を有する、請求項１に記載の回転変圧器。
【請求項１２】
カテーテル装置であって、
管腔を有するカテーテル本体と、
前記カテーテル本体の管腔内に回転可能に受入れられる作動素子と、
回転変圧器と、を有し、
前記回転変圧器は、前記作動素子に機械的に結合された回転シャフトと、前記回転シャフトの上に配置された第１の磁気コアと、前記第１の磁気コアの周りに巻かれると共に前記作動素子に電気的に結合された第１の巻線と、中空である第２の磁気コアと、前記第２の磁気コアの内壁に沿って巻かれた第２の巻線と、ハウジングと、を有し、
前記第２の磁気コア及び前記第２の巻線は、前記ハウジング内に収容され、
前記回転シャフト、前記第１の磁気コア、及び前記第１の巻線は、前記ハウジング内に回転可能に収容され、
前記第１の巻線は、前記第２の磁気コア内に回転可能に配置される、カテーテル装置。
【請求項１３】
前記作動素子は、超音波トランスデューサを含む、請求項１２に記載のカテーテル装置。
【請求項１４】
前記第１の巻線は、前記第１の磁気コアの周りに巻かれた実質的に扁平な導体を含む、請求項１２に記載のカテーテル装置。
【請求項１５】
前記第１の巻線は、複数の円形ループと、曲がり部とを有し、前記円形ループの各々は、隙間を有し、前記曲がり部は、隣り合う前記円形ループを連結する、請求項１４に記載のカテーテル装置。
【請求項１６】
前記第１の巻線は、前記回転シャフトの回転軸線の周りに巻かれる、請求項１６に記載のカテーテル装置。
【請求項１７】
前記第２の巻線は、前記回転シャフトの回転軸線の周りに巻かれる、請求項１６に記載のカテーテル装置。
【請求項１８】
前記第１の巻線は、螺旋形状に巻かれる、請求項１４に記載のカテーテル装置。
【請求項１９】
更に、前記回転シャフトに機械的に結合された駆動モータを有する、請求項１２に記載のカテーテル装置。
【請求項２０】
前記第１の巻線と前記第２の巻線は、異なる巻き比率を有する、請求項１２に記載のカテーテル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００７年１２月２０日に出願された米国特許出願第１１／９６１，９１２号に基づく優先権を主張し、その記載内容全体を本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、カテーテル装置に関し、特に、カテーテル装置内の電気信号を結合させるための回転変圧器に関する。
【背景技術】
【０００３】
カテーテル装置において、その回転構成要素と非回転構成要素の間で電気信号を結合させる回転変圧器が用いられる。例えば、カテーテル装置は、カテーテル本体内に受入れられた回転可能なトランスデューサを有する。トランスデューサは、モータによって駆動される駆動ケーブルの遠位端部に取付けられ、それにより、トランスデューサをカテーテル本体内で回転させる。この例では、回転変圧器は、電気信号を回転トランスデューサと静止電子機器との間で結合させるのに使用される。
【０００４】
回転変圧器は、典型的には、２つのフェライトコアを有し、一方のコアは他方のコアに対して回転する。一次巻線が、一方のコアの周りに巻かれ、二次巻線が、他方のコアの周りに巻かれる。２つのコアは、２つの巻線の間で磁気的に結合され、それにより、電気信号を一方の巻線から他方の巻線に結合させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存の回転変圧器が有する課題は、その磁気結合が高周波数で低下することである。このことにより、回転変圧器を介して結合させた信号の振幅を高周波数で減衰させ、それにより、回転変圧器の帯域幅を制限する。
【０００６】
従って、信号を高周波数で結合させることが可能な回転変圧器の要望がある。また、広い帯域幅を有する回転変圧器の要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、互いに対して回転する構成要素間で信号を結合させる回転変圧器を提供する。
【０００８】
例示の実施形態では、回転変圧器は、回転シャフトと、回転シャフトの上に配置された第１の磁気コアと、第１の磁気コアの周りに巻かれた第１の巻線とを有する。回転変圧器は、更に、中空の第２の磁気コアと、第２の磁気コアの内壁に沿って巻かれた第２の巻線とを有する。回転シャフト、第１の磁気コア、及び第１の巻線は、第２の磁気コア及び第２の巻線内に配置される。作動中、回転シャフトの上に配置された第１の巻線は、第２の巻線の内側で回転する。第１の磁気コア及び第２の磁気コアは、信号を第１の巻線と第２の巻線の間で結合させる。更に、第１の巻線及び第２の巻線は、それらの間に容量結合を生じさせるように、小さい間隔で隔てられる。容量結合は、高周波数において、第１の巻線と第２の巻線の間の低インピーダンス伝導路を形成することによって、変圧器の周波数応答を拡張させる。
【０００９】
例示の１つの実施形態では、第１の巻線及び第２の巻線の各々は、巻線の形状に巻かれた実施的に扁平なストリップ導体を含む。この実施形態では、第１の巻線と第２の巻線は、小さい間隔を隔てて配置された平行板（即ち、第１の巻線の導体及び第２の巻線の導体）を含む平行板コンデンサを形成するように整列させられる。第１の巻線の扁平なストリップ導体と第２の巻線の扁平なストリップ導体との間の小さい間隔は、変圧器の帯域幅を拡張させる大きい容量結合及び緊密な磁気結合を生じさせる。
【００１０】
別の例示の実施形態では、第１の巻線及び第２の巻線の各々は、ジョグ又は屈曲部によって連結された円形ループを含む。この実施形態では、第１の巻線の円形ループが、第２の巻線の円形ループと整列させられる。この実施形態の利点は、第１の巻線の回転中、２つの巻線の円形ループの重なりが変化しないことである。その結果、回転中、２つの巻線の間の容量結合は、実質的に一定のままであり、それにより、望ましくない振幅変調が結合信号に導入されることを防止する。
【００１１】
別の例示の実施形態では、第１の巻線及び第２の巻線の各々は、螺旋形状に巻かれた実質的に扁平なストリップ導体を含む。
【００１２】
別の例示の実施形態では、第１の巻線及び第２の巻線の各々は、中空円筒形小片をそれぞれ、巻線の形状に切断し又はエッチングすることによって製造される。１つの実施形態では、第１の巻線及び／又は第２の巻線は、第１の巻線と第２の巻線の間に所望の隙間が得られるように薄くされる。所望の隙間に合わせて巻線を薄くすることにより、磁気コアの厳しい公差を必要とすることなしに、隙間寸法の正確な制御が得られる。このことは、機械加工が困難な脆弱なフェライト材料でコアが作られている場合に有利である。
【００１３】
本発明の他のシステム、方法、特徴及び利点は、添付図面及び詳細な説明に基づいて、当業者に明らかになろう。かかる追加のシステム、方法、特徴及び利点はすべて、本明細書の説明の範囲内に含まれ、本発明の範囲内に含まれ、特許請求の範囲によって保護されるものである。
【００１４】
本発明の上述した利点及び目的、並びに、その他の利点及び目的がどのように達成されるかを一層良く理解するために、概略的に上述した本発明のより詳細な説明を、添付図面に示す特定の実施形態を参照して行う。本発明の原理を説明する際、図中の構成要素は、必ずしも縮尺通りではなく、強調が行われていることに注意すべきである。更に、図において、同様の参照符号は、異なる図にわたって一致する部分を示す。しかしながら、同様の部品が常に同様の参照符号を有しているわけではない。更に、すべての例示は、概念を示すものであり、相対的な寸法形状及びその他の詳細な属性は、概略的に示され、文字通りではなく、また、正確ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の例示の実施形態による回転変圧器の分解図である。
【図２】本発明の例示の実施形態による回転変圧器の回転構成要素の分解図である。
【図３】本発明の例示の実施形態による回転変圧器の非回転部品の分解図である。
【図４】本発明の例示の実施形態による回転変圧器の断面図である。
【図５】本発明の例示の実施形態による回転変圧器の巻線を示す図である。
【図６】本発明の例示の実施形態による回転変圧器の巻線を示す図である。
【図７】本発明の実施例による回転変圧器を有するカテーテル装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１〜図３は、本発明の例示の実施形態による回転変圧器１０の分解図である。図２に最も良く示すように、回転変圧器１０は、回転シャフト１５と、回転シャフト１５の上に配置されたフェライトコア等の第１の磁気コア２０と、第１の磁気コア２０の周りに巻かれた第１の巻線２５を有している。回転シャフト１５は、電線（図示せず）又はその他の導体を第１の巻線２５まで通すための溝１７を有している。好ましい実施形態では、第１の巻線２５は、第１の磁気コア２０の周りに巻かれた実質的に扁平なストリップ導体を含んでいる。
【００１７】
図３に最も良く示すように、回転変圧器１０は、更に、第２の磁気コア３０と、第２の磁気コア３０内に配置された第２の巻線３５を有している。好ましい実施形態では、第２の巻線３５は、第２の磁気コア３０の内壁に沿って巻かれた実質的に扁平なストリップ導体を含んでいる。回転シャフト１５、第１の磁気コア２０、及び第１の巻線２５は、第２の磁気コア３０及び第２の巻線３５の内側に配置されている。図４に示す組立て状態の回転変圧器１０では、第１の巻線２５は、第２の巻線３５内を回転する。回転変圧器１０は、更に、非導電性ケース４０と、金属ハウジング４５を有している。第１の磁気コア２０、第２の磁気コア３０、第１の巻線２５、第２の巻線３５、及び回転シャフト１５は全て、金属ハウジング４５の内側に収容されている。第２の磁気コア３０は、それを金属ハウジング４５から電気的に絶縁するために、非導電性ケース４０内に配置されている。非導電性ケース４０は、セラミック、プラスチック、又はその他の非導電性材料で作られるのがよい。第１の巻線２５及び第２の巻線３５は、銅、真鍮、又はその他の導電性材料で作られるのがよい。１つの実施形態では、各巻線は、後で更に説明するように、円筒形金属片を巻線の形状に切断し又はエッチングすることによって製造されるのがよい。
【００１８】
回転変圧器１０は、更に、回転シャフト１５の両側に設けられた２つのボールベアリング５０ａ，５０ｂを有し、ボールベアリング５０ａ，５０ｂは、ハウジング４５内に収容されている。回転シャフト１５は、ボールベアリング５０ａ，５０ｂを貫通しており、ボールベアリング５０ａ，５０ｂは、ハウジング４５内での回転シャフト１５の回転を容易にする。図４は、組立て状態の回転変圧器１０におけるボールベアリング５０ａ，５０ｂの断面図であり、図４において、各ボールベアリング５０ａ，５０ｂは、ベアリングボール５５ａ，５５ｂを有し、ベアリングボール５５ａ，５５ｂは、回転シャフト１５の周りの静止部材５２ａ，５２ｂと回転部材５７ａ，５７ｂとの間に挟まれている。第１の巻線２５を第２の巻線３５に対して整列させるために、回転変圧器１０は、更に、回転シャフト１５の上に配置された第１の磁気コア２０の両側に配置された２つの整列リング６０ａ，６０ｂを有しており、この整列リング６０ａ，６０ｂは、後で更に説明される。図４に示すように、整列リング６０ａ，６０ｂは、回転シャフト１５の側壁に当接する。回転シャフト１５は、湾曲コーナー部６４を、回転シャフト１５の側壁と長手方向面との間に有している。湾曲コーナー部６４は、回転シャフト１５の側壁と長手方向面との間の移行部における応力を減少させ、それにより、応力による回転シャフト１５の割れを防止する。各整列リング６０ａ，６０ｂは、湾曲コーナー部６４に適合させるために、回転シャフト１５のそれぞれの湾曲コーナー部６４に面する面取り部又は傾斜縁部６６ａ，６６ｂを有している。
【００１９】
回転変圧器１０は、更に、回転シャフト１５の上に配置された第１の磁気コア端部２８を有し、第１の磁気コア端部２８は、第１の磁気コア２０に当接している。図１〜図４に示す例示の実施形態では、第１の磁気コア２０及び第１の磁気コア端部２８は両方とも、円筒形であり、第１の磁気コア端部２８は、第１の磁気コア２０よりも大きい外径を有している。第１の磁気コア端部２８は、回転シャフト１５の上に配置された第１の磁気コア２０と共に回転する。回転変圧器１０は、更に、第２の磁気コア３０に当接する第２の磁気コア端部３８を有している。図１〜図４に示す例示の実施形態では、第２の磁気コア３０及び第２の磁気コア端部３８は両方とも、円筒形であり、第２の磁気コア端部３８は、第２の磁気コア３０よりも小さい内径を有している。第２の磁気コア端部３８は、第２の磁気コア３０に対して静止している。第１の磁気コア端部２８及び第２の磁気コア端部３８は両方とも、第１の磁気コア２０及び第２の磁気コア３０と同じフェライト材料で作られるのがよい。図４に示すように、第１の磁気コア２０及び第２の磁気コア３０は、ハウジング４５内において、第１の磁気コア端部２８と第２の磁気コア端部３８の間に配置されている。第１の磁気コア端部２８及び第２の磁気コア端部３８は、第１の磁気コア２０及び第２の磁気コア３０のうちの一方の側面からの磁束を他方のコア２０又は３０の側面に差し向けることによって、第１の磁気コア２０及び第２の磁気コア３０により得られる磁気結合を促進させる。ハウジング４５内での回転シャフト１５の回転を容易にするため、第１の磁気コア２０と第２の磁気コア端部３８は、小さい隙間７２だけ互いに分離し、第２の磁気コア３０と第１の磁気コア端部２８は、小さい隙間７４だけ分離している。他の例示の実施形態では、第１の磁気コア端部２８及び第２の磁気コア端部３８が両方とも、回転シャフト１６の上に配置され且つ第１の磁気コア２０と一緒に回転してもよいし、第２の磁気コア３０に対して静止していてもよい。
【００２０】
図１及び図４に示すように、ハウジング４５は、第１の開口４７と、それよりも小さい第２の開口４８を有している。組立て中、ボールベアリング５０ａ，５０ｂ、非導電性ケース４０、第１の磁気コア２０、第２の磁気コア３０、第１の磁気コア端部２８、第２の磁気コア端部３８、及び回転シャフト１５は、第１の開口４７を通して、ハウジング４５内に配置される。ボールベアリング５０ａ，５０ｂ、非導電性ケース４０、第１の磁気コア２０、第２の磁気コア３０、第１の磁気コア端部２８、第２の磁気コア端部３８、及び回転シャフト１５をハウジング４５内に保持するために、回転変圧器１０は、更に、第１の開口４７に嵌められたキャップ７０を有している。一方のボールベアリング５０ａは、キャップ７０内に収容されている。回転シャフト１５の一方の端部１６は、ハウジン４５の第２の開口４８の中を通り、その他方の端部１８は、キャップ７０の開口を通っている。
【００２１】
図４に示すように、第１の磁気コア２０は、電線（図示せず）をトランスデューサ等の回転要素から第１の巻線２５まで接続するためのチャネル２４を有している。第１の巻線のための電線は、回転シャフト１５の溝１７に沿って回転要素まで延びている。電線は、第１の磁気コア２０の孔２２（図２に示す）を通して回転シャフト１５からチャネル２４に入っている。回転要素がトランスデューサである例を、以下に与える。同様に、第２の磁気コア３０は、電線（図示せず）を第２の巻線３５から静止した電子機器（図示せず）まで接続するためのチャネル３４を有している。第２の巻線３５のための電線は、孔３２（図３）を通って第２の磁気コア３０から出ている。この電線は、ハウジング４５の孔４２を通ってハウジング４５から出ている。
【００２２】
ここで、図２を参照して、第１の巻線２５をより詳細に説明する。好ましい実施形態では、第１の巻線２５は、複数の円形ループ２６と、隣り合う円形ループ２６を連結するジョグ又は曲がり部２７とを有している。各円形ループ２６は、小さい隙間を有し、この隙間において、ジョグ２７が、円形ループ２６をその隣の円形ループ２６に連結している。第１の巻線２５は、それに電線を接続するための２つの端部を有している。図３に示すように、第２の巻線３５は、第１の巻線２５と同じ程度の小さい形状を有しているが、第１の巻線２５よりも僅かに大きい直径を有し、それにより、第１の巻線２５が第２の巻線３５内で回転することを可能にする。第２の巻線３５は、複数の円形ループ３６と、隣り合う円形ループ３６を連結するジョグ３７とを有している。
【００２３】
図４に示すように、第１の巻線２５及び第２の巻線３５は、それらの円形ループ２６，３６が互いに整列されるようにハウジング４５内に位置決めされている。この整列は、整列リング６０ａ，６０ｂの幅によって調節される。第１の巻線２５は、第２の巻線３５の内側で回転し、第２の巻線３５から小さい空間又は隙間だけ分離している。第１の巻線２５と第２の巻線３５の整列及び小さい空間のため、第１の巻線２５及び第２の巻線３５は、それらの間の容量結合を形成するコンデンサとして作用する。好ましい実施形態では、第１の巻線２５及び第２の巻線３５の各々は、それぞれの巻線形態に巻かれた扁平なストリップ導体を含んでいる。その結果、第１の巻線２５及び第２の巻線３５は、それらの間の空間によって分離された平行な板（即ち、第１の巻線の導体及び第２の巻線の導体）を含む平行板コンデンサとして作用する。
【００２４】
作動中、第１の磁気コア２０及び第２の磁気コア３０は、第１の巻線２５と第２の巻線３５とを低周波数で磁気的に結合させ、それにより、電気信号を第１の巻線２５と第２の巻線３５との間で結合させる。高周波数では、第１の巻線２５と第２の巻線３５との間の磁気結合が低下する。高周波数において、第１の巻線２５と第２の巻線３５との間の容量結合は、第１の巻線２５と第２の巻線３５との間の低インピーダンス導電路を形成する。かくして、高周波数において、容量結合は、電気信号を第１の巻線２５と第２の巻線３５との間で結合させ、それにより、回転変圧器１０の周波数応答を、磁気結合により得られる周波数応答を越えて広げる。その結果、回転変圧器１０は、信号を広い帯域幅にわたって結合させることができる。
【００２５】
回転中における第１の巻線２５と第２の巻線との間の容量結合の変化により、望ましくない振幅変調を、第１の巻線２５と第２の巻線３５の間で結合されている信号に導入することがある。この振幅変調は、信号ひずみの種類のものである。図１〜図４に示す実施形態では、第１の巻線２５が第２の巻線３５内で回転しているとき、第１の巻線２５及び第２の巻線３６の円形ループ２６，３６の重なりは変化しない。その結果、第１の巻線２５及び第２の巻線３５の円形ループ２６，３６の重なりによって得られる容量結合は、実質的に一定であり、第１の巻線２５の角度位置から独立し、即ち、それとは無関係である。従って、円形ループ２６，３６は、回転中における容量結合の変化に起因する振幅変調を減少させる。
【００２６】
第１の巻線２５及び第２の巻線３５のジョグ２７，３７は、回転中、第１の巻線２５と第２の巻線３５との間の容量結合の変化を生じさせる。しかしながら、この変化は、第１の巻線２５及び第２の巻線３５のジョグ２７，３７が重なるときの短い時間にわたって生じるに過ぎない。ジョグ２７，３７は、回転中のほとんどの時間、重ならず、従って、第１の巻線２５及び第２の巻線３５の間の容量結合に寄与しない。更に、ジョグ２７，３７を円形ループ２６，３６よりも非常に小さく作ることによって、上記変化を最小にすることができる。ジョグ２７，３７によって生じる容量結合の変化を更に減少させるために、第１の巻線及び第２の巻線のジョグを互いに異なる方向に傾斜させるのがよい。この１つの例を図５に示し、図５は、例示の実施形態による第１の巻線１２５及び第２の巻線１３５を並べた平面図である。第１の巻線１２６及び第２の巻線１３６のジョグ１２７，１３７は、異なる角度をなし、それにより、ジョグ１２７，１３７の間の重なりを減少させ、それゆえ、ジョグ１２７，１３７の重なりによって生じる容量結合の変化を減少させる。
【００２７】
図６は、本発明の別の例示の実施形態による第１の巻線２２５を示す。この実施形態では、第１の巻線２２５は、磁気コア（図示せず）に螺旋形状をなして巻かれた扁平なストリップ導体を含んでいる。同様に、第２の巻線（図示せず）は、第１の巻線よりも僅かに大きい直径で螺旋形状に巻かれ、それにより、第１の巻線が第２の巻線内で回転することを可能にする。この実施形態の欠点は、螺旋形状の第１の巻線が螺旋形状の第２の巻線の内側で回転しているとき、螺旋形状の２つの巻線の間の重なりが変化することである。その結果、回転中、２つの巻線の間の容量結合が変化し、それにより、２つの巻線の間で結合される信号の振幅変調を生じさせる。振幅変調の速度は、第１の巻線の回転速度の関数である。しかしながら、振幅変調を、第１の巻線の回転速度及び巻線の形状に基づいて見積ることができる。見積られた振幅変調を信号処理ソフトウェア又はファームウェアによって使用して、振幅変調を結合信号から除去するのがよい。
【００２８】
ここで、回転変圧器を製造する方法を説明する。好ましい実施形態では、第１の巻線を、銅又は真鍮等の導電性材料の中空の円筒形小片から製造する。円筒形小片は、第１の巻線の厚さよりも厚い厚さと、第１の磁気コアの周りに嵌まるよう寸法決めされた内径を有している。第１の巻線を製造するために、材料を、例えば切断又は化学エッチングによって、円筒形小片から選択的に除去して、第１の巻線を形成する。第１の巻線が円形ループ及びジョグを含む実施形態では、円筒形小片を切断し又はエッチングして、第１の巻線の円形ループ及びジョグを形成するのがよい。レーザーカッタ又は機械的ツールを用いて円筒形小片を切断してもよい。円筒形小片を切断又はエッチングして第１の巻線を形成した後、第１の巻線を第１の磁気コアの周りに嵌め、第１の磁気コアに接着剤等によって結合させる。好ましくは、第１の巻線は、この段階において、それが第１の磁気コアの周りに嵌められたときにその形状を維持するのに十分厚い。第１の巻線を回転シャフトに結合させた後、第１の巻線の表面を削り又は薄くして、第１の巻線のための所望の外径を得る。第１の巻線を所望の外径まで薄くすることにより、コアの厳しい寸法公差を必要とすることなしに、第１の巻線とコアの組立体の外径の正確な制御を行うことが有利である。
【００２９】
同様に、第２の巻線を、導電性材料の中空円筒形小片から製造する。材料を、円筒形小片から選択的に除去して、第２の巻線を形成する。次いで、第２の巻線を、第２の磁気コアの内壁に結合させ、第２の巻線の表面を薄くして、第２の巻線のための所望の内径を得る。
【００３０】
第１の巻線の外径と第２の巻線の内径との間の空間又は隙間は、第１の巻線と第２の巻線の間の容量結合を定める。好ましくは、第１の巻線と第２の巻線の間の容量結合を大きくするために、隙間を小さくする。このことは、第１の巻線の外径及び第２の巻線の内径の正確な制御を必要とする。好ましい実施形態では、第１の巻線及び第２の巻線をそれぞれ、所望の外径及び内径まで薄くし、従って、第１の巻線及び第２の巻線の間の所望の隙間が得られる。第１の巻線及び第２の巻線の間の所望の隙間を得るために第１の巻線及び第２の巻線を機械加工することは、かかる所望の隙間を得るために磁気コアを機械加工することよりも容易であり且つ経済的であり、その理由は、磁気コアが、典型的には、機械加工することが困難な脆弱なフェライト材料で作られるからである。第１の巻線及び第２の巻線の一方だけを薄くすることによって、所望の隙間を得ることも可能である。
【００３１】
図７は、回転変圧器１０を用いることができる例示のカテーテル装置の概略図である。例示のカテーテル装置は、カテーテル本体３４２と、カテーテル本体３４２の管腔内に配置された駆動ケーブル３４０と、駆動ケーブル３４０の遠位端部に取付けられた圧電素子等の超音波トランスデューサ３４５を有している。このカテーテル装置は、更に、回転変圧器１０と、駆動モータ３２０と、トランスデューサ３４５への及びそれからの信号を処理する電子機器３１０を有している。電子機器は、フィルタ、超音波信号プロセッサ等を含む。回転変圧器１０の回転シャフトは、駆動ケーブル３４０と駆動モータ３２０との間に機械的に結合されている。図４に示す例示の回転変圧器では、駆動ケーブル３４０は、回転シャフト１５の端部１８に結合され、駆動モータ３２０は、回転シャフト１５の端部１６に結合されている。回転シャフト１５は、駆動モータ３２０を駆動ケーブル３４０に機械的に結合させ、それにより、駆動モータ３２０が駆動ケーブル３４０を回転させること、従って、駆動ケーブル３４０の遠位端部に取付けられているトランスデューサ３４５を回転させることを可能にする。このカテーテル装置は、更に、駆動ケーブル３４０の中を通る伝送線３５０を有しており、伝送線３５０は、トランスデューサ３４５と回転変圧器１０の第１の巻線との間に電気的に結合されている。伝送線３５０は、駆動ケーブル３４０と一緒に回転し、同軸ケーブル及び撚り対線等を含むのがよい。トランスデューサ３４５の伝送線３５０は、回転変圧器の第２の巻線に結合された電子機器３１０の伝送線３６０に対して回転する。回転変圧器は、２本の伝送線３５０，３６０間の電気信号を結合させ、それにより、回転しているトランスデューサ３４５と電子機器３１０との間の電気的な通信を可能にする。電子機器３１０は、静止している必要はない。例えば、トランスデューサ３４５が電子機器３１０に対して回転している間、電子機器３１０及びトランスデューサ３４５が両方とも長手方向に移動してもよい。回転変圧器は、回転しているトランスデューサとともに使用されることに限定されず、カテーテル装置内の回転構成要素と非回転構成要素との間の電気的な通信が必要である他の適用例で使用されてもよい。
【００３２】
多信号を回転変圧器によって結合させてもよい。例えば、図１〜図４の回転変圧器は、共通の回転シャフトに沿って位置決めされた多数の巻線対を有していてもよく、巻線対の各々は、１つの信号を結合するのに用いられる。この例では、回転変圧器は、多数の非回転コアと、各非回転コアのための別々の巻線とを有していてもよい。回転変圧器は、更に、共通の回転シャフトに取付けられた多数の回転コアと、各回転コアのための別々の巻線を有していてもよく、この場合、各回転コアの巻線は、非回転コアのうちの１つの巻線内で回転する。第１の巻線と第２の巻線の巻き比率は、インピーダンスの整合、電圧上昇、又は電圧下降を行うために、異なっていてもよい。更に、内側の巻線が静止し、外側の巻線が内側の巻線の周りで回転してもよい。
【００３３】
上記明細において、本発明を、その特定の実施形態を参照して説明した。しかしながら、本発明の広い精神及び範囲から逸脱することなしに、特定の実施形態に種々の改造及び変更を行ってもよいことは明らかである。例えば、読者は、上記明細で説明したプロセス作用の特定の順番及び組み合わせが例示に過ぎず、異なる又は追加のプロセス作用を用いて又はプロセス作用の異なる組合せ又は順番を用いて、本発明を実施してもよいことを理解すべきである。別の例として、１つの実施形態の各特徴を、他の実施形態に示した他の特徴と混合し且つ適合させてもよい。加えて、明らかなことではあるが、望むように、特徴を加えたり、差引いたりしてもよい。従って、本発明は、特許請求の範囲及びそれと均等の範囲を考慮すること以外、制限されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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