(57)【要約】巻線ワイヤ物品は、少なくとも１つの曲げ部を有する所定の形状に形成された導体を含むことができる。さらに、その導体内に複数の空洞を形成することができる。その導体の周りに絶縁体を形成することもできる。
2021502673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの曲げ部を含む所定の形状に形成された導体と、
前記導体内に形成された複数の空洞と、
前記導体の周りに形成された絶縁体と、
を備える、絶縁巻線物品。
【請求項２】
前記導体は、（ｉ）金属または（ｉｉ）カーボンナノチューブのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の絶縁巻線物品。
【請求項３】
前記導体は複数の材料層を含む、請求項１または２に記載の絶縁巻線物品。
【請求項４】
前記導体は中心コアおよび該中心コアの周りに形成された外層を含み、前記複数の空洞は前記中心コア内に形成されている、請求項３に記載の絶縁巻線物品。
【請求項５】
前記中心コアは第１の導電性材料を含み、前記外層は第１の導電性材料とは異なる第２の導電性材料を含む、請求項４に記載の絶縁巻線物品。
【請求項６】
前記中心コアはカーボンナノチューブを含み、前記外層は金属材料を含む、請求項４に記載の絶縁巻線物品。
【請求項７】
前記中心コアは誘電体材料を含み、前記外層は導電性材料を含む、請求項４に記載の絶縁巻線物品。
【請求項８】
前記導体は、正方形、長方形、円形、楕円形、六角形、または八角形の断面形状のうちの１つを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項９】
前記絶縁体は、（ｉ）エナメル、（ｉｉ）押出ポリマー材料、（ｉｉｉ）半導電性材料、または（ｉｖ）絶縁材料のコンフォーマル層のうちの少なくとも１つを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１０】
前記複数の空洞は、前記物品に沿った断面位置に配置された複数の空洞を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１１】
前記複数の空洞は、前記物品の長手方向の長さに沿ってエンドツーエンドに配置された複数の空洞を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１２】
前記複数の空洞は、前記物品の長手方向の長さに沿ってエンドツーエンドに配置された第１の複数の空洞と、前記物品に沿った断面位置に配置された第２の複数の空洞とを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１３】
前記複数の空洞に含まれる少なくとも１つの空洞は、円形、楕円形、正方形、長方形、六角形、八角形、波形状、または正弦波状の断面形状のうちの１つを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１４】
前記複数の空洞はハニカム配列に配置された複数の空洞を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１５】
前記複数の空洞は、前記導体内に配置された（ｉ）１つ以上のスポーク、（ｉｉ）１つ以上の垂直支持体、（ｉｉｉ）１つ以上のクロスビーム、または（ｉｖ）１つ以上の対角支持体のうちの少なくとも１つによって画定される複数の空洞を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１６】
前記複数の空洞は、（ｉ）行、（ｉｉ）列、（ｉｉｉ）アレイ、または（ｉｖ）グリッドのうちの少なくとも１つに配置された複数の空洞を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１７】
前記複数の空洞は、前記導体内の冷却を高める、請求項１から１６のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１８】
前記複数の空洞は、前記導体内の対流冷却を促進する、請求項１７に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１９】
前記複数の空洞は、前記導体内の流体の循環を促進する、請求項１７に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２０】
前記流体は、（ｉ）ガス、（ｉｉ）冷媒、または（ｉｉｉ）液体のうちの１つを含む、請求項１９に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２１】
前記複数の空洞に含まれる少なくとも１つの空洞の表面に形成されたライニングをさらに含む、請求項１から２０のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２２】
前記ライニングは、（ｉ）ポリマー、（ｉｉ）エポキシ、または（ｉｉｉ）無機化合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項２１に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２３】
前記ライニングは、前記導体内の冷却剤の循環を促進する、請求項２１に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２４】
前記冷却剤は、（ｉ）エチレングリコール、（ｉｉ）トルエン、（ｉｉｉ）プロピレングリコール、（ｉｖ）アンモニア、（ｖ）冷媒、（ｖｉ）油、（ｖｉｉ）アルコール、（ｖｉｉｉ）水素、（ｉｘ）アルゴン、（ｘ）窒素、（ｘｉ）空気、（ｘｉｉ）二酸化炭素、（ｘｉｉｉ）超臨界二酸化炭素、（ｘｉｖ）水、（ｘｖ）メタン、または（ｘｖｉ）液体メタンのうちの少なくとも１つを含む、請求項２３に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２５】
前記複数の空洞のうちの少なくとも１つの空洞は、約０．０００１０平方インチから約２４．９平方インチの間の断面積を有する、請求項１から２４のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２６】
前記所定の形状はＵ字形ヘアピンを含む、請求項１から２５のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２７】
前記所定の形状は波形を含む、請求項１から２５のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２８】
前記物品は付加製造によって製造される、請求項１から２７のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２９】
前記導体は射出成形によって製造される、請求項１から２７のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項３０】
絶縁巻線物品を形成する方法であって、
少なくとも１つの曲げ部を含む所定の形状を有する導体であって、該導体内に形成された複数の空洞を含む導体を提供するステップと、
前記導体の周りに絶縁体を形成するステップと、
を含む、方法。
【請求項３１】
前記導体を提供するステップは、金属またはカーボンナノチューブのうちの少なくとも１つを含む導体を提供するステップを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記導体を提供するステップは、複数の材料層を有する導体を提供するステップを含む、請求項３０または３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記複数の材料層を有する導体を提供するステップは、中心コアおよび該中心コアの周りに形成された外層を備える導体を提供するステップを含み、前記複数の空洞は前記中心コア内に形成される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記複数の材料層を有する導体を提供するステップは、第１の導電性材料を含む中心コアを提供するステップと、前記第１の導電性材料とは異なる第２の導電性材料を含む外層を提供するステップとを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記複数の材料層を有する導体を提供するステップは、カーボンナノチューブを含む中心コアを提供するステップと、金属材料を含む外層を提供するステップとを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記複数の材料層を有する導体を提供するステップは、誘電体材料を含む中心コアを提供するステップと、導電性材料を含む外層を提供するステップとを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記導体を提供するステップは、正方形、長方形、円形、楕円形、六角形、または八角形の断面形状のうちの１つを有する導体を提供するステップを含む、請求項３０から３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記絶縁体を形成するステップは、（ｉ）エナメル、（ｉｉ）押出ポリマー材料、（ｉｉｉ）半導電性材料、（ｉｖ）絶縁材料のコンフォーマル層、または（ｖ）材料の蒸着層の少なくとも１つを含む絶縁体を形成するステップを含む、請求項３０から３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記複数の空洞を含む導体を提供するステップは、導体に沿った断面位置に配置された複数の空洞を備える導体を提供するステップを含む、請求項３０から３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記複数の空洞を含む導体を提供するステップは、導体の長手方向の長さに沿ってエンドツーエンドに配置された複数の空洞を備える導体を提供するステップを含む、請求項３０から３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記複数の空洞を含む導体を提供するステップは、導体の長手方向の長さに沿ってエンドツーエンドに配置された第１の複数の空洞および導体に沿った断面位置に配置された第２の複数の空洞を含む導体を提供するステップを含む、請求項３０から３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記複数の空洞の少なくとも１つは、円形、楕円形、正方形、長方形、六角形、八角形、波形状、または正弦波状の断面形状のうちの１つを含む、請求項３０から４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記複数の空洞は、ハニカム配列に配置された複数の空洞を含む、請求項３０から４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
前記複数の空洞は、前記導体内に配置された（ｉ）１つ以上のスポーク、（ｉｉ）１つ以上の垂直支持体、（ｉｉｉ）１つ以上のクロスビーム、または（ｉｖ）１つ以上の対角支持体のうちの少なくとも１つによって画定される複数の空洞を含む、請求項３０から４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記複数の空洞は、（ｉ）行、（ｉｉ）列、（ｉｉｉ）アレイ、または（ｉｖ）グリッドのうちの少なくとも１つに配置された複数の空洞を含む、請求項３０から４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
前記複数の空洞は前記導体内の冷却を高める、請求項３０から４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４７】
前記複数の空洞は前記導体内の対流冷却を促進する、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記導体内の冷却を促進するために、前記複数の空洞に含まれる少なくとも１つの空洞内で循環する流体を提供するステップをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記流体を提供するステップは、（ｉ）ガス、（ｉｉ）冷媒、または（ｉｉｉ）液体のうちの１つを提供することを含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記複数の空洞に含まれる少なくとも１つの空洞の表面にライニングを形成するステップをさらに含む、請求項３０から４９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５１】
前記ライニングを形成するステップは、（ｉ）ポリマー、（ｉｉ）エポキシ、（ｉｉｉ）無機化合物、または（ｉｖ）蒸着によって塗布される材料の少なくとも１つを含むライニングを形成することを含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記ライニングを形成するステップは、前記導体内の冷却剤の循環を促進するライニングを形成することを含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
前記導体内に冷却剤を配置するステップをさらに含む、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記冷却剤を配置するステップは、（ｉ）エチレングリコール、（ｉｉ）トルエン、（ｉｉｉ）プロピレングリコール、（ｉｖ）アンモニア、（ｖ）冷媒、（ｖｉ）油、（ｖｉｉ）アルコール、（ｖｉｉｉ）水素、（ｉｘ）アルゴン、（ｘ）窒素、（ｘｉ）空気、（ｘｉｉ）二酸化炭素、（ｘｉｉｉ）超臨界二酸化炭素、または（ｘｉｖ）水、のうちの少なくとも１つを配置するステップを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記複数の空洞を有する導体を提供するステップは、約０．０００１０平方インチから約２４．９平方インチの間の断面積を有する少なくとも１つの空洞を有する導体を提供するステップを含む、請求項３０から５４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５６】
前記導体を提供するステップは、ワイヤを前記所定の形状に曲げるまたは成形するステップを含む、請求項３０から５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５７】
前記複数の空洞を有する導体を提供するステップは、付加製造によって導体を形成するステップを含む、請求項３０から５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５８】
前記複数の空洞を有する導体を提供するステップは、射出成形プロセスによって導体を形成するステップを含む、請求項３０から５５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５９】
前記所定の形状に形成された導体を提供するステップは、Ｕ字形のヘアピン形状を有する導体を提供するステップを含む、請求項３０から５８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６０】
前記所定の形状に形成された導体を提供するステップは、波形形状を有する導体を提供するステップを含む、請求項３０から５８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６１】
少なくとも１つの曲げ部を含む所定の形状に形成された導体と、
前記導体内に形成された少なくとも１つの空洞と、
前記少なくとも１つの空洞の表面に形成されたライニングと、
前記導体の周りに形成された絶縁体と、
を備える絶縁巻線物品。
【請求項６２】
前記少なくとも１つの空洞は、前記導体内に形成された複数の空洞のうちの少なくとも１つを含む、請求項６１に記載の絶縁巻線物品。
【請求項６３】
前記ライニングは、（ｉ）ポリマー、（ｉｉ）エポキシ、または（ｉｉｉ）無機化合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項６１または６２に記載の絶縁巻線物品。
【請求項６４】
前記ライニングは前記導体内の冷却剤の循環を促進する、請求項６１から６３のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１７年１１月１３日に出願された、「内部空洞を有する絶縁巻線および巻線物品」と題する、米国特許仮出願第６２／５８５，１２７号の優先権を主張するものであり、その開示内容はその全てが参照により本願明細書に組み込まれるものとする。
【０００２】
本発明は、概して、絶縁巻線で形成される物品に関し、特に、内部空洞、空所、または内部導体空間を含む巻線物品に関する。
【背景技術】
【０００３】
マグネットワイヤまたは絶縁巻線とも呼ばれる磁気巻線は、電気機械的作業を実行するための電場および／または磁場の発生を必要とする多数の装置で使用されている。このようなデバイスの例としては、電気モータ、発電機、変圧器、アクチュエータコイルなどが含まれる。通常、マグネットワイヤは、銅、アルミニウム、または合金導体などの金属導体に電気絶縁を施すことによって構成される。連続マグネットワイヤは、通常、電気装置に組み込むために、切断され、所定の物品に曲げられる。従来のマグネットワイヤ導体は、通常、中実の銅などの中実の材料から形成される。中実の導体は、マグネットワイヤの重量を増加させるとともに、導体内に蓄積される熱により動作性能を制限する。したがって、独特の導体形状を有するマグネットワイヤおよびマグネットワイヤ物品を形成する機会がある。たとえば、内部空洞、空所、または内部導体空間を含む導体を有するマグネットワイヤ物品を形成する機会がある。
【発明の概要】
【０００４】
以下、添付図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図面において、参照符号の最も左側の桁は、参照符号が最初に表される図を示す。異なる図面における同一参照符号は、類似要素又は同一要素を示す。ただし、様々な実施形態においては、図示の要素及び／又は構成要素以外の要素及び／又は構成要素を使用することができる。更に、図面は、本明細書に記載された例示的な実施形態を示すものであり、本開示の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本開示の例示的な実施形態による、複数の内部空洞を含む例示的なマグネットワイヤ物品の斜視図である。
【図２】図２Ａ〜２Ｅは、本開示の例示的な実施形態による、様々なタイプの絶縁層を含む例示的なマグネットワイヤ物品構造の断面図である。
【図３】図３Ａ〜３Ｆは、本開示の様々な実施形態による、マグネットワイヤ物品に使用し得る例示的な断面形状を示す。
【図４】図４Ａ〜４Ｆは、本開示の様々な実施形態による、マグネットワイヤ物品に使用し得る例示的な断面導体構造を示す。
【図５】図５Ａ〜５Ｉは、本開示の様々な実施形態による、マグネットワイヤ物品に組み込むことができる例示的な内部空洞構成の断面図を示す。
【図６】本開示の様々な実施形態による、内部空洞を含む例示的なマグネットワイヤ物品を示す。
【図７】本開示の様々な実施形態による、内部空洞を含む例示的なマグネットワイヤ物品を示す。
【図８】本開示の様々な実施形態による、内部空洞を含む例示的なマグネットワイヤ物品を示す。
【図９】図９Ａ〜９Ｆは、本開示の様々な実施形態による、内部空洞を含む例示的なマグネットワイヤ物品を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本開示の様々な実施形態は、巻線または磁気巻線（以下、「マグネットワイヤ」と呼ぶ）から形成される、またはそれらを組み込む物品、器具、および／またはアセンブリに関する。マグネットワイヤ物品は、導体および導体の周囲に形成された少なくとも１つの絶縁層を含むことができる。導体および導体の周囲の絶縁体は多種多様の適切な材料を使用して形成することができる。さらに、本開示の一態様によれば、複数の空洞、空所、または内部導体空間（以下、「空洞」と呼ぶ）を導体に形成することができる。空洞を組み込むことにより、物品に組み込まれる材料の量を減らすことができ、特定の実施形態では、従来のマグネットワイヤ物品と比較して、物品の重量および／またはコストを削減することができる。その結果、回転電気機械（例えば、モータ、スタータジェネレータなど）および／または物品を組み込む他の電気器具の重量および／またはコストを削減することができる。さらに、特定の実施形態では、１つ以上の空洞の使用は導体の熱伝達表面積を改善し、それにより、物品および／または物品を組み込む器具のより効果的な冷却を促進することができる。
【０００７】
次に、本開示の実施形態を、本開示の特定の実施形態を示す添付の図面を参照して、以下においてより詳細に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具体化することもでき、本明細書に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示を完全なものとするとともに、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために提供されるものである。同じ参照番号は本明細書全体に亘って同じ要素を指す。
【０００８】
図１を参照すると、本開示の実施形態による例示的なマグネットワイヤ物品１００の斜視図が示されている。物品１００は、中心導体１０５と、中心導体１０５の周囲に形成された任意の数の絶縁層１１０とを含むことができる。さらに、本開示の一態様によれば、導体１０５内に、複数の空洞、空所、または内部導体空間１１５を形成することができる。必要に応じて、絶縁層１１０は、任意の数の副層、例えば図１に示される５つの例示的な副層１２０Ａ〜Ｅ、図示の副層の任意のサブセット、または副層の任意の他の適切な組み合わせ、を含むことができる。次に、物品１００の各層または構成要素についてより詳細に説明する。
【０００９】
本開示の一態様によれば、物品１００は所定の形状に形成することができる。例えば、物品１００は１つまたは複数の曲げ部またはねじれ部、例えば、円錐状、放射状、軸方向、および／または横方向の曲げなどを含む所定の形状を有することができ、その結果、物品１００は、直線ワイヤまたは円形スプールに巻かれたワイヤの形状以外の全体形状を有するものとすることができる。特定の実施形態では、物品１００は、１つまたは複数の比較的鋭い曲げ部または滑らかでない曲げ部を含むことができる。これらの曲げ部は、電気装置への組み込みまたは電気装置の最終形状を表現するために形成することができ、したがって、最終設計において他のワイヤまたは構造との接触を回避し、および／または機械的または電気的クリアランスを維持するために、広範囲の曲げ部および／またはねじれ部を含むことができる。例えば、曲げ部は、マグネットワイヤの巻き付けに関連するか推奨される曲率よりも大きな曲率を有することができる。特定の実施形態では、物品１００は、角度を形成するまたはほぼ形成する少なくとも１つの曲げ部を含むことができる。言い換えると、物品１００の２つの部分は、曲げ部のいずれかの側から異なる方向に延びることができる。曲げ部が角度を形成するまたはほぼ形成する場合、多種多様な適切な角度を適用することができる。たとえば、曲げ部は、約３０度、４０度、４５度、５０度、６０度、７０度、８０度、９０度、１００度、１１０度、１２０度、１３０度、１３５度、 １４０度、１５０度、１６０度、１７０度、１８０度、上記の値のうちの任意の２つの間の範囲に含まれる角度、または上記の値のうちの１つを最小値または最大値とする範囲のいずれかに含まれる角度（たとえば、約９０度以上の角度など）を有することができる。他の実施形態では、物品１００は、１つ以上のねじれ部を含むことができる。例えば、物品１００は、ワイヤが延びる長手方向に対して回転方向（例えば、時計回りまたは反時計回りの方向）にねじることもでき、また他の方法で形成してもよい。必要に応じて、任意の適切なねじり率を適用することができる。
【００１０】
物品１００は、１つ以上の曲げ部および／またはねじり部で形成し、多種多様の適切な形状をもたらすことができる。特定の実施形態では、図１に示されるように、物品１００は、「Ｕ」またはほぼ「Ｕ」形状を有するヘアピンとして形成することができる。例えば、物品１００は、Ｕ字形のエンドターンを有することができ、該エンドターンはそこから延びる２つの脚部を有する。「Ｕ」形状という用語は、限定を意図するものではなく、脚部を有する多種多様な形状のエンドターン、例えば「Ｖ」形状または「Ｗ」形状を含むことができる。様々な実施形態で望まれるように、２つの脚部は、等しくないかほぼ等しい長さを有することができる。他の実施形態では、物品１００は、波形形状に形成することもできる。他の実施形態では、物品１００は、電気装置の巻線用にバー形状に形成することができる。特定の実施形態では、物品１００のワイヤは、最終的な巻線形状または暫定的な組立工程を容易にするために、ほぼ三角形の形状またはほぼ台形の形状に成形してもよい。物品に関連して利用することができるいくつかの例示的な形状は、図６〜図９Ｆを参照して以下においてより詳細に説明される。
【００１１】
必要に応じて、１つ以上のマグネットワイヤ物品（例えば、ヘアピン、バー、コイルなど）が、モータ、スタータ、ジェネレータ、または他の回転電気機械などの器具に組み込まれ得る。様々な実施形態において、物品に形成された空洞は、器具の重量を減らし、器具内の熱伝達を促進し、器具の冷却を促進し、および／または器具内の冷却流体の循環を促進することができる。
【００１２】
導体１０５は、多種多様の適切な材料または材料の組み合わせから形成することができる。例えば、導体１０５は、１つ以上の金属材料（例えば、銅、アルミニウム、焼きなまし銅、無酸素銅、銀めっき銅、ニッケルめっき銅、銅被覆アルミニウム（「ＣＣＡ」）、銀、金、ニッケル、ステンレス鋼、導電性合金、バイメタルなど）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、ＣＮＴを含む１つ以上のポリマー複合材料、ＣＮＴを含む１つ以上の金属複合材料、グラフェン、グラフェンを含む１つ以上のポリマー複合材料、グラフェンを含む１つ以上の金属複合材料、１つ以上の半導体材料、および／または他の適切な導電性材料、から形成することができる。導体１０５は、単一の材料（例えば、銅導体など）から、または複数の異なる材料から形成することもできる。たとえば、導体１０５は、内部層またはコア層の周りに形成された外部層などの２層の材料で形成することができる。様々な実施形態では、例示的な導体は、２つの金属層（例えば、銅上のアルミニウムなど）、ＣＮＴの層上に形成された金属層などで形成することができる。さらに他の実施形態では、導体１０５は、誘電体コアまたは内部層の周りに形成された１つ以上の外部導電層（たとえば、銅など）で形成することができる。導体構造のいくつかの非限定的な例を、図４Ａ〜図４Ｆを参照して以下においてより詳細に説明する。
【００１３】
導体１０５は、任意の適切な断面形状で形成することができる。図１に示すように、導体１０５は、矩形の断面形状を有することができる。しかしながら、図３Ａ〜図３Ｆを参照して以下でより詳細に説明されるように、導体１０５は、様々な他の断面形状、例えば正方形、円形、楕円形、長円形、六角形、八角形、または他の形状で形成してもよい。導体１０５は、必要に応じて、丸めた角部、鋭い角部、滑らかな角部、湾曲した角部、角度のついた角部、面取りされた角部、またはその他の角部を有することができる。さらに、導体１０５は、任意の適切な寸法で形成することができる。例えば、長方形の導体は、約０．０５０インチから約５．０インチの間の長辺と、約０．０１５インチから約５．０インチの間の短辺を有することができる。例示的な正方形の導体は、約０．３０インチと約５．０インチの間の辺を有することができる。例示的な円形導体は、約０．０５０インチと約５．０インチの間の直径を有することができる。他の適切な寸法を必要に応じて利用することができ、記載された寸法はほんの一例にすぎない。特定の実施形態では、導体１０５は任意の適切な断面積、例えば約０．０００７０平方インチと約２５平方インチの間の断面積を有することができる。様々な断面形状を有する様々な導体の寸法は、必要に応じて、所望の断面積を提供するようにサイズ設定することができる。
【００１４】
図１は、導体１０５の周りに形成された複数の絶縁層１１０を含む物品１００を示す。任意の数の絶縁層、絶縁の種類、および／または絶縁層の任意の組み合わせを、導体１０５の周りに形成することができる。絶縁体１１０は、１つ以上のエナメル層、１つ以上の押出ポリマー材料層、１つ以上のコンフォーマル層、１つ以上のテープまたはラップ、１つ以上の他の誘電体層、１つ以上の半導電性材料層などを含み得る。特定の実施形態では、絶縁システムの各絶縁層または副層は、同じ材料から形成することができる。例えば、異なるエナメル層を同じポリマー材料から形成することもできる。他の実施形態では、少なくとも２つの絶縁層または副層は異なる材料から形成してもよい。例えば、異なるエナメル層を異なるポリマー材料から形成してもよい。別の例として、エナメルの１つまたは複数の層の上に押出断熱材を形成することもできる。
【００１５】
図１には、導体１０５の周りに同心的に形成された複数の絶縁層１２０Ａ〜Ｅを有する物品１００が示されている。例えば、導体１０５の周りに複数のエナメル層１２０Ａ〜Ｃを形成し、エナメル層１２０Ａ〜Ｃの周りに押出層１２０Ｄを形成し、押出層１２０Ｄの周りにコンフォーマル層１２０Ｅを形成することができる。異なるタイプの絶縁体および／または絶縁層の組み合わせで形成された導体のいくつかの非限定的な例を、図２Ａ〜図２Ｅを参照して以下でより詳細に説明する。 図２Ａ〜図２Ｅに示される例示的な構造のいずれも物品１００と共に利用することができる。
【００１６】
特定の実施形態では、絶縁体１１０は、１つ以上のエナメル層（例えば、エナメル層１２０Ａ〜Ｃ）を含むことができる。図２Ａは、複数のエナメル層２０４、２０６、２０８が導体２０２上に形成された例示的な物品２００を示す。エナメル層は、通常、導体１０５（または別の下層）にポリマーワニスを塗布し、次に導体１０５を適切なエナメル加工用オーブンまたは炉内で焼成することによって形成される。必要に応じ、所望のエナメルの厚さまたは構造を達成するために、複数のエナメル層を導体１０５に塗布することができる。さらに、エナメルの各層および／またはエナメル構造全体を任意の所望の厚さにすることができる。
【００１７】
多種多様の異なるタイプのポリマー材料を利用してエナメル層を形成することができる。これらの材料の例には、ポリイミド、ポリアミドイミド、アミドイミド、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリスルフィド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、１つまたは複数の適切な熱硬化性材料などが含まれるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、エナメル層は２つ以上の材料の混合物として形成することができる。さらに、異なるエナメル層を同じ材料または異なる材料から形成することもできる。必要に応じ、１つまたは複数の適切な充填材および／または添加剤をエナメル層に組み込むこともできる。充填材の例には、金属、遷移金属、ランタニド、アクチニド、および／またはアルミニウム、スズ、ホウ素、ゲルマニウム、ガリウム、鉛、ケイ素、チタン、亜鉛、イットリウム、バナジウム、ジルコニウム、ニッケルなどの適切な材料の金属酸化物、水和酸化物、硝酸塩、硫化物、リン酸塩、ケイ酸塩、または塩化物などの無機材料；ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリピロール、その他の導電性粒子などの適切な有機材料；および／または任意の適切な材料の組み合わせ、が含まれるが、これらに限定されない。充填材により、エナメルおよび／または絶縁システム全体の耐コロナ性を高めることができる。特定の実施形態では、充填材により、エナメルおよび／または絶縁システム全体の１つ以上の熱特性、例えば、耐熱性、カットスルー抵抗、および／またはヒートショックを高めることもできる。充填材料の粒子は任意の適切な寸法、例えば任意の適切な直径とすることができ、充填材とエナメル基材との混合比は任意の適切な値とすることができる。
【００１８】
特定の実施形態では、絶縁体１１０は、ポリマーテープ、カプトンテープなどの１つまたは複数の適切なラップまたはテープを含むことができる。必要に応じて、追加の材料または添加物を組み込む、埋め込む、または接着することができる。テープは様々な適切な寸法、例えば任意の適切な厚さおよび／または幅にすることができる。さらに、テープは、導体の長手方向または長さに沿って任意の角度で導体１０５の周りに巻き付けることができる。
【００１９】
他の実施形態では、絶縁体１１０は、押出材料の１つ以上の層（例えば、押出層１２０Ｄ）を含むことができる。必要に応じて、押出層は、導体１０５上に直接形成してもよく、また代りに、１つ以上の下地層（例えば、１つ以上のエナメル層など）の上に形成してもよい。図２Ｂは、押出層２１４が導体２１２上に直接形成されている例示的な物品２１０を示す。図２Ｃは、１つ以上のエナメル層２２４、２２６が導体２２２の周りに形成され、次に１つ以上の押出層２２８がエナメル層２２４、２２６の周りに形成されている例示的な物品２２０を示す。
【００２０】
特定の実施形態では、押出層は、適切な熱可塑性樹脂で形成することができる。押出層を形成するのに使用される樹脂又は複数の樹脂には、様々かつ適切な材料を組み込むことができる。適切な材料の例には、ポリエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ」）、ポリアリールエーテルケトン（「ＰＡＥＫ」）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（「ＰＥＥＫＫ」）、ポリエーテルケトンケトン（「ＰＥＫＫ」）、ポリエーテルケトン（「ＰＥＫ」）、ポリエーテルケトンケトンエーテルケトン（「ＰＥＫＫＥＫ」）、ポリケトン（「ＰＫ」）、少なくとも１つのケトン基を含む他の任意の適切な材料、熱可塑性ポリイミド（「ＰＩ」）、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステル、ポリフェニレンスルファイド（「ＰＰＳ」）、１つ以上のフルオロポリマーを基材と組み合わせた材料、任意の適切な熱可塑性材料が含まれるが、これらに限定されない。他の実施形態では、押出絶縁層を形成するために、１つ以上の熱硬化性材料（例えば、ポリイミド、ポリアミドイミドなど）を比較的高温でペースト押出加工してもよい。さらに、特定の実施形態では、単一の押出層を形成してもよい。他の実施形態では、複数の押出層を形成してもよい。複数の層を使用する場合、押出層は同じ材料から形成してもよく、あるいは、代わりに少なくとも２つの層を異なる材料から形成してもよい。押出層はまた、任意の適切な厚さで形成してもよい。特定の実施形態では、押出層は、導体１０５または下地層（例えば、エナメル層など）の上に直接形成してもよい。他の実施形態では、１つまたは複数の適切な結合剤、接着促進剤、または接着層を、押出層とその下の導体１０５または層との間に組み入れてもよい。さらに他の実施形態では、導体または絶縁層（例えば、エナメル層など）は、引き続き形成される絶縁層の結合および付着を向上させるために、プラズマ処理、コロナ処理、火炎処理、および／またはイオン処理を含むがこれらに限定されない１つ以上の適切な技術によって処理してもよい。
【００２１】
特定の実施形態では、絶縁体１１０は、１つ以上のコンフォーマル材料の層、例えば１つ以上の最外側コンフォーマル層（例えば、１２０Ｅ）を含むことができる。特定の実施形態では、１つ以上のコンフォーマル層は、導体１０５の周りに直接形成してもよい。他の実施形態では、１つ以上のコンフォーマル層は、１つ以上のベース絶縁層または他の絶縁層の周りに形成してもよい。図２Ｄは、ベース絶縁層（例えば、エナメル、押出絶縁層など）２３４が導体２３２の周りに形成され、複数のコンフォーマル層２３６、２３８が最外側の絶縁層として形成されている例示的な物品２３０を示す。必要に応じて、コンフォーマル層を形成する前に、接着促進剤を下側層（例えば、導体、ベース絶縁層など）に塗布することができる。任意の数のコンフォーマル層を形成することができ、各コンフォーマル層は、下側の物品または物品を組み込む器具の輪郭に適合する比較的薄いポリマーフィルムで構成することができる。
【００２２】
コンフォーマル層を形成するには、多種多様の適切な材料、例えば、１つ以上のパリレンまたはパリレン含有材料、１つ以上のアクリル材料、１つ以上のエポキシ材料、ポリウレタン、シリコーン、ポリイミド、フルオロポリマーなど、を使用することができる。複数のコンフォーマル層が形成される場合、各コンフォーマル層は同じ材料から形成してもよく、または少なくとも２つのコンフォーマル層は異なる材料（例えば、異なるパリレン材料など）から形成してもよい。必要に応じて、２つのコンフォーマル層の間に、１つ以上の介在層、例えば接着層または１つ以上の接着促進剤を含む層、を配置することができる。コンフォーマル層はまた、例えば約数百オングストローム程度の薄さから約２００μｍ程度までの任意の適切な厚さで形成してもよい。さらに、コンフォーマルコーティングは、化学蒸着などのさまざまな技術を利用して塗布することができる。コンフォーマル層は、導体１０５の欠陥、きず、空隙、ピンホール、および／または露出部分を除去および／または低減し、それにより、物品１００の電気的性能および／またはライフサイクルを改善することができる。加えて、コンフォーマル層は、酸化、湿度、化学薬品、オイル（たとえば、トランスミッション液など）、および／または紫外線（「ＵＶ」）光の耐性を促進することができる。 コンフォーマル層はまた、より低い摩擦係数を提供することができ、それにより、物品１００をより容易に器具に組み込むことができる。
【００２３】
特定の実施形態では、１つ以上の半導電層を物品１００に組み込むことができる。例えば、１つ以上の半導電層は導体１０５上に形成するか、または絶縁体１１０に組み込むことができる。図２Ｅは、導体２４２の周りに半導電層２４４が形成されている例示的な物品２４０を示す。次に、追加の絶縁層２４６（例えば、１つ以上のエナメル層、１つ以上の押出層、１つ以上のコンフォーマル層など）を半導電層２４４上に形成することができる。半導電層は、導体と絶縁体の中間の導電率を有することができる。半導電層は、多種多様の適切な材料および／または材料の組み合わせから形成することができる。例えば、１つ以上の適切な半導電性エナメル、押出半導電性材料、半導電性テープ、および／または半導電性ラップを使用することができる。特定の実施形態では、半導電層は、１つ以上の適切な充填材料と１つ以上の基材を組み合わせた材料から形成することができる。例えば、半導電性および／または導電性充填材料は、１つ以上の基材と組み合わせることができる。充填材料の例には、適切な無機材料、例えば、金属材料および／または金属酸化物（例えば、亜鉛、銅、アルミニウム、ニッケル、酸化スズ、クロム、チタン酸カリウムなど）、および／またはカーボンブラック；適切な有機材料、例えば、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリピロール、その他の導電性粒子；および／または任意の適切な材料の組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。充填材の粒子は、任意の適切な寸法（例えば任意の適切な直径）を有することができる。適切な基材の例には、ポリイミド、ポリアミドイミド、アミドイミド、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンスルホン、多硫化物、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、又は適切な安定性を有する他の高温熱可塑性材料又は他の材料が含まれるが、これらに限定されない。更に、充填材と基材との間には、任意の適切な混合比を適用することができる。更に、半導電層は、任意の適切な厚さを有することができる。１つ以上の半導電層を物品１００内に組み込む結果として、不均一な電場、磁場、及び／又は、電磁場（以後、電場と総称する）を均一化又は「平滑化」することができ、それにより絶縁体における局所的なストレスを低減し、電気的性能を改善することが可能となる。言い換えれば、１つ以上の半導体層は、絶縁における電圧ストレスの均一化および／またはコロナ放電の散逸を助けることができる。
【００２４】
上述のように、層および／または材料の任意の組み合わせを使用して絶縁体１１０を形成することができる。さらに、絶縁体１１０（および／または任意の副層）は、任意の所望の同心度で形成することができる。同心度は、物品１００の長さに沿う任意の所定の断面点における層の厚さと層の薄さの比である。特定の実施形態では、絶縁体１１０および／または任意の副層は、約１．１、１．２、１．３、１．４、１．５以下、または他の適切な値の同心度で形成することができる。さらに、絶縁体１１０は、任意の所望の全体的な厚さを有することができる。絶縁体１１０は、必要に応じて、任意の数の所望の特性、例えば、誘電率「ε」（例えば、約２５℃で約５．０、４．５、４．０、３．７５、３．５、  ３．２５、３．０未満の誘電率）、所望のＮａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（「ＮＥＭＡ」）の耐熱クラスまたは定格（たとえば、Ａ、Ｂ、Ｆ、Ｈ、Ｎ、Ｒ、Ｓまたはそれ以上）、所望の部分放電開始電圧（「ＰＤＩＶ」）、所望の絶縁耐力、所望のカットスルー値など、を有する１つ以上の材料から形成することができる。
【００２５】
本開示の一態様によれば、複数の空洞１１５、空所、または内部導体空間（一般に「空洞」という）を、物品１０５内に形成するか、または組み込むことができる。各空洞１１５は、導電性材料で占有されない導体１１５内の空間として形成することができる。様々な実施形態において、必要に応じて、任意の数の空洞を導体１１５に組み込むことができる。特定の実施形態では、複数の空洞を導体１１５に、任意の所定の断面位置で組み込むことができる。他の実施形態では、導体１１５に複数の隣接する空洞を長手方向に間隔を空けて組み込み、所定の各断面位置に１つの空洞を位置させることができる。さらに他の実施形態では、導体１１５に単一の空洞、例えば、長手方向に延びる単一の空洞を組み込むことができる。以下でより詳細に説明するように、様々な実施形態において様々な空洞構成を使用することができる。
【００２６】
各空洞１１５は、任意の適切な断面形状で形成することができる。図１〜図３Ｆに示されるように、１つまたは複数の空洞を六角形の断面形状で形成することができる。図４Ａ〜図４Ｆに示されるように、空洞は、正方形または長方形の断面形状で形成することもできる。様々な実施形態では、空洞１１５は、長方形、正方形、六角形、八角形、円形、半円形、四分円形、楕円形、三角形、多角形、波形、正弦波形、または任意の他の適切な断面形状で形成することができる。空洞１１５は、必要に応じて、直線状の、丸みを帯びた、鋭い、滑らかな、湾曲した、角度の付いた、面取りされた、または別の方法で形成された１つ以上の角部または縁部を有することができる。いくつかの例示的な空洞の断面形状および例示的な空洞の構造が、図５Ａ−５Ｉを参照して以下でより詳細に説明される。
【００２７】
各空洞１１５はまた、多種多様の適切な断面寸法で形成することができる。例えば、空洞１１５は、任意の適切な断面高さ、幅、半径、直径、長軸、短軸、および／または他の適切な寸法で形成することができる。例えば、長方形の断面形状を有する空洞１１５は、約０．０３０インチ〜約４．９９０インチの幅を有し、約０．００５インチ〜約４．９９０インチの高さを有することができる。別の例として、円形の断面形状を有する空洞１１５は、約０．００５インチ〜約４．９９０インチの直径を有することができる。さらに別の例として、六角形の断面形状を有する空洞１１５は、約０．００３インチ〜約４．９９０インチの最大直径を有することができる。様々な実施形態において、空洞１１５は、以下の断面寸法（例えば、高さ、幅、直径、軸など）：約０．００５、０．０１０、０．０１５、０．０２０、０．０２５、０．０３０、０．０４０、０．０５０、０．０６０、０．０７０、０．０８０、０．０９０、０．１０、０．２０、０．２５、０．３０、０．４０、０．５０、０．６０、０．７０、０．８０、０．９０、１．０、１．１０、１．２０、１．２５、１．３０、１．４０、１．５０、１．６０、１．７０、１．８０、１．９０、２．０、２．１０、２．２５、２．３０、２．５０、２．７５、３．０、３．２５、３．５０、３．７５、４．０、４．２５、４．５、４．７５、４．９０、４．９５または４．９９インチ；上記の値のうちの任意の２つの間の範囲に含まれる値；または上記の値のうちの１つを最小値または最大値とする範囲のいずれかに含まれる値；を有することができる。さらに、空洞１１５は、任意の適切な断面積で形成してもよい。例えば、空洞１１５は、約０．０００１、０．０００２、０．０００３、０．０００４、０．０００５、０．０００６、０．０００７、０．０００８、０．０００９、０．００１、０．００２、０．００３、０．００４、０．００５、０．００６、０．００７、０．００８、０．００９、０．０１０、０．０１５、０．０２０、０．０２５、０．０３０、０．０３５、０．０４０、０．０４５、０．０５０、０．０６０、０．０６２５、０．０６５０、０．０７０、０．０７５、０．０８０、０．０９０、０．１０、０．１５、０．２０、０．２５、０．３０、０．３５、０．４０、０．４５、０．５０、０．６０、０．６５、０．７０、０．７５、０．８０、０．８５、０．９０、１．０、１．１、１．１５、１．２０、１．２５、１．３０、１．４０、１．５０、１．６０、１．７０、１．７５、１．８０、１．９０、２．０、２．１、２．２、２．２５、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４．０、４．２５、４．５０、４．７５、５．０、５．５、６．０、６．５、７．０、７．５、８．０、８．５、９．０、１０．０、１１．０、１２．０、１３．０、１４．０、１５．０、１６．０、１７．０、１８．０、１９．０、２０．０、２１．０、２２．０、２３．０、２４．０、２４．５または２４．９平方インチ、上記の値のうちの任意の２つの間の範囲に含まれる面積、または上記の値のうちの１つを最小値または最大値とする範囲のいずれかに含まれる面積、を有することができる。
【００２８】
空洞１１５は、物品１０５の長手方向寸法に沿って任意の適切な長手方向の長さで形成してよい。特定の実施形態において、１つ以上の空洞１１５は、物品１０５の長手方向の長さに沿って連続してよい。他の実施形態では、１つ以上の空洞１１５は、物品１０５の長手方向の長さよりも短い長手方向の長さを有してよい。例えば、複数の空洞１１５は、物品１０５の長手方向の長さに沿って互いに隣接して（例えば、端から端までなど）配置され、導電性材料（または他の固体材料）が長手方向に隣接する空洞の間に配置されてよい。さらに他の実施形態では、少なくとも１つの第１の空洞は長手方向に連続し、少なくとも１つの第２の空洞は導体１０５の長さよりも短い長手方向の長さを有してよい。
【００２９】
各空洞１１５はまた、任意の適切な内部容積で形成してよい。特定の実施形態では、空洞１１５は、導体１１５内に開放空洞または中空空洞として形成してもよい。言い換えれば、空洞１１５は、物品１００の内部支持構造および／または他の構成要素がなくてもよい。１つ以上のスポーク、クロスピース、支持構造、スパインなどの１つ以上の要素を空洞１１５内に配置することができる。特定の実施形態では、空洞１１５内に配置される１つ以上の要素は同じ材料から形成することができる。他の実施形態では、１つまたは複数の要素は、誘電体材料、半導体材料などの１つ以上他の材料から形成することができる。
【００３０】
特定の実施形態では、マグネットワイヤに組み込まれた各空洞１１５は、同様の寸法を有することができる。例えば、各空洞は、同様の断面形状、断面寸法、および／または長手方向の長さを有し得る。他の実施形態では、少なくとも２つの空洞は、１つまたは複数の異なる寸法を有することができる。例えば、２つの空洞は、異なる断面形状、断面寸法、および／または長手方向の長さを有し得る。
【００３１】
様々な実施形態では、必要に応じて、様々な空洞構成を使用することができる。例えば、図１に示すように、導体１０５内にハニカム構造または配列を形成するために、複数の六角形空洞１１５を配置することができる。他の例として、任意の適切な断面形状を有する複数の空洞１１５を任意の数の行、列、アレイ、グリッド、および／または多種多様の適切なパターンに配置することができる。特定の実施形態では、導体１０５に沿った所定の断面点に配置された空洞１１５のそれぞれは、同様の寸法を有することができる。他の実施形態では、少なくとも２つの空洞は、互いに異なる１つ以上の寸法を有することができる。例えば、少なくとも２つの空洞は、異なる断面形状および／または断面寸法（例えば、幅、高さ、直径など）を有することができる。さらに、特定の実施形態では、複数の空洞１１５は、導体１０５内に内部格子または支持構造が形成されるように配置することができる。例えば、１つまたは複数のスパイン、垂直要素、クロスビーム要素、対角要素、および／または他の支持要素を複数の空洞１１５によって導体１０５内に画定することができる。いくつかの非限定的な空洞の構成例が、図５Ａ〜図５Ｉを参照して以下でより詳細に説明される。
【００３２】
各空洞１１５は、１つ以上のガス（例えば、空気、窒素、ヘリウム、冷却ガス、ガスの混合物等）、液体（例えば、冷媒、冷却液、脱イオン水、冷却剤）、誘電体、またはその他の適切な物質で満たすことができる。例えば、チャップマン・エンスコーグモデルによって推定された熱伝導率のような所望の熱伝導率を有するガスまたはガスの混合物を選択することができる。別の例として、１つ以上の空洞１１５は、水、グリコール、１つ以上の誘電性流体などの適切な冷媒または冷却液で満たすことができる。さらに、特定の実施形態では、物質（例えば、空気など）が空洞１１５内に自由に移動可能にしてよい。他の実施形態では、物品１００は、物品１００を通る冷却物質の流れを促進する１つ以上の適切な循環システムに接続してもよい。
【００３３】
特定の実施形態では、少なくとも１つの空洞１１５は、導体１０５を通って長手方向に連続する空洞またはチャネルとして形成し、対流冷却および／または少なくとも１つの空洞１１５内の再循環による冷却を促進することができる。対流冷却の例では、導体１０５および／または物品１００の一部が熱くなると、少なくとも１つの空洞１１５内の流体（例えば、気体、液体など）が比較的高温または高温の部分からの熱を物品１００の長手方向の長さに沿って伝達し得る。特定の実施形態では、対流熱伝達が主として物品１００および／または少なくとも１つの空洞１１５内の温度変動に基づいて起こり得る。他の実施形態では、１つまたは複数の外部ファンにより、少なくとも１つの空洞１１５を通るガス流を促進することができる。さらに別の例として、１つまたは複数の外部ポンプシステム、圧縮機、冷却システムなどにより、少なくとも１つの空洞１１５を通る冷却ガスおよび／または液体の流れを促進することができる。必要に応じて、１つまたは複数の流体迂回エンドキャップおよび／または他の適切な構成要素を使用して、少なくとも１つの空洞１１５を通る流体（例えば、ガス、液体など）の再循環を促進することができる。
【００３４】
必要に応じて、１つまたは複数の空洞１１５（例えば、導体１０５に形成された単一の空洞、導体１０５に形成された複数の空洞、導体１０５に形成された複数の空洞の１つ以上、など）の内面は、通常、導体１０５を破壊、劣化、または損傷する可能性のある冷却流体または物質の使用を促進または推進する１つ以上の層でコーティングまたはライニングすることができる。空洞１１５の表面にライニングを形成するために、多種多様な適切な材料および／または材料の組み合わせを使用することができる。材料の例には、１つ以上のポリマー材料（例えば、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ」）、ポリアリールエーテルケトン（「ＰＡＥＫ」）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（「ＰＥＥＫＫ」）、ポリエーテルケトンケトン（「ＰＥＫＫ」）、ポリエーテルケトン（「ＰＥＫ」）、ポリエーテルケトンケトンエーテルケトン（「ＰＥＫＫＥＫ」）、ポリケトン（「ＰＫ」）、少なくとも１つのケトン基を含むその他の適切な材料、熱可塑性ポリイミド（「ＰＩ」）、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド（「ＰＰＳ」）、１つ以上のフルオロポリマーを基材と組み合わせた材料（たとえば、少なくとも１つのケトン基を含む材料など）、ポリオレフィン、任意の適切な熱可塑性材料など、パリレン、ポリイミド、ポリウレタン、またはその他の適切な熱硬化性材料など）、１つまたは複数のエポキシ材料（たとえば、グリシジルおよび非グリシジルベースの樹脂など）、および／または１つ以上の無機化合物（例：ケイ素、亜鉛、炭化タングステン、インコネル、窒化物、ジルコニウム、アルミニウム、フレキシブルセラミックなど）が含まれるが、これらに限定されない。空洞ライニングは、単一の材料層から、または複数の材料層から形成することができる。多層空洞ライニングの異なる層は、同じ材料から形成してもよく、あるいは、少なくとも２つの層は異なる材料から形成してもよい。さらに、空洞ライニングは、任意の適切な厚さで形成してもよい。例えば、空洞ライニングは、約０．００１、０．００２、０．００３、０．００４、０．００５、０．００６、０．００７、０．００８、０．００９、０．０１、０．０１５、０．０２、０．０２５、０．０３、０．０３５、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０７５、０．０８、０．０８５、０．０９、０．０９５、または０．１０インチの厚さ、上記の値の任意の２つの間の範囲に含まれる厚さ、または上記の値のうちの１つを最小値または最大値とする範囲のいずれかに含まれる厚さ、で形成することができる。
【００３５】
空洞ライニングは、物品１００または物品１００を組み込む器具内の多種多様の適切な冷却流体および／または物質の使用を可能にし得る。例示的な冷却流体および／または物質は、エチレングリコール、プロパリングリコール、アンモニア、１つ以上の冷媒、オイル、アルコール、水素、アルゴン、窒素、空気、二酸化炭素、超臨界二酸化炭素（「ＳＣＯ２」）、メタン、液体メタン、トルエン、水、および／またはその他の適切な冷却剤が含まれるが、これらに限定されない。ライニングは、冷却液または物質が導体１０５を劣化または破壊する可能性を防止または低減することができる。さらに、ライニングは、通常導体内で使用される銅互換冷却剤などの特殊な流体の使用の回避を容易にすることができる。例えば、ライニングは、脱イオン水などの特殊な流体の使用の回避を可能にし得る。さらに、空洞ライニングは、従来の物質および／または設計に比べて、導体１０５を強くまたはより直接的に冷却する冷却流体の使用を容易にし得る。その結果、より効果的な冷却を行うことができ、抵抗加熱損失を低減することができ、それにより、物品１００および／または物品１００を組み込んだ構成要素の効率、コスト、および／または出力密度を改善することができる。
【００３６】
多種多様の適切な方法および／または技法を利用して、空洞１０５を組み込んだ導体１０５および／または物品１００を形成、製造、あるいは提供することができる。特定の実施形態では、空洞を有する物品１００は、３Ｄ印刷または付加製造技術によって形成することができる。マグネットワイヤを切断し、成形して物品を形成するのではなく、付加製造技術を利用して１つまたは複数の物品（例えばヘアピンなど）を製造することができる。例えば、複数の物品を複数の３Ｄ印刷装置によって並行して生産することもできる。同様に、電気機器（例えば、モータなど）の一部またはすべてを付加製造技術によって形成することもできる。任意の数のマグネットワイヤ物品やその他の設計を作成またはモデル化するために、多種多様の適切な３Ｄモデルパッケージ、例えば、Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ、Ａｕｔｏｄｅｓｋ、Ｉｎｖｅｎｔｏｒ、Ｃｒｅｏなど、を使用することができる。さらに、多種多様の適切な付加製造技術や技術の組み合わせを利用することができる。付加製造技術の例には、材料押出、溶融堆積モデリング（「ＦＤＭ」）、材料噴射、バインダー噴射、シート積層、粉末床溶融（例えば、直接金属レーザー焼結（「ＤＭＬＳ」）、電子ビーム溶融（「ＥＭＢ」）、選択的熱焼結（「ＳＨＳ」）、選択的レーザー溶融（「ＳＬＭ」）、選択的レーザー焼結（「ＳＬＳ」）など）、直接エネルギー蒸着などが含まれるが、これらに限定されない。付加製造技術の使用は、任意の数の固有の幾何学的形状、形状、および／または構造のマグネットワイヤ物品の製造を容易にすることができる。
【００３７】
導体１０５が付加製造技術を使用して作成されたら、多種多様の適切な技術を使用して絶縁体を形成することができる。特定の実施形態では、付加製造技術を使用して、導体１０５上に絶縁材料を形成または堆積することもできる。他の実施形態では、絶縁体１１０は、静電コーティング、蒸着（例えば、コンフォーマルコーティングの蒸着など）、電気めっき、押出、１つ以上のダイによる材料の塗布、１つ以上のブラシまたはローラによる材料の塗布、などによって形成することができる。塗布された絶縁材は、必要に応じて、熱硬化、紫外線（「ＵＶ」）硬化、放射線硬化、マイクロ波硬化、電子ビーム硬化、および／または任意の他の適切な硬化技術を使用して硬化または架橋することができる。
【００３８】
付加製造技術によって空洞１１５を有する導体１０５を形成する代わりに、他の実施形態では、複数の空洞を有する導体１０５を射出成形プロセスによって形成することができる。導体１０５が形成されたら、絶縁体１１０を任意の適切なプロセス、例えば上述したプロセスのいずれかで塗布することができる。他の実施形態では、導体１０５が空洞１０５を含むように、導体１０５を適切なコンフォーム押出または連続押出プロセスによって押出成形することができる。例えば、導体１０５は、空洞１１５の形成をもたらす１つ以上の適切な金型または他の構造物に通して押出成形してもよい。導体１０５の押出成形後に、絶縁体１１０を任意の適切な技術によって導体１０５上に形成することができる。さらに他の実施形態では、ロッドミルを通して導体１０５を引き出すか引き抜いて空洞１１５を形成することができる。必要に応じて、引き出し前および／または後に、導体１０５または導体入力材料（ロッドストックなど）の断面形状を修正するために、１つまたは複数のフラットナおよび／またはローラを使用することができる。他の実施形態では他の適切な形成技術を使用することができる。特定の実施形態では、導体１０５を絶縁体１１０の一部または全部の塗布と並行して形成することができる。他の実施形態では、導体１０５は事前形成するか、外部供給源から入手してもよい。次に、絶縁体１１０を導体１０５上に塗布または他の方法で形成することができる。
【００３９】
導体１０５に空洞１１５を組み込むことにより、物品１００に組み込まれる材料の量を減らすことができる。材料を減らすと、従来のマグネットワイヤ物品と比較して、物品１００の全体のコストおよび／または重量を減らすことができる。その結果、物品１００を組み込んだ機器（例えば、回転電気機械、モータなど）の重量を減らすことができる。特定の実施形態では、空洞１１５の使用は、導体１０５の熱伝達表面積を改善し、それにより、物品１００および／または物品１００を組み込んだ器具のより効果的な冷却を促進することができる。言い換えると、空洞１１５の組み込みは、より大きな導体表面積を生成することによる熱伝達冷却率を高めることができる。空洞１１５はまた、導体の長さに沿った温度正規化による導体１０５内の対流熱伝達および／または導体１０５を通る１つ以上の冷却流体の循環を促進することができる。強化された熱伝達および／または冷却は、物品１００および／または物品１００を組み込んだ器具の効率を改善することができる。
【００４０】
空洞１１５を組み込んだ物品１００は、任意の適切な絶縁耐力、ＰＤＩＶ、および／または熱定格などの多種多様の適切な電気的性能特性を有するように設計することができる。特定の実施形態では、物品１００は、約７，０００、９，０００、１０，０００、１１，０００、１２，０００、１３，０００、１４，０００、１５，０００ボルト／ミル、またはそれを超える絶縁耐力を有することができる。特定の実施形態では、物品１００は、所望の閾値、例えば、約７５０、８００、９００、１０００、１２００、１３００、１５００、１７００、２０００、２５００ボルト、またはそれを超えるＰＤＩＶを有することができる。物品１００はまた、多種多様の熱定格、例えば、絶縁体の劣化なしに約１８０℃、２００℃、２２０℃、２４０℃、またはそれ以上までの温度で比較的連続した期間（例えば、１，０００、５，０００、または２０，０００時間の期間）の使用を可能にする熱定格など、を有するように設計することができる。本開示の実施形態に従って形成された物品１００はまた、多種多様の用途に適したものとし得る。例えば、物品１００は、自動車モータ、ハイブリッド電気自動車および／または電気自動車用のスタータジェネレータ、オルタネータなどで使用するのに適したものとし得る。
【００４１】
図１を参照して上記で説明した物品１００は単なる例示にすぎない。様々な実施形態で望まれるように且つ図２Ａ〜図５Ｉを参照して論述されるように、例示の物品１００には多種多様の変更を加えることができる。実際、本開示は、空洞が導体に組み込まれている多種多様の適切な物品構造を想定している。これらの構造は、多種多様の適切な絶縁システム、導体形状、導体材料、および／または空洞構成を含み得る。
【００４２】
上記のように、物品（例えば、図１の物品１００）は、多種多様の適切な断面形状で形成し得る。図３Ａ〜図３Ｆは、物品に使用し得る例示的な断面形状を示す。図３Ａ〜図３Ｆの形状は導体形状として示されているが、同様の形状および／または外周を様々な絶縁層に使用し得ることは理解されよう。さらに、図３Ａ〜図３Ｆに示される各導体は、例えばハニカム配列に配置された空洞のような複数の六角形の空洞を含む。他の実施形態では、空洞の任意の適切な配置または構成を、任意の導体、例えば、図５Ａ〜図５Ｉに示される任意の空洞配置と共に使用することができる。
【００４３】
まず、図３Ａを参照すると、第１の例示的な物品３００は、長方形の断面形状を有するものとして示されている。図示のように、物品３００の角は、丸めても、鈍化しても、または面取りしてもよい。図３Ｂは、角が丸められた正方形の断面形状を有する第２の例示的な物品３０５を示す。図３Ｃは、円形の断面形状を有する第３の例示的な物品３１０を示す。図３Ｄは、楕円形または長円形の断面形状を有する第４の例示的な物品３１５を示す。図３Ｅは、六角形の断面形状を有する第５の例示的な物品３２０を示す。そして、図３Ｆは、八角形の断面形状を有する第６の例示的な物品３２５を示す。必要に応じて、物品の角は、鋭くても、丸めても、鈍化しても、面取りしても、湾曲させても、またはその他に形成してもよい。他の断面形状を必要に応じて使用することができ、図３Ａ〜３Ｆに示される形状は非限定的な例として提示されているに過ぎない。
【００４４】
上記のように、物品（例えば、図１の物品１００）は、多種多様の適切な材料または材料の組み合わせから形成された導体を含み得る。異なる材料および／または層構造を有する導体のいくつかの非限定的な例が図４Ａ〜図４Ｆに示されている。説明を簡単にするために、例示の各導体は長方形の導体として示されている。しかしながら、各導体は、任意の適切な断面形状、例えば図１および図２に示される形状のいずれかとして形成してもよい。 さらに、各導体は、正方形または長方形の断面形状を有する１つまたは複数の空洞を含むものとして示されている。様々な実施形態で望まれるように、任意の数の空洞および／または空洞の構成を、図４Ａ〜図４Ｆに示す導体のいずれかに組み込むことができる。例えば、図５Ａ〜５Ｉに示される例示的な空洞構成のいずれかを図４Ａ〜図４Ｆの導体のいずれかとともに使用することができる。
【００４５】
まず、図４Ａを参照すると、第１の例示的な導体４００が示されている。導体４００は、銅などの単一の導電性材料から形成することができる。さらに、図示された２つの正方形の空洞４０５Ａ、４０５Ｂなどの複数の空洞を導体４００に形成することができる。図４Ｂは、少なくとも２つの異なる導電性材料から形成された第２の例示的な導体４１０を示す。例えば、第１の導電性材料が導体コア４１５を形成するために使用され、第１の導電性材料とは異なる第２の導電性材料がコア４１５の周りに層４２０を形成するために使用される。導体コア４１５には、例えば、２つの図示された空洞４２５Ａ、４２５Ｂのような空洞を形成することができる。
【００４６】
図４Ｃは、カーボンナノチューブから形成された第３の例示的な導体４２５を示す。さらに、導体４００には図示された２つの正方形の空洞４３０Ａ、４３０Ｂなどの空洞を形成することができる。図４Ｄは、少なくとも２つの異なる材料から形成された第４の例示的な導体４３５を示す。例えば、導電性コア４４０はカーボンナノチューブから形成することができ、コア４３５の周りに層４４５を形成するために第２の材料（例えば、銅など）を使用することができる。さらに、コア４３５に２つの図示された空洞４５０Ａ、４５０Ｂのような空洞を形成することができる。図４Ｅは、少なくとも２つの異なる材料から形成された第５の例示的な導体４５５を示す。例えば、導体コア４６０は、誘電体材料（または誘電体材料の組み合わせ）から形成することができ、第２の材料（例えば、銅、カーボンナノチューブなど）を使用してコア４６０の周りに層４６５を形成することができる。さらに、図示された２つの空洞４６８Ａ、４６８Ｂのような空洞をコア４６０に形成することができる。
【００４７】
図４Ｆは、複数の空洞４８０Ａ、４８０Ｂが形成された、導電性材料（例えば、金属、カーボンナノチューブなど）の１つまたは複数の層４７５を含む第６の例示的な導体４７０を示す。さらに、空洞（空洞４８０と総称する）の少なくとも１つの表面にライニング４８２またはコーティングを形成することができる。ライニング４８２は、通常は導電性材料４７５を破壊または劣化する可能性のある冷却流体または物質の使用を促進または推進することができる。ライニング４８２は様々な適切な材料、例えば図１に関連して述べた材料のいずれかで形成することができる。さらに、冷却流体または物質４８４を空洞４８０内に配置することもできる。冷却流体または物質４８４は任意の適切な材料、例えば図１に関連して述べた材料の１つまたは複数を含んでもよい。本開示の様々な実施形態では、必要に応じて、多種多様の他の導体構造を使用することができる。図４Ａ〜図４Ｆに示す構造は非限定的な例として提示されているにすぎない。
【００４８】
多種多様の異なる構成の空洞を様々な実施形態で使用することができる。空洞構成のいくつかの非限定的な例が、図５Ａ〜図５Ｉに示されている。図５Ａ〜図５Ｉは、長方形（図５Ａ〜５Ｉ）または円形（図５Ｊ）の断面形状のいずれかを有する単層導体を示す。導体は、他の適切な断面形状、例えば図３Ａ〜図３Ｆに示される断面形状のいずれかで形成してもよい。さらに、図５Ａ〜図５Ｉに示される空洞のいずれも、その中に配置されたライニングおよび／または冷却流体を含むことができる。
【００４９】
まず、図５Ａを参照すると、六角形の断面形状を有する複数の空洞５０２を含む第１の例示的な導体５００が示されている。任意の数の空洞５０２を導体５００に形成することができる。さらに、空洞５０２は、任意の適切な数の行、列、アレイ、および／または他の配列に配置することができる。空洞５０２のそれぞれは、任意の適切な断面積、長手方向の長さなど、任意の適切な寸法を有することができる。特定の実施形態では、複数の空洞５０２は、ハニカム構成で配置することができる。
【００５０】
図５Ｂは、円形の断面形状を有する複数の空洞５０７を含む第２の例示的な導体５０５を示す。任意の数の空洞５０７を導体５０５に形成することができ、空洞５０７は、任意の適切な数の行、列、アレイ、および／または他の配列で配置することができる。空洞５０７のそれぞれは、任意の適切な直径、断面積、長手方向の長さなど、任意の適切な寸法を有することができる。図５Ｃは、正方形の断面形状を有する複数の空洞５１２を含む第３の例示的な導体５１０を示す。任意の数の空洞５１２を導体５１０に形成することができ、空洞５１２は、任意の適切な数の行、列、アレイ、および／または他の配列で配置することができる。空洞５１２のそれぞれは、任意の適切な幅、高さ、断面積、長手方向の長さなど、任意の適切な寸法を有することができる。図５Ａ〜５Ｃには六角形、円形および方形の空洞が示されているが、他の実施形態は、楕円形、長方形、および／または八角形の断面形状など、他の適切な断面形状を有する空洞を含むことができる。
【００５１】
特定の実施形態では、複数の空洞を導体に形成することができ、少なくとも２つの空洞を異なる寸法にすることができる。図５Ｄは、１つまたは複数の空洞５２０の第１のセットが第１の寸法を有し、１つまたは複数の空洞５２２の第２のセットが第１の寸法とは異なる第２の寸法を有する例示的な導体５１５を示す。図示のように、第１のセットの空洞５２０は正方形の断面形状で形成され、第２のセットの空洞５２２は長方形の断面形状で形成される。様々な空洞５２０、５２２は、多種多様の適切な断面寸法および／または長手方向の長さで形成してよい。特定の実施形態では、導体５１５に１つ以上の所望の利点、例えば、改善された構造的支持および／または強化された熱伝達表面積など、を提供するために、異なる寸法の空洞５２０、５２２を配置することができる。例えば、図５Ｄの空洞５２０、５２２の配置は、導体５１５のための強化された構造的支持を提供することができる。
【００５２】
導体内の少なくとも２つの空洞の間で、任意の数の寸法を変えることができる。例えば、２つの導体は、異なる断面形状、断面積、断面寸法（例えば、高さ、幅、直径など）、長手方向の長さ、および／または他の所望の寸法で形成してもよい。長方形および正方形の空洞が図５Ｄに示されているが、様々な他の適切な空洞の変形および／または構成を利用することができる。
【００５３】
図５Ｅは、２つの長方形の空洞のような２つの空洞５３７Ａ、５３７Ｂが形成された例示的な導体５３５を示す。必要に応じて、空洞５３７Ａ、５３７Ｂの一方または両方は、冷却流体の循環を容易にする空洞ライニングを含んでもよい。図５Ｆは、波状または曲がりくねった断面形状を有する空洞５４２が形成された例示的な導体５４０を示す。実際、空洞は、必要に応じて、任意の適切な断面形状で形成してよい。例えば、空洞は、直線、湾曲、波状、蛇行、ジグザグ、または任意の他の適切な幾何学的形状で形成してよい。特定の実施形態では、パターンに従って複数の空洞を形成または配置することができる。他の実施形態では、複数の空洞をランダムにまたは擬似ランダムに形成または配置することができる。
【００５４】
特定の実施形態では、導体内に形成された内部支持体、格子、クロスビーム、または他の構造によって複数の空洞を画定することができる。例えば、大きな空洞は、１つ以上の内部支持体によってより小さな空洞に細分することができる。別の例として、複数の個別の空洞を支持構造によって画定することもできる。図５Ｇは、三角形の断面形状を有する４つの空洞５４７を画定する２つの対角支持部材を有する例示的な矩形導体５４５を示す。図５Ｈは、垂直部材と対角部材との組み合わせを含む格子または支持構造によって複数の空洞を画定する例示的な矩形導体５５０を示す。図５Ｉは、内部空洞を互いに直交して二分する２つの支持部材５５７、５６０を含む例示的な円形導体５５５を示す。言い換えれば、支持部材５５７、５６０は、導体５５５内で十字を形成し、内部開口内に複数の空洞を画定する。必要に応じて、内部支持体および／または他の構造は、多種多様の適切な寸法（例えば、厚さなど）で、および／または多種多様の適切な構成または配置で形成してよい。
【００５５】
上記のように、物品（例えば、図１〜図５Ｉに示される物品のいずれか）は、所望のまたは所定の形状を有するものとし得る。特定の実施形態では、マグネットワイヤを形成し、任意の所望の長さのセクションに切断し、マグネットワイヤのセクションを曲げ、ねじり、および／または他の加工を加えることにより任意の適切な形状を有する物品を形成することができる。他の実施形態では、例えば、付加製造または射出成形によって、所望の形状を有する物品を形成または生成することができる。特定の実施形態では、物品は、角度を形成するか、ほぼ形成する少なくとも１つの曲げ部を含み得る。他の実施形態では、物品は１つ以上のねじれ部を含み得る。さらに、物品は、多種多様の適切な形状に形成してよい。特定の実施形態では、物品は、「Ｕ」またはほぼ「Ｕ」字形を有するヘアピンとして形成してもよい。例えば、物品は、エンドターンから延びる２つの脚部を備えたＵ字形のエンドターンを有し得る。「Ｕ」字形という用語は、限定を意図するものではなく、「Ｖ」字形または「Ｗ」字形などの、延長脚部を有するエンドターンを含む様々な形状をカバーすることができる。様々な実施形態で望まれるように、２つの脚部は、等しくないまたはほぼ等しい長さを有することができる。他の実施形態では、物品は波形形状を有するように形成してもよい。
【００５６】
空洞を含むいくつかの例示的なマグネットワイヤ物品が、図６〜図９Ｆに示されている。図６は、Ｕ字形ヘアピンとして形成された第１の例示的な物品６００を示す。物品６００は、任意の適切な材料または材料の組み合わせから（例えば、曲げ、成形など）または他の方法（例えば、３Ｄ印刷など）により形成することができる。例えば、物品６００は、銅または別の適切な金属材料から形成することができる。さらに、図６の分解部分図に示されるように、複数の空洞を物品６００に形成することができる。上述したように、空洞は、ハニカムパターンなどの多種多様の適切な配列で配置することができる。図７は、複数の空洞を有するＵ字形ヘアピンとして形成された第２の例示的な物品７００を示す。物品７００は、図６の物品６００と同様とし得るが、物品７００は、金属材料からではなく、カーボンナノチューブから形成された導体または導電素子を含むものとし得る。図８は、複数の空洞を有するＵ字形ヘアピンとして形成された第３の例示的な物品８００を示す。物品８００は、外側構成要素８１０によって囲まれたコア構成要素８０５を含むことができる。例えば、コア構成要素８０５は、外側クラッド８１０によって囲まれた金属材料から形成することができる。様々な実施形態では、コア構成要素８０５および外側構成要素８１０は、異なる材料（例えば、異なる導電性材料、金属クラッドで囲まれたカーボンナノチューブコア、金属クラッドで囲まれた誘電体コアなど）から形成することができる。さらに、コア構成要素８０５内に、ハニカム配列に配置された図示の空洞などの任意の数の空洞を形成することができる。
【００５７】
図６〜図８はいくつかの例示的なＵ字形ヘアピンを示すが、多種多様の適切なヘアピンおよび／または他の形状の構成要素をマグネットワイヤ物品として利用することができる。いくつかの代替物品が図９Ａ〜図９Ｆに示されている。図９Ａは、Ｕ字形のエンドターン部９０５と、エンドターン部９０５から延びる２つの脚部９１０、９１５とを含む第１の例示的な物品９００を示す。図９Ｂおよび図９Ｃは、Ｕ字形ヘアピンとして形成された他の例示的な物品９２０、９２５を示す。図９Ａの物品９００とは対照的に、図９Ｂおよび図９Ｃに示される物品９２０、９２５の１つ以上の脚部には、必要に応じ更なる曲げ部を組み込むことができる。図９Ｄは、巻線のエンドターン部を形成する１つ以上のねじれ端部を含む例示的な物品９３０を示す。図９Ｅは、曲げられたまたは成形された端部を含み、巻線のバーとして使用し得る例示的な物品９３５を示す。図９Ｆは、ほぼ三角形の断面形状を有するコイルの形成をもたらす曲げ部を含む例示的な物品９４０を示す。物品９４０は、例えば、軸方向磁束コイルとして使用することができる。任意の数の曲げ部および／またはねじれ部を含む多種多様な他の物品を形成することができる。図６〜図９Ｆにつき説明した物品は非限定的な例として提示されているにすぎない。
【００５８】
上記においてより詳しく説明したように、物品は、多種多様の適切な構造で形成することができる。例えば、物品は、任意の数の寸法、層、および／または材料構造を有する導体、例えば図３Ａ〜図４Ｆに示される例示的な導体のいずれか、を含んでよい。別の例として、物品は、任意の適切な絶縁体、例えば図１〜図２Ｅを参照して上記で説明した絶縁体のいずれか、を含んでよい。 さらに、多種多様の空洞構成、例えば図５Ａ〜５Ｉを参照して上で説明した構成のいずれか、を物品に組み込むことができる。実際、本明細書に記載の例示的な構造および／または構成を選択および／または組み合わせることにより、多種多様の適切な物品を形成することができる。
【００５９】
条件付き表現、特に「できる」又は「可能である」などは、特に断りがない限り又は使用されている文脈中で他の意味で理解されない限り、基本的に、特定の実施形態において特定の特徴、要素、及び／又は、操作を含むのに対して、他の実施形態において特定の特徴、要素、及び／又は、操作を含まないことを意味する。即ち、このような条件付き表現は、１つ以上の実施形態において特徴、要素、及び／又は、操作が何らかの形で必要であると意味したり、又はこれら特徴、要素、及び／又は、操作が１つ以上の実施形態において必然的に含まれることを意味したりするものではない。
【００６０】
言うまでもなく、本明細書に記載された実施形態以外の多くの変形及び他の実施形態は、上述した説明及び関連する図面に示された利点を有する。従って、本開示は、記載された特定の実施形態に限定されるわけではなく、変形及び他の実施形態が添付の特許請求の範囲内に包含されるものと解釈されるべきである。本明細書においては特定の用語が使用されているが、それら用語は一般的な意味でのみ使用され、限定を意図するものではない。
【図１】
2021502673.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
2021502673.tif 000011
【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年7月9日(2020.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性ストランドを含む導体であって、少なくとも１つの曲げ部を含む所定の形状に形成された導体と、
前記導電性ストランド内に形成された複数の空洞と、
前記導体の周りに形成された絶縁体と、
を備える、絶縁巻線物品。
【請求項２】
前記導電性ストランドは、（ｉ）金属または（ｉｉ）カーボンナノチューブのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の絶縁巻線物品。
【請求項３】
前記導体は中心コアおよび該中心コアの周りに形成された外層を含み、前記複数の空洞は前記中心コア内に形成されている、請求項１に記載の絶縁巻線物品。
【請求項４】
前記中心コアは第１の導電性材料を含み、前記外層は第１の導電性材料とは異なる第２の導電性材料を含む、請求項３に記載の絶縁巻線物品。
【請求項５】
前記中心コアはカーボンナノチューブを含み、前記外層は金属材料を含む、請求項３に記載の絶縁巻線物品。
【請求項６】
前記中心コアは誘電体材料を含み、前記外層は導電性材料を含む、請求項３に記載の絶縁巻線物品。
【請求項７】
前記導体は、正方形、長方形、円形、楕円形、六角形、または八角形の断面形状のうちの１つを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項８】
前記絶縁体は、（ｉ）エナメル、（ｉｉ）押出ポリマー材料、（ｉｉｉ）半導電性材料、または（ｉｖ）絶縁材料のコンフォーマル層のうちの少なくとも１つを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項９】
前記複数の空洞は、前記物品に沿った断面位置に配置された複数の空洞を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１０】
前記複数の空洞は、前記物品の長手方向の長さに沿ってエンドツーエンドに配置された複数の空洞を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１１】
前記複数の空洞は、前記物品の長手方向の長さに沿ってエンドツーエンドに配置された第１の複数の空洞と、前記物品に沿った断面位置に配置された第２の複数の空洞とを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１２】
前記複数の空洞に含まれる少なくとも１つの空洞は、円形、楕円形、正方形、長方形、六角形、八角形、波形状、または正弦波状の断面形状のうちの１つを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１３】
前記複数の空洞はハニカム配列に配置された複数の空洞を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１４】
前記複数の空洞は、前記導体内に配置された（ｉ）１つ以上のスポーク、（ｉｉ）１つ以上の垂直支持体、（ｉｉｉ）１つ以上のクロスビーム、または（ｉｖ）１つ以上の対角支持体のうちの少なくとも１つによって画定される複数の空洞を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１５】
前記複数の空洞は、（ｉ）行、（ｉｉ）列、（ｉｉｉ）アレイ、または（ｉｖ）グリッドのうちの少なくとも１つに配置された複数の空洞を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１６】
前記複数の空洞は、前記導体内の冷却を高める、請求項１から１５のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１７】
前記複数の空洞は、前記導体内の対流冷却を促進する、請求項１６に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１８】
前記複数の空洞は、前記導体内の流体の循環を促進する、請求項１６に記載の絶縁巻線物品。
【請求項１９】
前記流体は、（ｉ）ガス、（ｉｉ）冷媒、または（ｉｉｉ）液体のうちの１つを含む、請求項１８に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２０】
前記複数の空洞に含まれる少なくとも１つの空洞の表面に形成されたライニングをさらに含む、請求項１から１９のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２１】
前記ライニングは、（ｉ）ポリマー、（ｉｉ）エポキシ、または（ｉｉｉ）無機化合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項２０に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２２】
前記ライニングは、前記導体内の冷却剤の循環を促進する、請求項２０に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２３】
前記冷却剤は、（ｉ）エチレングリコール、（ｉｉ）トルエン、（ｉｉｉ）プロピレングリコール、（ｉｖ）アンモニア、（ｖ）冷媒、（ｖｉ）油、（ｖｉｉ）アルコール、（ｖｉｉｉ）水素、（ｉｘ）アルゴン、（ｘ）窒素、（ｘｉ）空気、（ｘｉｉ）二酸化炭素、（ｘｉｉｉ）超臨界二酸化炭素、（ｘｉｖ）水、（ｘｖ）メタン、または（ｘｖｉ）液体メタンのうちの少なくとも１つを含む、請求項２２に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２４】
前記複数の空洞のうちの少なくとも１つの空洞は、約０．０００１０平方インチから約２４．９平方インチの間の断面積を有する、請求項１から２３のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２５】
前記所定の形状はＵ字形ヘアピンを含む、請求項１から２４のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２６】
前記所定の形状は波形を含む、請求項１から２４のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２７】
前記物品は付加製造によって製造される、請求項１から２６のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２８】
前記導体は射出成形によって製造される、請求項１から２６のいずれか一項に記載の絶縁巻線物品。
【請求項２９】
絶縁巻線物品を形成する方法であって、
導電性ストランドを含む導体であって、少なくとも１つの曲げ部を含む所定の形状を有し、前記導電性ストランド内に形成された複数の空洞を含む導体を提供するステップと、
前記導体の周りに絶縁体を形成するステップと、
を含む、方法。
【請求項３０】
前記導体を提供するステップは、金属またはカーボンナノチューブのうちの少なくとも１つを含む導体を提供するステップを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記導体を提供するステップは、複数の材料層を有する導体を提供するステップを含む、請求項２９または３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記複数の材料層を有する導体を提供するステップは、中心コアおよび該中心コアの周りに形成された外層を備える導体を提供するステップを含み、前記複数の空洞は前記中心コア内に形成される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記複数の材料層を有する導体を提供するステップは、第１の導電性材料を含む中心コアを提供するステップと、前記第１の導電性材料とは異なる第２の導電性材料を含む外層を提供するステップとを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記複数の材料層を有する導体を提供するステップは、カーボンナノチューブを含む中心コアを提供するステップと、金属材料を含む外層を提供するステップとを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記複数の材料層を有する導体を提供するステップは、誘電体材料を含む中心コアを提供するステップと、導電性材料を含む外層を提供するステップとを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記導体を提供するステップは、正方形、長方形、円形、楕円形、六角形、または八角形の断面形状のうちの１つを有する導体を提供するステップを含む、請求項２９から３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記絶縁体を形成するステップは、（ｉ）エナメル、（ｉｉ）押出ポリマー材料、（ｉｉｉ）半導電性材料、（ｉｖ）絶縁材料のコンフォーマル層、または（ｖ）材料の蒸着層の少なくとも１つを含む絶縁体を形成するステップを含む、請求項２９から３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記複数の空洞を含む導体を提供するステップは、導体に沿った断面位置に配置された複数の空洞を備える導体を提供するステップを含む、請求項２９から３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記複数の空洞を含む導体を提供するステップは、導体の長手方向の長さに沿ってエンドツーエンドに配置された複数の空洞を備える導体を提供するステップを含む、請求項２９から３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記複数の空洞を含む導体を提供するステップは、導体の長手方向の長さに沿ってエンドツーエンドに配置された第１の複数の空洞および導体に沿った断面位置に配置された第２の複数の空洞を含む導体を提供するステップを含む、請求項２９から３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記複数の空洞の少なくとも１つは、円形、楕円形、正方形、長方形、六角形、八角形、波形状、または正弦波状の断面形状のうちの１つを含む、請求項２９から４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記複数の空洞は、ハニカム配列に配置された複数の空洞を含む、請求項２９から４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記複数の空洞は、前記導体内に配置された（ｉ）１つ以上のスポーク、（ｉｉ）１つ以上の垂直支持体、（ｉｉｉ）１つ以上のクロスビーム、または（ｉｖ）１つ以上の対角支持体のうちの少なくとも１つによって画定される複数の空洞を含む、請求項２９から４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
前記複数の空洞は、（ｉ）行、（ｉｉ）列、（ｉｉｉ）アレイ、または（ｉｖ）グリッドのうちの少なくとも１つに配置された複数の空洞を含む、請求項２９から４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記複数の空洞は前記導体内の冷却を高める、請求項２９から４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
前記複数の空洞は前記導体内の対流冷却を促進する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記導体内の冷却を促進するために、前記複数の空洞に含まれる少なくとも１つの空洞内で循環する流体を提供するステップをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記流体を提供するステップは、（ｉ）ガス、（ｉｉ）冷媒、または（ｉｉｉ）液体のうちの１つを提供することを含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記複数の空洞に含まれる少なくとも１つの空洞の表面にライニングを形成するステップをさらに含む、請求項２９から４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
前記ライニングを形成するステップは、（ｉ）ポリマー、（ｉｉ）エポキシ、（ｉｉｉ）無機化合物、または（ｉｖ）蒸着によって塗布される材料の少なくとも１つを含むライニングを形成することを含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記ライニングを形成するステップは、前記導体内の冷却剤の循環を促進するライニングを形成することを含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】
前記導体内に冷却剤を配置するステップをさらに含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記冷却剤を配置するステップは、（ｉ）エチレングリコール、（ｉｉ）トルエン、（ｉｉｉ）プロピレングリコール、（ｉｖ）アンモニア、（ｖ）冷媒、（ｖｉ）油、（ｖｉｉ）アルコール、（ｖｉｉｉ）水素、（ｉｘ）アルゴン、（ｘ）窒素、（ｘｉ）空気、（ｘｉｉ）二酸化炭素、（ｘｉｉｉ）超臨界二酸化炭素、または（ｘｉｖ）水、のうちの少なくとも１つを配置するステップを含む、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記複数の空洞を有する導体を提供するステップは、約０．０００１０平方インチから約２４．９平方インチの間の断面積を有する少なくとも１つの空洞を有する導体を提供するステップを含む、請求項２９から５３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５５】
前記導体を提供するステップは、ワイヤを前記所定の形状に曲げるまたは成形するステップを含む、請求項２９から５４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５６】
前記複数の空洞を有する導体を提供するステップは、付加製造によって導体を形成するステップを含む、請求項２９から５４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５７】
前記複数の空洞を有する導体を提供するステップは、射出成形プロセスによって導体を形成するステップを含む、請求項２９から５４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５８】
前記所定の形状に形成された導体を提供するステップは、Ｕ字形のヘアピン形状を有する導体を提供するステップを含む、請求項２９から５７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５９】
前記所定の形状に形成された導体を提供するステップは、波形形状を有する導体を提供するステップを含む、請求項２９から５７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６０】
導電性ストランドを含む導体であって、少なくとも１つの曲げ部を含む所定の形状に形成された導体と、
前記導電性ストランド内に形成され、前記導体の長手方向の長さに沿って延びる少なくとも１つの空洞と、
前記少なくとも１つの空洞の表面に形成された、（ｉ）ポリマー、（ｉｉ）エポキシ、または（ｉｉｉ）無機化合物のうちの少なくとも１つを含むライニングと、
前記導体の周りに形成された絶縁体と、
を備える絶縁巻線物品。
【請求項６１】
前記少なくとも１つの空洞は、前記導体内に形成された複数の空洞のうちの少なくとも１つを含む、請求項６０に記載の絶縁巻線物品。
【請求項６２】
前記ライニングは前記導体内の冷却剤の循環を促進する、請求項６０または６１に記載の絶縁巻線物品。
【国際調査報告】
2021502673.tif 000039
2021502673.tif 000040