JP2013229401A - 渦巻型コイル - Google Patents

Abstract

【課題】コイル自体が反りを生じないように工夫された平面渦巻型空芯コイルを提供する。
【解決手段】撚り方向の異なる複数の撚り線が巻回され隣接する撚り線同士が密接した渦巻平面形状である。例えば、１又は２本以上のＳ撚り線１１と、１又は２本以上のＺ撚り線１２とを、半径方向に交互配列に隙間なく平面渦巻形状に巻線され、互いに接触するＳ撚り線１１とＺ撚り線１２とが一体化されてなる平面渦巻型空芯コイル１０を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として対向するコイル間に生じる電磁誘導作用により無接点電力を伝送する電力伝送装置の送電用コイルと受電用コイルに適用可能な空芯コイルに関し、特にコイル線が撚り線からなるフラットな密着渦巻き状に巻き線された平面渦巻型コイルに関する。

コードレス機器（例えば、携帯電話、電気剃刀機、卓上掃除機、リモートコントローラ、腕時計、電卓など）に内蔵したバッテリーを充電する充電器として、充電器に内蔵した一次コイルとコードレス機器に内蔵した二次コイルとを磁気結合した無接点充電式機器が知られている。

この種の無接点充電式機器では、充電器とコードレス機器を電気的に接続する接点を設けることなく、一次コイルから二次コイルへの電磁誘導により、充電器からコードレス機器に電力を供給することができる。充電器の送電制御回路から送電用コイルに交流電流を流すと、相互誘導作用によりコードレス機器の受電用コイルに起電力が誘起され、起電力による電流がコードレス機器の受電制御回路に流れて電力伝送が行われる。送電用コイルあるいは受電用コイルは、導体を渦巻き状に巻回して構成される。

特許文献１には、被接触型トランスを構成する一次コイル及び２次コイルが、単導線から構成されたなる平面渦巻き型空芯コイルが記述されている。

特許文献２には、断面形状が円形または矩形の線材を渦巻き状に巻回することによって製造される渦巻き型状コイルが記述されている。

特許文献３には、単導線に絶縁被覆を施した導線を平板空芯単層渦巻き状に、かつ隣接する導線同士が密接するように巻回してなる空芯コイルが示され（図１）、さらにこの空芯コイルを絶縁板上に配置し、空芯コイルの単導線上に絶縁性樹脂を塗布してなる絶縁材付き空芯コイルが示されており（図２０）、及び複数の裸単導線の集合体に絶縁被覆を施した導線（例えば７本のホルマル線を撚ったリッツ線）を単層渦巻き状に巻回してなる空芯コイルについての記載がある。

特許文献４には、撚り線からなる電線が同一平面内に渦巻き状に巻回された平面コイルが示されている。

特開平０４−１２２００７号公報 特開平１１−９７２６３号公報 特開２００７−３２４５３２号公報 特開２００８−１７２８７３号公報

図８は、特許文献３の図１に相当し、断面円形の単導線に絶縁被覆を施した導線を平板空芯単層渦巻き状に、隣接する導線同士が密接するように巻回してなる、空芯渦巻型単層コイル４の製造方法を示す、模式的縦断面図である。図８において、符号１は導線を巻き付けるためのコア、符号２はコア１と一体のフランジ、符号３はフランジ２と協働して巻き付けスペースを規定するスペース規定フランジである。

断面円形の単導線に絶縁被覆を施しさらに自己融着層で覆われた７本の素線を撚ってなる導線（リッツ線）の巻き始め端をフランジ２に設けた小孔（図示しない）に通してから、フランジ３をコア１の端面に当接して巻き付けスペースを規定し、フランジ２，３を一体に回転することにより、導線（リッツ線）をコア１の周りに密に巻回し、巻き終わり端を弛まないよう固定しておいて、所要温度に加熱しその後冷却することにより、自己融着層により空芯渦巻型単層コイル４として一体化し、その後、空芯渦巻型単層コイル４をコア１及びフランジ２，３から取り外すものである。

図９に示すように、フランジ３を離間させ、取り外された空芯渦巻型単層コイル４は、平面を保つことができず、最内周部から半径方向外方へ行くに連れて最内周部のリッツ線の断面中心を通る平面Ｙから漸次にずれていく反りを生じる。これは、コイル自体が撚り線応力により変形することに基づくものである。従って、特許文献３の図２０に示されるように、絶縁板上に空芯渦巻型単層コイル４を配置しその上に絶縁性樹脂を塗布して絶縁材付き空芯コイルを形成し、反りを抑え込む必要がある。

本発明は、上述した点に鑑み案出されたもので、絶縁板上に配置し絶縁性樹脂で固めて反り抑えこむといった手段を講ずることなく、コイル自体が反りを生じない渦巻型コイルを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の渦巻型コイルは、以下の３つの態様がある。

本発明の第１の態様の渦巻型コイルは、撚り方向の異なる複数の撚り線が同軸上に巻回され、隣接する撚り線同士が密接した渦巻形状であることを特徴とする。

この渦巻型コイルは、１又は２本以上のＳ撚り線と、１又は２本以上のＺ撚り線とを、半径方向に交互配列に隙間なく平面渦巻形状に巻線され、互いに接触するＳ撚り線とＺ撚り線とが一体化されてなる単層空芯コイルである第１の形態と、１本のＳ撚り線と、素線数及び断面積がＳ撚り線の素線数及び断面積と同一である１本以上のＺ撚り線とを、並列に繰り出してＳ撚り線の渦巻とＺ撚り線の渦巻とが同一の位相で渦巻状に隙間なく巻線され、互いに接触するＳ撚り線同士、Ｚ撚り線同士、及び一体化Ｓ撚り線とＺ撚り線とが一体化されてなる複数層空芯コイルである第２の形態と、を含む。
さらに、第１，第２の形態は、いずれも、Ｓ撚り線とＺ撚り線の内周側取り出し線が一本に纏められリードとされると共に、Ｓ撚り線とＺ撚り線の外周側取り出し線が一本に纏められリードとされる形態と、Ｓ撚り線とＺ撚り線のいずれか一方の、巻き始め端と巻き終わり端をリード線とし、他方の、巻き始め端と巻き終わり端をリードから絶縁し通電不可とする形態とを含む。
撚り線同士の一体化については、自己溶着ワイヤーを用いプレスしかつ高温に加熱し積層して冷却することで達成され、あるいは、プレスにより変形方向の延展を抑えて積層方向に高圧プレスすることにより達成される。
ここで「自己融着線」とは、銅線を絶縁膜で被覆し、さらに絶縁膜を自己融着層で覆った線をいう。非接点電力伝送用コイルにおいては、高い周波数での使用と薄型で線積率を高くした高効率の巻線技術が要求される。本発明では、撚り線を使用することでコイルの共振周波数を高くし、高い周波数での利用が可能である。

本発明の第２の態様の渦巻型コイルは、撚り方向の異なる撚り線からなる複数の渦巻型コイルが、軸方向に重ねられ複数層に一体化されてなることを特徴とする。

この渦巻型コイルは、１又は２本以上のＳ撚り線を同一平面上に渦巻状に隙間なく巻線され、互いに接触するＳ撚り線同士が一体化されてなるＳ撚り線渦巻コイルと、１又は２本以上のＺ撚り線を同一平面上に渦巻状に隙間なく巻線され、互いに接触するＺ撚り線同士が一体化されてなるＺ撚り線渦巻コイルとが別々に作られ、Ｓ撚り線渦巻コイルとＺ撚り線渦巻コイルの渦巻平面同士を重ねられ複数層に一体化されてなる第３の形態を含む。
さらに、第３の形態においても、上記の第１，第２の形態と同様に、Ｓ撚り線とＺ撚り線の内周側取り出し線が一本に纏められリードとされると共に、Ｓ撚り線とＺ撚り線の外周側取り出し線が一本に纏められリードとされる形態と、Ｓ撚り線とＺ撚り線のいずれか一方の、巻き始め端と巻き終わり端をリード線し、他方の、巻き始め端と巻き終わり端をリードから絶縁し通電不可とする形態とを含むものである。
Ｓ撚り線渦巻コイルとＺ撚り線渦巻コイルとの一体積層化は、自己溶着ワイヤーを積層してプレスし、かつ高温に加熱し冷却することで達成される。

本発明の第３の態様の平面渦巻型空芯コイルは、第１又は第２の態様において、前記撚り方向の異なる複数の撚り線同士の撚りピッチが異なる構成である。

この平面渦巻型空芯コイルは、例えば、Ｓ撚り線は、撚り線集合体の直径の３０倍程度の標準撚りピッチで撚られている一方、Ｚ撚り線は、撚りピッチが撚り線集合体の直径の約４０倍以上でゆるく撚られ、当該Ｓ撚り線と当該Ｚ撚り線とを用いて、上記の第１〜第３の形態の渦巻コイルが形成されている形態である。

本発明によれば、撚り線方向が異なる撚り線（Ｓ撚り線とＺ撚り線）を巻回して渦巻型コイルを形成することにより、Ｓ撚り線の反りと、Ｚ撚り線の反りとを相殺することができ、反りが生じない渦巻型コイルを提供することができる。
また、撚り線ピッチが異なる撚り線（Ｓ撚り線とＺ撚り線）を巻回して渦巻型コイルを形成した場合には、反りが生じないことに加えて、撚り線同士の重なり状態を制御できて、線積率を高くできるから、高効率の非接点電力伝送用の平面渦巻型空芯コイルを提供することができる。

図（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る平面渦巻型空芯コイルの正面図、図（ｂ）は図（ａ）におけるIｂ−Iｂ拡大断面図を示す。 図（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る平面渦巻型空芯コイルの正面図、図（ｂ）は図（ａ）におけるIIｂ−IIｂ拡大断面図を示す。 図（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る平面渦巻型空芯コイルの正面図、図（ｂ）は図（ａ）におけるIIIｂ−IIIｂ拡大断面図を示す。 図（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る平面渦巻型空芯コイルの正面図、図（ｂ）は図（ａ）におけるIVｂ−IVｂ拡大断面図を示す。 図（ａ）は本発明の第５の実施形態に係る平面渦巻型空芯コイルの斜視図、図（ｂ）は図（ａ）におけるVｂ−Vｂ拡大断面図である。 図（ａ）は本発明の第６の実施形態に係る平面渦巻型空芯コイルの斜視図、図（ｂ）は図（ａ）におけるVIｂ−VIｂ拡大断面図である。 図（ａ）は本発明の第７の実施形態に係る平面渦巻型空芯コイルの斜視図、図（ｂ）は図（ａ）におけるVIIｂ−VIIｂ拡大断面図である。 従来の空芯渦巻型単層コイルの製造方法を示す模式的縦断面図である。 図８のコイル製造装置から取り出した空芯渦巻型単層コイルの製造後の反り を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る平面渦巻型空芯コイルの実施形態を説明する。

〔第１の実施形態〕
図１（ａ）はこの実施形態に係る平面渦巻型空芯コイル１０の正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるIｂ−Iｂ拡大断面図を示す。この平面渦巻型空芯コイル１０は、１本のＳ撚り線１１と、１本のＺ撚り線１２とが、半径方向に交互に配列され隙間なく平面渦巻形状に巻線され、互いに接触するＳ撚り線１１とＺ撚り線１２とが一体化されてなる単層空芯コイルである。Ｓ撚り線１１とＺ撚り線１２の内周側取り出し線１１ａ，１２ａが一本に纏められリードとされると共に、Ｓ撚り線１１とＺ撚り線１２の外周側取り出し線１１ｂ，１２ｂが一本に纏められリードとされている。Ｓ撚り線１１とＺ撚り線１２の配置が逆転していても良い。

Ｓ撚り線１１とＺ撚り線１２は、いずれも、複数の自己融着線がＳ撚りまたはＺ撚りされてなる集合線であるか、または複数の裸導線（銅線）がＳ撚りまたはＺ撚りされてから絶縁被膜で被覆され、さらに自己溶着層で被覆された集合線である。Ｓ撚り線１１とＺ撚り線１２は、自己融着線の本数が同一で、撚りピッチが同一の標準ピッチ（撚り線集合体の直径の３０倍程度）である。このような撚りピッチの撚り線は、巻線によっても断面形状がほとんど変形せず、略円形となる。なお、Ｓ撚り線１１とＺ撚り線１２は、リッツ線に限定されない。

この平面渦巻型空芯コイル１０を製造するには、図８に示すコア１とフランジ２，３と同様の巻き付け手段を用いる。すなわち、Ｓ撚り線１１とＺ撚り線１２の巻き始め端をフランジ２に設けた小孔（図示しない）に通してから、フランジ３をコア１の端面に当接して巻き付けスペースを規定し、フランジ２，３を一体に回転することにより、Ｓ撚り線１１とＺ撚り線１２をコア１の周りに交互配列に隙間なく巻回し、巻き終わり端を弛まないよう固定しておいて、所要温度に加熱しその後冷却することにより、自己融着層により空芯渦巻型単層コイル４として一体化し、その後、取り外す。加熱の方法としては、適宜の加熱手段によるもののほか、コイルを通電する事によって発生する発熱を使って融着させる通電融着でもよい。その場合は、巻線後に端末線固定した状態で通電加熱し、冷却し、コイルを取り外す。また、他の融着方法として、巻線後に加熱するのではなく巻線を行いながら熱風を巻線部に吹き付け融着させる熱風巻線や、アルコールを融着層に塗りつけながら巻線して融着させるアルコール融着を用いることもできる。

本実施形態によれば、Ｓ撚り線の反りと、Ｚ撚り線の反りとを相殺させることができ、反りが生じない。

なお、Ｓ撚り線１１の巻き始め端と巻き終わり端をリード線とし、Ｚ撚り線１２の巻き始め端と巻き終わり端を基部より切除してＳ撚り線１１のリード線に対して不導通としてもよい（他の実施形態でも同様）。この形態にしたときは、Ｓ撚り線１１のみがコイルとして使われ、Ｚ撚り線１２は、Ｓ撚り線の反りと相殺させる役目を果たす。

〔第２の実施形態〕
図２（ａ）はこの実施形態に係る平面渦巻型空芯コイル１３の正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるIIｂ−IIｂ拡大断面図を示す。この平面渦巻型空芯コイル１３は、１本のＳ撚り線１４と、１本のＺ撚り線１５とが、半径方向に交互配列に隙間なく平面渦巻形状に巻線され、互いに接触するＳ撚り線１４とＺ撚り線１５とが一体化され、Ｓ撚り線１４とＺ撚り線１５の内周側取り出し線１４ａ，１５ａが一本に纏められリードとされ、Ｓ撚り線１４とＺ撚り線１５の外周側取り出し線１４ｂ，１５ｂが一本に纏められリードとされてなる単層空芯コイルである。

この平面渦巻型空芯コイル１３は、第１の実施形態の平面渦巻型空芯コイル１０と自己融着線の本数は同一であるが、Ｓ撚り線１４及びＺ撚り線１５の撚りピッチが撚り線集合体の線径の４０倍以上である点において相違する。より具体的には、本実施形態においては線径０．１mmの撚り線７本による撚り線集合体（撚り直径０．３mm）で撚り線ピッチが２０ｍｍのワイヤであり、撚り線ピッチが撚り直径の６７倍である。このような撚りピッチの撚り線は、巻線によって断面形状が維持出来ず、巻線治具の隙間に入り込み形状が決まるため、隙間形状に応じて四角、三角、小判状等となる。すなわち、この平面渦巻型空芯コイル１３は、第１の実施形態の平面渦巻型空芯コイル１０に比べ、ゆるく撚られたＳ撚り線１４とＺ撚り線１５が使用され、同一平面上にタイトに巻回されてなるので、図２（ｂ）に示すように、撚り線の元の断面形状が歪み、概略矩形になっている。この平面渦巻型空芯コイル１３について、その他の構成は、第１の実施形態と同一であるので説明を省略する。

この実施形態に係る平面渦巻型空芯コイル１３は、Ｓ撚り線１４の反りとＺ撚り線１５の反りとが相殺され、全体としての反りを生じないことに加え、撚り線集合体の重なり状態を制御でき、スペースファクタ（線積率）を高くできるから、インダクタンス値を大きくすることができ、高効率の非接点電力伝送用の平面渦巻型空芯コイルを提供することができる。

〔第３の実施形態〕
図３（ａ）はこの実施形態に係る平面渦巻型空芯コイル１６の正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるIIIｂ−IIIｂ拡大断面図を示す。この平面渦巻型空芯コイル１６は、１本のＳ撚り線１７と、１本のＺ撚り線１８とが、半径方向に交互配列に隙間なく平面渦巻形状に巻線され、互いに接触するＳ撚り線１７とＺ撚り線１８とが一体化され、Ｓ撚り線１７とＺ撚り線１８の内周側取り出し線１７ａ，１８ａが一本に纏められリードとされ、Ｓ撚り線１７とＺ撚り線１８の外周側取り出し線１７ｂ，１８ｂが一本に纏められリードとされてなる単層空芯コイルである。

この平面渦巻型空芯コイル１６は、Ｓ撚り線１７の撚りピッチが標準ピッチである一方、Ｚ撚り線１８の撚りピッチが撚り線集合体の直径の約４０倍以上である点において第１の実施形態の平面渦巻型空芯コイル１０と相違する。すなわち、この平面渦巻型空芯コイル１６は、標準ピッチで撚られたＳ撚り線１７とゆるく撚られたＺ撚り線１８が使用され、同一平面上にタイトに巻回されてなるので、図３（ｂ）に示すように、Ｚ撚り線１８については元の断面形状が崩れ、中程でくびれた形状になっている。なお、Ｚ撚り線１８が標準ピッチで撚られており、Ｓ撚り線１７がゆるく撚られていても良い。この平面渦巻型空芯コイル１３について、その他の構成は、第１の実施形態と同一であるので説明を省略する。

この平面渦巻型空芯コイル１６は、Ｓ撚り線１７の反りとＺ撚り線１８の反りとが相殺され、全体としての反りを生じないことに加え、撚り線集合体の重なり状態を制御でき、スペースファクタを高くできるから、インダクタンス値を大きくすることができ、高効率の非接点電力伝送用の平面渦巻型空芯コイルを提供することができる。

〔第４の実施形態〕
図４（ａ）はこの実施形態に係る平面渦巻型空芯コイル１９の正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるIVｂ−IVｂ拡大断面図を示す。この平面渦巻型空芯コイル１９は、１本のＳ撚り線２０と、並列２本のＺ撚り線２１とが、半径方向に交互配列に隙間なく平面渦巻形状に巻線され、互いに接触するＳ撚り線２０とＺ撚り線２１とが一体化され、Ｓ撚り線２０とＺ撚り線２１の内周側取り出し線２０ａ，２１ａが一本に纏められリードとされ、Ｓ撚り線２０とＺ撚り線２１の外周側取り出し線２０ｂ，２１ｂが一本に纏められリードとされてなる単層空芯コイルである。

この平面渦巻型空芯コイル１９は、Ｓ撚り線２０が例えば７本の自己融着線よりなり、撚りピッチが標準ピッチである一方、Ｚ撚り線２１が例えば４本の自己融着線よりなり、撚りピッチが標準ピッチである。すなわち、この平面渦巻型空芯コイル１９は、標準ピッチで撚られた１本のＳ撚り線２０と、標準ピッチであるが自己融着線の本数が少ない２本のＺ撚り線２１が使用され、巻回されてなるので、いずれの撚り線も断面形状は変形しないが、図４（ｂ）に示すように、２本のＺ撚り線１８がＳ撚り線２０間の隙間に入り込むことにより隙間を埋める。この平面渦巻型空芯コイル１９について、その他の構成は、第１の実施形態と同一であるので説明を省略する。

この平面渦巻型空芯コイル１９は、Ｓ撚り線２０の反りとＺ撚り線２１の反りとが相殺され、全体としての反りを生じないことに加え、撚り線集合体の重なり状態を制御でき、スペースファクタを高くできるから、インダクタンス値を大きくすることができ、高効率の非接点電力伝送用の平面渦巻型空芯コイルを提供することができる。

〔第５の実施形態〕
図５（ａ）はこの実施形態に係る平面渦巻型空芯コイル２２の斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるVｂ−Vｂ拡大断面図を示す。この平面渦巻型空芯コイル２２は、１本（又は複数本）のＳ撚り線２３と、１本（又は複数本）のＺ撚り線２４とが、断面形状が略直角三角形の斜面が密着するように、一体化されてなる。Ｓ撚り線２３とＺ撚り線２４の内周側取り出し線２３ａ，２４ａが一本に纏められリードとされると共に、外周側取り出し線２３ｂ，２４ｂが一本に纏められリードとされている。

この平面渦巻型空芯コイル２２は、Ｓ撚り線２３とＺ撚り線２４が例えば７本の自己融着線よりなりかつ撚りピッチが撚り線集合体の直径の約４０倍以上である。すなわち、この平面渦巻型空芯コイル２８は、ゆるく撚られた１本のＳ撚り線２３と１本のＺ撚り線２４が使用され、Ｓ撚り線２３をフランジ２寄り、１本のＺ撚り線２４をフランジ３寄りにタイトに巻回されることによって、図７（ｂ）に示すように、撚り線断面形状が概略直角三角形に変形している。この平面渦巻型空芯コイル２２について、その他の構成は、第１の実施形態と同一であるので説明を省略する。

この平面渦巻型空芯コイル２２を製造するにあたっては、図８に示すコア１とフランジ２，３と同様の巻き付け手段を用いコア１の母線の長さを撚り線集合体の直径の例えば１．５倍にしてフランジ２，３間の間隔を規制し、自己融着線よりなるＳ撚り線２２とＺ撚り線２３とを、Ｓ撚り線２３をフランジ２寄り、１本のＺ撚り線２４をフランジ３寄りに配置にして時間差をつけて渦巻き状にタイトに巻回して平面渦巻型空芯コイルを形成し、加熱冷却して一体化する。

この平面渦巻型空芯コイル２２は、Ｓ撚り線２３の反りとＺ撚り線２４の反りとが相殺され、全体としての反りを生じないことに加え、撚り線集合体の重なり状態を制御できて、スペースファクタを高くできるから、インダクタンス値を大きくすることができ高効率の非接点電力伝送用の平面渦巻型空芯コイルを提供することができる。

〔第６の実施形態（第２の態様）〕
図６（ａ）はこの実施形態に係る平面渦巻型空芯コイル２５の斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）におけるVIｂ−VIｂ拡大断面図を示す。この平面渦巻型空芯コイル２５は、１本（又は複数本）のＳ撚り線２６と、１本（又は複数本）のＺ撚り線２７とが、軸方向に並んで隙間なく平面渦巻形状に巻線され、すなわち、Ｓ撚り線２６からなる平面渦巻型単層空芯コイルとＺ撚り線２７からなる平面渦巻型単層空芯コイルとが、渦巻平面同士を重ねられ複数層（この例では２層）に一体化されてなる。Ｓ撚り線２６とＺ撚り線２７の内周側取り出し線２６ａ，２７ａが一本に纏められリードとされると共に、外周側取り出し線２６ｂ，２７ｂが一本に纏められリードとされている。Ｓ撚り線２６とＺ撚り線２７の配置が逆転していても良い。

Ｓ撚り線２６とＺ撚り線２７は、いずれも、複数本の自己融着線がＳ撚りまたはＺ撚りされてなる集合線であるか、または複数の裸導線（銅線）がＳ撚りまたはＺ撚りされてから絶縁被膜で被覆されさらに自己溶着層で被覆された集合線である。Ｓ撚り線２６とＺ撚り線２７は、自己融着線の本数が同一で、撚りピッチが同一の標準ピッチである。Ｓ撚り線２６とＺ撚り線２７は、リッツ線に限定されない。

この平面渦巻型空芯コイル２５は、二通りの方法により製造することができる。
一の製造方法は、図８に示すコア１とフランジ２，３と同様の巻き付け手段を用い、コア１の母線の長さを撚り線集合体の直径の２倍にしてフランジ２，３間の間隔を規制し、自己融着線よりなるＳ撚り線２６とＺ撚り線２７とを軸方向に並列させて同時に渦巻き状に巻回して平面渦巻型複層空芯コイルを形成し、加熱冷却して一体化する製造方法である。

他の製造方法は、図８に示すコア１とフランジ２，３と同様の巻き付け手段を用い、コア１の母線の長さを撚り線集合体の直径に等しくしてフランジ２，３間の間隔を規制し、自己融着線よりなるＳ撚り線２６を渦巻き状に巻回し、加熱冷却して一体化して平面渦巻型単層空芯コイルを形成し、一方これとは別に、自己融着線よりなるＺ撚り線２７を渦巻き状に巻回し、加熱冷却して一体化して平面渦巻型単層空芯コイルを形成し、これらＳ撚り線２６の平面渦巻型単層空芯コイルとＺ撚り線２７の平面渦巻型単層空芯コイルとを重ね合わせて２層平面を保持するようにプレスし、加熱冷却して一体化する製造方法である。

この実施形態によれば、Ｓ撚り線の反りと、Ｚ撚り線の反りとを相殺させることができるから、反りが生じない平面渦巻型空芯コイルを提供することができる。

〔第７の実施形態〕
図７（ａ）はこの実施形態に係る平面渦巻型空芯コイル２８の斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）におけるVIIｂ−VIIｂ拡大断面図を示す。この平面渦巻型空芯コイル２８は、１本（又は複数本）のＳ撚り線２９と、１本（又は複数本）のＺ撚り線３０とが、軸方向に並べて隙間なく平面渦巻形状に巻線され、すなわち、Ｓ撚り線２９からなる平面渦巻型単層空芯コイルとＺ撚り線３０からなる平面渦巻型単層空芯コイルとが、渦巻平面同士を重ねられ複数層（この例では２層）に一体化されてなる。Ｓ撚り線２９とＺ撚り線３０の内周側取り出し線２９ａ，３０ａが一本に纏められリードとされると共に、外周側取り出し線２９ｂ，３０ｂが一本に纏められリードとされている。

この平面渦巻型空芯コイル２８は、Ｓ撚り線２９とＺ撚り線３０が例えば７本の自己融着線よりなりかつ撚りピッチが撚り線集合体の直径の約４０倍以上である。すなわち、この平面渦巻型空芯コイル２８は、ゆるく撚られた１本のＳ撚り線２９と１本のＺ撚り線３０が使用され、タイトに巻回されることによって、図７（ｂ）に示すように、撚り線断面形状が概略矩形に変形している。この平面渦巻型空芯コイル２８について、その他の構成は、第６の実施形態と同様であるので説明を省略する。製造方法も、第６の実施形態と同様である。

この平面渦巻型空芯コイル２８は、Ｓ撚り線２９の反りとＺ撚り線３０の反りとが相殺され、全体としての反りを生じないことに加え、撚り線集合体の重なり状態を制御でき、スペースファクタを高くできるから、インダクタンス値を大きくすることができ、高効率の非接点電力伝送用の平面渦巻型空芯コイルを提供することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載に基づいて把握される技術的範囲には、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々、設計変更した形態が含まれる。例えば、ボビンに巻回されたコイルや有芯のコイルであってもよい。本発明により、電磁誘導方式及び電磁界共鳴方式の平面渦巻型空芯コイルを提供でき、例えばＩＣタグ用の平面渦巻型空芯コイルアンテナとして使用することができる。

１０ 平面渦巻型空芯コイル
１１ Ｓ撚り線
１２ Ｚ撚り線
１１ａ，１２ａ 内周側取り出し線
１１ｂ，１２ｂ 外周側取り出し線
１３ 平面渦巻型空芯コイル
１４ Ｓ撚り線
１５ Ｚ撚り線
１４ａ，１５ａ 内周側取り出し線
１４ｂ，１５ｂ 外周側取り出し線
１６ 平面渦巻型空芯コイル
１７ Ｓ撚り線
１８ Ｚ撚り線
１７ａ，１８ａ 内周側取り出し線
１７ｂ，１８ｂ 外周側取り出し線
１９ 平面渦巻型空芯コイル
２０ Ｓ撚り線
２１ Ｚ撚り線
２０ａ，２１ａ 内周側取り出し線
２０ｂ，２１ｂ 外周側取り出し線
２２ 平面渦巻型空芯コイル
２３ Ｓ撚り線
２４ Ｚ撚り線
２３ａ，２４ａ 内周側取り出し線
２３ｂ，２４ｂ 外周側取り出し線
２５ 平面渦巻型空芯コイル
２６ Ｓ撚り線
２７ Ｚ撚り線
２６ａ，２７ａ 内周側取り出し線
２６ｂ，２７ｂ 外周側取り出し線
２８ 平面渦巻型空芯コイル
２９ Ｓ撚り線
３０ Ｚ撚り線
２９ａ，３０ａ 内周側取り出し線
２９ｂ，３０ｂ 外周側取り出し線

Claims (3)

1. 撚り方向の異なる複数の撚り線が同軸上に巻回され、隣接する撚り線同士が密接した渦巻形状であることを特徴とする、渦巻型コイル。
2. 撚り方向の異なる撚り線からなる複数の渦巻型コイルが、軸方向に重ねられ複数層に一体化されてなることを特徴とする、渦巻型コイル。
3. 前記撚り方向の異なる複数の撚り線同士の撚りピッチが異なることを特徴とする、請求項１または２に記載の渦巻型コイル。

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