(57)【要約】  本発明の高周波電力用コイルは、導体材料で形成されて軸心周りに同軸内外に配置された２層以上の管状の導体層と、導体材料よりも比重の小さい絶縁材料で形成されて軸心に配置された中心絶縁層と、導体材料よりも比重の小さい絶縁材料で形成されて導体層の間に介挿された層間絶縁層と、最外周の導体層の外側を覆う外被層と、からなる多層線材を螺旋形状に巻回して構成する。これにより、従来よりも高周波における電流密度を部分的に増加させることができ、従来よりも重量を軽減できて、かつ製造が容易な高周波電力用コイルを提供できる。
2014049870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体材料で形成されて軸心周りに同軸内外に配置された２層以上の管状の導体層と、前記導体材料よりも比重の小さい絶縁材料で形成されて前記軸心に配置された中心絶縁層と、前記導体材料よりも比重の小さい絶縁材料で形成されて前記導体層の間に介挿された層間絶縁層と、最外周の導体層の外側を覆う外被層と、からなる多層線材を螺旋形状に巻回した高周波電力用コイル。
【請求項２】
請求項１において、前記導体材料は金属材料であり、前記絶縁材料は樹脂材料またはセラミック材料である高周波電力用コイル。
【請求項３】
請求項１または２において、非接触給電装置に使用される高周波電力用コイル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載した高周波電力用コイルの製造方法であって、
前記中心絶縁層の外周を前記導体材料で覆って内側の導体層を形成する内側導体層形成工程と、
前記内側の導体層の外周を前記絶縁材料で覆って前記層間絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記層間絶縁層の外周を前記導体材料で覆って外側の導体層を形成する導体層形成工程と、
前記外側の導体層の外周に前記外被層を形成して前記多層線材を製造する外被層形成工程と、
前記多層線材を螺旋形状に巻回するコイル形成工程と、を有する高周波電力用コイルの製造方法。
【請求項５】
請求項４において、前記多層線材は３層以上の導体層を含んでおり、
前記導体層の層数に合わせて、前記絶縁層形成工程および前記導体層形成工程を繰り返す高周波電力用コイルの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載した高周波電力用コイルの製造方法であって、
前記絶縁材料を螺旋形状に成型して前記中心絶縁層を形成するコイル芯形成工程と、
前記中心絶縁層の外周を前記導体材料で覆って内側の導体層を形成する内側導体層形成工程と、
前記内側の導体層の外周を前記絶縁材料で覆って前記層間絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記層間絶縁層の外周を前記導体材料で覆って外側の導体層を形成する導体層形成工程と、
前記外側の導体層の外周に前記外被層を形成する外被層形成工程と、を有する高周波電力用コイルの製造方法。
【請求項７】
請求項６において、前記多層線材は３層以上の導体層を含んでおり、
前記導体層の層数に合わせて、前記絶縁層形成工程および前記導体層形成工程を繰り返す高周波電力用コイルの製造方法。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一項において、前記導体材料は金属材料であり、
前記内側導体層形成工程および前記導体層形成工程の少なくとも一部で、めっき法または蒸着法により前記内側の導体層または前記外側の導体層を形成する高周波電力用コイルの製造方法。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれか一項において、前記層間絶縁層を形成する前記絶縁材料は樹脂材料またはセラミック材料であり、
前記絶縁層形成工程の少なくとも一部で、ディッピング法または蒸着法により前記層間絶縁層を形成する高周波電力用コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波で電力の供給や移送を行う回路に用いるコイル、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の部品が実装された基板を生産する基板用作業機器として、はんだ印刷機、部品実装機、リフロー機、基板検査機などがあり、これらを基板搬送装置で連結して基板生産ラインを構築する場合が多い。これらの基板用作業機器の多くは、基板の上方を移動して所定の作業を行う可動部を備えており、可動部上の電気負荷に非接触で給電するために非接触給電装置を用いる場合がある。非接触給電装置の方式として、従来からコイルを用いた電磁誘導方式が多用されてきたが、最近では対向する電極によりコンデンサを構成した静電結合方式も用いられるようになってきている。【０００３】
非接触給電装置では大きな給電容量と高い給電効率を確保するために、固定部から可動部にまたがって共振回路を構成し、共振周波数の高周波を用いて給電することが一般的である。このため、静電結合方式においても、コンデンサに加えてコイルが用いられる。非接触給電装置に用いる高周波電力用コイルでは、高周波であることに起因して表皮効果が顕著に発生する。つまり、導線の表面付近では多くの電流が流れても、導線の内部に入り込むにつれて電流が減少し、導線の単位断面積当たりの電流、すなわち電流密度が商用周波数交流や直流の場合よりも低下する。それもかかわらず、製造方法の制約などがあるため、高周波電力用コイルの製造には従来から中実導線が用いられてきた。【０００４】
この種の高周波電力用の用途に好適な導線の技術例が特許文献１に開示されている。特許文献１の避雷針雷導線は、ほぼ円柱状の中心絶縁体を中核とし、その外側に主導体と、応力制御層と、中間絶縁層と、応力制御層と、シールド導体と、外被とを順次同心状に配置している。つまり、高周波の雷撃電流が流れるときの表皮効果の影響を低減するために、中実導線に代えて管状の主導体を使用している。これにより、雷撃電流が流れ易い特性を備え、導体量が少なくて製造コストを低減できるとともに、軽量化によって敷設時や運搬時の作業性を向上できる、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】登録実用新案第３０５８５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来技術の中実導線を用いた高周波電力用コイルでは、十分な電力を供給するために、表皮効果で電流密度が減少する分だけ導線の断面積を大きくする必要があった。これにより、高周波電力用コイルが重量化するため、非接触給電装置を軽量化するネックになっていた。【０００７】
また、特許文献１の雷導線の技術は、表皮効果の影響を低減して雷撃電流が流れ易くなっている点は好ましいが、高周波電力用コイルの製造には適さない。すなわち、この雷導線は避雷針の接地用に特化されており、雷撃電流が流れるときに発生する応力への対策として応力制御層が設けられ、ノイズの影響を遮断する対策としてシールド導体が設けられている。したがって、コイルに用いるには過剰な構成になっている。また、剛性が大きすぎるので、実際には螺旋形状に巻回することが困難である。【０００８】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、従来よりも高周波における電流密度を部分的に増加させることができ、従来よりも重量を軽減できて、かつ製造が容易な高周波電力用コイルおよびその製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する請求項１に係る高周波電力用コイルの発明は、導体材料で形成されて軸心周りに同軸内外に配置された２層以上の管状の導体層と、前記導体材料よりも比重の小さい絶縁材料で形成されて前記軸心に配置された中心絶縁層と、前記導体材料よりも比重の小さい絶縁材料で形成されて前記導体層の間に介挿された層間絶縁層と、最外周の導体層の外側を覆う外被層と、からなる多層線材を螺旋形状に巻回した。【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記導体材料は金属材料であり、前記絶縁材料は樹脂材料またはセラミック材料である。【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の高周波電力用コイルであって、非接触給電装置に使用される。【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載した高周波電力用コイルの製造方法であって、前記中心絶縁層の外周を前記導体材料で覆って内側の導体層を形成する内側導体層形成工程と、前記内側の導体層の外周を前記絶縁材料で覆って前記層間絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記層間絶縁層の外周を前記導体材料で覆って外側の導体層を形成する導体層形成工程と、前記外側の導体層の外周に前記外被層を形成して前記多層線材を製造する外被層形成工程と、前記多層線材を螺旋形状に巻回するコイル形成工程と、を有する。【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項４において、前記多層線材は３層以上の導体層を含んでおり、前記導体層の層数に合わせて、前記絶縁層形成工程および前記導体層形成工程を繰り返す。【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載した高周波電力用コイルの製造方法であって、前記絶縁材料を螺旋形状に成型して前記中心絶縁層を形成するコイル芯形成工程と、前記中心絶縁層の外周を前記導体材料で覆って内側の導体層を形成する内側導体層形成工程と、前記内側の導体層の外周を前記絶縁材料で覆って前記層間絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記層間絶縁層の外周を前記導体材料で覆って外側の導体層を形成する導体層形成工程と、前記外側の導体層の外周に前記外被層を形成する外被層形成工程と、を有する。【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項６において、前記多層線材は３層以上の導体層を含んでおり、前記導体層の層数に合わせて、前記絶縁層形成工程および前記導体層形成工程を繰り返す。【００１６】
請求項８に係る発明は、請求項４〜７のいずれか一項において、前記導体材料は金属材料であり、前記内側導体層形成工程および前記導体層形成工程の少なくとも一部で、めっき法または蒸着法により前記内側の導体層または前記外側の導体層を形成する。【００１７】
請求項９に係る発明は、請求項４〜８のいずれか一項において、前記層間絶縁層を形成する前記絶縁材料は樹脂材料またはセラミック材料であり、前記絶縁層形成工程の少なくとも一部で、ディッピング法または蒸着法により前記層間絶縁層を形成する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る高周波電力用コイルの発明では、多層線材を構成する導体層が２層以上の管状に分離されて同軸内外に配置され、高周波電流が流れるときの表皮効果の影響が低減されるので、部分的に電流密度を従来の中実電線よりも増加させることができる。これは、導体の断面積を小さくして導体材料の使用量を削減できることを意味する。そして、多層線材の中心絶縁層および層間絶縁層は、導体材料よりも比重の小さい絶縁材料で形成することができる。このため、多層線材の重量は、同じ導体材料の同じ断面積の中実導線よりも軽くなり、高周波電力用コイルの重量を従来よりも軽減できる。【００１９】
請求項２に係る発明では、導体材料は金属材料であり、絶縁材料は樹脂材料またはセラミック材料である。導体材料として一般的に用いられる銅などの金属材料の比重に対して、樹脂材料やセラミック材料の比重は大幅に小さい。したがって、中実導線を構成する金属材料の一部を樹脂材料またはセラミック材料に置き換えた多層線材は、中実導線よりも大幅に軽くなり、高周波電力用コイルを格段に軽量化することができる。【００２０】
請求項３に係る発明では、高周波電力用コイルは、非接触給電装置に使用される。これにより、非接触給電装置の全体を軽量化できる。【００２１】
請求項４に係る発明では、まず、延伸された中心絶縁層を芯にして内側の導体層、層間絶縁層、外側の導体層、および外被層を順番に形成することで多層線材を製造し、次に、多層線材を螺旋形状に巻回して高周波電力用コイルを製造できる。これらの製造工程には無理や無駄がなく、製造が容易である。【００２２】
請求項５に係る発明では、延伸された状態で導体層の３層以上の層数に合わせて、絶縁層形成工程および導体層形成工程を繰り返す。つまり、多層線材の導体層の層数が増加しても、２つの工程の繰り返し回数が増加するだけなので、高周波電力用コイルの製造が容易である。【００２３】
請求項６に係る発明では、まず、絶縁材料を螺旋形状に成型してコイル芯に相当する中心絶縁層を形成し、次に、中心絶縁層の周りに内側の導体層、層間絶縁層、外側の導体層、および外被層を順番に形成することで高周波電力用コイルを製造できる。これらの製造工程には無理や無駄がなく、特に、多層線材を屈曲させて巻回する必要が無いので、製造が極めて容易である。【００２４】
請求項７に係る発明では、螺旋形状の状態で導体層の３層以上の層数に合わせて、絶縁層形成工程および導体層形成工程を繰り返す。つまり、多層線材の導体層の層数が増加しても、２つの工程の繰り返し回数が増加するだけなので、高周波電力用コイルの製造が容易である。【００２５】
請求項８に係る発明では、導体材料は金属材料であり、めっき法または蒸着法により内側の導体層または外側の導体層を形成する。めっき法や蒸着法は、工業的に安定した製造技術であり、所望する厚さの導体層を高品質で形成することができる。【００２６】
請求項９に係る発明では、層間絶縁層を形成する絶縁材料は樹脂材料またはセラミック材料であり、ディッピング法または蒸着法により層間絶縁層を形成する。ディッピング法や蒸着法は、工業的に安定した製造技術であり、所望する厚さの層間絶縁層を高品質で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の高周波電力用コイルを適用できる非接触給電装置を模式的に説明する構成図である。
【図２】本発明の高周波電力用コイルの主材料となる多層線材を説明する図である。
【図３】従来の中実導線での表皮効果の状況を説明する図である。
【図４】実施形態の高周波電力用コイルに用いる多層線材での表皮効果の状況を説明する図である。
【図５】高周波電力用コイルの第１実施形態の製造方法を説明するフローチャートの図である。
【図６】高周波電力用コイルの第２実施形態の製造方法を説明するフローチャートの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
まず、本発明を適用できる非接触給電装置９について、図１を参考にして説明する。図１は、本発明の高周波電力用コイルを適用できる非接触給電装置９を模式的に説明する構成図である。図１において、下側に示される固定部９１および上側に示される可動部９２の詳細構造は省略されているが、可動部９２は、固定部９１に移動可能に装架されている。非接触給電装置９は、固定部９１から可動部９２上の電気負荷９９に静電結合方式で非接触給電する装置である。非接触給電装置９は、固定部９１側の２枚の給電用電極９３１、９３１、高周波電源部９４、および２個の共振用インダクタ９５１、９５２と、可動部９２側の２枚の受電用電極９６１、９６２および受電変換部９７とで構成されている。
【００２９】
固定部９１側の２枚の第１および第２給電用電極９３１、９３２は、金属板などを用いて形成されている。一方、可動部９２側の２枚の第１および第２受電用電極９６１、９６２も、金属板などを用いて形成されている。第１および第２給電用電極９３１、９３２と第１および第２受電用電極９６１、９６２とは、一対一で離隔対向して平行配置される。これにより、静電容量Ｃが互いに等しい平行板状の２つの第１および第２コンデンサ９６３、９６４が構成される。
【００３０】
固定部９１側の高周波電源部９４は、例えば、１００ｋＨｚ〜ＭＨｚ帯の給電周波数の高周波電力を給電する。高周波電源部９４の給電周波数および出力電圧は調整可能とされており、出力電圧波形として正弦波や矩形波などを例示できる。高周波電源部９４の一方の出力端子９４１は第１共振用インダクタ９５１に接続され、他方の出力端子９４２は第２共振用インダクタ９５２に接続されている。
【００３１】
固定部９１側の第１共振用インダクタ９５１は、高周波電源部９４の一方の出力端子９４１と第１給電用電極９３１との間に直列接続されている。また、第２共振用インダクタ９５２は、高周波電源部９４の他方の出力端子９４２と第２給電用電極９３２との間に直列接続されている。第１および第２共振用インダクタ９５１として、インダクタンス値Ｌが互いに等しいコイルを用いる。
【００３２】
可動部９２側の受電変換部９７は、２つの入力端子９７１、９７２が第１および第２受電用電極９６１、９６２に接続され、２つの出力端子９７３、９７４が電気負荷９９に接続されている。受電変換部９７は第１および第２受電用電極９６１、９６２が受け取った高周波電力を変換して、電気負荷９９に給電する。受電変換部９７は、電気負荷９９の電源仕様に合わせて回路構成されており、例えば、全波整流回路やインバータ回路などが用いられる。
【００３３】
ここで、給電容量および給電効率の向上を図るために、直列共振回路が形成されている。つまり、高周波電源部９４の給電周波数で直列共振が発生するように、第１および第２コンデンサ９６３、９６４の静電容量Ｃと第１および第２共振用インダクタ９５１、９５２のインダクタンス値Ｌとが設計されている。そして、第１および第２共振用インダクタ９５１、９５２に、本発明の高周波電力用コイルを適用することができる。
【００３４】
本発明の高周波電力用コイルは、多層線材１を螺旋形状に巻回して製造する。図２は、本発明の高周波電力用コイルの主材料となる多層線材１を説明する図である。図２に示されるように、多層線材１は、同軸内外に配置された５層構造で構成されている。
【００３５】
多層線材１の軸心には、中心絶縁層２が配置されている。中心絶縁層２は、断面円形の線状の絶縁材料で形成されている。中心絶縁層２の外周には、導体材料で形成された管状の内側の導体層３が配置されている。内側の導体層３の外周には、絶縁材料で形成された層間絶縁層４が配置されている。層間絶縁層４の外周には、導体材料で形成された管状の外側の導体層５が配置されている。外側の導体層５の外周には、絶縁材料で形成された外被層６が配置されている。
【００３６】
５層各層２〜６は、径方向に互いに密着して形成されている。内側の導体層３および外側の導体層５を形成する導体材料には、例えば、銅などの金属材料を用いることができ、同じ材質であることが好ましい。なぜなら、内側の導体層３と外側の導体層５とは並列接続して用いるので、両者３、５の導電率σが互いに異なると、いずれか一方の層に多くの電流が流れて、他方の層を有効に利用できなくなるからである。
【００３７】
一方、中心絶縁層２および層間絶縁層４を形成する絶縁材料には、例えば、樹脂材料やセラミック材料を用いることができ、互いに同じ材質でも異なる材質でもよい。これらの絶縁材料の比重は、銅を始めとする導体材料の比重よりも大幅に小さい。また、外被層６を形成する絶縁材料は、中心絶縁層２や層間絶縁層４と同じ材質でもよいし、異なる材質でもよい。ただし、外被層６は、多層線材１の最外周に配置されて他の構造部材や外気に接するので、良好な絶縁性能に加えて良好な機械的強度および良好な耐環境性を有する絶縁材料を用いて形成することが好ましい。
【００３８】
内側の導体層３、層間絶縁層４、および外側の導体層５のそれぞれの径方向の層厚さは、高周波に対する表皮効果の影響を低減できるように適宜設計することができる。また、層間絶縁層４および外側の導体層５を交互に複数層設けて、３層以上の導体層を有する多層線材とすることができる。
【００３９】
上述した多層線材１をコイル軸線の周りに螺旋形状に巻回したものが、実施形態の高周波電力用コイルである。高周波電力用コイルは、コイル軸線に鉄心を有する鉄心付きコイルでもよいし、コイル軸線が空洞の空心コイルでもよい。また、高周波電力用コイルは、軸長方向の一端から他端まで巻回しただけの単層コイルでもよいし、他端で折り返してニ層構造とした二層コイルや、それ以上に多層化した多層コイルでもよい。
【００４０】
次に、実施形態の高周波電力用コイルの作用および効果について、多層線材１および従来の中実導線７の表皮効果に着目して説明する。図３は、従来の中実導線７での表皮効果の状況を説明する図である。図３の上側は中実導線７の断面形状を示し、下側は径方向位置における電流密度Ｊ７を示している。また、図４は、実施形態の高周波電力用コイルに用いる多層線材１での表皮効果の状況を説明する図である。図４の上側は多層線材１の断面形状を示し、下側は径方向位置における電流密度Ｊ１を示している。
【００４１】
図３に示されるように、中実導線７は、円柱状の導体７１、および導体７１の外周側に形成された外被層７２で構成されている。導体７１は、その材質が多層線材１の内側および外側の導体層３、５と同じであり、その外径Ｄ１は、図４に示される多層線材１の外側の導体層５の外径Ｄ１に一致している。中実導線７において、電流密度Ｊ７は、導体７１の表面で最大値Ｊｍａｘであり、内部に入り込むにつれて減少している。一般的に、表皮効果の状況は、表皮深さδを代表値として示される。表皮深さδは、電流密度Ｊ７が導体７１の表面の最大値Ｊｍａｘから約３７％（＝１／ｅ）まで減少する深さであり、次式（１）で表される。ただし、加えられる高周波の周波数ｆ、導体材料の透磁率μ、導電率σである。
表皮深さδ＝（π・ｆ・μ・σ）−０．５  …………………（１）
【００４２】
一方、図４に示されるように、多層線材１の電流密度Ｊ１は、内側および外側の導体層３、５に分布する。そして、外側の導体層５において、電流密度Ｊ１は外側表面で最大値Ｊｍａｘであり、内部に入り込む途中までは減少し、内側表面に近付くにつれて増加に転じる。また、内側の導体層３でも同様であり、電流密度Ｊ１は外側表面で大きく、内部に入り込む途中までは減少し、内側表面に近付くにつれて増加に転じる。
【００４３】
上述したように、多層線材１では、層間絶縁層４および中心絶縁層２を設けたことで、高周波電流が流れるときの導体層３、５の表皮効果の影響が低減される。したがって、多層線材１の電流密度Ｊ１は、部分的には、中実導線７の電流密度Ｊ７よりも高くなる。これは、導体層３、５の断面積を小さくして導体材料の使用量を削減できることを意味する。そして、多層線材１は、中実導線７の導体７１の一部を中心絶縁層２および層間絶縁層４に置き換えたものに相当する。したがって、比重の大きな導体材料を比重の小さな絶縁材料に置き換えたことに相当し、比重の差分だけ多層線材１は中実導線７よりも大幅に軽くなる。
【００４４】
これにより、多層線材１を用いた高周波電力用コイルでは、その重量を従来よりも格段に軽減できる。さらに、図１に示される非接触給電装置９の全体を軽量化できる。
【００４５】
次に、実施形態の高周波電力用コイルの２種類の製造方法について説明する。図５は、高周波電力用コイルの第１実施形態の製造方法を説明するフローチャートの図である。図示されるように、第１実施形態の製造方法は、内側導体層形成工程Ｋ１、絶縁層形成工程Ｋ２、導体層形成工程Ｋ３、外被層形成工程Ｋ５、コイル形成工程Ｋ６、および端子形成工程Ｋ７からなる。第１実施形態では、まず、延伸された多層線材１を製造し、次に、多層線材１を螺旋形状に巻回して高周波電力用コイルを製造する。
【００４６】
図５の内側導体層形成工程Ｋ１で、中心絶縁層２の外周を導体材料で覆って内側の導体層３を形成する。中心絶縁層２には、例えば、樹脂材料からなり断面が円形で所定外径の線材を延伸した状態で用いる。また、導体材料として例えば銅を用い、めっき法または蒸着法により所定の厚さの内側の導体層３を形成する。
【００４７】
次に、絶縁層形成工程Ｋ２で、内側の導体層３の外周を絶縁材料で覆って層間絶縁層４を形成する。絶縁材料として例えば溶解させた樹脂材料を用い、ディッピング法により所定の厚さの層間絶縁層４を形成する。
【００４８】
次に、導体層形成工程Ｋ３で、層間絶縁層４の外周を導体材料で覆って外側の導体層５を形成する。この工程Ｋ３の実施方法は、内側導体層形成工程Ｋ１を準用できる。ここまでの工程で、内側の導体層３および外側の導体層５、すなわち導体層２層が形成される。
【００４９】
次の工程Ｋ４では、導体層が所定層数であるか否かを判定する。２層の導体層３、５でよい場合は、条件を満足しているので外被層形成工程Ｋ５に進む。３層以上の導体層が必要な場合は、絶縁層形成工程Ｋ２に戻る。そして、導体層の層数が所定層数になるまで絶縁層形成工程Ｋ２および導体層形成工程Ｋ３を繰り返す。
【００５０】
導体層が所定層数になると外被層形成工程Ｋ５で、外側の導体層５の外周に外被層６を形成して多層線材１を製造する。この工程Ｋ５で、外被層６を形成する絶縁材料は層間絶縁層４と同じ材質にして、絶縁層形成工程Ｋ２と同じ実施方法を準用してもよい。また、この工程Ｋ５で、外被層６を形成する絶縁材料は層間絶縁層４とは異なる材質にして、材質に見合った実施方法を採用してもよい。
【００５１】
次に、コイル形成工程Ｋ６で、多層線材１を螺旋形状に巻回してコイルに成形する。このとき、鉄心付きコイルでは、鉄心の周りに直接的に多層線材１を巻回してコイルに成形してもよい。あるいは、円柱状の巻き型に多層線材１を巻回してコイルに成形した後、巻き型を鉄心に交換するようにしてもよい。また、空心コイルでは、巻き型に多層線材１を巻回してコイルに成形した後、巻き型を取り外す。
【００５２】
次に、端子形成工程Ｋ７で、コイルに成形された多層線材１の両端で全ての導体層３、５を互いに導通させ、導通箇所に外部接続のための端子を取り付ける。これにより、高周波電力用コイルが完成する。
【００５３】
上述した高周波電力用コイルの第１実施形態の製造方法によれば、各工程Ｋ１〜Ｋ７には無理や無駄がない。また、３層以上の導体層が必要な場合は、延伸された状態で導体層の層数に合わせて、絶縁層形成工程Ｋ２および導体層形成工程Ｋ３を繰り返せばよい。したがって、高周波電力用コイルの製造が容易である。
【００５４】
また、めっき法または蒸着法により内側の導体層３および外側の導体層５を形成し、ディッピング法または蒸着法により層間絶縁層４を形成する。これらの製造方法は、工業的に安定した製造技術であり、所望する厚さの導体層３、５および層間絶縁層４を形成して、高品質の多層線材１および高周波電力用コイルを製造できる。
【００５５】
次に、図６は、高周波電力用コイルの第２実施形態の製造方法を説明するフローチャートの図である。図示されるように、第２実施形態の製造方法は、コイル芯形成工程Ｋ１１、内側導体層形成工程Ｋ１２、絶縁層形成工程Ｋ１３、導体層形成工程Ｋ１４、外被層形成工程Ｋ１６、および端子形成工程Ｋ１７を有している。第２実施形態では、まず、螺旋形状のコイル芯に相当する中心絶縁層２を形成し、次に、中心絶縁層２の周りに順番に各層３〜６を形成して高周波電力用コイルを製造する。
【００５６】
図６のコイル芯形成工程Ｋ１１で、絶縁材料を螺旋形状に成型して中心絶縁層２を形成する。形成された中心絶縁層２は、最終的なコイル形状に類似したコイル芯になる。絶縁材料として、例えば、熱可塑性を有する樹脂材料からなり断面が円形で所定外径の線材を用いることができる。この線材を加熱して軟化させ、円柱状の巻き型に隙間を開けて巻回し、その後に固化させて巻き型を取り外すことにより、コイル芯に相当する中心絶縁層２を形成できる。あるいは、コイル芯に相当する成形型を用い、溶解した樹脂を注型成形して中心絶縁層２を形成してもよい。さらには、コイル芯に相当する成形型を用い、粉体のセラミック材料を焼結して中心絶縁層２を形成してもよい。
【００５７】
図６の内側導体層形成工程Ｋ１２から外被層形成工程Ｋ１６までは、対象が螺旋形状のコイル芯である点を除いて、第１実施形態の内側導体層形成工程Ｋ１から外被層形成工程Ｋ５を準用できる。なお、絶縁層形成工程Ｋ１３では、絶縁材料として例えば金属酸化物などのセラミック材料を用い、蒸着法により所定の厚さの層間絶縁層４を形成してもよい。外被層形成工程Ｋ１６の終了時点で、螺旋形状のコイルへの成形は済んでいる。次の端子形成工程Ｋ１７で、多層線材１の両端で全ての導体層３、５を互いに導通させ、導通箇所に外部接続のための端子を取り付ける。これにより、高周波電力用コイルが完成する。
【００５８】
上述した高周波電力用コイルの第２実施形態の製造方法によれば、各工程Ｋ１１〜Ｋ１７には無理や無駄がなく、特に、多層線材１を屈曲させて巻回する必要が無いので、高周波電力用コイルの製造が極めて容易である。また、めっき法または蒸着法による導体層３、５の形成と、ディッピング法または蒸着法による層間絶縁層４の形成とにより、高品質の多層線材１および高周波電力用コイルを製造できる効果は、第１実施形態と同様である。
【００５９】
なお、多層線材１を構成する導体材料および絶縁材料は、実施形態の記載に限定されず、様々な材料を用いることができる。また、多層線材１を構成する各層２〜６の厚さなどの寸法諸元も適宜変更できる。本発明は、その他にも様々な応用や変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の高周波電力用コイルは、静電結合方式非接触給電装置の共振用インダクタの他にも、電磁誘導方式非接触給電装置の給電用コイルおよび受電用コイルに利用できる。さらには、非接触給電装置以外の用途、例えば、高周波電力を変成する高周波トランスの巻線、高周波溶接機、高周波誘導炉、ＩＨ調理器などにも利用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１：多層線材    ２：中心絶縁層    ３：内側の導体層
４：層間絶縁層    ５：外側の導体層    ６：外被層
７：中実導線    ７１：導体    ７２：外被層
９：非接触給電装置
９３１、９３２：第１および第２給電用電極
９４：高周波電源部
９５１，９５２：第１および第２共振用インダクタ
９６１、９６２：第１および第２受電用電極
９７：受電変換部
【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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【国際調査報告】
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