(57)【要約】【課題】  インダクタンスの変化率（最大値／最小値）を従来よりも増大（例えば４以上）できる高周波大電流（数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上）の用途に好適な高周波リアクトルを提供する。【解決手段】  コイル１０１、１０２の結合係数が最小となる位置と、前記結合係数が最大となる位置の間で、コイル１０１、１０２を相対的に変位させるコイル変位手段（支持軸１０５、モータ１０７、ギヤ１０６）と、コイル１０１、１０２により生成される２以上の磁束のうちの少なくとも１つの方向を切り替える磁束方向切替手段（スイッチ１３１、１３２）とを備える。前記２つの位置の間でコイル１０１、１０２を相対変位させる際に、前記磁束方向切替手段によって前記磁束のうちの少なくとも１つの方向を切り替え、もってコイル１０１、１０２を所望位置に配置した状態でコイル１０１、１０２による全インダクタンスを調整する。【選択図】    図１
2019040992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に変位可能として配置された、通電によって磁束を生成する２以上のコイルと、
前記２以上のコイルの結合係数が最小となる最小結合係数位置と、前記結合係数が最大となる最大結合係数位置の間で、前記２以上のコイルを相対的に変位させるコイル変位手段と、
前記２以上のコイルにより生成される２以上の磁束のうちの少なくとも１つの方向を切り替える磁束方向切替手段とを備え、
前記最大結合係数位置と前記最小結合係数位置との間で前記２以上のコイルを相対的に変位させる際に、前記磁束方向切替手段によって前記２以上の磁束のうちの少なくとも１つの方向を切り替え、もって前記２以上のコイルを所望の相対位置に配置した状態で前記２以上のコイルによって得られる全インダクタンスを調整するようにしたことを特徴とする高周波リアクトル。
【請求項２】
前記磁束方向切替手段として、前記２以上のコイルのうちの少なくとも１つに供給される高周波電流の方向を第１方向と第２方向の間で切り替える電気的スイッチ手段を備えている請求項１に記載の高周波リアクトル。
【請求項３】
前記電気的スイッチ手段として、高周波大電流用の断路器が使用されている請求項２に記載の高周波リアクトル。
【請求項４】
前記磁束方向切替手段として、前記２以上のコイルのうちの少なくとも１つを姿勢切替可能とし、且つ、その少なくとも１つの姿勢切替可能コイルを機械的に移動させることでその姿勢を第１姿勢と第２姿勢の間で切り替える機械的スイッチ手段を備え、
前記第２姿勢での前記姿勢切替可能コイルによる磁束の方向が、前記第１姿勢での前記姿勢切替可能コイルによる磁束の方向とは逆になるように設定されている請求項１〜３のいずれかに記載の高周波リアクトル。
【請求項５】
前記２以上のコイルが前記最大結合係数位置に配置された第１状態において、前記２以上のコイルから選ばれた少なくとも１つの特定コイルによる前記磁束がそれ以外の前記コイルによる前記磁束と同方向に設定されたときに得られる前記全インダクタンスの値が、前記全インダクタンスの上限値に設定され、
前記第１状態を保持しながら、前記少なくとも１つの特定コイルによる前記磁束がそれ以外の前記コイルによる前記磁束と逆方向に設定されたときに得られる前記全インダクタンスの値が、前記全インダクタンスの下限値に設定されている請求項１〜４のいずれかに記載の高周波リアクトル。
【請求項６】
前記２以上のコイルが、略同心状に配置され且つ直径の異なる筒状のソレノイドコイルとされていると共に、前記コイル変位手段によって前記２以上のコイルがそれらの共通の軸に沿って相対的に変位するにつれて相互の重なり状態または相対距離が変化するように構成されている請求項１〜５のいずれかに記載の高周波リアクトル。
【請求項７】
前記２以上のコイルが、略平面状のスパイラルコイルとされていると共に、前記コイル変位手段によって前記２以上のコイルが相対的に変位するにつれて相互の重なり状態または相対距離が変化するように構成されている請求項１〜５のいずれかに記載の高周波リアクトル。
【請求項８】
前記２以上のコイルの少なくとも１つが、略平面状のスパイラルコイルとされていると共に、前記コイル変位手段によって前記スパイラルコイルが所定の軸に沿って屈曲するように構成されている請求項１〜５のいずれかに記載の高周波リアクトル。
【請求項９】
前記コイル変位手段によって前記２以上のコイルの少なくとも１つを相対的に変位させると、変位せしめられた前記コイルの形状が変化するように構成されており、その形状の変化に伴って、変位せしめられた前記コイルの自己インダクタンスが変位前に比べて変化するように構成されている請求項１〜５のいずれかに記載の高周波リアクトル。
【請求項１０】
前記２以上のコイルの少なくとも１つが、所定の軸の周りに揺動可能な一対のコイル支持部材を備えた屈曲可能コイルとされており、前記コイル変位手段によって前記一対のコイル支持部材を前記軸の周りに揺動させて屈曲状態にすると、それに伴って前記屈曲可能コイルが屈曲状態になるように構成されている請求項１〜５に記載の高周波リアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波リアクトルに関し、さらに言えば、高周波大電流（例えば数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上）によるインダクタンスの変化範囲（変化率）が拡大されていると共に、インダクタンスの調整作業も容易である高周波リアクトルに関する。この高周波用リアクトルは、電力変換回路用や共振回路用として好適に使用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体スイッチング素子の大容量化・高速化の進展に伴い、高周波大電力が利用される産業分野が広がっている。例えば、金属材料を非接触で加熱して熱処理や改質を行う誘導加熱の分野や、クレーン（起重機）などの移動機械への非接触給電の分野があげられる。これらの分野において高周波大電力を利用するには、共振回路が必須であるが、その共振回路にインダクタ利用の受動素子として使用されるのが、高周波リアクトルである。近年の利用分野の拡大に伴い、高周波リアクトルにはさらなる高機能化、例えばインダクタンスの調整の容易化、動作効率の向上などが求められ始めている。
【０００３】
一般に、リアクトルとコンデンサを含む高周波用の並列共振回路あるいは直列共振回路では、共振周波数ｆ（Ｈｚ）と、リアクトルのインダクタンスＬ（Ｈ）及びコンデンサの静電容量Ｃ（Ｆ）との間には、ｆ＝１／２π（ＬＣ）1/2の関係がある。そこで、高周波大電流の共振回路において共振周波数ｆ（Ｈｚ）を変化させるには、その共振回路に使用されている高周波リアクトルのインダクタンスＬ（Ｈ）を変化させればよいことになる。
【０００４】
コアを有しない（空芯の）高周波リアクトルにおいてそのインダクタンスを調整する手法としては、従来、例えば、特許文献１や特許文献２に示すような手法が知られている。
【０００５】
特許文献１には、コイルの形状と寸法を変えることでインダクタンスを調整する手法が開示されている。この手法では、コイル支持体の巻軸を回るように延びる導線によりコイルを形成し、前記コイル支持体には、前記コイルの両端部をそれぞれ固定し且つ互いの相対位置を変更可能な第１及び第２の固定部、または、前記導線をそれぞれ固定するための複数種類の固定部を設けておく。そして、前記第１及び第２の固定部の相対位置を変更するか、異なる二種類の前記固定部で前記導線を固定してなる二つの状態間で前記導線を遷移させることで、インダクタンスを調整するようにしている。
【０００６】
特許文献２には、平面状スパイラルコイル間の距離または角度を変えることでインダクタンスを調整する手法が開示されている。この手法では、少なくとも２つの平面状スパイラルコイルと、これら平面状スパイラルコイルの平面間の距離またはこれら平面状コイルの平面相互間の角度を変える手段とを設けておき、前記手段によって前記平面状スパイラルコイルの平面間の距離または角度を変えることで、インダクタンスを調整するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−００９７９０号公報
【特許文献２】特開昭５８−１４７１０７号公報
【特許文献３】特許第５４５２５６７号明細書
【特許文献４】特許第５７４６８０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述した特許文献１及び２に開示された従来のインダクタンス調整手法では、インダクタンスの変化範囲（調整幅）が小さいという問題がある。以下、この点について説明する。
【０００９】
図３０は、それぞれの自己インダクタンスがＬ１、Ｌ２である２つのコイルを直列に接続した回路を示す。この回路では、２つのコイルの巻回方向が同一とされ、且つ、２つのコイルには同方向に電流が流れるようになっている。したがって、２つのコイルに生ずる磁束（磁力線）は同方向となる。この場合、２つのコイル間の相互インダクタンスをＭ１２とすると、全インダクタンスＬ０は以下の式（１）で表される。式（１）より分かるように、この場合の相互インダクタンスＭ１２は、全インダクタンスＬ０を増加させる方向に働く。
【００１０】
Ｌ０＝Ｌ１＋Ｌ２＋２Ｍ１２          （１）
他方、図３１に示すように、２つのコイルに逆方向に電流が流れるように接続を変えると、２つのコイルに生ずる磁束（磁力線）は逆方向となる。この場合、全インダクタンスＬ０は以下の式（２）で表される。式（２）より分かるように、この場合の相互インダクタンスＭ１２は、全インダクタンスＬ０を減少させる方向に働く。
【００１１】
Ｌ０＝Ｌ１＋Ｌ２−２Ｍ１２          （２）
上記の式（１）及び（２）において、相互インダクタンスＭ１２は以下の式（３）で与えられる。
【００１２】
Ｍ１２＝ｋ（Ｌ１×Ｌ２）１／２        （３）
式（３）において、ｋは結合係数で、２つのコイルの形状及び寸法と両コイル間の距離等で決まり、０＜ｋ＜１の範囲の値をとる。
【００１３】
したがって、上述した特許文献１及び２に開示された従来のインダクタンス調整手法は、結局のところ、２つのコイルの形状または寸法の変化を通じてそれらコイルの自己インダクタンスを変えるか、それらコイルの相対位置の変化を通じて上記式（３）の結合係数ｋを変えることで相互インダクタンスＭ１２を変え、もって上記式（１）あるいは式（２）で表される全インダクタンスＬ０を調整（変更）しようとするものと言える。
【００１４】
ここで、全インダクタンスＬ０の変化する範囲を考察すると、一方のコイルが作る磁束が他方のコイルに最も鎖交しやすい場合、すなわち、２つのコイルが極限まで接近した場合と、一方のコイルが作る磁束が他方のコイルに最も鎖交しにくい場合、すなわち、２つのコイルが極限まで離隔した場合との間で、全インダクタンスＬ０が変化することが分かる。現実に実現可能な結合係数ｋの値として、２つのコイルが極限まで接近した場合の結合係数をｋ＝０．７、２つのコイルが極限まで離隔した場合の結合係数をｋ＝０．３と仮定すると、全インダクタンスＬ０の変化範囲は次のようになる。
【００１５】
まず、２つのコイルに生ずる磁束（磁力線）が同方向となる図３０の場合、説明を簡単にするために、２つのコイルの自己インダクタンスが等しい、すなわちＬ１＝Ｌ２＝Ｌと仮定すると、ｋ＝０．７であるときは、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ＋２×０．７×Ｌ＝３．４Ｌとなり、ｋ＝０．３であるときは、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ＋２×０．３×Ｌ＝２．６Ｌとなる。したがって、全インダクタンスＬ０の変化範囲は２．６Ｌ≦Ｌ０≦３．４Ｌとなり、比較的大きいように思われるが、その変化率（最大値／最小値）は３．４Ｌ／２．６Ｌ≒１．３１であり、それほど大きくない。
【００１６】
次に、２つのコイルに生ずる磁束（磁力線）が逆方向となる図３１の場合を考えると、ｋ＝０．７であるときは、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ−２×０．７×Ｌ＝０．６Ｌとなり、ｋ＝０．３であるときは、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ−２×０．３×Ｌ＝１．４Ｌとなる。したがって、全インダクタンスＬ０の変化範囲は０．６Ｌ≦Ｌ０≦１．４Ｌとなり、図３０の場合と同じであるが、その変化率（最大値／最小値）は１．４Ｌ／０．６Ｌ≒２．３３となり、図３０の場合より大きくなる。しかし、やはり要望に添うものではない。
【００１７】
最近のインダクタンス調整に対する要望の具体例を挙げると、共振回路の共振周波数を２倍にしたいというものがある。この場合、上述した共振周波数ｆとリアクトルのインダクタンスＬの関係から考えると、インダクタンスＬの変化を４倍にすることが必要である。しかし、上述した従来のインダクタンス調整手法では、既に説明したように、上記式（１）、（２）における全インダクタンスＬ０の変化率は、２つのコイルに生ずる磁束（磁力線）が逆方向となる図３１の場合でも約２．３３である。したがって、リアクトルのインダクタンスＬ（つまり全インダクタンスＬ０）の変化を４倍にするという要望を満たすことができない。
【００１８】
本発明は、以上述べたような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、インダクタンスの変化率（最大値／最小値）を従来よりも増大する（例えば４以上にする）ことができる、高周波大電流（数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上）の用途に好適な高周波リアクトルを提供することにある。
【００１９】
本発明の他の目的は、単一の構成で従来よりも広範囲のインダクタンス仕様に対応することができる、高周波・大電流（数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上）の用途に好適な高周波リアクトルを提供することにある。
【００２０】
ここに明記しない本発明のさらに他の目的は、以下の説明及び添付図面から明らかである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
（１）  本発明の高周波リアクトルは、
相対的に変位可能として配置された、通電によって磁束を生成する２以上のコイルと、
前記２以上のコイルの結合係数が最小となる最小結合係数位置と、前記結合係数が最大となる最大結合係数位置の間で、前記２以上のコイルを相対的に変位させるコイル変位手段と、
前記２以上のコイルにより生成される２以上の磁束のうちの少なくとも１つの方向を切り替える磁束方向切替手段とを備え、
前記最大結合係数位置と前記最小結合係数位置との間で前記２以上のコイルを相対的に変位させる際に、前記磁束方向切替手段によって前記２以上の磁束のうちの少なくとも１つの方向を切り替え、もって前記２以上のコイルを所望の相対位置に配置した状態で前記２以上のコイルによって得られる全インダクタンスを調整するようにしたことを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の高周波リアクトルは、上述したような構成を有しているので、前記コイル変位手段によって前記２以上のコイルを相対的に変位させながら、前記磁束方向切替手段によって前記２以上のコイルにより生成される前記２以上の磁束のうちの少なくとも１つの方向を切り替えることが可能である。他方、前記２以上のコイルにより生成される相互インダクタンスは、それらコイルにより生成される前記２以上の磁束の方向の関係に応じて、その大きさが変化すると共に、前記インダクタンスを増加させる方向に働いたり減少させる方向に働いたりする。このため、前記最小結合係数位置と前記最大結合係数位置の間で前記２以上のコイルの相対位置を適切に設定しながら、前記２以上の磁束の少なくとも１つの方向を適宜切り替えることで、前記全インダクタンスを増加または減少させることが可能である。
【００２３】
ここで、前記２以上の磁束の方向を所定の関係（第１方向関係）に設定してから、前記２以上のコイルを前記最大結合係数位置に配置した状態（第１状態）で得られる前記全インダクタンスの値を第１値とし、前記２以上の磁束の前記方向関係（第１方向関係）を保持しながら、前記２以上のコイルを前記最小結合係数位置に配置した状態（第２状態）で得られる前記全インダクタンスの値を第２値とする。すると、前記２以上のコイルを前記最小結合係数位置に配置した状態（第２状態）を保持しながら、前記２以上の磁束のうちの少なくとも１つの方向を切り替えて第２方向関係に設定した状態（第３状態）で得られる前記全インダクタンスの値（第３値）は、前記第２値よりも増加または減少する。また、前記２以上の磁束の前記方向関係（第２方向関係）を保持しながら、前記２以上のコイルを前記最大結合係数位置に配置した状態（第４状態）で得られる前記全インダクタンスの値（第４値）は、前記第１値よりも増加または減少する。
【００２４】
そこで、前記第１値〜前記第４値のうちで最大のものを選択すれば、それが前記全インダクタンスの最大値となり、最小のものを選択すれば、それが前記全インダクタンスの最小値となる。前記最大値は、前記２以上の磁束のうちの少なくとも１つの方向を切り替えない場合よりも大きくできるし、前記最小値は、前記２以上の磁束のうちの少なくとも１つの方向を切り替えない場合よりも小さくできるから、上述した従来のインダクタンス調整手法よりも前記全インダクタンスの変化範囲は拡大する。
【００２５】
以上のような理由により、本発明の高周波リアクトルによれば、前記インダクタンスの変化率（最大値／最小値）を従来のインダクタンス調整手法のそれよりも増大することができる。例えば、前記全インダクタンスの変化率を４以上に増大することができる。
【００２６】
また、前記最大結合係数位置と前記最小結合係数位置との間で前記２以上のコイルを相対的に変位させる際に、前記磁束方向切替手段によって前記２以上の磁束のうちの少なくとも１つの方向を切り替えることで、前記全インダクタンスの変化範囲を任意に調整することができるので、単一の（同じ）構成で従来より広範囲のインダクタンス仕様に対応することができる。
【００２７】
（２）  本発明の高周波リアクトルの好ましい例では、前記磁束方向切替手段として、前記２以上のコイルのうちの少なくとも１つに供給される高周波電流の方向を第１方向と第２方向の間で切り替える電気的スイッチ手段を備える。
【００２８】
この場合、前記高周波電流の前記第１方向と前記第２方向は、前記２以上のコイルのうちの少なくとも１つに供給される高周波電流の方向であるから、前記２以上のコイルのうちの特定の1つに流れる高周波電流について、前記第１方向と前記第２方向を設定してもよいし、前記２以上のコイルのうちの特定の２つあるいは３つ以上に流れる高周波電流の各々について、前記第１方向と前記第２方向を設定してもよい。
【００２９】
（３）  本発明の高周波リアクトルの他の好ましい例では、前記電気的スイッチ手段として、高周波大電流用の断路器が使用される。
【００３０】
前記電気的スイッチ手段としては、例えば、特許文献３に開示された断路器または特許文献４に開示された双極断路器が好適に使用可能である。特許文献３に開示された断路器は、固定電極と可動電極と電磁石と操作回路を備えており、前記操作回路によって前記電磁石を操作することで、前記可動電極を前記固定電極に接触させると共にそれらの圧接状態を保持するようにしたものである。当該断路器の開状態と閉状態の切替は、前記可動電極を前記固定電極に接触または離隔させることで実行される。特許文献４に開示された双極断路器は、特許文献３に開示された断路器の固定電極と可動電極と電磁石を２組設けたものに相当する。当該双極断路器の開状態と閉状態の切替は、２組の前記可動電極を対応する２組の前記固定電極に同期して接触または離隔させることで実行される。
【００３１】
（４）  本発明の高周波リアクトルのさらに他の好ましい例では、前記磁束方向切替手段として、前記２以上のコイルのうちの少なくとも１つを姿勢切替可能とし、且つ、その少なくとも１つの姿勢切替可能コイルを機械的に移動させることでその姿勢を第１姿勢と第２姿勢の間で切り替える機械的スイッチ手段を備え、
前記第２姿勢での前記姿勢切替可能コイルによる磁束の方向が、前記第１姿勢での前記姿勢切替可能コイルによる磁束の方向とは逆になるように設定される。
【００３２】
この場合、前記２以上のコイルのうちの特定の1つを前記姿勢切替可能コイルとし、その姿勢切替可能コイルによる磁束の方向が前記第１姿勢と前記第２姿勢で逆になるようにしてもよいし、前記２以上のコイルのうちの特定の２つあるいは３つ以上を前記姿勢切替可能コイルとし、それら姿勢切替可能コイルによる磁束の１つあるいは２つ以上の方向が前記第１姿勢と前記第２姿勢で逆になるようにしてもよい。前記第２姿勢での前記姿勢切替可能コイルによる磁束の方向が、前記第１姿勢での前記姿勢切替可能コイルによる磁束の方向とは逆になるものであれば、前記第１姿勢と前記第２姿勢の間における前記姿勢切替可能コイルの機械的な変位（移動）の態様は任意に設定することができる。
【００３３】
（５）  本発明の高周波リアクトルのさらに他の好ましい例では、前記２以上のコイルが前記最大結合係数位置に配置された第１状態において、前記２以上のコイルから選ばれた少なくとも１つの特定コイルによる前記磁束がそれ以外の前記コイルによる前記磁束と同方向に設定されたときに得られる前記全インダクタンスの値が、前記全インダクタンスの上限値に設定され、
前記第１状態を保持しながら、前記少なくとも１つの特定コイルによる前記磁束がそれ以外の前記コイルによる前記磁束と逆方向に設定されたときに得られる前記全インダクタンスの値が、前記全インダクタンスの下限値に設定される。
【００３４】
この場合、前記第１状態において前記全インダクタンスの上限値を設定する際に、前記２以上のコイルから選択された１つの前記特定コイルによる前記磁束がそれ以外の前記コイルによる前記磁束と同方向になるように設定されてもよいし、前記２以上のコイルから選択された２つあるいは３つ以上の前記特定コイルによる前記磁束がそれ以外の前記コイルによる前記磁束と同方向になるように設定されてもよい。また、前記第１状態を保持しながら前記全インダクタンスの下限値を設定する際に、１つの前記特定コイルによる前記磁束がそれ以外の前記コイルによる前記磁束と逆方向になるように設定されてもよいし、２つあるいは３つ以上の前記特定コイルによる前記磁束がそれ以外の前記コイルによる前記磁束と同方向になるように設定されてもよい。
【００３５】
（６）  本発明の高周波リアクトルのさらに他の好ましい例では、前記２以上のコイルが、略同心状に配置され且つ直径の異なる筒状のソレノイドコイルとされていると共に、前記コイル変位手段によって前記２以上のコイルがそれらの共通の軸に沿って相対的に変位するにつれて相互の重なり状態または相対距離が変化するように構成される。
【００３６】
この場合、前記２以上のコイルの各々は、断面形状が略円形（例えば円形、楕円形等）の筒状ソレノイドコイルでもよいし、断面形状が非円形（例えば正方形、長方形、菱形等の多角形）の筒状ソレノイドコイルでもよい。また、前記２以上のコイルは、略同心状に配置されていればよく、それらの少なくとも一部が重なっても重ならなくてもよい。さらに、前記コイル変位手段によって前記２以上のコイルがそれらの共通の軸に沿って相対的に変位するにつれて、それらコイルの相互の重なり状態または相対距離が変化するように構成されていればよく、その具体的構成は限定されない。
【００３７】
（７）  本発明の高周波リアクトルのさらに他の好ましい例では、前記２以上のコイルが、略平面状のスパイラルコイルとされていると共に、前記コイル変位手段によって前記２以上のコイルが相対的に変位するにつれて相互の重なり状態または相対距離が変化するように構成される。
【００３８】
この場合、前記２以上のコイルの各々は、１つの平面上でスパイラル状に形成された平面上スパイラルコイルでもよいし、１つの非平面（例えば湾曲部を含む平面）上でスパイラル状に形成された非平面上スパイラルコイルでもよい。前記２以上のコイルの各々の全体形状が略平面状であればよい。また、前記２以上のコイルは、略同心状に配置されていてもよいし、略同心状に配置されていなくてもよい。さらに、前記コイル変位手段によって前記２以上のコイルが相対的に変位するにつれて、それらコイルの相互の重なり状態または相対距離が変化するように構成されていればよく、その変位がそれらコイルの共通の軸に沿っていても沿っていなくてもよい。前記２以上のコイルが変位する具体的構成は限定されない。
【００３９】
（８）  本発明の高周波リアクトルのさらに他の好ましい例では、前記２以上のコイルの少なくとも１つが、略平面状のスパイラルコイルとされていると共に、前記コイル変位手段によって前記スパイラルコイルが所定の軸に沿って屈曲するように構成される。
【００４０】
この場合、前記２以上のコイルの少なくとも１つは、１つの平面上でスパイラル状に形成された平面上スパイラルコイルでもよいし、１つの非平面（例えば湾曲部を含む平面）上でスパイラル状に形成された非平面上スパイラルコイルでもよい。前記２以上のコイルの各々の全体形状が略平面状であればよい。また、前記所定の軸は、前記コイル変位手段によって前記スパイラルコイルが屈曲するように、前記スパイラルコイルに交差する位置に設けられるのが好ましい。
【００４１】
（９）  本発明の高周波リアクトルのさらに他の好ましい例では、前記コイル変位手段によって前記２以上のコイルの少なくとも１つを相対的に変位させると、変位せしめられた前記コイルの形状が変化するように構成されており、その形状の変化に伴って、変位せしめられた前記コイルの自己インダクタンスが変位前に比べて変化するように構成される。
【００４２】
この場合、前記２以上のコイルの少なくとも１つが、相対的変位に伴って、変位した前記コイルの形状が変化することでその自己インダクタンスが変化すれば足り、そのコイルの構成は限定されない。
【００４３】
（１０）  本発明の高周波リアクトルのさらに他の好ましい例では、前記２以上のコイルの少なくとも１つが、所定の軸の周りに揺動可能な一対のコイル支持部材を備えた屈曲可能コイルとされており、前記コイル変位手段によって前記一対のコイル支持部材を前記軸の周りに揺動させて屈曲状態にすると、それに伴って前記屈曲可能コイルが屈曲状態になるように構成される。
【００４４】
この場合、前記２以上のコイルの少なくとも１つが、前記一対のコイル支持部材を備えた屈曲可能コイルとされていれば足り、その屈曲可能コイルの形状や構成、屈曲状態の如何は問わない。また、前記屈曲可能コイルは、屈曲状態になることでその自己インダクタンスが屈曲前に比べて変化するようにするのが好ましい。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の高周波リアクトルによれば、（ａ）インダクタンスの変化率（最大値／最小値）を従来よりも増大する（例えば４以上にする）ことができる、（ｂ）単一の構成で従来よりも広範囲のインダクタンス仕様に対応することができる、（ｃ）高周波大電流（数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上）の用途に好適に使用することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、２つのコイルによる磁束が同方向で、それらコイルの結合係数が最大の位置にある状態を示している。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図１の高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、２つのコイルによる磁束が同方向で、それらコイルの結合係数が最小の位置にある状態を示している。
【図４】図１の高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、２つのコイルによる磁束が逆方向で、それらコイルの結合係数が最小の位置にある状態を示している。
【図５】図１の高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、２つのコイルによる磁束が逆方向で、それらコイルの結合係数が最大の位置にある状態を示している。
【図６】本発明の第２実施形態に係る高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、２つのコイルによる磁束が同方向で、それらコイルの結合係数が最大の位置にある状態を示している。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図８】図６の高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、２つのコイルによる磁束が同方向で、それらコイルの結合係数が最小の位置にある状態を示している。
【図９】図６の高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、２つのコイルによる磁束が逆方向で、それらコイルの結合係数が最小の位置にある状態を示している。
【図１０】図６の高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、２つのコイルによる磁束が逆方向で、それらコイルの結合係数が最大の位置にある状態を示している。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、上位コイル支持体がその下位位置にあって、２つのコイルによる磁束が同方向で、それらコイルの結合係数が最大の位置にある状態を示している。
【図１２】図１１の高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、図１１の状態から上位コイル支持体をその上位位置に移動させることで、上位コイル支持体と一体形成された上位コイルをその上位位置に変位させた状態を示している。
【図１３】図１１の高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、上位コイル支持体をその上位位置に停止させたままで、上位コイル支持体と一体形成された上位コイルをその軸の周りに９０°回転させた状態を示している。
【図１４】図１１の高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、上位コイル支持体をその上位位置に停止させたままで、上位コイル支持体と一体形成された上位コイルをその軸の周りに１８０°回転させた（反転させた）状態を示している。
【図１５】図１１の高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、上位コイル支持体と一体形成された上位コイルをその反転状態に保持したままで、図１４の状態から上位コイル支持体をその下位位置に復帰させた状態であり、コイルの結合係数が最小の位置にある状態を示している。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、２つのコイルによる磁束が同方向で、それらコイルの結合係数が最小の位置にある状態を示している。
【図１７】本発明の第５実施形態に係る高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、２つのコイルによる磁束が同方向で、それらコイルの結合係数が最大の位置にある状態を示している。
【図１８】図１７のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１９】図１７の高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、上位コイルが上向きに揺動してその上位位置に変位していて、２つのコイルによる磁束が同方向で、それらコイルの結合係数が最小の位置にある状態を示している。
【図２０】図１７の高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、上位コイルが下向きに揺動してその下位位置に復帰していて、２つのコイルによる磁束が逆方向で、それらコイルの結合係数が最大の位置にある状態を示している。
【図２１】本発明の第６実施形態に係る高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、２つのコイルによる磁束が同方向で、それらコイルの結合係数が最大の位置にある状態を示している。
【図２２】図２１のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図２３】図２１の高周波リアクトルの上位の円板状テーブルが下位テーブルに対して水平方向に揺動して、上位テーブルがその変位位置に変位した状態を示す概略平面図である。
【図２４】本発明の第７実施形態に係る高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、２つのコイルによる磁束が同方向で、それらコイルの結合係数が最大の位置にある状態を示している。
【図２５】図２４のＥ−Ｅ線から見た平面矢視図である。
【図２６】図２４の高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、上位コイルと下位コイルの双方が屈曲してそれらの屈曲位置に変位していて、２つのコイルによる磁束が同方向で、それらコイルの結合係数が最小の位置にある状態を示している。
【図２７】図２６のＦ−Ｆ線から見た平面矢視図である。
【図２８】本発明の試験に使用した試験用高周波リアクトルの全体構成を示す概略側面図であり、２つのコイルによる磁束が同方向で、それらコイルの結合係数が最小の位置にある状態を示している。
【図２９】図２８の試験用高周波リアクトルで得られた、距離Ｘに対する全インダクタンスの変化を示すグラフである。
【図３０】直列接続された２つのコイルに同方向に電流を流した場合のインダクタンスを示す概略回路図である。
【図３１】直列接続された２つのコイルに逆方向に電流を流した場合のインダクタンスを示す概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００４８】
（第１実施形態）
図１〜図５に、本発明の第１実施形態に係る高周波リアクトル１００を示す。
【００４９】
図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る高周波リアクトル１００は、通電によって磁束を生成する内側コイル１０１及び外側コイル１０２と、内側コイル１０１及び外側コイル１０２をそれぞれ支持する内側コイル支持体１０１ａ及び外側コイル支持体１０２ａとを備えている。内側コイル支持体１０１ａ及び外側コイル支持体１０２ａは、いずれも円筒状であり、絶縁性材料から形成されている。内側コイル支持体１０１ａは、外側コイル支持体１０２ａの内部空間に互いに同心となるように配置されている。両コイル支持体１０１ａ及び１０２ａの全長は同一とされ、両コイル１０１及び１０２の全長も同一とされている。内側コイル１０１は、内側コイル支持体１０１ａの外周面に絶縁被膜付き導線を巻回させる（巻回数＝９）ことで、円筒状のソレノイドコイルとして構成されている。外側コイル１０２も、外側コイル支持体１０２ａの内周面に絶縁被膜付き導線を巻回させる（巻回数＝９）ことで、これも円筒状のソレノイドコイルとして構成されている。両コイル１０１及び１０２の（導線の）巻回方向は同じである。このようにして、内側コイル１０１は、外側コイル１０２の内部空間に互いに同心となるように配置されている。内側コイル１０１の内側にも外側コイル１０２と内側コイル１０１の間にも、コアは設置されていない。つまり、本実施形態の高周波リアクトル１００は、コアを有していない、つまり空芯のリアクトルである。なお、ここでは、内側コイル１０１及び外側コイル１０２の全長及び巻回数を同一としているが、それらの全長及び巻回数が同一である必要はないのは言うまでもない。
【００５０】
内側コイル支持体１０１ａ及び外側コイル支持体１０２ａひいては内側コイル１０１及び外側コイル１０２は、後述するコイル変位手段により、それらの中心軸に沿って、ここでは上下方向に、相対移動が可能とされている。両コイル１０１及び１０２（の導線）は、第１スイッチ１３１及び第２スイッチ１３２を介して、直列に接続されており、また、一対の接続端子１２１及び１２２を介して高周波大電流が供給されるようになっている。
【００５１】
上述した構成を持つ内外のコイル１０１及び１０２と内外のコイル支持体１０１ａ及び１０２ａは、「コイルユニット」を構成している。また、第１及び第２のスイッチ１３１及び１３２と一対の接続端子１２１及び１２２を含む回路は、内外のコイル１０１及び１０２に所定の高周波大電流を供給する「給電回路」を構成している。
【００５２】
なお、図１〜図５において、矢印１２３は高周波電流の流れる方向（交番電流の瞬時における方向）を示している。また、例えば図１において、両コイル１０１及び１０２の（導線の）各断面に描かれている●印は、紙面奥から手前方向に電流が流れることを表し、×印は紙面手前から奥方向に電流が流れることを表す。これは、以下の第２〜第７実施形態における各図においても同じである。
【００５３】
第１実施形態に係る高周波リアクトル１００は、上述した「コイルユニット」と「給電回路」に加えて、さらに、上記コイルユニットを支持する「本体部」を備えている。上記給電回路は、本体部の外側に設置されていて、上記コイルユニットに電気的に接続されている。以下、本体部について説明する。
【００５４】
本体部は、所定間隔で互いに平行に配置された上位ベース１０９と下位ベース１１０を備えている。上位ベース１０９と下位ベース１１０の間には、１本の支持軸１０５と、４本の支柱１１１と、２本の支柱１１２が架設されている。ここでは、上位ベース１０９と下位ベース１１０は、同じ大きさの正方形板状であり、相互に重なり合う位置に配置されている。高周波リアクトル１００の使用時には、図１に示すように、下位ベース１１０が水平な設置面上に固定されることになる。なお、ここでは、上位ベース１０９と下位ベース１１０が同じ大きさの正方形板状とされているが、正方形状である必要はなく、円形、長方形、楕円形、菱形などでもよい。また、上位ベース１０９と下位ベース１１０を異なる形状、異なる大きさとしてもよいことは言うまでもない。
【００５５】
支持軸１０５は、上位ベース１０９と下位ベース１１０の間に垂直方向に延在しており、その外周面にはネジが形成されている。支持軸１０５は、その軸心の周りに自転可能である。支持軸１０５の上端部は、上位ベース１０９の中心部に設置された軸受１０８によって回転可能に支持され、その下端部は下位ベース１１０の中心部に設置された軸受（図示せず）によって回転可能に支持されている。支持軸１０５の下端部の近傍には、ギヤ１０６が固定されていて、モータ１０７の回転軸（図示せず）の回転に伴って、ギヤ１０６ひいては支持軸１０５がその軸心の周りに自転するようになっている。モータ１０７は、ギヤ１０６の近傍において下位ベース１１０の上に設置されている。
【００５６】
支持軸１０５の途中には、ナット１０４を介して円板状の移動テーブル１０３が水平状態で係合されている。ナット１０４の外周部は、移動テーブル１０３の貫通孔に嵌合・固定されている。ナット１０４の内側のネジは、支持軸１０５の外周面のネジと螺合しており、支持軸１０５の自転に伴って、ナット１０４に係止された移動テーブル１０３が水平状態を保持しながら上下に移動可能である。移動テーブル１０３の外径は、内側コイル１０１の外径とほぼ同じである。移動テーブル１０３の上面には、移動テーブル１０３（及び支持軸１０５）と同心となるように、内側コイル支持体１０１ａの下端が係止されている。移動テーブル１０３は、２本の支柱１１２を貫通することにより、支持軸１０５の自転に伴って自転しないようになっているため、移動テーブル１０３と内側コイル支持体１０１ａ（すなわち内側コイル１０１）は、支持軸１０５の自転に伴って図１の状態を保持しながら上下に移動する。
【００５７】
４本の支柱１１１は、それぞれ、外側コイル支持体１０２ａの外周面に接触する位置において、上位ベース１０９と下位ベース１１０の間に垂直方向に延在している。これらの支柱１１１の上下端部は、図２から分かるように、上位ベース１０９と下位ベース１１０の四辺のほぼ中央にそれぞれ固定されている。外側コイル支持体１０２ａは、その外周面上の４箇所において４本の支柱１１１に係止されている、換言すれば、外側コイル支持体１０２ａは、内側コイル支持体１０１ａと同心となるように、４本の支柱１１１によって支持されているのである。したがって、外側コイル支持体１０２ａ（すなわち外側コイル１０２）は、支持軸１０５が自転しても上下移動しない。
【００５８】
本体部は、以上のように構成することで、コイルユニットを構成する外側コイル支持体１０２ａ及び外側コイル１０２と内側コイル支持体１０１ａ及び内側コイル１０１を、互いに同心状態を保ちながら上下に相対移動可能にしている。
【００５９】
支持軸１０５と、支持軸１０５を回転駆動するモータ１０７と、モータ１０７の回転を支持軸１０５に伝達するギヤ１０６は、「コイル変位手段」を構成している。
【００６０】
２本の支柱１１２は、内側コイル支持体１０１ａの内周面より少し内側において、支持軸１０５に近接する位置で、上位ベース１０９と下位ベース１１０の間に垂直方向に延在している。これらの支柱１１２の上下端部は、上位ベース１０９と下位ベース１１０の対応する位置にそれぞれ固定されている。支柱１１２は、移動テーブル１０３の自転を防止するために設けられている。
【００６１】
給電回路に含まれている第１接続端子１２１及び第２接続端子１２２は、内側コイル１０１及び外側コイル１０２に外部の高周波電源１４０（図２８を参照）から所定の高周波大電流（数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上）を供給するために使用される。同じく給電回路に含まれている第１スイッチ１３１及び第２スイッチ１３２は、２極双投スイッチを構成しており、内側コイル１０１により生成される磁束（磁力線）の方向を切り替えるために使用される。したがって、第１スイッチ１３１及び第２スイッチ１３２は、「磁束方向切替手段」を構成しており、以下に述べるような構成と作用を持つ。
【００６２】
第１スイッチ１３１及び第２スイッチ１３２は、いずれも、第１接点及び第２接点を有している（図１を参照）。第１スイッチ１３１の第１接点及び第２接点と、第２スイッチ１３２の第１接点及び第２接点の切り替えは、同時に実行されるようになっている。つまり、第１スイッチ１３１の第１接点（図１の左側の接点）がその第２接点（図1の右側の接点）に切り替わると、それと同時に、第２スイッチ１３２の第１接点（図１の左側の接点）がその第２接点（図1の右側の接点）に切り替わる。両スイッチ１３１及び１３２の第２接点がそれらの第１接点に切り替わる場合も同じである。
【００６３】
図1に示すように、第１スイッチ１３１の第１接点と第２スイッチ１３２の第２接点は、相互に接続されてから外側コイル１０２の（導線の）一端に接続されている。第１スイッチ１３１の第２接点と第２スイッチ１３２の第１接点は、相互に接続されてから第２接続端子１２２に接続されている。外側コイル１０２の（導線の）他端は、第１接続端子１２１に接続されている。内側コイル１０１の（導線の）一端は、第２スイッチ１３２の共通接点に接続されている。内側コイル１０１の（導線の）他端は、第１スイッチ１３１の共通接点に接続されている。このような接続形態とすることにより、第１スイッチ１３１及び第２スイッチ１３２を同時に切り替えることで、外側コイル１０２に流れる高周波大電流の方向を保持しながら、内側コイル１０１に流れる高周波大電流の方向（ひいては内側コイル１０１により生成される磁束の方向）を外側コイル１０２に流れる高周波大電流（ひいてはそれによる磁束）と同方向または逆方向に切り替える（反転させる）ことを可能としている。
【００６４】
第１スイッチ１３１及び第２スイッチ１３２には、高周波大電流（数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上）が流れるので、それに耐え得る容量が必要である。そのようなスイッチとしては、例えば、特許文献３または４に開示された断路器または双極断路器が好適に使用可能である。特許文献３に開示された断路器は、固定電極と可動電極と電磁石と操作回路を備えており、前記操作回路によって前記電磁石を操作することで、前記可動電極を前記固定電極に接触させると共にそれらの圧接状態を保持するようにしたものである。当該断路器の開状態と閉状態の切替は、前記可動電極を前記固定電極に接触または離隔させることで実行される。特許文献４に開示された双極断路器は、特許文献３に開示された断路器の固定電極と可動電極と電磁石を２組設けたものに相当する。当該双極断路器の開状態と閉状態の切替は、２組の前記可動電極を対応する２組の前記固定電極に同期して接触または離隔させることで実行される。
【００６５】
外側コイル１０２と内側コイル１０１を構成する導線としては、例えば、高周波における損失を低減できるリッツ線を使用してもよいし、導電率の高い銅棒、アルミニウム棒等を使用してもよい。また、数千Ａの大電流を通電する場合は、通電による導線からの発熱が問題になるから、内部に冷却媒体を流動させることができる中空導体を導線として使用してもよい。これらの導線は、絶縁被覆で覆われていると、より好ましい。
【００６６】
高周波大電流により外側コイル１０２と内側コイル１０１（コイルユニット）で作られる高周波磁界による無用な加熱を防止するため、内外のコイル支持体１０１a及び１０２a、移動テーブル１０３、支持軸１０５、ナット１０４、上下のベース１０９及び１１０、軸受１０８、そして支柱１１１及び１１２は、例えばエンジニアリング・プラスチックやガラス繊維、エポキシ樹脂などの絶縁物で構成されるのが望ましい。また、モータ１０７とギヤ１０６の上方には、加熱防止のための銅製の磁気遮蔽板を設けて、モータ１０７とギヤ１０６をそれらの上方から覆うようにするのが望ましい。さらに、高周波リアクトル１００（あるいはその本体部）の周囲に鉄板等を含む金属構造物がある場合には、その金属構造物に対し前記高周波磁界が与える影響を抑制するために、高周波リアクトル１００（あるいはその本体部）の全体を銅製の磁気遮蔽板で囲うのが望ましい。
【００６７】
（第１実施形態の動作）
次に、以上の構成を持つ第１実施形態に係る高周波リアクトル１００の動作について説明する。
【００６８】
図１は、磁束方向切替手段を構成する第１及び第２スイッチ１３１及び１３２により、直列接続された内側コイル１０１と外側コイル１０２による磁束（磁力線）が同方向となるように接続され、また、内側コイル１０１がその上位位置にあって、両コイル１０１及び１０２が最近接位置（すなわち結合係数が最大となる位置）に配置された（両コイル１０１及び１０２の全体が重なり合った）状態を示している。この状態では、両コイル１０１及び１０２のうちの一方が生成する磁束が他方と鎖交する磁束が最大となるから、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最大となる。
【００６９】
ここで、説明を簡単にするために、内側コイル１０１及び外側コイル１０２の自己インダクタンスＬ１及びＬ２が同一である、すなわちＬ１＝Ｌ２＝Ｌと仮定する（実際は両コイルの直径や巻回数が異なるので、Ｌ１及びＬ２は異なる値を持つ）。また、この状態での結合係数、つまり、結合係数の最大値がｋ=０．７であると仮定すると、上記式（１）で示される全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ＋２×０．７×Ｌ＝３．４Ｌとなり、比較的大きい値となる。
【００７０】
次に、２つのスイッチ１３１及び１３２の接続状態を保持しながら、図１の状態でモータ１０７を駆動して支持軸１０５を自転させ、移動テーブル１０３をその最下位位置まで降下させると、図３に示す状態になる。図３の状態は、直列接続されている内側コイル１０１と外側コイル１０２による磁束（磁力線）が同方向である点は図１の状態と同じであるが、内側コイル１０１がその下位位置に変位していて、両コイル１０１及び１０２が最遠隔位置（すなわち結合係数が最小となる位置）に配置されている点で、図１の状態とは異なっている。図３の状態では、両コイル１０１及び１０２の重なりがほぼなくなっており、両コイル１０１及び１０２のうちの一方が生成する磁束が他方と鎖交する磁束が最小となるから、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最小となる。
【００７１】
ここで、この状態での結合係数、つまり、結合係数の最小値がｋ=０．３であると仮定すると、上記式（１）で示される全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ＋２×０．３×Ｌ＝２．６Ｌとなり、図１の状態よりも少し小さい値となる。
【００７２】
続いて、図３の状態で、２つのスイッチ１３１及び１３２の接続状態を切り替えて、両コイル１０１及び１０２による磁束（磁力線）が逆方向となるようにすると、図４に示す状態になる。図４の状態では、内側コイル１０１がその下位位置にあって、直列接続されたコイル１０１及び１０２が最遠隔位置に配置されているから、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最小であるが、内側コイル１０１の発生磁束（磁力線）が外側コイル１０２のそれとは逆方向となっているから、全インダクタンスＬ０は上記式（２）で与えられる。
【００７３】
すると、結合係数の最小値がｋ=０．３であるから、上記式（２）で示される全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ−２×０．３×Ｌ＝１．４Ｌとなり、図３の状態の半分より少し大きい近い値となる。
【００７４】
最後に、スイッチ１３１及び１３２の接続状態を保持しながら、図４の状態でモータ１０７を駆動して支持軸１０５を前回とは逆方向に自転させ、移動テーブル１０３をその最上位位置まで上昇させると、図５に示す状態になる。図５の状態では、内側コイル１０１がその上位位置に変位していて、直列接続されたコイル１０１及び１０２が最近接位置に配置されているから、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最大となり、また、内側コイル１０１による発生磁束（磁力線）が外側コイル１０２のそれとは逆方向のままであるから、全インダクタンスＬ０は上記式（２）で与えられる。
【００７５】
すると、結合係数の最大値がｋ=０．７であるから、上記式（２）で示される全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ−２×０．７×Ｌ＝０．６Ｌとなり、図４の状態の半分より少し小さい値となる。
【００７６】
上述した４つの状態の中で、全インダクタンスＬ０が最小となるのは図５の状態で、その値はＬ０＝０．６Ｌであり、逆に、全インダクタンスＬ０が最大となるのは図１の状態で、その値はＬ０＝３．４Ｌである。したがって、第１実施形態の高周波リアクトル１００では、全インダクタンスＬ０が０．６Ｌから３．４Ｌまでの範囲で変化することが分かる。これは、全インダクタンスＬ０の変化率（最大値／最小値）が３．４Ｌ／０．６Ｌ≒５．７となり、したがって、全インダクタンスＬ０の変化率を約５．７に増大することができることを意味している。
【００７７】
よって、第１実施形態の高周波リアクトル１００によれば、簡易計算で確認するだけでも、全インダクタンスＬ０の変化率が約５．７にまで増大するから、図３０及び図３１に示した従来のインダクタンス調整手法によるものの２倍以上の全インダクタンスＬ０の変化率を実現できることが分かる。
【００７８】
しかも、上述した４つの状態における全インダクタンスＬ０の４つの値、３．４Ｌ、２．６Ｌ、１．４Ｌ、０．６Ｌを適当に組み合わせることで、例えば、全インダクタンスＬ０の変化率（最大値／最小値）を３．４Ｌ／１．４Ｌ≒２．４としたり、２．６Ｌ／０．６Ｌ≒４．３としたり、２．６Ｌ／１．４Ｌ≒１．９とすることもできる。さらに、最近接位置と最遠隔位置の間の任意の位置で両コイル１０１及び１０２を停止させれば、全インダクタンスＬ０はさらに多様な値を持つようになる。したがって、第１実施形態の高周波リアクトル１００によれば、単一の構成で従来よりも広範囲のインダクタンス仕様に対応することも可能である。
【００７９】
以上説明したように、本発明の第１実施形態の高周波リアクトル１００は、同心状に相対変位可能として配置された内側コイル１０１及び外側コイル１０２と、内側コイル１０１及び外側コイル１０２の結合係数が最大となる最大結合係数位置と、前記結合係数が最小となる最小結合係数位置の間で、両コイル１０１及び１０２を相対変位させるコイル変位手段（支持軸１０５とモータ１０７とギヤ１０６）と、内側コイル１０１により生成される磁束の向きを切り替える磁束方向切替手段（第１及び第２スイッチ１３１及び１３２）とを備えている。そして、前記最大結合係数位置と前記最小結合係数位置との間で両コイル１０１及び１０２を相対変位させながら、両スイッチ１３１及び１３２によって内側コイル１０１による磁束の方向を切り替えることで、両コイル１０１及び１０２によって得られる全インダクタンスＬ０を調整するようにしている。
【００８０】
よって、前記コイル変位手段によって、前記最大結合係数位置と前記最小結合係数位置との間で両コイル１０１及び１０２を相対変位させながら、前記磁束方向切替手段によって内側コイル１０１による磁束の方向を切り替えることで、両コイル１０１及び１０２によって得られる全インダクタンスＬ０が相対的に小さくなる第１状態（全インダクタンス相対的小状態）と、全インダクタンスＬ０が相対的に大きくなる第２状態（全インダクタンス相対的大状態）を設定することが可能である、よって、全インダクタンスＬ０が所望の値を持つように前記第１状態と前記第２状態を設定することにより、全インダクタンスＬ０の変化率（最大値／最小値）を従来のインダクタンス調整手法のそれよりも増大することが可能である。例えば、前記全インダクタンスの変化率（最大値／最小値）を少なくとも４以上に増大することができる。
【００８１】
また、前記最大結合係数位置と前記最小結合係数位置との間で両コイル１０１及び１０２を相対変位させながら、スイッチ１３１及び１３２によって内側コイル１０１による磁束の方向を切り替えることで、両コイル１０１及び１０２によって得られる全インダクタンスＬ０の変化率を所望の値に設定（調整）することができるので、単一の（同じ）構成で従来よりも広範囲のインダクタンス仕様に対応することができる。
【００８２】
さらに、2つのコイル１０１及び１０２と、前記コイル変位手段（支持軸１０５とモータ１０７とギヤ１０６）と、前記磁束方向切替手段（第１及び第２スイッチ１３１及び１３２）とは、数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上という高周波大電流の供給ができるように製作することが容易であるため、高周波リアクトル１００は数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上という高周波大電流の用途に好適に使用することができる。
【００８３】
なお、上述したように、第１実施形態では、前記コイル変位手段（支持軸１０５とモータ１０７とギヤ１０６）と前記磁束方向切替手段（第１及び第２スイッチ１３１及び１３２）を併用することで、直列接続した２つのコイル１０１及び１０２より得られる全インダクタンスＬ０を広範囲で任意に調整できるようにしているが、本発明はこれには限定されない。例えば、２つのコイル１０１及び１０２を並列に接続してもよい。並列接続は、各コイルの許容電流以下で回路電流を増加させたい等の要望がある場合に使用されるが、コイル１０１及び１０２を並列接続した場合でも、全インダクタンスＬ０がコイル１０１及び１０２を直列接続した場合より小さくなるだけで、直列接続の場合と同様の全インダクタンス変化率が得られる。これは、以下に述べる第２〜第７実施形態においても同様である。
【００８４】
また、上記第１実施形態では、前記コイル変位手段として支持軸１０５とモータ１０７とギヤ１０６を用いているが、本発明はこれには限定されない。直動型のシリンダなどの他の手段を用いて２つのコイル１０１及び１０２を相対変位させてもよいことは言うまでもない。また、上記第１実施形態では、２つの円筒状ソレノイドコイル１０１及び１０２を使用しているが、本発明はこれには限定されない。上記第１実施形態の２つのコイル１０１及び１０２よりなるコイル対を複数対組み合わせて、それらを直列あるいは並列に接続するようにしてもよい。こうすると、構造は複雑になるが、全インダクタンスＬ０の変化範囲や許容回路電流が上記第１実施形態よりもさらに増大するという利点がある。これは、以下に述べる第２〜第７実施形態においても同様である。
【００８５】
２つのコイル１０１及び１０２の組み合わせ方（レイアウト）も、同心状態に限定されない。最近接位置と最遠隔位置の間で変位できるものであれば、２つのコイル１０１及び１０２の位置関係（レイアウト）は任意である。
【００８６】
（第２実施形態）
続いて、図６〜図１０を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る高周波リアクトル２００について説明する。
【００８７】
第２実施形態の高周波リアクトル２００は、上述した第１実施形態の高周波リアクトル１００の同心状に配置された２つのコイル１０１及び１０２に代えて、２つの平面状のスパイラルコイルの形態を持つ下位コイル２０１及び上位コイル２０２を使用したものである。両コイル２０１及び２０２は、移動テーブル２０３と上位ベース２０９にそれぞれ固定されている。両コイル２０１及び２０２をそれぞれ支持する内側コイル支持体１０１ａ及び外側コイル支持体１０２ａは、設けられていない。これら以外の構成は、上述した第１実施形態の高周波リアクトル１００とほぼ同一である。
【００８８】
図６及び図７に示すように、第２実施形態に係る高周波リアクトル２００は、通電によって磁束を生成する平面状スパイラルコイルの形態を持つ下位コイル２０１及び上位コイル２０２を備えている。両コイル２０１及び２０２は、水平に配置された移動テーブル２０３及び上位ベース２０９にそれぞれ係止されている。移動テーブル２０３及び上位ベース２０９は、いずれも円板状であり、絶縁性材料から形成されている。移動テーブル２０３及び上位ベース２０９は、互いに重なり合うように配置されている。移動テーブル２０３及び上位ベース２０９の直径はほぼ同一とされ、両コイル２０１及び２０２の直径もほぼ同一とされている。下位コイル２０１は、移動テーブル２０３の上面に絶縁被膜付き導線を巻回させる（巻回数＝２）ことで、平面状スパイラルコイルとして構成されている。上位コイル２０２は、上位ベース２０９の下面に絶縁被膜付き導線を巻回させる（巻回数＝２）ことで、これも平面状スパイラルコイルとして構成されている。両コイル２０１及び２０２の（導線の）巻回方向は同じである。このようにして、下位コイル２０１は、上位コイル２０２と互いに平行となるように配置されている。両コイル２０１及び２０２の間には、コアは設置されていない。つまり、本実施形態の高周波リアクトル２００は、上記第１実施形態の高周波リアクトル１００と同様に、空芯のリアクトルである。なお、移動テーブル２０３と上位ベース２０９は円形でなくてもよいし、同じ大きさでなくてもよいことは言うまでもない。両コイル２０１及び２０２の形状や直径も、同一でなくてもよい。
【００８９】
下位コイル２０１と上位コイル２０２は、後述するコイル変位手段により、その中心軸に沿って、ここでは上下方向に、相対移動が可能とされている。両コイル２０１及び２０２（の導線）は、第１スイッチ２３１及び第２スイッチ２３２を介して、直列に接続されており、また、一対の接続端子２２１及び２２２を介して高周波大電流が供給されるようになっている。
【００９０】
上述した構成を持つ下位及び上位のコイル２０１及び２０２は、「コイルユニット」を構成している。また、第１及び第２のスイッチ２３１及び２３２と一対の接続端子２２１及び２２２を含む回路は、２つのコイル２０１及び２０２に所定の高周波大電流を供給する「給電回路」を構成している。
【００９１】
第２実施形態に係る高周波リアクトル２００は、上述した「コイルユニット」と「給電回路」に加えて、さらに、上記コイルユニットを支持する「本体部」を備えている。上記給電回路は、本体部の外側に設置されていて、上記コイルユニットに電気的に接続されている。以下、本体部について説明する。
【００９２】
本体部は、所定間隔で互いに平行に配置された上位ベース２０９と下位ベース２１０を備えている。上位ベース２０９と下位ベース２１０の間には、１本の支持軸２０５と、４本の支柱２１１が架設されている。ここでは、上位ベース２０９と下位ベース２１０は、同じ大きさの円板状であり、相互に重なり合う位置に配置されている。高周波リアクトル２００の使用時には、図６に示すように、下位ベース２１０が水平な設置面上に固定されることになる。なお、ここでは、上位ベース２０９と下位ベース２１０が同じ大きさの円板状とされているが、円板状である必要はなく、正方形、長方形、楕円形、菱形などでもよい。上位ベース２０９と下位ベース２１０を異なる大きさとしてもよいことは言うまでもない。
【００９３】
支持軸２０５は、上位ベース２０９と下位ベース２１０の間に垂直方向に延在しており、その外周面にはネジが形成されている。支持軸２０５は、その軸心の周りに自転可能である。支持軸２０５の上端部は、上位ベース２０９の中心部に設置された軸受２０８によって回転可能に支持され、その下端部は下位ベース２１０の中心部に設置された軸受（図示せず）によって回転可能に支持されている。支持軸２０５の下端部の近傍には、ギヤ２０６が固定されていて、モータ２０７の回転軸（図示せず）の回転に伴って、ギヤ２０６ひいては支持軸２０５がその軸心の周りに自転するようになっている。モータ２０７は、ギヤ２０６の近傍において下位ベース２１０の上に設置されている。
【００９４】
支持軸２０５の途中には、ナット２０４を介して円板状の移動テーブル２０３が水平状態で係合されている。ナット２０４の外周部は、移動テーブル２０３の貫通孔に嵌合・固定されている。ナット２０４の内側のネジは、支持軸２０５の外周面のネジと螺合しており、支持軸２０５の自転に伴って、ナット２０４に係止された移動テーブル２０３が水平状態を保持しながら上下に移動可能である。移動テーブル２０３の外径は、上位ベース２０９及び下位ベース２１０のそれとほぼ同じである。移動テーブル２０３の上面には、下位コイル２０１が係止されている。移動テーブル２０３は、後述する自転防止手段により、支持軸２０５の自転に伴って自転しないようになっているため、移動テーブル２０３と下位コイル２０１は、支持軸２０５の自転に伴って図６の状態を保持しながら上下に移動する。上位ベース２０９の下面には、下位コイル２０１と対向するように上位コイル２０２が係止されている。
【００９５】
４本の支柱２１１は、上位ベース２０９と下位ベース２１０の間に垂直方向に延在している。これらの支柱２１１の上下端部は、図７から分かるように、上位ベース２０９と下位ベース２１０の外周を四等分する位置の近傍にそれぞれ固定されている。移動テーブル２０３は、４本の支柱２１１と重なる箇所に透孔を有していて、それら透孔に４本の支柱２１１がそれぞれ挿通されている。こうして、移動テーブル２０３は、４本の支柱２１１に係合しながら（案内されながら）上下に移動するようになっている。上述した移動テーブル２０３の自転防止手段としての役割は、これら４本の支柱２１１が果たす。
【００９６】
本体部は、以上のように構成することで、コイルユニットを構成する下位コイル２０１と上位コイル２０２を、互いに平行状態を保ちながら上下に相対移動可能にしている。
【００９７】
支持軸２０５と、支持軸２０５を回転駆動するモータ２０７と、モータ２０７の回転を支持軸２０５に伝達するギヤ２０６は、「コイル変位手段」を構成している。
【００９８】
給電回路に含まれている第１接続端子２２１及び第２接続端子２２２は、両コイル２０１及び２０２に外部の高周波電源から高周波大電流（数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上）を供給するために使用される。同じく給電回路に含まれている第１スイッチ２３１及び第２スイッチ２３２は、２極双投スイッチを構成しており、下位コイル２０１により生成される磁束（磁力線）の方向を切り替えるために使用される。したがって、第１スイッチ２３１及び第２スイッチ２３２は、「磁束方向切替手段」を構成しており、以下に述べるような構成と作用を持つ。
【００９９】
第１スイッチ２３１及び第２スイッチ２３２は、いずれも、第１接点及び第２接点を有している（図６を参照）。第１スイッチ２３１の第１接点及び第２接点と、第２スイッチ２３２の第１接点及び第２接点の切り替えは、同時に実行されるようになっている。つまり、第１スイッチ２３１の第１接点（図６の上側の接点）がその第２接点（図６の下側の接点）に切り替わると、それと同時に、第２スイッチ２３２の第１接点（図６の上側の接点）がその第２接点（図６の下側の接点）に切り替わる。両スイッチ２３１及び２３２の第２接点がそれらの第１接点に切り替わる場合も同じである。
【０１００】
図６に示すように、第１スイッチ２３１の第１接点と第２スイッチ２３２の第２接点は、相互に接続されてから上位コイル２０２の（導線の）一端に接続されている。第１スイッチ２３１の第２接点と第２スイッチ２３２の第１接点は、相互に接続されてから第２接続端子２２２に接続されている。上位コイル２０２の（導線の）他端は、第１接続端子２２１に接続されている。下位コイル２０１の（導線の）一端は、第２スイッチ２３２の共通接点に接続されている。下位コイル２０１の（導線の）他端は、第１スイッチ２３１の共通接点に接続されている。このような接続形態とすることにより、第１スイッチ２３１及び第２スイッチ２３２を同時に切り替えることで、上位コイル２０２に流れる高周波大電流の方向を保持しながら、下位コイル２０１に流れる高周波大電流の方向（ひいては下位コイル２０１により生成される磁束の方向）を切り替える（反転させる）ことを可能としている。
【０１０１】
第１スイッチ２３１及び第２スイッチ２３２には、高周波大電流（数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上）が流れるので、それに耐え得る容量が必要である。そのようなスイッチとしては、例えば、特許文献３または４に開示された断路器または双極断路器が好適に使用可能である。
【０１０２】
上位コイル２０２と下位コイル２０１を構成する導線としては、例えば、高周波における損失を低減できるリッツ線を使用してもよいし、導電率の高い銅棒、アルミニウム棒等を使用してもよい。また、数千Ａの大電流を通電する場合は、通電による導線からの発熱が問題になるから、内部に冷却媒体を流動させることができる中空導体を導線として使用してもよい。これらの導線は、絶縁被覆で覆われていると、より好ましい。
【０１０３】
高周波大電流により２つのコイル２０１及び２０２（コイルユニット）で作られる高周波磁界による無用な加熱を防止するため、上下のベース２０９及び２１０、移動テーブル２０３、支持軸２０５、ナット２０４、軸受２０８、そして支柱２１１は、例えばエンジニアリング・プラスチックやガラス繊維、エポキシ樹脂などの絶縁物で構成されるのが望ましい。また、モータ２０７とギヤ２０６の上方には、加熱防止のための銅製の磁気遮蔽板を設けて、モータ２０７とギヤ２０６をそれらの上方から覆うようにするのが望ましい。さらに、高周波リアクトル２００（あるいはその本体部）の周囲に鉄板等を含む金属構造物がある場合には、その金属構造物に対し前記高周波磁界が与える影響を抑制するために、高周波リアクトル２００（あるいはその本体部）の全体を銅製の磁気遮蔽板で囲うのが望ましい。
【０１０４】
（第２実施形態の動作）
次に、以上の構成を持つ第２実施形態に係る高周波リアクトル２００の動作について説明する。
【０１０５】
図６は、磁束方向切替手段を構成する第１及び第２スイッチ２３１及び２３２により、直列接続された下位コイル２０１と上位コイル２０２による磁束（磁力線）が同方向となるように高周波電源（図示せず）に接続され、また、下位コイル２０１がその上位位置にあって、両コイル２０１及び２０２が最近接位置（すなわち結合係数が最大となる位置）に配置された状態を示している。この状態では、両コイル２０１及び２０２のうちの一方が生成する磁束が他方と鎖交する磁束が最大となるから、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最大となる。
【０１０６】
ここで、下位コイル２０１及び上位コイル２０２の自己インダクタンスＬ１及びＬ２が同一である、すなわちＬ１＝Ｌ２＝Ｌと仮定する。また、上記第１実施形態と同様に、この状態での結合係数（最大値）がｋ=０．７であると仮定すると、上記式（１）で示される全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ＋２×０．７×Ｌ＝３．４Ｌとなり、比較的大きい値となる。
【０１０７】
次に、２つのスイッチ２３１及び２３２の接続状態を保持しながら、図６の状態でモータ２０７を駆動して支持軸２０５を自転させ、移動テーブル２０３をその最下位位置まで降下させると、図８に示す状態になる。図８の状態は、直列接続されている２つのコイル２０１及び２０２による磁束（磁力線）が同方向である点は図６の状態と同じであるが、下位コイル２０１がその下位位置に変位していて、両コイル２０１及び２０２が最遠隔位置（すなわち結合係数が最小となる位置）に配置されている点で、図６の状態とは異なっている。図８の状態では、両コイル２０１及び２０２のうちの一方が生成する磁束が他方と鎖交する磁束が最小となるから、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最小となる。
【０１０８】
ここで、上記第１実施形態と同様に、この状態での結合係数（最小値）がｋ=０．３であると仮定すると、上記式（１）で示される全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ＋２×０．３×Ｌ＝２．６Ｌとなり、図１の状態よりも少し小さい値となる。
【０１０９】
続いて、図８の状態で、２つのスイッチ２３１及び２３２の接続状態を切り替えて、両コイル２０１及び２０２による磁束（磁力線）が逆方向となるようにすると、図９に示す状態になる。図９の状態では、下位コイル２０１がその下位位置にあって、直列接続されたコイル２０１及び２０２が最遠隔位置に配置されているから、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最小であるが、下位コイル２０１の発生磁束（磁力線）が上位コイル２０２のそれとは逆方向となっているから、全インダクタンスＬ０は上記式（２）で与えられる。
【０１１０】
すると、結合係数（最小値）がｋ=０．３であるから、上記式（２）で示される全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ−２×０．３×Ｌ＝１．４Ｌとなり、図８の状態の半分より少し大きい近い値となる。
【０１１１】
最後に、スイッチ２３１及び２３２の接続状態を保持しながら、図９の状態でモータ２０７を駆動して支持軸２０５を前回とは逆方向に自転させ、移動テーブル２０３をその最上位位置まで上昇させると、図１０に示す状態になる。図１０の状態では、下位コイル２０１がその上位位置に変位していて、直列接続されたコイル２０１及び２０２が最近接位置に配置されているから、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最大となり、また、下位コイル２０１による発生磁束（磁力線）が上位コイル２０２のそれとは逆方向のままであるから、全インダクタンスＬ０は上記式（２）で与えられる。
【０１１２】
すると、結合係数（最大値）がｋ=０．７であるから、上記式（２）で示される全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ−２×０．７×Ｌ＝０．６Ｌとなり、図９の状態の半分より少し小さい値となる。
【０１１３】
上述した４つの状態の中で、全インダクタンスＬ０が最小となるのは図１０の状態で、その値はＬ０＝０．６Ｌであり、逆に、全インダクタンスＬ０が最大となるのは図６の状態で、その値はＬ０＝３．４Ｌである。したがって、第２実施形態の高周波リアクトル２００においても、上記第１実施形態と同様に、全インダクタンスＬ０が０．６Ｌから３．４Ｌまでの範囲で変化することが分かる。これは、全インダクタンスＬ０の変化率（最大値／最小値）が３．４Ｌ／０．６Ｌ≒５．７となり、したがって、全インダクタンスＬ０の変化率を約５．７に増大することができることを意味している。
【０１１４】
よって、第２実施形態の高周波リアクトル２００によれば、上記第１実施形態と同様に、全インダクタンスＬ０の変化率が約５．７にまで増大するから、図３０及び図３１に示した従来のインダクタンス調整手法によるものの２倍以上の全インダクタンスＬ０の変化率を実現できることが分かる。
【０１１５】
しかも、上述した４つの状態における全インダクタンスＬ０の４つの値、３．４Ｌ、２．６Ｌ、１．４Ｌ、０．６Ｌを適当に組み合わせることで、例えば、全インダクタンスＬ０の変化率（最大値／最小値）を３．４Ｌ／１．４Ｌ≒２．４としたり、２．６Ｌ／０．６Ｌ≒４．３としたり、２．６Ｌ／１．４Ｌ≒１．９とすることもできる。さらに、最近接位置と最遠隔位置の間の任意の位置で両コイル２０１及び２０２を停止させれば、全インダクタンスＬ０はさらに多様な値を持つようになる。したがって、上記第１実施形態と同様に、単一の構成で従来よりも広範囲のインダクタンス仕様に対応することも可能である。
【０１１６】
以上説明したように、本発明の第２実施形態の高周波リアクトル２００では、上記第１実施形態と同じ効果、すなわち、（ａ）全インダクタンスＬ０の変化率（最大値／最小値）を従来のインダクタンス調整手法のそれよりも（少なくとも４以上に）増大することが可能である、（ｂ）単一の（同じ）構成で従来よりも広範囲のインダクタンス仕様に対応することができる、（ｃ）数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上という高周波大電流の用途に好適に使用することができる、という効果が得られる。
【０１１７】
上述したように、第２実施形態の高周波リアクトル２００では、モータ２０７（コイル変位手段）とスイッチ２３１及び２３２（磁束切替手段）とを併用することで、直列接続した２つのコイル２０１及び２０２より得られる全インダクタンスを広範囲で任意に調整できるようにしているが、本発明はこれには限定されない。上述した第１実施形態の高周波リアクトル１００と同様に、例えば、２つのコイル２０１及び２０２を並列に接続してもよい。また、２つのコイル２０１及び２０２を円形の平面状スパイラルコイル以外の形状、例えば、平面形状が四角形、菱形等である平面状スパイラルコイルとしてもよいし、導線の巻数を任意に調整できることも言うまでもない。
【０１１８】
なお、上記第２実施形態では、コイル変位手段として、モータ２０７と自転可能な支持軸２０５を用いているが、本発明はこれには限定されない。直動型のシリンダなどを使用してもよいことは言うまでもない。また、上記第２実施形態では、２つのコイル２０１及び２０２を使用しているが、本発明はこれには限定されない。上記第２実施形態の２つのコイル２０１及び２０２よりなるコイル対を複数対組み合わせて、それらを直列あるいは並列に接続してもよい。この点は、上述した第１実施形態の高周波リアクトル１００と同様である。
【０１１９】
また、２つのコイル２０１及び２０２の相対位置（レイアウト）も、上下方向の並置に限定されない。水平方向に並置してもよいし、水平面に対して斜めに並置してもよいし、これら以外の形態での並置でもよい。これは、以下に述べる第３〜第７実施形態においても同様である。
【０１２０】
（第３実施形態）
続いて、図１１〜図１５を参照しながら、本発明の第３実施形態に係る高周波リアクトル２００Ａについて説明する。
【０１２１】
第３実施形態の高周波リアクトル２００Ａは、上述した第２実施形態の高周波リアクトル２００の一部を変形したものである。第３実施形態の高周波リアクトル２００Ａと上述した第２実施形態の高周波リアクトル２００との構成上の相違点は、以下の（１）〜（５）であり、それ以外の構成は同一である。
【０１２２】
（１）平面状スパイラルコイルの形態を持つ上位コイル２０２は、同心の円形開口を持つ円板状（円環状）の上位コイル支持体２４１に内蔵（一体化）されており、その上位コイル支持体２４１は水平方向に延在する支持軸２４４によって支持されている。（２）支持軸２４４は、その軸線の周りにモータ２４３によって回転可能とされており、上位コイル支持体２４１ひいては上位コイル２０２は、水平な支持軸２４４の周りに回転可能である。（３）モータ２４３は、垂直方向に設置されたシリンダ２４２のロッド２４２ａの先端（上端）に固定されており、シリンダ２４２の動作に伴って上下方向に移動可能である。（４）モータ２４３によって下位コイル２０１に対する上位コイル２０２の方向を１８０°反転させることで、下位コイル２０１による磁束と上位コイル２０２による磁束の方向を逆にするようにしている。このため、第１及び第２スイッチ２３１及び２３２は設けられていない。（５）下位コイル２０１は、固定テーブル２０３a上に固定されている。
【０１２３】
よって、以下では、第２実施形態の高周波リアクトル２００と同じ符合を付すことで、同一構成の部分についての説明は省略し、これらの相違点についてのみ説明することにする。
【０１２４】
図１１に示すように、シリンダ２４２は、そのロッド２４２ａが上向き垂直になるように、立てた状態で下位ベース２１０上に設置されており、ロッド２４２ａの先端に固定されたモータ２４３は、その上位位置と下位位置の間で上下動することができる。ロッド２４２ａが下位位置にある時は、図１１に示すように、上位コイル支持体２４１と上位コイル２０２は水平状態にあり、下位コイル２０１との間に小さい隙間が存在する。この位置は、上位コイル２０２の下位コイル２０１に対する最近接位置（結合係数が最大となる位置）である。この状態では、上位コイル２０２と下位コイル２０１が作る磁束が同方向であるから、この時の上位コイル２０２の位置を「正常位置」と称する。
【０１２５】
上位コイル２０２は、次のようにして、表裏を１８０°反転させることができる。すなわち、まず、図１１の状態（正常位置）において、シリンダ２４２を作動させてロッド２４２ａを上方に突出させ、モータ２４３をその上位位置に移動させる。すると、モータ２４３の回転軸に接続された支持軸２４４と、支持軸２４４に支持された上位コイル支持体２４１と、上位コイル支持体２４１に固定された上位コイル２０２も、それらの上位位置に移動する。この状態では、上位コイル支持体２４１及び上位コイル２０２と下位コイル２０１との間の距離が最大となるため、図１２及び図１３に示すように、上位コイル支持体２４１及び上位コイル２０２を、下位コイル２０１と衝突することなく支持軸２４４の周りに回転させることが可能となる。そこで、モータ２４３を回転駆動させると、上位コイル支持体２４１及び上位コイル２０２は支持軸２４４を介して、図１３の円弧状矢印で示す方向に１８０度回転せしめられて再び水平状態になる。その後、シリンダ２４２を作動させて、ロッド２４２aを下方に降ろし、下位位置にもどす。その時の状態は図１５に示すようになる。この時の上位コイル２０２の位置を「反転位置」と称する。図１５の状態は、図１１の状態と同じように見えるが、上位コイル２０２の方向（表裏）が図１1の状態とは逆になっている。図１５の状態（反転位置）では、図１１の状態（正常位置）と同様に、上位コイル支持体２４１と上位コイル２０２は水平状態にあり、下位コイル２０１との間に小さい隙間が存在する。この位置も上述した最近接位置である。
【０１２６】
このように、第３実施形態の高周波リアクトル２００Ａでは、「正常位置」にある上位コイル２０２を下位コイル２０１に対して機械的に１８０°反転させて、上位コイル２０２をその「反転位置」に配置することで、上位コイル２０２と下位コイル２０１が作る磁束を逆方向にしている。つまり、シリンダ２４２、モータ２４３及び支持軸２４４が、「磁束方向切替手段」を構成しているのである。このため、第２実施形態の高周波リアクトル２００に設けられていた電流切替手段としての２つのスイッチ２３１及び２３２は不要であるため、省略されている。なお、動作中に上位コイル２０２が何度も反転するため、上位コイル２０２に高周波大電流を供給する部分、つまり上位コイル２０２への給電部２３０は、可撓性を持つ導体及び絶縁カバーを使用して構成し、多数回の反転に対して十分な耐久性を持たせる必要がある。
【０１２７】
（第３実施形態の動作）
次に、以上の構成を持つ第３実施形態に係る高周波リアクトル２００Ａの動作について説明する。
【０１２８】
図１１の状態では、図示されていないが、直列接続された下位コイル２０１と上位コイル２０２による磁束（磁力線）が同方向であり、また、両コイル２０１及び２０２が最近接位置にある。この状態は、上述した第２実施形態の図６の状態と同じであり、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最大となる。したがって、上述した第１及び第２実施形態と同様に、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌと仮定し、この状態での結合係数（最大値）がｋ=０．７であると仮定すると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ＋２×０．７×Ｌ＝３．４Ｌとなる。
【０１２９】
図１５の状態では、直列接続された下位コイル２０１と上位コイル２０２による磁束（磁力線）が逆方向であり、また、両コイル２０１及び２０２が最近接位置にある。この状態は、上述した第２実施形態の図１０の状態と同じであり、上記式（２）で示される相互インダクタンスＭ１２が最大となる。したがって、上述した第１及び第２実施形態と同様に、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌと仮定し、この状態の結合係数（最大値）がｋ=０．７であるとすると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ-２×０．７×Ｌ＝０．６Ｌとなる。
【０１３０】
図１２の状態において、両コイル２０１及び２０２は最遠隔位置（結合係数が最小となる位置）にある。この状態は、上述した第２実施形態の図８の状態と同じであり、上記式（２）で示される相互インダクタンスＭ１２が最小となる。したがって、上述した第１及び第２実施形態と同様に、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌと仮定し、この状態の結合係数（最小値）がｋ=０．３であるとすると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ＋２×０．３×Ｌ＝２．６Ｌとなる。
【０１３１】
図１４の状態において両コイル２０１及び２０２は最遠隔位置にある。この状態は、上述した第２実施形態の図９の状態と同じであり、上記式（２）で示される相互インダクタンスＭ１２が最小となる。したがって、上述した第１及び第２実施形態と同様に、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌと仮定し、この状態の結合係数（最大値）がｋ=０．３であるとすると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ-２×０．３×Ｌ＝１．４Ｌとなる。
【０１３２】
上述した４つの状態の中で、全インダクタンスＬ０が最小となるのは図１５の状態で、その値はＬ０＝０．６Ｌであり、逆に、全インダクタンスＬ０が最大となるのは図１１の状態で、その値はＬ０＝３．４Ｌである。したがって、第３実施形態の高周波リアクトル２００Ａでは、上述した第１及び第２実施形態の高周波リアクトル１００及び２００と同様に、全インダクタンスＬ０が０．６Ｌから３．４Ｌまでの範囲で変化することが分かる。これは、全インダクタンスＬ０の変化率（最大値／最小値）が３．４Ｌ／０．６Ｌ≒５．７となり、したがって、全インダクタンスＬ０の変化率を約５．７に増大することができることを意味している。
【０１３３】
よって、第３実施形態の高周波リアクトル２００Ａによれば、上述した第１及び第２実施形態の高周波リアクトル１００及び２００と同様に、全インダクタンスＬ０の変化率が約５．７倍にまで増大するから、図３０及び図３１に示した従来のインダクタンス調整手法によるものの２倍以上の全インダクタンスＬ０の変化率を実現できることが分かる。
【０１３４】
しかも、上述した４つの状態における全インダクタンスＬ０の４つの値、３．４Ｌ、２．６Ｌ、１．４Ｌ、０．６Ｌを適当に組み合わせたり、最近接位置と最遠隔位置の間の任意の位置で両コイル２０１及び２０２を停止させたりすることにより、上記第１及び第２の実施形態と同様に、単一の構成で従来よりも広範囲のインダクタンス仕様に対応することも可能である。
【０１３５】
以上説明したように、本発明の第３実施形態の高周波リアクトル２００Ａにおいても、上記第１実施形態と同じ効果、すなわち、（ａ）全インダクタンスＬ０の変化率（最大値／最小値）を従来のインダクタンス調整手法のそれよりも（少なくとも４以上に）増大することが可能である、（ｂ）単一の（同じ）構成で従来よりも広範囲のインダクタンス仕様に対応することができる、（ｃ）数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上という高周波大電流の用途に好適に使用することができる、という効果が得られる。
【０１３６】
（第４実施形態）
図１６は、本発明の第４実施形態に係る高周波リアクトル２００Ｂを示す。
【０１３７】
第４実施形態の高周波リアクトル２００Ｂは、上述した第２実施形態の高周波リアクトル２００において、下位コイル２０１及び上位コイル２０２をいずれも、円筒状のソレノイドコイルの構成（巻回数＝２回）としたものである。それ以外の構成は、第２実施形態の高周波リアクトル２００と同じであるから、第２実施形態の高周波リアクトル２００と同じ符合を付して、その説明は省略する。このように、本発明で使用するコイルの形状は任意に変更可能である。
【０１３８】
本発明の第４実施形態の高周波リアクトル２００Ｂにおいても、上記第１実施形態と同じ効果（ａ）〜（ｃ）が得られることが明らかである。
【０１３９】
（第５実施形態）
図１７〜図２０は、本発明の第５実施形態に係る高周波リアクトル３００を示す。
【０１４０】
第５実施形態の高周波リアクトル３００は、上述した第２実施形態の高周波リアクトル２００と同様に、下位コイル２０１及び上位コイル２０２を平面状スパイラルコイルとしたものであるが、以下に述べるように、上位コイル３０２をその片側に設けた揺動機構（例えば蝶番）によって水平状態から斜め上方に揺動するようにした点で、上述した第２実施形態とは「コイル変位手段」の構成が異なっている。
【０１４１】
図１７及び図１８に示すように、第５実施形態に係る高周波リアクトル３００は、通電によって磁束を生成する下位コイル３０１及び上位コイル３０２を備えている。下位コイル３０１及び上位コイル３０２は、水平に設置された固定テーブル３０３及び移動テーブル３０４にそれぞれ固定されている。固定テーブル３０３は水平状態に保持されている。下位コイル３０１は、固定テーブル３０３の上面において導線を巻回させた状態で当該面に固定する（巻回数＝２）ことで、平面状スパイラルコイルとして構成されている。上位コイル３０２も同様に、円板状の移動テーブル３０４の下面において導線を巻回させた状態で当該面に固定する（巻回数＝２）ことで、平面状スパイラルコイルとして構成されている。両コイル３０１及び３０２（の導線）は、第１スイッチ３３１及び第２スイッチ３３２を介して、直列に相互接続されている。両コイル３０１及び３０２の導線の巻回方向は同じである。このようにして、両コイル３０１及び３０２は、所定の隙間をあけて上下に重なり合うように配置されている。両コイル３０１及び３０２の間には、コアは設置されていないから、本実施形態の高周波リアクトル３００も、空芯のリアクトルである。なお、固定テーブル３０３及び移動テーブル３０４は円形でなくてもよいし、同じ大きさでなくてもよい。両コイル３０１及び３０２の形状や直径も、同一でなくてもよい。
【０１４２】
下位コイル３０１及び上位コイル３０２の片側（図１７及び図１８では右側）には、揺動機構としての蝶番３０５が設けられており、図示しないシリンダまたはモータを駆動力源として用いて、図１９に示すように、移動テーブル３０４及び上位コイル３０２を上方に約４５°揺動させることが可能である。蝶番３０５は、固定テーブル３０３の端部に固定された蝶番支持体３１２によって、固定テーブル３０３から少し持ち上げた状態で支持されている。また、下位コイル３０１及び上位コイル３０２の反対側（図１７及び図１８では左側）には、固定テーブル３０３上にストッパ３１１が固定されている。移動テーブル３０４は、上方に揺動されていないときは、図１７及び図２０に示すように、ストッパ３１１に当接して水平状態となる。この状態では、移動テーブル３０４は、所定間隔をあけて固定テーブル３０３とほぼ平行に対向しており、上位コイル３０２は下位コイル３０１に対して最近接距離にある。移動テーブル３０４が蝶番３０５の周りに上方に約４５°揺動されると、図１９に示すように傾斜状態となり、移動テーブル３０４と固定テーブル３０３との間隔が増加する。この状態では、上位コイル３０２は下位コイル３０１に対して最遠隔距離にある。
【０１４３】
蝶番３０５と、それを回転駆動するモータまたはシリンダ（いずれも図示せず）等の駆動力源は、「コイル変位手段」を構成している。
【０１４４】
第１スイッチ３３１及び第２スイッチ３３２は、上述した第１、第２及び第４実施形態と同様に、第１接点及び第２接点の切り替えが同時に実行されるようになっている。また、第１スイッチ３３１及び第２スイッチ３３２と第１接続端子３２１及び第２接続端子３２２の接続形態は、上述した第１〜第４実施形態と同様であり、第１スイッチ３３１及び第２スイッチ３３２を同時に切り替えることで、上位コイル３０２に供給する高周波大電流の方向を保持しながら、下位コイル３０１に供給する高周波大電流の方向（ひいては下位コイル３０１により生成される磁束の方向）を瞬時に切り替える（反転させる）ようになっている。
【０１４５】
なお、ここでは、上位コイル３０２を下位コイル３０１に対して上方に約４５°傾斜できるようにしているが、本発明はこれには限定されない。上位コイル３０２の傾斜角度を任意に設定して保持できるように傾斜角度調整機構を追加すれば、その傾斜角度を変えることによって全インダクタンスを調整することが容易であるという効果がさらに得られる。
【０１４６】
（第５実施形態の動作）
次に、以上の構成を持つ第５実施形態に係る高周波リアクトル３００の動作について説明する。
【０１４７】
図１７の状態では、直列に接続された下位コイル３０１と上位コイル３０２による磁束（磁力線）が同方向であり、また、両コイル３０１及び３０２が最近接位置にある。この状態は、上述した第２実施形態の図６の状態と同じであり、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最大となる。したがって、上述した第２実施形態と同様に、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌと仮定し、結合係数（の最大値）がｋ=０．７であるとすると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ＋２×０．７×Ｌ＝３．４Ｌとなる。
【０１４８】
図１９の状態では、上位コイル３０２が最遠隔位置（結合係数が最小となる位置）に移動しているので、上述した第２実施形態の図８の状態と同じであり、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最小となる。したがって、上述した第２実施形態と同様に、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌと仮定し、結合係数（の最大値）がｋ=０．３であるとすると、この状態での全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ＋２×０．３×Ｌ＝２．６Ｌとなる。
【０１４９】
また、図示していないが、図１９の状態において、第１スイッチ３３１及び第２スイッチ３３２を切り替えて、下位コイル３０１と上位コイル３０２による磁束（磁力線）が逆方向となるようにすると、上述した第２実施形態の図９の状態と同じであり、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最小となる。したがって、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌと仮定し、結合係数（の最大値）がｋ=０．３であるとすると、この状態での全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ-２×０．３×Ｌ＝１．４Ｌとなる。
【０１５０】
図２０の状態では、両コイル３０１及び３０２による磁束（磁力線）を逆方向に保持しながら、上位コイル３０２が最近接位置（結合係数が最大となる位置）に移動しているので、上述した第２実施形態の図１０の状態と同じであり、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最大となる。したがって、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌと仮定し、結合係数（の最大値）がｋ=０．７であるとすると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ-２×０．７×Ｌ＝０．６Ｌとなる。
【０１５１】
上述した４つの状態の中で、全インダクタンスＬ０が最小となるのは図２０の状態で、その値はＬ０＝０．６Ｌであり、逆に、全インダクタンスＬ０が最大となるのは図１７の状態で、その値はＬ０＝３．４Ｌである。したがって、第５実施形態の高周波リアクトル３００では、上述した第２実施形態の高周波リアクトル２００と同様に、全インダクタンスＬ０が０．６Ｌから３．４Ｌまでの範囲で変化し、全インダクタンスＬ０の変化率を約５．７に増大することができる。
【０１５２】
よって、第５実施形態の高周波リアクトル３００においても、上述した第１〜第４実施形態と同じ効果（ａ）〜（ｃ）が得られることが明らかである。
【０１５３】
（第６実施形態）
図２１〜図２３は、本発明の第６実施形態に係る高周波リアクトル４００を示す。
【０１５４】
第６実施形態の高周波リアクトル４００は、上述した第２実施形態の高周波リアクトル２００と同様に、下位コイル４０１及び上位コイル４０２をいずれも平面状スパイラルコイルとしたものであるが、以下に述べるように、上位コイル４０２をその片側に設けた揺動機構（例えばピボット機構）によって水平面内で揺動するようにした点で、上述した第２実施形態とは「コイル変位手段」の構成が異なっている。
【０１５５】
図２１及び図２２に示すように、第６実施形態に係る高周波リアクトル４００は、通電によって磁束を生成する下位コイル４０１及び上位コイル４０２を備えている。下位コイル４０１及び上位コイル４０２は、水平に設置された固定テーブル４０３及び移動テーブル４０４にそれぞれ固定されている。下位コイル４０１は、固定テーブル４０３の上面において導線を巻回させた状態で当該面に固定する（巻回数＝２）ことで、平面状スパイラルコイルとして構成されている。上位コイル４０２も同様に、円板状の上位テーブル４０４の下面において導線を巻回させた状態で当該面に固定する（巻回数＝２）ことで、平面状スパイラルコイルとして構成されている。両コイル４０１及び４０２（の導線）は、第１スイッチ４３１及び第２スイッチ４３２を介して、直列に相互接続されている。両コイル４０１及び４０２の導線の巻回方向は同じである。このようにして、両コイル４０１及び４０２は、所定の隙間をあけて平行に重なり合うように配置されている。両コイル４０１及び４０２の間には、コアは設置されていないから、本実施形態の高周波リアクトル４００も、空芯のリアクトルである。なお、移動テーブル４０４と固定テーブル４０３は円形でなくてもよいし、同じ大きさでなくてもよいことは言うまでもない。両コイル４０１及び４０２の形状や直径も、同一でなくてもよい。
【０１５６】
下位コイル４０１及び上位コイル４０２の片側（図２１では右側）には、揺動機構としてのピボット機構４０５が設けられており、図示しないシリンダまたはモータを駆動力源として用いて、図２３に示すように、移動テーブル４０４及び上位コイル４０２を水平面内でピボット（揺動）軸４０５ａの周りに揺動させることが可能である。ピボット機構４０５は固定テーブル４０３の端部に固定されている。第５実施形態におけるストッパ３１１は設けられていない。移動テーブル４０４は、揺動されていないときは、図２１及び図２２に示すように、所定間隔をあけて固定テーブル４０３とほぼ平行に対向しており、上位コイル４０２は下位コイル４０１に対して最近接距離にある。移動テーブル４０４がピボット（揺動）軸４０５ａの周りに水平面内で約４５°揺動されると、図２３に示すように下位コイル４０１からシフトした状態となり、移動テーブル４０４と固定テーブル４０３との距離が増加し、両コイル４０１及び４０２の重複（対向）面積が減少する。この状態では、上位コイル４０２は下位コイル４０１に対して最遠隔距離にある。
【０１５７】
ピボット（揺動）軸４０５ａを有するピボット機構４０５と、それを駆動するモータまたはシリンダ（いずれも図示せず）等の駆動力源は、「コイル変位手段」を構成している。
【０１５８】
第１スイッチ４３１及び第２スイッチ４３２は、上述した第１、第２、第４及び第５実施形態と同様に、第１接点及び第２接点の切り替えが同時に実行されるようになっている。また、第１スイッチ４３１及び第２スイッチ４３２と第１接続端子４２１及び第２接続端子４２２の接続形態は、上述した第１、第２、第４及び第５実施形態と同様であり、第１スイッチ４３１及び第２スイッチ４３２を同時に切り替えることで、上位コイル４０２に供給する高周波大電流の方向を保持しながら、下位コイル４０１に供給する高周波大電流の方向（ひいては下位コイル４０１により生成される磁束の方向）を瞬時に切り替える（反転させる）ようになっている。
【０１５９】
なお、ここでは、上位コイル４０２を下位コイル４０１に対して水平面内で約４５°シフトできるようにしているが、本発明はこれには限定されない。上位コイル４０２のシフト角度を任意に設定して保持できるようにシフト角度調整機構を追加すれば、そのシフト角度（両コイル４０１及び４０２の重複面積）を変えることによって全インダクタンスを調整することが容易であるという効果がさらに得られる。
【０１６０】
（第６実施形態の動作）
次に、以上の構成を持つ第６実施形態に係る高周波リアクトル４００の動作について説明する。
【０１６１】
図２１及び図２２の状態では、直列接続された下位コイル４０１と上位コイル４０２による磁束（磁力線）が同方向であり、また、両コイル４０１及び４０２が最近接位置にある。この状態は、上述した第２実施形態の図６の状態と同じであり、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最大となる。したがって、上述した第２実施形態と同様に仮定すると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ＋２×０．７×Ｌ＝３．４Ｌとなる。
【０１６２】
図２３の状態では、上位コイル４０２が最遠隔位置に移動しているので、両コイル４０１及び４０２の重複面積は最小となっている。この状態で下位コイル４０１と上位コイル４０２による磁束（磁力線）を同方向に保持していれば、上述した第２実施形態の図８の状態と同じとなり、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最小となる。したがって、上述した第２実施形態と同様に仮定すると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ＋２×０．３×Ｌ＝２．６Ｌとなる。
【０１６３】
また、図２３の状態において、第１スイッチ４３１及び第２スイッチ４３２を切り替えて、下位コイル４０１と上位コイル４０２による磁束（磁力線）が逆方向となるようにすると、上述した第２実施形態の図９と同じ状態になり、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最小となる。したがって、上述した第２実施形態と同様に仮定すると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ-２×０．３×Ｌ＝１．４Ｌとなる。
【０１６４】
図２１及び図２２のように、両コイル４０１及び４０２による磁束（磁力線）を逆方向に保持しながら、上位コイル４０２が最近接位置に移動させると、両コイル４０１及び４０２の重複面積は最大となる。この状態は、上述した第２実施形態の図１０の状態と同じであり、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最大となる。したがって、上述した第２実施形態と同様に仮定すると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ-２×０．７×Ｌ＝０．６Ｌとなる。
【０１６５】
上述した４つの状態の中で、全インダクタンスＬ０が最小となるのは、両コイル４０１及び４０２の全面が重なり合った状態で両コイル４０１及び４０２による磁束（磁力線）を逆方向の状態で、その値はＬ０＝０．６Ｌであり、逆に、全インダクタンスＬ０が最大となるのは、両コイル４０１及び４０２の全面が重なり合った状態で両コイル４０１及び４０２による磁束（磁力線）を同方向の状態（図２１参照）で、その値はＬ０＝３．４Ｌである。したがって、第６実施形態の高周波リアクトル４００では、上述した第第１及び第２実施形態の高周波リアクトル１００及び２００と同様に、全インダクタンスＬ０が０．６Ｌから３．４Ｌまでの範囲で変化し、全インダクタンスＬ０の変化率を約５．７に増大することができる。
【０１６６】
よって、第６実施形態の高周波リアクトル４００においても、上述した第１〜第５実施形態と同じ効果（ａ）〜（ｃ）が得られることが明らかである。
【０１６７】
（第７実施形態）
図２４〜図２７は、本発明の第７実施形態に係る高周波リアクトル５００を示す。
【０１６８】
第７実施形態の高周波リアクトル５００は、上述した第２実施形態の高周波リアクトル２００と同様に、下位コイル５０１及び上位コイル５０２をいずれも平面状スパイラルコイルとしたものであるが、以下に述べるように、両コイル５０１及び５０２をそれらの中央部に設けた屈曲機構（例えば蝶番状の連結装置５１１及び５１２）によって水平状態から上方または下方に屈曲するようにした点で、コイル変位手段の構成が異なっている。第７実施形態では、両コイル５０１及び５０２を水平状態と屈曲状態の間で変位するようにしたので、両コイル５０１及び５０２間の相互インダクタンスだけではなく、各コイル５０１及び５０２の自己インダクタンスも変化するという特徴がある。したがって、この点で上述した第１〜第６実施形態とは相違する。
【０１６９】
図２４及び図２５に示すように、第７実施形態に係る高周波リアクトル５００は、通電によって磁束を生成する下位コイル５０１及び上位コイル５０２を備えている。下位コイル５０１及び上位コイル５０２は、下位テーブル５０３及び上位テーブル５０４にそれぞれ固定されている。下位コイル５０１は、円板状の下位テーブル５０３の上面において導線を巻回させた状態で当該面に固定する（巻回数＝２）ことで、平面状スパイラルコイルとして構成されている。上位コイル５０２も同様に、円板状の上位テーブル５０４の下面において導線を巻回させた状態で当該面に固定する（巻回数＝２）ことで、平面状スパイラルコイルとして構成されている。両コイル５０１及び５０２（の導線）は、図示しない第１スイッチ及び第２スイッチを介して、直列に相互接続されている。両コイル５０１及び５０２の導線の巻回方向は同じである。このようにして、両コイル５０１及び５０２は、所定の隙間をあけて平行に重なり合うように配置されている。両コイル５０１及び５０２の間には、コアは設置されていない。なお、下位テーブル５０３及び上位テーブル５０４は円形でなくてもよいし、同じ大きさでなくてもよい。両コイル５０１及び５０２の形状や直径も、同一でなくてもよい。
【０１７０】
下位テーブル５０３は、半円板状の一対のテーブル部材５０３ａ及び５０３ｂと、それらを相互に連結する連結装置５１１とを備えており、一対のテーブル部材５０３ａ及び５０３ｂをそれらの直線状端縁を対向させた状態で連結装置５１１によって相互に連結されている。下位テーブル５０３は、中央にある連結装置５１１を軸として下向きに屈曲可能となっている（図２６及び図２７を参照）。連結装置５１１は、一対のテーブル部材５０３ａ及び５０３ｂの直線状端縁の両端部にそれぞれ接続された一対の連結板５１１ａ及び５１１ｂと、一対の連結板５１１ａ及び５１１ｂを揺動可能に連結する揺動軸５１１ｇとを備えている。このような構成により、下位テーブル５０３の一対のテーブル部材５０３ａ及び５０３ｂは、連結装置５１１の揺動軸５１１ｇの周りに約４５°揺動して、図２４及び図２５に示すような水平な平面状態から図２６及び図２７に示すような屈曲状態に、姿勢変更が可能である。この姿勢変更は、図示しないシリンダまたはモータ等の駆動力源を用いて実行される。
【０１７１】
下位コイル５０１は、屈曲可能とされた下位テーブル５０３の上面に固定されているので、下位テーブル５０３の屈曲に伴って多少伸縮する。そこで、このような伸縮に耐えられるように、下位コイル５０１に巻回された導線５０５は、電線や水冷ケーブルのような可撓性を有するもので形成すると共に、少し遊びを持たせた状態で下位テーブル５０３上に固定する必要がある。
【０１７２】
同様に、上位テーブル５０４は、半円板状の一対のテーブル部材５０４ａ及び５０４ｂと、それらを相互に連結する連結装置５１２とを備えており、一対のテーブル部材５０４ａ及び５０４ｂをそれらの直線状端縁を対向させた状態で連結装置５１２によって相互に連結されている。上位テーブル５０４は、中央にある連結装置５１２を軸として上向きに屈曲可能となっている（図２６を参照）。連結装置５１２は、一対のテーブル部材５０４ａ及び５０４ｂの直線状端縁の両端部にそれぞれ接続された一対の連結板５１２ａ及び５１２ｂと、一対の連結板５１２ａ及び５１２ｂを揺動可能に連結する揺動軸５１２ｇとを備えている。このような構成により、上位テーブル５０４の一対のテーブル部材５０４ａ及び５０４ｂは、連結装置５１２の揺動軸５１２ｇの周りに約４５°揺動して、図２４に示すような水平な平面状態から図２６に示すような屈曲状態に、姿勢変更が可能である。この姿勢変更は、図示しないシリンダまたはモータ等の駆動力源を用いて実行されるが、両テーブル５０３及び５０４が同時に屈曲して屈曲状態に移行し、また屈曲状態から同時に平面状態に復帰するように、両駆動力源を同期制御してもよいし、単一の駆動力源で両テーブル５０３及び５０４を同期駆動するようにしてもよい。
【０１７３】
上位コイル５０２は、屈曲可能とされた上位テーブル５０４の下面に固定されているので、上位テーブル５０４の屈曲に伴って多少伸縮する。そこで、このような伸縮に耐えられるように、上位コイル５０２に巻回された導線５０５も、電線や水冷ケーブルのような可撓性を有するもので形成すると共に、少し遊びを持たせた状態で上位テーブル５０４上に固定する必要がある。
【０１７４】
連結装置５１１及び５１２と、それらを直接的または間接的にそれぞれ駆動するモータまたはシリンダ（いずれも図示せず）等の駆動力源は、「コイル変位手段」を構成している。
【０１７５】
両テーブル５０３及び５０４は、平面状態にあるときは、図２４及び図２５に示すように、水平面内において所定間隔をあけてほぼ平行に対向しており、両コイル５０１及び５０２は最近接距離にある。この状態では、各コイル５０１及び５０２の自己インダクタンスは最大であり、両コイル５０１及び５０２間の相互インダクタンスも最大である。他方、両位テーブル５０３及び５０４が逆Ｖ字状の屈曲状態に移行すると、図２６及び図２７に示すように、両コイル５０１及び５０２の距離は最遠隔距離になるが、それと同時に、各コイル５０１及び５０２の重複面積（等価的な断面積）も減少する。したがって、この状態では、両コイル５０１及び５０２間の相互インダクタンスが最小となり、各コイル５０１及び５０２の自己インダクタンスも最小となる。
【０１７６】
図示しない第１スイッチ及び第２スイッチは、上述した第１、第２、第４〜第６実施形態と同様に、第１接点及び第２接点の切り替えが同時に実行されるようになっている。また、第１スイッチ及び第２スイッチと第１接続端子及び第２接続端子の接続形態は、上述した第１、第２、第４〜第６実施形態と同様であり、第１スイッチ及び第２スイッチを同時に切り替えることで、上位コイル５０２に供給する高周波大電流の方向を保持しながら、下位コイル５０１に供給する高周波大電流の向き（ひいては下位コイル５０１により生成される磁束の方向）を瞬時に切り替える（反転させる）ようになっている。
【０１７７】
なお、ここでは、両コイル５０１及び５０２をそれらの平面状態に対して下方または上方にそれぞれ約４５°屈曲できるようにしているが、本発明はこれには限定されない。例えば、両コイル５０１及び５０２の屈曲角度を４５°以外にしてもよいことは言うまでもない。また、両コイル５０１及び５０２の屈曲角度を任意に設定して保持できるように屈曲角度調整機構を追加してもよい。そうすれば、その屈曲角度（両コイル５０１及び５０２の重複面積）を４５°以外の角度に変えることによって、全インダクタンスを容易に調整することができるという効果がさらに得られる。
【０１７８】
（第７実施形態の動作）
次に、以上の構成を持つ第７実施形態に係る高周波リアクトル５００の動作について説明する。
【０１７９】
図２４及び図２５に示す平面状態では、直列に接続された下位コイル５０１と上位コイル５０２による磁束（磁力線）が同方向であり、また、両コイル５０１及び５０２が最近接位置にある。この状態は、上述した第２実施形態の図６の状態と同じであり、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最大となる。したがって、上述した第２実施形態と同様に仮定すると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ＋２×０．７×Ｌ＝３．４Ｌとなる。
【０１８０】
図２６及び図２７の屈曲状態では、両コイル５０１及び５０２が最遠隔位置に移動しているので、両コイル５０１及び５０２の等価的な断面積は最小となっている。この状態で両コイル５０１及び５０２による磁束（磁力線）を同方向に保持していれば、上述した第２実施形態の図８の状態と同じとなり、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最小となる。したがって、上述した第２実施形態と同様に仮定し、両コイル５０１及び５０２の自己インダクタンスの最小値をＬ'（Ｌ'＜ Ｌ）とすると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ'＋Ｌ'＋２×０．３×Ｌ'＝２Ｌ'＋０．６Ｌ'となる。
【０１８１】
また、図２６及び図２７の屈曲状態において、第１スイッチ及び第２スイッチを切り替えて、両コイル５０１及び５０２による磁束（磁力線）が逆方向となるようにすると、上述した第２実施形態の図９の状態と同じであり、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最小となる。したがって、上述した第２実施形態と同様に仮定すると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ'＋Ｌ'−２×０．３×Ｌ'＝２Ｌ'−０．６Ｌ'となる。
【０１８２】
両コイル５０１及び５０２による磁束（磁力線）を逆方向に保持しながら、両コイル５０１及び５０２を最近接位置（図２４及び図２５の平面状態）に移動させると、両コイル５０１及び５０２の重複面積（等価的な断面積）は最大となる。この状態は、上述した第２実施形態の図１０の状態と同じであり、上記式（３）で示される相互インダクタンスＭ１２が最大となる。したがって、上述した第２実施形態と同様に仮定すると、全インダクタンスＬ０は、Ｌ０＝Ｌ＋Ｌ-２×０．７×Ｌ＝０．６Ｌとなる。
【０１８３】
上述した４つのケースの中で、全インダクタンスＬ０が最小となるのは、両コイル５０１及び５０２が平面状態（図２４及び図２５参照）にあって両コイル５０１及び５０２による磁束（磁力線）が逆方向の場合で、その値はＬ０＝０．６Ｌであり、逆に、全インダクタンスＬ０が最大となるのは、両コイル５０１及び５０２が平面状態（図２４及び図２５参照）にあって両コイル５０１及び５０２による磁束（磁力線）が同方向の場合で、その値はＬ０＝３．４Ｌである。したがって、第７実施形態の高周波リアクトル５００では、上述した第２実施形態の高周波リアクトル１００及び２００と同様に、全インダクタンスＬ０が０．６Ｌから３．４Ｌまでの範囲で変化し、全インダクタンスＬ０の変化率を約５．７に増大することができる。
【０１８４】
よって、第７実施形態の高周波リアクトル５００においても、上述した第１〜第６実施形態と同じ効果（ａ）〜（ｃ）が得られることが明らかである。
【０１８５】
なお、ここでは、両コイル５０１及び５０２（両テーブル５０３及び５０４）の平面状態と屈曲状態の切替を同時に行っているが、本発明はこれには限定されない。例えば、両コイル５０１及び５０２（両テーブル５０３及び５０４）の平面状態と屈曲状態の切替を別個に行えるようにしてもよい。こうすれば、上述した４つの状態以外に、両コイル５０１及び５０２（両テーブル５０３及び５０４）のいずれか一方のみが屈曲状態にあり、他方が平面状態にある場合を追加することができるから、取り得る全インダクタンスＬ０の値を多様化することが可能となる。
【０１８６】
上述した第７実施形態では、２つのコイル５０１及び５０２がそれぞれ下方及び上方に屈曲するようにしているが、これには限定されない。２つのコイル５０１及び５０２の変位の態様は任意に変更可能である。
【０１８７】
（試験）
本発明の効果を確認するため、本発明者らは以下のような試験を行った。図２８及び図２９は、それぞれ、その試験に使用した本発明の高周波リアクトルの構成とその試験結果を示す。
【０１８８】
本発明者らは、上述した第１実施形態に係る高周波リアクトル１００を模擬した試験装置（試験用リアクトル１００Ａ）を製作し、その試験用リアクトル１００Ａを用いて、全インダクタンスの変化範囲が拡大することを確認した。使用した試験用リアクトル１００Ａの全体構成を図２８に示す。
【０１８９】
図２８に示すように、試験用リアクトル１００Ａは、上述した第１実施形態に係る高周波リアクトル１００と同様に、円筒状の内側コイル１０１及び外側コイル１０２と、内側コイル１０１及び外側コイル１０２をそれぞれ支持する、円筒状の内側コイル支持体１０１ａ及び外側コイル支持体１０２ａとを備えるように構成した。内側コイル支持体１０１ａは、外側コイル支持体１０２ａの内部空間に互いに同心となるように配置し、両コイル支持体１０１ａ及び１０２ａはそれらの中心軸に沿って、上下方向に相対移動可能とした。
【０１９０】
内側コイル１０１は、絶縁性材料からなる内側コイル支持体１０１ａ（直径約４００ｍｍ）の外周面に導線を巻回させる（巻回数＝１１）ことで、ソレノイドコイルとして構成した。その導線としては、直径約２０ｍｍの銅線（絶縁被覆付き）を２本並列接続で使用した。内側コイル１０１のコイル直径Ｄ１は約４００ｍｍ、そのコイル長Ｌ１は約４５０ｍｍであった。
【０１９１】
外側コイル１０２は、内側コイル１０１と同様に、絶縁性材料からなる外側コイル支持体１０２ａ（直径約５００ｍｍ）の外周面に導線を巻回させる（巻回数＝１１）ことで、ソレノイドコイルとして構成した。その導線としては、内側コイル１０１と同じものを使用した。その導線の巻回方向も内側コイル１０１と同じとした。外側コイル１０２のコイル直径Ｄ２は約５００ｍｍで、内側コイル１０１より少し大きく、また、そのコイル長Ｌ２は約４５０ｍｍで、内側コイル１０１と同じであった。
【０１９２】
この試験では、内側コイル１０１の全体が外側コイル１０２の中に入った、換言すれば、両コイル１０１及び１０２が完全に同心状に重なり合っている位置（重複位置）を、図２８における両コイル１０１及び１０２間の距離Ｘ＝０ｍｍに、つまり、相対変位の始点に設定した。また、両コイル１０１及び１０２をそれらの中心軸に沿って相対移動させ、内側コイル１０１の全体が外側コイル１０２から出た、換言すれば、両コイル１０１及び１０２がまったく重なり合っていない位置（非重複位置）を距離Ｘ＝９００ｍｍに、つまり、相対変位の終点に設定した。そして、重複位置と非重複位置の双方において、第１スイッチ１３１及び第２スイッチ１３２を同時にＯＮにした状態と、同時にＯＦＦにした状態とで、接続端子１２１及び１２２間に接続された高周波電源１４０により両コイル１０１及び１０２に所定の高周波電流を供給して、両コイル１０１及び１０２によって得られる全インダクタンスを測定した。高周波電源１４０により供給した高周波電流の周波数は約５ｋＨｚ、両コイル１０１及び１０２に流れた電流は約５００Ａに設定した。
【０１９３】
以上のような試験条件で、次の３ステップで両コイル１０１及び１０２による全インダクタンスを測定した。ステップ１：両スイッチ１３１及び１３２の双方をＯＦＦにした状態で、両コイル１０１及び１０２間の距離Ｘを０ｍｍから９００ｍｍまで変える。ステップ２：距離Ｘ＝９００ｍｍに設定し、両スイッチ１３１及び１３２をＯＦＦからＯＮに切り換える。ステップ３：両スイッチ１３１及び１３２をＯＮにした状態で、距離Ｘを９００ｍｍから０ｍｍまで変える。
【０１９４】
測定結果を図２９に示す。図２９は測定結果としての位置Ｘ（ｍｍ）と全インダクタンスＬ（μＨ）の関係を示すグラフである。
【０１９５】
上記ステップ１では、両スイッチ１３１及び１３２がＯＦＦであるため、両コイル１０１及び１０２に流れる高周波電流が生成する磁束が逆方向となり、したがって、距離Ｘ＝０ｍｍ（重複位置）での全インダクタンスＬは最小値＝約２０μＨであった。その状態で、外側コイル１０２に対して内側コイル１０１を徐々に移動させていくと、距離Ｘが増加するにつれて全インダクタンスＬも単調に増加し、距離Ｘ＝９００ｍｍの非重複位置では、全インダクタンスＬは約８５μＨとなった。よって、上記ステップ１における全インダクタンスＬの変化率は約４．２（≒８５／２０）であった。
【０１９６】
上記ステップ２では、距離Ｘ＝９００ｍｍの非重複位置において、両スイッチ１３１及び１３２をＯＦＦからＯＮに切り換えて、両コイル１０１及び１０２による磁束が同方向になるようにした。この場合の全インダクタンスＬは、両コイル１０１及び１０２による磁束の方向を反転したにもかかわらず、ほとんど変化しなかった。
【０１９７】
上記ステップ３では、両スイッチ１３１及び１３２をＯＮにしたままで、つまり、両コイル１０１及び１０２による磁束を同方向に保持しながら、外側コイル１０２に内側コイル１０１を徐々に近づけていき、その全体が外側コイル１０２の中に入った位置、すなわち距離Ｘ＝０ｍｍとなる位置で停止させた。すると、距離Ｘの減少につれて全インダクタンスＬが増加し、距離Ｘ＝０ｍｍの重複位置では、全インダクタンスＬは最大値＝約１５０μＨとなった。よって、上記ステップ３における全インダクタンスＬの変化率は約１．８（≒１５０／８５）であった。
【０１９８】
以上の結果から、両コイル１０１及び１０２間の距離（つまり両コイル１０１及び１０２の相対位置）を変えるだけの手法（これは従来のインダクタンス調整手法に相当する）では、全インダクタンスＬの変化率は、上記ステップ１のように約４．２、あるいは、上記ステップ３のように約１．８に止まることが分かった。しかし、本発明の試験用リアクトル１００Ａでは、両コイル１０１及び１０２間の距離（相対位置）を変える手法と同時に、両コイル１０１及び１０２による磁束の方向を切り替えるようにしたため、全インダクタンスＬの変化率は約７．５（≒１５０／２０）となり、従来のインダクタンス調整手法よりも増大することができることが確認できた。これは、単一の構成で従来よりも広範囲のインダクタンス仕様に対応できることにもつながる。
【０１９９】
さらに、この試験では、供給した高周波電流の周波数を約５ｋＨｚ、両コイル１０１及び１０２に流れる電流を約５００Ａに設定したから、上記の試験用リアクトル１００Ａは、高周波大電流（数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ、数百Ａ以上）の用途に好適に使用できることも判明した。
【０２００】
（変形例）
上述した第１〜第７実施形態は本発明を具体化した例を示すものである。したがって、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を外れることなく種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【０２０１】
例えば、上述した第１〜第７実施形態では、２つのコイルが相対的に変位可能として配置されているが、本発明はこれには限定されない。３つあるいはそれ以上のコイルを相対的に変位可能として配置してもよいことは言うまでもない。その場合の、各コイルの形状やレイアウトや組み合わせ方、各コイルの導線の巻回数等も、必要に応じて、任意に設定可能である。
【０２０２】
また、上述した第１〜第７実施形態では、２つのコイルが、同心状に配置された円筒状ソレノイドコイル、または、間隔をあけて対向配置された円形の平面状スパイラルコイルとされているが、本発明はこれには限定されない。各コイルを形成する導線の巻回の形態や各コイルの立体形状・平面形状は任意に変更可能である。
【０２０３】
さらに、上述した第１〜第７実施形態では、２つのコイルが単一軸に沿って相対変位したり（第１及び第２実施形態）、２つのコイルのうちの一方が他方に対して揺動または回転したり（第３〜第６実施形態）、２つのコイルのうちの一方が他方に対して屈曲したり（第７実施形態）しているが、本発明はこれには限定されない。各コイルの相対変位の態様は任意に変更が可能である。
【符号の説明】
【０２０４】
１００    高周波リアクトル
１００Ａ    試験用リアクトル
１０１    内側コイル
１０１ａ    内側コイル支持体
１０２    外側コイル
１０２ａ    外側コイル支持体
１０３    移動テーブル
１０４    ナット
１０５    支持軸
１０６    ギヤ
１０７    モータ
１０８    軸受
１０９    上位ベース
１１０    下位ベース
１１１、１１２    支柱
１２１、１２２    接続端子
１３１、１３２    スイッチ
１４０    高周波電源
２００、２００Ａ、２００Ｂ    高周波リアクトル
２０１    下位コイル
２０２    上位コイル
２０３    移動テーブル
２０４    ナット
２０５    支持軸
２０６    ギヤ
２０７    モータ
２０８    軸受    
２０９    上位ベース
２１０    下位ベース
２１１    支柱
２２１、２２２    接続端子
２３０    給電部
２３１、第１スイッチ
２３２    第２スイッチ
２４１    上位コイル支持体
２４２    シリンダ
２４２ａ    シリンダのロッド
２４３    モータ
２４４    支持軸
３００    高周波リアクトル
３０１    下位コイル
３０２    上位コイル
３０３    固定テーブル
３０４    移動テーブル
３０５    蝶番
３１１    ストッパ
３１２    蝶番支持体
３２１、３２２    接続端子
３３１    第１スイッチ
３３２    第２スイッチ
４００    高周波リアクトル
４０１    下位コイル
４０２    上位コイル
４０３    固定テーブル
４０４    移動テーブル
４０５    ピボット機構
４０５ａ    ピボット機構の軸
４２１、４２２    接続端子
４３１    第１スイッチ
４３２    第２スイッチ
５００    高周波リアクトル
５０１    下位コイル
５０２    上位コイル
５０３    下位テーブル
５０３ａ、５０３ｂ    テーブル部材
５０４    上位テーブル
５０４ａ、５０４ｂ    テーブル部材
５０５    導線
５１１    連結装置
５１１ａ、５１１ｂ    連結板
５１１ｇ    揺動軸
５１２    連結装置
５１２ａ、５１２ｂ    連結板
５１２ｇ    揺動軸
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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