(57)【要約】      （修正有）【課題】コイルのターン数を従来よりも増加させることができ、かつ、対称性のよい形状と寸法精度を実現できるトロイダルコイル装置を提供する。【解決手段】トロイダルコイル装置１Ａは、トロイダルコイル１と、コイル１をその内部において支持する支持体４とを備える。コイル１は、立体形成用の切り込み２１と、並列する複数の導電体パターン３とを有する平面状のフレキシブル基板１０をトロイド状に立体的に屈曲して構成される。各導電体パターン３は、屈曲によって１ターンコイルと成り、接続部３０を介して互いに連結されて複数ターンのコイルと成っている。支持体４は、コイル１の内周側の内面に固定され、コイル１の形状を保持している。フレキシブル基板１０を立体的に形成して１ターンコイルを直列接続するのでコイルのターン数を増加でき、支持体４で形状を保持するので対称性と寸法精度を実現できる。【選択図】図１
2016001707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダルコイル装置であって、
立体形成用の切り込みが設けられた四角形のシート状の可撓性基材と、前記可撓性基材
に支持された互いに並列する複数の導電体パターンと、を有するフレキシブル基板を平面
状からトロイド状に立体的に屈曲して構成したトロイダルコイルと、
前記トロイダルコイルをその内面において支持する支持体と、を備え、
前記トロイダルコイルは、前記屈曲によって前記導電体パターンの各々から形成される
１ターンコイルを互いに直列接続した複数ターンのコイルで構成され、
前記支持体は、前記トロイダルコイルの内周側の内面に固定され、該トロイダルコイル
の形状を保持していることを特徴とするトロイダルコイル装置。
【請求項２】
前記支持体は、２５０℃の熱負荷に耐える耐熱材料からなることを特徴とする請求項１
に記載のトロイダルコイル装置。
【請求項３】
前記支持体は、複数の支持体片から成り、これら複数の支持体片はトロイダル方向に配
置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトロイダルコイル装置。
【請求項４】
前記支持体片の各々は、前記トロイダルコイルのトロイダル方向に交差する互いに平行
な外形面を有することを特徴とする請求項３に記載のトロイダルコイル装置。
【請求項５】
前記支持体片の各々は、互いの隣接面を面接触させていることを特徴とする請求項３に
記載のトロイダルコイル装置。
【請求項６】
前記支持体片の各々は、前記フレキシブル基板に設けられたスルーホールを挿通して該
支持体片を固定する突出部を有することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか一
項に記載のトロイダルコイル装置。
【請求項７】
前記突出部の各々は、前記スルーホールを挿通した先端に膨出した膨出部を有し、これ
らの膨出部の隣り合うもの同士が前記トロイダルコイルの内周側において接触しているこ
とを特徴とする請求項６に記載のトロイダルコイル装置。
【請求項８】
前記支持体は、前記トロイダルコイルに接着層によって固定されていることを特徴とす
る請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のトロイダルコイル装置。
【請求項９】
前記接着層は、２５０℃の熱負荷に耐える接着剤からなることを特徴とする請求項８に
記載のトロイダルコイル装置。
【請求項１０】
前記１ターンコイルの各々を互いに電気的に接続する接続部が前記トロイダルコイルの
外周側にあり、
前記支持体は、前記接続部に対向する部位に凹部を有することを特徴とする請求項１乃
至請求項９のいずれか一項に記載のトロイダルコイル装置。
【請求項１１】
前記トロイダルコイルは、その外周側における前記フレキシブル基板に係合孔を有し、
前記支持体は、前記係合孔に係合された係合突起を有することを特徴とする請求項１乃
至請求項１０のいずれか一項に記載のトロイダルコイル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トロイダルコイル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、磁気回路を有していない空芯のトロイダルコイルを備えるトロイダルコイル
装置は、その中心穴を通る電線を流れる交流電流を計測する電流センサとして用いられて
いる。トロイダルコイルは、直線状の空芯ソレノイドコイルをその中心軸が円形となるよ
うに丸く曲げてコイル外形をトロイド状としたものである。電流センサとしての空芯トロ
イダルコイルは、ロゴスキーコイルとも呼ばれる。電流センサ用のトロイダルコイルは、
例えば、可撓性のシート状樹脂基材の両面に形成した導電体パターンとこれらを両面間で
接続するスルーホールとによってシート状の空芯ソレノイドコイルを形成し、これを丸め
て簡便に形成される（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この特許文献１のトロ
イダルコイルは、スルーホールによる接続を確保するためのランドパターンの存在が、導
体パターンの密度増加に対する制約条件になってしまい、ある限度以上にコイルのターン
数を増やすことができない。また、各１ターンコイルの囲む面積はシート状基材の断面積
そのものであり、その面積を増やすには限界がある。
【０００３】
ところで、柔軟性を有する支持体に一体的に複数の導体パターンを形成し、その支持体
を折り曲げて形成される各導体パターン毎の１ターンコイルを互いに直列接続してトラン
ス等で用いるインダクタを形成する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４１４７９号公報
【特許文献２】特開２００２−０４３１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献２に示されるような形成方法においては、スルーホー
ルを用いずに半田によって接続することができるものの、各半田接続部においてスリット
とツメとの嵌合を用いるので、依然としてコイルのターン数増が制限される。特許文献２
のインダクタは、四角形に形成された磁気回路にコイルを巻回するものである。空芯のト
ロイダルコイルは、例えば、電流センサとして用いる場合にノイズ耐性を高めるためコイ
ルの回転対称性や形状寸法精度を高めて外乱磁場の影響を相殺する構成とすることが有効
である。ところが、四角形の一辺にコイルを形成する特許文献２におけるコイルの形成方
法によっては、そのような回転対称性を有する構成とすることができない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、コイルのターン数を
従来よりも増加させることができ、かつ、対称性のよい立体形状と寸法精度を備えたトロ
イダルコイル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、本発明のトロイダルコイル装置は、トロイダルコイル装置
であって、立体形成用の切り込みが設けられた四角形のシート状の可撓性基材と、可撓性
基材に支持された互いに並列する複数の導電体パターンと、を有するフレキシブル基板を
平面状からトロイド状に立体的に屈曲して構成したトロイダルコイルと、トロイダルコイ
ルをその内面において支持する支持体と、を備え、トロイダルコイルは、屈曲によって導
電体パターンの各々から形成される１ターンコイルを互いに直列接続した複数ターンのコ
イルで構成され、支持体は、トロイダルコイルの内周側の内面に固定され、該トロイダル
コイルの形状を保持していることを特徴とする。
【０００８】
このトロイダルコイル装置において、支持体は、２５０℃の熱負荷に耐える耐熱材料か
らなるものとしてもよい。
【０００９】
このトロイダルコイル装置において、支持体は、複数の支持体片から成り、これら複数
の支持体片はトロイダル方向に配置されているものとしてもよい。
【００１０】
このトロイダルコイル装置において、支持体片の各々は、トロイダルコイルのトロイダ
ル方向に交差する互いに平行な外形面を有してもよい。
【００１１】
このトロイダルコイル装置において、支持体片の各々は、互いの隣接面を面接触させて
いてもよい。
【００１２】
このトロイダルコイル装置において、支持体片の各々は、フレキシブル基板に設けられ
たスルーホールを挿通して該支持体片を固定する突出部を有してもよい。
【００１３】
このトロイダルコイル装置において、突出部の各々は、スルーホールを挿通した先端に
膨出した膨出部を有し、これらの膨出部の隣り合うもの同士がトロイダルコイルの内周側
において接触していてもよい。
【００１４】
このトロイダルコイル装置において、支持体は、トロイダルコイルに接着層によって固
定されていてもよい。
【００１５】
このトロイダルコイル装置において、接着層は、２５０℃の熱負荷に耐える接着剤から
なるものとしてもよい。
【００１６】
このトロイダルコイル装置において、１ターンコイルの各々を互いに電気的に接続する
接続部がトロイダルコイルの外周側にあり、支持体は、接続部に対向する部位に凹部を有
してもよい。
【００１７】
このトロイダルコイル装置において、トロイダルコイルは、その外周側におけるフレキ
シブル基板に係合孔を有し、支持体は、係合孔に係合された係合突起を有してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のトロイダルコイル装置によれば、フレキシブル基板をトロイド状に立体的に形
成して１ターンコイルを直列接続するので、コイルのターン数を増加でき、その内面の支
持体で形状を保持するので、対称性のよい形状と寸法精度を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係るトロイダルコイル装置の一部破断斜視図、（ｂ）は同トロイダルコイル装置の断面図。
【図２】（ａ）は同トロイダルコイル装置の透視斜視図、（ｂ）は同トロイダルコイル装置の断面図。
【図３】（ａ）は同トロイダルコイル装置を分解した展開斜視図、（ｂ）は同トロイダルコイル装置の展開斜視図。
【図４】（ａ）は図３（ｂ）のＩ１−Ｉ１線断面図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図。
【図５】（ａ）は同トロイダルコイル装置の製造途中段階の平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ２−Ｉ２線断面図。
【図６】同トロイダルコイル装置の製造途中段階の斜視図。
【図７】同トロイダルコイル装置の展開平面図。
【図８】同トロイダルコイル装置の製造途中段階の断面図。
【図９】同トロイダルコイル装置の製造途中段階の断面図。
【図１０】（ａ）は同トロイダルコイル装置のフレキシブル基板の表裏の導電体パターンを接続する接続部の断面図、（ｂ）は１ターンコイル間を接続する接続部の断面図。
【図１１】（ａ）は同トロイダルコイル装置の変形例の透視斜視図、（ｂ）は同変形例の支持体を成形する金型の断面図、（ｃ）は同変形例の支持体の拡大断面図。
【図１２】他の実施形態に係るトロイダルコイル装置の断面図。
【図１３】（ａ）（ｂ）は同トロイダルコイル装置の製造途中段階の断面図。
【図１４】（ａ）（ｂ）はさらに他の実施形態に係るトロイダルコイル装置の製造途中段階の断面図、（ｃ）は同トロイダルコイル装置の断面図。
【図１５】さらに他の実施形態に係るトロイダルコイル装置の展開斜視図。
【図１６】（ａ）はさらに他の実施形態に係るトロイダルコイル装置の展開斜視図、（ｂ）は（ａ）の断面図。
【図１７】（ａ）は同トロイダルコイル装置の支持体部分の断面図、（ｂ）は同トロイダルコイル装置の断面図。
【図１８】（ａ）は同トロイダルコイル装置の変形例を示す支持体部分の断面図、（ｂ）は同変形例の断面図。
【図１９】（ａ）はさらに他の実施形態に係るトロイダルコイル装置の支持体部分の断面図、（ｂ）は同トロイダルコイル装置の断面図。
【図２０】（ａ）は同トロイダルコイル装置の支持体の変形例を示す断面図、（ｂ）は同支持体の変形例を示す断面図。
【図２１】同ロイダルコイル装置の支持体の樹脂成形を説明する斜視図。
【図２２】（ａ）はさらに他の実施形態に係るトロイダルコイル装置の支持体部分の断面図、（ｂ）は同トロイダルコイル装置の断面図。
【図２３】さらに他の実施形態に係るトロイダルコイル装置の展開平面図。
【図２４】同トロイダルコイル装置の製造途中段階の断面図。
【図２５】同トロイダルコイル装置の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係るトロイダルコイル装置について、図面を参照して説明す
る。図１乃至図１０は一実施形態に係るトロイダルコイル装置１Ａを示す。図１（ａ）（
ｂ）、図２（ａ）（ｂ）に示すように、トロイダルコイル装置１Ａは、トロイダルコイル
１と、トロイダルコイル１をその内部空間ＳＰにおいて支持する支持体４と、を備えてい
る。トロイダルコイル１は、平面状のフレキシブル基板１０をトロイド状に立体的に屈曲
して構成されている。フレキシブル基板１０は、立体形成用の切り込み２１が設けられた
四角形のシート状の可撓性基材２と、可撓性基材２に支持された互いに並列する複数の導
電体パターン３と、を有し、屈曲されてトロイドとトロイドに沿った複数ターンのコイル
とされている。支持体４は、トロイダルコイル１の内周側の内面に固定され、トロイダル
コイル１の形状を保持している。
【００２１】
このトロイダルコイル１の形状を示すトロイドは、一つ穴ドーナツの表面形状のことで
あり、その中心穴に中心軸ＡＸを有し、中心軸ＡＸ回りに回転対称であり、中心軸ＡＸ方
向に延伸して中心軸ＡＸに平行な面を有している。また、トロイダル方向ＴＤが、中心軸
ＡＸに中心を有する円周方向によって定義され、ポロイダル方向ＰＤが、中心軸ＡＸを含
む平面によるトロイドの断面に現れる閉曲線によって定義される。トロイドとされたフレ
キシブル基板１０は、閉空間である内部空間ＳＰを形成する。
【００２２】
このようなトロイド形状のフレキシブル基板１０は、中心軸ＡＸに平行に延伸して中心
軸ＡＸに対して遠い外周側の直線部Ａ１，Ａ３と近い内周側の直線部Ａ２、および、中心
軸ＡＸに対して非平行で中心軸ＡＸ方向の両端に位置する曲面部Ｂ１，Ｂ２に区分される
。曲面部Ｂ１，Ｂ２の導電体パターン３の配列間隔は広狭間で遷移する。また、曲面部Ｂ
１，Ｂ２は、内周側から外周側に向けて面積が広くなる遷移領域でもある。この面積の変
化に対応するため、切り込み２１が、トロイド状のフレキシブル基板１０の内周側と上下
端に設けられている。
【００２３】
これらの図や以下に示す図において導電体パターン３の図示が適宜省略されている。導
電体パターン３の各々は、屈曲によってそれぞれ１ターンコイルと成っている。各１ター
ンコイルは、導電体パターン３が両端に有する接続端子を電気的に接続した接続部３０を
介して互いに連結されて複数ターンのコイルと成っている。接続部３０は、直線部Ａ１，
Ａ３の端部を互いに接続する態様でこれらの直線部Ａ１，Ａ３の間に形成されている。ト
ロイダルコイル１は、複数の１ターンコイルを連結して複数ターンのコイルから成るソレ
ノイドコイルを構成し、そのソレノイドコイルをトロイド状に曲げて構成したものに相当
する。トロイダルコイル１は、そのソレノイドコイルの両端子に対応する２つの端子１ａ
，１ｂを有している。トロイダルコイル１は、トロイド状に立体化したフレキシブル基板
１０に接続部３０を形成したものである。
【００２４】
支持体４は、トロイドとされたフレキシブル基板１０の内部空間ＳＰに配置され、フレ
キシブル基板１０の内周側の直線部Ａ２に固定されてフレキシブル基板１０を支持してい
る。支持体４は、１２個の支持体片から成る（以下、支持体４を総称とし、支持体片に支
持体４と同じ符号を用いて支持体片４とする）。各支持体片４は、トロイダル方向ＴＤに
沿って配置されている。また、支持体片４の各々は、トロイダル方向ＴＤに交差する互い
に平行な外形面４ａを有している。
【００２５】
支持体４の材料は、例えば、エポキシやポリアミドなどの樹脂であり、２５０℃の熱負
荷に耐えて変形しない耐熱材料が好ましい。支持体４は、樹脂に限らず、磁気的に影響し
ない程度の磁気特性の非磁性体で構成することができる。支持体４の耐熱性により、接続
部３０を半田や導電性接着剤などの材料で接続する際に、加熱治具を支持体４に近づけた
り接触させたりする工程を採用することができ、製造工程や製造設備に融通性を持たせる
ことができ、時間短縮や生産性向上を実現できる。また支持体４を、半田処理用の治具と
して有効に用いることができる。特に２６０℃、１０ｓｅｃ以上の変形耐熱がある場合、
例えば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の半田付けが可能になる。また、支持体４がトロイダル方向
に一体ではなく分割された複数の支持体片４から成ることにより、接続端子３ａ，３ｂを
平面状に配置した状態で、半田付けなどの接続工程を実行できる。支持体４の分割数は、
切り込み２１の構成等に合わせて適宜設計される。
【００２６】
次に、トロイダルコイル１の細部を、その製造方法と合わせて説明する。図３（ａ）（
ｂ）に示すように、フレキシブル基板１０は、平面状に展開した状態で略四角形の外形を
有する。フレキシブル基板１０は、導電体パターン３を形成する導体層を可撓性基材２の
両面に有している。裏面の導電体パターン３は、図中に、点線によって透視図として示さ
れている。可撓性基材２には伸縮性が望めないので、平面状のフレキシブル基板１０を立
体曲面であるトロイドに屈曲するために切り込み２１が用いられる。切り込み２１は、平
面状態のフレキシブル基板１０に可撓性基材２を含む基板材料を除去した開口を形成して
いる。切り込み２１による開口が形成されることにより、直線部Ａ２の面積が直線部Ａ１
，Ａ３の面積よりも狭くなる。
【００２７】
切り込み２１は、トロイダル方向ＴＤに沿って等間隔に並列形成され、その並列繰り返
しパターンによって、一群の導電体パターン３の繰り返し要素が構成される。すなわち、
導電体パターン３の各々は複数本（本例では５本）で一組の繰り返し要素を構成する。言
い換えれば、切り込み２１は、並列する導電体パターン３間に設けられている。導電体パ
ターン３の各々は、外周側となる直線部Ａ１，Ａ３では、一部のファン状やクランク状の
変化部分を除いて互いに平行等間隔に配列され、内周側となる直線部Ａ２では、一群（５
本）毎にまとめて外周側よりも狭い間隔で平行等間隔に配列されている。直線部Ａ１にお
ける導電体パターン３は、隣りの導電体パターン３の延長線上に乗り移るように、クラン
ク状に変化したパターンとされ、その先端は、可撓性基材２が存在しないフライングリー
ド構造の接続端子３ａとなっている。
【００２８】
直線部Ａ３における導電体パターン３は直線状であり、その先端は可撓性基材２上に支
持された接続端子３ｂとなっている。フレキシブル基板１０の裏面にも、表面と同様に導
電体パターン３と接続端子３ａ，３ｂとが形成されている。なお、ここで言うフレキシブ
ル基板１０の表面は、図３（ａ）（ｂ）に示された面であり、支持体４を内包する内部空
間ＳＰ側の面である。また、ここで言うフレキシブル基板１０の裏面は、トロイダルコイ
ル１の外表面となる面である。フレキシブル基板１０のトロイダル方向ＴＤの一方の辺（
図の下方）には、表面の導電体パターン３に接続された終端用の端子１ａと、裏面の導電
体パターン３に接続された終端用の端子１ｂが引き出されている。導電体パターン３は、
接続端子３ａ，３ｂ、端子１ａ，１ｂの部分を除いて、ソルダーレジストやカバーレイな
どの保護膜によって覆われている。
【００２９】
フレキシブル基板１０は、例えば、樹脂シート上に銅箔層を有する一般的なフレキシブ
ル基板を用いて、一般的な製造工程によって製造される。その製造工程は、例えば、銅箔
のパターニングによる導電体パターン３の形成、塗布やラミネートやパターニング等によ
る保護膜２ａの形成、切り込み２１や外形の形成、端子１ａ，１ｂおよび各接続端子３ａ
，３ｂのメッキ等を行う工程である。フレキシブル基板１０の製造は、このような、不要
の銅箔をパターニングによって除去するサブトラクト工法に限らず、可撓性基材２上に導
電材料を付加して導電体パターン３を形成するアディティブ工法や、これらの組み合わせ
によって行うことができる。可撓性基材２は、例えば、ポリイミド樹脂が用いられる。
【００３０】
支持体４は、略直方体の１２個の支持体片４とされて、内周側となる直線部Ａ２に配置
され、フレキシブル基板１０に固定されている。例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように
、支持体４は、接着剤５の接着層によって直線部Ａ２に接着固定されている。接着剤５は
、２５０℃の熱負荷に耐えるものが好ましく、例えば、エポキシ系接着剤を用いることが
できる。
【００３１】
フレキシブル基板１０は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、トロイダル方向ＴＤに沿っ
た直線部Ａ１，Ａ３の各辺が互いに近接するように扁平な円筒状に丸められ、導電体パタ
ーン３の各々が互いに対応する接続端子３ａ，３ｂ間で電気的に接続される。フレキシブ
ル基板１０は、この電気的接続によって、ソレノイドコイル１０ａとなる。その後、内周
側の直線部Ａ２を包み込む方向に矢印Ｒ１で示すように丸められる。このとき、端子１ａ
，１ｂは互いに重ねられており、互いに重ねられた状態で、最終的に矢印Ｒ２で示すよう
に直角方向に曲げられる。端子１ａ，１ｂの電極が重ねられるのは、これらの電極に至る
配線が意図しない寄生コイルを形成しないようにするためである。
【００３２】
図６は、ソレノイドコイル１０ａをトロイダル方向ＴＤに屈曲させて丸める途中段階の
様子を示す。フレキシブル基板１０をトロイド状とするためトロイダル方向ＴＤに屈曲さ
せる変形は、切り込み２１の存在によって実現される。このような工程を経て、トロイド
状に立体化したフレキシブル基板１０に接続部３０を形成したトロイダルコイル１が完成
し、トロイダルコイル１に支持体４を備えたトロイダルコイル装置１Ａが完成する。
【００３３】
次に、図７を参照して、トロイダルコイル１の端子１ａから各導電体パターン３を介し
て端子１ｂに至るまでの電気配線を説明する。フレキシブル基板１０によるトロイダルコ
イル１の各コイルは、表面の端子１ａから左上がりの実線矢印で示すように巻き進み、左
下がりの点線矢印で示すように裏面を巻き戻って端子１ｂに至る。表面のコイルは進みコ
イルであり、裏面のコイルは戻りコイルである。コイルの進みと戻りとは、導電体パター
ン３におけるクランク状の導電体パターン部分によって実現されている。
【００３４】
具体的に説明すると、表面の端子１ａからの配線は、端子１ａにつながる導電体パター
ン３を通って、その接続端子ｘ２に至り、接続端子ｘ２は隣の導電体パターン３の接続端
子ｘ３に電気的に接続される。ここで、フレキシブル基板１０は扁平な円筒状に丸められ
ていることに注意。以下同様にして、接続端子ｘ４から、接続端子ｘ５を経て、接続端子
ｘ６に至る。接続端子ｘ６の先端部分は、接続端子ｘ７に接続され、接続端子ｘ６の途中
部分の導体１ｃは、切り欠き２２の存在により、裏面の導電体パターン３から延伸された
接続端子ｙ２に対面して重ねられ、接続端子ｙ２の導体１ｄに直接接続される。この導体
１ｃ，１ｄ間の接続により、表裏接続が成される。接続端子ｘ７は、固定補強や形状整列
のために用いられるダミーの端子である。
【００３５】
続いて、裏面において、接続端子ｙ２の導電体パターン３を通って、その接続端子ｙ３
に至り、接続端子ｙ３から、隣の導電体パターン３を順次経由して、接続端子ｙ４に至り
、以下同様にして、接続端子ｙ４から、接続端子ｙ５を経て、接続端子ｙ６に至る。接続
端子ｙ６は、接続端子ｙ６につながる導電体パターン３を通って、その終端である端子１
ｂに至る。なお、図中の接続端子ｘｅ，ｘｏはそれぞれ表面の導電体パターン３のフライ
ングリードである接続端子３ａ、および可撓性基材２上に支持された接続端子３ｂであり
、接続端子ｙｅ，ｙｏはそれぞれ裏面のそれらである。
【００３６】
図８、図９は、トロイダルコイル装置１Ａの製造途中段階を示す。図８に示すように、
フレキシブル基板１０は、支持体４の回りに扁平筒状に曲げられる。また、図９に示すよ
うに、フレキシブル基板１０の表裏の各面内において、接続端子ｘｅ，ｘｏ間および接続
端子ｙｅ，ｙｏ間が、半田３１によって電気的に接続され、保護樹脂３２によって保護さ
れた接続部３０が形成される。これらの電気接続は、各接続端子ｘｅ，ｘｏ，ｙｅ，ｙｏ
（総称して接続端子３ａ，３ｂ）に半田ペーストを塗布した状態で、各接続端子が互いに
重なるようにフレキシブル基板１０を円筒形状に丸めて、一括半田付けによって行うこと
ができる。また、半田ペーストによらずに、互いに重なった各接続端子３ａ，３ｂ部分を
、半田液に接触させながら半田液槽を通過させて半田付けを行ってもよい。また、各接続
端子３ａ，３ｂ間を、導電性接着剤や、異方性導電樹脂を用いて電気接続してもよい。
【００３７】
支持体４は、図９に示すように、接続部３０に対向する部位に接続部３０から離間させ
る凹部４０を有している。凹部４０は、支持体４から接続部３０に応力が作用するのを防
止する。また、凹部４０によって接続部３０の下部に形成される空間は、接続部３０を形
成する際に、フレキシブル基板１０を保持する治具や半田付け用の治具などを挿入配置す
る作業空間として用いることができる。
【００３８】
上述の電気接続の接続部３０について、さらに説明する。表裏間の電気接続の場合、図
１０（ａ）に示すように、フレキシブル基板１０の端部を突き合わせて接続端子ｘ６，ｙ
２を重ねると、切り欠き２２の存在により、接続端子ｘ６，ｙ２の導体１ｃ，１ｄが互い
に直に対面する状態となる。従って、表面側から裏面側に電気接続を行う接続部３０が、
付加的配線を用いることなく、フレキシブル基板１０だけを用いて容易に形成される。ま
た、表表間、裏裏間の電気接続の場合、図１０（ｂ）に示すように、両方の接続を一括し
て行うことができる。さらに、これらの表裏間、表表間、裏裏間の電気接続は、全体を一
括して行うことができる。なお、フレキシブル基板１０は、２層の導電体層を有するもの
に限らず、１層または３層以上の導電体層を備えたものを用いて各導電体層に複数ターン
コイルを形成するようにすることができる。
【００３９】
図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上述のトロイダルコイル装置１Ａの変形例を示す。この
トロイダルコイル装置１Ａは、上述の実施形態のトロイダルコイル装置１Ａにおける支持
体４が、フレキシブル基板１０上に樹脂成形することによって固定されているものである
。支持体４は、成形用金型の下型Ｍ１の底面にフレキシブル基板１０を載置し、上型Ｍ２
によってフレキシブル基板１０を押さえた状態で、下型Ｍ１と上型Ｍ２とが構成するキャ
ビティＣＶ内に樹脂を注入して樹脂成形される。従って、支持体４は、接着剤５（上述の
図４（ｂ）参照）を用いることなく、支持体４を構成する樹脂による接合部５ａによって
直接、フレキシブル基板１０に接合固定される。
【００４０】
このような樹脂成形において、支持体４を成形する相手方のフレキシブル基板１０の幅
Ｗ１に対して、支持体４の幅Ｗ２を狭くして、その差（Ｗ１−Ｗ２）が、上型Ｍ２による
押さえ代とされる。また、支持体４の互いに平行な外形面４ａは、上型Ｍ２からの支持体
４の離型を容易にするので生産性を高めることができる。外形面４ａは、離型効果を高め
るために、抜け勾配を持たせてテーパ状にしてもよい。
【００４１】
本実施形態のトロイダルコイル装置１Ａによれば、フレキシブル基板１０をトロイド状
に立体的に形成して１ターンコイルを直列接続するので、コイルのターン数を増加でき、
その内面の支持体４で形状を保持するので、対称性のよい形状と寸法精度を実現できる。
また、トロイダルコイル装置１Ａは、トロイダルコイル１の立体的な構造により、各１タ
ーンコイルが囲繞する面積を大きくすることができ、より多くの磁束を積分して磁気誘導
の効果を高めることができ、コイルのターン数増加と同様に磁気的性能を向上できる。
【００４２】
図１２、図１３は、他の実施形態に係るトロイダルコイル装置１Ａを示す。このトロイ
ダルコイル装置１Ａは、図１２に示すように、支持体４の間を埋める充填体６を備えるも
のである。充填体６は、断面が三角形のくさび形状であり、図１３（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、フレキシブル基板１０を扁平筒状に成形した状態で、切り込み２１による開口を通
して支持体４の間に挿入される。フレキシブル基板１０は、その後、上述の図５、図６に
示したように、トロイダル方向ＴＤに沿って丸めて、図１２に示すトロイダルコイル装置
１Ａとすることができる。このような充填体６を充填したトロイダルコイル１は、その形
状を所定形状に成形でき、その形状を維持することができる。この充填体６においても、
上述の図９に示した凹部４０に相当する凹部が備えられている。
【００４３】
図１４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、さらに他の実施形態に係るトロイダルコイル装置１Ａを
示す。このトロイダルコイル装置１Ａは、上述の図１（ａ）（ｂ）に示したトロイダルコ
イル装置１Ａとは、支持体４の形状が異なる。本実施形態の支持体４は、略直方体の長手
方向の一端側に、湾曲した張出部４１を有している。支持体４は、その直線部をフレキシ
ブル基板１０の直線部Ａ２に接着剤５によって固定されている。フレキシブル基板１０は
、その曲面部Ｂ１を、支持体４の張出部４１に沿うように、屈曲させることができる。曲
面部Ｂ２側には、突出部がなく、従って、各接続端子ｘｅ，ｘｏ，ｙｅ，ｙｏ間の位置合
わせが容易とされている。なお、製造上の寸法精度を考慮して、曲面部Ｂ２側にも張出部
４１を設けるようにすることができる。
【００４４】
図１５は、さらに他の実施形態に係る展開状態のトロイダルコイル装置１Ａを示す。こ
のトロイダルコイル装置１Ａは、支持体４が、上述の図９に示した凹部４０を有さないも
のである。このような支持体４は、例えば、異方性導電膜によって接続端子３ａ，３ｂ間
の電気的な接続を行う場合などに、用いることができる。
【００４５】
図１６（ａ）（ｂ）、図１７（ａ）（ｂ）は、さらに他の実施形態に係るトロイダルコ
イル装置１Ａを示す。なお、図１７（ａ）は、上述の図４（ｂ）に対応する。このトロイ
ダルコイル装置１Ａは、支持体片４の各々の断面形状が、四角でなく、台形形状である。
その断面形状は、接着剤５によってフレキシブル基板１０に接着固定されている位置から
離れるに従って支持体片４の左右の外形面４ｂが離間するテーパ形状である。より詳細に
述べると、各支持体片４は、トロイダル方向ＴＤに沿って配列された状態で支持体片４の
各々の外形面４ｂが、トロイダル方向ＴＤに直交し、互いの隣接面となる外形面４ｂが面
接触する形状を有する。
【００４６】
なお、外形面４ｂは、トロイダル方向ＴＤに直交する平面に限定されず、各支持体片４
がトロイダル方向ＴＤに沿って規則正しく均等に配列された状態を形成できる外形面であ
ればよい。例えば、各支持体片４における両側の外形面４ｂを、互いに異形とし、隣接す
る支持体片４間で互いに隣接する外形面４ｂが互いに嵌合するような凹凸面とすることが
できる。このような外形面４ｂを有する支持体片４をトロイダル方向ＴＤに沿って配列す
ると、各支持体片４が互いに嵌合して位置ずれの発生しない円環体を形成することができ
る。本実施形態のトロイダルコイル装置１Ａによれば、支持体片４の各々が互いの隣接面
である外形面４ｂを面接触させているので、トロイダルコイル１の形状をトロイダル方向
ＴＤに沿った対称性のよい円形状に容易に構成でき、その形状を維持することができる。
【００４７】
図１８（ａ）（ｂ）は、上述のトロイダルコイル装置１Ａの変形例を示す。この変形例
において、各支持体片４のトロイダルコイル装置１Ａの外周側に位置する外形面４ｃが、
トロイダル方向ＴＤに沿った曲面形状であってトロイド状のフレキシブル基板１０の内面
に接する形状とされている。各支持体片４の外形面４ｃは平面でなく曲面であるが、上述
の図５（ａ）（ｂ）に示したように平面状のフレキシブル基板１０からソレノイドコイル
１０ａを形成する工程は、何ら問題なく実行することができる。それは、ソレノイドコイ
ル１０ａがトロイド状にされた状態になってから外形面４ｃがフレキシブル基板１０の内
面に密着するようになることによる。このトロイダルコイル装置１Ａによれば、トロイダ
ルコイル１の外周側において、フレキシブル基板１０の内面と支持体４とを面状に密着さ
せることができるので、トロイダルコイル１を対称性良く形成でき、その形状を維持する
ことができる。
【００４８】
図１９乃至図２１は、さらに他の実施形態に係るトロイダルコイル装置１Ａを示す。図
１９（ａ）（ｂ）に示すように、この実施形態のトロイダルコイル装置１Ａは、支持体片
４の各々が、フレキシブル基板１０の内周側となる直線部Ａ２に設けられたスルーホール
１０ｈを挿通して支持体片４を固定する突出部４２を有するものである。突出部４２は、
スルーホール１０ｈを埋める挿通部分によって支持体片４の本体部分と一体とされ、スル
ーホール１０ｈの開口径よりも大きく膨らんでいる。従って、支持体片４は、この突出部
４２が有するリベットとしての機能により、フレキシブル基板１０に固定されている。
【００４９】
スルーホール１０ｈは、１つの支持体片４について、フレキシブル基板１０上の導電体
パターン３間に１または複数設けられる。スルーホール１０ｈが１つの場合には、長穴形
状とすることにより、スルーホール１０ｈを埋める挿通部分によって支持体４の回転を防
止できる。このような突出部４２を有する支持体片４は、例えば、フレキシブル基板１０
を樹脂成形金型内に配置して行うインサート樹脂成形によって形成することができる。
【００５０】
また、支持体片４の突出部４２は、図２０（ａ）に示すように、スルーホール１０ｈを
挿通したままの状態で、膨らんでいない形状とすることもできる。この場合、支持体片４
のインサート樹脂成形によって、支持体片４によるフレキシブル基板１０への接着固定が
行われ、突出部４２によって支持体片４の位置決めと回転防止が行われる。また、直線状
の突出部４２の先端に、後処理によって熱処理や接着剤処理などによる抜け止め加工を行
ってもよい。また、支持体片４は、インサート樹脂成形によらずに、図２０（ｂ）に示す
ように、突出部４２を有する支持体片４を別途に製造し、その支持体片４を接着剤５によ
ってフレキシブル基板１０に接着固定してもよい。この場合においても、突出部４２が支
持体片４の位置決めと回転防止に用いられる。
【００５１】
なお、支持体片４をインサート樹脂成形によって形成する際に、フレキシブル基板１０
を金型によって押さえる押さえ代が必要な場合、図２１に示すように、支持体片４の一部
に押さえ代用の逃げ空間４０ａを備えるようにしてもよい。
【００５２】
図２２（ａ）（ｂ）は、さらに他の実施形態に係るトロイダルコイル装置１Ａを示す。
この実施形態のトロイダルコイル装置１Ａは、上述の図１９（ａ）（ｂ）に示した実施形
態において、スルーホール１０ｈを挿通した突出部４２の先端が、より大きく膨出した膨
出部４３となっているものである。膨出部４３は、これらの膨出部４３の隣り合うもの同
士がトロイダルコイル１の内周側の外面側、すなわち中央穴部分において互いに接触して
いる。その接触は、支持体片４をトロイダル方向ＴＤに沿った対称性のよい円形状に保持
するような接触となっている。これにより、トロイダルコイル１の形状が、対称性の良い
トロイド状になる。膨出部４３のトロイダル方向ＴＤにおける外形面４ｄは、トロイダル
コイル装置１Ａ内で、互いに隣接する支持体片４の外形面４ｄが互いに面接触する形状と
すればよい。本実施形態のトロイダルコイル装置１Ａによれば、膨出部４３によって、ト
ロイダルコイル１の形状をトロイダル方向ＴＤに沿った対称性のよい円形状に容易に構成
でき、その形状を維持することができる。
【００５３】
図２３，図２４、図２５は、さらに他の実施形態に係るトロイダルコイル装置１Ａを示
す。この実施形態のトロイダルコイル装置１Ａは、上述の図１（ａ）（ｂ）のトロイダル
コイル１において、トロイド状のフレキシブル基板１０の外周側に係合孔１０ｂを有し、
支持体片４が、係合孔１０ｂに係合された係合突起４４を有するものである。係合孔１０
ｂは、導電体パターン３間に貫通孔として形成される。係合突起４４は、全ての支持体片
４に設ける必要はなく、また、係合孔１０ｂは係合突起４４に対応する位置に設ければよ
い。係合孔１０ｂと係合突起４４は、平面状のフレキシブル基板１０を丸めて接続部３０
を形成する際に、位置決め固定のために効果的に用いられる。
【００５４】
支持体４におけるトロイダルコイル１の内周側の内面に対向する面は、トロイダルコイル１の内周側の面を、その中心軸ＡＸと同軸の円柱面とする形状に、形成することができるような形状が好ましい。このような構成により、中心軸ＡＸに交差する方向の外乱磁場（不要な磁界）に対して感度を持たないようにすることができる。また、トロイダルコイル１の性能上、許容される範囲において、支持体４におけるトロイダルコイル１の内周側の内面に対向する面は、中心軸ＡＸと同軸の多角柱であってもよい。この場合、例えば、支持体４を支持体片４によって構成する際に、その内周側の面は平面とすることができ、トロイダルコイル装置１Ａに組み込まれた状態で、中心軸ＡＸに直交する断面が多角形になる。
【００５５】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述
した各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。支持体４は、支持
体片４に分割することなく、トロイダル形状のものとすることもできる。この場合、トロ
イダルコイル１は、ソレノイドコイル１０ａの状態を経ることなく、フレキシブル基板１
０を支持体４の回りに屈曲させた状態で、接続部３０の形成が行われる。また、この場合
の支持体４は、トロイダル形状の２分割体などの少数分割体とすることもできる。
【符号の説明】
【００５６】
１    トロイダルコイル
１Ａ    トロイダルコイル装置
１０    フレキシブル基板
１０ｂ    係合孔
１０ｈ    スルーホール
２    可撓性基材
２１    切り込み
３    導電体パターン
３０    接続部
４    支持体、支持体片
４ａ    外形面
４ｂ    外形面（隣接面）
４ｄ    接触面
４０    凹部（逃げ空間）
４２    突出部
４３    膨出部
４４    係合突起
５    接着剤
ＴＤ    トロイダル方向
【図１】
2016001707.tif 000003
【図２】
2016001707.tif 000004
【図３】
2016001707.tif 000005
【図４】
2016001707.tif 000006
【図５】
2016001707.tif 000007
【図６】
2016001707.tif 000008
【図７】
2016001707.tif 000009
【図８】
2016001707.tif 000010
【図９】
2016001707.tif 000011
【図１０】
2016001707.tif 000012
【図１１】
2016001707.tif 000013
【図１２】
2016001707.tif 000014
【図１３】
2016001707.tif 000015
【図１４】
2016001707.tif 000016
【図１５】
2016001707.tif 000017
【図１６】
2016001707.tif 000018
【図１７】
2016001707.tif 000019
【図１８】
2016001707.tif 000020
【図１９】
2016001707.tif 000021
【図２０】
2016001707.tif 000022
【図２１】
2016001707.tif 000023
【図２２】
2016001707.tif 000024
【図２３】
2016001707.tif 000025
【図２４】
2016001707.tif 000026
【図２５】
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