特許 7063748 シートコイル、変圧器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-25

(45)【発行日】2022-05-09

(54)【発明の名称】シートコイル、変圧器

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/28 20060101AFI20220426BHJP

   H01F 30/10 20060101ALI20220426BHJP

【ＦＩ】

H01F27/28 M

H01F30/10 C

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018129167

(22)【出願日】2018-07-06

(65)【公開番号】P2020009885

(43)【公開日】2020-01-16

【審査請求日】2021-05-07

(73)【特許権者】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】霜村 英二

(72)【発明者】

【氏名】塩田 広

(72)【発明者】

【氏名】後藤 博

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 圭史

【審査官】後藤 嘉宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１５９２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７６５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－００９４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－０３６２１９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－０６５３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６０８７９２２（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０２３７８８８４（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１５４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２５６８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第９６／０２７２００（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ２７／２８

Ｈ０１Ｆ ３０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シート状導体を巻回して形成されているシートコイルであって、
互いに同心状に配置されている複数のコイルを備え、
それぞれの前記コイルは、シート状導体を長手方向の途中で複数回折り曲げることにより螺旋状に巻回するとともに、シート状導体が折り曲げられている角部の前段側の部位と後段側の部位とが互いに直角になっており、
外周側に配置されている前記コイルは、角部において、当該角部の前段側の部位と後段側の部位とを繋ぐ内縁が、内周側に配置されている前記コイルの外縁に沿うように斜めに２回折り曲げられており、
内周側の前記コイルと外周側の前記コイルとの間のギャップを、全周に渡って均等になるように形成したシートコイル。

【請求項2】

外周側に配置されている前記コイルのシート状導体は、少なくとも１箇所の角部において、折り曲げる向きを逆にして２回折り曲げられている請求項１記載のシートコイル。

【請求項3】

複数の前記コイルは、互いのシート面が交互に重なるように配置されており、
それぞれの前記コイルのシート状導体を一括して、長手方向の途中で複数回折り曲げて螺旋状に巻回するとともに、シート状導体が折り曲げられている角部の前段側の部位と後段側の部位とが互いに直角になっている請求項１記載のシートコイル。

【請求項4】

複数の前記コイルは、互いのシート面が交互に重なるように配置されており、
それぞれの前記コイルのシート状導体を長手方向の途中で複数回折り曲げて螺旋状に巻回するとともに、シート状導体が折り曲げられている角部の前段側の部位と後段側の部位とが互いに直角になっており、
少なくとも１つの前記コイルのシート状導体は、少なくとも１箇所の角部において、他の前記コイルのシート状導体を跨ぐように折り曲げられている請求項１記載のシートコイル。

【請求項5】

他の前記コイルのシート状導体を跨ぐように折り曲げられている部位を、引き出し線を設ける１辺にまとめた請求項４記載のシートコイル。

【請求項6】

少なくとも１つの前記コイルは、少なくとも１辺のシート面が、前記コイルの内周側に配置される鉄心に対して傾斜している請求項１から５のいずれか一項記載のシートコイル。

【請求項7】

少なくとも１つの前記コイルは、シート状導体の巻回方向が他の前記コイルの巻回方向と逆向きになっており、
一方の前記コイルのシート状導体が巻回されているシート面の隙間に他方の前記コイルのシート状導体が挿入され、それぞれのシート状導体のシート面が重なるように配置され、双方の前記コイルによって全体として螺旋状に形成されている請求項１から６のいずれか一項記載のシートコイル。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項記載のシートコイルと、
前記シートコイルが巻回されている鉄心と、を備える変圧器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、シート状導体を巻回して形成されているシートコイル、変圧器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シート状導体を鉄心の周囲に巻回してコイルを形成することがある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実開平２－４２２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、近年では、変圧器の高周波化が求められるとともに、製造の容易さも求められている。
そこで、シート状導体を用いる場合において、高周波化を実現できるとともに、製造を容易に行うことができるシートコイル、変圧器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態のシートコイルは、シート状導体を巻回して形成されているものであって、互いに同心状に配置されている複数のコイルを備え、それぞれのコイルは、シート状導体を長手方向の途中で複数回折り曲げることにより螺旋状に巻回するとともに、シート状導体が折り曲げられている角部の前段側の部位と後段側の部位とが互いに直角になっている。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態のシートコイルを模式的に示す図

【図2】シート状導体の巻回態様を模式的に示す図

【図3】シート状導体の折り曲げ態様を模式的に示す図

【図4】第２実施形態のシートコイルの巻回態様を模式的に示す図

【図5】シート状導体の巻回態様を模式的に示す図

【図6】シート状導体の折り曲げ態様を模式的に示す図

【図7】第３実施形態のシートコイルの巻回態様を模式的に示す図

【図8】シート状導体の巻回態様を模式的に示す図

【図9】シート状導体の折り曲げ態様を模式的に示す図

【図10】第４実施形態のシートコイルの巻回態様を模式的に示す図

【図11】第５実施形態のシートコイルの巻回態様を模式的に示す図

【図12】第１コイル、第２コイルを模式的に示す図

【図13】シート状導体の折り曲げ態様を模式的に示す図

【図14】シート状導体の巻回態様を模式的に示す図

【図15】電流密度の分布を模式的に示す図

【図16】第６実施形態のシートコイルの巻回態様を模式的に示す図

【図17】シート状導体の巻回態様を模式的に示す図

【図18】シート状導体の折り曲げ態様を模式的に示す図

【図19】第７実施形態のシートコイルの配置態様を模式的に示す図その１

【図20】シートコイルの配置態様を模式的に示す図その２

【図21】シートコイルの配置態様を模式的に示す図その３

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明の簡略化のために、各実施形態では、共通する構成については同一符号を付している。

【0008】

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１から図３を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態のシートコイル１は、互いに同心状に配置された複数のコイル、ここでは内周側に配置されている第１コイル２ａと、第１コイル２ａの外周側に配置されている第２コイル２ｂとを備えている。これら第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂは、それぞれシート状導体３ａ、シート状導体３ｂを鉄心４の周囲に巻回するように配置され、鉄心４と共に図示しないタンクに収容されることにより例えば高周波用の変圧器５に用いられる。以下、各コイルまたは各シート状導体３に共通する内容については、符号ａ、ｂを付さずに説明することがある。

【0009】

第１コイル２ａは、シート状導体３ａを巻回して形成されており、所定の幅と長さとを有するシート状導体３ａを、長手方向の途中で複数回折り曲げることにより、鉄心４の周囲を巻回する螺旋状に形成されている。また、第１コイル２ａは、シート状導体３ａを折り曲げている角部（Ｒａ）の前段側の部位と後段側の部位とが、互いに直角になるように形成されている。このとき、シート状導体３ａは、シート面が鉄心４に対して、つまりは、鉄心４に生じる磁束の向きに対して概ね垂直となるように配置されている。

【0010】

より具体的には、第１コイル２ａの場合、図２にシート面に垂直な平面視で示すように、シート状導体３ａは、紙面手前方向を上向きとすると、巻き始め端（Ｓ）から鉄心４の外縁に沿って配置され、図示左下の角部（Ｒａ）において下向きつまりは紙面奥側に向けて折り曲げられることで表裏が反転して図示上方に延び、図示左上の角部（Ｒａ）において下向きに折り曲げられて図示右方に延び、図示右上の角部（Ｒａ）において下向きに折り曲げられて図示下方に延び、図示右下の角部（Ｒａ）において下向きに折り曲げられて図示左方に延びて１巻きとなっている。

【0011】

このとき、シート状導体３ａは、細い円柱状の折り曲げ治具をシート面に当て、その治具の表面に沿うように折り曲げられている。このため、図３に示すように、角部（Ｒ）は、厚み方向においてある程度の曲率を有する滑らかな形状、つまりは、シート状導体３ａの断面積の変化が抑制された形状に形成されている。また、シート状導体３ａは、１巻中に４箇所の角部（Ｒａ）において折り曲げられており、巻き始め端（Ｓ）から巻き終わり端（Ｔ）までの間において、各角部（Ｒａ）でシート面の位置が厚み方向に徐々に変化するように巻回されている。

【0012】

このため、第１コイル２ａは、鉄心４の外縁に沿うように配置される４つの直線状の部位と、各部位を繋ぐ概ね４５度に面取りされた態様の角部（Ｒａ）とを有し、巻き始め端（Ｓ）から巻き終わり端（Ｔ）までシート状導体３ａが螺旋状に巻回されており、全体として概ね角筒状に形成されている。

【0013】

第２コイル２ｂは、第１コイル２ａと同様に、シート状導体３ｂを巻回して形成されており、所定の幅と長さとを有するシート状導体３ｂを長手方向の途中で複数回折り曲げることにより、鉄心４の周囲を巻回する螺旋状に形成されている。また、第２コイル２ｂは、シート状導体３ｂを折り曲げている角部（Ｒｂ）の前段側の部位と後段側の部位とが、互いに直角になるように形成されている。また、シート状導体３ｂは、シート面が鉄心４に対して概ね垂直となるように配置されている。

【0014】

このため、第２コイル２ｂも、第１コイル２ａと同様に、鉄心４の外縁に沿うように配置される４つの直線状の部位、各部位を繋ぐ概ね４５度に面取りされた態様の角部（Ｒｂ）とを有し、シート状導体３ａが巻き始め端（Ｓ）から巻き終わり端（Ｔ）まで螺旋状に巻回されており、全体として概ね角筒状に形成されている。

【0015】

以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
シートコイル１は、互いに同心状に配置されている複数のコイル、ここでは第１コイル２ａと第２コイル２ｂとを備え、それぞれのコイルは、シート状導体３を長手方向の途中で複数回折り曲げることにより螺旋状に巻回するとともに、シート状導体３が折り曲げられている角部（Ｒ）の前段側の部位と後段側の部位とが互いに直角になっている。

【0016】

シート状導体３は、厚みが比較的薄いことから、単位導体当たりの漏洩磁束の鎖交量が少なくなり、高周波で通電する際の性能低下を抑制され、例えば変圧器５の高周波化を実現することができる。そして、シートコイル１は、シート状導体３を折り曲げることにより形成されているため、容易に製造することができる。

【0017】

また、シートコイル１は、シート状導体３が角部（Ｒ）においてある程度の曲率を持って滑らかな形状に折り曲げられている。これにより、シート状導体３を折り曲げる際に断面積の変化が少なくなり、いわゆる折り目を付けた状態とは異なり電流の流れが阻害されることが抑制される。したがって、シートコイル１の特性が悪化することを抑制できる。

【0018】

実施形態では第１コイル２ａと第２コイル２ｂの巻回方向を図２における図示時計回りで共通にした例を示したが、一方を図示時計回りとし、他方を図示反時計回りとする構成とすることもできる。その場合でも、上記したように大容量化や高周波化を実現できるとともに、製造を容易に行うことができる。

【0019】

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図４から図６を参照しながら説明する。第２実施形態では、第２コイル２ｂの折り曲げ態様が第１実施形態と異なっている。

【0020】

図３に示すように、本実施形態のシートコイル１は、互いに同心状に配置された複数のコイル、ここでは内周側に配置されている第１コイル２ａと、第１コイル２ａの外周側に配置されている第２コイル２ｂとを備えている。これら第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂは、シート状導体３ｂを鉄心４の周囲に巻回するように配置されている。このとき、各シート状導体３ｂは、シート面が鉄心４に対して概ね垂直となるように配置されている。

【0021】

第１コイル２ａは、第１実施形態と共通する構成であり、角部（Ｒａ）の外縁が、前段側および後段側の各部位とのなす角（α）が１３５度となっている。
一方、第２コイル２ｂは、角部（Ｒｂ）において、角部（Ｒｂ）の前段側の部位と後段側の部位とを繋ぐ内縁が、内周側に配置されている第１コイル２ａの角部（Ｒａ）の外縁に沿うように２回折り曲げられている。

【0022】

具体的には、第２コイル２ｂの場合、図５にシート面に垂直な平面視で示すように、シート状導体３ｂは、紙面手前方向を上向きとすると、巻き始め端（Ｓ）から鉄心４の外縁に沿って配置され、図示左下の角部（Ｒｂ）において、内縁のなす角（β）が１３５度となるように下向きで１回折り曲げられた後、内縁のなす角（β）が１３５度となるように下向きでさらに１回折り曲げられている。つまり、シート状導体３ｂは、１つの角部（Ｒｂ）において、１３５度ずつ２回折り曲げられている。また、シート状導体３ｂは、他の角部（Ｒｂ）においても、それぞれ角部１３５度ずつ２回折り曲げられている。

【0023】

そのため、第２コイル２ｂは、鉄心４の外縁に沿うように配置される４つの直線状の部位と、各部位を繋ぐ概ね４５度に面取りされた態様の角部（Ｒｂ）とを有し、図６に示すように、シート状導体３ｂが巻き始め端（Ｓ）から巻き終わり端（Ｔ）まで、積層方向にギャップ（Ｇ２１）を存した螺旋状に巻回された全体として概ね角筒状に形成されているとともに、各角部（Ｒｂ）において前段側の部位と後段側の部位とが直角になるとともに、角部（Ｒｂ）の内縁が第１コイル２ａの角部（Ｒａ）の外縁に沿う形状となっている。

【0024】

これにより、シートコイル１は、第１コイル２ａと第２コイル２ｂとの間のギャップ（Ｇ２０）が直線状の部位間、および角部（Ｒａ）と角部（Ｒｂ）との間において、それぞれ同じ大きさになる。したがって、電磁力アンバランスが低減でき、例えば変圧器５に用いた場合の性能の低下等を抑制することができる。

【0025】

また、本実施形態のシートコイル１によっても、高周波で通電する際の性能低下を抑制され、例えば変圧器５の高周波化を実現することができるとともに、シート状導体３を折り曲げることにより形成できるため容易に製造することもできる。

【0026】

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について図７から図９を参照しながら説明する。第３実施形態は、第２実施形態の変形例であり、角部（Ｒｂ）における折り曲げ態様が第２実施形態と異なっている。

【0027】

図７に示すように、本実施形態のシートコイル１は、互いに同心状に配置された複数のコイル、ここでは内周側に配置されている第１コイル２ａと、第１コイル２ａの外周側に配置されている第２コイル２ｂとを備えている。これら第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂは、シート状導体３ｂを鉄心４の周囲に巻回することにより形成されている。また、シート状導体３ｂは、シート面が鉄心４に対して概ね垂直となるように配置されている。

【0028】

第１コイル２ａは、第１実施形態と共通する構成であり、角部（Ｒａ）の外縁が、前段側および後段側の各部位とのなす角（α）が１３５度となっている。
一方、第２コイル２ｂは、第２実施形態と同様に、角部（Ｒｂ）において、角部（Ｒｂ）の前段側の部位と後段側の部位とを繋ぐ内縁が、内周側に配置されている第１コイル２ａの角部（Ｒａ）の外縁に沿うように２回折り曲げられている。このため、第１コイル２ａと第２コイル２ｂとの間のギャップ（Ｇ３０）が均一になっている。

【0029】

ただし、本実施形態では、第２コイル２ｂは、図８にシート面に垂直な平面視で示すように、図示左下の角部（Ｒｂ１）と図示右上の角部（Ｒｂ１）とにおいては第２実施形態と同様に示左下の角部（Ｒｂ）において、内縁のなす角（β）が１３５度となるように下向きで２回回折り曲げている一方、図示左上の角部（Ｒｂ２）と図示右下の角部（Ｒｂ２）とにおいては、シート状導体３ｂを、内縁のなす角（β）が１３５度となるように下向きで１回折り曲げた後、逆向きつまりは上向きで内縁のなす角（β）が１３５度となるように折り曲げている。

【0030】

つまり、第１コイル２ａの外周側に配置されている第２コイル２ｂでは、シート状導体３ｂは、少なくとも１箇所の角部（Ｒｂ２）において、折り曲げる向きを逆にして２回折り曲げられている。

【0031】

このため、図９に示すように、積層方向におけるシート状導体３ｂ間のギャップ（Ｇ３１）を、均一且つ第２実施形態のギャップ（Ｇ２１。図６参照）よりも小さくすることが可能となり、例えば高周波の変圧器５に用いる場合において誘導性リアクタンスを小さくすることができる。したがって、第１実施形態と同様に、高周波で通電する際の性能低下を抑制され、例えば変圧器５の高周波化を実現することができるとともに、シート状導体３を折り曲げることにより形成できるため容易に製造することもできる。

【0032】

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について図１０を参照しながら説明する。第４実施形態では、第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂの配置態様が、第１実施形態と異なっている。

【0033】

図１０に示すように、本実施形態のシートコイル１は、互いのシート面が交互に重なるように配置されている第１コイル２ａと第２コイル２ｂとを備えている。これら第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂは、それぞれのシート状導体３ａおよびシート状導体３ｂを、一括して、つまりはシート面を平行にして互いに重ね合わせた状態で、長手方向の途中で複数回折り曲げて螺旋状に鉄心４に巻回されるとともに、角部（Ｒａ、Ｒｂ）の前段側の部位と後段側の部位とが互いに直角になるように形成されている。このとき、各シート状導体３は、シート面が鉄心４に対して概ね垂直となるように配置されている。

【0034】

つまり、第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂは、それぞれを個別に見た場合において、鉄心４の外縁に沿うように配置される４つの直線状の部位と、各部位を繋ぐ概ね４５度に面取りされた態様の角部とを有し、シート状導体３ｂが巻き始め端（Ｓ）から巻き終わり端（Ｔ）まで螺旋状に巻回された全体として概ね角筒状に形成されている。

【0035】

そして、これら第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂから構成されるシートコイル１も、鉄心４の外縁に沿うように配置される４つの直線状の部位と、各部位を繋ぐ概ね４５度に面取りされた態様の角部とを有し、シート状導体３が巻き始め端（Ｓ）から巻き終わり端（Ｔ）まで螺旋状に巻回された全体として概ね角筒状に形成されている。

【0036】

このような構成によっても、第１実施形態と同様に、高周波で通電する際の性能低下を抑制され、例えば変圧器５の高周波化を実現することができるとともに、シート状導体３を折り曲げることにより形成できるため容易に製造することもできる。
また、各シート状導体３のシート面が平行になっているため、特に高周波動作において渦電流の偏りを低減することができ、銅損を低下させることができる。また、シートコイル１は、シート状導体３ａとシート状導体３ｂとを重ねた状態で一括して折り曲げて形成されているため、製造をより容易に行うことができる。

【0037】

（第５実施形態）
以下、第５実施形態について図１１から図１５を参照しながら説明する。第５実施形態では、第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂの配置態様が、第１実施形態と異なっている。

【0038】

図１１に示すように、本実施形態のシートコイル１は、互いのシート面が交互に重なるように配置されている第１コイル２ａと第２コイル２ｂとを備えている。これら第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂは、シート状導体３ｂを長手方向の途中で複数回折り曲げて螺旋状に鉄心４を巻回するように設けられているとともに、シート状導体３ｂが折り曲げられている角部の前段側の部位と後段側の部位とが互いに直角になっている。

【0039】

また、シートコイル１は、第１コイル２ａのシート状導体３ａの巻回方向と第２コイル２ｂのシート状導体３ｂの巻回方向とが、互いに逆向きになっている。本実施形態の場合、第１コイル２ａは平面視にて時計回り、第２コイル２ｂは平面視にて反時計回りに巻回方向が設定されており、第１コイル２ａと第２コイル２ｂとで電流が流れる向きが互いに逆向きになっている。

【0040】

また、シートコイル１は、少なくとも１つのコイルのシート状導体３が、少なくとも１箇所の角部において、他のコイルのシート状導体３を跨ぐように折り曲げられている。本実施形態の場合、シートコイル１は、図１２に示すように、第１コイル２ａのシート状導体３ａが、１巻中の４箇所の角部（Ｒａ）のうち１箇所の角部（Ｒａ３）において第２コイル２ｂのシート状導体３ｂを跨ぐように折り曲げられている。また、シートコイル１は、第２コイル２ｂのシート状導体３ｂが、１巻中の４箇所の角部（Ｒｂ）のうち１箇所の角部（Ｒｂ３）において第１コイル２ａのシート状導体３ａを跨ぐように折り曲げられている。

【0041】

より具体的には、図１３に示すように、シート状導体３ａは、巻き始め端（Ｓ）から図示左方に延びており、角部（Ｒａ）において、第１実施形態で説明した態様で、角部（Ｒａ）の前段側の部位と後段側の部位とが直角になるように折り曲げられている。このため、角部（Ｒａ）において折り曲げられているシート状導体３ａの高さ方向の幅（Ｗ１）は、概ねシート状導体３ａの厚みの２倍に上記した曲率を形成するための寸法を加えた値となっている。

【0042】

一方、シート状導体３ａは、角部（Ｒａ３）においては、前段側の部位と後段側の部位とが直角になるように折り曲げられているとともに、シート状導体３ｂをその厚み方向に跨ぐ態様で折り曲げられている。そのため、角部（Ｒａ３）において折り曲げられているシート状導体３ａの高さ方向の幅（Ｗ２）は、その間に配置されているシート状導体３ｂの幅（Ｗ１）よりも大きく設定されている。

【0043】

同様に、シート状導体３ｂは、角部（Ｒｂ３）において前段側の部位と後段側の部位とが直角になるように折り曲げられているとともに、シート状導体３ａをその厚み方向に跨ぐ態様で折り曲げられている。そのため、角部（Ｒｂ３）において折り曲げられているシート状導体３ｂの高さ方向の幅（Ｗ２）は、その間に配置されているシート状導体３ａの幅（Ｗ１）よりも大きく設定されている。なお、本実施形態では、同一形状に形成したものをそれぞれ第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂとして用いている。

【0044】

これら第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂは、図１２に示すようにそれぞれ個別に折り曲げて製造されており、軸方向つまりは図示縦方向に隣り合うように配置して互いを相対的に回転させることにより、シート状導体３ａとシート状導体３ｂとが交互に重なるように配置される。より平易に言えば、例えば第２コイル２ｂの巻き終わり端（Ｔ）を第１コイル２ａの巻き始め端（Ｓ）と２巻目のシート状導体３ａとの間に挿入し、第２コイル２ｂを第１コイル２ａに対して相対的に回転させることで、第２コイル２ｂを言わばねじ込むようにしてシートコイル１が形成される。

【0045】

このとき、シートコイル１は、図１４にシート面側からの平面視で示すように、角部（Ｒａ３、Ｒｂ３）には、角部（Ｒａ、Ｒｂ）に比べると外側に若干突出した状態になる凸部６が形成されている。この凸部６は、他のコイルのシート状導体を跨ぐように折り曲げられている部位に相当する。このため、シート状導体３ａとシート状導体３ｂとが高さ方向に交差することになる角部（Ｒａ３、Ｒｂ３）においては、凸部６によってシート状導体３ａとシート状導体３ｂとが接触することが回避されている。これにより、上記したように互いをねじ込むようにしてシートコイル１を形成することが可能になる。

【0046】

そして、シートコイル１は、第１コイル２ａのシート状導体３ａと第２コイル２ｂのシート状導体３ｂが交互に配置されているとともに、その巻回方向が逆向きになっている。例えば図１５に比較例として示すように、仮に第１コイル２ａと第２コイル２ｂとを個別に重ねる構成とした場合、ハッチングにて示す電流密度の高い領域は、導体断面の両端側に分布するとともに、他方と対向する部分においては対向するシート面側に分布することになる。

【0047】

これに対して、実施例として示すように、本実施形態の構成であれば、シート状導体３ａの場合には、シート面の上方と下方の両側に電流の向きが逆になるシート状導体３ｂが存在することから、電流密度の高い領域が導体断面に広く分布することになる。同様に、シート状導体３ｂの場合も、電流密度が高い領域が導体断面に広く分布することになる。これにより、交流抵抗を抑制することが可能となるとともに、その抑制効果は、特に高周波電流を流した場合において顕著になる。

【0048】

以上のように、シートコイル１は、互いのシート面が交互に重なるように配置されている複数の第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂを備えている。このとき、それぞれの第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂは、シート状導体３ａあるいはシート状導体３ｂを長手方向の途中で複数回折り曲げて螺旋状に巻回するとともに、シート状導体３ａあるいはシート状導体３ｂが折り曲げられている角部（Ｒａ、Ｒｂ）の前段側の部位と後段側の部位とが互いに直角になっている。

【0049】

そして、少なくとも１つのコイルのシート状導体３は、少なくとも１箇所の角部において、他のコイルのシート状導体３を跨ぐように折り曲げられている。本実施形態の場合、第１コイル２ａのシート状導体３ａ、および第２コイル２ｂのシート状導体３ｂが、それぞれ、角部（Ｒａ３）と角部（Ｒｂ３）において、他方を跨ぐように折り曲げられている。

【0050】

このような構成によっても、第１実施形態と同様に、高周波で通電する際の性能低下を抑制され、例えば変圧器５の高周波化を実現することができるとともに、シート状導体３を折り曲げることにより形成できるため容易に製造することもできる。

【0051】

また、少なくとも１箇所の角部において他のコイルのシート状導体３を跨ぐように折り曲げることにより、それぞれのシート状導体３のシート面が重なるように配置される第１コイル２ａと第２コイル２ｂとを個別に製造することが可能になるとともに、互いを相対的に回転させてねじ込むようにしてシートコイル１を形成することができ、製造を容易に行うことができる。また、本実施形態のように同一形状に形成したものを第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂとして用いることにより、製造管理の手間を削減することもできる。

【0052】

また、第１コイル２ａと第２コイル２ｂとで巻回方向を逆にして互いにシート面が重なるように配置することにより、交流抵抗を抑えることが可能となり、性能の低下を抑制することができる。

【0053】

（第６実施形態）
以下、第６実施形態について図１６から図１８を参照しながら説明する。第６実施形態は、第５実施形態の変形例であり、凸部６の位置を１辺に纏める点において第５実施形態と異なっている。

【0054】

図１６に示すように、本実施形態のシートコイル１は、互いのシート面が交互に重なるように配置されている第１コイル２ａと第２コイル２ｂとを備えている。これら第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂは、シート状導体３を長手方向の途中で複数回折り曲げて螺旋状に鉄心４を巻回するように設けられているとともに、シート状導体３が折り曲げられている角部の前段側の部位と後段側の部位とが互いに直角になっている。

【0055】

また、シートコイル１は、少なくとも１つのコイルのシート状導体３が、少なくとも１箇所の角部において、他のコイルのシート状導体３を跨ぐように折り曲げられている。本実施形態の場合、シートコイル１は、第１コイル２ａのシート状導体３ａが、１巻中の４箇所の角部（Ｒａ）のうち１箇所の角部（Ｒａ４）において第２コイル２ｂのシート状導体３ｂを跨ぐように折り曲げられている。また、シートコイル１は、第２コイル２ｂのシート状導体３ｂが、１巻中の４箇所の角部（Ｒｂ）のうち１箇所の角部（Ｒｂ４）において第１コイル２ａのシート状導体３ａを跨ぐように折り曲げられている。

【0056】

このとき、第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂの巻き始め端（Ｓ）と巻き終わり端（Ｔ）は、平面視における４つの辺のうち１辺に纏められている。これら巻き始め端（Ｓ）と巻き終わり端（Ｔ）には、図１８にシート面側から見た平面視で示すように、引き出し線７がそれぞれ接続されている。本実施形態では、巻き始め端（Ｓ）と巻き終わり端（Ｔ）において、シート状導体３ａとシート状導体３ｂを外側にさらに折り曲げることにより、シート状導体３ａとシート状導体３ｂの端部を引き出し線７としている。なお、巻き始め端（Ｓ）と巻き終わり端（Ｔ）に別途配線部材を接続することで引き出し線７を形成することもできる。

【0057】

この引き出し線７は、外部の配線と接続されるため、シートコイル１の外縁から外に向かって延びている。つまり、シートコイル１は、構造上、引き出し線７が引き出させる側にスペースが必要となっている。そして、角部（Ｒａ４）および角部（Ｒｂ４）に形成される凸部６は、平面視における４つの辺のうち、第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂの巻き始め端（Ｓ）と巻き終わり端（Ｔ）が位置する１辺に纏められ、引き出し線７が引き出させる方向に突出する状態で形成されている。

【0058】

具体的には、第１コイル２ａのシート状導体３ａは、角部（Ｒａ４）において、角部（Ｒａ４）まで延びている前段側の部位を長手方向にシート面を折り返す態様で、シート状導体３ｂを跨ぐことが可能な幅（Ｗ３）で折り曲げられている。このため、凸部６は、角部（Ｒａ４）の前段側のシート状導体３ａを延長した側であって、図１７に示すようにシート状導体３ｂよりも外側つまりは引き出し線７が引き出される側に形成される。

【0059】

また、第２コイル２ｂのシート状導体３ｂは、角部（Ｒｂ４）において一旦巻回方向とは逆側に折り曲げられた後、シート面を折り返す態様で巻回方向に向けてさらに折り曲げられている。このため、第２コイル２ｂの場合にも、凸部６は、第１コイル２ａと同様に引き出し線７が引き出される側に形成される。

【0060】

以上のように、本実施形態のシートコイル１は、少なくとも１つのコイルのシート状導体３が、少なくとも１箇所の角部において、他のコイルのシート状導体３を跨ぐように折り曲げられている状態において、他のコイルのシート状導体３を跨ぐように折り曲げられている部位である凸部６を、引き出し線７を設けて引き出す側となる１辺にまとめている。

【0061】

このような構成によっても、第１実施形態と同様に、高周波で通電する際の性能低下を抑制され、例えば変圧器５の高周波化を実現することができるとともに、シート状導体３を折り曲げることにより形成できるため容易に製造することもできる。

【0062】

また、引き出し線７を接続する側の１辺に凸部６をまとめている。このため、凸部６を設けることでシートコイル１の外縁が若干膨らんだ状態になったとしても、その膨らんだ部位は元々スペースが必要とされる側に形成されることから、例えば変圧器５として用いる場合であってもタンクが大型化することを抑制できる。

【0063】

（第７実施形態）
以下、第７実施形態について図１９から図２１を参照しながら説明する。第７実施形態は、シート状導体３のシート面を鉄心４に対して傾斜させている点において他の実施形態と異なっている。

【0064】

例えば、図１９に示すように、シートコイル１は、環状に形成されている鉄心４の２脚にそれぞれ設けられているとともに、鉄心４の内周側となる脚部間の領域（Ｋ）に配置される辺が、鉄心４の表面に対して、より厳密に言えば、鉄心４を流れる磁束の向きに対して傾斜するように配置されている。なお、ここでは図示上下方向がそのまま変圧器５の上下方向になることを想定している。

【0065】

あるいは、図２０に示すように、鉄心４の内周側となる脚部間の領域（Ｋ）に配置される辺のうち、半分を鉄心４の表面に対して図示上方側に傾斜させ、残りの半分を鉄心４に対して図示下方側に傾斜させる構成とすることもできる。

【0066】

このように、少なくとも１つのコイルについて、少なくとも１辺のシート面が、コイルの内周側に配置される鉄心４に対して傾斜している。これにより、熱を運ぶ流体例えば絶縁油において、上方に向かう流路抵抗が低減され、熱伝達の向上つまりは放熱性の向上を図ることができる。そして熱がこもりやすい鉄心４の脚部間の辺を傾斜させることで、放熱をより一層促すことができ、変圧器５の温度上昇を抑制することができる。

【0067】

この場合、図２１に示すように、シートコイル１の全体を、鉄心４の表面に対して傾斜させる構成とすることもできる。このような構成によっても、熱がこもりやすい鉄心４の脚部間において、タンク内の例えば絶縁油の対流を促すことができ、鉄心４の脚部間からの放熱を促すことができる。

【0068】

また、シートコイル１は、シート面を傾斜させない状態でまず製造し、１辺を傾斜させた後に鉄心４に設けることができる。これにより、１辺が傾斜するシートコイル１を容易に製造することができる。なお、鉄心４に設けた後に１辺を傾斜させることもできる。

【0069】

また、図１９から図２１では第６実施形態で説明したシートコイル１を設ける構成を例示しているが、第１実施形態から第５実施形態で説明したシートコイル１を設ける構成とすることもできる。この場合、第１コイル２ａと第２コイル２ｂとを同心状に配置する場合には、第１コイル２ａまたは第２コイル２ｂの一方についてシート面を鉄心４に対して傾斜するように配置することもできるし、第１コイル２ａおよび第２コイル２ｂの双方のシート面を鉄心４に対して傾斜するように配置することもできる。

【0070】

各実施形態で示したコイルの数は一例であり、３つ以上のコイルを同心状に配置したり、３つ以上のシート状導体３を重ねたりする構成であってもよい。
また、各実施形態で例示したシートコイル１と、そのシートコイル１が巻回される変圧器５によっても、シート状導体３を用いる場合において、高周波化を実現できるとともに、製造を容易に行うことができる。

【0071】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0072】

図面中、１はシートコイル、２ａは第１コイル（コイル）、２ｂは第２コイル（コイル）、３、３ａ、３ｂはシート状導体、４は鉄心、５は変圧器、６は凸部（シート状導体を跨ぐように折り曲げられている部位）、７は引き出し線を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】