CN110223818B - 共模扼流线圈 - Google Patents

Abstract

本发明提供共模扼流线圈。在卷绕有相互捻合起来的2根线的共模扼流线圈中，能够获得良好的模式变换特性。共模扼流线圈(1)在包含捻线部分(19)的某一个匝中，在绕线芯2的第1侧面(10)上第1线(4)比第2线(5)靠外侧的次数与在与第1侧面(10)对置的第2侧面(11)上第2线(4)比第1线(4)靠外侧的次数相同，在绕线芯(2)的顶面(8)上第1线(4)比第2线(5)靠外侧的次数与在与顶面(8)对置的底面(9)上第2线(5)比第1线(4)靠外侧的次数相同。

Description

共模扼流线圈

技术领域

本发明涉及共模扼流线圈，特别是，涉及具有绕着绕线芯卷绕了处于相互捻合起来的状态下的2根线的构造的共模扼流线圈。

背景技术

本发明所涉及的共模扼流线圈例如记载于日本特开2014－216525号公报(专利文献1)。专利文献1所记载的共模扼流线圈具有绕着绕线芯卷绕了处于第1线和第2线相互捻合起来的状态下的捻线部分的构造。根据专利文献1，记载了若将第1线和第2线形成捻线部分，则能够减小第1线和第2线之间的杂散电容，并且能够抑制由第1线形成的线圈与由第2线形成的线圈间的耦合系数的降低。

专利文献1：日本特开2014－216525号公报

在专利文献1中，记载了第1线与第2线被捻合的圈数为2圈以上(例如参照权利要求3)。但是，在专利文献1中，未对使第1线与第2线捻合的具体方式详细进行记载。

在为通常的双绞线电缆的情况下，线本身的强度被确保在一定程度内。但是，在为小型的线圈部件等所使用的线的情况下，与上述双绞线电缆的情况不同，捻合圈数越多，则断线的可能性越高。因此，实际上，不得不使捻合的圈数在每1匝中减少为数圈左右。

因此，在第1线与第2线之间存在电气平衡恶化的可能性。若更加具体地说明，则例如存在如下情况：在截面四边形的绕线芯的周面中，在顶面上第1线靠外侧(或者成为下侧)的次数与在与顶面对置的底面上第2线靠外侧(或者成为下侧)的次数不一致，在第1侧面上第1线靠外侧(或者成为下侧)的次数与在与第1侧面对置的第2侧面上第2线靠外侧(或者成为下侧)的次数不一致。

其结果，能够在与第1线相关地形成的杂散电容和与第2线相关地形成的杂散电容之间产生差异。在这样的情况下，分别通过第1线和第2线的信号受到影响的电感和电容相互同等地消失，该情况可能成为使共模扼流线圈的模式变换特性恶化的原因。

发明内容

因此，本发明的目的在于，欲提供在共模扼流线圈中，能够提高模式变换特性的第1线与第2线的捻合方式。

本发明涉及共模扼流线圈，具备：绕线芯，具有沿着中心轴线延伸的形状，并绕着上述中心轴线形成有周面，周面包括相互对置的第1面和第2面、及与上述第1面和上述第2面邻接且相互对置的第3面和第4面；第1线和第2线，绕着周面向相同方向卷绕，相互不电连接，并且具有处于相互捻合起来的状态的捻线部分。

在这样的共模扼流线圈中，为了解决上述的技术课题，在本发明中，特征在于，在包含上述捻线部分的某一个匝中，在上述第1面上第1线比第2线靠外侧的次数与在上述第2面上第2线比第1线靠外侧的次数相同，在上述第3面上第1线比第2线靠外侧的次数与在上述第4面上第2线比第1线靠外侧的次数相同。

在本说明书中，将第1线与第2线的如下位置关系称为“具有对称性”：如上述那样，在相互对置的2个面中，在一个面上第1线比第2线靠外侧的次数与在另一个面上第2线比第1线靠外侧的次数相同。

此外，上述第1面、第2面、第3面和第4面是相对地决定的，与构成绕线芯的周面的顶面、底面和2个侧面的对应关系能够任意地选择。

在本发明中，优选在包含上述捻线部分的多个匝中，在第1面上第1线比第2线靠外侧的次数与在第2面上第2线比第1线靠外侧的次数相同，在第3面上第1线比第2线靠外侧的次数与在第4面上第2线比第1线靠外侧的次数相同。

根据该结构，针对第1线与第2线之间的位置关系，具有对称性的匝数增加，因此能够更加提高第1线与第2线各自电感、电容的等同性。

此外，这里，第1线与第2线具有对称性，是优选实质上通过全部的匝。此外，第1线和第2线不仅仅是“通过全部的匝”，而形成“实质上通过全部的匝”是因为，例如，难以在到线的卷绕始端、卷绕终为止，都使第1线与第2线按规定那样捻合。

在本发明中，优选上述捻线部分的加捻圈数在上述第1面上、第2面上、第3面上、第4面上分别为2以下。根据该结构，能够缩小为了捻合而施加于线的残留应力，因此，能够使线的机械强度、长期可靠性变得优秀。

在本发明中，在典型情况下，绕线芯的与绕线芯的中心轴线正交的截面形状，为四边形。但是，也能够采用以下的变形例。

第1，能够将第1面的与绕线芯的中心轴线正交的截面形状形成向外侧突出的弯曲形状。

第2，能够将第1面的与绕线芯的中心轴线正交的截面形状形成向外侧突出的屈曲形状。

另外，在上述第1变形例和第2变形例的每一个例子中，第2面的沿着与绕线芯的中心轴线正交的面的截面形状可以为直线形状，针对与绕线芯的中心轴线正交的截面形状，第1面与第2面也可以为对称。

根据本发明，能够使分别通过第1线和第2线的信号受到影响的电感和电容相互接近。因此，能够在共模扼流线圈中，实现模式变换特性优秀的电气特性。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的共模扼流线圈1的主视图。

图2是图1所示的共模扼流线圈1的仰视图。

图3是沿着图1的线III-III表示图1所示的共模扼流线圈1所具备的卷绕于绕线芯2的第1线4和第2线5的捻合方式的图。

图4的(A)扩大表示第1线4与第2线5捻合的状态，图4的(B)是表示在图1和图2中采用的第1线4与第2线5的模式化的图示形式的图。

图5在展开了绕线芯2的周面的状态下示意性地表示图1所示的共模扼流线圈1的第1线4和第2线5的捻合方式的图。

图6是表示比较例的共模扼流线圈的第1线4和第2线5的捻合方式的与图5对应的图。

图7是本发明的第2实施方式的共模扼流线圈所具备的绕线芯2a的剖视图。

图8是本发明的第3实施方式的共模扼流线圈所具备的绕线芯2b的剖视图。

图9是本发明的第4实施方式的共模扼流线圈所具备的绕线芯2c的剖视图。

图10是本发明的第5实施方式的共模扼流线圈所具备的绕线芯2d的剖视图。

附图标记的说明

1…共模扼流线圈；2、2a、2b、2c、2d…绕线芯；4…第1线；5…第2线；8…顶面；9…底面；10…第1侧面；11…第2侧面。

具体实施方式

参照图1～图5，对本发明的第1实施方式的共模扼流线圈1进行说明。

共模扼流线圈1具备具有绕线芯2的筒状芯部3。另外，共模扼流线圈1具备绕着绕线芯2配置的第1线4和第2线5。在图1～图3中，为了能够明确地区别第1线4与第2线5，第1线4涂黑，第2线5为空心，来分别进行图示。

筒状芯部3由不导电性材料，更具体而言由氧化铝那样的非磁性体、Ni－Zn系铁氧体那样的磁性体、或者树脂等构成。作为树脂，例如存在含有金属粉、铁氧体粉等磁性粉的树脂、含有二氧化硅粉等非磁性体粉的树脂、不含有粉末等填料的树脂。线4和线5例如由被聚氨酯、酰亚胺改性聚氨酯、聚酰亚胺酯或者聚酰胺酰亚胺那样的电绝缘性树脂覆盖的、例如直径为0.02mm以上且0.080mm以下的铜线构成。

如根据图3明确的那样，绕线芯2具有沿着中心轴线延伸的形状，其与中心轴线正交的截面形状为四边形。更加详细而言，绕线芯2绕着其中心轴线形成有周面，周面包括相互对置的顶面8和底面9、与该顶面8和底面9邻接且相互对置的第1侧面10和第2侧面11。即，第1侧面10、第2侧面11、顶面8、底面9分别构成第1面、第2面、第3面、第4面的一个例子。

筒状芯部3具有与绕线芯2的相互相反的第1端部和第2端部分别连接的第1凸缘部12和第2凸缘部13。在第1凸缘部12设置有第1端子电极14和第3端子电极16，在第2凸缘部13设置有第2端子电极15和第4端子电极17。端子电极14～17沿着凸缘部12和凸缘部13中的朝向与绕线芯2的底面9相同方向的面设置。端子电极14～17例如通过导电性糊的焙干、导电性金属的镀敷、导电性金属片的粘贴等形成。当在端子电极14～17的形成上应用导电性糊的焙干的情况下，例如，使用包含银并将银作为导电成分的导电性糊，焙干导电性糊。另外，根据需要，在焙干导电性糊后，例如依次实施铜、镍和锡各自镀敷。

第1线4的各端部分别与第1端子电极14和第2端子电极15连接，第2线5的各端部分别与第3端子电极16和第4端子电极17连接。这些连接例如，应用热压接、激光焊接。

共模扼流线圈1也可以进一步具备板状芯部18。与筒状芯部3相同，板状芯部18例如由氧化铝那样的非磁性体、Ni－Zn系铁氧体那样的磁性体、或者树脂等构成。在板状芯部18的情况下，作为上述树脂，例如也存在含有金属粉、铁氧体粉等磁性粉的树脂、含有二氧化硅粉等非磁性体粉的树脂、不含有粉末等填料的树脂。在筒状芯部3和板状芯部18由磁性体构成时，板状芯部18设置为使第1凸缘部12和第2凸缘部13之间连结，由此筒状芯部3与板状芯部18协作，构成闭合磁路。

第1线4和第2线5中，除了连接于上述的端子电极14～17的端部和其附近之外，其大部分成为相互捻合的捻线部分。通常，边将第1线4和第2线5卷绕于绕线芯2上，边将第1线4和第2线5捻合。包含捻线部分的第1线4和第2线5绕着绕线芯2相互具有实质上相同的匝数地向相同方向呈螺旋状卷绕。如上所述，第1线4和第2线5被绝缘覆盖，由此相互不电连接。

此外，也可以是，在第1线4和第2线5上，除了连接于上述的端子电极14～17的端部和其附近之外，还存在其他没有相互捻合的部分。

图4用于对在图1和图2中采用的由2根线4和线5构成的捻线部分19的示意性的图示形式进行说明，在图4的(A)中，将处于第1线4和第2线5捻合起来的状态的捻线部分19放大，并利用主视图来表示，在图4的(B)中，图4的(A)所示的第1线4和第2线5以有棱角的形态示意性地示出。在图4的(A)和(B)中，为了能够明确地区别第1线4与第2线5，而对第1线4打阴影，第2线5利用空心来图示。

此外，在图4的(A)和(B)中，图示了形成Z捻的捻线部分19，但捻线部分可以形成加捻方向相反的S捻，或者Z捻与S捻也可以混合存在。另外，作图4的(A)和(B)中，第1线4与第2线5紧贴地捻合，但也可以在第1线4和第2线5的局部具有间隙地捻合。

在图4的(A)和(B)中，意图在纸面的对面侧存在绕线芯2的周面。如图4所示，在从与绕线芯2的周面相对的方向观察的第1线4和第2线5的捻线部分，在长度L的范围内，对第1线4和第2线5赋予360度的加捻。即，第1线4和第2线5的加捻圈数在长度L的范围内为1。另外，在长度L的范围内，空心显示的第2线5位于打阴影显示的第1线4之上。

在利用截面表示了绕线芯2的图3中，也与图4的(B)的情况相同，以有棱角的形态示意性地表示第1线4和第2线5。此外，如根据图3明确的那样，在形成于绕线芯2的第1侧面10、顶面8、第2侧面11和底面9各自之间的4个棱线上，第1线4与第2线5成为横向并排状态。该情况使第1线4和第2线5的在绕线芯2上的卷绕状态变得稳定，因此，有助于共模扼流线圈1的电气特性的稳定化。

另外，在图5中，在将绕线芯2的周面按第1侧面10、顶面8、第2侧面11、底面9的顺序展开的状态下示意性地示出了第1线4和第2线5的捻合方式。在图5中，第1线4由粗线表示，第2线5由双线表示。另外，第1线4和第2线5中，在相互的交叉部分，位于上侧的线由实线表示，位于下侧的线由虚线表示。

参照图5，在第1侧面10上，对第1线4和第2线5赋予360度的加捻，加捻圈数是作为0.5的倍数的1。另外，第1线4比第2线5靠外侧的次数为1次，第2线5比第1线4靠外侧的次数为1次。

接下来，在顶面8上，对第1线4和第2线5赋予540度的加捻，加捻圈数是作为0.5的倍数的1.5。另外，第1线4比第2线5靠外侧的次数为2次，第2线5比第1线4靠外侧的次数为1次。

接下来，在第2侧面11上，对第1线4和第2线5赋予360度的加捻，加捻圈数是作为0.5的倍数的1。另外，第1线4比第2线5靠外侧的次数为1次，第2线5比第1线4靠外侧的次数为1次。

接下来，在底面9上，对第1线4和第2线5赋予540度的加捻，加捻圈数是作为0.5的倍数的1.5。另外，第1线4比第2线5靠外侧的次数为1次，第2线5比第1线4靠外侧的次数为2次。

据此，能够发现以下的特征。

若言及相互对置的第1侧面10与第2侧面11，则在第1侧面10上第1线4比第2线5靠外侧的次数与在第2侧面11上第2线5比第1线4靠外侧的次数相同，为1次。

若改变观点，则也能够称为在第2侧面11上第1线4比第2线5靠外侧的次数与在第1侧面10上第2线5比第1线4靠外侧的次数相同，为1次。

另一方面，若言及相互对置的顶面8与底面9，则在顶面8上第1线4比第2线5靠外侧的次数与在底面9上第2线5比第1线4靠外侧的次数相同，为2次。

若改变观点，则也能够称为在底面9上第1线4比第2线5靠外侧的次数与在顶面8上第2线5比第1线4靠外侧的次数相同，为1次。

另外，若在顶面8和底面9这2个面考虑，则第1线4比第2线5靠外侧的次数与第2线5比第1线4靠外侧的次数均合计为3次。相同地，若在第1侧面10和第2侧面11这2个面考虑，则第1线4比第2线5靠外侧的次数与第2线5比第1线4靠外侧的次数均合计为2次。

此外，在边实现这样的捻合方式，边将线4和线5绕着绕线芯2的周面卷绕时，优选，使用能够针对第1侧面10、顶面8、第2侧面11和底面9这些面的每个面，改变单位长度的加捻圈数的卷线装置。更加具体而言，该卷线装置能够针对第1侧面10、顶面8、第2侧面11和底面9这些面的每个面，改变加捻速度、改变卷绕速度。

如上述那样，若在相互对置的2个面中，在一个面上的第1线4与第2线5间的位置关系和在另一个面上的第1线4与第2线5间的位置关系具有对称性，则能够使分别通过第1线4和第2线5的信号受到影响的电感和电容相互形成同等。因此，在共模扼流线圈1中，能够实现模式变换特性优秀的电气特性。

此外，在包含第1线4和第2线5相互捻合起来的捻线部分的某一个匝中，如上所述，若第1线4与第2线5具有对称性，则是本发明的范围内的实施方式。但是，捻合起来的第1线4与第2线5具有对称性的匝数越是增加，则越能够更加提高第1线4与第2线5各自的电感、电容的等同性。因此，更加优选在包含捻线部分的多个匝中，如上所述，第1线4与第2线5具有对称性，进一步优选在包含捻线部分的实际所有的匝中，如上所述，第1线4与第2线5具有对称性。

图6是与图5对应的图，示出了比较例的共模扼流线圈中的第1线4和第2线5的捻合方式。在图6中，对相当于图5所示的元件的元件标注相同的参照附图标记，省略重复的说明。在该比较例中，捻合起来的第1线4与第2线5不具有对称性。

即，若言及相互对置的第1侧面10和第2侧面11，则在第1侧面10上第1线4比第2线5靠外侧的次数为1次，但在第2侧面11上第2线5比第1线4靠外侧的次数为0次。

另一方面，若言及相互对置的顶面8和底面9，则在顶面8上第1线4比第2线5靠外侧的次数为1次，但在底面9上第2线5比第1线4靠外侧的次数为2次。

另外，若在顶面8和底面9这2个面考虑，则第1线4比第2线5靠外侧的次数为2次，但第2线5比第1线4靠外侧的次数为4次。另一方面，若在第1侧面10和第2侧面11这2个面考虑，则第1线4比第2线5靠外侧的次数为2次，但第2线5比第1线4靠外侧的次数为0次。

这样，针对第1线4和第2线5，若在相互对置的面之间，两种线中一者为另一者靠外侧的次数不同，则在第1线4和第2线5各自产生的杂散电容上产生差异。其结果，分别通过第1线4和第2线5的信号受到影响的电感和电容不同等，因此，在共模扼流线圈中，模式变换特性恶化。

在以上说明的第1实施方式中，绕线芯2的与绕线芯2的中心轴线正交的截面形状是各边呈直线状延伸的四边形。但是，也能够采用以下的图7～图10所示的变形例。在图7～图10中，对相当于图3所示的元件的元件标注相同的参照附图标记，省略重复的说明。

在图7所示的绕线芯2a中，顶面8的与绕线芯2a的中心轴线正交的截面形状形成向外侧突出的弯曲形状。绕线芯2a的顶面8与直线形状的底面9不平行，但与底面9对置。

在图8所示的绕线芯2b中，与绕线芯2b的中心轴线正交的顶面8的截面形状形成向外侧突出的屈曲形状。因此，绕线芯2b的截面形状呈五边形。绕线芯2b的顶面8屈曲，从而不与直线形状的底面9平行，但与底面9对置。

在图9所示的绕线芯2c中，不光顶面8的与绕线芯2c的中心轴线正交的截面形状形成向外侧突出的弯曲形状，底面9的与绕线芯2c的中心轴线正交的截面形状也形成向外侧突出的弯曲形状。因此，在以与中心轴线正交的截面形状观察时，顶面8与底面9对称。另外，绕线芯2c的顶面8与底面9不平行，但与底面9对置。

此外，也能够是，作为图9所示的绕线芯2c的变形例，使顶面8的弯曲程度与底面9的弯曲程度不同。

在图10所示的绕线芯2d中，不光顶面8的与绕线芯2d的中心轴线正交的截面形状形成向外侧突出的屈曲形状，底面9的与绕线芯2d的中心轴线正交的截面形状也形成向外侧突出的屈曲形状。因此，绕线芯2d的截面形状呈六边形。因此，在以与中心轴线正交的截面形状观察时，顶面8与底面9对称。另外，绕线芯2d的顶面8与底面9不平行，但与底面9对置。

此外，也能够是，作为图10所示的绕线芯2d的变形例，使顶面8的弯曲程度与底面9的弯曲程度不同。

在图7～图10中，绕线芯2a～2d以对各边交叉的角的部分没有实施圆弧倒角的状态下图示，但也可以是，与图3所示的绕线芯2的情况相同，对各边交叉的角的部分实施圆弧倒角。

如上述的图7～图10所示的实施方式那样，若在绕线芯2a～2d的周面赋予弯曲形状、屈曲形状，则在周面的棱线的位置所呈现的截面形状为角的部分，角的锐利程度降低。该情况导致施加于线的应力减少，从而抑制线的龟裂等损伤的产生，有助于共模扼流线圈的可靠性的提高。

另外，如图7和图8所示的实施方式那样，若顶面8与底面9形成不对称，则能够提高针对从底面9传递的应力产生的挠曲的抗性。

此外，在参照图7～图10说明的实施方式中，在顶面8中，或者在顶面8和底面9中，赋予向外侧突出的弯曲形状或者向外侧突出的屈曲形状，但也可以是，在此基础上，在侧面10和侧面11中，赋予向外侧突出的弯曲形状或者向外侧突出的屈曲形状。

以上，与图示的实施方式相关地说明了本发明，但在本发明的范围内，能够进行其他各种变形例。

例如，在图1～图3中，虽将第1线4和第2线5的捻线部分在绕线芯2上形成1层卷绕，但也可以形成2层以上卷绕。在形成2层以上卷绕的情况下，在各层中，优选捻合起来的第1线4与第2线5具有对称性。

但是，在形成2层以上被卷绕的情况下，即便在各层的任一层中，只要捻合起来的第1线4与第2线5具有对称性即可。例如，当在最外侧的层具有对称性的情况下，能够使安装基板、邻接的部件等从共模扼流线圈1从周围受到的影响在第1线4与第2线5中同等。另一方面，当在内侧的层具有对称性的情况下，能够使与之邻接的相对靠内层或者相对靠外层的第1线4和第2线5产生的影响在第1线4与第2线5中同等。

另外，上述的各实施方式为例示，不言而喻，能够在不同的实施方式之间，进行结构的局部的置换或者组合。

Claims (6)

1.一种共模扼流线圈，具备：

绕线芯，具有沿着中心轴线延伸的形状，并绕着所述中心轴线形成有周面，该周面包括相互对置的第1面和第2面、及与所述第1面和所述第2面邻接且相互对置的第3面和第4面；

第1线和第2线，绕着所述周面向相同方向卷绕，相互不电连接，并且具有处于相互捻合起来的状态的捻线部分，

在包含所述捻线部分的某一个匝中，在所述第1面上所述第1线比所述第2线靠外侧的次数与在所述第2面上所述第2线比所述第1线靠外侧的次数相同，在所述第3面上所述第1线比所述第2线靠外侧的次数与在所述第4面上所述第2线比所述第1线靠外侧的次数相同，

在所述绕线芯的所述第1面、所述第2面、所述第3面以及所述第4面中相邻各面间的棱线上，所述第1线和所述第2线成为横向并排状态，

所述第1线和所述第2线紧贴地捻合，

所述第1面的与所述中心轴线正交的截面形状呈向外侧突出的弯曲形状或屈曲形状。

2.根据权利要求1所述的共模扼流线圈，其中，

在包含所述捻线部分的多个匝中，在所述第1面上所述第1线比所述第2线靠外侧的次数与在所述第2面上所述第2线比所述第1线靠外侧的次数相同，在所述第3面上所述第1线比所述第2线靠外侧的次数与在所述第4面上所述第2线比所述第1线靠外侧的次数相同。

3.根据权利要求1所述的共模扼流线圈，其中，

所述捻线部分的加捻圈数在所述第1面上、所述第2面上、所述第3面上、所述第4面上分别为2以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的共模扼流线圈，其中，

所述绕线芯的与所述中心轴线正交的截面形状呈四边形。

5.根据权利要求1所述的共模扼流线圈，其中，

所述第2面的与所述中心轴线正交的截面形状呈直线形状。

6.根据权利要求1所述的共模扼流线圈，其中，

对于与所述中心轴线正交的截面形状，所述第1面与所述第2面对称。

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