DE102019201203A1

DE102019201203A1 - Gleichtakt-drosselspule

Info

Publication number: DE102019201203A1
Application number: DE102019201203.5A
Authority: DE
Inventors: Ryota HASHIMOTO; Takashi Sukegawa
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2018-03-03
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2019-09-05
Also published as: JP6743838B2; CN110223818B; CN115172005A; US11749446B2; CN110223818A; JP2019153703A; US20190272940A1

Abstract

Eine Gleichtakt-Drosselspule ist derart konfiguriert, dass bei einer Windung eines verseilten Abschnitts eine Anzahl von Malen, die ein erster Draht auf einer ersten Seitenoberfläche eines Kerns außerhalb eines zweiten Drahts angeordnet ist, gleich einer Anzahl von Malen ist, die der zweiten Draht auf einer zweiten Seitenoberfläche, die der ersten Seitenoberfläche gegenüberliegt, außerhalb des ersten Drahts angeordnet ist, und eine Anzahl von Malen, die der erste Draht auf einer oberen Oberfläche des Kerns außerhalb des zweiten Drahts angeordnet ist, ist gleich einer Anzahl von Malen ist, die der zweite Draht auf einer unteren Oberfläche, die der oberen Oberfläche gegenüberliegt, außerhalb des ersten Drahts angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Gleichtakt-Drosselspulen und insbesondere auf eine Gleichtakt-Drosselspule, die eine Struktur aufweist, bei der zwei Drähte miteinander verdrillt und um einen Kern gewickelt sind.
Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 2014-216525 (Patentschrift 1) beschreibt beispielsweise eine Gleichtakt-Drosselspule, die für die vorliegende Offenbarung von Interesse ist. Die in der Patentschrift 1 beschriebene Gleichtakt-Drosselspule weist eine Struktur auf, bei der ein erster Draht und ein zweiter Draht miteinander verdrillt sind, um einen verseilten Abschnitt zu bilden, der um einen Kern herum gewickelt ist. Gemäß der Patentschrift 1 kann durch ein Miteinanderverdrillen des ersten und des zweiten Drahts, um den Verseilungsabschnitt zu bilden, die Streukapazität zwischen dem ersten und dem zweiten Draht verringert werden, und eine Verringerung des Kopplungskoeffizienten zwischen der Spule, die aus dem ersten Draht gebildet ist, und der Spule, die aus dem zweiten Draht gebildet ist, kann unterbunden werden.
Gemäß der Patentschrift 1 beträgt die Anzahl von Malen, die der erste und der zweite Draht verdrillt sind, zwei oder mehr (siehe beispielsweise Anspruch 3). Jedoch beschreibt die Patentschrift 1 nicht ausführlich, wie der erste und der zweite Draht miteinander verdrillt werden.
Ein gewöhnliches paarverdrilltes Kabel umfasst Drähte, die eine ausreichende Festigkeit aufweisen. Anders als die in einem paarverdrillten Kabel enthaltenen Drähte brechen Drähte, die in einer kleinen Spulenkomponente enthalten sind, mit zunehmender Anzahl von Verdrillungen leichter. Deshalb darf die Anzahl von Verdrillungen in der Praxis nur einige Verdrillungen pro Windung betragen.
Demgemäß besteht ein Risiko, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Draht kein geeignetes elektrisches Gleichgewicht erzielt werden kann. Im Einzelnen kann, wenn man davon ausgeht, dass der Kern einen viereckigen Querschnitt aufweist und periphere Oberflächen aufweist, die eine obere und eine untere Oberfläche und eine erste und eine zweite Seitenoberfläche umfassen, sich die Anzahl von Malen, die der erste Draht auf der oberen Oberfläche nach außen gewandt ist (oder unter dem zweiten Draht angeordnet ist), von der Anzahl von Malen unterscheiden kann, die der zweite Draht auf der unteren Oberfläche, die der oberen Oberfläche gegenüberliegt, nach außen gewandt ist (oder unter dem ersten Draht angeordnet ist), und die Anzahl von Malen, die der erste Draht auf der ersten Seitenoberfläche nach außen gewandt ist (oder unter dem zweiten Draht angeordnet ist) kann sich von der Anzahl von Malen unterscheiden, die der zweite Draht auf der zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, nach außen gewandt ist (oder unter dem ersten Draht angeordnet ist).
Folglich können sich die Streukapazität, die bezüglich des ersten Drahts erzeugt wird, und die Streukapazität, die bezüglich des zweiten Drahts erzeugt wird, voneinander unterscheiden. In einem solchen Fall werden Signale, die durch den ersten und den zweiten Draht übertragen werden, durch nichtäquivalente Induktivitäten und Kapazitäten beeinflusst. Dies kann zu einer Verschlechterung der Modenwandlungscharakteristika der Gleichtakt-Drosselspule führen.
Demgemäß besteht eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, eine Gleichtakt-Drosselspule bereitzustellen, bei der ein erster und ein zweiter Draht derart miteinander verdrillt sind, dass die Modenwandlungscharakteristika verbessert werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Gleichtakt-Drosselspule gemäß Anspruch 1 gelöst.
Eine Gleichtakt-Drosselspule gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Kern, der eine sich entlang einer Mittelachse erstreckende Gestalt aufweist und periphere Oberflächen um die Mittelachse herum umfasst, wobei die peripheren Oberflächen eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, die einander gegenüberliegen, und eine dritte Oberfläche und eine vierte Oberfläche, die zu der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche benachbart sind und einander gegenüberliegen; und einen ersten Draht und einen zweiten Draht, die in derselben Richtung um die peripheren Oberflächen herum gewickelt sind, die nicht elektrisch miteinander verbunden sind und die miteinander zu einem verseilten Abschnitt verdrillt sind.
Bei einer Windung des verseilten Abschnitts der Gleichtakt-Drosselspule ist eine Anzahl von Malen, die der erste Draht auf der ersten Oberfläche außerhalb des zweiten Drahts angeordnet ist, gleich einer Anzahl von Malen, die der zweite Draht auf der zweiten Oberfläche außerhalb des ersten Drahts angeordnet ist, und eine Anzahl von Malen, die der erste Draht auf der dritten Oberfläche außerhalb des zweiten Drahts angeordnet ist, ist gleich einer Anzahl von Malen, die der zweite Draht auf der vierten Oberfläche außerhalb des ersten Drahts angeordnet ist.
Bei dieser Spezifikation wird die Positionsbeziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Draht als „symmetrisch“ bezeichnet, wenn die Anzahl von Malen, die der erste Draht auf einer von zwei gegenüberliegenden Oberflächen außerhalb des zweiten Drahts angeordnet ist, gleich der Anzahl von Malen ist, die der zweite Draht auf der anderen der zwei gegenüberliegenden Oberflächen außerhalb des ersten Drahts angeordnet ist, wie oben beschrieben wurde.
Die erste, die zweite, die dritte und die vierte Oberfläche sind relativ zueinander definiert und können einer beliebigen einer oberen und einer unteren Oberfläche und zweier Seitenoberflächen, die in den peripheren Oberflächen des Kerns enthalten sind, entsprechen.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist bei einer Mehrzahl von Windungen des verseilten Abschnitts eine Anzahl von Malen, die der erste Draht auf der ersten Oberfläche außerhalb des zweiten Drahts angeordnet ist, gleich einer Anzahl von Malen, die der zweite Draht auf der zweiten Oberfläche außerhalb des ersten Drahts angeordnet ist, und eine Anzahl von Malen, die der erste Draht auf der dritten Oberfläche außerhalb des zweiten Drahts angeordnet ist, ist gleich einer Anzahl von Malen, die der zweite Draht auf der vierten Oberfläche außerhalb des ersten Drahts angeordnet ist.
Gemäß dieser Struktur nimmt die Anzahl von Windungen, für die die Positionsbeziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Draht symmetrisch ist, zu. Deshalb sind die Induktivitäten und Kapazitäten des ersten und des zweiten Drahts äquivalenter.
Der erste und der zweite Draht sind vorzugsweise bei im Wesentlichen allen Windungen symmetrisch. Der Grund dafür, warum der erste und der zweite Draht als bei „im Wesentlichen allen Windungen“ statt „allen Windungen“ vorzugsweise symmetrisch beschrieben werden, liegt darin, dass es schwierig ist, den ersten und den zweiten Draht gemäß der Spezifikation ab dem Wicklungsanfangspunkt bis zu dem Wicklungsendpunkt zu verdrillen.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beträgt eine Anzahl von Verdrillungen des verseilten Abschnitts auf sowohl der ersten, der zweiten, der dritten als auch der vierten Oberfläche vorzugsweise zwei oder weniger. Bei dieser Struktur können die Drähte mit geringer Restspannung verdrillt werden, und deshalb können die mechanische Festigkeit und die langfristige Zuverlässigkeit der Drähte erhöht werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung weist der Kern üblicherweise im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse ist, eine im Wesentlichen viereckige Gestalt auf. Jedoch sind auch die folgenden Modifikationen möglich.
Als erste Modifikation kann die erste Oberfläche im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse des Kerns ist, nach außen gekrümmt sein.
Als zweite Modifikation kann die erste Oberfläche im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse des Kerns ist, nach außen gebogen sein.
Bei beiden oben beschriebenen ersten und zweiten Modifikation kann die zweite Oberfläche im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse ist, gerade sein oder kann im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse ist, symmetrisch sein.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung sind der erste und der zweite Draht so angeordnet, dass die durch dieselben hindurch übertragenen Signale durch Induktivitäten und Kapazitäten, die nahe beieinander liegen, beeinflusst werden. Demgemäß kann eine Gleichtakt-Drosselspule bereitgestellt werden, die elektrische Eigenschaften mit guten Modenwandlungscharakteristika aufweist.
Andere Merkmale, Elemente, Charakteristika und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich weiter aus der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Vorderansicht einer Gleichtakt-Drosselspule gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
2 eine Unteransicht der in 1 veranschaulichten Gleichtakt-Drosselspule;
3 die Art und Weise, auf die der erste und der zweite Draht, die um einen Kern der in 1 veranschaulichten Gleichtakt-Drosselspule herum gewickelt sind, auf einer Ebene, die entlang der Linie III-III in 1 genommen ist, verdrillt sind;
4A eine vergrößerte Ansicht, die veranschaulicht, wie der erste und der zweite Draht miteinander verdrillt sind, und 4B ein schematisches Diagramm des ersten und des zweiten Drahts, die auf dieselbe Weise wie in 1 und 2 veranschaulicht sind;
5 ein schematisches Diagramm, das veranschaulicht, wie der erste und der zweite Draht der in 1 veranschaulichten Gleichtakt-Drosselspule auf den peripheren Oberflächen des Kerns in einem entwickelten Zustand miteinander verdrillt sind;
6 ein Diagramm, das 5 entspricht und das veranschaulicht, wie der erste und der zweite Draht einer Gleichtakt-Drosselspule gemäß einem Vergleichsbeispiel miteinander verdrillt sind;
7 eine Schnittansicht eines Kerns, der in einer Gleichtakt-Drosselspule gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung enthalten ist;
8 eine Schnittansicht eines Kerns, der in einer Gleichtakt-Drosselspule gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung enthalten ist;
9 eine Schnittansicht eines Kerns, der in einer Gleichtakt-Drosselspule gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung enthalten ist;
10 eine Schnittansicht eines Kerns, der in einer Gleichtakt-Drosselspule gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung enthalten ist.

Eine Gleichtakt-Drosselspule 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben.
Die Gleichtakt-Drosselspule 1 umfasst ein trommelförmiges Kernbauglied 3 mit einem Kern 2. Die Gleichtakt-Drosselspule 1 umfasst ferner einen ersten Draht 4 und einen zweiten Draht 5, die um den Kern 2 herum angeordnet sind. In 1 bis 3 ist der erste Draht 4 in schwarz gezeigt, und der zweite Draht 5 ist in weiß gezeigt, damit der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 deutlich unterscheidbar sind.
Das trommelförmige Kernbauglied 3 ist aus einem nicht-leitfähigen Material hergestellt, im Einzelnen aus einem nicht-magnetischen Material wie beispielsweise Aluminiumoxid, einem magnetischen Material wie beispielsweise einem Ni-Zn-basierten Ferrit oder einem Harz. Das Harz kann beispielsweise ein Harz sein, das Magnetpulver enthält, beispielsweise Metallpulver oder Ferritpulver, ein Harz, das ein nicht-magnetisches Material wie beispielsweise Siliziumdioxidpulver enthält, oder ein Harz, das keinen Füllstoff wie beispielsweise Puder enthält. Die Drähte 4 und 5 sind beispielsweise Kupferdrähte mit einem Durchmesser im Bereich von 0,02 mm bis 0,080 mm, die mit einem elektrisch isolierenden Harz wie beispielsweise Polyurethan, mit Imid modifizierten Polyurethan, Polyesterimid oder Polyamid-Imid bedeckt sind.
Wie in 3 veranschaulicht ist, ist der Kern 2 so gestaltet, dass er sich entlang einer Mittelachse erstreckt, und weist in einem zu der Mittelachse senkrechten Querschnitt eine viereckige Gestalt auf. Im Einzelnen umfassen die peripheren Oberflächen des Kerns 2 um die Mittelachse herum eine obere Oberfläche 8 und eine untere Oberfläche 9, die einander gegenüberliegen, und eine erste Seitenoberfläche 10 und eine zweite Seitenoberfläche 11, die zu der oberen Oberfläche 8 und der unteren Oberfläche 9 benachbart sind und einander gegenüberliegen. Die erste Seitenoberfläche 10, die zweite Seitenoberfläche 11, die obere Oberfläche 8 und die untere Oberfläche 9 sind Beispiele einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche, einer dritten Oberfläche bzw. einer vierten Oberfläche.
Das trommelförmige Kernbauglied 3 umfasst einen ersten und einen zweiten Flanschabschnitt 12 und 13, die mit einem ersten bzw. zweiten Endabschnitt des Kerns 2 an gegenüberliegenden Enden des Kerns 2 verbunden sind. Eine erste und eine dritte Anschlusselektrode 14 und 16 sind auf dem ersten Flanschabschnitt 12 vorgesehen, und eine zweite und eine vierte Anschlusselektrode 15 und 17 sind auf dem zweiten Flanschabschnitt 13 vorgesehen. Die Anschlusselektroden 14 bis 17 sind auf den Oberflächen der Flanschabschnitte 12 und 13 vorgesehen, die in dieselbe Richtung gewandt sind wie die untere Oberfläche 9 des Kerns 2. Die Anschlusselektroden 14 bis 17 werden beispielsweise durch Backen einer leitfähigen Paste, durch Plattieren eines leitfähigen Metalls oder durch Befestigen leitfähiger Metallstücke gebildet. In dem Fall, in dem die Anschlusselektroden 14 bis 17 mittels Backens einer leitfähigen Paste gebildet werden, kann als leitfähige Paste, die gebacken werden soll, eine leitfähige Paste verwendet werden, die beispielsweise Silber als leitfähige Komponente enthält. Außerdem wird die gebackene leitfähige Paste nacheinander entsprechend mit Kupfer, Nickel und Zinn plattiert.
Endabschnitte des ersten Drahts 4 werden beispielsweise mittels Thermokompressionsbondens oder Laserschweißens mit der ersten und der zweiten Anschlusselektrode 14 und 15 verbunden. Endabschnitte des zweiten Drahts 5 werden beispielsweise mittels Thermokompressionsbondens oder Laserschweißens mit der dritten und der vierten Anschlusselektrode 16 und 17 verbunden.
Die Gleichtakt-Drosselspule 1 kann ferner ein plattenförmiges Kernbauglied 18 umfassen. Ähnlich dem trommelförmigen Kernbauglied 3 kann das plattenförmige Kernbauglied 18 ebenfalls beispielsweise aus einem nichtmagnetischen Material wie z. B. Aluminiumoxid, einem magnetischen Material wie z. B. Ferrit auf Ni-Zn-Basis oder einem Harz hergestellt sein. Auch für das plattenförmige Kernbauglied 18 kann das Harz beispielsweise ein Harz, das Magnetpulver bzw. Metallpulver oder Ferritpulver enthält, ein Harz, das nichtmagnetisches Material wie beispielsweise Siliziumdioxidpulver enthält, oder ein Harz, das kein Füllmittel wie beispielsweise Pulver enthält, sein. In dem Fall, in dem das trommelförmige Kernbauglied 3 und das plattenförmige Kernbauglied 18 aus einem magnetischen Material hergestellt sind, kann das plattenförmige Kernbauglied 18 dahin gehend angeordnet sein, den ersten und den zweiten Flanschabschnitt 12 und 13 so zu verbinden, dass das trommelförmige Kernbauglied 3 und das plattenförmige Kernbauglied 18 eine geschlossene magnetische Schaltung bilden.
Die meisten Teile des ersten Drahts 4 und des zweiten Drahts 5, ausgenommen die Endabschnitte, die mit den oben beschriebenen Anschlusselektroden 14 bis 17 verbunden sind, und Abschnitte, die sich in der Nähe der Endabschnitte befinden, sind miteinander verdrillt, um einen verseilten Abschnitt zu bilden. Normalerweise werden der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 miteinander verdrillt, während sie um den Kern 2 herum gewickelt werden. Der erste Draht 4 und der zweite Draht 5, die den verseilten Abschnitt bilden, sind im Wesentlichen dieselbe Anzahl von Windungen in derselben Richtung spiralförmig um den Kern 2 herum gewickelt. Wie oben beschrieben ist, sind der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 mit einem isolierenden Material bedeckt und sind deshalb nicht elektrisch miteinander verbunden.
Der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 können Abschnitte umfassen, die in Regionen, die außerhalb der mit den Anschlusselektroden 14 bis 17 verbundenen Endabschnitte und von Abschnitten liegen, die sich in der Nähe der Endabschnitte befinden, nicht miteinander verdrillt sind.
4A und 4B veranschaulichen schematisch einen verseilten Abschnitt 19, der aus den zwei in 1 und 2 veranschaulichten Drähten 4 und 5 gebildet ist. 4A ist eine vergrößerte Vorderansicht des verseilten Abschnitts 19, der erhalten wird, indem der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 miteinander verdrillt werden. 4B ist ein schematisches Diagramm des ersten Drahts 4 und des zweiten Drahts 5, die in 4A veranschaulicht und mit geraden Linien gezeichnet sind. In 4A und 4B ist der erste Draht 4 schraffiert, und der zweite Draht 5 ist in weiß gezeigt, damit der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 deutlich unterscheidbar sind.
Obwohl der in 4A und 4B veranschaulichte verseilte Abschnitt 19 eine Z-Drehung aufweist, kann der verseilte Abschnitt 19 stattdessen in der entgegengesetzten Richtung verdrillt sein und eine S-Drehung aufweisen. Alternativ dazu kann der verseilte Abschnitt 19 eine Mischung aus Z-Drehung und S-Drehung aufweisen. Obwohl der erste Draht 4 und der zweite Draht 5, die miteinander verdrillt sind, in den 4A und 4B miteinander in Kontakt stehen, können der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 außerdem stattdessen teilweise Zwischenräume zwischen denselben aufweisen.
Unter Bezugnahme auf 4A und 4B wird angenommen, dass sich eine periphere Oberfläche des Kerns 2 hinter dem ersten Draht 4 und dem zweiten Draht 5 befindet. Wie in 4A und 4B veranschaulicht ist, sind der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 bei einer Betrachtung in Richtung der peripheren Oberfläche des Kerns 2 in einem Bereich einer Länge L des verseilten Abschnitts des ersten Drahts 4 und des zweiten Drahts 5 um 360 Grad verdrillt. Somit beträgt die Anzahl von Verdrillungen des ersten Drahts 4 und des zweiten Drahts 5 im Bereich der Länge L 1. Im Bereich der Länge L befindet sich der in weiß gezeigte zweite Draht 5 oberhalb des ersten Drahts 4, der schraffiert ist.
Ähnlich der 4B sind in 3, die den Kern 2 im Querschnitt zeigt, der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 mit geraden Linien schematisch gezeichnet. Wie aus 3 hervorgeht, sind der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 auf vier Stegen zwischen der ersten Seitenoberfläche 10, der oberen Oberfläche 8, der zweiten Seitenoberfläche 11 und der unteren Oberfläche 9 des Kerns 2 nebeneinander angeordnet. Demgemäß können der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 auf stabile Weise um den Kern 2 herum gewickelt sein, so dass die Gleichtakt-Drosselspule 1 stabile elektrische Charakteristika aufweist.
5 ist ein schematisches Diagramm, das veranschaulicht, wie der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 auf den peripheren Oberflächen des Kerns 2 in der Reihenfolge der ersten Seitenoberfläche 10, der oberen Oberfläche 8, der zweiten Seitenoberfläche 11 und der unteren Oberfläche 9 in einem entwickelten Zustand miteinander verdrillt sind. In 5 stellen die fettgedruckten Linien den ersten Draht 4 dar, und die Doppellinien stellen den zweiten Draht 5 dar. Bei jedem Schnittpunkt zwischen dem ersten Draht 4 und dem zweiten Draht 5 ist derjenige der Drähte, der über dem anderen liegt, mit durchgezogenen Linien eingezeichnet, und derjenige der Drähte, der unter dem anderen liegt, ist mit gestrichelten Linien eingezeichnet.
Unter Bezugnahme auf 5 sind auf der ersten Seitenoberfläche 10 der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 um 360 Grad verdrillt, und die Anzahl der Verdrillung beträgt 1, was ein Vielfaches von 0,5 ist. Die Anzahl von Malen, die der erste Draht 4 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, beträgt eins, und die Anzahl von Malen, die der zweite Draht 5 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist, beträgt eins.
Auf der oberen Oberfläche 8 sind der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 um 540 Grad verdrillt, und die Anzahl der Verdrillung beträgt 1,5, was ein Vielfaches von 0,5 ist. Die Anzahl von Malen, die der erste Draht 4 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, beträgt zwei, und die Anzahl von Malen, die der zweite Draht 5 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist, beträgt eins.
Auf der zweiten Seitenoberfläche 11 sind der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 um 360 Grad verdrillt, und die Anzahl der Verdrillung beträgt 1, was ein Vielfaches von 0,5 ist. Die Anzahl von Malen, die der erste Draht 4 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, beträgt eins, und die Anzahl von Malen, die der zweite Draht 5 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist, beträgt eins.
Auf der unteren Oberfläche 9 sind der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 um 540 Grad verdrillt, und die Anzahl der Verdrillung beträgt 1,5, was ein Vielfaches von 0,5 ist. Die Anzahl von Malen, die der erste Draht 4 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, beträgt eins, und die Anzahl von Malen, die der zweite Draht 5 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist, beträgt zwei.
Die oben beschriebene Anordnung weist folgende Merkmale auf.
Bezüglich der ersten Seitenoberfläche 10 und der zweiten Seitenoberfläche 11, die einander gegenüberliegen, beträgt die Anzahl von Malen, die der erste Draht 4 auf der ersten Seitenoberfläche 10 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, eins und ist gleich der Anzahl von Malen, die der zweite Draht 5 auf der zweiten Seitenoberfläche 11 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist.
Von einem anderen Standpunkt aus betrachtet beträgt die Anzahl von Malen, die der erste Draht 4 auf der zweiten Seitenoberfläche 11 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, eins und ist gleich der Anzahl von Malen, die der zweite Draht 5 auf der ersten Seitenoberfläche 10 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist.
Auch beträgt bezüglich der oberen Oberfläche 8 und der unteren Oberfläche 9, die einander gegenüberliegen, die Anzahl von Malen, die der erste Draht 4 auf der oberen Oberfläche 8 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, zwei und ist gleich der Anzahl von Malen, die der zweite Draht 5 auf der unteren Oberfläche 9 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist.
Von einem anderen Standpunkt aus betrachtet beträgt die Anzahl von Malen, die der erste Draht 4 auf der unteren Oberfläche 9 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, eins und ist gleich der Anzahl von Malen, die der zweite Draht 5 auf der oberen Oberfläche 8 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist.
Auf der oberen Oberfläche 8 und der unteren Oberfläche 9 betragen die Gesamtanzahl von Malen, die der erste Draht 4 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, und die Gesamtanzahl von Malen, die der zweite Draht 5 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist, in beiden Fällen drei. Desgleichen beträgt auf der ersten und der zweiten Seitenoberfläche 10 und 11 die Gesamtanzahl von Malen, die der erste Draht 4 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, und die Gesamtanzahl von Malen, die der zweite Draht 5 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist, in beiden Fällen zwei.
Die Drähte 4 und 5 werden vorzugsweise um die peripheren Oberflächen des Kerns 2 herum gewickelt, während die Drähte 4 und 5 auf die oben beschriebene Weise verdrillt werden, indem eine Wicklungsvorrichtung verwendet wird, die in der Lage ist, die Anzahl von Verdrillungen pro Längeneinheit für jede der ersten Seitenoberfläche 10, der oberen Oberfläche 8, der zweiten Seitenoberfläche 11 und der unteren Oberfläche 9 zu verändern. Im Einzelnen ist die Wicklungsvorrichtung in der Lage, die Verdrillungsgeschwindigkeit und Wicklungsgeschwindigkeit für jede der ersten Seitenoberfläche 10, der oberen Oberfläche 8, der zweiten Seitenoberfläche 11 und der unteren Oberfläche 9 zu verändern.
Bei der oben beschriebenen Anordnung ist die Positionsbeziehung zwischen dem ersten Draht 4 und dem zweiten Draht 5 auf einer von zwei Oberflächen, die einander gegenüberliegen, symmetrisch zu der Positionsbeziehung zwischen dem ersten Draht 4 und dem zweiten Draht 5 auf der anderen der zwei Oberflächen. In einem solchen Fall werden die Signale, die durch den ersten Draht 4 und den zweiten Draht 5 übertragen werden, durch äquivalente Induktivitäten und Kapazitäten beeinflusst. Somit weist die Gleichtakt-Drosselspule 1 elektrische Eigenschaften mit guten Modenwandlungscharakteristika auf.
Der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 sind in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung enthalten, solange sie, wie oben beschrieben wurde, in einer einzelnen Windung des verseilten Abschnitts, in dem der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 miteinander verdrillt sind, symmetrisch sind. Jedoch werden mit zunehmender Anzahl von Windungen, für die der erste Draht 4 und der zweite Draht 5, die miteinander verdrillt sind, symmetrisch sind, die jeweilige Induktivität und Kapazität des ersten Drahts 4 und des zweiten Drahts 5 stärker äquivalent. Deshalb sind, wie oben beschrieben wurde, der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 vorzugsweise über eine Mehrzahl von Windungen des verseilten Abschnitts hinweg symmetrisch. Stärker bevorzugt sind der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 vorzugsweise im Wesentlichen in allen Windungen des verseilten Abschnitts symmetrisch.
6 ist ein Diagramm, das der 5 entspricht und veranschaulicht, wie ein erster Draht 4 und ein zweiter Draht 5 einer Gleichtakt-Drosselspule gemäß einem Vergleichsbeispiel miteinander verdrillt sind. In 6 sind Komponenten, die den in 5 veranschaulichten Komponenten entsprechen, mit denselben Bezugszeichen benannt, und somit wird auf eine überflüssige Beschreibung verzichtet. Bei dem Vergleichsbeispiel sind der erste Draht 4 und der zweite Draht 5, die miteinander verdrillt sind, nicht symmetrisch.
Im Einzelnen beträgt unter Bezugnahme auf die erste Seitenoberfläche 10 und die zweite Seitenoberfläche 11, die einander gegenüberliegen, die Anzahl von Malen, die der erste Draht 4 auf der ersten Seitenoberfläche 10 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, eins, und die Anzahl von Malen, die der zweite Draht 5 auf der zweiten Seitenoberfläche 11 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist, beträgt null.
Auch beträgt bezüglich der oberen Oberfläche 8 und der unteren Oberfläche 9, die einander gegenüberliegen, die Anzahl von Malen, die der erste Draht 4 auf der oberen Oberfläche 8 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, eins, und die Anzahl von Malen, die der zweite Draht 5 auf der unteren Oberfläche 9 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist, beträgt zwei.
Auf der oberen Oberfläche 8 und der unteren Oberfläche 9 beträgt die Gesamtanzahl von Malen, die der erste Draht 4 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, zwei, und die Gesamtanzahl von Malen, die der zweite Draht 5 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist, beträgt vier. Auf der ersten und der zweiten Seitenoberfläche 10 und 11 beträgt die Gesamtanzahl von Malen, die der erste Draht 4 außerhalb des zweiten Drahts 5 angeordnet ist, zwei, und die Gesamtanzahl von Malen, die der zweite Draht 5 außerhalb des ersten Drahts 4 angeordnet ist, beträgt null.
Bei der oben beschriebenen Anordnung unterscheidet sich die Anzahl von Malen, die entweder der erste Draht 4 oder der zweite Draht 5 außerhalb des jeweils anderen angeordnet ist, zwischen den Oberflächen, die einander gegenüberliegen. In diesem Fall werden in dem ersten Draht 4 und dem zweiten Draht 5 unterschiedliche Streukapazitäten erzeugt. Folglich werden die durch den ersten Draht 4 und den zweiten Draht 5 übertragenen Signale durch nichtäquivalente Induktivitäten und Kapazitäten beeinflusst, und die Modenwandlungscharakteristika der Gleichtakt-Drosselspule verschlechtern sich.
Bei dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel weist der Kern 2 im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse des Kerns 2 ist, eine rechteckige Gestalt mit vier geraden Seiten auf. Jedoch sind auch Modifikationen möglich, die in 7 bis 10 veranschaulicht sind. In 7 bis 10 sind Komponenten, die den in 3 veranschaulichten Komponenten entsprechen, mit denselben Bezugszeichen benannt, und auf eine überflüssige Beschreibung wird somit verzichtet.
7 veranschaulicht einen Kern 2a, der eine obere Oberfläche 8 aufweist, die im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse des Kerns 2a ist, nach außen gekrümmt ist. Die obere Oberfläche 8 des Kerns 2a ist nicht parallel zu einer flachen unteren Oberfläche 9, sondern liegt der unteren Oberfläche 9 gegenüber.
8 veranschaulicht einen Kern 2b, der eine obere Oberfläche 8 aufweist, die im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse des Kerns 2b ist, nach außen gekrümmt ist. Somit weist der Kern 2b einen fünfeckigen Querschnitt auf. Die obere Oberfläche 8 des Kerns 2b ist gebogen und ist nicht parallel zu einer flachen unteren Oberfläche 9, sondern liegt der unteren Oberfläche 9 gegenüber.
9 veranschaulicht einen Kern 2c, der nicht nur eine obere Oberfläche 8, die nach außen gekrümmt ist, aufweist, sondern auch eine untere Oberfläche 9, die in einem Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse des Kerns 2c ist, nach außen gekrümmt ist. Demgemäß sind die obere Oberfläche 8 und die untere Oberfläche 9 im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse ist, symmetrisch. Die obere Oberfläche 8 des Kerns 2c ist nicht parallel zu der unteren Oberfläche 9, sondern liegt der unteren Oberfläche 9 gegenüber.
Als Modifikation des in 9 veranschaulichten Kerns 2c können die obere Oberfläche 8 und die untere Oberfläche 9 in unterschiedlichem Maß gekrümmt sein.
10 veranschaulicht einen Kern 2d, der nicht nur eine obere Oberfläche 8, die nach außen gekrümmt ist, aufweist, sondern auch eine untere Oberfläche 9, die in einem Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse des Kerns 2d ist, nach außen gekrümmt ist. Somit weist der Kern 2d einen sechseckigen Querschnitt auf. Demgemäß sind die obere Oberfläche 8 und die untere Oberfläche 9 im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse ist, symmetrisch. Die obere Oberfläche 8 des Kerns 2d ist nicht parallel zu der unteren Oberfläche 9, sondern liegt der unteren Oberfläche 9 gegenüber.
Als Modifikation des in 10 veranschaulichten Kerns 2d können die obere Oberfläche 8 und die untere Oberfläche 9 in unterschiedlichem Maß gebogen sein.
In den 7 bis 10 sind die Ecken zwischen den Seiten der Kerne 2a bis 2d nicht abgerundet. Jedoch können die Ecken zwischen den Seiten ähnlich dem in 3 veranschaulichten Kern 2 abgerundet sein.
Bei den in 7 bis 10 veranschaulichten Ausführungsbeispielen sind die peripheren Oberflächen der Kerne 2a bis 2d gekrümmt oder gebogen. In einem solchen Fall werden die Ecken an den Stegen zwischen den peripheren Oberflächen im Querschnitt stumpfer. Folglich wird die auf die Drähte ausgeübte Beanspruchung verringert, so dass das Auftreten einer Beschädigung, beispielsweise einer Haarrissbildung, der Drähte verringert wird. Folglich wird die Zuverlässigkeit der Gleichtakt-Drosselspule erhöht.
Außerdem kann dann, wenn die obere Oberfläche 8 und die untere Oberfläche 9 nicht symmetrisch sind, wie bei den in 7 und 8 veranschaulichten Ausführungsbeispielen, ein Widerstand gegenüber einem Biegen, das von einer von der unteren Oberfläche 9 ausgeübten Beanspruchung herrührt, erhöht werden.
Bei den in 7 bis 10 veranschaulichten Ausführungsbeispielen sind die obere Oberfläche 8 oder sowohl die obere als auch die untere Oberfläche 8 und 9 nach außen gekrümmt oder gebogen. Außerdem können auch die Seitenoberflächen 10 und 11 nach außen gekrümmt oder gebogen sein.
Obwohl die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurden, sind innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung verschiedene Modifikationen möglich.
Obwohl beispielsweise der verseilte Abschnitt des ersten Drahts 4 und des zweiten Drahts 5 in 1 bis 3 in einer einzigen Schicht um den Kern 2 herum gewickelt ist, kann der verseilte Abschnitt stattdessen in zwei oder mehr Schichten um den Kern 2 herum gewickelt sein. Wenn die Anzahl der Schichten zwei oder mehr beträgt, sind der erste Draht 4 und der zweite Draht 5, die miteinander verdrillt sind, vorzugsweise in jeder Schicht symmetrisch.
Wenn die Anzahl von Schichten zwei oder mehr beträgt, können der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 so miteinander verdrillt sein, dass der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 in zumindest einer der Schichten symmetrisch sind. Wenn beispielsweise der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 in der äußersten Schicht symmetrisch sind, werden der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 durch die Objekte um die Gleichtakt-Drosselspule 1 herum, beispielsweise die Montageplatte und Komponenten, die sich neben der Gleichtakt-Drosselspule 1 befinden, äquivalent beeinflusst. Wenn der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 in einer Innenschicht symmetrisch sind, werden der erste Draht 4 und der zweite Draht 5 in der Innenschicht durch den ersten Draht 4 und den zweiten Draht 5 in den innerhalb und außerhalb der Innenschicht liegenden Schichten äquivalent beeinflusst.
Es ist zu beachten, dass die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele veranschaulichend sind und dass die Strukturen bei verschiedenen Ausführungsbeispielen teilweise ersetzt oder kombiniert werden können.
Obwohl manche Ausführungsbeispiele der Offenbarung oben beschrieben wurden, versteht es sich, dass Fachleuten Variationen und Modifikationen einleuchten werden, ohne von dem Schutzumfang und der Wesensart der Offenbarung abzuweichen. Deshalb soll der Schutzumfang der Offenbarung allein durch die folgenden Patentansprüche bestimmt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014216525 [0002]

Claims

Gleichtakt-Drosselspule (1), die folgende Merkmale aufweist: einen Kern (2), der eine sich entlang einer Mittelachse erstreckende Gestalt aufweist und periphere Oberflächen um die Mittelachse herum umfasst, wobei die peripheren Oberflächen eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, die einander gegenüberliegen, und eine dritte Oberfläche und eine vierte Oberfläche, die zu der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche benachbart sind und einander gegenüberliegen, umfassen; und einen ersten Draht (4) und einen zweiten Draht (5), die in derselben Richtung um die peripheren Oberflächen herum gewickelt sind, die nicht elektrisch miteinander verbunden sind und die miteinander zu einem verseilten Abschnitt (19) verdrillt sind, wobei bei einer Windung des verseilten Abschnitts eine Anzahl von Malen, die der erste Draht auf der ersten Oberfläche außerhalb des zweiten Drahts angeordnet ist, gleich einer Anzahl von Malen ist, die der zweite Draht auf der zweiten Oberfläche außerhalb des ersten Drahts angeordnet ist, und eine Anzahl von Malen, die der erste Draht auf der dritten Oberfläche außerhalb des zweiten Drahts angeordnet ist, gleich einer Anzahl von Malen ist, die der zweite Draht auf der vierten Oberfläche außerhalb des ersten Drahts angeordnet ist.
Gleichtakt-Drosselspule (1) gemäß Anspruch 1, bei der bei einer Mehrzahl von Windungen des verseilten Abschnitts (19) eine Anzahl von Malen, die der erste Draht auf der ersten Oberfläche außerhalb des zweiten Drahts angeordnet ist, gleich einer Anzahl von Malen ist, die der zweite Draht auf der zweiten Oberfläche außerhalb des ersten Drahts angeordnet ist, und eine Anzahl von Malen, die der erste Draht auf der dritten Oberfläche außerhalb des zweiten Drahts angeordnet ist, gleich einer Anzahl von Malen ist, die der zweite Draht auf der vierten Oberfläche außerhalb des ersten Drahts angeordnet ist.
Gleichtakt-Drosselspule (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der eine Anzahl von Verdrillungen des verseilten Abschnitts (19) auf sowohl der ersten Oberfläche, der zweiten Oberfläche, der dritten Oberfläche als auch der vierten Oberfläche zwei oder weniger beträgt.
Die Gleichtakt-Drosselspule (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Kern (2) im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse ist, eine im Wesentlichen viereckige Gestalt aufweist.
Die Gleichtakt-Drosselspule (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die erste Oberfläche im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse ist, nach außen gekrümmt ist.
Die Gleichtakt-Drosselspule (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die erste Oberfläche im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse ist, nach außen gebogen ist.
Gleichtakt-Drosselspule (1) gemäß Anspruch 5 oder 6, bei der die zweite Oberfläche im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse ist, gerade ist.
Gleichtakt-Drosselspule (1) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche im Querschnitt, der senkrecht zu der Mittelachse ist, symmetrisch sind.