JP2002329618A - チップ型コイル - Google Patents

チップ型コイル

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁被覆導線の損傷を防ぎ、短絡や断線を防
止すると共に、コア脚部の強度を高めることによって高
い信頼性が得られるチップ型コイルを提供する。 【解決手段】 バイファラ巻きした絶縁被覆導線１５を
巻回したコア巻芯部１１ｓと、該コア巻芯部の両側にそ
れぞれ一対の脚部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを備
え、脚部の底面に導線に接続する電極１３ａ，１３ｂ，
１３ｃ，１３ｄを備えたチップ型コイルにおいて、脚部
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのすべての角部に曲面
を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気信号に含まれる
ノイズ成分を効果的に除去し、電気信号には殆ど影響を
与えないコモンモードチョークコイルに係り、特に表面
実装が可能なチップ型コイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】係るチップ型コイルは、フェライト等の
コア巻芯部にバイファラ巻きした絶縁被覆導線が巻回さ
れ、その両端部に引出電極が配置されたものである。こ
こで、コアはバイファラ巻きした絶縁被覆導線が巻回さ
れるコア巻芯部と、その両端部に配置された一対の脚部
とから構成され、そのコア脚部の底面に電極が配置さ
れ、バイファラ巻きした絶縁被覆導線の末端部と接続さ
れている。従って、脚部はコア巻芯部の両端にバイファ
ラ巻きした絶縁被覆導線の入力側に接続される一対と、
バイファラ巻きした絶縁被覆導線の出力側に接続される
一対との合計４個の電極をその底面に備えている。これ
により、チップ部品として回路基板のランド部にいわゆ
る表面実装が可能となる。
【０００３】コア巻芯部に巻回されたバイファラ巻きし
た絶縁被覆導線に同相の電流が流れると、この電流に対
して大きなコモンモードインピーダンスが発生し、ノイ
ズ阻止効果が大きくなる。一方で、バイファラ巻きした
絶縁被覆導線に互いに逆向きの電流、即ち逆相電流が流
れると、この合計電流がゼロとなり鎖交磁束が生ぜず、
インピーダンスが殆ど生じない。従って、逆相電流に対
してはインピーダンスが極めて低い線路となる。従っ
て、バイファラ巻きした絶縁被覆導線はその入力端と出
力端に４端子回路を構成し、これを平衡線路とすること
で、信号に対しては逆相電流が流れ、ノイズは同相電流
となる。これにより、正常な信号は殆ど減衰されず、同
相のノイズ電流に対して大きな減衰が働くチップ型コイ
ルとして動作する。
【０００４】このようなチップ型コイルに用いられるコ
アは、コア巻芯部の両端にコア巻芯部と略垂直方向に直
立した４個の脚部を備えている。そして、その脚部の底
面に電極を設け、巻芯部に巻回された導線の引出電極と
なっている。従って、コア巻芯部に絶縁被覆された一対
の導線をバイファラ巻きにて巻回し、その端部をコア脚
部の底面に設けられた電極と溶接または圧着等により接
合してコモンモードチョークコイルを形成している。
【０００５】しかしながら、従来のコモンモードチョー
クコイルにおいては、コア巻芯部に絶縁被覆導線を巻回
し、コア脚部底面の電極と接続するのであるが、脚部端
部の角部に絶縁被覆導線が接触してしまい、絶縁被覆導
線の損傷・劣化を起こしやすく、断線・短絡等を引き起
こす場合もあった。即ち、角部の存在によりバイファラ
巻きなどで同時に巻線される２本以上の絶縁被覆導線同
士の短絡や、接続予定外の電極と接触して短絡を引き起
こす等の問題があった。また、コア脚部に形成された電
極と、コア巻芯部に巻回された絶縁被覆導線の端部の接
合部において、コア脚部にかかる機械的応力によって、
コア脚部の角部における欠けや損傷等を起こす場合もあ
った。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に鑑みて為されたもので、絶縁被覆導線のコア脚部の角
部における損傷を防ぎ、断線や短絡を防止すると共に、
コア脚部の強度を高めることができるようにしたチップ
型コイルを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のチップ型コイル
は、バイファラ巻きした絶縁被覆導線を巻回したコア巻
芯部と、該コア巻芯部の両側にそれぞれ一対の脚部を備
え、前記脚部の底面に前記導線に接続する電極を備えた
チップ型コイルにおいて、前記脚部のすべての角部に曲
面を形成し、また、脚部のコア巻芯部側に傾斜面をもた
せることを特徴とするものである。ここで、前記曲面の
曲率半径は、０．２ｍｍ乃至０．３ｍｍであることが好
ましい。
【０００８】上述した本発明によれば、脚部のすべての
角部に曲面を形成したことで、また、脚部のコア巻芯部
側に傾斜面をもたせることで、絶縁被覆導線の脚部の角
部との摩擦という問題がなくなり、絶縁被覆導線の損傷
・劣化が防止される。従って、バイファラ巻きした導線
同士の短絡や、異なる電極への接触による短絡、或いは
巻線の断線等が防止される。また、脚部のすべての角部
に曲面を形成することで、コア自体の欠け等が防止さ
れ、その強度を高めることができる。従って、電気的に
も機械的にも信頼性が高められたチップ型コイルが提供
される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１乃至図４を参照しながら説明する。
【００１０】図１は、本発明の第１の実施形態のチップ
型コイルを示す。このチップ型コイルは、４個の脚部１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを備えたフェライト等の
コア１１に導線１５が巻回されて構成されている。ここ
で、導線１５は、一対の絶縁被覆された導線がバイファ
ラ巻きによりコア１１のコア巻芯部１１ｓに巻回されて
構成されている。脚部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ
はそれぞれコア巻芯部１１ｓの軸方向に対して略垂直な
方向に直立してコア巻芯部１１ｓと一体的に設けられて
いる。
【００１１】コア脚部の底面には電極１３ａ，１３ｂ，
１３ｃ，１３ｄを備え、巻線１５の端部１５ａ，１５
ｂ，１５ｃ，１５ｄがそれぞれ圧着または溶接により接
続固定されている。電極は通常３〜４層構造で、一層目
はディッピング方式や印刷方式やスパッタリング方式等
にて電極金属が被着され、その上に一層目の電極を保護
するためにめっきを施し、更にその上にはんだ付け性を
良好にするためのめっきが施されている。ここで電極
は、導線末端部と金属板とを予め接続し、その金属板を
フェライトコア脚部の底面に貼り付けて固定するように
してもよい。
【００１２】コア巻芯部１１ｓには、ペアとなる２本の
被覆導線１５がバイファラ巻きにて巻回され、巻回され
た導線の一方の端部は、その端子１５ａが電極１３ａに
端子１５ｂが電極１３ｂにそれぞれ接続されている。ま
た、巻回された導線の他方の端部は、端子１５ｃが電極
１３ｃに、端子１５ｄが電極１３ｄにそれぞれ接続され
ている。
【００１３】コア脚部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ
の電極側と反対側の端部にはフェライト板１７が固定さ
れている。従って、コア巻芯部１１ｓと、コア脚部１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、フェライト板１３とは
閉じた磁気回路を構成し、バイファラ巻きをした一対の
導線１５に同相電流が流れることによりチョークコイル
として機能する。
【００１４】図示するように脚部の角部はすべて丸味を
帯びた曲面にて形成されている。即ち、各脚部の角部は
０．２ｍｍ乃至０．３ｍｍ程度の曲率半径を有するよう
に形成されている。ここで、特に脚部電極面の巻芯部１
１ｓ側の角部および巻芯部と接続する角部は例えば０．
３ｍｍ程度の大きな曲率半径で曲面を形成することが好
ましい。
【００１５】チップ型コイルは、例えば縦（Ｌ）が３．
２ｍｍ、横（Ｗ）が１．６ｍｍ、高さ（Ｈ）が１．９ｍ
ｍ程度の微細なものである。このため、すべての角部に
曲面を形成することで、以下のような利点が生じる。即
ち、巻芯部１１ｓに巻回された一対の導線を滑らかに脚
部底面に形成された電極１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３
ｄに接続することができる。このような滑らかな曲面に
沿って配置された導線には、従来技術の問題点として述
べた角部による導線の断線や短絡という問題が生ぜず、
これによりチップ型コイルとして高い電気的信頼性が得
られる。
【００１６】上述したように、脚部の各角部をすべて曲
面で形成することにより、コアの成型が容易となり、且
つコアの機械的な強度を増すことができる。即ち、コア
の寸法は長手方向長さが２〜３ｍｍ程度の微細なもので
あり、金型にて粉末成型するセラミクスであるため、各
角部を曲面にて形成することで、コアの成型時の金型か
らの抜けを良好にしてバリの発生を低減することができ
る。
【００１７】また、コア脚部底面に電極１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄを形成する時に、これらのエッジ領
域で電極厚みを均一に且つ滑らかに仕上げることができ
る。従って、コア脚部の電極に均一な厚みが得られるの
で、電極の剥離等が起こり難く、また電極に薄い部分が
生じることによる抵抗値の増大等の問題を回避すること
ができる。また、脚部底面の電極に導線の端部を接合す
る際に、これらは通常熱圧着または溶接により接続する
のであるが、その接続部を滑らかなものとすることがで
きる。従って、チップ型コイルとして高い機械的信頼性
が得られる。
【００１８】図２は、本発明の第２の実施形態のチップ
型コイルのコアの構造例を示す。このコア１１ｋは、中
央部にコア巻芯部１１ｓを備え、両側に４個の脚部１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを備えたものである点にお
いて図１に示すコア１１と共通する。もちろん、このコ
ア１１ｋにも中央のコア巻芯部１１ｓに巻線１５がバイ
ファラ巻きにて巻回され、巻回された導線がコア脚部の
底面の電極１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに接続され
ることも上記第１の実施形態と同様である。このコア１
１ｋには、４個の前記脚部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１
１ｄのコア巻芯部１１ｓ側に直立方向に対して３０゜乃
至７０゜の傾斜面Ｓを備えている。即ち、図３はコアの
脚部と巻芯部の軸方向に沿った断面を示す。ここで、コ
ア脚部１１ｃ（１１ｄ）の巻芯部１１ｓ側には、上記傾
斜角θの傾斜面Ｓを備えている。なお、図示はしないが
脚部１１ａ，１１ｂについても同様である。
【００１９】図４は、一対の脚部の軸方向に垂直な断面
を示す。巻芯部の両側に配置された一対の脚部（例えば
１１ｃ，１１ｄ）の互いに対面する面Ｆ，Ｆには、
（ａ）に示すようにその付け根付近にそれぞれ曲率Ｒを
持たせている。また、これらの面Ｆ，Ｆは、（ｂ）に示
すようにそれぞれ傾斜を持たせた面としてもよい。上述
した脚部のコア巻芯部側に傾斜面を備えること、また、
一対の脚部間の互いに対面する面の付け根付近に曲率を
持たせること、またはこれらの面を傾斜面とすること
で、巻芯部１１ｓに巻回されたバイファラ巻きの巻線１
５の電極部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄへの接続を
より緩やかな角度で行うことが可能となり、これによ
り、より信頼性の高いチップ型コイルとすることができ
る。
【００２０】係るチップ型コイルの動作は、次の通りで
ある。一対の電極１３ａ，１３ｂおよび一対の電極１３
ｃ，１３ｄは、バイファラ巻きした一対の絶縁被覆導線
の入出力端子を構成する。コモンモードチョークコイル
は、信号に含まれるノイズ成分は除去し、必要な信号に
は殆ど影響を与えないコイルである。上述したようにフ
ェライトコア１１にバイファラ巻きにより巻回された一
対の被覆導線１５があり、その一対の導線１５に流れる
電流の向きが同一の時にはコモンモードとなり、大きな
インダクタンスが発生しチョークコイルとして機能す
る。また、一対の導線１５に平衡して逆方向に電流が流
れるときには、フェライトコアに鎖交する磁束が生ぜ
ず、インピーダンスがコイルの直流抵抗成分のみとな
る。このため、信号に対しては殆どインピーダンスがゼ
ロとなり、効率よく同相のノイズ成分のみを除去するこ
とができる。
【００２１】このチップ型コイルにおいては、脚部のす
べての角部に曲面を形成しているので、上述したように
導線と角部とが摩擦するという問題がなくなる。従っ
て、組立時または動作中の温度サイクル等の熱応力によ
り、一対の導線の断線・短絡等が防止される。また、同
様にコア角部のカケ等が防止され、コアの機械的強度が
高められる。
【００２２】特にこの実施の形態におけるチップ型コイ
ルは、導線として絶縁被覆された２本の導線をバイファ
ラ巻きにより形成しているので、定格電流および定格電
圧を大きくとることができ、これにより同相電流に対す
るインピーダンス値が大きく、また逆相電流に対してイ
ンピーダンスを小さくした高性能のコモンモードチョー
クコイルが提供される。
【００２３】なお、上記の実施形態においては、コア巻
芯部の両端にそれぞれ一対の脚部を設ける例について説
明したが、それ以上の脚部を設けるようにしてもよい。
また、巻線についても一対の導線を設ける例について説
明したが、それ以上の数の導線をバイファラ巻きにより
巻回してもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、チ
ップ型コイルのコア脚部のすべての角部に曲面または傾
斜面を形成することで、電気的および機械的にその信頼
性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のチップ型コイルの、
（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態のチップ型コイルのコ
アの斜視図である。
【図３】図２に示すコアの脚部及び巻芯部の軸方向に沿
った部分的な断面図である。
【図４】図２に示すコアの脚部周辺の軸方向に垂直な面
の部分断面図である。
【符号の説明】
１１，１１ｋ コア １１ｓ コア巻芯部 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ コア脚部 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 電極 １５ バイファラ巻きした一対の絶縁被覆導線 １５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 導線の端子 １７ フェライト板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バイファラ巻きした絶縁被覆導線を巻回
    したコア巻芯部と、該コア巻芯部の両側にそれぞれ一対
    の脚部を備え、前記脚部の底面に前記導線に接続する電
    極を備えたチップ型コイルにおいて、前記脚部のすべて
    の角部に曲面を形成したことを特徴とするチップ型コイ
    ル。
  2. 【請求項２】 前記曲面の曲率半径は、０．２ｍｍ乃至
    ０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のチ
    ップ型コイル。
  3. 【請求項３】 バイファラ巻きした絶縁被覆導線を巻回
    したコア巻芯部と、該コア巻芯部の両側にそれぞれ一対
    の脚部を備え、前記脚部の底面に前記導線に接続する電
    極を備えたチップ型コイルにおいて、４個の前記脚部の
    コア巻芯部側には、いずれも直立方向に対して３０゜乃
    至７０゜の傾斜面を備えたことを特徴とするチップ型コ
    イル。
  4. 【請求項４】 前記巻芯部の両側に配置された一対の脚
    部の互いに対面する面の付け根の部分にそれぞれ曲率を
    もたせるか、または傾斜をもたせたことを特徴とする請
    求項３に記載のチップ型コイル。
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