JP2006319049A - Air core toroidal coil, its manufacturing method, and planar coil - Google Patents

Air core toroidal coil, its manufacturing method, and planar coil Download PDF

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孝一 篠崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air core toroidal coil with its manufacturing process simplified and cost reduced, its manufacturing method, and a planar coil. <P>SOLUTION: The air core toroidal coil 10 is formed, like bellows, of a planar coil 3 folded approximately at borders between a coil 1 and a coil 2 sequentially. Edges of the coils 1 or the coils 2 provided at both ends of the planar coil 3 have their edges not connected with other coils connected with the exterior as a terminal 7 and a terminal 8, respectively. When magnetic fields are generated in directions passing through the coil 1 and the coil 2 formed like bellows, the directions of the magnetic fields interlinking with the coil 1 and the coil 2 are reverse to each other, and thus the coils 1 and 2 cause electromotive force in the same direction. That is, when the magnetic fields passing through the coils 1 and 2 are generated, currents generated by the coils 1 and 2 flow in such directions that they reinforce each other. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は空芯トロイダルコイル、その製造方法および平面コイルに関し、特にコイル巻付け作業が不要な空芯トロイダルコイル、その製造方法および平面コイルに関するものである。   The present invention relates to an air-core toroidal coil, a manufacturing method thereof, and a planar coil, and more particularly to an air-core toroidal coil that does not require a coil winding operation, a manufacturing method thereof, and a planar coil.

電子機器や計測機器に用いられるインダクタの１つにトロイダルコイルがある。トロイダルコイルは、輪形ソレノイドとも称され、ドーナツ状の巻芯の周囲に導線などを巻付けたコイルである。   One of inductors used in electronic equipment and measuring equipment is a toroidal coil. The toroidal coil is also called a ring-shaped solenoid, and is a coil in which a conducting wire or the like is wound around a donut-shaped winding core.

トロイダルコイルは、フェライトなどの強磁性体からなる巻芯を有するものと、磁性体以外の材質からなる巻芯を有するものとに大別される。前者は、コイル内の磁気抵抗が小さいので、インダクタンスを大きくできる。一方、後者は、コイル内の磁気抵抗が大きいので、インダクタンスは小さくなる。一般に、前者を狭義のトロイダルコイルと称し、後者を「空芯トロイダルコイル」と称する。なお、「空芯トロイダルコイル」とは、巻芯を有さないトロイダルコイルをも含む概念である。   Toroidal coils are broadly classified into those having a core made of a ferromagnetic material such as ferrite and those having a core made of a material other than a magnetic material. In the former, since the magnetic resistance in the coil is small, the inductance can be increased. On the other hand, the latter has a small inductance because the magnetic resistance in the coil is large. In general, the former is referred to as a toroidal coil in a narrow sense, and the latter is referred to as an “air-core toroidal coil”. The “air core toroidal coil” is a concept including a toroidal coil having no winding core.

ところで、トロイダルコイルは、ドーナツ状の巻芯の周囲に導線などを巻付けて製造する必要があり、その製造工程は、非常に複雑である。そのため、複雑な製造工程を機械化する取組みがなされている。   By the way, the toroidal coil needs to be manufactured by winding a conducting wire or the like around a donut-shaped winding core, and its manufacturing process is very complicated. For this reason, efforts are being made to mechanize complex manufacturing processes.

たとえば、特許文献１には、コモンモードトロイダルコイルを均一な品質で製造するトロイダルコアの巻線機が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a toroidal core winding machine for manufacturing a common mode toroidal coil with uniform quality.

また、特許文献２には、略台形の断面形状を有する複数のボビンからなる巻芯を用いて、製造工程を簡略化したトロイダルコイルおよびその製造方法が開示されている。
特開２００４−０１４８３９号公報 特開２００４−１５８６８４号公報 Patent Document 2 discloses a toroidal coil in which a manufacturing process is simplified by using a winding core made of a plurality of bobbins having a substantially trapezoidal cross-sectional shape, and a manufacturing method thereof.
JP 2004-014839 A JP 2004-158684 A

ところで、電子機器などには、小型化を図るため強磁性体からなる巻芯を有するトロイダルコイルが用いられている。強磁性体からなる巻芯は、外部の磁界により磁化される特性をもつが、磁界強度がある所定の値を超えると、それ以上磁化されなくなり、磁気飽和が生じる。また、強磁性体に交流磁界を与えると、その周期毎に磁化される方向が変化し、その磁化方向の変化に伴う鉄損が生じる。   By the way, a toroidal coil having a winding core made of a ferromagnetic material is used for electronic devices and the like in order to reduce the size. A winding core made of a ferromagnetic material has a characteristic of being magnetized by an external magnetic field. However, when the magnetic field intensity exceeds a predetermined value, it is not magnetized any more and magnetic saturation occurs. Further, when an alternating magnetic field is applied to the ferromagnetic material, the direction of magnetization is changed every period, and iron loss occurs due to the change of the magnetization direction.

したがって、トロイダルコイルを用いて交流電流を計測する場合において、計測対象の交流電流は、磁気飽和が生じない電流値の範囲で、かつ、鉄損が無視できる周波数の範囲に制限される。   Therefore, when measuring an alternating current using a toroidal coil, the alternating current to be measured is limited to a current value range in which magnetic saturation does not occur and a frequency range in which iron loss can be ignored.

そこで、近年、磁気飽和および鉄損が生じない空芯トロイダルコイルが注目されている。空芯トロイダルコイルを用いると、磁気飽和が生じないため、計測可能な電流値のダイナミックレンジを大きくでき、かつ、計測できる周波数の上限についても大きくできる。そのため、適用範囲が広い交流電流の計測装置を実現できる。   Therefore, in recent years, air-core toroidal coils that do not cause magnetic saturation and iron loss have attracted attention. When an air-core toroidal coil is used, magnetic saturation does not occur, so the dynamic range of measurable current values can be increased and the upper limit of measurable frequencies can be increased. Therefore, it is possible to realize an AC current measuring device with a wide application range.

しかしながら、上述したように、巻芯を有する空芯トロイダルコイルは、その製造工程が非常に複雑であり、コストが高くなるという問題があった。また、巻芯を抜いた空芯トロイダルコイルでは、巻芯が無い状態で導線を立体的に形成する必要があり、その製造工程はより複雑になるという問題もあった。   However, as described above, the air-core toroidal coil having a winding core has a problem that the manufacturing process is very complicated and the cost is increased. Moreover, in the air core toroidal coil from which the winding core is removed, it is necessary to form the conducting wire three-dimensionally without the winding core, and the manufacturing process becomes more complicated.

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、製造工程が簡素化され、かつ、コストが抑制された空芯トロイダルコイル、その製造方法および平面コイルを提供することである。   Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an air-core toroidal coil whose manufacturing process is simplified and cost is reduced, a manufacturing method thereof, and a planar coil. It is to be.

この発明によれば、複数の第１および第２のコイルが交互に接続された平面コイルからなり、第１および第２のコイルは、平面コイルに対して垂直方向の磁界に対して、互いに逆方向の起電力を生じるように直列接続され、平面コイルは、第１のコイルと第２のコイルとの略境界線において折り曲げられ、蛇腹状に形成される、空芯トロイダルコイルである。   According to the present invention, a plurality of first and second coils are alternately connected to a planar coil, and the first and second coils are opposite to each other with respect to a magnetic field perpendicular to the planar coil. The planar coil is an air-core toroidal coil that is connected in series so as to generate an electromotive force in a direction, and is bent at a substantially boundary line between the first coil and the second coil to form a bellows shape.

好ましくは、第１のコイルまたは／および第２のコイルは、平面コイルの面内方向においてらせん状に配置された導線からなる。   Preferably, the first coil and / or the second coil is made of a conductive wire arranged in a spiral shape in the in-plane direction of the planar coil.

好ましくは、平面コイルは、さらに、曲げられて環状に形成される。
また、この発明によれば、複数の第１および第２のコイルが交互に接続された平面コイルであって、第１および第２のコイルは、平面コイルに対して垂直方向の磁界に対して、互いに逆方向の起電力を生じるように直列接続された平面コイルを製造するステップと、平面コイルを第１のコイルと第２のコイルとの略境界線において折り曲げ、蛇腹状に形成するステップとからなる、空芯トロイダルコイルの製造方法である。 Preferably, the planar coil is further bent and formed into an annular shape.
Further, according to the present invention, a plurality of first and second coils are alternately connected to each other, and the first and second coils are applied to a magnetic field perpendicular to the plane coil. A step of manufacturing planar coils connected in series so as to generate electromotive forces in opposite directions, and a step of bending the planar coil at a substantially boundary line between the first coil and the second coil to form a bellows shape; An air core toroidal coil manufacturing method comprising:

好ましくは、平面コイルの面内方向において導線をらせん状に配置し、第１のコイルまたは／および第２のコイルを形成するステップをさらに含む。   Preferably, the method further includes the step of spirally arranging the conductive wires in the in-plane direction of the planar coil to form the first coil and / or the second coil.

好ましくは、平面コイルを曲げて環状に形成するステップをさらに含む。
また、この発明によれば、複数の第１および第２のコイルが交互に接続された平面コイルであって、第１および第２のコイルは、平面コイルに対して垂直方向の磁界に対して、互いに逆方向の起電力を生じるように直列接続され、平面コイルは、第１のコイルと第２のコイルとの略境界線において折り曲げられて蛇腹状に形成され得る、平面コイルである。 Preferably, the method further includes a step of bending the planar coil to form an annular shape.
Further, according to the present invention, a plurality of first and second coils are alternately connected to each other, and the first and second coils are applied to a magnetic field perpendicular to the plane coil. The planar coil is a planar coil that is connected in series so as to generate electromotive forces in opposite directions to each other, and can be formed in a bellows shape by being bent at a substantially boundary line between the first coil and the second coil.

この発明によれば、第１のコイルと第２のコイルとが交互に接続された平面コイルを折り曲げ、蛇腹状に形成することで空芯トロイダルコイルを構成する。よって、コイルを形成するためのコイル巻付け作業が不要となるため、製造工程が簡素化され、コストを抑制した空芯トロイダルコイルを実現できる。   According to this invention, an air-core toroidal coil is comprised by bending the planar coil in which the 1st coil and the 2nd coil were connected alternately, and forming in a bellows shape. Therefore, since the coil winding operation for forming the coil is not required, the manufacturing process is simplified, and an air-core toroidal coil with reduced costs can be realized.

また、この発明によれば、第１のコイルと第２のコイルとが交互に接続された平面コイルを製造し、さらに、その平面コイルを折り曲げて蛇腹状に形成するので、コイルを形成するためのコイル巻付け工程が不要となる。よって、製造工程を簡素化し、コストを抑制した空芯トロイダルコイルの製造方法を実現できる。   Further, according to the present invention, a planar coil in which the first coil and the second coil are alternately connected is manufactured, and further, the planar coil is bent to form a bellows, so that the coil is formed. No coil winding process is required. Therefore, the manufacturing method of the air core toroidal coil which simplified the manufacturing process and restrained cost is realizable.

また、この発明によれば、折り曲げて蛇腹状に形成することで、空芯トロイダルコイルを構成できる。よって、空芯トロイダルコイルの製造工程を簡素化し、コストを抑制するための平面コイルを実現できる。   Moreover, according to this invention, an air-core toroidal coil can be comprised by bending and forming in a bellows shape. Therefore, the manufacturing process of an air-core toroidal coil can be simplified and the planar coil for suppressing cost can be realized.

この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

図１は、この発明の実施の形態に従う空芯トロイダルコイル１０を構成する平面コイル３の構造図である。   FIG. 1 is a structural diagram of planar coil 3 constituting air-core toroidal coil 10 according to the embodiment of the present invention.

図１を参照して、平面コイル３は、連続的に交互に接続された複数のコイル１とコイル２とからなる。   Referring to FIG. 1, the planar coil 3 is composed of a plurality of coils 1 and coils 2 that are continuously and alternately connected.

コイル１およびコイル２は、それぞれ、樹脂６内にらせん状の導体４を配置して構成される。そして、樹脂６および導体４は、可とう性を有しており、コイル１およびコイル２は、容易に折り曲げることができる。   The coil 1 and the coil 2 are each configured by arranging a helical conductor 4 in a resin 6. The resin 6 and the conductor 4 have flexibility, and the coil 1 and the coil 2 can be easily bent.

そして、コイル１およびコイル２は、平面コイル３に対して垂直方向の同一磁界を受けて、互いに逆方向の起電力を生じるように、直列接続される。すなわち、平面コイル３に対して垂直方向の同一磁界が生じると、コイル１およびコイル２が発生する電流は、互いに打消し合う向きに流れる。   The coil 1 and the coil 2 are connected in series so that they receive the same magnetic field in the vertical direction with respect to the planar coil 3 and generate electromotive forces in opposite directions. That is, when the same magnetic field perpendicular to the planar coil 3 is generated, the currents generated by the coils 1 and 2 flow in directions that cancel each other.

なお、平面コイル３は、プリンタの可動ヘッドや携帯電話のカール部（折り曲げ部）などに用いられるフラットケーブルと同様に製作することもできる。すなわち、リソグラフィ技術により、フィルム上に銅などの導体からなる配線パターンを作成することで、平面コイル３を実現できる。   The planar coil 3 can be manufactured in the same manner as a flat cable used for a movable head of a printer or a curled portion (bent portion) of a mobile phone. That is, the planar coil 3 can be realized by creating a wiring pattern made of a conductor such as copper on the film by lithography.

図２は、この発明の実施の形態に従う空芯トロイダルコイル１０の外観図である。
図２を参照して、空芯トロイダルコイル１０は、平面コイル３がコイル１とコイル２との略境界線において順次折り曲げられ、蛇腹状に形成されたものである。そして、平面コイル３の両端に接続されるコイル１またはコイル２において、他のコイルと接続されていない側の端は、それぞれ端子７および端子８として外部と接続される。 FIG. 2 is an external view of air-core toroidal coil 10 according to the embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 2, an air-core toroidal coil 10 is formed in a bellows shape by sequentially bending a planar coil 3 at a substantially boundary line between the coil 1 and the coil 2. In the coil 1 or the coil 2 connected to both ends of the planar coil 3, ends on the side not connected to other coils are connected to the outside as terminals 7 and 8, respectively.

そして、蛇腹状に形成されたコイル１およびコイル２を貫通する方向（紙面横方向）に磁界が生じると、コイル１およびコイル２と鎖交する磁界の方向は、互いに逆方向となるので、コイル１およびコイル２は、同方向の起電力を生じる。すなわち、コイル１およびコイル２を貫通する磁界が生じると、コイル１およびコイル２が発生する電流は、互いに強め合う向きに流れる。   And if a magnetic field is generated in the direction penetrating the coil 1 and the coil 2 formed in the bellows shape (the horizontal direction on the paper surface), the directions of the magnetic field interlinking with the coil 1 and the coil 2 are opposite to each other. 1 and the coil 2 generate electromotive forces in the same direction. That is, when a magnetic field penetrating the coil 1 and the coil 2 is generated, the currents generated by the coil 1 and the coil 2 flow in directions that strengthen each other.

コイル１およびコイル２が発生する起電力は、それぞれのコイルと鎖交する磁束の時間微分に比例する。また、空芯トロイダルコイル１０が出力する起電力は、コイル１およびコイル２が発生する起電力の総和である。   The electromotive force generated by the coils 1 and 2 is proportional to the time differentiation of the magnetic flux interlinking with the respective coils. The electromotive force output from the air-core toroidal coil 10 is the sum of the electromotive forces generated by the coils 1 and 2.

よって、空芯トロイダルコイル１０のインダクタンスは、平面コイル３を構成するコイル１およびコイル２の数、磁束が通過するコイル１およびコイル２の面積、および、コイル１およびコイル２のターン数に比例する。   Therefore, the inductance of the air-core toroidal coil 10 is proportional to the number of coils 1 and 2 constituting the planar coil 3, the area of the coils 1 and 2 through which the magnetic flux passes, and the number of turns of the coils 1 and 2. .

図３は、この発明の実施の形態に従う空芯トロイダルコイル１０をロゴウスキーコイルとして用いる場合の外観図である。   FIG. 3 is an external view when air core toroidal coil 10 according to the embodiment of the present invention is used as a Rogowski coil.

図３を参照して、空芯トロイダルコイル１０を曲げて環状に形成することで、ロゴウスキーコイルを構成する。そして、形成された環状の空芯トロイダルコイル１０の中心軸に対して周方向に発生する磁界は、コイル１およびコイル２を貫通する。そのため、端子７および端子８間には、コイル１およびコイル２を貫通する磁界の時間微分に比例した起電力が生じる。   Referring to FIG. 3, a Rogowski coil is formed by bending the air-core toroidal coil 10 into an annular shape. A magnetic field generated in the circumferential direction with respect to the central axis of the formed annular air-core toroidal coil 10 penetrates the coil 1 and the coil 2. Therefore, an electromotive force proportional to the time differentiation of the magnetic field penetrating the coil 1 and the coil 2 is generated between the terminal 7 and the terminal 8.

図４は、空芯トロイダルコイル１０から構成される電流計測装置２０の概略構成図である。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a current measuring device 20 configured from the air-core toroidal coil 10.

図４を参照して、電流計測装置２０は、空芯トロイダルコイル１０と、積分回路１８と、電圧計１２とからなる。   Referring to FIG. 4, current measuring device 20 includes air-core toroidal coil 10, integrating circuit 18, and voltmeter 12.

空芯トロイダルコイル１０は、ケーブル１４の外周を覆うように環状に形成される。そして、空芯トロイダルコイル１０の端子７と端子８との間には、積分回路１８および電圧計１２が介挿される。   The air-core toroidal coil 10 is formed in an annular shape so as to cover the outer periphery of the cable 14. An integrating circuit 18 and a voltmeter 12 are inserted between the terminal 7 and the terminal 8 of the air-core toroidal coil 10.

ケーブル１４は、電流が流れる導体１６を含む。そして、導体１６を流れる電流は、「右ネジの法則」に従い、その流れる方向に対して、時計回りの向きに磁界を生じる。また、生じる磁界の強度は、その電流値に比例する。   The cable 14 includes a conductor 16 through which a current flows. Then, the current flowing through the conductor 16 generates a magnetic field in the clockwise direction with respect to the flowing direction according to the “right-hand rule”. Further, the strength of the generated magnetic field is proportional to the current value.

積分回路１８は、空芯トロイダルコイル１０が発生する電圧を積分する。
電圧計１２は、積分回路１８により積分された電圧値を表示する。よって、電圧計１２は、磁界の時間微分に比例して生じる起電力をさらに積分した電圧値、すなわち磁界の強度に比例した電圧値を示す。したがって、電圧計１２が示す電圧値から導体１６を流れる電流値を算出できる。 The integrating circuit 18 integrates the voltage generated by the air-core toroidal coil 10.
The voltmeter 12 displays the voltage value integrated by the integration circuit 18. Therefore, the voltmeter 12 shows a voltage value obtained by further integrating the electromotive force generated in proportion to the time differentiation of the magnetic field, that is, a voltage value proportional to the strength of the magnetic field. Therefore, the current value flowing through the conductor 16 can be calculated from the voltage value indicated by the voltmeter 12.

なお、電流計測装置２０における空芯トロイダルコイル１０は、真円である必要はなく、計測対象のケーブル１４の外周を覆うように配置されればよい。   The air-core toroidal coil 10 in the current measuring device 20 does not have to be a perfect circle, and may be arranged so as to cover the outer periphery of the cable 14 to be measured.

図５は、この発明の実施の形態に従う平面コイル３の構造図である。
図５（ａ）は、平面図である。 FIG. 5 is a structural diagram of planar coil 3 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5A is a plan view.

図５（ｂ）は、Ｖｂ−Ｖｂ線断面図である。
図５（ａ）を参照して、コイル１は、面内方向においてらせん状に配置された導線で構成される。そして、コイル２は、コイル１の巻き方向と逆の巻き方向となるようならせん状に配置された導線で構成される。 FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb.
With reference to Fig.5 (a), the coil 1 is comprised with the conducting wire arrange | positioned helically in the in-plane direction. And the coil 2 is comprised with the conducting wire arrange | positioned in a spiral shape so that it may become a winding direction contrary to the winding direction of the coil 1. FIG.

図５（ｂ）を参照して、コイル１は、外周方向から内周方向へらせん状に配置された導線で構成され、内周方向へ配置された導線は、異なる層で立体的に交差し、隣接するコイル２と接続される。   Referring to FIG. 5 (b), the coil 1 is composed of conductive wires arranged spirally from the outer peripheral direction to the inner peripheral direction, and the conductive wires arranged in the inner peripheral direction intersect three-dimensionally in different layers. , Connected to the adjacent coil 2.

なお、コイル１およびコイル２において、配線間の短絡が生じないように、絶縁性のあるエナメル配線の使用や所定の配線間隔を有するような配線パターンを形成することが望ましい。   In coil 1 and coil 2, it is desirable to use insulating enamel wiring and to form a wiring pattern having a predetermined wiring interval so that a short circuit between the wirings does not occur.

次に、平面コイル３を蛇腹状に維持するための方法について説明する。
図６は、空芯トロイダルコイルの組立図である。 Next, a method for maintaining the planar coil 3 in a bellows shape will be described.
FIG. 6 is an assembly drawing of an air-core toroidal coil.

図６を参照して、平面コイル３は、その両側が２つの支持枠２２で挟み込まれ、蛇腹状に形成される。支持枠２２は、ドーナツ形状を有しており、その外径は、蛇腹状に形成された平面コイル３の外径より大きく、かつ、その内径は、蛇腹状に形成された平面コイル３の内径より小さい。さらに、支持枠２２は、その一面において、平面コイル３が嵌入できるように、折り曲げ形状（蛇腹形状）に沿った溝２４が形成される。   With reference to FIG. 6, the planar coil 3 is sandwiched between two support frames 22 and formed in a bellows shape. The support frame 22 has a donut shape, the outer diameter thereof is larger than the outer diameter of the planar coil 3 formed in a bellows shape, and the inner diameter thereof is the inner diameter of the planar coil 3 formed in a bellows shape. Smaller than. Furthermore, the support frame 22 is formed with a groove 24 along a bent shape (bellows shape) so that the planar coil 3 can be fitted on one surface thereof.

このように、支持枠２２を用いて平面コイル３を蛇腹状に維持することで、正確な空芯トロイダルコイルを実現でき、計測誤差の発生を抑制できる。   Thus, by maintaining the planar coil 3 in a bellows shape using the support frame 22, an accurate air-core toroidal coil can be realized, and generation of measurement errors can be suppressed.

さらに、敷設済のケーブルなどを計測する場合には、分割型の支持枠を用いることが有効である。   Furthermore, when measuring a laid cable or the like, it is effective to use a split support frame.

図７は、分割型の支持枠を用いた場合の空芯トロイダルコイルの組立図である。
図７を参照して、図６に示す支持枠２２をそれぞれ２つの支持枠片２６に分割して構成することもできる。すなわち、２つの支持枠片２６をその接合部３０でそれぞれ接合し、１つの支持枠を構成する。なお、支持枠片２６は、上述の支持枠２２と同様に、その一面において溝２８が形成される。 FIG. 7 is an assembly diagram of an air-core toroidal coil when a split-type support frame is used.
With reference to FIG. 7, the support frame 22 shown in FIG. 6 can be divided into two support frame pieces 26. That is, the two support frame pieces 26 are joined at the joint portions 30 to constitute one support frame. In addition, the support frame piece 26 has a groove 28 formed on one surface thereof in the same manner as the support frame 22 described above.

分割型の支持枠を用いることで、計測対象のケーブルの外周に支持枠を配置することが容易となるため、計測対象のケーブルの敷設状態に関わらず、計測を行なうことができる。   By using the split-type support frame, it becomes easy to arrange the support frame on the outer periphery of the cable to be measured. Therefore, measurement can be performed regardless of the laying state of the cable to be measured.

また、熱硬化樹脂またはＵＶ硬化樹脂などからなる平面コイルを用いて、蛇腹状に形成した後、熱またはＵＶ光を与えて硬化させてもよい。   Alternatively, a planar coil made of a thermosetting resin or a UV curable resin may be used to form a bellows shape, and then cured by applying heat or UV light.

図８は、この発明の実施の形態に従う空芯トロイダルコイル１０の製造工程を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing a manufacturing process of air-core toroidal coil 10 according to the embodiment of the present invention.

図８を参照して、製造者は、空芯トロイダルコイルの用途に応じて、平面コイル３を構成するコイルの数、およびそれぞれのコイルの大きさを決定する（ステップＳ２）。さらに、製造者は、所望するインダクタンスに応じて、らせん状の配線パターンを決定する（ステップＳ４）。すなわち、製造者は、らせんの巻数およびその幅などを決定する。そして、製造者は、決定した配線パターンに基づいて、平面コイル３を製造する（ステップＳ６）。さらに、製造者は、製造した平面コイル３の両端から端子７および端子８を取出す（ステップＳ８）。   Referring to FIG. 8, the manufacturer determines the number of coils constituting planar coil 3 and the size of each coil according to the use of the air-core toroidal coil (step S2). Further, the manufacturer determines a spiral wiring pattern according to the desired inductance (step S4). That is, the manufacturer determines the number of turns of the helix and its width. Then, the manufacturer manufactures the planar coil 3 based on the determined wiring pattern (step S6). Further, the manufacturer takes out the terminal 7 and the terminal 8 from both ends of the manufactured planar coil 3 (step S8).

その後、製造者は、製造された平面コイル３を、それぞれのコイルの略境界線において折り曲げ、蛇腹状に形成する（ステップＳ１０）。さらに、製造者は、蛇腹状に形成した平面コイル３を曲げ、計測対象などに応じた径をもつような環状に形成する（ステップＳ１２）。   Thereafter, the manufacturer bends the manufactured planar coil 3 at a substantially boundary line of each coil to form a bellows shape (step S10). Further, the manufacturer bends the planar coil 3 formed in a bellows shape and forms it in a ring shape having a diameter corresponding to the measurement object (step S12).

以上のような工程で、製造者は、空芯トロイダルコイル１０を製造する。
［変形例］
上述したこの発明の実施の形態においては、１つの層にコイルが形成された平面コイルについて説明したが、複数の層にコイルを形成してもよい。すなわち、空芯ソレノイドコイルのインダクタンスを大きくするためには、複数の層にコイルを形成し、磁束と鎖交するターン数を増加させてもよい。 The manufacturer manufactures the air-core toroidal coil 10 through the processes described above.
[Modification]
In the above-described embodiment of the present invention, the planar coil in which the coil is formed in one layer has been described. However, the coil may be formed in a plurality of layers. That is, in order to increase the inductance of the air-core solenoid coil, a coil may be formed in a plurality of layers to increase the number of turns linked to the magnetic flux.

図９は、この発明の実施の形態の変形例に従う平面コイル５の構造図である。
図９（ａ）は、上側層における平面図である。 FIG. 9 is a structural diagram of planar coil 5 according to a modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 9A is a plan view of the upper layer.

図９（ｂ）は、下側層における平面図である。
図９（ｃ）は、ＶＩＩｃ−ＶＩＩｃ線断面図である。 FIG. 9B is a plan view of the lower layer.
FIG. 9C is a sectional view taken along line VIIc-VIIc.

図９（ａ）および図９（ｂ）を参照して、この発明の実施の形態の変形例に従う平面コイル５は、上側層および下側層の２層にコイルが形成される。そして、上側層に形成されるコイルと下側層に形成されるコイル同士は、平面コイル５に対して垂直方向の同一磁界に対して、同方向の起電力を生じるように、直列接続される。さらに、隣接するコイルとの間では、平面コイル５に対して垂直方向の同一磁界に対して、互いに逆方向の起電力を生じるように、直列接続される。なお、上側層のコイルと下側層のコイルとは、スルーホールを介して接続される。   Referring to FIGS. 9A and 9B, planar coil 5 according to the modification of the embodiment of the present invention has coils formed in two layers, an upper layer and a lower layer. And the coil formed in the upper layer and the coil formed in the lower layer are connected in series so as to generate an electromotive force in the same direction with respect to the same magnetic field perpendicular to the planar coil 5. . Further, adjacent coils are connected in series so as to generate electromotive forces in opposite directions to the same magnetic field perpendicular to the planar coil 5. The upper layer coil and the lower layer coil are connected through a through hole.

図９（ｃ）を参照して、この発明の実施の形態の変形例に従う平面コイル５は、上側層および下側層に配線を配置し、それぞれコイルが形成される。   Referring to FIG. 9C, planar coil 5 according to the modification of the embodiment of the present invention has wirings arranged on the upper layer and the lower layer, and coils are formed respectively.

このように、複数の層にコイルを形成することで、同一の面積をもつ平面コイルであっても、大幅にインダクタンスを増加させることができる。よって、たとえば、計測感度の高い電流計測装置を実現できる。   In this way, by forming the coils in a plurality of layers, the inductance can be significantly increased even for planar coils having the same area. Therefore, for example, a current measurement device with high measurement sensitivity can be realized.

なお、コイルを形成するのは２層に限られず、平面コイルの厚さなどに応じて、複数の層にコイルを形成することができる。   Note that the formation of the coil is not limited to two layers, and the coil can be formed in a plurality of layers in accordance with the thickness of the planar coil.

この発明の実施の形態によれば、垂直方向の磁界に対して、互いに逆方向の起電力を生じるように２種類のコイルを交互に接続した平面コイルを作成し、さらに、その平面コイルを折り曲げ、蛇腹状に形成することで空芯トロイダルコイルを構成する。よって、コイルを形成するためのコイル巻付け作業が不要となるため、製造工程が簡素化され、コストを抑制した空芯トロイダルコイルを実現できる。   According to the embodiment of the present invention, a planar coil in which two types of coils are alternately connected so as to generate electromotive forces in opposite directions with respect to a vertical magnetic field is created, and the planar coil is further bent. The air-core toroidal coil is formed by forming a bellows shape. Therefore, since the coil winding operation for forming the coil is not required, the manufacturing process is simplified, and an air-core toroidal coil with reduced costs can be realized.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明の実施の形態に従う空芯トロイダルコイルを構成する平面コイルの構造図である。It is a structural diagram of the planar coil which comprises the air-core toroidal coil according to embodiment of this invention. この発明の実施の形態に従う空芯トロイダルコイルの外観図である。1 is an external view of an air-core toroidal coil according to an embodiment of the present invention. この発明の実施の形態に従う空芯トロイダルコイルをロゴウスキーコイルとして用いる場合の外観図である。It is an external view at the time of using the air-core toroidal coil according to embodiment of this invention as a Rogowski coil. 空芯トロイダルコイルから構成される電流計測装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electric current measurement apparatus comprised from an air core toroidal coil. この発明の実施の形態に従う平面コイルの構造図である。It is a structure figure of the planar coil according to embodiment of this invention. 空芯トロイダルコイルの組立図である。It is an assembly drawing of an air core toroidal coil. 分割型の支持枠を用いた場合の空芯トロイダルコイルの組立図である。It is an assembly drawing of the air core toroidal coil at the time of using a split type support frame. この発明の実施の形態に従う平面コイルの製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the planar coil according to embodiment of this invention. この発明の実施の形態の変形例に従う平面コイルの構造図である。FIG. 9 is a structural diagram of a planar coil according to a modification of the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，２ コイル、３，５ 平面コイル、４ 導体、６ 樹脂、７，８ 端子、１０ 空芯トロイダルコイル、１２ 電圧計、１４ ケーブル、１６ 導体、１８ 積分回路、２０ 電流計測装置 ２２ 支持枠、２４，２８ 溝、２６ 支持枠片、３０ 接合部。   1, 2 coil, 3, 5 planar coil, 4 conductor, 6 resin, 7, 8 terminal, 10 air-core toroidal coil, 12 voltmeter, 14 cable, 16 conductor, 18 integrating circuit, 20 current measuring device 22 support frame, 24, 28 grooves, 26 support frame pieces, 30 joints.

Claims (7)

複数の第１および第２のコイルが交互に接続された平面コイルからなり、
前記第１および第２のコイルは、前記平面コイルに対して垂直方向の磁界を受けて、互いに逆方向の起電力を生じるように直列接続され、
前記平面コイルは、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの略境界線において折り曲げられ、蛇腹状に形成される、空芯トロイダルコイル。 A plurality of first and second coils are alternately connected to a planar coil;
The first and second coils are connected in series so as to receive a magnetic field perpendicular to the planar coil and generate electromotive forces in opposite directions,
The planar coil is an air-core toroidal coil that is bent at a substantially boundary line between the first coil and the second coil and is formed in a bellows shape. 前記第１のコイルまたは／および前記第２のコイルは、前記平面コイルの面内方向においてらせん状に配置された導線からなる、請求項１に記載の空芯トロイダルコイル。   2. The air-core toroidal coil according to claim 1, wherein the first coil and / or the second coil is made of a conductive wire arranged in a spiral shape in an in-plane direction of the planar coil. 前記平面コイルは、さらに、曲げられて環状に形成される、請求項１または２に記載の空芯トロイダルコイル。   The air-core toroidal coil according to claim 1, wherein the planar coil is further bent and formed into an annular shape. 複数の第１および第２のコイルが交互に接続された平面コイルであって、前記第１および第２のコイルは、前記平面コイルに対して垂直方向の磁界を受けて、互いに逆方向の起電力を生じるように直列接続された前記平面コイルを製造するステップと、
前記平面コイルを前記第１のコイルと前記第２のコイルとの略境界線において折り曲げ、蛇腹状に形成するステップとからなる、空芯トロイダルコイルの製造方法。 A planar coil in which a plurality of first and second coils are alternately connected, and the first and second coils receive a magnetic field in a direction perpendicular to the planar coil, and generate opposite directions to each other. Manufacturing the planar coils connected in series to produce electrical power;
A method for producing an air-core toroidal coil, comprising: bending the planar coil at a substantially boundary line between the first coil and the second coil to form a bellows shape. 前記平面コイルの面内方向において導線をらせん状に配置し、前記第１のコイルまたは／および前記第２のコイルを形成するステップをさらに含む、請求項４に記載の空芯トロイダルコイルの製造方法。   The method of manufacturing an air-core toroidal coil according to claim 4, further comprising the step of spirally arranging conductive wires in an in-plane direction of the planar coil to form the first coil and / or the second coil. . 前記平面コイルを曲げて環状に形成するステップをさらに含む、請求項４または５に記載の空芯トロイダルコイルの製造方法。   The method for manufacturing an air-core toroidal coil according to claim 4, further comprising a step of bending the planar coil to form an annular shape. 複数の第１および第２のコイルが交互に接続された平面コイルであって、
前記第１および第２のコイルは、前記平面コイルに対して垂直方向の磁界を受けて、互いに逆方向の起電力を生じるように直列接続され、
前記平面コイルは、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの略境界線において折り曲げられて蛇腹状に形成され得る、平面コイル。 A planar coil in which a plurality of first and second coils are alternately connected,
The first and second coils are connected in series so as to receive a magnetic field perpendicular to the planar coil and generate electromotive forces in opposite directions,
The planar coil may be formed in a bellows shape by being bent at a substantially boundary line between the first coil and the second coil.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015005695A (en) * 2013-06-24 2015-01-08 株式会社村田製作所 Coil and its manufacturing method
JP2015135854A (en) * 2014-01-16 2015-07-27 株式会社村田製作所 Variable common mode choke coil and method of manufacturing the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50107454A (en) * 1974-01-30 1975-08-23
JPS5821806A (en) * 1981-07-31 1983-02-08 Toko Inc Stacked coil

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50107454A (en) * 1974-01-30 1975-08-23
JPS5821806A (en) * 1981-07-31 1983-02-08 Toko Inc Stacked coil

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015005695A (en) * 2013-06-24 2015-01-08 株式会社村田製作所 Coil and its manufacturing method
JP2015135854A (en) * 2014-01-16 2015-07-27 株式会社村田製作所 Variable common mode choke coil and method of manufacturing the same

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