JP2007150248A

JP2007150248A - 巻線型インダクタ

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Publication number: JP2007150248A
Application number: JP2006220093A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ogawa; 茂小川
Original assignee: NOC KK
Current assignee: NOC KK
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2026-08-11
Also published as: JP4317206B2

Abstract

【課題】これまでにない広い周波数帯域において良好にインダクタ特性を発揮し得、広い周波数帯域で高い減衰量が得られる極めて実用性に秀れた巻線型インダクタを提供する。
【解決手段】コア１に導線２を巻線して成る巻線型インダクタであって、前記コア１は、このコア１に巻線した前記導線２の巻線径が一定ではなく徐々に径小となるべくこのコア１の外径が徐々に径小となる先細り状部３を有する形状とし、この先細り状部３は、この先細り状部３の径大な基端から径小な先端まで一定の縮径率で前記コア１の外径が縮径するテーパ形状とせずに、この先細り状部３の径大な基端から径小な先端に向けて前記コア１の外径の縮径率が徐々に減少する先細り形状、即ち、この先細り状部３の基端側で急激に縮径し、先端側では前記基端側に比して緩やかに縮径する先細り形状に形成した巻線型インダクタ。
【選択図】図１

Description

本発明は、インダクタンスをもたせるべくコアに導線を巻線した巻線型インダクタに関するものである。

一般にコアコイルと呼ばれる巻線型のインダクタは、例えばフェライトや誘電体から成るコアに導線を巻線して成るものである（他にも、空芯コイルに樹脂と鉄粉との混合体を充填して成るコアなどがある。）。

従来の一般的な巻線型インダクタは、例えば、外径が一定である円柱状の前記コアの外周面に前記導線を巻線して成る構成である為、巻線されたこの導線の巻線径も一定となり、従って、一体の巻線型インダクタ毎に単一の共振周波数しか有していないものである。

従って、このコアの外径が一定のタイプの巻線型インダクタは、その共振周波数帯域においては良好にインピーダンスが増大してインダクタとしての機能を発揮し得る（高い減衰量を有する）ものの、その共振周波数帯域を外れると直ちにインピーダンスが低減してインダクタとしての機能が著しく低減（減衰量が著しく低減）してしまい、よって、非常に狭い周波数帯域でしか良好にインダクタ特性を発揮できない（高い減衰量が得られない）ものである。

よって、広い周波数帯域で高い減衰量を得るためには、共振周波数の異なる複数の巻線型インダクタを連設するしかなく、それだけコストが高いうえに取付スペースを広く要するため例えば電子製品などにおいて懸念される小型化の妨げとなってしまうなどの問題を有した。

そこで、従来から、特開２００４−６６９５号公報に開示されているように、円錐状若しくは角錐状に形成したコアに導線を巻線して成る構成の巻線型インダクタが提案されている。

これは、上記のコアの外径が一定のタイプと異なり、図３に図示したように、コアの外径が徐々に径小となり、このコアに巻線された導線の巻線径も徐々に径小となるために、一つの巻線型インダクタでありながら、単一でなく、異なる複数の共振周波数を有するものである。

従って、このコアの外径が変化するタイプの巻線型インダクタは、上記のコアの外径が一定のタイプと異なり、たった一つの巻線型インダクタで異なる複数の共振周波数を有し、それだけたった一つの巻線型インダクタでありながら非常に広い周波数帯域で良好にインダクタとしての機能を発揮でき、広い周波数帯域で高い減衰量が得られるものである。

特開２００４−６６９５号公報

本発明は、上記のコアの外径が変化するタイプの巻線型インダクタについて更なる研究開発を重ねた結果完成したもので、従来例に比して、一層広い周波数帯域において良好にインダクタとしての機能を発揮し得る構成を達成し得、また、たった一つの巻線型インダクタによって広い周波数帯域で高い減衰量が得られるからコスト面に秀れ取付スペースも少なく済み、例えば電子製品などの小型化も容易に図り得るなど、実用性に秀れた極めて画期的な巻線型インダクタを提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

コア１に導線２を巻線して成る巻線型インダクタであって、前記コア１は、このコア１に巻線した前記導線２の巻線径が一定ではなく徐々に径小となるべくこのコア１の外径が徐々に径小となる先細り状部３を有する形状とし、この先細り状部３は、この先細り状部３の径大な基端から径小な先端まで一定の縮径率で前記コア１の外径が縮径するテーパ形状とせずに、この先細り状部３の径大な基端から径小な先端に向けて前記コア１の外径の縮径率が徐々に減少する先細り形状に形成したことを特徴とする巻線型インダクタに係るものである。

また、コア１に導線２を巻線して成る巻線型インダクタであって、前記コア１は、このコア１に巻線した前記導線２の巻線径が一定ではなく徐々に径小となるべくこのコア１の外径が徐々に径小となる先細り状部３を有する形状とし、この先細り状部３は、この先細り状部３の径大な基端から径小な先端まで一定の縮径率で前記コア１の外径が縮径するテーパ形状とせずに、このコア１の外径がこの先細り状部３の径大な基端側で急激に縮径し、径小な先端側では前記径大な基端側に比して緩やかに縮径する先細り形状に形成したことを特徴とする巻線型インダクタに係るものである。

また、前記先細り状部３における前記コア１の外径の縮径率をＲとし、このコア１の軸方向長さをｘ，外径をｒとすると前記縮径率はＲ＝−ｄｒ（ｘ）／ｄｘで表されるものであって、前記先細り状部３は、この先細り状部３における前記コア１の外径の縮径率が少なくともＲ≧０となる先細り形状に形成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の巻線型インダクタに係るものである。

また、前記コア１は、外径が一定のストレート状部４を有し、このストレート状部４の端部から前記先細り状部３によりこのコア１の外径が縮径する形状に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の巻線型インダクタに係るものである。

本発明は上述のように構成したから、コアの外径が一定でなく徐々に径小となる先細り状部を有する形状にコアを形成し、このコアに巻線した導線の巻線径も前記先細り状部において徐々に径小となるから、従来からあるコアの外径が変化するタイプの巻線型インダクタと同様に、単一でなく異なる複数の共振周波数を有し、よって、たった一つの巻線型インダクタでありながら複数の共振周波数によりそれだけ広い周波数帯域において良好にインダクタとしての機能を発揮し得、広い周波数帯域において高い減衰量を得ることができる。

また、各個に異なる単一の共振周波数を有する複数の巻線型インダクタを連設したりする必要が無く、本発明品一つで広い周波数帯域において高い減衰量を得られる為、それだけコスト安にして、多数のインダクタを設ける必要がなくそれだけ電子製品などにおいて危惧される小型化の妨げとなることも無く、例えば電子製品などのコンパクト化を容易に図り得る。

しかも本発明においては、このコアの先細り状部を、従来からある単に径大な基端から径小な先端まで一定の縮径率でコアの外径が縮径するテーパ形状とせずに、この先細り状部の径大な基端から径小な先端に向けてコアの外径の縮径率が徐々に減少する先細り形状（即ち、例えばこの先細り状部の径大な基端側では縮径率を高く設定し、径小な先端側では縮径率を前記基端側に比して低く設定して、この先細り状部の径大な基端側で前記コアの外径が急激に縮径し、先端側では緩やかに縮径する形状）とすることで広い周波数帯域で一層高い減衰量が得られる構成としたから、これまでのこの種の巻線型インダクタにはない広い周波数帯域で一層高い減衰量を得る構成を簡易に設計実現可能である。

また、本発明は、前記先細り状部が、例えば円柱状や円錐状に比して、より多くの巻線回数の導線を巻線できる形状の為、それだけコアに多くの巻線回数前記導線を巻線できることは勿論、そのぶんコアの長さ方向の寸法を短く設定しコンパクトに形成しても良く、例えば電子製品などのコンパクト化を一層良好に図り得る。

よって、本発明は、たった一つの巻線型インダクタで複数の共振周波数を有しそれだけ広い周波数帯域で高い減衰量が得られることは勿論、この高い減衰量が得られる周波数帯域を、これまでになく一層広い範囲とすることができるから、これまでになく広い周波数帯域において高い減衰量が得られ、しかもコスト安で、コンパクト性にも秀れるなど、実用性に秀れた極めて画期的な巻線型インダクタとなる。

好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

導線２をコア１に巻線する。この際、このコア１は単に外径が一定の形状（例えば円柱状など）ではなく、外径が徐々に径小となる先細り状部３を有する形状に形成されており、このコア１に巻線した導線２の巻線径も一定ではなくこの先細り状部３において徐々に径小となる。

従って、コア１の外径及び導線２の巻線径の変化（縮径）により、異なる複数の共振周波数を有することとなる。

よって、例えば、コア１の外径が一定のタイプの従来例のように、単にコア１が円柱状で外径が一定であった場合、導線２の巻線径も一定で一つの共振周波数しか有さず、その共振周波数帯域においては良好にインダクタとしての機能を発揮でき高い減衰量が得られるものの、この共振周波数帯域から外れるとインダクタとしての機能が（減衰量が）直ちに、しかも著しく低減してしまうという実用上の問題点を有したが、この点、本発明においては一つの巻線型インダクタに複数の共振周波数を有しており、それだけ広い周波数帯域において高い減衰量が得られる（良好にインダクタとしての機能を発揮できる）こととなる。

しかも、本発明においては、前記コア１の先細り状部３の形状を、径大な基端から径小な先端まで一定の縮径率で外径が縮径するテーパ形状（例えば、円錐状など）とせずに、この先細り状部３の径大な基端から径小な先端に向けてこのコア１の外径の縮径率が徐々に減少する先細り形状に形成している。即ち、この先細り状部３は、径大な基端側でコア１の外径が急激に縮径し、径小な先端側では前記径大な基端側に比して緩やかにコア１の外径が縮径する先細り形状としている。

尚、この先細り状部３における前記コア１の外径の縮径率は、例えば、この縮径率をＲとし、このコア１の軸方向長さをｘ，外径をｒとすると縮径率はＲ＝−ｄｒ（ｘ）／ｄｘで表されるものとし、この先細り状部３を、例えばこの先細り状部３における前記コア１の外径の縮径率が少なくともＲ≧０となる先細り形状（例えば、図１に図示したように、基端から先端に向けて縮径率が漸減する双曲面状や、例えば、図２に図示したように、基端から先端に向けて傾斜角の異なる複数の傾斜面を有する傾斜面状など）とすれば良い。

このように、前記コア１は、このコア１の外径が徐々に径小となる先細り状部３を有する形状とするだけでなく、この先細り状部３は、その径大な基端側で急激にコア１の外径を縮径し、径小な先端側では前記基端側に比して緩やかにコア１の外径を縮径する形状とすることで、単に先細り状部３の基端から先端まで一定の縮径率で縮径するに過ぎない、例えば図３に図示したようなテーパ形状（円錐状）のコア１と比較すると、広い周波数帯域において一層高い減衰量が得られる一層実用性に秀れた巻線型インダクタとなる。

特に、請求項４に記載の発明のように、前記コア１は、外径が一定のストレート状部４を有し、このストレート状部４の端部から前記先細り状部３によりこのコア１の外径が縮径する形状に形成した場合には、先細り状部３を径大な基端から径小な先端に向けてコア１の外径の縮径率が徐々に減少する先細り形状としたことにより、前記コア１の前記ストレート状部４が有する共振周波数帯域での減衰量が増大することとなり、それだけ広い周波数帯域で高い減衰量が得られることとなる。

また、このコア１の先細り状部３には、単に円柱状や円錐状に比して、より多数回前記導線２を巻線できるから、例えば、コア１の長さが同じでありながら従来に比してより多数回前記導線２を巻線できる形状としたり、導線２の巻線回数が同じでありながら従来に比してコア１の長さ方向の寸法を短く設定しコンパクトな形状としたりでき、この点においても実用性に秀れることとなる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、コア１に導線２を巻線して成る巻線型インダクタである。尚、コア１には、フェライトや誘電体で構成しても良く、また、空芯コイルに樹脂と鉄粉との混合体を充填した構成のものなど、この種の巻線型インダクタとして一般に使用されるコア１の構成を採用すれば良く、本実施例においては、フェライト製のものを採用する。また、導線２には銅線を採用する。

このコア１は、このコア１に巻線した前記導線２の巻線径が一定ではなく徐々に径小となるべくこのコア１の外径が徐々に径小となる先細り状部３を有する形状である。

このコア１に形成した先細り状部３は、この先細り状部３の径大な基端から径小な先端まで一定の縮径率で前記コア１の外径が縮径するテーパ形状（図３参照）とせずに、図１に図示したように、この先細り状部３の径大な基端から径小な先端に向けて前記コア１の外径の縮径率が徐々に減少する先細り形状に形成したものである。

尚、この先細り状部３における前記コア１の外径の縮径率は、この縮径率をＲとし、このコア１の軸方向長さをｘ，外径をｒとすると、この縮径率はＲ＝−ｄｒ（ｘ）／ｄｘで表されるものとする。

この先細り状部３は、この先細り状部３における前記コア１の外径の縮径率が少なくともＲ≧０となる先細り形状に形成すれば良い。特に、本実施例では、この先細り状部３の径大な基端から径小な先端に至るまでこの縮径率がＲ＞０となる先細り形状に前記先細り状部３を形成している。

従って、この先細り状部３の径大な基端から径小な先端まで、コア１の外径が一定となる部位や、コア１の外径が拡径する部位を一切有さず、この先細り状部３の径大な基端から径小な先端までコア１の外径が常時縮径する先細り形状としている。

具体的には、図１に図示したように、このコア１の先細り状部３は、この先細り状部３の径大な基端側で急激に縮径し、径小な先端側では前記径大な基端側に比して緩やかに縮径する先細り形状で、この先細り状部３の径大な先端から径小な基端に向けて前記コア１の縮径率が漸減する双曲面状に形成している。また、この先細り状部３の側断面視形状は円形としている。

尚、この先細り状部３の形状は本実施例のものに限らず、この先細り状部の径大な基端と径小な先端とを結ぶ仮想の外形線よりも、実際の外径線が内方に凹没した形状であって、例えば、図２に図示したように、このコア１の先細り状部３を、この先細り状部３の径大な基端側は傾斜角が大きく（縮径率が大きく）、径小な先端側では前記基端側よりも傾斜角の小さい（縮径率の小さい）異なる傾斜角を有する複数のテーパ面を有する傾斜面状に形成しても良い。即ち、図１に図示したように縮径率が径大な基端側から径小な先端側に向けて連続的に徐々に小さくなる形状に限らず、この図２に図示した別例のように、縮径率が段階的に徐々に小さくなる形状でも良い。

また、このコア１は、このコア１に巻線されたこのコア１の長さ方向（巻線軸方向）に隣合う導線２同志が互いに離間せず近接若しくは当接状態となる形状に形成している。即ち、仮にこのコア１の外形が突然極端に縮径する部位、つまり段状部を有する形状とした場合には、この段状部の上側に巻線した導線２と下側に巻線した導線２とが離れてしまい、これによりインダクタとしての機能を低減してしまうため、このコア１の長さ方向に隣合う導線２同志が互いに離間してしまうような外形差を有する段状部を有さない形状に前記コア１を形成している。尚、コア１の長さ方向に隣合う導線２同志が互いに離間してしまうような外径差を有する段状部を有する形状に前記コア１を形成することで、特定の周波数帯域の減衰量が著しく低減された、所謂バンドパスフィルタとして構成しても良い。

また、本実施例においては、図１に図示したように、前記コア１は、外径が一定のストレート状部４を有し、このストレート状部４の端部から前記先細り状部３によりこのコア１の外径が縮径する形状に形成している。

具体的には、このコア１に形成した前記先細り状部３の径大な基端（図１中、右方）から前記ストレート状部４を有する形状である。尚、このストレート状部４は前記先細り状部３と同様に側断面視形状を円形としている。

本実施例のコア１は、図１に図示したように、ストレート状部４の一端から、双曲面状の先細り状部３を形成した構成としたが、例えば、先細り状部３を複数有する形状（即ち、例えば、第一の先細り状部３の径小な先端から第二の先細り状部を形成した形状）としても良い。また、このコア１の側断面視形状を円形とせずに多角形状としても良い。

本実施例は、上述のように構成したから、コア１の外径が先細り状部３で縮径すると共にこのコア１に巻線した導線２の巻線径も縮径する為、単一の共振周波数ではなく、異なる複数の共振周波数を有することとなり、それだけ広い周波数帯域で高い減衰量が得られることとなる。

しかも、本実施例の前記コア１は、図１に図示したように、このコア１の外径が先細り状部３の径大な基端側で急激に縮径して、径小な先端側で緩やかに縮径する先細り形状としている為、このコア１の高い減衰量が得られる周波数帯域が一層広くなくなる。即ち、前記先細り状部３が、図１に図示したように、コア１の外径の縮径率が徐々に減少する双曲面状の先細り形状としたことにより、このコア１のストレート状部４が有する共振周波数帯域での減衰量が、従来の単にコア１の外径が一定の縮径率で縮径するもの（図３参照）に比して大きくなり、その結果、本実施例品は、たった一つの巻線型インダクタでこれまでになく広い周波数帯域で高い減衰量が得られることとなる。

しかも、たった一つの巻線型インダクタで上述のようにこれまでにない広い周波数帯域で高い減衰量が得られるから、複数の巻線型インダクタを設ける必要がなくコスト安で取付スペースも少なく済む。

また、図１に図示したように双曲面状のコア１には、図３に図示した従来例のように単に円錐状のコア１に導線を巻線する場合に比して、前記導線２を多数回巻線できるから、例えば、このコア１の長さ方向の寸法を小さく設定しコンパクトな形状とすることもできる。

以上のように、本実施例は、この種のインダクタとして極めて有効な実用性に秀れた画期的な巻線型インダクタとなる。

尚、図４は、これまでに説明した本実施例の減衰特性の評価実験によって得られた測定結果を示すものであり、スイーパ（掃引信号発振器）からレシーバ（受信装置）に掃引信号を発振しつつ、図１に図示したような本実施例タイプ（コイル径が基端側で急激に縮径するタイプ）と、図３に図示する従来例のように単にコイル径が一定の縮径率で縮径するタイプの双方についてネットワークアナライザ（高周波測定器）によりその減衰量（減衰特性）を評価した結果を示すものである。

尚、実験条件としては、図５（ａ），（ｂ）の通りである。即ち、コア１の長さ，基端径及び先端径を同一とし、このコア１に導線２を巻線する長さ範囲も同一とし、この巻線範囲に巻線する導線２の巻数は本実施例タイプは８０回，比較品のタイプは７５回（いずれも隙間なく導線２を巻線している）として、上記減衰特性の評価を行うものである。

この図４からわかるように、本実施例品は、３０ＭＨｚ近辺から１００００ＭＨｚ近辺の広範囲に亘って減衰量−３０ｄＢ以下の高い減衰特性を確保できるのに対して、比較品の場合は３０ＭＨｚ近辺から減衰量−３０ｄＢ以下となるものの３００ＭＨｚ近辺で減衰量が−３０ｄＢより高い−２８ｄＢ程度となってしまう。このように、本実施例品は従来例に比して高い減衰特性を広い範囲で確保できるものである。

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

本実施例に係る巻線型インダクタを示す説明正断面図である。本実施例に係る巻線型インダクタの別例を示す説明正断面図である。従来例を示す説明正断面図である。本実施例に係る巻線型インダクタの実験例の測定結果を示す説明図である。本実施例に係る巻線型インダクタの実験例に使用される各巻線型インダクタの形状比較図である。

符号の説明

１コア
２導線
３先細り状部
４ストレート状部

Claims

コアに導線を巻線して成る巻線型インダクタであって、前記コアは、このコアに巻線した前記導線の巻線径が一定ではなく徐々に径小となるべくこのコアの外径が徐々に径小となる先細り状部を有する形状とし、この先細り状部は、この先細り状部の径大な基端から径小な先端まで一定の縮径率で前記コアの外径が縮径するテーパ形状とせずに、この先細り状部の径大な基端から径小な先端に向けて前記コアの外径の縮径率が徐々に減少する先細り形状に形成したことを特徴とする巻線型インダクタ。
コアに導線を巻線して成る巻線型インダクタであって、前記コアは、このコアに巻線した前記導線の巻線径が一定ではなく徐々に径小となるべくこのコアの外径が徐々に径小となる先細り状部を有する形状とし、この先細り状部は、この先細り状部の径大な基端から径小な先端まで一定の縮径率で前記コアの外径が縮径するテーパ形状とせずに、このコアの外径がこの先細り状部の径大な基端側で急激に縮径し、径小な先端側では前記径大な基端側に比して緩やかに縮径する先細り形状に形成したことを特徴とする巻線型インダクタ。
前記先細り状部における前記コアの外径の縮径率をＲとし、このコアの軸方向長さをｘ，外径をｒとすると前記縮径率はＲ＝−ｄｒ（ｘ）／ｄｘで表されるものであって、前記先細り状部は、この先細り状部における前記コアの外径の縮径率が少なくともＲ≧０となる先細り形状に形成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の巻線型インダクタ。
前記コアは、外径が一定のストレート状部を有し、このストレート状部の端部から前記先細り状部によりこのコアの外径が縮径する形状に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の巻線型インダクタ。