JP2007194282A

JP2007194282A - コイル部品

Info

Publication number: JP2007194282A
Application number: JP2006008990A
Authority: JP
Inventors: Toshimasa Monma; 利真門馬
Original assignee: Sumida Corp
Current assignee: Sumida Corp
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2007-08-02
Also published as: DE602007000816D1; EP1808871A1; CN101047058A; TWI352364B; KR20070076426A; US7567161B2; US20080143466A1; EP1808871B1; TW200729247A; CN101047058B

Abstract

【課題】複数の機能を有するとともに、電子機器の実装基板に対する配置面積を小さくすることのできるコイル部品を提供する。
【解決手段】それぞれ異なる機能を有する第１のコイル、第２のコイル、第３のコイルと、上鍔及び下鍔を有し、前記第１のコイルが巻回された第１の巻溝が形成されているドラムコアと、底面部に巻軸を設けたベース部材と、を備えたコイル部品であって、前記ドラムコアと前記ベース部材とを組み付けた際に、前記下鍔と前記底部との間に第２の巻溝が形成され、この第２の巻溝に前記第２のコイル及び前記第３のコイルを巻回するようにした構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイル部品に係り、特に、車載用ＡＭ／ＦＭラジオ電波受信器に搭載されるコイル部品に関する。

近年、コイル部品等の電子部品が使用される電子機器は、小型化、高密度実装化、軽量化，低コスト化等の設計上の要求がなされている。

特に、車に搭載される電子機器については、各電子機器の総合的な軽量化を図ることによって、車両全体の重量の軽減を達成することができる。すなわち、車両の重量を軽くすることにより、車の動力性能の改善や、燃料の消費量の抑制等を実現することができる。従って、車に搭載される電子機器であるＡＭ／ＦＭラジオ電波受信器及びそれに搭載される電子部品についても、同様の軽量化を図ることが求められている。

また、コイル部品を実装基板に実装する作業中における破損を防止するため、隣接するコイル部品との間に適切な間隔（作業スペース）を、実装基板上に設ける必要がある。このため、近年の高密度実装の要求を高い水準で満足しつつ、電子機器の小型化を図るためには、実装するコイル部品をできるだけ少なくする必要がある。

従来、ＡＭ／ＦＭラジオ電波受信器に、受信機能やフィルタ機能などの複数の機能を持たせるためには、実装基板上に、例えば実用新案文献１に記載されているようなコイル部品であって、互いに異なる機能を有しているものを、複数実装させていた。

しかし、電気特性や形状が同一又は類似している複数のコイル部品を実装基板上に配置する場合には、上述したようにコイル部品の数量に比例した実装スペースを、実装基板上に確保することが必要となる。従って、複数のコイル部品を使用すると、実装基板が大型となり、それにともなって電子機器の重量が増加するという問題が生じた。

また、複数のコイル部品を使用することにより、電子機器のコストが高くなるという問題も生じた。

そこで、１つのコイル部品に異なる機能を持たせるために、複数のコイルを巻回するようにしたコイル部品が知られている（特許文献２及び特許文献３参照）。このようなコイル部品を用いることで、実装するコイル部品の数を少なくし、電子機器の実装基板を小型にすることができる。

実開昭５８−５１４１２号公報特開平６−８４６４９号公報特開平８−２２２４４１号公報

しかしながら、１つのコイル部品に複数のコイルを設けた場合、それぞれのコイルから生じた磁束がフェライトコア等の磁性材料部分を通過すると、磁束が共通に通過する部分において磁気結合が発生し、所望のインダクタンス値を設定することができないという問題が生じる。

本発明の目的は、上述の問題点を考慮し、複数の機能を有するとともに、実装基板に対する配置面積を小さくすることができるとともに、磁気結合の発生を抑えることのできるコイル部品を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（３）の本発明により達成される。
（１）それぞれ異なる機能を有する第１のコイル、第２のコイル、第３のコイルと、
上鍔及び下鍔を有し、前記第１のコイルが巻回された第１の巻溝が形成されているドラムコアと、
底部に巻軸を設けたベース部材と、を備えたコイル部品であって、
前記ドラムコアと前記ベース部材とを組み付けた際に、
前記下鍔と前記底部との間に第２の巻溝が形成され、この第２の巻溝に前記第２のコイル及び前記第３のコイルを巻回したことを特徴とするコイル部品。

（２）前記第１のコイルの巻数をＴ１、前記第２のコイルの巻数をＴ２、前記第３のコイルの巻数をＴ３としたときに、
Ｔ１≧Ｔ２≧Ｔ３
の関係であることを特徴とする上記（１）に記載のコイル部品。

（３）前記第３のコイルは、１６２．４００ＭＨｚ〜１６２．５５０ＭＨｚの周波数帯域においてＬＣ直列共振を生じるように設定されていること
を特徴とする上記（１）又は（２）に記載のコイル部品。

本発明に係るコイル部品によれば、複数の機能を有した状態で、実装基板に対する配置面積を小さくすることができる。これにより、コイル部品が実装される電子機器を小型にし、重量の増加を抑えることができる。

また、本発明に係るコイル部品によれば、コイル部品内部で発生する磁気結合の発生を抑えることができる。

以下、本発明に係るコイル部品を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明するが、本発明に係るコイル部品は、以下の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係るフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０の分解図である。

図１に示すように、フィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０は、ベース部材１１と、ドラムコア１６と、ポットコア２３と、ケース２４とを備えている。

ベース部材１１は、非磁性部材である合成樹脂を用いて角形に形成されており、側面に引き出された複数の端子１２を有している。端子１２は、金属片からなり、一端をベース部材１１内に埋設し、他端をベース部材１１の側面から引出すようにして形成されている。

ベース部材１１の底部の中央部には、上部に平面を有する円形状の底面部１１ａが形成されている。この底面部１１ａの中央部には、平面に対して上方に突出する円筒状の巻軸１４が形成されている。また、巻軸１４の内側には、ドラムコア１６に設けられた係合突起１６ａを挿入するための係合凹部１４ａが形成されている。

図２は、フィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０に使用されるベース部材１１の斜視図である。

図２に示すように、巻軸１４の内側に形成された係合凹部１４ａは、ドラムコア１６に設けられた係合突起１６ａの形状に合わせた円形状の穴を有するように形成されている。

底面部１１ａには、巻軸１４の外周に沿って平面が形成されており、この平面に後述する第２のコイルであるＦＭ電波抑制フィルタコイル３２と第３のコイルであるウェザーバンド抑制フィルタコイル３３とが載置される。

巻軸１４には、第２のコイルであるＦＭ電波抑制フィルタコイル３２が巻かれている。このフィルタコイル３２のリードは、側方に引き出され、所定の端子１２にからげられ、半田等で接続される。

また、フィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０の周波数と電気的特性との関係を示した図５から明らかなように、本実施形態のＦＭ電波抑制フィルタコイル３２は、７６．０ＭＨｚ乃至１０８．５ＭＨｚの周波数帯域において、ＦＭ電波を除去し得る減衰特性を具備するように設定されている。従って、ＦＭ電波抑制フィルタコイル３２は、ＦＭ電波を除去して、コイル部品１０におけるＦＭ電波の混信を抑制することができる。

さらに、ＦＭ電波抑制フィルタコイル３２の外側には、第３のコイルであるウェザーバンド抑制フィルタコイル３３が巻かれている。なお、ウェザーバンド抑制フィルタコイル３３のリードは、第２の巻軸１４から側方に引き出され、所定の端子１２にからげられ、半田等で接続される。

ここで、ウェザーバンド抑制フィルタコイル３３の主たる用途を説明する。
例えば、フィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０を搭載したＡＭ／ＦＭラジオ電波受信機が米国で使用される場合を考える。

米国では、ＡＭ電波，ＦＭ電波に加えて、１６２．４００ＭＨｚ乃至１６２．５５０ＭＨｚの周波数帯域を利用した天気情報を配信する電波（一般的にウェザー・バンドと呼ばれている）が発信されている。従って、このような国では、ＡＭ／ＦＭラジオ電波受信機に、天気情報電波の混信を抑制するための機能をもたせる必要が生じる。

図５から明らかなように、ウェザーバンド抑制フィルタコイル３３は、１６２．４００ＭＨｚ乃至１６２．５５０ＭＨｚの周波数帯域において、コンデンサＣとの直列共振（ＬＣ直列共振）によって生じる共振周波数ｆ_０から求められる減衰特性が大きくなるように設定されている。従って、ウェザーバンド抑制フィルタコイル３３は、１６２．４００ＭＨｚ乃至１６２．５５０ＭＨｚの周波数帯域を利用した天気情報の電波を除去し、コイル部品１０における天気情報電波の混信を抑制することができる。

図１に示すように、ドラムコア１６は、巻軸１８を介して上鍔１７と下鍔１９が所定の間隔を有するように形成されており、その部分に第１の巻溝２０が形成されている。なお、後述するように、ＡＭ電波ローディングコイル３１の巻回数Ｔ１は多く設定する必要があるため、第１の巻溝２０の幅は、後述する第２の巻溝２１の幅よりも大きくなるように形成されている。

また、ドラムコア１６の下鍔１９の下方には、ベース部材１１側へ突出するようにして、円筒形状の係合突起１６ａが形成されている。なお、この係合突起１６ａは、ドラムコア１６の巻軸１８の中心軸線上に設けられている。

ベース部材１１とドラムコア１６とを組み付ける際には、フェライトからなるドラムコア１６の係合突起１６ａを、ベース部材１１の係合凹部１４ａに挿入し、ドラムコア１６とベース部材１１とを接着固定する。この際、ドラムコア１６は、ベース部材１１の底面部１１ａに対して、巻軸１８の中心線が垂直となるようにして組み付けられる。

そして、ドラムコア１６の第１の巻溝２０に、第１のコイルであるＡＭ電波ローディングコイル３１が巻かれる。ＡＭ電波ローディングコイル３１のリードは、上溝２０から下方に引き出され、所定の端子１２にからげられ、半田等で接続される。

ここで、ＡＭ電波ローディングコイル３１は、ＡＭ電波の受信感度を上げるために、巻数Ｔ１を大きく設定する必要がある。

すなわち、図５に示すように、本実施形態のＡＭ電波ローディングコイル３１は、１７０ｋＨｚ乃至３０ＭＨｚの周波数帯域、具体的には、ＬＷ（long wave）領域：１７０ｋＨｚ乃至３５０ｋＨｚ，ＭＷ(middle wave)領域：５３０ｋＨｚ乃至１７５０ｋＨｚ，ＳＷ(short wave)領域：４ＭＨｚ乃至３０ＭＨｚにおいて、ＡＭ電波を良好に受感できるように高インダクタンス仕様とされている。つまり、ＡＭ電波ローディングコイル３１の巻数Ｔ１は、ＦＭ電波抑制フィルタコイル３２の巻数Ｔ２及びウェザーバンド抑制フィルタコイル３３の巻数Ｔ３と比較して、最も多くなるように設定されている。

以上述べたように、本実施形態に係るフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０では、それぞれ異なる機能を有するＡＭ電波ローディングコイル３１、ＦＭ電波抑制フィルタコイル３２、ウェザーバンド抑制フィルタコイル３３を備えており、また、ＡＭ電波ローディングコイル３１の巻数Ｔ１、ＦＭ電波抑制フィルタコイル３２の巻数Ｔ２、ウェザーバンド抑制フィルタコイル３３の巻数Ｔ３の関係が、Ｔ１≧Ｔ２≧Ｔ３となるように設定されている。

従って、１つのフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０は、複数の機能を有するように構成されており、これにより、実装基板に実装されるコイル部品の数を少なくすることができる。また、実装基板を小さくすることにより、コイル部品１０が実装されるＡＭ／ＦＭラジオ電波受信器を小型にすることができる。

さらに、上述したような関係で各コイルの巻数Ｔを設定することにより、ＡＭ電波の受信精度を高く維持することができるとともに、フィルタコイル３２，３３が巻回される部分を小さくすることで、コイル部品１０を小さくし、それが搭載される電子機器を小型にすることができる。

つぎに、ポットコア２３で、コイル３１、３２が巻かれたドラムコア１６を覆うようにする。

ポットコア２３は、下側を開口し、上側を閉じてある有底円筒形のフェライトからなり、周側面がケース２４に螺合されている。また、ポットコア２３の上部には、マイナス溝２３ａが形成されている。

ケース２４は、銅、真鋳などの金属からなり、ケースグランド端子２５を、ベース部材１１の底面に折り曲げることにより、ケース２４をベース部材１１に取付ける。また、ケース２４の上部には、円形の貫通孔２４ａが形成されている。

図３は、組み立てられたフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０の斜視図である。

図３に示すように、フィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０は、ケース２４の貫通孔２４ａを通じて、ポットコア２３に設けられたマイナス溝２３ａを視認することができる。そして、マイナス溝２３ａにねじ回しなどを挿入して、ポットコア２３を回転させることで、ポットコア２３を上下方向に動かすことができる。

フィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０は、端子１２を回路基板の導体パターンに接続することで、実装基板に実装される。つぎに、コイル部品１０を回路基板に実装した状態で、基板の電気特性を確認する。そして、所望の設定値とずれているような場合は、ねじ回し等をマイナス溝２３ａに差し込んで、ポットコア２３をケース２４に対して相対移動させ、これにより、ポットコア２３の内部を通る磁束を変化させて、回路基板の電気特性の微調整を行うことができる。

図４は、本実施形態に係るフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０の断面図である。

図４に示すように、ドラムコア１６の下部に形成された係合突起１６ａを、ベース部材１１の係合凹部１４ａに挿入することによって、ドラムコア１６の下鍔１９の底面とベース部材１１の底面部１１ａとの間に、第２の巻溝２１が形成されている。そして、この巻溝２１に、ＦＭ電波抑制フィルタコイル３２及びウェザーバンド抑制フィルタコイル３３が配置されている。

なお、本実施の形態では、ＦＭ電波抑制フィルタコイル３２の外側にウェザーバンド抑制フィルタコイル３３が配置されているが、これとは逆に、ウェザーバンド抑制フィルタコイル３３の外側にＦＭ電波抑制フィルタコイル３２を配置するようにしてもよい。

このように、本実施形態に係るフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０によれば、ドラムコア１６の下鍔１９と、ベース部材１１の底面部１１ａとを利用して、ＦＭ電波抑制フィルタコイル３２及びウェザーバンド抑制フィルタコイル３３を巻きつけるための巻溝２１を形成することができるので、ドラムコア１６に別途巻溝を形成する必要は生じない。

コイル部品１０の内部には、ＡＭ電波ローディングコイル３１から発生する磁束によって形成される磁路Φ１と、ＦＭ電波抑制フィルタコイル３２から発生する磁束によって形成される磁路Φ２と、ウェザーバンド抑制フィルタコイル３３から発生する磁束によって形成される磁路Φ３とがそれぞれ形成されている。

ＡＭ電波ローディングコイル３１の磁路Φ１は、ドラムコアの上鍔１７およびポットコア２３を通り、ドラムコアの下鍔１９からドラムコアの巻軸１８を通過するように構成されている。すなわち、ＡＭ電波ローディングコイル３１の磁路Φ１は、そのほとんどが磁性体部分を通過するように構成されている。これにより、コイル部品１０において、ＡＭ電波の受感度を高めるために必要なＡＭ電波ローディングコイル３１のインダクタンス値を確保することができる。

ＦＭ電波抑制フィルタコイル３２の磁路Φ２及びウェザーバンド抑制フィルタコイル３３の磁路Φ３は、ドラムコア１６の下鍔１９を通り、ベース部材１１を通過するように構成されている。このため、ＦＭ電波抑制フィルタコイル３２の磁路Φ２及びウェザーバンド抑制フィルタコイル３３の磁路Φ３と、ＡＭ電波ローディングコイル３１の磁路Φ１との間で共通する通路部分は、ドラムコア１６の下鍔部１９の一部のみとなり、それ以外の通路部分は、別々の経路を通過する。

従って、本実施形態のフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０によれば、ＡＭ電波ローディングコイル３１の磁路Φ１と、ＦＭ電波抑制フィルタコイル３２の磁路Φ２及びウェザーバンド抑制フィルタコイル３３の磁路Φ３とを、磁気的に分離独立した状態に保つことができるので、コイル部品１０の内部において、異なるコイルの磁束間で生じる磁気的結合を少なくすることができる。

また、ＦＭ電波抑制フィルタコイル３２の磁路Φ２及びウェザーバンド抑制フィルタコイル３３の磁路Φ３は、大部分が非磁性材料からなるベース部材１１を通過するように構成されているため、磁性体で構成した巻芯に比べ磁気結合を低くすることができる。

このように、本実施形態のフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０によれば、磁気的な結合が少ない状態でコイル部品を駆動することができるので、磁気的結合によって発生する相互インダクタンスの影響によって、所望の電気特性値が得られなくなるということを防止することができる。

なお、一般に、信号系回路に実装されるコイル部品においては、コイルに印加される電流が小さいため、異なるコイルの磁束がコイル部品内の磁性体を通過することによって生じる磁気飽和は起こりにくいと考えられる。

また、本実施形態のフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０によれば、ＡＭ電波ローディングコイル３１，ＦＭ電波フィルタコイル３２，ウェザーバンドフィルタコイル３３の機能を一仕様のコイルにできるので、コイル部品１０が用いられる国の事情に応じてコイル部品１０の仕様の変更を行う必要が生じない。

さらに、本実施形態のフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品１０によれば、電子機器に複数の機能を持たせる際に使用するコイル部品の数を少なくすることができるので、実装基板の面積を小さくして、電子機器の軽量化を図ることができる。

また、電子機器に実装されるコイル部品１０の数を少なくすることができるので、電子機器の製造コストを低くすることができる。

なお、本発明のコイル部品は、上述の形態に限定されるものではなく、その他材料、構成等において、本発明の構成を逸脱しない範囲で種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。特に、ポットコアの上部に設けられたねじ溝の形状は、マイナス形状に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係るフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品の分解図である。フィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品に使用するベース部材の斜視図である。本発明の実施形態に係るフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品の斜視図である。本発明の実施形態に係るフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品の断面図である。本発明の実施形態に係るフィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品の周波数と電気的特性との関係を表した図である。

符号の説明

１０・・フィルタ付きＡＭ電波ローディングコイル部品、１１・・ベース部材、１１ａ・・底面部、１２・・金属端子、１４・・巻軸、１４ａ・・係合凹部、１６・・ドラムコア、１６ａ・・係合突起、１７・・上鍔、１８・・巻軸、１９・・下鍔、２０・・第１の巻溝、２１・・第２の巻溝、２３・・ポットコア、２３ａ・・ねじ溝、２４・・ケース、２４ａ・・穴、２５・・ケースグランド端子、３１・・ＡＭ電波ローディングコイル、３２・・ＦＭ電波抑制フィルタコイル、３３・・ウェザーバンド抑制フィルタコイル、Φ１・・第１のコイル磁路、Φ２・・第２のコイル磁路、Φ３・・第３のコイル磁路

Claims

それぞれ異なる機能を有する第１のコイル、第２のコイル、第３のコイルと、
上鍔及び下鍔を有し、前記第１のコイルが巻回された第１の巻溝が形成されているドラムコアと、
底部に巻軸を設けたベース部材と、を備えたコイル部品であって、
前記ドラムコアと前記ベース部材とを組み付けた際に、前記下鍔と前記底部との間に第２の巻溝が形成され、この第２の巻溝に前記第２のコイル及び前記第３のコイルを巻回したこと
を特徴とするコイル部品。
前記第１のコイルの巻数をＴ１、前記第２のコイルの巻数をＴ２、前記第３のコイルの巻数をＴ３としたときに、
Ｔ１≧Ｔ２≧Ｔ３
の関係であること
を特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
前記第３のコイルは、１６２．４００ＭＨｚ〜１６２．５５０ＭＨｚの周波数帯域においてＬＣ直列共振を生じるように設定されていること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコイル部品。