JP2009123825A - Coil device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交流電源とこの交流電源を用いる機器間を接続する電源ラインに付設する一対のコイルを有するコイル装置に関する。 The present invention relates to a coil device having a pair of coils attached to an AC power source and a power line connecting between devices using the AC power source.
従来、交流電源とこの交流電源を用いる機器間を接続する電源ラインに付設して当該電源ラインのノイズを除去するノイズフィルタは知られており、通常、この種のノイズフィルタには、絶縁用のケースにコイルを収容して構成したコイル装置を備えている。 Conventionally, there is known a noise filter that is attached to a power supply line that connects between an AC power supply and a device that uses the AC power supply to remove noise of the power supply line. A coil device is provided in which a coil is housed in a case.
例えば、特許文献1には、コモンモードチョークコイルの線間にそれぞれ接続されるコンデンサ及び各線とアース間に接続されるコンデンサにより構成され、交流電源と電子機器との間に挿入するノイズフィルタであって、熱良導体の金属板上に熱伝導性能が高く薄い絶縁層を持ち、この絶縁層上に導体箔のプリント配線パターンを構成した金属基板配線板と、上部にネジ止めする穴またはネジを有し、底面にハンダ付けする部分を有した入力端子,出力端子及びアース端子と、入力端子の相互間に接続するコンデンサ、出力端子の相互間に接続するコンデンサ及びアース端子と各出力端子間に接続するコンデンサに取付けられ、プリント配線パターン上に載せて自立しハンダ付けできる形状のコンデンサ用電極と、コモンモードチョークコイルを入れるケースに固定され、コモンモードチョークコイルを構成する電線を接続するとともに、プリント配線パターン上に載せてハンダ付けできる形状のコモンモードチョークコイル用電極とを設けたノイズフィルタが開示されており、このノイズフィルタには、ケースに入れたコモンモードチョークコイル、即ち、コイル装置を備えている。
しかし、上述したノイズフィルタに備える従来のコイル装置は、次のような問題点があった。 However, the conventional coil device provided in the above-described noise filter has the following problems.
第一に、通常、交流電源に接続する電源ラインに付設するコイル装置には、比較的高い電圧が印加されるため、規定に基づいた電気的な絶縁を施す必要があり、コイルとコア間或いはライン相互間の距離(沿面距離)は一定距離以上を確保している。したがって、コイルを収容するケース、更にはコイル装置全体の大型化を招きやすい。 First, since a relatively high voltage is normally applied to a coil device attached to a power supply line connected to an AC power supply, it is necessary to provide electrical insulation based on regulations, between the coil and the core or The distance between the lines (creeping distance) is more than a certain distance. Accordingly, it is easy to increase the size of the case for accommodating the coil, and further the entire coil device.
第二に、コイルを支持する支持構造及びケースからのコイルリードの導出構造等による部品点数や製造工数の増加を来たし、コイル装置全体における部品及び製造に伴うコストアップを招きやすい。 Secondly, the number of parts and the number of manufacturing steps are increased due to the support structure for supporting the coil and the lead-out structure of the coil lead from the case.
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したコイル装置の提供を目的とするものである。 The object of the present invention is to provide a coil device that solves such problems in the background art.
本発明は、上述した課題を解決するため、交流電源とこの交流電源を用いる機器M間を接続する電源ラインLc,Lcに付設する一対のコイル2a,2bを有するコイル装置1を構成するに際して、第一ケース部材3pと第二ケース部材3qを組付けて構成するコイルケース3を備え、第一ケース部材3pに、少なくとも一対のコイル2a,2bのリード部2as,2at,2bs,2btを導出させる導出孔4…を有するベースプレート部5、及びこのベースプレート部5の一端辺に一体形成して一対のコイル2a,2bの一端に対向し、かつ筒状を成す一対のコイルボビン部8a,8bの先端側8ai,8biが挿入可能な一対のボビン挿入孔7a,7bを有する第一バリアプレート部6とを設けるとともに、第二ケース部材3qに、少なくとも一対のコイルボビン部8a,8b、及びこのコイルボビン部8a,8bの後端を一体形成し、一対のコイル2a,2bの他端に対向する第二バリアプレート部9とを設け、さらに、第一ケース部材3p又は第二ケース部材3qの一方に、一対のコイル2a,2bを仕切る仕切バリアプレート部10を一体形成し、かつ第一ケース部材3p又は第二ケース部材3qの他方に、仕切バリアプレート部10の当接部10sが挿入する仕切挿入孔11を形成してなることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention configures a
この場合、発明の好適な態様により、ベースプレート部5の左右端辺には、コイル2a,2bの側方を覆う左右一対の側面プレート部15a,15bをそれぞれ一体形成することができる。一方、コイル装置1には、コイルボビン部8a,8bに対して両端側から挿入するコの字状を成す一対のコア部16p,16qを設けることができる。また、一対のコイル2a,2bは、平角導線Wsを巻回した縦巻コイルを用いることができる。なお、一対のコイル2a,2bは、電源ラインLc,Lcのノイズを除去するノイズフィルタFを構成するコモンモードコイルとして用いることができるし、電源ラインLc,Lcのノイズを除去するノイズフィルタを構成する直列接続又は並列接続するノーマルモードコイルとして用いることもできる。
In this case, according to a preferred aspect of the invention, a pair of left and right
このような構成を有する本発明に係るコイル装置1によれば、次のような顕著な効果を奏する。
The
(1) 第二ケース部材3qに、コイルボビン部8a,8bの後端を一体形成し、コイルボビン部8a,8bの先端側8ai,8biを第一ケース部材3pのボビン挿入孔7a,7bに挿入するとともに、第一ケース部材3p又は第二ケース部材3qの一方に、一対のコイル2a,2bを仕切る仕切バリアプレート部10を一体形成し、かつ他方に、仕切バリアプレート部10の当接部10sを挿入するようにしたため、コイル2aと2b間等における見掛上の距離を短くしても、比較的高い電圧が印加される電源ラインLc,Lcに付設する際の実質的な距離(沿面距離)を長くすることができる。したがって、必要な絶縁性を確保でき、コイルケース3、更にはコイル装置1全体の小型コンパクト化を実現することができる。
(1) The rear ends of the
(2) コイルケース3は、コイル2a,2bのリード部2as…を導出させる導出孔4…を有する第一ケース部材3pと、一対のコイルボビン部8a,8bを一体に有する第二ケース部材3qとを組付けて構成するため、基本的には、第一ケース部材3pと第二ケース部材3qの二つの部品で足りる。したがって、部品点数の削減及び製造工数の低減を図れるため、コイル装置1全体における部品及び製造に伴うコストダウンを実現することができる。
(2) The
(3) 好適な態様により、ベースプレート部5の左右端辺に、コイル2a,2bの側方を覆う左右一対の側面プレート部15a,15bを一体形成すれば、部品点数の増加を伴うことなく、第一バリアプレート部6及び第二バリアプレート部9と共にコイルケース3の周りを囲むコイル収容部を容易に形成することができる。
(3) If a pair of left and right
(4) 好適な態様により、コイル装置1に、コイルボビン部8a,8bに対して両端側から挿入するコの字状を成す一対のコア部16p,16qを設ければ、第一バリアプレート部6及び第二バリアプレート部9とコイルボビン部8a,8bの構造により容易に組付けを行うことができるとともに、特に、第一バリアプレート部6に対するコイルボビン部8a,8bの先端側8ai,8biの挿入構造によりコイル2a,2bとコア部16p,16q間の実質的な沿面距離を長くすることができる。
(4) If the
(5) 好適な態様により、一対のコイル2a,2bに、平角導線Wsを巻回した縦巻コイルを用いれば、プリント基板や別途の電極等を用いることなく、ベースプレート部5に形成した導出孔4…にリード部2as…を挿通させるのみで外部への接続リード部を容易に設けることができる。
(5) According to a preferred embodiment, if a vertically wound coil in which a flat conducting wire Ws is wound is used for the pair of
(6) 好適な態様により、一対のコイル2a,2bは、電源ラインLc,Lcのノイズを除去するノイズフィルタFを構成するコモンモードコイルとして、或いは電源ラインLc,Lcのノイズを除去するノイズフィルタを構成する直列接続又は並列接続するノーマルモードコイルとして用いれば、ノイズフィルタの小型コンパクト化及び低コスト化に寄与できる。
(6) According to a preferred aspect, the pair of
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, the best embodiment according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係るコイル装置1に用いる構成部品について、図1〜図6を参照して説明する。
First, components used in the
コイル装置1は、図3に示すように、第一ケース部材3p及び第二ケース部材3qにより構成するコイルケース3,一対のコイル2a,2b及び一対のコア部16p,16qを備える。
As shown in FIG. 3, the
第一ケース部材3pは、ベースプレート部5、第一バリアプレート部6、仕切バリアプレート部10及び左右一対の側面プレート部15a,15bを、プラスチック等の絶縁素材により一体に形成する。ベースプレート部5は矩形状に形成し、プレート面内には上下に貫通する四つの導出孔4…を設ける。このベースプレート部5の上面には、一対のコイル2a,2bを並べて配し、コイル2a,2bのリード部2as,2at,2bs,2btを、各導出孔4…に対して上から挿入し、下方へ突出(導出)させることができる。また、第一バリアプレート部6は、ベースプレート部5の一端辺から上方へ直角に起立し、プレート面内には、左右一対のボビン挿入孔7a,7bを設けるとともに、外面には、コアカバー部21を一体に形成する。ボビン挿入孔7a,7bには、後述する筒状を成す一対のコイルボビン部8a,8bの先端側8ai,8biを挿入(嵌合)できるとともに、挿入(嵌合)させたコイルボビン部8a,8bに対しては、外側から後述するコの字状を成すコア部16pを挿入することができる。したがって、コアカバー部21は、挿入したコア部16pの左右側及び上側を覆うことができる。さらに、仕切バリアプレート部10は、ベースプレート部5の左右方向中央位置から上方へ直角に起立し、かつ前後方向における一端辺が第一バリアプレート部6の内面に連続させる。そして、仕切バリアプレート部10の前後方向における他端辺には、少なくとも上下方向中央位置を含む突起状の当接部10sを設ける。この当接部10sは、後述する第二バリアプレート部9に設ける仕切挿入孔11に挿入させることができる。この仕切バリアプレート部10により、この仕切バリアプレート部10の左右両側には一対のコイル収容部SaとSbが設けられる。一方、左右一対の側面プレート部15a,15bは、ベースプレート部5の左右端辺から上方へそれぞれ直角に起立し、かつ前後方向一端辺を第一バリアプレート部6の左右端辺に連続させる。このように、ベースプレート部5の左右端辺に、コイル2a,2bの側方を覆う左右一対の側面プレート部15a,15bを一体形成すれば、部品点数の増加を伴うことなく、第一バリアプレート部6及び第二バリアプレート部9と共にコイルケース3の周りを囲むコイル収容部を容易に形成できる利点がある。なお、ベースプレート部5の前後方向長さに対して各側面プレート部15a,15bの前後方向長さは若干短くなるように選定し、後述する第二バリアプレート部9の下端辺がベースプレート部5の上面に載置できるようにする。
In the
第二ケース部材3qは、第二バリアプレート部9及び左右一対のコイルボビン部8a,8bを、プラスチック等の絶縁素材により一体に形成する。第二バリアプレート部9は、第一バリアプレート部6と外郭形状が同一となり、内面に一対のコイルボビン部8a,8bの後端を一体に形成して直角に突出させる。第二バリアプレート部9のプレート面内には、コイルボビン部8a,8bの内部に連通するコア挿入孔9a,9bを形成するとともに、外面には、コアカバー部22を一体に形成する。コア挿入孔9a,9bには、外側から後述するコの字状を成すコア部16qを挿入することができる。したがって、コアカバー部22は、挿入したコア部16qの左右側及び上側を覆うことができる。
In the
一対のコイル2a,2bは、それぞれ断面が矩形(長方形)となる平角導線Wsを巻回した縦巻コイルを用いる。一対のコイル2a,2bは、同一に構成できるため、二つの同一コイル2a…を用意し、一方をコイル2aとし、他方をコイル2bとして用いればよい。一方のコイル2aは、図2に示すように、両端を下方へ延出させ、一端側をリード部2asとし、他端側をリード部2atとして用いる。同様に、他方のコイル2bの一端側をリード部2bsとし、他端側をリード部2btとして用いる。このように、平角導線Wsを巻回した縦巻コイルを用いれば、プリント基板や別途の電極等を用いることなく、ベースプレート部5に形成した導出孔4…にリード部2as…を挿通させるのみで外部への接続リード部を容易に設けることができる利点がある。
As the pair of
一対のコア部16p,16qは、それぞれフェライト等の磁性材によりコの字状に形成する。一対のコア部16p,16qは、同一に構成できるため、二つの同一コア部16p…を用意し、一方をコア部16pとし、他方をコア部16qとして用いればよい。各コア部16p,16qは、各コイルボビン部8a,8bに対して両端側からそれぞれ挿入することができる。このような一対のコア部16p,16qを用いた場合であっても、第一バリアプレート部6及び第二バリアプレート部9とコイルボビン部8a,8bの構造により容易に組付けを行うことができるとともに、特に、第一バリアプレート部6に対するコイルボビン部8a,8bの先端側8ai,8biの挿入構造によりコイル2a,2bとコア部16p,16q間の実質的な沿面距離を長くできる利点がある。なお、第一バリアプレート部6及び第二バリアプレート部9から外側に突出する一部のコア部16p,16qは、コアカバー部21,22によりそれぞれ覆われて外的に保護される。
The pair of
次に、本実施形態に係るコイル装置1の組付方法について、図1〜図7を参照して説明する。
Next, a method for assembling the
まず、第一ケース部材3pに対してコイル2a及び2bの組付けを行う。この場合、第一ケース部材3pのコイル収容部Sa,Sbに各コイル2a,2bをそれぞれ収容し、各コイル2a,2bのリード部2as,2at,2bs,2btをそれぞれ対応する導出孔4…に挿通させる。これにより、各リード部2as,2at,2bs,2btは、ベースプレート部5の下方に突出(導出)し、そのまま外部の基板等に接続する接続リードとなる。
First, the
次いで、第一ケース部材3pに対して第二ケース部材3qの組付けを行う。この場合、第二ケース部材3qは、図3に示す矢印方向から第一ケース部材3pに対して組付けを行い、この際、第二ケース部材3qにおけるコイルボビン部8a,8bを、第一ケース部材3pに組付けた各コイル2a,2bの内部に挿通させ、コイルボビン部8a,8bの先端側8ai,8biは第一ケース部材3pにおける第一バリアプレート部6のボビン挿入孔7a,7bに挿入(嵌合)するとともに、第一ケース部材3pにおける仕切バリアプレート部10の当接部10sを、第二ケース部材3qにおける第二バリアプレート部9の仕切挿入孔11に挿入(嵌合)する。
Next, the
これにより、図4に一部抽出拡大図で示すように、コイルボビン部8a,8bの先端側8ai,8biとボビン挿入孔7a,7bはガタ付きが無く嵌合し、コイルボビン部8a,8bの先端側8ai,8biの先端面は第一バリアプレート部6の外面にほぼ一致する。また、当接部10sと仕切挿入孔11もガタ付きが無く嵌合し、当接部10sの先端面は第二バリアプレート部9の外面にほぼ一致する。したがって、第一ケース部材3pと第二ケース部材3qを組付けた状態では、第二ケース部材3qは第一ケース部材3pに対して、左右方向,前後方向及び上下方向に位置決めされた状態で固定される。このようなコイルボビン部8a,8bの先端側8ai,8biと第一バリアプレート部6の挿入構造(嵌合構造)により、コイル2a,2bとコア部16p,16q間の沿面距離を長くすることができるとともに、仕切バリアプレート部10に設けた当接部10sと第二バリアプレート部9の挿入構造(嵌合構造)により、コイル2aと2b相互間の沿面距離を長くすることができる。
As a result, as shown in a partially extracted enlarged view in FIG. 4, the tip ends 8ai and 8bi of the
次いで、コア部16p及び16qの組付けを行う。この場合、一方のコア部16pは、第一バリアプレート部6の外側からコイルボビン部8a,8bの内部に挿入、即ち、図3に示す矢印方向から第一バリアプレート部6の外面に臨むコイルボビン部8a,8bにおける先端側8ai,8biの端面開口に挿入する。また、他方のコア部16qは、第二バリアプレート部9の外側からコイルボビン部8a,8bの内部に挿入、即ち、図3に示す矢印方向から第二バリアプレート部9に設けたコア挿入孔9a,9bを介してコイルボビン部8a,8bの内部に挿入する。これにより、コア部16pと16qの先端同士が衝き合わさ、矩形をなす閉じた磁路が構成される。
Next, the
そして、以上の組付けが終了したなら、図7に示すように、外周面に沿ってテーピング31を施す。この場合、図2に示すように、コアカバー部21(22)の上下方向幅にほぼ一致する幅を有する固定用のテープTを用意し、このテープTをコアカバー部21,22及び側面プレート部15a,15bを含む外周面に沿って巻付ける。このテーピング31により、第一ケース部材3pと第二ケース部材3q及びコア部16pと16qが固定され、図7示す目的のコイル装置1を得ることができる。
When the above assembly is completed, taping 31 is applied along the outer peripheral surface as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 2, a fixing tape T having a width substantially matching the vertical width of the core cover portion 21 (22) is prepared, and this tape T is used as the
次に、本実施形態に係るコイル装置1の具体的な使用例について、図8を参照して説明する。
Next, a specific use example of the
コイル装置1は、図8に示すように、特に、交流電源とこの交流電源を用いる機器M間を接続する電源ラインLc,Lcに付設し、電源ラインLc,Lcのノイズを除去するノイズフィルタFとして用いることができる。図8は、一対のコイル2a,2bをコモンモードコイルとして用いたノイズフィルタFを示す。図8に示すコイル装置1は、他の構成部品であるコンデンサ42,43,44,45及びチョークコイル46と組合わせてノイズフィルタFを構成する。なお、例示の機器Mは、スイッチングレギュレータ47とこのスイッチングレギュレータ47に接続した負荷(産業ロボット,空調機器等)48を示す。また、41は交流電源に接続する電源プラグを示している。なお、図8は、一対のコイル2a,2bをコモンモードコイルとして用いた場合を示したが、一対のコイル2a,2bを直列接続又は並列接続するノーマルモードコイルとして用いることもできる。コイル装置1を、このようなノイズフィルタに用いることにより、ノイズフィルタの小型コンパクト化及び低コスト化に寄与できる利点がある。
As shown in FIG. 8, the
よって、このような本実施形態に係るコイル装置1によれば、第二ケース部材3qに、コイルボビン部8a,8bの後端を一体形成し、コイルボビン部8a,8bの先端側8ai,8biを第一ケース部材3pのボビン挿入孔7a,7bに挿入するとともに、第一ケース部材3p又は第二ケース部材3qの一方に、一対のコイル2a,2bを仕切る仕切バリアプレート部10を一体形成し、かつ他方に、仕切バリアプレート部10の当接部10sを挿入するようにしたため、コイル2aと2b間等における見掛上の距離を短くしても、比較的高い電圧が印加される電源ラインLc,Lcに付設する際の実質的な距離(沿面距離)を長くすることができる。したがって、必要な絶縁性を確保でき、コイルケース3、更にはコイル装置1全体の小型コンパクト化を実現することができる。また、コイルケース3は、コイル2a,2bのリード部2as…を導出させる導出孔4…を有する第一ケース部材3pと、一対のコイルボビン部8a,8bを一体に有する第二ケース部材3qとを組付けて構成するため、基本的には、第一ケース部材3pと第二ケース部材3qの二つの部品で足りる。したがって、部品点数の削減及び製造工数の低減を図れるため、コイル装置1全体における部品及び製造に伴うコストダウンを実現することができる。
Therefore, according to the
以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。 Although the best embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to such an embodiment, and the scope of the present invention is not deviated from the gist of the present invention in the detailed configuration, shape, material, quantity, and the like. It can be changed, added, or deleted arbitrarily.
例えば、一対のコイル2a,2bとは、個数として二つを意味するものではない。したがって、三つのコイル2a,2b,2cや四つ以上のコイル2a,2b…であってもよく、三つのコイル2a,2b,2cの場合には、一対のコイル2a,2b及び一対のコイル2b,2cの二組を備えることになる。また、ベースプレート部5の左右端辺にそれぞれ一体形成してコイル2a,2bの側方を覆う左右一対の側面プレート部15a,15bや一対のコア部16p,16qなどは必ずしも設けることを要しない。一方、一対のコイル2a,2bとして、平角導線Wsを巻回した縦巻コイルを用いることが望ましいが、一般的な丸形導線の使用を排除するものではない。なお、本発明に係るコイル装置1は、使用例(用途)として、電源ラインLc,Lcに付設するノイズフィルタを例示したが、その他、交流電源とこの交流電源を用いる機器M間を接続する電源ラインLc,Lcに付設することができる各種コイル装置1、例えば、力率改善用コイル,平滑用コイル,昇圧/降圧コイル,トランス等にも同様に利用することができる。
For example, the pair of
1:コイル装置,2a:コイル,2b:コイル,2as:リード部,2at:リード部,2bs:リード部,2bt:リード部,3:コイルケース,3p:第一ケース部材,3q:第二ケース部材,4…:導出孔,5:ベースプレート部,6:第一バリアプレート部,7a:ボビン挿入孔,7b:ボビン挿入孔,8a:コイルボビン部,8b:コイルボビン部,8ai:コイルボビン部の先端側,8bi:コイルボビン部の先端側,9:第二バリアプレート部,10:仕切バリアプレート部,10s:当接部,11:仕切挿入孔,15a:側面プレート部,15b:側面プレート部,16p:コア部,16q:コア部,M:機器,Lc:電源ライン,Ws:平角導線,F:ノイズフィルタ 1: coil device, 2a: coil, 2b: coil, 2as: lead portion, 2at: lead portion, 2bs: lead portion, 2bt: lead portion, 3: coil case, 3p: first case member, 3q: second case Member: 4 ...: Lead-out hole, 5: Base plate part, 6: First barrier plate part, 7a: Bobbin insertion hole, 7b: Bobbin insertion hole, 8a: Coil bobbin part, 8b: Coil bobbin part, 8ai: Tip side of coil bobbin part 8bi: tip side of coil bobbin portion, 9: second barrier plate portion, 10: partition barrier plate portion, 10s: contact portion, 11: partition insertion hole, 15a: side plate portion, 15b: side plate portion, 16p: Core part, 16q: Core part, M: Device, Lc: Power supply line, Ws: Flat conductor, F: Noise filter
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