JP2009182121A

JP2009182121A - コイル及びコイルの巻線巻回方法

Info

Publication number: JP2009182121A
Application number: JP2008019284A
Authority: JP
Inventors: Zenei Nishikawa; 善栄西川
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2009-08-13

Abstract

【課題】巻線の外外巻により巻回スペースの有効活用を実現するとともに、ノーマルモードインダクタンスを最小化することができるコイル及びコイルの巻線巻回方法を提供する。
【解決手段】コア１２と、コア１２に巻回される２本のワイヤ１８Ａ、１８Ｂと、コア１２の両端部に設けられ相互の離間寸法がワイヤ１８Ａ、１８Ｂの径の略２倍となるフランジ部１４、１６と、を有するコイル１０であって、２本のワイヤ１８Ａ、１８Ｂをコア１２の軸方向に沿って並べた状態で、ワイヤ１８Ａ、１８Ｂをコア１２の表面に沿って、かつ相互に反対方向に向かってそれぞれ巻き付け、ワイヤ１８Ａ、１８Ｂをコア１２に巻き付けた状態で隣接するワイヤ１８Ａ、１８Ｂを流れる電流によって生じる磁束が相互に打ち消される。
【選択図】図１

Description

本発明は、２本の巻線（ワイヤ）を巻芯部（コア）に巻回して構成されるコイル及びコイルの巻線巻回方法に関する。

従来のコイルは、コアを中心にしてワイヤの両端部がコアの外周面に沿って互いに反対方向に巻回されたもの（「外外巻」と定義する）が知られている（下記特許文献１参照）。このコイルによれば、ワイヤの引出部を巻線内に発生させず、巻回スペースを有効に活用することができる効果がある。

ところで、上記コイルは、ワイヤの巻順を制御していないため、巻軸方向に隣接するワイヤの間隔が広がった状態で巻かれることがある。ワイヤの間隔が広がると、コイルをコモンモードチョークコイルとして用いたときのノーマルモードインダクタンスが高くなる。そして、電源電流のような大きなノーマルモード電流が流れた場合、コア内に大きな磁束が発生し、コアを磁気飽和させ、コモンモードインダクタンスが低下する問題が生じる。

一方、コアに２本のワイヤを並列でかつそれぞれに流れる電流によって生じる磁束が打ち消されるように巻回して、その外側に磁性材料が混入された樹脂で覆ったコイルが知られている（下記特許文献２、特に第２図参照）。
特開２００１−２６７１７１号公報実開昭６１−８５１０８号公報

しかしながら、上記コイルでは、２本のワイヤにそれぞれ流れる電流によって生じる磁束を打ち消すことはできるが、ワイヤの巻線方法がバイファイラ巻を意図するものであり、巻回スペースを有効に活用することが困難である。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、ワイヤである巻線の外外巻により巻回スペースの有効活用を実現するとともに、ノーマルモードインダクタンスを最小化することができるコイル及びコイルの巻線巻回方法を提供することを目的とする。

本願第１発明は、巻芯部と、前記巻芯部に巻回される２本の巻線と、前記巻芯部の両端に設けられ相互の離間寸法が前記巻線の径の略２倍となるフランジ部と、を有し、２本の前記巻線を前記巻芯部の軸方向に沿って並べた状態で、前記巻線を前記巻芯部の表面に沿って、かつ相互に反対方向に向かってそれぞれ巻き付け、前記巻線を前記巻芯部に巻き付けた状態で隣接する前記巻線を流れる電流によって生じる磁束が相互に打ち消されるコイルであって、２本の前記巻線のうち一方の前記巻線は、前記巻芯部の巻始め位置で前記巻芯部の軸方向一方側に位置し、２本の前記巻線のうち他方の前記巻線は、前記巻芯部の前記巻始め位置で前記巻芯部の軸方向他方側に位置し、前記巻始め位置から前記巻芯部の軸方向と直交する方向の一方側に向かって一方の前記巻線と他方の前記巻線の一方側部が巻き付けられ、前記巻始め位置から前記巻芯部の軸方向と直交する方向の他方側に向かって一方の前記巻線と他方の前記巻線の他方側部が巻き付けられ、前記一方側部と前記他方側部とが前記巻始め位置から略等しい距離でかつ最初に交差する交差位置で、前記一方側部を構成する一方の前記巻線と他方の前記巻線とが前記巻芯部の軸方向と直交する方向に並んだ並列状態になり、前記交差位置よりも巻回方向下流側の位置で前記並列状態が維持され、前記交差位置で、前記他方側部を構成する一方の前記巻線と他方の前記巻線とが前記巻芯部の軸方向と直交する方向に並んだ並列状態になり、前記交差位置よりも巻回方向下流側の位置で前記並列状態が維持されていることを特徴とする。

本願第２発明は、本願第１発明のコイルにおいて、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向一方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向他方側に配置する一方の前記巻線は、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向他方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向他方側に配置する他方の前記巻線よりも前記巻芯部側に位置し、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向他方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向一方側に配置する他方の前記巻線は、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向一方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向一方側に配置する一方の前記巻線よりも前記巻芯部側に位置していることを特徴とする。

本願第３発明は、本願第１発明又は第２発明のコイルにおいて、前記巻線は、磁性材が混入された樹脂で覆われていることを特徴とする。

本願第４発明は、巻芯部と、前記巻芯部に巻回される２本の巻線と、前記巻芯部の両端に設けられ相互の離間寸法が前記巻線の径の略２倍となるフランジ部と、を有し、２本の前記巻線のうち一方の前記巻線は、前記巻芯部の巻始め位置で前記巻芯部の軸方向一方側に位置し、２本の前記巻線のうち他方の前記巻線は、前記巻芯部の前記巻始め位置で前記巻芯部の軸方向他方側に位置し、２本の前記巻線を前記巻芯部の前記巻始め位置で軸方向に沿って並べた状態で、前記巻線を前記巻芯部の表面に沿って、かつ相互に反対方向に向かってそれぞれ巻き付け、前記巻線を前記巻芯部に巻き付けた状態で隣接する前記巻線を流れる電流によって生じる磁束が相互に打ち消されるコイルの巻線巻回方法であって、前記巻始め位置から前記巻芯部の軸方向と直交する方向の一方側に向かう一方の前記巻線と他方の前記巻線の一方側部を、前記巻始め位置から前記巻芯部の軸方向と直交する方向の他方側に向かう一方の前記巻線と他方の前記巻線の他方側部と最初に交差する交差位置まで、所定の巻付速度で巻き付ける第１巻付工程と、前記他方側部を前記一方側部と略同じ巻付速度で前記巻始め位置から前記交差位置まで巻き付ける第２巻付工程と、前記交差位置で前記一方側部を構成する一方の前記巻線と他方の前記巻線とを前記巻芯部の軸方向と直交する方向に並んだ並列状態にして、当該並列状態を維持する形で前記交差位置から巻回方向下流側に向かって前記一方側部を巻き付ける第３巻付工程と、前記交差位置で前記他方側部を構成する一方の前記巻線と他方の前記巻線とを前記巻芯部の軸方向と直交する方向に並んだ並列状態にして、当該並列状態を維持する形で前記交差位置から巻回方向下流側に向かって前記他方側部を巻き付ける第４巻付工程と、を有することを特徴とする。

本願第５発明は、本願第４発明のコイルの巻線巻回方法において、前記第１巻付工程では、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向一方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向他方側に配置する一方の前記巻線が、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向他方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向他方側に配置する他方の前記巻線よりも前記巻芯部側に位置するように、一方の前記巻線と他方の前記巻線の前記一方側部がそれぞれ巻き付けられ、前記第２巻付工程では、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向他方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向一方側に配置する他方の前記巻線が、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向一方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向一方側に配置する一方の前記巻線よりも前記巻芯部側に位置するように、一方の前記巻線と他方の前記巻線の前記他方側部がそれぞれ巻き付けられることを特徴とする。

本願第１発明によれば、２本の巻線のうち一方の巻線は、巻芯部の巻始め位置で巻芯部の軸方向一方側に位置し、２本の巻線のうち他方の巻線は、巻芯部の巻始め位置で巻芯部の軸方向他方側に位置している。そして、巻始め位置から巻芯部の軸方向と直交する方向の一方側に向かって一方の巻線の一方側部と他方の巻線の一方側部とが巻き付けられており、巻始め位置から巻芯部の軸方向と直交する方向の他方側に向かって一方の巻線の他方側部と他方の巻線の他方側部とが巻き付けられている。さらに、一方側部と他方側部とが最初に交差する交差位置で、一方側部を構成する一方の巻線と他方の巻線とが巻芯部の軸方向と直交する方向に並んだ並列状態になり、交差位置よりも巻回方向下流側の位置で並列状態が維持され、かつ、交差位置で、他方側部を構成する一方の巻線と他方の巻線とが巻芯部の軸方向と直交する方向に並んだ並列状態になり、交差位置よりも巻回方向下流側の位置で並列状態が維持されている。

ここで、巻芯部の両端に設けられたフランジ部の離間寸法が巻線の径の略２倍となるように構成されているため、巻芯部の軸方向に沿った巻線の位置決めが可能になる。そして、位置決めされた２本の巻線を、巻芯部の軸方向に沿って並べた状態で巻芯部の表面に沿って、かつ相互に反対方向に向かってそれぞれ巻き付ける（外外巻）とともに巻芯部に巻き付けた状態で隣接する巻線を流れる電流によって生じる磁束が相互に打ち消される。このように、巻線の配置を意図的に制御することにより、巻線配置の交互率が高まるため、ノーマルモードインダクタンスをさらに低減（最小化）することができる。また、窓面積における巻線の占有率を高めることができる。

本願第２発明によれば、巻始め位置において巻芯部の軸方向一方側に位置し、かつ交差位置において巻芯部の軸方向他方側に配置する一方の巻線は、巻始め位置において巻芯部の軸方向他方側に位置し、かつ交差位置において巻芯部の軸方向他方側に配置する他方の巻線よりも巻芯部側に位置している。また、巻始め位置において巻芯部の軸方向他方側に位置し、かつ交差位置において巻芯部の軸方向一方側に配置する他方の巻線は、巻始め位置において巻芯部の軸方向一方側に位置し、かつ交差位置において巻芯部の軸方向一方側に配置する一方の巻線よりも巻芯部側に位置している。これにより、隣接する巻線が異なる巻線になるため、ノーマルモードインダクタンスを最小化することができる。

本願第３発明によれば、巻線は磁性材が混入された樹脂で覆われているため、高インピーダンスで近接する他の電子回路相互間のコモンモードノイズの発生を防止することができる。

本願第４発明によれば、第１巻付工程において、巻始め位置から巻芯部の軸方向と直交する方向の一方側に向かう一方の巻線と他方の巻線の一方側部が、巻始め位置から巻芯部の軸方向と直交する方向の他方側に向かう一方の巻線と他方の巻線の他方側部と最初に交差する交差位置まで、所定の巻付速度で巻き付けられる。第２巻付工程において、他方側部が、一方側部と略同じ巻付速度で巻始め位置から交差位置まで巻き付けられる。第３巻付工程において、交差位置で一方側部を構成する一方の巻線と他方の巻線とが巻芯部の軸方向と直交する方向に並んだ並列状態にして、その並列状態を維持する形で交差位置から巻回方向下流側に向かって一方側部が巻き付けられる。第４巻付工程において、交差位置で他方側部を構成する一方の巻線と他方の巻線とが巻芯部の軸方向と直交する方向に並んだ並列状態にして、その並列状態を維持する形で交差位置から巻回方向下流側に向かって他方側部が巻き付けられる。このように、巻線の配置を意図的に制御することにより、巻線配置の交互率が高まるため、ノーマルモードインダクタンスをさらに低減することができる。また、窓面積における巻線の占有率を高めることができる。

本願第５発明によれば、第１巻付工程では、巻始め位置において巻芯部の軸方向一方側に位置し、かつ交差位置において巻芯部の軸方向他方側に配置する一方の巻線が、巻始め位置において巻芯部の軸方向他方側に位置し、かつ交差位置において巻芯部の軸方向他方側に配置する他方の巻線よりも巻芯部側に位置するように、一方の巻線と他方の巻線の一方側部がそれぞれ巻き付けられる。第２巻付工程では、巻始め位置において巻芯部の軸方向他方側に位置し、かつ交差位置において巻芯部の軸方向一方側に配置する他方の巻線が、巻始め位置において巻芯部の軸方向一方側に位置し、かつ交差位置において巻芯部の軸方向一方側に配置する一方の巻線よりも巻芯部側に位置するように、一方の巻線と他方の巻線の他方側部がそれぞれ巻き付けられる。これにより、隣接する巻線が異なる巻線になるため、ノーマルモードインダクタンスを最小化することができる。

次に、本発明の第１実施形態に係るコイルについて、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、コイルとして、コモンモードチョークコイルを一例に挙げて説明する。

図１に示すように、コモンモードチョークコイル（以下、単に「コイル」と称する）１０は、巻芯部であるコア１２と、コア１２の軸方向（図１中矢印Ａ方向）一方側に設けられた上側フランジ部１４と、コア１２の軸方向（図１中矢印Ａ方向）他方側に設けられた下側フランジ部１６と、コア１２に巻回された巻線である２本のマグネットワイヤ（以下、単に「ワイヤ」と称する）１８Ａ、１８Ｂと、を備えている。なお、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂは、一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとで構成され、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂには、皮膜が形成されている。２本のワイヤ１８Ａ、１８Ｂは、同じ径（直径）となるように設定されている。

ここで、上側フランジ部１４と下側フランジ部１６との離間寸法Ｄは、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの径（直径）の約２倍の大きさとなるように設定されている。このため、各フランジ部１４、１６間には、２本のワイヤ１８Ａ、１８Ｂが隙間なく収まるため、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂは各フランジ部１４、１６により位置決めされた状態となる。なお、上側フランジ部１４と下側フランジ部１６との離間寸法は、上側フランジ部１４の下側フランジ部１６側の内側表面と下側フランジ部１６の上側フランジ部１４側の内側表面との離間寸法である。

また、コア１２には、隣接するワイヤ１８Ａ、１８Ｂ同士が異なるワイヤとなるように巻回されている。すなわち、コイル１０のコア１２の軸方向に沿って切断した断面視にて、コア１２の図１中右側に位置する軸方向上側（軸方向一方側）の巻始め位置には、一方のワイヤ１８Ａが配置されている。また、コア１２の図１中右側に位置する軸方向下側（軸方向他方側）の巻始め位置には、他方のワイヤ１８Ｂが配置されている。

コア１２の図１中右側に位置する軸方向上側（軸方向一方側）の巻始め位置に配置された一方のワイヤ１８Ａの径方向外側には、異なるワイヤである他方のワイヤ１８Ｂが隣接するように配置されており、さらに他方のワイヤ１８Ｂの径方向外側には、一方のワイヤ１８Ａが隣接するように配置されており、さらに、この一方のワイヤ１８Ａの径方向外側には、他方のワイヤ１８Ｂが隣接するように配置されており、さらに、この他方のワイヤ１８Ｂの径方向外側には、一方のワイヤ１８Ａが隣接するように配置されている。このように、コア１２の図１中右側に位置する軸方向上側には、相互に異なるワイヤとなる一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとがコア１２の軸方向に対して直交する方向（水平方向、図１中矢印Ｂ方向）に沿って交互に並ぶようにして配置されている。

コア１２の図１中右側に位置する軸方向下側（軸方向他方側）の巻始め位置に配置された他方のワイヤ１８Ｂの径方向外側には、異なるワイヤである一方のワイヤ１８Ａが隣接するように配置されており、さらにこの一方のワイヤ１８Ａの径方向外側には、他方のワイヤ１８Ｂが隣接するように配置されており、さらに、この他方のワイヤ１８Ｂの径方向外側には、一方のワイヤ１８Ａが隣接するように配置されており、さらに、この一方のワイヤ１８Ａの径方向外側には、他方のワイヤ１８Ｂが隣接するように配置されている。このように、コア１２の図１中右側に位置する軸方向下側には、相互に異なるワイヤとなる一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとがコア１２の軸方向に対して直交する方向（水平方向、図１中矢印Ｂ方向）に沿って交互に並ぶようにして配置されている。

コイル１０のコア１２の軸方向に沿って切断した断面視にて、コア１２の図１中左側に位置する軸方向上側（軸方向一方側）の最初の交差位置には、他方のワイヤ１８Ｂが配置されている。また、コア１２の図１中左側に位置する軸方向下側（軸方向他方側）の最初の交差位置には、一方のワイヤ１８Ａが配置されている。

コア１２の図１中左側に位置する軸方向上側（軸方向一方側）の最初の交差位置に配置された他方のワイヤ１８Ｂの径方向外側には、異なるワイヤである一方のワイヤ１８Ａが隣接するように配置されており、さらに一方のワイヤ１８Ａの径方向外側には、他方のワイヤ１８Ｂが隣接するように配置されており、さらに、この他方のワイヤ１８Ｂの径方向外側には、一方のワイヤ１８Ａが隣接するように配置されており、さらに、この一方のワイヤ１８Ａの径方向外側には、他方のワイヤ１８Ｂが隣接するように配置されており、さらに、この他方のワイヤ１８Ｂの径方向外側には、一方のワイヤ１８Ａが隣接するように配置されている。このように、コア１２の図１中左側に位置する軸方向上側には、相互に異なるワイヤとなる一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとがコア１２の軸方向に対して直交する方向（水平方向、図１中矢印Ｂ方向）に沿って交互に並ぶようにして配置されている。

コア１２の図１中左側に位置する軸方向下側（軸方向他方側）の最初の交差位置に配置された一方のワイヤ１８Ａの径方向外側には、異なるワイヤである他方のワイヤ１８Ｂが隣接するように配置されており、さらにこの他方のワイヤ１８Ｂの径方向外側には、一方のワイヤ１８Ａが隣接するように配置されており、さらに、この一方のワイヤ１８Ａの径方向外側には、他方のワイヤ１８Ｂが隣接するように配置されており、さらに、この他方のワイヤ１８Ｂの径方向外側には、一方のワイヤ１８Ａが隣接するように配置されており、さらに、この一方のワイヤ１８Ａの径方向外側には、他方のワイヤ１８Ｂが隣接するように配置されている。このように、コア１２の図１中左側に位置する軸方向下側には、相互に異なるワイヤとなる一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとがコア１２の軸方向に対して直交する方向（水平方向、図１中矢印Ｂ方向）に沿って交互に並ぶようにして配置されている。

また、コイル１０の径方向外側端部には、スリーブコア２０が配置されている。そして、スリーブコア２０とコア１２と各フランジ部１４、１６とで囲まれた空間部内には、一方のワイヤ１８Ｂ及び他方のワイヤ１８Ｂを覆うように磁性材（磁性粉）入りの樹脂２２が封入されている。

次に、コイルの巻線巻回方法について説明する。
本実施形態では、ワイヤ１８Ａ、１８Ｂは、以下に示すような外外巻によりコア１２に巻き付けられる。

図２（Ａ）に示すように、コア１２の図１中右側に位置する巻始め位置に、２本のワイヤ１８Ａ、１８Ｂをコア１２の軸方向に沿って並ぶように配置させる。このとき、コアの軸方向一方側（上側）に一方のワイヤ１８Ａが配置され、コア１２の軸方向他方側（下側）に他方のワイヤ１８Ｂが配置された状態になる。

次に、図２（Ｂ）に示すように、巻始め位置から図２の紙面に垂直でかつ手前方向（コア１２の軸方向に直交する一方向側）に向かって延びた一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸが、巻始め位置から図２の紙面に垂直でかつ手前反対方向（コア１２の軸方向に直交する他方向側）に向かって延びた一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹと最初に交差する交差位置まで、所定の巻付速度でコア１２に巻き付けられる（第１巻付工程）。これにより、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸは、巻始め位置から約１８０度だけ巻き付けられた状態になる。

なお、ワイヤ１８Ａ、１８Ｂをコア１２に巻き付ける手段として、作業者が各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸを手又は道具で持ち、巻き付けてもよいし、特許文献１で示したような機械を用いて巻き付けるようにしてもよい。

ここで、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸの巻付作業（第１巻付工程）は、後述する各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹの巻付作業（第２巻付工程）と同時進行で行われる。

このとき、巻始め位置においてコア１２の軸方向一方側（上側）に位置し、かつ交差位置においてコア１２の軸方向他方側（下側）に配置する一方のワイヤ１８Ａが、巻始め位置においてコア１２の軸方向他方側（下側）に位置し、かつ交差位置においてコア１２の軸方向他方側（下側）に配置する他方のワイヤ１８Ｂよりもコア１２側に位置するように、一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸがそれぞれ巻き付けられている。

また、図２（Ｂ）に示すように、巻始め位置から図２の紙面に垂直でかつ手前反対方向（コア１２の軸方向に直交する他方向側）に向かって延びた一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹが、巻始め位置から図２の紙面に垂直でかつ手前方向（コア１２の軸方向に直交する一方向側）に向かって延びた一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸと最初に交差する交差位置まで、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸの巻付速度と略同じ巻付速度でコア１２に巻き付けられる（第２巻付工程）。これにより、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹは、巻始め位置から約１８０度だけ巻き付けられた状態になる。

ここで、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹの巻付作業（第２巻付工程）は、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸの巻付作業（第１巻付工程）と同時進行で行われる。

このとき、巻始め位置においてコア１２の軸方向他方側（下側）に位置し、かつ交差位置においてコア１２の軸方向一方側（上側）に配置する他方のワイヤ１８Ｂが、巻始め位置においてコア１２の軸方向一方側（上側）に位置し、かつ交差位置においてコア１２の軸方向一方側（上側）に配置する一方のワイヤ１８Ａよりもコア１２側に位置するように、一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹがそれぞれ巻き付けられている。そして、図２（Ｂ）に示す第１巻付工程及び第２巻付工程が終了した状態で、ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの１ターン目の巻付けが完了する。

次に、図２（Ｃ）に示すように、交差位置で各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸを構成する一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとがコア１２の軸方向と直交する方向（水平方向（図１中矢印Ｂ方向））に並んだ並列状態（一方のワイヤ１８Ａの一方側部１８ＡＸが他方のワイヤ１８Ｂの一方側部１８ＢＸよりもコア１２側に位置した並列状態）にされ、この並列状態を維持する形で交差位置から巻回方向下流側に向かって各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸが巻き付けられる（第３巻付工程）。これにより、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸが巻始め位置から約３６０度だけそれぞれ巻き付けられた状態になる。

交差位置で各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹを構成する一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとがコア１２の軸方向と直交する方向（水平方向）に並んだ並列状態（他方のワイヤ１８Ｂの他方側部１８ＢＹが一方のワイヤ１８Ａの他方側部１８ＡＹよりもコア１２側に位置した並列状態）にされ、この並列状態を維持する形で交差位置から巻回方向下流側に向かって各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹが巻き付けられる（第４巻付工程）。これにより、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹが巻始め位置から約３６０度だけそれぞれ巻き付けられた状態になる。そして、図２（Ｃ）に示す第４巻付工程までが終了した状態で、ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの２ターン目の巻付けが完了する。

ここで、図２（Ｃ）に示す各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹの巻付作業（第４巻付工程）は、図２（Ｃ）に示す各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸの巻付作業（第３巻付工程）と同時進行で行われる。

次に、図２（Ｄ）に示すように、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸが、巻始め位置から約３６０度巻き付けられた位置からさらに１８０度だけ巻き付けられる（第５巻付工程）。このとき、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸを構成する一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとがコア１２の軸方向と直交する方向（水平方向）に並んだ並列状態（一方のワイヤ１８Ａの一方側部１８ＡＸが他方のワイヤ１８Ｂの一方側部１８ＢＸよりもコア１２側に位置した並列状態）を維持する形で巻き付けられていく。

また、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹが、巻始め位置から約３６０度巻き付けられた位置からさらに１８０度だけ巻き付けられる（第６巻付工程）。なお、図２（Ｄ）に示す各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹの巻付作業（第６巻付工程）は、図２（Ｄ）に示す各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸの巻付作業（第５巻付工程）と同時進行で行われる。このとき、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹを構成する一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとがコア１２の軸方向と直交する方向（水平方向）に並んだ並列状態（他方のワイヤ１８Ｂの他方側部１８ＢＹが一方のワイヤ１８Ａの他方側部１８ＡＹよりもコア１２側に位置した並列状態）を維持する形で巻き付けられていく。そして、図２（Ｄ）に示す第６巻付工程までが終了した状態で、ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの３ターン目の巻付けが完了する。

次に、図２（Ｅ）に示すように、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸが、巻始め位置から約５４０度巻き付けられた位置からさらに１８０度だけ巻き付けられる（第７巻付工程）。このとき、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸを構成する一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとがコア１２の軸方向と直交する方向（水平方向）に並んだ並列状態（一方のワイヤ１８Ａの一方側部１８ＡＸが他方のワイヤ１８Ｂの一方側部１８ＢＸよりもコア１２側に位置した並列状態）を維持する形で巻き付けられていく。

また、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹが、巻始め位置から約５４０度巻き付けられた位置からさらに１８０度だけ巻き付けられる（第８巻付工程）。なお、図２（Ｅ）に示す各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹの巻付作業（第８巻付工程）は、図２（Ｅ）に示す各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸの巻付作業（第７巻付工程）と同時進行で行われる。このとき、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹを構成する一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとがコア１２の軸方向と直交する方向（水平方向）に並んだ並列状態（他方のワイヤ１８Ｂの他方側部１８ＢＹが一方のワイヤ１８Ａの他方側部１８ＡＹよりもコア１２側に位置した並列状態）を維持する形で巻き付けられていく。そして、図２（Ｅ）に示す第８巻付工程までが終了した状態で、ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの４ターン目の巻付けが完了する。

次に、図２（Ｆ）に示すように、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸが、巻始め位置から約７２０度巻き付けられた位置からさらに１８０度だけ巻き付けられる（第９巻付工程）。このとき、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸを構成する一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとがコア１２の軸方向と直交する方向（水平方向）に並んだ並列状態（一方のワイヤ１８Ａの一方側部１８ＡＸが他方のワイヤ１８Ｂの一方側部１８ＢＸよりもコア１２側に位置した並列状態）を維持する形で巻き付けられていく。

また、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹが、巻始め位置から約７２０度巻き付けられた位置からさらに１８０度だけ巻き付けられる（第１０巻付工程）。なお、図２（Ｆ）に示す各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹの巻付作業（第１０巻付工程）は、図２（Ｆ）に示す各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの一方側部１８ＡＸ、１８ＢＸの巻付作業（第９巻付工程）と同時進行で行われる。このとき、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの他方側部１８ＡＹ、１８ＢＹを構成する一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとがコア１２の軸方向と直交する方向（水平方向）に並んだ並列状態（他方のワイヤ１８Ｂの他方側部１８ＢＹが一方のワイヤ１８Ａの他方側部１８ＡＹよりもコア１２側に位置した並列状態）を維持する形で巻き付けられていく。そして、図２（Ｆ）に示す第１０巻付工程までが終了した状態で、ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの５ターン目の巻付けが完了する。

以上のように、本実施形態のコイル１０によれば、各フランジ部１４、１６間の離間寸法をワイヤ１８Ａ、１８Ｂの径の２倍に相当する大きさに設定することにより、各フランジ部１４、１６間に２本のワイヤ１８Ａ、１８Ｂをコア１２の軸方向に沿って隙間なく並べる形で配置させることができる。これにより、ワイヤ１８Ａ、１８Ｂをコア１２に巻き付ける際に、各ワイヤ１８Ａ、１８Ｂが各フランジ部１４、１６によりコア１２の軸方向の位置決めが可能になる。この結果、ワイヤ１８Ａ、１８Ｂの外外巻により上下左右には異なるワイヤが隣接することになる。このため、２本のワイヤ１８Ａ、１８Ｂに電源電流のような同じ大きさで逆位相の電流が通電した場合に、２本のワイヤ１８Ａ、１８Ｂから発生する磁束（ノーマルモード電流の磁束）が逆位相になり相殺しようとするが、図１のように上下左右に異なるワイヤが隣接することにより、その相殺力が最大化するため、ノーマルモードインダクタンスを最小化することができる。

特に、スリーブコア２０や磁粉入り樹脂２２をコイル１０の外周に設けることにより、コモンモードインダクダンスを高めたように閉磁路構造の場合、ノーマルモードの磁束が通る磁路の透磁率が高まるため、ノーマルモードインダクタンスも上昇する。しかしながら、図１に示す構造のコイル１０は、ノーマルモードの磁束自体が小さくなるため、閉磁路構造でもノーマルモードインダクタンスの上昇を最小限に抑えることができる。さらに、ワイヤ１８Ａ、１８Ｂは磁性材が混入された樹脂２２で覆われているため、高インピーダンスで近接する他の電子回路相互間のコモンモードノイズの発生を防止することができる。

次に、本実施形態のコモンモードチョークコイル（発明品）と従来構造のコモンモードチョークコイル（従来品）とでノーマルモードインダクタンスを比較する試験例について説明する。

本実施形態のコモンモードチョークコイルは、図２に示す各工程でワイヤが巻回され、かつ図１に示すような上下左右で異なるワイヤが隣接した外外巻きのコイルであり、従来構造のコモンモードチョークコイルは、ワイヤをランダムにコアに巻回（外外巻ではない）したコイル（上下左右に異なるワイヤが隣接していない）である。

また、本実施形態のコモンモードチョークコイルは、各フランジ部の寸法が縦４．５ｍｍ、横４．５ｍｍで、各フランジ部の離間寸法（上側フランジ部の外側表面から下側フランジ部の外側表面までの寸法）が１．３ｍｍ、コアの軸寸法が０．３ｍｍ、ワイヤの直径が１２０μｍ、ワイヤの巻数が６ターンのものである。一方、従来構造のコモンモードチョークコイルは、各フランジ部の寸法が縦４．５ｍｍ、横４．５ｍｍで、各フランジ部の離間寸法（上側フランジ部の外側表面から下側フランジ部の外側表面までの寸法）が２．０ｍｍ、コアの軸寸法が０．３ｍｍ、ワイヤの直径が１２０μｍ、ワイヤの巻数が６ターンのものである。

この結果、図３に示す表のように、本実施形態のコモンモードインダクタンスが５５（ｎＨ）、従来構造のコモンモードインダクタンスが９０（ｎＨ）となり、本実施形態のコモンモードインダクタンスが低減されていることが判明した。なお、図３に示したコモンモードインダクタンスの値は、ｎ＝３の平均値、ｆ＝１００ｋＨｚでの測定値である。

なお、図１の上記実施形態は、一方のワイヤ１８Ａが、巻始め位置においてコア１２の軸方向一方側（上側）に位置し、かつ初めの交差位置においてコア１２の軸方向他方側（下側）に配置するとともに、他方のワイヤ１８Ｂが、巻始め位置においてコア１２の軸方向他方側（下側）に位置し、かつ初めの交差位置においてコア１２の軸方向一方側（上側）に配置し、その後、径方向外側に向かって一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂとが交互に配置された構成になっているが、一方のワイヤ１８Ａと他方のワイヤ１８Ｂを相互に入れ替えて逆に配置した構成でもよい。

本発明の第１実施形態に係るコイルの巻芯部の軸方向に沿って切断し断面図である。本発明の第１実施形態に係るコイルの巻線巻回方法の各工程を示した工程図である。本発明の第１実施形態に係るコイル（発明品）と従来のコイル（従来品）のノーマルインダクタンスを測定したときの測定結果を示した表である。

符号の説明

１０コモンモードチョークコイル（コイル）
１２コア（巻芯部）
１４上側フランジ部（フランジ部）
１６下側フランジ部（フランジ部）
１８Ａ、１８Ｂワイヤ（巻線）
２２磁性粉入り樹脂（樹脂）

Claims

巻芯部と、前記巻芯部に巻回される２本の巻線と、前記巻芯部の両端に設けられ相互の離間寸法が前記巻線の径の略２倍となるフランジ部と、を有し、２本の前記巻線を前記巻芯部の軸方向に沿って並べた状態で、前記巻線を前記巻芯部の表面に沿って、かつ相互に反対方向に向かってそれぞれ巻き付け、前記巻線を前記巻芯部に巻き付けた状態で隣接する前記巻線を流れる電流によって生じる磁束が相互に打ち消されるコイルであって、
２本の前記巻線のうち一方の前記巻線は、前記巻芯部の巻始め位置で前記巻芯部の軸方向一方側に位置し、
２本の前記巻線のうち他方の前記巻線は、前記巻芯部の前記巻始め位置で前記巻芯部の軸方向他方側に位置し、
前記巻始め位置から前記巻芯部の軸方向と直交する方向の一方側に向かって一方の前記巻線と他方の前記巻線の一方側部が巻き付けられ、
前記巻始め位置から前記巻芯部の軸方向と直交する方向の他方側に向かって一方の前記巻線と他方の前記巻線の他方側部が巻き付けられ、
前記一方側部と前記他方側部とが前記巻始め位置から略等しい距離でかつ最初に交差する交差位置で、前記一方側部を構成する一方の前記巻線と他方の前記巻線とが前記巻芯部の軸方向と直交する方向に並んだ並列状態になり、前記交差位置よりも巻回方向下流側の位置で前記並列状態が維持され、
前記交差位置で、前記他方側部を構成する一方の前記巻線と他方の前記巻線とが前記巻芯部の軸方向と直交する方向に並んだ並列状態になり、前記交差位置よりも巻回方向下流側の位置で前記並列状態が維持されていることを特徴とするコイル。
前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向一方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向他方側に配置する一方の前記巻線は、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向他方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向他方側に配置する他方の前記巻線よりも前記巻芯部側に位置し、
前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向他方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向一方側に配置する他方の前記巻線は、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向一方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向一方側に配置する一方の前記巻線よりも前記巻芯部側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のコイル。
前記巻線は、磁性材が混入された樹脂で覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイル。
巻芯部と、前記巻芯部に巻回される２本の巻線と、前記巻芯部の両端に設けられ相互の離間寸法が前記巻線の径の略２倍となるフランジ部と、を有し、
２本の前記巻線のうち一方の前記巻線は、前記巻芯部の巻始め位置で前記巻芯部の軸方向一方側に位置し、２本の前記巻線のうち他方の前記巻線は、前記巻芯部の前記巻始め位置で前記巻芯部の軸方向他方側に位置し、２本の前記巻線を前記巻芯部の前記巻始め位置で軸方向に沿って並べた状態で、前記巻線を前記巻芯部の表面に沿って、かつ相互に反対方向に向かってそれぞれ巻き付け、前記巻線を前記巻芯部に巻き付けた状態で隣接する前記巻線を流れる電流によって生じる磁束が相互に打ち消されるコイルの巻線巻回方法であって、
前記巻始め位置から前記巻芯部の軸方向と直交する方向の一方側に向かう一方の前記巻線と他方の前記巻線の一方側部を、前記巻始め位置から前記巻芯部の軸方向と直交する方向の他方側に向かう一方の前記巻線と他方の前記巻線の他方側部と最初に交差する交差位置まで、所定の巻付速度で巻き付ける第１巻付工程と、
前記他方側部を前記一方側部と略同じ巻付速度で前記巻始め位置から前記交差位置まで巻き付ける第２巻付工程と、
前記交差位置で前記一方側部を構成する一方の前記巻線と他方の前記巻線とを前記巻芯部の軸方向と直交する方向に並んだ並列状態にして、当該並列状態を維持する形で前記交差位置から巻回方向下流側に向かって前記一方側部を巻き付ける第３巻付工程と、
前記交差位置で前記他方側部を構成する一方の前記巻線と他方の前記巻線とを前記巻芯部の軸方向と直交する方向に並んだ並列状態にして、当該並列状態を維持する形で前記交差位置から巻回方向下流側に向かって前記他方側部を巻き付ける第４巻付工程と、
を有することを特徴とするコイルの巻線巻回方法。
前記第１巻付工程では、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向一方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向他方側に配置する一方の前記巻線が、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向他方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向他方側に配置する他方の前記巻線よりも前記巻芯部側に位置するように、一方の前記巻線と他方の前記巻線の前記一方側部がそれぞれ巻き付けられ、
前記第２巻付工程では、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向他方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向一方側に配置する他方の前記巻線が、前記巻始め位置において前記巻芯部の軸方向一方側に位置し、かつ前記交差位置において前記巻芯部の軸方向一方側に配置する一方の前記巻線よりも前記巻芯部側に位置するように、一方の前記巻線と他方の前記巻線の前記他方側部がそれぞれ巻き付けられることを特徴とする請求項４に記載のコイルの巻線巻回方法。