JP2018107200A - トロイダルコイル及びフィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】機械を用いて容易に量産できるトロイダルコイルを提供する。
【解決手段】コアと、該コアに導線を巻回して形成されるコイルと、該コア及び該コイルを内蔵する素体と、を備えるインダクタを含むトロイダルコイルであって、該インダクタの少なくとも4つを含み、該コアは、2つの端面及び側面を有する柱体形状を有し、該インダクタは、該コアの側面に該導線が存在しない連結領域を有し、該連結領域は、該コアの一方の端面である第1端面に隣接し、該インダクタの該連結領域は、他のインダクタのコアにおける該第1端面とは反対側の第2端面と対向して、少なくとも4つのインダクタが環状に配置され、該コアは、該素体よりも高い透磁率を有するトロイダルコイル。
【選択図】図9
【解決手段】コアと、該コアに導線を巻回して形成されるコイルと、該コア及び該コイルを内蔵する素体と、を備えるインダクタを含むトロイダルコイルであって、該インダクタの少なくとも4つを含み、該コアは、2つの端面及び側面を有する柱体形状を有し、該インダクタは、該コアの側面に該導線が存在しない連結領域を有し、該連結領域は、該コアの一方の端面である第1端面に隣接し、該インダクタの該連結領域は、他のインダクタのコアにおける該第1端面とは反対側の第2端面と対向して、少なくとも4つのインダクタが環状に配置され、該コアは、該素体よりも高い透磁率を有するトロイダルコイル。
【選択図】図9
Description
本発明は、トロイダルコイル及びフィルタに関する。
従来から、円環状の磁性体コアに巻線を巻いたトロイダルコイルが広く利用されている。特許文献1に示すトロイダルコイルは、閉磁路を構成しているため、漏れ磁束が少ない、外部からの電磁波の影響を受けにくい、量産時における電気的特性のばらつきが小さい、などのメリットがあった。これらのメリットがあるため、近年では高周波回路向けの小型のトロイダルコイルの需要が高まっている。
上記のトロイダルコイルは、円環形状のコアに導線を巻回して形成されるため、機械での巻回が難しい。手作業で導線を巻回することはできるが、トロイダルコイルのサイズが小さいほど、手間と時間がかかり、量産に不向きという課題があった。
上記課題を鑑み、本発明は、機械を用いて容易に量産できるトロイダルコイル、及びこのトロイダルコイルを用いたフィルタの提供を目的とする。
第1の態様は、コアと、該コアに導線を巻回して形成されるコイルと、該コア及び該コイルを内蔵する素体と、を備えるインダクタを含むトロイダルコイルであって、該インダクタの少なくとも4つを含み、該コアは、2つの端面及び側面を有する柱体形状を有し、該インダクタは、該コアの側面に該導線が存在しない連結領域を有し、該連結領域は、該コアの一方の端面である第1端面に隣接し、該インダクタの該連結領域は、他のインダクタのコアにおける該第1端面とは反対側の第2端面と対向して、少なくとも4つのインダクタが環状に配置され、該コアは、該素体よりも高い透磁率を有するトロイダルコイルであることを特徴とした。
第2の態様は、コアと、該コアに導線を巻回して形成されるコイルと、該コア及び該コイルを内蔵する素体を備えるインダクタと、該コイルと電気的に接続されるコンデンサとを備えるフィルタであって、該インダクタの少なくとも4つを含み、該コアは、2つの端面及び側面を有する柱体形状を有し、該インダクタは、該コアの側面に該導線が存在しない連結領域を有し、該連結領域は、該コアの一方の端面である第1端面に隣接し、該インダクタの該連結領域は、他のインダクタのコアにおける該第1端面とは反対側の第2端面と対向して、少なくとも4つの該インダクタが環状に配置されてトロイダルコイルを形成し、該コアは、該素体よりも高い透磁率を有し、該コンデンサは、4つの該インダクタに包囲されて配置されるフィルタであることを特徴とした。
本発明によれば、機械を用いて容易に量産できるトロイダルコイル、及びこのトロイダルコイルを用いたフィルタを提供することができる。
本実施態様のトロイダルコイルは、コアと、該コアに導線を巻回して形成されるコイルと、該コア及び該コイルを内蔵する素体と、を備えるインダクタを含むトロイダルコイルであって、該インダクタの少なくとも4つを含み、該コアは、2つの端面及び側面を有する柱体形状を有し、該インダクタは、該コアの側面に該導線が存在しない連結領域を有し、該連結領域は、該コアの一方の端面である第1端面に隣接し、該インダクタの該連結領域は、他のインダクタのコアにおける該第1端面とは反対側の第2端面と対向して、少なくとも4つのインダクタが環状に配置され、該コアは、該素体よりも高い透磁率を有する。
1つのインダクタにおけるコアの側面の一部にコイルの導線が配置されていない連結領域が設けられ、他のインダクタにおけるコアの第2端面と対向するように配置されることで、1つのインダクタの連結領域から他のインダクタの第2端面へと磁路が形成されて2つのインダクタ間での磁束漏れが抑制される。またコアの側面の連結領域以外の部分には導線が巻回されるため、導電性金属でシールドされた状態となり、連結領域以外の側面部分から磁束が漏れることが抑制される。
少なくとも4つのインダクタがそれぞれ、連結領域と他のインダクタにおける第2端面とが対向するようにして、環状に配置されることで、各インダクタ間が磁気的に結合し、各インダクタ間での磁束漏れが抑制されて、少なくとも4つの柱状インダクタからなる環状のインダクタであるトロイダルコイルが形成される。トロイダルコイルを構成する各インダクタは、柱体形状のコア側面の周囲に沿って導線を巻回して形成されるため、従来のインダクタの製造装置を容易に適用することができる。すなわち、従来機械を用いる量産製造が困難であったトロイダルコイルを、機械を用いて容易に製造することが可能になる。またトロイダルコイルのコイル軸は実装面と平行に構成することができる。
また、本実施形態のフィルタも、上記のようなトロイダルコイルの中央部にコンデンサを配置して、すなわちコンデンサをインダクタで包囲されるように配置して、コイルと電気的に接続することで製造できるため、機械を用いて容易に製造することが可能になる。
また、本実施形態のフィルタも、上記のようなトロイダルコイルの中央部にコンデンサを配置して、すなわちコンデンサをインダクタで包囲されるように配置して、コイルと電気的に接続することで製造できるため、機械を用いて容易に製造することが可能になる。
コアの有する柱体形状は、長手方向に平行な側面と、側面と交差し、連結領域と隣接する第1端面と、第1端面と反対側の端面である第2端面とを有する。コアは、第1端面と隣接する鍔部を有していてもよい。鍔部は、コアの第1端面に隣接する側面の一部領域の厚みを他の領域よりも厚くすることで形成される。例えば、コアの長手方向と直交する断面が円形である場合、鍔部の径は、側面の他の部分の径よりも大きくなっている。コアが鍔部を備えることで、連結領域と他のインダクタの第2端面との距離を短くすることができ、磁束の漏れがより効果的に抑制される。また鍔部と他の領域との厚みの差を側面に巻回される導線の厚みとほぼ同じにすることで、導線に余分な負荷をかけることなく鍔部の一部に導線を巻回して連結領域を形成することができ、更にコイル形成後の導線のずれを抑制することができる。
また、本実施形態のフィルタも、上記のようなトロイダルコイルの中央部にコンデンサを配置して、コイルと電気的に接続することで製造できるため、磁束の漏れがより効果的に抑制される。
また、本実施形態のフィルタも、上記のようなトロイダルコイルの中央部にコンデンサを配置して、コイルと電気的に接続することで製造できるため、磁束の漏れがより効果的に抑制される。
コアは、第1端面が、磁束を遮断する金属で被覆されていてもよい。これにより第1端面からの磁束の漏れを抑制できるとともに、外部からの電磁ノイズに対する耐性を向上することができる。金属としては例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄等を用いることができる。
また、本実施形態のフィルタも、上記のようなトロイダルコイルの中央部にコンデンサを配置して、コイルと電気的に接続することで製造できるため、磁束の漏れを抑制するとともに、外部からの電磁ノイズに対する耐性を向上することができる。
また、本実施形態のフィルタも、上記のようなトロイダルコイルの中央部にコンデンサを配置して、コイルと電気的に接続することで製造できるため、磁束の漏れを抑制するとともに、外部からの電磁ノイズに対する耐性を向上することができる。
トロイダルコイルは、環を形成する少なくとも4つのインダクタの中央部に金属体を備えていてもよい。すなわち、インダクタが金属体を包囲するように配置してもよい。金属体を、例えばGNDパターンなどに接続することにより、放熱性を向上することができる。
また、本実施形態のフィルタも、上記のようなトロイダルコイルの中央部にコンデンサを配置して、コイルと電気的に接続することで製造できるため、放熱性を向上することができる。
また、本実施形態のフィルタも、上記のようなトロイダルコイルの中央部にコンデンサを配置して、コイルと電気的に接続することで製造できるため、放熱性を向上することができる。
トロイダルコイルは、4つのインダクタで構成されていてもよい。これにより連結領域の面と、それに対向する他のインダクタの第2端面とが平行になり、またその距離が短くなるため、より効果的に磁束の漏れを抑制することができる。
また、本実施形態のフィルタも、上記のようなトロイダルコイルの中央部にコンデンサを配置して、コイルと電気的に接続することで製造できるため、より効果的に磁束の漏れを抑制することができる。
また、本実施形態のフィルタも、上記のようなトロイダルコイルの中央部にコンデンサを配置して、コイルと電気的に接続することで製造できるため、より効果的に磁束の漏れを抑制することができる。
トロイダルコイルは、環を形成する少なくとも4つのインダクタの中央部に磁性体を備えていてもよい。すなわち、インダクタが磁性体を包囲するように配置してもよい。これにより、例えばトロイダルコイルを基板に実装する際に、吸着しやすくなるので、実装性能が向上する。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための、トロイダルコイル及びフィルタを例示するものであって、本発明は、トロイダルコイル及びフィルタを以下のものに限定しない。なお特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に限定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明又は理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能である。また本明細書において、「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
実施例1のトロイダルコイルを、図1から図9を用いて説明する。図1は実施例1のトロイダルコイルの斜視図である。図2は実施例1のトロイダルコイルを構成するインダクタに使用するコアの斜視図である。図3は実施例1のトロイダルコイルを構成するインダクタに使用するコイルの斜視図である。図4は実施例1のトロイダルコイルを構成するインダクタに使用するコイルを、コアに固定する工程を説明する概略図である。図4(a)はコイルをコアに挿入する工程を示し、図4(b)はコアを含むコイルの上から、熱硬化性の液状樹脂を塗布する工程を示す。図5は実施例1のトロイダルコイルに使用するコアとコイルの斜視図である。図5(a)は、コイルの第1引き出し端部側を手前に置いたときのコイルの斜視図であり、図5(b)は、コイルの第2引き出し端部側を手前に置いたときのコイルの斜視図である。図6は実施例1のトロイダルコイルに使用するコアとコイルを、素体に内蔵する工程を説明する概略図である。図6(a)は、箱型の素体にコイルを入れる工程を示し、図6(b)は、コイルを含む箱型の素体の上から、蓋型の素体を被せる工程を示す。図7は実施例1のトロイダルコイルに使用するインダクタの外形を示す斜視図である。図8は実施例1のトロイダルコイルを構成するインダクタを4つ環状に配置したときの斜視図である。図9は実施例1のトロイダルコイルに内蔵されるコアの透過図であり、実装面側からみた平面図である。
図1に示すように、実施例1のトロイダルコイル1は、同一の直方体形状である4つのインダクタ2を、それぞれのインダクタ2の連結領域が隣接するインダクタ2の第2端面と対向するように環状に繋げて構成する。隣接するインダクタ2の実装面は全て、面一であり、すなわち、同一面上に存在する。そして、4つのインダクタ2の実装面を合わせた面がトロイダルコイル1の実装面となる。
図6及び図7に示すように、インダクタ2はそれぞれ、コア21と、コアの側面に導体を巻回して形成されるコイル22と、コア21を含むコイル22を内蔵する素体23と、コイル22の引き出し部の端末である自己端子24とで構成される。そして、図1に示すように自己端子24の上に導体を接続し、トロイダルコイル1の端子とする。トロイダルコイル1の端子はそれぞれ、IN端子1a、OUT端子1b及び接続端子1cに分類される。
IN端子1aは、ひとつのインダクタ2の実装面上のひとつの自己端子24の上に形成されて電気的に接続される。そして、IN端子1aは、OUT端子1bと接続端子1cとに対して、電気的に絶縁されている。
OUT端子1bは、IN端子1aを備えるインダクタ2から半時計方向に隣接するインダクタ2の実装面上の自己端子24の上に形成されて電気的に接続される。そして、OUT端子1bは、IN端子1aと接続端子1cとに対して電気的に絶縁されている。
接続端子1cは、IN端子1aにもOUT端子1bにも接続されていない自己端子24の上に形成されて、それぞれ電気的に接続される。さらに、接続端子1cは、最短距離に隣接する別の自己端子24にも、電気的に接続される。すなわち、隣接するインダクタ2のそれぞれの自己端子24は、接続端子1cを介して、電気的に接続される。そして、接続端子1cは、他の接続端子1cとIN端子1aとOUT端子1bとに対して電気的に絶縁される。
OUT端子1bは、IN端子1aを備えるインダクタ2から半時計方向に隣接するインダクタ2の実装面上の自己端子24の上に形成されて電気的に接続される。そして、OUT端子1bは、IN端子1aと接続端子1cとに対して電気的に絶縁されている。
接続端子1cは、IN端子1aにもOUT端子1bにも接続されていない自己端子24の上に形成されて、それぞれ電気的に接続される。さらに、接続端子1cは、最短距離に隣接する別の自己端子24にも、電気的に接続される。すなわち、隣接するインダクタ2のそれぞれの自己端子24は、接続端子1cを介して、電気的に接続される。そして、接続端子1cは、他の接続端子1cとIN端子1aとOUT端子1bとに対して電気的に絶縁される。
実施例1のトロイダルコイルを構成するインダクタに使用するコアについて説明する。
図2に示すように、コア21は柱体形状の磁性体として形成され、柱状部21aと鍔部21bとを有している。図2では柱体形状の断面は円形であるが、楕円形、多角形等であってもよい。そして、鍔部21bの径は、柱状部21aよりも大きく形成される。そして、コア21は、素体23よりも高い透磁率を有し、トロイダルコイル1の閉磁路を構成する。そして、コア21は長手方向に直交する面として、柱状部21aの端面であり、金属で覆われない露出部である第2端面21dと、第2端面21dと反対側に鍔部21bの端面であり、金属で覆われる遮蔽部として第1端面と、を備える。露出部である第2端面21dは、トロイダルコイル1の閉磁路を構成するコア21の一部となり、遮蔽部は、外部からの電磁ノイズを遮蔽する。
図2に示すように、コア21は柱体形状の磁性体として形成され、柱状部21aと鍔部21bとを有している。図2では柱体形状の断面は円形であるが、楕円形、多角形等であってもよい。そして、鍔部21bの径は、柱状部21aよりも大きく形成される。そして、コア21は、素体23よりも高い透磁率を有し、トロイダルコイル1の閉磁路を構成する。そして、コア21は長手方向に直交する面として、柱状部21aの端面であり、金属で覆われない露出部である第2端面21dと、第2端面21dと反対側に鍔部21bの端面であり、金属で覆われる遮蔽部として第1端面と、を備える。露出部である第2端面21dは、トロイダルコイル1の閉磁路を構成するコア21の一部となり、遮蔽部は、外部からの電磁ノイズを遮蔽する。
実施例1に使用するコイルについて説明する。図3に示すように、コイル22は、自己融着性の断面矩形の導線を2段に巻回し、その後、過熱して形状を固めた空芯コイルである。コイル22の空芯部分の径は、空芯部分にコア21の柱状部21aが挿入可能なように、柱状部21aの径よりも大きくする。コイル22は、その末端である第1引き出し端部22aと、第2引き出し端部22bと、を備える。第1引き出し端部22aと第2引き出し端部22bとはそれぞれ、コイル22の最外周から引き出される。そして、第2引き出し端部22bの長さは、コアの鍔部21bの側面に半周巻回して、閉磁路を構成する連結領域を形成できるように、第1引き出し端部22aの長さよりも長い。
コア21の柱状部21aの外周にコイル22を配置して固定する工程を説明する。図4(a)に示すように、コア21の柱状部21aにコイル22の空芯部分を挿入する。そして、図4(b)に示すように、コア21を浮かせた状態、すなわち、鍔部21bとコイル22が接していない状態で、コア21を含むコイル22の上から、熱硬化性の液状樹脂を塗布する。塗布された樹脂は、コア21の柱状部21aに満遍なく付着すると共に、コイル22の内周と外周、及びコアに挿入する側である底面とその反対側である上面の一部にも付着する。そして、コイル22を下方向に動かし、コイル22の底面をコア21の鍔部21bに押し付けることによって、押し出された樹脂が、コイル22の外周とコア21の鍔部21bの側面とに付着する。この状態で、第2引き出し端部22bを、第1引き出し端部22aの根元付近から、コイル22の巻軸に沿って、鍔部21bの側面を覆うように第1端面側へずらしながら半ターン巻回する。このとき、鍔部21bの側面の一部が、導線である第2引き出し端部22bに覆われて磁束を遮蔽する部分となり、第2引き出し端部22bに覆われていない鍔部21bの側面の一部が露出して、閉磁路を構成する連結領域21c(図5(a))となる。そして、鍔部21bの側面に形成される巻回部の最外周から、第2引き出し端部22bを第1引き出し端部22aと同じ方向に引き出す。そして、コア21を含むコイル22を加熱して、形状を固定する。
以上の工程を経て、コイル22をコア21に固定し、コア21の側面の鍔部21bに、導線で被覆されていない連結領域21cを形成することができる。
以上の工程を経て、コイル22をコア21に固定し、コア21の側面の鍔部21bに、導線で被覆されていない連結領域21cを形成することができる。
コアに固定されたコイルについて説明する。図5(a)に示すように、コアの柱状部には導線が巻回されたコイルが配置され、第1引き出し端部側のコアの鍔部の側面には、導線である金属に覆われていない露出部である連結領域21cが形成されている。そして、図5(b)に示すように、第2引き出し端部側のコアの鍔部の側面は、金属である第2引き出し端部22bに覆われて遮蔽されている。
コアを含むコイルを、素体に内蔵してインダクタを形成する工程について説明する。この工程では、ひとつの開口面を有する直方体である箱型素体と、スリットの付いた蓋型素体を使用する。開口面は、直方体の長手方向に平行な面で実装面となる面に形成される。コイルの引き出し端部はスリットから実装面側に引き出される。この箱型素体及び蓋型素体は、磁性粉と樹脂の混合物を加圧して成形した加圧成形体である。
図6(a)に示すように、箱型素体23aの内部にコイル22を、第1引き出し端部22aと第2引き出し端部22bとが上を向いた状態、すなわちコイル22の箱形素体23aへの挿入方向とは反対側に引き出された状態で入れる。そして、図6(b)に示すように、箱型素体23aの開口面側から、蓋型素体23bを被せる。このとき、蓋型素体23bのスリットから、第1引き出し端部22a及び第2引き出し端部22bを引き出して、素体23の表面に延在させる。そして、図示しない金型にコイル22を含む箱型素体23aと蓋型素体23bとを入れ、加圧成形して、直方体形状の素体23を得る。
その後、素体23の実装面に延在された、第1引き出し端部22a及び第2引き出し端部22bの上に、それぞれ自己端子24を形成し、図7に示すようなインダクタ2を得る。
図6(a)に示すように、箱型素体23aの内部にコイル22を、第1引き出し端部22aと第2引き出し端部22bとが上を向いた状態、すなわちコイル22の箱形素体23aへの挿入方向とは反対側に引き出された状態で入れる。そして、図6(b)に示すように、箱型素体23aの開口面側から、蓋型素体23bを被せる。このとき、蓋型素体23bのスリットから、第1引き出し端部22a及び第2引き出し端部22bを引き出して、素体23の表面に延在させる。そして、図示しない金型にコイル22を含む箱型素体23aと蓋型素体23bとを入れ、加圧成形して、直方体形状の素体23を得る。
その後、素体23の実装面に延在された、第1引き出し端部22a及び第2引き出し端部22bの上に、それぞれ自己端子24を形成し、図7に示すようなインダクタ2を得る。
トロイダルコイルの構成方法について説明する。図8に示すように、トロイダルコイル1は、インダクタ2が4つ環状に連結されて形成される。そして、4つのインダクタ2で包囲される中央部は、空洞となっている。隣接するインダクタ2の実装面は全て、面一となるように配置され、それぞれの実装面には2つの自己端子24が配置されている。それぞれの自己端子24の上に、トロイダルコイル1の端子であるIN端子1a、OUT端子1b、接続端子1cを形成することによって、実施例のトロイダルコイル1を得ることができる。
図9に示すように、トロイダルコイル1は、インダクタ2に内蔵された4つのコア21を備える。隣接する2つのコア21はすべて、一方のコア21の柱状部21aの端面である第2端面21dと、他方のコア21の鍔部21bの側面の一部に第1端面21eと隣接して形成される連結領域21cとが対向するように配置されている。そして、柱状部21aの第2の端面21dと、それに対向する鍔部21bの側面の一部である連結領域21cとは、閉磁路の一部を構成し、金属で被覆されていない露出部となっている。
トロイダルコイル1内のコア21は全て、各々の露出部である連結領域21cと第2端面21dとが互いに対向するように配置されているので、4つのコア21で閉磁路が形成される。
トロイダルコイル1内のコア21は全て、各々の露出部である連結領域21cと第2端面21dとが互いに対向するように配置されているので、4つのコア21で閉磁路が形成される。
コア21の表面のうち、閉磁路が形成されない部分を、磁束を遮蔽する金属で覆ってもよい。例えば、鍔部21bの端面である第1端面21eを金属で覆うことにより、外部からの電磁ノイズに対する耐性をさらに向上することができる。
トロイダルコイル1のインダクタ2で包囲された中央部には空洞が形成される。この空洞を利用することでトロイダルコイル1の有用性を更に向上させることができる。
図10に示すように、トロイダルコイル1の中央部の空洞に、金属体1dを追加挿入しても良い。すなわち、インダクタ2は金属体1dを包囲して配置されてもよい。金属体1dはトロイダルコイルを加圧成形する前に挿入してもよく、加圧成形後に挿入してもよい。例えば、挿入された金属体1dを、基板のパターンに接続することにより、より放熱性の良いトロイダルコイル1を得ることができる。挿入する金属体1dは、表面に凹凸形状を有してもよく、これにより抜け防止となる。また、複数の導線を撚った撚り導線を金属体1dとして使用すると、加圧成形時に撚り導線の内部に磁性体と樹脂が入り込むので、効果的な抜け防止となる。また挿入する金属体21dとして、挿入方向の端部にスリットを設けた金属体を用いると、加圧成形時に端部が潰れて抜け防止となる。さらにトロイダルコイルの実装面以外の面を金属被覆してもよい。金属被覆は、例えば、金属ペーストを付与して熱処理することで実施できる。トロイダルコイルの表面を金属被覆することでノイズ耐性が更に向上する。さらに表面の金属被覆と中央部の金属体1dとを接続してもよい。
図10に示すように、トロイダルコイル1の中央部の空洞に、金属体1dを追加挿入しても良い。すなわち、インダクタ2は金属体1dを包囲して配置されてもよい。金属体1dはトロイダルコイルを加圧成形する前に挿入してもよく、加圧成形後に挿入してもよい。例えば、挿入された金属体1dを、基板のパターンに接続することにより、より放熱性の良いトロイダルコイル1を得ることができる。挿入する金属体1dは、表面に凹凸形状を有してもよく、これにより抜け防止となる。また、複数の導線を撚った撚り導線を金属体1dとして使用すると、加圧成形時に撚り導線の内部に磁性体と樹脂が入り込むので、効果的な抜け防止となる。また挿入する金属体21dとして、挿入方向の端部にスリットを設けた金属体を用いると、加圧成形時に端部が潰れて抜け防止となる。さらにトロイダルコイルの実装面以外の面を金属被覆してもよい。金属被覆は、例えば、金属ペーストを付与して熱処理することで実施できる。トロイダルコイルの表面を金属被覆することでノイズ耐性が更に向上する。さらに表面の金属被覆と中央部の金属体1dとを接続してもよい。
図11に示すように、トロイダルコイル1の中央部の空洞には、素体23を構成する磁性材料を、窪み1eを有するように追加しても良い。これにより、表面実装機などでトロイダルコイル1を吸着しやすくなるので、基板への実装が容易となる。さらに、窪み1eで、基板上に配置された電子部品を覆うようにトロイダルコイル1を実装することにより、外部の電磁ノイズから電子部品を遮蔽することができる。
次に実施例2のトロイダルコイル4を、図12及び図13を用いて説明する。実施例2のトロイダルコイル4では、インダクタ42を構成するコア41として、鍔部を有さない柱体形状のコアを用いること以外は実施例1のトロイダルコイルと同様にして構成される。
図12は実施例2のトロイダルコイル4を構成するインダクタ42に用いるコア41とコイル42の構成を示す斜視図である。図12(a)に示すように、第1引き出し端部42a側のコア41の側面には、導線である金属に覆われていない露出部である連結領域41cが第1端面41eに隣接して形成されている。そして、図12(b)に示すように、第2引き出し端部42b側のコアの側面は、金属である第2引き出し端部42bに覆われて遮蔽されている。
図13に示すように、トロイダルコイル4は、インダクタ42に内蔵された4つのコア41を備える。隣接する2つのコア41はすべて、一方のコア41の柱状部の端面である第2端面41dと、他方のコア41の側面の一部に第1端面41eに隣接して形成される連結領域41cとが対向するように配置されている。そしてコア41の第2の端面41dと、それに対向する他のコア41の連結領域41cとは、閉磁路の一部を構成し、金属で被覆されていない露出部となっている。
トロイダルコイル4内のコア41は全て、各々の露出部である連結領域41cと第2端面41dとが互いに対向するように配置されているので、4つのコア41で閉磁路が形成される。
トロイダルコイル4内のコア41は全て、各々の露出部である連結領域41cと第2端面41dとが互いに対向するように配置されているので、4つのコア41で閉磁路が形成される。
コア41の表面のうち、閉磁路が形成されない部分を、磁束を遮蔽する金属で覆ってもよい。例えば、コア41の一方の端面である第1端面41eを金属で覆うことにより、外部からの電磁ノイズに対する耐性をさらに向上することができる。
また、本発明の別の実施態様では、上述のトロイダルコイルにコンデンサを接続し、フィルタとして構成する。以下、図14及び図15を用いて、トロイダルコイルを使用したフィルタについて説明する。図14は本発明の実施例のトロイダルコイルを用いたフィルタの一例を示す斜視図である。図15は本発明の実施例のトロイダルコイルを用いたフィルタの別例を示す斜視図である。
図14に示すように、トロイダルコイルの中央部に、その上面がトロイダルコイルの実装面と面一になるようコンデンサ3aを配置しても良い。すなわち、コンデンサ3aをインダクタ2で包囲されるように配置してもよい。そして、そのコンデンサ3aの一端をGNDに接続し、コンデンサ3aの他端をトロイダルコイルのOUT端子1bと電気的に接続しても良い。これにより、トロイダルコイルの一端がコンデンサ3aを介してGNDに接続されるフィルタ3が構成される。このようにして、機械を用いて容易に量産することができるトロイダルコイルを有するフィルタ3を得ることができる。
さらに、図13に示すように、トロイダルコイルの中央部に、その上面がトロイダルコイルの実装面と面一になるよう、コンデンサ33aを複数配置しても良い。例えば、図13ではコンデンサ33aを4つ、トロイダルコイルの中央部に配置し、それぞれのコンデンサ33aの一端をGNDに電気的に接続し、それぞれのコンデンサ33aの他端を、OUT端子1b、及び3つの接続端子1cにそれぞれ接続する。これにより、トロイダルコイルを構成する各インダクタの一端がそれぞれコンデンサ33aを介してGNDに接続されるフィルタ3が構成される。このようにして、機械を用いて容易に量産することができるトロイダルコイルを有するフィルタ3を得ることができる。図13では、4つのコンデンサ33aが配置されているが、コンデンサ33aの配置数は2個又は3個でもよい。
以上で説明したトロイダルコイルにおいては、トロイダルコイルを構成するインダクタのコアの形状は、円柱を組み合わせた形状に限らず、三角柱、四角柱、多角柱を組み合わせた形状にしても良い。実施例1におけるコアはひとつの鍔部を有していたが、実施例2の様に鍔部がなくても構わないし、複数の鍔部を有していても良い。
コイルの形状も同様に、円柱形状に限らず、三角柱、四角柱、多角柱の形状となるよう巻回しても良い。
トロイダルコイルを構成するインダクタは、コアの側面に配置される連結領域と、隣接するインダクタのコアの第2端面とがより接近するように、箱型素体の側面に、コアの第2端面及び/又は連結領域が素体から露出するように開口部を設けても良い。これにより閉磁路を構成するコアの露出部同士がより近づくので、より効果的に漏れ磁束の発生を抑えることができる。
コイルの形状も同様に、円柱形状に限らず、三角柱、四角柱、多角柱の形状となるよう巻回しても良い。
トロイダルコイルを構成するインダクタは、コアの側面に配置される連結領域と、隣接するインダクタのコアの第2端面とがより接近するように、箱型素体の側面に、コアの第2端面及び/又は連結領域が素体から露出するように開口部を設けても良い。これにより閉磁路を構成するコアの露出部同士がより近づくので、より効果的に漏れ磁束の発生を抑えることができる。
1、4 トロイダルコイル
1a IN端子
1b OUT端子
1c 接続端子
1d 金属体
1e 窪み
2、42 インダクタ
21、41 コア
21a 柱状部
21b 鍔部
21c 連結領域
21d 第2端面
21e 第1端面
22 コイル
22a 第1引き出し端部
22b 第2引き出し端部
23 素体
23a 箱型素体
23b 蓋型素体
24 自己端子
3 フィルタ
3a、33a コンデンサ
1a IN端子
1b OUT端子
1c 接続端子
1d 金属体
1e 窪み
2、42 インダクタ
21、41 コア
21a 柱状部
21b 鍔部
21c 連結領域
21d 第2端面
21e 第1端面
22 コイル
22a 第1引き出し端部
22b 第2引き出し端部
23 素体
23a 箱型素体
23b 蓋型素体
24 自己端子
3 フィルタ
3a、33a コンデンサ
Claims (10)
- コアと、
該コアに導線を巻回して形成されるコイルと、
該コア及び該コイルを内蔵する素体と、
を備えるインダクタを含むトロイダルコイルであって、
該インダクタの少なくとも4つを含み、
該コアは、2つの端面及び側面を有する柱体形状を有し、
該インダクタは、該コアの側面に該導線が存在しない連結領域を有し、
該連結領域は、該コアの一方の端面である第1端面に隣接し、
該インダクタの該連結領域は、他のインダクタのコアにおける該第1端面とは反対側の第2端面と対向して、少なくとも4つのインダクタが環状に配置され、
該コアは、該素体よりも高い透磁率を有するトロイダルコイル。 - 前記コアは、前記第1端面に隣接する鍔部を有し、
前記連結領域は、前記コアの第1端面に隣接して該鍔部に設けられる請求項1に記載のトロイダルコイル。 - 前記コアの第1端面が金属で被覆されている請求項1又は請求項2に記載のトロイダルコイル。
- 前記インダクタは、金属体を包囲して配置される請求項1から請求項3のいずれかに記載のトロイダルコイル。
- 前記インダクタを4つ含む請求項1から請求項4のいずれかに記載のトロイダルコイル。
- コアと、
該コアに導線を巻回して形成されるコイルと、
該コア及び該コイルを内蔵する素体を備えるインダクタと、
該コイルと電気的に接続されるコンデンサとを備えるフィルタであって、
該インダクタの少なくとも4つを含み、
該コアは、2つの端面及び側面を有する柱体形状を有し、
該インダクタは、該コアの側面に該導線が存在しない連結領域を有し、
該連結領域は、該コアの一方の端面である第1端面に隣接し、
該インダクタの該連結領域は、他のインダクタのコアにおける該第1端面とは反対側の第2端面と対向して、少なくとも4つの該インダクタが環状に配置されてトロイダルコイルを形成し、
該コアは、該素体よりも高い透磁率を有し、
該コンデンサは、該インダクタに包囲されて配置されるフィルタ。 - 前記コアは、第1端面に隣接する鍔部を有し、
前記連結領域は、該コアの第1端面に隣接して該鍔部に設けられる請求項6に記載のフィルタ。 - 前記連結領域が隣接する側のコアの端面が金属で被覆されている請求項6又は請求項7に記載のフィルタ。
- 前記インダクタは、金属体を更に包囲して配置される請求項6から請求項8のいずれかに記載のフィルタ。
- 前記インダクタを4つ含む請求項6から請求項9のいずれかに記載のフィルタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016249653A JP2018107200A (ja) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | トロイダルコイル及びフィルタ |
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---|---|
JP2018107200A true JP2018107200A (ja) | 2018-07-05 |
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ID=62787515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2016249653A Pending JP2018107200A (ja) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | トロイダルコイル及びフィルタ |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2018107200A (ja) |
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2016
- 2016-12-22 JP JP2016249653A patent/JP2018107200A/ja active Pending
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