JP2021141159A - コイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波帯における挿入損失が小さいコイル装置を提供すること。【解決手段】コイル装置１０は、巻芯部２３と巻芯部２３の端部に形成される鍔部２１，２２とを有するコア２０と、第１の一次巻線５１および第１の二次巻線６１を巻芯部２３に巻回してなる第１巻線部７１と、第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２を巻芯部２３に巻回してなる第２巻線部７２と、を有する。第２巻線部７２には、第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２が交互に配置されつつ巻回された交互巻回領域７２ａと、第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２のいずれか一方が連続して巻回された連続巻回領域７２ｂとが形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、バルントランス等として好適に用いられるコイル装置に関する。

例えば特許文献１には、平衡信号と不平衡信号とを相互に変換するコイル装置として、バルントランスが記載されている。特許文献１に記載のバルントランスは、巻芯部を有するコアと、第１巻回部〜第３巻回部とを有する。第１巻回部では、第１ワイヤ（一次巻線）が巻芯部の外周面に単層巻きされており、第２巻回部および第３巻回部では、第２ワイヤおよび第３ワイヤ（共に二次巻線）が第１巻回部の上にバイファイラ巻きされている。

しかしながら、一般に、従来のコイル装置は、例えば１００ＭＨｚ以上の高周波帯において、挿入損失が大きくなる傾向があるという課題を有する。

特開２０１０−９３１８３号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、高周波帯における挿入損失が小さいコイル装置を提供することである。

本発明者らは、一次巻線および二次巻線の巻回方式を従来とは異なる巻回方式とすることにより、高周波帯における挿入損失が小さくなることを見出し、本発明を完成させるに至った。

上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、
巻芯部と前記巻芯部の端部に形成される鍔部とを有するコアと、
第１の一次巻線および第１の二次巻線を前記巻芯部に巻回してなる第１巻線部と、
第２の一次巻線および第２の二次巻線を前記巻芯部に巻回してなる第２巻線部と、を有し、
前記第２巻線部には、前記第２の一次巻線および前記第２の二次巻線が交互に配置されつつ巻回された交互巻回領域と、前記第２の一次巻線および前記第２の二次巻線のいずれか一方が連続して巻回された連続巻回領域とが形成されている。

本発明に係るコイル装置では、第２巻線部には、第２の一次巻線および第２の二次巻線が交互に配置されつつ巻回された交互巻回領域と、第２の一次巻線および第２の二次巻線のいずれか一方が連続して巻回された連続巻回領域とが形成されている。このような巻回方式（第２巻線部に連続巻回領域に加えて交互巻回領域を形成する巻回方式）とした場合、交互巻回領域において、交互に配置された第２の一次巻線および第２の二次巻線の各々が強く結合するようになる。そのため、例えば１００ＭＨｚ以上の高周波帯において、一次巻線と二次巻線との間の結合係数を高め、一次巻線と二次巻線との間で良好な磁気結合が得ることが可能となる。したがって、本発明によれば、高周波帯における漏れインダクタンスを小さくし、挿入損失が小さいコイル装置を実現することができる。

好ましくは、前記第１巻線部では、前記第１の一次巻線および前記第１の二次巻線が交互に配置されつつ巻回されている。このような構成とした場合、第１巻線部では、隣接して配置された第１の一次巻線および第１の二次巻線の各々が強く結合するようになる。そのため、第１巻線部において、第１の一次巻線と第１の二次巻線との間で良好な磁気結合が得ることが可能となり、高周波帯における挿入損失を効果的に低減することができる。

好ましくは、前記第２巻線部は、前記第１巻線部の上に形成されている。例えば第２巻線部における巻数が第１巻線部における巻数よりも少ない場合、上記のように第１巻線部の上に第２巻線部を形成する方が、第２巻線部の上に第１巻線部を形成するよりも、上層に形成される巻線部の巻崩れが発生し難く、各巻線部を安定して形成することができる。

好ましくは、前記第２巻線部では、前記第２の一次巻線および前記第２の二次巻線のいずれか一方の巻数が他方の巻数よりも多い。このような構成とすることにより、巻数が多い方の巻線を用いて、第２巻線部に連続巻回領域を形成するとともに、巻数が少ない方の巻線を用いて、第２巻線部に交互巻回領域を形成することが可能となる。その結果、一次巻線と二次巻線との間の結合係数を高め、一次巻線と二次巻線との間で良好な磁気結合を得ることができる。

好ましくは、前記第２巻線部では、前記第２の一次巻線および前記第２の二次巻線のいずれか一方の線長が他方の線長よりも長い。このような構成とすることにより、線長が長い方の巻線を用いて、第２巻線部に連続巻回領域を形成するとともに、線長が短い方の巻線を用いて、第２巻線部に交互巻回領域を形成することが可能となる。その結果、一次巻線と二次巻線との間の結合係数を高め、一次巻線と二次巻線との間で良好な磁気結合を得ることができる。

好ましくは、前記第１の一次巻線の一端と前記第２の一次巻線の一端とは導電性部材を介して接続され、前記第１の二次巻線の一端と前記第２の二次巻線の一端とは導電性部材を介して接続されている。このような構成とすることにより、第１の一次巻線と第２の一次巻線との接続部と、第１の二次巻線と第２の二次巻線との接続部とを、それぞれ中間タップとして利用することができる。

好ましくは、前記交互巻回領域では、前記第２の一次巻線と前記第２の二次巻線とが密着して巻回されており、前記連続巻回領域では、前記第２の一次巻線の各ターン同士または前記第２の二次巻線の各ターン同士が密着して巻回されている。このような構成とすることにより、各巻回領域において、磁束が第２巻線部と鎖交し易くなり、一次巻線と二次巻線との間の磁気結合を高めることができる。

好ましくは、前記交互巻回領域と前記連続巻回領域とが密着して形成されている。このような構成とすることにより、第２巻線部全域において、巻回軸方向に隣接する各ターン同士が密着して巻回されることになり、一次巻線と二次巻線との間の磁気結合を効果的に高めることができる。

前記交互巻回領域では、前記第２の一次巻線と前記第２の二次巻線とが巻回軸方向に離間して巻回されており、前記連続巻回領域では、前記第２の一次巻線の各ターン同士または前記第２の二次巻線の各ターン同士が巻回軸方向に離間して巻回されていてもよい。この場合も、従来のコイル装置に比べて、高周波帯における漏れインダクタンスを小さくし、挿入損失を低減することができる。

前記連続巻回領域は、前記交互巻回領域に対して、巻回軸方向の一方側と他方側とに跨って形成されていてもよい。この場合も、従来のコイル装置に比べて、高周波帯における漏れインダクタンスを小さくし、挿入損失を低減することができる。

図１は本発明の第１実施形態に係るコイル装置の斜視図である。 図２Ａは図１に示すコイル装置の第１巻線部を示す平面図である。 図２Ｂは図１に示すコイル装置の第２巻線部を示す平面図である。 図３は図１に示すコイル装置のＸ−Ｚ平面に沿う断面図である。 図４は図１に示すコイル装置の等価回路図である。 図５Ａは図１に示すコイル装置の挿入損失の周波数特性を示す図である。 図５Ｂは図１に示すコイル装置のインダクタンスの周波数特性を示す図である。 図６は本発明の第２実施形態に係るコイル装置の斜視図である。 図７Ａは図６に示すコイル装置の第１巻線部を示す平面図である。 図７Ｂは図６に示すコイル装置の第２巻線部を示す平面図である。 図８は図６に示すコイル装置のＸ−Ｚ平面に沿う断面図である。 図９は図６に示すコイル装置の等価回路図である。 図１０Ａは図３に示すコイル装置の変形例を示す断面図である。 図１０Ｂは図３に示すコイル装置の他の変形例を示す断面図である。 図１０Ｃは図３に示すコイル装置のさらに他の変形例を示す断面図である。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。

第１実施形態
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るコイル装置１０は、ドラムコア２０と、板コア４０と、第１巻線部７１と、第２巻線部７２とを有する。コイル装置１０は、例えばバルントランス（バラン）であり、平衡信号と不平衡信号とを相互に変換する機能を有する。コイル装置１０は、例えば車載回路に搭載され、ＵＴＰ（Unshielded Twisted Pair）ケーブルやＳＴＰ（Shielded Twisted Pair）ケーブル等のツイスト線を介して送信される平衡信号を同軸ケーブル等を介して送信可能な不平衡信号に変換することを可能とする。

以下の説明では、Ｘ軸はコイル装置１０を実装する実装面と平行な面内で、ドラムコア２０の巻芯部２３の巻回軸に平行な方向である。Ｙ軸は、Ｘ軸と同じく実装面と平行な面内にありＸ軸と垂直な方向である。Ｚ軸は、実装面の法線方向である。

ドラムコア２０は、巻芯部２３と、巻芯部２３の一端に形成された第１鍔部２１と、巻芯部２３の他端に形成された第２鍔部２２とを有する。ドラムコア２０のサイズは特に限定されないが、そのＸ軸方向の長さは２．０〜５．０ｍｍであり、そのＹ軸方向の長さは１．２〜５．０ｍｍであり、そのＺ軸方向の長さは０．８〜４．０ｍｍである。

巻芯部２３は、略矩形の横断面形状からなり、Ｘ軸方向に巻回軸を有する。巻芯部２３の横断面形状は、特に限定されるものではなく、円形や略八角形、あるいはその他の多角形でもよい。

第１鍔部２１と第２鍔部２２とは、Ｘ軸方向に所定の間隔を空けて、互いに略平行になるように対向して配置されている。第１鍔部２１は巻芯部２３のＸ軸方向の一端に形成され、第２鍔部２２は巻芯部２３のＸ軸方向の他端に形成されている。鍔部２１，２２の外形状は、同一形状からなり、Ｙ軸方向に長い略直方体状である。なお、鍔部２１，２２の横断面（Ｙ−Ｚ断面）形状は、円形状や略八角形状、あるいはその他の多角形状でも良く、その横断面形状は特に限定されない。

板コア４０は、鍔部２１，２２の下面２１ｂ，２２ｂに配置される。板コア４０は、平坦面を有する扁平な直方体形状のコアであり、コイル装置１０のインダクタンスを高める機能を有する。Ｚ軸方向から見た板コア４０の形状は、Ｘ軸方向に長い略長方形であるが、正方形あるいはその他の形状であってもよい。Ｘ軸方向の両端に位置する板コア４０の上面は、鍔部２１，２２の下面２１ｂ，２２ｂと向かい合っており、下面２１ｂ，２２ｂに対して、たとえば熱硬化性樹脂などの接着剤などにより固定される。これにより、板コア４０は、ドラムコア２０と連続する閉磁路を形成する。

鍔部２１，２２の上面２１ａ，２２ａは、コイル装置１０を回路基板などに実装する場合における実装面（接地面）となる。第１鍔部２１の上面２１ａには、第１端子電極３１と、第２端子電極３２と、第３端子電極３３とが、それぞれＹ軸方向に所定間隔で形成されている。第２鍔部２２の上面２２ａには、第４端子電極３４と、第５端子電極３５と、第６端子電極３６とが、それぞれＹ軸方向に所定間隔で形成されている。

端子電極３１〜３６は、それぞれ同一形状を有し、上面２１ａ，２２ａにのみ形成されている。ただし、例えば、端子電極３１〜３６を鍔部２１，２２の外端面と上面２１ａ，２２ａとに跨るように形成してもよい。このような構成とすることにより、コイル装置１０を回路基板に実装するときに、鍔部２１，２２の外端面に形成された端子電極３１〜３６の一部に、はんだフィレットを形成することが可能となる。

端子電極３１〜３６は、導電性部材からなり、たとえば金属ペースト焼付け膜や金属メッキ膜で構成されている。端子電極３１〜３６は、鍔部２１，２２の上面２１ａ，２２ａに、たとえばＡｇペーストを塗布して焼き付けた後、その表面に、たとえば電界メッキまたは無電界メッキを施し、メッキ膜を形成することにより形成される。

なお、金属ペーストの材料は、特に限定されるものではなく、ＣｕペーストやＡｇペーストなどが例示される。また、メッキ膜は、単層でも複層でも良く、たとえばＣｕメッキ、Ｎｉメッキ、Ｓｎメッキ、Ｎｉ−Ｓｎメッキ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎメッキ、Ｎｉ−Ａｕメッキ、Ａｕメッキなどのメッキ膜が例示される。端子電極３１〜３６の厚みは、特に限定されないが、好ましくは０．１〜１５μｍである。

第１巻線部７１は巻芯部２３の外周面に直接形成されており、第２巻線部７２は第１巻線部７１の上に形成されている。すなわち、本実施形態では、巻芯部２３には、第１巻線部７１および第２巻線部７２からなる２層の巻線部が形成されている。第１巻線部７１および第２巻線部７２の各々には、後述するように一次巻線および二次巻線の両方が含まれている。

図２Ａに示すように、第１巻線部７１は、一対の第１の一次巻線５１および第１の二次巻線６１を巻芯部２３に巻回してなる。第１の一次巻線５１および第１の二次巻線６１は、それぞれ略等しい線長を有し、巻芯部２３の外周面に５ターンで巻回されている。図示の例では、第１の一次巻線５１の巻数と第１の二次巻線６１の巻数との巻数比は等しくなっている。

本実施形態では、第１巻線部７１では、第１の一次巻線５１および第１の二次巻線６１が交互に配置されつつ巻回されている。第１巻線部７１における第１の一次巻線５１および第１の二次巻線６１の各々の巻回方向は同一方向となっている。

図示の例では、図面を見やすくするために、第１の一次巻線５１と第１の二次巻線６１とは、巻回軸方向（Ｘ軸方向）に離間して巻回（配置）されているが、密着して（隙間なく）巻回されていることが好ましい。この場合、磁束が第１巻線部７１に鎖交し易くなる。

第１の一次巻線５１の一端を構成する第１リード部５１ａは第１端子電極３１に例えば熱圧着により接続される。第１の一次巻線５１の他端を構成する第２リード部５１ｂは第６端子電極３６に例えば熱圧着により接続される。

第１の二次巻線６１の一端を構成する第１リード部６１ａは第３端子電極３３に例えば熱圧着により接続される。第１の二次巻線６１の他端を構成する第２リード部６１ｂは第４端子電極３４に例えば熱圧着により接続される。

図２Ｂに示すように、第２巻線部７２は、一対の第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２を巻芯部２３に巻回してなる。第２巻線部７２では、第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２の各々の線長が異なっており、第２の二次巻線６２の線長は第２の一次巻線５２の線長よりも長くなっている。なお、図２Ｂでは、図面が煩雑になることを防止するため、第１巻線部７１の図示を省略し、第２巻線部７２のみ図示している。また、第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２の各々の線長は略等しくてもよい。

第２巻線部７２では、第２の一次巻線５２の巻数と第２の二次巻線６２の巻数との巻数比が異なっている。より詳細には、第２の二次巻線６２の巻数は５ターンである一方で、第２の一次巻線５２の巻数は２ターンとなっており、第２の二次巻線６２の巻数は、第２の一次巻線５２の巻数よりも多くなっている。

第２巻線部７２において、第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２の各々の巻回方向は同一方向となっている。また、第２巻線部７２における各巻線５２，６２の巻回方向と、第１巻線部７１における各巻線５１，６１の巻回方向とは、第１巻線部７１に電流が流れたときに発生する磁束の向きと、第２巻線部７２に電流が流れたときに発生する磁束の向きとが揃うような方向となっている。

第２巻線部７２には、第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２が巻回軸方向に交互に配置されつつ巻回された交互巻回領域７２ａと、第２の二次巻線６２が連続して巻回された連続巻回領域７２ｂとが形成されている。図示の例では、交互巻回領域７２ａは第１鍔部２１が配置されている側に形成されており、連続巻回領域７２ｂは第２鍔部２２が配置されている側に形成されているが、これらの配置は逆であってもよい。

交互巻回領域７２ａは、各々２ターンで巻芯部２３に巻回された第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２を有する。交互巻回領域７２ａでは、第２の一次巻線５２と第２の二次巻線６２とが巻回軸方向に交互に配置されており、第１の一次巻線５２の巻数と第２の二次巻線６２の巻数との巻数比は等しくなっている。

図示の例では、図面を見やすくするために、第２の一次巻線５２と第２の二次巻線６２とは、巻回軸方向に離間して巻回（配置）されているが、図３に示すように、交互巻回領域７２ａでは、第２の一次巻線５２と第２の二次巻線６２とが密着して（隙間なく）巻回されていることが好ましい。この場合、磁束が第２巻線部７２に鎖交し易くなる。

図２Ｂに示すように、連続巻回領域７２ｂは、３ターンで巻芯部２３に巻回された第２の二次巻線６２を有する。連続巻回領域７２ｂは、第２の二次巻線６２のみからなる。連続巻回領域７２ｂでは、第２の二次巻線６２の各ターンが連続して配置されており、連続巻回領域７２ｂを構成する１ターン目〜３ターン目は、すべて二次巻線６２により構成されている。

連続巻回領域７２ｂは交互巻回領域７２ａに巻回軸方向に隣接して配置されており、連続巻回領域７２ｂにおける第２の二次巻線６２の端部（交互巻回領域７２ａ側の端部）は、交互巻回領域７２ａにおける第２の二次巻線６２の端部（連続巻回領域７２ｂ側の端部）と連続している。すなわち、連続巻回領域７２ｂは交互巻回領域７２ａと電気的に接続されている。

図示の例では、図面を見やすくするために、第２の二次巻線６２は、巻回軸方向に離間して巻回（配置）されているが、図３に示すように、連続巻回領域７２ｂでは、第２の二次巻線６２の各ターン同士が密着して（隙間なく）巻回されていることが好ましい。この場合、磁束が第２巻線部７２に鎖交し易くなる。

また、連続巻回領域７２ｂは、交互巻回領域７２ａと巻回軸方向に密着して（隙間なく）形成されており、連続巻回領域７２ｂにおける第２の二次巻線６２は、交互巻回領域７２ａにおける第２の二次巻線６２と密着して（隙間なく）巻回されている。連続巻回領域７２ｂと交互巻回領域７２ａとの境界部分には、同一の巻線（本実施形態では、第２の二次巻線６２）が隣接して配置される。

連続巻回領域７２ｂにおける第２の二次巻線６２の巻数（３ターン）は、交互巻回領域７２ａにおける第２の二次巻線６２の巻数（２ターン）よりも多い一方で、交互巻回領域７２ａにおける第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２の合計巻数（４ターン）よりも少なくなっている。

図２Ｂに示すように、第２の一次巻線５２の一端を構成する第１リード部５２ａは第２端子電極３２に例えば熱圧着により接続される。第２の一次巻線５２の他端を構成する第２リード部５２ｂは第６端子電極３６に例えば熱圧着により接続される。

第２の二次巻線６２の一端を構成する第１リード部６２ａは第３端子電極３３に例えば熱圧着により接続される。第２の二次巻線６２の他端を構成する第２リード部６２ｂは第５端子電極３５に例えば熱圧着により接続される。

すなわち、本実施形態では、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、第１の一次巻線５１の第２リード部５１ｂと第２の一次巻線５２の第２リード部５２ｂとが、第６端子電極３６に接続されており、第２リード部５１ｂと第２リード部５２ｂとが第６端子電極３６（導電性部材）を介して接続されている。そのため、第１の一次巻線５１と第２の一次巻線５２とは電気的に接続されている。

また、第１の二次巻線６１の第１リード部６１ａと第２の二次巻線６２の第１リード部６２ａとが、第３端子電極３３を介して接続されており、第１リード部６１ａと第１リード部６２ａとが第３端子電極３３（導電性部材）を介して接続されている。そのため、第１の二次巻線６１と第２の二次巻線６２とは電気的に接続されている。

したがって、図４に示すように、第１の一次巻線５１と第２の一次巻線５２とは直列に接続されてコイル装置１０（バルントランス）の一次側を構成し、第１の二次巻線６１と第２の二次巻線６２とは直列に接続されてコイル装置１０（バルントランス）の二次側を構成する。また、第１の一次巻線５１と第２の一次巻線５２との接続部分は中間タップとなり、第１の二次巻線６１と第２の二次巻線６２との接続部分も同様に中間タップとなる。

次に、図１および図２Ａ，図２Ｂを参照しつつ、コイル装置１０の製造方法について説明する。コイル装置１０の製造では、まず、ドラム型のドラムコア２０と、第１の一次巻線５１と第１の二次巻線６１と第２の一次巻線５２と第２の二次巻線６２とを準備する。なお、巻線５１，５２，６１，６２としては、たとえば、銅（Ｃｕ）などの良導体からなる芯材を、イミド変成ポリウレタンなどからなる絶縁材で覆い、さらに最表面をポリエステルなどの薄い樹脂膜で覆ったものを用いることができる。

ドラムコア２０を構成する磁性体材料としては、たとえば、比較的透磁率の高い磁性材料、たとえばＮｉ−Ｚｎ系フェライトや、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、あるいは金属磁性体などが例示され、これらの磁性材料の粉体を、成型および焼結することにより、ドラムコア２０が作製される。

次に、ドラムコア２０の鍔部２１，２２に金属ペーストを塗布し、所定の温度で焼き付ける。そして、その表面に電界めっきまたは無電解メッキを施すことにより、端子電極３１〜３６が形成される。

次に、端子電極３１〜３６が形成されたドラムコア２０と、第１の一次巻線５１と、第１の二次巻線６１とを、巻線機（図示略）にセットする。そして、第１の一次巻線５１の第１リード部５１ａを第１端子電極３１に継線し、同時に（あるいはその後）、第２の二次巻線６１の第１リード部６１ａを第３端子電極３３に継線する。

なお、接続のための方法は、特に限定されないが、たとえばワイヤ５１，６１を端子電極３１，３３との間で挟むようにヒータチップを押し当てて、ワイヤ５１，６１を端子電極３１，３３に熱圧着する。

その後、ワイヤ５１，６１を、巻芯部２３の外周面に、例えばそれぞれ５ターンで巻回して第１巻線部７１を形成する。第１巻線部７１は、例えば第１の一次巻線５１および第１の二次巻線６１を対にした状態で巻芯部２３に巻回することにより形成される。

次に、第１の一次巻線５１の第２リード部５１ｂを第６端子電極３６に継線し、同時に（あるいはその後）、第２の二次巻線６１の第２リード部６１ｂを第４端子電極３４に継線する。

次に、第２の一次巻線５２の第１リード部５２ａを第２端子電極３２に継線し、同時に（あるいはその後）、第２の二次巻線６２の第１リード部６２ａを第３端子電極３３に継線する。

その後、ワイヤ５２，６２を、第１巻線部７１の上に巻回して第２巻線部７２を形成する。このとき、例えば第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２を対にした状態で第１巻線部７１の上に例えば２ターンで巻回することにより、交互巻回領域７２ａを形成する。

交互巻回領域７２ａを形成した後、第２の一次巻線５２については、その第２リード部５２ｂを第６端子電極３６まで引き出し、第６端子電極３６に継線する。一方、第２の二次巻線６２については、交互巻回領域７２ａを形成した後も、そのまま連続して第１巻線部７１の上に例えば３ターンで巻回し、連続巻回領域７２ｂを形成する。その後、第２の二次巻線６２の第２リード部６２ｂを第５端子電極３５まで引き出し、第５端子電極３５に継線する。

なお、交互巻回領域７２ａを形成した後、そのまま第２の二次巻線６２を第１巻線部７１の上に例えば３ターンで巻回して連続巻回領域７２ｂを形成し、その後に第２の一次巻線５２の第２リード部５２ｂを第６端子電極３６まで引き出し、第６端子電極３６に継線してもよい。

次に、鍔部２１，２２の下面２１ｂ，２２ｂに板状コア４０を設置することにより、コイル装置１０を得ることができる。下面２１ｂ，２２ｂは平坦面からなり、板状コア４０を設置することが容易になっている。板状コア４０は、ドラムコア２０と同じ磁性体部材で構成されるのが好ましいが、別々の部材で構成されてもよい。

本実施形態に係るコイル装置１０では、第２巻線部７２には、第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２が交互に配置されつつ巻回された交互巻回領域７２ａと、第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２のいずれか一方（本実施形態では、第２の二次巻線６２）が連続して巻回された連続巻回領域７２ｂとが形成されている。このような巻回方式（第２巻線部７２に連続巻回領域７２ｂに加えて交互巻回領域７２ａを形成する巻回方式）とした場合、第２巻線部７２に、第２の一次巻線５２と第２の二次巻線６２とが互いに隣り合う領域が具備され、交互巻回領域７２ａにおいて、交互に（隣り合うように）配置された第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２の各々が強く結合するようになる。そのため、例えば１００ＭＨｚ以上の高周波帯において、一次巻線５１，５２と二次巻線６１，６２との間の結合係数を高め、一次巻線５１，５２と二次巻線６１，６２との間で良好な磁気結合が得ることが可能となる。したがって、本実施形態によれば、高周波帯における漏れインダクタンスを小さくし、挿入損失が小さいコイル装置１０を実現することができる。

図５Ａにおいて、実線は本実施形態に係るコイル装置１０の挿入損失の周波数特性を示し、点線は従来のコイル装置の挿入損失の周波数特性を示し、一点鎖線は伝送線路の挿入損失の周波数特性を示す。同図に示すように、本実施形態に係るコイル装置１０では、例えば４００ＭＨｚにおいても挿入損失が−１．２ｄＢ程度であり、従来のコイル装置に比べて高周波帯における挿入損失が小さいことが分かる。

図５Ｂにおいて、太線で示す実線は本実施形態に係るコイル装置１０の一次漏れインダクタンスの周波数特性を示し、細線で示す実線は従来のコイル装置の一次漏れインダクタンスの周波数特性を示す。また、点線は本実施形態に係るコイル装置１０の二次漏れインダクタンスの周波数特性を示し、一点鎖線は従来のコイル装置の二次漏れインダクタンスの周波数特性を示す。同図に示すように、本実施形態に係るコイル装置１０では、例えば例えば１００ＭＨｚ〜４００ＭＨｚの高周波帯において、一次漏れインダクタンスおよび二次漏れインダクタンスともに、従来のコイル装置よりも小さくなっていることが分かる。以上より、本実施形態によれば、高周波帯における漏れインダクタンスを小さくし、挿入損失が小さいコイル装置１０を実現することができる。

また、本実施形態では、第１巻線部７１では、第１の一次巻線５１および第１の二次巻線６１が交互に配置されつつ巻回されている。そのため、第１巻線部７１では、隣接して配置された第１の一次巻線５１および第１の二次巻線６１の各々が強く結合するようになる。したがって、第１巻線部７１において、第１の一次巻線５１と第１の二次巻線６１との間で良好な磁気結合が得ることが可能となり、高周波帯における挿入損失を効果的に低減することができる。

また、本実施形態では、第２巻線部７２は、第１巻線部７１の上に形成されている。第２巻線部７２における巻数が第１巻線部７１における巻数よりも少ない場合、第１巻線部７１の上に第２巻線部７２を形成する方が、第２巻線部７２の上に第１巻線部７１を形成するよりも、上層に形成される巻線部の巻崩れが発生し難く、各巻線部７１，７２を安定して形成することができる。

また、本実施形態では、第２巻線部７２では、第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２のいずれか一方（本実施形態では、第２の二次巻線６２）の巻数が他方の巻数よりも多い。そのため、巻数が多い方の第２の二次巻線６２を用いて、第２巻線部７２に連続巻回領域７２ｂを形成するとともに、巻数が少ない方の第２の一次巻線５２を用いて、第２巻線部７２に交互巻回領域７２ａを形成することが可能となる。その結果、一次巻線５１，５２と二次巻線６１，６２との間の結合係数を高め、一次巻線５１，５２と二次巻線６１，６２との間で良好な磁気結合を得ることができる。

また、本実施形態では、第２巻線部７２では、第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２のいずれか一方（本実施形態では、第２の二次巻線６２）の線長が他方の線長よりも長い。そのため、線長が長い方の第２の二次巻線６２を用いて、第２巻線部７２に連続巻回領域７２ｂを形成するとともに、線長が短い方の第２の一次巻線５２を用いて、第２巻線部７２に交互巻回領域７２ａを形成することが可能となる。その結果、一次巻線５１，５２と二次巻線６１，６２との間の結合係数を高め、一次巻線５１，５２と二次巻線６１，６２との間で良好な磁気結合を得ることができる。

また、本実施形態では、第１の一次巻線５１の一端（第２リード部５１ｂ）と第２の一次巻線５２の一端（第２リード部５２ｂ）とは導電性部材（第６端子電極３６）を介して接続され、第１の二次巻線６１の一端（第１リード部６１ａ）と第２の二次巻線６２の一端（第１リード部６２ａ）とは導電性部材（第３端子電極３３）を介して接続されている。そのため、第１の一次巻線５１と第２の一次巻線５２との接続部と、第１の二次巻線６１と第２の二次巻線６２との接続部とを、それぞれ中間タップとして利用することができる。

また、本実施形態では、交互巻回領域７２ａでは、第２の一次巻線５２と第２の二次巻線６２とが密着して巻回されており、連続巻回領域７２ｂでは、第２の二次巻線６２の各ターン同士が密着して巻回されている（図３参照）。そのため、各巻回領域７２ａ，７２ｂにおいて、磁束が第２巻線部７２と鎖交し易くなり、一次巻線５１，５２と二次巻線６１，６２との間の磁気結合を高めることができる。

また、本実施形態では、交互巻回領域７２ａと連続巻回領域７２ｂとが密着して形成されている（図３参照）。そのため、第２巻線部７２全域において、巻回軸方向に隣接する各ターン同士が密着して巻回されることになり、一次巻線５１，５２と二次巻線６１，６２との間の磁気結合を効果的に高めることができる。

第２実施形態
図６〜図９に示す本発明の第２実施形態に係るコイル装置１１０は、以下の点が相違するのみであり、その他の構成は、前述した第１実施形態と同様である。図面において、第１実施形態と共通する部材には、共通する符号を付し、その詳細な説明については省略する。

図６に示すように、コイル装置１１０は、ドラムコア１２０と、端子電極１３１〜１３８と、第２巻線部１７２とを有するという点において、第１実施形態におけるコイル装置１０とは異なる。ドラムコア１２０は、第１鍔部１２１と、第２鍔部１２２と、巻芯部１２３とを有する。

鍔部１２１，１２２は、そのＸ軸方向の厚みが鍔部２１，２２のＸ軸方向の厚みと比べて厚くなっているという点において、第１実施形態における鍔部２１，２２とは異なる。巻芯部１２３は、そのＸ軸方向およびＹ軸方向の各々の長さが鍔部２１，２２のＸ軸方向およびＹ軸方向の各々の長さと比べて短くなっているという点において、第１実施形態における巻芯部２３とは異なる。

第１鍔部１２１の上面１２１ａには、第１端子電極１３１と、第２端子電極１３２と、第３端子電極１３３と、第４端子電極１３４とが、それぞれＹ軸方向に所定間隔で形成されている。第２鍔部１２２の上面１２２ａには、第５端子電極１３５と、第６端子電極１３６と、第７端子電極１３７と、第８端子電極１３８とが、それぞれＹ軸方向に所定間隔で形成されている。

図７Ａに示すように、第１の一次巻線５１の第１リード部５１ａは第２端子電極１３２に接続され、第２リード部５１ｂは第８端子電極１３８に接続される。第１の二次巻線６１の第１リード部６１ａは第３端子電極１３３に接続され、第２リード部６１ｂは第５端子電極１３５に接続される。

図７Ｂに示すように、第２の一次巻線５２の第１リード部５２ａは第１端子電極１３１に接続され、第２リード部５２ｂは第７端子電極１３７に接続される。第２の二次巻線６２の第１リード部６２ａは第４端子電極１３４に接続され、第２リード部６２ｂは第６端子電極１３６に接続される。

本実施形態では、第１端子電極１３１と第８端子電極１３８とが回路基板上でランドパターンにより接続されており、第４端子電極１３４と第５端子電極１３５とが回路基板上でランドパターンにより接続されている。そのため、第１の一次巻線５１と第２の一次巻線５２とは電気的に接続されており、第１の二次巻線６１と第２の二次巻線６２とは電気的に接続されている。

したがって、図９に示すように、第１の一次巻線５１と第２の一次巻線５２とは直列に接続されてコイル装置１０（バルントランス）の一次側を構成し、第１の二次巻線６１と第２の二次巻線６２とは直列に接続されてコイル装置１０（バルントランス）の二次側を構成する。また、第１の一次巻線５１と第２の一次巻線５２との接続部分（すなわち、第１端子電極１３１と第８端子電極１３８との接続部分）は中間タップとなり、第１の二次巻線６１と第２の二次巻線６２との接続部分（すなわち、第４端子電極１３４と第５端子電極１３５との接続部分）も同様に中間タップとなる。

図７Ｂに示すように、第２巻線部１７２は、交互巻回領域１７２ａと連続巻回領域１７２ｂとを有する。図８に示すように、交互巻回領域１７２ａでは、第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２がそれぞれ２ターンで第１巻線部７１の上に巻回されている。連続巻回領域１７２ｂでは、第２の二次巻線６２が３ターンで第１巻線部７１の上に巻回されている。

なお、本実施形態では、第１実施形態とは異なり、第１巻線部７１では、第１の二次巻線６１が第２鍔部１２２側に配置されつつ、第１の一次巻線５１および第１の二次巻線６１が対になって巻回されている。また、交互巻回領域７２ａでは、第２の二次巻線６２が第２鍔部１２２側に配置されつつ、第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２が対になって巻回されている。

このように、交互巻回領域１７２ａにおいて第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２の巻数については適宜変更してもよく、また連続巻回領域１７２ｂにおいて第２の二次巻線６２の巻数については適宜変更してもよい。この場合も第１実施形態と同様の効果が得らえる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

上記各実施形態において、第２巻線部７２，１７２の構成は、図３あるいは図８に示す構成に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。例えば、図１０Ａに示すように、交互巻回領域７２ａと連続巻回領域７２ｂとが離間して形成されていてもよい。図示の例では、交互巻回領域７２ａと連続巻回領域７２ｂとの間に、巻線（第２の一次巻線５２または第２の二次巻線６２）１本分の隙間が形成されている。なお、当該隙間の幅は特に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。

また、図１０Ｂに示すように、交互巻回領域７２ａでは、第２の一次巻線５２と第２の二次巻線６２とが巻回軸方向に離間して巻回されていてもよい。また、連続巻回領域７２ｂでは、第２の二次巻線６２の各ターン同士が巻回軸方向に離間して巻回されていてもよい。図示の例では、交互巻回領域７２ａおよび連続巻回領域７２ｂともに、各ターン間には巻線０．５〜１本分の隙間が形成されている。また、交互巻回領域７２ａと連続巻回領域７２ｂとの間にも同様の隙間が形成されている。なお、当該隙間の幅は特に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。

また、図１０Ｃに示すように、連続巻回領域７２ｂは、交互巻回領域７２ａに対して、巻回軸方向の一方側と他方側とに跨って形成されていてもよい。図示の例では、交互巻回領域７２ａに対して、巻回軸方向の一方側および他方側に、それぞれ連続巻回領域７２ｂが配置されており、交互巻回領域７２ａが２つの連続巻回領域７２ｂの各々の間に挟まれている。各連続巻回領域７２ｂは、２ターンで巻回された第２の二次巻線６２によって形成されており、交互巻回領域７２ａを介して接続されている。

上記各実施形態において、第１巻線部７１における第１の一次巻線５１および第１の二次巻線６２の各々の巻数は特に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。また、第２巻線部７２において、交互巻回領域７２ａを構成する第２の一次巻線５２および第２の二次巻線６２の巻数は特に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。連続巻回領域７２ｂを構成する第２の一次巻線５２または第２の二次巻線６２の巻数についても同様である。例えば、図２Ｂにおいて、第２の二次巻線６２を１ターンで巻回することにより連続巻回領域７２ｂを構成してもよい。この場合、該二次巻線６２は、交互巻回領域７２ａにおける第２の二次巻線６２の最終ターン部分に対して連続して配置されることになる。

上記各実施形態では、巻芯部２３には第１巻線部７１および第２巻線部７２からなる２層の巻線部が形成されていたが、巻芯部２３に形成される巻線部の層数は２層に限定されるものではなく、３層以上であってもよい。この場合、最外層の巻線部に交互巻回領域７２ａおよび連続巻回領域７２ｂを具備させることが好ましい。

上記各実施形態では、図３に示すように、第１の一次巻線５１および第２の一次巻線５２が合わせて７ターンで巻回され、第１の二次巻線６１および第２の二次巻線６２が合わせて１０ターンで巻回されていたが、これら各巻線のターン数は特に限定されるものではない。例えば、第１の一次巻線５１および第２の一次巻線５２の合計ターン数Ｔ１と、第１の二次巻線６１および第２の二次巻線６２の合計ターン数Ｔ２との比Ｔ１：Ｔ２は、１０：１４あるいは１２：１７等であってもよく、１４：１０あるいは１７：１２等であってもよい。この場合、巻数が少ない方の巻線は、巻数が多い方の巻線と対になって、第１巻線部７１および交互巻回領域７２ａを構成する。また、巻数が多い方の巻線は、連続巻回領域７２ｂを構成する。

上記各実施形態では、第１巻線部７１が巻芯部２３の外周面に直接形成され、第２巻線部７２が第１巻線部７１の上に形成されていたが、第２巻線部７２を巻芯部２３の外周面に直接形成し、第１巻線部７１を第２巻線部７３の上に形成してもよい。

上記各実施形態では、第２の二次巻線６２の線長が第２の一次巻線５２の線長よりも長くなっていたが、第２の一次巻線５２の線長が第２の二次巻線６２の線長よりも長くなっていてもよい。この場合、第２の一次巻線５２が連続して巻回された連続巻回領域７２ｂが形成され、該連続巻回領域７２ｂにおいて第２の一次巻線５２の各ターン同士が密着して巻回される。

上記各実施形態では、第２の二次巻線６２の巻数が第２の一次巻線５２の巻数よりも多くなっていたが、第２の一次巻線５２の巻数が第２の二次巻線６２の巻数よりも多くてもよい。この場合、第２の一次巻線５２が連続して巻回された連続巻回領域７２ｂが形成され、該連続巻回領域７２ｂにおいて第２の一次巻線５２の各ターン同士が密着して巻回される。

上記各実施形態において、板コア４０については省略してもよい。また、端子電極３１〜３６，１３１〜１３８は導電性板材（金属端子）で構成されていてもよい。

上記各実施形態では、本発明に係るコイル装置１０のバルントランスへの適用例について説明したが、他のコイル装置に本発明を適用してもよい。

上記第１実施形態において、端子電極３１〜３６の形状は特に限定されるものではなく、それぞれ同一形状であってもよいし、同一形状でなくてもよい。また、上記第２実施形態において、端子電極１３１〜１３８の形状は特に限定されるものではなく、それぞれ同一形状であってもよいし、同一形状でなくてもよい。

上記各実施形態において、端子電極３１〜３６，１３１〜１３８の形状については、リード部５１ａ，５１ｂ，６１ａ，６１ｂ，５２ａ，５２ｂ，６２ａ，６２ｂの引き出し方に応じて、あるいは端子電極３１〜３６，１３１〜１３８の各々の端子間距離を確保するために、適宜変更してもよい。例えば、端子電極３１，３３を第１鍔部２１の側面（あるいは、外端面および側面）と上面２１ａとに跨るように形成し、端子電極３４，３６を第２鍔部２２の側面（あるいは、外端面および側面）と上面２２ａとに跨るように形成してもよい。また、上記第２実施形態において、端子電極１３１，１３４を第１鍔部１２１の側面（あるいは、外端面および側面）と上面１２１ａとに跨るように形成し、端子電極１３５，１３８を第２鍔部１２２の側面（あるいは、外端面および側面）と上面１２２ａとに跨るように形成してもよい。

１０，１１０…コイル装置
２０，１２０…コア
２１，１２１…第１鍔部
２２，１２２…第２鍔部
２３，１２３…巻芯部
３１〜３６，１３１〜１３８…端子電極
４０…板コア
５１…第１の一次巻線
５１ａ，５１ｂ…リード部
５２…第２の一次巻線
５２ａ，５２ｂ…リード部
６１…第１の二次巻線
６１ａ，６１ｂ…リード部
６２…第２の二次巻線
６２ａ，６２ｂ…リード部
７１…第１巻線部
７２，１７２…第２巻線部
７２ａ，１７２ａ…交互巻回領域
７２ｂ，１７２ｂ…連続巻回領域

Claims (10)

1. 巻芯部と前記巻芯部の端部に形成される鍔部とを有するコアと、
   第１の一次巻線および第１の二次巻線を前記巻芯部に巻回してなる第１巻線部と、
   第２の一次巻線および第２の二次巻線を前記巻芯部に巻回してなる第２巻線部と、を有し、
   前記第２巻線部には、前記第２の一次巻線および前記第２の二次巻線が交互に配置されつつ巻回された交互巻回領域と、前記第２の一次巻線および前記第２の二次巻線のいずれか一方が連続して巻回された連続巻回領域とが形成されているコイル装置。
2. 前記第１巻線部では、前記第１の一次巻線および前記第１の二次巻線が交互に配置されつつ巻回されている請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記第２巻線部は、前記第１巻線部の上に形成されている請求項１または２に記載のコイル装置。
4. 前記第２巻線部では、前記第２の一次巻線および前記第２の二次巻線のいずれか一方の巻数が他方の巻数よりも多い請求項１〜３のいずれかに記載のコイル装置。
5. 前記第２巻線部では、前記第２の一次巻線および前記第２の二次巻線のいずれか一方の線長が他方の線長よりも長い請求項１〜４のいずれかに記載のコイル装置。
6. 前記第１の一次巻線の一端と前記第２の一次巻線の一端とは導電性部材を介して接続され、前記第１の二次巻線の一端と前記第２の二次巻線の一端とは導電性部材を介して接続されている請求項１〜５のいずれかに記載のコイル装置。
7. 前記交互巻回領域では、前記第２の一次巻線と前記第２の二次巻線とが密着して巻回されており、
   前記連続巻回領域では、前記第２の一次巻線の各ターン同士または前記第２の二次巻線の各ターン同士が密着して巻回されている請求項１〜６のいずれかに記載のコイル装置。
8. 前記交互巻回領域と前記連続巻回領域とが密着して形成されている請求項７に記載のコイル装置。
9. 前記交互巻回領域では、前記第２の一次巻線と前記第２の二次巻線とが巻回軸方向に離間して巻回されており、
   前記連続巻回領域では、前記第２の一次巻線の各ターン同士または前記第２の二次巻線の各ターン同士が巻回軸方向に離間して巻回されている請求項１〜６のいずれかに記載のコイル装置。
10. 前記連続巻回領域は、前記交互巻回領域に対して、巻回軸方向の一方側と他方側とに跨って形成されている請求項１〜９のいずれかに記載のコイル装置。

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