JP5168742B2 - コイル部品 - Google Patents

Description

本発明はコイル部品に関し、特に導線が巻回される巻芯部の構造に関する。

従来から、コイル部品の一例として、高速差動信号伝送に用いられるコモンモードフィルタが公知である。このコモンモードフィルタにおいては特性インピーダンスの値を所望の値にバラツキ無く調整することが求められている。特性インピーダンスはコイルの線間容量によって変化するため、例えばバイファイラ巻きした時は、コイル間距離（コイルを形成する巻線の隣り合う一ターンと他ターンとの間の距離）及び線間距離（コイルを形成する複数のワイヤ（芯線）間の距離）に依存してその特性が適宜ばらつき変化する。

この特性のばらつきを抑制するために、例えば特許文献１に示されるように、巻芯部にワイヤの本数と対応した数の螺旋状の溝を形成し、この溝に各々のワイヤを配置することにより、コイル間距離及び線間距離を規制したコイル部品が開示されている。

特開平０２−４２７０５号公報

上述のように、溝にワイヤを配置することにより、コイル間距離及び線間距離は正確に規制され、特性インピーダンスのばらつきは抑制される。しかし溝が形成されたコアの形状が複雑になり、また巻回されるコイルの形状が溝の形状により定められるため、微調整が困難であった。

よって本発明は、特性インピーダンスのばらつきが抑制され、かつコアの形状が単純なコイル部品を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、巻芯部と、巻芯部の軸方向一端側及び他端側にそれぞれ接続される一方の鍔部及び他方の鍔部とを有するドラムコアと、巻芯部に巻回され、一方の鍔部に一端が継線され他方の鍔部に他端が継線される複数の導線と、を備え、巻芯部には、底面と、底面の軸方向一端側と接続される一端側斜面と、底面の軸方向他端側と接続される他端側斜面とから画成されて巻芯部の表面から巻芯部の軸芯に向かって凹む凹部が複数形成され、複数の凹部は、一方の鍔部から他方の鍔部に向かって等間隔で整列する複数の第一規制凹部と、軸芯を挟んで複数の第一規制凹部と軸芯周りに１８０°反対の位置に配置され一方の鍔部から他方の鍔部に向かって等間隔で整列する複数の第二規制凹部と、を有し、第一規制凹部と第二規制凹部とは、同数個形成されると共に軸方向において交互になるように配置され、複数の導線は、一の導線が凹部において底面に配置されるように一方の鍔部から引き回され一方の鍔部に最も近接する第一規制凹部に掛止されて第二規制凹部と第一規制凹部とに相互に配置されるように軸方向他端側に向かって巻回され他方の鍔部に最も近接する第二規制凹部に掛止されると共に他方の鍔部に引き回され、他の導線が一の導線に接するように凹部内において一端側斜面若しくは他端側斜面のいずれかに配置されて一方の鍔部から他方の鍔部へ向けて一の導線に沿うように巻回されているコイル部品を提供する。

この様な構成によると、複数の導線が複数の凹部に巻回されてコイルが形成されるため、コイル間の距離を複数の凹部の間隔により正確に規定することができる。また一の凹部に複数の導線が巻回されるが、一の凹部は斜面を備えた凹形状であるため、巻回時に導線を巻絞ることにより複数の導線は凹部の底面に落ち込み、接触した状態を採る。故に線間の距離を複数の導線が接触した状態で規定することができる。またドラムコアにおいて凹部を形成するには、ドラムコアを形成する金型に、凹部に対応した凸部を設ければよく、製造工程が過度に増えることはなく、容易に凹部を形成することができる。

上記構成のコイル部品において、巻芯部は、軸方向と直交する断面が四角形になるように構成され、表面が四角形の四辺に対応する第一平面、第二平面、第三平面、第四平面から構成され、第一平面と第三平面とが互いに対向すると共に第二平面と第四平面とが互いに対向し、各々の平面が他の平面と交わる箇所に角部が形成され、複数の第一規制凹部は、第一平面と第二平面とが交わる箇所の角部に形成され、複数の第二規制凹部は、第三平面と第四平面とが交わる箇所の角部に形成されていることが好ましい。

また複数の第一規制凹部は、第一平面と第四平面とが交わる箇所の角部に形成されると共に、第一平面において第二平面と交わる角部から第四平面と交わる角部まで一連に形成され、複数の第二規制凹部は、第三平面と第二平面とが交わる箇所の角部に形成されると共に、第三平面において第二平面と交わる角部から第四平面と交わる角部まで一連に形成されていることが好ましい。

これらの様な構成によると、断面四角形の巻芯部において、四角形の四隅となる角に凹部が形成される。断面四角形の巻芯部においては、四隅の角に必ず導線が接触するため、この接触する角部のうち、少なくとも対角となる二つの角部に凹部を形成することにより確実に凹部内に導線を配置することができる。また凹部を単純な構成により形成することができるため、金型による成型品としてドラムコアを容易に成型することができる。

また一端側斜面と他端側斜面とは、表面に対する角度がそれぞれ等しい角度になるように構成されていることが好ましい。

この様な構成によると、どちらの斜面にも導線を巻回することができ、コイル部品に要求される性能に応じて一端側斜面と他端側斜面とのいずれにも導線を巻回することができる。

他の導線は、他端側斜面に配置されていてもよい。この様な構成によると、他端側斜面は導線が巻回されて行く方向を遮るように構成されているため、この遮る斜面に導線を巻回することにより、導線を確実に巻締めながら巻回することができ、巻解け難くなる。

また他の導線は、一端側斜面に配置されていてもよい。この様な構成によると、導線が巻回されていく方向を前方と仮定した際に、一の凹部内において、他の導線の前側に一の導線が配置される。この状態で他の導線を巻締めることにより他の導線が前側へと（凹部内の底方向へと）移動するため、他の導線が底に位置する一の導線に確実に接触することができる。

本発明のコイル部品によれば、コイル間距離、線間距離が正確に規定されるため、特性インピーダンスのばらつきが抑制される。またドラムコアの形状を単純化することができる。

本発明の実施の形態に係るコイル部品の平面図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品のドラムコアに係る平面図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品のドラムコアに係る側面図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品の正面図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品の側面図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品の変形例の平面図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品の変形例のドラムコアに係る（ａ）第一側面側側面図、（ｂ）第二側面側側面図。

以下、本発明の実施の形態に係るコイル部品について、図１から図６に基づき説明する。図１に示されるコイル部品１は、高速差動信号伝送に用いられるコモンモードフィルタであり、ドラムコア２と、第一電極６、第二電極７と、第一導線８、第二導線９とを主に備え、第一導線８、第二導線９がバイファイラ巻きされてコイルを形成して構成されている。

ドラムコア２はフェライト等の磁性粉体が金型により成型された後に焼成されて製造されており、図２、図３に示されるように、巻芯部３と、巻芯部３の軸方向一端側及び他端側にそれぞれ接続される第一鍔部４及び第二鍔部５とから主に構成されている。

巻芯部３は、表面３Ａを有すると共に、図４に示されるように軸方向と直交する断面が略長方形になるように構成されている。表面３Ａは、略長方形の四辺に対応する第一面、第二面、第三面、第四面に対応する上面３１、第一側面３２、下面３３、第二側面３４から構成されており、上面３１と下面３３とが互いに対向して略長方形の長辺を成し、第一側面３２と第二側面３４とが互いに対向して略長方形の短辺を成している。またそれぞれの面が他の面と接続される部分には、略長方形の四隅の角に対応する角部が形成されている。

また巻芯部３には、表面３Ａから巻芯部３の軸芯に向かって凹む凹部が複数形成され、凹部は、図３に示されるように第一側面３２において上面３１と接続される角部から下面３３と接続される角部に亘って一連に形成される溝状の複数の第一規制凹部３２ａと、図２、図４に示されるように第二側面３４において上面３１と接続される角部から下面３３と接続される角部に亘って一連に形成される溝状の複数の第二規制凹部３４ａとから構成されている。

第一規制凹部３２ａは、図２に示されるように、凹部形状の底を成す底面３２Ａと、底面３２Ａの軸方向一端側と表面３Ａとに接続される一端側斜面３２Ｂと、底面３２Ａの軸方向他端側と表面３Ａとに接続される他端側斜面３２Ｃとから画成されている。一端側斜面３２Ｂと他端側斜面３２Ｃとの、表面３Ａに対する角度はそれぞれ等しくなるように構成されている。第二規制凹部３４ａも第一規制凹部３２ａと同じ構成を採る底面３４Ａと一端側斜面３４Ｂと他端側斜面３４Ｃとから画成されており、第二規制凹部３４ａにおいて一端側斜面３４Ｂと他端側斜面３４Ｃとの、表面３Ａに対する角度はそれぞれ等しくなるように構成されている。

複数の第一規制凹部３２ａは、巻芯部３の一端側である第一鍔部４側から他端側である第二鍔部５側に向かって等間隔に三個が整列して配置されている。複数の第二規制凹部３４ａは、巻芯部３の軸芯を挟んで複数の第一規制凹部３２ａと軸芯周りに１８０°反対の位置に配置され、第一鍔部４側から他端側である第二鍔部５側に向かって等間隔に三個が整列して配置されている。

また複数の第一規制凹部３２ａと複数の第二規制凹部３４ａとは、第一鍔部４から第二鍔部５に向かう方向において、第一規制凹部３２ａ、第二規制凹部３４ａ、第一規制凹部３２ａ・・・と交互になるように配置されており、隣り合う第一規制凹部３２ａ間の間隔と、隣り合う第二規制凹部３４ａ間の間隔とが同一になるように構成されている。また第一鍔部４から第一鍔部４に最も近接する第一規制凹部３２ａまでの距離と、第二鍔部５から第二鍔部５に最も近接する第二規制凹部３４ａまでの距離とは等しくなるように構成されている。よって巻芯部３は、図２の平面図に示されるように配置された状態で、平面と平行に１８０°回転しても同様の形状を採る対称形状に構成されている。

第一鍔部４と第二鍔部５とは、それぞれ同形状を採るため、代表として第一鍔部４について説明する。第一鍔部４は、略立方体に成型され、立方体の一面で巻芯部３の一端に接続されると共に、巻芯部３の上面３１と平行に形成された上面４Ａと、上面４Ａ及び巻芯部３の軸心と直交する端面４Ｂと、巻芯部３の下面３３と平行に形成された下面４Ｃとを含んで構成されている。第二鍔部５も第一鍔部４と同様に、上面５Ａと端面５Ｂと下面５Ｃとを含んで構成されている。第一鍔部４及び第二鍔部５は同形状を採るため、ドラムコア２は、図２の平面図に示されるように配置された状態で平面と平行に１８０°回転しても同様の形状を成す対称形状を採る。

第一電極６と第二電極７とはそれぞれ同形状を採るため、代表として第一電極６について説明する。第一電極６は図５に示されるように、一対の電極６Ａ、６Ｂがそれぞれ第一鍔部４において上面４Ａ、端面４Ｂ、下面４Ｃに亘って一連に設けられて構成されており、これら一対の電極６Ａ、６Ｂは、それぞれ銀ペーストを塗布して焼き付けた後にニッケル及びスズのメッキを施すことにより形成されている。第二電極７も第一電極６と同様に一対の電極７Ａ、７Ｂから構成されている。第一電極６及び第二電極７においては、上面４Ａ部分及び上面５Ａ部分が第一導線８、第二導線９との継線箇所になり、下面４Ｃ部分及び下面５Ｃ部分が図示せぬ基板への実装箇所になる。

第一導線８、第二導線９は、それぞれ芯線に絶縁被覆が施された被覆導線であり巻芯部３に巻回されてコイルを形成している。第一導線８、第二導線９において、芯線の径は約３０μｍ、絶縁被覆の厚さは約１３μｍを採っており、その径が約５６μｍとなる様に構成されている。第一導線８の一端と他端とが第一電極６の電極６Ａと第二電極７の電極７Ａとにそれぞれ継線され、第二導線９の一端と他端とが第一電極６の電極６Ｂと第二電極７の電極７Ｂとにそれぞれ継線されて電気的に接続されている。

第一導線８と第二導線９との巻芯部３への巻回構成としては、図１に示されるように、第一電極６の電極６Ａと電極６Ｂとにそれぞれの端部を継線した状態で、この継線箇所から、第一導線８が第二導線９より常に第二鍔部５側に位置するように平行に引き出され、巻芯部３と第一鍔部４との接続部分において、第二側面３４上に引き回される。その後に図５に示されるように、下面３３に沿わされて第一側面３２側に延出されて図１及び図５に示されるように第一鍔部４に最も近接する第一規制凹部３２ａ内に配置され、上面３１側に引き回される。その後に上面３１から第二側面３４側に延出されて図１に示されるように第一鍔部４に最も近接する第二規制凹部３４ａ内に配置され、下面３３側に引き回される。この構成を繰り返し、第一導線８と第二導線９とを第二鍔部５に最も近接する第二規制凹部３４ａに配置した後に巻芯部３と第二鍔部５との接続部分となる第一側面３２から第二鍔部５の上面５Ａに位置する第二電極７へと引き出し、電極７Ａと電極７Ｂとにそれぞれ継線する。

第一導線８及び第二導線９は、第一規制凹部３２ａ内及び第二規制凹部３４ａ内で第一導線８が底面３２Ａ、３４Ａ内に位置するように配置されるため、第二導線９は底面３２Ａ、３４Ａよりも第一鍔部４側に位置する一端側斜面３２Ｂ、３４Ｂ上に配置される。一端側斜面３２Ｂ、３４Ｂは、第一導線８及び第二導線９が巻回される方向である第一鍔部４から第二鍔部５に向かう方向において、表面３Ａから底面３２Ａ、３４Ａに落ち込むように構成されている。よって第二導線９を一端側斜面３２Ｂ、３４Ｂ上に配置して巻締めながら巻回することにより、第二導線９は第二鍔部５側に移動して底面３２Ａ、３４Ａに落ち込み、底面３２Ａ、３４Ａに配置されている第一導線８と接触する。第一導線８及び第二導線９は厚さが１３μｍの絶縁被覆で覆われているため、第一導線８の芯線と第二導線９の芯線との間の線間距離Ｌ１（図５）を約２６μｍ（１３μｍ×２）の距離に規定することができる。

上記構成のコイル部品１によると、第一導線８及び第二導線９が複数の第一規制凹部３２ａと複数の第二規制凹部３４ａとに巻回されてコイルが形成されるため、コイル間距離（コイルを形成する第一導線８及び第二導線９の隣り合う一ターンと他ターンとの間の距離）を複数の第一規制凹部３２ａと複数の第二規制凹部３４ａとの間隔Ｌ２（図５）により正確に規定することができる。また第一規制凹部３２ａ及び第二規制凹部３４ａにおいて、第一導線８が底面３２Ａ、３４Ａに配置されると共に第二導線９が一端側斜面３２Ｂ、３４Ｂに配置されることにより、第一導線８と第二導線９とは接触した状態を採る。故に第一導線８と第二導線９との間の距離を接触した状態で規定することができる。またドラムコア２において第一規制凹部３２ａ及び第二規制凹部３４ａを形成するには、ドラムコア２を形成する金型に、第一規制凹部３２ａ及び第二規制凹部３４ａに対応した凸部を設ければよく、製造工程が過度に増えることはなく、容易に第一規制凹部３２ａ及び第二規制凹部３４ａを形成することができる。

また断面四角形の巻芯部３において、四角形の四隅に、第一規制凹部３２ａ及び第二規制凹部３４ａが形成されている。断面四角形の巻芯部３においては、四隅の角に必ず第一導線８と第二導線９とが接触するため、この接触する角部に第一規制凹部３２ａ及び第二規制凹部３４ａを形成することにより確実に第一規制凹部３２ａ内及び第二規制凹部３４ａ内に第一導線８と第二導線９とを配置することができる。また第一規制凹部３２ａ及び第二規制凹部３４ａを単純な構成により形成することができるため、金型による成型品としてドラムコア２を容易に成型することができる。

本発明によるコイル部品は上述の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の改良や変形が可能である。例えば、巻芯部３に第一導線８及び第二導線９を巻回する際に、第一電極６から第一導線８及び第二導線９を、第二導線９が第一導線８より常に第二鍔部５側に位置するように平行に引き出して巻回してもよい。この構成によれば、第一規制凹部３２ａ内及び第二規制凹部３４ａ内において、底面３２Ａ、３４Ａに配置される第一導線８より第二鍔部５側に位置する他端側斜面３２Ｃ、３４Ｃに第二導線９が配置される。他端側斜面３２Ｃ、３４Ｃは、第一導線８及び第二導線９が巻回される方向である第一鍔部４から第二鍔部５に向かう方向を遮るように配置されているため、他端側斜面３２Ｃ、３４Ｃに第二導線９を配置して巻締めながら第一導線８及び第二導線９を巻回する際に、確実に他端側斜面３２Ｃ、３４Ｃに第二導線９が掛け止められ、第一導線８及び第二導線９の巻崩れを抑制することができる。

また変形例として、図６及び図７（ａ）（ｂ）に示されるように、巻芯部３において、断面四角形の四隅にのみ凹部を形成してもよい。具体的には、第一側面３２と上面３１との角部に第一規制凹部１３２ａを形成し、第一側面３２と下面３３との角部に第二規制凹部１３２ｂを形成する。また第二側面３４と上面３１との角部に第三規制凹部１３４ａを形成し、第二側面３４と下面３３との角部に第四規制凹部１３４ｂを形成する。第一規制凹部１３２ａ及び第二規制凹部１３２ｂは、巻芯部３の軸方向において図１における第一規制凹部３２ａと同様の位置に配置され、第三規制凹部１３４ａ及び第四規制凹部１３４ｂは巻芯部３の軸方向において図１における第二規制凹部３４ａと同様の位置に配置されている。これら第一〜第四規制凹部１３２ａ〜１３４ｂは図１の第一規制凹部３２ａ、第二規制凹部３４ａと同様に、巻芯部３の軸心に向かって凹み、かつ底面と一端側斜面と他端側斜面とを有している。

上述のように断面が長方形の巻芯部３においては、第一導線８及び第二導線９が四隅の角に必ず当接するため、この四隅のみに凹部を形成したとしても、第一導線８と第二導線９とを接触させて線間距を規定することができ、またコイル間の距離を規定することができる。

また必ずしも四隅に必要ではなく、少なくとも対角となる二隅（巻芯部３の軸芯を挟んで軸芯周りに１８０°反対となる位置）に凹部を形成しても巻回されてコイルを形成する複数の導線の線間距離及びコイル間距離を規定することができる。

また巻芯部については断面が四角形に限らず、例えば円形であっても、巻芯部の軸芯を挟んで軸芯周りに１８０°反対となる位置にそれぞれ凹部を形成することにより、コイルを形成する複数の導線の線間距離及びコイル間距離を規定することができる。

また本実施の形態では、第一導線８、第二導線９の巻芯部３への巻回開始位置となる巻芯部３と第一鍔部４との接合部分、及び巻回終了位置となる巻芯部３と第二鍔部５との接合部分には、凹部を形成していないが、これに限らず、この巻回開始位置、巻回終了位置となる部分にそれぞれ凹部を形成してもよい。また一端側斜面３２Ｂ、３４Ｂ、他端側斜面３２Ｃ、３４Ｃを表面３Ａに対して等しい角度にしたが、これに限らず異なる角度にしてもよい。また本実施の形態及び変形例に係るコイル部品においては、第一鍔部と第二鍔部との間に、板状コアを架け渡す構成を採ってもよい。

１・・コイル部品 ２・・ドラムコア ３・・巻芯部 ３Ａ・・表面 ４・・第一鍔部
４Ａ・・上面 ４Ｂ・・端面 ４Ｃ・・下面 ５・・第二鍔部 ５Ａ・・上面
５Ｂ・・端面 ５Ｃ・・下面 ６・・第一電極 ６Ａ・・電極 ６Ｂ・・電極
７・・第二電極 ７Ａ・・電極 ７Ｂ・・電極 ８・・第一導線 ９・・第二導線
３１・・上面 ３２・・第一側面 ３２Ａ・・底面 ３２Ｂ・・一端側斜面
３２Ｃ・・他端側斜面 ３２ａ・・第一規制凹部 ３３・・下面 ３４・・第二側面
３４Ａ・・底面 ３４Ｂ・・一端側斜面 ３４Ｃ・・他端側斜面
３４ａ・・第二規制凹部 １３２ａ・・第一規制凹部 １３２ｂ・・第二規制凹部
１３４ａ・・第三規制凹部 １３４ｂ・・第四規制凹部

Claims (6)

1. 巻芯部と、該巻芯部の軸方向一端側及び他端側にそれぞれ接続される一方の鍔部及び他方の鍔部とを有するドラムコアと、
   該巻芯部に巻回され、該一方の鍔部に一端が継線され該他方の鍔部に他端が継線される複数の導線と、を備え、
   該巻芯部には、底面と、該底面の該軸方向一端側と接続される一端側斜面と、該底面の該軸方向他端側と接続される他端側斜面とから画成されて該巻芯部の表面から該巻芯部の軸芯に向かって凹む凹部が複数形成され、
   該複数の凹部は、該一方の鍔部から該他方の鍔部に向かって等間隔で整列する複数の第一規制凹部と、該軸芯を挟んで該複数の第一規制凹部と該軸芯周りに１８０°反対の位置に配置され該一方の鍔部から該他方の鍔部に向かって等間隔で整列する複数の第二規制凹部と、を有し、
   該第一規制凹部と該第二規制凹部とは、同数個形成されると共に該軸方向において交互になるように配置され、
   該複数の導線は、一の該導線が該凹部において該底面に配置されるように該一方の鍔部から引き回され該一方の鍔部に最も近接する該第一規制凹部に掛止されて該第二規制凹部と該第一規制凹部とに相互に配置されるように該軸方向他端側に向かって巻回され該他方の鍔部に最も近接する該第二規制凹部に掛止されると共に該他方の鍔部に引き回され、他の該導線が一の該導線に接するように該凹部内において該一端側斜面若しくは該他端側斜面のいずれかに配置されて該一方の鍔部から該他方の鍔部へ向けて一の該導線に沿うように巻回されていることを特徴とするコイル部品。
2. 該巻芯部は、該軸方向と直交する断面が四角形になるように構成され、該表面が該四角形の四辺に対応する第一平面、第二平面、第三平面、第四平面から構成され、該第一平面と該第三平面とが互いに対向すると共に該第二平面と該第四平面とが互いに対向し、各々の平面が他の平面と交わる箇所に角部が形成され、
   該複数の第一規制凹部は、該第一平面と該第二平面とが交わる箇所の角部に形成され、
   該複数の第二規制凹部は、該第三平面と該第四平面とが交わる箇所の角部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
3. 該複数の第一規制凹部は、該第一平面と該第四平面とが交わる箇所の角部に形成されると共に、該第一平面において該第二平面と交わる該角部から該第四平面と交わる該角部まで一連に形成され、
   該複数の第二規制凹部は、該第三平面と該第二平面とが交わる箇所の角部に形成されると共に、該第三平面において該第二平面と交わる該角部から該第四平面と交わる該角部まで一連に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。
4. 該一端側斜面と該他端側斜面とは、該表面に対する角度がそれぞれ等しい角度になるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一に記載のコイル部品。
5. 他の該導線は、該他端側斜面に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一に記載のコイル部品。
6. 他の該導線は、該一端側斜面に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一に記載のコイル部品。

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