JP7040372B2 - コイル部品およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、コイル部品およびその製造方法に関するもので、特に、互いに撚り合わされた状態のツイスト部分を有する２本のワイヤを巻芯のまわりに複数の層を形成する状態で巻回した構造を有するコイル部品およびその製造方法に関するものである。

この発明にとって興味あるコイル部品として、たとえば特開２０１７－１８８５６８号公報（特許文献１）に記載されているコイル部品がある。特許文献１に記載のコイル部品は、たとえばコモンモードチョークコイルを構成するもので、撚り合わされた第１ワイヤおよび第２ワイヤを巻芯のまわりに巻回した構造を有している。また、特許文献１に記載のコイル部品では、第１ワイヤおよび第２ワイヤを互いに撚り合わせた状態のツイスト部分が複数の層を形成した状態で巻回されている。

特開２０１７－１８８５６８号公報

第１ワイヤおよび第２ワイヤを巻芯に巻回する場合、第１ワイヤおよび第２ワイヤを予めツイストした状態としておき、これを巻芯の周面のまわりに案内しながら巻回する方法や、第１ワイヤおよび第２ワイヤにツイストを付与しつつ、第１ワイヤおよび第２ワイヤを巻芯の周面のまわりに案内しながら巻回する方法などある。いずれにしても、第１ワイヤおよび第２ワイヤが巻芯の周面のまわりに巻回されるのは、これらにツイストを付与した後、ということになる。

図１１には、第１ワイヤ１および第２ワイヤ２が撚り合わされた状態にある２つのツイスト部分３および４の各一部が示されている。図１１において、第１ワイヤ１と第２ワイヤ２との区別を明確にするため、第１ワイヤ１には網掛けが施されている。図１１に示した２つのツイスト部分３および４は、巻芯に巻回された状態において、たとえば第１層と第２層との間で互いに隣り合うものである。

図１２は、この明細書において以下に使用される用語である、ツイストピッチ、ツイスト数、節および腹を説明するためのもので、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２のツイスト状態を拡大して示している。

図１２において、第１ワイヤＷ１と第２ワイヤＷ２とを明確に区別できるようにするため、第１ワイヤＷ１には網掛けが施され、第２ワイヤＷ２は白抜きで図示されている。なお、図１２では、Ｓ撚りにされたツイスト方向が図示されているが、ツイスト方向は逆のＺ撚りにされることも、あるいは、Ｚ撚りとＳ撚りとが混在されることもある。また、図１２では、第１ワイヤＷ１と第２ワイヤＷ２とが互いに密着して撚り合わされているように図示されているが、図１１に示したように、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２の間に隙間を設けて撚り合わされていてもよい。

図１２において、紙面の向こう側に巻芯の周面が存在していることが意図されている。図１２に示すように、巻芯の周面の外方から巻芯の中心軸線に向かって見たときの第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２のツイスト状態において、長さＬの範囲で、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２に３６０度のツイストが付与されている。このとき、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２のツイスト数は、長さＬの範囲で１となる。すなわち、ツイスト数は、単位長さ当たりのツイスト数として定義される。

また、ツイストピッチは、ツイストピッチ長とも称され、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２のツイスト状態において、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２の特定の相対位置から次の同じ相対位置にまで最初に戻るまでの長さを言う。したがって、上述の長さＬがツイストピッチということである。

また、図１２において、長さＬの範囲では、白抜き表示の第２ワイヤＷ２が網掛け表示の第１ワイヤＷ１より上になっている。このような状態を例にして説明すると、巻芯の周面の外方から巻芯の中心軸線に向かって見たとき、第１ワイヤＷ１と第２ワイヤＷ２とが交差する点Ｎが節と定義され、第１ワイヤＷ１と第２ワイヤＷ２とが最も離れる点Ａが腹と定義される。

図１１（Ａ）は、２つのツイスト部分３および４の各々の節および腹の各位置が、隣り合う２つのツイスト部分３および４間で揃っている場合を示し、図１１（Ｂ）は、２つのツイスト部分３および４の各々の節および腹の各位置が、隣り合う２つのツイスト部分３および４間で揃っていない場合を示している。第１ワイヤ１および第２ワイヤ２を巻芯に巻回するにあたって、前述したツイスト付与動作と巻回動作との間で特別な制御を加えない限り、図１１（Ｂ）に示すように、２つのツイスト部分３および４の各々の節および腹の各位置が、隣り合う２つのツイスト部分３および４間で不揃いとなりやすい。なぜならば、第２層の周長が第１層の周長より長くなるにも関わらず、ツイスト部分３および４の各々のツイストピッチが第１層と第２層とで同じであるからである。上述のようなツイスト部分４における節および腹の各位置の不揃いは、見た目が悪いばかりでなく、巻回形状が不安定となりやすく、巻解けを引き起こすこともあり得る。

また、図１１（Ｂ）に示す状態では、たとえば、第１ワイヤ１について見ると、一方のツイスト部分３にある第１ワイヤ１と他方のツイスト部分４にある第１ワイヤ１との間の距離が安定せず、これらが極端に近接したり、離隔したりしている。このことは、たとえば、同一ワイヤ間に生じ得る容量成分の増加および不安定性を招き、コモンモードチョークコイルにおけるモード変換特性の悪化をもたらす原因となることが懸念される。

上述した図１１（Ｂ）に示す状態がもたらす種々の不都合は、目的に応じた設計を実現しようとするに際しての阻害要因となり得る。

他方、図１１（Ａ）に示す状態では、一方のツイスト部分３にある第１ワイヤ１と他方のツイスト部分４にある第１ワイヤ１とは比較的離隔しており、これらの間の距離は安定している。したがって、たとえば、コモンモードチョークコイルにおけるモード変換特性の低減に寄与し得る。しかし、前述したように、ツイスト付与動作と巻回動作との間で特別な制御を加えない限り、図１１（Ａ）に示すような状態は得られない。

そこで、この発明の目的は、互いに撚り合わされた第１ワイヤおよび第２ワイヤの巻回形状の不安定化を防止することができるコイル部品およびその製造方法を提供しようとすることである。

この発明は、巻芯と、巻芯のまわりに実質的に互いに同じターン数をもって螺旋状に巻回され、かつ互いに電気的に接続されないが、互いに撚り合わされた状態のツイスト部分を有する、第１ワイヤおよび第２ワイヤと、を備え、ツイスト部分が、巻芯のまわりに各々複数のターンをもって第１層およびこれに隣接する第２層を形成するとともに、第１層と第２層との間で移行する移行部分を形成する状態で巻回されている、コイル部品にまず向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、第１ワイヤおよび前記第２ワイヤの巻回形状の不安定化を防止するため、第１層に位置する、あるターンにおけるツイスト部分のツイストピッチが、これに隣接する第２層のターンにおけるツイスト部分のツイストピッチと異ならされており、第１層および第２層でのツイスト部分における１ターンあたりのツイスト数は、０．５の倍数であり、第１層でのツイスト部分における１ターンあたりのツイスト数は、第２層でのツイスト部分における１ターンあたりのツイスト数と同じであることを特徴としている。

この発明は、また、コイル部品の製造方法にも向けられる。

この発明に係るコイル部品の製造方法は、巻芯を用意する工程と、第１ワイヤおよび第２ワイヤを用意する工程と、第１ワイヤおよび第２ワイヤを互いに撚り合わせた状態で、巻芯のまわりに複数のターンをもって第１層を形成するように螺旋状に巻回する第１巻回工程と、第１巻回工程で巻回された第１層の上に重なるように、巻芯のまわりに複数のターンをもって第２層を形成するように螺旋状に巻回する第２巻回工程と、第１ワイヤおよび第２ワイヤを互いに撚り合わせた状態で、上記第１層から上記第２層へ移行させる工程と、を備える。

上述した技術的課題を解決するため、この発明に係る製造方法は、第１ワイヤおよび第２ワイヤの巻回形状の不安定化を防止するため、第２巻回工程で第１ワイヤおよび第２ワイヤに付与されるツイストピッチを、第１巻回工程で第１ワイヤおよび第２ワイヤに付与されるツイストピッチとは異ならせ、第１巻回工程で第１ワイヤおよび第２ワイヤに付与される１ターンあたりのツイスト数は、０．５の倍数であり、第２巻回工程で第１ワイヤおよび第２ワイヤに付与される１ターンあたりのツイスト数は、０．５の倍数であり、第１巻回工程で第１ワイヤおよび第２ワイヤに付与される１ターンあたりのツイスト数は、第２巻回工程で第１ワイヤおよび第２ワイヤに付与される１ターンあたりのツイスト数と同じであることを特徴としている。

この発明によれば、第１層に位置する、あるターンにおけるツイスト部のツイストピッチが、これに隣接する第２層のターンにおけるツイスト部分のツイストピッチと異ならされることにより、互いに撚り合わされた第１ワイヤおよび第２ワイヤの巻回形状の不安定化を防止することができる。

この発明の第１の実施形態によるコイル部品１１を実装面側から示す底面図である。 図１に示したコイル部品１１の巻芯１２のまわりに、撚り合わされた２本のワイヤを模式的に示した線状体３５および３６が２層を形成するように巻回された状態を示すもので、巻芯１２の中心軸線ＣＡに対して垂直方向に延びる面に沿う断面図である。 図１に示したコイル部品１１からドラム状コア１３および板状コア３１のみを取り出して実装面側を上方にして示す斜視図である。 巻芯１２の周面を、第１側面１９、天面１７、第２側面２０、底面１８の順に展開した状態で模式的に示すもので、巻芯１２のまわりで第１層および第２層をそれぞれ構成する第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２のツイスト状態を、第１側面１９、天面１７、第２側面２０および底面１８の各々に直交する方向であって、巻芯１２のまわりから中心軸線ＣＡに向かって見た図であり、最も上に第１層を示し、その下に第２層を示し、特に第２層について、（Ａ）は図１に示した第１の実施形態によるコイル部品１１の場合を示し、（Ｂ）は第１の参考例によるコイル部品の場合を示し、（Ｃ）は第２の参考例によるコイル部品の場合を示し、（Ｄ）は第２の実施形態によるコイル部品の場合を示す。 図４と同様、巻芯１２の周面を展開した状態で模式的に示す図であり、図１に示したコイル部品１１に備える第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６の第１層でのツイスト部分３２のツイスト状態を複数ターンにわたって示す図である。 この発明の第３の実施形態によるコイル部品に備える巻芯１２ａの断面図である。 この発明の第４の実施形態によるコイル部品に備える巻芯１２ｂの断面図である。 この発明の第５の実施形態によるコイル部品に備える巻芯１２ｃの断面図である。 この発明の第６の実施形態によるコイル部品に備える巻芯１２ｄの断面図である。 この発明の第７の実施形態によるコイル部品に備える巻芯１２ｅの断面図である。 第１ワイヤ１および第２ワイヤ２が撚り合わされた状態にあって、隣り合う２つのツイスト部分３および４の各一部を示すもので、（Ａ）は、２つのツイスト部分３および４の各々の節および腹の各位置が隣り合う２つのツイスト部分３および４間で揃っている場合を示し、（Ｂ）は、２つのツイスト部分３および４の各々の節および腹の各位置が隣り合う２つのツイスト部分３および４間で揃っていない場合を示す。 ツイストピッチ、ツイスト数、節および腹を説明するためのもので、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２のツイスト状態を拡大して示す図である。

この発明によれば、前述したように、第１層に位置する、あるターンにおけるツイスト部のツイストピッチが、これに隣接する第２層のターンにおけるツイスト部分のツイストピッチと異ならされているので、設計の自由度が向上する。

そのため、たとえば、ツイスト部分における節および腹の各位置の不揃いを解消し、見た目を良好なものとし、巻解けを引き起こさず、巻回形状を安定させることができる。なお、このような巻回形状の安定化のためには、ツイスト部分のすべてではなく、一部においてのみ、節および腹の各位置が揃うというように、巻回形状の安定化が図られた部分が存在すればよい。

また、上述のように、設計の自由度が向上すると、たとえば、第１ワイヤおよび第２ワイヤが撚り合わされたツイスト部分が巻芯のまわりに複数の層を形成する状態で巻回されたとき、隣り合う第１層と第２層の各々における同一ワイヤ間に生じ得る容量成分の増加および不安定性を低減し得るといった巻回状態を容易に実現することができる。したがって、たとえば、コモンモードチョークコイルにあっては、モード変換特性を低減させることができる。

図１ないし図５を参照して、この発明の第１の実施形態によるコイル部品１１について説明する。図示したコイル部品１１は、たとえばコモンモードチョークコイルを構成するものである。

図１に示すように、コイル部品１１は、巻芯１２を有するドラム状コア１３を備える。また、コイル部品１１は、巻芯１２のまわりに配置される第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６を備える。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２のうち、巻芯１２に直接接した状態で位置するもので、主として、巻芯１２に直接巻回されているツイスト部分３２を第１層とする。図１では、第１層における第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６は白抜きで図示されている。他方、第１層の上から巻芯１２に巻回されているツイスト部分３２を第２層とする。図１では、第２層における第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６ならびに第１層と第２層との間の層における第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６は網掛けを施して図示されている。

ドラム状コア１３は、非導電性材料、より具体的には、アルミナのような非磁性体、Ｎｉ－Ｚｎ系フェライトのような磁性体、または樹脂などから構成される。樹脂としては、たとえば、金属粉、フェライト粉などの磁性粉を含有する樹脂、シリカ粉などの非磁性体粉を含有する樹脂、粉末などのフィラーを含有しない樹脂がある。

ワイヤ１５および１６は、たとえば、ポリウレタン、イミド変性ポリウレタン、ポリエステルイミドまたはポリアミドイミドのような電気絶縁性樹脂で被覆された、たとえば直径０．０２ｍｍ以上かつ０．０８ｍｍ以下の銅線からなる線状の中心導体から構成される。

図２および図３に示すように、巻芯１２は、中心軸線ＣＡのまわりに形成される周面を有している。巻芯１２は、中心軸線ＣＡに直交する面に沿う断面形状は四角形である。したがって、巻芯１２の周面は、中心軸線ＣＡに沿う方向に延びる４つの平面、すなわち、互いに対向する天面１７および底面１８と、これら天面１７および底面１８に隣接しかつ互いに対向する第１側面１９および第２側面２０と、を有している。

ここで、中心軸線ＣＡに沿う方向を長さ方向、中心軸線ＣＡに垂直でかつ後述する板状コア３１と後述する鍔部２５および２６とが当接する方向を厚み方向、長さ方向および厚み方向のいずれにも直交する方向を幅方向と定義しておく。

巻芯１２の周方向、すなわち、中心軸線ＣＡのまわりに形成される周面を結ぶ方向に測定した各部分の寸法は、たとえば、側面１９および２０が約０．６ｍｍ、天面１７および底面１８が約１．２ｍｍ、１周が約３．６ｍｍである。また、巻芯１２の中心軸線ＣＡ方向に測定した長さ方向寸法は、たとえば約２．０ｍｍである。

上述した天面１７の周方向での互いに逆の第１端部、第２端部には、それぞれ、中心軸線ＣＡに沿う方向に延びる第１稜線２１、第２稜線２２が位置している。底面１８の周方向での互いに逆の第１端部、第２端部には、それぞれ、中心軸線ＣＡに沿う方向に延びる第３稜線２３、第４稜線２４が位置している。また、第１側面１９の周方向での互いに逆の第１端部、第２端部には、それぞれ、中心軸線ＣＡに沿う方向に延びる第１稜線２１、第３稜線２３が位置している。第２側面２０の周方向での互いに逆の第１端部、第２端部には、それぞれ、中心軸線ＣＡに沿う方向に延びる第２稜線２２、第４稜線２４が位置している。

別の観点から説明すると、互いに隣接する天面１７と第１側面１９との間を第１稜線２１と呼び、互いに隣接する天面１７と第２側面２０との間を第２稜線２２と呼ぶ。また、互いに隣接する底面１８と第１側面１９との間を第３稜線２３と呼び、互いに隣接する底面１８と第２側面２０との間を第４稜線２４と呼ぶ。稜線２１～２４は、図２に示すような丸みによる面取りが施されても、斜面による面取りが施されても、凹面による面取りが施されてもよい。なお、図３では、これらの面取りの図示が省略されている。

図１および図３に示すように、ドラム状コア１３は、巻芯１２の中心軸線ＣＡ方向での互いに逆の第１端部、第２端部に、それぞれ連接する第１鍔部２５、第２鍔部２６を有している。第１鍔部２５には、第１端子電極２７および第３端子電極２９が設けられ、第２鍔部２６には、第２端子電極２８および第４端子電極３０が設けられる。

端子電極２７～３０は、鍔部２５および２６における、巻芯１２の底面１８と同じ方向に向く面に沿って設けられる底面電極部を備えている。端子電極２７～３０は、図１および図３には図示されないが、鍔部２５および２６の各々の外側端面に沿って設けられる端面電極部をさらに備えていてもよい。底面電極部は、たとえばＡｇを含む導電性ペーストの焼付けによって形成される。端面電極部は、底面電極部の形成後において、たとえば、ＮｉＣｒのスパッタリング、次いでＮｉＣｕのスパッタリングを施すことによって形成されることができる。さらに、端子電極２７～３０の外表面には、たとえば、Ｃｕ、ＮｉおよびＳｎの各めっきが順次施されることが好ましい。

第１ワイヤ１５の各端部は、それぞれ、第１端子電極２７および第２端子電極２８に接続され、第２ワイヤ１６の各端部は、それぞれ、第３端子電極２９および第４端子電極３０に接続される。これらの接続には、たとえば、熱圧着やレーザ溶接が適用される。

コイル部品１１は、図１および図３に一部示すように、板状コア３１をさらに備えていてもよい。板状コア３１はドラム状コア１３における鍔部２５および２６の図１に現れた面とは逆の面に接着される。板状コア３１は、ドラム状コア１３と同様、たとえば、アルミナのような非磁性体、Ｎｉ－Ｚｎ系フェライトのような磁性体、または樹脂などから構成される。板状コア３１の場合にも、上記樹脂としては、たとえば、金属粉、フェライト粉などの磁性粉を含有する樹脂、シリカ粉などの非磁性体粉を含有する樹脂、粉末などのフィラーを含有しない樹脂がある。ドラム状コア１３および板状コア３１が磁性体からなるとき、板状コア３１が第１および第２の鍔部２５および２６間を連結するように設けられることによって、ドラム状コア１３は、板状コア３１と協働して、閉磁路を構成する。板状コア３１は、たとえば、長さ方向寸法が約３．２ｍｍ、幅方向寸法が約２．５ｍｍ、厚み方向寸法が約０．７ｍｍである。

端子電極２７～３０へ接続されている第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６の最初の節から最後の節までをツイスト部分とすると、端子電極２７～３０の各々から巻芯１２に巻回されるまではツイストされていない。ツイスト状態でないまま、巻芯１２に巻回され始め、巻芯１２での巻回の途中でツイスト部分となり、その後の巻回の途中でツイスト状態ではなくなり、巻芯１２への巻回を終えることになってもよい。ツイストされていない部分は、その長さが、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６の全長に対して２０％未満（０％は含まない。）、または、巻回の始端および終端で１ないし２ターン程度であることが好ましい。ツイスト状態となっていない場合、ワイヤ１５および１６と端子電極２７～３０との接続に際しての配線の自由度の向上に寄与する。

上述のようなツイスト状態の第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６を巻芯１２に巻回するに先立って、通常、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６の各々の一方端部が第１端子電極２７および第３端子電極２９にそれぞれ接続される。その後、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６にツイストを付与した状態で、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６が巻芯１２の周面のまわりに互いに同じ方向にかつ第１鍔部２５から第２鍔部２６に向かう螺旋状に複数回巻回される。このとき、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６は、ツイスト部分３２を複数ターンにわたって形成している。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６は、前述したように、絶縁被覆され、かつ異なる端子電極に接続されるので、互いに電気的に接続されない。

図４には、巻芯１２の周面が、第１側面１９、天面１７、第２側面２０、底面１８の順に展開した状態で模式的に示されている。図４に示した、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２のツイスト状態は、第１側面１９、天面１７、第２側面２０および底面１８の各々に直交する方向であって、巻芯１２のまわりから中心軸線ＣＡに向かって見た状態で示されている。図４において、第１ワイヤ１５は太線で示され、第２ワイヤ１６は二重線で示されている。また、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のうち、互いの交差部分で上に位置するものが実線で、下に位置するものが破線で示されている。

図４の「第１層」を参照して、巻芯１２に接する第１層では、第１側面１９上において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数０．５のツイストが付与される。すなわち、巻芯１２の周面の外方から巻芯１２の中心軸線ＣＡに向かって見たとき、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２における腹は、第１側面１９の周方向での互いに逆の端部に位置する稜線２３および２１の各々上に位置し、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６は、稜線２３および２１の各々の延びる方向に並び、稜線２３および２１の各々に密着する状態となっている。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２における節は、第１側面１９の周方向での中点付近に１箇所現れる。

次に、天面１７上において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数１のツイストが付与される。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２における腹は、天面１７の周方向での互いに逆の端部に位置する稜線２１および２２の各々上に位置し、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６は、稜線２１および２２の各々の延びる方向に並び、稜線２１および２２の各々に密着する状態となっている。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２におけるもう１つの腹が、天面１７の周方向での中点付近に現れる。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２における節は、天面１７の周方向の寸法のほぼ１／４となる箇所とほぼ３／４となる箇所の２箇所に現れる。

次に、第２側面２０上において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数０．５のツイストが付与される。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２における腹は、第２側面２０の周方向での互いに逆の端部に位置する稜線２２および２４の各々上に位置し、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６は、稜線２２および２４の各々の延びる方向に並び、稜線２２および２４の各々に密着する状態となっている。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２における節は、第２側面２０の周方向での中点付近に１箇所現れる。

次に、底面１８上において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数１のツイストが付与される。底面１８上の第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２は、図１にも図示されている。なお、図１では、第１ワイヤ１５と第２ワイヤ１６とが互いの間に隙間を形成した状態で撚り合わされているが、第１ワイヤ１５と第２ワイヤ１６とが互いに密着した状態で撚り合わされていてもよい。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２における腹は、底面１８の周方向での互いに逆の端部に位置する稜線２４および２３の各々上に位置し、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６は、稜線２４および２３の各々の延びる方向に並び、稜線２４および２３の各々に密着する状態となっている。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２におけるもう１つの腹が、底面１８の周方向での中点付近に現れる。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２における節は、底面１８の周方向の寸法のほぼ１／４となる箇所とほぼ３／４となる箇所の２箇所に現れる。

以降、第１層を構成する第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６が巻芯１２のまわりに螺旋状に巻回されながら、上述の同様のツイストが所定回数繰り返される。第１層を構成する第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２のツイストピッチは、互いに撚り合わされた第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６の１ツイスト分が与える長さ、すなわち、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６の初期の相対位置に最初に戻るまでの長さに相当する。したがって、第１層のツイスト部分３２のツイストピッチは、天面１７および底面１８の各々の周方向の長さ、または側面１９および２０の各々の周方向の長さの２倍に相当する。

以上のような巻回状態によれば、図１および図５に示すように、巻芯１２の第１側面１９、天面１７、第２側面２０および底面１８の各々上において隣り合うターン間でツイスト部分３２の腹および節が整列し、第１層の中で、同一ワイヤ間に生じ得る容量成分の増加および不安定性を低減することができる。このことは、コモンモードチョークコイルにあっては、モード変換特性の低減に寄与する。図５は、図４と同様、巻芯１２の周面を展開した状態で模式的に示す図である。図５において、図４に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付している。

また、ツイスト部分３２の腹が巻芯１２の稜線２１～２４によって位置決められるので、ツイスト部分３２の節および腹の位置の不揃いを低減することができ、よって、第１ワイヤ１５と第２ワイヤ１６との間での電気的なバランスを良好なものとすることができる。したがって、第１ワイヤ１５に関連して形成される浮遊容量と第２ワイヤ１６に関連して形成される浮遊容量との差異を低減でき、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６をそれぞれ通過する信号が影響を受けるインダクタンスおよびキャパシタンスを互いに同等またはほぼ同等とすることができ、コモンモードチョークコイルにあっては、モード変換特性を低減させることができる。

次に、上記第１層上に、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２の第２層が巻回される。ここではバンク巻きが適用される。まず、第１層から第２層へと移行するため、図１に示すように、ツイスト部分３２が、第１移行部分Ｓ１によって第１層の巻回領域の終端から第１層の巻回領域の途中位置まで戻される。そして、第１層の巻回領域の途中位置から第２層の巻回が開始される。第１移行部分Ｓ１は、図１において、破線Ｓ１－Ｓ１で示す方向に延びている。図１では、第１移行部分Ｓ１にもツイストが付与されている。

第１移行部分Ｓ１でのツイスト数が、第１層および後述する第２層でのツイスト部分３２のツイスト数と同じであると、第１移行部分Ｓ１が第１層を斜めに横断している分、第１移行部分Ｓ１は、ツイストピッチとしては大きくなる。このように、第１移行部分Ｓ１でのツイストピッチは、第１層でのツイストピッチより大きくなる。しかし、第１移行部分Ｓ１でのツイストピッチは、第１移行部分Ｓ１が第１層の何ターン分を横切るかによって、第２層のツイストピッチより大きくなる場合と小さくなる場合がある。

図４における「第２層」の（Ａ）に、第２層における第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２のツイスト状態が、巻芯１２の周面を、第１側面１９、天面１７、第２側面２０、底面１８の順に展開した状態で模式的に示されている。

第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２の第２層の周長は、同ツイスト部分３２の第１層の周長より長くなる。図２には、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２が、一体的な線状体３５および３６として模式的に示されている。白抜きで図示された線状体３５は第１層を構成し、網掛けが施されて図示された線状体３６は第２層を構成している。

図２からわかるように、第２層を構成する線状体３６の周長は、第１層を構成する線状体３５の周長より、長くなる。なお、第２層を構成する線状体３６の周長が、第１層を構成する線状体３５の周長より、どの程度長くなるかは、たとえば、稜線２１～２４の各々上での第１層を構成する第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６の並び方によって異なる。

第２層の周長が第１層の周長より長くなるに従って、ツイスト部分３２のツイストピッチが変更される。すなわち、ワイヤ１５および１６の巻回工程において、第１層から第２層に切り替わる際、ツイストピッチを変更することが行なわれる。図２において、「第１層」の表示領域の長さ方向寸法より「第２層」の表示領域の長さ方向寸法が長いのは、周長が長いことを示している。第１の実施形態では、図４の「第２層」における（Ａ）に示すように、第２層の１ターンあたりのツイスト数は、第１層の１ターンあたりのツイスト数と同じとされる。

より具体的には、第２層では、第１側面１９に沿う部分において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数０．５のツイストが付与される。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２における腹は、稜線２３および２１の各々の上方に位置し、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６は、稜線２３および２１の各々の延びる方向に並ぶ状態となっている。

次に、天面１７に沿う部分において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数１のツイストが付与される。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２における腹は、稜線２１および２２の各々の上方に位置し、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６は、稜線２１および２２の各々の延びる方向に並ぶ状態となっている。

次に、第２側面２０に沿う部分において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数０．５のツイストが付与される。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２における腹は、稜線２２および２４の各々の上方に位置し、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６は、稜線２２および２４の各々の延びる方向に並ぶ状態となっている。

次に、底面１８に沿う部分において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数１のツイストが付与される。底面１８に沿う部分での第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２は、図１にも図示されている。第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２における腹は、稜線２４および２３の各々の上方に位置し、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６は、稜線２４および２３の各々の延びる方向に並ぶ状態となっている。

以降、第２層を構成する第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２が巻芯１２のまわりに複数のターンをもって螺旋状に巻回されながら、上述と同様のツイストが所定回数繰り返される。第２層を構成するツイスト部分３２の１ターンあたりのツイスト数は第１層を構成するツイスト部分３２の１ターンあたりのツイスト数と同じであるが、ツイストピッチについては、第２層の周長が第１層の周長より長くなる分、第２層の方が第１層より長くされる。

上述した第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２の巻回状態において、次のような特徴を見出すことができる。
・第１層に位置する、あるターンと、これに隣接する第２層のターンとについて、巻芯１２の周面を構成する複数の面の各々上で見たときに、第２層のターンでのツイストピッチの方がより大きい。
・第１層に位置する、あるターンと、これに隣接する第２層のターンとについて、全体として、第２層のターンでのツイストピッチの方がより大きい。
・すべてのツイスト部分３２において、第２層でのツイストピッチは、第１層でのツイストピッチより大きい。

なお、図１では、第２層を構成するツイスト部分３２は、１ターンのみとされているが、この発明では、ターン数が複数とされる。

次に、ツイスト部分３２は、第２移行部分Ｓ２によって、第２層から第１層に移行される。第２移行部分Ｓ２は、図１において、破線Ｓ２－Ｓ２で示す方向に延びている。第２移行部分Ｓ２にもツイストが付与されている。第１移行部分Ｓ１の場合と同様、第２移行部分Ｓ２でのツイスト数は、第１層および第２層でのツイスト部分３２のツイスト数と同じである。この場合、第２移行部分Ｓ２でのツイストピッチは、好ましくは、第１層でのツイストピッチと第２層でのツイストピッチとの間の値に選ばれる。

次に、巻芯１２の第２鍔部２６側において、ツイスト部分３２が巻芯１２に接する第１層を構成するように巻回される。この巻回は、図４の「第１層」を参照して説明した巻回と同様であるので、説明を省略する。第１層を構成するツイスト部分３２のツイストピッチは、前述した巻芯１２の第１鍔部２５側に巻回された第１層を構成するツイスト部分３２のツイストピッチと同じとされる。より具体的には、巻芯１２の第２鍔部２６側に巻回された第１層を構成するツイスト部分３２のツイストピッチは、巻芯１２の第１側面１９、天面１７、第２側面２０および底面１８の各々上において、巻芯１２の第１鍔部２５側に巻回された第１層を構成するツイスト部分３２のツイストピッチと同じとされる。

次に、ツイスト部分３２は、第３移行部分Ｓ３によって、第１層から第２層に移行される。第３移行部分Ｓ３は、図１において、破線Ｓ３－Ｓ３で示す方向に延びている。第３移行部分Ｓ３にもツイストが付与されている。

次に、上記第１層上に、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２の第２層が巻回される。そして、ツイスト部分３２は、第４移行部分Ｓ４によって、第２層から第１層に移行される。第４移行部分Ｓ４は、図１において、破線Ｓ４－Ｓ４で示す方向に延びている。最終的に、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６の各々の他方端部が第２端子電極２８および第４端子電極３０にそれぞれ接続される。

上述した第１の実施形態では、１ターンあたりのツイスト数は第１層と第２層とで同じであったが、以下に説明する第１および第２の参考例のように異ならせることもできる。

第１の参考例の説明には、図４の「第１層」と「第２層」における（Ｂ）とが参照される。第１の参考例では、図４の「第１層」と「第２層」における（Ｂ）とに示すように、第２層での１ターンあたりのツイスト数が、第１層での１ターンあたりのツイスト数より多く、たとえば２倍となっている。

より具体的には、第２層では、第１側面１９に沿う部分において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数１のツイストが付与される。

次に、天面１７に沿う部分において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数２のツイストが付与される。

次に、第２側面２０に沿う部分において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数１のツイストが付与される。

次に、底面１８に沿う部分において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数２のツイストが付与される。

第１層については、図４の「第１層」に示されるとおり、第１の実施形態の場合と同様のツイストが付与される。また、ツイスト部分３２についての第１層および第２層の巻回態様および第１層および第２層間の移行態様については、第１の実施形態の場合と同様である。

第１の参考例では、第２層での１ターンあたりのツイスト数が第１の実施形態の場合に比べて多くなっている。このように、第２層での１ターンあたりのツイスト数が多くなればなるほど、第２層を構成する第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６をあたかも１本のワイヤのように扱いやすくなり、第２層を構成する第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６からなるツイスト部分３２の巻回時の位置精度を向上させることができる。

しかしながら、単に、上述のようにツイスト数を多くすればよいということではないことに留意すべきである。なぜなら、あまりにもツイスト数が多いと、ワイヤ１５および１６同士の摩擦でワイヤ１５および１６が切れることが懸念されるからである。この点から、ツイスト数は、巻芯１２の周面を構成する１つの面あたり、２以下であることが好ましく、０．５以上かつ１以下であることがより好ましい。

第２の参考例の説明には、図４の「第１層」と「第２層」における（Ｃ）とが参照される。第２の参考例では、図４の「第１層」と「第２層」における（Ｃ）とに示すように、第２層での１ターンあたりのツイスト数が、第１層での１ターンあたりのツイスト数より少なく、たとえば２／３倍となっている。

より具体的には、第２層では、第１側面１９から天面１７に沿う部分において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数１のツイストが付与される。

次に、第２側面２０から底面１８に沿う部分において、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６には、ツイスト数１のツイストが付与される。

第１層については、図４の「第１層」に示されるとおり、第１の実施形態の場合と同様のツイストが付与される。また、第１層および第２層の巻回態様および第１層および第２層間の移行態様については、第１の実施形態の場合と同様である。

第２の実施形態の説明には、図４の「第１層」と「第２層」における（Ｄ）とが参照される。第２の実施形態では、図４の「第１層」と「第２層」における（Ｄ）とに示すように、第１の実施形態の場合と同様、第１層での１ターンあたりのツイスト数と第２層での１ターンあたりのツイスト数とが同じである。図４の第２層における（Ａ）と（Ｄ）とを比較すればわかるように、第２の実施形態の第２層では、ツイスト部分３２が、第１の実施形態の第２層の場合に比べて、ツイストピッチの１／４分ずれている。したがって、第１層でのツイスト部分３２における腹の位置と第２層でのツイスト部分３２における節の位置とが巻芯１２の径方向に並び、第１層でのツイスト部分３２における節の位置と第２層でのツイスト部分３２における腹の位置とが巻芯１２の径方向に並ぶ。

なお、上記径方向という文言は、断面円形での直径または半径方向に限らず、断面多角形での径すなわち「差し渡し」方向をも含む意味で用いている。

第１層と第２層との間での節および腹の位置関係が上述のように選ばれると、特に第２層でのツイストを安定させることができる。一般的に表現すれば、第ｎ層（ｎは自然数）と第ｎ＋１層との間での節および腹の位置が上述のように選ばれると、特に第ｎ＋１層でのツイストを安定させることができる。

第２の実施形態における他の構成は、第１の実施形態の場合と同様である。なお、第１層と第２層との間をつなぐ移行部分は、ツイストピッチの調整のために用いることができる。

以上説明した第１および第２の実施形態ならびに第１および第２の参考例では、いずれも、各層でのツイスト部分３２における１ターンあたりのツイスト数は、０．５の倍数である。このような構成によれば、各層で隣り合う、および異なる層間で隣り合う、ツイスト部分３２におけるターン間で、節および腹の各位置を揃えることが容易になる。

以上説明した第１および第２の実施形態ならびに第１および第２の参考例では、巻芯１２の周面は、互いに隣接した状態で周方向に配列された４つの平面、すなわち、天面１７、底面１８、第１側面１９および第２側面２０からなり、巻芯１２の中心軸線ＣＡに直交する面に沿う巻芯１２の断面形状は、各辺が直線状に延びる四角形である。しかし、以下の図６ないし図１０にそれぞれ示すような変形例の採用も可能である。図６および図７では、図２に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

図６に示した巻芯１２ａでは、その中心軸線ＣＡに直交する面に沿う断面形状が３組の互いに平行な２辺を含む六角形である。この六角形を構成する６本の辺は互いに同じ長さである。図２に示した巻芯１２において用いた参照符号を用いながら、図２に示した巻芯１２と異なる点について説明すると、天面１７の断面形状および底面１８の断面形状が、ともに外方へ張り出す屈曲形状とされている。この巻芯１２ａによれば、巻芯１２ａの周面の稜線が形成する角の突出度合を、図２に示した断面四角形の巻芯１２に比べて、より鈍くすることができ、ワイヤへ及ぼされるダメージを低減することができる。

図７に示した巻芯１２ｂでは、その中心軸線ＣＡに直交する面に沿う断面形状が１組の互いに平行な２辺を含む五角形である。図２に示した巻芯１２において用いた参照符号を用いながら、図２に示した巻芯１２と異なる点について説明すると、天面１７の断面形状が、外方へ張り出す屈曲形状とされている。

図８に示した巻芯１２ｃでは、その中心軸線ＣＡに直交する面に沿う断面形状が４組の互いに平行な２辺を含む八角形である。この巻芯１２ｃによれば、巻芯１２ｃの周面の稜線が形成する角の突出度合を、図２に示した断面四角形の巻芯１２に比べて、より鈍くすることができ、ワイヤへ及ぼされるダメージを低減することができる。

図９に示した巻芯１２ｄでは、その中心軸線ＣＡに直交する面に沿う断面形状が、互いに平行な２辺を含むとともに、これら互いに平行な２辺以外の２つの辺において外方へ向かって凸状の円弧を含む形状である。

図１０に示した巻芯１２ｅでは、その中心軸線ＣＡに直交する面に沿う断面形状が、互いに平行な２辺を含むとともに、これら互いに平行な２辺以外の１つの辺において外方へ向かって凸状の円弧を含む形状である。

以上のような巻芯の断面形状についての種々の変形例は、巻芯の断面形状の縦横比の変更についての自由度を高めることに寄与し得る。たとえば、巻芯の高さ方向寸法をあまり変えずに、断面積を増やし、インダクタンスの向上を図るといった対策に上述した変形例を適宜用いることができる。

以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他種々の変形例が可能である。

たとえば、図示した実施形態では、第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６のツイスト部分３２が巻芯１２上で２層巻きにされたが、３層以上をなして巻回されてもよい。

また、巻芯１２のまわりでの第１ワイヤ１５および第２ワイヤ１６の巻回のターン数は任意に変更することができる。

また、上述した実施形態は、コモンモードチョークコイルを構成するコイル部品に関するものであったが、その他トランス、バラン等を構成するコイル部品であっても、この発明を適用することができる。

また、上述した各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。

１１ コイル部品
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ 巻芯
１５ 第１ワイヤ
１６ 第２ワイヤ
１７ 天面（平面）
１８ 底面（平面）
１９ 第１側面（平面）
２０ 第２側面（平面）
３２ ツイスト部分
ＣＡ 中心軸線
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ 移行部分

Claims (9)

1. 巻芯と、
   前記巻芯のまわりに実質的に互いに同じターン数をもって螺旋状に巻回され、かつ互いに電気的に接続されないが、互いに撚り合わされた状態のツイスト部分を有する、第１ワイヤおよび第２ワイヤと、
   を備え、
   前記ツイスト部分は、前記巻芯のまわりに各々複数のターンをもって第１層およびこれに隣接する第２層を形成するとともに、前記第１層と前記第２層との間で移行する移行部分を形成する状態で巻回され、
   前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤの巻回形状の不安定化を防止するため、前記第１層に位置する、あるターンにおける前記ツイスト部分のツイストピッチが、これに隣接する前記第２層のターンにおける前記ツイスト部分のツイストピッチと異ならされており、
   前記第１層および前記第２層での前記ツイスト部分における１ターンあたりのツイスト数は、０．５の倍数であり、
   前記第１層での前記ツイスト部分における１ターンあたりのツイスト数は、前記第２層での前記ツイスト部分における１ターンあたりのツイスト数と同じである、
   コイル部品。
2. 前記第１層での前記ツイスト部分におけるツイストピッチは、前記第２層での前記ツイスト部分におけるツイストピッチより小さい、請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記第１層での前記ツイスト部分におけるツイストピッチは、前記第２層での前記ツイスト部分におけるツイストピッチより大きい、請求項１に記載のコイル部品。
4. 前記第１層での前記ツイスト部分における腹の位置と前記第２層での前記ツイスト部分における節の位置とが前記巻芯の径方向に並び、前記第１層での前記ツイスト部分における節の位置と前記第２層での前記ツイスト部分における腹の位置とが前記巻芯の径方向に並ぶ、請求項１ないし３のいずれかに記載のコイル部品。
5. 前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤの各端部が接続される端子電極をさらに備え、前記端子電極に接続されている前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤの各部分は、前記巻芯に巻回されるまではツイストされていない、請求項１ないし４のいずれかに記載のコイル部品。
6. 前記巻芯は、中心軸線のまわりに互いに隣接した状態で配置された少なくとも４つの平面をもって周面を形成しており、
   前記第１層の前記ツイスト部分は、任意の前記平面上において隣り合うターン間で同じツイスト数となっている、請求項１ないし５のいずれかに記載のコイル部品。
7. 前記巻芯の断面形状は、互いに平行な２辺を含む多角形である、請求項１ないし６のいずれかに記載のコイル部品。
8. 前記巻芯の断面形状は、互いに平行な２辺を含むとともに、前記互いに平行な２辺以外のいずれかの辺において外方へ向かって凸状の円弧を含む形状である、請求項１ないし７のいずれかに記載のコイル部品。
9. 巻芯を用意する工程と、
   第１ワイヤおよび第２ワイヤを用意する工程と、
   前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤを互いに撚り合わせた状態で、前記巻芯のまわりに複数のターンをもって第１層を形成するように螺旋状に巻回する第１巻回工程と、
   前記第１巻回工程で巻回された前記第１層の上に重なるように、前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤを互いに撚り合わせた状態で、前記巻芯のまわりに複数のターンをもって第２層を形成するように螺旋状に巻回する第２巻回工程と、
   前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤを互いに撚り合わせた状態で、前記第１層から前記第２層へ移行させる工程と、
   を備え、
   前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤの巻回形状の不安定化を防止するため、前記第２巻回工程で前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤに付与されるツイストピッチを、前記第１巻回工程で前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤに付与されるツイストピッチとは異ならせ、
   前記第１巻回工程で前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤに付与される１ターンあたりのツイスト数は、０．５の倍数であり、前記第２巻回工程で前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤに付与される１ターンあたりのツイスト数は、０．５の倍数であり、
   前記第１巻回工程で前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤに付与される１ターンあたりのツイスト数は、前記第２巻回工程で前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤに付与される１ターンあたりのツイスト数と同じである、
   コイル部品の製造方法。

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