JP7255400B2 - コイル部品 - Google Patents

Description

本発明はコイル部品に関し、特に、ドラム型コアにワイヤが巻回されてなるコイル部品に関する。

ドラム型コアにワイヤが巻回されてなるコイル部品としては、例えば特許文献１に記載されたコイル部品が知られている。特許文献１に記載されたコイル部品は、ワイヤが巻回されたドラム型コアと、ドラム型コアの鍔部に固定された板状コアを備えている。このような構成を有するコイル部品においてより大きなインダクタンスを得るためには、ワイヤのターン数を増やすことが最も簡単な方法であるが、ワイヤのターン数を増やすと線間容量が増加するため、高周波数帯域における通過特性（例えばＳｄｄ２１）が悪化することがあった。したがって、高周波数帯域に亘って良好な通過特性を維持しつつ、インダクタンスを高めるためには、コアの形状を工夫する必要がある。

例えば、特許文献２には、ドラム型コアを３方向から覆うコアを用い、これによって磁路の断面積を増加させる方法が提案されている。しかしながら、この方法では、コイル部品の横幅が非常に大きくなってしまう。

また、特許文献３には、板状コアに２つの突起部を設け、この突起部を一対の鍔部間に挿入することによって、磁路の断面積を増加させる方法が提案されている。この方法によれば、コイル部品の横幅を増大させることなくインダクタンスを高めることができるが、ドラム型コアと板状コアを正しく嵌合させないとインダクタンスが増加しないことから、ドラム型コア及び板状コアの作製難易度や組立難易度が高いという問題があった。

さらに、特許文献４には、板状コアを用いる代わりに磁性粉含有樹脂でドラム型コアを覆う方法が提案されている。しかしながら、磁性粉含有樹脂は、フェライトなどからなる板状コアに比べて透磁率が低いだけでなく、磁性粉含有樹脂とワイヤが直接接触することから、磁束がワイヤの個々のターンの周囲を周回してしまい、大きなインダクタンスを得ることは困難である。

特開２０１４－１９７５９１号公報 特開２００５－５６９３４号公報 特開平１０－１６３０２９号公報 特開２００６－２５３３９４号公報

このように、従来のコイル部品では、高周波帯域における通過特性とインダクタンスを両立させることは困難であった。

したがって、本発明は、ドラム型コアにワイヤが巻回されてなるコイル部品において、高周波帯域における通過特性とインダクタンスを両立させることを目的とする。

本発明によるコイル部品は、巻芯部と、巻芯部の軸方向における一端に設けられた第１の鍔部と、巻芯部の軸方向における他端に設けられた第２の鍔部とを含むドラム型コアと、巻芯部に巻回された第１及び第２のワイヤと、第１の鍔部に設けられ、第１及び第２のワイヤの一端がそれぞれ継線された第１及び第２の端子電極と、第２の鍔部に設けられ、第１及び第２のワイヤの他端がそれぞれ継線された第３及び第４の端子電極と、第１及び第２の鍔部に固定された第１及び第２の板状部材とを備え、第１の鍔部は、軸方向と平行な第１の上面と、第１の上面の反対側に位置し、軸方向と直交する方向にこの順に配列された第１の下面、第１の固定面及び第２の下面を有し、第２の鍔部は、軸方向と平行な第２の上面と、第２の上面の反対側に位置し、軸方向と直交する方向にこの順に配列された第３の下面、第２の固定面及び第４の下面を有し、第１乃至第４の端子電極はそれぞれ第１乃至第４の下面に形成され、第１の板状部材は第１及び第２の上面に固定され、第２の板状部材は第１及び第２の固定面に固定され、第１及び第２の下面と第１の固定面が成す段差の深さ、並びに、第３及び第４の下面と第２の固定面が成す段差の深さは、第２の板状部材の厚みよりも大きく、これにより第１乃至第４の下面は第２の板状部材から突出しており、第２の板状部材は磁性材料からなることを特徴とする。

本発明によれば、磁性材料からなる第２の板状部材を用い、これを第１の板状部材と向かい合うようにドラム型コアに固定していることから、ドラム型コア及び第２の板状部材によって閉磁路が構成される。これにより、ワイヤのターン数を増やすことなくインダクタンスが高められることから、高周波帯域に亘って通過特性とインダクタンスを両立させることが可能となる。

本発明において、第２の板状部材と第１及び第２の固定面は、磁性粉を含有する接着剤によって接着されていても構わない。これによれば、ドラム型コアと第２の板状部材の間の磁気抵抗が低減することから、より高いインダクタンスを得ることが可能となる。

本発明において、第２の板状部材と第１及び第２のワイヤの間には空間が存在していても構わない。これによれば、磁束がワイヤの個々のターンの周囲を周回してインダクタンスが低下する現象を抑えることが可能となる。

本発明において、第１の板状部材は磁性材料からなるものであっても構わない。これによれば、より高いインダクタンスを得ることが可能となる。

このように、本発明によれば、ドラム型コアにワイヤが巻回されてなるコイル部品において、高周波帯域における通過特性とインダクタンスを両立させることが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態によるコイル部品１の外観を示す略斜視図である。 図２は、コイル部品１から板状部材２０を削除した状態を示す略斜視図である。 図３は、コイル部品１から板状部材２０，３０及びワイヤＷ１１，Ｗ１２を削除した状態を示す略斜視図である。 図４は、本発明の第２の実施形態によるコイル部品２を上面側から見た略斜視図である。 図５は、コイル部品２を下面側から見た略斜視図である。 図６は、コイル部品２を下面側から見た略平面図である。 図７は、コイル部品２から板状部材５０，６０及びワイヤＷ２１～Ｗ２４を削除した状態を示す略斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態によるコイル部品１の外観を示す略斜視図である。

第１の実施形態によるコイル部品１はコモンモードフィルタであり、図１に示すように、ドラム型コア１０と、板状部材２０，３０と、端子電極Ｅ１１～Ｅ１４と、ワイヤＷ１１，Ｗ１２とを備えている。図２は、コイル部品１から板状部材２０を削除した状態が示されており、図３にはコイル部品１から板状部材２０，３０及びワイヤＷ１１，Ｗ１２を削除した状態が示されている。ドラム型コア１０及び板状部材２０，３０の材料としては、フェライトなどの透磁率の高い磁性材料が用いられる。ここで、ドラム型コア１０、板状部材２０及び板状部材３０に用いる磁性材料としては、互いに同じものであっても構わないし、一部又は全部が異なるものであっても構わない。

図１～図３に示すように、ドラム型コア１０は、ｘ方向を軸方向とする巻芯部１３と、巻芯部１３のｘ方向における一端に設けられた鍔部１１と、巻芯部１３のｘ方向における他端に設けられた鍔部１２とを含む。また、鍔部１１は、ｘｙ面を構成する上面Ｔ１と、上面Ｔ１の反対側に位置し、いずれもｘｙ平面を構成する下面Ｂ１，Ｂ２及び固定面Ａ１と、ｙｚ面を構成する外側面Ｓ１を有する。下面Ｂ１、固定面Ａ１及び下面Ｂ２はｙ方向にこの順に配列されており、したがって、固定面Ａ１は下面Ｂ１と下面Ｂ２の間に位置する。同様に、鍔部１２は、ｘｙ面を構成する上面Ｔ２と、上面Ｔ２の反対側に位置し、いずれもｘｙ平面を構成する下面Ｂ３，Ｂ４及び固定面Ａ２と、ｙｚ面を構成する外側面Ｓ２を有する。下面Ｂ３、固定面Ａ２及び下面Ｂ４はｙ方向にこの順に配列されており、したがって、固定面Ａ２は下面Ｂ３と下面Ｂ４の間に位置する。

端子電極Ｅ１１は、上面Ｔ１、外側面Ｓ１及び下面Ｂ１に亘って設けられ、端子電極Ｅ１２は、上面Ｔ１、外側面Ｓ１及び下面Ｂ２に亘って設けられている。同様に、端子電極Ｅ１３は、上面Ｔ２、外側面Ｓ２及び下面Ｂ３に亘って設けられ、端子電極Ｅ１４は、上面Ｔ２、外側面Ｓ２及び下面Ｂ４に亘って設けられている。そして、ワイヤＷ１１，Ｗ１２の一端は、上面Ｔ１に設けられた端子電極Ｅ１１，Ｅ１２にそれぞれ継線され、ワイヤＷ１１，Ｗ１２の他端は、上面Ｔ２に設けられた端子電極Ｅ１３，Ｅ１４にそれぞれ継線される。ここで、ワイヤＷ１１，Ｗ１２の巻回方向は互いに同じであり、これにより、例えば端子電極Ｅ１１，Ｅ１２を一対の入力端子とし、端子電極Ｅ１３，Ｅ１４を一対の出力端子とするコモンモードフィルタとして機能する。

板状部材２０は、磁性粉を含有する接着剤などを用いて、鍔部１１の上面Ｔ１及び鍔部１２の上面Ｔ２に固定される。本実施形態では、端子電極Ｅ１１～Ｅ１４のうち、上面Ｔ１，Ｔ２に形成された部分にワイヤＷ１１，Ｗ１２が継線されていることから、ワイヤＷ１１，Ｗ１２の継線部分と板状部材２０が干渉しないよう、上面Ｔ１，Ｔ２と向かい合う部分において板状部材２０に突起が設けられている。

板状部材３０は、磁性粉を含有する接着剤などを用いて、鍔部１１の固定面Ａ１及び鍔部１２の固定面Ａ２に固定される。ここで、下面Ｂ１，Ｂ２と固定面Ａ１が成す段差の深さＤ、並びに、下面Ｂ３，Ｂ４と固定面Ａ２が成す段差の深さＤは、板状部材３０の厚みｔよりも大きいため、下面Ｂ１～Ｂ４は板状部材３０から－ｚ方向に突出する。このため、下面Ｂ１～Ｂ４が実装基板と向かい合うよう、本実施形態によるコイル部品１を実装基板に搭載した場合、実装基板と板状部材３０が干渉することはない。

このように、本実施形態によるコイル部品１は、ドラム型コア１０に磁性材料からなる２つの板状部材２０，３０が固定されていることから、一般的なコイル部品と比べて磁路の断面積が増大する。これにより、ワイヤＷ１１，Ｗ１２のターン数を抑えつつ、高いインダクタンスが得られることから、高周波帯域における通過特性とインダクタンスを両立させることが可能となる。また、板状部材３０は、下面Ｂ１，Ｂ２の間に位置する固定面Ａ１、並びに、下面Ｂ３，Ｂ４の間に位置する固定面Ａ２に接着されることから、ドラム型コア１０の平面サイズが大型化することがない。

しかも、本実施形態においては、板状部材３０をドラム型コア１０に正確に嵌合させなくても高いインダクタンスが得られることから、ドラム型コア１０や板状部材３０の作製難易度や組立難易度が高くなることもない。つまり、特許文献３に記載されたコイル部品においては、ドラム型コアと板状コアを正確に嵌合させなければインダクタンスがあまり増加しないのに対し、本実施形態によるコイル部品１においては、板状部材３０を単に固定面Ａ１，Ａ２に接着するだけで足りる。

さらに、本実施形態によるコイル部品１は、引用文献４に記載されたコイル部品とは異なり、板状部材３０とワイヤＷ１１，Ｗ１２の間に空間が存在することから、磁束がワイヤＷ１１，Ｗ１２の個々のターンの周囲を周回してインダクタンスが低下する現象も抑えられる。

尚、本実施形態においては、板状部材２０の材料として磁性材料を用いているが、本発明においてこの点は必須でなく、板状部材２０が樹脂などの非磁性材料からなるものであっても構わない。より低背化が求められる用途においては、板状部材２０の厚みを非常に薄くする必要があり、フェライトなどの脆性材料を用いることができないケースがある。一方、実装時におけるピックアップを可能とするためには、板状部材２０を省略することはできない。このようなケースにおいては、板状部材２０として薄い樹脂板が用いられることがあり、十分なインダクタンスが確保できないことがある。このような場合であっても、磁性材料からなる板状部材３０を用いて閉磁路を構成すれば、インダクタンスを高めることが可能となる。

＜第２の実施形態＞
図４～図６は、本発明の第２の実施形態によるコイル部品２の外観を示す図であり、図４は上面側から見た略斜視図、図５は下面側から見た略斜視図、図６は下面側から見た略平面図である。

第２の実施形態によるコイル部品２はパルストランスであり、図４～図６に示すように、ドラム型コア４０と、板状部材５０，６０と、端子電極Ｅ２１～Ｅ２６と、ワイヤＷ２１～Ｗ２４とを備えている。図７は、コイル部品２から板状部材５０，６０及びワイヤＷ２１～Ｗ２４を削除した状態が示されている。ドラム型コア４０及び板状部材５０，６０の材料としては、フェライトなどの透磁率の高い磁性材料が用いられる。ここで、ドラム型コア４０、板状部材５０及び板状部材６０に用いる磁性材料としては、互いに同じものであっても構わないし、一部又は全部が異なるものであっても構わない。

図４～図７に示すように、ドラム型コア４０は、ｘ方向を軸方向とする巻芯部４３と、巻芯部４３のｘ方向における一端に設けられた鍔部４１と、巻芯部４３のｘ方向における他端に設けられた鍔部４２とを含む。また、鍔部４１は、ｘｙ面を構成する上面Ｔ１と、上面Ｔ１の反対側に位置し、いずれもｘｙ平面を構成する下面Ｂ１，Ｂ２及び固定面Ａ１と、ｙｚ面を構成する外側面Ｓ１を有する。下面Ｂ１、固定面Ａ１及び下面Ｂ２はｙ方向にこの順に配列されており、したがって、固定面Ａ１は下面Ｂ１と下面Ｂ２の間に位置する。同様に、鍔部４２は、ｘｙ面を構成する上面Ｔ２と、上面Ｔ２の反対側に位置し、いずれもｘｙ平面を構成する下面Ｂ３，Ｂ４及び固定面Ａ２と、ｙｚ面を構成する外側面Ｓ２を有する。下面Ｂ３、固定面Ａ２及び下面Ｂ４はｙ方向にこの順に配列されており、したがって、固定面Ａ２は下面Ｂ３と下面Ｂ４の間に位置する。

本実施形態においては、下面Ｂ１，Ｂ４のｙ方向における幅よりも、下面Ｂ２，Ｂ３のｙ方向における幅の方が広い。そして、下面Ｂ１には端子電極Ｅ２３が形成され、下面Ｂ２には端子電極Ｅ２１，Ｅ２２が形成され、下面Ｂ３には端子電極Ｅ２５，Ｅ２６が形成され、下面Ｂ４には端子電極Ｅ２４が形成されている。また、端子電極Ｅ２１～Ｅ２３は外側面Ｓ１にも設けられ、端子電極Ｅ２４～Ｅ２６は外側面Ｓ２にも設けられる。

そして、ワイヤＷ２１，Ｗ２２の一端は、下面Ｂ２に設けられた端子電極Ｅ２１，Ｅ２２にそれぞれ継線され、ワイヤＷ２１，Ｗ２２の他端は、下面Ｂ４に設けられた端子電極Ｅ２４に共通に継線される。また、ワイヤＷ２３，Ｗ２４の一端は、下面Ｂ３に設けられた端子電極Ｅ２５，Ｅ２６にそれぞれ継線され、ワイヤＷ２３，Ｗ２４の他端は、下面Ｂ１に設けられた端子電極Ｅ２３に共通に継線される。ここで、ワイヤＷ２１，Ｗ２３の巻回方向と、ワイヤＷ２２，Ｗ２４の巻回方向は互いに逆であり、これにより、例えば端子電極Ｅ２１，Ｅ２２を一対の１次側端子とし、端子電極Ｅ２５，Ｅ２６を一対の２次側端子とし、端子電極Ｅ２４を１次側センタータップとし、端子電極Ｅ２３を２次側センタータップとするパルストランスとして機能する。

板状部材５０は、磁性粉を含有する接着剤などを用いて、鍔部４１の上面Ｔ１及び鍔部４２の上面Ｔ２に固定される。

板状部材６０は、磁性粉を含有する接着剤などを用いて、鍔部４１の固定面Ａ１及び鍔部４２の固定面Ａ２に固定される。本実施形態において使用する板状部材６０は、ｚ方向から見た平面形状がクランク状である。ここで、下面Ｂ１，Ｂ２と固定面Ａ１が成す段差の深さＤ、並びに、下面Ｂ３，Ｂ４と固定面Ａ２が成す段差の深さＤは、板状部材６０の厚みｔよりも大きいため、下面Ｂ１～Ｂ４は板状部材６０から－ｚ方向に突出する。このため、下面Ｂ１～Ｂ４が実装基板と向かい合うよう、本実施形態によるコイル部品２を実装基板に搭載した場合、実装基板と板状部材６０が干渉することはない。

第１の実施形態によるコイル部品１と同様、本実施形態によるコイル部品２は、ドラム型コア４０に磁性材料からなる２つの板状部材５０，６０が固定されていることから、一般的なコイル部品と比べて磁路の断面積が増大する。これにより、高周波帯域における通過特性とインダクタンスを両立させることが可能となる。実施形態においても、板状部材５０は、樹脂などの非磁性材料からなるものであっても構わない。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

１，２ コイル部品
１０ ドラム型コア
１１，１２ 鍔部
１３ 巻芯部
２０，３０ 板状部材
４０ ドラム型コア
４１，４２ 鍔部
４３ 巻芯部
５０，６０ 板状部材
Ａ１，Ａ２ 固定面
Ｂ１～Ｂ４ 下面
Ｄ 段差の深さ
Ｅ１１～Ｅ１４，Ｅ２１～Ｅ２６ 端子電極
Ｓ１，Ｓ２ 外側面
Ｔ１，Ｔ２ 上面
Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１～Ｗ２４ ワイヤ
ｔ 厚み

Claims (4)

1. 巻芯部と、前記巻芯部の軸方向における一端に設けられた第１の鍔部と、前記巻芯部の前記軸方向における他端に設けられた第２の鍔部とを含むドラム型コアと、
   前記巻芯部に巻回された第１及び第２のワイヤと、
   前記第１の鍔部に設けられ、前記第１及び第２のワイヤの一端がそれぞれ継線された第１及び第２の端子電極と、
   前記第２の鍔部に設けられ、前記第１及び第２のワイヤの他端がそれぞれ継線された第３及び第４の端子電極と、
   前記第１及び第２の鍔部に固定された第１及び第２の板状部材と、を備え、
   前記第１の鍔部は、前記軸方向と平行な第１の上面と、前記第１の上面の反対側に位置し、前記軸方向と直交する方向にこの順に配列された第１の下面、第１の固定面及び第２の下面を有し、
   前記第２の鍔部は、前記軸方向と平行な第２の上面と、前記第２の上面の反対側に位置し、前記軸方向と直交する方向にこの順に配列された第３の下面、第２の固定面及び第４の下面を有し、
   前記第１乃至第４の端子電極は、それぞれ前記第１乃至第４の下面に形成され、
   前記第１の板状部材は、前記第１及び第２の上面に固定され、
   前記第２の板状部材は、前記第１及び第２の固定面に固定され、
   前記第１及び第２の下面と前記第１の固定面が成す段差の深さ、並びに、前記第３及び第４の下面と前記第２の固定面が成す段差の深さは、前記第２の板状部材の厚みよりも大きく、これにより前記第１乃至第４の下面は、前記第２の板状部材から突出しており、
   前記第２の板状部材は、磁性材料からなることを特徴とするコイル部品。
2. 前記第２の板状部材と前記第１及び第２の固定面は、磁性粉を含有する接着剤によって接着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. 前記第２の板状部材と前記第１及び第２のワイヤの間には空間が存在することを特徴とする請求項１又は２に記載のコイル部品。
4. 前記第１の板状部材は、磁性材料からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコイル部品。

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