JPH0661055A

JPH0661055A - インダクタ

Info

Publication number: JPH0661055A
Application number: JP20813292A
Authority: JP
Inventors: Kouichi Makinose; 公一牧野瀬; Yasuyuki Mizobuchi; 康之溝渕
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1992-08-04
Filing date: 1992-08-04
Publication date: 1994-03-04

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、インダクタンス用のコイル等に適
用されるインダクタに係り、その目的は巻線加工を省略
することができ、かつプリント基板への表面実装が容易
なインダクタを提供することにある。【構成】本発明は、トロイダル・コアが嵌入されるコ
ア・ケースの表面に複数の線状の導体を形成し、トロイ
ダル・コアが嵌入されたコア・ケースをプリント基板上
に実装することにより、上記複数の導体とプリント基板
上に形成される導体接続部及び２つの導体接続部間を配
線するインダクタ用配線パターンにより、上記トロイダ
ル・コアに対する巻線を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インダクタンス用コイ
ル等に適用されるインダクタに係り、特にプリント基板
に実装されるインダクタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インダクタは、抵抗やキャパシタと並ん
で最も基本的な電子回路部品であり、その利用分野は広
範囲にわたっている。例えば、キャパシタと組み合わせ
ることにより共振回路として使用されたり、２つのイン
ダクタ間の相互インダクタンスによりトランスとして使
用されるなど、多数の各種電子回路に使用される。イン
ダクタは、電子回路における各種用途に応じて、巻線の
巻き方、コアの形状、コアの材質等が使い分けられる。

【０００３】インダクタが発生する磁界は周囲の空間に
広がるため、周辺の素子に影響を及ぼしたり、あるいは
近傍に導体が存在すると損失を生じてしまうので、実装
密度に限界がある。このような状況にあっては、磁束が
外に漏れることの少ない構造を選ぶ必要があり、そのた
めにトロイダル・コアを用いたトロイダル・コイルが使
用される。トロイダル・コイルは、漏洩磁束が極めて少
ないので、巻線の巻数の割にはインダクタンスが大きく
とれ、かつ、発生するノイズも小さいという利点があ
る。さらに、高周波数用にはフェライト、低周波数用に
は綱帯をコアとして用いれば、さまざまな周波数に対応
することが可能で、ノイズ除去、発振回路、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ等に利用される。

【０００４】図９に従来のプリント基板４に実装される
トロイダル・コイル１の一例を示す。この例において
は、トロイダル・コイル１の巻線加工は、トロイダル・
コア２に、巻線３を巻き付けることにより行われ、トロ
イダル・コイル１をプリント基板４に実装する際には、
巻線３の両端をプリント基板４上に設けられた配線パタ
ーン５の一端に接続して形成されたホール５ａ，５ｂに
貫通させ、はんだ付け等により電気的に接続する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来のトロイダル・コイル１の巻線加工は、工作機械
により自動的に行われる場合もあるが、一般には手作業
により巻くことが多く、その作業には非常に手間がかか
っていた。また、その形状から明らかなように、表面装
着ができないためプリント基板上のホールに貫通させる
工程が必要となり、そのためにプリント基板への実装に
も手間がかかっていた。更に、プリント基板実装後にお
いても振動に対して弱く、巻線に力学的な負担がかかる
ため断線し易いという問題があった。

【０００６】巻線加工の手間を省く先行技術としては、
例えば「公開実用新案公報昭和６２−１３５４２３
号」等がある。しかしながらこの先行技術はインダクタ
ンス素子を加工するための技術であり、プリント基板へ
の実装まで考慮した技術ではなかった。

【０００７】本発明はこれらの課題を解決するためにな
されるものであり、その目的は巻線加工を省略すること
ができ、かつプリント基板への実装が容易なインダクタ
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
トロイダル・コアが嵌入されるコア・ケースが、本体、
第１の鍔部、第２の鍔部とからなり、本体はトロイダル
・コアが嵌入されその表面には複数の線状の導体が径方
向に放射線状に配設される。また、第１の鍔部は本体の
底部外周に接続しその表面には本体の複数の線状の導体
の各々に対応する導体が形成され、第２の鍔部は本体の
底部内周に接続しその表面には本体の複数の線状の導体
の各々に対応する導体が形成される。また、上述のトロ
イダル・コアが嵌入されたコア・ケースが実装されるプ
リント基板上には、第１，第２の鍔部の各導体の実装位
置に対応して複数の導体接続部が設けられており、各組
の導体接続部間に巻線の一部を構成する導体から成るイ
ンダクタ用配線パターンが形成されている。

【０００９】次に請求項２記載の発明は、トロイダル・
コアをプリント基板に固定するコア・ケースが、平面リ
ング形状をしており、そのコア・ケースの内周側と外周
側の対向する位置に複数の突設部が設けられ、各突設部
の表面には１または複数の線状の導体が形成されてい
る。また、上述のトロイダル・コアを固定するコア・ケ
ースが実装されるプリント基板上には、内周側と外周側
の各突設部に形成された各線状の導体の位置に対応して
複数の導体接続部が設けられ、各組の導体接続部間に巻
線の一部を構成するインダクタ用配線パターンが形成さ
れている。

【００１０】

【作用】トロイダル・コアが嵌入されたコア・ケースを
コア・ケース表面に形成された複数の線状の導体とプリ
ント基板上に設けられた複数の導体接続部とが電気的に
接続されるように・プリント基板に実装する。このこと
により、コア・ケース表面の各線状の導体はプリント基
板上に設けられた対応する複数の各インダクタ用配線パ
ターンを介してその隣接する導体と接続され、トロイダ
ル・コアの外周を取り囲む１本の巻線が形成される。す
なわち、コア・ケース表面に形成された１本の線状の導
体とプリント基板表面に形成された１本のインダクタ用
配線パターンとで、トロイダル・コアに１回巻かれる一
本の巻線と等価なものとなる。従って、コア・ケース表
面に形成された複数の線状の導体とプリント基板表面に
形成された複数のインダクタ用配線パターンにより、ト
ロイダル・コアに巻線が複数回巻かれることになる。し
たがって、トロイダル・コアとコア・ケースとプリント
基板表面のインダクタ用配線パターンとからインダクタ
が形成され、プリント基板上に形成されたインダクタ用
配線パターンに接続されていない一組の導体接続部に外
部から電流を流せば、インダクタとして機能する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施例
の構成を示す図である。

【００１２】同図において、１１はトロイダル・コア、
１２はコア・ケース、１３ａ〜１３ｆはコア・ケース１
２の外周に所定の間隔で形成された線状の導体、１４ａ
〜１４ｆ及び１４ａ′〜１４ｆ′はプリント基板上に形
成された導体接続部、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５
ｅ，１５ｆは同じくプリント基板上に形成されたインダ
クタ用配線パターン、１６ａ，１６ｂはアウタ・リード
用の配線パターンである。

【００１３】次に、図２は、図１のコア・ケース１２を
面ＡＢＣＤで切断したときの断面図である。コア・ケー
ス１２は、その内側にトロイダル・コア１１がはめこま
れるコア・ケース本体１２ａと、プリント基板上に装着
される鍔部１２ｂ，１２ｂ′とからなり、絶縁体で加工
が容易な樹脂等から成っている。コア・ケース１２の表
面には６本の線状の導体１３ａ〜１３ｆが形成されてい
る。各線状の導体１３ａ〜１３ｆは、図２に示すよう
に、上部では径方向に伸びるように形成され、内周及び
外周の側部では上部の導体に接続する位置から垂直に下
方に伸び、底部では各側部の導体に接続する位置からそ
の内周及び外周方向に突出した平リング形状の鍔部１２
ｂ，１２ｂ′の外面を包むように形成されている。導体
１３ａ〜１３ｆは、銅またはその他の導電性部材からな
り、例えば高周波帯域で使用するときには、表皮効果の
影響をおさえるために銀を用いることが望ましい。導体
１３ａ〜１３ｆの形成は、例えば銅箔貼着、印刷、メッ
キ等によってなされ、その外面は電気的に絶縁するため
にレジスト等の保護膜により保護される。ただし、鍔部
１２ｂ，１２ｂ′のプリント基板に接続される底面にお
いては、上記導体接続部１４ａ〜１４ｆ，１４ａ′〜１
４ｆ′に接着される部分にのみ、導体１３ａ〜１３ｆが
形成されている。すなわち、コア・ケース鍔部１２ｂ，
１２ｂ′の底面における線状の導体１３ａ〜１３ｆが形
成されている面がプリント基板上に形成された導体接着
部１４ａ〜１４ｆ，１４ａ′〜１４ｆ′とのはんだ接続
面となっている。

【００１４】一方、プリント基板上には、上述したよう
にコア・ケース１２の鍔部１２ｂ，１２ｂ′の底面の各
はんだ接続面が装着される位置に、導体接続部１４ａ〜
１４ｆ及び１４ａ′〜１４ｆ′が形成されている。これ
らの導体接続部１４ａ〜１４ｆ及び１４ａ′〜１４ｆ′
は、例えばはんだ接続用の導体ランドである。

【００１５】コア・ケース１２に形成された線状の導体
の数が６本であるこの第１の実施例においては、プリン
ト基板上に１４ａ〜１４ｆ及び１４ａ′〜１４ｆ′の計
１２個の導体接続部が形成される。図１の矢印Ｅで示す
ように、例えばコア・ケース１２の鍔部１２ｂの底面に
形成された導体１３ａのはんだ接続面は、プリント基板
上の導体接続部１４ａにはんだ付け等により固着され
る。また、コア・ケース１２の鍔部１２ｂ′の底面に形
成されたはんだ接続面は、プリント基板上の導体ランド
１４ａ′にはんだ付け等により固着される。同様にし
て、コア・ケース１２の鍔部１２ｂ，１２ｂ′の底面に
形成された導体１３ｂ〜１３ｆの外周側及び内周側のは
んだ接続面は、それぞれ導体接続部１４ｂ〜１４ｆ及び
１４ｂ′〜１４ｆ′に固着される。すなわち、トロイダ
ル・コア１１が嵌入されたコア・ケース１２がプリント
基板上に実装されると、導体接続部１４ａと導体接続部
１４ｂ′，導体接続部１４ｂと導体接続部１４ｃ′，導
体接続部１４ｃと導体接続部１４ｄ′，導体接続部１４
ｅと導体接続部１４ｆ′，及び導体接続部１４ｆと導体
接続部１４ａ′はそれぞれプリント基板上に形成された
インダクタ用配線パターン１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１
５ｅ及び１５ｆにより電気的に接続される。尚、各イン
ダクタ用配線パターン１５ａ〜１５ｆは、その外部をレ
ジスト等の保護膜により、トロイダル・コア１１に対し
て絶縁されている。また、同じくプリント基板上に形成
されている導体接続部１４ｄ及び１４ｅ′はインダクタ
用配線パターンにより他の導体接続部と接続されてはお
らず、代わりにアウタ・リード用の配線パターン１６
ａ，１６ｂに接続されている。これらの配線パターン１
６ａ，１６ｂには、その用途に応じて外部回路から信号
あるいは電源が供給される。

【００１６】このようにに、トロイダル・コア１１がコ
ア・ケース１２に嵌入された後、上述のようにして、プ
リント基板上に表面実装されると、プリント基板上の導
体接続部１４ａと１４ａ′が、コア・ケース１２の外面
に形成された線状の導体１３ａにより接続され、さらに
導体接続部１４ａと１４ｂ′とが、プリント基板上のイ
ンダクタ用配線パターン１５ａにより接続される。そし
て、プリント基板上の導体接続部１４ａ′と１４ｂ′と
が電気的に接続されているため、コア・ケース１２の上
面に形成された導体１３ａ、プリント基板上に形成され
た導体接続部１４ａ，１４ａ′，１４ｂ′、及びインダ
クタ用配線パターン１５ａとがトロイダル・コア１１に
対する１回巻線となっている。同様にして、コア・ケー
ス上に形成された導体１３ｂ〜１３ｆと、プリント基板
上に形成された導体接続部１４ｂ〜１４ｆ，１４ｂ′〜
１４ｆ′、及びインダクタ用配線パターン１５ｂ，１５
ｃ，１５ｅ，１５ｆにより、トロイダル・コア１１の５
回巻線が作られる。したがって、アウタ・リード用の配
線パターン１６ａと１６ｂの間にはトロイダル・コア１
１に対する６回巻線が作られる。

【００１７】このように、トロイダル・コア１１が嵌入
されたコア・ケース１２をプリント基板上の当該位置に
表面実装することにより、トロイダル・コア１１とコア
・ケース１２に形成された線状の導体１３ａ〜１３ｆと
プリント基板上のインダクタ用配線パターン１５ａ，１
５ｂ，１５ｃ，１５ｅ，１５ｆによってインダクタが構
成される。このインダクタは、トロイダル・コア１１に
６回巻線を施した従来のトロイダル・コイルの両端を、
それぞれ導体接続部１４ｄ，１４ｅ′にはんだ接合した
ものと同等の効果となる。また、従来のトロイダル・コ
イルは巻数が固定であったが、この第１の実施例のイン
ダクタは、例えばインダクタ用配線パターン１５ｅを切
断し、導体ランド１４ｅ′と１４ｆ′とが短絡している
別のプリント基板を用いることにより、５回巻線のトロ
イダル・コイルを製作することも可能である。

【００１８】続いて、図３に第１の実施例の変形例を示
す。この例においては、コア・ケース１２の線状の導体
がトロイダル・コア１１が嵌入される内側面に形成され
ており、導体損傷の恐れが少ないという利点がある。

【００１９】図４は本発明の第２の実施例のコア・ケー
ス１６の外観図である。コア・ケース１６は平面リング
形状をしており、リング１８の内周側と外周側の対向す
る位置に計８組の突起部１９が設けられた形状となって
いる。また、このコア・ケース１６の表面には、各組の
突起部１９の内周側から外周側へ貫くように、つまり径
方向に伸びるように線状の導体１７が２本ずつ形成され
ている。この第２の実施例は、導体形成段階でコア・ケ
ース１６が平面であるので、パターン印刷等による微細
加工が容易であり、非常に多数の導体１７を形成可能で
ある。

【００２０】このコア・ケース１６を、トロイダル・コ
アとともにプリント基板に実装するときは、図５に示す
ようにコア・ケース１６の各組の突起部１９を外周側と
内周側に折り曲げ加工し、その外周側に折り曲げられた
突起部１９ａと内周側に折り曲げられた突起部１９ｂと
の間にトロイダル・コアがはめ込まれる。なお、この折
り曲げ加工は、例えば、適度な熱を加えながら行うこと
により、コア・ケース１６自体や線状の導体１７が切断
等の損傷をおこすことを防ぐことができる。尚、突起部
１９を折り曲げ加工する方向に限定はなく、図５に示し
た例とは逆方向に折り曲げ加工し、導体１７がトロイダ
ル・コアをはめ込む側にくるようにすることも可能であ
る。ただしその場合、突起部１９の末端部分の導体１７
の形状が異なるが、説明は後述する。

【００２１】コア・ケース１６とプリント基板との接合
は、第１の実施例と同様に表面実装により行われる。コ
ア・ケース１６におけるはんだ接続面の例を図６〜図８
に示す。これらの図は、内周側あるいは外周側の突起部
１９ａ，１９ｂの末端部分を示す図である。

【００２２】図６に示す例では線状の導体１７を突起部
１９（１９ａ，１９ｂ）の端で裏面に折り返し、その裏
面に折り返された部分の導体１７がはんだ接続面とな
る。図７に示す例は突起部１９（１９ａ，１９ｂ）上の
表側に形成された導体１７の先端にスルーホール２０を
設けることにより、上記図６のように突起部１９（１９
ａ，１９ｂ）の端部を折り返しすることなくプリント基
板上の導体接続部との電気的接続を可能にしたものであ
り、図７(a) におけるＥ−Ｅ′断面を図７(b) に示して
ある。さらに、図８に示す例は上記図６，図７の例のよ
うに突起部１９（１９ａ，１９ｂ）の端での折り返し
や、導体１７の先端部分にスルーホールを形成すること
も不要であり、最も製作が容易な例である。また、この
例においては、導体１７の先端部分に絶縁のためのレジ
ストを施さないはんだ接続面２１が設けられている。こ
の図８に示す例では、突起部１９（１９ａ，１９ｂ）の
折り返し方向が前記図５に示した例とは逆になり、トロ
イダル・コアと接する面に線状の導体１７がくるように
なる。

【００２３】尚、図６，図７においても、図８と同様の
形状のはんだ接続面２１が設けられるが、図面を見て全
体の形状が把握しやすいようにするためにあえて省略し
た。また、これらの第２実施例においても、プリント基
板上に形成する導体接続部、インダクタ用配線パターン
の形成は基本的に第１の実施例と同様なものとなるので
プリント基板の構成の説明は省略する。

【００２４】第１の実施例に比べて第２の実施例は、導
体１７の形成の容易さに加えて、その形状より明らかな
ように放熱効果が大きい。また一般にインダクタはヒス
テリシス損やうず電流損等の鉄損により発熱し、電流値
や周波数によってはかなりの発熱量となるが、第２の実
施例のコア・ケース１６は放熱性が良いため温度の上昇
によるインダクタンスの変化を小さくすることができ
る。

【００２５】以上第１及び第２実施例により本発明を説
明してきたが、コア・ケースに設けられる導体の本数は
限定されず、用途に応じて自由に変えることが可能であ
る。また、プリント基板に形成されるインダクタ用配線
パターンはコア・ケースが実装される面とは反対側の面
に形成するようにしてもよく、さらにはプリント基板の
内層に形成するようにしてもよい。さらにコアを用い
ず、コア・ケースとプリント基板のインダクタンス用配
線パターンのみでインダクタを構成するようにしてもよ
い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コア・ケースの表面に形成される線状の導体とプリント
基板に形成される配線パターンとを電気的に接続させる
ことで巻線が構成される。従ってトロイダル・コイルを
プリント基板上に実装する場合、トロイダル・コアに巻
線加工する工程が不要となり、さらに表面実装が可能と
なるので、プリント基板上に製作する電子回路の軽量・
小型化が容易となり、またはんだ付けの工程を自動化で
きるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の分解斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施例のコア・ケース断面図で
ある。

【図３】本発明の第１の実施例のコア・ケースの変形例
を示す断面図である。

【図４】本発明の第２の実施例の折り曲げ加工前のコア
・ケースを示す図である。

【図５】本発明の第２の実施例の折り曲げ加工後のコア
・ケースを示す図である。

【図６】本発明の第２の実施例のコア・ケース突起部を
示す図である。

【図７】本発明の第２の実施例のコア・ケース突起部の
変形例を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施例のコア・ケース突起部の
他の変形例を示す図である。

【図９】従来のトロイダル・コイルとその実装を示す図
である。

【符号の説明】

１２コア・ケース１２ａコア・ケース本体１２ｂ，ｂ′ コア・ケース鍔部１３ａ〜１３ｆ線状の導体１４ａ〜１４ｆ及び１４ａ′〜１４ｆ′ 導体接続
部１５ａ，ｂ，ｃ，ｅ，ｆインダクタ用配線パター
ン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の線状の導体が径方向に配設されコ
アが嵌入可能な形状のコア・ケース本体と、前記コア・
ケース本体の複数の線状の導体の各々に接続する導体が
表面に形成された外周側端部と、前記コア・ケース本体
の複数の線状の導体の各々に接続する導体が表面に形成
された内周側端部とからなるコア・ケースを、該コア・ケースの前記外周側、内周側の端部に形成され
た導体に対応する位置に複数の導体接続部が設けられ、
該複数の導体接続部間を接続するパターンが前記コア・
ケースの複数の線状の導体と一体となって巻線を形成す
るよう配設された基板に実装してなることを特徴とする
インダクタ。
【請求項２】平面リング形状であり、その内周側と外
周側との間をつなぐ１または複数の線状の導体が形成さ
れた適宜屈曲可能なコア・ケースを、前記各導体に対応する位置に複数の導体接続部が設けら
れ、該複数の導体接続部間を接続するパターンが前記コ
ア・ケースの線状の導体と一体となって巻線を形成する
よう配設された基板に実装してなることを特徴とするイ
ンダクタ。