JP3141709U - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でありながら、本体を省スペース化できるコイル部品を提供すること。
【解決手段】コイル部品１は、ｎ辺を有するｎ角形（ｎは６以上の偶数）の外周形であって、中心に貫通孔が形成される閉磁路のトロイダルコア７と、トロイダルコア７の外形を構成するｎ辺のうち、第１の辺にワイヤ３ａが巻回されて形成される１次コイルと、トロイダルコア７の第１の辺に対向する第２の辺にワイヤ３ｂが巻回されて形成される２次コイルと、１次及び２次コイルが形成されたトロイダルコア７が載置されるベース部材と、を備える。そして、ベース部材は、第１の辺に隣り合う二辺の近傍に配置され、ワイヤ３ａの両端部に接続される端子部材４ａ，４ｄと、第２の辺に隣り合う二辺の近傍に配置され、ワイヤ３ｂの両端部に接続される端子部材４ｂ，４ｃを備える。
【選択図】図２

Description

本考案は、電子機器に加わるノイズを抑制するコイル部品に関し、例えば、トロイダルコアにワイヤを巻回して構成されるコモンモードコイルの構造に適用して好適なコイル部品に関する。

一般に、電圧信号が、電線路や通信回線を通して電子機器に流入したり、電子機器から放出されたりする場合、伝導ノイズが発生する。この伝導ノイズの伝わり方には、コモンモードとディファレンシャルモードがある。従来、電子機器やケーブル等に加わる伝導ノイズを軽減するため、様々な技術が用いられる。

特許文献１には、中心部に孔部を形成した円柱形のトロイダルコアに、小巻線の集合体としてコイルを形成する技術について記載されている。このコイルは、ｎ次巻線を構成する点において、基本的かつ簡易的なものであるといえる。

特許文献２には、円形トロイダルコアが収容される樹脂性のコアキャップに、巻線が巻回されて構成されるコモンモードコイルについて記載されている。

特許文献３には、方形トロイダルコアの対向する２辺にワイヤが巻回されるチョークコイルについて記載されている。

特許文献４には、方形コアの対向する２辺に巻線が巻回されるコモンモードチョークコイルについて記載されている。
実開昭６０−１１９１２９号公報 特開２０００−２９９２３５号公報 特開平１１−１８６０６４号公報 特開２００６−１７３２０１号公報

ところで、特許文献１に記載されたフィルタ装置の構成では、トロイダルコアが円形状であるため、導電ワイヤ（以下、ワイヤという。）の巻回時にコイルが動きやすいという課題を有する。つまり、複数のコイルが互いに近づいたり離れたりしやすい。この結果、フィルタ装置の製造工程が煩雑化したり、コイル特性がバラつきやすくなったりしてしまう。この課題は、ワイヤを巻回した後でも同様に生じる。

また、トロイダルコアの内形状は、最低限、ワイヤを巻回するスペースがあればよい。この点を考慮すると、フィルタ装置の小型化を進める上で、コアの内形状は円形である必要はなく、矩形状にすることが望ましい。このため、ワイヤが巻回される部位が円形（あるいは、曲面形状）のトロイダルコアを採用すると、フィルタ装置を小型化することが困難である。

また、特許文献２に記載されたコモンモードコイルには、コアキャップの中央を分断する仕切り部が設けられる。このため、ワイヤの巻回時または巻回後において、コイルは動きにくくなる。しかし、このコモンモードコイルは、コアの中央孔に仕切り部を形成してあるため、特に、その部位にワイヤを巻回するためのスペースが狭小化する。さらに、仕切り部があると、ワイヤを巻回する工程が複雑化してしまうという別の課題が生じやすい。また、仕切り部を形成するため、部材点数が増える。結果として、製造コストが高騰してしまうという課題が生じる。

また、特許文献３及び４に記載されたチョークコイルは、トロイダルコアの外形状と内形状を矩形状で形成される。この形状は、特許文献１及び２に記載された円形状のトロイダルコアと比べると、スペース効率に優れる。しかし、特許文献３に記載されたチョークコイルは、端子電極部が、側方へ延出するという点で、部品の床面積が大きい。また、特許文献４に記載されたチョークコイルは、回路基板に実装されるコイルの床面積は大きくならないが、端子電極とワイヤ端末の接合部が部品上面に位置する。このため、チョークコイルを低背化することが困難になるという課題がある。

本考案は、簡単な構成でありながら、本体を省スペース化することができるコイル部品を提供することを目的とする。

本考案は、ｎ辺を有するｎ角形（ｎは６以上の偶数）の外周形であって、中心に貫通孔が形成される閉磁路のトロイダルコアと、トロイダルコアの外形を構成するｎ辺のうち、第１の辺に第１のワイヤが巻回されて形成される１次コイルと、トロイダルコアの第１の辺に対向する第２の辺に第２のワイヤが巻回されて形成される２次コイルと、１次及び２次コイルが形成されたトロイダルコアが載置されるベース部材と、を備える。そして、ベース部材は、第１の辺に隣り合う二辺の近傍に配置され、第１のワイヤの両端部に接続される第１及び第２の端子部材と、第２の辺に隣り合う二辺の近傍に配置され、第２のワイヤの両端部に接続される第３及び第４の端子部材を備える。

本考案によれば、ｎ角形の（ｎは６以上の偶数）の形状としたトロイダルコアの対向する２辺にワイヤを巻回してコイルを形成し、コイルが形成された２辺に隣り合う辺に、ワイヤの端部を絡げる端子部材を形成したことにより、ワイヤの固定が容易になると共に、コイル部品本体の寸法を小さくし、本体を省スペース化できるという効果がある。

以下、本考案の一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態では、例えば回路基板に実装されるコイル部品１に適用した例として説明する。

図１は、コイル部品１の外観構成例を示す。
図１（ａ）は、コイル部品１の上面斜視図である。
図１（ｂ）は、コイル部品１の下面斜視図である。
コイル部品１は、後述するトロイダルコア７（後述の図２参照）を格納する矩形状のベース部材５と、ベース部材５に格納されたトロイダルコア７を保護するためのカバー部材２と、を備える。

中心に貫通孔が形成された閉磁路のトロイダルコア７の外形を構成するｎ辺のうち、第１の辺には、導電ワイヤ３ａ（以下、ワイヤという。）が、所定の巻数で巻回され、１次コイル８ａ（後述の図２参照）が形成される。一方、トロイダルコア７の第１の辺（１次コイル８ａが形成された辺）に対向する第２の辺にワイヤ３ｂが巻回され、２次コイル８ｂが形成される。１次コイル８ａと２次コイル８ｂによって、コモンモードコイルが形成される。ワイヤ３ａ，３ｂは、互いに逆方向に巻回されている。

ベース部材５の下面には、第１の辺に隣り合う二辺の近傍に配置され、ワイヤ３ａの両端部に接続される端子部材４ａ，４ｄと、第２の辺に隣り合う二辺の近傍に配置され、ワイヤ３ｂの両端部に接続される端子部材４ｂ、４ｃを備える。端子部材４ａ〜４ｄは、回路基板に配された導電端子（ランドパターン）に接続される。また、端子部材４ａ〜４ｄは、例えば、銅めっき又は錫めっきされた真ちゅうの板部材を切り出して形成される部材である。端子部材４ａ〜４ｄに形成される端子部材は、ベース部材５の側面部に突出する。

Ｘ−Ｙ平面におけるベース部材５の四隅には、切欠き部が形成される。この切欠き部に端子部材４ａ〜４ｄの端子部材が植設された状態で配置される。そして、コイル部品１の端子部材を含めた全体の寸法は、切欠き部が形成されないと仮定した場合におけるベース部材５の底面の寸法を超えない。

カバー部材２は、ベース部材５に組み合わされ、１次コイル８ａと２次コイル８ｂが形成されたトロイダルコア７を覆って外部の衝撃、汚れから保護する。カバー部材２の上面の一部には、回路基板にコイル部品１を実装する実装方向を示す標識として、方向識別部６が形成される。方向識別部６は、特定形状の標識（本例では、円）である。本例では、方向識別部６の形状を、凹部としてあるが、凸部としてもよい。または、マーク、記号等を付したものであってもよい。

次に、コイル部品１の構成例について、図２の分解斜視図を参照して説明する。
カバー部材２は、樹脂成型品からなり、ベース部材５の上部に被せられる。カバー部材２の上面が平坦に形成されていることによって、回路基板に実装する場合等において部品を搬送する際の、エアーチャック（エアー吸着ともいう。）を確実に行うことができる。

磁性体材料で形成されたトロイダルコア７を上面視すると、外周形が８角形状であることが分かる。ただし、この外形状を、６角形状としてもよい。ここで、トロイダルコア７の外形状を一般化すると、ｎが６以上の偶数である、ｎ辺を有するｎ角形状であると言える。外形状が６角形又は８角形であれば、内形状は外形と同じでもよい。あるいは、内形状は、図２に示すように、曲面を有する矩形状でもよい。トロイダルコア７の外形状を６角形又は８角形にすると、回路基板への実装時に、ワイヤ３ａ，３ｂが収まりやすく、コイル部品１の端子部材を含めた全体の寸法は、切欠き部が形成されないと仮定した場合におけるベース部材５の底面の寸法を超えずに、コイル部品１の本体を省スペース化できる。

トロイダルコア７に生じる磁気特性を考慮すると、矩形状又は四角形状のトロイダルコア７の４頂点にあたる部位は、磁気特性に寄与しないと言える。また、従来のように、トロイダルコア７の外形状が矩形状であることは、部品を小型化したり、省スペース化したりできない要因になると考えられる。このため、本例のトロイダルコア７の外形状を、６角形又は８角形としても、磁気特性に影響を与えることなく、部品を小型化することが可能となる。

トロイダルコア７に用いられる一般的な材質は、絶縁性に優れたＮｉ−Ｚｎ系フェライトである。ただし、絶縁コーティングやテーピングをすれば、上述のＮｉ−Ｚｎ系フェライトと比較して比抵抗が小さいＭｎ−Ｚｎ系フェライトをトロイダルコア７の材質に採用してもよい。

ところで、トロイダルコア７の製造後、バレル研磨等を施しておくと、バリや角部が取れて曲面ができる。このため、ワイヤを巻回する際に、ワイヤの皮膜が剥離する等の不具合を減らせる。また、トロイダルコア７の内形状は、円形ではなく略矩形状とされている。このため、トロイダルコア７は、実質的に巻枠機能を有するといえる。このことから、ワイヤを巻く際に、コイルの位置を安定化することが可能である。なお、トロイダルコア７の断面積は、各部位で一定させることが最も理想的である。

トロイダルコア７の外形を構成するｎ辺のうち、第１の辺には、ワイヤ３ａが巻回され、１次コイル８ａが形成される。トロイダルコア７の第１の辺に対向する第２の辺には、ワイヤ３ｂが巻回され、２次コイル８ｂが形成される。

ベース５は、端子台としての機能を有することはもちろん、１次コイル８ａ，２次コイル８ｂが形成されたトロイダルコア７が載置され、外部からトロイダルコア７に加わる衝撃を防ぐ機能も有する。また、コイル部品１は、上面が平坦であるカバー部材を構成しているため、回路基板への実装時等にコイル部品１を搬送する場合、確実にエアーチャックを行うことができる。

図３は、図１で説明したコイル部品１を、Ａ−Ａ′線において断面視した例を示す。
カバー部材２の下面中央部には、仕切り部材１０が形成される。仕切り部材１０は、ワイヤ３ａ，３ｂが巻回されたトロイダルコア７の貫通孔に収容可能な寸法としている。ワイヤ３ａ，３ｂの巻回方向は互いに逆向きとされていることから、コイル部品１の通電時には、ワイヤ３ａを流れる電流は、矢印９ａの方向となり、ワイヤ３ｂを流れる電流は、矢印９ｂの方向となる。

カバー部材２に形成された仕切り部材１０によって、ベース５にカバー部材２を被せる際の位置決めがしやすくなり、コイル部品１の組み立てが容易となる。また、ワイヤが撓む等の不具合が生じても、２つのコイル同士が接触しない。このため、コイル同士の絶縁性が確実に保たれる。

以上説明した本実施の形態に係るコイル部品１によれば、１次コイル８ａを形成するワイヤ３ａと、２次コイル８ｂを形成するワイヤ３ｂの両端部が接続される接続端子（端子部材）の配置位置を最適化することを特徴としている。このため、コイル部品１の小型化と省スペース化を実現することが可能となる。また、トロイダルコア７の外形状を、ｎ角形（ｎは６以上の偶数）とし、内形状を略矩形状としたことにより、トロイダルコア７の自体が巻枠機能を奏するため、ワイヤの位置ズレを抑え、ワイヤの巻線工程が容易になるという効果がある。また、ベース５の４隅に配置される端子部材によって、トロイダルコア７の収納時の位置決めが可能となり、組み立て作業が容易となるという効果がある。

本考案に係るトロイダルコア７のように、多角形状とすることによって、必然的に４つの端子部材を配置する構成となり、コモンモードコイルの構成として、理想のスペース効率を得ることができる。複数あるコイルが、位置ズレによって、近接したり離れたりしないので、製品特性が安定化するという効果がある。

また、閉磁路のトロイダルコア７を用いていることから、１次コイル８ａと２次コイル８ｂとの結合係数が高まり、コモンモード又はディファレンシャルモードにおけるノイズ除去の特性に優れたコモンモードコイルが得られる。また、コモンモードコイルは、回路基板への実装時に方向を誤ると正常に機能しない。このため、コイル部品１の実装方向を識別できる方向識別部６を設けることによって、誤実装を防止できるという効果がある。また、ベース部材５に載置されたトロイダルコア７を、カバー部材２によって覆うことにより、外部の衝撃、汚れ等を防ぐことができる。

本考案の一実施の形態におけるコイル部品の外部構成例を示した斜視図である。 本考案の一実施の形態におけるコイル部品の例を示した分解斜視図である。 本考案の一実施の形態におけるコイル部品のＡ−Ａ′線における断面図である。

符号の説明

１…コイル部品、２…カバー部材、３ａ，３ｂ…導電ワイヤ、４ａ〜４ｄ…端子部材、５…ベース部材、６…方向識別部、７…トロイダルコア、８ａ…１次コイル、８ｂ…２次コイル、１０…仕切り部材

Claims (3)

1. ｎ辺を有するｎ角形（ｎは６以上の偶数）の外周形であって、中心に貫通孔が形成される閉磁路のトロイダルコアと、
   前記トロイダルコアの外形を構成するｎ辺のうち、第１の辺に第１のワイヤが巻回されて形成される１次コイルと、
   前記トロイダルコアの前記第１の辺に対向する第２の辺に第２のワイヤが巻回されて形成される２次コイルと、
   前記１次及び２次コイルが形成されたトロイダルコアが載置されるベース部材と、を備え、
   前記ベース部材は、前記第１の辺に隣り合う二辺の近傍に配置され、前記第１のワイヤの両端部に接続される第１及び第２の端子部材と、前記第２の辺に隣り合う二辺の近傍に配置され、前記第２のワイヤの両端部に接続される第３及び第４の端子部材を備えることを特徴とする
   コイル部品。
2. 請求項１に記載のコイル部品において、
   前記ベース部材に組み合わされ、前記１次及び２次コイルが形成されたトロイダルコアを覆うカバー部材を備えることを特徴とする
   コイル部品。
3. 請求項２に記載のコイル部品において、
   前記カバー部材には、回路基板への実装方向を示す方向識別部が形成されることを特徴とする
   コイル部品。

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