JPH0416405Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、絶縁ベースの両面に所定のコイルパ
ターンを形成してなるユニツトコイルを複数枚積
層して構成されるユニツトコイル積層体に関する
ものである。

［従来技術］ プリント技術により形成されるコイルにおいて
は、渦巻状のコイルパターンを絶縁ベースの両面
に形成して両コイルパターンの内周側端部同志を
接続したものをユニツトコイルとし、該ユニツト
コイルを複数個積層して並列接続することにより
ユニツトコイル積層体を構成することが行われて
いる。

このユニツトコイル積層体は小形で特に高さ方
向寸法を小さくできるので電子部品用コイルとし
て好適である。

従来のユニツトコイル積層体の例を第５図ない
し第８図に示してある。この従来例のユニツトコ
イル積層体は、４ターンのコイルパターンを有す
るユニツトコイルを４個積層して並列回路数を４
としたものである。第５図は分り易くするために
コイルパターン相互間の距離を実際の距離よりも
離してコイルパターン部のみを（絶縁ベース及び
絶縁シートは省略して）４回路中２回路について
示したもので、同図において縦の破線はコイルパ
ターン間の電気的接続を示している。

第６図は第５図の外周側口出部分を見た側面
図、第７図は第５図のＢ−B′線断面図であり、
第５図で表示を省略した部分を、これらの図には
省略せずに表示してある。

これらの図において、１ａないし１ｄはそれぞ
れ第１ないし第４のユニツトコイルで、これらの
ユニツトコイルはそれぞれ絶縁ベース２ａないし
２ｄの両面に４ターンの渦巻き状コイルパターン
３_a1，３_a2ないし３_d1，３_d2を形成したものから
なつている。各ユニツトコイルの両面のコイルパ
ターンの内周側端部同志は絶縁ベースを貫通させ
て設けられた接続導体（例えばスルーホール導
体）により相互に電気的に接続されている。

ユニツトコイル１ａないし１ｄは相互間に絶縁
シート４を介在させて積層され、これらの積層体
の両端には絶縁板５が配置されている。そして第
１ないし第４のユニツトコイルの表側のコイルパ
ターンの外周側口出部A₁，B₁，C₁及びD₁が導体
６Ａにより相互に接続され、第１ないし第４のユ
ニツトコイルの裏側のコイルパターンの外周側口
出部A₂，B₂，C₂及びD₂が導体６Ｂにより相互に
接続されて、ユニツトコイル１ａないし１ｄが並
列接続されている。

この種のコイルにおいては、コイルパターンが
ごく薄い導体により形成される。これは多数並列
接続して使用する場合にコイルパターンが薄い方
が製作が容易であるという製作上の理由の他に、
コイルパターンを薄くすると導電部における渦電
流が抑制されて高周波特性が良くなるという理由
による。

この種のコイルにはその本来の使用目的に供さ
れるインダクタンスの他に分布静電容量（以下分
布容量と記す。）が存在する。この分布容量は一
般に小さい方が望ましく、これが大きいと該分布
容量を通して流れる充電電流が増大して誘導リア
クタンス素子そしてのコイル本来の機能が損われ
てしまう。

第８図は上記ユニツトコイル積層体の等価回路
を示したもので、L₁は各コイルパターンのイン
ダクタンスを示し、C₁は各ユニツトコイルの分
布容量を示している。またC₂はユニツトコイル
を積層した時に生じる分布容量で、この分布容量
C₂はユニツトコイル単体の時には存在しないも
のである。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記のユニツトコイル積層体において、分布容
量に流れる充電電流は、電極間電圧と分布容量に
大きさと周波数との積とに比例するから、充電電
流を小さくするためには電源周波数が高くなるほ
ど分布容量を小さくしなければならない。

一方分布容量は電極間の距離に反比例する。ユ
ニツトコイルにおいては、第８図に示すように絶
縁ベースの両面のコイルパターン間に分布容量
C₁が存在するが、ユニツトコイルを積層すると、
隣接するユニツトコイルのコイルパターン間に新
たに分布容量C₂が発生する。そのため複数のユ
ニツトコイルを積層してユニツトコイル積層体を
構成すると、分布容量が増加して充電電流が増加
し、高周波特性が悪くなる。この不都合を軽減す
るためにはユニツトコイル間に介在させる絶縁シ
ートを厚くして分布容量C₂を小さくするが必要
がある。

ユニツトコイル間に介在させる絶縁シート４
は、コイルパターンが接続される絶縁ベース２
ａ，２ｂ，…とは異なり、本来ユニツトコイル間
のコイルパターンの電位差に耐えるだけの厚さが
あればよく、そのために必要な厚さはごく薄いも
のである。しかるに充電電流を抑制するために絶
縁シートを耐電圧的の必要な厚さよりも厚くする
とユニツトコイル積層体の厚さが大きくなり、ユ
ニツトコイル積層体の長所が相殺される上に生産
コストも高くなる。

本考案の目的は、絶縁シートの厚さを増加させ
ることなくユニツトコイル相互間の分布容量に流
れる充電電流を減少させて高周波特性を改善した
ユニツトコイル積層体を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案においては、積層された複数個のユニツ
トコイルの隣接するコイルパターンをその間に介
在する絶縁シートに関して対称な形状とし、両コ
イルパターンの対向部間に電位差が生じないよう
にユニツトコイルを結線する。

そのため積層体の積層方向のいずれか一端から
数えて奇数番目のユニツトコイルの表側のコイル
パターンの外周側口出部及び偶数番目のユニツト
コイルの裏側のコイルパターンの外周側口出部を
相互に接続し、奇数番目のユニツトコイルの裏側
の外周側口出し部及び偶数番目のユニツトコイル
の表側の外周側口出部を相互に接続する。

［考案の作用］ 上記のように隣接するコイルパターンを絶縁シ
ートに関し対称な形状とすると、隣接するコイル
パターンの絶縁シートを介して相対向する点（絶
縁シートに関して対称な位置にある点）の間の電
位差が零になる。本考案の等価回路においても幾
何学的には隣接するユニツトコイル間に分布容量
が存在するが、隣接するコイルパターンの各対称
点間の電位差が零であるので、該ユニツトコイル
間の分布容量には充電電流が流れない。したがつ
てユニツトコイル間の分布容量は電気的には存在
しないのと同じである。

今簡単にするためユニツトコイル積層体と外部
（例えば大地）との間の分布容量を無視し、ユニ
ツトコイルの両側のコイルパターン間の分布容量
をC₁、積層されたユニツトコイルの隣接するコ
イルパターン間の分布容量をC₂、電源の各周波
数をω、電源電圧をＶ、積層されたユニツトコイ
ルの数をｎとすると、本考案の積層体において流
れる充電電流I₁及び従来の積層体において流れる
充電電流I₂は次のようになる。

I₁＝jnωC₁Ｖ I₂＝jnωC₁Ｖ＋ｊ（ｎ−１）ωC₂Ｖ これらより充電電流の比率I₁／I₂を求めると、 I₁／I₂＝（nC₁）／｛nC₁＋（ｎ−１）C₂｝ となる。

今仮にC₁＝C₂でｎが大きい場合を想定すると
本考案による充電電流は従来の方法の約1/2にな
る。

また隣接するコイルパターンの対称点間の電位
差は零であるから、絶縁シートの厚さを設定する
に当つては耐電圧上の厚さは考慮する必要がな
く、単に両コイルパターン間に渦電流が環流する
のを阻止するために必要な絶縁性能を考慮して絶
縁シートの厚さを設定すればよい。

したがつて本考案においては、分布容量による
電流抑制の観点からのみならず、耐電圧条件の観
点からも、絶縁シートの厚さを従来のものよりも
薄くすることができる。

［実施例］ 以下添付図面を参照して本考案の実施例を説明
する。

第１図ないし第４図は本考案の実施例を示した
もので、この実施例ではユニツトコイルのターン
数を４、ユニツトコイル数を４としてある。

第１図においてはコイルパターン相互間の距離
を実際の距離よりも離して示してあり、コイルパ
ターン部のみを４回路中２回路について示してあ
る。第１図において縦の破線はコイルパターン間
の接続を示している。

第２図は第１図の外周側口出部を見た側面図、
第３図は第１図のＡ−A′線断面図であり、第１
図で省略した部分を、これらでは省略せずに表示
している。

第４図は本考案の実施例の等価回路を示したも
のである。

これらの図において、第５図ないし第８図に示
した従来例と同等部分にはそれぞれ同一の符号を
付してあり、１ａないし１ｄはそれぞれ第１ない
し第４のユニツトコイルである。これらのユニツ
トコイルはそれぞれ絶縁ベース２ａないし２ｄの
両面に４ターンの渦巻き状コイルパターン３_a1，
３_a2ないし３_d1，３_d2を銅箔により形成したもの
からなつており、各ユニツトコイルの両面のコイ
ルパターンの内周側端部同志は絶縁ベースを貫通
させて相互に電気的に接続されている。このユニ
ツトコイルのコイルパターンは、銅張り積層板を
エツチングする方法や、渦巻き上に形成された銅
箔を絶縁基板の両面に接着する方法等により形成
される。絶縁ベースの両面のコイルパターンの内
周側端部同志の接続は、導電塗料を用いて行うス
ルーホールや、基板を貫通させて接続導体を設け
てその両端をコイルパターンに半田付けする等の
方法により行うことができる。

ユニツトコイル１ａないし１ｄは相互間に絶縁
シート４を介在させて積層され、これらの積層体
の両端には絶縁板５が配置されている。絶縁ベー
ス２、絶縁シート４及び絶縁板５はポリエステル
フイルム等の絶縁材料により作られている。

本考案においては、第１図に見られるように、
積層されたユニツトコイル１ａ，１ｂ，…相互間
の隣接するコイルパターン３_a2と３_b1、３_b2と３_c1
及び３_c2と３_d1をそれぞれの間に介在する絶縁シ
ート４に関し対称な形状とする。ユニツトコイル
間の接続すなわちコイルパターンの外周側口出部
の接続は接続導体を半田付けする等の公知の方法
を用いて行うが、本考案においては、ユニツトコ
イルの積層方向のいずれかの端部から奇数番目の
ユニツトコイルの表側のコイルパターンの外周側
口出部と偶数番目のユニツトコイルの裏側のコイ
ルパターンの外周側口出部とが相互に接続され、
奇数番目のユニツトコイルの裏側のコイルパター
ンの外周側口出部と偶数番目のユニツトコイルの
表側のコイルパターンの外周側口出部とが相互に
接続される。

本実施例では第２図及び第３図において上から
１番目及び３番目のユニツトコイル１ａ及び１ｃ
の表側のコイルパターン３_a1及び３_c1の外周側口
出部A₁及びC₁と２番目及び４番目のユニツトコ
イル１ｂ及び１ｄの裏側のコイルパターン３_b2及
び３_d2の外周側口出部B₂とD₂とが接続導体６Ａ
により接続されて該接続導体から端子が引出され
る。また１番目及び３番目のユニツトコイル１ａ
及び１ｃの裏側のコイルパターン３_a2及び３_c2の
外周側口出部A₂及びC₂と２番目及び４番目のユ
ニツトコイル１ｂ及び１ｄの表側のコイルパター
ン３_b1及び３_d1の外周側口出部B₁とD₁とが接続導
体６Ｂにより接続されて該接続導体から端子が引
出される。

本実施例のユニツトコイル積層体の等価回路を
示すと第４図の通りである。同図においてコイル
パターンの上下の位置関係は第２図及び第３図と
同じであつて、L₁は各コイルパターンのインダ
クタンス、C₁は各ユニツトコイルの表裏のコイ
ルパターン間の分布容量、C₂′は隣接するユニツ
トコイルのコイルパターン間の分布容量であると
する。第４図において端子T₁及びT₂はそれぞれ
接続導体６Ａ及び６Ｂから引出された端子であ
る。

上記のように隣接するコイルパターンを絶縁シ
ートに関し対称な形状とすると、隣接するコイル
パターンの絶縁シート４を介して相対向する点
（絶縁シート４に関して対称な位置にある点）の
間の電位差が零になる。第４図に示した本考案の
等価回路においても隣接するユニツトコイル間に
分布容量C₂′が存在するとしたが、隣接するコイ
ルパターンの各対称点間の電位差が零であるの
で、ユニツトコイル間には充電電流が流れない。
したがつてユニツトコイル間の分布容量C₂′は電
気的には存在しないのと同じである。

このように、本考案によれば、ユニツトコイル
間の分布容量を電気的には無くすことができるた
め、高周波特性を良好にすることができる。また
絶縁シートの厚さはコイルパターン間に渦電流が
環流するのを阻止するために必要な絶縁性能を考
慮して設定すればよいため、その厚さを充分に薄
くすることができ、ユニツトコイル積層体の利点
を活かすことができる。

上記の例では、ユニツトコイルの数を４とした
が、一般にｎ個のユニツトコイルを積層する場合
にも各ユニツトコイルのコイルパターンを同様に
形成して同様の接続の仕方でｎ個のユニツトコイ
ルのコイルパターンの外周側口出し部を接続する
ことにより、ｎ個のコイルが並列接続された本考
案のユニツトコイル積層体を得ることができる。

［考案の効果］ 以上にように、本考案によれば、ユニツトコイ
ル間の分布容量に充電電流が流れないようにした
ため、ユニツトコイル積層体の充電電流を減少さ
せて高周波特性を改善することができる利点があ
る。またユニツトコイル間の分布容量を減少させ
るためにユニツトコイル間に介在させる絶縁シー
トの厚さを厚くする必要がないため、該絶縁シー
トを薄くしてユニツトコイル積層体の厚み方向寸
法を薄くすることができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例におけるコイルパター
ンの配置及び接続の仕方を示す斜視図、第２図は
第１図の実施例の外側口出部を見た側面図、第３
図は第１図のＡ−A′線断面図、第４図は本考案
の実施例の等価回路、第５図は従来のユニツトコ
イル積層体のコイルパターンの配置及び接続の仕
方を示す斜視図、第６図は第５図のユニツトコイ
ル積層体の外側口出部を見た側面図、第７図は第
５図のＢ−B′線断面図、第８図は従来のユニツ
トコイル積層体の等価回路である。 １ａ〜１ｄ……ユニツトコイル、２ａ〜２ｄ…
…絶縁ベース、３_a1，３_a2〜３_d1，３_d2……コイ
ルパターン、４……絶縁シート、５……絶縁板、
６……接続導体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 絶縁ベースの両面にコイルパターンを形成して
   該コイルパターンの内周側端部同志を接続したユ
   ニツトコイルを複数個設けて該複数個のユニツト
   コイルを絶縁シートを介して積層し、該複数個の
   ユニツトコイルを互いに並列接続してなるユニツ
   トコイル積層体において、 積層された複数個のユニツトコイルの隣接する
   コイルパターンを介在する絶縁シートに関して対
   称な形状とし、 奇数番目のユニツトコイルの表側のコイルパタ
   ーンの外周側口出部及び偶数番目のユニツトコイ
   ルの裏側のコイルパターンの外周側口出部を相互
   に接続し、 奇数番目のユニツトコイルの裏側の外周側口出
   し部及び偶数番目のユニツトコイルの表側の外周
   側口出部を相互に接続したことを特徴とするユニ
   ツトコイル積層体。