JP2009272489A

JP2009272489A - コイル部品

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Publication number: JP2009272489A
Application number: JP2008122466A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Shoji; 淳東海林; Masatoshi Shindo; 雅俊進藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2009-11-19
Anticipated expiration: 2028-05-08
Also published as: US20090278652A1; JP4586879B2; US7948350B2

Abstract

【課題】２つのコイル間の結合係数の調整を容易に行うことができるコイル部品を提供する。
【解決手段】コイル部品１は、ドラムコア４，５と、これらのドラムコア４，５同士を連結する連結部材６とを備えている。連結部材６は、非磁性材料で形成されている。これにより、ドラムコア４，５は、磁気的に分離されるように配置された状態となっている。ドラムコア４の巻芯部には、コイル２の一部が巻回されている。ドラムコア５の巻芯部には、コイル３とコイル２の他の一部とが巻回されている。コイル２は、ドラムコア４の巻芯部に所定回だけ巻回されてから、ドラムコア５に直接掛け渡されて、ドラムコア５の巻芯部にコイル３に重ねて所定回だけ巻回され、更にＵターンしてドラムコア４に直接掛け渡されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、２つのコイルを有するコイル部品に関するものである。

従来のコイル部品としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載のコイル部品は、コイルボビンの中空部に挿入されたＩ型コアと、このＩ型コアに結合されるＥ型コアと、Ｉ型コアに巻回された１次側巻線及び２次側巻線とを備えている。このようなコイル部品には、１次側巻線と２次側巻線の一部とが巻回された第１の巻回部分を含む第１の磁路と、２次側巻線の残り部分のみが巻回された第２の巻回部分を含む第２の磁路とが形成されている。
特開平１０−２３３３２５号公報

しかしながら、上記従来技術においては、１次側巻線及び２次側巻線が巻回されるコアが一体となっているため、２つの巻線（コイル）により生じる磁路が共有する部分が発生してしまう。従って、２つのコイル間の結合係数を調整する際には、共有磁路の影響を考慮する必要があるため、結合係数の調整が困難にならざるを得ない。

本発明の目的は、２つのコイル間の結合係数の調整を容易に行うことができるコイル部品を提供することである。

本発明のコイル部品は、第１コア及び第２コアと、第１コアの巻芯部に巻回される第１コイルと、第２コアの巻芯部に巻回される第２コイルとを備え、第１コイルの一部は、第２コアの巻芯部に巻回されており、第１コア及び第２コアは、磁気的に分離されるように配置されていることを特徴とするものである。

このように本発明のコイル部品においては、第１コアの巻芯部に巻回される第１コイルの一部を第２コアの巻芯部にも巻回することで、第１コイル及び第２コイルを磁気結合させた構成となっている。従って、例えば第１コア及び第２コアの巻芯部に対する第１コイルの巻数比を調整することで、両コイル間の所望の結合係数を得ることができる。このとき、第１コア及び第２コアは磁気的に分離されるように配置されているので、第１コイル及び第２コイルにより生じる磁路が共有する領域は無い。このため、第１コイルと第２コイルとの結合係数を調整する際に、共有磁路の影響を考慮する必要が無くなる。これにより、第１コイルと第２コイルとの結合係数の調整を容易に行うことができる。

好ましくは、非磁性材料で形成され、第１コアと第２コアとを連結する連結部材を更に備える。この場合には、コイル部品を一つの部品として一体化しつつ、第１コア及び第２コアを簡単かつ確実に磁気的に分離されるように配置することができる。

また、好ましくは、第１コイルの一部は、第２コアの巻芯部に直接掛け渡されて巻回されている。この場合には、第１コイルを第２コアに掛け渡すための別部材を用いる必要が無いため、部品点数を増やさなくて済む。

また、第１コイルの一部は、接続導体を介して第２コアの巻芯部に掛け渡されて巻回されていても良い。この場合には、第１コイルを形成する複数の巻線を第１コア及び第２コアの巻芯部にそれぞれ個別に巻回し、接続導体に接続すれば良いので、専用の巻回機による第１コイルの自動巻きを容易に行うことができる。

このとき、接続導体は、基板上に形成された配線パターンであることが好ましい。この場合には、配線パターンを有する基板を用いて、第１コイルを容易に第２コアに掛け渡すことができる。

さらに、好ましくは、第１コア及び第２コアは、巻芯部の両端に鍔部が設けられたドラムコアである。この場合には、第１コイル及び第２コイルを容易に第２コアの巻芯部に重ねて巻回することができ、大量生産に有利となる。

本発明によれば、２つのコイル間の結合係数の調整を容易に行うことができる。これにより、２つのコイルを有するコイル部品において要求される結合係数を容易に得ることが可能となる。

以下、本発明に係わるコイル部品の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わるコイル部品の第１実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１に示したコイル部品の分解斜視図であり、図３は、図１に示したコイル部品の断面図である。各図において、本実施形態のコイル部品１は、コイル２，３を磁気結合させて使用する電源用チョークコイルである。

コイル部品１は、ドラムコア４，５と、これらのドラムコア４，５同士を連結する連結部材６とを備えている。

ドラムコア４，５としては、形状及び寸法等が同じものが使用される。ドラムコア４は、巻芯部４ａと、この巻芯部４ａの両端にそれぞれ設けられた鍔部４ｂ，４ｃとからなっている。ドラムコア５は、巻芯部５ａと、この巻芯部５ａの両端にそれぞれ設けられた鍔部５ｂ，５ｃとからなっている。

また、ドラムコア４，５は、焼結フェライト、複合フェライト（粉状のフェライトを含有した樹脂）等の磁性材料で形成されている。なお、所望のインダクタンス特性を得るために、巻芯部４ａ，５ａに磁性粉含有樹脂を充填しても良い。

連結部材６は、アルミナ等のセラミック、非磁性フェライト焼結体、樹脂等の非磁性材料で形成されている。そして、連結部材６は、ドラムコア４の上側の鍔部４ｂの外周面とドラムコア５の上側の鍔部５ｂの外周面とに接着剤等により接合されている。これにより、ドラムコア４，５は、磁気的に分離されるように配置された状態となっている。

連結部材６は、鍔部４ｂ，５ｂの外周面と同じ曲率の１対の湾曲面を有する本体部７と、この本体部７から両側に張り出すように設けられた１対の張出部８とからなっている。張出部８の厚みは、鍔部４ｂ，５ｂの厚みと同等である。そして、連結部材６は、張出部８の上面が鍔部４ｂ，５ｂの上面と面一となるように鍔部４ｂ，５ｂの外周面に接合されている。

ドラムコア４の巻芯部４ａには、上記コイル２の一部が巻回されている。ドラムコア５の巻芯部５ａには、上記コイル３とコイル２の他の一部とが巻回されている。コイル２，３は、各々１本の銅線で形成されている。

具体的には、コイル２は、ドラムコア４の巻芯部４ａに所定回だけ巻回されてから、ドラムコア５に直接掛け渡されて、ドラムコア５の巻芯部５ａにコイル３に重ねて所定回だけ巻回され、更にＵターンしてドラムコア４に直接掛け渡されている。ここで、生産性の良い汎用のドラムコア４，５を使用しているので、ドラムコア５の巻芯部５ａにコイル２，３同士を容易に重ねて巻回することができる。

コイル２は、連結部材６の各張出部８の下側を通ってドラムコア４，５に掛け渡されている。つまり、連結部材６において本体部７の両側面と各張出部８の下面とは、コイル２がドラムコア４，５に掛け渡される際にコイル２を案内するガイド部９を形成している。

ドラムコア４の下側の鍔部４ｃの下面には、１対の金属端子１０が両側に並んだ状態で接着剤等により接合されている。各金属端子１０は、図示しない回路基板上のランド１１に電気的に接続される。また、各金属端子１０はＬ字状の継線部１２を有し、これらの継線部１２には、コイル２の両端部がそれぞれ接続されている。

ドラムコア５の下側の鍔部５ｃの下面には、１対の金属端子１３が両側に並んだ状態で接着剤等により接合されている。各金属端子１３は、図示しない回路基板上のランド１４に電気的に接続される。また、各金属端子１３はＬ字状の継線部１５を有し、これらの継線部１５には、コイル３の両端部がそれぞれ接続されている。

以上のように構成した本実施形態のコイル部品１においては、コイル２の一部をドラムコア４の巻芯部４ａに巻回し、コイル２の他の一部をドラムコア５の巻芯部５ａに直接掛け渡して巻回するようにしたので、ドラムコア４，５に対するコイル２の巻数比を変えることで、コイル２，３間の結合係数を変更することができる。

このとき、コイル２，３によりドラムコア４，５に磁路が発生するが、ドラムコア４，５同士は非磁性体の連結部材６で連結されているため、ドラムコア４を通る磁路とドラムコア５を通る磁路とは共有せずに完全に分離されることとなる。このため、磁路の共有による影響を考慮して、コイル２，３間の結合係数を調整する必要がなくなる。従って、コイル２，３間の結合係数を調整するには、単にドラムコア４，５に対するコイル２の巻数比を調整するだけで良い。これにより、コイル２，３間の結合係数の調整が容易に行えるため、所望の結合係数を容易に得ることができる。

また、例えばコイルが巻回されたＩ型コアとＥ型コアとを結合して磁路を形成するコイル部品では、Ｉ型コアとＥ型コアとの突き合わせ面にギャップが形成され、これがインダクタンス特性のバラツキの原因となるが、本実施形態では、そのようなインダクタンス特性のバラツキを防止することができる。さらに、本実施形態では、共有磁路が存在しないため、磁路の向きを考慮してコイル２を巻回する必要が無い。

また、ドラムコア４の巻芯部４ａに巻回されるコイル２の一部をドラムコア５の巻芯部５ａに直接掛け渡して巻回するので、コイル２をドラムコア４，５に掛け渡すための部材が不要となる。これにより、コイル部品１に要する部品点数を最小限に抑えることができる。

図４は、上記第１実施形態のコイル部品１の変形例を示す分解斜視図である。同図において、本変形例では、コイル２は、ドラムコア４の巻芯部４ａに所定回だけ巻回されてから、ドラムコア５に直接掛け渡されて巻芯部５ａに所定回だけ巻回され、更にＵターンしてドラムコア４に直接掛け渡されて巻芯部４ａに所定回だけ巻回されている。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

図５は、本発明に係わるコイル部品の第２実施形態を示す斜視図である。また、図６は、図５に示したコイル部品の分解斜視図であり、図７は、図５に示したコイル部品の断面図である。図中、上記第１実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。

各図において、本実施形態のコイル部品２０は、上記のドラムコア４，５を備えている。ドラムコア４の巻芯部４ａには、コイル２１の一部が巻回されている。ドラムコア５の巻芯部５ａには、上記コイル３とコイル２１の他の一部とが巻回されている。コイル２１は、巻芯部４ａに重ねて巻回された巻線部２２，２３と、巻芯部５ａにコイル３に重ねて巻回された巻線部２４とで構成されている。巻線部２２〜２４は、各々１本の銅線で形成されている。

ドラムコア４の鍔部４ｃの下面には、１対の金属端子２５と１対の金属端子２６とがそれぞれ両側に並んだ状態で接着剤等により接合されている。各金属端子２６は、各金属端子２５の内側（ドラムコア５側）に配置されている。各金属端子２５は、絶縁性基材で形成された回路基板３３上のランド２７に電気的に接続されている。また、各金属端子２５，２６は、Ｌ字状の継線部２８を有している。ドラムコア４の一側に位置する金属端子２５，２６の継線部２８には、巻線部２２の両端部がそれぞれ接続され、ドラムコア４の他側に位置する金属端子２５，２６の継線部２８には、巻線部２３の両端部がそれぞれ接続されている。

ドラムコア５の鍔部５ｃの下面には、１対の金属端子２９と１対の金属端子３０とがそれぞれ両側に並んだ状態で接着剤等により接合されている。各金属端子３０は、各金属端子２９の内側（ドラムコア４側）に配置されている。各金属端子２９は、上記回路基板３３上のランド３１に電気的に接続されている。また、各金属端子２９，３０は、Ｌ字状の継線部３２を有している。各金属端子２９の継線部３２には、コイル３の両端部がそれぞれ接続され、各金属端子３０の継線部３２には、巻線部２４の両端部がそれぞれ接続されている。

回路基板３３の表面における各ランド２７と各ランド３１との間には、各金属端子２６，３０同士を電気的に接続する接続導体である配線パターン３４，３５がそれぞれ形成されている。配線パターン３４の両端にはランド３４ａ，３４ｂが設けられ、配線パターン３５の両端にはランド３５ａ，３５ｂが設けられている。各金属端子２６はランド３４ａ，３５ａに接続され、各金属端子３０はランド３４ｂ，３５ｂに接続されている。これにより、ドラムコア４，５は、回路基板３３上において磁気的に分離されるように配置された状態となる。

また、巻線部２２の一端と巻線部２４の一端とが配線パターン３４を介して電気的に接続されると共に、巻線部２３の一端と巻線部２４の他端とが配線パターン３５を介して電気的に接続されることとなる。つまり、ドラムコア４の巻芯部４ａに巻回されたコイル２１の一部は、回路基板３３上の配線パターン３４，３５を介してドラムコア５に掛け渡されて巻芯部５ａに巻回されている。

このように本実施形態においては、ドラムコア４，５を磁気的に分離されるように配置した状態で、コイル２１の一部をドラムコア４の巻芯部４ａに巻回し、コイル２１の他の一部を基板３３上の配線パターン３４，３５を介してドラムコア５の巻芯部５ａに掛け渡して巻回する構成としたので、上記第１実施形態と同様に、コイル２１，３間の結合係数の調整を容易に行うことができる。

このとき、回路基板３３上の配線パターン３４，３５の長さ自体はコイル２１，３間の結合係数に影響を与えないため、例えばドラムコア４，５を遠く離して配置することができる。また、回路基板３３上のドラムコア４，５間に他の部品を実装する等、回路基板３３に関する設計の自由度を上げることができる。

さらに、巻線部２２，２３はドラムコア４の巻芯部４ａのみに巻回され、巻線部２４はドラムコア５の巻芯部５ａのみに巻回されるため、専用の巻回機を用いてのコイル２１の自動巻きを簡単に行うことができる。

図８は、上記第２実施形態のコイル部品２０の変形例を示す斜視図である。同図において、本変形例では、絶縁性基材で形成された基板３６がドラムコア４，５の間に配置されている。これにより、ドラムコア４，５は、磁気的に分離されることとなる。基板３６の表面には、上記の配線パターン３４，３５が形成されている。そして、各金属端子２６の継線部２８がランド３４ａ，３５ａに接合され、各金属端子３０の継線部３２がランド３４ｂ，３５ｂに接合されている。その他の構成は、上記第２実施形態と同様である。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ドラムコア４，５を連結部材６等で連結したり、配線パターン３４，３５が形成された回路基板３３にドラムコア４，５を実装するようにしたが、ドラムコア４，５を磁気的に分離させるためには、ドラムコア４，５を単に空間を介して離した状態としても良い。この場合でも、ドラムコア４の巻芯部４ａに巻回されたコイルの一部を、ドラムコア５に直接掛け渡しても良いし、何らかの接続導体を介してドラムコア５に掛け渡しても良い。

また、上記実施形態では、ドラムコア４の巻芯部４ａに巻回されるコイルの一部のみがドラムコア５の巻芯部５ａにも巻回される構成となっているが、巻芯部４ａに巻回されるコイルの一部が巻芯部５ａにも巻回されると共に、巻芯部５ａに巻回される他のコイルの一部が巻芯部４ａにも巻回される構成としても良い。

本発明に係わるコイル部品の第１実施形態を示す斜視図である。図１に示したコイル部品の分解斜視図である。図１に示したコイル部品の断面図である。図２に示したコイル部品の変形例を示す分解斜視図である。本発明に係わるコイル部品の第２実施形態を示す斜視図である。図５に示したコイル部品の分解斜視図である。図５に示したコイル部品の断面図である。図５に示したコイル部品の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１…コイル部品、２…コイル（第１コイル）、３…コイル（第２コイル）、４…ドラムコア（第１コア）、４ａ…巻芯部、４ｂ，４ｃ…鍔部、５…ドラムコア（第２コア）、５ａ…巻芯部、５ｂ，５ｃ…鍔部、６…連結部材、２０…コイル部品、２１…コイル（第１コイル）、３３…回路基板、３４，３５…配線パターン（接続導体）、３６…基板（連結部材）。

Claims

第１コア及び第２コアと、
前記第１コアの巻芯部に巻回される第１コイルと、
前記第２コアの巻芯部に巻回される第２コイルとを備え、
前記第１コイルの一部は、前記第２コアの巻芯部に巻回されており、
前記第１コア及び前記第２コアは、磁気的に分離されるように配置されていることを特徴とするコイル部品。
非磁性材料で形成され、前記第１コアと前記第２コアとを連結する連結部材を更に備えることを特徴とする請求項１記載のコイル部品。
前記第１コイルの一部は、前記第２コアの巻芯部に直接掛け渡されて巻回されていることを特徴とする請求項１または２記載のコイル部品。
前記第１コイルの一部は、接続導体を介して前記第２コアの巻芯部に掛け渡されて巻回されていることを特徴とする請求項１または２記載のコイル部品。
前記接続導体は、基板上に形成された配線パターンであることを特徴とする請求項４記載のコイル部品。
前記第１コア及び前記第２コアは、前記巻芯部の両端に鍔部が設けられたドラムコアであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のコイル部品。