JP2007266413A - コイル装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】インダクタンス特性に優れたコイル装置を提供すること。
【解決手段】コア2は、巻芯部21と、巻芯部21の両端に形成される一対のつば部23、25とを備えている。つば部23は、巻芯部21とは反対側に位置する外端面233と、外端面233の周囲を取り巻く周面235とを有している。巻線4は、巻芯部21に巻かれている。電極膜61は、つば部23の外端面233には設けられてなく、つば部23の周面235に、周面235を巡ってみて非連続となる態様で設けられている。もう一つの電極膜63についても、電極膜61と同様である。
【選択図】図1
【解決手段】コア2は、巻芯部21と、巻芯部21の両端に形成される一対のつば部23、25とを備えている。つば部23は、巻芯部21とは反対側に位置する外端面233と、外端面233の周囲を取り巻く周面235とを有している。巻線4は、巻芯部21に巻かれている。電極膜61は、つば部23の外端面233には設けられてなく、つば部23の周面235に、周面235を巡ってみて非連続となる態様で設けられている。もう一つの電極膜63についても、電極膜61と同様である。
【選択図】図1
Description
本発明は、コイル装置に関する。
コイル装置として、従来より種々のタイプのものが知られている。例えば、特許文献1に開示されたコイル装置では、巻芯部と、巻芯部の両端に形成される一対のつば部を備えたコアを用いる。そして、コアの巻芯部にコイルの巻線を巻き回すとともに、コアのつば部に電極膜を設け、電極膜に巻線の端末を接続した構成となっている。
特許第3319697号公報
出願人が検討したところ、巻線に電流を流すと、コイル装置の周囲には、コアの一方のつば部から出てコアの他方のつば部に入るような閉磁路が生じる。これに伴い、つば部に形成された電極膜には、当該閉磁路の逆起電力が発生する。
特許文献1では、つば部の外端面及び周面の全体に電極膜が形成された構造となっている。このため、電極膜に、閉磁路の逆起電力が発生すると、電極膜に、つば部の周面を取り巻くような電流が流れる。この電流は、閉磁路の磁界を打ち消すような逆向きの磁界を生じ、コイル装置としてのインダクタンス特性を劣化させることになる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、インダクタンス特性に優れたコイル装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明に係る第1の態様のコイル装置は、コアと、巻線と、電極膜とを含む。前記コアは、巻芯部と、前記巻芯部の両端に形成される一対のつば部とを備えており、前記つば部は、前記巻芯部とは反対側に位置する外端面と、前記外端面の周囲を取り巻く周面とを有している。前記巻線は、前記巻芯部に巻かれている。前記電極膜は、前記つば部の前記外端面には設けられてなく、前記つば部の前記周面に、前記周面を巡ってみて非連続となる態様で設けられている。
本発明に係る第1の態様のコイル装置では、電極膜は、つば部の外端面には設けられてない。電極膜は、つば部の周面に、その周面を巡ってみて非連続となる態様で設けられている。従って、電極膜に、閉磁路の逆起電力が発生しても、電極膜に電流が流れることを防止できる。よって、閉磁路の磁界を打ち消すような逆向きの磁界を生じることを回避することができ、これにより、インダクタンス特性を向上させることが可能となる。
本発明に係る第2の態様のコイル装置は、コアと、巻線と、電極膜とを含む。前記コアは、巻芯部と、前記巻芯部の両端に形成される一対のつば部とを備えており、前記つば部は、前記巻芯部とは反対側に位置する外端面と、前記外端面の周囲を取り巻く周面とを有している。前記巻線は、前記巻芯部に巻かれている。前記電極膜は、前記つば部の前記外端面には設けられてなく、前記つば部の前記周面に、前記周面を巡ってみて広幅部と、前記広幅部よりも幅が狭い狭幅部とを有する態様で設けられている。
本発明に係る第2の態様のコイル装置では、電極膜は、つば部の外端面には設けられてない。電極膜は、つば部の周面に、周面を巡ってみて広幅部と、広幅部よりも幅が狭い狭幅部とを有する態様で設けられている。従って、電極膜に、閉磁路の逆起電力が発生しても、電極膜の狭幅部が、つば部の周面を取り巻くように流れる電流を制限するための領域として機能する。よって、閉磁路の磁界を打ち消すような逆向きの磁界が生じることを抑制することができ、これにより、インダクタンス特性を向上させることが可能となる。
上述した第1、第2の態様の何れにおいても、次のような実施態様を採用することができる。
一つの実施態様では、外層樹脂が、一対のつば部の間に、巻芯部に巻かれた巻線を覆うような態様で設けられ、フェライト粉を含有する樹脂からなる。
もう一つの実施態様では、つば部の外形は、角型形状である。
更にもう一つの実施態様では、つば部は、面取りされた部分を有する。
以上述べたように、本発明によれば、インダクタンス特性に優れたコイル装置を提供することができる。
図1は本発明に係る第1の態様のコイル装置を示す外観斜視図、図2は図1のII−II線に沿った断面図である。図示されたコイル装置は、コア2と、巻線4と、電極膜61、63とを含む。
図3は図1及び図2に示したコイル装置において、コア及び電極膜だけを示す斜視図である。図2及び図3に示すように、コア2は、フェライトなどの磁性材料から構成され、巻芯部21と、一対のつば部23、25とを備えたドラム形状となっている。図示の場合、巻芯部21の、幅方向Y及び高さ方向Zに平行な断面が四角形状となっているが、円形状であってもよい。
つば部23、25は、長さ方向Xでみた巻芯部21の両端に備えられている。図示の場合、つば部23、25の、幅方向Y及び高さ方向Zに平行な断面が四角形状となっているが、円形状であってもよい。つば部23は、巻芯部21と同じ側に位置する内端面231と、巻芯部21とは反対側に位置する外端面233と、内端面231及び外端面233の間に位置し、外端面233の周囲を取り巻く周面235を有する。
同様に、もう一つのつば部25も、巻芯部21とは同じ側に位置する内端面251と、巻芯部21とは反対側に位置する外端面253と、内端面251と外端面253との間に位置し、外端面253の周囲を取り巻く周面255とを有する。
巻線4は、コア2の巻芯部21に巻き付けられ、巻線4の端末41、43が、それぞれ、つば部23、25の周面235、255に引き出されている。更に、内層樹脂81及び外層樹脂83が、つば部23、25の間で、巻芯部21に巻き付けられた巻線4を覆うような態様で設けられている。外層樹脂83は、内層樹脂81からみて外層の位置にあり、フェライト粉を含有する樹脂から構成される。
電極膜61は、つば部23の周面235に付着され、巻線4の一方の端末41が接続されている。本発明の重要な特徴は、電極膜61が、つば部23の外端面233には設けられず、つば部23の周面235に、周面235を巡ってみて非連続となる態様で設けられている点にある。本明細書において、電極膜61が周面235を巡ってみて連続とは、電極膜61が、周面235の、内端面231側の端縁232及び外端面233側の端縁234の間の領域内で、周面235を巡ってつながっているという意味である。これとは逆に、電極膜61が周面235を巡ってみて非連続とは、電極膜61が設けられずにコア素地が露出する空白領域A1が、周面235の端縁232から端縁234までの幅W1を全て占有する態様で存在するという意味である。このような空白領域A1は、コア素地に電極膜61を設けた後、空白領域とすべき領域に研磨加工を施し、その領域に存在する電極膜61を除去することにより形成することができる。
もう一つの電極膜63については、上述の電極膜61と同様であり、重複説明を省略する。電極膜63には、巻線4の他方の端末43が接続される。
電極膜61、63は、単層構造または多層構造の何れであってもよい。例えば、多層構造の一例として、コア素地の上に第1のAg膜、第2のAg膜、Cu膜、Ni膜及びSn膜を順次積層した構造を挙げることができる。以下、この構造の電極膜61、63を備えたコイル装置の製造工程について説明する。
まず、巻芯部21と、一対のつば部23、25とを備えたコア2を用意する。次に、デップ(浸漬)により、つば部23、25の外端面233、253及び周面235、255にAgペーストを付着させた後、乾燥させ、第1のAg膜を形成する。
次に、巻芯部21に巻線4を巻き付け、巻線4の端末41、43を、つば部23、25の周面235、255において第1のAg膜の上に熱圧着する。
次に、つば部23、25の間で、巻芯部21に巻き付けられた巻線4を覆うように、内層樹脂81及び外層樹脂83を、モールドなどにより形成する。
次に、巻線4の端末41、43の熱圧着部を含むように第1のAg膜の上にAgペーストを付着させ、第2のAg膜を形成する。その後、電解めっきを用い、第2のAg膜の上にCu膜、Ni膜及びSn膜を順次に形成する。これにより、図4に示すように、電極膜61、63が、つば部23、25の外端面233、253及び周面235、255の全体に形成された態様として得られる。
最後に、つば部23、25の外端面233、253に、コア素地が露出するまで研磨加工を施し、外端面233、253に存在する電極膜を除去する。研磨加工では、サンドペーパーや、やすりなどを採用することができる。更に、周面235、255の角部に、コア素地が露出するまで研磨加工(面取り)を施し、周面235、255の角部に存在する電極膜を除去する。これにより、図1及び図2に示したコイル装置が得られる。
出願人が検討したところ、巻線4に電流を流すと、コイル装置の周囲には、コア2の一方のつば部23から出て他方のつば部25に入るような閉磁路M1が生じる(図2及び図3参照)。これに伴い、つば部23、25に形成された電極膜61、63には、閉磁路M1の逆起電力E1が発生する。
図2及び図3に示したコイル装置では、電極膜61は、つば部23の外端面233には設けられてない。電極膜61は、つば部23の周面235に、周面235を巡ってみて非連続となる態様で設けられている。従って、電極膜61に、閉磁路M1の逆起電力E1が発生しても、電極膜61に電流が流れることを防止できる。もう一つの電極膜63についても同様である。よって、閉磁路M1の磁界を打ち消すような逆向きの磁界を生じることを回避することができ、これにより、インダクタンス特性を向上させることが可能となる。
更に、フェライト粉を含有する樹脂からなる外層樹脂83が、つば部23、25の間に、巻芯部21に巻かれた巻線4を覆うような態様で設けられている(図2参照)。かかる態様によれば、一方のつば部23から出て他方のつば部25に入るような閉磁路M1の磁気特性を向上させることができる。
更に、つば部23、25の外形は、角型形状である。かかる態様によれば、コイル装置の製造工程において、つば部23、25に電極膜61、63を形成した後、つば部23、25の角に研磨加工(面取り)を施すことにより、つば部23、25に形成された電極膜61、63を選択的に除去することができる。
更に、つば部23、25は、面取りされた部分237、257を有する。面取りされた部分237、257は、コイル部品を回路基板に表面実装する際、コイル部品の方向性を識別するための指標として用いることができる。
次に、コイル装置の電気的特性を、電極膜61、63の形状によって向上させることができることを、実験データで説明する。
<実験1>
まず、図4に示した態様のコイル装置を用意した。このコイル装置について、インダクタンス値(以下、加工前のインダクタンス値L0と称する)を測定した。インダクタンス値を測定する際の周波数は、2.52MHzとした。
まず、図4に示した態様のコイル装置を用意した。このコイル装置について、インダクタンス値(以下、加工前のインダクタンス値L0と称する)を測定した。インダクタンス値を測定する際の周波数は、2.52MHzとした。
次に、図4に示したコイル装置に、先に説明した研磨加工を施し、図1及び図2に示した態様のコイル装置を得た。このコイル装置について、インダクタンス値(以下、加工後のインダクタンス値L1と称する)を測定した。
更に、加工前のインダクタンス値L0及び加工後のインダクタンス値L1から、インダクタンス変化率(△L/L0)を求めた。測定サンプル数については、4とした。
表1に記載されたサンプル1〜4の何れについても、加工前のインダクタンス値L0との対比でみて、加工後のインダクタンス値L1が大きくなっている。従って、電極膜が、つば部の外端面及び周面の全体に形成されている態様(図4)との対比でみて、電極膜が、つば部の外端面には形成されず、つば部の周面に、その周面を巡ってみて非連続となる態様で形成されている態様(図1及び図2)によれば、インダクタンス値を向上させることができることがわかる。表1に記載されたサンプル1〜4の場合、インダクタンス値を18%〜22%程度向上させることができた(表1に記載されたインダクタンス変化率を参照)。
<実験2>
まず、図4に示した態様のコイル装置について、周波数−インダクタンス特性及び周波数−Q特性(以下、加工前の周波数−インダクタンス特性及び周波数−Q特性と称する)を測定した。
まず、図4に示した態様のコイル装置について、周波数−インダクタンス特性及び周波数−Q特性(以下、加工前の周波数−インダクタンス特性及び周波数−Q特性と称する)を測定した。
次に、図4に示したコイル装置に、先に説明した研磨加工を施し、図1及び図2に示した態様のコイル装置を得た。このコイル装置について、周波数−インダクタンス特性及び周波数−Q特性(以下、加工後の周波数−インダクタンス特性及び周波数−Q特性と称する)を測定した。
得られた周波数−インダクタンス特性及び周波数−Q特性を、それぞれ、図5、図6に示す。図5において横軸は周波数(MHz)であり、縦軸はインダクタンス値(μH)である。また、曲線U10及びU11は、それぞれ、加工前の周波数−インダクタンス特性、及び、加工後の周波数−インダクタンス特性を示している。
また、図6において横軸は図5と同様である。縦軸はQ値である。また、曲線U20及びU21は、それぞれ、加工前の周波数−Q特性、及び、加工後の周波数−Q特性を示している。
まず、図5を参照する。加工前の周波数−インダクタンス特性(曲線U10)との対比でみて、加工後の周波数−インダクタンス特性(曲線U11)は、周波数0.2MHz〜10MHzの範囲でインダクタンス値が大きくなり、周波数−インダクタンス特性が改善されている。
次に、図6を参照する。加工前の周波数−インダクタンス特性(曲線U20)との対比でみて、加工後の周波数−Q特性(曲線U21)は、周波数0.1MHz〜10MHzの範囲でQ値が大きくなり、周波数−Q特性が改善されている。
従って、電極膜が、つば部の外端面及び周面の全体に形成されている態様(図4)との対比でみて、電極膜が、つば部の外端面には形成されず、つば部の周面に、その周面を巡ってみて非連続となる態様で形成されている態様(図1及び図2)によれば、周波数−インダクタンス特性及び周波数−Q特性を改善できることがわかる。
図7は本発明に係る第2の態様のコイル装置を示す外観斜視図、図8は図7に示したコイル装置において、コア及び電極膜だけを示す斜視図である。図示において、先の図1〜図3に現れた構成部分と同一性のある構成部分には、同一の参照符号を付し、重複説明を省略することがある。
電極膜61がつば部23の外端面233には設けられない点については、図1〜図3に示したコイル装置と同様である。図7及び図8に示したコイル装置の特徴は、電極膜61が、つば部23の周面235を巡ってみて、広幅部611と、広幅部611よりも幅が狭い狭幅部613とを有する態様で設けられている点にある。狭幅部613は、周面235の端縁232及び端縁234の間で、端縁232から端縁234までの幅W1よりも小さい幅W2で定義される領域である。狭幅部613は、周面235の一部分に研磨加工を施し、電極膜を部分的に除去することにより形成することができる。広幅部611は、狭幅部613の幅W2よりも大きく、かつ、周面235の端縁232から端縁234までの幅W1を超えない幅で定義される領域である。
もう一つの電極膜63については、上述の電極膜61と同様であり、重複説明を省略する。
また、電極膜61、63は、単層構造または多層構造の何れであってもよい点については、図1〜図3に示したコイル装置と同様である。
図7及び図8に示したコイル装置では、電極膜61は、つば部23の外端面233には設けられてない。電極膜61は、つば部23の周面235に、周面235を巡ってみて広幅部611と、広幅部611よりも幅が狭い狭幅部613とを有する態様で設けられている(図8参照)。従って、電極膜61に、閉磁路M1の逆起電力E1が発生しても、電極膜61の狭幅部613が、つば部23の周面235を取り巻くように流れる電流を制限するための領域として機能する。もう一つの電極膜63についても同様である。よって、閉磁路M1の磁界を打ち消すような逆向きの磁界が生じることを抑制することができ、これにより、インダクタンス特性を向上させることが可能となる。
2 コア
21 巻芯部
23、25 つば部
231、251 内端面
232、234 端縁
233、253 外端面
235、255 周面
237、257 面取りされた部分
4 巻線
41、43 巻線4の端末
61、63 電極膜
611 広幅部
613 狭幅部
81 内層樹脂
83 外層樹脂
21 巻芯部
23、25 つば部
231、251 内端面
232、234 端縁
233、253 外端面
235、255 周面
237、257 面取りされた部分
4 巻線
41、43 巻線4の端末
61、63 電極膜
611 広幅部
613 狭幅部
81 内層樹脂
83 外層樹脂
Claims (5)
- コアと、巻線と、電極膜とを含むコイル装置であって、
前記コアは、巻芯部と、前記巻芯部の両端に形成される一対のつば部とを備えており、前記つば部は、前記巻芯部とは反対側に位置する外端面と、前記外端面の周囲を取り巻く周面とを有しており、
前記巻線は、前記巻芯部に巻かれており、
前記電極膜は、前記つば部の前記外端面には設けられてなく、前記つば部の前記周面に、前記周面を巡ってみて非連続となる態様で設けられている、
コイル装置。 - コアと、巻線と、電極膜とを含むコイル装置であって、
前記コアは、巻芯部と、前記巻芯部の両端に形成される一対のつば部とを備えており、前記つば部は、前記巻芯部とは反対側に位置する外端面と、前記外端面の周囲を取り巻く周面とを有しており、
前記巻線は、前記巻芯部に巻かれており、
前記電極膜は、前記つば部の前記外端面には設けられてなく、前記つば部の前記周面に、前記周面を巡ってみて広幅部と、前記広幅部よりも幅が狭い狭幅部とを有する態様で設けられている、
コイル装置。 - 請求項1または2に記載されたコイル装置であって、更に、外層樹脂を含み、
前記外層樹脂は、一対の前記つば部の間に、前記巻芯部に巻かれた巻線を覆うような態様で設けられ、フェライト粉を含有する樹脂からなる、
コイル装置。 - 請求項1乃至3の何れかに記載されたコイル装置であって、
前記つば部の外形は、角型形状である、
コイル装置。 - 請求項4に記載されたコイル装置であって、
前記つば部は、面取りされた部分を有する、
コイル装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2006
- 2006-03-29 JP JP2006091141A patent/JP2007266413A/ja active Pending
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