JP2020043230A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】互いに撚り合わされた２本のワイヤが巻回されたコモンモードチョークコイルのようなコイル部品において、２本のワイヤの巻回状態およびツイスト状態の安定性を向上させる。【解決手段】巻芯２は、その中心軸線ＣＡのまわりに、たとえば４つの平面、すなわち、天面７、底面８、第１側面９および第２側面１０を有している。他方、巻芯２のまわりに互いに同じ方向に巻回される第１ワイヤ４および第２ワイヤ５は、ツイスト部分を有する。上記天面７、底面８、第１側面９および第２側面１０の各々上に位置する複数ターンのツイスト部分は、上記天面７、底面８、第１側面９および第２側面１０の互いの間に位置する稜線１１〜１４の各々に第１ワイヤ４および第２ワイヤ５をともに密着させた状態となっている。【選択図】図３

Description

この発明は、コイル部品に関するもので、特に、互いに撚り合わされた状態のツイスト部分を有する２本のワイヤを巻芯のまわりに巻回した構造を有するコイル部品に関するものである。

この発明にとって興味あるコイル部品として、たとえば特開２０１４−２１６５２５号公報（特許文献１）に記載されているコモンモードチョークコイルがある。特許文献１に記載のコモンモードチョークコイルは、撚り合わされた第１ワイヤおよび第２ワイヤを巻芯のまわりに巻回した構造を有している。特許文献１によれば、第１ワイヤおよび第２ワイヤを互いに撚り合わされた状態にすると、第１ワイヤおよび第２ワイヤ間の浮遊容量を小さくすることができるとともに、第１ワイヤにより形成されるコイルと第２ワイヤにより形成されるコイルとの結合係数の低下を抑制することができる、と記載されている。

特開２０１４−２１６５２５号公報

特許文献１では、第１ワイヤと第２ワイヤとが撚り合わされる回数が２以上であるとの記載がある（たとえば請求項３参照）。しかし、この記載は、きわめて曖昧である。撚り合わされる回数が２以上であるといっても、それがどのような長さまたは何ターン当たりでの撚り合わされる回数かが不明であるからである。特許文献１には、第１ワイヤと第２ワイヤとを撚り合わせ状態、すなわちツイスト状態について、上記内容を超える具体的な記載はない。

小型のコイル部品などに用いられるワイヤの場合には、その線状の中心導体の直径がたとえば０．０２ｍｍ以上かつ０．０８０ｍｍ以下と細いため、撚り合わされる回数、すなわちツイスト数が多くなるほど、断線する可能性が高まる。そのため、実際には、ツイスト数は１ターン当たり数回程度と少なくせざるを得ない。

図１１には、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２のツイスト状態が拡大されて示されている。図１１において、第１ワイヤＷ１と第２ワイヤＷ２とを明確に区別できるようにするため、第１ワイヤＷ１には網掛けが施され、第２ワイヤＷ２は白抜きで図示されている。なお、図１１では、Ｓ撚りにされたツイスト方向が図示されているが、ツイスト方向は逆のＺ撚りにされることも、あるいは、Ｚ撚りとＳ撚りとが混在されることもある。また、図１１では、第１ワイヤＷ１と第２ワイヤＷ２とが互いに密着して撚り合わされているように図示されているが、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２の一部に隙間を有して撚り合わされていてもよい。

図１１において、紙面の向こう側に巻芯の周面が存在していることが意図されている。図１１に示すように、巻芯の周面の外方から巻芯の中心軸線に向かって見たときの第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２のツイスト状態において、長さＬの範囲で、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２に３６０度のツイストが付与されている。このとき、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２のツイスト数は、長さＬの範囲で１となる。すなわち、ツイスト数は、単位長さ当たりのツイスト数として定義されなければならない。

また、ツイストピッチは、ツイストピッチ長とも称され、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２のツイスト状態において、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２の特定の相対位置から次の同じ相対位置にまで最初に戻るまでの長さを言う。したがって、上述の長さＬがツイストピッチということである。

また、図１１において、長さＬの範囲では、白抜き表示の第２ワイヤＷ２が網掛け表示の第１ワイヤＷ１より上になっている。このような状態を例にして説明すると、巻芯の周面の外方から巻芯の中心軸線に向かって見たとき、第１ワイヤＷ１と第２ワイヤＷ２とが交差する点Ｎが節と定義され、第１ワイヤＷ１と第２ワイヤＷ２とが最も離れる点Ａが腹と定義される。

第１ワイヤおよび第２ワイヤを巻芯に巻回する場合、第１ワイヤおよび第２ワイヤを予めツイストした状態で巻芯の周面のまわりに案内しながら巻回する方法や、第１ワイヤおよび第２ワイヤにツイストを付与しつつ、第１ワイヤおよび第２ワイヤを巻芯の周面のまわりに案内しながら巻回する方法などある。

このとき、ツイスト付与動作と巻回動作との間で特別な制御を加えない限り、巻芯の周面の外方から巻芯の中心軸線に向かって見たときに現れる、第１ワイヤおよび第２ワイヤのツイスト部分における節および腹がターンごとにランダムな位置を取り、不揃いとなりやすい。特に、ツイスト部分における節が巻芯の稜線上に位置している場合には、稜線上から離れている側のワイヤが巻芯方向に引っ張られるため、ツイストの形状が乱れ、第１ワイヤおよび第２ワイヤのツイスト部分の節および腹の位置が不揃いとなりやすい。

ツイスト部分の節および腹の位置が不揃いとなっても、ツイスト数が比較的多い場合には、節および腹の数自体も多くなり、通常、１つの節および１つの腹が与える影響は相対的に小さくなるが、特に、前述したように、ツイスト数が少ない場合には、１つの節および１つの腹が与える影響は相対的に大きくなる。いずれにしても、ツイスト部分の節および腹の位置の不揃いは、以下のような問題を引き起こすことがある。

まず、ツイスト部分の節および腹の位置の不揃いは、第１ワイヤおよび第２ワイヤの巻回状態およびツイスト状態の安定性を阻害する。具体的には、第１ワイヤおよび第２ワイヤが巻芯から解けてしまったり、撚りに偏りができてしまったりするおそれがある。第１ワイヤおよび第２ワイヤの巻回状態およびツイスト状態の不安定性は、ツイスト部分の節および腹の位置の不揃いを助長する。

また、ツイスト部分の節および腹の位置の不揃いは、第１ワイヤと第２ワイヤとの間で、電気的なバランスを悪くする可能性を高める。より具体的に説明すると、第１ワイヤに関連して形成される浮遊容量と第２ワイヤに関連して形成される浮遊容量との間で差異が生じ得る。このような場合、第１ワイヤおよび第２ワイヤをそれぞれ通過する信号が影響を受けるインダクタンスおよびキャパシタンスが互いに同等でなくなってしまい、コモンモードチョークコイルにあっては、このことがモード変換特性を悪化させる原因となり得る。

そこで、この発明の目的は、第１ワイヤおよび第２ワイヤの巻回状態およびツイスト状態の安定性を向上させることができるコイル部品を提供しようとすることである。

この発明は、中心軸線のまわりに周面が形成され、周面は中心軸線に沿う方向に延びる少なくとも１つの平面を有し、上記平面における上記中心軸線まわりの方向である周方向での第１端部には中心軸線に沿う方向に延びる第１稜線が位置している、巻芯と、巻芯の上記中心軸線のまわりに互いに同じ方向にかつ螺旋状に複数ターン巻回され、互いに撚り合わされた状態のツイスト部分を複数ターンにわたって形成している、第１ワイヤおよび第２ワイヤと、を備える、コイル部品に向けられる。

このようなコイル部品において、上述した技術的課題を解決するため、この発明では、上記平面上に位置するツイスト部分は、ある１つのターンについて、上記第１稜線に第１ワイヤおよび第２ワイヤをともに密着させていることを特徴としている。

この発明によれば、巻芯の周面において、上記平面上に位置するツイスト部分は、第１稜線に第１ワイヤおよび第２ワイヤをともに密着させている。言い換えると、巻芯の周面の外方から巻芯の中心軸線に向かって見たとき、第１ワイヤおよび第２ワイヤのツイスト部分における腹が第１稜線に密着している。したがって、ツイスト数が少なくても、ツイスト部分における節が稜線上に位置している場合に比べて、第１ワイヤおよび第２ワイヤの巻回状態およびツイスト状態の安定性を向上させることができ、よって、コイル部品の電気的特性の安定性を向上させることができる。

また、ツイスト部分の腹が巻芯の稜線によって位置決められるので、ツイスト部分の節および腹の位置の不揃いを低減することができ、よって、第１ワイヤと第２ワイヤとの間での電気的なバランスを良好なものとすることができる。したがって、第１ワイヤに関連して形成される浮遊容量と第２ワイヤに関連して形成される浮遊容量との差異を低減でき、第１ワイヤおよび第２ワイヤをそれぞれ通過する信号が影響を受けるインダクタンスおよびキャパシタンスを互いに同等またはほぼ同等とすることができ、コモンモードチョークコイルにあっては、モード変換特性を低減させることができる。

この発明の第１の実施形態によるコイル部品１の正面図である。 図１に示したコイル部品１の底面図である。 図１に示したコイル部品１に備える第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト状態を図１の線III-IIIに沿う断面で示した図である。 図１に示したコイル部品１に備える第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の、巻芯２の稜線１１上での配置を模式的に示す図である。 図１に示したコイル部品１における第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト状態を、巻芯２の周面を展開した状態で模式的に示す図である。 この発明の第２の実施形態によるコイル部品に備える巻芯２ａの断面図である。 この発明の第３の実施形態によるコイル部品に備える巻芯２ｂの断面図である。 この発明の第４の実施形態によるコイル部品に備える巻芯２ｃの断面図である。 この発明の第５の実施形態を説明するためのもので、図３に示した断面図の左半分を拡大した図面に相当している。 この発明の第６の実施形態を説明するためのもので、図３に示した断面図の左半分を拡大した図面に相当している。 ツイストピッチ、ツイスト数、節および腹を説明するためのもので、第１ワイヤＷ１および第２ワイヤＷ２のツイスト状態を拡大して示す図である。

図１ないし図５を参照して、この発明の第１の実施形態によるコイル部品１について説明する。図示したコイル部品１は、たとえばコモンモードチョークコイルを構成するものである。

コイル部品１は、巻芯２を有するドラム状コア３を備える。また、コイル部品１は、巻芯２のまわりに配置される第１ワイヤ４および第２ワイヤ５を備える。図１ないし図４では、第１ワイヤ４と第２ワイヤ５とを明確に区別できるようにするため、第１ワイヤ４には網掛けが施されている。

ドラム状コア３は、非導電性材料、より具体的には、アルミナのような非磁性体、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトのような磁性体、または樹脂などから構成される。ドラム状コア３が樹脂から構成される場合には、たとえば、金属粉、フェライト粉などの磁性粉を含有する樹脂、シリカ粉などの非磁性体粉を含有する樹脂、粉末などのフィラーを含有しない樹脂から構成される。

ワイヤ４および５は、図４にその断面が図示されているように、それぞれ、たとえば直径０．０２ｍｍ以上かつ０．０８０ｍｍ以下の銅線からなる線状の中心導体４ａおよび５ａと、中心導体４ａおよび５ａを被覆する、たとえば、ポリウレタン、イミド変性ポリウレタン、ポリエステルイミドまたはポリアミドイミドのような電気絶縁性樹脂からなる被膜４ｂおよび５ｂとから構成される。

巻芯２は、中心軸線ＣＡのまわりに形成される周面を有している。巻芯２は、図３からわかるように、その中心軸線ＣＡに直交する面に沿う断面形状は四角形である。したがって、巻芯２の周面は、中心軸線ＣＡに沿う方向に延びる４つの平面、すなわち、互いに対向する天面７および底面８と、これら天面７および底面８に隣接しかつ互いに対向する第１側面９および第２側面１０と、を有している。

巻芯２の周方向に測定した各部分の寸法は、たとえば、第１側面９および第２側面１０が約０．６ｍｍ、天面７および底面８が約１．２ｍｍ、１周が約３．６ｍｍである。また、巻芯２の中心軸線ＣＡの延びる方向に測定した長さ方向寸法は、たとえば約２．０ｍｍである。

上述した天面７と第１側面９との間を第１稜線１１と呼び、天面７と第２側面１０との間を第２稜線１２と呼ぶ。また、底面８と第１側面９との間を第３稜線１３と呼び、底面８と第２側面１０との間を第４稜線１４と呼ぶ。これら稜線１１〜１４においては、図３に示すように、かどに丸みをつけるアール面取りが施されていることが好ましい。

図１および図２に示すように、ドラム状コア３は、巻芯２の中心軸線ＣＡ方向での互いに逆の第１端部、第２端部に、それぞれ連接する第１鍔部１５、第２鍔部１６を有している。第１鍔部１５には、第１端子電極１７および第３端子電極１９が設けられ、第２鍔部１６には、第２端子電極１８および第４端子電極２０が設けられる。

端子電極１７〜２０は、第１端子電極１７および第２端子電極１８について図１によく示されているように、鍔部１５および１６における、巻芯２の底面８と同じ方向に向く面に沿って設けられる底面電極部１７ａ〜２０ａと、鍔部１５および１６の各々の外側端面に沿って設けられる端面電極部１７ｂ〜２０ｂとを備えている。底面電極部１７ａ〜２０ａは、たとえばＡｇを含む導電性ペーストの焼付けによって形成される。端面電極部１７ｂ〜２０ｂは、底面電極部１７ａ〜２０ａの形成後において、たとえば、ＮｉＣｒのスパッタリング、次いでＮｉＣｕのスパッタリングを施すことによって形成される。さらに、上述の底面電極部１７ａ〜２０ａおよび端面電極部１７ｂ〜２０ｂの形成後、これら底面電極部１７ａ〜２０ａおよび端面電極部１７ｂ〜２０ｂを一連に覆うように、たとえば、Ｃｕ、ＮｉおよびＳｎの各めっきが順次施される。

端子電極１７〜２０は、リン青銅、無酸素銅、タフピッチ銅などの金属材料からなる金属板を加工して得られた金属端子をドラム状コア３の鍔部１５および１６に接合することによって形成されてもよい。

第１ワイヤ４の各端部は、それぞれ、第１端子電極１７および第２端子電極１８に接続され、第２ワイヤ５の各端部は、それぞれ、第３端子電極１９および第４端子電極２０に接続される。これらの接続には、たとえば、熱圧着やレーザ溶接が適用される。

コイル部品１は、さらに、板状コア２１を備えていてもよい。板状コア２１はドラム状コア３に接着される。板状コア２１は、ドラム状コア３と同様、たとえば、アルミナのような非磁性体、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトのような磁性体、または樹脂などから構成される。板状コア２１が樹脂から構成される場合には、たとえば、金属粉、フェライト粉などの磁性粉を含有する樹脂、シリカ粉などの非磁性体粉を含有する樹脂、粉末などのフィラーを含有しない樹脂から構成される。ドラム状コア３および板状コア２１が磁性体からなるとき、板状コア２１が第１および第２の鍔部１５および１６間を連結するように設けられることによって、ドラム状コア３は、板状コア２１と協働して、閉磁路を構成する。中心軸線ＣＡに沿う方向を長さ方向、中心軸線ＣＡに垂直でかつ板状コア２１と鍔部１５および１６とが当接する方向を厚み方向、長さ方向および厚み方向のいずれにも直交する方向を幅方向と定義したとき、板状コア２１は、たとえば、長さ方向寸法が約３．２ｍｍ、幅方向寸法が約２．５ｍｍ、厚み方向寸法が約０．７ｍｍである。

第１ワイヤ４および第２ワイヤ５は、上述した端子電極１７〜２０に接続される端部およびその近傍を除いて、その大部分が互いに撚り合わされたツイスト状態となっている。このようなツイスト部分を有する第１ワイヤ４および第２ワイヤ５を巻芯２に巻回するにあたっては、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５にツイストを付与しながら、あるいは、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５を予めツイスト状態としておいた後、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５が巻芯２の中心軸線ＣＡのまわりに互いに同じ方向にかつ螺旋状に複数ターン巻回される。その結果、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５は、ツイスト部分を複数ターンにわたって形成している。第１ワイヤ４および第２ワイヤ５は、前述したように、絶縁被覆されているので、互いに電気的に接続されない。

図４には、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の、稜線１１上での配置が模式的に示されている。図４は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）によって、巻芯２の第１側面９に平行なカット面を第１側面９から第２側面１９に向かって１μｍずつずらせて順次撮影して得られた画像に基づいて作成された図面である。図４には、稜線１１部分がＸ線ＣＴ画像内に取り込まれるほど第１側面９に極めて近いカット面IVにおいて観察された第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の配置が模式的に示されている。

図４に示すように、第１ワイヤ４および第２ワイヤ６は、互いに隣り合うもの同士が接触しているが、第１ワイヤ４および第２ワイヤ６の各々の中心導体４ａおよび５ａについては、電気絶縁性樹脂からなる被膜４ｂおよび５ｂの存在のため、互いに隣り合うもの同士は接触していない。

図３および図４に示すように、巻芯２の天面７と第１側面９との間の第１稜線１１、第２側面１０と天面７との間の第２稜線１２、第１側面９と底面８との間の第３稜線１３、底面８と第２側面１０との間の第４稜線１４の各々上では、第１ワイヤ４および２ワイヤ５は稜線１１〜１４の延びる方向に並ぶ状態となっている。そして、第１稜線１１、第２稜線１２、第３稜線１３、第４稜線１４では、同じターンにおける第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の各々が、より正確には、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の各々の電気絶縁性被膜が、ともに各稜線に密着している。なお、密着とは、稜線上に第１ワイヤもしくは第２ワイヤが接することをいう。この状態は、後述する図５からも確認することができる。

このとき、図４に示すように、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５間の距離は一定になっていることが好ましい。これによって、第１ワイヤ４と第２ワイヤ５との間での電気的なバランスを良好なものとすることができる。また、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の各々の外周面、すなわち、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の各々の電気絶縁性被膜が互いに密着している場合は、当該絶縁皮膜を構成する電気絶縁性樹脂により、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の各々の中心導体同士はより確実に一定の距離をとることができるため、電気的なバランスを良好なものとすることができる。

図５では、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト状態が、巻芯２の周面を、第１側面９、天面７、第２側面１０、底面８の順に展開した状態で模式的に示されている。図５において、第１ワイヤ４は太線で示され、第２ワイヤ５は二重線で示されている。また、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のうち、互いの交差部分で上に位置するものが実線で、下に位置するものが破線で示されている。

図１１を参照して前述したように、第１ワイヤ４と第２ワイヤ５とが３６０度ツイストされた状態をツイスト数１とし、その長さをツイストピッチとすると、図５における第１側面９上では、第１ワイヤ４と第２ワイヤ５とが１８０度撚られるため、ツイスト数は０．５であり、ツイストピッチは０．５である。また、第１側面９上では、巻芯２の周面の外方から巻芯２の中心軸線ＣＡに向かって見たとき、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト部分における腹は、第１側面９の周方向での互いに逆の端部に位置する稜線１３および１１の各々上に位置し、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５は、稜線１３および１１の各々の延びる方向に並び、稜線１３および１１の各々に密着する状態となっている。第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト部分における節は、第１側面９の周方向での中点付近に１箇所現れる。

次に、天面７上において、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト数は１である。第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト部分における腹は、天面７の周方向での互いに逆の端部に位置する稜線１１および１２の各々上に位置し、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５は、稜線１１および１２の各々の延びる方向に並び、稜線１１および１２の各々に密着する状態となっている。第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト部分におけるもう１つの腹が、天面７の周方向での中点付近に現れる。第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト部分における節は、天面７の周方向の寸法のほぼ１／４となる箇所とほぼ３／４となる箇所の２箇所に現れる。

なお、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５は必ずしも上述したような形態となるとは限らず、１ターンあたりのツイスト数と巻芯の周方向における面の長さによっては、任意の面でツイスト数が０．５の倍数以外を採り得る。

次に、第２側面１０上において、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト数は０．５である。第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト部分における腹は、第２側面１０の周方向での互いに逆の端部に位置する稜線１２および１４の各々上に位置し、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５は、稜線１２および１４の各々の延びる方向に並び、稜線１２および１４の各々に密着する状態となっている。第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト部分における節は、第２側面１０の周方向での中点付近に１箇所現れる。

次に、底面８上において、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト数は１である。第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト部分における腹は、底面８の周方向での互いに逆の端部に位置する稜線１４および１３の各々上に位置し、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５は、稜線１４および１３の各々の延びる方向に並び、稜線１４および１３の各々に密着する状態となっている。第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト部分におけるもう１つの腹が、底面８の周方向での中点付近に現れる。第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト部分における節は、底面８の周方向の寸法のほぼ１／４となる箇所とほぼ３／４となる箇所の２箇所に現れる。

以降、同様のツイストが所定回数繰り返される。

以上のように、第１稜線１１、第２稜線１２、第３稜線１３、第４稜線１４の各々に第１ワイヤ４および第２ワイヤ５がともに密着する状態となっていると、巻芯２上での第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の巻回状態およびツイスト状態を安定化させ、よって、コイル部品１の電気的特性の安定化に寄与する。これが所定回数繰り返されることによって、さらに電気的に安定化する。

また、ツイスト部分の腹が巻芯２の稜線１１〜１４によって位置決められるので、ツイスト部分の節および腹の位置の不揃いを低減することができ、よって、第１ワイヤ４と第２ワイヤ５との間での電気的なバランスを良好なものとすることができる。したがって、第１ワイヤ４に関連して形成される浮遊容量と第２ワイヤ５に関連して形成される浮遊容量との差異を低減でき、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５をそれぞれ通過する信号が影響を受けるインダクタンスおよびキャパシタンスを互いに同等またはほぼ同等とすることができ、コモンモードチョークコイルにあっては、モード変換特性を低減させることができる。

また、巻芯２の周面を構成する天面７、底面８、第１側面９および第２側面１０の周方向での各寸法は、それぞれ、ツイストピッチ×０．５、ツイストピッチ×１、ツイストピッチ×０．５およびツイストピッチ×１というように、「ツイストピッチ×０．５」の倍数である。さらに、巻芯２の周方向の合計寸法についても、「ツイストピッチ×０．５」の倍数である。

また、図１ないし図４からわかるように、巻芯２の周方向に測定した天面７および底面８の各寸法は、同じく巻芯２の周方向に測定した第１側面９および第２側面１０の各寸法の２倍である。すなわち、巻芯２の周方向に測定した天面７および底面８の各寸法が、巻芯２の周方向に測定した第１側面９および第２側面１０の各寸法の整数倍とされる。ここで、巻芯２の周方向に測定した天面７、底面８、第１側面９および第２側面１０の各々の寸法といった４つの寸法のうち、第１側面９および第２側面１０の各々の寸法が最も短い寸法となる。この場合、巻芯２の周方向に測定した天面７、底面８、第１側面９および第２側面１０の各々の寸法は、いずれも、最も短い寸法である第１側面９および第２側面１０の各々の寸法の整数倍ということになる。

このような構成によれば、ツイストピッチを固定したまま、稜線１１〜１４の各々に第１ワイヤ４および第２ワイヤ５が密着する状態を得ることができるので、量産性に優れたものとすることができる。

なお、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト部分でのツイスト方向は、図示された方向とは逆の方向であってもよく、あるいは、稜線１１〜１４の各々を通過するときにツイスト方向を逆転させるなどして、２つのツイスト方向が混在するようにしてもよい。また、図１ないし図３では、撚り合わされた第１ワイヤ４および第２ワイヤ５同士が密着した状態で図示されているが、第１ワイヤ４と第２ワイヤ５とは、互いの間に一部隙間を形成した状態で撚り合わされていてもよい。なお、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５同士が密着していても、前述したように、ワイヤ４および５の中心導体は電気絶縁性樹脂で被覆されているので、中心導体間には一定以上の間隔が存在している。

以上説明した第１の実施形態では、たとえば、巻芯２の天面７の一方端部にある第１稜線１１について言えば、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の複数ターンにおいて、第１稜線１１に第１ワイヤ４と第２ワイヤ５とが同時に接触しているため、第１稜線１１に第１ワイヤ４が密着する回数と第２ワイヤ５が密着する回数とは互いにほぼ等しくなる。

ここで、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の巻き始め部分および巻き終わり部分のように、第１ワイヤ４と第２ワイヤ５とが互いに離れている箇所があるため、上述した稜線１１に第１ワイヤ４が密着する回数と第２ワイヤ５が密着する回数とは常に等しいとは限らない。したがって、これら回数には、たとえば２ターン分程度の差が存在することがある。

また、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の巻き始め部分と巻き終わり部分との間でも、稜線１１に第１ワイヤ４が密着する回数と第２ワイヤ５が密着する回数とは常に等しいとは限らない。

また、第１の実施形態では、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の複数ターンのツイスト部分は、巻芯２の天面７、底面８、第１側面９および第２側面１０の互いに隣接するものの間に位置する稜線１１〜１４のうち、互いに線対称となり、かつ互いに対向する２つの稜線、たとえば稜線１１および１２に第１ワイヤ４および第２ワイヤ５をともに密着させている。同様に、互いに線対称となり、かつ互いに対向する、２つの稜線１２および１４にも、２つの稜線１４および１３にも、２つの稜線１３および１１にも、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５をともに密着させている。

したがって、稜線１１に密着する第１ワイヤ４の数と第２ワイヤ５の数とは互いに等しい。同様に、稜線１２に密着する第１ワイヤ４の数と第２ワイヤ５の数とは互いに等しい。同様に、稜線１４に密着する第１ワイヤ４の数と第２ワイヤ５の数とは互いに等しい。同様に、稜線１３に密着する第１ワイヤ４の数と第２ワイヤ５の数とは互いに等しい。

また、互いに線対称となり、かつ互いに対向する２つの稜線１１および１２のうち、一方の稜線１１に密着する第１ワイヤ４の数と、他方の稜線１２に密着する第１ワイヤ４の数とが互いに等しい。また、一方の稜線１１に密着する第２ワイヤ５の数と、他方の稜線１２に密着する第２ワイヤ５の数とが互いに等しい。同様に、互いに線対称となり、かつ互いに対向する２つの稜線１２および１４のうち、一方の稜線１２に密着する第１ワイヤ４の数と、他方の稜線１４に密着する第１ワイヤ４の数とが互いに等しい。また、一方の稜線１２に密着する第２ワイヤ５の数と、他方の稜線１４に密着する第２ワイヤ５の数とが互いに等しい。同様に、互いに線対称となり、かつ互いに対向する２つの稜線１４および１３のうち、一方の稜線１４に密着する第１ワイヤ４の数と、他方の稜線１３に密着する第１ワイヤ４の数とが互いに等しい。また、一方の稜線１４に密着する第２ワイヤ５の数と、他方の稜線１３に密着する第２ワイヤ５の数とが互いに等しい。同様に、互いに線対称となり、かつ互いに対向する２つの稜線１３および１１のうち、一方の稜線１３に密着する第１ワイヤ４の数と、他方の稜線１１に密着する第１ワイヤ４の数とが互いに等しい。また、一方の稜線１３に密着する第２ワイヤ５の数と、他方の稜線１１に密着する第２ワイヤ５の数とが互いに等しい。

しかしながら、上述したいくつかの構成において、互いに等しいとされた第１ワイヤ４の数および第２ワイヤ５の数は、必ずしも等しくなくてもよく、たとえば２ターン分程度の差があってもよい。

また、第１の実施形態では、たとえば、巻芯２の天面７の一方端部にある第１稜線１１および他方端部にある第２稜線１２について言えば、天面７上に位置するツイスト部分は、第１稜線１１および第２稜線１２の双方に第１ワイヤ４および第２ワイヤ５をともに密着させていたが、このような状態にあるツイスト部分は、少なくとも１つのターンにおいて存在していればよい。

また、第１の実施形態では、隣り合う複数のターンについて、第１稜線１１、第２稜線１２、第３稜線１３および第４稜線１４の各々に第１ワイヤ４および第２ワイヤ５がともに密着する状態となっていた。このように、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５がともに密着する稜線の数が増えるほど、巻回状態およびツイスト状態の安定性をより向上させることができるが、隣り合う複数のターンについて、第１稜線１１、第２稜線１２、第３稜線１３および第４稜線１４のうちの１つの稜線にのみ第１ワイヤ４および第２ワイヤ５がともに密着する状態となっていてもよい。

また、上述した実施形態では、隣り合う複数のターンについて、第１稜線１１、第２稜線１２、第３稜線１３および第４稜線１４のうちの１つの稜線にのみ第１ワイヤ４および第２ワイヤ５がともに密着する状態となっていてもよいとしたが、少なくとも１つのターンについて、たとえば単に１つのターンについてのみ、第１稜線１１、第２稜線１２、第３稜線１３および第４稜線１４のうちの１つの稜線にのみ第１ワイヤ４および第２ワイヤ５がともに密着する状態となっていてもよい。

なお、第１稜線１１、第２稜線１２、第３稜線１３および第４稜線１４の少なくとも１つの稜線に第１ワイヤ４および第２ワイヤ５がともに密着する状態となっているターン数は多い方が好ましい。たとえば、巻回された第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の５ターンのうち、４ターン以上で稜線への密着状態が実現されていると、コモンモードチョークコイルにおけるモード変換特性を安定化させることができる。また、巻回された第１ワイヤ４および第２ワイヤ５の６ターンのうち、５ターン以上で稜線への密着状態が実現されていることがより好ましい。

以上説明した第１の実施形態では、巻芯２の周面は、互いに隣接した状態で周方向に配列された４つの平面、すなわち、天面７、底面８、第１側面９および第２側面１０からなり、巻芯２の中心軸線ＣＡに直交する面に沿う巻芯２の断面形状は、各辺が直線状に延びる四角形である。しかし、以下の図６ないし図８にそれぞれ示すような変形例の採用も可能である。図６および図７では、図３に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

図６に示した巻芯２ａでは、その中心軸線ＣＡに直交する面に沿う断面形状が六角形である。この六角形を構成する６本の辺は互いに同じ長さである。図３に示した巻芯２において用いた参照符号を用いながら、図３に示した巻芯２と異なる点について説明すると、天面７の断面形状および底面８の断面形状が、ともに外方へ張り出す屈曲形状とされている。

この実施形態によれば、図３に示した断面四角形の巻芯２と比較して、巻芯２ａの断面形状の縦横比の変更に自由度を持たせることができる。たとえば、図３に示した巻芯２に比べて、高さ方向寸法をあまり変えずに、断面積を増やし、インダクタンスの向上を図ることができる。また、図３に示した断面四角形の巻芯２の周面の稜線が形成する内角は、それぞれほぼ９０度であるが、図６に示した断面形状が六角形の巻芯２ａの周面の稜線が形成する内角は、すべて９０度を超える鈍角となっている。したがって、巻芯２ａの周面の稜線が形成する角の突出度合を、図３に示した断面四角形の巻芯２に比べて、より鈍くすることができ、ワイヤへ及ぼされるダメージを低減することができる。

図７に示した巻芯２ｂでは、図３に示した巻芯２の断面形状に相当する断面形状が五角形である。図３に示した巻芯２において用いた参照符号を用いながら、図３に示した巻芯２と異なる点について説明すると、天面７の断面形状が、外方へ張り出す屈曲形状とされている。

この実施形態では、巻芯２ｂの周方向に測定した寸法について、底面８の寸法は、天面７ならびに側面９および１０のいずれの寸法に対しても整数倍とはならない。しかしながら、少なくとも１つのターンにおいて、いずれかの稜線上にツイスト部分における腹を位置させることができるため、第１ワイヤおよび第２ワイヤの巻回状態およびツイスト状態の安定性を向上させることができる。なお、すべての稜線上で、第１ワイヤと第２ワイヤとが並ぶ状態を得るためには、ツイストピッチを、底面８上での巻回と、天面７ならびに側面９および１０の各上での巻回とで変更する必要がある。すなわち、稜線上で第１ワイヤと第２ワイヤとが並ぶ状態を実現するには、ツイスト状態と稜線との位置関係が影響するため、ツイストピッチは巻芯の全周にわたって一定であるとは限らない。

なお、上述のような煩わしさを回避するため、巻芯２ｂの断面形状を正五角形にしてもよい。

図８に示した巻芯２ｃでは、その中心軸線のまわりに形成される周面が、中心軸線に沿う方向に延びる１つの平面２２を有している。平面２２の周方向での第１端部には中心軸線に沿う方向に延びる第１稜線２３が位置し、平面２２の周方向での上記第１端部とは逆の第２端部には中心軸線に沿う方向に延びる第２稜線２４が位置している。

上述した巻芯２ｃに、図示しないが、第１ワイヤおよび第２ワイヤのツイスト部分が複数ターンにわたって巻回される。このとき、平面２２上に位置する複数ターンのツイスト部分は、第１稜線２３および第２稜線２４のいずれか一方にのみ、第１ワイヤおよび第２ワイヤをともに密着させる状態としてもよい。このようにして、第１ワイヤおよび第２ワイヤの巻回状態およびツイスト状態の安定性を向上させることができる。巻回状態およびツイスト状態のより安定化のためには、第１稜線２３および第２稜線２４の双方上において、第１ワイヤおよび第２ワイヤを稜線２３および２４の各々の延びる方向に並ぶ状態で位置させることが好ましい。

図９および図１０は、それぞれ、この発明の第５および第６の実施形態を説明するためのもので、図３に示した断面図の左半分を拡大した図面に相当している。図９および図１０において、図３に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

第５および第６の実施形態は、いずれも、巻芯２の稜線の面取りの形態に特徴がある。なお、図９および図１０には、第１稜線１１および第３稜線１３のみが図示され、第２稜線１２および第４稜線１４については図示されないが、第２稜線１２および第４稜線１４の形態は、第１稜線１１および第３稜線１３の形態と左右対称の関係にある。以下には、第１稜線１１および第３稜線１３について説明し、第２稜線１２および第４稜線１４についての説明を省略する。

図９を参照して、巻芯２の稜線１１および１３には、それぞれ、かどに逃げ２５および２６を設ける面取りが施される。それによって、稜線１１の部分には、２つの凸部２７および２８が形成され、稜線１３の部分には、２つの凸部２９および３０が形成される。ワイヤ４および５が巻芯２のまわりに巻回されるとき、ワイヤ４および５は、稜線１１の部分にある凸部２７および２８の少なくとも一方ならびに稜線１３の部分にある凸部２９および３０の少なくとも一方に必ず密着する。通常、ワイヤ４および５が反時計回りに巻回されるときは、ワイヤ４および５は稜線１１の部分にある凸部２７および稜線１３の部分にある凸部２９に必ず密着する傾向にあり、ワイヤ４および５が時計回りに巻回されるときは、ワイヤ４および５は稜線１１の部分にある凸部２８および稜線１３の部分にある凸部３０に必ず密着する傾向にある。

上述のように、稜線１１および１３に、それぞれ、逃げ２５および２６が設けられていても、ワイヤ４および５は、稜線１１および１３の各部分のどこかで必ず密着することになる。

次に、図１０を参照して、巻芯２の稜線１１および１３には、それぞれ、かどに斜面３１および３２をつける面取りが施される。それによって、稜線１１の部分には、２つの凸部３３および３４が形成され、稜線１３の部分には、２つの凸部３５および３６が形成される。ワイヤ４および５が巻芯２のまわりに巻回されるとき、ワイヤ４および５は、稜線１１の部分にある凸部３３および３４の少なくとも一方ならびに稜線１３の部分にある凸部３５および３６の少なくとも一方に必ず密着する。通常、ワイヤ４および５が反時計回りに巻回されるときは、ワイヤ４および５は稜線１１の部分にある凸部３３および稜線１３の部分にある凸部３５に必ず密着する傾向にあり、ワイヤ４および５が時計回りに巻回されるときは、ワイヤ４および５は稜線１１の部分にある凸部３４および稜線１３の部分にある凸部３６に必ず密着する傾向にある。

上述のように、図１０に示した実施形態の場合、稜線１１および１３に、それぞれ、斜面３１および３２が設けられていても、図９に示した実施形態の場合と同様、ワイヤ４および５は、稜線１１および１３の各部分のどこかで必ず密着することになる。

以上、この発明を図示したいくつかの実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他種々の変形例が可能である。

たとえば、図１ないし図５では、第１ワイヤ４および第２ワイヤ５のツイスト部分が巻芯２上で１層巻きにされたが、２層以上をなして巻回されてもよい。２層以上をなして巻回される場合には、少なくとも巻芯２に接する第１層について、前述した条件を満たしていればよい。

また、上述した実施形態は、コモンモードチョークコイルを構成するコイル部品に関するものであったが、その他トランス、バラン等を構成するコイル部品であっても、この発明を適用することができる。また、上述した実施形態は、第１ワイヤおよび第２ワイヤというように２本のワイヤを撚り合わせていたが、ワイヤの本数は３本以上であってもよい。

また、上述した各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。

１ コイル部品
２，２ａ，２ｂ，２ｃ 巻芯
４ 第１ワイヤ
５ 第２ワイヤ
７ 天面（平面）
８ 底面（平面）
９ 第１側面（平面）
１０ 第２側面（平面）
１１〜１４，２３，２４ 稜線
２２ 平面
ＣＡ 中心軸線

Claims (11)

1. 中心軸線のまわりに周面が形成され、前記周面は前記中心軸線に沿う方向に延びる少なくとも１つの平面を有し、前記平面における前記中心軸線まわりの方向である周方向での第１端部には前記中心軸線に沿う方向に延びる第１稜線が位置している、巻芯と、
   前記巻芯の前記中心軸線のまわりに互いに同じ方向にかつ螺旋状に複数ターン巻回され、互いに撚り合わされた状態のツイスト部分を複数ターンにわたって形成している、第１ワイヤおよび第２ワイヤと、
   を備え、
   前記平面上に位置する前記ツイスト部分は、ある１つのターンについて、前記第１稜線に前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤをともに密着させている、
   コイル部品。
2. 前記平面上に位置する前記ツイスト部分は、隣り合う複数のターンについて、前記第１稜線に前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤをともに密着させている、請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記第１稜線に前記第１ワイヤが密着する回数と前記第２ワイヤが密着する回数とは互いにほぼ等しい、請求項２に記載のコイル部品。
4. 前記巻芯において、前記平面の周方向での前記第１端部とは逆の第２端部には前記中心軸線に沿う方向に延びる第２稜線が位置していて、前記平面上に位置する前記ツイスト部分は、ある１つのターンについて、前記第１稜線および前記第２稜線の双方に前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤをともに密着させている、請求項１ないし３のいずれかに記載のコイル部品。
5. 前記平面上に位置する前記ツイスト部分は、隣り合う複数のターンについて、前記第１稜線および前記第２稜線の双方に前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤをともに密着させている、請求項４に記載のコイル部品。
6. 前記第１稜線に密着する前記第１ワイヤの数と前記第２ワイヤの数とが互いにほぼ等しく、前記第２稜線に密着する前記第１ワイヤの数と前記第２ワイヤの数とが互いにほぼ等しい、請求項５に記載のコイル部品。
7. 前記第１稜線に密着する前記第１ワイヤの数と前記第２稜線に密着する前記第１ワイヤの数とが互いにほぼ等しく、前記第１稜線に密着する前記第２ワイヤの数と前記第２稜線に密着する前記第２ワイヤの数とが互いにほぼ等しい、請求項４ないし６のいずれかに記載のコイル部品。
8. 前記巻芯の前記周面は、互いに隣接した状態で周方向に配列された少なくとも４つの平面からなる、請求項１ないし７のいずれかに記載のコイル部品。
9. 前記巻芯の前記周面は、互いに隣接した状態で周方向に配列された６つの平面からなる、請求項８に記載のコイル部品。
10. 前記巻芯の周方向に測定した各前記平面の寸法は、各前記平面の寸法のうち最も短い寸法の整数倍である、請求項８または９に記載のコイル部品。
11. 前記ツイスト部分は、前記巻芯に対する巻き始め部分と巻き終わり部分とを除く部分において、前記第１ワイヤおよび前記第２ワイヤが前記稜線にともに密着している、請求項１ないし１０のいずれかに記載のコイル部品。

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