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Title:
WIRE-WOUND COIL AND WIRE-WOUND COIL MANUFACTURING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/028406
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a wire-wound coil wherein characteristic impedance can be freely adjusted and variance of the characteristic impedance is eliminated. A method for manufacturing such wire-wound coil is also provided. A primary wire section (18A) and a secondary wire section (18B) are wound on the surface of a winding core section (14) by being separated a fixed distance one from the other. The secondary wire section (18B) of a prior turning section (19X) and a primary wire section (18A) of a subsequent turning section (19Y) are bonded on the same surface of the winding core section (14) by being adjacent to each other with different number of windings.

Inventors:
NAKATANI KEIGO (JP)
NISHIKAWA YOSHIE (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/064976
Publication Date:
March 05, 2009
Filing Date:
August 22, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MURATA MANUFACTURING CO (JP)
NAKATANI KEIGO (JP)
NISHIKAWA YOSHIE (JP)
International Classes:
H01F30/00; H01F17/04; H01F41/04
Foreign References:
JP2007036158A2007-02-08
JP2007180073A2007-07-12
JP2005322820A2005-11-17
Attorney, Agent or Firm:
NISHIMURA, Tomohiro (5-1 Shinjuku 2-Chome, Shinjuku-k, Tokyo 22, JP)
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Claims:
 巻芯部と前記巻芯部の両端に設けられた鍔部とを含むコア部材と、前記巻芯部の表面に巻回され1次巻線部及び2次巻線部で構成される一対の巻線と、前記鍔部に設けられ前記巻線の前記1次巻線部及び前記2次巻線部の端部が接続される電極部と、を有する巻線型コイルであって、
 前記巻芯部に巻回された一対の前記巻線の前記1次巻線部と前記2次巻線部の間隔が相互に離間し、かつ、
 前記巻芯部の同一表面上に隣接し巻回数の異なる前記1次巻線部又は前記2次巻線部の一方と前記1次巻線部又は前記2次巻線部の他方とが相互に接触していることを特徴とする巻線型コイル。
 巻芯部と前記巻芯部の両端に設けられた鍔部とを含むコア部材と、前記巻芯部の表面に巻回され1次巻線部及び2次巻線部で構成される一対の巻線と、前記鍔部に設けられ前記巻線の前記1次巻線部及び前記2次巻線部の端部が接続される電極部と、を有する巻線型コイルの製造方法であって、
 一対の前記巻線は、前記1次巻線部と前記2次巻線部の間隔が相互に離間し、かつ、前記巻芯部の同一表面上に隣接し巻回数の異なる前記1次巻線部又は前記2次巻線部の一方と前記1次巻線部又は前記2次巻線部の他方とが相互に接触するように、前記巻芯部の表面に巻回されることを特徴とする巻線型コイルの製造方法。
 前記1次巻線部及び前記2次巻線部は、前記巻芯部の表面に先に巻回される前ターン部と、前記前ターン部の次に前記巻芯部の表面に巻回される次ターン部を有し、
 前記巻芯部の表面に巻回された前記前ターン部の前記1次巻線部又は前記2次巻線部の一方に接触する前記次ターン部の前記1次巻線部又は前記2次巻線部の他方は、前記巻芯部の表面に巻回された前記前ターン部の前記1次巻線部又は前記2次巻線部の一方に対して、前記前ターン部の前記1次巻線部又は前記2次巻線部の一方と前記次ターン部の前記1次巻線部又は前記2次巻線部の他方との巻軸方向に沿う中心間距離が前記1次巻線部又は前記2次巻線部の半径寸法となるように、巻回されることを特徴とする請求項2に記載の巻線型コイルの製造方法。
Description:
巻線型コイル及び巻線型コイル 製造方法

 本発明は、一対の巻線が巻回される巻線 コイル及び巻線型コイルの製造方法に関す 。

 従来の巻線型コイルとして、柱状の巻芯部 この巻芯部の両端に設けられた鍔部とを備 たコア部材と、巻芯部の表面に巻回され1次 コイル及び2次コイルで構成される一対のワ ヤと、一対の鍔部に設けられ各コイルの端 がそれぞれ電気的に接続される電極部と、 備え、巻芯部の表面には、同じ巻ターンの1 コイルと2次コイルが互いに離間するように して巻回されているものが知られている(下 特許文献1参照)。

特開2004-146671号公報

 ところが、上記巻線型コイルは、平面状 巻芯部の表面にワイヤを巻回させており、 ワイヤを位置決めする手段が設けられてい いので、各ワイヤが巻芯部の表面上を移動 てしまうことがある。ワイヤが巻芯部の表 上を移動すると、ワイヤ間の距離と相関の る特性インピーダンスを自在に調整するこ ができない。また、隣り合う一対のワイヤ 離間しており静電容量にばらつきが生じる め、ワイヤの巻きばらつきによってはコイ 全体の特性インピーダンスに大きなばらつ が生じるおそれがある。

 そこで、本発明は、上記事情を考慮し、 性インピーダンスを自在に調整することが きるとともに、特性インピーダンスのばら きの発生を防止することができる巻線型コ ル及び巻線型コイルの製造方法を提供する とを目的とする。

 請求項1に記載の発明は、巻芯部と前記巻 芯部の両端に設けられた鍔部とを含むコア部 材と、前記巻芯部の表面に巻回され1次巻線 及び2次巻線部で構成される一対の巻線と、 記鍔部に設けられ前記巻線の前記1次巻線部 及び前記2次巻線部の端部が接続される電極 と、を有する巻線型コイルであって、前記 芯部に巻回された一対の前記巻線の前記1次 線部と前記2次巻線部の間隔が相互に離間し 、かつ、前記巻芯部の同一表面上に隣接し巻 回数の異なる前記1次巻線部又は前記2次巻線 の一方と前記1次巻線部又は前記2次巻線部 他方とが相互に接触していることを特徴と る。

 請求項2に記載の発明は、巻芯部と前記巻 芯部の両端に設けられた鍔部とを含むコア部 材と、前記巻芯部の表面に巻回され1次巻線 及び2次巻線部で構成される一対の巻線と、 記鍔部に設けられ前記巻線の前記1次巻線部 及び前記2次巻線部の端部が接続される電極 と、を有する巻線型コイルの製造方法であ て、一対の前記巻線は、前記1次巻線部と前 2次巻線部の間隔が相互に離間し、かつ、前 記巻芯部の同一表面上に隣接し巻回数の異な る前記1次巻線部又は前記2次巻線部の一方と 記1次巻線部又は前記2次巻線部の他方とが 互に接触するように、前記巻芯部の表面に 回されることを特徴とする。

 請求項3に記載の発明は、請求項2に記載 巻線型コイルの製造方法において、前記1次 線部及び前記2次巻線部は、前記巻芯部の表 面に先に巻回される前ターン部と、前記前タ ーン部の次に前記巻芯部の表面に巻回される 次ターン部を有し、前記巻芯部の表面に巻回 された前記前ターン部の前記1次巻線部又は 記2次巻線部の一方に接触する前記次ターン の前記1次巻線部又は前記2次巻線部の他方 、前記巻芯部の表面に巻回された前記前タ ン部の前記1次巻線部又は前記2次巻線部の一 方に対して、前記前ターン部の前記1次巻線 又は前記2次巻線部の一方と前記次ターン部 前記1次巻線部又は前記2次巻線部の他方と 巻軸方向に沿う中心間距離が前記1次巻線部 は前記2次巻線部の半径寸法となるように、 巻回されることを特徴とする。

 請求項1に記載の発明によれば、巻芯部の 表面には、一対の巻線の1次巻線部と2次巻線 の間隔が相互に離間した状態で巻回される ともに、かつ、巻芯部の同一表面上に隣接 巻回数の異なる1次巻線部又は2次巻線部の 方と1次巻線部又は2次巻線部の他方とが相互 に接触している。これにより、巻回数の異な る1次巻線部又は2次巻線部の一方が1次巻線部 又は2次巻線部の他方に対して位置決めされ ことになり、相互に接触する1次巻線部又は2 次巻線部の一方又は他方が巻芯部の表面上を 移動することを防止できる。このように、巻 芯部の表面上で一対の巻線の1次巻線部と2次 線部の間隔を設けることにより、静電容量 自在に調整することができる。また、巻回 の異なる1次巻線部又は2次巻線部の一方と1 巻線部又は2次巻線部の他方を接触させるこ とで、巻線の巻回数の異なる部位に存在する 静電容量のばらつきを抑えることができ、ひ いては巻線型コイルの特性インピーダンスの ばらつきも抑制することができる。

 請求項2に記載の発明によれば、巻芯部の 表面には、一対の巻線の1次巻線部と2次巻線 の間隔が相互に離間した状態で巻回される ともに、かつ、巻芯部の同一表面上に隣接 巻回数の異なる1次巻線部又は2次巻線部の 方と1次巻線部又は2次巻線部の他方とが相互 に接触している。これにより、巻回数の異な る1次巻線部又は2次巻線部の一方が1次巻線部 又は2次巻線部の他方に対して位置決めされ ことになり、相互に接触する1次巻線部又は2 次巻線部の一方又は他方が巻芯部の表面上を 移動することを防止できる。このように、巻 芯部の表面上で一対の巻線の1次巻線部と2次 線部の間隔を設けることにより、静電容量 自在に調整することができる。また、巻回 の異なる1次巻線部又は2次巻線部の一方と1 巻線部又は2次巻線部の他方を接触させるこ とで、巻線の巻回数の異なる部位に存在する 静電容量のばらつきを抑えることができ、ひ いては巻線型コイルの特性インピーダンスの ばらつきも抑制することができる。

 請求項3に記載の発明によれば、巻芯部の 表面に既に巻回された前ターン部の1次巻線 又は2次巻線部の一方に接触する次ターン部 1次巻線部又は2次巻線部の他方は、巻芯部 表面に既に巻回された前ターン部の1次巻線 又は2次巻線部の一方に対して、前ターン部 の1次巻線部又は2次巻線部の一方と次ターン の1次巻線部又は2次巻線部の他方との巻軸 向に沿う中心間距離が1次巻線部又は2次巻線 部の半径寸法となるように、巻回される。こ れにより、次ターン部の1次巻線部及び2次巻 部の他方は、巻芯部の表面上の適正な位置 前ターン部の1次巻線部及び2次巻線部の一 に密着した状態で位置決めされる。この結 、巻線の巻回による乱れを防止して、巻線 安定した巻回を可能にすることができる。

本発明の一実施形態に係る巻線型コイ の構成を示した斜視図である。 本発明の一実施形態に係る巻線型コイ の巻芯部に対する巻線の巻回状態を示した 視図である。 本発明の一実施形態に係る巻線型コイ の巻線を巻芯部に巻回するときの図2のA-A’ 間を示した説明図である。 本発明の一実施形態に係る巻線型コイ (巻ターン間の密着有り)と従来の巻線型コ ル(巻ターン間の密着無し)の特性インピーダ ンスのばらつきを示したグラフである。

符号の説明

10   巻線型コイル
12   コア部材
14   巻芯部
16   鍔部
18   ワイヤ(巻線)
18A  1次ワイヤ部(1次巻線部)
18B  2次ワイヤ部(2次巻線部)
19X  前ターン部
19Y  次ターン部
20   電極部

 次に、本発明の一実施形態に係る巻線型 イルについて、図面を参照して説明する。

 図1及び図2に示すように、巻線型コイル10 は、巻芯部14と巻芯部14の両端に設けられた 部16とを含むコア部材12を備えている。コア 材12は、磁性体あるいは非磁性体を焼結す ことにより形成されている。巻芯部14の表面 は、凸部がなく平滑状(平面状)に形成されて り、その表面には、一対のワイヤ(巻線)18が 巻回されている。このワイヤ18は、1次ワイヤ 部(1次巻線部)18Aと、2次ワイヤ部(2次巻線部)18 Bと、で構成されている。また、鍔部16の周壁 上には、電極部20が形成されている。この電 部20には、ワイヤ18の1次ワイヤ部18Aと2次ワ ヤ部18Bの端部が熱圧着等の方法でそれぞれ 続されている。

 電極部20は、Ag、Ag-Pd、Ag-Ptなどによる10μm から30μmの膜層と、その上に形成されたNi、Sn 、Sn-Pdなどによる1μmから30μm程度のめっき層 構成されている。

 なお、電極部20は、マスク等を用いた印 やディップ、あるいはパターンを形成した ムプレートへの転写等で形成してもよい。

 ワイヤ18は、絶縁被覆を有し、Cu、Ag、Au で構成されている。ワイヤ18は、1次ワイヤ 18Aと2次ワイヤ部18Bとが相互に離間した状態 、巻芯部14の表面上に巻回されている。そ て、巻芯部14の同一表面上に隣接し巻回数の 異なる1次ワイヤ部18A又は2次ワイヤ部18Bの一 と1次ワイヤ部18A又は2次ワイヤ部18Bの他方( ターン間)が相互に接触(密着)している。特 、本実施形態では、前ターン部19Xの2次ワイ ヤ部18Bと次ターン部19Yの1次ワイヤ部18A(巻タ ン間)が相互に密着するように構成されてい る。

 ここで、図3に示すように、巻芯部14の表 に巻回された前ターン部19Xの1次ワイヤ部18A 又は2次ワイヤ部18Bの一方に接触する次ター 部19Yの1次ワイヤ部18A又は2次ワイヤ部18Bの他 方は、巻芯部14の表面に巻回された前ターン 19Xの1次ワイヤ部18A又は2次ワイヤ部18Bの一 に対して、前ターン部19Xの1次ワイヤ部18A又 2次ワイヤ部18Bの一方と次ターン部19Yの1次 イヤ部18A又は2次ワイヤ部18Bの他方との巻軸 向に沿う中心間距離dが1次ワイヤ部18A又は2 ワイヤ部18Bの半径寸法となるように、巻回 れる。特に、本実施形態では、1次ワイヤ部 18Aと2次ワイヤ部18Bの径は略同一となるよう 設定されており、前ターン部19Xの2次ワイヤ 18Bと次ターン部19Yの1次ワイヤ部18Aの中心間 距離dは、半径寸法(直径寸法の1/2)となるよう に設定されている。

 次に、本発明の一実施形態に係る巻線型 イル10の製造方法について説明する。

 図1及び図2に示すように、電極部20を形成 した一方の鍔部16をチャック(図示省略)に固 し、巻線用ノズル(図示省略)から抽出された ワイヤ18の1次ワイヤ部18A及び2次ワイヤ部18B 一方の端部を他方の鍔部16の電極部20に位置 めし、その状態でコア部材12を回転させる とで(スピンドル方式にて)巻芯部14にワイヤ 巻き付ける。そして、ワイヤ18を巻芯部14に 巻き付けた後、ワイヤ18の1次ワイヤ部18A及び 2次ワイヤ部18Bの他方の端部が一方の鍔部16の 電極部20上に位置するように設定する。

 ここで、ワイヤ18を巻芯部14に巻き付ける ときには、巻芯部14の表面に、ワイヤ18の1次 イヤ部18Aと2次ワイヤ部18Bとが任意の距離だ け相互に離間した状態で巻回する。このため 、図3に示すように、ワイヤ18の1次ワイヤ部18 Aと2次ワイヤ部18Bとの間には、コイル間隙間S が形成される。このとき、巻芯部14の表面に 回された前ターン部19Xの2次ワイヤ部18Bに接 触する次ターン部19Yの1次ワイヤ部18Aが、巻 部14の表面に巻回された前ターン部19Xの2次 イヤ部18Bに対して、前ターン部19Xの2次ワイ 部18Bと次ターン部19Yの1次ワイヤ部18Aとの巻 軸方向に沿う中心間距離dが1次ワイヤ部18A(2 ワイヤ部18B)の半径寸法となるように、巻き けられる。

 ワイヤ18を巻芯部14に巻き付けた後、ワイ ヤ18の1次ワイヤ部18A及び2次ワイヤ部18Bの両 部を各電極部20に接続させる。この接続方法 として、熱圧着が好ましい。これにより、ワ イヤ18の1次ワイヤ部18A及び2次ワイヤ部18Bの 端部が潰されて電極最外層のSnとロウ付けさ れ、信頼性の高い接合が可能になる。このよ うにして、巻芯部14の同一表面上において相 に密着する前ターン部19Xの2次ワイヤ部18Bと 次ターン部19Yの1次ワイヤ部18Aが相互に密着 て巻き付けられて位置決めされるため、ワ ヤ18の巻き乱れを防いで、特性インピーダン スのばらつきの少ない巻線型コイル20を得る とができる。

 次に、本発明の一実施形態に係る巻線型 イル10の作用について説明する。

 図1及び図2に示すように、1次ワイヤ部18A 2次ワイヤ部18Bとが一定の距離だけ相互に離 間した状態で巻芯部14の表面上を巻回され、 つ巻芯部14の同一表面上に隣接し巻回数の なる前ターン部19Xの2次ワイヤ部18Bと次ター 部19Yの1次ワイヤ部18Aとが相互に密着してい るため、前ターン部19Xの2次ワイヤ部18B又は ターン部19Yの1次ワイヤ部18Aが巻芯部14の表 上を軸方向に移動して位置ずれしてしまう とを防止できる。これにより、各巻ターン 構成する1次ワイヤ部18Aと2次ワイヤ部18Bの離 間距離が常に一定になるため、巻ターン間に 存在する静電容量のばらつきを抑制すること ができ、巻線型コイル10の特性インピーダン のばらつきも防止することができる。

 ここで、図4に示すように、本実施形態の 巻線型コイル(直径40μm、巻ターン間を密着さ せる構成)と先行技術である巻線型コイル(直 40μm、巻ターン間が密着されていない構成) を比較すると、本実施形態の巻線型コイル 、先行技術である巻線型コイルと比較して 特性インピーダンスのばらつきを大幅に低 させていることが明確である。

 また、図3に示すように、巻芯部14の表面 巻回された前ターン部19Xの2次ワイヤ部18Bに 接触する次ターン部19Yの1次ワイヤ部18Aが、 芯部14の表面に巻回された前ターン部19Xの2 ワイヤ部18Bに対して、前ターン部19Xの2次ワ ヤ部18Bと次ターン部19Yの1次ワイヤ部18Aとの 巻軸方向に沿う中心間距離dが1次ワイヤ部18A( 2次ワイヤ部18B)の半径寸法となるように、巻 付けられる。これにより、次ターン部19Yの1 次ワイヤ部18Aは、巻芯部14の表面上の適正な 置に前ターン部19Xの2次ワイヤ部18Bに密着し た状態で位置決めされる。この結果、巻回に よる乱れを防止して、ワイヤ18の巻回を安定 せることができる。

 さらに、巻芯部14の表面上に巻き付けら る1次ワイヤ部18Aと2次ワイヤ部18Bとのコイル 間隔を調整することにより、巻ターン間の静 電容量を容易に変更することができる。