(57)【要約】【課題】小型のアルファ巻きコイル部品を提供する。【解決手段】上下方向を巻軸１００として、ボビン５の巻枠１５内に巻数が奇数となるアルファ巻きコイル４が配置され、巻線の端部（３１、３２）が前後一方向に導出され、ボビンは巻線３が巻回される柱状の巻軸部１２を備え、巻軸部には巻枠を上下二つの領域（１５ｕ、１５ｄ）に仕切る平板状のスペーサー１４が形成され、スペーサーは、前後他方側の縁端の一部が前後一方に向かって巻軸部まで切り欠かれてなるスリット１７を有し、スリットの左右の縁辺（１７Ｌ、１７Ｒ）は、上下方向に、１本分の前記巻線の太さに対応する間隙Ｄを有して離間し、巻線は巻枠の上方と下方のそれぞれの領域に巻軸の周りに巻回されている全長の１／２に対応する長さ分ずつ巻回されているとともに、当該１／２の長さとなる中間部３ｃがスリットに挿通されているアルファ巻きコイル部品１としている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向を巻軸として、ボビンの巻枠内に巻数が奇数となるアルファ巻きコイルが配置されてなるアルファ巻きコイル部品であって、
上下方向と直交する２方向を前後方向および左右方向として、
前記巻線は、端部が前後一方向に導出され、
前記ボビンは、前記巻枠内に上下方向に軸を有して前記巻線が巻回される柱状の巻軸部を備え、
前記巻軸部には前記巻枠を上下二つの領域に仕切る平板状のスペーサーが形成され、
前記スペーサーは、前後他方側の縁端の一部が前後一方に向かって巻軸部まで切り欠かれてなるスリットを有し、
前記スリットの左右の縁辺は、上下方向に、１本分の前記巻線の太さに対応する間隙を有して離間し、
前記巻線は、前記巻枠の上方と下方のそれぞれの領域に、前記巻軸の周りに巻回されている全長の１／２に対応する長さ分ずつ巻回されているとともに、当該１／２の長さとなる中間部が前記スリットに挿通されている、
ことを特徴とするアルファ巻きコイル部品。
【請求項２】
請求項１に記載のアルファ巻きコイル部品において、前記スペーサーは、前記巻軸部の前後一方向側に前記高低差を有して左右一方向に向かって傾斜する斜面を有し、当該斜面の左側および右側は、上下方向を法線とした平坦面であり、左側および右側のそれぞれの前記平坦面は、前記スリットの左側および右側の前記縁辺に連続していることを特徴とするアルファ巻きコイル部品。
【請求項３】
上下方向を巻軸として、巻枠内に巻線をアルファ巻きにするためのアルファ巻きコイル用ボビンであって、
上下方向と直交する２方向を前後方向および左右方向とするとともに、前記コイルの巻き始めと巻終わりを導出させる方向を前後一方向として、
前記巻枠内に上下方向に軸を有して前記巻線が巻回される柱状の巻軸部を備え、
前記巻軸部には前記巻枠を上下二つの領域に仕切る平板状のスペーサーが形成され、
前記スペーサーは、前後他方側の縁端の一部が前後一方に向かって巻軸部まで切り欠かれてなるスリットを有し、
前記スリットの左右の縁辺は、上下方向に、１本分の前記巻線の太さに対応する間隙を有して離間している、
ことを特徴とするアルファ巻きコイル用ボビン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルファ巻きされた巻線を備えたコイル部品と、アルファ巻きコイル用ボビンに関する。
【背景技術】
【０００２】
コイルの巻回軸を上下方向とすると、コイルは巻線が上下方向に層状となるように巻回されてなる。各層には巻線が１巻き分以上巻回される。そして、一般的なコイルは、巻線が最下層あるいは最上層の最も内周側から巻き始められる。巻線の両端は外部の回路に接続されることから、巻線の一端は、コイルが巻き始められる最も内周側からコイル外に引き出されることになる。そのため、コイルの形成領域において、その引き出される巻線が占める領域が無駄になる。
【０００３】
そこで、巻線の巻回状態として、巻線の巻き始めと巻き終わり部分をコイルの外周側から巻軸に対して逆方向に巻回したように巻線が巻回されたアルファ巻き（以下、α巻きともいう）がある。α巻きされたコイルは、巻線の引き出しに要する領域が無駄にならず、コイルをより薄くすることができる。なお、以下では、α巻きされた状態にある巻線をα巻きコイルと称し、α巻きコイルを備えたインダクタなどの電子部品をα巻きコイル部品と称することにする。
【０００４】
ところで、α巻きコイルは巻線の巻き方が特殊であるため、α巻きコイル部品は、巻線をα巻きで巻回するのに適した構造のボビンを備えている。図１にα巻きコイル部品１０１ａの一例を示した。図１（Ａ）はα巻きコイル部品１０１ａの外観を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、α巻きコイル部品１０１ａを上下一方向から見たときの平面図である。図１（Ａ）に示したように、α巻きコイル部品１０１ａは、コア２に囲繞されたボビン１０５ａに巻線３が巻軸１００の周りにα巻きされてなる。それによって、α巻きコイル１０４ａがコア２によって形成された閉磁路内に配置される。なお、ここに示したコア２は、上下に対称となる二つのコア部材（２１、２２）を上下方向に対向させてなる。α巻きコイル１０４ａは、図１（Ｂ）にも示したように、α巻きコイル１０４ａの巻線３は、ボビン１０５ａに対して同方向に引き出されている。そして、巻線３の端部（３１、３２）には端子３３が取り付けられている。
【０００５】
ここで、図中に示したように、コア２の開口方向を前後方向とし、巻線３が前方に引き出されていることとして前後の各方向を規定することとする。また上下方向と前後方向の双方に直交する方向を左右方向とし、上下の各方向と左右の各方向については、便宜的に図中に示したように規定する。ここでは、左右の各方向を前方から後方を見たときの状態で規定し、ボビン１０５ａの右側から導出されている巻線３の端部３２が左側から導出されている巻線３の端部３１より上方にあることとして上下の各方向を規定している。
【０００６】
図２はα巻きコイル部品１０１ａの分解図である。図２（Ａ）はα巻きコイル部品１０１ａの分解斜視図であり、この図２（Ａ）では、ボビン１０５ａとα巻きコイル１０４ａが、上下左右の各方向を含む面で切断された一部破断斜視図によって示されており、図中でハッチングによって示した破断面は、図１（Ｂ）におけるａ−a矢視断面に対応している。また図２（Ｂ）は、ボビン１０５ａに巻回された状態にあるα巻きコイル１０４ａを示す斜視図である。
【０００７】
図２（Ａ）に示したように、ボビン１０５ａは、上下両端に開口１１を有する中空円筒状の巻軸部１２を有している。巻軸部の上下両端面には鍔状に形成された平板状のフランジ１３が形成されて、これらのフランジ（１３、１３）が上下方向で互いに対面している。そして、その対面領域が、巻線３が巻回される巻枠１５となる。なお、ここに示したアルファ巻きコイル部品１０１ａでは、コア２は、中足２３が円柱状となる二つのＥ型コア部材（２１、２２）を上下方向で対面させてなるＥＥＲ型であり、各Ｅ型コア部材（２１、２２）の中足２３がボビン１０５ａの巻軸部１２における中空部１６に挿通されている。また、アルファ巻きコイル部品１０１ａは、Ｕ字状の平面形状を有してボビンの後面から左右側面を覆う樹脂製のカバー６を備え、このカバー６がボビン１０５ａとコア２との間に介在し、α巻きコイル１０４ａとコア２との絶縁状態が確保されている。
【０００８】
図２（Ｂ）に示したように、ボビン１０５ａは、上方から見ると、フランジ１３によって形成される平面形状が、長円を前後で分割した形状であり、後端側がＲ形状となっている。そして、巻軸部１２の上下中央位置には、フランジ１３と同様の平面形状を有しつつ、巻線３の入力側と出力側との接触を防止するために巻枠１５を上下二つの領域（１５ｕ、１５ｄ）に仕切る平板状のスペーサー１１４が形成されている。また、このスペーサー１１４は、巻線３を巻軸部１２にα巻きするための構造を有している。
【０００９】
図３にα巻きコイル部品１０１ａのボビン１０５ａの構造を説明するための図を示した。図３（Ａ）はボビン１０５ａを左前上方から見たときの斜視図であり、図３（Ｂ）はボビン１０５ａを左後上方から見たときの斜視図である。
【００１０】
図３（Ａ）に示したように、ボビン１０５ａの巻枠１５は、スペーサー１１４により、上方の領域１５ｕと、下方の領域１５ｄとに仕切られている。また、図３（Ｂ）に示したように、スペーサー１１４には、巻軸部１２から後方に向かって延長するスリット１７が形成されている。図４に巻線３の巻回状態を示した。図４（Ａ）は図１（Ｂ）におけるｂ−ｂ矢視断面図であり、図４（Ｂ）はボビン１０５ａとα巻きコイル１０４ａを、後左上方から見たときの斜視図であり、ここでは、上下左右の各方向を含む面で切断したときの状態を示ししている。図中では、図１（Ｂ）におけるａ−a矢視断面がハッチングによって示されている。ここに示したα巻きコイル１０４ａは、巻数ｎ＝５であり、図４（Ａ）に示したように、上方と下方の巻線領域（１５ｕ、１５ｄ）のそれぞれに、巻線３が、巻き始め、あるいは巻き終わりから中間部分までの２．５巻き分だけ巻回されている。そして、図４（Ｂ）に示したように、巻線３は、巻軸１００の周りに巻回されている全長の１／２の長さとなる中間部３ｃにおいて、ボビン１０５ａの後方に形成されているスリット１７に挿通されている。それによって、巻線３がボビン１０５ａの上方と下方のそれぞれの領域に跨がって巻回される。
【００１１】
なお、図４に示した例では、ボビン１０５ａの上方と下方の各領域（１５ｕ、１５ｄ）に、それぞれ２．５巻き分の巻線からなる１層分のコイルが形成されているが、例えば、図５に示したα巻きコイル部品１０１ｂのように、ボビン１０５ｂにおける上下の各領域（１５ｕ、１５ｄ）の上下高ｈが２層分のコイルに相当する高さであり、２．５巻き分の巻線３が、上下の各領域（１５ｕ、１５ｄ）に２層に分けて巻回されてα巻きコイル１０４ｂが形成されていてもよい。なお、以下の非特許文献１にはα巻きコイルの概略について記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】サガミエレク株式会社、”コイルを使う人のための話 第2部”、[online]、[平成２９年６月１２日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.sagami-elec.co.jp/file/tech/coil_doc_200j.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したようにα巻きは、薄型化に適している巻線の巻回方法であり、α巻きコイル部品は、スペーサーに切欠が設けられたボビンを備えている。しかしながら、様々な電子部品には小型化が求められていることから、α巻きコイル部品に対してもさらなる小型化が要求されている。特に、ハイブリッドカーや電気自動車などの電動車両に用いられるα巻きコイルに対する小型化が強く望まれている。具体的には、電動車両用のチョークコイルやインダクタなどを構成するコイルは、大電流に対応するために太い巻線が用いられており、近年急速に普及した電動車両用のα巻きコイル部品の小型化は、喫緊の課題である。
【００１４】
しかしながら、図４に示したα巻きコイル部品１０１ａでは、スペーサー１１４に対して上方と下方の領域（１５ｕ、１５ｄ）に、１層分のコイルに相当する巻線３を巻回しているため、α巻きコイル１０４ａの径方向の大きさを小さくすることが難しくなる。また図５に示したα巻きコイル部品１０１ｂでは、α巻きコイル１０４ｂの径方向の大きさを小さくすることができるものの、α巻きコイル１０４ｂに４層分のコイルが形成されるため、上下方向の高さが大きくなってしまう。また、ボビン１０５ｂにおいて、巻枠１５に多くの無駄な空間（図５、符号１８）も発生する。
【００１５】
そこで本発明は、小型化に適した構造を有するα巻きコイル部品、およびそのコイル部品に用いるボビンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、上下方向を巻軸として、ボビンの巻枠内に巻数が奇数となるアルファ巻きコイルが配置されてなるアルファ巻きコイル部品であって、
上下方向と直交する２方向を前後方向および左右方向として、
前記巻線は、端部が前後一方向に導出され、
前記ボビンは、前記巻枠内に上下方向に軸を有して前記巻線が巻回される柱状の巻軸部を備え、
前記巻軸部には前記巻枠を上下二つの領域に仕切る平板状のスペーサーが形成され、
前記スペーサーは、前後他方側の縁端の一部が前後一方に向かって巻軸部まで切り欠かれてなるスリットを有し、
前記スリットの左右の縁辺は、上下方向に、１本分の前記巻線の太さに対応する間隙を有して離間し、
前記巻線は、前記巻枠の上方と下方のそれぞれの領域に、前記巻軸の周りに巻回されている全長の１／２に対応する長さ分ずつ巻回されているとともに、当該１／２の長さとなる中間部が前記スリットに挿通されている、
ことを特徴とするアルファ巻きコイル部品としている。
【００１７】
前記スペーサーが、前記巻軸部の前後一方向側に前記高低差を有して左右一方向に向かって傾斜する斜面を有し、当該斜面の左側および右側が、上下方向を法線とした平坦面であり、左側および右側のそれぞれの前記平坦面が、前記スリットの左側および右側の前記縁辺に連続しているアルファ巻きコイル部品とすることもできる。
【００１８】
本発明の範囲には上下方向を巻軸として、巻枠内に巻線をアルファ巻きにするためのアルファ巻きコイル用ボビンも含まれており、当該アルファ巻きコイル部品用ボビンは、
上下方向と直交する２方向を前後方向および左右方向とするとともに、前記コイルの巻き始めと巻終わりを導出させる方向を前後一方向として、
前記巻枠内に上下方向に軸を有して前記巻線が巻回される柱状の巻軸部を備え、
前記巻軸部には前記巻枠を上下二つの領域に仕切る平板状のスペーサーが形成され、
前記スペーサーは、前後他方側の縁端の一部が前後一方に向かって巻軸部まで切り欠かれてなるスリットを有し、
前記スリットの左右の縁辺は、上下方向に、１本分の前記巻線の太さに対応する間隙を有して離間している、
ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るアルファ巻きコイル部品、およびアルファ巻きコイル部品用ボビンは、小型化に適した構造を有し、電子機器の小型化に寄与する。なお、その他の効果については以下の記載で明らかにする。  
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来のアルファ巻きコイル部品の一例を示す図である。
【図２】従来のアルファ巻きコイル部品の構成を示す図である。
【図３】従来のアルファ巻きコイル部品におけるボビンの構造を示す図である。
【図４】従来のアルファ巻きコイル部品における巻線の巻回状態を示す図である。
【図５】従来のアルファ巻きコイル部品のその他の例における巻線の巻回状態を示す図である。
【図６】本発明の実施例に係るアルファ巻きコイル部品を示す図である。
【図７】上記実施例に係るアルファ巻きコイル部品の構成を示す図である。
【図８】上記実施例に係るアルファ巻きコイル部品におけるボビンの構造を示す図である。
【図９】上記実施例に係るアルファ巻きコイル部品における巻線の巻回状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施例について、以下に添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明に用いた図面において、同一または類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。図面によっては説明に際して不要な符号を省略することもある。
【００２２】
＝＝＝実施例＝＝＝
図６に、本発明の実施例に係るα巻きコイル部品（以下、コイル部品１）の基本構造を示した。なお、図６を含む以下の各図においても、図１にて規定した上下左右前後の各方向を採用することとする。そして図６（Ａ）は当該コイル部品１を左上前方から見たときの斜視図であり、図６（Ｂ）はコイル部品１を上方から見たときの平面図である。
【００２３】
図６（Ａ）に示したように、コイル部品１は、コア２に囲繞されたボビン５に巻線３がα巻きされてなり、図６（Ｂ）にも示したように、α巻きコイル４の巻線３はボビン５に対して前方に引き出されて、巻線３の端部（３１、３２）には端子３３が取り付けられている。このように、実施例に係るコイル部品１の基本構造は、図１に示した従来のコイル部品１０１ａと同様である。しかし、実施例に係るコイル部品１では、ボビン５の構造が従来のコイル部品１０１ａのものとは異なっている。
【００２４】
図７は実施例に係るコイル部品１の構成を示す図であり、図７（Ａ）はコイル部品１の分解斜視図であり、ボビン５とα巻きコイル４については、上下左右の各方向を含む面で切断した一部破断斜視図によって示されている。ここでは図６（Ｂ）におけるｃ−ｃ矢視断面がハッチングによって示されている。そして、図７（Ｂ）は、ボビン５とコイル４を示す斜視図である。
【００２５】
図７（Ａ）に示したように、実施例に係るコイル部品１において、コア２やカバー６は、従来のコイル部品１０１ａと同様の形状や構造を有している。ボビン５の平面形状も従来のコイル部品１０１ａと同様であり、コア２の中足２３が挿通される中空円筒状の巻軸部１２の上下両端に当該平面形状を形成するフランジ１３が形成されている点も同じである。しかし、巻軸部１２の上下中央位置に形成されているスペーサー１４の構造が従来のものとは異なり、図７（Ｂ）に示したように、前方から見ると、巻軸部１２に対して左右両側に上下位置が異なる平坦面（５１、５２）が形成されており、その左右の平坦面（５１、５２）が斜面５３によって接続されている。そして、この例では、左方の平坦面５１の方が右方の平坦面５２よりも上方にあり、左右の平坦面（５１、５２）が左方から右方に向かって下る斜面５３によって接続されている。
【００２６】
図８に、実施例に係るコイル部品１におけるボビン５の構造を示した。図８（Ａ）は、ボビン５を右上後方から見たときの斜視図であり、図８（Ｂ）は、ボビン５を右上前方から見たときの斜視図である。図８（Ａ）に示したように、スペーサー１４は、後方の縁端の一部が前方に向かって巻軸部１２まで切り欠かれてなるスリット１７を有し、スリット１７の左右の縁辺（１７Ｌ、１７Ｒ）は、上下方向に所定の高低差Δｈを有している。そして、左右の平坦面（５１、５２）は、スリット１７の左右の縁辺（１７Ｌ、１７Ｒ）の上下方向の高さ位置に形成され、この左右の縁辺（１７Ｌ、１７Ｒ）が、それぞれ、左右の平坦面（５１、５２）に連続している。そして、図８（Ｂ）に示したように、左右の平坦面（５１、５２）が高低差Δｈの右下がりの斜面５３を介して接続されている。
【００２７】
図９に実施例に係るコイル部品１における巻線３の巻回状態を示した。図９（Ａ）は、ボビン５とα巻きコイル４を、左上後方から見たときの一部破断斜視図であり、破断面は、図６（Ｂ）におけるｄ−ｄ矢視断面に対応している。また、図９（Ｂ）は、図６（Ｂ）におけるｄ−ｄ矢視断面図である。なお、コイル４は巻数ｎ＝５としている。
【００２８】
図９（Ａ）に示したように、巻線３は、巻軸１００の周りに巻回されている全長の１／２の長さの位置に対応する中間部３ｃにおいて、ボビン１０５ａの後方に形成されているスリット１７に挿通されている。それによって、巻線３が巻枠１５の上方と下方のそれぞれの領域（１５ｕ、１５ｄ）に跨がって２．５巻き分ずつ巻回される。しかし、スリット１７における左右の縁辺（１７Ｌ、１７Ｒ）には高低差Δｈがあり、この高低差Δｈは、左方の縁辺１７Ｌの下面と右方の縁辺１７Ｒの上面との間に巻線３の太さに対応する間隙Ｄが形成されるように設定されている。それによって、巻線３が巻回途上で巻枠１５の上方の領域１５ｕと下の領域１５ｄとで入れ替わる際、上下方向に大きく屈曲せずに、左右方向にほぼ直線的な経路を辿りながらスリット１７に挿通される。そして図９（Ｂ）に示したように、スリット１７に挿通される前後での巻線３の上下方向の位置は、スペーサー１４の厚さ分ずれるだけで、ほぼ同じ上下位置に配置される。それによって、巻線３が巻枠１５内で巻軸１００に対して左右均等に配置される。そして、図３（Ａ)に示した従来のコイル部品１０１ａと比較すると、実施例のコイル部品１では、上下方向のサイズが１本の巻線３の太さ分だけ大きくなった代わりに、２本の巻線３に相当する幅だけコイル４が縮径する。すなわち、実施例に係るコイル部品１では、従来のコイル部品１０１ａよりも体積を小さくすることが可能となる。もちろん、コイル４の径を優先的に小さくする必要があれば、巻枠１５における上下の各領域（１５、１５ｄ）に複数層のコイルを形成すればよい。
【００２９】
なお実施例に係るコイル部品１では、ボビン５におけるスペーサー１４は、左右の平坦面（５１、５２）を斜面５３によって連続させた構造を有していた。それによって、巻線３を平坦面（５１、５２）に沿って巻回すると、自然に３層分のコイル４の各層が上下方向を法線とした平面上に整然と配置され、巻線３を容易にアルファ巻きにすることができるようになっていた。もちろん、スリット１７における左右の縁辺（１７Ｌ、１７Ｒ）の高低差Δｈが１本分の巻線３の太さに対応していれば、コイル４が配置される領域の堆積を小さくすることができ、例えば、スペーサー１４において、巻軸部１２に接する縁辺が螺旋状となるように形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１，１０１ａ，１０１ｂ  α巻きコイル部品、２  コア、３  巻線、
３ｃ  巻線の中間部、４，１０４ａ，１０４ｂ  α巻きコイル、
５，１０５ａ，１０５ｂ  ボビン、６  カバー、１２  ボビンの巻軸部、
１３  ボビンのフランジ、１４，１１４  スペーサー、１５  巻枠、
１５ｕ  巻枠の上方の領域、１５ｄ  巻枠の下方の領域、１７  スリット、
５１，５２  スペーサーの平坦面、５３  スペーサーの斜面、１００  巻軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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