(57)【要約】      （修正有）【課題】小径のトロイダルコアにコイルを巻回した後の仕上がり状態をより低背化することができるトロイダルコイルを提供する。【解決手段】トロイダルコア２０に巻線３１を巻回してなるコイル３０を具備するトロイダルコイルにおいて、トロイダルコア２０の断面形状を、内面部が外面部より短い等脚台形とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材からなるトロイダルコアと、前記トロイダルコアに巻線を巻回してなるコイルとを具備するトロイダルコイルにおいて、
前記トロイダルコアの断面形状は、外面部、内面部、上面部、下面部で形成され、前記外面部と前記内面部が平行で、前記内面部が前記外面部より短い等脚台形となっていることを特徴とするトロイダルコイル。
【請求項２】
前記トロイダルコアが収納されるコアカバーを有し、前記巻線は前記コアカバーに巻回されており、
前記コアカバーの前記巻線が巻回される部分の断面形状は、前記トロイダルコアの断面形状に相似形の等脚台形となっていることを特徴とする請求項１に記載のトロイダルコイル。
【請求項３】
前記巻線は前記外面部よりも前記内面部において多層に巻回され、前記外面部と前記内面部における前記コイルの仕上がり高さが略等しいことを特徴とする請求項１または２に記載のトロイダルコイル。
【請求項４】
前記外面部と前記内面部の高さの差が前記巻線の径の２倍以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のトロイダルコイル。
【請求項５】
磁性材からなるトロイダルコアと、前記トロイダルコアに巻線を巻回してなるコイルとを具備するトロイダルコイルにおいて、
前記トロイダルコアの断面形状は、外面部、内面部、上面部、下面部で形成され、前記外面部と前記上面部及び前記下面部とが成す角度が共に鋭角であり、前記内面部が前記外面部より短い台形となっていることを特徴とするトロイダルコイル。
【請求項６】
前記トロイダルコアが収納されるコアカバーを有し、前記巻線は前記コアカバーに巻回されており、
前記コアカバーの前記巻線が巻回される部分の断面形状は、前記トロイダルコアの断面形状に相似形の台形となっていることを特徴とする請求項５に記載のトロイダルコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプリント基板の回路配線に実装されるチョークコイルやラインフィルタなどに用いられるトロイダルタイプのコイル（トロイダルコイル）に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばチョークコイルやラインフィルタなどに用いられるトロイダルコイルとして、トロイダルコア（もしくはトロイダルコアを収容したコアカバー）の周囲に連続的に巻線（導線）を巻回したものが種々提案されている（例えば特許文献１、特許文献２）。
トロイダルコイルは、磁束の多くがトロイダルコア自身を通過する構造上、漏れ磁束が少なく、周囲の物体の影響を受けにくいなどの利点を有し、安定したインダクタンスを発揮できることから、特に高周波回路に好適である。
【０００３】
従来のトロイダルコアは、角部に小さなアールが形成されているものの、基本的にはその断面は矩形状であるのが一般的である。
また、電源回路等の昇圧や平滑あるいはノイズ除去等に用いられるトロイダルコイルでは、数Ａ〜３０Ａ程度の電流が流れるため、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度の太い巻線が巻回される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６−５５２１６号公報
【特許文献２】実開昭６１−５５３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
必要なコイルの巻数に対してトロイダルコアが十分に大きければ、巻線を重ね巻きせずに１層巻きでコイルを巻回することができるが、近年は電気・電子機器の小型化に伴って、トロイダルコイルも小型の製品が要求されるようになってきている。
このため、より小径で低背のトロイダルコアが用いられるようになり、必要なコイルの巻数が多い場合や、巻線が太い場合には、１層巻きでは必要な巻数を取れず、重ね巻きしなければならないケースが多くなっている。
【０００６】
しかしながら、図７及び図８に示すように、従来の矩形状の断面を有するトロイダルコア１２０に巻線１３１を巻回してコイル１３０を形成すると、トロイダルコア１２０の内周側と外周側とでは周方向の長さが異なり巻線部分は外周側が広く内周側が狭いため、図８（ｂ）の断面図に示すように外周側の巻線１３１ａが一列に整列して１層巻でコイルを構成したとしても、内周側の巻線１３１ｂは互いに重なり合って厚みが増し、トロイダルコイル１１０全体の厚みが厚くなり、低背化が困難となる問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、小型化が進む電気・電子機器に対応できるように、小型（小径）のトロイダルコアにコイルを巻回した後の仕上がり状態をより低背化することができるトロイダルコイルを実現することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１のトロイダルコイルは、磁性材からなるトロイダルコアと、前記トロイダルコアに巻線を巻回してなるコイルとを具備するトロイダルコイルにおいて、前記トロイダルコアの断面形状は、外面部、内面部、上面部、下面部で形成され、前記外面部と前記内面部が平行で、前記内面部が前記外面部より短い等脚台形（isosceles
trapezium）となっていることを特徴としているものである。
【０００９】
上記本発明の第１のトロイダルコイルは、更なる特徴として、
「前記トロイダルコアが収納されるコアカバーを有し、前記巻線は前記コアカバーに巻回されており、前記コアカバーの前記巻線が巻回される部分の断面形状は、前記トロイダルコアの断面形状に相似形の等脚台形（isosceles
trapezium）となっていること」、
「前記巻線は前記外面部よりも前記内面部において多層に巻回され、前記外面部と前記内面部における前記コイルの仕上がり高さが略等しいこと」、
「前記外面部と前記内面部の高さの差が前記巻線の径の２倍以上であること」、
を含むものである。
【００１０】
また、本発明の第２のトロイダルコイルは、磁性材から構成されるトロイダルコアと、前記トロイダルコアに巻線を巻回してなるコイルとを具備するトロイダルコイルにおいて、前記トロイダルコアの断面形状は、外面部、内面部、上面部、下面部で形成され、前記外面部と前記上面部及び前記下面部とが成す角度が共に鋭角であり、前記内面部が前記外面部より短い台形となっていることを特徴としているものである。
【００１１】
上記本発明の第２のトロイダルコイルは、更なる特徴として、
「前記トロイダルコアが収納されるコアカバーを有し、前記巻線は前記コアカバーに巻回されており、前記コアカバーの前記巻線が巻回される部分の断面形状は、前記トロイダルコアの断面形状に相似形の台形となっていること」、
を含むものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のトロイダルコイルによれば、外径側と内径側の巻線の仕上がり高さを均一化できるため、小型（小径）のものでもより低背化することができ、小型の電気・電子機器への実装が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るトロイダルコアを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図１のトロイダルコアに巻線を巻回した状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態例に係るトロイダルコアを収容したコアカバーを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】図３のトロイダルコアを収容したコアカバーに巻線を巻回した状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＤ−Ｄ断面図である。
【図５】本発明に用いることのできるトロイダルコアの別の例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＥ−Ｅ断面図である。
【図６】本発明に用いることのできるトロイダルコアの別の例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＦ−Ｆ断面図である。
【図７】従来例のトロイダルコアを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＧ−Ｇ断面図である。
【図８】図７のトロイダルコアに巻線を巻回した状態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＨ−Ｈ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のトロイダルコイルは、トロイダルコアに巻線を巻回したもの若しくはトロイダルコイルを収納したコアカバーに巻線を巻回したものであって、トロイダルコアの断面形状を所定の等脚台形または台形としたものであり、以下に本発明の実施形態例を図面により詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態例）
図１は本例に係るトロイダルコア２０を示しており、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ面における断面図である。図２は図１のトロイダルコア２０に巻線３１を巻回した本例のトロイダルコイル１０Ａを示しており、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中のＢ−Ｂ面における断面図である。
【００１６】
本例のトロイダルコア２０は、平面視で円環状（ドーナツ形状）を呈しており、円の中心を通る縦断面の形状が等脚台形となっている。より具体的には、図１（ｂ）に示すように、断面形状が、外面部２１ａ、内面部２１ｂ、上面部２１ｃ、下面部２１ｄで形成され、外面部２１ａと内面部２１ｂが平行で、内面部２１ｂが外面部２１ａより短い等脚台形となっている。
このトロイダルコア２０は、例えばＭｎＺｎ系フェライト材料、ＮｉＺｎ系フェライト材料などの磁性材料からなるものである。
【００１７】
トロイダルコア２０の内周側と外周側とでは周方向の長さが異なり、外周側が広く内周側が狭いため、外面部２１ａに巻線３１ａが一列に整列して１層巻でコイルを形成すると、内面部２１ｂの巻線３１ｂは二層以上に重なり合う。
このとき、トロイダルコア２０の断面形状は内面部２１ｂが外面部２１ａより短い等脚台形となっているため、外側と内側の巻線の仕上がり厚みが均一化される（図２（ｂ）参照）。
【００１８】
より具体的には、例えば外径２０ｍｍ、内径１０ｍｍ、図１（ｂ）に示す等脚台形の外面部２１ａが８ｍｍ、内面部２１ｂが６ｍｍのトロイダルコアに、線径１ｍｍの巻線を巻回すると、トロイダルコアの内周長が外周長の１／２であるため、外面部２１ａに巻線が整列して一層巻かれると、内面部２１ｂには巻線が二層に重なり合う（具体例１）。
この場合、外周側と内周側のコイルの仕上がり高さはいずれも約１０ｍｍと同じになり、巻線の最外周の形状は略矩形状となる。
【００１９】
これに対し、具体例１のものと外径（２０ｍｍ）、内径（１０ｍｍ）及び断面積（３５ｍｍ２）が等しい従来の矩形断面（幅５ｍｍ、高さ７ｍｍ）のトロイダルコアに、具体例１と同様に線径１ｍｍの巻線を外面部に整列して一層巻くと、内面部には巻線が二層に重なり合い、外周側のコイルの仕上がり高さは９ｍｍ（７ｍｍ＋２ｍｍ）であるのに対し、内周側のコイルの仕上がり高さは１１ｍｍ（７ｍｍ＋４ｍｍ）となり、トロイダルコイル全体として高さは具体例１のものよりも１ｍｍ高くなってしまう。
【００２０】
また、例えば外径２４ｍｍ、内径８ｍｍ、図１（ｂ）に示す等脚台形の外面部２１ａが１０ｍｍ、内面部２１ｂが６ｍｍのトロイダルコアに、線径１ｍｍの巻線を巻回すると、トロイダルコアの内周長が外周長の１／３であるため、外面部２１ａに巻線が整列して一層巻かれると、内面部２１ｂには巻線が三層に重なり合う（具体例２）。
この場合、外周側と内周側のコイルの仕上がり高さはいずれも約１２ｍｍと同じになり、巻線の最外周の形状は略矩形状となる。
【００２１】
これに対し、具体例２のものと外径（２４ｍｍ）、内径（８ｍｍ）及び断面積（６４ｍｍ２）が等しい従来の矩形断面（幅８ｍｍ、高さ８ｍｍ）のトロイダルコアに、具体例２と同様に線径１ｍｍの巻線を外面部に整列して一層巻くと、内面部には巻線が三層に重なり合い、外周側のコイルの仕上がり高さは１０ｍｍ（８ｍｍ＋２ｍｍ）であるのに対し、内周側のコイルの仕上がり高さは１４ｍｍ（８ｍｍ＋６ｍｍ）となり、トロイダルコイル全体として高さは具体例２のものよりも２ｍｍ高くなってしまう。
【００２２】
このように、本例のトロイダルコイル１０Ａでは、外面部２１ａと内面部２１ｂが平行で、内面部２１ｂが外面部２１ａより短い等脚台形の断面形状を有するトロイダルコア２０を用いたことにより、外周側と内周側の巻線の仕上がり高さをより均一化でき、従来の矩形断面のトロイダルコアと同じ断面積のトロイダルコアを用いた場合であっても、より低背化することができる。
【００２３】
また、上記具体例１及び具体例２のように、外面部２１ａと内面部２１ｂの高さの差を巻線の線径の２倍以上（具体例１では２倍、具体例２では４倍）にすることにより、外面部２１ａと内面部２１ｂにおけるコイルの層数の違いに好適に対応することができる。
また、外面部２１ａと内面部２１ｂにおけるコイルの層数は、トロイダルコア２０の外径と内径の比に深く関係するため、上記具体例１及び具体例２のように外径と内径の比と巻線の線径を考慮して外面部２１ａと内面部２１ｂの高さを適宜設定することにより、外面部２１ａと内面部２１ｂにおけるコイルの仕上がり高さを同じにすることができ、低背化の最適設計が可能になる。
【００２４】
（第２実施形態例）
図３は本例に係るトロイダルコアを収容したコアカバー４０を示しており、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＣ−Ｃ面における断面図である。図４は図３のコアカバー４０に巻線３１を巻回した本例のトロイダルコイル１０Ｂを示しており、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＤ−Ｄ面における断面図である。
本例のトロイダルコイル１０Ｂは、第１実施形態例のトロイダルコア２０をコアカバー４０に収納し、このコアカバー４０に巻線３１を巻回したものである。
【００２５】
コアカバー４０は、絶縁性樹脂からなる収納部４０ａと蓋部４０ｂで構成されており、外周を２分割して２つの巻線部４１ａ、４１ｂを区分する仕切部４２ａ、４２ｂが形成されている。
仕切部４２ａ、４２ｂには、仕切板４４を保持するための溝４３ａ、４３ｂが形成されている。
この仕切部４２ａ、４２ｂ及び仕切板４４は、巻線部４１ａ、４１ｂに巻回される２つのコイル３０、３０を互いに離間させ、両者の絶縁耐圧を確保するためのものである。
【００２６】
コアカバー４０のコイルが巻回される巻線部４１ａ、４１ｂの断面形状は、トロイダルコア２０の断面形状に相似形の等脚台形となっている。より具体的には、図３（ｂ）に示すように、断面形状が、外面部４５ａ、内面部４５ｂ、上面部４５ｃ、下面部４５ｄで形成され、外面部４５ａと内面部４５ｂが平行で、内面部４５ｂが外面部４５ａより短い等脚台形となっている。
【００２７】
コアカバー４０の内周側と外周側とでは周方向の長さが異なり、外周側が広く内周側が狭いため、外面部４５ａに巻線３１ａが一列に整列して１層巻でコイルを形成すると、内面部４５ｂの巻線３１ｂは二層以上に重なり合う。
このとき、コアカバー４０の断面形状は内面部４５ｂが外面部４５ａより短い等脚台形となっているため、外側と内側の巻線の仕上がり厚みが均一化される（図４（ｂ）参照）。
【００２８】
このように本例のトロイダルコイル１０Ｂにおいても、第１実施形態例のトロイダルコイル１０Ａと同様に、外周側と内周側の巻線の仕上がり高さをより均一化でき、また、従来の矩形断面のトロイダルコアと同じ断面積のトロイダルコアを用いた場合であっても、より低背化することができる。
【００２９】
また、コアカバー４０の外面部４５ａと内面部４５ｂの高さの差を巻線の線径の２倍以上にすることにより、外面部４５ａと内面部４５ｂにおけるコイルの層数の違いに好適に対応することができる。
また、コアカバー４０の外径と内径の比と巻線の線径を考慮して外面部４５ａと内面部４５ｂの高さを適宜設定することにより、外面部４５ａと内面部４５ｂにおけるコイルの仕上がり高さを同じにすることができ、低背化の最適設計が可能になる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明はこれらの実施形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜の変更等ができることは言うまでもない。
【００３１】
例えば、トロイダルコアやコアカバーの平面形状に関しては、円形に限らず、例えば図５に示すような長円形や楕円形のものであっても良い。なお、図５に示したトロイダルコア２０Ａも、断面形状が、外面部２１ａ、内面部２１ｂ、上面部２１ｃ、下面部２１ｄで形成され、外面部２１ａと内面部２１ｂが平行で、内面部２１ｂが外面部２１ａより短い等脚台形となっているものである。
【００３２】
また、トロイダルコアやコアカバーの断面形状に関しては、等脚台形に限らず、例えば図６に示すような台形であっても良い。図６に示したトロイダルコア２０Ｂは、断面形状が、外面部２１ａａ、内面部２１ｂｂ、上面部２１ｃｃ、下面部２１ｄｄで形成され、外面部２１ａａと上面部２１ｃｃ及び下面部２１ｄｄとが成す角度が共に鋭角であり、内面部２１ｂｂが外面部２１ａａより短い台形となっているものである。
このような台形であれば、外径側と内径側の巻線の仕上がり高さを少なからず均一化でき、小型（小径）のものでもより低背化することができる。
【００３３】
また、トロイダルコアやコアカバーの断面形状は、上述した完全な等脚台形や台形に限らず、従来のように角部が若干の曲率を有するものであっても良く、本発明に記載の「等脚台形」及び「台形」はこのようなものを包含している。
【符号の説明】
【００３４】
１０Ａ、１０Ｂ  トロイダルコイル
２０、２０Ａ、２０Ｂ  トロイダルコア
２１ａ、２１ａａ  外面部
２１ｂ、２１ｂｂ  内面部
２１ｃ、２１ｃｃ  上面部
２１ｄ、２１ｄｄ  下面部
３０  コイル
３１  巻線
３１ａ  外周側の巻線
３１ｂ  内周側の巻線
４０  コアカバー
４０ａ  収納部
４０ｂ  蓋部
４１ａ、４１ｂ  巻線部
４２ａ、４２ｂ  仕切部
４３ａ、４３ｂ  溝
４４  仕切板
４５ａ  外面部
４５ｂ  内面部
４５ｃ  上面部
４５ｄ  下面部
１１０  トロイダルコイル
１２０  トロイダルコア
１３０  コイル
１３１  巻線
１３１ａ  外周側の巻線
１３１ｂ  内周側の巻線
【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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