特許 5795663 電気機器及び／又は電子機器のための装置及びコイル、及び、そのコイルを形成する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5795663

(24)【登録日】2015年8月21日

(45)【発行日】2015年10月14日

(54)【発明の名称】電気機器及び／又は電子機器のための装置及びコイル、及び、そのコイルを形成する方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/28 20060101AFI20150928BHJP

   H01F 5/00 20060101ALI20150928BHJP

   H01F 27/30 20060101ALI20150928BHJP

   H01F 17/04 20060101ALI20150928BHJP

   H01F 30/00 20060101ALI20150928BHJP

【ＦＩ】

   H01F27/28 L

   H01F5/00 F

   H01F27/30

   H01F17/04 A

   H01F31/00 C

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-106989(P2014-106989)

(22)【出願日】2014年5月23日

(65)【公開番号】特開2014-229909(P2014-229909A)

(43)【公開日】2014年12月8日

【審査請求日】2015年2月24日

(31)【優先権主張番号】13/902,121

(32)【優先日】2013年5月24日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】507342261

【氏名又は名称】トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ，インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100153084

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 康史

(74)【代理人】

【識別番号】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100157211

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 一夫

(72)【発明者】

【氏名】野村 壮史

(72)【発明者】

【氏名】イ ジェ スン

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸 カヨコ

【審査官】 堀 拓也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２７４０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０６１３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１８０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１６６０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５３５１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ２７／２８

Ｈ０１Ｆ ５／００

Ｈ０１Ｆ １７／０４

Ｈ０１Ｆ ２７／３０

Ｈ０１Ｆ ３０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気装置及び／又は電子装置のためのコイルであって、
螺旋状のコイル構成で複数の導体対に配置された導電体であってそれぞれが線形を有する、複数の、垂直に積み重ねられた導電体を具備し、
それぞれの導体対が、第１の導体と、１つの主面において電気的絶縁材料層を備えた第２の導体と、を有し、
前記第１の導体及び前記第２の導体が、それぞれ、長い脚部と、前記長い脚部の端部から延び、角度を有して配置された短い脚部と、を有し、
前記第１の導体及び前記第２の導体が、
それぞれ互いに反転することによって、且つ、
前記第２の導体の前記電気的絶縁材料層が外側表面となり且つ前記短い脚部が重ね合わせられない露出部を有するようにそれぞれの前記長い脚部を重ね合わせることによって、
前記導体対を形成し、
対になる一方の導体対が、部分的に、横方向に、他方の導体対の前記長い脚部から前記長い脚部をオフセットさせ、且つ、前記一方の導体対の前記露出部を、隣接する前記他方の導体対の前記露出部と接触させて横方向に重ねて、螺旋巻を形成し、
当該コイルが、２組の非導電性の柱部を更に具備し、前記導体対が、２組の前記柱部に亘り取り付けられた、コイル。

【請求項2】

前記コイルにおいて、少なくとも１つの螺旋巻を形成するため、導体の積み重ねられた構成を電気接触させるための接続部であって前記柱部に取り付け可能な接続部を更に具備する請求項１に記載のコイル。

【請求項3】

前記第１の導体及び前記第２の導体が、それぞれ、
長い脚部及び短い脚部を有するＬ形のプレートを具備し、
前記短い脚部が、前記長い脚部の一方の端部から垂直に延びる請求項１に記載のコイル。

【請求項4】

２組の、積み重ねられ、部分的に重なり、且つ、部分的に横方向にオフセットする導体対であって、積み重ねられた当該導体対間において、中央に配置された開口部を有する１つの螺旋巻を形成する導体対を更に具備する請求項１に記載のコイル。

【請求項5】

電気装置及び／又は電子装置のためのコイルであって、
螺旋状のコイル構成で複数の導体対に配置された導電体であってそれぞれが線形を有する、複数の、垂直に積み重ねられた導電体を具備し、
それぞれの導体対が、第１の導体と、１つの主面において電気的絶縁材料層を備えた第２の導体と、を有し、前記第１の導体及び前記第２の導体が、それぞれ、第１の領域と、前記第１の領域の端部から延び、角度を有して配置された第２の領域と、を有し、
前記第１の導体及び前記第２の導体が、
それぞれ互いに反転することによって、且つ、
前記第２の導体の前記電気的絶縁材料層が外側表面となり且つ前記第２の領域が重ね合わせられない露出部を有するようにそれぞれの前記第１の領域を重ね合わせることによって、
前記導体対を形成し、
対になる一方の導体対が、部分的に、横方向に、他方の導体対の前記第１の領域から前記第１の領域をオフセットさせ、且つ、前記一方の導体対の前記露出部を、隣接する前記他方の導体対の前記露出部と接触させて横方向に重ねて、螺旋巻を形成し、
当該コイルが、２組の非導電性の柱部を更に具備し、前記導体対が、２組の前記柱部に亘り取り付けられた、コイル。

【請求項6】

電気装置及び／又は電子装置のためのコイルであって、複数の螺旋巻を具備し、
それぞれの螺旋巻は、
導電性材料で構成され、且つ、
第１の平面と
該第１の平面の反対側にある第２の平面と
第１の略長手方向部と
第１の略横方向部であって該第１の略長手方向部及び当該第１の略横方向部が共に約９０°の横方向の角度を成すように配置された第１の略横方向部とによって特徴づけられる形状を備えた、
第１の平面導体と、
前記導電性材料で構成され且つ
前記第１の平面と幾何学的に同一の第３の平面と
該第３の平面の反対側にあり、前記第２の平面と幾何学的に同一の第４の平面と
前記第１の略長手方向部と幾何学的に同一の第２の略長手方向部と
前記第１の略横方向部と幾何学的に同一の第２の略横方向部とによって特徴づけられる形状を備えた、
第２の平面導体と、
前記第４の平面に接する電気的絶縁コーティングと、
を有する第１の導体対であって、前記第１の平面導体及び前記第２の平面導体が、相互に反転された方向で配置され、且つ、前記第２の平面及び前記第３の平面が互いに接触して重ね合わせられた対を形成するように互いに重ね合わせられ、前記第１の略横方向部及び前記第２の略横方向部が、前記重ね合わせられた対の、対向する２つの長手方向端部に配置され、前記第１の略横方向部及び前記第２の略横方向部が、共に前記重ね合わせられた対から第１の横方向に延びた、第１の導体対と、
第２の導体対であって、前記第１の導体対と同一であり、且つ、当該第２の導体対の前記第１の略横方向部及び前記第２の略横方向部が、前記第１の横方向の反対方向の第２の横方向に延びるように前記第１の導体対に対して回転させられた第２の導体対と、を有し、
前記第１の導体対及び前記第２の導体対は、前記第１の導体対の前記第１の略横方向部が前記第２の導体対の前記第２の略横方向部に重なり、前記第１の導体対の前記第２の略横方向部が前記第２の導体対の前記第１の略横方向部に重なり、前記第１の導体対及び前記第２の導体対の前記第４の平面が同じ方向に面するように配置され、
当該コイルが、２組の非導電性の柱部を更に具備し、前記導体対が、２組の前記柱部に亘り取り付けられた、コイル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明に係る複数巻高密度コイル及び製造方法は、インダクタ及び変圧器などの電気機器及び電子機器に使用されるコイル、特に、相互接続された導体の積み重ねられた層で形成された電気機器及び電子機器に使用されるコイルに関する。

【背景技術】

【0002】

インダクタ又は変圧器のためのコイルを形成する巻線は、電気機器及び電子機器に使用される。こうして機器は、概して体積制限された空間要件を有し、これによって、こうしたコイル又は巻線は、薄型（low profile）である必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

こうしたコイルのための薄型及び最小の空間要件を実現するため、導体を流れる最小電流量が所定の空間を完全に満たす（fill）ようにコイルの巻線の充填率（fill factor）が最大化される必要がある。

【0004】

平面磁気（planar magnetics）、すなわち、インダクタ又は変圧器は、近年、性能、空間利用及び製造効率により関心を集めている。平面磁気のため、コイル巻線を形成する３つの一般的方法がある。第１の方法は、平打巻（edgewise winding）を用いて平面コイルを製造するのに使用され得る、従来のワイヤ巻付け法である。しかしながら、この方法は、端部構造の形状又は構成に制限がある。コイルが太い銅線から加工されるので、コイル又は幅の広い水平コイルを特に平打巻により強固に巻き付けることは更に困難である。

【0005】

第２の平面磁気の巻付け法は、ＰＣＢ又は半導体製造方法を用いることである。巻線構造は、金属蒸着又はメッキ及びエッチング処理を用いて形成される。この製造方法は、金属の厚さが制限されるため、ＤＣの性能を最大にするために重要な、導体充填率に制限がある。さらに、スルーホールなどの付加的な金属化又は側面の金属化を用いて、内部層の接続部を設け、巻き数の多いコイルを形成する必要がある。かかる付加的な工程は、通常、複雑であり、不十分な導電性を示す。

【0006】

第３の巻線製造方法は、厚い銅板から機械加工され、溶接若しくは半田付けによってコイル構造体に組み込まれている、単一又は複数の巻線構造体にバスバーを使用する。バスバー型構造の課題は、機械加工だけでなく、曲げ、溶接又は半田付けも必要とすることである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

電気機器及び／又は電子機器のためのコイルは、それぞれが線形を有し且つ複数の導体対で構成された、複数の、垂直に積み重ねられた導体によって形成された螺旋巻導電体コイル（spiral wound electrical conductors coil）を有する。それぞれの導体対には、第１の露出した導体と、一方の主面上に電気的絶縁材料層を有する第２の導体とが含まれている。導体は、導体対の露出部（bare exposed portion）をそれぞれの導体対から外方に延ばして、それぞれの導体対を形成するために互いに対して反転される（inverted）。部分的に、横方向にオフセットし、且つ、横方向に重なる別の導体対は、それぞれの導体対の露出されて外方に延びる部分で、積み重ねられて露出された、隣接する導体対の導体部と接触してコイルにおいて螺旋巻（spiral turn）を形成する。

【0008】

コイルには、２組の非導電性柱部がある。導体は、柱部に（over the posts）取り付けられている。接続部は、少なくとも１つのコイルの螺旋巻を形成するため、導体の積み重ねられた構成を電気接触させるように柱部と係合可能である。

【0009】

一態様において、それぞれの導体は、長い脚部と、この長い脚部の端部から延び、角度を有して配置された短い脚部とを有してもよい。

【0010】

それぞれの導体は、長い脚部及び短い脚部を有するＬ字状であってもよく、短い脚部は、長い脚部の一方の端部から垂直に延びている。

【0011】

積み重ねられ、部分的に重なり、部分的に横方向にオフセットされた２対の導体対は、積み重ねられた導体対の間において中央に配置された開口部を有する１つの螺旋巻を形成する。

【0012】

別の導体（alternating conductors）は、一方の主面に電気的絶縁材料層を有する。

【0013】

一態様において、別の導体は、隣接する積み重ねられた導体に対して再配置される（reoriented）。

【0014】

別の態様において、複数の平面導体は、それぞれの導体対のそれぞれの導体がそれぞれの導体対における別の導体に対向する方向に反転された（inverted in orientation relative to the other conductor）、積み重ねられた導体対で構成される。それぞれの導体対は、隣接する積み重ねられた導体対に対向する方向に反転される。

【0015】

電気／電子機器の位置決め（positioning）のためのコイルを形成する方法は、２組の柱部を設ける工程であって、それぞれの組が３つの同一線上の柱部を含み、２組の柱部が同一線上に平行に離れて配置される工程と、一方の主面において電気的絶縁層を有する別の第２の導体（alternating second conductors）と共に、１つの露出された導体を含む、同等に形状化された複数の平面導電体を設ける工程と、第１の露出された導体を柱部の組の選択された柱部周りに取り付ける工程と、第１の露出された導体に対して電気的絶縁面を有する（carrying）第２の導体を再配置し、且つ、取り付ける柱部の組の選択された柱部において第１の導体の上に（over the first conductor）第２の導体を取り付ける工程と、柱部の組の選択された柱部の上に、第１の導体対における第１の露出された導体の方向から再配置された第３の露出された導体を、部分的に重ねて、且つ、第１の導体対から部分的に横方向にオフセットして取り付ける工程と、一方の主面において電気的絶縁材料層を有する第４の導体であって第３の導体に対して再配置された第４の導体を、第３の導体の上に取り付ける工程と、コイルにおいて１つの螺旋巻を形成するために、第１の導体、第２の導体、第３の導体及び第４の導体から選択された導体の、露出された端部を電気接触させる工程と、を含む。

【0016】

コイルは、複数の導体の１つに接続された入力端子と、複数の導体の別の１つに接続された出力端子と、を更に含む。

【0017】

また、本方法は、磁気コアと磁気的関係にあるコイルを取り付けることによって変圧器を形成する工程も含む。

【0018】

本発明に係る複数巻コイルの種々の特徴、利点及び他の用途は、次に示す詳細な説明及び図面を参照することによって、より明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明に係る製造方法に従って製造された複数巻コイルの斜視図である。

【図2】図１に示すコイルで使用される露出された導体の拡大斜視図である。

【図3】図１に示すコイルに使用される、一方の面上に電気的絶縁層を有した別の導体の拡大斜視図である。

【図4】図３に示す導体の側面図である。

【図5A】複数の積み重ねられた分岐型の１つの螺旋巻コイルを示す、部分分解斜視図である。

【図5B】図５Ａと類似するが、導体の別の構造（alternate construction）を示す分解側面図である。

【図6A】図５に示す１つの螺旋巻コイルを形成する順次的工程を示す。

【図6B】図５に示す１つの螺旋巻コイルを形成する順次的工程を示す。

【図6C】図５に示す１つの螺旋巻コイルを形成する順次的工程を示す。

【図6D】図５に示す１つの螺旋巻コイルを形成する順次的工程を示す。

【図7】説明のため間隔を置いて配置された個々の螺旋巻を備える、図１に示す複数巻コイルの一部の部分分解図である。

【図8A】コアを使用して電気変圧器を形成する本発明の方法に従って製造された、複数巻コイルの斜視図である。

【図8B】図８Ａに示す変圧器の一次巻線及び二次巻線の入力端子及び出力端子を示す側面図である。

【図9】図８Ｂと類似するが、変圧器における別の入力端子及び出力端子の構成を示す側面図である。

【図10A】入力端子及び出力端子がコイルの両端から延びている別のコイル構造体の斜視図である。

【図10B】変圧器における図１０Ａに示すコイルの使用を示した側面図である。

【図11】図９と類似するが、更なる別の態様の変圧器の入力端子及び出力端子の構成を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１〜１１を参照すると、インダクタ又は変圧器として電気／電子機器に使用可能なコイル２０が示されている。

【0021】

コイル２０は、導電体の複数の螺旋巻から形成され、巻数と導電体の大きさ（長さ、幅及び厚さ）は、特定の電気／電子用途の特定の電流及び電圧要件に適合するように選択される。

【0022】

図２、３及び４に詳細に示すように、コイル２０は、複数の同一の導電体２２及び２４の螺旋状に積み重ねられた配置で構成されている。導体２２及び２４は、形状及び大きさが実質的に同一であり、唯一の相違は、導体２４が、一方の主面に施された電気的絶縁材料層５７を有することである。

【0023】

一態様において、導体２２及び２４は、プレート又はバスバーの形態であるとして以下に説明するが、導体２２及び２４は、例えば、銅、銅合金などの導電性材料から形成されたストリップのような薄箔（thin foil like strips）の形態である。後述するように、導体２２及び２４の薄い厚さによって、接続部の力で、個々の導体２２及び２４の選択的な露出端部をともに、電気接触させることができる。

【0024】

また、導体２２及び２４は、図２及び３に示すＬ字状の導体を含む種々の形状を想定することもでき、これは、導体２２及び２４が採用できる、考えられ得る多くの形状の一例であることが理解される。導体２２及び２４は、打抜き、機械加工してか、又は、それ以外の方法で図示するＬ字状に形成することができる。

【0025】

このように、図１〜８に示す導体２２及び２４の態様において、導体２２及び２４はそれぞれ、長い脚部３０と、概して垂直な角度で長い脚部３０の一方の端部から突出した一体型の短い脚部３２とを有する。開口部３４は、長い脚部３０の一方の端部に形成されている。１対の開口部３６及び３８は、長い脚部３０及び短い脚部３２の一方の端部において、導体２２の対向する端部に形成されている。導体２２は露出されており、すなわち、上面４０及び底面４２を含めた両主面に電気絶縁性がない（bare of electrical insulation）。

【0026】

他の導体２４は、長い脚部５０と、概して垂直な角度で長い脚部５０の一方の端部から延びた短い脚部５２とから同様に構成されている。第１の開口部５４は、長い脚部５０の一方の端部に形成されている。１対の開口部５６及び５８は、導体２４の他方の端部に形成され、ひとつの開口部５６は、長い脚部５０の一方の端部に形成され、ひとつの開口部５８は、短い脚部５２に形成されている。

【0027】

図４に示すように、導体２４には、その下にある露出された導体２５であって、他の露出された導体２２と同じ形状、大きさ及び厚さである露出された導体部分２５とともに、導体２４の一方の主面にコーティング又は接着接合された電気絶縁材料の層５７とが含まれている。導体２４の側縁部は、導体２４の露出された導体部２５の一方の面に施された電気的絶縁材料層によって被覆されている必要はない。

【0028】

導体２２及び２４は、他の形状、例えば、一方の端部が、Ｃ字状導体の反対側の端部よりも長い、より丸みを帯びたＣ字状などを採用することができる。

【0029】

螺旋配置されて積み重ねられた構成を形成するために、交互に配置された導体２２及び２４、平行し間隔を置いて配置された２組の非導電性支持体又は柱部６０及び６２は、図５Ａ〜７に示すように設けられている。第１の柱部の組６０には、第１、第２及び第３の柱部６４、６６及び６８が含まれている。第２の柱部の組６２には、柱部７０、７２及び７４が含まれている。柱部の２つの組６０及び６２の柱部６４、６６、６８、７０、７２及び７４は、間隔を置いて、概して一列に配列され、それぞれの組６０及び６２内で同一線上に配置され、また、他の組６２又は６０の対向するひとつの柱部と並んでいる。例えば、第１の柱部の組６０の柱部６４は、第２の柱部の組６２の柱部７０と同一線上にある。同様に、柱部６６は、柱部７２と同一線上にあり、柱部６８は、柱部７４と同一線上にある。第１の柱部の組６０の個々の柱部６４、６６及び６８は、相互に同一線上にある。同様に、第２の柱部の組６２の柱部７０、７２及び７４は、相互に同一線上にある。

【0030】

ここで、コイル２０の１つの螺旋巻８０の形成について、図５Ａ、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ及び６Ｄとともに説明する。コイル２０の１つの螺旋巻８０の形成には、第１及び第２の導体２２及び２４を含む第１の導体対８２が、第３及び第４の導体９２及び９４のような第２の導体対８４とともに使用される。第１及び第２の導体対８２及び８４はそれぞれ、同様に形成され、また、第１及び第２の導体対８２及び８４は積み重ねられるが、第２の導体対８４は、概して多角形を形成するように、第１の導体対８２に対する方向が再配置又は逆転され（reoriented or reversed in orientation）、１つの螺旋巻は、図１、６Ｄ及び７に示す中央開口部８６を備えている。

【0031】

図６Ａ〜６Ｄに示すように、コイル２０を形成する際の第１の工程は、柱部６４、６６及び７０に、第１の導体対８２の第１の導体２２を取り付け、導体２２の短い脚部３２を配置し（oriented）、図６Ａに示すように、開口部３６及び３８にそれぞれ、柱部６６及び６４を取り付ける。

【0032】

次に、第１の導体対８２の第２の導体２４を、第２の導体２４の短い脚部３２の位置を逆転させるか又は再配置（reorienting）させることによって、第１の導体２２上に取り付け、第２の導体２４の短い脚部３２における開口部５６及び５８にそれぞれ、柱部７０及び７２を取り付け、図６Ｂに示すように、第２の導体２４の長い脚部５０の端部における開口部５４に、柱部６４を取り付ける。この配置において、第２の導体２４上の電気絶縁層５７は、その下にある第１の導体２２から上方に向いている。

【0033】

第１の導体対８２の導体２２及び２４、並びに第２の導体対８４の第１及び第２の導体９２及び９４の位置を反転する、逆転する又は再配置するとは、第１の導体対８２の第２の導体２４が、第１の導体２２と同一平面の配向に維持されるが、第１の導体２２からの配向から１８０°回転して、第２の導体２４の短い脚部５２が、図６Ｂに示すように、第１の導体２２の短い脚部３２から長手方向に間隔を置いて配置されることを意味する。同様の反転、逆転又は再配置は、図６Ｃ及び６Ｄに示すように、第２の導体対８４の第１及び第２の導体９２及び９４にも適用される。

【0034】

この配置（orientation）において、第１及び第２の導体２２及び２４の長い脚部３０及び５０が相互に重なっていることが図６Ｂで理解できる。第１の導体２２の短い脚部３２は、積み重ねられた第１の導体対８２の一方の端部から横方向に外側へ延び、また、第２の導体２４の短い脚部３２は、積み重ねられた第１の導体対８２の反対側の端部から横方向に外側へ延びている。

【0035】

次に、第１の導体２２と同一である第３の導体９２と、第２の導体２４と同一で、電気的絶縁材料層５７を有する第４の導体９４とを含む、第２の導体対８４は、個別に、図６Ｃに示すように、取付け柱部組６０及び６２に積み重ねられている。明確にするために、図６Ａ及び６Ｂに示す、柱部６４、６６、７０及び７２にあらかじめ取り付けられた、下にある第１の導体対８２が示されていないことに留意すべきであるが、第２の導体対８４の下にあることが理解される。

【0036】

露出した第３の導体９２は、長い脚部３０の開口部３４に、第１の柱部組６０の柱部６８が係合されて配置されるように方向付けされており、その結果、第３の導体９２の短い脚部３２によって形成された露出部分は、第１の導体対８２における第１の露出された導体２２の短い脚部３２によって形成された露出部分から間隔をおいて配置されている。第４の導体９４は、第３の導体９２の位置から再配置又は反転された位置にあり、短い脚部５２の開口部５６及び５８は、第１の柱部の組６２における柱部６６及び６８を取り付け可能に配置されている。第４の導体９４の長い脚部５０の端部における開口部５４は、第２の柱部の組６２の第３の柱部７２の上に取り付けられる。

【0037】

第３及び第４の導体９２及び９４の位置を「逆転する、反転する又は再配置する」という用語は、第１の導体対８２の導体２２及び２４に適用されるものと同じである。さらに、第２の導体対８４も、第３の導体９２の短い脚部３２が、第１の導体２２の短い脚部３２から長手方向に間隔をおいて配置されるように、第１の導体対８２に対して反転、逆転又は再配置されている。同様に、第４の導体９４の短い脚部５２も、第２の導体２４の短い脚部５２から長手方向に間隔をおいて配置されている。

【0038】

図６Ａ及び６Ｂの比較において、コイル２０の１つの螺旋巻のそれぞれの半分が、導体対８２及び８４の一方の端部で、第１又は第３の導体２２又は９２の短い脚部３２により形成された露出部分を有することに留意すべきである。導体２２及び９２の短い脚部３２の露出部分は、それぞれ、２つの取付け柱部の組６０及び６２の第２の柱部６６及び７２における導体の短い脚部の柱部の軸方向配置により、第２又は第４の導体２４及び９４の下にある露出面に嵌め合わされるように配置されている。

【0039】

図６Ｄは、コイル２０の完全な１つの螺旋巻８０を示し、２つの導体対８２及び８４は、積み重ねられた導体対の構成で配置され、取付け柱部の組６０及び６２において、相互に、部分的に重なり、部分的に横方向にオフセットされている。

【0040】

図５Ａに示すように、薄箔ストリップ又はタブなどの入力端子１１０は、溶接、半田付け、導電性接着剤などによって、第１の導体対８２の第２の導体２４の短い脚部５２の露出した下側に形成されるか又は連結することができる。

【0041】

図５Ａの参照符号１０２により表す破線は、コイル２０の１つの螺旋巻８０を通る電流経路を示す。入力端子１１０に印加される電流は、第１及び第２の導体２２及び２４の長い脚部３０及び５０の導電部分と、第１の導体２２の短い脚部３２の接触を介して、絶縁層５７の下にある第２の導体２４の短い脚部５２の導電部分に沿って流れる。

【0042】

導体２２、２４、９２及び９４が、後述するように、また、図１及び７に示すように、柱部の組６０及び６２に取り付けられている場合、第１の導体２２の短い脚部３２の露出部分は、軸方向に下にあり、第３の導体９２の短い脚部５２の導電部分と重なると、第１の導体２２の露出部分は、第４の導体９４の短い脚部５２の導電部分と接し、これによって、第１の導体対８２と第２の導体対８４との間に電流経路が形成される。そして、電流経路は、第３及び第４の導体９２及び９４の長い脚部３０及び５０と重なり、接することによって、第３の導体９２の短い脚部３２の露出部分に達するまで、第４の導体９４に沿って進行する。出力端子は、第３の導体９２の露出部分又は短い脚部３２に接続することができるか、又は、図１及び図７に示すように、第３の導体９２の短い脚部３２は、コイル２０の更なる積み重ねられた螺旋巻８０との接触点として使用することができる。

【0043】

図７に示すように、相互接続された複数の螺旋巻８０は、コイル２０に設けられ、例として、３つの螺旋巻８０を示している。それぞれの螺旋巻には、部分的に重なり、部分的に横方向にオフセットされた導体対８２及び８４の軸方向の積み重ねられた構成が含まれている。

【0044】

図７において、ナットなどの接続部１２０は、柱部６４、６６、６８、７０、７２及び７４の両端のねじ付き端部に取り付けられている。接続部１２０が締められると、導体対８２及び８４の露出部分は、電気接触され、それぞれの螺旋巻８０の層の間、及び複数の螺旋巻８０のそれぞれの間に電気接触面を形成する。

【0045】

図５Ｂは、導体２２、２４、９２及び９４の別の態様を示す。この態様において、いずれかの主面上で露出しているか又は電気的絶縁性を欠いていると先に説明した、導体２２及び９２は、導体２２’及び９２’について示すように、導体２４及び９４上に設けられた絶縁層５７と同一の絶縁層２７を主面上に設けることができる。これによって、導体２２’、２４、９２’及び９４のすべてを同一とさせ、製造が簡素化され、製造コストが低減する。図５Ｂに示すように、導体２２及び９２について上述したものと同様に、導体２２’、２４’、９２’及び９４の配置によって、隣接する導体２４上の絶縁層５７と接して、導電体９２’上に絶縁層２７が配置される。

【0046】

図１〜７に示すコイル２０は、インダクタとして電気／電子機器に使用することができる。または、図８Ａ及び８Ｂに示すように、２つのコイル２０及び２０’は、コア１４２を含む変圧器１４０の一部として利用することができる。コア１４２は、例に示すＥ字状プレート及び端部線状プレートの積層配置から形成されたＥコア１４２を備えた、いずれかの構成で形成することができる。個別の入力端子及び出力端子又はタブ１１０及び１１２は、２つの組のコイル２０及び２０’の螺旋巻８０の選択部分に取り付けられ、変圧器１４０の一次巻線及び二次巻線を形成している。変圧器１４０において、一次巻線の螺旋巻８０は、二次巻線の螺旋巻８０から絶縁されている。

【0047】

一方のコイル２０は、変圧器１４０において一次巻線として機能することができ、隣接するコイル２０’は、変圧器１４０において二次巻線として機能することができる。コイル２０と２０’との間の空間に、付加的な電気的絶縁材料層１４１を充填させる（filled）ことができ、この電気絶縁材料層は、コイル２０及び２０’の対向面の間、さらに、コイル２０及び２０’の入力端子及び出力端子１１０及び１１２の対向面の間に延びている。

【0048】

図８Ａ及び８Ｂに示す変圧器１４０の構成が、一次巻線及び二次巻線又はコイル２０及び２０’の入力端子及び出力端子１１０及び１１２をそれぞれ有し、コイル２０及び２０’の同じ側に沿ってコイル２０及び２０’から外側に延びるように配置されていることに留意すべきである。

【0049】

図９は、変圧器１４０におけるコイル２０及び２０’の別の構成を示す。この構成において、最下部のコイル２０のようなコイル２０及び２０’のうちの一方は、隣接するコイル２０の配置から１８０°回転している。これによって、コイル２０及び２０’のそれぞれの入力端子及び出力端子１１０及び１１２は、変圧器１４０の両側から外側に突出する。

【0050】

図１０Ａ及び図１０Ｂは、変圧器１４０における別のコイルの構造を示し、入力端子及び出力端子１１０及び１１２は、コイル２０及び２０’の対向面又は両端部から外側に突出している。これは、コイル巻線の半分のターンを構成する２つの導体２２及び２４を除去することによって実現することができる。これは、最下部の導体対２２及び２４の露出部分を露出させ、これによって、入力端子１１０がコイル２０に取り付けられ、コイル２０、そして出力端子１１２の対向面又は端部から外側に延びる。

【0051】

図１１は、更なる別の態様の変圧器１４０を示し、両コイル２０及び２０’は、例えば入力端子１１０のような入力端子及び出力端子のうちのいずれかを有し、コイル２０及び２０’、そしてそれぞれの出力端子１１２の対向する端部から延びている。これは、先に記載したように、コイル２０の底部及びコイル２０の上部から半分のターンを除去し、コイル２０又は２０’のそれぞれにおける導体の露出部分に入力端子１１０を取り付けることによって、実現することができる。絶縁層は、二次巻線コイル２０’から一次巻線コイル２０を分離するように、隣接する入力端子１１０との間に設けることができる。

【0052】

上述したように、また、図６Ａ〜６Ｄに示すように、コイル２０の１つの螺旋巻を形成するための製造方法が一例であることが理解される。個々の導体２２、２４、９２及び９４は、対向する方向にコイル２０の１つの螺旋巻８０を形成するように積み重ねることもでき、第１の導体２２は、開口部３６及び３８に、第２の柱部の組６２の柱部７２及び７４が嵌め込まれるように、図６Ａに示す配置から再配置されている。さらに、図１０Ａは、導体２２及び２４の別の交互配置（interleaving）又は積み重ね順序を示す。この別の積み重ね方法において、第１又は最下部の導体２２は、図５に示す最下層の導体２２の位置から１８０°に配置されている。また、コイル２０を形成する他の導体２４及び２２も、コイル２０について上述したものと同様の順序で１８０°に再配置されている。

【0053】

また、図１０Ａは、導体２２及び２４の別の交互配置又は積み重ね順序を示す。この別の積み重ね方法において、第１又は最下部の導体２２は、図５に示す最下層の導体２２の位置から１８０°に配置されている。また、コイル２０を形成する他の導体２４及び２２も、コイル２０について上述したものと同様の順序で１８０°に再配置されている。

【符号の説明】

【0054】

２０ コイル
２２ 第１の導体
３０ 長い脚部
３２ 短い脚部
３４ 開口部
３６ 開口部
３８ 開口部
４０ 上面
４２ 底面
６４ 柱部
６６ 柱部
６８ 柱部
７０ 柱部
７２ 柱部
８２ 第１の導体対
８４ 第２の導体対
８６ 中央開口部
１１０ タブ
１１２ タブ
１２０ 接続部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】