コイル
【課題】 インダクタンスがより大きいコイルを提供する。
【解決手段】 コイル１は、スルーホール６ａ〜６ｖが形成された本体部材１０と、本体部材１０に形成された金属配線２０と、を有し、金属配線２０が、コイルパターンを形成するように、本体部材１０の外表面及びスルーホール６ａ〜６ｖの内表面に沿って連続的に延在する構成を備える。
【解決手段】 コイル１は、スルーホール６ａ〜６ｖが形成された本体部材１０と、本体部材１０に形成された金属配線２０と、を有し、金属配線２０が、コイルパターンを形成するように、本体部材１０の外表面及びスルーホール６ａ〜６ｖの内表面に沿って連続的に延在する構成を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルに関し、特に、スイッチング電源装置の回路に好適なコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
入力電圧から所望の出力電圧を得る電源装置の方式として、シリーズ方式とスイッチング方式とが知られている。シリーズ方式は、交流電圧をトランスによって電圧変換して、変換後の電圧を直流電圧に整流する方式である。スイッチング方式は、例えば特許文献１にも記載されているように、直流電圧をスイッチングによって高周波の交流電圧に変換し、それを再び直流電圧に変換する方式である。このうち、スイッチング方式によれば、シリーズ方式に比べてエネルギー効率が良く、電源装置の小型化や軽量化も図ることができるというメリットが得られる。このような理由もあり、スイッチング方式の電源装置は広範な分野で用いられている。
【０００３】
図６に、一例として、スイッチング方式の電源装置の回路構成を示す。なお、図６に示される回路は、入力電圧を降圧して出力する降圧チョッパ回路である。
図６の降圧チョッパ回路Ｐは、スイッチング素子Ｔｒと、ダイオードＤと、コイルＬと、コンデンサＣと、制御回路Ｍとを備える。制御回路Ｍは、検出される出力電圧（検出位置ｐにおける電圧）に応じて、その出力電圧が所望の電圧となるようにスイッチング素子Ｔｒのオン／オフを制御する。スイッチング素子Ｔｒは、例えばトランジスタからなる。
【０００４】
スイッチング素子Ｔｒの状態がオン状態（接続状態）のとき、直流電源Ｖｃｃから入力される直流電流は、コイルＬに流れて負荷ＲLに供給される。このとき、コイルＬを流れる直流電流によってそのコイルＬに磁気エネルギーが蓄えられる。なお、このときダイオードＤは非導通状態である。
【０００５】
スイッチング素子Ｔｒの状態がオン状態からオフ状態（非接続状態）になると、コイルＬに蓄えられていた磁気エネルギーに応じた電流が負荷ＲLに供給される。このとき、ダイオードＤは導通状態である。
【０００６】
コンデンサＣは充放電を繰り返して負荷ＲLに供給される電流を平滑化する機能を有する。
このような例えば降圧チョッパ回路にて構成されるスイッチング方式の電源装置においては、スイッチング周波数をなるべく大きくする試みがなされている。スイッチング周波数を大きくすることによって、制御応答が早くなるだけでなく、コイルやコンデンサをより小型化することができるためである。また、小型化できる理由は、スイッチング周波数を大きくするほどコイルにより多くのエネルギーを蓄えることができるようになるためである。そして、コイルやコンデンサの小型化に伴い、電源装置全体についても小型化を図ることができる。小型化を図ることができれば、その分コストも低減され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２００６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
スイッチング方式の電源装置の回路においては、一方で、スイッチング周波数を大きくするほど単位時間あたりの電力損失が増えてしまうという問題もある。即ち、単位時間あたりの電力損失は、スイッチング１回あたりに失われるエネルギーに単位時間あたりのスイッチング回数を乗じた値となる。
【０００９】
また、スイッチング周波数を大きくするほど、コイルにおいて表皮効果がより顕著に発現し、エネルギー損失（いわゆる銅損）が大きくなる。具体的には、コイルの導体に流れる電流が直流であれば電流はコそのイルの導体断面に一様に分布するが、周波数が大きくなるほど電流はコイルの導体表面に集中してコイルの断面内部の電流密度が小さくなる（表皮効果）。つまり、コイルの導体の抵抗が大きくなる。このため、エネルギー損失が大きくなってしまってコイルに蓄えられ得る磁気エネルギーも小さくなる。
【００１０】
このような理由から、コイル、コンデンサ、及び電源装置の小型化、並びにその小型化によるコスト低減のメリットを享受するために、スイッチング周波数を大きくこと以外に、コイルのインダクタンスをより大きくすることが課題の１つとされている。インダクタンスとは、回路における磁束と、その磁束を生じさせる電流との比であり、別の言い方では、電流変化率に対する誘導起電力の比である。コイルのインダクタンスをより大きくするとは、つまり、コイルに蓄え得る磁気エネルギーをより大きくすることであり、コイルのインダクタンスが大きいほどコイルを小さくし得る（コイルが相対的に小さくても十分な性能が得られ得る）。従って、例えばスイッチング方式の電源装置の回路に用いられるコイルにおいては、インダクタンスが大きいことが好ましい。
【００１１】
そこで、本発明は、スイッチング方式の電源装置の回路に用いるのに適した、インダクタンスがより大きいコイル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】
【００１２】
上記目的を達成するためになされた本発明のコイルは、スルーホールが複数形成された本体部材と、本体部材に形成された金属配線と、を有し、金属配線が、コイルパターンを形成するように、本体部材の外表面及びスルーホールの内表面に沿って連続的に延在していることを特徴としている。
【００１３】
本願出願人は、このような構成が採用された本発明のコイルによれば、従来品よりも、コイル全体の大きさに比してより大きな磁気エネルギーを蓄えることができることを見出した。換言すれば、本発明の構成を採用することにより、コイルのインダクダンスを大きくし得ることを見出した。
【００１４】
この理由としては、例えば次のような点が考えられ得る。
例えば、本発明では、金属配線は、スルーホール以外の箇所においては、本体部材の表面を覆って延在する。金属配線が、本体部材の内部ではなく本体部材の表面（即ち、外表面）を延在するという構成により、金属配線は、本体部材の外形のさらに外側に存在することとなる。コイルのインダクタンスは、そのコイル形状の断面積が大きいほど大きくなるため、金属配線が本体部材の内部ではなく外表面を延在するという構成は、コイルのインダクタンスをより大きくする方向に作用し得る。このような点から、金属配線が本体部材の外表面を延在するという構成によればインダクタンスをかせぎ得る、ということが考えられる。
【００１５】
特に、このような本発明のコイルは、高周波のスイッチング電源装置の回路に用いるのに非常に適している。
この理由としては、例えば次のような点が考えられ得る。
【００１６】
例えば、金属配線がスルーホール内を延在することから、金属配線がスルーホールの内表面を覆うこととなる。金属配線がスルーホール内を覆って延在するという構成により金属配線の表面積が大きくなり、電流の周波数が大きくなった際に電流が金属配線の表面領域に集中するという表皮効果が、金属配線における電流がむしろ流れやすくなるという点においてプラスに作用する可能性が考えられる。
【００１７】
また、本発明のコイルでは、金属配線は、複数のスルーホールのうち第１番目のスルーホールとして定義される第１スルーホールを延在し、その第１スルーホールの出口から、第２番目のスルーホールとして定義される第２スルーホールに向かって本体部材の表面を延在し、さらに、第２スルーホールから順次、第ｎ番目のスルーホールとして定義される第ｎスルーホールまで連続的に延在している、という構成を備え得る。
【００１８】
金属配線が、本体部材の表面及びスルーホールを順次連続的に延在してコイルパターンを形成することにより、前述したような作用効果を奏し得る。
また、本発明のコイルにおいては、本体部材は直方体状に形成され、スルーホールは、本体部材における相対する２面と略垂直に、本体部材を貫通していても良い。
【００１９】
この場合、金属配線は、本体部材及びスルーホールを順次連続的に延在して、コイルパターンの形状が直方体状となるようにそのコイルパターンが形成されることとなる。コイル形状が直方体となるようにコイルパターンが形成されることで、コイルパターンが円筒形状となるようにコイルパターンが形成されるよりも、コイル形状の断面積を容易にかせぎ得る。この趣旨について説明する。例えば、平面上にて、ある四角形とその四角形の中に収まる円とを考えると、その四角形と円とでは、四角形のほうが面積が大きくなり得る。同様に、ある直方体とその直方体に収まる円筒とを考えると、その直方体と円筒とでは、直方体のほうが断面積が大きくなり得る。このため、コイル形状が直方体となるようにすれば、コイル形状の断面積をかせぐことができるとも言え、コイルのインダクタンスの向上に寄与できると考えられる。
【００２０】
また、本発明のコイルにおいては、金属配線は、スルーホールの内表面において、その内表面全部を覆っていても良い。
これによれば、金属配線の表面積をより大きくすることができ、金属配線の表面積が大きくなることによる前述したような効果（表皮効果がプラスに作用し得ること）がより得られやすくなることが考えられる。
【００２１】
また、本発明では、スルーホールは円筒形状に形成されていても良い。
このような構成によれば、スルーホール内に金属配線を形成することがより容易となり得る。また、スルーホール自体の加工が容易となり得る。例えば、スルーホールを多角形の筒状に形成すると、スルーホール内に角が生じるため、その角部においては金属配線の形成が難しくなり得る。また、スルーホールを多角形の筒状に形成することは、スルーホールを円筒状に形成する場合に比べて簡単でないことは容易に想像し得る。このため、スルーホールの形状を円筒形状とすることにより、コイルの製造が容易となり、コストの点、及びコイルの性能や品質の安定化を図るという点などにおいて有利である。このような本発明のコイルは、製造が容易であるが故にプリント基板の製造工程においても製造可能となり得る。また、量産性にも優れる。なお、スルーホールを多角形の筒状に形成する場合における上記のような問題が解消されるのであれば、スルーホールを多角形の筒状に形成しても良いことは勿論である。
【００２２】
また、本発明のコイルでは、本体部材において、複数のスルーホールは、互いに交錯しないように設けられていることが好ましい。スルーホールが交錯していると、金属配線も交錯することとなり、コイルの機能が阻害される可能性が懸念されるためである。
【００２３】
また、本発明のコイルでは、金属配線は、メッキ加工により形成されていても良い。メッキ加工によれば、金属配線を容易に形成し得る。また、金属配線の厚みを高い精度で一様とすることができ、コイルの性能や品質の安定化を図るという点において有利である。
【００２４】
また、本発明のコイルでは、本体部材は、スルーホールが存在しない領域に磁性体を含んでいても良い。つまり、磁性体がコイルのコアとして機能し得、コイルのインダクタンスをより大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態のコイル１の斜視図である。
【図２】第１実施形態のコイル１の平面図（図１のＸ矢視図）である。
【図３】第１実施形態のコイル１の底面図（図１のＹ矢視図）である。
【図４】第１実施形態のコイル１の断面図（図２のＡ−Ａ断面図）である。
【図５】第２実施形態のコイル１の斜視図である。
【図６】スイッチング方式の電源装置の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、第１実施形態のコイル１を示す斜視図である。なお、図１において、上下方向及び左右方向を図示している。以下の説明では、適宜、図１において図示されている上下方向及び左右方向を用いる。
【００２７】
図１に示す第１実施形態のコイル１は、図６に示すようなスイッチング方式の電源装置の回路におけるコイルとして用いられ得る。なお、図６については［背景技術］の欄にて説明しているためここでは図６に関する説明を省略することとする。
【００２８】
第１実施形態のコイル１は、本体部材１０に金属配線２０が形成されてなる。
本体部材１０はガラスエポキシ樹脂にて形成されている。また、本体部材１０は直方体形状に形成されている。本体部材１０の縦、横、高さの寸法はそれぞれ数ｍｍオーダーであり、例えば３〜５ｍｍの範囲の寸法であっても良い。図１において、符号１１〜１６は、本体部材１０の各面を示し、具体的には、上面１１、底面１２、右側面１３、左側面１４、前面１５、背面１６を示す。
【００２９】
本体部材１０には、スルーホール群６が形成されている。スルーホール群６は、本体部材１０における左側（左側面１４近辺）、及び右側（右側面１３近辺）のそれぞれにおいて設けられ、スルーホール６ａ〜６ｖ（図２，３参照）を含む。なお、図１においては、スルーホール６ａ〜６ｖのうち、スルーホール６ａ，６ｋ，６ｌ，６ｖについて符号を付して示している。
【００３０】
スルーホール６ａ〜６ｖは円筒形状の孔である。換言すれば、スルーホール６ａ〜６ｖは、輪切りされた断面形状が円形形状を有する孔である。スルーホール６ａ〜６ｖの孔の直径は例えば０．１〜０．２ｍｍ程度であっても良い。なお、スルーホール６ａ〜６ｖは、例えばドリル加工により形成される。ただし、スルーホール６ａ〜６ｖの加工方法は何ら限定されるものではなく、例えば、レーザ加工、ウォータジェット加工など、どのような加工方法が用いられても良い。
【００３１】
このスルーホール６ａ〜６ｖは、本体部材１０の上面１１及び底面１２に対し垂直な方向に沿ってその本体部材１０を貫通するように形成されている。また、スルーホール６ａ〜６ｖは、本体部材１０の右側面１３、左側面１４、前面１５、及び背面１６と接したり交錯したりしないように本体部材１０に形成されている。また、スルーホール６ａ〜６ｖは、お互い同士でも接したり交錯したりしないように本体部材１０に形成されている。
【００３２】
金属配線２０は、本体部材１０の表面及びスルーホール６ａ〜６ｖの内面に沿って連続的に形成されてなる。
具体的には、図１に示すように、金属配線２０は、本体部材１０の上面１１においてその上面１１の長手方向に沿って、スルーホール６ａ〜６ｖのうち対応する２つのスルーホール同士をつなぐように、その２つのスルーホール同士の間それぞれに連続的に形成されている。なお、金属配線２０は、メッキ加工により形成される。
【００３３】
図１において、上面１１上に現れて見える金属配線２０は、スルーホール６ａ〜６ｖを介して底面１２まで達している。
金属配線２０は、底面１２においても、その底面１２の長手方向に沿って、スルーホール６ａ〜６ｖのうち対応する２つのスルーホール同士をつなぐように、その２つのスルーホール同士の間それぞれに連続的に形成されている。
【００３４】
この金属配線２０の詳細について、図２〜４を用いて説明する。
図２は、図１についてのＸ矢視図（上面１１を上方から見た図）である。
図３は、図１についてのＹ矢視図（底面１２を下方から見た図）である。
【００３５】
図４は、図２についてのＡ−Ａ断面図である。なお、図４においては、理解を助けるため、上面１１における金属配線２０の一部、及び底面１２における金属配線２０の一部も示している。
【００３６】
金属配線２０は、図２に示すように、配線部２ａ〜２ｌを有する。
配線部２ａは、上面１１において、前面１５寄りかつ左右方向中央よりも右側に位置する端部２Ｓを起点とし、スルーホール６ａまで延在している。なお、ここでいう「起点」とは、説明の便宜上「起点」と表現されているにすぎないものであって、「起点」という用語によって、コイル１の始点及び終点、換言すればコイル１の方向性が限定されるものではない。
【００３７】
配線部２ａは、上面１１においてスルーホール６ａまで延在し、さらにそのスルーホール６ａ内を延在して上面１１の反対側の底面１２まで達している。ここで、配線部２ａは、円形状に形成されている部分（以下、円状部と記載する）４ａを有している。円状部４ａは、スルーホール６ａの開口を囲むように形成されている部分である。円状部４ａが存在することにより、配線部２ａのうち、上面１１に延在する部分とスルーホール６ａ内を延在する部分との連続性がより確実に確保される。具体的には、配線部２ａが、スルーホール６ａの開口周辺にて十分な余裕しろをもって形成されていることにより（円状部４ａが形成されていることにより）、配線部２ａが上面１１からスルーホール６ａ内部へ至る箇所において、何らかの原因（例えば、製造上の原因や、応力発生による破損等が考えられ得る）でその配線部２ａが途切れてしまうような事態が生じることを抑制し得る。
【００３８】
上面１１からスルーホール６ａ内を延在して底面１２に達している配線部２ａは、底面１２において配線部３ａ（図３参照）と連続している。なお、第１実施形態では、説明上、配線部２ａは、図２において符号「２ａ」にて示された部分、及びスルーホール６ａ内を延在する部分からなるものとする（例えば図４も参照）。
【００３９】
ただし、「配線部２ａ」、「配線部３ａ」というような記載について、説明の便宜上「２ａ」，「３ａ」というように符号が区別されて説明されているのにすぎないものであり、これは、配線部２ａと配線部３ａとが別々の或いは独立した構成であることを意図するものではない。配線部２ａと配線部３ａとはあくまで一体（一本）の配線を形成しているものとして理解され得る。配線部２ｂ〜２ｌ（図２参照）、配線部３ｂ〜３ｋ（図３参照）についても同様である。つまり、配線部２ａ〜２ｌ，３ａ〜３ｋは、全て連続していて一体（一本）の配線として理解され得る。
【００４０】
そのように理解されるべきことを前提として、図３に基づきさらに説明する。
前述のように配線部２ａは底面１２において配線部３ａと連続し、図３に示すように、その配線部３ａは、スルーホール６ａと、底面１２にてその底面１２の長手方向においてスルーホール６ａに対向するスルーホール６ｌとの間をつなぐように延在している。換言すれば、配線部３ａは、スルーホール６ａの開口からスルーホール６ｌの開口に向かって伸びているとも言える。そして、配線部３ａは、スルーホール６ｌ内を延在して、上面１１に達している。なお、配線部３ａは、図３において符号「３ａ」にて示された部分、及びスルーホール６ｌ内を延在する部分を含むものとして理解されても良い（例えば図４も参照）。
【００４１】
なお、図３の底面１２の図に関し、スルーホール６ａとスルーホール６ｌとは金属配線（配線部３ａ）にてつながり、そのスルーホール６ａ，６ｌは対応する（対向する）スルーホールとみなし得る。
【００４２】
配線部３ａは、円状部５ａ，５ｌを有する。
円状部５ａは、スルーホール６ａの開口を囲むように形成されている部分である。円状部５ｌは、スルーホール６ｌの開口を囲むように形成されている部分である。円状部５ａ，５ｌが存在することにより、前述のように、配線部３ａの連続性（ひいては金属配線２０の連続性）がより確実に確保される。
【００４３】
図３の底面１２の図に関し、スルーホール６ｂ〜６ｋが、それぞれ、スルーホール６ｍ〜６ｖと対応（対向）している。具体的には、スルーホール６ｂとスルーホール６ｍとが対応（対向）している。スルーホール６ｃ〜６ｋとスルーホール６ｎ〜６ｖとの対応関係については明白であるのでここでは説明を省略する。
【００４４】
また、スルーホール６ｂ〜６ｋとスルーホール６ｍ〜６ｖとの間のそれぞれにおいて、配線部３ｂ〜３ｋが延在している。配線部３ｂ〜３ｋは、それぞれ、円状部を有している。円状部は、配線部３ｂ〜３ｋに対応して、円状部５ｂ〜５ｖとして示されている。
【００４５】
スルーホール６ｂとスルーホール６ｍとについて見ると、それらの間に配線部３ｂが延在している。配線部３ｂは、スルーホール６ｂの開口周辺に形成された円状部５ｂと、スルーホール６ｍの開口周辺に形成された円状部５ｍとを有する。
【００４６】
配線部３ｃ〜３ｋ、及び円状部５ｃ〜５ｋ，５ｎ〜５ｖについては、ここでは説明を省略することとする。
底面１２からスルーホール６ｌ内を延在して上面１１に達している配線部３ａは、上面１１において配線部２ｂ（図２参照）と連続している。
【００４７】
図２に戻りさらに説明する。
前述のように配線部３ａは上面１１において配線部２ｂと連続し、図２に示すように、その配線部２ｂは、スルーホール６ｌとスルーホール６ｂとの間をつなぐように延在している。配線部２ｂは、スルーホール６ｌの開口からスルーホール６ｂの開口に向かって伸びているとも言える。この配線部２ｂは、スルーホール６ｂ内を延在して、底面１２に達している。
【００４８】
スルーホール６ｂは、本体部材１０において、スルーホール６ａが形成された側に形成されている。スルーホール６ｂは、スルーホール６ａに最も近接するスルーホールである。第１実施形態では、スルーホール６ｂは、スルーホール６ａよりも、右側面１３からやや離れた位置にある。
【００４９】
ここで、配線部２ｂは、段状部８ｂを有している。段状部８ｂは、配線部２ｂがスルーホール６ｌの開口からスルーホール６ｂの開口に向かって延在するにあたり配線部２ａをかわすように段状に形成された部分である。配線部２ｂは、段状部８ｂを有することにより、配線部２ａをかわしてその配線部２ａと接触することなく、スルーホール６ｌの開口からスルーホール６ｂの開口に向かって延在している。
【００５０】
また、配線部２ｂは、スルーホール６ｌの開口周辺に形成される円状部４ｌ、及びスルーホール６ｂの開口周辺に形成される円状部４ｂを有している。
図２の上面１１の図に関し、スルーホール６ｌとスルーホール６ｂとは金属配線にてつながり、そのスルーホール６ｌ，６ｂは対応する（対向する）スルーホールとみなし得る。
【００５１】
図２の上面１１の図に関し、スルーホール６ｃ〜６ｋが、それぞれ、スルーホール６ｍ〜６ｕと対応（対向）している。具体的には、スルーホール６ｃとスルーホール６ｍとが対応（対向）している。スルーホール６ｄ〜６ｋとスルーホール６ｎ〜６ｕとの対応関係については明白であるのでここでは説明を省略する。
【００５２】
また、スルーホール６ｃ〜６ｋとスルーホール６ｍ〜６ｕとの間のそれぞれにおいて、配線部２ｃ〜２ｋが延在している。配線部２ｃ〜２ｋは、それぞれ、段状部８ｃ〜８ｋを有している。また、配線部２ｃ〜２ｋは、それぞれ、円状部を有している。円状部は、配線部２ｃ〜２ｋに対応して、円状部４ｃ〜４ｕとして示されている。
【００５３】
スルーホール６ｃとスルーホール６ｍとについて見ると、それらの間に配線部２ｃが延在している。配線部２ｃは、スルーホール６ｃの開口周辺に形成された円状部４ｃと、スルーホール６ｍの開口周辺に形成された円状部４ｍとを有する。
【００５４】
この配線部２ｃは、右側面１３側では、配線部２ｂの円状部４ｂを超えてその配線部２ｂよりも右側面１３により近い側まで延在している。一方、配線部２ｃは、左側面１４側では、配線部２ｂの円状部４ｌよりも左側面１４からやや離れた位置まで延在するにとどまる。配線部２ｃは、配線部２ｄに対しても同様の位置関係を有する。
【００５５】
そして、配線部２ｃにおいて、配線部２ｂの円状部４ｂ，４ｌ及び配線部２ｄの円状部４ｄ，４ｎと隣接する箇所は、その円状部４ｂ，４ｌ及び円状部４ｄ，４ｎをかわすようにくびれている。
【００５６】
配線部２ｄ〜２ｌについては、ここでは説明を省略することとする。
以上のような構成により、金属配線２０（図１参照）は、図２，３にて説明したように、上面１１、底面１２、及びスルーホール６ａ〜６ｖ内を順次延在し、最終的に配線部２ｌ（図２参照）まで連続する。
【００５７】
配線部２ｌは、スルーホール６ｖの開口と接続し、終点としての端部２Ｅまで延在している。なお、「終点」という文言によって、コイル１の始点及び終点、換言すればコイル１の方向性が限定されるものではないことは前述のとおりである。
【００５８】
配線部２ｌは、スルーホール６ｖの開口周辺に形成される円状部４ｖを有している。そして、配線部２ｌにおける直線状の部分は、図２の図面上、円状部４ｖの上方（背面１６側）にてその円状部４ｖと連続するように、左側面１４から端部２Ｅまで延びている。換言すれば、円状部４ｖは、図２の図面上（見かけ上）、配線部２ｌの直線状の部分にぶら下がるように形成されている。
【００５９】
なお、配線部２ｌは、図２の図面上配線部２ｋにおける段状部８ｋの左側やや上方まで延在し、換言すればその配線部２ｋと接触しない範囲で延在している。
次に、スルーホール内における配線部の構成について図４を用いて説明する。
【００６０】
配線部２ａは、本体部材１０の上面１１において、端部２Ｓを起点としてスルーホール６ａの開口まで延在している。そして、配線部２ａは、図４の断面図に示すように、上面１１からそのままスルーホール６ａ内に入り込むようにして、スルーホール６ａの内表面を覆っている。さらに具体的には、配線部２ａは、スルーホール６ａの内表面全部を覆っている。
【００６１】
そして、配線部２ａは、スルーホール６ａ内を延在して本体部材１０の底面１２まで達し、配線部３ａと連続している。なお、スルーホール６ｌ内の配線部３ａについても図４の断面図に現れているが、配線部３ａの説明は配線部２ａの説明と同様となるため、ここでは配線部３ａの説明は省略する。
【００６２】
以上説明したような第１実施形態のコイル１によれば、従来品よりも、コイル全体の大きさに比してより大きな磁気エネルギーを蓄えることができる
例えば、第１実施形態のコイル１では、金属配線２０は、スルーホール６ａ〜６ｖ以外の箇所においては、本体部材１０の表面（上面１１及び底面１２）に沿って延在する。金属配線２０が、本体部材１０の内部ではなく本体部材１０の表面（即ち、外表面）を延在するという構成により、金属配線２０は、本体部材１０の外形のさらに外側に存在することとなる。一般的には、コイルのインダクタンスは、コイル形状の断面積が大きいほど大きくなるため、金属配線２０が本体部材１０の内側ではなく外表面を延在するという構成は、コイル１のインダクタンスをより大きくする方向に作用し得る。このような点から、金属配線２０が本体部材１０の外表面を延在するという構成によればインダクタンスをかせぎ得る、という可能性が考えられる。
【００６３】
特に、第１実施形態のコイル１は、高周波のスイッチング電源装置の回路に用いるのに非常に適している。
例えば、金属配線２０は、スルーホール６ａ〜６ｖ内を延在している。具体的には、金属配線２０は、スルーホール６ａ〜６ｖの内表面を覆っている。特に、金属配線２０は、スルーホール６ａ〜６ｖの内表面全体を覆っている。金属配線２０がスルーホール内を覆って延在するという構成により金属配線２０の表面積が大きくなり、電流の周波数が大きくなった際に電流が金属配線２０の表面領域に集中するという表皮効果により、金属配線２０における電流がむしろ流れやすくなる可能性が考えられる。
【００６４】
また、第１実施形態のコイル１においては、本体部材１０は直方体状に形成され、スルーホール６ａ〜６ｖは、本体部材１０における上面１１と底面１２とに略垂直に、本体部材１０を貫通している。このため、金属配線２０は、本体部材１０及びスルーホール６ａ〜６ｖを順次連続的に延在して、コイルパターンの形状が直方体状となるようにそのコイルパターンが形成されることとなる。
【００６５】
コイルパターンが直方体形状に形成されることで、コイルパターンが円筒形状に形成されるよりも、コイルパターンの断面積をかせぎ得る。例えば、平面上にて、ある四角形とその四角形の中に収まる円とを考えると、その四角形と円とでは、四角形のほうが面積が大きくなり得る。同様に、ある直方体とその直方体に収まる円筒とを考えると、その直方体と円筒とでは、直方体のほうが断面積が大きくなり得る。このような点を考慮すると、コイルパターンを直方体形状に形成するほうが、コイル形状の断面積をかせぐことができると言え、コイルのインダクタンスの向上に寄与できると考えられる。
【００６６】
また、本第１実施形態のコイル１は、製造が容易であるが故にプリント基板の製造工程において製造可能であるとともに量産性に優れている。プリント基板の製造工程においてコイル１を製造するような方法によれば、プリント基板の製造コストも低減し得る。
【００６７】
なお、本第１実施形態においては、例えば、スルーホール６ａが第１番目のスルーホールとして理解されても良く、スルーホール６ｌが第２番目のスルーホールとして理解されても良い。以降、スルーホール６ｂが第３番目、スルーホール６ｍが第４番目、と理解されても良く、スルーホール６ｖが第ｎ番目（ｎ＝２２）と理解されても良い。
［第２実施形態］
以下、第２実施形態のコイル１について図５を用いて説明する。なお、第１実施形態のコイル１の構成と異なる点のみ説明する。
【００６８】
第２実施形態のコイル１では、本体部材１０において、スルーホール６ａ〜６ｖが存在しない領域に、磁性体３０が設けられている。この磁性体３０は、スルーホール６ａ〜６ｖをかわしてそのスルーホール６ａ〜６ｖと交錯しないように、本体部材１０の前面１５と背面１６との間を貫くように設けられている。
【００６９】
このような第２実施形態のコイル１によれば、磁性体３０がコイル１のコアとして機能し、コイル１のインダクタンスがより大きくなるため有利である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定さえるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において種々の形態をとり得る。
【００７０】
例えば、上記実施形態では本体部材１０が直方体形状を有している例について説明したが、本体部材１０は立方体形状であっても良い。また、金属配線２０がコイルパターンを形成するように延在することが阻害されないかぎり、本体部材１０の形状はどのような形状であっても良い。また、本体部材１０は、その本体部材１０における上面１１、底面１２、右側面１３、左側面１４、前面１５及び背面１６の全部又は一部が、膨らみやへこみを有していても良い。例えば、上面１１、底面１２、右側面１３、左側面１４、前面１５及び背面１６の全部又は一部が膨らみを持っているような形状によれば、金属配線２０のコイルパターンの断面積をよりかせぐことができ、コイル１のインダクタンスの向上に寄与できる。
【００７１】
また、上記実施形態では、スルーホール６ａ〜６ｖが、上面１１及び底面１２に対して垂直にかつ直線的に形成されている例について説明したが、スルーホールは、上面１１及び底面１２に対し所定の角度を持って形成されていても良い。また、スルーホール６ａ〜６ｖは、直線的に形成されていなくても良い。例えば、スルーホールは、上面１１及び底面１２の間において、円弧状に延在するように形成されていても良い。
【００７２】
また、上記第２実施形態では、磁性体３０が、本体部材１０の前面１５と背面１６との間を貫くように設けられているが、磁性体３０は、本体部材１０の内部に閉じこめられるように設けられても良い。例えば、磁性体３０は、前面１５及び背面１６の何れも貫かない形態で、或いは少なくとも何れかを貫かない形態で、本体部材１０の内部に設けられても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・コイル、６・・・スルーホール群、１０・・・本体部材、２０・・・金属配線、３０・・・磁性体、２ａ〜２ｌ・・・配線部、３ａ〜３ｋ・・・配線部、４ａ〜４ｖ・・・円状部、５ａ〜５ｖ・・・円状部、６ａ〜６ｖ・・・スルーホール、８ｂ〜８ｋ・・・段状部、Ｃ・・・コンデンサ、Ｄ・・・ダイオード、Ｌ・・・コイル、Ｍ・・・制御回路、Ｐ・・・降圧チョッパ回路、ＲL・・・負荷、Ｔｒ・・・スイッチング素子、Ｖｃｃ・・・直流電源。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルに関し、特に、スイッチング電源装置の回路に好適なコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
入力電圧から所望の出力電圧を得る電源装置の方式として、シリーズ方式とスイッチング方式とが知られている。シリーズ方式は、交流電圧をトランスによって電圧変換して、変換後の電圧を直流電圧に整流する方式である。スイッチング方式は、例えば特許文献１にも記載されているように、直流電圧をスイッチングによって高周波の交流電圧に変換し、それを再び直流電圧に変換する方式である。このうち、スイッチング方式によれば、シリーズ方式に比べてエネルギー効率が良く、電源装置の小型化や軽量化も図ることができるというメリットが得られる。このような理由もあり、スイッチング方式の電源装置は広範な分野で用いられている。
【０００３】
図６に、一例として、スイッチング方式の電源装置の回路構成を示す。なお、図６に示される回路は、入力電圧を降圧して出力する降圧チョッパ回路である。
図６の降圧チョッパ回路Ｐは、スイッチング素子Ｔｒと、ダイオードＤと、コイルＬと、コンデンサＣと、制御回路Ｍとを備える。制御回路Ｍは、検出される出力電圧（検出位置ｐにおける電圧）に応じて、その出力電圧が所望の電圧となるようにスイッチング素子Ｔｒのオン／オフを制御する。スイッチング素子Ｔｒは、例えばトランジスタからなる。
【０００４】
スイッチング素子Ｔｒの状態がオン状態（接続状態）のとき、直流電源Ｖｃｃから入力される直流電流は、コイルＬに流れて負荷ＲLに供給される。このとき、コイルＬを流れる直流電流によってそのコイルＬに磁気エネルギーが蓄えられる。なお、このときダイオードＤは非導通状態である。
【０００５】
スイッチング素子Ｔｒの状態がオン状態からオフ状態（非接続状態）になると、コイルＬに蓄えられていた磁気エネルギーに応じた電流が負荷ＲLに供給される。このとき、ダイオードＤは導通状態である。
【０００６】
コンデンサＣは充放電を繰り返して負荷ＲLに供給される電流を平滑化する機能を有する。
このような例えば降圧チョッパ回路にて構成されるスイッチング方式の電源装置においては、スイッチング周波数をなるべく大きくする試みがなされている。スイッチング周波数を大きくすることによって、制御応答が早くなるだけでなく、コイルやコンデンサをより小型化することができるためである。また、小型化できる理由は、スイッチング周波数を大きくするほどコイルにより多くのエネルギーを蓄えることができるようになるためである。そして、コイルやコンデンサの小型化に伴い、電源装置全体についても小型化を図ることができる。小型化を図ることができれば、その分コストも低減され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２００６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
スイッチング方式の電源装置の回路においては、一方で、スイッチング周波数を大きくするほど単位時間あたりの電力損失が増えてしまうという問題もある。即ち、単位時間あたりの電力損失は、スイッチング１回あたりに失われるエネルギーに単位時間あたりのスイッチング回数を乗じた値となる。
【０００９】
また、スイッチング周波数を大きくするほど、コイルにおいて表皮効果がより顕著に発現し、エネルギー損失（いわゆる銅損）が大きくなる。具体的には、コイルの導体に流れる電流が直流であれば電流はコそのイルの導体断面に一様に分布するが、周波数が大きくなるほど電流はコイルの導体表面に集中してコイルの断面内部の電流密度が小さくなる（表皮効果）。つまり、コイルの導体の抵抗が大きくなる。このため、エネルギー損失が大きくなってしまってコイルに蓄えられ得る磁気エネルギーも小さくなる。
【００１０】
このような理由から、コイル、コンデンサ、及び電源装置の小型化、並びにその小型化によるコスト低減のメリットを享受するために、スイッチング周波数を大きくこと以外に、コイルのインダクタンスをより大きくすることが課題の１つとされている。インダクタンスとは、回路における磁束と、その磁束を生じさせる電流との比であり、別の言い方では、電流変化率に対する誘導起電力の比である。コイルのインダクタンスをより大きくするとは、つまり、コイルに蓄え得る磁気エネルギーをより大きくすることであり、コイルのインダクタンスが大きいほどコイルを小さくし得る（コイルが相対的に小さくても十分な性能が得られ得る）。従って、例えばスイッチング方式の電源装置の回路に用いられるコイルにおいては、インダクタンスが大きいことが好ましい。
【００１１】
そこで、本発明は、スイッチング方式の電源装置の回路に用いるのに適した、インダクタンスがより大きいコイル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】
【００１２】
上記目的を達成するためになされた本発明のコイルは、スルーホールが複数形成された本体部材と、本体部材に形成された金属配線と、を有し、金属配線が、コイルパターンを形成するように、本体部材の外表面及びスルーホールの内表面に沿って連続的に延在していることを特徴としている。
【００１３】
本願出願人は、このような構成が採用された本発明のコイルによれば、従来品よりも、コイル全体の大きさに比してより大きな磁気エネルギーを蓄えることができることを見出した。換言すれば、本発明の構成を採用することにより、コイルのインダクダンスを大きくし得ることを見出した。
【００１４】
この理由としては、例えば次のような点が考えられ得る。
例えば、本発明では、金属配線は、スルーホール以外の箇所においては、本体部材の表面を覆って延在する。金属配線が、本体部材の内部ではなく本体部材の表面（即ち、外表面）を延在するという構成により、金属配線は、本体部材の外形のさらに外側に存在することとなる。コイルのインダクタンスは、そのコイル形状の断面積が大きいほど大きくなるため、金属配線が本体部材の内部ではなく外表面を延在するという構成は、コイルのインダクタンスをより大きくする方向に作用し得る。このような点から、金属配線が本体部材の外表面を延在するという構成によればインダクタンスをかせぎ得る、ということが考えられる。
【００１５】
特に、このような本発明のコイルは、高周波のスイッチング電源装置の回路に用いるのに非常に適している。
この理由としては、例えば次のような点が考えられ得る。
【００１６】
例えば、金属配線がスルーホール内を延在することから、金属配線がスルーホールの内表面を覆うこととなる。金属配線がスルーホール内を覆って延在するという構成により金属配線の表面積が大きくなり、電流の周波数が大きくなった際に電流が金属配線の表面領域に集中するという表皮効果が、金属配線における電流がむしろ流れやすくなるという点においてプラスに作用する可能性が考えられる。
【００１７】
また、本発明のコイルでは、金属配線は、複数のスルーホールのうち第１番目のスルーホールとして定義される第１スルーホールを延在し、その第１スルーホールの出口から、第２番目のスルーホールとして定義される第２スルーホールに向かって本体部材の表面を延在し、さらに、第２スルーホールから順次、第ｎ番目のスルーホールとして定義される第ｎスルーホールまで連続的に延在している、という構成を備え得る。
【００１８】
金属配線が、本体部材の表面及びスルーホールを順次連続的に延在してコイルパターンを形成することにより、前述したような作用効果を奏し得る。
また、本発明のコイルにおいては、本体部材は直方体状に形成され、スルーホールは、本体部材における相対する２面と略垂直に、本体部材を貫通していても良い。
【００１９】
この場合、金属配線は、本体部材及びスルーホールを順次連続的に延在して、コイルパターンの形状が直方体状となるようにそのコイルパターンが形成されることとなる。コイル形状が直方体となるようにコイルパターンが形成されることで、コイルパターンが円筒形状となるようにコイルパターンが形成されるよりも、コイル形状の断面積を容易にかせぎ得る。この趣旨について説明する。例えば、平面上にて、ある四角形とその四角形の中に収まる円とを考えると、その四角形と円とでは、四角形のほうが面積が大きくなり得る。同様に、ある直方体とその直方体に収まる円筒とを考えると、その直方体と円筒とでは、直方体のほうが断面積が大きくなり得る。このため、コイル形状が直方体となるようにすれば、コイル形状の断面積をかせぐことができるとも言え、コイルのインダクタンスの向上に寄与できると考えられる。
【００２０】
また、本発明のコイルにおいては、金属配線は、スルーホールの内表面において、その内表面全部を覆っていても良い。
これによれば、金属配線の表面積をより大きくすることができ、金属配線の表面積が大きくなることによる前述したような効果（表皮効果がプラスに作用し得ること）がより得られやすくなることが考えられる。
【００２１】
また、本発明では、スルーホールは円筒形状に形成されていても良い。
このような構成によれば、スルーホール内に金属配線を形成することがより容易となり得る。また、スルーホール自体の加工が容易となり得る。例えば、スルーホールを多角形の筒状に形成すると、スルーホール内に角が生じるため、その角部においては金属配線の形成が難しくなり得る。また、スルーホールを多角形の筒状に形成することは、スルーホールを円筒状に形成する場合に比べて簡単でないことは容易に想像し得る。このため、スルーホールの形状を円筒形状とすることにより、コイルの製造が容易となり、コストの点、及びコイルの性能や品質の安定化を図るという点などにおいて有利である。このような本発明のコイルは、製造が容易であるが故にプリント基板の製造工程においても製造可能となり得る。また、量産性にも優れる。なお、スルーホールを多角形の筒状に形成する場合における上記のような問題が解消されるのであれば、スルーホールを多角形の筒状に形成しても良いことは勿論である。
【００２２】
また、本発明のコイルでは、本体部材において、複数のスルーホールは、互いに交錯しないように設けられていることが好ましい。スルーホールが交錯していると、金属配線も交錯することとなり、コイルの機能が阻害される可能性が懸念されるためである。
【００２３】
また、本発明のコイルでは、金属配線は、メッキ加工により形成されていても良い。メッキ加工によれば、金属配線を容易に形成し得る。また、金属配線の厚みを高い精度で一様とすることができ、コイルの性能や品質の安定化を図るという点において有利である。
【００２４】
また、本発明のコイルでは、本体部材は、スルーホールが存在しない領域に磁性体を含んでいても良い。つまり、磁性体がコイルのコアとして機能し得、コイルのインダクタンスをより大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態のコイル１の斜視図である。
【図２】第１実施形態のコイル１の平面図（図１のＸ矢視図）である。
【図３】第１実施形態のコイル１の底面図（図１のＹ矢視図）である。
【図４】第１実施形態のコイル１の断面図（図２のＡ−Ａ断面図）である。
【図５】第２実施形態のコイル１の斜視図である。
【図６】スイッチング方式の電源装置の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、第１実施形態のコイル１を示す斜視図である。なお、図１において、上下方向及び左右方向を図示している。以下の説明では、適宜、図１において図示されている上下方向及び左右方向を用いる。
【００２７】
図１に示す第１実施形態のコイル１は、図６に示すようなスイッチング方式の電源装置の回路におけるコイルとして用いられ得る。なお、図６については［背景技術］の欄にて説明しているためここでは図６に関する説明を省略することとする。
【００２８】
第１実施形態のコイル１は、本体部材１０に金属配線２０が形成されてなる。
本体部材１０はガラスエポキシ樹脂にて形成されている。また、本体部材１０は直方体形状に形成されている。本体部材１０の縦、横、高さの寸法はそれぞれ数ｍｍオーダーであり、例えば３〜５ｍｍの範囲の寸法であっても良い。図１において、符号１１〜１６は、本体部材１０の各面を示し、具体的には、上面１１、底面１２、右側面１３、左側面１４、前面１５、背面１６を示す。
【００２９】
本体部材１０には、スルーホール群６が形成されている。スルーホール群６は、本体部材１０における左側（左側面１４近辺）、及び右側（右側面１３近辺）のそれぞれにおいて設けられ、スルーホール６ａ〜６ｖ（図２，３参照）を含む。なお、図１においては、スルーホール６ａ〜６ｖのうち、スルーホール６ａ，６ｋ，６ｌ，６ｖについて符号を付して示している。
【００３０】
スルーホール６ａ〜６ｖは円筒形状の孔である。換言すれば、スルーホール６ａ〜６ｖは、輪切りされた断面形状が円形形状を有する孔である。スルーホール６ａ〜６ｖの孔の直径は例えば０．１〜０．２ｍｍ程度であっても良い。なお、スルーホール６ａ〜６ｖは、例えばドリル加工により形成される。ただし、スルーホール６ａ〜６ｖの加工方法は何ら限定されるものではなく、例えば、レーザ加工、ウォータジェット加工など、どのような加工方法が用いられても良い。
【００３１】
このスルーホール６ａ〜６ｖは、本体部材１０の上面１１及び底面１２に対し垂直な方向に沿ってその本体部材１０を貫通するように形成されている。また、スルーホール６ａ〜６ｖは、本体部材１０の右側面１３、左側面１４、前面１５、及び背面１６と接したり交錯したりしないように本体部材１０に形成されている。また、スルーホール６ａ〜６ｖは、お互い同士でも接したり交錯したりしないように本体部材１０に形成されている。
【００３２】
金属配線２０は、本体部材１０の表面及びスルーホール６ａ〜６ｖの内面に沿って連続的に形成されてなる。
具体的には、図１に示すように、金属配線２０は、本体部材１０の上面１１においてその上面１１の長手方向に沿って、スルーホール６ａ〜６ｖのうち対応する２つのスルーホール同士をつなぐように、その２つのスルーホール同士の間それぞれに連続的に形成されている。なお、金属配線２０は、メッキ加工により形成される。
【００３３】
図１において、上面１１上に現れて見える金属配線２０は、スルーホール６ａ〜６ｖを介して底面１２まで達している。
金属配線２０は、底面１２においても、その底面１２の長手方向に沿って、スルーホール６ａ〜６ｖのうち対応する２つのスルーホール同士をつなぐように、その２つのスルーホール同士の間それぞれに連続的に形成されている。
【００３４】
この金属配線２０の詳細について、図２〜４を用いて説明する。
図２は、図１についてのＸ矢視図（上面１１を上方から見た図）である。
図３は、図１についてのＹ矢視図（底面１２を下方から見た図）である。
【００３５】
図４は、図２についてのＡ−Ａ断面図である。なお、図４においては、理解を助けるため、上面１１における金属配線２０の一部、及び底面１２における金属配線２０の一部も示している。
【００３６】
金属配線２０は、図２に示すように、配線部２ａ〜２ｌを有する。
配線部２ａは、上面１１において、前面１５寄りかつ左右方向中央よりも右側に位置する端部２Ｓを起点とし、スルーホール６ａまで延在している。なお、ここでいう「起点」とは、説明の便宜上「起点」と表現されているにすぎないものであって、「起点」という用語によって、コイル１の始点及び終点、換言すればコイル１の方向性が限定されるものではない。
【００３７】
配線部２ａは、上面１１においてスルーホール６ａまで延在し、さらにそのスルーホール６ａ内を延在して上面１１の反対側の底面１２まで達している。ここで、配線部２ａは、円形状に形成されている部分（以下、円状部と記載する）４ａを有している。円状部４ａは、スルーホール６ａの開口を囲むように形成されている部分である。円状部４ａが存在することにより、配線部２ａのうち、上面１１に延在する部分とスルーホール６ａ内を延在する部分との連続性がより確実に確保される。具体的には、配線部２ａが、スルーホール６ａの開口周辺にて十分な余裕しろをもって形成されていることにより（円状部４ａが形成されていることにより）、配線部２ａが上面１１からスルーホール６ａ内部へ至る箇所において、何らかの原因（例えば、製造上の原因や、応力発生による破損等が考えられ得る）でその配線部２ａが途切れてしまうような事態が生じることを抑制し得る。
【００３８】
上面１１からスルーホール６ａ内を延在して底面１２に達している配線部２ａは、底面１２において配線部３ａ（図３参照）と連続している。なお、第１実施形態では、説明上、配線部２ａは、図２において符号「２ａ」にて示された部分、及びスルーホール６ａ内を延在する部分からなるものとする（例えば図４も参照）。
【００３９】
ただし、「配線部２ａ」、「配線部３ａ」というような記載について、説明の便宜上「２ａ」，「３ａ」というように符号が区別されて説明されているのにすぎないものであり、これは、配線部２ａと配線部３ａとが別々の或いは独立した構成であることを意図するものではない。配線部２ａと配線部３ａとはあくまで一体（一本）の配線を形成しているものとして理解され得る。配線部２ｂ〜２ｌ（図２参照）、配線部３ｂ〜３ｋ（図３参照）についても同様である。つまり、配線部２ａ〜２ｌ，３ａ〜３ｋは、全て連続していて一体（一本）の配線として理解され得る。
【００４０】
そのように理解されるべきことを前提として、図３に基づきさらに説明する。
前述のように配線部２ａは底面１２において配線部３ａと連続し、図３に示すように、その配線部３ａは、スルーホール６ａと、底面１２にてその底面１２の長手方向においてスルーホール６ａに対向するスルーホール６ｌとの間をつなぐように延在している。換言すれば、配線部３ａは、スルーホール６ａの開口からスルーホール６ｌの開口に向かって伸びているとも言える。そして、配線部３ａは、スルーホール６ｌ内を延在して、上面１１に達している。なお、配線部３ａは、図３において符号「３ａ」にて示された部分、及びスルーホール６ｌ内を延在する部分を含むものとして理解されても良い（例えば図４も参照）。
【００４１】
なお、図３の底面１２の図に関し、スルーホール６ａとスルーホール６ｌとは金属配線（配線部３ａ）にてつながり、そのスルーホール６ａ，６ｌは対応する（対向する）スルーホールとみなし得る。
【００４２】
配線部３ａは、円状部５ａ，５ｌを有する。
円状部５ａは、スルーホール６ａの開口を囲むように形成されている部分である。円状部５ｌは、スルーホール６ｌの開口を囲むように形成されている部分である。円状部５ａ，５ｌが存在することにより、前述のように、配線部３ａの連続性（ひいては金属配線２０の連続性）がより確実に確保される。
【００４３】
図３の底面１２の図に関し、スルーホール６ｂ〜６ｋが、それぞれ、スルーホール６ｍ〜６ｖと対応（対向）している。具体的には、スルーホール６ｂとスルーホール６ｍとが対応（対向）している。スルーホール６ｃ〜６ｋとスルーホール６ｎ〜６ｖとの対応関係については明白であるのでここでは説明を省略する。
【００４４】
また、スルーホール６ｂ〜６ｋとスルーホール６ｍ〜６ｖとの間のそれぞれにおいて、配線部３ｂ〜３ｋが延在している。配線部３ｂ〜３ｋは、それぞれ、円状部を有している。円状部は、配線部３ｂ〜３ｋに対応して、円状部５ｂ〜５ｖとして示されている。
【００４５】
スルーホール６ｂとスルーホール６ｍとについて見ると、それらの間に配線部３ｂが延在している。配線部３ｂは、スルーホール６ｂの開口周辺に形成された円状部５ｂと、スルーホール６ｍの開口周辺に形成された円状部５ｍとを有する。
【００４６】
配線部３ｃ〜３ｋ、及び円状部５ｃ〜５ｋ，５ｎ〜５ｖについては、ここでは説明を省略することとする。
底面１２からスルーホール６ｌ内を延在して上面１１に達している配線部３ａは、上面１１において配線部２ｂ（図２参照）と連続している。
【００４７】
図２に戻りさらに説明する。
前述のように配線部３ａは上面１１において配線部２ｂと連続し、図２に示すように、その配線部２ｂは、スルーホール６ｌとスルーホール６ｂとの間をつなぐように延在している。配線部２ｂは、スルーホール６ｌの開口からスルーホール６ｂの開口に向かって伸びているとも言える。この配線部２ｂは、スルーホール６ｂ内を延在して、底面１２に達している。
【００４８】
スルーホール６ｂは、本体部材１０において、スルーホール６ａが形成された側に形成されている。スルーホール６ｂは、スルーホール６ａに最も近接するスルーホールである。第１実施形態では、スルーホール６ｂは、スルーホール６ａよりも、右側面１３からやや離れた位置にある。
【００４９】
ここで、配線部２ｂは、段状部８ｂを有している。段状部８ｂは、配線部２ｂがスルーホール６ｌの開口からスルーホール６ｂの開口に向かって延在するにあたり配線部２ａをかわすように段状に形成された部分である。配線部２ｂは、段状部８ｂを有することにより、配線部２ａをかわしてその配線部２ａと接触することなく、スルーホール６ｌの開口からスルーホール６ｂの開口に向かって延在している。
【００５０】
また、配線部２ｂは、スルーホール６ｌの開口周辺に形成される円状部４ｌ、及びスルーホール６ｂの開口周辺に形成される円状部４ｂを有している。
図２の上面１１の図に関し、スルーホール６ｌとスルーホール６ｂとは金属配線にてつながり、そのスルーホール６ｌ，６ｂは対応する（対向する）スルーホールとみなし得る。
【００５１】
図２の上面１１の図に関し、スルーホール６ｃ〜６ｋが、それぞれ、スルーホール６ｍ〜６ｕと対応（対向）している。具体的には、スルーホール６ｃとスルーホール６ｍとが対応（対向）している。スルーホール６ｄ〜６ｋとスルーホール６ｎ〜６ｕとの対応関係については明白であるのでここでは説明を省略する。
【００５２】
また、スルーホール６ｃ〜６ｋとスルーホール６ｍ〜６ｕとの間のそれぞれにおいて、配線部２ｃ〜２ｋが延在している。配線部２ｃ〜２ｋは、それぞれ、段状部８ｃ〜８ｋを有している。また、配線部２ｃ〜２ｋは、それぞれ、円状部を有している。円状部は、配線部２ｃ〜２ｋに対応して、円状部４ｃ〜４ｕとして示されている。
【００５３】
スルーホール６ｃとスルーホール６ｍとについて見ると、それらの間に配線部２ｃが延在している。配線部２ｃは、スルーホール６ｃの開口周辺に形成された円状部４ｃと、スルーホール６ｍの開口周辺に形成された円状部４ｍとを有する。
【００５４】
この配線部２ｃは、右側面１３側では、配線部２ｂの円状部４ｂを超えてその配線部２ｂよりも右側面１３により近い側まで延在している。一方、配線部２ｃは、左側面１４側では、配線部２ｂの円状部４ｌよりも左側面１４からやや離れた位置まで延在するにとどまる。配線部２ｃは、配線部２ｄに対しても同様の位置関係を有する。
【００５５】
そして、配線部２ｃにおいて、配線部２ｂの円状部４ｂ，４ｌ及び配線部２ｄの円状部４ｄ，４ｎと隣接する箇所は、その円状部４ｂ，４ｌ及び円状部４ｄ，４ｎをかわすようにくびれている。
【００５６】
配線部２ｄ〜２ｌについては、ここでは説明を省略することとする。
以上のような構成により、金属配線２０（図１参照）は、図２，３にて説明したように、上面１１、底面１２、及びスルーホール６ａ〜６ｖ内を順次延在し、最終的に配線部２ｌ（図２参照）まで連続する。
【００５７】
配線部２ｌは、スルーホール６ｖの開口と接続し、終点としての端部２Ｅまで延在している。なお、「終点」という文言によって、コイル１の始点及び終点、換言すればコイル１の方向性が限定されるものではないことは前述のとおりである。
【００５８】
配線部２ｌは、スルーホール６ｖの開口周辺に形成される円状部４ｖを有している。そして、配線部２ｌにおける直線状の部分は、図２の図面上、円状部４ｖの上方（背面１６側）にてその円状部４ｖと連続するように、左側面１４から端部２Ｅまで延びている。換言すれば、円状部４ｖは、図２の図面上（見かけ上）、配線部２ｌの直線状の部分にぶら下がるように形成されている。
【００５９】
なお、配線部２ｌは、図２の図面上配線部２ｋにおける段状部８ｋの左側やや上方まで延在し、換言すればその配線部２ｋと接触しない範囲で延在している。
次に、スルーホール内における配線部の構成について図４を用いて説明する。
【００６０】
配線部２ａは、本体部材１０の上面１１において、端部２Ｓを起点としてスルーホール６ａの開口まで延在している。そして、配線部２ａは、図４の断面図に示すように、上面１１からそのままスルーホール６ａ内に入り込むようにして、スルーホール６ａの内表面を覆っている。さらに具体的には、配線部２ａは、スルーホール６ａの内表面全部を覆っている。
【００６１】
そして、配線部２ａは、スルーホール６ａ内を延在して本体部材１０の底面１２まで達し、配線部３ａと連続している。なお、スルーホール６ｌ内の配線部３ａについても図４の断面図に現れているが、配線部３ａの説明は配線部２ａの説明と同様となるため、ここでは配線部３ａの説明は省略する。
【００６２】
以上説明したような第１実施形態のコイル１によれば、従来品よりも、コイル全体の大きさに比してより大きな磁気エネルギーを蓄えることができる
例えば、第１実施形態のコイル１では、金属配線２０は、スルーホール６ａ〜６ｖ以外の箇所においては、本体部材１０の表面（上面１１及び底面１２）に沿って延在する。金属配線２０が、本体部材１０の内部ではなく本体部材１０の表面（即ち、外表面）を延在するという構成により、金属配線２０は、本体部材１０の外形のさらに外側に存在することとなる。一般的には、コイルのインダクタンスは、コイル形状の断面積が大きいほど大きくなるため、金属配線２０が本体部材１０の内側ではなく外表面を延在するという構成は、コイル１のインダクタンスをより大きくする方向に作用し得る。このような点から、金属配線２０が本体部材１０の外表面を延在するという構成によればインダクタンスをかせぎ得る、という可能性が考えられる。
【００６３】
特に、第１実施形態のコイル１は、高周波のスイッチング電源装置の回路に用いるのに非常に適している。
例えば、金属配線２０は、スルーホール６ａ〜６ｖ内を延在している。具体的には、金属配線２０は、スルーホール６ａ〜６ｖの内表面を覆っている。特に、金属配線２０は、スルーホール６ａ〜６ｖの内表面全体を覆っている。金属配線２０がスルーホール内を覆って延在するという構成により金属配線２０の表面積が大きくなり、電流の周波数が大きくなった際に電流が金属配線２０の表面領域に集中するという表皮効果により、金属配線２０における電流がむしろ流れやすくなる可能性が考えられる。
【００６４】
また、第１実施形態のコイル１においては、本体部材１０は直方体状に形成され、スルーホール６ａ〜６ｖは、本体部材１０における上面１１と底面１２とに略垂直に、本体部材１０を貫通している。このため、金属配線２０は、本体部材１０及びスルーホール６ａ〜６ｖを順次連続的に延在して、コイルパターンの形状が直方体状となるようにそのコイルパターンが形成されることとなる。
【００６５】
コイルパターンが直方体形状に形成されることで、コイルパターンが円筒形状に形成されるよりも、コイルパターンの断面積をかせぎ得る。例えば、平面上にて、ある四角形とその四角形の中に収まる円とを考えると、その四角形と円とでは、四角形のほうが面積が大きくなり得る。同様に、ある直方体とその直方体に収まる円筒とを考えると、その直方体と円筒とでは、直方体のほうが断面積が大きくなり得る。このような点を考慮すると、コイルパターンを直方体形状に形成するほうが、コイル形状の断面積をかせぐことができると言え、コイルのインダクタンスの向上に寄与できると考えられる。
【００６６】
また、本第１実施形態のコイル１は、製造が容易であるが故にプリント基板の製造工程において製造可能であるとともに量産性に優れている。プリント基板の製造工程においてコイル１を製造するような方法によれば、プリント基板の製造コストも低減し得る。
【００６７】
なお、本第１実施形態においては、例えば、スルーホール６ａが第１番目のスルーホールとして理解されても良く、スルーホール６ｌが第２番目のスルーホールとして理解されても良い。以降、スルーホール６ｂが第３番目、スルーホール６ｍが第４番目、と理解されても良く、スルーホール６ｖが第ｎ番目（ｎ＝２２）と理解されても良い。
［第２実施形態］
以下、第２実施形態のコイル１について図５を用いて説明する。なお、第１実施形態のコイル１の構成と異なる点のみ説明する。
【００６８】
第２実施形態のコイル１では、本体部材１０において、スルーホール６ａ〜６ｖが存在しない領域に、磁性体３０が設けられている。この磁性体３０は、スルーホール６ａ〜６ｖをかわしてそのスルーホール６ａ〜６ｖと交錯しないように、本体部材１０の前面１５と背面１６との間を貫くように設けられている。
【００６９】
このような第２実施形態のコイル１によれば、磁性体３０がコイル１のコアとして機能し、コイル１のインダクタンスがより大きくなるため有利である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定さえるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において種々の形態をとり得る。
【００７０】
例えば、上記実施形態では本体部材１０が直方体形状を有している例について説明したが、本体部材１０は立方体形状であっても良い。また、金属配線２０がコイルパターンを形成するように延在することが阻害されないかぎり、本体部材１０の形状はどのような形状であっても良い。また、本体部材１０は、その本体部材１０における上面１１、底面１２、右側面１３、左側面１４、前面１５及び背面１６の全部又は一部が、膨らみやへこみを有していても良い。例えば、上面１１、底面１２、右側面１３、左側面１４、前面１５及び背面１６の全部又は一部が膨らみを持っているような形状によれば、金属配線２０のコイルパターンの断面積をよりかせぐことができ、コイル１のインダクタンスの向上に寄与できる。
【００７１】
また、上記実施形態では、スルーホール６ａ〜６ｖが、上面１１及び底面１２に対して垂直にかつ直線的に形成されている例について説明したが、スルーホールは、上面１１及び底面１２に対し所定の角度を持って形成されていても良い。また、スルーホール６ａ〜６ｖは、直線的に形成されていなくても良い。例えば、スルーホールは、上面１１及び底面１２の間において、円弧状に延在するように形成されていても良い。
【００７２】
また、上記第２実施形態では、磁性体３０が、本体部材１０の前面１５と背面１６との間を貫くように設けられているが、磁性体３０は、本体部材１０の内部に閉じこめられるように設けられても良い。例えば、磁性体３０は、前面１５及び背面１６の何れも貫かない形態で、或いは少なくとも何れかを貫かない形態で、本体部材１０の内部に設けられても良い。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・コイル、６・・・スルーホール群、１０・・・本体部材、２０・・・金属配線、３０・・・磁性体、２ａ〜２ｌ・・・配線部、３ａ〜３ｋ・・・配線部、４ａ〜４ｖ・・・円状部、５ａ〜５ｖ・・・円状部、６ａ〜６ｖ・・・スルーホール、８ｂ〜８ｋ・・・段状部、Ｃ・・・コンデンサ、Ｄ・・・ダイオード、Ｌ・・・コイル、Ｍ・・・制御回路、Ｐ・・・降圧チョッパ回路、ＲL・・・負荷、Ｔｒ・・・スイッチング素子、Ｖｃｃ・・・直流電源。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルであって、
スルーホールが複数形成された本体部材と、
前記本体部材に形成された金属配線と、を有し、
前記金属配線が、コイルパターンを形成するように、前記本体部材の外表面及び前記スルーホールの内表面に沿って連続的に延在している
ことを特徴とするコイル。
【請求項２】
請求項１に記載のコイルにおいて、
前記金属配線は、前記複数のスルーホールのうち第１番目のスルーホールとして定義される第１スルーホールを延在し、その第１スルーホールの出口から、第２番目のスルーホールとして定義される第２スルーホールに向かって前記本体部材の表面を延在し、さらに、第２スルーホールから順次、第ｎ番目のスルーホールとして定義される第ｎスルーホールまで連続的に延在していることを特徴とするコイル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のコイルにおいて、
前記本体部材は直方体状に形成され、
前記スルーホールは、前記本体部材における相対する２面と略垂直に、前記本体部材を貫通している
ことを特徴とするコイル。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のコイルにおいて、
前記金属配線は、前記スルーホールの前記内表面において、その内表面全部を覆っていることを特徴とするコイル。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のコイルにおいて、
前記スルーホールは円筒形状に形成されていることを特徴とするコイル。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のコイルにおいて、
前記本体部材において、前記複数のスルーホールは、互いに交錯しないように設けられていることを特徴とするコイル。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のコイルにおいて、
前記金属配線は、メッキ加工により形成されていることを特徴とするコイル。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載のコイルにおいて、
前記本体部材は、前記スルーホールが存在しない領域に磁性体を含むことを特徴とするコイル。
【請求項１】
コイルであって、
スルーホールが複数形成された本体部材と、
前記本体部材に形成された金属配線と、を有し、
前記金属配線が、コイルパターンを形成するように、前記本体部材の外表面及び前記スルーホールの内表面に沿って連続的に延在している
ことを特徴とするコイル。
【請求項２】
請求項１に記載のコイルにおいて、
前記金属配線は、前記複数のスルーホールのうち第１番目のスルーホールとして定義される第１スルーホールを延在し、その第１スルーホールの出口から、第２番目のスルーホールとして定義される第２スルーホールに向かって前記本体部材の表面を延在し、さらに、第２スルーホールから順次、第ｎ番目のスルーホールとして定義される第ｎスルーホールまで連続的に延在していることを特徴とするコイル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のコイルにおいて、
前記本体部材は直方体状に形成され、
前記スルーホールは、前記本体部材における相対する２面と略垂直に、前記本体部材を貫通している
ことを特徴とするコイル。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のコイルにおいて、
前記金属配線は、前記スルーホールの前記内表面において、その内表面全部を覆っていることを特徴とするコイル。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載のコイルにおいて、
前記スルーホールは円筒形状に形成されていることを特徴とするコイル。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のコイルにおいて、
前記本体部材において、前記複数のスルーホールは、互いに交錯しないように設けられていることを特徴とするコイル。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のコイルにおいて、
前記金属配線は、メッキ加工により形成されていることを特徴とするコイル。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載のコイルにおいて、
前記本体部材は、前記スルーホールが存在しない領域に磁性体を含むことを特徴とするコイル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１６９４３９（Ｐ２０１２−１６９４３９Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８８１１（Ｐ２０１１−２８８１１）
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（３９５０２３６１３）株式会社システムデザイン (5)
【出願人】（３９９０３１８２７）エイディシーテクノロジー株式会社 (163)
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（３９５０２３６１３）株式会社システムデザイン (5)
【出願人】（３９９０３１８２７）エイディシーテクノロジー株式会社 (163)
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