JP2002064019A

JP2002064019A - 磁心及びこの磁心を備えるコイル装置

Info

Publication number: JP2002064019A
Application number: JP2000251495A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Minami; 淳志南
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2002-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】直流重畳特性のバラツキが小さく高精度であ
りかつその変化の対応も簡易に行い得るようにした直流
安定化電源等を構成するトランスやチョークコイルに好
適に用いられる。【解決手段】対向面１０ａ、１４ａ間にエアーギャッ
プＧを構成するようにして配置された第１のコア部材３
と第２のコア部材４に対して、エアーギャップＧに臨ま
されて非直線直流重畳特性を規定する補助コア部材５が
組み付けられてなる。第１のコア部材３と第２のコア部
材４には、エアーギャップＧを挟んで同軸上に位置する
補助コア組込み部１３、１７が形成され、補助コア部材
５が、途中部位の特性規定部１９をエアーギャップＧに
横断されてその両端部位の支持部１８を補助コア組込み
部１３、１７にそれぞれ組み付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流安定化電源等
を構成するトランスやチョークコイルに好適に用いられ
る磁心及びこの磁心を備えるコイル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、直流安定化電源には、二次回路
側に、直流重畳電流値が小さい領域では高インダクタン
スを発生するとともに直流重畳電流値が大きい領域では
低インダクタンスを発生して出力の安定化を図るスイッ
チングチョークコイルが用いられている。従来のチョー
クコイルには、例えば図１４に示すように相対するセン
タコア部１０１、１１１間に間隙Δｈを構成するように
して組み合わされる一対のＥ型コア部材からなる第１の
コア１００と第２のコア１１０とが備えられる。

【０００３】チョークコイルは、センタコア部１０１、
１１１間の間隙Δｈによって第１のコア部材１００と第
２のコア部材１１０の磁気抵抗を上げて磁気飽和が生じ
難くすることで、図１５に示すような直流重畳特性を得
るように構成されている。チョークコイルは、間隙Δｈ
が大きい場合には同図ａに示す直流重畳特性を呈し、間
隙Δｈが小さい場合には同図ｂに示す直流重畳特性を呈
する。したがって、直流安定化電源には、間隙Δｈを適
宜調整することによって所望の直流重畳特性を有するチ
ョークコイルが用いられている。

【０００４】ところで、チョークコイルにおいては、出
力の無負荷時に生じる異常発振を防止するために二次回
路側にダミー電流を供給して駆動状態に保持しておく必
要があった。したがって、チョークコイルは、ダミー電
流の供給によって消費電力が大きくなるといった問題が
あった。例えば特開平１０−１６３０３７号「磁心」公
報には、相対するコア端面に段部の加工を施して間隙の
大きさを部分的に異にするコア部材を備えたスイッチン
グコイルが説明されている。

【０００５】スイッチングチョークコイルにおいては、
直流電流が小さい場合には相対するコア部材間の接合部
分を磁路として磁束が発生して高インピーダンスが発生
するとともに、直流電流が大きい場合には接合部分で磁
束が飽和するが間隙部分を磁路としてインピーダンスが
発生する。スイッチングチョークコイルは、ある電流値
を境にして小さい領域では高インピーダンスが発生し、
大きい領域では所定値のインピーダンスが発生する非直
線直流重畳特性を呈する。したがって、スイッチングチ
ョークコイルは、出力の無負荷時にダミー電流に対して
高インピーダンスを発生するとともに、所定の電流に対
して必要とするインピーダンスを発生する。スイッチン
グチョークコイルは、高インピーダンスの発生によりダ
ミー電流を押さえることができることで、消費電力の低
減を図るようにする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したチョークコイ
ルにおいては、コア端面に切削加工や研削加工等の機械
的加工を施して段部が形成される。チョークコイルは、
脆性が大きく加工性が悪いフェライト材等によってコア
部材が成形されることで、その端面を高精度に仕上げる
ことが困難であった。チョークコイルは、上述したよう
にコア端面間の間隙の大きさによって直流重畳特性が大
きく変化することから、コア端面のバラツキにより非直
線直流重畳特性にバラツキが生じて性能が劣化するとい
った問題があった。また、チョークコイルは、脆性が大
きいコア素材の特徴から、取扱時や機械加工時にコア端
面のカケや破損が生じやすく、このために性能にバラツ
キが生じるといった問題があった。

【０００７】上述した先願磁心においては、コア成形時
に端面に凹溝を一体に形成することにより機械的加工に
起因する問題の解消を図るようにしている。しかしなが
ら、かかる磁心は、金型構造が複雑となりかつその変更
も困難であることから、コストがアップするとともにコ
ア形状の変更が困難であるために直流重畳特性を任意に
変化させるといった対応が困難であった。先願磁心にお
いては、例えば小さなコア端面が突き合わされる一対の
Ｅ型コアの組み合わせに適用した場合には、大きな範囲
で非直線直流重畳特性の変化を得ることが困難である。

【０００８】したがって、本発明は、直流重畳特性のバ
ラツキが小さく高精度でありかつその変化の対応も簡易
に行い得るようにした直流安定化電源等を構成するトラ
ンスやチョークコイルに好適に用いられる磁心及びコイ
ル装置を提供することを目的に提案されたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明にかかる磁心は、対向面間にエアーギャップを構
成するようにして配置された第１のコア部材と第２のコ
ア部材とに対して、エアーギャップに臨まされて非直線
直流重畳特性を規定する補助コア部材が組み付けられて
なる。

【００１０】以上のように構成された本発明にかかる磁
心によれば、第１のコア部材や第２のコア部材に対して
適宜の形状、大きさに形成された比較的簡易な構成の補
助コア部材を組み合わすことで、飽和ポイント電流値や
インピーダンス発生量の調整が容易に行われて非直線直
流重畳特性を大きな範囲で適宜変化させる対応を簡易に
行うことが可能となる。本発明にかかる磁心によれば、
比較的高精度でかつ複雑な形状に成形された第１のコア
部材や第２のコア部材に段差を形成する等の機械的加工
を施すことが無いことから、飽和ポイントやインピーダ
ンス発生量にバラツキの無い高精度の非直線直流重畳特
性を有して直流安定化電源等を構成するトランスやチョ
ークコイルに好適に用いられる。

【００１１】また、上述した目的を達成する本発明にか
かるコイル装置は、両端部にフランジ部を一体に形成し
た筒部の外周部に巻線を施してなるコイルボビンと、対
向面間にエアーギャップを構成するようにして筒部のコ
ア嵌挿孔に少なくともいずれか一方が嵌挿されてコイル
ボビンに組み合わされる第１のコア部材及び第２のコア
部材と、これら第１のコア部材と第２のコア部材とに対
してエアーギャップに臨まされて組み付けられることに
よって非直線直流重畳特性を規定する補助コア部材とを
備えて構成される。

【００１２】以上のように構成された本発明にかかるコ
イル装置によれば、第１のコア部材や第２のコア部材に
対して適宜の形状、大きさに形成された比較的簡易な構
成の補助コア部材を組み合わす簡易な対応によって飽和
ポイント電流値やインピーダンス発生量の調整が容易に
行われて、非直線直流重畳特性が適宜変化されるように
なる。本発明にかかるコイル装置によれば、比較的高精
度でかつ複雑な形状に成形された第１のコア部材や第２
のコア部材に段差を形成する等の機械的加工を施すこと
が無いことから、飽和ポイントやインピーダンス発生量
にバラツキの無い高精度の非直線直流重畳特性を有しト
ランスやチョークコイルに好適に用いられて直流安定化
電源等を構成する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。第１の実施の形態
として図１及び図２に示したコイル装置１は、直流安定
化電源の二次回路側に配されて用いられ、スイッチング
チョークコイルを構成する。コイル装置１は、コイルボ
ビン２と、略Ｕ字型を呈する第１のコア部材３及び第２
のコア部材４と、補助コア部材５とを備えてなる。コイ
ルボビン２は、従来のコイルボビンと同等であることか
ら詳細な説明を省略するが、合成樹脂素材によって一体
に成形され、コア嵌挿孔６を有する角筒部７と、この角
筒部７の両端部に全周に亘って突出形成されたフランジ
部８（８ａ、８ｂ）とからなる。コイルボビン２には、
角筒部７の外周部に所定の巻き数を以ってコイル線９が
巻線されてなる。

【００１４】第１のコア部材３及び第２のコア部材４
も、その基本的な構成を従来のＵ型コア部材とほぼ同等
とし、例えばフェライト素材によって上下対象形を以っ
て成形されてなる。第１のコア部材３は、互いに平行に
対峙する第１のコア部１０及び第２のコア部１１と、こ
れらコア部１０、１１の基端部を連結する連結コア部１
２とからなる。第１のコア部材３は、第１のコア部１０
がコイルボビン２のコア嵌挿孔５に嵌挿される。第１の
コア部材３は、第１のコア部１０が、その長さを第２の
コア部１１よりもやや小さく形成されている。

【００１５】第１のコア部材３には、第１のコア部１０
の一方側面１０ａに、端面１０ｂから連結コア部１２に
亘って高さ方向に貫通して補助コア組込み溝１３が凹設
されている。補助コア組込み溝１３は、例えば第１のコ
ア部材３を成形する際に金型によって同時に形成された
り、成形後に研削加工を施して形成される。なお、補助
コア組込み溝１３は、高さ方向に貫通して側面１０ａに
凹設されたが、少なくとも端面１０ｂに開放されて所定
の長さを有していればよい。補助コア組込み溝１３は、
第１のコア部材３の何れの側面に形成するようにしても
よい。

【００１６】第２のコア部材４も、互いに平行に対峙す
る第１のコア部１４及び第２のコア部１５と、これらコ
ア部１４、１５の基端部を連結する連結コア部１６とか
らなる。第２のコア部材４は、第１のコア部１４がコイ
ルボビン２のコア嵌挿孔５に嵌挿される。第２のコア部
材４は、第１のコア部１４がその長さを第２のコア部１
５よりもやや小さく形成されている。第２のコア部材４
には、第１のコア部材３の補助コア組込み溝１３に対応
して、第１のコア部１４の一方側面１４ａにその端面１
４ｂから連結コア部１６に亘って高さ方向に貫通する補
助コア組込み溝１７が凹設されている。補助コア組込み
溝１７も、例えば第２のコア部材４を成形する際に金型
によって同時に形成されたり、成形後に研削加工を施し
て形成される。なお、補助コア組込み溝１７も、高さ方
向に貫通して側面１４ａに凹設されたが、少なくとも端
面１４ｂに開放されて所定の長さを有していればよい。

【００１７】以上のように構成された第１のコア部材３
と第２のコア部材４は、それぞれの第１のコア部１０、
１４がコア嵌挿孔６の両側から嵌挿されることによっ
て、コイルボビン２に組み合わされる。第１のコア部材
３と第２のコア部材４は、この状態において第２のコア
部１１、１５がコイルボビン２の外周部に沿って延在し
てその端面が突き合わされる。第１のコア部材３と第２
のコア部材４は、この状態においてコア嵌挿孔６に嵌挿
された第１のコア部１０、１４の端面１０ａ、１４ａ間
にエアーギャップＧを構成する。

【００１８】第１のコア部材３と第２のコア部材４は、
コイルボビン２に組み合わされた状態において、それぞ
れの第１のコア部１０、１４に形成した補助コア組込み
溝１３、１７がエアーギャップＧを挟んで互いに同一軸
線上に位置するようになる。第１のコア部材３と第２の
コア部材４には、図１に示すように両端部位の支持部１
８ａ、１８ｂをそれぞれ補助コア組込み溝１３、１７に
組み付けられることによってエアーギャップＧを横断し
て補助コア部材５が組み付けられる。補助コア部材５
は、詳細を後述するようにエアーギャップＧに露呈され
た途中部位が非直線直流重畳特性を規定する特性規定部
１９を構成する。

【００１９】補助コア部材５は、例えば第１のコア部材
３の補助コア組込み溝１３に一方の支持部１８ａが予め
接合固定された状態において、第１のコア部１０がコア
嵌挿孔６に嵌挿されることによりコイルボビン２に組み
合わされる。補助コア部材５は、この状態でコア嵌挿孔
６の他方側から嵌挿される第２のコア部材４の第１のコ
ア部１４に対してその補助コア組込み溝１７に他方の支
持部１８ｂが嵌合されて接合固定される。補助コア組込
み溝１７には、その内周壁に予め接着材が塗布されてい
る。

【００２０】補助コア部材５は、例えばフェライト材に
よって成形され、少なくとも支持部１８がその断面寸法
を補助コア組込み溝１３、１７の断面寸法とほぼ同等に
形成されてなる。補助コア部材５は、上述したように支
持部１８が例えば接着材によって補助コア組込み溝１
３、１７に接合固定されることによって、第１のコア部
材３の第１のコア部１０と第２のコア部材４の第１のコ
ア部１４とを、エアーギャップＧの一部において磁気的
に結合してコイル装置１を構成する。

【００２１】以上のように構成されたコイル装置１にお
いては、第１のコア部材３の第１のコア部１０と第２の
コア部材４の第１のコア部１４との間にエアーギャップ
Ｇが構成されるが、補助コア部材５を設けたことによっ
てエアーギャップＧに磁気的連結部が構成されることに
なる。コイル装置１においては、コイルボビン２のコイ
ル線９に直流電流を流すことによってエアーギャップＧ
において磁束が生じてインダクタンスが発生する。コイ
ル装置１は、かかる特性によって上述した従来のスイッ
チングチョークコイルと同様の非直線直流重畳特性を呈
する。

【００２２】すなわち、コイル装置１においては、図３
に示した非直線直流重畳特性図のように、直流電流値が
小さい状態ではエアーギャップＧを磁路として磁束が発
生することで高インダクタンス値を発生させる。コイル
装置１は、これによって電源の出力が無負荷状態におい
て二次回路側に流れるダミー電流に対して高インダクタ
ンス値を発生させることで消費電力を低減させる。

【００２３】一方、コイル装置１においては、供給する
直流電流値がある値（飽和ポイント電流値）Ｉ₀を超え
て大きくなることにより発生するインダクタンス値が急
激に低下する。コイル装置１は、飽和ポイント電流値Ｉ
₀において、エアーギャップＧにおける磁束が飽和状態
となるためにメイン磁路におけるインダクタンスが発生
されない状態となる。コイル装置１においては、補助コ
ア部材５を介する磁路によって所定値のインダクタンス
Ｌ₀が発生しており、これによっり直流電流値が変化し
てもこのインダクタンス値Ｌ₀が保持される。

【００２４】コイル装置１においては、図４に示すよう
に、補助コア部材５がその支持部１８を、断面積ｍ１に
対して補助コア組込み溝１３、１７との接触面積ｍ２が
大きくなるようにして補助コア組込み溝１３、１７に組
み付けられている。したがって、コイル装置１において
は、補助コア部材５が第１のコア部材３と第２のコア部
材４との間においてメイン磁路を構成するようにし、補
助コア部材５の端面と補助コア組込み溝１３、１７の内
周壁との間で磁気飽和を起こすことなく所定のインダク
タンスが発生されるようになる。

【００２５】コイル装置１は、補助コア部材５が上述し
たように棒状に成形されたものばかりでなく、特性規定
部１９の断面積が異にされるものを選択することによっ
て非直線直流重畳特性が変化される。コイル装置１にお
いては、特性規定部１９の断面積が大きな補助コア部材
５を用いた場合に、初期値のインダクタンスとともに飽
和ポイント電流値Ｉ₀も大きくなる。コイル装置１にお
いては、特性規定部１９の断面積が小さな補助コア部材
５を用いた場合に、初期値のインダクタンスとともに飽
和ポイント電流値Ｉ₀も小さくなる。

【００２６】コイル装置１は、第１のコア部材３と第２
のコア部材４との間に構成されるエアーギャップＧを一
定とした状態において、特性規定部１９の断面積を異に
する補助コア部材５を用いることによってそれぞれ図５
にａ、ｂで示した非直線直流重畳特性を得る。なお、同
図破線で示した非直線直流重畳特性は、補助コア部材５
を備えない場合である。コイル装置１は、特性規定部１
９の断面積が大きな補助コア部材５を用いた場合に、同
図ａに示すように飽和ポイント電流値Ｉ₁が大きい非直
線直流重畳特性を得る。

【００２７】コイル装置１は、特性規定部１９の断面積
が小さい補助コア部材５を用いた場合に、同図ｂに示す
ように飽和ポイント電流値Ｉ₂が飽和ポイント電流値Ｉ₁
よりも小さい非直線直流重畳特性を得る。同図において
立上り領域ｃは、補助コア部材５の仕様によって決定さ
れる特性である。コイル装置１は、何れの場合において
も各飽和ポイント電流値Ｉ₁、Ｉ₂を超えた一定のインダ
クタンス値Ｌ₀が上述した補助コア部材５を備えない場
合と同等に、エアーギャップＧの大きさに基づいて一定
のインダクタンスが発生する。

【００２８】コイル装置１は、上述したように特性規定
部１９の断面積を異にすることによって非直線直流重畳
特性が変化される。したがって、コイル装置１には、上
述した全体が均一な幅の棒状補助コア部材５ばかりでな
く図６に示すような各補助コア部材が用いられる。同図
（Ａ）に示した補助コア部材２０は、上下の支持部２１
ａ、２１ｂに対して途中部位の特性規定部２２の両側部
に凹溝２３ａ、２３ｂが形成されてなる。補助コア部材
２０は、特性規定部２２が幅狭とされるとともに凹溝２
３によって段部が形成された構成となっている。また、
同図（Ｂ）に示した補助コア部材２４は、上下の支持部
２５ａ、２５ｂに対して途中部位の特性規定部２６の両
側部にＶ溝２７ａ、２７ｂが形成されてなる。補助コア
部材２４は、特性規定部２６が長さ方向の中央部に向か
って次第に幅狭とされた構成となっている。

【００２９】コイル装置１は、上述した補助コア部材２
０、２４を備えることによって、それぞれ図６（Ｃ）に
示す非直線直流重畳特性ｄ、ｅに変化される。補助コア
部材２０を備えるコイル装置１は、凹溝２３によって段
部が形成されることから、エアーギャップＧに露呈する
支持部２１の一部と特性規定部２２との作用により飽和
ポイント電流値Ｉ₀より小さな直流電流領域においてイ
ンダクタンス値が階段状に変化する。補助コア部材２４
を備えるコイル装置１は、Ｖ溝２７によってエアーギャ
ップＧに露呈する支持部２１の一部と特性規定部２２と
が断面積をリニヤに変化することで、飽和ポイント電流
値Ｉ₀より小さな直流電流領域においてインダクタンス
値がリニヤに変化する。なお、コイル装置１において
は、所定値以上に直流電流が供給された場合にはエアー
ギャップＧに基づいて一定のインダクタンスが発生す
る。

【００３０】コイル装置１においては、補助コア部材５
が、その支持部１８の断面寸法を第１のコア部材３及び
第２のコア部材４に形成した補助コア組込み溝１３、１
７の溝寸法とほぼ同等とすることによってきつく嵌合し
ている。コイル装置１においては、例えば図７（Ａ）に
示すように補助コア組込み溝１３又は補助コア組込み溝
１７の溝寸法を補助コア部材５の支持部１８の断面寸法
よりもやや大きく形成することによって溝壁と外周面と
の間にクリアランスｃを構成するようにしてもよい。コ
イル装置１においては、このクリアランスｃによって第
１のコア部材３及び第２のコア部材４と補助コア部材５
との間に第２のエアーギャップが構成されることにな
る。コイル装置１は、第２のエアーギャップの作用によ
って飽和ポイント電流値Ｉ₀が調整されることにより、
非直線直流重畳特性が変化されるようになる。

【００３１】すなわち、コイル装置１においては、第１
のコア部材３及び第２のコア部材４との間に構成される
エアーギャップＧを一定としかつ補助コア部材５の形状
も一定とした状態において、補助コア部材５と補助コア
組込み溝１３、１７との間のクリアランスｃを変えた場
合に、図７（Ｂ）に示すように飽和ポイント電流値Ｉが
変化した非直線直流重畳特性が得られる。コイル装置１
は、クリアランスｃが大きい場合に同図ｆに示すように
飽和ポイント電流値Ｉ₃が大きい非直線直流重畳特性を
得る。コイル装置１は、クリアランスｃが小さい場合に
同図ｇに示すように飽和ポイント電流値Ｉ₄が小さい非
直線直流重畳特性を得る。

【００３２】コイル装置１は、上述したように補助コア
部材５の支持部１８を補助コア組込み溝１３、１７に接
着材によって接合することで第１のコア部材３と第２の
コア部材４に組み付けている。コイル装置１は、第１の
コア部材３や第２のコア部材４或いは補助コア部材５
が、その材料特性から補助コア組込み溝１３、１７に支
持部１８が直接嵌合される際や振動や衝撃等が加えられ
た場合に衝合して欠けたり破損したりすることがある。
コイル装置１は、補助コア組込み溝１３、１７に接着材
を塗布した状態で各部材の組立が行われることで、接着
材の管理が煩わしくなる。コイル装置１は、上述したよ
うに補助コア部材５を適宜選択することによって非直線
直流重畳特性が変化される。

【００３３】したがって、コイル装置１においては、図
８に示すように合成樹脂等の非磁性材によって成形され
た保持部材２８〜３０を補助コア組込み溝１３、１７に
装着し、この保持部材２８〜３０を介して補助コア部材
５が第１のコア部材３や第２のコア部材４に取り付ける
ように構成してもよい。各保持部材２８〜３０は、補助
コア組込み溝１３、１７の溝形状とほぼ等しい形状に成
形された断面コ字状の部材からなり、補助コア組込み溝
１３、１７に装着されてこれに組み付けられる補助コア
部材５の支持部１８を挟持して保持する。なお、各保持
部材２８〜３０は、断面コ字状に形成されたが、筒状で
あってもよい。また、各保持部材２８〜３０は、第１の
コア部材３又は第２のコア部材４のいずれか一方に装着
されて補助コア部材５を保持するようにしてもよい。

【００３４】図８（Ａ）に示した保持部材２８は、相対
する側面部２８ａ、２８ｂに互いに対向するようにして
内方に突出する略く字状の保持片２８ｃ、２８ｄを一体
に折曲形成してなる。保持部材２８は、補助コア組込み
溝１３、１７内に装着されており、補助コア部材５が押
し込まれることによって保持片２８ｃ、２８ｄが弾性変
形して支持部１８の側面を挟持することによりこの補助
コア部材５を補助コア組込み溝１３、１７内に組み付け
保持する。

【００３５】図８（Ｂ）に示した保持部材２１は、相対
する側面部２９ａ、２９ｂの内側面に軸方向の全域に亘
ってリブ状の保持凸部２９ｃ、２９ｄを一体に突出形成
してなる。保持部材２９は、補助コア組込み溝１３、１
７内に装着されており、補助コア部材５が押し込まれる
ことによって保持凸部２９ｃ、２９ｄが支持部１８の側
面を挟持することによりこの補助コア部材５を補助コア
組込み溝１３、１７内に組み付け保持する。

【００３６】図８（Ｃ）に示した保持部材３０は、相対
する側面部３０ａ、３０ｂが蛇腹状に形成されることに
よって、内方に突出する多数の凸部が形成されてなる。
保持部材３０は、補助コア組込み溝１３、１７内に装着
されており、補助コア部材５が押し込まれることによっ
て側面部３０ａ、３０ｂが弾性変形して支持部１８の側
面を挟持することによりこの補助コア部材５を補助コア
組込み溝１３、１７内に組み付け保持する。

【００３７】上述した第１の実施の形態として示したコ
イル装置１は、メインコア部材として一対のＵ字型コア
部材３、４が備えられたが、本発明はかかるコイル装置
に限定されるものではなく種々の形態のコイル装置に適
用される。本発明の第２の実施の形態として図９及び図
１０に示したコイル装置３１は、コイルボビン２に対し
てメインコア部材としてＥ型の第１のコア部材３２とＩ
型の第２のコア部材３３とが組み合わされて構成されて
なる。コイル装置３１は、第１のコア部材３２と第２の
コア部材３３に対して補助コア部材５が組み付けられて
なる。

【００３８】コイル装置３１は、その基本的な構成を従
来のＥ・Ｉ型コイル装置とほぼ同等とし、Ｅ型の第１の
コア部材３２に対してＩ型の第２のコア部材３３が組み
合わされて全体として日字型のコアが構成される。第１
のコア部材３２は、例えばフェライト素材によって一体
に成形され、図９及び図１０に示すようにセンタコア部
３４と、このセンタコア部３４の両側にそれぞれ平行に
対峙して配置される一対のサイドコア部３５、３６と、
これら各部の基端部を連結する連結コア部３７とからな
る。

【００３９】第１のコア部材３２は、センタコア部３４
及びサイドコア部３５、３６がコイルボビン２よりも長
軸に形成されている。第１のコア部材３２は、図９に示
すようにセンタコア部３４がコイルボビン２のコア嵌挿
孔５に嵌挿されて組み合わされる。第１のコア部材３２
は、この状態においてサイドコア部３５、３６がコイル
ボビン２を挟んで延在するとともに、各コア部３４〜３
６の自由端面３４ａ〜３６ａがそれぞれフランジ部８ｂ
より突出する。第１のコア部材３２は、図１０に示すよ
うにセンタコア部３４に対してサイドコア部３５、３６
がΔｈ分やや長軸に形成されている。第１のコア部材３
２は、各サイドコア部３５、３６が同一の長さで形成さ
れている。

【００４０】センタコア部３４には、その自由端面３４
ａに開口して軸方向の補助コア組込み孔３８が形成され
ている。補助コア組込み孔３８は、連結コア部３７の底
面に開口されない有底孔とされるが、貫通孔であっても
よい。補助コア組込み孔３８は、例えば第１のコア部材
３２を成形する際に金型によって同時に形成される。補
助コア組込み孔３８は、その孔形状が補助コア部材５の
支持部１８の断面形状とほぼ等しく形成されている。

【００４１】センタコア部３４には、補助コア組込み孔
３８内に下部支持部１８ａが嵌合されることによって補
助コア部材５が組み付けられる。センタコア部３４に
は、例えば補助コア組込み孔３８内に予め接着材を塗布
することにより、嵌合した下部支持部１８ａを接合固定
することによって補助コア部材５が固定される。補助コ
ア部材５は、この状態においてセンタコア部３４の端面
３４ａからその特性規制部１７が突出露呈される。補助
コア部材５は、第１のコア部材３２に対して、センタコ
ア部３４の端面３４ａからの突出量がセンタコア部３４
とサイドコア部３５、３６との長さの差異よりも大きく
なるようにして固定される。

【００４２】第１のコア部材３２には、第２のコア部材
３３が組み合わされる。第２のコア部材３３は、例えば
フェライト素材によって、第１のコア部材３２のサイド
コア部３５、３６の対向間隔とほぼ等しい長さでかつそ
の端面３５ａ、３６ａとほぼ等しい幅を有する矩形板状
に形成されてなる。第２のコア部材３３には、その中央
部に位置して補助コア嵌合孔３９が形成されている。補
助コア嵌合孔３９は、その孔形状が補助コア部材５の支
持部１８の断面形状とほぼ等しく形成されている。

【００４３】以上のように構成された第２のコア部材３
３は、コイルボビン２に組み合わされた第１のコア部材
３２のサイドコア部３５、３６間に架け渡すようにして
組み合わされる。第２のコア部材３３は、この場合図９
に示すように、補助コア嵌合孔３９に補助コア部材５の
上部支持部１８ｂを嵌合するようにして第１のコア部材
３２と組み合わされることによってコイル装置３１を構
成する。

【００４４】コイル装置３１は、上述したように第１の
コア部材３２がセンタコア部３４に対してサイドコア部
３５、３６をΔｈ分長軸に形成したことによって、セン
タコア部３４の端面３４ａと第１のコア部材３２に組み
合わされる第２のコア部材３３の主面３３ａとの間にエ
アーギャップＧが構成される。コイル装置３１は、第１
のコア部材３２のセンタコア部３４と第２のコア部材３
３との間にエアーギャップＧが構成されるが、補助コア
部材５を設けたことによってエアーギャップＧに磁気的
連結部が構成される。

【００４５】したがって、コイル装置３１においても、
上述したコイル装置１と同様に直流電流値が小さい状態
ではエアーギャップＧを磁路として磁束が発生すること
で高インダクタンス値を発生させ非直線直流重畳特性を
得る。コイル装置３１は、直流安定化電源の二次回路側
に配されて用いられることで、電源の出力が無負荷状態
において二次回路側に流れるダミー電流に対して高イン
ダクタンス値を発生させることで消費電力を低減させ
る。

【００４６】コイル装置３１においては、第１のコア部
材３２のセンタコア部３４に有底の補助コア組込み孔３
８を形成して、補助コア部材５を組み付けるように構成
したが、例えば図１１に示すようにセンタコア部３４の
側面に補助コア組込み溝３９を凹設するようにしてもよ
い。補助コア組込み溝３９は、例えば第１のコア部材３
２を成形する際に金型によって同時に形成され、その溝
形状が補助コア部材５の支持部１８の断面形状とほぼ等
しく形成されている。また、コイル装置３１は、上述し
たコイル装置１と同様に、形状仕様を異にする補助コア
部材５を適宜選択することによって、所望の非直線直流
重畳特性を得ることが可能となる。

【００４７】コイル装置３１には、補助コア部材５とし
て、図６に示した側面に凹溝２３を形成した補助コア部
材２０やＶ溝を形成した補助コア部材２４を選択して用
いるようにしてもよい。また、コイル装置３１は、補助
コア部材５が、図７に示したように第１のコア部材３２
のセンタコア部３４に対してクリアランスｃを有して組
み付けられるようにしてもよい。さらに、コイル装置３
１は、補助コア部材５を第１のコア部材３２のセンタコ
ア部３４に組み付けるために図８に示した各保持部材２
８〜３０を用いるようにしてもよい。

【００４８】なお、コイル装置については、その他のコ
ア部材として例えば第１のコア部材が一対の棒状コア部
材を突き合わせてなるＩ型コア部材を用いるとともに、
第２のコア部材にＣ型コア部材を用いて構成してもよ
い。コイル装置は、第１のコア部材の各棒状コア部材の
相対する端面間にエアーギャップを構成するとともに、
このエアーギャップを横断するようにして補助コア部材
が棒状コア部材間に組み付けられてなる。

【００４９】また、コイル装置は、例えば第１のコア部
材と第２のコア部材とがそれぞれセンタコア部と一対の
サイドコア部とを連結コア部によって一体に連設したＥ
型コア部材を用いて構成してもよい。コイル装置は、第
１のコア部材と第２のコア部材とが相対するサイドコア
部の端面を突き合わせるようにして組み合わされた状態
において、相対するセンタコア部の端面間にエアーギャ
ップを構成するとともに、このエアーギャップを横断す
るようにして補助コア部材が第１のコア部材と第２のコ
ア部材のサイドコア部間に組み付けられてなる。なお、
コイル装置は、各コア部材の各コア部を角柱状に形成し
たが、円柱形等の適宜の形状に形成されてもよく、コア
部の形状に合わせてコイルボビンも円筒形等の形状に形
成されたものが用いられる。

【００５０】コイル装置においては、第１のコア部材と
第２のコア部材との間に構成されるエアーギャップＧの
大きさを適宜設定することによって所定のインダクタン
ス値Ｌ₀を発生させる。コイル装置においては、適宜の
形状の補助コア部材を選択することによって所定のイン
ダクタンス値Ｌ₀を発生させる飽和ポイント電流値Ｉ₀を
適宜変更可能とするとともに、立上り領域ｃのカーブも
適宜変更自在とされる。コイル装置においては、補助コ
ア組込み溝の内面と補助コア部材の外周面との間のクリ
アランスｃの大きさを適宜調整することによって、飽和
ポイント電流値Ｉ₀を適宜変更可能とする。したがっ
て、コイル装置においては、上述した個々の構成を適宜
組み合わせることによって多様な非直線直流重畳特性を
得ることが可能となる。

【００５１】上述した各実施の形態のコイル装置におい
ては、エアーギャップＧを構成して互いに対向配置され
た一対のコア部材間にエアーギャップＧに臨んで補助コ
ア部材を直接組み付けて構成したが、かかる構成に限定
されるものでは無い。図１２及び図１３に本発明にかか
る第３の実施の形態として示したコイル装置４０は、一
対のＥ型コア部材４１、４２をコイルボビン４３に組み
合わせるが、補助コア部材５をコイルボビン４３側に組
み付けた構成に特徴を有している。

【００５２】第１のコア部材４１は、図１２に示すよう
にコイル装置に一般に用いられるＥ型コア部材と同等で
あるからその詳細を省略するが、センタコア部４４と、
このセンタコア部４４を挟んで互いに平行に対峙する一
対のサイドコア部４５、４６と、これら各コア部４４〜
４６の基端部を一体に連設する連結コア部４７とからな
る。コア部材４１は、センタコア部４４が、互いに同一
の長さとされたサイドコア部４５、４６よりもやや短軸
に形成されている。

【００５３】第２のコア部材４２は、第１のコア部材４
１と同一形状に形成された部材であり、センタコア部４
８と、一対のサイドコア部４９、５０と、連結コア部５
１とからなる。第２のコア部材４２は、図１２に示すよ
うに反転されて第１のコア部材４１に組み合わされる。
第１のコア部材４１と第２のコア部材４２とは、相対す
るサイドコア部４５、４９及びサイドコア部４６、５０
がそれぞれその端面を突き合わされるとともに、センタ
コア部４４、４８間にエアーギャップＧを構成する。

【００５４】第１のコア部材４１と第２のコア部材４２
とは、図１３に示すようにセンタコア部４４、４８がコ
ア嵌挿孔５１内にその両側から嵌挿されることによって
コイルボビン４３に組み合わされる。コイルボビン４３
は、合成樹脂素材によって一体に成形され、センタコア
部４４、４８を嵌挿するに足る内径を有するコア嵌挿孔
５２が形成された角筒部５３と、この角筒部５３の両端
部にそれぞれ突出形成されたフランジ部５４（５４ａ、
５４ｂ）とからなる。コイルボビン４３には、角筒部５
３の外周部に所定の巻き数を以ってコイル線５５が巻線
されてなる。

【００５５】コイルボビン４３には、図１２及び図１３
に示すように各フランジ部５４の相対する一側部が側方
へと突出されて補助コア取付部５６（５６ａ、５６ｂ）
が一体に形成されている。補助コア取付部５６には、コ
ア嵌挿孔５２と平行な軸線上に位置して補助コア取付孔
５７（５７ａ、５７ｂ）が形成されている。補助コア取
付孔５６は、その開口寸法が補助コア部材５の支持部１
８の断面寸法とほぼ等しく形成されている。

【００５６】コイルボビン４３には、補助コア取付孔５
７に支持部１８をそれぞれ嵌合することによって補助コ
ア部材５が組み付けられてコイル装置４０を構成する。
コイル装置４０は、第１のコア部材４１と第２のコア部
材４２のセンタコア部４４、４８に対して補助コア部材
５が、コア嵌挿孔５１と補助コア取付孔５７との間隔Ｄ
分を離間して平行に対峙する。換言すれば、コイル装置
４０は、補助コア部材５とセンタコア部４４、４８との
間に磁気的な第２のエアーギャップが構成されることに
なる。

【００５７】第２のエアーギャップは、上述した図７に
示した補助コア組込み溝１３、１７の内面と補助コア部
材５の外周面との間のクリアランスｃと同等に、コイル
装置４０の非直線直流重畳特性に変化を生じさせる。す
なわち、コイル装置４０は、コア嵌挿孔５２と補助コア
取付孔５７との間隔Ｄを大きくして構成した場合にはク
リアランスｃを大きくした場合と同様に飽和ポイント電
流値Ｉが大きくなる。コイル装置４０は、コア嵌挿孔５
２と補助コア取付孔５７との間隔Ｄを小さくして構成し
た場合にはクリアランスｃを小さくした場合と同様に飽
和ポイント電流値Ｉが小さくなる。コイル装置４０は、
これによって図７（Ｂ）に示したような間隔Ｄの変化に
よって飽和ポイント電流値Ｉが変化する非直線直流重畳
特性が得られる。

【００５８】なお、コイル装置４０については、コア嵌
挿孔５２と補助コア取付孔５７との間隔Ｄに基づく非直
線直流重畳特性の変化について説明したが、上述した実
施の形態と同様に特性規定部１９の形状や断面積を異に
した補助コア部材５を適宜選択することによってさらに
多様な非直線直流重畳特性が得られるようになる。勿
論、コイル装置４０は、第１のコア部材４１及び第２の
コア部材４２が断面円形のコア部を有するとともにコイ
ルボビン４３が円筒形に形成されるようにしてもよい。
コイル装置４０は、補助コア取付孔５７が補助コア取付
部５６の側縁に開放された凹溝であってもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、第１のコア部材や第２のコア部材に対して適宜の
形状、大きさに形成された比較的簡易な構成の補助コア
部材を組み合わすことで、飽和ポイント電流値やインピ
ーダンス発生量の調整が容易に行われて非直線直流重畳
特性を大きな範囲で適宜変化させる対応が簡易に行われ
るとともに、飽和ポイントやインピーダンス発生量にバ
ラツキの無い高精度の非直線直流重畳特性を有すること
で、直流安定化電源等を構成する高精度かつ廉価なトラ
ンスやチョークコイルが得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態として示すコイル装
置の要部斜視図である。

【図２】同コイル装置の分解斜視図である。

【図３】同コイル装置の非直線直流重畳特性図である。

【図４】同コイル装置におけるコア部材と補助コア部材
の取付部の構成を説明する要部斜視図である。

【図５】断面積を異にする補助コア部材を用いたコイル
装置の非直線直流重畳特性図である。

【図６】特性規定部の形状を異にする補助コア部材の斜
視図と、この補助コア部材を用いたコイル装置の非直線
直流重畳特性図である。

【図７】コア部材と補助コア部材との間に構成されるク
リアランスと、このクリアランスの大きさに基づく非直
線直流重畳特性図である。

【図８】保持部材を介してコア部材に補助コア部材を組
み付ける構成の説明図及び保持部材の斜視図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態として示すコイル装
置の一部切欠き斜視図である。

【図１０】同コイル装置の分解斜視図である。

【図１１】同コイル装置における補助コア部材の他の組
付け構造を説明する分解斜視図である。

【図１２】本発明の第３の実施の形態として示すコイル
装置の分解斜視図である。

【図１３】同コイル装置の一部切欠き要部平面図であ
る。

【図１４】従来のコイル装置に備えられるコア部材の構
成を説明する斜視図である。

【図１５】同コイル装置の直流重畳特性図である。

【符号の説明】

１コイル装置、２コイルボビン、３第１のコア部
材、４第２のコア部材、５補助コア部材、６コア
嵌挿孔、８フランジ部、１０第１のコア部、１１
第２のコア部材、１３補助コア組込み溝、１４第１
のコア部、１５第２のコア部材、１７補助コア組込み
溝、１８支持部、１９特性規定部、２０補助コア
部材、２１支持部、２２特性規定部、２３凹溝、
２４補助コア部材、２５支持部、２６特性規定部、
２７Ｖ溝、２８保持部材、２９保持部材、３０
保持部材、３１コイル装置、３２第１のコア部材、
３３第２のコア部材、３４センタコア部、３５サ
イドコア部、３６サイドコア部、３７連結コア部、
３８補助コア組込み孔、３９補助コア組込み溝、４
０コイル装置、４１第１のコア部材、４２第２の
コア部材、４３コイルボビン、５６補助コア取付部、
５７補助コア取付孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向面間にエアーギャップを構成するよ
うにして配置された第１のコア部材と第２のコア部材と
に対して、上記エアーギャップに臨まされて非直線直流
重畳特性を規定する補助コア部材が組み付けられてなる
ことを特徴とする磁心。
【請求項２】上記第１のコア部材と第２のコア部材に
は、上記エアーギャップを挟んで同軸上に位置する補助
コア組込み部が形成され、上記補助コア部材が、途中部位の特性規定部を上記エア
ーギャップに横断されてその両端部位の支持部を上記補
助コア組込み部にそれぞれ組み付けられることを特徴と
する請求項１に記載の磁心。
【請求項３】上記補助コア部材は、上記特性規定部の
断面積に対して、上記支持部の上記第１のコア部材又は
第２のコア部材との接触面積が大きいことを特徴とする
請求項２に記載の磁心。
【請求項４】上記補助コア部材は、上記特性規定部と
上記支持部との断面積が異にされて形成されたことを特
徴とする請求項２に記載の磁心。
【請求項５】上記第１のコア部材と第２のコア部材の
少なくともいずれか一方のコア部材に形成された補助コ
ア組込み部に非磁性材からなる保持部材が組み込まれ、
この保持部材を介して上記補助コア部材が上記第１のコ
ア部材及び／又は第２のコア部材に組み付けられること
を特徴とする請求項２に記載の磁心。
【請求項６】上記第１のコア部材と第２のコア部材の
少なくともいずれか一方のコア部材が、センタコア部と
その両側に位置する一対のサイドコア部とからなるＥ型
コアからなり、上記センタコア部に上記補助コア部材が
組み付けられてなることを特徴とする請求項１に記載の
磁心。
【請求項７】両端部にフランジ部を一体に形成した筒
部の外周部に巻線を施してなるコイルボビンと、対向面間にエアーギャップを構成するようにして上記筒
部のコア嵌挿孔に少なくともいずれか一方が嵌挿されて
上記コイルボビンに組み合わされる第１のコア部材及び
第２のコア部材と、上記第１のコア部材と第２のコア部材とに対して、上記
エアーギャップに臨まされて組み付けられることによっ
て非直線直流重畳特性を規定する補助コア部材とを備え
ることを特徴とするコイル装置。
【請求項８】上記第１のコア部材と第２のコア部材に
は、上記エアーギャップを挟んで同軸上に位置する補助
コア組込み部が形成され、上記補助コア部材が、途中部位の特性規定部を上記エア
ーギャップに横断されてその両端部位の支持部を上記補
助コア組込み部に組み付けられることを特徴とする請求
項７に記載のコイル装置。
【請求項９】上記特性規定部の断面積に対して、上記
支持部の上記第１のコア部材又は第２のコア部材との接
触面積が大きい上記補助コア部材が備えられることを特
徴とする請求項８に記載のコイル装置。
【請求項１０】上記特性規定部と上記支持部との断面
積が異にされて形成された上記補助コア部材が備えられ
ることを特徴とする請求項８に記載のコイル装置。
【請求項１１】上記第１のコア部材と第２のコア部材
の少なくともいずれか一方のコア部材に形成された補助
コア組込み部に非磁性材からなる保持部材が組み込ま
れ、この保持部材を介して上記補助コア部材が上記第１
のコア部材及び／又は第２のコア部材に組み付けられる
ことを特徴とする請求項８に記載のコイル装置。
【請求項１２】上記第１のコア部材と第２のコア部材
の少なくともいずれか一方のコア部材が上記コイルボビ
ンのコア嵌挿孔に嵌挿されるセンタコア部と、このセン
タコア部の両側に位置する一対のサイドコア部とからな
るＥ型コアからなり、上記センタコア部に上記補助コア部材が組み付けられて
なることを特徴とする請求項８に記載のコイル装置。
【請求項１３】上記コイルボビンには、上記一対のフ
ランジ部に上記コア嵌挿孔と平行な軸線上に位置して補
助コア取付孔がそれぞれ形成され、上記補助コア部材が、上記補助コア取付孔に上記支持部
を支持されることによって上記特性規定部を上記コア嵌
挿孔に嵌挿された上記第１のコア部材と第２のコア部材
との間に構成された上記エアーギャップに臨ませられて
上記コイルボビンに組み付けられることを特徴とする請
求項８に記載のコイル装置。