JP2002164217A - インダクタンス部品 - Google Patents

インダクタンス部品

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JP2002164217A
JP2002164217A JP2000362308A JP2000362308A JP2002164217A JP 2002164217 A JP2002164217 A JP 2002164217A JP 2000362308 A JP2000362308 A JP 2000362308A JP 2000362308 A JP2000362308 A JP 2000362308A JP 2002164217 A JP2002164217 A JP 2002164217A
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magnetic
magnetic core
permanent magnet
inductance component
core
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JP2000362308A
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Kazuyuki Okita
一幸 沖田
Toshiya Sato
敏也 佐藤
Teruhiko Fujiwara
照彦 藤原
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Tokin Corp
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Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置される永久磁石の形状に制限が少なく、
かつ、磁気コアに巻回されたコイルによる磁束によって
永久磁石の発熱を抑制し、特性が劣化することのないイ
ンダクタンス部品を提供すること。 【解決手段】 インダクタンス部品10において、磁気
コア11のギャップを形成する一対の対向部の内の一方
が他方に向かって突出する突出部1を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気コアに巻回さ
れたコイルを備えた磁気素子に関し、詳しくは、各種電
子機器や電源に使用され、直流バイアスを用いてコアロ
スを低減するインダクタ及びトランス等のインダクタン
ス部品に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各種電子機器の小型化・軽量化が
進められている。これに伴い、電子機器全体に占める電
源部の相対的な容積比率は、増大する傾向にある。これ
は、各種の回路がLSI化される一方で、電源部の回路
要素に必須のインダクタやトランスなどの磁気部品の小
型化が困難なためであり、電源部の小型化・軽量化のた
めに様々の方法が試みられてきた。
【0003】インダクタやトランスなどの磁気素子(以
下、これらをまとめてインダクタンス部品と称する)を
小型化・軽量化するためには、磁性材料から成る磁気コ
アの容積を減少化することが効果的である。
【0004】一般に、コアを小型化すると、磁気コアが
磁気飽和し易くなるため、電源として扱える電流値が小
さくなってしまうという問題がある。
【0005】この問題を解決するための方策として、磁
気コアの一部に磁気空隙(ギャップ)を設けることで磁
気コアの磁気抵抗を増大させ、電流値の減少を防ぐ技術
が知られている。但し、この場合、これらの磁気部品の
磁気インダクタンスが低下することも知られている。
【0006】従来、このようなインダクタンス部品の磁
気インダクタンスの低下を防止する方法として、ギャッ
プ付近に永久磁石を設ける方法(以下、従来技術1と呼
ぶ)がある。
【0007】図4は従来技術1によるインダクタンス部
品の欠点の説明に供せられる側面図である。また、図5
は従来技術1によるインダクタンス部品としてのチョー
クコイルを示す図であり、(a)は斜視図,(b)は正
面図,(c)は側面図である。
【0008】図5(a),(b),及び(c)を参照す
ると、チョークコイル50は、U型軟磁性材からなる磁
気コア11とこれに筒状の絶縁シート14を介して導線
を巻回することによって形成された励磁コイル12とを
備えている。また、対向する磁気コア11の磁脚11b
の端面には、永久磁石13が貼り付けられている。永久
磁石13は、磁気バイアスのために設けられ、励磁コイ
ル12が形成する磁路とは、逆方向に磁路を形成するよ
うに、貼り付けられている。
【0009】即ち、従来技術1では、磁気バイアス発生
用の永久磁石13を用いて磁気コアに直流の磁気バイア
スを与え、結果として、磁気空隙(ギャップ)を透過し
うる磁力線の本数を増加させる方法である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術1によるチョークコイルの磁気コアとして、高飽和磁
束密度(B)を備えた金属系の磁性材料、例えば、珪素
鋼、パーマロイ、アモルファス系、を用いた場合、焼結
体からなる永久磁石、例えば、Sm−Co系、Nd−F
e−B系等の希土類磁石は、図4に示すように、磁路外
に配置されていても、磁気コアの高磁束密度と、磁気コ
アの端部が平行に形成されているために、漏れ磁束が永
久磁石に流れ込み、その影響によってチョークコイル自
身の特性が劣化したり、渦電流損によって発熱し、永久
磁石自体の特性が劣化してしまう。
【0011】そこで、本発明の技術的課題は、磁気コア
に巻回されたコイルの漏れ磁束による永久磁石の発熱を
抑制し、永久磁石の特性やインダクタ自身の特性が劣化
することのないインダクタンス部品を提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ギャッ
プを備えた磁気コアと、前記磁気コアに設けられ、前記
磁気コアに磁路を形成する励磁コイルと、前記磁気コア
の前記ギャップ付近に設けられ、前記磁路に対して逆向
きの磁路を形成するように装着された永久磁石とを備え
たインダクタンス部品において、前記磁気コアのギャッ
プを形成する一対の対向部の内の一方が他方に向かって
突出する突出部を備えていることを特徴とするインダク
タンス部品が得られる。
【0013】また、本発明によれば、前記インダクタン
ス部品において、前記永久磁石は、前記突出部よりも、
前記他方の対向部から離れて設けられていることを特徴
とするインダクタンス部品が得られる。
【0014】また、本発明によれば、前記インダクタン
ス部品において、前記磁気コアはU字型コアからなり、
前記永久磁石は、前記磁気コアの一方の対向部側の端面
に設けられていることを特徴とするインダクタンス部品
が得られる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
【0016】図1は本発明の第1の実施の形態によるイ
ンダクタンス部品を示す図で,(a)は斜視図、(b)
は正面図、(c)は側面図である。図2は図1のインダ
クタンス部品の分解組立斜視図である。
【0017】図1(a),(b),及び(c)を参照す
ると、本発明の第1の実施の形態によるインダクタンス
部品10は、チョークコイルに用いられ、基部11及び
この基部11aの両端から一側に同じ方向に延在する一
対の磁脚11b,11cとを備えた形状であるU型軟磁
性体からなる磁気コア11と、この磁気コア11の一方
の磁脚に装着される励磁コイル12とを備えている。励
磁コイル12は、絶縁紙、絶縁テープ、プラスチックシ
ート等の絶縁シート14を介して、磁脚11cの周囲に
巻回された形状を備えている。磁気コア11は、透磁率
が2×10−2H/mの珪素鋼(50μm厚巻コア)
で,磁路長0.2m、実効断面積が10 のもの
が用いられているが、その他にアモルファス、パーマロ
イ等の金属軟磁性体及びMnZn系,NiZn系フェラ
イト等の軟磁性体を用いることができる。
【0018】また、磁気コア11の一方の磁脚11bの
端面には、永久磁石13が設けられている。
【0019】永久磁石13としては、固有保磁力が10
kOe(790kA/m)以上、キュリー温度Tcが5
00℃以上の粉末平均粒径が2.5〜50μmの希土類
磁石粉末で体積比で30%以上の樹脂からなる比抵抗が
1Ωcm以上のボンド磁石で望ましくは希土類合金の組
成はSm(Cobal.Fe0.15−0.25Cu
0.05−0.06Zr0.02−0.03
7.0−8.5でありボンド磁石に用いる樹脂の種類
が、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニルサル
ファイト樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、芳香
族系ナイロン、薬品ポリマーのいずれかであり希土類磁
石粉末にシランカップリング材、チタンカップリング材
を添加されておりより高特性にするためにはボンド磁石
の作製時に磁場配向により異方性化されており、ボンド
磁石の着磁磁場を2.5T以上で組み立て後に着磁する
ことにより優れた直流重畳特性が得られ、しかもコアロ
ス特性の劣化が生じない磁心を形成できる。
【0020】これは優れた直流重畳特性を得るのに必要
な磁石特性はエネルギー積よりもむしろ固有保磁力であ
り、従って比抵抗の高い永久磁石を使用しても固有保磁
力が高ければ充分に高い直流重畳特性が得られる。
【0021】比抵抗が高くしかも固有保磁力が高い磁石
は、一般的には希土類磁石粉末をバインダーとともに混
合して成形した希土類ボンド磁石で得られるが、保磁力
の高い磁石粉末であればどのような組成のものでも可能
である。希土類磁石粉末の種類はSmCo系、NdFe
B系、SmFeN系とあるが、リフロー条件及び耐酸化
性を考慮するとTcが500℃以上、保磁力が10kO
e(790kA/m)以上の磁石が必要であり、現状で
はSmCo17系磁石が好ましい。
【0022】また、この磁脚11bの端部の他方の磁脚
11cとの対向面には、他方の磁脚11cに向かって台
形状に突出する突出部1が,一方の磁脚11cと一体に
設けられている。
【0023】図2を参照すると、磁気コア11の一方の
磁脚11cに、絶縁シート14を介して励磁コイル12
を装着し、この励磁コイル12が設けられた磁脚11b
と対向する磁脚11bの端面に永久磁石13が貼り付け
られる。
【0024】この様な構成のインダクタンス部品10の
駆動周波数100kHzでの温度特性を下記表1に示
す。
【0025】
【表1】 上記表1から明らかなように、本発明の実施の形態によ
るインダクタンス部品によれば、永久磁石の発熱を抑え
ていることが判明した。
【0026】図3は図1のインダクタンス部品の作用の
説明に供せられる側面図である。
【0027】図3に示されるインダクタンス部品10に
おいては、磁脚部11bにおいて、励磁コイル12から
の基部11aを通って流れ込む磁束が矢印2で示すよう
にがバイアス磁界を形成する永久磁石13側に漏れず
に、突出部1の所で折れ曲がり、他方の磁脚11cの対
向面に進入するので、永久磁石13が励磁コイル12の
形成する磁界に影響をうけず、従って、この磁界の渦電
流損による熱も発生しないので、永久磁石13は減磁等
を受けず安定した優れた特性を備えた信頼性の高いイン
ダクタンス部品10を提供することができる。
【0028】これに対して、図4に示される従来技術1
によるインダクタンス部品は、励磁コイルが作る磁束
が、永久磁石を貫通するために、渦電流損失によって発
熱するために、特性劣化は免れない。
【0029】したがって、本発明の実施の形態によるイ
ンダクタンス部品は、特に、永久磁石13が焼結磁石等
の渦電流損失の大きいものや、インダクタンス部品が使
用される電子回路等において、駆動周波数が高くなれ
ば、極めて有効である。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、設置される永久磁石の形状に制限が少なく、かつ、
磁気コアに巻回されたコイルによる磁束によって永久磁
石の発熱を抑制し、特性が劣化することのないインダク
タンス部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるインダクタン
ス部品を示す図で,(a)は斜視図、(b)は正面図、
(c)は側面図である。
【図2】図1のインダクタンス部品の分解組立斜視図で
ある。
【図3】図1のインダクタンス部品の作用の説明に供せ
られる側面図である。
【図4】従来技術1によるインダクタンス部品の欠点の
説明に供せられる側面図である。
【図5】従来技術1によるインダクタンス部品を示す図
で、(a)は斜視図,(b)は正面図,(c)は側面図
である。
【符号の説明】
1 突出部 2,52 磁界の向きを示す矢印 10,50 インダクタンス部品 11,51 磁気コア 11a 基部 11b,11c 磁脚 12 励磁コイル 13 永久磁石 14 絶縁シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 照彦 宮城県仙台市太白区郡山六丁目7番1号 株式会社トーキン内 Fターム(参考) 5E070 AA01 AA11 AB01 AB03 BA07 BB05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ギャップを備えた磁気コアと、前記磁気
    コアに設けられ、前記磁気コアに磁路を形成する励磁コ
    イルと、前記磁気コアの前記ギャップ付近に設けられ、
    前記磁路に対して逆向きの磁路を形成するように装着さ
    れた永久磁石とを備えたインダクタンス部品において、
    前記磁気コアのギャップを形成する一対の対向部の内の
    一方が他方に向かって突出する突出部を備えていること
    を特徴とするインダクタンス部品。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のインダクタンス部品にお
    いて、前記永久磁石は、前記突出部よりも、前記他方の
    対向部から離れて設けられていることを特徴とするイン
    ダクタンス部品。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のインダクタンス部品にお
    いて、前記磁気コアはU字型コアからなり、前記永久磁
    石は、前記磁気コアの一方の対向部側の端面に設けられ
    ていることお特徴とするインダクタンス部品。
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