JP2003124030A - 低歪率インダクタンス素子および受動回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的低重量および小サイズでもって、必要
なインダクタンス値を確保しながら、広ダイナミックレ
ンジかつ低歪率の伝送特性を実現するインダクタンス素
子および受動回路装置を提供する。 【解決手段】 環状の閉磁路Ｐを形成する高透磁率の軟
磁性コア２０にコイル３０を巻回してなるインダクタン
ス素子１０にあって、上記コア２０に形成される最短閉
磁路Ｐ１の長さに対する最長閉磁路Ｐ２の長さの比を
１．３以下にし、さらに要すれば、上記閉磁路Ｐの幅ｗ
に対する厚みｔの比を３以上１０以下にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は低歪率インダクタ
ンス素子に関し、とくに広いダイナミックレンジにわた
って低歪率が要求される受動回路装置に使用して有効な
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、電話回線に高速デジタル信号
を重畳して伝送するｘＤＳＬ（ＡＤＳＬ、ＳＤＳＬ、Ｈ
ＤＳＬ、ＶＤＳＬなどの総称）では、通話信号の伝送帯
域とデジタル信号の伝送帯域を分離するために、インダ
クタンス素子を用いた分波器が使用される。また、オー
ディオ信号をＰＷＭ（パルス幅変調）化してパワー増幅
する、いわゆるデジタル・アンプでは、出力ラインから
の高周波ノイズ輻射を抑制するために、インダクタンス
素子を用いたフィルタ（ＬＰＦ：ローパスフィルタ）が
使用される。そのほかにも、たとえば、インピーダンス
変換器や絶縁結合器（絶縁トランス）などの受動回路装
置では、トランスやチョークコイル等のインダクタンス
素子を用いて構成されることが多い。

【０００３】上記のような受動回路装置に使用されるイ
ンダクタンス素子は、直線性（リニアリティティ）にす
ぐれるとともに、その直線性が得られる伝送レベル範囲
ができるだけ広いことが要求される。つまり、広ダイナ
ミックレンジかつ低歪率であることが要求される。これ
とともに、伝送損失や信号漏洩等ができるだけ少ないこ
とも要求される。

【０００４】上述したインダクタンス素子としては、図
１２または図１３に示すように、環状の閉磁路Ｐを形成
する磁性コア２０にコイル３０を巻回したものが使用さ
れている。図１２および図１３において、（ａ）はイン
ダクタンス素子１０の外観形状を示す。また、（ｂ）は
磁性コア２０の磁路Ｐ方向に沿った面、（ｃ）はその磁
性コア２０の磁路断面をそれぞれ示す。

【０００５】図１２に示すインダクタンス素子１０は、
単一の環状閉磁路Ｐを形成するトロイダル型コア２０に
コイル３０を複数回巻線したものであって、たとえばデ
ジタル・アンプの出力フィルタ用チョークコイルなどに
使用されている。図１３に示すインダクタンス素子１０
は、Ｅ型コアとＩ型コアの組み合わせ、あるいはＥ型コ
ア同士の組み合わせ等により形成される複式矩形環状
（いわゆる角形）の磁性コア２０にコイル３０を巻線し
たものであって、比較的大きなインダクタンスのチョー
クコイルあるいは比較的低い周波数領域の伝送トランス
などに多く使用されている。この磁性コア２０も閉磁路
Ｐを形成する。

【０００６】上述したインダクタンス素子１０はそれぞ
れ、線形磁化特性を有する磁性体いわゆる軟磁性体から
なる環状磁性コア２０を用いて構成されている。コア２
０の素材としては、フェライト磁性材料または合金磁性
材料が使用される。各コア２０の形状はそれぞれ、閉磁
路Ｐの実効透磁率を高めるとともに、コアの機械的強度
やコイルの巻線作業性等を考慮した形状となっている。
すなわち、平均磁路長をできるだけ短くし、かつ磁路断
面積をできるだけ大きくすることで、大きなインダクタ
ンス値を確保している。また、機械的強度や巻線作業性
などを確保するために、磁路Ｐの幅ｗと厚みｔの差はそ
れほど大きくせず、通常は、図１２や図１３に示すよう
に、幅ｗと厚みｔがほぼ同じ等径形状とすることが多か
った。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のインダ
クタンス素子には、次のような問題のあることが本発明
者らによってあきらかとされた。すなわち、図１２およ
び図１３に示したような従来のインダクタンス素子１０
に直流の磁化電流（コイル電流）を流し、その磁化電流
を増大させていった場合、理論的には、図１４の（ａ）
に波線グラフ線で示すように、その磁化電流によるコア
２０の磁化が所定の飽和レベルに達するまでの間、その
コア２０の磁束密度が磁化電流に応じて直線的に増加す
ることが予想される。

【０００８】ところが、現実には、図１４の（ａ）に実
線グラフ線で示すように、コア２０の磁化が所定の飽和
レベルに達するよりもかなり手前から、そのコア２０の
磁束密度の増加が鈍りはじめてしまう。つまり、コア２
０を構成する磁性材料の特性から理論的に予測されるＢ
−Ｈカーブ（波線）だと、そのコア２０が磁気飽和する
までの全範囲が完全な直線領域（リニア領域）となるは
ずであるが、実際のＢ−Ｈカーブ（実線）では、それよ
りもかなり狭い範囲の直線領域しか得られなかった。

【０００９】したがって、上記インダクタンス素子１０
を信号伝送路に介在させてフィルタ等の受動回路装置を
構成した場合、図１４の（ｂ）に示すように、伝送信号
の振幅レベルがそれほど高くなくても非直線歪みが生じ
てしまう。この歪みを抑えるためには、伝送信号の振幅
レベルが上記直線領域の範囲内に収まるようにしなけれ
ばならないが、そうすると、ダイナミックレンジが狭く
なり、振幅変化の大きな信号を扱えなくなってしまうと
いう背反が生じる。とくに、ｘＤＳＬ回線のように直流
電流が重畳される伝送路では、上記直線領域を中間に直
流バイアスポイントを置くことになるため、ダイナミッ
クレンジはさらに狭くなっていまう。

【００１０】また、繊細なアナログ信号を扱う伝送路で
は、微小なインダクタンス値の変化も許されないが、上
述した従来のインダクタンス素子では、上記直線領域内
でも直線精度は必ずしも良好とは言えず、したがって、
たとえば上記直流バイアスポイントを上記直線領域内の
最良点を選んで設定したとしても、歪率の低減に限度が
あった。

【００１１】そこで、従来においては、コア２０の磁気
飽和レベルに十分な余裕を持たせることにより上記直線
領域を拡大し、広ダイナミックレンジで低歪率を得るよ
うにしていた。しかし、コア２０の磁気飽和レベルを大
きくするためには、それに応じてコア２０を大形化する
必要がある。このため、広ダイナミックレンジかつ低歪
率のインダクタンス素子は、必然的に高重量および大サ
イズとならざるを得なかった。

【００１２】また、広ダイナミックレンジで低歪率のイ
ンダクタンス素子を構成する手段としては、低透磁率の
コアを使用する方法という方もある。つまり、上記Ｂ−
Ｈカーブの傾斜を小さくすれば、その分、直線領域を拡
大させることができるが、この場合は、必要なインダク
タンス値が得られなくなるという問題が生じる。

【００１３】この発明は以上のような背景を鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、比較的低重量および小サ
イズでもって、必要なインダクタンス値を確保しなが
ら、広ダイナミックレンジかつ低歪率の伝送特性を実現
するインダクタンス素子および受動回路装置を提供する
ことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による手段は、環
状の閉磁路を形成する軟磁性コアにコイルを巻回してな
るインダクタンス素子であって、上記コアに形成される
最短閉磁路の長さに対する最長閉磁路の長さの比が１．
３以下であることを特徴とする。この手段によれば、比
較的低重量および小サイズでもって、必要なインダクタ
ンス値を確保しながら、広ダイナミックレンジかつ低歪
率の伝送特性を実現するインダクタンス素子および受動
回路装置を提供することができる。

【００１５】上記手段においては、上記閉磁路の幅に対
する厚みの比を３以上１０以下とすることによって、高
インダクタンスを得るのに必要な磁路断面積を確保する
ことができる。また、上述した手段において、比透磁率
が１０００以上の高透磁率磁性体をコアに用いれば、さ
らに低重量および小サイズでもって、必要なインダクタ
ンス値を確保しながら、広ダイナミックレンジかつ低歪
率の伝送特性を実現することができる。

【００１６】上記手段においては、閉磁路を形成するコ
アに円筒状のものを使用することができる。この場合、
その円筒状コアの内径に対する外径の比を１．３以下に
すれば、最短閉磁路の長さに対する最長閉磁路の長さの
比を１．３以下にもっていくことができる。また、その
円筒状コアの筒壁の厚さに対する筒長の比を３〜１０の
範囲にすれば、閉磁路の幅に対する厚みの比を３以上１
０以下にもっていくことができる。

【００１７】上記コアが形成する閉磁路の途中には磁気
ギャップを設けることができる。上記コアは分割形成す
ることができる。この分割コア間の継ぎ目に上記磁気ギ
ッャプを形成することができる。

【００１８】上記コアとしては、複式矩形環状の閉磁路
を形成する角形コアを用いることができる。この角形コ
アは、全体が矩形筒状に形成されるとともに、その筒内
空間が隔壁によって二分された形状とすることにより、
従来のＥＩ型またはＥＥ型コアと同様の複式環状閉磁路
を形成することができる。

【００１９】角形コアを用いる場合は、このコアに形成
される最短閉磁路の長さに対する最長閉磁路の長さの比
が１．３以下となるように筒径と筒壁厚を設定すればよ
い。また、そのコアに形成される閉磁路の幅に対する厚
みの比が３〜１０の範囲となるように筒長を設定すれば
よい。

【００２０】上記角形コアは、長方形の透窓を形成する
矩形筒状のコア部品と、その透窓の短幅方向または長幅
方向に嵌挿される偏平板状のコア部品とを組み合わせる
ことによって作製することができる。矩形筒状のコア部
品と偏平板状のコア部品は、一方に形成した切欠溝と他
方に形成した嵌合突起による継ぎ合わせにより、互いに
位置決めしながら連結して組み合わせることができる。

【００２１】角形コアは直角に屈曲する閉磁路を形成す
る。この角形コアの内側コーナ部を曲線状に形成すると
ともに、その内側コーナ部での曲率半径を、そのコアが
形成する矩形透窓寸法の１／５から１／１０の範囲とす
ることにより、コイルの巻幅スペースを確保しつつ、コ
ーナ部への磁束集中を分散・緩和させて磁化特性の直線
化をはかることができる。

【００２２】上述したインダクタンス素子を伝送路に介
在させて低歪率かつ広ダイナミックレンジの受動回路装
置を構成することができる。たとえば、上記インダクタ
ンス素子を用いて、デジタル・アンプの出力から高調波
ノイズを効果的に除去できるＬＰＦを構成することがで
きる。また、上記インダクタンス素子を用いることによ
り、直流重畳されている電話回線から通信信号の伝送帯
域とデジタル信号の伝送帯域を、低歪率かつ広ダイナミ
ックレンジで分離する分波器を構成することができる。
さらに、上記インダクタンス素子を用いて伝送路を直流
絶縁する絶縁結合器を構成した場合には、その伝送路か
ら目的の信号成分を低歪率かつ広ダイナミックレンジで
取り出すことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明によるインダクタン
ス素子の第１実施例を示す。同図において、（ａ）はイ
ンダクタンス素子１０の外観形状を示す。また、（ｂ）
は磁性コア２０の磁路Ｐ方向に沿った面、（ｃ）はその
磁性コア２０の磁路断面をそれぞれ示す。

【００２４】この実施例のインダクタンス素子２０は、
単一円環状の閉磁路Ｐを形成する一種のトロイダル型コ
ア２０にコイル３０を複数回巻線したものであって、た
とえばｘＤＳＬ用分波器やデジタル・アンプ用ＬＰＦに
使用される。

【００２５】コア２０は、線形磁化特性を有する磁性体
いわゆる軟磁性体からなり、その素材としては、比透磁
率が１０００以上の高透磁率を示すフェライト磁性材料
または合金磁性材料が使用される。そして、そのコア２
０の形状は、図１の（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、
前述した従来のものに比べて、磁路Ｐの幅ｗが大幅に縮
小される一方、その磁路Ｐの厚みｔが大幅に拡大されて
いる。このように、実施例のコア２０は、閉磁路Ｐの断
面が異径となるように構成されてはいるが、磁路Ｐの幅
ｗが狭い分、磁路Ｐの厚みｔが大きいことにより、必要
な磁路断面積（ｗ×ｔ）を確保している。これにより、
必要なインダクタンス値が確保されている。

【００２６】さらに、実施例のインダクタンス素子１０
では、上記コア２０の形状を次のように特定している。
すなわち、上記コア２０は環状の閉磁路Ｐを形成する
が、この閉磁路Ｐの磁路長はコア２０の幅方向の位置に
よって異なってくる。つまり、円環状のコア２０の内周
側に沿って形成される閉磁路Ｐ１とその外周側に沿って
形成される閉磁路Ｐ２とでは、円周差による磁路長の差
が生じる。閉磁路Ｐの長さは、コア２０の最内周（Ｐ
１）にて最短となる一方、その最外周（Ｐ２）にて最長
となる。その最短となる閉磁路Ｐ１の磁路長をｐ１と
し、最長となる閉磁路Ｐ２の磁路長をｐ２としたとき
に、上記コア２０は、ｐ２／ｐ１が１．３以下となるよ
うに形成されている。つまり、コア２０は、最長と最短
の磁路長比ｐ２／ｐ１が１．３以下となるように、内径
ｒ１と外形ｒ２の差を狭めて形成されている。

【００２７】図１に示したコア２０の場合、その内径ｒ
１に対する外径ｒ２の比（ｒ２／ｒ１）を１．３以下と
することで、上記磁路長比ｐ２／ｐ１を１．３以下とす
ることができる。これとともに、上記コア２０は、閉磁
路Ｐの幅ｗに対する厚みｔの比（ｔ／ｗ）が、３から１
０の範囲となるように形成されている。これにより、コ
ア２０は、全体として円筒状に形成されるとともに、そ
の円筒の壁厚（磁路Ｐの幅ｗに相当）と筒長（磁路Ｐの
厚さｔに相当）が上記条件（ｐ２／ｐ１≦１．３かつ３
≦ｔ／ｗ≦１０）を満たすように形成されている。

【００２８】ここで、本発明者らは、インダクタンス素
子のコアに関し、次のような事項を知得した。すなわ
ち、従来のインダクタンス素子では、前述したように、
磁路Ｐの幅ｗと厚みｔの差はそれほど大きくせず、通常
は、図１２や図１３に示したように、幅ｗと厚みｔがほ
ぼ同じ等径形状とすることが多かった。トロイダル型コ
アの場合、全体としての形状はリング状であって、筒状
とはなっていなかった。

【００２９】したがって、たとえば図１２に示した従来
のトロイダル型コア２０の場合、コア２０の内周側に沿
って形成される閉磁路Ｐ１の磁路長ｐ１と外周側に沿っ
て形成され閉磁路Ｐ２の磁路長ｐ２との差Δｐ（＝ｐ２
−ｐ１）が拡大している。つまり、円周差による磁路長
比ｐ２／ｐ１が大きい。このコア２０のコイル３０に直
流の磁化電流（励磁電流）を流し、その磁化電流を増大
させていった場合、まず、磁路長の短い内周側から磁気
飽和が生じる。このあと、磁化電流をさらに増大させて
いくと、その磁気飽和部分が外周側に向かって漸次拡大
して、最終的に、閉磁路Ｐの全断面すなわちコア２０の
断面全体が磁気飽和するようになる。このとき、従来の
コア２０では、最初の磁気飽和が生じるときの磁化電流
と、全体が磁気飽和するようになる磁化電流との間に、
大きな差が生じていた。このため、コア３０のＢ−Ｈカ
ーブは、図１４の（ａ）に示したように、理論的に期待
されるカーブ（破線）から大きく外れた非直線カーブ
（実線）になってしまうことが、本発明者らによってあ
きらかとされた。このような非直線特性は高透磁率のコ
アとくに比透磁率が１０００の磁性体を用いたコアにお
いて顕著となる。

【００３０】本発明は以上のような知得に基づくもので
あって、図１に示した実施例のインダクタンス素子１０
では、コア２０を上記条件（ｐ２／ｐ１≦１．３かつ３
≦ｔ／ｗ≦１０）で構成することにより、コア２０が部
分的に磁気飽和される飽和開始時の磁化電流と、コア２
０の全体の磁気飽和される飽和完了時の磁化電流との差
を、大幅に縮小することができる。これにより、コア２
０のＢ−Ｈカーブは、図２の（ａ）に示すように、理論
的に期待されるカーブ（破線）にきわめて近い良好な直
線カーブ（実線）とすることができる。そして、これに
より、比透磁率が１０００以上の磁性体を用いたコアで
あっても、広い直線領域を確保することができる。その
直線領域は、コア２０の磁気飽和レベル近くまで達して
いる。換言すれば、コア２０の磁気飽和が同一個所に集
中している。Ｂ−Ｈカーブの傾斜部にて直線領域の占め
る割合が大きく、コアのサイズ／重量が小さい割に、広
い直線領域を得ることができる。

【００３１】したがって、上記実施例のインダクタンス
素子１０を信号伝送路に介在させて受動回路装置を構成
した場合、図２の（ｂ）に示すように、非常に広いダイ
ナミックレンジで低歪率の伝送特性を得ることができ
る。また、必要なインダクタンスを得るために、磁路Ｐ
の厚みｔを大きくすることで、必要な磁路面積を確保す
ることができる。さらに、機械的強度や巻線作業性など
については、閉磁路Ｐの幅ｗと厚みｔを３≦ｔ／ｗ≦１
０の範囲に設定することで、十分に確保可能となる。

【００３２】全体が円筒状に形成された図１のコア２０
では、その円筒の壁厚（磁路Ｐの幅ｗに相当）と筒長
（磁路Ｐの厚さｔに相当）が上記条件（ｐ２／ｐ１≦
１．３かつ３≦ｔ／ｗ≦１０）となるようにすればよ
い。Δｐが１．３を越えると、最小磁路長ｐ１での磁気
飽和レベルと最大磁路長ｐ２での磁気飽和レベルの差が
大きくなって、Ｂ−Ｈカーブの直線領域が縮小してしま
う。また、ｔ／ｗが３未満では十分な透磁率が確保しに
くく、１０を超えると形状的にコア２０の製作が困難に
なる。

【００３３】以上のように、上述した第１実施例では、
コア２０に形成される閉磁路の最小磁路長ｐ１に対する
最大磁路長ｐ２の長さ比（ｐ２／ｐ１）を１．３以下に
するとともに、その閉磁路Ｐの幅ｗに対する厚みｔの比
（ｔ／ｗ）を３以上１０以下とすことにより、比較的低
重量および小サイズでもって、必要なインダクタンス値
を確保しながら、広ダイナミックレンジかつ低歪率の伝
送特性を実現するインダクタンス素子２０を得ることが
できる。そして、このインダクタンス素子１０を使用す
ることにより、広いダイナミックレンジにわたって低歪
率の伝送特性を持つ受動回路装置を構成することでき
る。

【００３４】図３は本発明によるインダクタンス素子の
第２実施例を示す。同図において、（ａ）はインダクタ
ンス素子１０の外観形状を示す。また、（ｂ）は磁性コ
ア２０の磁路Ｐ方向に沿った面、（ｃ）はその磁性コア
２０の磁路断面をそれぞれ示す。

【００３５】上述した第１実施例との相違に着目して説
明すると、この実施例のインダクタンス素子２０は、複
式矩形環状の閉磁路Ｐを形成する角形磁性コア２０にコ
イル３０を巻線したものであって、基本的には、Ｅ型コ
アとＩ型コアの組み合わせ、あるいはＥ型コア同士の組
み合わせ等により形成されるものと同じである。ただ
し、このコア２０は、閉磁路Ｐの幅ｗと厚さｔが上記条
件（ｐ２／ｐ１≦１．３かつ３≦ｔ／ｗ≦１０）を満た
すように形成されている。このため、コア２０の全体は
矩形筒状に形成され、その筒内空間が隔壁によって二分
されている。隔壁は、従来のＥＩ型コアあるいはＥＥ型
コアの中足部に相当する。この隔壁で区切られた２つの
矩形枠にてそれぞれ矩形環状の閉磁路Ｐが形成されるよ
うになっている。

【００３６】この矩形筒状のコア２０は、上記条件（ｐ
２／ｐ１≦１．３かつ３≦ｔ／ｗ≦１０）を満たすよう
に、筒径（閉磁路Ｐの磁路長に対応）、壁厚（閉磁路Ｐ
の幅ｗに対応）、筒長（閉磁路Ｐの厚みｔに対応）が定
められている。これにより、第１実施例の場合と同様、
比較的低重量および小サイズでもって、必要なインダク
タンス値を確保しながら、広ダイナミックレンジかつ低
歪率の伝送特性を実現するインダクタンス素子２０を得
ることができる。そして、このインダクタンス素子１０
を使用することにより、広いダイナミックレンジにわた
って低歪率の伝送特性を持つ受動回路装置を構成するこ
とできる。

【００３７】図４は、本発明によるインダクタンス素子
の第３および第４実施例を示す。図１および図３に示し
たインダクタンス素子１０は、図４の（ａ）および
（ｂ）に示すように、閉磁路Ｐの途中に磁気ギャップｇ
を設けたコア２０を使用して構成することができる。こ
の場合、図４に示すように、コア２０を分割形成すると
ともに、この分割コア２１，２１間の継ぎ目に上記ギャ
ップｇを形成すれば、コア２０の形成およびコイル３０
の巻線をそれぞれ簡単化することができる。

【００３８】図５は、図３に示した矩形筒状のコア２０
の構成例を示す。複式矩形環状の閉磁路Ｐを形成する角
形磁性コア２０の場合、従来のＥ型とＩ型またはＥ型と
Ｅ型のように分割形成されたコア部品は、上記条件（ｐ
２／ｐ１≦１．３かつ３≦ｔ／ｗ≦１０）を満たすよう
な形状に作製することが困難である。しかし、図５に示
すように、単純な矩形筒状のコア部品２３と、その矩形
筒の内部空間を二分する偏平板状のコア部品２４とに分
割して形成することにより、それぞれの部品２３，２４
を簡単に作製することができるようになる。部品２３，
２４間の連結固定は接着等により適宜行うことができ
る。同図に示す例では、一方のコア部品２３が長方形の
透窓を形成し、他方のコア部品２４がその透窓の短幅方
向に嵌挿されるようになっている。

【００３９】図６は、矩形筒状のコア２０の別の構成例
を示す。同図に示す角形コア２０は、長方形の透窓を形
成する矩形筒状のコア部品２３と、その透窓の長幅方向
に嵌挿される偏平板状のコア部品２４とを組み合わせて
構成されている。このような形状のコア２０を従来のＥ
型とＩ型あるいはＥ型とＥ型の分割・組み合わせで作製
することは非常に困難であるが、同図に示すような分割
・組み合わせとすることで簡単に作製することができ
る。

【００４０】図７は、矩形筒状のコア２０のさらに別の
構成例を示す。同図に示す角形コア２０は、出来上がり
外形状については図６に示したものと同じであるが、コ
ア部品２３と２４に切欠溝２５と嵌合突起２６による継
ぎ合わせ部を設けている。これにより、両部品２３と２
４を正確に位置決めしながら簡単かつ確実に連結させて
所定の角形コア２０を組立てることができる。

【００４１】図８は、本発明によるインダクタンス素子
の第５および第６実施例を示す。同図において、（ａ）
は第５実施例、（ｂ）は第６実施例をそれぞれ示す。第
５実施例のインダクタンス素子１０は、複式矩形環状の
閉磁路Ｐを形成する角形コア２０の中足部に、コイル３
０をあらかじめ巻回したボビン３１を装着したものであ
る。コア２０は一対の矩形環状閉磁路Ｐを形成するが、
この閉磁路Ｐを形成するコア２０の内側コーナ部Ｒが直
角ではなく、曲線状に折れ曲がるコーナ形状となってい
る。

【００４２】矩形環状の閉磁路は、直角に屈曲する矩形
環状のコアによって形成されるが、そのコアが屈曲する
内側のコーナ部が直角形状になっていると、その直角コ
ーナ部に磁束集中が生じる。このため、その直角コーナ
部は他の部分よりも磁気飽和しやすい。このようなコア
を励磁すると、コア全体が磁気飽和するよりもかなり手
前で、直角コーナ部が先に磁気飽和してしまう。コア内
の磁気飽和レベルが場所によって大きく異なると、コア
のＢ−Ｈカーブは、図１４の（ａ）に示すように、理論
的に期待されるカーブ（破線）から大きく外れた非直線
カーブ（実線）となってしまう。

【００４３】しかし、上述のように、直角に屈曲するコ
ア２０の内側コーナ部Ｒを曲線状に形成することによ
り、そのコーナ部Ｒでの磁束集中を分散・緩和させるこ
とができる。これにより、図２の（ａ）に示すように、
直線領域の広いＢ−Ｈカーブが得られるようになる。こ
の構成を、図３〜図７に示したインダクタンス素子１０
のコア２０に適用することにより、Ｂ−Ｈカーブの直線
領域をさらに効果的に拡大させることができる。

【００４４】上記コーナ部Ｒでの曲率半径は、コア２０
が形成する矩形透窓寸法（内寸）ａの１／５から１／１
０の範囲とすることが好ましい。曲率半径が透窓寸法ａ
の１／１０未満だと、コーナ部Ｒでの磁束集中の分散・
緩和が不十分になる。また、曲率半径が透窓寸法ａの１
／５を超えると、コイル３０の巻き幅スペースｂが十分
に確保できなくなってくる。したがって、コーナ部Ｒの
曲率半径は透窓寸法ａの１／１０以上１／５以下とする
ことが好ましい。

【００４５】第６実施例のインダクタンス素子１０は、
図８の（ａ）に示すように、単一矩形環状の閉磁路Ｐを
形成する角形コア２０を使用したものであって、この場
合も、上記と同様、直角に屈曲するコア２０の内側コー
ナ部Ｒを曲線状に形成することにより、そのコーナ部Ｒ
での磁束集中を分散・緩和させることができる。この場
合も、そのコーナ部Ｒの曲率半径は透窓寸法ａの１／１
０以上１／５以下とすることが好ましい。

【００４６】図９は、上述した本発明のインダクタンス
素子１０を用いた受動回路装置の実施例を示す。同図に
示す受動回路装置はＬＰＦ５３であって、デジタル・ア
ンプ５２とスピーカ５４間の出力ラインに介在して高周
波ノイズ輻射を抑制する。デジタル・アンプ５２は、デ
ジタル音響処理装置等のデジタル信号源５１から入力さ
れるデジタルオーディオ信号をＰＷＭ化してパワー増幅
する。このパワー増幅出力には多量の高調波ノイズ（量
子化ノイズ）が含まれているが、本発明によるインダク
タンス素子１０を用いたＬＰＦ５３により、オーディオ
信号帯域に歪みを生じさせることなく、その高調波ノイ
ズを効果的に除去することができる。

【００４７】図１０は、上述した本発明のインダクタン
ス素子１０を用いた受動回路装置の別の実施例を示す。
同図に示す受動回路装置はｘＤＳＬ用分波器６２であっ
て、直流電流が重畳される電話回線から通話信号の伝送
帯域とデジタル信号の伝送帯域を分離する。通話信号は
電話やファクシミリ等のアナログ通信端末６３に入力さ
れ、デジタル信号（デジタル・データを伝送する信号）
はモデムなどのデータ通信端末６４に入力される。な
お、６１は電話交換局を等価的に簡略化して示す。

【００４８】上記分波器６２はＬＰＦとＨＰＦ（ハイパ
スフィルタ）によって構成されるが、両フィルタは共
に、伝送路に介在するインダクタンス素子１０を用いて
構成されている。このインダクタンス素子１０として、
上述した本発明のものを使用すれば、直流重畳された回
線から通話信号から通話信号とデジタル信号を共に、信
号品位を高く維持しながら分離することができる。

【００４９】図１１は、上述した本発明のインダクタン
ス素子１０を用いた受動回路装置のさらに別の実施例を
示す。同図に示す受動回路装置は伝送路を直流絶縁する
絶縁結合器（絶縁トランスあるいは絶縁カプラ）６５で
あって、たとえば電話回線６６から通信端末６７を絶縁
保護するのに使用される。この絶縁結合器６５を使用す
ることにより、電話回線６６と通信端末６７間の信号伝
達を低歪率かつ広ダイナミックレンジで行わせながら、
その通信端末６７を電話回線６６から直流的に絶縁した
保護状態を形成することができる。

【００５０】以上、本発明をその好適な実施例に基づい
て説明したが、本発明は上述した以外にも種々の態様が
可能である。また、本発明のインダクタンス素子は、オ
ーディオパワーアンプの出力トランスあるいは無線送信
回路のアンテナカプラなどの受動回路装置に使用しても
すぐれた効果を得ることができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、比較的低重量および小
サイズでもって、必要なインダクタンス値を確保しなが
ら、広ダイナミックレンジかつ低歪率の伝送特性を実現
するインダクタンス素子および受動回路装置を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるインダクタンス素子の第１実施例
を示す複合図である。

【図２】本発明によるインダクタンス素子の磁化特性お
よび本発明による受動回路装置の伝送特性を示す図であ
る。

【図３】本発明によるインダクタンス素子の第２実施例
を示す複合図である。

【図４】本発明によるインダクタンス素子の第３および
第４実施例を示す斜視図である。

【図５】本発明で使用する磁性コアの第１構成例を示す
分解斜視図である。

【図６】本発明で使用する磁性コアの第２構成例を示す
分解斜視図である。

【図７】本発明で使用する磁性コアの第３構成例を示す
分解斜視図である。

【図８】本発明によるインダクタンス素子の第５および
第６実施例を示す断面図である。

【図９】本発明によるインダクタンス素子を用いた受動
回路装置の第１実施例を示す回路図である。

【図１０】本発明によるインダクタンス素子を用いた受
動回路装置の第２実施例を示す回路図である。

【図１１】本発明によるインダクタンス素子を用いた受
動回路装置の第３実施例を示す回路図である。

【図１２】従来のトロイダル型コアを用いたインダクタ
ンス素子の第１構成例を示す複合図である。

【図１３】従来の角型コアを用いたインダクタンス素子
の第２構成例を示す複合図である。

【図１４】従来のインダクタンス素子の磁化特性とその
インダクタンス素子を用いた受動回路装置の伝送特性を
示す図である。

【符号の説明】

１０ インダクタンス素子 ２０ 磁性コア ２１ 分割コア ２３ コア部品 ２４ コア部品 ２５ 切欠溝 ２６ 嵌合突起 ３０ コイル ３１ ボビン ５１ デジタル信号源 ５２ デジタル・アンプ ５３ ＬＰＦ（受動回路装置） ６１ 交換局 ６２ ｘＤＳＬ用分波器（受動回路装置） ６３ アナログ通信端末 ６４ データ通信端末 ６５ 絶縁結合器 ６６ 電話回線 ６７ 通信端末 Ｐ 閉磁路 Ｐ１ 閉磁路（短側） Ｐ２ 閉磁路（長側） ｗ 磁路幅 ｔ 磁路厚 ｒ１ 内径 ｒ２ 外径 ａ 角形コアの透窓寸法（内寸） ｂ コイル巻き幅 Ｒ 内側コーナ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 良夫 東京都港区新橋５丁目36番11号 エフ・デ ィー・ケイ株式会社内 (72)発明者 山下 康雄 東京都港区新橋５丁目36番11号 エフ・デ ィー・ケイ株式会社内 (72)発明者 坂本 浩 熊本県熊本市坪井６丁目388番３号 Ｆターム(参考） 5E070 AA01 AB01 AB04 BA06

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状の閉磁路を形成する軟磁性コアにコ
   イルを巻回して必要なインダクタンス値を持つようにし
   た低歪率インダクタンス素子であって、上記コアに形成
   される最短閉磁路の長さに対する最長閉磁路の長さの比
   が１．３以下であることを特徴とする低歪率インダクタ
   ンス素子。
2. 【請求項２】 請求項１の発明において、前記閉磁路の
   幅に対する厚みの比が３以上１０以下であることを特徴
   とする低歪率インダクタンス素子。
3. 【請求項３】 請求項１または２の発明において、前記
   コアは比透磁率が１０００以上の高透磁率磁性体を用い
   たことを特徴とする低歪率インダクタンス素子。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの発明におい
   て、前記閉磁路を形成するコアが円筒状であるととも
   に、その円筒状コアの内径に対する外径の比が１．３以
   下であることを特徴とする低歪率インダクタンス素子。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかの発明におい
   て、前記閉磁路を形成するコアが円筒状であるととも
   に、その円筒状コアの筒壁の厚さに対する筒長の比が３
   〜１０の範囲であることを特徴とするインダクタンス素
   子。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかの発明におい
   て、前記コアが形成する閉磁路の途中に磁気ギャップを
   設けたことを特徴とする低歪率インダクタンス素子。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかの発明におい
   て、前記コアを分割形成するとともに、この分割コア間
   の継ぎ目に磁気ギッャプを形成したことを特徴とする低
   歪率インダクタンス素子。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかの発明におい
   て、前記コアとして、複式矩形環状の閉磁路を形成する
   角形コアを用いたことを特徴とする低歪率インダクタン
   ス素子。
9. 【請求項９】 請求項８の発明において、前記角形コア
   は、全体が矩形筒状に形成されるとともに、その筒内空
   間が隔壁によって二分された形状であることを特徴とす
   る低歪率インダクタンス素子。
10. 【請求項１０】 請求項９の発明において、前記角形コ
    アは、このコアに形成される最短閉磁路の長さに対する
    最長閉磁路の長さの比が１．３以下となるように筒径と
    筒壁厚が設定されていることを特徴とする低歪率インダ
    クタンス素子。
11. 【請求項１１】 請求項９または１０の発明において、
    前記角形コアは、このコアに形成される閉磁路の幅に対
    する厚みの比が３〜１０の範囲となるように筒長が設定
    されていることを特徴とする低歪率インダクタンス素
    子。
12. 【請求項１２】 請求項８〜１１のいずれか発明におい
    て、前記角形コアは、長方形の透窓を形成する矩形筒状
    のコア部品と、その透窓の短幅方向に嵌挿される偏平板
    状のコア部品とを組み合わせて構成されていることを特
    徴とする低歪率インダクタンス素子。
13. 【請求項１３】 請求項８〜１１のいずれか発明におい
    て、前記角形コアは、長方形の透窓を形成する矩形筒状
    のコア部品と、その透窓の長幅方向に嵌挿される偏平板
    状のコア部品とを組み合わせて構成されていることを特
    徴とする低歪率インダクタンス素子。
14. 【請求項１４】 請求項１２または１３の発明におい
    て、前記矩形筒状のコア部品と前記偏平板状のコア部品
    は、一方に形成した切欠溝と他方に形成した嵌合突起に
    よる継ぎ合わせにより、互いに位置決めされながら組み
    合わされていることを特徴とする低歪率インダクタンス
    素子。
15. 【請求項１５】 請求項８〜１４のいずれかの発明にお
    いて、直角に屈曲する閉磁路を形成する角形コアの内側
    コーナ部を曲線状に形成するとともに、その内側コーナ
    部での曲率半径を、そのコアが形成する矩形透窓寸法の
    １／５から１／１０の範囲としたことを特徴とする低歪
    率インダクタンス素子。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１５のいずれかに記載の低
    歪率インダクタンス素子を伝送路に介在させて構成され
    ることを特徴とする受動回路装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６の発明において、前記イン
    ダクタンス素子を用いて、デジタル・アンプの出力から
    高調波ノイズを除去するＬＰＦを構成したことを特徴と
    する受動回路装置。
18. 【請求項１８】 請求項１６の発明において、前記イン
    ダクタンス素子を用いて、直流重畳されている電話回線
    から通信信号の伝送帯域とデジタル信号の伝送帯域を分
    離する分波器を構成したことを特徴とする受動回路装
    置。
19. 【請求項１９】 請求項１６の発明において、前記イン
    ダクタンス素子を用いて伝送路を直流絶縁する絶縁結合
    器を構成したことを特徴とする受動回路装置。