JP2003163125A - 電源用インダクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源用インダクタ全体の小型化を図りつつ、
大きなインダクタンスを有する電源用インダクタを提供
する。 【解決手段】 Ｎｉ‐Ｚｎ材料で構成されて電気絶縁性
を有するコア中脚１１が設けられたＥ型コア半体１０
と、Ｅ型コア半体１０と組み合わされて閉磁路を構成す
るＩ型コア半体１３と、一側端面がコア中脚１１の外周
面に密接するとともに、長幅方向がコア中脚１１の軸線
方向に垂直となるよう巻装されて、螺旋形状に形成され
た平角導線２１と、を備え、その平角導線は、スリット
３１を有する巻線治具３０によりコア中脚１１に巻回さ
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、電装、産業、民生
に用いられる電源用インダクタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、放電灯点灯装置等に用いられ
る電源用のインダクタは、絶縁物であるボビンと巻線治
具を用いて、予め平角導体をボビン外周面に巻回し、螺
旋形状のコイルに形成しておき、そのコイルをボビンか
ら取り外し、コア中脚に差し込むことで形成されてい
た。

【０００３】コア中脚にコイルを差し込んだものとし
て、特開平７−３３５４４９に記載のコイル部品等があ
る。特開平７−３３５４４９に記載のコイル部品では、
断面Ｔ型コアと断面Ｃ型コアを有して、Ｔ型コアとＣ型
コア間に隙間を設けることにより外力に対する強度を向
上させるとともに、薄型でかつ大インダクタンスを得る
コイル部品である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このコイル部
品では、コア中脚の周囲に、断面円状の丸線を巻いてコ
イルとしているので、巻回された丸線間に隙間が生じて
いる。

【０００５】また、予めボビン等で平角導体を螺旋形状
のコイルに形成してから、コア中脚に差し込む場合に
は、安定して製造を行うために、コイルの内径とコア中
脚の外径に十分な許容差が必要になる。さらに、ボビン
自体の厚みもあるために、コイルの内周面とコア中脚の
外周面には、間隙が生じてしまうことがある。この間隙
により、インダクタの性質としての電流変化を妨げると
いった性能が低下したり、インダクタ全体の小型化を図
ることができないという問題があるが、これを解消する
ようなコイルの内周面とコア中脚の外周面に隙間のない
ものや、導体間が隙間なく密にコア中脚に巻回されてい
るインダクタは提供されていなかった。

【０００６】また、インダクタンスの大きさは、コアの
作る磁気回路のループの断面積を大きく、有効長を短く
することによって増大する。さらに、製品の小型化を図
ろうとすると、コア半体が幅方向に寸法的な制限を受け
る。このため、ヨーク部を薄肉にするなどの必要性が生
じ、コアの作るループの断面積を大きくできず、コアの
有効長が長くなる結果、インダクタンスの増加に寄与で
きず、コイル性能の劣化を招く。

【０００７】そこで、本発明は上記事由に鑑みて為され
たものであり、その目的は、インダクタ全体の小型化を
図りつつ、大きなインダクタンスを有する電源用インダ
クタを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電源用インダクタは、以下の構成を備える。
すなわち、請求項１の発明では、電気絶縁性を有する円
柱状のコア中脚と、表面絶縁された長尺状の平角導線
と、を備える電源用インダクタであって、前記平角導線
は、幅方向及び厚み方向を有するよう断面長方形状に形
成されて、その厚み方向の一側端面が前記コア中脚の外
周面に密接するとともに、その長幅方向が前記コア中脚
の軸線方向に垂直となるよう、螺旋形状に巻装されてい
ることを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明では、請求項１に記載の電
源用インダクタにおいて、前記平角導線は、複数の薄肉
導線が厚み方向に積層されたものであることを特徴とす
る。

【００１０】請求項３の発明では、請求項１又は請求項
２に記載の電源用インダクタにおいて、前記コア中脚及
び前記平角導線は、前記平角導線の両端部を導出した状
態で樹脂封止されていることを特徴とする。

【００１１】請求項４の発明では、請求項１乃至請求項
３のいずれかに記載の電源用インダクタを製造するにあ
たって、前記コア中脚の直径より大きい直径の孔が長手
方向に形成された空芯の巻線治具を用いて製造する製造
方法であって、前記コア中脚を前記巻線治具の前記孔に
挿入する工程と、前記平角導線の一側端面が前記コア中
脚の外周面に密接するよう前記コア中脚に巻回する工程
と、前記コア中脚に密接した前記平角導線を前記巻線治
具により前記コア中脚の軸線方向に押圧する工程と、を
備え、巻回する工程と押圧する工程とを順次繰り返すこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項５の発明では、前記巻線治具は、そ
の長手方向にスリットが形成されているとともに、巻回
する前記工程の前に、前記平角導線を前記スリットに導
入する工程をも備え、巻回する前記工程は、前記巻線治
具を前記コア中脚を回転軸にして、回転させながら行う
ことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明に係わる
電源用インダクタの第１の実施の形態を、以下に説明す
る。本実施の形態における電源用のインダクタは、電気
絶縁性の高いコア中脚１１と、表面絶縁された平角導線
２１と、を備えて構成されている。図１（ａ）はインダ
クタの外観図を、図１（ｂ）はコア中脚１１を有するＥ
型コア半体１０の外観図を、図１（ｃ）は図１（ａ）の
Ａ‐Ａ’断面を、図１（ｄ）はインダクタの等価回路図
を、それぞれ示している。

【００１４】このものは、平角導線２１の一側端面がコ
ア中脚１１の外周面に密接するとともに、その長幅方向
がコア中脚１１の軸線方向と直交するよう螺旋状に巻回
され、また、巻回されて螺旋状となった平角導線２１
は、コア中脚１１の軸線方向に長幅面同士が密接してい
るので、隙間なく密に平角導線２１がコア中脚１１の外
周面に巻装されている。

【００１５】Ｅ型コア半体１０は、図１（ｂ）に示すよ
うに、絶縁性の高いＮｉ‐Ｚｎ系のフェライトを材料と
し、その形状はコア中脚１１と鍔部１２を備えたＥ型形
状であり、図１（ａ）に示すように、コア中脚１１の外
周面に巻装された平角導線２１の端線部２２を、インダ
クタの側方に引き出せるようにしている。このＥ型コア
半体１０とＩ型コア半体１３とを組み合わせて閉磁路型
のインダクタを形成している。

【００１６】平角導線２１は、銅等の導体を材料とし、
その表面が絶縁されたものを用いている。この平角導線
２１を製造する際には、丸線の銅を圧縮し扁平させて断
面平角形状とし、ポリウレタンやポリエステル、エナメ
ル等で平角形状の銅を被膜することにより製造してい
る。ｆ また、図２（ａ）に示すように、巻線治具３０は、その
軸線方向に孔３３が形成されて空芯となっており、軸線
方向に沿ってスリット３１が設けられている。このスリ
ット３１の幅は、平角導線２１の厚みより若干大きく、
スリット３１を通る平角導線２１が滑らかに通過できる
幅としている。

【００１７】次に、このインダクタの製造方法について
以下に説明する。まず、図２（ｂ）に示すように、巻線
治具３０をＥ型コア半体１０のコア中脚１１に差し込
む。次に、平角導線２１の一方の端線部２２を、Ｅ型コ
ア半体１０の鍔部１２に直接固定するとともに、平角導
線２１をスリット３１に導入する。平角導線２１の一方
の端線部２２がＥ型コア半体１０に固定された状態で、
コア中脚１１を回転軸にして巻線治具３０を回転させ
る。

【００１８】巻線治具３０を回転させると、スリット３
１に導入された平角導線２１が引き出される。平角導線
２１は、コア中脚１１に巻回される際、巻回方向に対し
て交差する方向に巻線治具３０から引き出されるので、
平角導線２１には張力がかかり、それにより平角導線２
１の一側端面がコア中脚１１に密接するように巻回され
る。巻回された平角導線２１を、Ｅ型コア半体１０の鍔
部１２方向に巻線治具３０により押圧することにより、
平角導線２１の長幅面がＥ型コア半体１０の鍔部１２に
密接するとともに、隣り合う長幅面同士が密接する。さ
らに続けて、巻線治具３０を回転させることにより、平
角導線２１を引き出すとともにコア中脚１１の外周面に
巻回して、巻回した平角導線２１を巻線治具３０により
鍔部１２方向に押す。順次、この工程を繰り返して、コ
ア中脚１１の外周面に密接するよう直接、平角導線２１
を巻回して、螺旋状に形成する。

【００１９】このようにして形成された図１（ａ）に示
すインダクタを、平角導線２１の両方の端線部２２以外
を除いて、樹脂封止したものが、図３に示すものであ
る。このように樹脂封止することにより、耐湿性や電気
絶縁性が向上するので、インダクタを基板に直接実装す
ることが可能となり、インダクタの低背化、小型化を図
ることができる。

【００２０】なお、この製造方法では巻線治具３０をＥ
型コア半体１０に対し回転させていたが、逆に巻線治具
３０を固定し、コア中脚１１を軸にしてＥ型コア半体１
０を回転させてもよく、Ｅ型コア半体１０の材料は、ケ
イ素鋼板やパーマロイ等を用いることができるが、導体
の場合は表面絶縁されている。

【００２１】以上のように、コア中脚１１に対し平角導
線２１を直接巻装することにより、螺旋状に巻回された
平角導線２１の一側端面とコア中脚１１との隙間が小さ
くなるとともに、丸線の場合より、導線間を隙間なく密
に巻装することができるので、インダクタの基本性能を
向上させることができるとともに、インダクタの小型化
が可能となる。逆に、インダクタの大きさが同じ場合に
は、コア中脚１１と平角導線２１と間に隙間を設ける必
要がないので、その隙間分だけ平角導線２１の断面積を
増加させることができ、それにより、平角導線２１によ
る銅損を低減することができるとともに、インダクタの
効率を向上させることが可能となる。

【００２２】（第２実施形態）本発明に係わるインダク
タの第２の実施の形態を、以下に説明する。本実施の形
態においては、図４（ａ）に示すように、電源用のイン
ダクタは、コア中脚１１を有したＴ型コア半体１４と、
コア中脚１１の先端と鍔部１６の両端で接触するＣ型コ
ア半体１５と、コア中脚１１に螺旋形状に巻装された平
角導線２１と、を備えており、Ｔ型コア半体１４とＣ型
コア半体１５とで閉磁路型のインダクタを構成してい
る。

【００２３】平角導線２１は、表面絶縁された鉄線が圧
縮され、扁平されて断面長方形に形成されたもので、第
１実施形態と同じように、その一側端面がコア中脚１１
の外周面に密接するよう巻回されて、螺旋状となってい
る。また、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ‐Ｂ’断面を、
図４（ｃ）は等価回路図を、それぞれ示している。

【００２４】このインダクタの製造方法を以下に説明す
る。図５（ａ）に示すように、Ｔ型コア半体１４のコア
中脚１１の直径より大きい直径の孔３５を有する巻線治
具３４をコア中脚１１に差し込む。次に、図５（ｂ）に
示すように、Ｔ型コア半体１４の鍔部１６に、平角導線
２１の一方の端線部２２を固定する。次に、コア中脚１
１の軸線方向に直交する方向から引き出し可能なように
平角導線２１を保持するとともに巻線治具３４も回転し
ないように固定する。Ｔ型コア半体１４をコア中脚１１
を回転軸として回転させると、一方の端線部２２がＴ型
コア半体１４に固定された平角導線２１が、コア中脚１
１の軸線方向に直交する方向から巻回され、その一側端
面がコア中脚１１の外周面に密接する。巻線治具３４を
Ｔ型コア半体１４の鍔部１６方向に押圧することによ
り、コア中脚１１に巻回された平角導線２１をＴ型コア
半体１４の鍔部１６に密接させるとともに、隣り合う平
角導線２１の長幅面同士を密接させる。さらに続けて、
Ｔ型コア半体１４を回転させることで平角導線２１をコ
ア中脚１１に巻回し、巻線治具３４を鍔部１６方向に押
圧することで、コア中脚の外周面に平角導線２１を密に
巻装することができる。

【００２５】以上のように、コア中脚１１に直接、平角
導線２１を巻回するので、平角導線２１とコア中脚１１
の隙間がなくなり、インダクタの性能はそのままに、小
型化を図ることが可能となる。

【００２６】（第３実施形態）本発明に係わる第３の実
施の形態について、以下に説明する。本実施の形態にお
いては、第１の実施の形態における平角導線を、薄肉導
線を複数重ねて、その端部で接続しているものである。

【００２７】図６（ａ）に示すように、平角導線２１の
厚みが厚いと、スリット３１により直線状に導入された
平角導線２１が巻線治具３０のスリット３１を出たとこ
ろで、急峻に曲成され螺旋形状に巻回するため、曲成さ
れた平角導線２１の内側にしわが発生することがある。
このように巻回する平角導線２１にしわが発生すると、
螺旋形状に巻回された平角導線２１間で隙間が生じてし
まうことがある。しかし、図６（ｂ）に示すように、ス
リット３１に導入する平角導線２１を薄肉導線２３を重
ねたものとすることで、スリット３１を出たところでし
わが発生することなく、平角導線２１同士を密接させて
巻回することができる。

【００２８】また、コア中脚の長さをＴｗとし、コア中
脚に巻くことができる可能な最大厚みをＴｐとし、所望
のインダクタンスを得るために必要となるコア中脚に巻
回する平角導線２１の巻数をｎとすれば、巻数ｎは、式
１により決定される。

【００２９】

【式１】ただし、Ｔｐは、コア材料や、トランス形状、
巻線治具、平角導線材料等により決まるものである。

【００３０】この場合のインダクタの製造方法は、図６
（ｃ）に示すものであり、その詳細は第１実施形態と同
じである。図６（ｄ）はインダクタの外観図を、図６
（ｅ）は図６（ｄ）のＣ‐Ｃ’断面を、図６（ｆ）は等
価回路図を、それぞれ示している。

【００３１】以上のように、薄肉導線２３を複数重ねて
平角導線２１としたので、巻回時の急峻な曲成によるし
わの発生を抑えることができ、生産性、品質が向上する
とともに、コア中脚１１に巻装される平角導線２１の断
面積を増加させることができるので、インダクタに大電
流を流すことが可能となった。さらに、インダクタを高
周波で使用するときに問題となる螺旋形状の平角導線２
１の表皮効果による損失も低減することができるもので
ある。

【００３２】以上、本発明の好適な実施の形態を説明し
たが、本発明はこの実施の形態に限らず、種々の形態で
実施することができる。

【００３３】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１記載の電
源用インダクタによれば、電気絶縁性を有する円柱状の
コア中脚と、表面絶縁された長尺状の平角導線と、を備
える電源用インダクタであって、平角導線は、幅方向及
び厚み方向を有するよう断面長方形状に形成されて、そ
の厚み方向の一側端面がコア中脚の外周面に密接すると
ともに、その長幅方向がコア中脚の軸線方向に垂直とな
るよう、螺旋形状に巻装されているので、平角導線とコ
ア中脚との隙間が小さくなり、平角導線間も隙間なく巻
装できるので、電源用インダクタの基本性能を低下させ
ることなく、小型化が可能となる。

【００３４】本発明の請求項２記載の電源用インダクタ
によれば、請求項１に記載の発明による効果に加えて、
平角導線は、複数の薄肉導線が厚み方向に積層されたも
のであるので、螺旋形状に巻回した際に、平角導線同士
に隙間が生じることがなく、生産性、品質のよい電源用
インダクタを提供することが可能となる。

【００３５】本発明の請求項３記載の電源用インダクタ
によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明による効
果に加えて、コア中脚及び平角導線は、平角導線の両端
部を導出した状態で樹脂封止されているので、耐湿性や
絶縁性が向上し、基板に直接実装することが可能とな
り、電源用インダクタの低背化、小型化が可能となる。

【００３６】本発明の請求項４記載の電源用インダクタ
の製造方法によれば、電源用インダクタを製造するにあ
たって、コア中脚の直径より大きい直径の孔が長手方向
に形成された空芯の巻線治具を用いて製造する製造方法
であって、コア中脚を巻線治具の孔に挿入する工程と、
平角導線の一側端面がコア中脚の外周面に密接するよう
コア中脚に巻回する工程と、コア中脚に密接した平角導
線を前記巻線治具によりコア中脚の軸線方向に押圧する
工程と、を備え、巻回する工程と押圧する工程とを順次
繰り返すので、平角導線の一側端面を安定してコア中脚
の外周面に巻回することが可能となり、生産性と品質よ
く電源用インダクタを製造することが可能となる。

【００３７】本発明の請求項５記載の電源用インダクタ
の製造方法によれば、請求項４に記載の発明による効果
に加えて、巻線治具は、その長手方向にスリットが形成
されているとともに、巻回する工程の前に、平角導線を
前記スリットに導入する工程をも備え、巻回する工程
は、巻線治具をコア中脚を回転軸にして、回転させなが
ら行うので、平角導線を保持する手間を省くことがで
き、より簡単に安定して電源用インダクタを製造するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる電源用インダクタの第１の実施
の形態を示す図である

【図２】上記電源用インダクタの製造方法を示す図であ
る

【図３】上記電源用インダクタを樹脂封止したものを示
す図である

【図４】本発明に係わる電源用インダクタの第２の実施
の形態を示す図である

【図５】上記電源用インダクタの製造方法を示す図であ
る

【図６】本発明に係わる電源用インダクタの第３の実施
の形態を示す図である

【式１】上記電源用インダクタの平角導線の巻数に関す
る式である

【符号の説明】

１０ Ｅ型コア半体 １１ コア中脚 ２１ 平角導線 ２２ 端線部 ２３ 薄肉導線 ３０ 巻線治具 ３１ スリット ３３ 孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 絹谷 和彦 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 5E002 AB00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気絶縁性を有する円柱状のコア中脚と、
   表面絶縁された長尺状の平角導線と、を備える電源用イ
   ンダクタであって、前記平角導線は、幅方向及び厚み方
   向を有するよう断面長方形状に形成されて、その厚み方
   向の一側端面が前記コア中脚の外周面に密接するととも
   に、その長幅方向が前記コア中脚の軸線方向に垂直とな
   るよう、螺旋形状に巻装されていることを特徴とする電
   源用インダクタ。
2. 【請求項２】前記平角導線は、複数の薄肉導線が厚み方
   向に積層されたものであることを特徴とする請求項１に
   記載の電源用インダクタ
3. 【請求項３】前記コア中脚及び前記平角導線は、前記平
   角導線の両端部を導出した状態で樹脂封止されているこ
   とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源用イ
   ンダクタ。
4. 【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
   電源用インダクタを製造するにあたって、前記コア中脚
   の直径より大きい直径の孔が長手方向に形成された空芯
   の巻線治具を用いて製造する製造方法であって、前記コ
   ア中脚を前記巻線治具の前記孔に挿入する工程と、前記
   平角導線の一側端面が前記コア中脚の外周面に密接する
   よう前記コア中脚に巻回する工程と、前記コア中脚に密
   接した前記平角導線を前記巻線治具により前記コア中脚
   の軸線方向に押圧する工程と、を備え、巻回する工程と
   押圧する工程とを順次繰り返すことを特徴とする電源用
   インダクタの製造方法。
5. 【請求項５】前記巻線治具は、その長手方向にスリット
   が形成されているとともに、巻回する前記工程の前に、
   前記平角導線を前記スリットに導入する工程をも備え、
   巻回する前記工程は、前記巻線治具を前記コア中脚を回
   転軸にして、回転させながら行うことを特徴とする請求
   項４に記載の電源用インダクタの製造方法。