JP2005101499A - Coil block - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は主としてスピーカ用デジタルアンプ回路に用いられるインダクタに関するものである。 The present invention mainly relates to an inductor used in a digital amplifier circuit for a speaker.
図6はスピーカ用デジタルアンプ回路の1チャンネル分の回路概略図である。
図6(a)はSEPP(Single Ended Push Pull)方式による回路概略図であり、図6(b)はBTL(Balanced Transformer Less)方式による回路概略図である。
図においてICはPWM変調する集積回路、AMPはデジタルアンプ、L,CはローパスフィルタLPFを構成するインダクタとコンデンサであり、SPはスピ−カである。 このようにSEPP回路方式は1チャンネルについて1組のLPFが必要であり、BTL回路方式は1チャンネルについて2組のLPFが必要である。
FIG. 6 is a circuit schematic diagram of one channel of the speaker digital amplifier circuit.
6A is a schematic circuit diagram according to a SEPP (Single Ended Push Pull) system, and FIG. 6B is a schematic circuit diagram according to a BTL (Balanced Transformer Less) system.
In the figure, IC is an integrated circuit for PWM modulation, AMP is a digital amplifier, L and C are inductors and capacitors constituting a low-pass filter LPF, and SP is a speaker. As described above, the SEPP circuit method requires one set of LPFs for one channel, and the BTL circuit method requires two sets of LPFs for one channel.
近年、デジタルアンプにおいては映画館に近い臨場感のあふれるサラウンド機能が脚光を浴び、多チャンネル化している。このサラウンド機能においては図6(b)のBTL回路方式が主流となってきており、1チャンネルつき2組のLPFが必要である。一般的に4チャンネルから8チャンネル用いられており、形状の大きなインダクタ(およそ、外径4mmφ、高さ6mm)を8個から16個用いる。このように、多チャンネル化することにより各々のスピーカに接続されるインダクタを多数使用されるようになり、インダクタの基板占有面積が大きくなることから、2つのインダクタを一体型とした製品が要求されるようになった。 In recent years, in digital amplifiers, the surround function with a sense of reality close to that of movie theaters has attracted attention and has become multi-channel. In this surround function, the BTL circuit system of FIG. 6B has become mainstream, and two sets of LPFs with one channel are required. Generally, 4 to 8 channels are used, and 8 to 16 inductors having a large shape (approximately 4 mm in outer diameter and 6 mm in height) are used. As described above, since the number of inductors connected to each speaker is increased due to the increase in the number of channels, and the area occupied by the inductor substrate increases, a product in which two inductors are integrated is required. It became so.
図7に商品化された2つのインダクタを一体型としたコイルブロックを示す。このコイルブロック10は3枚鍔のドラムコア11に2つのインダクタを形成する巻線12、13を施し、ポットコア14を被せたものである。巻線12と巻線13の結合を小さくするためにドラムコア11の鍔外周面とポットコア14の内周面間とのギャップG1とドラムコア11の上鍔上面とポットコア14の天井面とのギャップGsを小さくすることであるが、直流重畳特性を良くするためには磁気抵抗となるギャップG1、Gsを大きく設ける必要がある。また、ドラムコア11の上鍔上面とポットコア14の天井面とのギャップGsのばらつきを抑える目的で、樹脂製のスペーサSを設けている。しかし、組み立て時の挿入圧が不十分である場合、ギャップGsが増える方向にバラツク。そのばらつきを抑えるため、ポットコア14内に巻線を施したドラムコア11の底面を加圧しながら挿入し、固定(接着時による)する工程が必要となり、作業工程および作業工数が増大する。
FIG. 7 shows a coil block in which two commercialized inductors are integrated. In this
このように、総合ギャップGo(=G1+Gs)を最小限にし巻線間の結合を減らすと、直流重畳特性が悪くなるという相反する特性を持っている。
そして、直流重畳特性を加味し、総合ギャップGoを大きくとると巻線12と巻線13との磁束が漏れて結合するため、互いに所定のインダクタンスが得られない問題が起こる。そのため、デジタルアンプ用チョークコイルに要求される特性に対し十分に対応したインダクタとはいえない。
そこで、2つの巻線の結合を無くして2個のインダクタを一体型としたコイルブロックを図8に示す。このコイルブロック20の構造は、巻線22を施した断面がT字状コア21の凸部の上面とポットコア24の天井間にスペーサS挟んで構成されたインダクタを2個樹脂ケース25の中に縦に積み重ね収納したものである。しかし、インダクタ2個をディスクリートで使った場合より価格がUPする。
If the total gap Go is increased by taking into account the DC superimposition characteristics, the magnetic fluxes of the winding 12 and the
Therefore, FIG. 8 shows a coil block in which two windings are eliminated and two inductors are integrated. The
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、多チャンネル化に対応し、2つのインダクタを収納するコイルブロックにおいて、各々のインダクタにおける相互結合を抑え、十分な磁気抵抗を持つ、直流重畳特性のよい安価なコイルブロックを提供することを目的とする。 In view of the conventional drawbacks as described above, the present invention is suitable for multi-channel, and in a coil block that accommodates two inductors, the mutual coupling in each inductor is suppressed, and a sufficient magnetic resistance is provided with a DC superposition characteristic. An object is to provide a good and inexpensive coil block.
上記目的を達成するために、本発明は、デジタルアンプ回路に用いる複数のインダクタを内蔵するコイルブロックにおいて、複数のインダクタは、リングコアと、棒状コアに絶縁被膜導線で巻線を施したコイルを2つ備え、金属ケースの開口部からリングコアを挿入し、リングコア内に棒状コアの両端面とリングコア内壁面が対向するように複数のコイルを縦に積み重ねて収納したことを特徴とする。さらに、底面に開口部を設けた金属ケース内に収納したり、または、リングコアの代わりにポットコアを用いたことを特徴とする。
リングコアまたはポットコアの底面に、複数のコイルの巻線端末を保持する基板を取り付けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a coil block including a plurality of inductors used in a digital amplifier circuit, wherein the plurality of inductors include a ring core and a coil in which a rod-shaped core is wound with an insulating film conductor. The ring core is inserted through the opening of the metal case, and a plurality of coils are vertically stacked and stored so that both end faces of the rod-shaped core and the inner wall surface of the ring core face each other in the ring core. Further, it is characterized in that it is housed in a metal case having an opening on the bottom surface, or a pot core is used instead of a ring core.
A substrate for holding winding terminals of a plurality of coils is attached to the bottom surface of the ring core or pot core.
本発明のコイルブロックは、リングコアまたはポットコア内に絶縁被膜導線で巻線を施した棒状コアを複数縦に配置した構造は、棒状コアの両端面とリングコアの内周との間に形成されるギャップを十分に設けることで大きな磁気抵抗を作り、直流重畳特性を良くすることができる。また、複数のコイルから発生する磁束は、各々の棒状コアの両端からリングコアを巡回するような磁束のループをとるため、巻線間の結合を極力少なくすることができ、互いのインダクタンスは安定している。
このように、各々のコイルにおける相互結合を抑え、十分な磁気抵抗を持つ、直流重畳特性のよい安価なコイルブロックを提供することができる。
The coil block of the present invention has a structure in which a plurality of rod-shaped cores wound with insulating coating conductors in a ring core or pot core are arranged vertically, and a gap formed between both end faces of the rod-shaped core and the inner periphery of the ring core. By providing a sufficient thickness, a large magnetic resistance can be created and the DC superposition characteristics can be improved. In addition, the magnetic flux generated from multiple coils takes a loop of magnetic flux that circulates around the ring core from both ends of each rod-like core, so that the coupling between the windings can be reduced as much as possible, and the mutual inductance is stable. ing.
In this way, it is possible to provide an inexpensive coil block with good direct current superposition characteristics that suppresses mutual coupling in each coil and has sufficient magnetic resistance.
多チャンネル化に対応し、複数のインダクタを収納するコイルブロックにおいて、各々のインダクタにおける相互の結合を抑え、十分な磁気抵抗を持つ、直流重畳特性のよい安価なコイルブロックを提供するために、複数のインダクタは、リングコアまたはポットコアと、棒状コアに絶縁被膜導線で巻線を施したコイルを複数備え、リングコアまたはポットコア内に棒状コアの両端面とリングコアまたはポットコア内壁面が対向するように複数のコイルを縦に積み重ねて収納することによって形成する。 In order to provide a low-cost coil block with good DC superimposition characteristics, which has a sufficient magnetic resistance, in a coil block that accommodates multiple channels and suppresses mutual coupling in each inductor. The inductor includes a ring core or pot core, and a plurality of coils in which a rod-shaped core is wound with an insulating film conductor, and a plurality of coils are arranged so that both end faces of the rod-shaped core and the inner surface of the ring core or pot core face each other in the ring core or pot core. Are formed by vertically stacking and storing.
以下、本発明の一実施例であるコイルブロックについて、図1乃至図4を用いて説明する。 Hereinafter, a coil block according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明の第1の実施例である2つのインダクタを一体型とした説明のための組み立て斜視図を示す。
図1において、1は底面に開口部を設けた金属ケース、2はリングコア、3a、3bはコイル、4はコイルを形成する丸棒状コア、5はコイルを形成する巻線、7は巻線の端末を保持する基板の構成である。
FIG. 1 shows an assembled perspective view for explanation in which two inductors according to the first embodiment of the present invention are integrated.
In FIG. 1, 1 is a metal case having an opening on the bottom surface, 2 is a ring core, 3a and 3b are coils, 4 is a round bar core forming a coil, 5 is a winding forming a coil, and 7 is a winding. It is the structure of the board | substrate holding a terminal.
リングコア2および丸棒状コア4はフェライト磁性体を焼成して形成したものである。コイル3a、3bは丸棒状コア4に絶縁皮膜処理を施した絶縁被膜導線を用いて所定の巻数を巻回したものである。なお、コイル3a、3bは予め巻線された空芯のスプリングコイルを丸棒状コア4に挿入したものでもよい。
The
基板7は絶縁及び耐熱性のある樹脂薄板に外部接続用の端子を出して保持するための孔を設けたものであり、コイル3a、3bの巻線端末を所定の位置の孔に通して保持し、外部接続用端子とする。そして、基板7の孔を通して出た巻線端末は浸漬はんだ等により絶縁皮膜を取り除き、外部接続用端子とする。
なお、コイル3a、3bの状態で又はスプリングコイルの状態で予め浸漬はんだ等により絶縁皮膜を取り除いてもよい。
また、基板7は巻線端末を保持するために、基板7の孔周辺にランドパターンを設けたり、スルーホールを設け、浸漬はんだにより絶縁皮膜を取り除くと同時にはんだ付けしてもよい。
The
In addition, you may remove an insulating film previously by immersion solder etc. in the state of the coils 3a and 3b or the state of a spring coil.
Moreover, in order to hold | maintain a coil | winding terminal, the board |
金属ケース1は外部回路のアースと接続するためのアース端子1aを底面側に延設してある。コイルブロックの組み立ては、金属ケース1の底面の開口部より、リングコア2を挿入し、基板7にコイル3a、3bを、コア軸を平行に装着してリングコア2内に収納し、リングコア2の底面と基板7を接着剤で固定する。
また、リングコア2内に絶縁樹脂からなる耐熱性接着剤を流し込んでコイル3a、3bと基板7を固定してもよい。さらにまた、金属ケース1とリングコア2は予め接着剤を用いて固定しておいてもよい。
The
Alternatively, the coils 3 a and 3 b and the
図2に、本発明の実施例であるコイルブロックの特性を説明するための断面図を示す。図2(a)は上面から見たのリングコア内の断面図であり、図2(b)は側面から見たリングコア内の縦断面図である。
図2(a)に示すように、コイル3aおよび3bの磁束φa、φbは丸棒状コア4の一方側端面4a(又は4b)からリングコアの内側近接部からリングコアに入り、2a側のリングコア内をとおり、丸棒状コア4の他方側端面4b(又は4a)とリングコアの内周近接部から丸棒状コア4に入る磁束ループφa1、φb1と、丸棒状コア4の一方側端面4a(又は4b)からリングコアの内側近接部からリングコアに入り、2b側のリングコア内をとおり、丸棒状コア4の他方側端面4b(又は4a)とリングコアの内周近接部から丸棒状コア4に入る磁束ループφa1、φb1となる。なお、コイル3aの磁束φaは、φa=φa1+φa2 であり、コイル3bの磁束φbは、φb=φb1+φb2 である。この時、リングコア2内におけるコイル3a(又は3b)の位置関係はコイルの一方側端面4aとリングコアの内周面とのギャップGaと、コイルの他方側端面4bとリングコアの内周面とのギャップGbは、X軸方向のずれに対し、左右のギャップ寸法の合計である総合ギャップGo(=Ga+Gb)が一定となることから、安定したインダクタとなる。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the characteristics of the coil block according to the embodiment of the present invention. 2 (a) is a sectional view of the ring cores seen from the top, FIG. 2 (b) is a longitudinal sectional view of the ring core as viewed from the side.
As shown in FIG. 2 (a), the magnetic fluxes φa and φb of the coils 3a and 3b enter the ring core from one end face 4a (or 4b) of the
また、コイル3aと3bの漏れ磁束による結合は、上記磁束のループφa、φbのようにリングコアに集中することから上下の結合は極めて小さく、インダクタンスの変化は認められない。
このことは、コイル3aと3bの結合は極めて小さく、そして、X軸方向の位置ズレによるインダクタンスの変化はなく、総合ギャップGoを大きくとれることで直流重畳特性を良好にし、製造における位置精度を上げることなく容易に組み立てできることから、ばらつきのない安定した安価なコイルブロックを実現できる。また、Y軸方向に関しては、2つのコイルがリングコア内であればインダクタ等に影響を及ぼすことはない。
Further, since the coupling by the leakage magnetic flux of the coils 3a and 3b is concentrated on the ring core like the above-mentioned magnetic flux loops φa and φb, the upper and lower couplings are extremely small and no change in inductance is recognized.
This means that the coupling between the coils 3a and 3b is extremely small, and there is no change in inductance due to positional deviation in the X-axis direction, and the overall gap Go can be made large to improve the DC superposition characteristics and increase the positional accuracy in manufacturing. Therefore, a stable and inexpensive coil block without variations can be realized. Further, regarding the Y-axis direction, if the two coils are in the ring core, the inductor or the like is not affected.
次に、図3に、本発明の第2の実施例について説明する。なお、前記第1の実施例と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図3に示す第2の実施例のコイルブロックにおいて、前記第1の実施例と異なる点は、基板7を用いないことである。すなわち、外部回路の基板にコイル3a、3bを直にコア軸を平行に積み重ねて装着した後、リングコア2と金属ケース1を装着して、コイルブロックにしたものである。このように、本発明のコイルブロックはブロック基板等に個々の部品を簡単に組み立てることができる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
The coil block of the second embodiment shown in FIG. 3 is different from the first embodiment in that the
また、コイル3a、およびコイル3bをコア軸と平行に積み重ねたが、コイルの巻線端末と外部回路の接続位置を変える場合、図4に示すようにコイルの位置関係を水平に回転させて巻線端末位置をずらしてもよい。すなわち、図4(a)はコイル3bに対しコイル3aを45°回転させたものであり、図4(b)はコイル3bに対しコイル3aを90°回転させたものである。このようにコイル3aとコイル3bの位置関係を水平に回転させて外部回路との接続位置を変えることができる。 In addition, although the coils 3a and 3b are stacked in parallel with the core axis, when changing the connection position between the coil winding terminal and the external circuit, the coil positional relationship is rotated horizontally as shown in FIG. The line terminal position may be shifted. That is, FIG. 4 (a) is obtained by rotating the coil 3a by 45 ° with respect to the coil 3b, and FIG. 4 (b) is obtained by rotating the coil 3a by 90 ° with respect to the coil 3b. Thus, the positional relationship between the coil 3a and the coil 3b can be rotated horizontally to change the connection position with the external circuit.
さらに、図5に、本発明の第3の実施例について説明する。なお、前記実施例と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図5(a)は、ポットコアを用いた縦断面図である。図5(b)は縦横比の異なる丸みを帯びた角形ポットコアを用いた底面図である。
図5に示すように、第1、第2の実施例と異なる点は、リングコアの代わりにリングコアの上面を塞いだポットコア2pを用いた点であり、金属ケースを取り除いて部品点数を少なくしたことが特徴である。
FIG. 5 illustrates a third embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
FIG. 5A is a longitudinal sectional view using a pot core. FIG. 5B is a bottom view using rounded square pot cores having different aspect ratios.
As shown in FIG. 5, the difference from the first and second embodiments is that a pot core 2p in which the upper surface of the ring core is closed instead of the ring core is used, and the number of parts is reduced by removing the metal case. Is a feature.
図5(b)は、2つのコイルを巻線軸を平行に縦に積み重ねることにより、縦横比の異なる丸みを帯びた角形ポットコア2qを用いることにより、丸形状および正方形のものより、実装面積を少なくした実施例である。
このように、ポットコアを用いることで、リングコアと比較して、コイルから発生する漏れ磁束を少なくでき、結果として、このコイルブロックを用いている機器の性能を上げることができる。さらにまた、落下衝撃に強く、成型・加工が容易なため安価に入手できる。
このことにより、製品単価を安価にすることができると共に落下衝撃に強いコイルブロックができるメリットがある。
FIG. 5B shows that the mounting area is smaller than that of a round shape and a square shape by using two rounded square pot cores 2q with different aspect ratios by stacking two coils vertically in parallel with the winding axis. This is an example.
As described above, by using the pot core, the leakage magnetic flux generated from the coil can be reduced as compared with the ring core, and as a result, the performance of the device using this coil block can be improved. Furthermore, it is resistant to drop impact and can be obtained at low cost because it is easy to mold and process.
As a result, the product unit price can be reduced, and a coil block that is resistant to drop impact can be obtained.
以上説明したように、本発明のコイルブロックは、リングコアまたはポットコア内に複数のコイルを積み重ねて縦に配列した構造は、棒状コアの両端面とリングコアまたはポットコア内周面に形成される総合ギャップを十分に設けることで大きな磁気抵抗を作り、直流重畳特性を良くすることができる。また、また、各々コイルの磁束は、リングコアを巡回するため、コイル間の結合を極めて小さくできる。
また、コイルブロックの製造方法においても、X軸方向の位置精度を上げることなく容易に組み立てできることから、作業性のよい安価なコイルブロックを実現できる。さらにまた、金属ケースを被せることおよびポットコアを用いることにより、コイルの漏れ磁束を外部に流出することなく、また、外部からの漏れ磁束の影響を受けることが無い。
As described above, the coil block of the present invention has a structure in which a plurality of coils are stacked in a ring core or a pot core and arranged vertically, and the total gap formed between both end faces of the rod-shaped core and the inner peripheral surface of the ring core or pot core. When sufficiently provided, a large magnetic resistance can be created and the DC superposition characteristics can be improved. Moreover, since the magnetic flux of each coil circulates through the ring core, the coupling between the coils can be made extremely small.
Also, in the coil block manufacturing method, since it can be easily assembled without increasing the positional accuracy in the X-axis direction, an inexpensive coil block with good workability can be realized. Furthermore, by covering the metal case and using the pot core, the leakage flux of the coil does not flow out to the outside and is not affected by the leakage flux from the outside.
以上、本発明のコイルブロックの実施例を述べたが、これらの実施例に限られるものではない。例えば、本発明の実施例では2つのコイルを積み重ねて形成したが、2つに限られるものでなく必要に応じた複数のコイルを積み重ねて形成してもよい。また、棒状コアは断面が丸であったが、高さを低くしたい場合は楕円形状、又は平角形状でも良く、目的に合った形状とすればよい。さらに、リングコア、ポットコアおよび金属ケースを丸形状で説明したが四角形、多角形にして、方向性のある形状にしてもよい。さらにまた、2つのコイル間は互いに絶縁が確保できればよく、隙間でなく樹脂性の接着剤でもよく、薄板等用いてもよい。 As mentioned above, although the Example of the coil block of this invention was described, it is not restricted to these Examples. For example, in the embodiment of the present invention, two coils are stacked and formed. However, the number of coils is not limited to two, and a plurality of coils may be stacked as necessary. In addition, the rod-shaped core has a round cross section, but if it is desired to reduce the height, it may be oval or flat and may have a shape suitable for the purpose. Furthermore, although the ring core, the pot core, and the metal case have been described in a round shape, they may be rectangular or polygonal to have a directional shape. Furthermore, it is only necessary to ensure insulation between the two coils. Instead of a gap, a resinous adhesive may be used, or a thin plate or the like may be used.
1 金属ケース
2 リングコア
3a、3b コイル
4 棒状コア
5 巻線
7 基板
1
Claims (4)
複数のインダクタは、リングコアと、棒状コアに絶縁被膜導線で巻線を施したコイルを複数備え、該リングコア内に該棒状コアの両端面と該リングコア内壁面が対向するように複数の該コイルを縦に積み重ねて収納したことを特徴とするコイルブロック。 In a coil block containing multiple inductors used in a digital amplifier circuit,
The plurality of inductors include a ring core and a plurality of coils in which a rod-shaped core is wound with an insulating coating wire, and the plurality of coils are arranged in the ring core so that both end faces of the rod-shaped core and the inner wall surface of the ring core face each other. Coil block characterized by being stacked and stored vertically.
底面に開口部を設けた金属ケースと、該金属ケースの開口部から該コイルブロックを挿入したことを特徴とするコイルブロック。 The coil block according to claim 1, wherein
A metal case having an opening at the bottom, and the coil block inserted from the opening of the metal case.
複数のインダクタは、ポットコアと、棒状コアに絶縁被膜導線で巻線を施したコイルを複数備え、該リングコア内に該棒状コアの両端面と該ポットコア内壁面が対向するように複数の該コイルを縦に積み重ねて収納したことを特徴とするコイルブロック。 In a coil block containing multiple inductors used in a digital amplifier circuit,
The plurality of inductors includes a pot core and a plurality of coils in which a rod-shaped core is wound with an insulating coating wire, and the plurality of coils are arranged in the ring core so that both end surfaces of the rod-shaped core and the inner wall surface of the pot core face each other. Coil block characterized by being stacked and stored vertically.
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