JP2005294358A - インダクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成によって、コモンモードのノイズ成分及びノーマルモードのノイズ成分を低減するとともに、比較的大きな電流を流すことが可能なインダクタを提供する。
【解決手段】 インダクタ１は、第１の磁心３、第２の磁心５、第１の巻線１１、及び第２の巻線１３を備える。第１の磁心３は、周方向に順に配置された第１の部分３ａ〜第４の部分３ｄを含み、閉磁路を構成する。第２の磁心５は、第１の磁心３との間に隙間をあけて設けられ、閉磁路を構成する。第１の巻線１１及び第２の巻線１３は、コモンモードノイズによって互いに同じ周方向に磁界を発生させる巻方向で第１の磁心３の第１の部分３ａ及び第３の部分３ｃにそれぞれ巻かれている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ノイズフィルタなどに用いられるインダクタに関するものである。

一般的に、電子機器等において電源や信号等に畳重されるノイズには、ノーマルモード（もしくはディファレンシャルモード）と呼ばれる成分と、コモンモードと呼ばれる成分とがある。通常、ノーマルモードコイルやコモンモードコイルといったそれぞれのノイズ成分に応じたフィルタ素子を回路に組み込むことによって、これらのノイズ成分を低減することができる。

特許文献１には、ノーマルモードのノイズ成分とコモンモードのノイズ成分とを同時に除去するためのノイズフィルタ用インダクタが開示されている。図８は、このノイズフィルタ用インダクタの構成を示す概略図である。図８を参照すると、ノイズフィルタ用インダクタ１００は、閉磁路を形成する第１の磁心１０１と、第１の磁心１０１に対して独立した閉磁路を形成する第２の磁心１０２とを備えている。そして、第１の磁心１０１には、コモンモードノイズを除去するような巻方向で巻線１０３が巻かれており、第２の磁心１０２には、ノーマルモードを除去するような巻き方向で巻線１０３が巻かれている。
特開平９−１４８１４４

しかしながら、特許文献１に開示されたノイズフィルタ用インダクタ１００は、次の問題点を含んでいる。すなわち、ノイズフィルタ用インダクタ１００では、巻線１０３に流れる信号電流または電源電流が大きくなると、第２の磁心１０２の磁化が飽和する。従って、このノイズフィルタ用インダクタ１００では、巻線１０３に流れる電流の許容値が小さく抑えられてしまう。また、特許文献１には、第２の磁心１０２にギャップを設け、磁化飽和しにくくする構成も開示されてはいるが、構造が複雑になり製造工程が増える。

本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、簡易な構成によって、コモンモードのノイズ成分及びノーマルモードのノイズ成分を低減するとともに、比較的大きな電流を流すことが可能なインダクタを提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明によるインダクタは、周方向に順に配置された第１ないし第４の部分を含み、閉磁路を構成する第１の磁心と、第１の磁心の内側あるいは外側に隙間をあけて設けられ、閉磁路を構成する第２の磁心と、コモンモードのノイズ電流によって互いに同じ周方向に磁界を発生させる巻方向で第１の磁心の第１及び第３の部分にそれぞれ巻かれ、第２の磁心には巻かれない第１及び第２の巻線と、を備えることを特徴とする。

上記したインダクタでは、第１及び第２の巻線にコモンモードのノイズ電流が流れると、第１及び第２の巻線は第１の磁心に同じ周方向の磁界を発生させる。この第１の磁心に生じた磁界によって、コモンモードのノイズ成分が低減される。また、上記したインダクタでは、第１の磁心の第１〜第４の部分のうち、第１及び第３の部分に第１及び第２の巻線がそれぞれ巻かれている。また、第１及び第２の巻線は、第２の磁心には巻かれていない。従って、第１及び第２の巻線にノーマルモードのノイズ電流が流れると、第１の巻線によって第１の部分に生じる磁界は、第１の部分に沿った第２の磁心との間に第２及び第４の部分を介して磁路を形成する。また、第２の巻線によって第３の部分に生じる磁界は、第３の部分に沿った第２の磁心との間に第２及び第４の部分を介して磁路を形成する。これらの磁路における磁界によって、ノーマルモードのノイズ成分が低減される。さらに、上記したインダクタでは、第１の磁心と第２の磁心との間の隙間があることによって、これらの磁路における飽和磁束密度が、図８に示した第２の磁心１０２よりも大きくなる。

従って、本発明に係るインダクタによれば、簡易な構成によって、コモンモードのノイズ成分及びノーマルモードのノイズ成分を低減するとともに、比較的大きな電流を流すことが可能となる。

また、インダクタは、第２の磁心が、第１の磁心の外側に設けられていることを特徴としてもよい。これによって、インダクタ外部からの磁気ノイズを防ぐことができる。

また、インダクタは、第１及び第２の巻線の少なくとも一部を覆い、接地して用いられる導電性部材をさらに備えることを特徴としてもよい。これによって、第１及び第２の巻線と導電性部材との間に容量成分が生じるので、ノイズ電流をさらに低減することができる。

また、インダクタは、導電性部材が強磁性を有しないことを特徴としてもよい。これによって、第１の磁心において生じた磁界が導電性部材によって乱されることを防止できる。

また、インダクタは、第２の部分と第２の磁心との第２の間隔、及び第４の部分と第２の磁心との第４の間隔のうち少なくとも一方が、第１の部分と第２の磁心との第１の間隔、及び第３の部分と第２の磁心との第３の間隔よりも狭いことを特徴としてもよい。これによって、第１及び第２の巻線にノーマルモードのノイズ電流が流れる際に、第１及び第２の巻線のそれぞれによって形成される２つの閉磁路の磁束密度を高め、ノーマルモードのノイズ成分をさらに低減することができる。

また、インダクタは、第２の磁心が円環状に形成され、第１の磁心が、第２及び第４の間隔が第１及び第３の間隔よりも狭い楕円環状に形成されていることを特徴としてもよい。これによって、第２及び第４の間隔が第１及び第３の間隔よりも狭い構成を簡易に実現できる。また、第１の磁心の第２の磁心に対する相対角度によらず、第２及び第４の部分と第２の磁心との間隔を狭くすることができる。従って、第１の磁心と第２の磁心との相対角度を調整する必要がなく、第２及び第４の間隔が第１及び第３の間隔よりも狭い構成を簡易な工程によって実現することができる。

また、インダクタは、第２の部分と第２の磁心との間、及び第４の部分と第２の磁心との間のうち少なくとも一方に設けられ、第１の磁心及び第２の磁心よりも飽和磁束密度が大きい磁性体をさらに備えることを特徴としてもよい。これによって、第１及び第２の巻線にノーマルモードのノイズ電流が流れる際に、第１及び第２の巻線のそれぞれによって形成される２つの閉磁路の磁束密度を高め、ノーマルモードのノイズ成分をさらに低減することができる。

本発明によるインダクタによれば、簡易な構成によって、コモンモードのノイズ成分及びノーマルモードのノイズ成分を低減するとともに、比較的大きな電流を流すことが可能となる。

以下、添付図面を参照しながら本発明によるインダクタの実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１の実施の形態）
図１（ａ）は、本発明によるインダクタの第１実施形態の構成を示す切欠平面図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したインダクタのＩ−Ｉ断面を示す断面図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照すると、インダクタ１は、第１の磁心３、第２の磁心５、蓋体７、第１の巻線１１、第２の巻線１３、及び基板１５を備えている。

第１の磁心３及び第２の磁心５は、円環状（円筒状を含む）といった形状を呈している。第１の磁心３及び第２の磁心５は、例えばフェライトといった磁性材料からなり、それぞれの内部に閉磁路を構成する。第１の磁心３は、周方向に順に配置された第１の部分３ａ、第２の部分３ｂ、第３の部分３ｃ、及び第４の部分３ｄを含んでいる。第２の磁心５は、第１の磁心３の外周（すなわち外側の側面３ｅ）に沿って配置されるとともに、第１の磁心３との間に隙間をあけて配置されている。

第１の巻線１１は、導電性のワイヤを含んでおり、第１の磁心３の第１の部分３ａに巻かれている。また、第２の巻線１３は、導電性のワイヤを含んでおり、第１の磁心３の第３の部分３ｃに巻かれている。第１の巻線１１及び第２の巻線１３は、これらの巻線に流れるコモンモードのノイズ電流によって、同じ周方向に磁界を発生させる巻方向でもって第１の磁心３に巻かれている。換言すれば、第１の巻線１１及び第２の巻線１３は、第１の磁心３を一定の周方向から見たときに、第１の巻線１１に流れる信号電流（または電源電流）の向きと、第２の巻線１３に流れる帰還電流の向きとが互いに逆になるように、第１の磁心３に巻かれている。第１の巻線１１及び第２の巻線１３は、第２の磁心５には巻かれていない。

蓋体７は、第１の磁心３、第２の磁心５、第１の巻線１１、及び第２の巻線１３を覆うための部材である。蓋体７は、導電性を有する材料を含んでおり、天板７ａ及び側板７ｂによって構成されている。天板７ａは、本実施形態における導電性部材であり、第１の巻線１１及び第２の巻線１３の一部を覆っている。具体的には、天板７ａは、第２の磁心５の外周とほぼ同径の円盤状を呈しており、第１の磁心３及び第２の磁心５の上面を覆うように設けられている。天板７ａは、インダクタ１が回路基板上に実装される際に、ＧＮＤパターンといった基準電位に接地されて用いられる。これによって、第１の巻線１１及び第２の巻線１３と天板７ａとの間に容量成分が生じることとなる。また、側板７ｂは、第２の磁心５の外側の側面５ａに沿った円筒状をしており、側面５ａを覆うように設けられている。側板７ｂの一端は、天板７ａの外周部分に固定されている。なお、天板７ａの材料としては、導電性を有すれば鉄といった強磁性体でもよいが、第１の巻線１１及び第２の巻線１３によるノイズ除去効果を妨げるような磁界が生じないように、銅やアルミといった導電性の常磁性体（または反磁性体）を主に含み強磁性を有さない（例えば、比透磁率が１．５以下の）材料からなることが好ましい。

基板１５は、第２の磁心５の外周よりも大きな径の円盤状であり、主面１５ａ及び裏面１５ｂを有する。基板１５は、第１の磁心３、第２の磁心５、蓋体７、第１の巻線１１、及び第２の巻線１３を主面１５ａ上に支持している。具体的には、第１の巻線１１の一端１１ａ及び他端１１ｂが、基板１５の主面１５ａから裏面１５ｂへ貫通するとともに基板１５に固定されている。また、図示しないが、第２の巻線１３の一端及び他端も第１の巻線１１と同様にして基板１５に固定されている。そして、基板１５がこのように第１の巻線１１の一端１１ａ及び他端１１ｂ並びに第２の巻線１３の一端及び他端を支持することによって、第１の巻線１１と、第２の巻線１３と、第１の巻線１１及び第２の巻線１３を巻かれた第１の磁心３とが主面１５ａ上に支持固定される。また、第２の磁心５は、基板１５の主面１５ａ上に載置される。また、蓋体７の側板７ｂは、天板７ａに固定された一端とは反対側の他端の一部が基板１５の主面１５ａから裏面１５ｂへ貫通しており、裏面１５ｂにおいて例えばはんだ等の接着剤１７によって固定される。

次に、上記構成を備えるインダクタ１の動作について、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照しながら説明する。図２（ａ）は、インダクタ１の第１の巻線１１及び第２の巻線１３にコモンモードのノイズ電流が流れたときの、第１の磁心３及び第２の磁心５に発生する磁界を示す図である。また、図２（ｂ）は、インダクタ１の第１の巻線１１及び第２の巻線１３にノーマルモードのノイズ電流が流れたときの、第１の磁心３及び第２の磁心５に発生する磁界を示す図である。

図２（ａ）に示すように、第１の巻線１１にコモンモードのノイズ電流が流れると、第１の磁心３内部に磁界Φ₁が生じる。磁界Φ₁は、第１の磁心３が構成する閉磁路に沿って、閉じた磁界を形成する。同様に、第２の巻線１３にコモンモードのノイズ電流が流れると、磁界Φ₁と同じ向きの磁界Φ₂が第１の磁心３内部に生じる。第１の磁心３内部に生じるこれらの磁界Φ₁及び磁界Φ₂によって、第１の巻線１１及び第２の巻線１３にコモンモードノイズに対するインピーダンスが発生し、第１の巻線１１及び第２の巻線１３を流れるコモンモードのノイズ成分が低減される。

また、第１の巻線１１にコモンモードのノイズ電流が流れると、該電流によって形成される磁界Φ₃が第２の磁心５内部に生じる。磁界Φ₃は、第２の磁心５が構成する閉磁路に沿って、閉じた磁界を形成する。同様に、第２の巻線１３にコモンモードのノイズ電流が流れると、磁界Φ₃と同じ向きの磁界Φ₄が第２の磁心５内部に生じる。なお、磁界Φ₃及び磁界Φ₄の磁束密度は、それぞれ磁界Φ₁及び磁界Φ₂の磁束密度よりも小さい。第２の磁心５内部に生じるこれらの磁界Φ₃及び磁界Φ₄によって、第１の巻線１１及び第２の巻線１３に生じるコモンモードノイズに対するインピーダンスがさらに強まり、第１の巻線１１及び第２の巻線１３を流れるコモンモードのノイズ成分がさらに低減される。

他方、図２（ｂ）に示すように、第１の巻線１１にノーマルモードのノイズ電流が流れると、第１の磁心３の第１の部分３ａ内に磁界Φ₅が生じる。これに対し、第２の巻線１３にノーマルモードのノイズ電流が流れると、磁界Φ₅とは逆向きの磁界Φ₆が第１の磁心３の第３の部分３ｃ内に生じる。磁界Φ₅及び磁界Φ₆は、第１の磁心３の第２の部分３ｂにおいて互いに衝突し、反発する。そして、磁界Φ₅及び磁界Φ₆は、第１の巻線１１及び第２の巻線１３が巻かれていない第２の磁心５へと流れる。磁界Φ₅及び磁界Φ₆は、第２の磁心５における第１の巻線１１に沿った部分、及び第２の巻線１３に沿った部分をそれぞれ通過し、再び互いに衝突、反発して第１の磁心３の第４の部分３ｄへと流れる。こうして、磁界Φ₅は、第１の磁心３の第１の部分３ａ、第２の部分３ｂ、第２の磁心５の第１の巻線１１に沿った部分、及び第１の磁心３の第４の部分３ｄを通過する閉磁路を構成する。同様に、磁界Φ₆は、第１の磁心３の第３の部分３ｃ、第２の部分３ｂ、第２の磁心５の第２の巻線１３に沿った部分、及び第１の磁心３の第４の部分３ｄを通過する閉磁路を構成する。そして、磁界Φ₅及び磁界Φ₆によって、第１の巻線１１及び第２の巻線１３にノーマルモードノイズに対するインピーダンスが発生し、第１の巻線１１及び第２の巻線１３を流れるノーマルモードのノイズ成分が低減される。

また、第１の巻線１１にノーマルモードのノイズ電流が流れると、該電流によって形成される磁界Φ₇が、第２の磁心５の第１の巻線１１に沿った部分に生じる。また、第２の巻線１３にノーマルモードのノイズ電流が流れると、磁界Φ₇とは逆向きの磁界Φ₈が、第２の磁心５の第２の巻線１３に沿った部分に生じる。なお、磁界Φ₇及び磁界Φ₈の磁束密度は、それぞれ磁界Φ₅及び磁界Φ₆の磁束密度よりも小さい。第２の磁心５内部に生じるこれらの磁界Φ₇及び磁界Φ₈によって、第１の巻線１１及び第２の巻線１３に生じるノーマルモードノイズに対するインピーダンスがさらに強まり、第１の巻線１１及び第２の巻線１３を流れるノーマルモードのノイズ成分がさらに低減される。

以上に説明した本実施形態によるインダクタ１は、次の効果を有する。すなわち、本実施形態のインダクタ１によれば、第１の巻線１１及び第２の巻線１３にコモンモードのノイズ電流が流れると、図２（ａ）に示した磁界Φ₁〜Φ₄が発生し、コモンモードのノイズ成分を効果的に低減することができる。また、第１の巻線１１及び第２の巻線１３にノーマルモードのノイズ電流が流れると、図２（ｂ）に示した磁界Φ₅〜Φ₈が発生し、ノーマルモードのノイズ成分を効果的に低減することができる。

また、インダクタ１では、第１の磁心３と第２の磁心５との間、特に第２の部分３ｂと第２の磁心５との間及び第４の部分３ｄと第２の磁心５との間に隙間が設けられている。この隙間によって、磁界Φ₅及び磁界Φ₆のそれぞれが形成する閉磁路の飽和磁束密度を高めることができる。また、この隙間は、第１の磁心３と第２の磁心５とを離して配置することによって容易に設けることができる。従って、本実施形態のインダクタ１によれば、例えば図８に示したノイズフィルタ用インダクタ１００と比較して、ノーマルモード電流に対して磁化飽和しにくくなり、より大きな電流を第１の巻線１１及び第２の巻線１３に流すことが可能なインダクタを簡易な構成によって実現できる。

また、本実施形態のように、第２の磁心５は、第１の磁心３の外周（外側面３ｅ）に沿って設けられていることが好ましい。これによって、インダクタ１外部からの磁気ノイズを防ぐことができる。

また、本実施形態のように、インダクタ１は、第１の巻線１１及び第２の巻線１３の一部を覆い、接地して用いられる導電性の天板７ａを備えることが好ましい。これによって、第１の巻線１１及び第２の巻線１３と天板７ａとの間に容量成分が生じるので、この容量成分（キャパシタンス）と第１の巻線１１及び第２の巻線１３のインダクタンスとによってＬＣフィルタが構成され、第１の巻線１１及び第２の巻線１３に流れるノイズ成分をさらに低減することができる。なお、天板７ａのような導電性の部材によって第１の巻線１１及び第２の巻線１３の全部を覆うことによっても、上記効果を好適に得ることができる。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明によるインダクタの第２実施形態の構成を示す平面図である。なお、図３においては、第１実施形態において説明した蓋体７及び基板１５を省略して図示している。

図３を参照すると、本実施形態によるインダクタ１ａは、第１の磁心３１、第２の磁心５１、第１の巻線２２、及び第２の巻線２３を備えている。

本実施形態では、第２の磁心５１は、第１実施形態の第２の磁心５と同様に円環状（円筒状を含む）といった形状を呈している。また、第１の磁心３１は、楕円環状（楕円の筒状を含む）といった形状を呈している。具体的には、第１の磁心３１の第２の部分３１ｂと第２の磁心５１との間隔（第２の間隔）ｄ₂、及び第４の部分３１ｄと第２の磁心５１との間隔（第４の間隔）ｄ₄が、第１の部分３１ａと第２の磁心５１との間隔（第１の間隔）ｄ₁、及び第３の部分３１ｃと第２の磁心５１との間隔（第３の間隔）ｄ₃よりも狭くなるように、第１の磁心３１が形成されている。このため、第１の磁心３１は、第２の部分３１ｂ及び第４の部分３１ｄが楕円の長軸上に位置するような楕円環状に形成されている。

ここで、第１の部分３１ａと第２の磁心５１との間隔ｄ₁は、第１の部分３１ａと第２の磁心５１との最大間隔としてもよいし、平均間隔としてもよい。間隔ｄ₂〜ｄ₄についても同様である。

第１の巻線２２は、第１の磁心３１の第１の部分３１ａに巻かれている。また、第２の巻線２３は、第１の磁心３１の第３の部分３１ｃに巻かれている。第１の巻線２２及び第２の巻線２３の巻方向は、それぞれ上記第１実施形態の第１の巻線１１及び第２の巻線１３と同様である。

本実施形態のインダクタ１ａによれば、間隔ｄ₂及びｄ₄を間隔ｄ₁及びｄ₃よりも狭くすることによって、第１の磁心３１の第２の部分３１ｂ及び第４の部分３１ｄと第２の磁心５１との磁気的結合を強めることができる。従って、第１の巻線２２及び第２の巻線２３にノーマルモードのノイズ電流が流れる際（図２（ｂ）参照）に、第１の巻線２２及び第２の巻線２３のそれぞれによって形成される２つの閉磁路の磁束密度を高め、ノーマルモードのノイズ成分をさらに低減することができる。

また、本実施形態のように、第２の磁心５１が円環状に形成され、第１の磁心３１が、間隔ｄ₂及びｄ₄を間隔ｄ₁及びｄ₃よりも狭くした楕円環状に形成されていることが好ましい。これによって、間隔ｄ₂及びｄ₄が間隔ｄ₁及びｄ₃よりも狭い構成を簡易に実現できる。また、第２の磁心５１を円環状とし、第１の磁心３１を楕円状とすることによって、第１の磁心３１の第２の磁心５１に対する相対角度によらず、第２の部分３１ｂ及び第４の部分３１ｄと第２の磁心５１との間隔ｄ₂及びｄ₄を狭くすることができる。従って、第１の磁心３１と第２の磁心５１との相対角度を調整する必要がなく、間隔ｄ₂及びｄ₄が間隔ｄ₁及びｄ₃よりも狭い構成を簡易な工程によって実現することができる。

なお、本実施形態では、間隔ｄ₂及びｄ₄の双方を間隔ｄ₁及びｄ₃よりも狭くしているが、間隔ｄ₂及びｄ₄のうちいずれか一方を間隔ｄ₁及びｄ₃よりも狭くすることによっても、本実施形態の効果を好適に得ることができる。

（第３の実施の形態）
図４は、本発明によるインダクタの第３実施形態の構成を示す平面図である。なお、図４においても第２実施形態と同様に、第１実施形態において説明した蓋体７及び基板１５を省略して図示している。

図４を参照すると、本実施形態によるインダクタ１ｂは、第１の磁心３３、第２の磁心５３、第１の巻線２４、第２の巻線２５、及び磁性体２１ａ及び２１ｂを備えている。

本実施形態では、第１の磁心３３及び第２の磁心５３は、それぞれ矩形の環状を呈している。具体的には、第１の磁心３３の第１の部分３３ａ、第２の部分３３ｂ、第３の部分３３ｃ、及び第４の部分３３ｄが、それぞれ矩形の環の一辺を構成している。また、第２の磁心５３の四辺は、それぞれ第１の磁心３３の第１の部分３３ａ、第２の部分３３ｂ、第３の部分３３ｃ、及び第４の部分３３ｄに沿って配置されている。

第１の巻線２４は、第１の磁心３３の第１の部分３３ａに巻かれている。また、第２の巻線２５は、第１の磁心３３の第３の部分３３ｃに巻かれている。第１の巻線２４及び第２の巻線２５の巻方向は、それぞれ上記第１実施形態の第１の巻線１１及び第２の巻線１３と同様である。

磁性体２１ａ及び２１ｂは、第１の磁心３３及び第２の磁心５３よりも飽和磁束密度が大きい磁性材料を含んでおり、それぞれ第２の部分３３ｂと第２の磁心５３との間、及び第４の部分３３ｄと第２の磁心５３との間に設けられている。磁性体２１ａ及び２１ｂは、第１の磁心３３及び第２の磁心５３と接していてもよく、離れていてもよい。

本実施形態のインダクタ１ｂによれば、第２の部分３３ｂと第２の磁心５３との間、及び第４の部分３３ｄと第２の磁心５３との間に磁性体２１ａ及び２１ｂを設けることによって、第２の部分３３ｂ及び第４の部分３３ｄと第２の磁心５１との磁気的結合を強めることができる。従って、第１の巻線２４及び第２の巻線２５にノーマルモードのノイズ電流が流れる際（図２（ｂ）参照）に、第１の巻線２４及び第２の巻線２５のそれぞれによって形成される２つの閉磁路の磁束密度を高め、ノーマルモードのノイズ成分をさらに低減することができる。

なお、本実施形態では第１の磁心３３及び第２の磁心５３を矩形の環状としている。このように、本発明による第１の磁心及び第２の磁心の形状としては、閉磁路を構成する様々な形状を適用することができる。また、本実施形態に限らず、第１の磁心及び第２の磁心が第１実施形態のような円環状である場合においても、第２の部分と第２の磁心との間、及び第４の部分と第２の磁心との間に磁性体を設けることによって、本実施形態の効果を好適に得ることができる。また、本実施形態では、第２の部分と第２の磁心との間、及び第４の部分と第２の磁心との間の双方に磁性体を設けているが、そのいずれか一方の間に磁性体を設けることによっても、本実施形態の効果を好適に得ることができる。

（第４の実施の形態）
図５は、本発明によるインダクタの第４実施形態の構成を示す平面図である。なお、図５においても第２実施形態と同様に、第１実施形態において説明した蓋体７及び基板１５を省略して図示している。

図５を参照すると、本実施形態によるインダクタ１ｃは、第１の磁心３５、第２の磁心５５、第１の巻線２６、及び第２の巻線２７を備えている。

本実施形態では、第１の磁心３５は、Ｕ字形の磁心３５ｅ及び３５ｆによって構成されている。磁心３５ｅ及び３５ｆは、その先端部分が互いに対向するように配置されている。また、磁心３５ｅと磁心３５ｆとの間には、ギャップ３５ｇ及び３５ｈが設けられている。ギャップ３５ｇは、第１の磁心３５の第２の部分３５ｂを分割するように設けられている。また、ギャップ３５ｈは、第１の磁心３５の第４の部分３５ｄを分割するように設けられている。第２の磁心５５も第１の磁心３５と同様に、先端部分が互いに対向するように配置されたＵ字形の磁心５５ａ及び５５ｂによって構成されている。磁心５５ａと磁心５５ｂとの間には、ギャップ５５ｃ及び５５ｄが設けられている。

第１の巻線２６は、第１の磁心３５の第１の部分３５ａに巻かれている。また、第２の巻線２７は、第１の磁心３５の第３の部分３５ｃに巻かれている。第１の巻線２６及び第２の巻線２７の巻方向は、それぞれ上記第１実施形態の第１の巻線１１及び第２の巻線１３と同様である。

本実施形態のインダクタ１ｃによれば、第１の磁心３５及び第２の磁心５５のそれぞれにギャップ３５ｇ及び３５ｈ並びにギャップ５５ｃ及び５５ｄを設けることによって、第１の磁心３５のギャップ３５ｇ及び３５ｈ付近から漏れた磁束が第２の磁心５５に移動しやすくなる。従って、第１の巻線２６及び第２の巻線２７にコモンモードのノイズ電流が流れる際（図２（ａ）参照）に、第１の巻線２６及び第２の巻線２７によって形成される磁界の飽和を防止し、コモンモードのノイズ成分をさらに低減することができる。

なお、本実施形態においてはギャップ３５ｇ及び３５ｈを第２の部分３５ｂ及び第４の部分３５ｄに設けているが、他の部分に設けてもよく、また幾つ設けてもよい。

次に、上記第１実施形態の実施例について説明する。本実施例では、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示したインダクタ１を次のようにして作成した。まず、第１の磁心３を、初透磁率μｉ＝７５００程度の磁性材料を用い、外径１４ｍｍ、内径８ｍｍ、高さ７ｍｍの円環状に形成した。また、第２の磁心５を、初透磁率μｉ＝７５００程度の磁性材料を用い、外径２８ｍｍ、内径１６ｍｍ、高さ９ｍｍの円環状に形成した。また、第１の巻線１１及び第２の巻線１３としては、直径４ｍｍの線路を用いた。また、蓋体７の天板７ａとして、鉄製の円板及び銅製の円板を用意した。そして、Agilent社の測定器（型式E7401A）を用いてこのインダクタ１の周波数−減衰特性を調べた。

図６は、本実施例における、インダクタ１のノーマルモードノイズに対する周波数−減衰特性を示すグラフである。ノーマルモードノイズに対する周波数−減衰特性については、天板７ａを備えない場合（図６のグラフＧ１）、鉄製の天板７ａを備える場合（図６のグラフＧ２）、銅製の天板７ａを備える場合（グラフＧ３）のそれぞれについて測定した。また、上記第１実施形態に対する比較例として、天板７ａ及び第２の磁心５を備えない場合（グラフＧ４）、鉄製の天板７ａを備え、第２の磁心５を備えない場合（グラフＧ５）、銅製の天板７ａを備え、第２の磁心５を備えない場合（グラフＧ６）のそれぞれについても、周波数−減衰特性を測定した。

図６のグラフＧ１〜Ｇ３に示されるように、第１実施形態に係る構成によれば、第２の磁心５を備えない場合（グラフＧ４〜Ｇ６）と比較して、ノーマルモードノイズに対する減衰係数が広い周波数帯域において低減されていることがわかる。また、第２の磁心５を備えない場合、銅製または鉄製の天板７ａを備えることによって減衰特性が劣化するが（グラフＧ５及びＧ６）、第２の磁心５を備えて図２（ｂ）に示したような磁界を形成することにより、天板７ａを備えることによる減衰特性の劣化を防ぐことができる（グラフＧ２及びＧ３）。

図７は、本実施例における、インダクタ１のコモンモードノイズに対する周波数−減衰特性を示すグラフである。コモンモードノイズに対する周波数−減衰特性については、上記ノーマルモードノイズの場合と同様に、天板７ａを備えない場合（図７のグラフＧ７）、鉄製の天板７ａを備える場合（図７のグラフＧ８）、銅製の天板７ａを備える場合（グラフＧ９）のそれぞれについて測定した。また、上記第１実施形態に対する比較例として、天板７ａ及び第２の磁心５を備えない場合（グラフＧ１０）、鉄製の天板７ａを備え、第２の磁心５を備えない場合（グラフＧ１１）、銅製の天板７ａを備え、第２の磁心５を備えない場合（グラフＧ１２）のそれぞれについても、周波数−減衰特性を測定した。

図７のグラフＧ７〜Ｇ９に示されるように、第１実施形態に係る構成によれば、第１の磁心３、第１の巻線１１、及び第２の巻線１３がコモンモードノイズフィルタの役割を果たし、第２の磁心５を備えない場合（グラフＧ４〜Ｇ６、通常のコモンモードチョークコイル）と同様に、広い周波数帯域においてコモンモードノイズが好適に低減されることがわかる。また、銅製または鉄製の天板７ａを備えることによってＬＣフィルタを構成し、特に減衰係数が低減される特定の周波数帯を実現することができる（グラフＧ８及びＧ９）。

本発明によるインダクタは、上記した各実施形態及び実施例に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記各実施形態では第２の磁心を第１の磁心の外側に配置しているが、第２の磁心を第１の磁心の内側に配置してもよい。

図１（ａ）は、本発明によるインダクタの第１実施形態の構成を示す切欠平面図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したインダクタのＩ−Ｉ断面を示す断面図である。 図２（ａ）は、インダクタの第１の巻線及び第２の巻線にコモンモードのノイズ電流が流れたときの、第１の磁心及び第２の磁心に発生する磁界を示す図である。また、図２（ｂ）は、インダクタの第１の巻線及び第２の巻線にノーマルモードのノイズ電流が流れたときの、第１の磁心及び第２の磁心に発生する磁界を示す図である。 図３は、本発明によるインダクタの第２実施形態の構成を示す平面図である。 図４は、本発明によるインダクタの第３実施形態の構成を示す平面図である。 図５は、本発明によるインダクタの第４実施形態の構成を示す平面図である。 図６は、実施例における、インダクタのノーマルモードノイズに対する周波数−減衰特性を示すグラフである。 図７は、実施例における、インダクタのコモンモードノイズに対する周波数−減衰特性を示すグラフである。 図８は、従来のノイズフィルタ用インダクタの構成を示す概略図である。

符号の説明

１，１ａ〜１ｃ…インダクタ、３，３１，３３，３５…第１の磁心、３ａ，３１ａ，３３ａ，３５ａ…第１の部分、３ｂ，３１ｂ，３３ｂ，３５ｂ…第２の部分、３ｃ，３１ｃ，３３ｃ，３５ｃ…第３の部分、３ｄ，３１ｄ，３３ｄ，３５ｄ…第４の部分、５，５１，５３，５５…第２の磁心、７…蓋体、７ａ…天板、７ｂ…側板、１１，２２，２４，２６…第１の巻線、１３，２３，２５，２７…第２の巻線、１５…基板、１７…接着剤、２１ａ，２１ｂ…磁性体。

Claims (7)

1. 周方向に順に配置された第１ないし第４の部分を含み、閉磁路を構成する第１の磁心と、
   前記第１の磁心の内側あるいは外側に隙間をあけて設けられ、閉磁路を構成する第２の磁心と、
   コモンモードのノイズ電流によって互いに同じ周方向に磁界を発生させる巻方向で前記第１の磁心の第１及び第３の部分にそれぞれ巻かれ、前記第２の磁心には巻かれない第１及び第２の巻線と、
   を備えることを特徴とする、インダクタ。
2. 前記第２の磁心が、前記第１の磁心の外側に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のインダクタ。
3. 前記第１及び第２の巻線の少なくとも一部を覆い、接地して用いられる導電性部材をさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のインダクタ。
4. 前記導電性部材が強磁性を有しないことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインダクタ。
5. 前記第２の部分と前記第２の磁心との第２の間隔、及び前記第４の部分と前記第２の磁心との第４の間隔のうち少なくとも一方が、前記第１の部分と前記第２の磁心との第１の間隔、及び前記第３の部分と前記第２の磁心との第３の間隔よりも狭いことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインダクタ。
6. 前記第２の磁心が円環状に形成され、前記第１の磁心が、前記第２及び第４の間隔が前記第１及び第３の間隔よりも狭い楕円環状に形成されていることを特徴とする、請求項５に記載のインダクタ。
7. 前記第２の部分と前記第２の磁心との間、及び前記第４の部分と前記第２の磁心との間のうち少なくとも一方に設けられ、前記第１の磁心及び前記第２の磁心よりも飽和磁束密度が大きい磁性体をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のインダクタ。

Images