JP2010141117A

JP2010141117A - フェライトコア

Info

Publication number: JP2010141117A
Application number: JP2008315795A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Goto; 祥正後藤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-06-24

Abstract

【課題】電源ケーブルや信号ケーブル等のケーブルを一度通すだけで、所望のインダクタンスを得ることができるフェライトコアを提供する。
【解決手段】フェライトコア１は、螺旋状の本体部２と帰還部９とで構成されている。螺旋状の本体部２は、４つの第１フェライト環３−１，３−３，３−５，３−７と３つ第２フェライト環３−２，３−４，３−６とを交互に並べて螺旋状に接合することで形成した。フェライト環３−１〜３−７の間は、絶縁膜３４，３５で絶縁した。また、帰還部９は、フェライト体９０に金属フレームを付けて形成した。そして、フェライト体９０の両端部９１，９２を本体部２の両端部に接合することで、閉磁路を形成するフェライトコア１を構成した。
【選択図】図２

Description

この発明は、電源ケーブルや信号ケーブル等のＥＭＩ（Electro Magnetic Interference：電磁波障害）対策を図ったフェライトコアに関するものである。

従来、この種のフェライトコアは、円筒形をしており、例えば、電源ケーブルのノイズを除去する場合には、電源ケーブルをこのフェライトコアの内孔に通して使用することにより、電源ケーブル内を流れるノイズ電流を抑制することができる。このノイズ抑制効果は、フェライトコアのインダクタンスが大きいほど高くなる。
このため、電源ケーブルをフェライトコアに複数回通し、フェライトコアのインダクタンスを実質的に大きくする手法をとるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−３５１８１８号公報

しかし、従来のフェライトコアでは、次のような問題がある。
すなわち、上記したように、フェライトコアのインダクタンスを上げるためには、電源ケーブルをフェライトコアに複数回通す必要がある。
このため、電源ケーブルが太い場合や曲げ難い場合には、フェライトコアの内径を大きくする必要がある。
したがって、従来のフェライトコアでは、所望のインダクタンスを得るためには、フェライトコアを大型化しなければならないという問題がある。

この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、ケーブルを一度通すだけで、所望のインダクタンスを得ることができるフェライトコアを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明に係るフェライトコアは、螺旋状の本体部と、両端部がこの本体部の両端部にそれぞれ連結されて、本体部の一方端部から他方端部に至る本体内部の磁束を、当該他方端部から一方端部に帰還させる帰還部とを備える構成とした。
かかる構成により、電源ケーブルや信号ケーブル等のケーブルをフェライトコアの本体部に通すと、ケーブルを流れる電流による磁束が、本体部の一方端部から本体部内部を通じて螺旋状に回転し、他方端部から帰還部を通じて本体部の一方端部に帰還する状態になる。つまり、閉磁路が本体部と帰還部とによって形成される。ここで、本体部の巻数がｎ（２以上の自然数）の場合には、本体部のインダクタンスは、１巻のインダクタンスのｎ^２倍となる。
例えば、本発明のフェライトコアの本体部の長さが、従来のフェライトコアの長さに等しく、従来のフェライトコアのインダクタンスがＬの場合には、本体部の１巻のインダクタンスはＬ／ｎである。したがって、本発明のフェライトコアのインダクタンスは、（Ｌ／ｎ）のｎ^２倍であり、ｎＬとなる。つまり、本発明のフェライトコアを用いることで、同じ長さの従来のフェライトコアのｎ倍のインダクタンスを得ることができる。この結果、従来のフェライトコアのように、ケーブルを曲げて本体部に複数回通すことなく、所望の大きなインダクタンスを得ることができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載のフェライトコアにおいて、本体部は、第１端部と第２端部とでなる両端部が所定の空隙を介して対向する複数のフェライト環を、フェライト環の中心線軸方向て並べ、前側のフェライト環の第２端部と後側のフェライト環の第１端部とを連結した構造を成し、帰還部は、１つのフェライト体の両端部を、本体部の両端部にそれぞれ連結した構造を成す構成とした。
かかる構成により、１つのフェライト環はＬ／ｎであり、ｎ個のフェライト環によって、ｎＬのインダクタンスを有したフェライトコアを形成することができる。

請求項３の発明は、請求項２に記載のフェライトコアにおいて、本体部は、第１端部と第２端部とが内径側と外径側にそれぞれ位置した状態で径方向で対向し、且つ前面が絶縁膜によって内径側の第１端部のみを露出させた状態で覆われた第１フェライト環と、第１端部と第２端部とが外径側と内径側にそれぞれ位置した状態で径方向で対向し、且つ前面が絶縁膜によって外径側の第１端部のみを露出させた状態で覆われた第２フェライト環とを複数有し、これら複数の第１及び第２フェライト環を、前側の第１又は第２フェライト環の第２端部と後側の第２又は第１フェライト環の第１端部とが一致するように交互に並べ、前側の第１又は第２フェライト環における第２端部の後面を後側の第２又は第１フェライト環の前面に露出した第１端部に接合した構造を成す構成とした。
かかる構成により、電源ケーブルや信号ケーブル等のケーブルを流れる電流による磁束は、前側の第１又は第２フェライト環の第１端部から当該第１又は第２フェライト環内を通って、第２端部に至り、この第２端部に接合された後側の第２又は第１フェライト環の第１端部に入力する。しかる後、後側の第２又は第１フェライト環を通って、第２端部に至る。磁束は、かかる回転を繰り返して、本体部の他方端部に至り、帰還部を通じて、本体部の一方端部に帰還される。

請求項４の発明は、請求項２に記載のフェライトコアにおいて、本体部は、第１端部と第２端部とが周方向で対向し、且つ前面は、絶縁膜によって第１端部のみを露出させた状態に覆われたフェライト環を複数有し、これら複数のフェライト環を、前側のフェライト環の第２端部と後側のフェライト環の第１端部とが一致するように並べ、前側のフェライト環における第２端部の後面を後側のフェライト環の前面に露出した第１端部に接合した構造を成す構成とした。
かかる構成により、ケーブルの流れる電流による磁束は、前側のフェライト環の第１端部から当該フェライト環内を通って、周方向で対向する第２端部に至り、この第２端部に接合された後側のフェライト環の第１端部に入力する。しかる後、後側のフェライト環を通って、当該後側のフェライト環の第２端部に至る。磁束は、かかる回転を繰り返して、本体部の他方端部に至り、帰還部を通じて、本体部の一方端部に帰還される。

請求項５の発明は、請求項４に記載のフェライトコアにおいて、各フェライト環の空隙は、フェライト環の前面側の開口と後面側の開口とが、周方向で所定距離だけずれるように形成されている構成とした。

以上詳しく説明したように、この発明のフェライトコアによれば、電源ケーブルや信号ケーブル等のケーブルを１回通すだけで、大きなインダクタンスを得ることができるので、所望のノイズ抑制効果を得ることができる。
特に、請求項２〜４の発明によれば、本体部が、複数のフェライト環を接合した構造になっているので、フェライトコアを容易且つ高精度で製造することができる。

以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係るフェライトコアを示す斜視図であり、図２は、図１に示すフェライトコアの分解斜視図である。
図１に示すように、この実施例のフェライトコア１は、螺旋状の本体部２と、両端部９１，９２がこの本体部２の両端部にそれぞれ連結された帰還部９とで構成されている。

本体部２は、図２に示すように、４つの第１フェライト環３−１，３−３，３−５，３−７と３つ第２フェライト環３−２，３−４，３−６とを交互に並べて接合した構造を成す。
図３は、並んだ７つのフェライト環３−１〜３−７を示す斜視図である。
図３に示すように、第１フェライト環３−１，３−３，３−５，３−７及び第２フェライト環３−２，３−４，３−６の双方共に、空隙Ｇを介して対向する第１端部３１，第２端部３２を有した環体であり、環の円周方向と垂直な方向の中心線Ｍに沿って交互に並べられている。また、第１フェライト環３−１，３−３，３−５，３−７の第２端部３２と第２フェライト環３−２，３−４，３−６の第１端部３１とが一致するように並べられている。

ここで、各第１フェライト環３−１（３−３，３−５，３−７）と各第２フェライト環３−２（３−４，３−６）とについて、具体的に説明する。
図４は、第１フェライト環の分解斜視図であり、図５は、第１フェライト環の前面図であり、図６は、第１フェライト環の後面図である。
図４に示すように、第１フェライト環３−１（３−３，３−５，３−７）の第１端部３１，第２端部３２は、環の内径側，外径側に位置し、空隙Ｇを介して径方向で対向している。
そして、この第１フェライト環３−１（３−３，３−５，３−７）の前面（図４の右側の面）には、絶縁膜３４が設けられている。絶縁膜３４は、第１フェライト環３−１（３−３，３−５，３−７）の前面とほぼ同形を成すが、第１端部３１に対応する部分のみが欠けている。
これにより、図５に示すように、第１フェライト環３−１（３−３，３−５，３−７）の前面は、絶縁膜３４に覆われ、内径側の第１端部３１のみが露出された状態になっている。
また、図６に示すように、第１フェライト環３−１（３−３，３−５，３−７）の後面は、絶縁膜３４によって覆われておらず、後面全体が露出している。

一方、第２フェライト環３−２（３−４，３−６）は、第１フェライト環３−１（３−３，３−５）の後側に位置する。
図７は、第２フェライト環の分解斜視図であり、図８は、第２フェライト環の前面図であり、図９は、第２フェライト環の後面図である。
図７に示すように、第２フェライト環３−２（３−４，３−６）の第１端部３１，第２端部３２は、環の外径側，内径側に位置し、空隙Ｇを介して径方向で対向している。
そして、この第２フェライト環３−２（３−４，３−６）の前面には、絶縁膜３５が設けられている。絶縁膜３５は、第２フェライト環３−２（３−４，３−６）の外径側の第１端部３１に対応する部分のみが欠けている。
これにより、図８に示すように、第２フェライト環３−２（３−４，３−６）の前面は、絶縁膜３５に覆われ、外径側の第１端部３１のみが露出された状態になっている。
また、図９に示すように、第２フェライト環３−２（３−４，３−６）の後面は、絶縁膜３５によって覆われておらず、後面全体が露出している。

図１０は、第１フェライト環３−１（３−３，３−５，３−７）と第２フェライト環３−２（３−４，３−６）との接合状態を説明するための断面図である。
図１０に示すように、第１フェライト環３−１（３−３，３−５，３−７）の後面では、第１端部３１と第２端部３２とが露出し、第２フェライト環３−２（３−４，３−６）の前面では、第１端部３１のみが露出している。そして、第１フェライト環３−１（３−３，３−５）における第２端部３２の後面と第２フェライト環３−２（３−４，３−６）の露出した第１端部３１の前面とが一致している。したがって、矢印で示すように、第１フェライト環３−１（３−３，３−５）と第２フェライト環３−２（３−４，３−６）とを当接し、第１フェライト環３−１（３−３，３−５）の第２端部３２の後面と第２フェライト環３−２（３−４，３−６）の第１端部３１の前面とを接合すると、この接合部分以外が、絶縁膜３５によって絶縁されるので、前側の第１フェライト環３−１（３−３，３−５）と後側の第２フェライト環３−２（３−４，３−６）とが、この接合部分を通じて電気的に連結された状態になる。
また、第２フェライト環３−２（３−４，３−６）の後面では、第１端部３１と第２端部３２とが露出し、第１フェライト環３−３（３−５，３−７）の前面では、第１端部３１のみが露出している。そして、第２フェライト環３−２（３−４，３−６）における第２端部３２の後面と第１フェライト環３−３（３−５，３−７）の露出した第１端部３１の前面とが一致している。したがって、矢印示すように、第２フェライト環３−２（３−４，３−６）と第１フェライト環３−３（３−５，３−７）とを当接し、第２フェライト環３−２（３−４，３−６）の第２端部３２の後面と第１フェライト環３−３（３−５，３−７）の第１端部３１の前面とを接合すると、この接合部分以外が、絶縁膜３４によって絶縁されるので、第２フェライト環３−２（３−４，３−６）と第１フェライト環３−３（３−５，３−７）とが、この接合部分を通じて電気的に連結された状態になる。
以上のように、第１フェライト環３−１，３−３，３−５，３−７と第２フェライト環３−２，３−４，３−６とが交互に連結されて、螺旋状の本体部２が形成されている。

帰還部９は、上記のような構造の本体部２内の磁束を帰還させるための部分であり、図１に示したように、両端部９１，９２がこの本体部２の両端部にそれぞれ連結されている。
図１１は、帰還部９と本体部２との接合状態を示す部分断面図である。
図１１に示すように、帰還部９は、１つのコ字状のフェライト体９０を金属フレーム９３に取り付けた構造を成す。帰還部９は、フェライト体９０の両端部を両端部９１，９２とし、端部９１が、本体部２の第１フェライト環３−１の露出した第１端部３１の前面に接合され、端部９２が第１フェライト環３−７の第２端部３２の後面に接合されている。
かかる構成により、本体部２の一方端部である第１フェライト環３−１の第１端部３１から他方端部である第１フェライト環３−７の第２端部３２に至る本体内部の磁束を、端部９２からフェライト体９０を通じて端部９１側に帰還させることができる。

次に、この実施例のフェライトコア１が示す作用及び効果について説明する。
図１２は、フェライトコア１の作用及び効果を説明するための側面図である。
フェライトコア１には、電源ケーブルや信号ケーブル等の各種のケーブルを通すことができるが、ここでは、図１２に示すように、電源ケーブル１００をフェライトコア１に通した場合に生じる作用及び効果について説明する。
電源ケーブル１００をフェライトコア１の本体部２に一度だけ通し、電流Ｉを電源ケーブル１００に通電すると、この電流Ｉによる磁束Φが発生する。
このとき、接合部分Ｐで示すように、第１フェライト環３−１（３−３，３−５）の第２端部３２と第２フェライト環３−２（３−４，３−６）の第１端部３１とが接合され、さらに、第２フェライト環３−２（３−４，３−６）の第２端部３２と第１フェライト環３−３（３−５，３−７）の第１端部３１とが接合されているので、磁束Φは、二点鎖線で示すように、本体部２内を螺旋状に通る。この磁束Φは、第１フェライト環３−７の第２端部３２と帰還部９の端部９２との接合部分Ｐからフェライト体９０内を通って、端部９１側に至り、第１フェライト環３−１の第１端部３１から本体部２内に入る。
すなわち、本体部２と帰還部９とによって、磁束Φに対する閉磁路が形成され、フェライトコア１のインダクタンスと電流Ｉの周波数に応じたインピーダンスがフェライトコア１に発生する。
ところで、電源ケーブル１００を従来の円筒状のフェライトコアに１回通した場合のインダクタンスをＬとし、この実施例のフェライトコア１の本体部２の長さと径がこの従来のフェライトコアと同じであるとすると、各フェライト環３−１（３−２〜３−７）のインダクタンスは、Ｌ／７である。
したがって、この実施例のフェライトコア１が螺旋状を成す磁気回路を形成することから、そのインダクタンスは、（Ｌ／７）の７^２倍であり、７Ｌとなる。
つまり、この実施例のフェライトコア１を用いることで、同じ長さの従来のフェライトコア１の７倍のインダクタンスを得ることができる。
この結果、高周波のノイズ電流Ｉが電源ケーブル１００に侵入した場合でも、フェライトコア１のインピーダンスが従来のものよりも７倍も大きくなるので、ノイズ電流Ｉを確実に阻止することができる。
このように、この実施例のフェライトコア１によれば、電源ケーブル１００を一度通すだけで、大きなインダクタンスを得ることができるので、所望のノイズ抑制効果を得ることができる。

なお、この実施例では、第１フェライト環３−１（３−３，３−５，３−７）と第２フェライト環３−２（３−４，３−６）とを別体のものとして、説明したが、第１フェライト環３−１（３−３，３−５，３−７）を前後逆にすることで、第２フェライト環３−２（３−４，３−６）を得ることできることは勿論である。

次に、この発明の第２実施例について説明する。
図１３は、この発明の第２実施例に係るフェライトコアを示す分解斜視図である。
この実施例のフェライトコア１′は、フェライト環の第１及び第２端部の位置が、上記第１実施例のフェライトコア１と異なる。
フェライトコア１′は、本体部２と帰還部９とで構成され、本体部２は、７つのフェライト環３−１′で形成されている。
各フェライト環３−１′の第１端部３１と第２端部３２とは、上記第１実施例の場合と異なり、空隙Ｇを介して環の周方向で対向している。
また、フェライト環３−１′の前面には、絶縁膜３４′が設けられている。絶縁膜３４′は、第１端部３１に対応する部分のみが欠けている。
これにより、フェライト環３−１′の前面は、絶縁膜３４′に覆われ、第１端部３１のみが露出された状態になっている。

図１４は、フェライト環の空隙を示すための断面図である。
図１４に示すように、フェライト環３−１′の空隙Ｇは、傾斜している。具体的には、空隙Ｇの前側の開口ｇ１と後側の開口ｇ２とが、フェライト環３−１′の周方向で距離ｄだけずれている。この距離ｄは、第１端部３１の幅ｗとほぼ等しくなるように設定されている。

図１５は、７つのフェライト環３−１′の接合状態を説明するための断面図である。
図１５に示すように、前側のフェライト環３−１′における後面では、第１端部３１と第２端部３２とが露出し、後側のフェライト環３−１′における前面では、第１端部３１のみが露出している。これらフェライト環３−１′を同じ向きに並べることで、空隙Ｇが傾斜していることから、前側のフェライト環３−１′の第２端部３２の後面と後側のフェライト環３−１′の露出した第１端部３１の前面とが一致する。したがって、矢印で示すように、前後のフェライト環３−１′を当接し、前側のフェライト環３−１′の第２端部３２の後面と後側のフェライト環３−１′の第１端部３１の前面とを接合すると、この接合部分以外が、絶縁膜３４′によって絶縁されるので、前後のフェライト環３−１′が、この接合部分を通じて電気的に連結された状態になる。
このように、７つのフェライト環３−１′を連結することで、螺旋状の本体部２を形成している。

かかる構成により、図１２に示した電源ケーブル１００を本体部２に通して、通電すると、電流による磁束Φが、本体部２内に螺旋状に生じ、帰還部９を介して本体部２側に戻される。したがって、ノイズ電流抑制効果は、上記第１実施例のフェライトコア１と同様である。しかし、同一形状のフェライト環３−１′を並べて接合するだけで、本体部２を形成することができる点で、２種類のフェライト環を接合して本体部２を形成しなければならない上記第１実施例のフェライトコア１に比べて、製造コスト面で優れているといえる。
その他の構成、作用及び効果は、上記第１実施例と同様であるので、その記載は省略する。

なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
上記第２実施例では、図１４に示したように、フェライト環３−１′の空隙Ｇの前側の開口ｇ１と後側の開口ｇ２とが、フェライト環３−１′の周方向でずれている例について説明した。しかし、図１６に示すように、フェライト環３−１′の空隙Ｇの前側の開口ｇ１と後側の開口ｇ２とが、同位置にあるフェライト環３−１′を用いても、上記実施例と同様の機能を有するフェライトコアを形成することができることは勿論である。かかる場合には、後側のフェライト環３−１′を中心に関して回転させて後側のフェライト環３−１′の第１端部３１と前側のフェライト環３−１′の第２端部３２とを一致させて、接合することで、本体部２を形成することができる。

この発明の第１実施例に係るフェライトコアを示す斜視図である。図１に示すフェライトコアの分解斜視図である。並んだ７つのフェライト環を示す斜視図である。第１フェライト環の分解斜視図である。第１フェライト環の前面図である。第１フェライト環の後面図である。第２フェライト環の分解斜視図である。第２フェライト環の前面図である。第２フェライト環の後面図である。第１フェライト環と第２フェライト環との接合状態を説明するための断面図である。帰還部と本体部との接合状態を示す部分断面図である。フェライトコアの作用及び効果を説明するための側面図である。この発明の第２実施例に係るフェライトコアを示す分解斜視図である。フェライト環の空隙を示すための断面図である。７つのフェライト環の接合状態を説明するための断面図である。第２実施例の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１…フェライトコア、２…本体部、３−１′…フェライト環、３−１，３−３，３−５，３−７…第１フェライト環、３−２，３−４，３−６…第２フェライト環、９…帰還部、３１…第１端部、３２…第２端部、３４，３４′，３５…絶縁膜、９０…フェライト体、９１，９２…端部、９３…金属フレーム、１００…電源ケーブル、ｄ…距離、Ｇ…空隙、ｇ１，ｇ２…開口、Ｉ…電流、Ｍ…中心線、Ｐ…接合部分、 Φ…磁束。

Claims

螺旋状の本体部と、
両端部が上記本体部の両端部にそれぞれ連結されて、上記本体部の一方端部から他方端部に至る本体内部の磁束を、当該他方端部から上記一方端部に帰還させる帰還部と
を備えることを特徴とするフェライトコア。
請求項１に記載のフェライトコアにおいて、
上記本体部は、第１端部と第２端部とでなる両端部が所定の空隙を介して対向する複数のフェライト環を、フェライト環の中心線軸方向に並べ、前側のフェライト環の第２端部と後側のフェライト環の第１端部とを連結した構造を成し、
上記帰還部は、１つのフェライト体の両端部を、上記本体部の上記両端部にそれぞれ連結した構造を成す、
ことを特徴とするフェライトコア。
請求項２に記載のフェライトコアにおいて、
上記本体部は、
上記第１端部と第２端部とが内径側と外径側にそれぞれ位置した状態で径方向で対向し、且つ前面が絶縁膜によって上記内径側の第１端部のみを露出させた状態で覆われた第１フェライト環と、上記第１端部と第２端部とが外径側と内径側にそれぞれ位置した状態で径方向で対向し、且つ前面が絶縁膜によって上記外径側の第１端部のみを露出させた状態で覆われた第２フェライト環とを複数有し、
これら複数の第１及び第２フェライト環を、前側の第１又は第２フェライト環の第２端部と後側の第２又は第１フェライト環の第１端部とが一致するように交互に並べ、前側の第１又は第２フェライト環における第２端部の後面を後側の第２又は第１フェライト環の前面に露出した第１端部に接合した構造を成す、
ことを特徴とするフェライトコア。
請求項２に記載のフェライトコアにおいて、
上記本体部は、
第１端部と第２端部とが周方向で対向し、且つ前面は、絶縁膜によって上記第１端部のみを露出させた状態に覆われたフェライト環を複数有し、
これら複数のフェライト環を、前側のフェライト環の第２端部と後側のフェライト環の第１端部とが一致するように並べ、前側のフェライト環における第２端部の後面を後側のフェライト環の前面に露出した第１端部に接合した構造を成す、
ことを特徴とするフェライトコア。
請求項４に記載のフェライトコアにおいて、
上記各フェライト環の空隙は、フェライト環の前面側の開口と後面側の開口とが、周方向で所定距離だけずれるように形成されている、
ことを特徴とするフェライトコア。