JP2016100540A - choke coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源回路の昇圧、力率改善、電流平滑などを行う各種の回路の構成要素に用いられるチョークコイルに関する。 The present invention relates to a choke coil used for various circuit components that perform boosting, power factor correction, current smoothing, and the like of a power supply circuit.
電源回路の昇圧や力率改善などに用いられる回路部品に、巻線を巻回した巻回部を備えるコイルと、コイルが配置されて閉磁路を形成するコアとを備えるチョークコイルがある。チョークコイルでは、代表的には、E−E型コアやE−R型コアなどと呼ばれる一対の分割コア片を組み合わせたコアが利用される。特許文献1は、その他のコアとして、柱状の内コアと、この内コアを収納する矩形枠状の外コアとを組み合わせるコアを備えるチョークコイルを開示している。両コアはいずれも、絶縁被膜を備える軟磁性粉末を圧縮成形した圧粉磁心としている。
There is a choke coil that includes a coil having a winding portion around which a winding is wound and a core in which the coil is arranged to form a closed magnetic circuit, as circuit components used for boosting a power supply circuit, power factor improvement, and the like. A choke coil typically uses a core formed by combining a pair of split core pieces called an EE type core or an ER type core.
特許文献1は、コイルが巻回された芯体(巻胴)を有するボビンと、巻胴内に収納される柱状の内コアと、ボビンと内コアとを収納する矩形筒状の外コアと、コイルと設置対象との間に介在される放熱シートとを備えるチョークコイルを開示している。このチョークコイルは、外コアの矩形枠状の端面のうち、一方の端面を設置対象に載置される設置面とし、他方の端面(上端面)が開口されるように設置対象に取り付けられる。上記ボビンは、巻胴から延設されて、コイルの端面と外コアの内周面との間に介在される鍔部と、鍔部から巻胴の軸と平行方向に延設されて、外コアの上端面に係止される平板状の位置決め部とが一体成形された一体物である。外コアの上端面にボビンの位置決め部を係止することで、ボビンの巻胴が外コアに対して位置決めされる。その結果、巻胴の内外に支持された内コア及びコイルが外コアに対して位置決めされる。
上述のように矩形筒状の外コアの一端面を設置面とすると、コイルと設置対象との間の距離が、コアの成形誤差によってばらつくという問題がある。 As described above, when the one end surface of the rectangular cylindrical outer core is used as the installation surface, there is a problem that the distance between the coil and the installation target varies due to molding errors of the core.
上述のように外コアを圧粉磁心とすると、成形誤差が大きい場合がある。この成形誤差によって、外コアの高さ、即ち矩形枠状の一端面から他端面までの距離が変化する。このような外コアに対してコイルを位置決めすると、外コアの高さによってコイルの位置もばらつく。その結果、このような外コアを備えるチョークコイルを設置対象に載置すると、コイルと設置対象との間の距離にばらつきが生じる。ひいては、放熱性にばらつきが生じ得る。 If the outer core is a dust core as described above, there may be a large molding error. Due to this molding error, the height of the outer core, that is, the distance from one end surface to the other end surface of the rectangular frame shape changes. When the coil is positioned with respect to such an outer core, the position of the coil varies depending on the height of the outer core. As a result, when a choke coil having such an outer core is placed on the installation target, the distance between the coil and the installation target varies. As a result, the heat dissipation can vary.
上述の距離のばらつきを是正するために、例えば、厚さが異なる放熱シートを多数用意しておき、上記距離に応じて選択することが考えられる。しかし、この対策は適切な厚さの放熱シートを選択する時間の増大から、工業的量産性の低下を招く。また、コストの増大も招く。 In order to correct the above-described variation in distance, for example, it is conceivable to prepare a large number of heat-dissipating sheets having different thicknesses and select them according to the distance. However, this measure leads to a decrease in industrial mass productivity due to an increase in time for selecting a heat dissipation sheet having an appropriate thickness. In addition, the cost increases.
又は、ある程度厚い放熱層を用意しておき、放熱層を圧縮して、圧縮量によって上述の距離のばらつきを吸収することが考えられる。しかし、この対策は、圧縮量の調整を高精度に行う必要があり、調整時間の増大から、工業的量産性の低下を招く。 Alternatively, it is conceivable to prepare a heat dissipation layer that is thick to some extent, compress the heat dissipation layer, and absorb the above-described variation in distance depending on the amount of compression. However, this measure needs to adjust the amount of compression with high accuracy, resulting in a decrease in industrial mass productivity due to an increase in adjustment time.
そこで、コイルと設置対象との間の距離がコアの成形誤差の影響を受け難いチョークコイルを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a choke coil in which the distance between the coil and the installation target is hardly affected by the molding error of the core.
本発明の一態様に係るチョークコイルは、巻線を巻回してなる巻回部を有するコイルと、前記巻回部内に収納される柱状の内コアと、前記巻回部と前記内コアとの間に介在される筒状部を有するボビンと、前記筒状部の内外に支持された前記内コア及び前記巻回部を収納する直方体状の内部空間を有し、前記内コアと共に閉磁路を形成する筒状の外コアと、前記巻回部と設置対象との間に介在される放熱層とを備える。
前記ボビンは、前記筒状部の両開口部の周縁からそれぞれ延設されて、前記巻回部の端面と前記外コアの内周面との間に介在される一対の鍔状部と、各鍔状部の周縁から前記筒状部の軸方向に沿ってそれぞれ延設されて、前記外コアにおける前記設置対象に対向する設置側端面と前記設置対象との間に介在する台座部とを備える。
A choke coil according to an aspect of the present invention includes a coil having a winding portion formed by winding a winding, a columnar inner core housed in the winding portion, and the winding portion and the inner core. A bobbin having a cylindrical portion interposed therebetween, a rectangular parallelepiped internal space for accommodating the inner core and the winding portion supported inside and outside the cylindrical portion, and a closed magnetic path together with the inner core A cylindrical outer core to be formed; and a heat dissipation layer interposed between the winding portion and the installation target.
The bobbins are respectively extended from peripheral edges of both openings of the cylindrical portion, and a pair of hook-shaped portions interposed between an end surface of the winding portion and an inner peripheral surface of the outer core, and A pedestal that extends from the periphery of the bowl-shaped portion along the axial direction of the cylindrical portion and is interposed between the installation-side end surface of the outer core that faces the installation target and the installation target. .
上記のチョークコイルによれば、コイルと設置対象との間の距離がコアの成形誤差の影響を受け難い。 According to the choke coil described above, the distance between the coil and the installation target is not easily affected by the core forming error.
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
(1) 本発明の一態様に係るチョークコイルは、巻線を巻回してなる巻回部を有するコイルと、上記巻回部内に収納される柱状の内コアと、上記巻回部と上記内コアとの間に介在される筒状部を有するボビンと、上記筒状部の内外に支持された上記内コア及び上記巻回部を収納する直方体状の内部空間を有し、上記内コアと共に閉磁路を形成する筒状の外コアと、上記巻回部と設置対象との間に介在される放熱層とを備える。
上記ボビンは、上記筒状部の両開口部の周縁からそれぞれ延設されて、上記巻回部の端面と上記外コアの内周面との間に介在される一対の鍔状部と、各鍔状部の周縁から上記筒状部の軸方向に沿ってそれぞれ延設されて、上記外コアにおける上記設置対象に対向する設置側端面と上記設置対象との間に介在する台座部とを備える。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described.
(1) A choke coil according to an aspect of the present invention includes a coil having a winding part formed by winding a winding, a columnar inner core housed in the winding part, the winding part, and the inner part. A bobbin having a cylindrical portion interposed between the core, a rectangular parallelepiped internal space for accommodating the inner core and the winding portion supported inside and outside the cylindrical portion, and together with the inner core A cylindrical outer core that forms a closed magnetic path, and a heat dissipation layer interposed between the winding portion and the installation target are provided.
The bobbins are respectively extended from the peripheral edges of both openings of the cylindrical portion, and a pair of hook-shaped portions interposed between the end surface of the wound portion and the inner peripheral surface of the outer core, A pedestal portion that extends from the periphery of the bowl-shaped portion along the axial direction of the cylindrical portion and is interposed between the installation-side end surface of the outer core that faces the installation target and the installation target. .
上記のチョークコイルを設置対象に載置すると、外コアの設置側端面が設置対象に接触せず、ボビンの台座部が設置対象に支持される。台座部は、鍔状部を介して、巻回部を支持する筒状部に一体に成形されているため、台座部を設置対象に載置することによって設置対象に対して筒状部の位置が自動的に決めされ、ひいては設置対象に対して巻回部も位置決めされる。即ち、コイルの巻回部と設置対象との間の距離が台座部の厚さによって実質的に決定され、外コアの大きさに実質的に依存しない。ここで、ボビンは、樹脂などの電気絶縁材料を射出成形するなどして製造できる。射出成形などの成形法では成形誤差が小さく、例えば圧粉磁心の成形誤差の1/2以下、更に1/3以下、更には1/4以下程度にすることができる。一例として圧粉成形体の成形誤差は±0.3mm、最大で0.6mmのずれが生じ得るのに対して、樹脂の射出成型品の成形誤差は±0.1mm、更には±0.05mm程度とすることができる。このように成形誤差が非常に小さいボビンの一面、即ち台座部の一面を設置面として外コアをボビンで支持する上記のチョークコイルは、コアの成形誤差によらず、コイルと設置対象との間の距離がばらつき難く、安定している。そのため、上記のチョークコイルは、例えば、放熱層として薄いシートを利用した場合でも、巻回部と薄いシートからなる放熱層とが接触して、放熱性に優れる。 When the choke coil is placed on the installation target, the installation side end surface of the outer core does not contact the installation target, and the pedestal portion of the bobbin is supported by the installation target. Since the pedestal part is formed integrally with the cylindrical part that supports the winding part via the hook-shaped part, the position of the cylindrical part with respect to the installation target by placing the pedestal part on the installation target Is automatically determined, and the winding portion is also positioned with respect to the installation target. That is, the distance between the winding part of the coil and the installation target is substantially determined by the thickness of the pedestal part and does not substantially depend on the size of the outer core. Here, the bobbin can be manufactured by injection molding of an electrically insulating material such as resin. In a molding method such as injection molding, the molding error is small. For example, the molding error can be reduced to 1/2 or less, further 1/3 or less, and further 1/4 or less of the molding error of the dust core. As an example, the molding error of the green compact is ± 0.3 mm, and a maximum deviation of 0.6 mm may occur, whereas the molding error of the resin injection molded product is ± 0.1 mm, and further ± 0.05 mm. Can be about. As described above, the choke coil that supports the outer core with the bobbin with one surface of the bobbin having a very small forming error, that is, one surface of the pedestal portion, between the coil and the installation target regardless of the core forming error. The distance is difficult to vary and stable. Therefore, even when the choke coil uses a thin sheet as the heat dissipation layer, for example, the wound portion and the heat dissipation layer made of the thin sheet come into contact with each other and have excellent heat dissipation.
(2) 上記のチョークコイルの一例として、上記ボビンが上記台座部に延設されて、上記チョークコイルを上記設置対象に固定する固定部を備える形態が挙げられる。 (2) As an example of the choke coil, a form in which the bobbin is provided on the pedestal portion and includes a fixing portion that fixes the choke coil to the installation target.
上記形態は、チョークコイルを設置対象に載置して、ボルトなどの締結部材を固定部に締め付けることで、板バネ製の取付具(特許文献1の図8参照)などを別途用いることなく容易に設置できる。そのため、上記形態は、部品点数が少なく、設置作業性に優れる。 The above-described embodiment is easy without using a plate spring attachment (see FIG. 8 of Patent Document 1) or the like by placing the choke coil on the installation target and fastening a fastening member such as a bolt to the fixed portion. Can be installed. Therefore, the said form has few number of parts, and is excellent in installation workability | operativity.
(3) 上記のチョークコイルの一例として、上記放熱層が上記巻回部の端面と上記外コアの内周面とを跨いで配置される延長領域を有する形態が挙げられる。 (3) As an example of the choke coil, there is a form in which the heat dissipation layer has an extended region that is disposed across the end surface of the winding portion and the inner peripheral surface of the outer core.
上記形態は、外コアの設置側端面の一部が放熱層の延長領域に接触できるため、外コアを放熱経路にでき、放熱性により優れる。特に放熱層を、樹脂や非金属無機材料などの電気絶縁材料から構成されるものとすると、放熱層をコイルと設置対象との間の絶縁材として利用できる。この場合、放熱層の延長領域がコイルの端面と外コアの内周面との間を塞ぐように存在することでコイルから設置対象までの沿面距離を十分に長く確保でき、この間の沿面放電を防止して、絶縁性にも優れる。この形態では、台座部は、放熱層の延長領域と干渉しないように形状や大きさを調整して設けるとよい。例えば、延長領域を挟むように延長領域の両側に二つの台座部を備える形態などとすることができる。 In the above embodiment, since a part of the installation side end face of the outer core can contact the extended region of the heat dissipation layer, the outer core can be used as a heat dissipation path, and the heat dissipation is excellent. In particular, when the heat dissipation layer is made of an electrically insulating material such as a resin or a non-metallic inorganic material, the heat dissipation layer can be used as an insulating material between the coil and the installation target. In this case, since the extended region of the heat dissipation layer exists so as to block between the end face of the coil and the inner peripheral surface of the outer core, the creepage distance from the coil to the installation target can be secured sufficiently long, and the creeping discharge during this period can be prevented. Prevents and has excellent insulation. In this embodiment, the pedestal portion may be provided with its shape and size adjusted so as not to interfere with the extended region of the heat dissipation layer. For example, it can be set as the form provided with two base parts on both sides of an extension area | region so that an extension area | region may be pinched | interposed.
(4) 上記のチョークコイルの一例として、上記ボビンが上記台座部から立設されて上記鍔状部に対向配置され、上記鍔状部との間に上記外コアを挟む壁部を備える形態が挙げられる。 (4) As an example of the choke coil, a form in which the bobbin is erected from the pedestal portion, is disposed to face the flange-shaped portion, and includes a wall portion that sandwiches the outer core with the flange-shaped portion. Can be mentioned.
上記形態は、外コアを鍔状部と壁部とで挟むことで、ボビンに対する外コアの移動を規制して、外コアを精度よく位置決めできる上に、外コアをボビンで保持できる。従って、上記形態は、ボビンに支持されるコイル及び内コアと外コアとの位置精度に優れる。 In the above configuration, the outer core is sandwiched between the hook-shaped portion and the wall portion, thereby restricting the movement of the outer core with respect to the bobbin so that the outer core can be positioned with high accuracy and the outer core can be held with the bobbin. Therefore, the said form is excellent in the position accuracy of the coil supported by a bobbin, and an inner core and an outer core.
(5) 上記(4)で説明した上記壁部を備えるチョークコイルの一例として、上記壁部が上記筒状部の開口縁に対応した縁部を形成する切欠を備える形態が挙げられる。 (5) As an example of the choke coil provided with the wall described in (4) above, a form in which the wall is provided with a notch that forms an edge corresponding to the opening edge of the cylindrical portion can be cited.
上記形態は、壁部に切欠を備えることで壁部を有しながらも、巻回部を形成する巻回機の巻軸や、内コアをこの切欠を経て筒状部内に挿入できる。従って、上記形態は、コイルの形成作業性、チョークコイルの組立作業性にも優れる。 In the above embodiment, the wall portion is provided with a notch, but the winding shaft of the winding machine forming the winding portion and the inner core can be inserted into the cylindrical portion through the notch, while having the wall portion. Therefore, the said form is excellent also in the formation workability | operativity of a coil, and the assembly workability | operativity of a choke coil.
(6) 上記(4)又は上記(5)で説明した上記壁部を備えるチョークコイルの一例として、上記壁部は、その厚さが上記壁部の縁部から上記台座部側に向かって厚くなるように傾斜した導入部を備える形態が挙げられる。 (6) As an example of the choke coil including the wall portion described in (4) or (5) above, the wall portion is thicker from the edge portion of the wall portion toward the pedestal portion side. The form provided with the introductory part inclined so that may be mentioned.
上記形態は、壁部の縁部側領域に導入部を備えることで、鍔状部と壁部との間の距離が、縁部近傍で大きく広がっており、台座部側では小さく狭まっているといえる。従って、上記形態は、壁部を有しながらも、鍔状部と壁部との間に外コアを容易に挿入でき、組立作業性に優れる上に、外コアを強固に保持できる。 In the above-described embodiment, the introduction portion is provided in the edge side region of the wall portion, so that the distance between the bowl-shaped portion and the wall portion is widened in the vicinity of the edge portion, and is narrowed on the pedestal portion side. I can say that. Therefore, although the said form has a wall part, an outer core can be easily inserted between a bowl-shaped part and a wall part, and it is excellent in assembly workability | operativity, and can hold | maintain an outer core firmly.
(7) 上記(4)〜上記(6)で説明した上記壁部を備えるチョークコイルの一例として、上記鍔状部と上記壁部との間に、この間に介在する上記外コアを固定する樹脂部を備える形態が挙げられる。 (7) As an example of the choke coil including the wall portion described in (4) to (6) above, a resin that fixes the outer core interposed between the hook-shaped portion and the wall portion. The form provided with a part is mentioned.
上記形態は、樹脂部によって、鍔状部と壁部との間に外コアを強固に固定できる上に、この固定によってコイルと内コアと外コアとボビンとを一体物として取り扱える。従って、上記形態は、上述のように位置精度に優れる上に、長期に亘り、コイルと外コアとを所定の位置に維持し易い。また、上記形態は、製造過程で上述の一体物を取り扱い易く、組立作業性にも優れる。 In the above configuration, the outer core can be firmly fixed between the bowl-shaped portion and the wall portion by the resin portion, and the coil, the inner core, the outer core, and the bobbin can be handled as an integrated object by this fixing. Therefore, the above-mentioned form is excellent in positional accuracy as described above, and it is easy to maintain the coil and the outer core at a predetermined position for a long time. Moreover, the said form is easy to handle the said integrated object in a manufacture process, and is excellent also in assembly workability | operativity.
(8) 上記のチョークコイルの一例として、上記放熱層と上記設置対象との間に介在され、上記巻回部の端面と上記外コアの内周面とを跨いで配置される絶縁層を備える形態が挙げられる。 (8) As an example of the choke coil, an insulating layer that is interposed between the heat dissipation layer and the installation target and is disposed across the end surface of the winding part and the inner peripheral surface of the outer core is provided. A form is mentioned.
上記形態は、コイルと設置対象との間に絶縁層を備えるため、両者間の絶縁性に優れる。特に、上記形態では、巻回部の端面から外コアの内周面との間に跨って絶縁層が存在するため、放熱層が絶縁性に劣る場合であってもコイルから設置対象までの沿面距離を十分に長く確保して、この間の沿面放電を防止でき、絶縁性に優れる。 Since the said form is equipped with an insulating layer between a coil and installation object, it is excellent in the insulation between both. In particular, in the above embodiment, since there is an insulating layer straddling between the end surface of the winding part and the inner peripheral surface of the outer core, the creeping surface from the coil to the installation target even when the heat dissipation layer is inferior in insulation. A sufficiently long distance can be secured to prevent creeping discharge during this period, and the insulation is excellent.
[本発明の実施形態の詳細]
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態に係るチョークコイルの具体例を説明する。図中、同一名称物は、同一物を意味する。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, specific examples of choke coils according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. In the figure, the same name means the same thing.
[実施形態1]
図1〜図4を参照して、実施形態1のチョークコイル1Aを説明する。図1の上図は、チョークコイル1Aの下面が設置面となるように設置対象に載置された状態を例示する。以下の説明ではこの状態を設置状態として説明する。図1の下図は、この設置状態のチョークコイル1Aを設置面側から見た場合を示す。図3は、コイル2の軸方向に平行な断面で、チョークコイル1Aのうち、外コア4を切断した状態を示す。
[Embodiment 1]
The
・全体構成
実施形態1のチョークコイル1Aは、巻回部20を有するコイル2と、巻回部20内に収納される柱状の内コア3と、巻回部20を支持する筒状部50を有するボビン5Aと、内コア3と共に閉磁路を形成する筒状の外コア4と、巻回部20と設置対象100(図3)との間に介在される放熱層6Aとを備える。このチョークコイル1Aは、外コア4に備える一対の枠状の端面(上端面4u,下端面4d)のうち、一方の下端面4dを設置対象100に支持される設置側端面とし、他方の上端面4uが開口するように冷却ベースなどの設置対象100に載置され、ボルトやねじなどの締結部材(図示せず)によって固定された状態で使用される。このチョークコイル1Aは、外コア4が設置対象100に直接支持されず、ボビン5Aに支持される、詳しくは外コア4を設置対象100の載置面100f(図3)から浮かせた状態で支持するようにボビン5Aが成形されている点を特徴の一つとする。以下、要素ごとに詳細に説明する。
Overall Configuration
・・コイル
コイル2は、巻線2wを螺旋状に巻回してなる巻回部20と、巻回部20に連続し、コイル2に電力供給を行う電源などの外部装置が接続される引出部(巻線2wの端部を含む部分)とを備える。この例の巻回部20は、巻線2wを多層に巻回して形成されており、端面の輪郭形状が角部を丸めた直方体状となる角筒状である。巻回部20の形状は、適宜変更可能であり、例えば、円筒状や楕円筒状、レーストラック筒状などとすることができる。ボビン5Aの筒状部50に巻線2wを直接巻回する場合、巻回部20の形状は、筒状部50の外形(図2,図4)に倣う。従って、直接巻回する場合には、巻回部20が所望の形状となるように筒状部50の形状を選択するとよい。
.. Coil The
コイル2を構成する巻線2wは、導体線の外周に絶縁被覆を備える被覆線を好適に利用できる。導体線は、銅やアルミニウム、その合金といった導電性材料からなる丸線が好適に利用できる。ボビン5Aの筒状部50に容易に巻回可能だからである。絶縁被覆の構成材料は、エナメルと呼ばれるポリアミドイミドなどの樹脂が挙げられる。巻線2wには公知のコイル用巻線を利用できる。この例の巻線2wは、被覆丸線である。
As the winding 2w constituting the
その他、巻線2wを被覆平角線とし、巻回部20をエッジワイズコイルなどとすることができる。この場合、ボビン5Aを巻回部20の軸方向に分割可能な半割れ片などとすると、別途、作製したエッジワイズコイルをボビン5Aに容易に組み付けられる。半割れ片は係合部などを有して一体化可能な構成とすると、各半割れ片に設けられた台座部52a,52b(後述)の位置ずれを抑制できる上に、ボビン5Aの剛性を高められる。
In addition, the winding 2w can be a covered rectangular wire, and the winding
コイル2の引出部の引き出し方向は特に限定されない。この例の引出部は、図1に示すように上方に引き出されている。即ち、この引出部は、コイル2の巻回部20の軸方向に直交し、かつ設置状態において設置対象100の載置面100fに直交する方向に引き出されている。
The drawing direction of the drawing part of the
・コア
・・内コア
内コア3は、軟磁性材料を主体とする柱状体である。内コア3の両端面はそれぞれ、外コア4の内周面4iのうち、対向する二平面に対向して配置されて、外コア4と共に閉磁路を形成する。内コア3の外周面はボビン5Aの筒状部50に覆われ、更に筒状部50を介して巻回部20に覆われる。内コア3の形状は適宜選択できる。例えば、円柱状、楕円柱状、角柱状などが挙げられる。この例の内コア3は、図4に示すように、端面の輪郭形状が角部を丸めた長方形となる直方体状の部材である。
-Core-Inner core The
・・外コア
外コア4は、軟磁性材料を主体とする筒状体であり、図4に示すように、一方の枠状の端面(上端面4u)から他方の枠状の端面(下端面4d、図1,後述する図5)に貫通する内部空間を有し、この内部空間が直方体状に形成された部材である。外コア4は、この直方体状の内部空間を、ボビン5Aの筒状部50内に支持された内コア3、及び筒状部50外に支持されたコイル2の巻回部20の収納空間とする。
..Outer core The
外コア4の内周面4iは、枠状に配置される四つの矩形状の平面を備える。このような内周面4iに対して外コア4の外周面の形状は、所定の磁路を形成できれば特に限定されない。即ち、外コア4の内周面4iと外周面とは相似形状だけでなく、非相似形状とすることができる。この例では、外コア4の内周面4iと外周面とは相似形状、即ち外周面も四つの矩形状の平面を有する直方体状の角筒面に形成されて、外コア4は、四角筒状の部材になっている。両端面4u,4dも、平面で構成されている。チョークコイル1Aが設置状態にあるとき、一方の下端面4dは設置対象100の載置面100fによって塞がれた状態となり、他方の上端面4uは開口した状態となる。
The inner
・・構成材料
内コア3及び外コア4はいずれも、軟磁性粉末を圧縮成形した圧粉成形体を好適に利用できる。軟磁性粉末は、鉄などの鉄属金属や、鉄族金属元素をベースとする合金、例えばFe−Si系合金、Fe−Si−Al系合金などの金属粉末が好適に利用できる。軟磁性粉末が、その粉末粒子の表面にリン酸塩やシリコーン樹脂などの絶縁被覆を備える被覆粉末であれば、絶縁被覆の存在によって、圧粉成形体の渦電流損を低減して、低損失なコアとすることができる。この例では、内コア3は角部を丸めた直方体状の圧粉成形体、外コア4は角部を丸めた四角筒状の圧粉成形体である。即ち、チョークコイル1Aは、圧粉成形体からなるコア片を二つ備える。
.. Constituent material Both the
その他、内コア3と外コア4との間にギャップ(図示せず)を備えたり、内コア3を複数のコア片を含む組物とし、隣り合うコア片間にギャップを備えたりすることができる。ギャップにはエアギャップの他、コア片よりも透磁率が低い材料、例えばアルミナなどの非磁性材の板材などを利用できる。この例では、ボビン5Aの鍔状部51a,51b(後述)の厚さなどを調整して、内コア3と外コア4との間にエアギャップを備える。
In addition, a gap (not shown) may be provided between the
その他のコア片の構成材料として、軟磁性粉末と樹脂とを含む原料を射出成形や注型成形などした複合材料が挙げられる。圧粉成形体と複合材料とを組み合わせたり、軟磁性材料の磁性成分の割合を異ならせたりして、内コア3の磁気特性(比透磁率や飽和磁束密度など)と外コア4の磁気特性とを異ならせたコア片を利用できる。この場合、磁気特性などの性能が向上する場合がある。
As another constituent material of the core piece, there is a composite material obtained by injection molding or cast molding of a raw material containing soft magnetic powder and resin. The magnetic properties of the inner core 3 (relative magnetic permeability, saturation magnetic flux density, etc.) and the magnetic properties of the
・ボビン
・・全体構成
ボビン5Aは、コイル2の巻回部20を支持すると共に、巻回部20の内周面と内コア3の外周面との間に介在されて、両者間を絶縁することを機能の一つとする。また、ボビン5Aは、巻回部20の端面と外コア4の内周面4iとの間に介在されて、両者間を絶縁することを機能の一つとする。これらの目的から、ボビン5Aは、後述する樹脂などの電気絶縁材料から構成されると共に、所定の形状に成形されている。
-Bobbin-Overall configuration The
ボビン5Aは、コイル2の巻回部20と内コア3との間に介在される筒状部50と、筒状部50の両開口部の周縁からそれぞれ延設され、巻回部20と外コア4との間に介在される一対の鍔状部51a,51bとを備える(特に図2,図4)。
The bobbin 5 </ b> A extends from the
チョークコイル1Aに備えるボビン5Aは、外コア4を支持すると共に、筒状部50に支持されたコイル2の巻回部20と設置対象100との距離D(図3)を決定することを機能の一つとする。この目的から、ボビン5Aは、各鍔状部51a,51bの周縁からそれぞれ延設されて、外コア4における設置対象100の載置面100fに対向する設置側端面(下端面4d)と載置面100fとの間に介在する台座部52a,52bを備える。
The
更に、この例のボビン5Aは、チョークコイル1Aを設置対象100に固定する固定部53a,53bを備えると共に、鍔状部51a(51b)との間で外コア4を挟む壁部54a(54b)も備える。このボビン5Aは、筒状部50を中心として、その軸方向の一端側に鍔状部51a、台座部52a、固定部53a、及び壁部54aを、その軸方向の他端側に鍔状部51b、台座部52b、固定部53b、壁部54bを概ね対称的に備える一体成形物である。以下、ボビン5Aの要素ごとに説明する。
Further, the
・・筒状部
筒状部50はその内部空間を内コア3の収納空間とし、筒状部50の外周面をコイル2の巻回部20の配置領域とする(図4)。この例の筒状部50は、巻回部20の最外周面が外コア4の設置側端面(下端面4d)から若干突出するように巻回部20を支持する(図3)。この例の筒状部50は、輪郭形状が角部を丸めた直方体状となる筒体であり、コイルの項で述べたように形状は適宜選択できる。接着剤などを利用して、筒状部50に挿入した内コア3を固定することができる。
..Cylindrical part The
・・鍔状部
この例の鍔状部51a,51bはいずれも、図1に示すように外コア4の内周面4iのうち、対向する矩形状の平面に対応した大きさを有する矩形状の平板であり、図2,図4に示すように中央部に筒状部50の開口部を備える。鍔状部51a,51bはいずれも、コイル2の巻回部20の端面がつくる輪郭よりも十分に大きな外形を有しており、巻回部20の端面を十分に覆うことができる(特に図4の鍔状部51a参照)。その他、鍔状部51a,51bは、巻回部20の端面形状と同様な形状、大きさとすることができる。但し、この場合でも台座部52a,52bとの接続領域を備えるものとする。
.. Wedge-shaped portion Both of the hook-shaped
この例では、矩形状の鍔状部51a,51bにおける四辺の周縁のうち、設置対象100側の一辺を台座部52a,52bの接続縁とし、残り三辺の周縁はいずれも角丸めを行ったり(図2の鍔状部51aの三辺の周縁参照)、平面取りを行ったり(図4の鍔状部51bの上周縁参照)、段差形状としたりしている(図4の鍔状部51bの左右の周縁参照)。鍔状部51a,51bの周縁をこのような異形状とすると、直交する平面を組み合わせて構成される場合に比較してコイル2の端面から外コア4の内周面4iまでの沿面距離を長くでき、この間の沿面放電を防止できて絶縁性に優れる。その他、鍔状部51a,51bのうち、コイル2の巻回部20に接する内側面は、巻回部20の端面に沿った螺旋状の凹みを設けることができる。
In this example, among the four sides of the rectangular bowl-shaped
・・台座部
台座部52a,52bは、外コア4と設置対象100との間に介在して、外コア4を載置面100fから離間して支持する。この例の台座部52a,52bは、筒状部50の軸方向に沿って延設された長方形状の平板である(図1の下図)。即ち、鍔状部51a(51b)と台座部52a(52b)とが、L字状に連結されている(図3)。台座部52a,52bの一面は、設置対象100の載置面100fに支持される設置面52dであり(図1の下図,図3)、対向する他面は、外コア4の設置側端面(下端面4d)を支持する支持面52uである(図2,図3)。この例では、両面52u,52dをいずれも平面としているため、ボビン5Aは設置対象100によって、外コア4はボビン5によって安定して支持される。
.. Pedestal portion The
ここで、台座部52a,52bにおいて筒状部50の軸方向に沿った大きさを長さとし、長さ方向と直交する方向(ここでは鍔状部51a,51bの接続縁の長手方向に沿った方向)の大きさを幅とする。この例の台座部52a,52bの長さは、外コア4の設置側端面(下端面4d)の厚さ以上である(図3)。台座部52a,52bの幅は、鍔状部51a,51bの幅と実質的に同じである(台座部52aについては図2の破線、台座部52bについては図4の破線参照)。
Here, in the
台座部52a,52bの形状、大きさ(長さ、幅)は適宜変更できる。
1. 例えば、台座部を長方形以外の任意の形状の平板とすることができる。
2. 例えば、台座部の長さを外コア4の設置側端面(下端面4d)の厚さよりも小さくすることができる。
3. 例えば、台座部の幅を鍔状部51a,51bの幅よりも短くすることも、長くすることもできる。
4. 例えば、一つの鍔状部に延設される台座部を連続した一つの平板とするのではなく、幅が短い複数の台座部を離間して並列することができる。
5. 例えば、ボビン5Aの支持面52uを一様な平面ではなく、凹部(図示せず)を設けて凹凸形状とし、凹部に外コア4の固定材を充填することができる。この場合、外コア4とボビン5Aとを強固に固定できる。固定材は、後述する実施形態3の樹脂部7の構成材料を利用できる。
The shape and size (length, width) of the
1. For example, the pedestal portion can be a flat plate having an arbitrary shape other than a rectangle.
2. For example, the length of the pedestal portion can be made smaller than the thickness of the installation side end surface (
3. For example, the width of the pedestal portion can be made shorter or longer than the width of the bowl-shaped
4). For example, a plurality of pedestal portions having a short width can be separated and arranged in parallel, instead of using a single flat plate as a pedestal portion extending in one bowl-shaped portion.
5. For example, the
台座部52a,52bの厚さは、コイル2の巻回部20と設置対象100との距離D(図3)を決定する要素の一つである。台座部52a,52bの厚さは、上述の巻回部20における外コア4の設置側端面(下端面4d)から突出する部分の突出高さと放熱層6Aの厚さとの合計になる。台座部52a,52bの厚さが厚過ぎると、放熱層6Aを厚くする必要があり、チョークコイル1Aの大型化を招き、薄過ぎると、巻回部20と設置対象100との絶縁距離が不十分になり得る。ここで、放熱層6Aがある程度圧縮可能な弾性変形能を有するものを利用する場合、放熱層6Aの厚さや圧縮量によって、距離Dをある程度調整できる。そこで、台座部52a,52bの厚さは、上述のように厚過ぎたり薄過ぎたりしない範囲で放熱層6Aの厚さや圧縮量などに応じて選択するとよい。台座部52a,52bの厚さは、例えば、1mm以上3mm以下程度が挙げられる。上述の巻回部20の突出部分が放熱層6Aに埋設される場合には、台座部52a,52bの厚さは、実質的に放熱層6Aの厚さになり、図3はこの状態を示す。
The thickness of the
・・固定部
固定部53a,53bはそれぞれ、各台座部52a,52bに延設されている。この例の固定部53a,53bは、台座部52a,52bの縁部における幅方向の中央部分から突出する突片であり、矩形平板状である(図1)。突片の中央に、チョークコイル1Aを設置対象100に固定するボルトやねじなどの締結部材が挿通される貫通孔5hを一つ備える。貫通孔5hは、固定部53a,53bを構成する樹脂などで一体成形可能であるが、この例では金属筒によって形成している。金属筒の端面を上記締結部材の締付力の受圧面とすると、金属は樹脂などよりも強度に優れるため、締結時に割れ難く、経年の締付力の低下も抑制できるからである。金属筒は、インサート成形などを行うことで固定部53a,53bを構成する樹脂などに容易に一体化できる。
.. Fixing part The fixing
固定部53a,53bの個数、形状、形成位置などは適宜変更できる。例えば、台座部52a,52bの長さ方向の両端側にそれぞれ固定部を備えることができる。即ち一つの台座部に対して二つの固定部を備える、更にそれ以上の固定部を備えることができる。固定部が多い場合(例えば合計四つ)には、設置対象100との固定強度を高められたり、位置ずれを生じ難くしたりできる。固定部が少ない場合(例えばこの例のように二つ)には、締付工程が少なく、設置作業性に優れる。
The number, shape, formation position, and the like of the fixing
・・壁部
壁部54a,54bはそれぞれ、各台座部52a,52bの支持面52u,52uから立設されて、各鍔状部51a,51bに対向配置されている(図3)。並列する鍔状部51aと壁部54aとの間、鍔状部51bと壁部54bとの間にそれぞれ外コア4が嵌め込まれて、外コア4を位置決めすると共に挟持する。この目的から、鍔状部51aと壁部54aとの間隔、鍔状部51bと壁部54bとの間隔はいずれも、外コア4の厚さに実質的に等しい。
..Wall portion The
この例の壁部54a,54bはいずれも、台座部52a,52bの全幅に亘って設けられ、鍔状部51a,51bに並列される平板である。特にこの例では、一方の台座部52aに立設される壁部54aを矩形状の平板とし、その立設高さを、鍔状部51aにおける筒状部50の下縁よりも高くしている(図2,図3)。そのため、筒状部50の一方の開口部の一部は、壁部54aによって覆われる(図1,図2)。他方の台座部52bに立設される壁部54bは、U字状の平板、換言すれば矩形状の平板における幅方向の中央部分を切り欠いた平板としている(図4)。この壁部54bは、筒状部50の開口縁に対応した縁部を形成する切欠(軸用切欠540)を備える。軸用切欠540を有する壁部54bは、その最大立設高さが鍔状部51bにおける筒状部50の下縁よりも高く、最小立設高さが同筒状部50の下縁と同程度となっている。そのため、軸用切欠540を介して、筒状部50に内コア3や巻線2wの巻回を行う巻回機の巻軸(図示せず)などを容易に挿入できる。かつ、壁部54a,54bの(最大)立設高さを十分に大きくすることで、外コア4を良好に挟持できる。
Each of the
この例の壁部54a,54bはいずれも、その縁部側領域の厚さと、台座部52a,52bとの接続側領域の厚さとが異なっている。詳しくは、壁部54a,54bの縁部側領域はいずれも、その厚さが縁部から台座部52a,52bとの接続側に向かって厚くなるように傾斜した導入部542,542を備える(図3)。導入部542を備えることで、鍔状部51aと壁部54aとの間隔、及び鍔状部51bと壁部54bとの間隔は、壁部の高さ方向(図3では上下方向、コイル2の巻回部20に直交する方向)に一様ではなく、縁部側に向かって広がっており、外コア4の厚さよりも広くなっている(図3)。そのため、導入部542によって外コア4を容易に挿入できながら、間隔が狭い接続側領域によって外コア4を位置決め及び保持できる。
As for
壁部54a,54bの個数、形状、形成位置、大きさ(長さ、立設高さ、厚さなど)などは適宜変更できる。例えば、以下の変更が挙げられる。
1. 例えば、壁部54a,54bのうち、一方の壁部を省略することができる。この場合、一つの壁部とこの壁部に並列する鍔状部との間隔を外コア4の厚さに実質的に等しくすることで、外コア4の位置決めを精度よく行える上に、保持を強固に行える。
2. 例えば、壁部54a,54bのうち、少なくとも一方の壁部の幅を、台座部52a,52bの幅よりも短くできる。この場合、複数の壁部が離間して並列して設けられた形態などとすると、外コア4を強固に保持できる。
3. 例えば、壁部54a,54bのうち、少なくとも一方の壁部の高さを鍔状部51a,51bにおける筒状部50の下縁よりも低くすることができる。この場合、内コア3や上述の巻回機の巻軸を筒状部50に挿入する際に内コア3や巻軸と壁部とが干渉せず、内コア3や巻軸の挿入性に優れながら、壁部と鍔状部との間で外コア4を位置決め及び保持できる。
4. 例えば、壁部と鍔状部との間隔を外コア4の厚さよりも十分に広くすることができる。この場合、外コア4の挿入性に優れる。壁部と鍔状部と外コア4との間に生じる隙間には、後述する実施形態3で説明する樹脂部7を設けることができる。
5. 例えば、壁部54a,54bのうち、少なくとも一方の壁部が導入部542を備えておらず、一様な厚さとすることができる。この場合に、例えば、導入部542を備えていない壁部の厚さを薄くして弾性をある程度有するようにし、外コア4の挿入時に壁部の縁部側を反らせて、鍔状部と壁部との間隔を広げると、外コア4を挿入し易くできる。反らせた壁部は自身の弾性によって戻ることができる。
The number, shape, formation position, size (length, standing height, thickness, etc.) of the
1. For example, one of the
2. For example, the width of at least one of the
3. For example, the height of at least one of the
4). For example, the interval between the wall portion and the bowl-shaped portion can be made sufficiently wider than the thickness of the
5. For example, at least one wall portion of the
・・構成材料
ボビン5Aの構成材料は、電気絶縁性に優れる樹脂が好適に利用できる。例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、液晶ポリマー(LCP)、ナイロン6やナイロン66といったポリアミド(PA)樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂であれば、射出成形などを利用して、上述のような複雑な立体形状のボビン5Aを容易に、かつ高精度に成形できる。
.. Constituent material As the constituent material of the
その他の構成材料として、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。 Examples of other constituent materials include thermosetting resins such as unsaturated polyester resins, epoxy resins, urethane resins, and silicone resins.
上記樹脂にセラミックスフィラーを含有させると、ボビン5Aの熱伝導性や電気絶縁性を高められる。セラミックスフィラーは、例えば、アルミナやシリカなどの非磁性粉末が挙げられる。
When a ceramic filler is contained in the resin, the thermal conductivity and electrical insulation of the
・放熱層
放熱層6Aは、コイル2の巻回部20における設置対象100と対向する設置側領域に接触して、コイル2(巻回部20)の通電に伴う発熱を設置対象100に伝達する放熱経路として機能する。この例の放熱層6Aは、巻回部20の軸方向の長さと実質的に同じ長さを有する放熱シートを用いており、放熱層6Aを巻回部20に取り付けた状態では、図1の下図,図3に示すように、一対の台座部52a,52b間に挟まれる。また、この放熱シートは、上述のように巻回部20の設置側領域に十分に接触可能な幅を有すると共に、外コア4の設置側端面(下断面4d)がつくる開口空間内に収納可能な大きさである(図1の下図)。
Heat dissipation layer The heat dissipation layer 6 </ b> A contacts the installation side region facing the
放熱層6Aは、熱伝導性に優れる材料から構成される。放熱層6Aの熱伝導率は高いほど好ましく、1W/m・K以上、更に2W/m・K以上、3W/m・K以上がより好ましい。放熱層6Aの構成材料は、例えばシリコーン樹脂やアクリル樹脂などの樹脂が挙げられる。上述のセラミックスフィラーを含む樹脂によって構成されると、放熱層6Aは熱伝導性により優れる。
The
放熱層6Aは、上述のような高熱伝導率を有する放熱シートを好適に利用できる。放熱シートは、塗布工程や固化工程が不要である上に、切断することで所望の形状及び大きさのものが容易に準備でき、取り扱い易いからである。放熱シートは公知のものを利用できる。放熱シートの他、上記熱伝導率を満たす樹脂などの塗布層とすることができる。 6 A of heat radiating layers can utilize suitably the heat radiating sheet which has the above high heat conductivity. This is because the heat-dissipating sheet does not require an application process or a solidification process, and can be easily prepared in a desired shape and size by cutting, and is easy to handle. A well-known heat dissipation sheet can be used. In addition to the heat dissipation sheet, a coating layer such as a resin that satisfies the thermal conductivity can be used.
放熱シートは、ある程度圧縮可能な弾性変形能を有するものが好ましい。放熱シートとコイル2の巻回部20とを接触させ、巻回部20を押し付けて放熱シートの一面を各ターンの形状に沿って変形させて、巻回部20の各ターンとの接触面積を増大することで、放熱性をより高められるからである。巻回部20を放熱シートに押し付けることで、各ターンの一部(特に外コア4の下端面4dから突出する領域)は、放熱シートに埋設された状態になる。このような放熱シートとして、例えば圧縮前のアスカーC硬度が40以下のものが挙げられる。なお、圧縮後の放熱シートにおいて圧縮箇所の硬度は、圧縮前の硬度よりも高くなる場合がある。圧縮前のアスカーC硬度が40以下であれば、圧縮後に硬度が高くなっても、圧縮箇所のアスカーC硬度は80以下程度である。
The heat-dissipating sheet preferably has elastic deformability that can be compressed to some extent. The heat-dissipating sheet and the winding
また、放熱シートは、ある程度粘着性を有するものが好ましい。上述のように巻回部20を押し付けることで、巻回部20と放熱シートとが密着できて、放熱性を高められるからである。このような圧縮を行う場合、放熱シートの厚さは、圧縮量を勘案して、巻回部20と設置対象100との距離Dの設計値よりも厚くするとよい。
Moreover, what has adhesiveness to some extent is preferable for a thermal radiation sheet. It is because the winding
放熱層6Aの長さ、幅、厚さなどは適宜変更できる。この例に示すように平面面積が外コア4の設置側端面(下端面4d)の開口面積よりも小さい放熱シートによって放熱層6Aを形成すると、放熱層6Aを外コア4内に収納できるため、チョークコイル1Aを設置対象100に安定して設置できる。後述する実施形態2で説明するように、外コア4内に収納できない長さの放熱シートを利用することもできる。
The length, width, thickness, and the like of the
・・その他
チョークコイル1Aを設置対象100に搬送する場合、平板状のトレイ(図示せず)などを利用して、トレイに載置させた状態で搬送などを行うと、放熱層6Aの脱落などを防止できる。トレイにおける放熱層6Aの配置領域には、離型紙などの離型材を設けておくと、放熱層6Aとして粘着性を有する放熱シートを利用する場合でも、放熱シートとトレイとを容易に離せる。トレイは、代表的には樹脂板が挙げられるが、アルミニウムやその合金などの放熱性に優れる上に軽量な金属板とし、金属トレイを放熱部材として利用してもよい。この場合、チョークコイル1Aと共に金属板も設置対象100に取り付ける。金属板には、固定部53a,53bの貫通孔5h,5hに対応した箇所に、ボルトなどが挿通される貫通孔を設けておくと、チョークコイル1Aと、放熱部材となる金属板とを設置対象に同時に固定できて、設置作業性に優れる。
.. Others When the
・チョークコイルの製造方法
実施形態1のチョークコイル1Aは、例えば、以下のようにして製造できる。
(α)ボビン5Aを作製して、筒状部50に巻線2wを巻回して巻回部20を形成する。
(β)筒状部50に内コア3を収納する。
(γ)筒状部50の内外に内コア3とコイル2とを保持するボビン5Aに対し、鍔状部51aと壁部54aとの間、鍔状部51bと壁部54bとの間に外コア4を嵌め込み、外コア4の設置側端面(下端面4d)を台座部52a,52bで支持する。
(δ)放熱層6Aと巻回部20とを接触させる。
-Choke coil manufacturing method The
(Α) The bobbin 5 </ b> A is manufactured, and the winding
(Β) The
(Γ) With respect to the
(Δ) The
・チョークコイルの設置
チョークコイル1Aを設置対象100の載置面100fに載置して、固定部53a,53bの貫通孔5h,5hにボルトなどの締結部材を挿通して締め付けることで、チョークコイル1Aを設置対象100に固定できる。
-Installation of choke coil The
・効果
実施形態1のチョークコイル1Aを設置対象100に載置すると、外コア4の設置側端面(下端面4d)と載置面100fとの間にボビン5Aの台座部52a,52bが介在して、台座部52a,52bに一体の筒状部50に支持されるコイル2の巻回部20は、ボビン5Aによって載置面100fから離間して支持される。この巻回部20と載置面100fとの間の距離Dは、ボビン5Aの一部である台座部52a,52bによって自動的に決められる。即ち、チョークコイル1Aでは、距離Dが、成形誤差が非常に小さい台座部52a,52bによって決定される。そのため、外コア4を圧粉成形体などとし、成形誤差が大きくなって高さH4(図3)にばらつきがあっても、チョークコイル1Aは、外コア4の大きさ(特に高さH4)の影響を受け難く、又は実質的に受けず、距離Dが安定している。距離Dが一定の大きさを安定して有することで、チョークコイル1Aは、放熱層6Aに厚い放熱シートを利用する必要が無く、薄い放熱シートを利用できる。
Effect When the
その他、この例のチョークコイル1Aは、以下の効果を奏する。
・固定部53a,53bを備えることで、板バネなどの取付具が不要であり、部品点数が少なく、設置対象100への設置作業性に優れる。
・壁部54a,54bを備えることで、外コア4を容易に位置決めできて、組立作業性に優れる上に、外コア4を保持できる。
・一方の壁部54bに軸用切欠540を備えることで、内コア3及び巻軸を筒状部50内に容易に挿通でき、組立作業性や巻回作業性に優れる。
・壁部54a,54bに導入部542,542を備えることで、鍔状部51aと壁部54aとの間、鍔状部51bと壁部54bとの間に外コア4を容易に挿入でき、組立作業性に優れる。
In addition, the
-By providing the fixing
-By providing
-By providing the
-By providing the
[実施形態2]
以下、図5,図6を参照して、実施形態2のチョークコイル1Bを説明する。このチョークコイル1Bは、実施形態1のチョークコイル1Aよりも放熱層6Bが長い点、ボビン5Bの台座部52a,52bが放熱層6Bと干渉しないように成形されている点が、実施形態1との主な相違点である。以下、この相違点を詳細に説明し、その他の構成及び効果については、詳細な説明を省略する。図5は、チョークコイル1Bを設置面側から見た状態を示し、台座部52a,52bが分かり易いように放熱層6B(放熱シート)を取り外した状態を示す。図6は、コイル2の軸方向に平行な断面でチョークコイル1Bのうち、外コア4、ボビン5B、放熱層6Bを切断した状態を示す。
[Embodiment 2]
Hereinafter, the
・放熱層
上述の実施形態1のチョークコイル1Aでは、放熱層6Aの長さがコイル2の巻回部20の軸方向長さと概ね一致している(図3)。実施形態2のチョークコイル1Bでは、図6に示すように放熱層6Bの長さがコイル2の巻回部20の軸方向長さよりも十分に長く、両端が外コア4の設置側端面(下端面4d)にまで及んでいる。即ち、この放熱層6Bは、巻回部20の設置側領域を覆う基部60と、巻回部20の端面と外コア4の内周面4iとを跨いで配置される延長領域62,62とを有する。この例では、外コア4の設置側端面(下端面4d)の全域が放熱層6Bで覆われるように延長領域62の長さを調整している。このような放熱層6Bは、上述の放熱シートであって、長いものを利用できる。
-Heat dissipation layer In the
・ボビン
上述のように長い放熱層6Bを実施形態1で説明したボビン5Aにそのまま配置すると、放熱層6Bの延長領域62と台座部52a,52bとが干渉する。そこで、この例の台座部52a,52bは図5に示すように門型形状とし、開口部を有する。詳しくはボビン5Bの台座部52a,52bは放熱層6Bの延長領域62が嵌め込まれる放熱用切欠520を備える。図5に示すように放熱層6Bを取り外した状態では、放熱用切欠520がつくる開口部から外コア4の設置側端面(下端面4d)の一部が露出される。
-Bobbin If the long
放熱用切欠520の大きさ(開口面積)、形状などは、放熱層6Bに利用する放熱シートの大きさ、形状などに応じて調整すればよい。この例では、図5に示すように長方形状の放熱シートを利用するため、放熱用切欠520は、開口形状を長方形状とし、その大きさ(開口面積)は放熱シートの両端の大きさと実質的に等しくしている。放熱用切欠520の大きさが大きいほど、大きな放熱シートを配置でき、外コア4と放熱層6Bとの接触面積を増大でき、小さいほど、ボビン5Bの剛性を高められる。
The size (opening area), shape, and the like of the
その他、放熱層6Bと干渉しないように、放熱層6Bが配置されない位置に台座部を設けることができる。例えば、鍔状部51a,51bの両側縁寄りの領域を台座部との接続領域とし、幅が狭い台座部を設けることができる。この場合、一つの鍔状部に例えば二つの台座部を備え、その延長上に固定部を備えることができる。
In addition, a pedestal portion can be provided at a position where the
・効果
実施形態2のチョークコイル1Bは、実施形態1のチョークコイル1Aの効果を奏することに加えて、長い放熱層6Bを備えることで、コイル2の巻回部20だけでなく外コア4も放熱層6Bに接触できる。そのため、チョークコイル1Bは、外コア4からも設置対象100に熱を伝えられて、放熱性により優れる。
Effect The
[実施形態3]
以下、図7を参照して、実施形態3のチョークコイル1Cを説明する。このチョークコイル1Cは、鍔状部51aと壁部54aとの間、鍔状部51bと壁部54bとの間に樹脂部7,7をそれぞれ備える点が、実施形態1との主な相違点である。以下、この相違点を詳細に説明し、その他の構成及び効果については、詳細な説明を省略する。なお、図7及び後述する図8は、図3と同様に、コイル2の軸方向に平行な断面で外コア4を切断した状態を示す。図7では樹脂部7、図8では絶縁層8も同様に切断した状態を示す。
[Embodiment 3]
Hereinafter, the
・樹脂部
樹脂部7は、鍔状部51aと壁部54aとの間、鍔状部51bと壁部54bとの間にそれぞれ介在される外コア4とボビン5Cとを固定する部材である。この目的から、樹脂部7の構成材料は、外コア4とボビン5bとを固定可能な適宜なものが利用できる。特に樹脂部7は接着剤を含むと強固に固定できて好ましい。樹脂部7の具体的な構成材料は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。
-Resin part The
樹脂部7は、鍔状部51aと壁部54aとの間、鍔状部51bと壁部54bとの間に外コア4を固定できれば、その形成位置や大きさなどは適宜選択できる。図7では、外コア4を鍔状部51a側に寄せるように、外コア4と壁部54aとの間に樹脂部7を備えると共に、外コア4を鍔状部51b側に寄せるように、外コア4と壁部54bとの間に樹脂部7を備える。この場合、内コア3と外コア4とを密着させたり、両コア3,4間に所定のギャップ距離を維持したりし易い。その他、外コア4を壁部54a(54b)に寄せて、鍔状部51a(54b)と外コア4との間に樹脂部7を備えたり、鍔状部51aと壁部54aとの間及び鍔状部51bと壁部54bとの間のいずれか一方にのみ樹脂部7を備えたりすることができる。
As long as the
・ボビン
チョークコイル1Cに備えるボビン5Cは実施形態1のチョークコイル1Aに備えるボビン5Aと同様としてもよいが、この例では鍔状部51aと壁部54aとの間隔、鍔状部51bと壁部54bとの間隔を実施形態1のボビン5Aよりも若干広くしている。こうすることで、外コア4を鍔状部51aと壁部54aとの間、鍔状部51bと壁部54bとの間に挿入し易く、組立作業性に優れる。上記間隔を広くすることで、鍔状部51aと外コア4と壁部54aとの間、鍔状部51bと外コア4と壁部54bとの間に隙間が設けられるものの、この例では、この隙間を樹脂部7によって埋められる。
The
・効果
実施形態3のチョークコイル1Cは、実施形態1のチョークコイル1Aの効果を奏することに加えて、樹脂部7を備えることで、外コア4とボビン5Cとを強固に固定できる。また、外コア4とボビン5Cとが樹脂部7によって一体化されることで、コイル2、内コア3(図1)、外コア4、ボビン5Cとを一体の組物として扱えて、搬送作業性や設置作業性に優れる。
Effect The
[実施形態4]
以下、図8を参照して、実施形態4のチョークコイル1Dを説明する。このチョークコイル1Dは、実施形態1のチョークコイル1Aに加えて、放熱層6Aと設置対象100との間に絶縁層8を備える点が、実施形態1との主な相違点である。以下、この相違点を詳細に説明し、その他の構成及び効果については、詳細な説明を省略する。
[Embodiment 4]
Hereinafter, the
・絶縁層
絶縁層8は、コイル2の巻回部20と設置対象100との間の電気絶縁性を高めるための部材である。この目的から、絶縁層8は電気絶縁性に優れる材料で構成される。電気絶縁性の指標としては、2.5kV/50μm以上程度の絶縁破壊電圧を有することが挙げられる。
-Insulating layer The insulating layer 8 is a member for improving the electrical insulation between the winding
絶縁層8は、コイル2の巻回部20の端面と外コア4の内周面4iとを跨いで配置可能な大きさ及び形状を有することが好ましい。ここで、放熱層6Aが絶縁材料で構成されている場合、絶縁層6Aを巻回部20と設置対象100との間の絶縁材とみなすことができる。しかし、放熱層6Aのようにその長さが巻回部20の軸方向長さと実質的に等しい場合、巻回部20の端面から設置対象100に沿面放電が生じる恐れがある。巻回部20の端面と外コア4の内周面4iとを跨ぐように絶縁層8を放熱層6Aと設置対象100との間に介在させることで、巻回部20の端面から設置対象100までの沿面距離を長くして、沿面放電を効果的に防止できる。
The insulating layer 8 preferably has a size and shape that can be disposed across the end face of the winding
絶縁層8の大きさ及び形状は適宜選択できる。この例では、外コア4の設置側端面(下端面4d)の一部(ボビン5Aの台座部52a,52bに覆われずに露出された領域)と、ボビン5Aの台座部52a,52bと、放熱層6Aとを覆うことが可能な面積を有する矩形状の絶縁シートを絶縁層8に利用している。この場合、1.形状が単純で作製が容易である、2.設置対象100に配置し易い、3.絶縁層8に対する載置物の位置決めを高精度に行わなくてもよく設置作業性に優れる、といった種々の効果を奏する。その他、矩形枠状の絶縁シートなどを利用できる。
The size and shape of the insulating layer 8 can be selected as appropriate. In this example, a part of the installation side end surface (
絶縁層8の厚さは、薄いほど嵩が小さく小型なチョークコイル1Dとすることができ、厚いほど電気絶縁性を高められる。例えば絶縁層8の厚さは、0.1mm以上0.5mm以下が挙げられ、更に0.2mm以上0.4mm以下、0.25mm以上0.35mm以下が好ましい。
The thinner the insulating layer 8 is, the smaller the bulk and the smaller the
絶縁層8の構成材料は、例えば、シリコーン樹脂やポリイミド樹脂などが挙げられる。上述のセラミックスフィラーを含む樹脂によって構成されると、絶縁層8は電気絶縁性や放熱性に優れる。このような樹脂製の絶縁シートを絶縁層8に利用する場合、絶縁シートの少なくとも一面、好ましくは両面に接着層を備えていたり、シート自体が粘着性を有したりするものであると、ボビン5Aや放熱層6Aと密着できて好ましい。
Examples of the constituent material of the insulating layer 8 include a silicone resin and a polyimide resin. When the insulating layer 8 is made of a resin containing the ceramic filler described above, the insulating layer 8 is excellent in electrical insulation and heat dissipation. When such an insulating sheet made of resin is used for the insulating layer 8, the bobbin has an adhesive layer on at least one surface, preferably both surfaces of the insulating sheet, or the sheet itself has adhesiveness. It is preferable because it can be in close contact with 5A and the
・効果
実施形態4のチョークコイル1Dは、実施形態1のチョークコイル1Aの効果を奏することに加えて、絶縁層8を備えるため、巻回部20から設置対象100までの沿面距離を十分に長く確保できる。そのため、チョークコイル1Dは、巻回部20と設置対象100との間の電気絶縁性により優れる。
Effect The
[変形例1]
実施形態1などでは、固定部53a,53b及び壁部54a,54bを備える形態を説明した。これらのうち、少なくとも一方を省略することができる。
[Modification 1]
[変形例2]
実施形態1などでは、内コア3とボビン5Aとが独立した部材である形態を説明した。その他、ボビン5Aの製造にインサート成形などを利用して、内コア3を筒状部50に一体成形することができる。この場合、組立部品点数を低減できる。
[Modification 2]
In the first embodiment and the like, the form in which the
[変形例3]
実施形態1などでは、ボビン5Aの筒状部50が貫通した形態を説明した。その他、筒状部50の一方の開口部を封止する形態とすることができる。例えば、軸用切欠542を有する壁部54bに並列する鍔状部51bを開口させておき、平板状の壁部54aに並列する鍔状部51aを閉じた平板材とすることができる。この場合、封止した鍔状部51aを内コア3の当て止めに利用でき、筒状部50における内コア3の位置を精度良く決定できる。また、この場合、封止部分は、内コア3と外コア4との間に介在するギャップとして利用できる。
[Modification 3]
In
本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The present invention is not limited to these exemplifications, but is defined by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
本発明のチョークコイルは、電源回路の昇圧、力率改善、電流平滑などを行う各種の回路の構成要素に利用できる。このような回路を備える装置として、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車といった車両に搭載される双方向DC−DCコンバータといった電力変換装置などが挙げられる。 The choke coil of the present invention can be used for various circuit components that perform boosting, power factor correction, current smoothing, and the like of a power supply circuit. Examples of a device including such a circuit include a power conversion device such as a bidirectional DC-DC converter mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, and a fuel cell vehicle.
1A,1B,1C,1D チョークコイル
2 コイル 20 巻回部 2w 巻線
3 内コア
4 外コア 4d 下端面(設置側端面) 4u 上端面 4i 内周面
5A,5B,5C ボビン
50 筒状部
51a,51b 鍔状部
52a,52b 台座部 52u 支持面 52d 設置面 520 放熱用切欠
53a,53b 固定部 5h 貫通孔
54a,54b 壁部 540 軸用切欠 542 導入部
6A,6B 放熱層 60 基部 62 延長領域
7 樹脂部 8 絶縁層 100 設置対象 100f 載置面
1A, 1B, 1C,
Claims (8)
前記巻回部内に収納される柱状の内コアと、
前記巻回部と前記内コアとの間に介在される筒状部を有するボビンと、
前記筒状部の内外に支持された前記内コア及び前記巻回部を収納する直方体状の内部空間を有し、前記内コアと共に閉磁路を形成する筒状の外コアと、
前記巻回部と設置対象との間に介在される放熱層とを備え、
前記ボビンは、
前記筒状部の両開口部の周縁からそれぞれ延設されて、前記巻回部の端面と前記外コアの内周面との間に介在される一対の鍔状部と、
各鍔状部の周縁から前記筒状部の軸方向に沿ってそれぞれ延設されて、前記外コアにおける前記設置対象に対向する設置側端面と前記設置対象との間に介在する台座部とを備えるチョークコイル。 A coil having a winding portion formed by winding a winding;
A columnar inner core housed in the winding section;
A bobbin having a cylindrical portion interposed between the wound portion and the inner core;
A cylindrical outer core that has a rectangular parallelepiped internal space that accommodates the inner core and the winding portion supported inside and outside the cylindrical portion, and forms a closed magnetic path together with the inner core;
A heat dissipation layer interposed between the winding part and the installation target,
The bobbin is
A pair of hook-shaped portions extending from the peripheral edges of both openings of the cylindrical portion and interposed between the end surface of the winding portion and the inner peripheral surface of the outer core;
A pedestal portion that extends between the periphery of each bowl-shaped portion along the axial direction of the cylindrical portion and that is interposed between the installation-side end surface of the outer core that faces the installation target and the installation target. Provided choke coil.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014238257A JP2016100540A (en) | 2014-11-25 | 2014-11-25 | choke coil |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2014238257A JP2016100540A (en) | 2014-11-25 | 2014-11-25 | choke coil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2014238257A Pending JP2016100540A (en) | 2014-11-25 | 2014-11-25 | choke coil |
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107808732A (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-16 | 发那科株式会社 | Reactor |
JP2020155743A (en) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | 株式会社タムラ製作所 | Reactor |
US10943724B1 (en) * | 2017-02-06 | 2021-03-09 | Universal Lighting Technologies, Inc. | Magnetic core structure |
-
2014
- 2014-11-25 JP JP2014238257A patent/JP2016100540A/en active Pending
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