JP3340907B2 - インダクタンス素子 - Google Patents

インダクタンス素子

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JP3340907B2
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幹雄 小谷
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日立フェライト電子株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
等に用いられるチョークコイルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のインダクタンス素子について図を
用いて説明する。図10は、従来のインダクタンス素子
のコイルである。図11は、他の従来のインダクタンス
素子のコイルである。従来のインダクタンス素子の構成
は、樹脂等からなるボビンに銅線を巻回したコイルと磁
心を組み合わせた構成や、図10に示すように銅板等の
薄帯の導体を、打ち抜き等の工法により1ターンコイル
51を作製し、該1ターンコイル51を複数枚組み合わ
せることにより数ターン乃至は十数ターンのコイルと
し、磁心と組み合わせてインダクタンス素子を構成する
方法、または、図11に示すように連続した銅板等から
なる導体を、折り曲げ加工によりコイルを作製して磁心
と組み合わせインダクタンス素子を構成する方法があっ
た。
【0003】また、直流電流に対してL字状あるいはリ
ニア的にインダクタンスが低下する特性を有すスイング
チョークの要求に対して、従来は磁心の中脚をT字状あ
るいはL字状に加工して、スイングチョークを作製して
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の構成において、
ボビンを用いるインダクタンス素子は、ボビンが有する
絶縁のための肉厚により薄型化が困難であった。また、
図10に示した1ターンコイルを組み合わせて構成する
コイルは、インダクタンス素子としての薄型化が可能で
あるが、1ターンコイルと他の1ターンコイルの組み合
わせにおけるコイルとコイルとの接続部52の接続抵抗
が発生するため、コイルとしての直流抵抗が増大し問題
となっている。また、図11に示した銅板等の薄帯の導
体を折り曲げてコイルを作製する構造は、どうしても前
記導体の折り曲げ部61が重なり合うため、コイルの厚
みが厚くなってしまう。
【0005】また、スイングチョークを作製する場合、
磁心を加工することでスイング特性を成し得ているが、
磁心の中脚をT字状あるいはL字状に加工することは、
専用の切削機械等を必要し、加工精度を要求されるもの
であった。本発明は、薄型化および電流容量の増大を図
ることができ、磁心の特殊な加工を必要としなく、また
コイルの端末処理が容易で実装基板への装着性の良いイ
ンダクタンス素子を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、平角銅線の幅
広平面が巻回軸方向に対しほぼ直角となるように巻回し
たコイルと、中央脚がほぼ円形の磁性材料からなる磁心
とを組み合わせてなる磁気部品において、樹脂からなる
ホルダーは、複数のコイル端末導出用の穴設置部とそれ
らを結ぶコア内方の中央脚と側脚間を貫通するコイル高
さを阻害しない継ぎ手からなり、する継ぎ手からなり、
前記コイルの巻き始めおよび巻き終わりのリードが前
記、ホルダーに施された導出用の穴を通りホルダーの外
面に沿って折り曲げられ、該ホルダーの底面に導出し基
板実装端子となる。また、コイルの巻回数を整数巻回数
に0.5回を加えた巻回数とし、巻き始めと巻き終わり
のリードをコイル上面よりみて、ほぼ一直線となるよう
に構成したコイルと、中央脚の長さを側脚の長さより短
くした磁心とを組み合わせた、中央脚を除く閉磁路とコ
イルを装着する中央脚を磁路とする開磁路により、コイ
ルを流れる電流に応じて、前記それぞれの磁路によりイ
ンダクタンス値が可変するインダクタンス素子である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明のインダクタンス素子は、
平角銅線の幅広平面を巻回軸方向に対しほぼ直角に巻回
することによりコイルの厚さの薄型化が容易となり、ま
た、前記コイルを形成する巻回した平角銅線は、コイル
としての形をボビンがなくても保持することできるた
め、ボビンレスのコイルが作製可能であり、ボビンの肉
厚分コイルの占積率を向上させることが可能となり、小
型、薄型化および許容電流の増加を図ることができる。
また、絶縁樹脂からなるホルダーは前記コイル引き出し
用の穴が施され、コイルの巻き始めおよび巻き終わりの
リードの導出用の穴となり、該穴を通過したリードはホ
ルダーの外面に沿って折り曲げられ、その終端はホルダ
ーの底面に配置され基板実装用の端子となる。
【0008】また、コイルの巻回数を整数巻回数に0.
5回を加えた巻回数とし、中脚の長さが外脚に比べ短く
した磁心を組み合わせたことにより、低電流時にはギャ
ップの施されたコアの中脚を除く磁路が閉磁路をなす磁
心となりコイルが実質上1ターンの貫通コイルとなり、
ギャップが施された中脚に巻回したコイルより発生する
インダクタンスより大きなインダクタンスを発生する。
また、巻回したコイルは、磁心の中脚にギャップがある
ため大電流に対し磁心が飽和することなく、インダクタ
ンスを発生させることができ、電流に対してスイング特
性を有するインダクタンスを得ることができるものであ
る。
【0009】
【実施例】本発明に係るインダクタンス素子の実施例を
図を用いて説明する。図1は、本発明のインダクタンス
素子の実施例の部品構成の斜視図である。図2は、図1
に示した本発明のインダクタンス素子の斜視図である。
図3は、本発明のインダクタンス素子の他の実施例に用
いるコイルの斜視図である。図4は、図3に示したコイ
ルを組み込んだ本発明のインダクタンス素子の他の実施
例の斜視図である。図5は、本発明のインダクタンス素
子の他の実施例の直流重畳特性図を示したものである。
【0010】図1および図2のように本発明のインダク
タンス素子は、平角銅線からなるボビンレスコイル1と
磁性体からなるE型コア2、I型コア3からなる磁心
と、リードの導出用の穴4aを有する耐熱樹脂からなる
ホルダー4から構成するものである。ボビンレスコイル
1のリード線1aは、ホルダー4に施されている導出用
の穴4aを通過して、ホルダー4の外面で折り曲げら
れ、該ホルダー4の底面へと配線する。ホルダー4の底
面に導出したリード1aの終端は、ホルダー4の底面に
密着するように固定され、表面実装用として最適な端子
となるものである。また、ホルダー4の継ぎ手4cは、
E型コア2とI型コア3に挟み込まれる構造であり、さ
らに磁心の四隅に接するホルダー4の上面には切欠部4
bが施されており、該切欠部4bに接着剤等を塗布する
ことにより、Eコア2、Iコア3およびホルダー4を同
時に固定することができる。
【0011】図3に示すコイル11は、コイルの巻数を
正数巻回数に0.5回巻加えたものを表すものであり、
図4は前記コイル11を磁心の中脚にギャップが施され
たE型コア12とI型コア13およびホルダー14に組
み込んだ本発明のインダクタンス素子である。表1は、
本発明による図3に示したコイルと図10に示した従来
のコイルとを、同一の条件で直流抵抗を比較したもので
ある。
【表1】 表1で比較したとおり、従来の1ターンコイルからなる
導体を積層してコイルを作製したものは、どうしても1
ターンコイル同士の接続部分において直流抵抗は高くな
るが、本発明によるコイルは連続した導体でコイルが作
製されているので従来のコイルに比べて直流抵抗を低く
することができる。
【0012】また、中脚にギャップを施したE型コア1
2とI型コア13に、図3に示した本発明のコイル11
を組み込んだ場合の直流重畳特性は、図5に表すように
直流電流に対しインダクタンスがL字状のカーブとな
る。図6及び図8は、図4に示す本発明によるインダク
タンス素子の機能を簡略的に表現した図であり、図7及
び図9は前記図6、図8の直流重畳特性図を示すもので
ある。図3に示したコイル11を流れる直流電流が小さ
い場合は、ギャップ24が施されたE型コアの中脚を磁
路とする磁束25も発生するが、E型コアのギャップが
施された中脚を除く磁心がコイル11に対して実質上閉
磁路となり、該閉磁路には前記磁束25より大きいな磁
束26が発生するため、実質上図6に表すような1ター
ンの貫通コイル21で表すことができ、また該貫通コイ
ル21の磁路は閉磁路であるため図7に示すような電流
に対し急激にインダクタンスが下がる特性を有す。ま
た、比較的大きな電流がコイル11に流れる場合は、上
記に示したE型コアのギャップが施された中脚を除く磁
心からなる磁路の磁束26は飽和するため、インダクタ
ンスを発生することはできず、以後は図8に示すように
ギャップ24が施された中脚に巻回されたコイル21に
より発生する磁束25によって図9のインダクタンスが
発生する。すなわち、低い電流時には、高いインダクタ
ンスを有し、比較的高い電流に対してもインダクタンス
を発生することができる、L字状の直流重畳特性を有す
るインダクタンス素子を作製することができるものであ
る。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明によればイン
ダクタンス素子を構成するコイルが、ボビンレスおよび
直流抵抗を低くすることができるので、インダクタンス
素子としての薄型化、コイルの大電流化を容易とするも
のである。さらに、ホルダーの底面に位置する端子は、
平面状の導体で構成されており実装基板に適した構造と
なっている。また、コアの特殊な加工を必要としないの
で、コアの加工工数の低減が図れ安価なスイングチョー
クコイルの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインダクタンス素子の実施例の備品構
成の斜視図。
【図2】図1の本発明のインダクタンス素子の実施例の
斜視図。
【図3】本発明のインダクタンス素子の他の実施例に用
いるコイルの斜視図。
【図4】本発明のインダクタンス素子の他の実施例の斜
視図
【図5】本発明のインダクタンス素子の他の実施例の直
流重畳特性図。
【図6】本発明のインダクタンス素子の他の実施例の低
電流時の機能を簡略的に表現した図。
【図7】図6の直流重畳特性図
【図8】本発明のインダクタンス素子の他の実施例の比
較的大きな電流時の機能を簡略的に表現した図。
【図9】図8の直流重畳特性を示す。
【図10】従来のインダクタンス素子に用いたコイルの
部品図および完成図の平面図。
【図11】従来の他のインダクタンス素子に用いたコイ
ルの部品図および完成図の平面図。
【符号の説明】
1 ボビンレスコイル 1a リード 2 E型コア 3 I型コア 4 ホルダー 4a 導出用の穴 4b 切欠部 4c 継ぎ手 11 ボビンレスコイル 11a リード 12 E型コア 13 I型コア 14 ホルダー 21 1ターンコイル 22 E型コア 23 I型コア 24 ギャップ 25 磁束 26 磁束 51 1ターンコイル 52 接続部 61 重なり合う部分
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 27/28 H01F 27/29

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平角銅線の幅広平面が巻回軸方向に対し
    ほぼ直角となるように巻回したコイルと、中央脚がほぼ
    円形の磁性材料からなる磁心とを組み合わせてなる磁気
    部品において、樹脂からなるホルダーは、複数のコイル
    端末導出用の穴設置部とそれらを結ぶコア内方の中央脚
    と側脚間を貫通するコイル高さを阻害しない継ぎ手から
    なり、コイルの巻き始めおよび巻き終わりのリードが前
    記、ホルダーに施された導出用の穴を通り、該ホルダー
    の底面に導出し基板実装端子とすることを特徴とするイ
    ンダクタンス素子。
  2. 【請求項2】 コイルの巻回数を整数巻回数に0.5回
    を加えた巻回数とし、巻き始めと巻き終わりのリードを
    コイル上面よりみて、ほぼ一直線となるように構成した
    コイルと、中央脚の長さを側脚の長さより短くした磁心
    とを組み合わせ、中央脚を除く閉磁路とコイルを装着す
    る中央脚を磁路とする開磁路により、コイルを流れる電
    流に応じて、前記それぞれの磁路によりインダクタンス
    値が可変することを特徴とする請求項1記載のインダク
    タンス素子。
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