JP3580061B2 - choke coil - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チョークコイル、特に、電子機器等から発生するノイズや電子機器等に侵入するノイズを除去する際に用いられるチョークコイルに関する。
【0002】
【従来の技術】
信号ラインや電源ラインのノイズ対策を行なう場合、従来はコモンモードノイズを除去する際にはコモンモードチョークコイルを用い、さらにノーマルモードノイズも除去したい場合にはコモンモードチョークコイルに加えてノーマルモードチョークコイルを別に用いなければならなかった。このため、広い専有面積を必要とすると共に、部品点数が多くなり高コストであった。
【0003】
そこで、1個のチョークコイルでコモンモードノイズ及びノーマルモードノイズの両者を除去することができるものとして、図9に示すように、中央部に近接した突起62a,62bを設けたロ字形状の磁性体コア62と、この磁性体コア62の脚部62c,62dに巻回された一対の巻線63,64とを備えたチョークコイル61が提案されている。このチョークコイル61は、突起62a,62bによって漏れ磁束を増やし、ノーマルモードの比較的大きなインダクタンスを得ている。図9において、φ1,φ2はそれぞれ巻線63,64にコモンモードノイズ電流が流れた際に発生する磁束を表示し、φ3,φ4はそれぞれ巻線63,64にノーマルモードノイズ電流が流れた際に発生する磁束を表示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このチョークコイル61にあっては、磁性体コア62内でコモンモードノイズ電流によって発生する磁束φ1,φ2が通る磁路と、ノーマルモードノイズ電流によって発生する磁束φ3,φ4が通る磁路とが一部共通であるため、以下の不具合があった。
【0005】
(1)低周波領域においてもコモンモードの大きなインダクタンスを維持するには、磁性体コア62の材料として比透磁率が大きいフェライト等を用いる必要がある。しかし、フェライトは飽和し易いため、ノーマルモードノイズ電流によって発生する磁束φ3,φ4により磁性体コア62がすぐ飽和する。このため、コモンモードのインダクタンスが低下し、大きな正規信号電流が流れる信号ライン等には使用することができなかった。
【0006】
(2)逆に、磁性体コア62の材料として比透磁率が小さいケイ素鋼やダスト等を用いると、磁性体コア62の飽和は起こりにくくなるが、コモンモードノイズ除去に必要な大きなコモンモードのインダクタンスを得ることができなかった。
そこで、これらの不具合を解決するものとして、ノーマルモードインダクタンス専用のコアとコモンモードインダクタンス専用のコアとを備えたチョークコイルが提案された。しかしながら、このチョークコイルにあっては、ノーマルモードノイズ電流によって発生する磁束が通る磁路と、コモンモードノイズ電流によって発生する磁束が通る磁路とを異ならせるために二つのボビンを備える必要があり、構成部品の数が増えるという不具合があった。また、巻線の巻回領域が、チョークコイル全体のサイズと比較して少なく、大きなインダクタンスを得ようとするとチョークコイルが大型化するという問題もあった。
【0007】
そこで、本発明の目的は、飽和による特性劣化が少なく、かつ、十分なコモンモード及びノーマルモードのインダクタンスを有した小型のチョークコイルを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段と作用】
以上の目的を達成するため、本発明に係るチョークコイルは、
(a)両端部にそれぞれ延在部を有した筒部と、この筒部の両端部及び中央部に設けられた鍔部とで構成された非磁性の絶縁体材料からなるボビンと、
(b)前記筒部の外周に前記延在部の外周をも含めて巻回された一対の巻線と、
(c)前記筒部の穴に一辺が挿通された高透磁率材料からなる閉磁路形成の第1磁性体コアと、
(d)前記各延在部に前記筒部の穴とは略平行に設けた穴に挿通された一の磁性体コア片と、この一の磁性体コア片と組み合わされて閉磁路を形成する他の磁性体コア片とで構成された低透磁率材料からなる第2磁性体コアと、
を備えたことを特徴とする。
【0009】
以上の構成により、一対の巻線にコモンモードノイズ電流が流れると、コモンモードノイズ電流による磁束が生じる。この磁束は互いに加え合わされて第1磁性体コア内にこの磁束が周回する磁路が形成され、第1磁性体コア内において渦電流損の形で熱エネルギーに変換されて減衰する。これにより、コモンモードノイズ電流が除去される。また、一対の巻線に正規信号電流が流れると、正規信号電流による磁束が生じる。この磁束は第1磁性体コア内において互いに打ち消し合う。従って、このチョークコイルは正規信号電流に対しては第1磁性体コア内に磁路を形成しない。
【0010】
一方、一対の巻線にノーマルモードノイズ電流が流れると、ノーマルモードノイズ電流による磁束が生じる。この磁束は、第2磁性体コア内を周回し、渦電流損の形で熱エネルギーに変換されて減衰する。これにより、ノーマルモードノイズ電流が除去される。
さらに、本発明に係るチョークコイルは、第2磁性体コアの中脚部の幅が前記第2磁性体コアの外脚部及び継手部の幅の略2倍であることを特徴とする。ノーマルモードノイズ電流によって一対の巻線のそれぞれに発生した磁束が通る磁路は、第2磁性体コアの中脚部を共通とするため、中脚部の幅を他の部分の幅の略2倍に設定することにより、第2磁性体コア内での磁束密度がいずれの部分においても等しい値となる。従って、第2磁性体コア内における局部的飽和がなくなり、ノーマルモードのインダクタンス低下が抑えられる。
【0011】
また、本発明に係るチョークコイルは、第1磁性体コアと第2磁性体コアの間隔をAとし、第2磁性体コアの外脚部先端から継手部を通って中脚部先端に到る磁路の長さをBとし、前記第2磁性体コアの比透磁率をμとすると、A≧B/2μを満足することを特徴とする。以上の構成により、第1磁性体コアと第2磁性体コア間の磁気抵抗が、第2磁性体コアの外脚部先端から継手部を通って中脚部先端に到る磁路の磁気抵抗より大きくなる。従って、ノーマルモードノイズ電流によって発生した磁束が、第2磁性体コアから第1磁性体コアに漏れる心配がなく、ノーマルモードノイズ電流による磁束が第1磁性体コアを飽和させることがない。この結果、コモンモードのインダクタンス低下が抑えられる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るチョークコイルの一実施形態について添付図面を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、チョークコイル1は、概略、ボビン2と、磁性体コア3,4と、一対の巻線5,6を備えている。ボビン2は、手前側に張り出した延在部21a,21bを両端部に有した筒部21と、この筒部21の両端部に設けられた鍔部22,23と、筒部21の中央部に設けられた鍔部24,25,26とで構成されている。延在部21a,21bにはそれぞれ穴28,29が設けられている。本実施形態の場合、筒部21の穴27及び延在部21a,21bの穴28,29は横断面が矩形であり、筒部21は横断面が略矩形であり、さらに鍔部22〜26の形状は略矩形である。ただし、必ずしもこれらの形状に限るものではないことは言うまでもない。
【0013】
筒部21の外周には巻線5,6が巻回されている。すなわち、巻線5は、筒部21の右半分(鍔部22と26の間)の領域を巻回領域とし、さらに鍔部24によって第1巻線部5aと第2巻線部5bに分けられている。同様に、巻線6は、筒部21の左半分(鍔部23と26の間)の領域を巻回領域とし、鍔部25によって第1巻線部6aと第2巻線部6bに分けられている。第1巻線部5a,6aは、筒部21の延在部21a,21bを有した両端部に巻回されている。こうして、第1巻線部5a,6aが後述の磁性体コア3,4の一辺の周囲に巻き回され、第2巻線部5b,6bが磁性体コア3の一辺の周囲に巻き回されることになる。巻線5,6のそれぞれの始端部及び終端部は、ボビン2の底部に植設された四つのピン端子18に固定され、電気的に接続されている。
【0014】
ボビン2の材料は、非磁性体が用いられ、例えば、絶縁体材料等が使用される。具体的には、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファィド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等が使用される。筒部21と鍔部22〜26からなる複雑な形状を有するボビン2を、成形が容易な非磁性体材料を使って成形しているため、高度な技術並びに厳密な製造条件の管理が要求される磁性体材料を使って成形する必要がなく、ボビン2の製造が容易になる。
【0015】
磁性体コア3は、コ字形状磁性体コア片11,12を突き合わせて構成したロ字形状のものであり、その一辺を筒部21の穴27に挿通している。磁性体コア3の材料は、比透磁率が数千のものが好ましく、具体的にはフェライトやアモルファス等が使用される。
【0016】
磁性体コア4は、I字形状磁性体コア片13とE字形状磁性体コア片14を突き合わせて構成した日字形状のものであり、I字形状磁性体コア片13を延在部21a,21bにそれぞれ設けられた穴28,29に挿通している。E字形状磁性体コア片14は、中脚部14aと、外脚部14b,14cと、これら三つの脚部14a〜14cを接続する継手部14dとで構成されている。中脚部14aはボビン2の二つの延在部21a,21bの間に配置され、外脚部14b,14cはそれぞれ鍔部22,23の外側に配置される。E字形状磁性体コア片14の外脚部14b,14c及び継手部14dの幅W2は、I字形状磁性体コア片13の幅W2と等しく、かつ、E字形状磁性体コア片14の中脚部14aの幅W1の略半分に設定されている。磁性体コア4の材料は、比透磁率が1以上(例えば2〜数十)の磁性体材料が使用される。具体的には、ケイ素鋼やダストやNi−Zn系やMn−Zn系のフェライト粉末と樹脂の結合材とを混練したもの等が使用される。なお、比透磁率の大きいフェライトやアモルファス等をこの磁性体コア4として用いる場合は、例えば図6に示すように、E字形状磁性体コア片14の中脚部14aの長さをやや短くし、I字形状磁性体コア片13との間に所定のギャップGを形成させて、飽和させにくくさせればよい。
【0017】
また、磁性体コア3と磁性体コア4の間隔をAとし、E字形状磁性体コア片14の外脚部14b(又は14c)の先端から継手部14dを通って中脚部14aの先端に到る磁路の長さをBとすると、以下の関係式(1)を満足するように設定されている。
A≧B/2μ ……(1)
ただし、μ:磁性体コア4の比透磁率
これらの部品2〜6は、必要により接着剤やワニス等にて固定される。
【0018】
以上の構成のチョークコイル1は、磁性体コア3に囲まれた空間領域及び磁性体コア4に囲まれた空間領域に、それぞれ巻線5,6の大きな巻回領域が確保されている。すなわち、磁性体コア3に囲まれた空間領域の右半分が巻線5の巻回領域とされ、左半分が巻線6の巻回領域とされる。そして、磁性体コア4に囲まれた二つの空間領域のうち右側の空間領域が巻線5の第1巻線部5aの巻回領域とされ、左側の空間領域が巻線6の第1巻線部6aの巻回領域とされる。従って、チョークコイル1全体に対して巻線5,6の巻回領域が占める割合が大きくなり、チョークコイル1を大型化することなく、大きなノーマルモードのインダクタンスや大きなコモンモードのインダクタンスを得ることができる。また、このチョークコイル1はボビン2が1個であるため、構成部品の数が少なく、巻線5,6のそれぞれの巻回作業も同時に実施でき、作業性が向上する。
【0019】
図3は、以上の構成からなるチョークコイル1の電気等価回路図である。図3において、Lはコモンモードのインダクタンス成分を表わし、Lはノーマルモードのインダクタンス成分を表わしている。
次に、このチョークコイル1のコモンモードノイズ除去作用について図4(a),(b)を参照して説明する。
【0020】
図4(b)に示すように、チョークコイル1は電源30と電子機器等の負荷31の間に配設された二つの信号線に電気的に接続されている。電源30とグランド間に浮遊容量C1が発生し、負荷31とグランド間に浮遊容量C2が発生している。二つの信号線をそれぞれ図中矢印方向にコモンモードノイズ電流i,iが流れると、図4(a)に示すように、巻線5,6に磁束φ1,φ2が生じる。この磁束φ1,φ2は互いに加え合わされて磁性体コア3内を通りながら、漸次減衰する。磁束φ1,φ2は渦電流損等の形で熱エネルギーに変換するからである。これにより、コモンモードノイズ電流i,iは低減される。
【0021】
なお、巻線5,6に正規信号電流iが流れると、正規信号電流iによる磁束φ3,φ4が生じる。この磁束φ3,φ4は磁性体コア3内においては方向が逆であり、互いに打ち消し合う。従って、磁性体コア3内に磁束φ3,φ4が通る磁路は形成されず、このチョークコイル1は正規信号電流iに対しては何も作用しない。
【0022】
次に、チョークコイル1のノーマルモードノイズ除去について図5(a),(b)を参照して説明する。
図5(b)に示すように、ノーマルモードノイズ電流iが二つの信号線をそれぞれ図中矢印方向に流れると、図5(a)に示すように、巻線5,6に磁束φ5,φ6が生じる。磁束φ5,φ6は、磁性体コア4内にて形成された閉磁路内を周回しながら、渦電流損等の形で熱エネルギーに変換され、漸次減衰する。これにより、ノーマルモードノイズ電流iは低減される。
【0023】
このとき、磁束φ5,φ6が通る磁路は、E字形状磁性体コア片14の中脚部14aを共通部分としている。しかしながら、E字形状磁性体コア片14の中脚部14aの幅W2が、外脚部14b,14c及び継手部14dの幅W1並びにI字形状磁性体コア片13の幅W1の略2倍に設定されているので、磁性体コア4内での磁束密度がいずれの部分においても等しい値とすることができる。従って、磁性体コア4内における局部的飽和がなくなり、ノーマルモードのインダクタンス低下を抑えることができる。
【0024】
また、このチョークコイル1は、前記関係式(1)の条件を満足しているため、磁性体コア3と磁性体コア4の間の磁気抵抗が、E字形状磁性体コア片14の外脚部14b(又は14c)の先端から継手部14dを通って中脚部14aの先端に到る磁路の磁気抵抗より大きくなる。従って、正規信号電流iによって磁性体コア4内に発生した磁束φ5,φ6が、磁性体コア4から磁性体コア3に漏れず、磁束φ5,φ6が磁性体コア3を飽和させることがない。この結果、コモンモードのインダクタンスが低下せず、チョークコイル1のコモンモードノイズ電流低減能力を低下させない。
【0025】
なお、本発明に係るチョークコイルは前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
磁性体コア3,4の形状は仕様に合わせて種々選択される。例えば、磁性体コア3はE字形状の磁性体を二つ突き合わせて構成した日字形状の磁性体コアであってもよい。
【0026】
また、前記実施形態は、巻線5,6をそれぞれ第1巻線部5a,6aと第2巻線部5b,6bに分けているが、図7に示すように、第1巻線部5a,6aのみであってもよい。巻線5,6を、第1巻線部5a,6aと第2巻線部5b,6bに分けると、図8に示すように、コモンモードのインダクタンス高周波特性が良くなる。図8において、実線41が図7に示したチョークコイル40の周波数特性を示すグラフであり、点線42が図2に示したチョークコイル1の周波数特性を示すグラフである。
【0027】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、ボビンの筒部の穴に一辺が挿通された高透磁率材料からなる第1磁性体コアと、ボビンの延在部に設けた穴に一辺が挿通された低透磁率材料からなる第2磁性体コアとを備えているので、第1磁性体コア内においてコモンモードノイズ電流を除去することができ、第2磁性体コア内においてノーマルモードノイズ電流を除去することができる。そして、第1磁性体コアに囲まれた領域及び第2磁性体コアに囲まれた領域に、それぞれ巻線の大きな巻線領域を確保することができ、大きなコモンモード及びノーマルモードのインダクタンスを有した小型のチョークコイルを得ることができる。また、このチョークコイルはボビンが1個で済むため、構成部品の数が少なく、一対の巻線のそれぞれの巻回作業も同時に実施でき、作業性が向上する。
【0028】
また、第2磁性体コアの中脚部の幅を、前記第2磁性体コアの外脚部及び継手部の幅の略2倍に設定することにより、第2磁性体コア内における局部的飽和を防止し、ノーマルモードのインダクタンス低下を抑えることができる。さらに、第1磁性体コアを、前記関係式(1)が満足するように設定することにより、正規信号電流によって発生した磁束が第2磁性体コアから第1磁性体コアに漏れず、コモンモードのインダクタンス低下を抑えることができる。この結果、飽和による特性劣化が少ないチョークコイルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るチョークコイルの一実施形態を示す分解斜視図。
【図2】図1に示したチョークコイルの外観を示す斜視図。
【図3】図2に示したチョークコイルの電気等価回路図。
【図4】図2に示したチョークコイルによるコモンモードノイズ除去を説明するもので、(a)は磁気回路図、(b)は電気回路図。
【図5】図2に示したチョークコイルによるノーマルモードノイズ除去を説明するもので、(a)は磁気回路図、(b)は電気回路図。
【図6】図1に示したチョークコイルの変形例を説明するための磁性体コアの正面図。
【図7】他の実施形態を示す斜視図。
【図8】チョークコイルの周波数特性を示すグラフ。
【図9】従来のチョークコイルを示す概略構成図。
【符号の説明】
1…チョークコイル
2…ボビン
3…磁性体コア(第1磁性体コア)
4…磁性体コア(第2磁性体コア)
5,6…巻線
13…I字形状磁性体コア片
14…E字形状磁性体コア片
14a…中脚部
14b,14c…外脚部
14d…継手部
21…筒部
22〜26…鍔部
27,28,29…穴
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a choke coil, and more particularly to a choke coil used for removing noise generated from an electronic device or the like and noise entering the electronic device or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a common mode choke coil is used to remove common mode noise when taking measures against noise in signal lines and power supply lines, and a normal mode choke is used in addition to the common mode choke coil to remove normal mode noise. Coil had to be used separately. For this reason, a large occupied area is required, and the number of parts is increased, resulting in high cost.
[0003]
Therefore, assuming that both a common mode noise and a normal mode noise can be removed by one choke coil, as shown in FIG. 9, a square-shaped magnetic member provided with protrusions 62a and 62b close to the center. A choke coil 61 including a body core 62 and a pair of windings 63 and 64 wound around legs 62c and 62d of the magnetic core 62 has been proposed. The choke coil 61 increases the leakage magnetic flux by the protrusions 62a and 62b, and obtains a relatively large inductance in the normal mode. In FIG. 9, φ1 and φ2 indicate the magnetic flux generated when a common mode noise current flows through the windings 63 and 64, respectively, and φ3 and φ4 indicate when the normal mode noise current flows through the windings 63 and 64, respectively. Is displayed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the choke coil 61, a magnetic path through which the magnetic fluxes φ1 and φ2 generated by the common mode noise current pass through the magnetic core 62 and a magnetic path through which the magnetic fluxes φ3 and φ4 generated by the normal mode noise current pass. Are partially common, causing the following problems.
[0005]
(1) In order to maintain a large common mode inductance even in a low frequency region, it is necessary to use ferrite or the like having a large relative magnetic permeability as the material of the magnetic core 62. However, since ferrite is easily saturated, the magnetic core 62 is immediately saturated by the magnetic fluxes φ3 and φ4 generated by the normal mode noise current. For this reason, the inductance of the common mode is reduced, and it cannot be used for a signal line or the like through which a large normal signal current flows.
[0006]
(2) On the contrary, when silicon steel or dust having a small relative magnetic permeability is used as a material of the magnetic core 62, saturation of the magnetic core 62 is less likely to occur, but a large common mode required for common mode noise elimination is obtained. No inductance could be obtained.
In order to solve these problems, a choke coil including a core dedicated to normal mode inductance and a core dedicated to common mode inductance has been proposed. However, in this choke coil, it is necessary to provide two bobbins to make a magnetic path through which a magnetic flux generated by a normal mode noise current passes and a magnetic path through which a magnetic flux generated by a common mode noise current passes. However, there is a problem that the number of components increases. Further, there is also a problem that the winding area of the winding is small compared to the size of the entire choke coil, and the size of the choke coil is increased if a large inductance is to be obtained.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a small choke coil having less characteristic deterioration due to saturation and having sufficient common mode and normal mode inductance.
[0008]
[Means and Actions for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the choke coil according to the present invention is:
(A) a bobbin made of a non-magnetic insulating material , comprising: a tubular portion having extending portions at both ends; and a flange provided at both ends and a central portion of the tubular portion;
(B) a pair of windings wound around the outer periphery of the cylindrical portion including the outer periphery of the extending portion ;
(C) a first magnetic core having a closed magnetic path formed of a high magnetic permeability material and having one side inserted through the hole of the cylindrical portion;
(D) One magnetic core piece inserted into a hole provided substantially parallel to the hole of the cylindrical portion in each of the extending portions, and combined with the one magnetic core piece to form a closed magnetic path. A second magnetic core made of a low-permeability material constituted by another magnetic core piece;
It is characterized by having.
[0009]
With the above configuration, when a common mode noise current flows through a pair of windings, a magnetic flux is generated by the common mode noise current. The magnetic fluxes are added to each other to form a magnetic path around which the magnetic flux circulates in the first magnetic core, and are converted into thermal energy in the form of eddy current loss and attenuated in the first magnetic core. Thereby, the common mode noise current is removed. When a normal signal current flows through the pair of windings, a magnetic flux is generated by the normal signal current. The magnetic fluxes cancel each other in the first magnetic core. Therefore, this choke coil does not form a magnetic path in the first magnetic core for a normal signal current.
[0010]
On the other hand, when a normal mode noise current flows through the pair of windings, a magnetic flux is generated by the normal mode noise current. This magnetic flux circulates in the second magnetic core, is converted into thermal energy in the form of eddy current loss, and is attenuated. Thereby, the normal mode noise current is removed.
Further, the choke coil according to the present invention is characterized in that the width of the middle leg of the second magnetic core is substantially twice the width of the outer leg and the joint of the second magnetic core. Since the magnetic path through which the magnetic flux generated in each of the pair of windings by the normal mode noise current passes has a common middle leg of the second magnetic core, the width of the middle leg is set to approximately 2 times the width of the other portions. By setting it to twice, the magnetic flux density in the second magnetic core becomes the same value in any part. Therefore, local saturation in the second magnetic core is eliminated, and a decrease in inductance in the normal mode is suppressed.
[0011]
Further, in the choke coil according to the present invention, the distance between the first magnetic core and the second magnetic core is A, and the tip of the outer leg of the second magnetic core passes through the joint to reach the distal end of the middle leg. When the length of the magnetic path is B and the relative magnetic permeability of the second magnetic core is μ, A ≧ B / 2μ is satisfied. According to the above configuration, the magnetic resistance between the first magnetic core and the second magnetic core is increased by the magnetic resistance of the magnetic path extending from the tip of the outer leg of the second magnetic core to the tip of the middle leg through the joint. Be larger. Therefore, there is no fear that the magnetic flux generated by the normal mode noise current leaks from the second magnetic core to the first magnetic core, and the magnetic flux due to the normal mode noise current does not saturate the first magnetic core. As a result, a decrease in common mode inductance is suppressed.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a choke coil according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the choke coil 1 generally includes a bobbin 2, magnetic cores 3 and 4, and a pair of windings 5 and 6. The bobbin 2 includes a tubular portion 21 having extending portions 21 a and 21 b projecting toward the front side at both ends, flanges 22 and 23 provided at both ends of the tubular portion 21, and a central portion of the tubular portion 21. And flange portions 24, 25, and 26 provided on the front side. Holes 28 and 29 are provided in the extending portions 21a and 21b, respectively. In the case of the present embodiment, the hole 27 of the cylindrical portion 21 and the holes 28, 29 of the extending portions 21a, 21b have a rectangular cross section, the cylindrical portion 21 has a substantially rectangular cross section, and the flange portions 22 to 26 Has a substantially rectangular shape. However, it goes without saying that the present invention is not necessarily limited to these shapes.
[0013]
Windings 5 and 6 are wound around the outer periphery of the cylindrical portion 21. That is, the winding 5 has a winding area in the right half (between the flanges 22 and 26) of the cylindrical portion 21 and is further divided into the first winding portion 5a and the second winding portion 5b by the flange 24. Have been. Similarly, the winding 6 is configured such that a region on the left half (between the flange portions 23 and 26) of the cylindrical portion 21 is a winding region, and is divided into a first winding portion 6a and a second winding portion 6b by the flange portion 25. Have been. The first winding portions 5a and 6a are wound around both ends of the cylindrical portion 21 having the extending portions 21a and 21b. In this manner, the first winding portions 5a and 6a are wound around one side of the magnetic cores 3 and 4 described below, and the second winding portions 5b and 6b are wound around one side of the magnetic core 3. Will be. The start and end of each of the windings 5 and 6 are fixed to and electrically connected to four pin terminals 18 implanted at the bottom of the bobbin 2.
[0014]
The bobbin 2 is made of a non-magnetic material, for example, an insulator material. Specifically, a polybutylene terephthalate resin, a polyphenylene sulfide resin, a polyethylene terephthalate resin, or the like is used. Since the bobbin 2 having a complicated shape composed of the cylindrical portion 21 and the flange portions 22 to 26 is molded using a non-magnetic material that is easy to mold, advanced technology and strict management of manufacturing conditions are required. There is no need to mold using a magnetic material, and the bobbin 2 can be easily manufactured.
[0015]
The magnetic core 3 has a rectangular shape formed by abutting U-shaped magnetic core pieces 11 and 12, and one side thereof is inserted into the hole 27 of the cylindrical portion 21. The material of the magnetic core 3 preferably has a relative magnetic permeability of several thousands, and specifically, ferrite, amorphous, or the like is used.
[0016]
The magnetic core 4 has a Japanese character shape formed by abutting an I-shaped magnetic core piece 13 and an E-shaped magnetic core piece 14. 21b are inserted through holes 28 and 29, respectively. The E-shaped magnetic core piece 14 includes a middle leg portion 14a, outer leg portions 14b and 14c, and a joint portion 14d that connects the three leg portions 14a to 14c. The middle leg portion 14a is disposed between the two extending portions 21a and 21b of the bobbin 2, and the outer leg portions 14b and 14c are disposed outside the flange portions 22 and 23, respectively. The width W2 of the outer legs 14b, 14c and the joint 14d of the E-shaped magnetic core piece 14 is equal to the width W2 of the I-shaped magnetic core piece 13 and is equal to the width W2 of the E-shaped magnetic core piece 14. The width is set to approximately half of the width W1 of the leg 14a. As the material of the magnetic core 4, a magnetic material having a relative permeability of 1 or more (for example, 2 to several tens) is used. Specifically, kneaded silicon steel, dust, Ni-Zn or Mn-Zn ferrite powder and a resin binder are used. When ferrite, amorphous, or the like having a large relative magnetic permeability is used as the magnetic core 4, for example, as shown in FIG. 6, the length of the middle leg portion 14a of the E-shaped magnetic core piece 14 is slightly shortened. A predetermined gap G may be formed between the I-shaped magnetic core piece 13 and the I-shaped magnetic core piece 13 so as to prevent saturation.
[0017]
The distance between the magnetic material core 3 and the magnetic material core 4 is defined as A, and the tip of the outer leg portion 14b (or 14c) of the E-shaped magnetic material core piece 14 passes through the joint portion 14d to the tip of the middle leg portion 14a. Assuming that the length of the magnetic path to be reached is B, the length is set so as to satisfy the following relational expression (1).
A ≧ B / 2μ (1)
However, μ: relative magnetic permeability of the magnetic core 4 These components 2 to 6 are fixed with an adhesive or a varnish as required.
[0018]
In the choke coil 1 having the above configuration, large winding regions of the windings 5 and 6 are secured in a space region surrounded by the magnetic core 3 and a space region surrounded by the magnetic core 4, respectively. That is, the right half of the space region surrounded by the magnetic core 3 is a winding region of the winding 5, and the left half is a winding region of the winding 6. The right space region of the two space regions surrounded by the magnetic core 4 is a winding region of the first winding portion 5 a of the winding 5, and the left space region is the first winding region of the winding 6. This is a winding area of the wire portion 6a. Accordingly, the ratio of the winding regions of the windings 5 and 6 to the entire choke coil 1 increases, and a large normal mode inductance and a large common mode inductance can be obtained without increasing the size of the choke coil 1. it can. Further, since the choke coil 1 has one bobbin 2, the number of components is small, and the winding operations of the windings 5 and 6 can be simultaneously performed, thereby improving workability.
[0019]
FIG. 3 is an electric equivalent circuit diagram of the choke coil 1 having the above configuration. In FIG. 3, L C represents the inductance component of the common mode, L N represents the inductance component of the normal mode.
Next, the common mode noise removing operation of the choke coil 1 will be described with reference to FIGS.
[0020]
As shown in FIG. 4B, the choke coil 1 is electrically connected to two signal lines disposed between a power supply 30 and a load 31 such as an electronic device. A stray capacitance C1 is generated between the power supply 30 and the ground, and a stray capacitance C2 is generated between the load 31 and the ground. When common mode noise currents i 1 and i 2 flow in the two signal lines in the directions of arrows in the figure, magnetic fluxes φ 1 and φ 2 are generated in the windings 5 and 6 as shown in FIG. The magnetic fluxes φ1 and φ2 are added to each other and gradually attenuate while passing through the magnetic core 3. This is because the magnetic fluxes φ1 and φ2 are converted into thermal energy in the form of eddy current loss or the like. Thereby, the common mode noise currents i 1 and i 2 are reduced.
[0021]
Incidentally, when the winding 5 and 6 flows normalized signal current i S, flux .phi.3, .phi.4 is caused by the normal signal current i S. The directions of the magnetic fluxes φ3 and φ4 are opposite in the magnetic material core 3 and cancel each other. Therefore, the magnetic flux φ3 to the magnetic core 3, a magnetic path φ4 passes is not formed, the choke coil 1 has no effect nothing against normal signal current i S.
[0022]
Next, the normal mode noise removal of the choke coil 1 will be described with reference to FIGS.
FIG 5 (b) as shown in, when the normal mode noise current i 3 flows two signal lines in the direction of the arrow respectively view, as shown in FIG. 5 (a), the winding 5 and 6 flux .phi.5, φ6 occurs. The magnetic fluxes φ5 and φ6 are converted into thermal energy in the form of eddy current loss and the like while circulating in a closed magnetic path formed in the magnetic core 4, and are gradually attenuated. Accordingly, the normal mode noise current i 3 is reduced.
[0023]
At this time, the magnetic paths through which the magnetic fluxes φ5 and φ6 pass share the middle leg portion 14a of the E-shaped magnetic core piece 14. However, the width W2 of the middle leg portion 14a of the E-shaped magnetic core piece 14 is approximately twice the width W1 of the outer leg portions 14b, 14c and the joint portion 14d and the width W1 of the I-shaped magnetic core piece 13. Since it is set, the magnetic flux density in the magnetic core 4 can be set to the same value in any part. Therefore, local saturation in the magnetic core 4 is eliminated, and a decrease in inductance in the normal mode can be suppressed.
[0024]
Further, since the choke coil 1 satisfies the condition of the relational expression (1), the magnetic resistance between the magnetic core 3 and the magnetic core 4 is reduced by the outer leg of the E-shaped magnetic core piece 14. The magnetic resistance is larger than the magnetic resistance of the magnetic path from the tip of the portion 14b (or 14c) to the tip of the middle leg 14a through the joint 14d. Therefore, the magnetic fluxes φ5 and φ6 generated in the magnetic core 4 by the normal signal current i S do not leak from the magnetic core 4 to the magnetic core 3, and the magnetic fluxes φ5 and φ6 do not saturate the magnetic core 3. . As a result, the common mode inductance does not decrease, and the common mode noise current reducing ability of the choke coil 1 does not decrease.
[0025]
It should be noted that the choke coil according to the present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously changed within the scope of the gist.
The shapes of the magnetic cores 3 and 4 are variously selected according to specifications. For example, the magnetic material core 3 may be a Japanese character-shaped magnetic material core formed by joining two E-shaped magnetic materials.
[0026]
In the above embodiment, the windings 5 and 6 are divided into first winding portions 5a and 6a and second winding portions 5b and 6b, respectively. However, as shown in FIG. , 6a alone. When the windings 5 and 6 are divided into the first winding portions 5a and 6a and the second winding portions 5b and 6b, the common mode inductance and high frequency characteristics are improved as shown in FIG. 8, a solid line 41 is a graph showing the frequency characteristics of the choke coil 40 shown in FIG. 7, and a dotted line 42 is a graph showing the frequency characteristics of the choke coil 1 shown in FIG.
[0027]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the present invention, the first magnetic core made of a high magnetic permeability material having one side inserted through the hole of the cylindrical portion of the bobbin, and the hole provided in the extending portion of the bobbin Since the second magnetic core made of a low magnetic permeability material having one side inserted therein is provided, common mode noise current can be removed in the first magnetic core, and normal mode noise can be eliminated in the second magnetic core. Noise current can be eliminated. A large winding area can be secured in each of the region surrounded by the first magnetic core and the region surrounded by the second magnetic core, and large common mode and normal mode inductances are provided. A small choke coil can be obtained. Further, since only one bobbin is required for the choke coil, the number of components is small, and the winding work of each of the pair of windings can be simultaneously performed, thereby improving workability.
[0028]
Further, by setting the width of the middle leg of the second magnetic core to approximately twice the width of the outer leg and the joint of the second magnetic core, local saturation in the second magnetic core is achieved. Can be prevented, and a decrease in inductance in the normal mode can be suppressed. Further, by setting the first magnetic core so that the relational expression (1) is satisfied, the magnetic flux generated by the normal signal current does not leak from the second magnetic core to the first magnetic core, and the common mode Can be reduced. As a result, a choke coil with less characteristic deterioration due to saturation can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a choke coil according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the choke coil shown in FIG.
FIG. 3 is an electric equivalent circuit diagram of the choke coil shown in FIG.
4A and 4B are diagrams for explaining common mode noise removal by the choke coil shown in FIG. 2, wherein FIG. 4A is a magnetic circuit diagram, and FIG. 4B is an electric circuit diagram.
5A and 5B are diagrams illustrating normal mode noise removal by the choke coil shown in FIG. 2, wherein FIG. 5A is a magnetic circuit diagram and FIG. 5B is an electric circuit diagram.
FIG. 6 is a front view of a magnetic core for describing a modification of the choke coil shown in FIG. 1;
FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment.
FIG. 8 is a graph showing frequency characteristics of a choke coil.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a conventional choke coil.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Choke coil 2 ... Bobbin 3 ... Magnetic core (1st magnetic core)
4: Magnetic core (second magnetic core)
5, 6 ... winding 13 ... I-shaped magnetic core piece 14 ... E-shaped magnetic core piece 14a ... middle legs 14b, 14c ... outer legs 14d ... joint 21 ... cylinders 22 to 26 ... flange 27, 28, 29 ... holes

Claims (3)

両端部にそれぞれ延在部を有した筒部と、この筒部の両端部及び中央部に設けられた鍔部とで構成された非磁性の絶縁体材料からなるボビンと、
前記筒部の外周に前記延在部の外周をも含めて巻回された一対の巻線と、
前記筒部の穴に一辺が挿通された高透磁率材料からなる閉磁路形成の第1磁性体コアと、
前記各延在部に前記筒部の穴とは略平行に設けた穴に挿通された一の磁性体コア片と、この一の磁性体コア片と組み合わされて閉磁路を形成する他の磁性体コア片とで構成された低透磁率材料からなる第2磁性体コアと、
を備えたことを特徴とするチョークコイル。
A tubular portion having an extending portion at each end thereof, and a bobbin made of a non-magnetic insulating material constituted by flange portions provided at both ends and a central portion of the tubular portion,
A pair of windings wound around the outer periphery of the cylindrical portion including the outer periphery of the extending portion ,
A first magnetic core having a closed magnetic path formed of a high magnetic permeability material having one side inserted through a hole of the cylindrical portion;
One magnetic core piece inserted into a hole provided substantially parallel to the cylindrical portion hole in each of the extending portions, and another magnetic material forming a closed magnetic path in combination with the one magnetic material core piece A second magnetic core made of a low magnetic permeability material composed of a body core piece;
A choke coil comprising:
前記第2磁性体コアの中脚部の幅が、前記第2磁性体コアの外脚部及び継手部の幅の略2倍であることを特徴とする請求項1記載のチョークコイル。The choke coil according to claim 1, wherein the width of the middle leg of the second magnetic core is approximately twice the width of the outer leg and the joint of the second magnetic core. 前記第1磁性体コアと前記第2磁性体コアの間隔をAとし、前記第2磁性体コアの外脚部先端から継手部を通って中脚部先端に到る磁路の長さをBとし、前記第2磁性体コアの比透磁率をμとすると、
A≧B/2μ
を満足することを特徴とする請求項1記載のチョークコイル。
The distance between the first magnetic core and the second magnetic core is A, and the length of the magnetic path from the tip of the outer leg of the second magnetic core to the tip of the middle leg through the joint is B. And the relative magnetic permeability of the second magnetic core is μ,
A ≧ B / 2μ
The choke coil according to claim 1, wherein the following is satisfied.
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