JP3606210B2

JP3606210B2 - チョークコイル

Info

Publication number: JP3606210B2
Application number: JP2001038055A
Authority: JP
Inventors: 一左森; 東洋田村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2021-02-15
Also published as: JP2002246243A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器等に用いるチョークコイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来のチョークコイルについて図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図１２は従来のチョークコイルの分解斜視図、図１３は同チョークコイルの平面断面図、図１４は同チョークコイルの正面断面図である。
【０００４】
図１２〜図１４において、従来のチョークコイルは、貫通孔１を有したコイルボビン２と、このコイルボビン２に巻回した巻線３と、コイルボビン２の貫通孔１に挿入するとともに、２つの分割磁芯４を組み合わせて形成した閉磁路状磁芯とを備えている。
【０００５】
また、２つの分割磁芯４は積層鉄系磁芯にするとともに、一方の分割磁芯４は、中脚５と２つの外脚６とを連接脚７で連接したＥ字形状磁芯にし、他方の分割磁芯４は、連接脚７のみを有したＩ字形状磁芯にしている。
【０００６】
さらに、一方の分割磁芯４の中脚５をコイルボビン２の貫通孔１に挿入するとともに、中脚５を他方の分割磁芯４と互いに非密着するように空間部８を介して突き合わせ、外脚６を他方の分割磁芯４と互いに密着するように突き合わせている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のチョークコイルでは、取付面の外形寸法（Ｗ１）を小さくして小型化を図る際には、２つの分割磁芯４の断面積を変化させないように、一方の分割磁芯４の中脚５、外脚６、連接脚７の幅と、他方の分割磁芯４の連接脚７の幅とを小さくするとともに、２つの分割磁芯４の高さを高くすればよい。
【０００８】
しかし、これでは、ボビンの高さも必然的に高くなり、取付面の外形寸法（Ｗ１）を小さくできるものの、高さ寸法（Ｈ１）が大きくなり、全体として小型化できないという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するもので、取付面の外形寸法（Ｗ１）を小さくしつつ、高さ寸法（Ｈ１）を大きくせず、全体として小型化したチョークコイルを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する。
【００１１】
本発明の請求項１記載の発明は、特に、２つの分割磁芯は積層鉄系磁芯にするとともに、中脚と２つの外脚とを連接脚で連接したＥ字形状磁芯にしており、２つの前記分割磁芯の前記中脚および前記外脚を互いに対向させるとともに、前記中脚はコイルボビンの貫通孔に挿入して、互いに密着するように突き合わせ、前記外脚は前記コイルボビンの外方に配置して、互いに非密着するように空間部を介して突き合わせており、２つの前記分割磁芯の前記外脚および前記連接脚と同等形状のコ字形状磁芯を前記外脚上および前記連接脚上に配置して、前記閉磁路状磁芯上に前記空間部を介してロ字形状磁芯を設けた構成である。
【００１２】
上記構成により、分割磁芯の外脚および連接脚の幅を小さくして、取付面の外形寸法を小さくしたとしても、コイルボビンの貫通孔に挿入した分割磁芯の中脚の高さを高くしないので、取付面の外形寸法を小さくしつつ、高さ寸法が大きくならず、全体として小型化を図ることができる。
【００１３】
特に、単に、２つの分割磁芯の外脚および連接脚と同等形状の２つのコ字形状磁芯を外脚上および連接脚上に配置すると、電流値に対するインダクタンス値が小さくなりやすく、大電流に対して用いることができなかっり、高調波電流を低下させられず、ノイズ除去特性が劣化したりする。しかし、上記構成では、分割磁芯の中脚はコイルボビンの貫通孔に挿入して、互いに密着するように突き合わせ、外脚はコイルボビンの外方に配置して、互いに非密着するように空間部を介して突き合わせて、この分割磁芯の外脚および連接脚と同等形状の２つのコ字形状磁芯を配置しているので、大電流に対して用いることができるとともに、高調波電流を低下させ、ノイズ除去特性を向上することができる。
【００１４】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、特に、コ字形状磁芯および分割磁芯とを接合してブロック化し、ブロック磁芯を形成した構成である。
【００１５】
上記構成により、各々の磁芯が固定され、製造時の組立性が向上し、低コスト化を図ることができるとともに、振動や唸りの発生も防止できる。
【００１６】
本発明の請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、ロ字形状磁芯を積層鉄系磁芯とした構成である。
【００１７】
上記構成により、ロ字形状磁芯に、渦電流等が生じにくくなり、特性を向上することができる。
【００１８】
本発明の請求項４記載の発明は、特に、２つの分割磁芯は積層鉄系磁芯にするとともに、一方の前記分割磁芯は、中脚と２つの外脚とを連接脚で連接したＥ字形状磁芯にし、他方の前記分割磁芯は、連接脚のみを有したＩ字形状磁芯にしており、一方の前記分割磁芯の前記中脚をコイルボビンの前記貫通孔に挿入するとともに、前記中脚および前記外脚を他方の前記分割磁芯と互いに非密着するように空間部を介して突き合わせており、一方の前記分割磁芯の前記外脚および前記連接脚と同等形状のコ字形状磁芯および他方の前記分割磁芯の前記連接脚と同等形状の棒形状磁芯を、２つの前記分割磁芯の前記外脚上および前記連接脚上に配置して、前記閉磁路状磁芯上に前記空間部を介してロ字形状磁芯を設けた構成である。
【００１９】
上記構成により、分割磁芯の外脚および連接脚の幅を小さくして、取付面の外形寸法を小さくしたとしても、コイルボビンの貫通孔に挿入した分割磁芯の中脚の高さを高くしないので、取付面の外形寸法を小さくしつつ、高さ寸法が大きくならず、全体として小型化を図ることができる。
【００２０】
特に、単に、一方の分割磁芯の外脚および連接脚と同等形状のコ字形状磁芯および他方の分割磁芯の連接脚と同等形状の棒形状磁芯を外脚上および連接脚上に配置すると、電流値に対するインダクタンス値が小さくなりやすく、大電流に対して用いることができなかったり、高調波電流を低下させられず、ノイズ除去特性が劣化したりする。しかし、上記構成では、一方の分割磁芯の中脚をコイルボビンの貫通孔に挿入するとともに、中脚および外脚を他方の分割磁芯と互いに非密着するように空間部を介して突き合わせて、この分割磁芯の外脚および連接脚と同等形状のコ字形状磁芯と棒形状磁芯とを配置しているので、大電流に対して用いることができるとともに、高調波電流を低下させ、ノイズ除去特性を向上することができる。
【００２１】
本発明の請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、特に、一方の分割磁芯の外脚および連接脚と同等形状のコ字形状磁芯と一方の前記分割磁芯とを接合してブロック化し、ブロック磁芯を形成するとともに、他方の分割磁芯の連接脚と同等形状の棒形状磁芯と他方の前記分割磁芯とを接合してブロック化し、ブロック磁芯を形成した構成である。
【００２２】
上記構成により、各々の磁芯が固定され、製造時の組立性が向上し、低コスト化を図ることができるとともに、振動や唸りの発生も防止できる。
【００２３】
本発明の請求項６記載の発明は、請求項４記載の発明において、一方の分割磁芯の外脚および連接脚と同等形状のコ字形状磁芯および他方の分割磁芯の連接脚と同等形状の棒形状磁芯と他方の前記分割磁芯とを積層鉄系磁芯とした構成である。
【００２４】
上記構成により、ロ字形状磁芯に、渦電流等が生じにくくなり、特性を向上することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１を用いて、請求項１〜請求項３記載の発明について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は本発明の実施の形態１におけるチョークコイルの斜視図、図２は同チョークコイルの分解斜視図、図３は同チョークコイルの平面断面図、図４は同チョークコイルの正面断面図である。
【００２７】
図１〜図４において、本発明の実施の形態１におけるチョークコイルは、貫通孔１１を有したコイルボビン１２と、このコイルボビン１２に巻回した巻線１３と、コイルボビン１２の貫通孔１１に挿入するとともに、２つの分割磁芯１４を組み合わせて形成した閉磁路状磁芯とを備えている。
【００２８】
また、２つの分割磁芯１４は積層鉄系磁芯にするとともに、中脚１５と２つの外脚１６とを連接脚１７で連接したＥ字形状磁芯にしており、２つの分割磁芯１４の中脚１５および外脚１６を互いに対向させるとともに、中脚１５はコイルボビン１２の貫通孔１１に挿入して、互いに密着するように突き合わせ、外脚１６はコイルボビン１２の外方に配置して、互いに非密着するように空間部１８を介して突き合わせている。
【００２９】
さらに、２つの分割磁芯１４の外脚１６および連接脚１７と同等形状のコ字形状磁芯１９を外脚１６上および連接脚１７上に配置して、閉磁路状磁芯上に空間部１８を介してロ字形状磁芯を設け、このロ字形状磁芯も積層鉄系磁芯としている。
【００３０】
上記構成のチョークコイルについて、以下その動作を説明する。
【００３１】
上記構成により、分割磁芯１４の外脚１６および連接脚１７の幅を小さくして、取付面の外形寸法（Ｗ１）を小さくしたとしても、コイルボビン１２の貫通孔１１に挿入した分割磁芯１４の中脚１５の高さを高くしないので、取付面の外形寸法（Ｗ１）を小さくしつつも、高さ寸法（Ｈ１）が大きくならず、全体として小型化を図ることができる。
【００３２】
一般に、チョークコイルは、スイッチング電源回路等の負荷回路に対して、商用電源（１００Ｖ：５０／６０Ｈｚ）の電源波形のノイズ除去を行う。
【００３３】
商用電源（１００Ｖ：５０Ｈｚ）、電流（１Ａ）、負荷回路の消費電力（７０Ｗ）にチョークコイルを用いた場合において、電流値に対するインダクタンス値の変化を示す電流−インダクタンス特性グラフは図５に示すようになる。従来のチョークコイルをそのまま用いて、第１の実施の形態におけるチョークコイルと同様な構成（図１２において、２つのコ字形状磁芯を分割磁芯４の外脚６上および連接脚７上に配置した構成）を取っても、第１の実施の形態におけるチョークコイルほど、大電流に対してインダクタンス値の低減を抑制できない。
【００３４】
また、商用電源の電源波形における基本波形の３次高調波、５次高調波、７次高調波において高調波電流値を低減させることはノイズ除去に有効であり、特に、３次高調波の高調波電流値を低減させることは有効である。ここで、高次高調波の次数に対する高調波電流値の変化を示す高調波次数−高調波電流特性グラフを図６に示す。これについても、従来のチョークコイルをそのまま用いて、第１の実施の形態におけるチョークコイルと同様な構成（図１２において、２つのコ字形状磁芯を分割磁芯４の外脚６上および連接脚７上に配置した構成）を取っても、第１の実施の形態におけるチョークコイルほど、高調波電流値を低減できない。
【００３５】
つまり、第１の実施の形態におけるチョークコイルのように、分割磁芯１４の中脚１５はコイルボビン１２の貫通孔１１に挿入して、互いに密着するように突き合わせ、外脚１６はコイルボビン１２の外方に配置して、互いに非密着するように空間部１８を介して突き合わせて、この分割磁芯１４の外脚１６および連接脚１７と同等形状の２つのコ字形状磁芯１９を配置しているので、大電流に対して用いることができるとともに、高調波電流を低下させ、ノイズ除去特性を向上することができる。
【００３６】
さらに、ロ字形状磁芯も積層鉄系磁芯としているので、ロ字形状磁芯に渦電流等が生じにくくなり、特性を向上することができる。
【００３７】
このように本発明の第１の実施の形態によれば、取付面の外形寸法（Ｗ１）を小さくしつつも、高さ寸法（Ｈ１）が大きくならず、全体として小型化を図ることができるとともに、大電流に対して用いることができ、かつ、ノイズ除去特性を向上することができる。
【００３８】
なお、第１の実施の形態において、図７、図８に示すように、コ字形状磁芯１９および分割磁芯１４とをカシメ部２０や溶接部２１により接合してブロック化し、ブロック磁芯２２を形成すれば、各々の磁芯が固定され、製造時の組立性が向上し、低コスト化を図ることができるとともに、振動や唸りの発生も防止できる。
【００３９】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２を用いて、請求項４〜請求項６記載の発明について図面を参照しながら説明する。
【００４０】
図９は本発明の実施の形態２におけるチョークコイルの斜視図、図１０は同チョークコイルの分解斜視図、図１１は同チョークコイルの平面断面図である。
【００４１】
図９〜図１１において、本発明の実施の形態２におけるチョークコイルは、実施の形態１におけるチョークコイルの分割磁芯１４およびロ字形状磁芯を改良したものである。
【００４２】
本発明の実施の形態２におけるチョークコイルは、２つの分割磁芯１４は積層鉄系磁芯にするとともに、一方の分割磁芯１４は、中脚１５と２つの外脚１６とを連接脚１７で連接したＥ字形状磁芯にし、他方の分割磁芯１４は、連接脚１７のみを有したＩ字形状磁芯にしており、一方の分割磁芯１４の中脚１５をコイルボビン１２の貫通孔１１に挿入するとともに、中脚１５および外脚１６を他方の分割磁芯１４と互いに非密着するように空間部１８を介して突き合わせている。
【００４３】
また、一方の分割磁芯１４の外脚１６および連接脚１７と同等形状のコ字形状磁芯１９および他方の分割磁芯１４の連接脚１７と同等形状の棒形状磁芯２４を、２つの分割磁芯１４の外脚１６上および連接脚１７上に配置して、閉磁路状磁芯上に空間部１８を介してロ字形状磁芯を設けている。
【００４４】
そして、この空間部１８にはギャップスペーサ（仕切り板）２３を配置している。
【００４５】
さらに、一方の分割磁芯１４の外脚１６および連接脚１７と同等形状のコ字形状磁芯１９および他方の分割磁芯１４の連接脚１７と同等形状の棒形状磁芯２４と他方の分割磁芯１４とを積層鉄系磁芯としている。
【００４６】
上記構成のチョークコイルについて、以下その動作を説明する。
【００４７】
上記構成により、実施の形態１におけるチョークコイルと同様に、分割磁芯１４の外脚１６および連接脚１７の幅を小さくして、取付面の外形寸法（Ｗ１）を小さくしたとしても、コイルボビン１２の貫通孔１１に挿入した分割磁芯１４の中脚１５の高さを高くしないので、取付面の外形寸法を小さくしつつ、高さ寸法（Ｈ１）が大きくならず、全体として小型化を図ることができる。
【００４８】
特に、単に、一方の分割磁芯１４の中脚１５をコイルボビン１２の貫通孔１１に挿入するとともに、中脚１５および外脚１６を他方の分割磁芯１４と互いに非密着するように空間部１８を介して突き合わせて、この分割磁芯１４の外脚１６および連接脚１７と同等形状のコ字形状磁芯１９と棒形状磁芯２４とを配置しているので、大電流に対して用いることができるとともに、高調波電流を低下させ、ノイズ除去特性を向上することができる。
【００４９】
また、一方の分割磁芯１４であるＥ字形状磁芯の中脚１５および外脚１６と他方の分割磁芯１４であるＩ字形状磁芯の連接脚１７との間に空間部１８が形成されるので、磁気飽和が生じにくく、漏れ磁束も低減して、実装時における周辺部品への磁気的影響を抑制することもできる。
【００５０】
サーチコイル誘起電圧測定回路（漏れ磁束による誘起電圧を測定する回路：誘起電圧が大きいほど、漏れ磁束が大きい）によれば、特定条件（電源は１００Ｖ：５０Ｈｚで、電流は１Ａ）において、実施の形態１におけるチョークコイルのサーチコイル誘起電圧は３．４Ｖ（１００Ｖ：５０Ｈｚの商用電源に対して１Ａの電流を流した場合）で、実施の形態２におけるチョークコイルのサーチコイル誘起電圧は２．４Ｖであるので、明らかに漏れ磁束に違いが生じている。
【００５１】
さらに、ロ字形状磁芯も積層鉄系磁芯としているので、ロ字形状磁芯に渦電流等が生じにくくなり、特性を向上することができる。
【００５２】
このように本発明の第２の実施の形態によれば、取付面の外形寸法（Ｗ１）を小さくしつつも、高さ寸法（Ｈ１）が大きくならず、全体として小型化を図ることができるとともに、大電流に対して用いることができ、かつ、ノイズ除去特性を向上することができる。
【００５３】
なお、第１の実施の形態と同様に、第２の実施の形態において、一方の分割磁芯１４の外脚１６および連接脚１７と同等形状のコ字形状磁芯１９と一方の分割磁芯１４とを接合してブロック化し、ブロック磁芯２２を形成するとともに、他方の分割磁芯１４の連接脚１７と同等形状の棒形状磁芯２４と他方の分割磁芯１４とを接合してブロック化し、ブロック磁芯２２を形成すれば、各々の磁芯が固定され、製造時の組立性が向上し、低コスト化を図ることができるとともに、振動や唸りの発生も防止できる。
【００５４】
さらに、第１の実施の形態および第２の実施の形態では、コ字形状磁芯１９および棒形状磁芯２４は分割磁芯１４の上方側に配置しているが、下方側に配置したり、上方と下方の両側に配置してもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、分割磁芯の外脚および連接脚の幅を小さくして、取付面の外形寸法を小さくしたとしても、コイルボビンの貫通孔に挿入した分割磁芯の中脚の高さを高くしないので、取付面の外形寸法を小さくしつつ、高さ寸法が大きくならない。
【００５６】
この結果、全体として小型化を図ったチョークコイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるチョークコイルの斜視図
【図２】同チョークコイルの分解斜視図
【図３】同チョークコイルの平面断面図
【図４】同チョークコイルの正面断面図
【図５】電流−インダクタンス特性グラフ
【図６】高調波次数−高調波電流特性グラフ
【図７】カシメ部によりブロック化した分割磁芯およびコ字形状磁芯の斜視図
【図８】溶接部によりブロック化した分割磁芯およびコ字形状磁芯の斜視図
【図９】本発明の実施の形態２におけるチョークコイルの斜視図
【図１０】同チョークコイルの分解斜視図
【図１１】同チョークコイルの平面断面図
【図１２】従来のチョークコイルの分解斜視図
【図１３】同チョークコイルの平面断面図
【図１４】同チョークコイルの正面断面図
【符号の説明】
１１貫通孔
１２コイルボビン
１３巻線
１４分割磁芯
１５中脚
１６外脚
１７連接脚
１８空間部
１９コ字形状磁芯
２０カシメ部
２１溶接部
２２ブロック磁芯
２３ギャップスペーサ
２４棒形状磁芯

Claims

貫通孔を有したコイルボビンと、前記コイルボビンに巻回した巻線と、前記コイルボビンの貫通孔に挿入するとともに、２つの分割磁芯を組み合わせて形成した閉磁路状磁芯とを備え、２つの前記分割磁芯は積層鉄系磁芯にするとともに、中脚と２つの外脚とを連接脚で連接したＥ字形状磁芯にしており、２つの前記分割磁芯の前記中脚および前記外脚を互いに対向させるとともに、前記中脚は前記コイルボビンの前記貫通孔に挿入して、互いに密着するように突き合わせ、前記外脚は前記コイルボビンの外方に配置して、互いに非密着するように空間部を介して突き合わせており、２つの前記分割磁芯の前記外脚および前記連接脚と同等形状のコ字形状磁芯を前記外脚上および前記連接脚上に配置して、前記閉磁路状磁芯上に前記空間部を介してロ字形状磁芯を設けたチョークコイル。
コ字形状磁芯および分割磁芯とを接合してブロック化し、ブロック磁芯を形成した請求項１記載のチョークコイル。
ロ字形状磁芯を積層鉄系磁芯とした請求項１記載のチョークコイル。
貫通孔を有したコイルボビンと、前記コイルボビンに巻回した巻線と、前記コイルボビンの貫通孔に挿入するとともに、２つの分割磁芯を組み合わせて形成した閉磁路状磁芯とを備え、２つの前記分割磁芯は積層鉄系磁芯にするとともに、一方の前記分割磁芯は、中脚と２つの外脚とを連接脚で連接したＥ字形状磁芯にし、他方の前記分割磁芯は、連接脚のみを有したＩ字形状磁芯にしており、一方の前記分割磁芯の前記中脚を前記コイルボビンの前記貫通孔に挿入するとともに、前記中脚および前記外脚を他方の前記分割磁芯と互いに非密着するように空間部を介して突き合わせており、一方の前記分割磁芯の前記外脚および前記連接脚と同等形状のコ字形状磁芯および他方の前記分割磁芯の前記連接脚と同等形状の棒形状磁芯を、２つの前記分割磁芯の前記外脚上および前記連接脚上に配置して、前記閉磁路状磁芯上に前記空間部を介してロ字形状磁芯を設けたチョークコイル。
一方の分割磁芯の外脚および連接脚と同等形状のコ字形状磁芯と一方の前記分割磁芯とを接合してブロック化し、ブロック磁芯を形成するとともに、他方の分割磁芯の連接脚と同等形状の棒形状磁芯と他方の前記分割磁芯とを接合してブロック化し、ブロック磁芯を形成した請求項４記載のチョークコイル。
一方の分割磁芯の外脚および連接脚と同等形状のコ字形状磁芯および他方の分割磁芯の連接脚と同等形状の棒形状磁芯と他方の前記分割磁芯とを積層鉄系磁芯とした請求項４記載のチョークコイル。