JP6059458B2

JP6059458B2 - チョークコイル

Info

Publication number: JP6059458B2
Application number: JP2012161272A
Authority: JP
Inventors: 道隆板谷; 公樹原田; 早坂　秀一; 秀一早坂
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: JP2014022627A

Description

本発明は、軟磁性コアにコイルを巻線したチョークコイルに関する。

ラインフィルタを構成する複数のインダクタがある場合、インダクタが相互に磁気干渉を起こすことでラインフィルタのノイズ除去特性が低下する。

特許文献１では、隣接するインダクタ間に金属からなる遮蔽部材を設けることで磁気的に分離する技術が開示されている。

特開２００６−１８６６２０号公報

しかしながら、特許文献１のようにインダクタ間へ遮蔽部材を設けるためには、遮蔽部材とインダクタの間を接着剤等を用いて結合する工程が必要となり、接着剤を硬化させる時間等の余分な工程時間が掛かるために量産性が低下するという課題がある。

さらに、遮蔽部材とインダクタの間を接着すると、インダクタの軟磁性コアに接着剤の硬化応力が働く可能性があり、この場合はインダクタンスがばらついたり、低下するためにチョークコイルとして用いられるインダクタの特性が不安定になるという課題がある。

従って本発明の目的は、量産性が高く、特性の安定したチョークコイルを提供することにある。

本発明は、少なくとも２つの閉磁路部及び少なくとも２つの結合部を有する軟磁性コアと、少なくとも２つのコイルと、１つの導電性環状部材を備え、閉磁路部にはそれぞれコイルが巻回され、一方の閉磁路部と、隣接する他方の閉磁路部とは結合部により結合され、一方の閉磁路部、他方の閉磁路部、及び結合部は一体成型され、結合部の１つを周回するよう導電性環状部材を設置するチョークコイルにより上記課題を解決する。

さらに、互いに隣接する閉磁路部間の領域における、領域の近傍にある閉磁路部内磁束方向の両端部に結合部が配されているチョークコイルであってもよい。ここで、閉磁路部内の磁束方向とは、コイルへの通電により閉磁路部内に誘起される磁束の向きのことである。

また、互いに隣接する前記コイルは、巻き軸が互いに直交するチョークコイルであってもよい。

本発明によって、量産性の高い、特性の安定したチョークコイルを提供することが可能となる。

本発明における第１の実施形態を示す平面図である。本発明における第１の実施形態を示す断面図であり、図１におけるＡＡ面の断面図を示している。第１の参考例を示す平面図である。第１の参考例を示す等価回路図である。第２の参考例を示す平面図である。第２の参考例を示す断面図であり、図５におけるＢＢ面の断面図を示している。本発明における第２の実施形態を示す平面図である。

本発明における実施形態の一例について、図と共に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明における第１の実施形態を示す平面図である。

図１では、２つの閉磁路部１１、１２及び結合部２０、２１を有する軟磁性コアと、２つのコイル３１、３２と、導電性環状部材４を備え、閉磁路部１１、１２にはそれぞれコイル３１、３２が巻回され、一方の閉磁路部１１と、隣接する他方の閉磁路部１２とは結合部２０、２１により結合され、一方の閉磁路部１１、他方の閉磁路部１２、及び結合部２０、２１は一体成型され、結合部２０を周回するよう導電性環状部材４を設置するチョークコイルを構成している。ここで導電性環状部材４とは、トランス等に用いられているショートリングのように、金属等の導電体を環状に構成した部材のことである。

図２は、本発明における第１の実施形態を示す断面図であり、図１におけるＡＡ面の断面図を示している。

導電性環状部材４は、結合部２０を周回するよう構成している。

導電性環状部材４は、導体線の両端部を半田付け、ねじ止め等により導電接続することで構成しても良く、結合部２０の表面にめっきによって導体膜を直接形成しても良い。

図１、図２に示される本実施形態の構成は、特許文献１における構成とは異なり、閉磁路部１１、１２と結合部２０、２１を軟磁性コアとして一体成型している。すなわち、軟磁性コアを成型した時点で既に複数の閉磁路部１１、１２は結合部２０、２１を介して結合している。

従って、本実施形態では、特許文献１の構成を実現する上での閉磁路部を遮蔽部材により結合する工程は不要となる。

なお、本実施形態では軟磁性コアの一部として結合部２０、２１が構成されているが、導電性環状部材４を結合部２０に周回させるよう設置することで、磁気的に分離する作用をもたらすため、隣接する閉磁路部１１、１２間が磁気干渉を起こすことはない。

すなわち、図１の構成では、２つの結合部２０、２１があることにより、コイル３１とコイル３２を結合する磁路が構成されているように見えるが、結合部２０に設置された導電性環状部材４によりコイル３１とコイル３２を結合する磁路が断ち切られている。

また、磁気的な分離を確実に行うため、導電性環状部材４の電気抵抗は可能な限り低いことが望ましく、導電性環状部材４が導体線により構成されている場合は、線径は結合部２０へ巻きつけ時の作業性を考慮し、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが望ましい。さらに、結合部２０へ導電性環状部材４を５個まで設けることが望ましい。

なお、導電性環状部材４と結合部２０は接触しても接触しなくとも良く、接合していても良い。

ここで、図１において、コイル３１、３２の巻き軸方向、すなわち閉磁路部１１と閉磁路部１２の間の領域５における長手方向両端部に結合部２０、２１が設けられているため、軟磁性コア全体にねじり応力が加えられた場合でも、２つの結合部２０、２１により閉磁路部１１、１２が強固に結合していることから、軟磁性コア全体としての強度も確保する構成となる。

なお、本実施形態では２つのコイル３１、３２の場合を示したが、コイルの数は２つに限られず、３つ以上のコイルについて、隣接するコイル間に結合部と導電性環状部材を設ける構成を取ることで、本実施形態と同様にコイル間の磁気的な分離を行うことができる。

（第１の参考例）
図３は、第１の参考例を示す平面図である。

第１の実施形態とは、コイル３１がコイル３１１とコイル３１２に、コイル３２がコイル３２１とコイル３２２に分割され、結合部２１にも導電性環状部材４１が設置されている点が異なる。

結合部２０、２１の全てに導電性環状部材４、４１が設置されているため、より確実に閉磁路部１１と閉磁路部１２を磁気的に分離する構成となる。

図３のチョークコイルにおけるコイル３１１とコイル３１２、コイル３２１とコイル３２２の巻き数を互いに等しく、コイル通電により生じる磁束の向きを互いに逆となるよう構成することで、コイル３１１とコイル３１２、並びにコイル３２１とコイル３２２は互いに回路部品として独立なコモンモードチョークコイルを構成することができる。

図４は、第１の参考例を示す等価回路図である。

図４は、図３のチョークコイルをコモンモードチョークコイルとして構成し、ＹコンデンサＣｙ１、Ｃｙ２によりノーマルモードノイズを除去するよう配置されたノイズフィルタの構成を示している。

すなわち、コイル３１１からコイル３２１へ通電される経路と、コイル３１２からコイル３２２へ通電される経路による２相回路を構成し、コモンモードノイズは図３のチョークコイルで除去し、ノーマルモードノイズはＹコンデンサＣｙ１、Ｃｙ２により除去するよう構成されている。

（第２の参考例）
図５は、第２の参考例を示す平面図である。

第１の参考例における導電性環状部材とは異なり、本参考例では導電性環状部材４が結合部２０と結合部２１を周回する部分を有しつつ、閉磁路部１１、１２間を遮蔽する導電性環状部材結合体４２を設けている。

図６は、第２の参考例を示す断面図であり、図５におけるＢＢ面の断面図を示している。

導電性環状部材結合体４２は、閉磁路部１１、１２の間を遮るよう板状に構成され、閉磁路部１１と閉磁路部１２が対面する領域における漏洩磁束が導電性環状部材結合体４２により遮られることとなる。

（第２の実施形態）
図７は、本発明における第２の実施形態を示す平面図である。

第１の実施形態における図１とは、閉磁路部１２が日の字型コアであり、コイル３２が閉磁路部１２の中脚部に装着され、コイル３１とコイル３２の巻き軸が直交している点が異なる。

コイル３１とコイル３２の巻き軸が直交しているため、漏れ磁束が互いに干渉しないため、互いの磁気的な分離効果をより高めることができる。

また、閉磁路部１２を日の字型コアとして構成しているため、磁路の断面積を大きく取ることができ、コイル３２へ通電する際には閉磁路部１１のロの字型コアよりも大きなインダクタンスを得ることができる。

なお、コイル３１、３２は第１、第２の参考例と同様にコモンモードチョークコイル及びノイズフィルタを構成しても良い。

第１の参考例における図３及び図４の構成から導電性環状部材４１を除いたノイズフィルタを作成した。

コイル３１１、３１２、３２１、３２２への通電によるインダクタンスは６．５ｍＨ、ＹコンデンサＣｙ１、Ｃｙ２はいずれも４７００ｐＦとしてノイズフィルタの減衰量を測定した。

周波数３００ｋＨｚにおいて、導電性環状部材４を設けない場合には減衰量が−６０ｄＢであったのに対し、導電性環状部材４を設けた場合には減衰量が−８０ｄＢまで改善された。

４、４１導電性環状部材
５領域
１１、１２閉磁路部
２０、２１結合部
３１、３１１、３１２、３２、３２１、３２２コイル
４２導電性環状部材結合体
Ｃｙ１、Ｃｙ２Ｙコンデンサ

Claims

少なくとも２つの閉磁路部及び少なくとも２つの結合部を有する軟磁性コアと、
少なくとも２つのコイルと、
１つの導電性環状部材を備え、
前記閉磁路部にはそれぞれ前記コイルが巻回され、
一方の前記閉磁路部と、隣接する他方の前記閉磁路部とは前記結合部により結合され、
一方の前記閉磁路部、他方の前記閉磁路部、及び前記結合部は一体成型され、
前記結合部の１つを周回するよう前記導電性環状部材を設置することを特徴とするチョークコイル。
互いに隣接する前記閉磁路部間の領域における、前記領域の近傍にある前記閉磁路部内磁束方向の両端部に前記結合部が配されていることを特徴とする請求項１記載のチョークコイル。
互いに隣接する前記コイルは、巻き軸が互いに直交することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチョークコイル。