JP6211238B1 - チョークコイル - Google Patents

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Abstract

チョークコイルと金属部品との磁界結合を充分に減衰させて、ノイズ低減効果を向上させることができるチョークコイルを得る。コネクタ接続線は、コイル本体から離れるｙ軸方向に、巻線の、コイル本体のコネクタ導体側から引き出された第１接続線と、第１脚柱または第２脚柱の角部でコネクタ導体から離れるｘ軸方向に、第１接続線から引き出された第２接続線と、下ヨーク向きのｚ軸方向に、第２接続線から引き出された第３接続線と、コネクタ導体向きのｘ軸方向に、第３接続線から引き出された第４接続線と、を有する。

Description

この発明は、電気機器や電子機器等に用いられるチョークコイルに関する。
例えば、負荷装置である交流駆動モータを制御する電力変換装置において、インバータの高速スイッチング動作により、ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）によるノイズが発生する。このノイズは、伝導ノイズとなって電源ラインやアースを流れるので、他の電気機器や電子機器等に伝わって誤動作等の悪影響を及ぼす恐れがある。以下、電気機器や電子機器等を、単に電気機器等と称する。
そこで、このノイズを低減するために、ノイズフィルタが用いられる。また、ノイズフィルタとして、チョークコイルを用いることが知られている。なお、チョークコイルとコネクタ等の金属部品とが近接して対向する場合には、チョークコイルと金属部品とが磁界結合し、チョークコイルのノイズ低減効果が低下するという問題があった。
ここで、トロイダルコアに巻かれた、それぞれ入力側部材、入力側折り返し部材、出力側部材、出力側折り返し部材および連結部材を有する１組の巻線において、正極側の入力側部材と負極側の入力側部材とが互いに外側に曲げられた構成を有するチョークコイルが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１４−１７３６５号公報
しかしながら、特許文献１において、正極側の入力側部材と負極側の入力側部材とを互いに外側に曲げたのは、チョークコイルと金属部品との位置関係を考慮して、両者の磁界結合を減衰させるためではなく、周辺部材への取り付けを容易にするためである。そのため、チョークコイルと金属部品との磁界結合を充分に減衰させることができないという問題がある。
また、特許文献１に記載されたチョークコイルでは、巻線を曲げる回数が１回なので、曲げた巻線と金属部品との距離を充分にとることができない。そのため、チョークコイルと金属部品との磁界結合を充分に減衰させることができないという問題がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、チョークコイルと金属部品との磁界結合を充分に減衰させて、ノイズ低減効果を向上させることができるチョークコイルを得ることを目的とする。
この発明に係るチョークコイルは、上ヨークと下ヨークとがｚ軸方向に並べて配置され、第１脚柱と第２脚柱とがｚ軸方向と直交するｙ軸方向に並べて配置されて閉磁路を形成する磁性体と、第１脚柱および第２脚柱の少なくとも一方に巻かれた巻線とからなるコイル本体と、巻線とコネクタ導体とを接続するコネクタ接続線と、を備え、コイル本体とコネクタ導体とが、ｚ軸方向およびｙ軸方向と直交するｘ軸方向に平行に配置されたチョークコイルであって、コネクタ接続線は、コイル本体から離れるｙ軸方向に、巻線の、コイル本体のコネクタ導体側から引き出された第１接続線と、第１脚柱または第２脚柱の角部でコネクタ導体から離れるｘ軸方向に、第１接続線から引き出された第２接続線と、下ヨーク向きのｚ軸方向に、第２接続線から引き出された第３接続線と、コネクタ導体向きのｘ軸方向に、第３接続線から引き出された第４接続線と、を有するものである。
この発明に係るチョークコイルによれば、コネクタ接続線は、コイル本体から離れるｙ軸方向に、巻線の、コイル本体のコネクタ導体側から引き出された第１接続線と、第１脚柱または第２脚柱の角部でコネクタ導体から離れるｘ軸方向に、第１接続線から引き出された第２接続線と、下ヨーク向きのｚ軸方向に、第２接続線から引き出された第３接続線と、コネクタ導体向きのｘ軸方向に、第３接続線から引き出された第４接続線と、を有する。
そのため、チョークコイルと金属部品との磁界結合を充分に減衰させて、ノイズ低減効果を向上させることができる。
この発明の実施の形態１に係るチョークコイルを示す斜視図である。 従来のチョークコイルにおけるコネクタ接続線を抜粋して示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係るチョークコイルにおけるコネクタ接続線を抜粋して示す斜視図である。 従来のチョークコイルにおける磁界分布を示す説明図である。 この発明の実施の形態１に係るチョークコイルにおける磁界分布を示す説明図である。 この発明の実施の形態１に係るチョークコイルを示す別の斜視図である。 この発明の実施の形態２に係るチョークコイルを示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係るチョークコイルを示す等価回路である。 この発明の実施の形態３に係るチョークコイルを示す斜視図である。 この発明の実施の形態４に係るチョークコイルを示す斜視図である。 この発明の実施の形態５に係るチョークコイルを示す斜視図である。 デュアルモードチョークコイルを示す全体構成図である。 図１２に示したデュアルモードチョークコイルのデュアルモードコア部を示す分解斜視図である。 図１２に示したデュアルモードチョークコイルのコイル部を示す斜視図である。
以下、この発明に係るチョークコイルの好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るチョークコイルを示す斜視図である。図１において、チョークコイル１００は、磁性体１を構成する上ヨーク２、下ヨーク３、第１脚柱４および第２脚柱５と、第１脚柱４および第２脚柱５にそれぞれ巻かれた正極巻線６および負極巻線７と、正極巻線６および負極巻線７とコネクタ正極導体８およびコネクタ負極導体９とをそれぞれ電気的に接続する正極コネクタ接続線１０および負極コネクタ接続線１１とを備えている。
ここで、上ヨーク２と下ヨーク３とは、ｚ軸方向に並べて配置されている。また、第１脚柱４と第２脚柱５とは、ｙ軸方向に並べて配置されている。上ヨーク２、下ヨーク３、第１脚柱４および第２脚柱５は、ロの字型に接続されて閉磁路を形成している。また、磁性体１と正極巻線６および負極巻線７とで、コイル本体が構成されている。
また、コイル本体とコネクタ正極導体８およびコネクタ負極導体９とは、ｘ軸方向に離れて配置されている。すなわち、コイル本体から見て、コネクタ正極導体８とコネクタ負極導体９とは、ｘ軸方向に離れて配置されている。また、コネクタ正極導体８およびコネクタ負極導体９は、例えば電源コネクタ内の導体である。なお、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とは、互いに直交している。
また、正極巻線６は、正極巻線屈曲点１２で正極コネクタ接続線１０と接続され、負極巻線７は、負極巻線屈曲点１３で負極コネクタ接続線１１と接続されている。また、正極コネクタ接続線１０は、正極コネクタ接続点１４でコネクタ正極導体８と接続され、負極コネクタ接続線１１は、負極コネクタ接続点１５でコネクタ負極導体９と接続されている。
正極コネクタ接続線１０は、コイル本体から離れるｙ軸方向に、正極巻線６の正極巻線屈曲点１２から引き出された第１接続線と、コネクタ正極導体８から離れるｘ軸方向に、第１脚柱４の角部である正極ｙｘ変曲点１６から引き出された第２接続線と、下ヨーク３向きのｚ軸方向に、正極ｘｚ変曲点１７から引き出された第３接続線と、コネクタ正極導体８向きのｘ軸方向に、第３接続線から引き出された第４接続線と、を有している。なお、図示しないが、負極コネクタ接続線１１も同様に配線されている。
以下、図１〜５を参照しながら、上記構成のチョークコイル１００の効果について説明する。図２は、従来のチョークコイルにおけるコネクタ接続線を抜粋して示す斜視図である。図３は、この発明の実施の形態１に係るチョークコイルにおけるコネクタ接続線を抜粋して示す斜視図である。
なお、図２では、特許文献１の構成を、図１に示した正極コネクタ接続線１０および負極コネクタ接続線１１と対応させて示している。また、図３では、図１に示した正極コネクタ接続線１０および負極コネクタ接続線１１を示している。図２および図３に示す正極コネクタ接続線１０および負極コネクタ接続線１１には、ＥＭＩによるノイズ成分を含む電流が流れている。以下、この電流をノイズ電流と称する。
まず、図２で示した正極コネクタ接続線１０および負極コネクタ接続線１１に流れるノイズ電流と、ノイズ電流により発生する磁界について説明する。図２において、正極コネクタ接続線１０には、正極巻線屈曲点１２からｙ軸方向にノイズ電流が流れ、正極ｙｘ変曲点１６からｚ軸方向にノイズ電流が流れ、正極ｚｘ変曲点２０からｘ軸方向にノイズ電流が流れ、正極コネクタ接続点１４からｚ軸方向にノイズ電流が流れる。
同様に、負極コネクタ接続線１１には、負極巻線屈曲点１３からｙ軸方向にノイズ電流が流れ、負極ｙｘ変曲点１８からｚ軸方向にノイズ電流が流れ、負極ｚｘ変曲点２１からｘ軸方向にノイズ電流が流れ、負極コネクタ接続点１５からｚ軸方向にノイズ電流が流れる。
このとき、正極巻線屈曲点１２から正極ｙｘ変曲点１６までを流れるノイズ電流により、ｘｚ平面に磁界が発生する。また、正極ｙｘ変曲点１６から正極ｚｘ変曲点２０までを流れるノイズ電流により、ｘｙ平面に磁界が発生する。また、正極ｚｘ変曲点２０から正極コネクタ接続点１４までを流れるノイズ電流により、ｙｚ平面に磁界が発生する。また、正極コネクタ接続点１４を通ってコネクタ正極導体８を流れるノイズ電流により、ｘｙ平面に磁界が発生する。
このうち、同一平面に発生する磁界は、正極ｙｘ変曲点１６から正極ｚｘ変曲点２０までを流れるノイズ電流により発生するｘｙ平面の磁界と、正極コネクタ接続点１４を通ってコネクタ正極導体８を流れるノイズ電流により発生するｘｙ平面の磁界とであり、両者の磁界が鎖交する。また、磁界が鎖交すると、相互インダクタンスが発生する。
なお、正極ｙｘ変曲点１６から正極ｚｘ変曲点２０までを流れるノイズ電流の向きが−ｚ軸方向であり、正極コネクタ接続点１４を通ってコネクタ正極導体８を流れるノイズ電流の向きが＋ｚ軸方向であることから、互いに逆方向の電流となり、相互インダクタンスは、マイナスとなる。
そのため、正極コネクタ接続線１０のインダクタンスは、正極コネクタ接続線１０の自己インダクタンスから２倍の相互インダクタンスを引いた値となり、相互インダクタンスの影響で正極コネクタ接続線１０のインダクタンスが低下する。インダクタンスが低下すると、ノイズ電流が大きくなり、ノイズ低減効果が低下する。また、負極コネクタ接続線１１についても、正極コネクタ接続線１０と同様のことがいえる。
次に、図３で示した正極コネクタ接続線１０および負極コネクタ接続線１１に流れるノイズ電流と、ノイズ電流により発生する磁界について説明する。図３において、正極コネクタ接続線１０には、正極巻線屈曲点１２からｙ軸方向にノイズ電流が流れ、正極ｙｘ変曲点１６からｘ軸方向にノイズ電流が流れ、正極ｘｚ変曲点１７からｚ軸方向にノイズ電流が流れ、正極ｚｘ変曲点２０からｘ軸方向にノイズ電流が流れ、正極コネクタ接続点１４からｚ軸方向にノイズ電流が流れる。
同様に、負極コネクタ接続線１１には、負極巻線屈曲点１３からｙ軸方向にノイズ電流が流れ、負極ｙｘ変曲点１８からｘ軸方向にノイズ電流が流れ、負極ｘｚ変曲点１９からｚ軸方向にノイズ電流が流れ、負極ｚｘ変曲点２１からｘ軸方向にノイズ電流が流れ、負極コネクタ接続点１５からｚ軸方向にノイズ電流が流れる。
このとき、正極巻線屈曲点１２から正極ｙｘ変曲点１６までを流れるノイズ電流により、ｘｚ平面に磁界が発生する。また、正極ｙｘ変曲点１６から正極ｘｚ変曲点１７までを流れるノイズ電流により、ｙｚ平面に磁界が発生する。また、正極ｘｚ変曲点１７から正極ｚｘ変曲点２０までを流れるノイズ電流により、ｘｙ平面に磁界が発生する。また、正極ｚｘ変曲点２０から正極コネクタ接続点１４までを流れるノイズ電流により、ｙｚ平面に磁界が発生する。また、正極コネクタ接続点１４を通ってコネクタ正極導体８を流れるノイズ電流により、ｘｙ平面に磁界が発生する。
このうち、同一平面に発生する磁界は、正極ｘｚ変曲点１７から正極ｚｘ変曲点２０までを流れるノイズ電流により発生するｘｙ平面の磁界と、正極コネクタ接続点１４を通ってコネクタ正極導体８を流れるノイズ電流により発生するｘｙ平面の磁界とであり、両者の磁界が鎖交する。また、磁界が鎖交すると、相互インダクタンスが発生する。
なお、正極ｙｘ変曲点１６から正極ｘｚ変曲点１７までを流れるノイズ電流により発生するｙｚ平面の磁界と、正極ｚｘ変曲点２０から正極コネクタ接続点１４までを流れるノイズ電流により発生するｙｚ平面の磁界とも同一平面に発生するが、コイル本体とコネクタ正極導体８との距離とは関係ないので、検討の対象外とする。
ここで、図２に示したコネクタ接続線では、正極ｙｘ変曲点１６から正極ｚｘ変曲点２０までの正極コネクタ接続線１０と、正極コネクタ接続点１４からコネクタ正極導体８までの正極コネクタ接続線１０との間の距離、すなわち第３接続線の長さは、Ｌ1で表される。
また、図３に示したコネクタ接続線では、正極ｘｚ変曲点１７から正極ｚｘ変曲点２０までの正極コネクタ接続線１０と、正極コネクタ接続点１４からコネクタ正極導体８までの正極コネクタ接続線１０との間の距離すなわち第３接続線の長さは、Ｌ2で表される。
このとき、Ｌ2＞Ｌ1の関係があり、相互インダクタンスは距離に反比例するので、図３に示したコネクタ接続線の方が、図２に示したコネクタ接続線と比較して、相互インダクタンスが減少する。そのため、この発明の実施の形態１に係るチョークコイル１００の方が、従来のチョークコイルよりもコネクタ接続線のインダクタンスを大きくすることができ、ノイズ低減効果が向上する。
図４は、従来のチョークコイルにおける磁界分布を示す説明図である。また、図５は、この発明の実施の形態１に係るチョークコイルにおける磁界分布を示す説明図である。なお、図４、図５で表示した断面は、図１に示したＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面である。
図４および図５において、いずれの場合も、磁性体１から離れるほど、磁界強度が小さくなることが分かる。また、図４に示した従来のチョークコイルと比較して、図５に示したこの発明の実施の形態１に係るチョークコイル１００では、磁界強度の高い部分が磁性体１の近傍だけになっている。すなわち、図５に示したチョークコイル１００では、図４に示した従来のチョークコイルと比較して、コネクタ正極導体８およびコネクタ負極導体９の磁界強度が低くなっている。
つまり、この発明の実施の形態１に係るチョークコイル１００では、従来のチョークコイルと比較して、正極コネクタ接続線１０および負極コネクタ接続線１１から発生する磁界が、コネクタ正極導体８およびコネクタ負極導体９と鎖交しにくくなっており、ノイズ低減効果が向上する。
以上のように、実施の形態１によれば、コネクタ接続線は、コイル本体から離れるｙ軸方向に、巻線の、コイル本体のコネクタ導体側から引き出された第１接続線と、第１脚柱または第２脚柱の角部でコネクタ導体から離れるｘ軸方向に、第１接続線から引き出された第２接続線と、下ヨーク向きのｚ軸方向に、第２接続線から引き出された第３接続線と、コネクタ導体向きのｘ軸方向に、第３接続線から引き出された第４接続線とを有する。
そのため、チョークコイルと金属部品との磁界結合を充分に減衰させて、ノイズ低減効果を向上させることができる。
なお、上記実施の形態１において、図６に示されるように、正極コネクタ接続線１０において、コネクタ正極導体８から離れるｘ軸方向に、第１脚柱４の角部である正極ｙｘ変曲点１６から引き出された第２接続線は、コイル本体のコネクタ正極導体８とは反対側の端部に設けられた正極ｘｚ変曲点１７まで延長されて、この正極ｘｚ変曲点１７で下ヨーク３向きのｚ軸方向に曲げられてもよい。
これにより、図３に示したコネクタ接続線における第３接続線の長さＬ3は、図２に示したＬ1および図３に示したＬ2と比較して、Ｌ3＞Ｌ2＞Ｌ1の関係になり、相互インダクタンスがさらに減少し、ノイズ低減効果が向上する。
また、上記実施の形態１において、正極コネクタ接続線１０および負極コネクタ接続線１１の配線は、上述したものに限定されず、同一平面の鎖交する磁界を減らすために、コネクタ接続線の距離を変更するものであれば、他の配線であってもよい。
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２に係るチョークコイルを示す斜視図である。なお、コイル本体の構成は、上述した実施の形態１と同様なので、説明を省略する。
図７において、正極巻線６は、正極巻線屈曲点１２で正極平板接続線２８と接続されている。また、負極巻線７は、図示しないが、負極巻線屈曲点１３で負極平板接続線と接続されている。また、正極平板接続線２８は、正極巻線屈曲点１２からｙ軸方向に引き出され、正極ｙｘ変曲点１６でｚ軸方向に曲げられる。また、ｚ軸方向に曲げられた正極平板接続線２８は、正極ｚｘ変曲点２０で正極の平板２２に接続されている。
なお、図示しないが、負極平板接続線は、正極平板接続線２８と同様に引き回されて、負極の平板２３に接続されている。ここで、正極の平板２２および負極の平板２３は、ともに金属製である。また、正極の平板２２には、コネクタ正極導体８が接続され、負極の平板２３には、コネクタ負極導体９が接続されている。
また、筐体２６に接続されたＧＮＤ平板２５が、磁性体１の下側に配置されている。ここで、筐体２６は、図示しないが、インバータ等のノイズ源が搭載された電気機器等を取り囲むような金属製の筐体である。
また、正極の平板２２とＧＮＤ平板２５とが、コモンモードコンデンサ２７で接続されている。同様に図示しないが、負極の平板２３とＧＮＤ平板２５とが、コモンモードコンデンサで接続されている。ここで、コモンモードコンデンサ２７は、チップコンデンサのように小型のコンデンサが適している。
以下、図７および図８を参照しながら、上記構成のチョークコイル１００の効果について説明する。図８は、この発明の実施の形態２に係るチョークコイルを示す等価回路である。なお、チョークコイル１００は、コモンモードコンデンサ２７と併用される場合が多い。
図８において、３０はチョークコイル１００のインダクタンスを示し、３１は正極配線インダクタンスを示し、３２はコモンモードコンデンサ２７の容量を示し、３３はコモンモードコンデンサ２７の寄生インダクタンスを示し、３５は正極からコモンモードコンデンサ２７を経由するノイズ電流を示し、６０はノイズ測定装置を示し、３７はノイズ測定装置６０を経由するノイズ電流を示す。同様に、５１は負極配線インダクタンスを示し、５２は図示しないコモンモードコンデンサの容量を示し、５３はコモンモードコンデンサの寄生インダクタンスを示し、６１はノイズ測定装置を示し、５７はノイズ測定装置６１を経由するノイズ電流を示す。また、３６はインバータ等が筐体２６に対して電圧変動するノイズ源である。
ノイズ源３６により発生したノイズ電流は、正極巻線６および負極巻線７に同相で伝搬する。さらに、ノイズ電流は、正極巻線６から正極平板接続線２８、負極巻線７から図示しない負極平板接続線に流れる。このとき、正極側のコモンモードコンデンサ２７をバイパスさせるノイズ電流３５と、負極側のコモンモードコンデンサをバイパスさせるノイズ電流５５とを大きくして、測定装置５７および測定装置６０をそれぞれ経由するノイズ電流３７およびノイズ電流５７を小さくすることにより、ノイズ低減効果を向上させることができる。
ここで、コモンモードコンデンサ２７をバイパスさせるためには、図８に示した正極配線インダクタンス３１、コモンモードコンデンサ２７の寄生インダクタンス３３、およびＧＮＤ平板のインダクタンス３９を小さくする必要がある。このとき、コモンモードコンデンサ２７の寄生インダクタンス３３は、コモンモードコンデンサ２７の部品特性に依存するので、低減することが困難である。
また、負極側のコモンモードコンデンサをバイパスさせるためには、図８に示した負極配線インダクタンス５１、コモンモードコンデンサの寄生インダクタンス５３、およびＧＮＤ平板のインダクタンス５９を小さくする必要がある。このとき、コモンモードコンデンサの寄生インダクタンス５３は、コモンモードコンデンサの部品特性に依存するので、低減することが困難である。
一方、正極配線インダクタンス３１は、正極ｚｘ変曲点２０からコモンモードコンデンサ２７までの長さを短くするほど小さくなり、また、正極ｚｘ変曲点２０からコモンモードコンデンサ２７までの導体を広くするほど小さくすることができる。
また、負極配線インダクタンス５１は、図示しない負極ｚｘ変曲点からコモンモードコンデンサまでの長さを短くするほど小さくなり、また、負極ｚｘ変曲点からコモンモードコンデンサまでの導体を広くするほど小さくすることができる。
そこで、正極の平板２２のように平板にすることにより、コモンモードコンデンサ２７をバイパスさせるノイズ電流３５を大きくして、電源３８を経由するノイズ電流を小さくすることができ、ノイズ低減効果が向上する。なお、正極巻線６および正極平板接続線２８に重畳したノイズ電流について説明したが、負極巻線７および図示しない負極平板接続線についても同様のことがいえる。
以上のように、実施の形態２によれば、巻線は、正極コネクタ接続線を介してコネクタ正極導体に接続される正極巻線と、負極コネクタ接続線を介してコネクタ負極導体に接続される負極巻線と、を有し、下ヨークの下側の同一平面上に配置され、互いに絶縁されたそれぞれ金属製の第１平板、第２平板および第３平板をさらに備え、第１平板に正極コネクタ接続線およびコネクタ正極導体を接続し、第２平板に負極コネクタ接続線およびコネクタ負極導体を接続し、第３平板に金属製の筐体を接続し、第１平板と第３平板とを、コンデンサで互いに接続するとともに、第２平板と第３平板とを、コンデンサで互いに接続している。
そのため、コンデンサの寄生インダクタンスを低下させて、正極コネクタ接続線に流れるノイズ電流と、負極コネクタ接続線に流れるノイズ電流とが互いに同方向である場合のノイズ低減効果を向上させることができる。
実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３に係るチョークコイルを示す斜視図である。図９において、このチョークコイル１００は、図７に示したチョークコイル１００に対して、正極の平板２２と負極の平板２３との間にノーマルモードコンデンサ２９を設けたものである。なお、その他の構成は、上述した実施の形態２と同様なので、説明を省略する。
以下、上記構成のチョークコイル１００の効果について説明する。図９において、正極巻線６に流れるノイズ電流Ｉnと負極巻線７に流れるノイズ電流−Ｉnとが互いに逆方向である場合、ノイズ電流Ｉnをバイパスするために、正極の平板２２と負極の平板２３との間にノーマルモードコンデンサ２９が設けられている。
このとき、正極ｚｘ変曲点２０からノーマルモードコンデンサ２９までのインダクタンスが、ノイズ電流Ｉnがノーマルモードコンデンサ２９をバイパスする際の阻害要因となる。なお、インダクタンスは、長さに比例し、幅に反比例する特性をもっている。
そこで、図９に示されるように、正極ｚｘ変曲点２０からノーマルモードコンデンサ２９までの間を、正極の平板２２のように幅の広い導体で接続することにより、インダクタンスが小さくなり、ノーマルモードコンデンサ２９でバイパスしやすくなる。
また、ノイズ電流Ｉnがノーマルモードコンデンサ２９でバイパスすると、コネクタ正極導体８およびコネクタ負極導体９を通じて、電源側にノイズ電流が漏洩しにくくなる。なお、この発明の実施の形態３に係るチョークコイル１００において、コモンモードコンデンサ２７を除いても、ほぼ同様の効果を得ることができる。
以上のように、実施の形態３によれば、巻線は、正極コネクタ接続線を介してコネクタ正極導体に接続される正極巻線と、負極コネクタ接続線を介してコネクタ負極導体に接続される負極巻線と、を有し、下ヨークの下側の同一平面上に配置され、互いに絶縁されたそれぞれ金属製の第１平板および第２平板をさらに備え、第１平板に正極コネクタ接続線およびコネクタ正極導体を接続し、第２平板に負極コネクタ接続線およびコネクタ負極導体を接続し、第１平板と第２平板とを、コンデンサで互いに接続している。
そのため、コンデンサの寄生インダクタンスを低下させて、正極コネクタ接続線に流れるノイズ電流と、負極コネクタ接続線に流れるノイズ電流とが互いに逆方向である場合のノイズ低減効果を向上させることができる。
実施の形態４．
図１０は、この発明の実施の形態４に係るチョークコイルを示す斜視図である。図１０において、このチョークコイル１００は、図９に示したチョークコイル１００に対して、正極の平板２２、負極の平板２３およびＧＮＤ平板２５の形状を変えたものである。なお、その他の構成は、上述した実施の形態３と同様なので、説明を省略する。
ここで、ＧＮＤ平板２５は、磁性体１を構成する下ヨーク３の底面を覆うように、凸形状を有している。具体的には、ＧＮＤ平板２５は、ｙ方向長さが下ヨーク３のｙ方向長さよりも長く、下ヨーク３の底面部分だけ−ｘ方向に凸となった形状を有している。また、正極の平板２２および負極の平板２３と、ＧＮＤ平板２５とは、ＧＮＤ平板２５のコネクタ正極導体８およびコネクタ負極導体９側の辺が、微小スリットを介して接するように配置されている。
以下、上記構成のチョークコイル１００の効果について説明する。図１０において、ＧＮＤ平板２５を凸形状とすることにより、ＧＮＤ平板２５の面積を大きくして、ＧＮＤ平板２５と筐体２６との接触面積を大きくすることができる。これにより、ＧＮＤ平板２５のインピーダンスを小さくすることができる。そのため、正極平板接続線２８および負極平板接続線と、コモンモードコンデンサ２７と、ＧＮＤ平板２５とを経由して、筐体２６に至るインピーダンスを小さくすることができる。
したがって、正極平板接続線２８および負極平板接続線からコネクタ正極導体８およびコネクタ負極導体９に鎖交する磁界結合の元になるノイズ電流を、コモンモードコンデンサ２７とＧＮＤ平板２５とを経由して、筐体２６にバイパスさせることができ、ノイズ低減効果を向上させることができる。
以上のように、実施の形態４によれば、第３平板は、下ヨークの底面を覆う形状を有している。具体的には、第３平板は、ｙ軸方向長さが下ヨークのｙ軸方向長さよりも長い。また、第１平板および第２平板と、第３平板とは、第３平板のコネクタ正極導体およびコネクタ負極導体側の辺が、スリットを介して接するように配置されている。
そのため、ノイズ低減効果を向上させることができる。
実施の形態５．
図１１は、この発明の実施の形態５に係るチョークコイルを示す斜視図である。なお、コイル本体の構成は、上述した実施の形態１と同様なので、説明を省略する。図１１において、正極巻線６は、正極巻線屈曲点１２で正極平板接続線２８と接続されている。また、負極巻線７は、負極巻線屈曲点１３で負極平板接続線と接続されている。
また、正極平板接続線２８は、−ｚ方向に引き出されて、正極の平板２２の、ＧＮＤ平板２５に最も近い側の辺２０１の辺上に接続されている。なお、正極平板接続線２８は、−ｚ方向に直線的に引き出されずに、曲げられて接続されてもよい。
また、負極平板接続線は、正極平板接続線２８と同様に、−ｚ方向に引き出されて、負極の平板２３の、ＧＮＤ平板２５に最も近い側の辺２０２の辺上に接続されている。ここで、正極の平板２２および負極の平板２３は、ともに金属製である。また、正極の平板２２には、コネクタ正極導体８が接続され、負極の平板２３には、コネクタ負極導体９が接続されている。
また、筐体２６に接続されたＧＮＤ平板２５が、磁性体１の下側に配置されている。ここで、筐体２６は、図示しないが、インバータ等のノイズ源が搭載された電気機器等を取り囲むような金属製の筐体である。
また、正極の平板２２とＧＮＤ平板２５とが、コモンモードコンデンサ２７で接続されている。同様に図示しないが、負極の平板２３とＧＮＤ平板２５とが、コモンモードコンデンサで接続されている。ここで、コモンモードコンデンサ２７は、チップコンデンサのように小型のコンデンサが適している。
また、正極の平板２２と負極の平板２３との間にノーマルモードコンデンサ２９が設けられている。ノーマルモードコンデンサ２９の電極は、正極の平板２２の、ＧＮＤ平板２５に最も近い側の辺２０１、および負極の平板２３の、ＧＮＤ平板２５に最も近い側の辺２０２に接続されている。
以下、上記構成のチョークコイル１００の効果について説明する。図１１において、正極平板接続線２８を、正極の平板２２の辺２０１に接続したことにより、正極の平板２２上における正極平板接続線２８との接続点とコモンモードコンデンサ２７との距離が短くなり、図８に示した正極配線インダクタンス３１が小さくなる。
そのため、インバータ等のスイッチングにより発生するノイズ源３６の電圧変動により発生したノイズ電流に対して、コモンモードコンデンサ２７をバイパスさせるノイズ電流３５を大きくして、電源３８を経由するノイズ電流３７を小さくすることにより、ノイズ低減効果を向上させることができる。
また、図１１において、負極平板接続線を、負極の平板２３の辺２０２に接続したことにより、負極の平板２３上における負極平板接続線との接続点とコモンモードコンデンサ２７との距離が短くなり、ノイズ低減効果を向上させることができる。
また、図１１において、正極平板接続線２８を、正極の平板２２の辺２０１に接続したことにより、正極の平板２２上における正極平板接続線２８との接続点とノーマルモードコンデンサ２９との距離が短くなり、ノイズ低減効果を向上させることができる。
また、図１１において、負極平板接続線を、負極の平板２３の辺２０２に接続したことにより、負極の平板２３上における負極平板接続線との接続点とノーマルモードコンデンサ２９との距離が短くなり、ノイズ低減効果を向上させることができる。
以上のように、実施の形態５によれば、巻線は、正極コネクタ接続線を介してコネクタ正極導体に接続される正極巻線と、負極コネクタ接続線を介してコネクタ負極導体に接続される負極巻線と、を有し、下ヨークの下側の同一平面上に配置され、互いに絶縁されたそれぞれ金属製の第１平板および第２平板をさらに備え、第１平板上の、第２平板と絶縁を介して接する最も近い位置に、正極コネクタ接続線を接続し、第２平板上の、第１平板と絶縁を介して接する最も近い位置に、負極コネクタ接続線を接続している。また、巻線は、正極コネクタ接続線を介してコネクタ正極導体に接続される正極巻線と、負極コネクタ接続線を介してコネクタ負極導体に接続される負極巻線と、を有し、下ヨークの下側の同一平面上に配置され、互いに絶縁されたそれぞれ金属製の第１平板、第２平板および第３平板をさらに備え、第１平板上の、第３平板と絶縁を介して接する最も近い位置に、正極コネクタ接続線を接続し、第２平板上の、第３平板と絶縁を介して接する最も近い位置に、負極コネクタ接続線を接続している。
そのため、ノイズ低減効果を向上させることができる。
なお、上記実施の形態１〜５において、磁性体１は、上ヨーク２、下ヨーク３、第１脚柱４および第２脚柱５で構成されたロの字型の閉磁路であると説明したが、これに限定されず、閉磁路の磁性体であればロの字型でなくてもよい。
また、上記実施の形態１〜５では、磁性体１に巻かれた巻線として、正極巻線６および負極巻線７の２種類を挙げて説明したが、これに限定されず、巻線は１種類であってもよいし、３種類以上であってもよい。
また、上記実施の形態１〜５において、磁性体１および巻線は、デュアルモードチョークコイルにも適用することができる。図１２は、デュアルモードチョークコイルを示す全体構成図である。図１２において、デュアルモードチョークコイル１０１は、デュアルモードコア部１０２とコイル部１０３とから構成されている。
図１３は、デュアルモードチョークコイルのデュアルモードコア部を示す分解斜視図である。図１３において、デュアルモードコア部１０２は、下部コア１０４と、第１上部コア１０６ａと、第２上部コア１０６ｂとから構成されている。
下部コア１０４は、第１柱状体１０５ａおよび第２柱状体１０５ｂと、これらが形成する軸に対して平行に配置された第３柱状体１０５ｃおよび第４柱状体１０５ｄとが、平板上に設けられた磁性体から構成されている。
また、第１上部コア１０６ａは、第１柱状体１０５ａおよび第２柱状体１０５ｂの上部に接触する平板状の磁性体から構成されている。また、第２上部コア１０６ｂは、第１上部コア１０６ａと間隙をおいて配置され、第３柱状体１０５ｃおよび第４柱状体１０５ｄの上部に接触する平板状の磁性体から構成されている。
図１４は、デュアルモードチョークコイルのコイル部を示す斜視図である。図１４において、コイル部１０３は、第１コイル１０３ａと、第２コイル１０３ｂとから構成されている。
第１コイル１０３ａは、第１柱状体１０５ａおよび第３柱状体１０５ｃのそれぞれに、互いに発生する磁束方向が逆になるように巻回され、直列に接続された２つのコイル導体から構成されている。
また、第２コイル１０３ｂは、第２柱状体１０５ｂおよび第４柱状体１０５ｄのそれぞれに、互いに発生する磁束方向が逆になるように巻回され、直列に接続された２つのコイル導体から構成されている。また、第２コイル１０３ｂは、第１柱状体１０５ａに巻回されたコイル導体により発生する磁束方向と第２柱状体１０５ｂに巻回されたコイル導体により発生する磁束方向とが、同じになるように配置されている。
１ 磁性体、２ 上ヨーク、３ 下ヨーク、４ 第１脚柱、５ 第２脚柱、６ 正極巻線、７ 負極巻線、８ コネクタ正極導体、９ コネクタ負極導体、１０ 正極コネクタ接続線、１１ 負極コネクタ接続線、１２ 正極巻線屈曲点、１３ 負極巻線屈曲点、１４ 正極コネクタ接続点、１５ 負極コネクタ接続点、１６ 正極ｙｘ変曲点、１７ 正極ｘｚ変曲点、１８ 負極ｙｘ変曲点、１９ 負極ｘｚ変曲点、２０ 正極ｚｘ変曲点、２１ 負極ｚｘ変曲点、２２ 正極の平板、２３ 負極の平板、２５ ＧＮＤ平板、２６ 筐体、２７ コモンモードコンデンサ、２８ 正極平板接続線、２９ ノーマルモードコンデンサ、３０ チョークコイルのインダクタンス、３１ 正極配線インダクタンス、３２ コモンモードコンデンサの容量、３３ コモンモードコンデンサの寄生インダクタンス、３４ インバータ等のノイズ源、３５ コモンモードコンデンサを経由するノイズ電流、３６ インバータ等のノイズ源、３７ 電源を経由するノイズ電流、３８ 電源、３９ ＧＮＤ平板のインダクタンス、１００ チョークコイル、１０１ デュアルモードチョークコイル、１０２ デュアルモードコア部、１０３ コイル部、１０３ａ 第１コイル、１０３ｂ 第２コイル、１０４ 下部コア、１０５ａ 第１柱状体、１０５ｂ 第２柱状体、１０５ｃ 第３柱状体、１０５ｄ 第４柱状体、１０６ａ 第１上部コア、１０６ｂ 第２上部コア、２０１ ＧＮＤ平板に最も近い正極の平板の辺、２０２ ＧＮＤ平板に最も近い負極の平板の辺。

Claims (11)

  1. 上ヨークと下ヨークとがｚ軸方向に並べて配置され、第１脚柱と第２脚柱とが前記ｚ軸方向と直交するｙ軸方向に並べて配置されて閉磁路を形成する磁性体と、前記第１脚柱および前記第２脚柱の少なくとも一方に巻かれた巻線とからなるコイル本体と、
    前記巻線とコネクタ導体とを接続するコネクタ接続線と、を備え、
    前記コイル本体と前記コネクタ導体とが、前記ｚ軸方向および前記ｙ軸方向と直交するｘ軸方向に平行に配置されたチョークコイルであって、
    前記コネクタ接続線は、
    前記コイル本体から離れる前記ｙ軸方向に、前記巻線の、前記コイル本体の前記コネクタ導体側から引き出された第１接続線と、
    前記第１脚柱または前記第２脚柱の角部で前記コネクタ導体から離れる前記ｘ軸方向に、前記第１接続線から引き出された第２接続線と、
    前記下ヨーク向きの前記ｚ軸方向に、前記第２接続線から引き出された第３接続線と、
    前記コネクタ導体向きの前記ｘ軸方向に、前記第３接続線から引き出された第４接続線と、を有する
    チョークコイル。
  2. 前記第２接続線は、前記コネクタ導体から最も離れた前記第１脚柱または前記第２脚柱の端部まで延長される
    請求項１に記載のチョークコイル。
  3. 前記巻線は、
    正極コネクタ接続線を介してコネクタ正極導体に接続される正極巻線と、
    負極コネクタ接続線を介してコネクタ負極導体に接続される負極巻線と、を有し、
    前記下ヨークの下側の同一平面上に配置され、互いに絶縁されたそれぞれ金属製の第１平板および第２平板をさらに備え、
    前記第１平板に前記正極コネクタ接続線および前記コネクタ正極導体を接続し、
    前記第２平板に前記負極コネクタ接続線および前記コネクタ負極導体を接続し、
    前記第１平板と前記第２平板とを、コンデンサで互いに接続した
    請求項１または請求項２に記載のチョークコイル。
  4. 前記巻線は、
    正極コネクタ接続線を介してコネクタ正極導体に接続される正極巻線と、
    負極コネクタ接続線を介してコネクタ負極導体に接続される負極巻線と、を有し、
    前記下ヨークの下側の同一平面上に配置され、互いに絶縁されたそれぞれ金属製の第１平板、第２平板および第３平板をさらに備え、
    前記第１平板に前記正極コネクタ接続線および前記コネクタ正極導体を接続し、
    前記第２平板に前記負極コネクタ接続線および前記コネクタ負極導体を接続し、
    前記第３平板に金属製の筐体を接続し、
    前記第１平板と前記第３平板とを、コンデンサで互いに接続するとともに、前記第２平板と前記第３平板とを、コンデンサで互いに接続した
    請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のチョークコイル。
  5. 上ヨークと下ヨークとがｚ軸方向に並べて配置され、第１脚柱と第２脚柱とが前記ｚ軸方向と直交するｙ軸方向に並べて配置されて閉磁路を形成する磁性体と、前記第１脚柱および前記第２脚柱の少なくとも一方に巻かれた巻線とからなるコイル本体と、
    前記巻線とコネクタ導体とを接続するコネクタ接続線と、を備え、
    前記コイル本体と前記コネクタ導体とが、前記ｚ軸方向および前記ｙ軸方向と直交するｘ軸方向に平行に配置されたチョークコイルであって、
    前記巻線は、
    正極コネクタ接続線を介してコネクタ正極導体に接続される正極巻線と、
    負極コネクタ接続線を介してコネクタ負極導体に接続される負極巻線と、を有し、
    前記下ヨークの下側の同一平面上に配置され、互いに絶縁されたそれぞれ金属製の第１平板および第２平板をさらに備え、
    前記第１平板上の、前記第２平板と絶縁を介して接する最も近い位置に、前記正極コネクタ接続線を接続し、
    前記第２平板上の、前記第１平板と絶縁を介して接する最も近い位置に、前記負極コネクタ接続線を接続した
    チョークコイル。
  6. 上ヨークと下ヨークとがｚ軸方向に並べて配置され、第１脚柱と第２脚柱とが前記ｚ軸方向と直交するｙ軸方向に並べて配置されて閉磁路を形成する磁性体と、前記第１脚柱および前記第２脚柱の少なくとも一方に巻かれた巻線とからなるコイル本体と、
    前記巻線とコネクタ導体とを接続するコネクタ接続線と、を備え、
    前記コイル本体と前記コネクタ導体とが、前記ｚ軸方向および前記ｙ軸方向と直交するｘ軸方向に平行に配置されたチョークコイルであって、
    前記巻線は、
    正極コネクタ接続線を介してコネクタ正極導体に接続される正極巻線と、
    負極コネクタ接続線を介してコネクタ負極導体に接続される負極巻線と、を有し、
    前記下ヨークの下側の同一平面上に配置され、互いに絶縁されたそれぞれ金属製の第１平板、第２平板および第３平板をさらに備え、
    前記第１平板上の、前記第３平板と絶縁を介して接する最も近い位置に、前記正極コネクタ接続線を接続し、
    前記第２平板上の、前記第３平板と絶縁を介して接する最も近い位置に、前記負極コネクタ接続線を接続した
    チョークコイル。
  7. 前記第１平板上の、前記第２平板と絶縁を介して接する最も近い位置に、前記正極コネクタ接続線を接続し、
    前記第２平板上の、前記第１平板と絶縁を介して接する最も近い位置に、前記負極コネクタ接続線を接続した
    請求項６に記載のチョークコイル。
  8. 前記第３平板は、前記下ヨークの底面を覆う形状を有している
    請求項４、請求項６および請求項７のいずれか１項に記載のチョークコイル。
  9. 前記第３平板は、前記ｙ軸方向長さが前記下ヨークの前記ｙ軸方向長さよりも長い
    請求項８に記載のチョークコイル。
  10. 前記第１平板および前記第２平板と、前記第３平板とは、前記第３平板の前記コネクタ正極導体および前記コネクタ負極導体側の辺が、スリットを介して接するように配置されている
    請求項８または請求項９に記載のチョークコイル。
  11. 前記磁性体および前記巻線は、デュアルモードチョークコイルに適用される
    請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のチョークコイル。
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