JP6912399B2 - Coil parts, choke coils and reactors - Google Patents
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Description
本発明は、コモンモードチョークコイルとして使用されると共に、ノーマルモードチョークコイルとしても使用されるチョークコイルに関する。また、本発明は、昇圧回路に使用されるリアクトルに関する。更に、本発明は、チョークコイル及びリアクトルに備えられるコイル部品に関する。 The present invention relates to a choke coil that is used as a common mode choke coil and also as a normal mode choke coil. The present invention also relates to a reactor used in a booster circuit. Furthermore, the present invention relates to coil components provided in choke coils and reactors.
ノイズフィルタ用チョークコイルとして、コモンモードノイズ及びノーマルモードノイズのいずれも有効に低減可能なチョークコイルが求められている。 As a choke coil for a noise filter, a choke coil capable of effectively reducing both common mode noise and normal mode noise is required.
このタイプのチョークコイルは、例えば、特許文献1に開示されている。 This type of choke coil is disclosed in, for example, Patent Document 1.
図9に示されるように、特許文献1のチョークコイル900は、箱状のポット型コア910と、平板状コア920と、コイル部材930,940と、仕切りコア950とを備えている。コイル部材930は、コイル932と、端子934とを備えている。コイル部材940は、コイル942と、端子944とを備えている。コイル932,942及び仕切りコア950は、ポット型コア910の内部に設けられている。仕切りコア950は、上下方向(Z方向)においてコイル932とコイル942との間に設けられている。
As shown in FIG. 9, the
特許文献1のチョークコイル900は、放熱特性が悪いという問題がある。
The
そこで本発明は、コモンモードチョークコイルとして使用されると共に、ノーマルモードチョークコイルとしても使用されるチョークコイルであって、優れた放熱特性を有するチョークコイルを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a choke coil that is used not only as a common mode choke coil but also as a normal mode choke coil and has excellent heat dissipation characteristics.
特許文献1のチョークコイル900は、箱状のポット型コア910を用いているため、コイル932,942とポット型コア910との間に隙間が生じ、発熱したコイル932,942からの放熱が効果的に行われないとの欠点を有している。これに対して、例えば、コアを磁性体粉末と硬化させた結合剤からなる複合磁性体とし、2つのコイルをコアに埋没させた場合、コイルとコアとが隙間なく密着するため、コイルからの放熱性に係る前述の欠点は解消できるものと想定される。
Since the
しかしながら、2つのコイルをコアに埋没させた場合、コアの形状を厳密に制御するのが難しいことから、2つのコイルのインダクタンスに差が生じてしまうという新たな問題が見つかった。 However, when the two coils are embedded in the core, it is difficult to strictly control the shape of the core, so that a new problem has been found in which the inductances of the two coils differ.
本発明の発明者らは、この問題について研究した結果、磁気結合係数が高すぎると、2つのコイルのインダクタンスに差が生じた場合にコモンモードインダクタンスが極端に低下してしまう一方、2つのコイルの距離を調整して磁気結合係数を適切な値とすると、2つのコイルのインダクタンスが一致していない場合においてもコモンモードインダクタンスの極端な低下が抑制されることを見出した。 As a result of studying this problem, the inventors of the present invention have found that if the magnetic coupling coefficient is too high, the common mode inductance drops extremely when there is a difference between the inductances of the two coils, while the two coils. It has been found that when the magnetic coupling coefficient is set to an appropriate value by adjusting the distance between the two coils, an extreme decrease in the common mode inductance is suppressed even when the inductances of the two coils do not match.
また、本発明の発明者らは、2つのコイルの距離を調整して磁気結合係数を適切な値としたリアクトルを昇圧回路(インターリーブ回路)に使用した場合、ある程度の幅の昇圧比の範囲において高い磁気特性とリップル電流の抑制とを両立できることも見出し、上述した磁気結合係数の調整がリアクトルに対しても適用可能であることを見出した。 Further, when the inventors of the present invention use a reactor in which the distance between the two coils is adjusted to set the magnetic coupling coefficient to an appropriate value in the booster circuit (interleave circuit), the booster ratio has a certain width. It was also found that both high magnetic characteristics and suppression of ripple current can be achieved, and that the above-mentioned adjustment of the magnetic coupling coefficient can be applied to the reactor.
本発明は、かかる知見に基づくものであり、具体的には上述した課題を解決するための手段として以下に掲げるコイル部品、チョークコイル及びリアクトルを提供する。 The present invention is based on such findings, and specifically provides the coil parts, choke coils, and reactors listed below as means for solving the above-mentioned problems.
即ち、本発明は、コイル部品として、
2つのコイル部材と、コアとを備えるコイル部品であって、
前記2つのコイル部材の夫々は、コイルと、端子とを備えており、
前記コイルは、前記コアに埋設されており、
前記2つのコイル部材の前記コイルは、上下方向に互いに離れて位置しており、
前記2つのコイル部材の前記コイルの巻軸は、互いに他方の前記コイル部材の前記コイル内を通っており、
前記コアは、複合磁性体を少なくとも備えており、
前記複合磁性体は、磁性体粉末と、硬化した結合剤とを有しており、
前記磁性体粉末は、前記硬化した結合剤中に分散配置されている
コイル部品を提供する。
That is, the present invention is used as a coil component.
A coil component including two coil members and a core.
Each of the two coil members includes a coil and a terminal.
The coil is embedded in the core and
The coils of the two coil members are located apart from each other in the vertical direction.
The winding shafts of the coils of the two coil members pass through the coils of the other coil members.
The core comprises at least a composite magnetic material.
The composite magnetic material has a magnetic material powder and a cured binder.
The magnetic powder provides coil components that are dispersed and disposed in the cured binder.
また、本発明は、第1のチョークコイルとして、
コモンモードチョークコイルとして使用されると共に、ノーマルモードチョークコイルとしても使用されるチョークコイルであって、
前記チョークコイルは、請求項1記載のコイル部品を備えており、
前記上下方向において、前記2つのコイル部材の前記コイルの間の距離は、1mm以上5mm以下である
チョークコイルを提供する。
Further, the present invention comprises the first choke coil.
A choke coil that is used not only as a common mode choke coil but also as a normal mode choke coil.
The choke coil includes the coil component according to claim 1.
Provided is a choke coil in which the distance between the coils of the two coil members in the vertical direction is 1 mm or more and 5 mm or less.
また、本発明は、第2のチョークコイルとして、第1のチョークコイルであって、
前記コイル部材の前記コイルは、平角線をフラットワイズ巻きしてなるものであり、
前記上下方向において、前記2つのコイル部材の前記コイルの間は、前記複合磁性体で埋められている
チョークコイルを提供する。
Further, the present invention is a first choke coil as a second choke coil.
The coil of the coil member is formed by winding a flat wire flatwise.
In the vertical direction, a choke coil filled with the composite magnetic material is provided between the coils of the two coil members.
また、本発明は、第3のチョークコイルとして、第1又は第2のチョークコイルであって、
前記コイルは、前記コイルの前記巻軸と前記コアの内部を周回する磁路とを含む平面内において、少なくとも1つのコイル断面を有しており、
前記コイル断面の前記上下方向のサイズをD1、前記コイル断面の前記上下方向と直交する径方向のサイズをD2としたとき、D2/D1≧1である
チョークコイルを提供する。
Further, the present invention is a first or second choke coil as the third choke coil.
The coil has at least one coil cross section in a plane including the winding shaft of the coil and a magnetic path orbiting the inside of the core.
The coil D 1 the vertical size of the cross section, when the vertical and radial size of the perpendicular of the coil cross section and D 2, which provides a choke coil which is D 2 / D 1 ≧ 1.
また、本発明は、第4のチョークコイルとして、第1から第3までのいずれかのチョークコイルであって、
前記2つのコイル部材の前記コイルの間の磁気結合係数は、0.3以上0.9以下である
チョークコイルを提供する。
Further, the present invention is any of the first to third choke coils as the fourth choke coil.
Provided is a choke coil in which the magnetic coupling coefficient between the coils of the two coil members is 0.3 or more and 0.9 or less.
また、本発明は、第1のリアクトルとして、
昇圧回路に使用されるリアクトルであって、
前記リアクトルは、請求項1記載のコイル部品を備えており、
前記上下方向において、前記2つのコイル部材の前記コイルの間の距離は、0.5mm以上5mm以下であり、
前記上下方向において、前記2つのコイル部材の前記コイルの間は、前記複合磁性体で埋められており、
前記2つのコイル部材の前記コイルの間の磁気結合係数は、0.3以上0.7以下である
リアクトルを提供する。
Further, the present invention, as the first reactor,
A reactor used in a booster circuit
The reactor includes the coil component according to claim 1.
In the vertical direction, the distance between the coils of the two coil members is 0.5 mm or more and 5 mm or less.
In the vertical direction, the space between the coils of the two coil members is filled with the composite magnetic material.
The magnetic coupling coefficient between the coils of the two coil members provides a reactor of 0.3 or more and 0.7 or less.
また、本発明は、第2のリアクトルとして、第1のリアクトルであって、
前記コイル部材の前記コイルは、平角線をフラットワイズ巻きしてなるものである
リアクトルを提供する。
Further, the present invention is the first reactor as the second reactor.
The coil of the coil member provides a reactor formed by flatwise winding a flat wire.
また、本発明は、第3のリアクトルとして、第1又は第2のリアクトルであって、
前記コイルは、前記コイルの前記巻軸と前記コアの内部を周回する磁路とを含む平面内において、少なくとも1つのコイル断面を有しており、
前記コイル断面の前記上下方向のサイズをD1、前記コイル断面の前記上下方向と直交する径方向のサイズをD2としたとき、D2/D1≧1である
リアクトルを提供する。
Further, the present invention is a first or second reactor as a third reactor.
The coil has at least one coil cross section in a plane including the winding shaft of the coil and a magnetic path orbiting the inside of the core.
The coil D 1 the vertical size of the cross section, when the vertical and radial size of the perpendicular of the coil cross section and D 2, provides a reactor which is D 2 / D 1 ≧ 1.
本発明のコイル部品においては、コイルがコアに埋設されている。これにより、本発明のコイル部品は、優れた放熱特性を有している。 In the coil component of the present invention, the coil is embedded in the core. As a result, the coil component of the present invention has excellent heat dissipation characteristics.
本発明のチョークコイルにおいては、上下方向に配置された2つのコイルの間の距離を1mm以上5mm以下に設定している。これにより、コモンモードチョークコイルとして使用可能であると共にノーマルモードチョークコイルとしても使用可能となっており、また、2つのコイルのインダクタンスが一致していない場合においてもコモンモードインダクタンスの極端な低下が抑制されている。よって、本発明のチョークコイルは、コモンモードのノイズ低減機能を大きく損なうことなく、ノーマルモードのノイズ低減機能も発揮できる構成となっている。 In the choke coil of the present invention, the distance between the two coils arranged in the vertical direction is set to 1 mm or more and 5 mm or less. As a result, it can be used as a common mode choke coil as well as a normal mode choke coil, and even when the inductances of the two coils do not match, an extreme decrease in the common mode inductance is suppressed. Has been done. Therefore, the choke coil of the present invention has a configuration in which the noise reduction function in the normal mode can be exhibited without significantly impairing the noise reduction function in the common mode.
また本発明のチョークコイルにおいては、コイルがコアに埋設されている。これにより、本発明のチョークコイルは、特許文献1のチョークコイルと比較して、優れた放熱特性を有している。 Further, in the choke coil of the present invention, the coil is embedded in the core. As a result, the choke coil of the present invention has excellent heat dissipation characteristics as compared with the choke coil of Patent Document 1.
更に、本発明のリアクトルは、2つのコイルの間が複合磁性体で埋められている。これにより、コイル間の磁気結合係数が容易に調整可能となっている。また、本発明のリアクトルにおいて、コイルの間の磁気結合係数は、0.3以上0.7以下となっている。これにより、ある程度の幅の昇圧比の範囲においても、高い磁気特性とリップル電流の抑制の両立が図られている。 Further, in the reactor of the present invention, the space between the two coils is filled with a composite magnetic material. This makes it possible to easily adjust the magnetic coupling coefficient between the coils. Further, in the reactor of the present invention, the magnetic coupling coefficient between the coils is 0.3 or more and 0.7 or less. As a result, both high magnetic characteristics and suppression of ripple current are achieved even in a range of boost ratio having a certain width.
加えて、本発明のリアクトルにおいては、コイルがコアに埋設されている。これにより、本発明のリアクトルは、特許文献1のチョークコイルと比較して、優れた放熱特性を有している。 In addition, in the reactor of the present invention, the coil is embedded in the core. As a result, the reactor of the present invention has excellent heat dissipation characteristics as compared with the choke coil of Patent Document 1.
図1から図5までに示されるように、本発明の実施の形態のチョークコイル100は、コモンモードチョークコイルとして使用されると共に、ノーマルモードチョークコイルとしても使用されるものである。即ち、本発明の実施の形態のチョークコイル100は、コモンモードのノイズ低減機能を有し、且つノーマルモードのノイズ低減機能も有している。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
図1から図5までに示されるように、本実施の形態のチョークコイル100は、コイル部品150と、ケース500とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
図1から図5までに示されるように、本実施の形態のコイル部品150は、2つのコイル部材200と、コア400とを備えている。即ち、本実施の形態のチョークコイル100は、ケース500と、2つのコイル部材200と、コア400とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
図1から図5までに示されるように、本実施の形態のケース500は、側面510と、底面520と、開口部530とを有している。側面510は、上下方向に延びる円筒形状を有している。本実施の形態において、上下方向はZ方向である。また、+Z方向を上方、−Z方向を下方とする。底面520は、上下方向と直交する平面内に延びる円形形状を有している。開口部530は、上下方向において側面510の上端に位置している。即ち、側面510の上端は、開口している。本実施の形態のケース500は、金属製である。より具体的には、本実施の形態のケース500は、アルミニウム製である。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
図1から図5までに示されるように、本実施の形態の2つのコイル部材200の夫々は、コイル210と、2つの端子230とを備えている。ここで、2つのコイル部材200のコイル210は、互いに同一形状を有している。本実施の形態の端子230は、ケース500の外部に引き出されている。即ち、本実施の形態のコイル部品150は、ケース500の外部に引き出された4つの端子230を有している。
As shown in FIGS. 1 to 5, each of the two
図1から図5までに示されるように、コイル部材200のコイル210は、平角線220をフラットワイズ巻きしてなるものである。より詳しくは、コイル210の夫々は、上下方向と平行な巻軸WAに沿って平角線220をフラットワイズ巻きしている。コイル210は、上下方向に沿って見た場合、中心に孔215を有する円盤形状を有している。コイル210の巻回方向は、上方からコイル210を見た場合に時計回りとなっている。コイル210は、様々な素材から形成できる。例えば、コイル210は、銅線であってもよいし、アルミニウム線であってもよい。加えて、コイル210は、周囲を覆う絶縁体を更に有していてもよい。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
図4に示されるように、コイル210は、コイル210の巻軸WAとコア400の内部を周回する磁路FPとを含む平面内において、少なくとも1つのコイル断面250を有している。より詳しくは、本実施の形態のコイル210は、上下方向と平行な断面において、2つのコイル断面250を有している。コイル断面250は、上下方向と直交する方向から透視した場合、長方形形状を有している。即ち、コイル断面250の上下方向のサイズをD1、コイル断面250の上下方向と直交する径方向のサイズをD2としたとき、D2/D1≧1である。また、チョークコイル100の低背化を考慮すると、D2/D1≧2であることが好ましい。上述のように、コイル210は平角線220をフラットワイズ巻きしてなるものであるので、コイル断面250は、平角線220の上下方向と平行な断面222を径方向に積層して構成されている。また上述のように、コイル210は、平角線220をフラットワイズ巻きして形成されているため、エッジワイズ巻きのコイルと比較して、巻回数を多くしても上下方向におけるサイズを小さくすることができる。
As shown in FIG. 4, the
図1から図5までに示されるように、本実施の形態の端子230の夫々は、上下方向に延びる平板形状を有している。本実施の形態の端子230は、コイル210の径方向における内端及び外端から夫々引き出されている。即ち、本実施の形態の端子230の夫々は、コイル210を形成する平角線220の端部である。但し、本発明は、これに限定されない。例えば、端子230の夫々は、コイル210と別体に形成された後にコイル210に溶接されていてもよい。また、端子230の夫々は、様々な素材から形成することができる。
As shown in FIGS. 1 to 5, each of the
図4に示されるように、本実施の形態のチョークコイル100は、上方に位置するコイル部材200と、下方に位置するコイル部材200とを含んでいる。本実施の形態において、2つのコイル部材200のコイル210は、上下方向に互いに離れて位置している。ここで、2つのコイル部材200のコイル210の巻軸WAは、互いに他方のコイル部材200のコイル210内を通っている。より詳しくは、2つのコイル部材200のコイル210の巻軸WAは、上下方向と平行な同一直線上に位置している。上下方向において、2つのコイル部材200のコイル210の間の距離は、1mm以上5mm以下である。より詳しくは、下方に位置するコイル部材200のコイル210の上端212と、上方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214との間の距離は、漏れ磁束による漏れインダクタンスが減少して結合係数の調整が困難となることを避けるため1mm以上とする必要があり、また、5mm以下とすることにより2つのコイル部材200のコイル210の間の磁気結合係数の必要以上の低下が避けられる。これにより、本実施の形態のチョークコイル100は、コモンモードチョークコイルとして使用可能であると共にノーマルモードチョークコイルとしても使用可能となっており、また、2つのコイル部材200のコイル210のインダクタンスが一致していない場合においてもコモンモードインダクタンスの極端な低下が抑制されている。加えて、上下方向において、2つのコイル部材200のコイル210の間の距離は、1.5mm以上5mm以下が好ましい。
As shown in FIG. 4, the
図1及び図4に示されるように、本実施の形態のコア400は、複合磁性体410を少なくとも備えている。コア400の比透磁率は、50以下が好ましく、30以下が更に好ましい。また、コア400の熱伝導率は、コイル210の放熱効率の観点から、1W/(mK)以上であることが好ましく、2W/(mK)以上であることが更に好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
図1及び図4を参照して、本実施の形態の複合磁性体410は、磁性体粉末412と、硬化した結合剤414とを有している。本実施の形態の複合磁性体410は、注型コアである。より詳しくは、本実施の形態の磁性体粉末412は、鉄系合金やフェライト等からなるものであり、硬化した結合剤414中に分散配置されている。即ち、本実施の形態の複合磁性体410は、磁性体粉末412及び結合剤等を含むスラリーを硬化させたものである。しかしながら、本発明のコアは、これに限らず、任意の製造方法により製造することができる。
With reference to FIGS. 1 and 4, the composite
図1、図3及び図4に示されるように、本実施の形態のコイル部材200のコイル210及びコア400は、ケース500の内部に収められている。ここで、コイル部材200のコイル210の巻軸WAと、側面510の円筒形状の中心軸とは、上下方向と平行な同一直線上に位置している。
As shown in FIGS. 1, 3 and 4, the
図1、図3及び図4に示されるように、本実施の形態のコイル部材200のコイル210は、コア400に埋設されている。上下方向において、2つのコイル部材200のコイル210の間は、複合磁性体410で埋められている。より詳しくは、下方に位置するコイル部材200のコイル210の上端212と、上方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214との間は、複合磁性体410で埋められている。また、コイル部材200のコイル210の孔215は、複合磁性体410で埋められている。加えて、コイル部材200のコイル210の径方向における外面216と、ケース500の側面510との間は、複合磁性体410で埋められている。即ち、2つのコイル部材200のコイル210の上下方向における間と、コイル部材200のコイル210の径方向における外側及び内側とは、同一の透磁率を有する複合磁性体410で埋められている。
As shown in FIGS. 1, 3 and 4, the
図1及び図4に示されるように、上方に位置するコイル部材200のコイル210の上端212は、コア400の上面402よりも下方に位置している。即ち、上方に位置するコイル部材200のコイル210は、コア400の上面402において露出していない。また、本実施の形態の端子230の夫々は、コア400の上面402から上方に引き出されている。なお本発明はこれに限定されず、端子230は、ケース500の側面510から引き出されていてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
図4に示されるように、下方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214と、ケース500の底面520との間は、複合磁性体410で埋められている。即ち、下方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214は、ケース500の底面520と接触していない。コイル部材200のコイル210の径方向における外面216は、ケース500の側面510と接触していない。
As shown in FIG. 4, the space between the
より詳しくは、図4を参照して、上方に位置するコイル部材200のコイル210の上端212とコア400の上面402との間の距離は、インダクタンス特性を十分に発揮するため、1mm以上とする必要があり、2mm以上が好ましい。また、上方に位置するコイル部材200のコイル210の上端212とコア400の上面402との間の距離は、チョークコイル100自体を低背化するため、10mm以下とする必要があり、7mm以下が好ましい。
More specifically, with reference to FIG. 4, the distance between the
同様に、図4を参照して、下方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214とケース500の底面520の内面との間の距離は、インダクタンス特性を十分に発揮するため、1mm以上とする必要があり、2mm以上が好ましい。また、下方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214とケース500の底面520の内面との間の距離は、チョークコイル100自体を低背化するため、10mm以下とする必要があり、7mm以下が好ましい。
Similarly, with reference to FIG. 4, the distance between the
図3及び図4を参照して、コイル部材200のコイル210の径方向における外面216とケース500の側面510の内面との間の距離は、コイル210の外周から引き出される端子230の厚みと、複合磁性体410の原料となるスラリーが流入できるスペースの確保とを考慮して、1mm以上とする必要があり、2mm以上が好ましい。
With reference to FIGS. 3 and 4, the distance between the
上述のように、ケース500とコイル部材200のコイル210との間は、コア400の複合磁性体410で埋められている。これにより、チョークコイル100の使用時において、コイル部材200のコイル210から発生する熱を、複合磁性体410を介してケース500の側面510及び底面520から効率よく放熱することができ、コイル部材200のコイル210を効果的に冷却することができる。特に、上述のようにコア400の熱伝導率を1W/(mK)以上とすることにより、コイル210からの発熱をより効果的にケース500の外部に放熱することができる。
As described above, the space between the
図4を参照すると、本実施の形態の2つのコイル部材200のコイル210の間の磁気結合係数(K)は、0.3以上0.9以下である。上述のように、本実施の形態のチョークコイル100においては、2つのコイル部材200のコイル210の間の距離が所定の範囲に調整されているため、2つのコイル部材200のコイル210の間の磁気結合係数が上述の範囲に調整されている。これにより、本実施の形態のチョークコイル100は、コモンモードチョークコイルとして使用可能であると共にノーマルモードチョークコイルとしても使用可能となっており、また、2つのコイル部材200のコイル210のインダクタンスが一致していない場合においてもコモンモードインダクタンスの極端な低下が抑制されている。特に、上述のようにコア400の比透磁率を50以下とすることにより、2つのコイル部材200のコイル210の間の磁気結合係数の必要以上の低下が避けられる。また、2つのコイル部材200のコイル210の間の磁気結合係数(K)は、0.4以上0.9以下であることが好ましい。
Referring to FIG. 4, the magnetic coupling coefficient (K) between the
図6に、本実施の形態の実施例及び比較例における、インダクタンス比(L1/L2)とコモンインダクタンス比(LC/LCi)との相関を示す。ここで、実施例に係るチョークコイル100は、コア400として注型コアを備えており、2つのコイル部材200のコイル210の間の距離は2mmであり、磁気結合係数K=0.6となっている。また、比較例に係るチョークコイルは、コアとしてフェライトを備えており、2つのコイル部材のコイルの間の距離は0.1mmであり、磁気結合係数K=0.999となっている。また、L1は上側のコイル部材のインダクタンス値、L2は下側のコイル部材のインダクタンス値、LCは所定のインダクタンス比(L1/L2)におけるコモンインダクタンス値、LCiはL1/L2=100%の時におけるコモンインダクタンス値、を表している。
6, in the examples and comparative examples of the present embodiment, and shows the correlation of the inductance ratio (L 1 / L 2) Common inductance ratio (L C / L Ci). Here, the
図6を参照すると、実施例においては、インダクタンス比(L1/L2)の低下に伴ってコモンインダクタンス比(LC/LCi)が漸減し、インダクタンス比(L1/L2)が60%程度の時点においてもコモンインダクタンス比(LC/LCi)は70%程度を維持していることが理解される。一方、図6を参照すると、比較例においては、インダクタンス比(L1/L2)の低下に伴ってコモンインダクタンス比(LC/LCi)が急激に低下し、インダクタンス比(L1/L2)が60%程度まで低下するとコモンインダクタンス比(LC/LCi)はほぼゼロ%となることが理解される。これらのことから、チョークコイル100の2つのコイル部材200のコイル210の間の距離を所定の範囲に調整することにより、上側のコイル部材200のコイル210と下側のコイル部材200のコイル210との間でインダクタンスが一致していない場合においても、インダクタンスが一致している場合と概ね変わらないコモンインダクタンスをチョークコイル100に保持させることができることが分かる。
Referring to FIG. 6, in the embodiment, the common inductance ratio with a decrease in the inductance ratio (L 1 / L 2) ( L C / L Ci) is gradually decreased, the inductance ratio (L 1 / L 2) is 60 common inductance ratio even at the time of about% (L C / L Ci) it is understood that maintains the order of 70%. On the other hand, referring to FIG. 6, in the comparative example, the inductance ratio (L 1 / L 2) common inductance ratio with a decrease in the (L C / L Ci) decreases rapidly, the inductance ratio (L 1 / L 2) the common inductance ratio drops to about 60% (L C / L Ci ) is understood to be a substantially zero%. From these facts, by adjusting the distance between the
本実施の形態によるチョークコイル100は、以下に説明するように、様々に変形可能である。以下、上述した実施の形態との相違点を中心に説明する。特に、以下の変形例において、上述した実施の形態と実質的に同じ部位には同じ符号を付与し、詳細な説明を省略する。
The
図7を参照すると、本実施の形態の変形例によるチョークコイル100Aは、チョークコイル100(図4参照)と少し異なるが同様な構造を有している。
Referring to FIG. 7, the
図7に示されるように、本変形例のチョークコイル100Aは、コイル部品150Aと、ケース500とを備えている。
As shown in FIG. 7, the
図7に示されるように、本変形例のコイル部品150Aは、2つのコイル部材200と、コア400Aとを備えている。
As shown in FIG. 7, the
図7に示されるように、本変形例のコア400Aは、複合磁性体410Aを少なくとも備えている。より詳しくは、本変形例の形態のコア400Aは、複合磁性体410Aと、圧粉コア420とを備えている。コア400Aの比透磁率は、50以下が好ましく、30以下が更に好ましい。圧粉コア420の比透磁率は、複合磁性体410Aの比透磁率との差異を大きく取ってインダクタンスを効果的に向上させるため、50以上が好ましく、80以上が更に好ましい。なお圧粉コア420の比透磁率は、500以下とする。また、コア400Aの熱伝導率は、1W/(mK)以上であることが好ましく、2W/(mK)以上であることが更に好ましい。
As shown in FIG. 7, the
図7を参照して、本変形例の複合磁性体410Aは、磁性体粉末412Aと、硬化した結合剤414Aとを有している。本変形例の形態の複合磁性体410Aは、注型コアである。より詳しくは、本変形例の磁性体粉末412Aは、鉄系合金やフェライト等からなるものであり、硬化した結合剤414A中に分散配置されている。即ち、本変形例の複合磁性体410Aは、磁性体粉末412A及び結合剤等を含むスラリーを硬化させたものである。しかしながら、本発明のコアは、これに限らず、任意の製造方法により製造することができる。
With reference to FIG. 7, the composite
図7を参照して、本変形例の圧粉コア420は、上下方向(Z方向)と直交する平面内に延びる円盤形状を有している。本変形例の圧粉コア420は、絶縁処理を施した軟磁性合金粉末と結合剤との混合物を圧縮成型したものである。しかしながら、圧粉コア420は、これに限らず、任意の製造方法により製造することができる。
With reference to FIG. 7, the
図7に示されるように、本変形例の複合磁性体410Aは、上下方向において圧粉コア420の上方(+Z方向)に位置している。即ち、圧粉コア420の上端は、複合磁性体410Aの下端と接している。
As shown in FIG. 7, the composite
図7に示されるように、本変形例のコイル部材200及びコア400Aは、ケース500の内部に収められている。
As shown in FIG. 7, the
図7に示されるように、本変形例のコイル210は、コア400Aに埋設されている。上下方向において、2つのコイル部材200のコイル210の間は、複合磁性体410Aで埋められている。より詳しくは、下方(−Z方向)に位置するコイル部材200のコイル210の上端212と、上方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214との間は、複合磁性体410Aで埋められている。また、コイル部材200のコイル210の孔215は、複合磁性体410Aで埋められている。加えて、コイル部材200のコイル210の上下方向と直交する径方向における外面216と、ケース500の側面510との間は、複合磁性体410Aで埋められている。即ち、2つのコイル部材200のコイル210の上下方向における間と、コイル部材200のコイル210の径方向における外側及び内側とは、同一の透磁率を有する複合磁性体410Aで埋められている。
As shown in FIG. 7, the
図7に示されるように、上方に位置するコイル部材200のコイル210の上端212は、コア400Aの上面402Aよりも下方に位置している。即ち、上方に位置するコイル部材200のコイル210は、コア400Aの上面402Aにおいて露出していない。
As shown in FIG. 7, the
図7に示されるように、下方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214と、ケース500の底面520との間には、コア400Aの圧粉コア420が位置している。即ち、下方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214は、ケース500の底面520と接触していない。より具体的には、下方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214は、コア400Aの圧粉コア420の上端と接している。コイル部材200のコイル210の径方向における外面216は、ケース500の側面510と接触していない。
As shown in FIG. 7, the
より詳しくは、図7を参照して、上方に位置するコイル部材200のコイル210の上端212とコア400Aの上面402Aとの間の距離は、インダクタンス特性を十分に発揮するため、1mm以上とする必要があり、2mm以上が好ましい。また、上方に位置するコイル部材200のコイル210の上端212とコア400Aの上面402Aとの間の距離は、チョークコイル100A自体を低背化するため、10mm以下とする必要があり、7mm以下が好ましい。
More specifically, with reference to FIG. 7, the distance between the
同様に、図7を参照して、下方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214とケース500の底面520の内面との間の距離は、インダクタンス特性を十分に発揮するため、1mm以上とする必要があり、2mm以上が好ましい。即ち、コア400Aの圧粉コア420の上下方向における厚さは、1mm以上である必要があり、2mm以上が好ましい。また、下方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214とケース500の底面520の内面との間の距離は、チョークコイル100A自体を低背化するため、10mm以下とする必要があり、7mm以下が好ましい。即ち、コア400Aの圧粉コア420の上下方向における厚さは、10mm以下である必要があり、7mm以下が好ましい。
Similarly, with reference to FIG. 7, the distance between the
図7を参照して、コイル部材200のコイル210の径方向における外面216とケース500の側面510の内面との間の距離は、コイル210の外周から引き出される端子230の厚みと、複合磁性体410Aの原料となるスラリーが流入できるスペースの確保とを考慮して、1mm以上とする必要があり、2mm以上が好ましい。
With reference to FIG. 7, the distance between the
上述のように、ケース500とコイル部材200のコイル210との間は、コア400Aの複合磁性体410A及び圧粉コア420で埋められている。これにより、チョークコイル100Aの使用時において、コイル部材200のコイル210から発生する熱を、複合磁性体410A及び圧粉コア420を介してケース500の側面510及び底面520から効率よく放熱することができ、コイル部材200のコイル210を効果的に冷却することができる。特に、上述のようにコア400Aの熱伝導率を1W/(mK)以上とすることにより、コイル210からの発熱をより効果的にケース500の外部に放熱することができる。
As described above, the space between the
上述の構造を有するチョークコイル100Aは、チョークコイル100(図4参照)と同様に機能し、チョークコイル100と同様な効果を奏する。
The
以上、本発明について、複数の実施の形態を掲げて具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるわけではなく、種々の変形が可能である。 Although the present invention has been specifically described above with a plurality of embodiments, the present invention is not limited to this, and various modifications are possible.
上述の実施の形態及び変形例のチョークコイル100,100Aにおいて、2つのコイル部材200のコイル210の上下方向における間と、コイル部材200のコイル210の径方向における外側及び内側とは、同一の透磁率を有する複合磁性体410,410Aで埋められていたが、本発明はこれに限定されない。2つのコイル部材200のコイル210の上下方向における間を埋めるコアの透磁率μ1と、コイル部材200のコイル210の径方向における外側及び内側を埋めるコアの透磁率μ2とが、μ1/μ2≦5を満たす限り、異なる透磁率を有していてもよい。しかしながら、2つのコイル部材200のコイル210の間の磁気結合係数の低下を抑制するため、本実施の形態及び変形例のように、2つのコイル部材200のコイル210の上下方向における間を埋めるコアと、コイル部材200のコイル210の径方向における外側及び内側を埋めるコアとを、同一の透磁率を有するコアで構成することが望ましい。
In the choke coils 100 and 100A of the above-described embodiments and modifications, the space between the two
上記実施の形態では、コイル部品をチョークコイルに適用した例について述べたが、本発明のコイル部品は、昇圧回路に使用されるリアクトルにも適用可能である。以下、本発明のコイル部品を備えたリアクトルについて詳述する。 In the above embodiment, an example in which the coil component is applied to the choke coil has been described, but the coil component of the present invention can also be applied to a reactor used in a booster circuit. Hereinafter, the reactor provided with the coil component of the present invention will be described in detail.
図8を参照して、本発明の実施の形態のリアクトル100Bは、昇圧回路に使用されるものである。
With reference to FIG. 8, the
図8に示されるように、本実施の形態のリアクトル100Bは、コイル部品150Bと、ケース500とを備えている。ここでケース500については、上述した実施の形態のチョークコイル100のものと同様の構造を有するものであり、詳細な説明を省略する。
As shown in FIG. 8, the
図8から理解されるように、本実施の形態のコイル部品150Bは、上述の実施の形態のコイル部品150の変形例である。即ち、コイル部品150Bは、コイル部品150と同様の構造を有している。以下、コイル部品150Bについて、コイル部品150との相違点を中心に説明する。特に、以下の実施の形態において、上述した実施の形態と実質的に同じ部位には同じ符号を付与し、詳細な説明を省略する。
As can be understood from FIG. 8, the
図8に示されるように、本実施の形態のコイル部品150Bは、2つのコイル部材200と、コア400Bとを備えている。即ち、本実施の形態のリアクトル100Bは、ケース500と、2つのコイル部材200と、コア400Bとを備えている。なお、本実施の形態のコイル部品150Bにおいても、ケース500の外部に引き出された4つの端子230を有している。
As shown in FIG. 8, the
図8に示されるように、コイル210は、コイル210の巻軸WAとコア400Bの内部を周回する磁路FPとを含む平面内において、少なくとも1つのコイル断面250を有している。本実施の形態のコイル断面250は、上述したチョークコイル100のコイル断面250と同様であり、詳細は省略する。
As shown in FIG. 8, the
図8に示されるように、本実施の形態のリアクトル100Bは、上方に位置するコイル部材200と、下方に位置するコイル部材200とを含んでいる。本実施の形態において、2つのコイル部材200のコイル210は、上下方向に互いに離れて位置している。ここで、2つのコイル部材200のコイル210の巻軸WAは、互いに他方のコイル部材200のコイル210内を通っている。より詳しくは、2つのコイル部材200のコイル210の巻軸WAは、上下方向と平行な同一直線上に位置している。上下方向において、2つのコイル部材200のコイル210の間の距離は、0.5mm以上5mm以下である。より詳しくは、下方に位置するコイル部材200のコイル210の上端212と、上方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214との間の距離は、漏れ磁束による漏れインダクタンスが減少して結合係数の調整が困難となることを避けるため0.5mm以上とする必要があり、また、5mm以下とすることにより2つのコイル部材200のコイル210の間の磁気結合係数の必要以上の低下が避けられる。これにより、本実施の形態のリアクトル100Bは、ある程度の幅の昇圧比の範囲において高い磁気特性とリップル電流の抑制とを両立可能となっている。
As shown in FIG. 8, the
図8に示されるように、本実施の形態のコア400Bは、複合磁性体410を少なくとも備えている。コア400Bの比透磁率は、50以下が好ましく、30以下が更に好ましい。また、コア400Bの熱伝導率は、コイル210の放熱効率の観点から、1W/(mK)以上であることが好ましく、2W/(mK)以上であることが更に好ましい。本実施の形態の複合磁性体410は、上述したチョークコイル100のコア400の複合磁性体410と同様であり、詳細は省略する。
As shown in FIG. 8, the core 400B of this embodiment includes at least a composite
図8に示されるように、本実施の形態のコイル部材200のコイル210及びコア400Bは、ケース500の内部に収められている。
As shown in FIG. 8, the
図8に示されるように、本実施の形態のコイル部材200のコイル210は、コア400Bに埋設されている。上下方向において、2つのコイル部材200のコイル210の間は、複合磁性体410で埋められている。より詳しくは、下方に位置するコイル部材200のコイル210の上端212と、上方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214との間は、複合磁性体410で埋められている。また、コイル部材200のコイル210の孔215は、複合磁性体410で埋められている。加えて、コイル部材200のコイル210の径方向における外面216と、ケース500の側面510との間は、複合磁性体410で埋められている。即ち、2つのコイル部材200のコイル210の上下方向における間と、コイル部材200のコイル210の径方向における外側及び内側とは、同一の透磁率を有する複合磁性体410で埋められている。
As shown in FIG. 8, the
図8に示されるように、上方に位置するコイル部材200のコイル210の上端212は、コア400Bの上面402Bよりも下方に位置している。即ち、上方に位置するコイル部材200のコイル210は、コア400Bの上面402Bにおいて露出していない。
As shown in FIG. 8, the
より詳しくは、図8を参照して、上方に位置するコイル部材200のコイル210の上端212とコア400Bの上面402Bとの間の距離は、インダクタンス特性を十分に発揮するため、1mm以上とする必要があり、2mm以上が好ましい。また、上方に位置するコイル部材200のコイル210の上端212とコア400Bの上面402Bとの間の距離は、リアクトル100B自体を低背化するため、10mm以下とする必要があり、7mm以下が好ましい。
More specifically, with reference to FIG. 8, the distance between the
同様に、図8を参照して、下方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214とケース500の底面520の内面との間の距離は、インダクタンス特性を十分に発揮するため、1mm以上とする必要があり、2mm以上が好ましい。また、下方に位置するコイル部材200のコイル210の下端214とケース500の底面520の内面との間の距離は、リアクトル100B自体を低背化するため、10mm以下とする必要があり、7mm以下が好ましい。
Similarly, with reference to FIG. 8, the distance between the
本実施の形態のリアクトル100Bにおいても、ケース500とコイル部材200のコイル210との間は、コア400Bの複合磁性体410Bで埋められている。これにより、リアクトル100Bの使用時において、コイル部材200のコイル210から発生する熱を、複合磁性体410を介してケース500の側面510及び底面520から効率よく放熱することができ、コイル部材200のコイル210を効果的に冷却することができる。特に、上述のようにコア400Bの熱伝導率を1W/(mK)以上とすることにより、コイル210からの発熱をより効果的にケース500の外部に放熱することができる。
Also in the
図8を参照すると、本実施の形態の2つのコイル部材200のコイル210の間の磁気結合係数(K)は、0.3以上0.7以下である。上述のように、本実施の形態のリアクトル100Bにおいては、2つのコイル部材200のコイル210の間の距離が所定の範囲に調整されているため、2つのコイル部材200のコイル210の間の磁気結合係数が上述の範囲に調整されている。これにより、本実施の形態のリアクトル100Bは、ある程度の幅の昇圧比の範囲において高い磁気特性とリップル電流の抑制とを両立可能となっている。特に、上述のようにコア400Bの比透磁率を50以下とすることにより、2つのコイル部材200のコイル210の間の磁気結合係数の必要以上の低下が避けられる。
Referring to FIG. 8, the magnetic coupling coefficient (K) between the
100,100A チョークコイル
100B リアクトル
150,150A,150B コイル部品
200 コイル部材
210 コイル
212 上端
214 下端
215 孔
216 外面
220 平角線
222 断面
230 端子
250 コイル断面
400,400A,400B コア
402,402A,402B 上面
410,410A 複合磁性体
412,412A 磁性体粉末
414,414A 硬化した結合剤
420 圧粉コア
500 ケース
510 側面
520 底面
530 開口部
WA 巻軸
FP 磁路
100,100A
Claims (7)
前記チョークコイルは、2つのコイル部材と、コアとを備えるコイル部品を備えており、
前記2つのコイル部材の夫々は、コイルと、2つの端子とを備えており、
前記コイルは、前記コアに埋設されており、
前記2つのコイル部材の前記コイルは、上下方向に互いに離れて位置しており、
前記2つのコイル部材の前記コイルの巻軸は、互いに他方の前記コイル部材の前記コイル内を通っており、
前記コアは、複合磁性体を少なくとも備えており、
前記複合磁性体は、磁性体粉末と、硬化した結合剤とを有しており、
前記磁性体粉末は、前記硬化した結合剤中に分散配置されており、
前記上下方向において、前記2つのコイル部材の前記コイルの間の距離は、1mm以上5mm以下であり、
前記コイル部材の前記コイルは、平角線をフラットワイズ巻きしてなるものであり、
前記上下方向において、前記2つのコイル部材の前記コイルの間は、前記複合磁性体で埋められており、
前記2つの端子は、前記コイルの径方向における内端及び外端から夫々引き出されている
チョークコイル。 A choke coil that is used not only as a common mode choke coil but also as a normal mode choke coil.
The choke coil includes a coil component including two coil members and a core.
Each of the two coil members includes a coil and two terminals.
The coil is embedded in the core and
The coils of the two coil members are located apart from each other in the vertical direction.
The winding shafts of the coils of the two coil members pass through the coils of the other coil members.
The core comprises at least a composite magnetic material.
The composite magnetic material has a magnetic material powder and a cured binder.
The magnetic powder is dispersed and arranged in the cured binder .
In the vertical direction, the distance between the coils of the two coil members is 1 mm or more and 5 mm or less.
The coil of the coil member is formed by winding a flat wire flatwise.
In the vertical direction, the space between the coils of the two coil members is filled with the composite magnetic material.
The two terminals are drawn out from the inner end and the outer end in the radial direction of the coil, respectively.
Choke coil .
前記チョークコイルは、ケースを更に備えており、The choke coil further includes a case.
前記コイル部品は、前記ケースの外部に引き出された4つの前記端子を有しているThe coil component has four terminals that are pulled out of the case.
チョークコイル。choke coil.
前記コイルは、前記コイルの前記巻軸と前記コアの内部を周回する磁路とを含む平面内において、少なくとも1つのコイル断面を有しており、
前記コイル断面の前記上下方向のサイズをD1、前記コイル断面の前記上下方向と直交する径方向のサイズをD2としたとき、D2/D1≧1である
チョークコイル。 The choke coil according to claim 1 or 2.
The coil has at least one coil cross section in a plane including the winding shaft of the coil and a magnetic path orbiting the inside of the core.
The coil D 1 the vertical size of the cross section, when the vertical and radial size of the perpendicular of the coil cross section and D 2, the choke coil is D 2 / D 1 ≧ 1.
前記2つのコイル部材の前記コイルの間の磁気結合係数は、0.3以上0.9以下である
チョークコイル。 The choke coil according to any one of claims 1 to 3.
A choke coil in which the magnetic coupling coefficient between the coils of the two coil members is 0.3 or more and 0.9 or less.
前記リアクトルは、2つのコイル部材と、コアとを備えるコイル部品を備えており、
前記2つのコイル部材の夫々は、コイルと、2つの端子とを備えており、
前記コイルは、前記コアに埋設されており、
前記2つのコイル部材の前記コイルは、上下方向に互いに離れて位置しており、
前記2つのコイル部材の前記コイルの巻軸は、互いに他方の前記コイル部材の前記コイル内を通っており、
前記コアは、複合磁性体を少なくとも備えており、
前記複合磁性体は、磁性体粉末と、硬化した結合剤とを有しており、
前記磁性体粉末は、前記硬化した結合剤中に分散配置されており、
前記上下方向において、前記2つのコイル部材の前記コイルの間の距離は、0.5mm以上5mm以下であり、
前記上下方向において、前記2つのコイル部材の前記コイルの間は、前記複合磁性体で埋められており、
前記2つのコイル部材の前記コイルの間の磁気結合係数は、0.3以上0.7以下であり、
前記コイル部材の前記コイルは、平角線をフラットワイズ巻きしてなるものであり、
前記2つの端子は、前記コイルの径方向における内端及び外端から夫々引き出されている
リアクトル。 A reactor used in a booster circuit
The reactor includes a coil component including two coil members and a core .
Each of the two coil members includes a coil and two terminals.
The coil is embedded in the core and
The coils of the two coil members are located apart from each other in the vertical direction.
The winding shafts of the coils of the two coil members pass through the coils of the other coil members.
The core comprises at least a composite magnetic material.
The composite magnetic material has a magnetic material powder and a cured binder.
The magnetic powder is dispersed and arranged in the cured binder.
In the vertical direction, the distance between the coils of the two coil members is 0.5 mm or more and 5 mm or less.
In the vertical direction, the space between the coils of the two coil members is filled with the composite magnetic material.
The magnetic coupling coefficient between the coils of the two coil members state, and are 0.3 to 0.7,
The coil of the coil member is formed by winding a flat wire flatwise.
The two terminals are reactors that are drawn out from the inner and outer ends of the coil in the radial direction, respectively.
前記リアクトルは、ケースを更に備えており、The reactor further comprises a case.
前記コイル部品は、前記ケースの外部に引き出された4つの前記端子を有しているThe coil component has four terminals that are pulled out of the case.
リアクトル。Reactor.
前記コイルは、前記コイルの前記巻軸と前記コアの内部を周回する磁路とを含む平面内において、少なくとも1つのコイル断面を有しており、
前記コイル断面の前記上下方向のサイズをD1、前記コイル断面の前記上下方向と直交する径方向のサイズをD2としたとき、D2/D1≧1である
リアクトル。 The reactor according to claim 5 or 6.
The coil has at least one coil cross section in a plane including the winding shaft of the coil and a magnetic path orbiting the inside of the core.
The coil D 1 the vertical size of the cross section, when the vertical and radial size of the perpendicular of the coil cross section and D 2, D 2 / D 1 ≧ 1 and is reactor.
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