JP7043272B2 - Inductor element - Google Patents
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Description
本発明は、インダクタ素子に関する。 The present invention relates to an inductor element.
導体と、この導体が巻かれたコアとを備えるインダクタ素子がある。このようなインダクタ素子の一例が、特許文献1に開示されている。
There is an inductor element including a conductor and a core around which the conductor is wound. An example of such an inductor element is disclosed in
このようなインダクタ素子では、交流損失が発生し、インダクタ効率が悪化することがあった。 In such an inductor element, AC loss may occur and the inductor efficiency may deteriorate.
このようなインダクタ素子の一具体例として、図12及び図13に示すインダクタ素子90がある。インダクタ素子90は、E字型コア部材91、92と、導体94とを備える。E字型コア部材91、92は、側脚91a、92aと、側脚91b、92bと、中央脚91c(図示略)、92cとをそれぞれ備える。E字型コア部材91、92は、側脚91a、91b、中央脚91cの先端と、側脚92a、92b、中央脚92cの先端とが、それぞれ、互いに対向するように配置されている。導体94は中央脚91c、92cの少なくとも一部に巻かれている。ここで、側脚91aと、側脚92aとの間の間隙空間は、導体94の厚み方向(ここでは、x軸方向)に延びる。また、側脚91b、側脚92bとの間の間隙空間は、導体94の厚み方向(ここでは、x軸方向)に延びる。これらの間隙空間には、漏れ磁束が発生するため、導体94の表面に渦電流が生じる。これにより、交流損失が発生することがあった。
As a specific example of such an inductor element, there is an
本発明は、交流損失の発生を抑制するものとする。 The present invention is intended to suppress the occurrence of AC loss.
本発明に係るインダクタ素子は、
導体本体を備える導体と、
前記導体本体が巻かれたコア本体と、
第1のコア部材と、を備え、
前記コア本体と、前記第1のコア部材との間には、前記導体本体の幅方向に延びる間隙空間があり、
前記コア本体は、前記導体本体を収容する溝を備え、
前記溝は、前記第1のコア部材と対向する前記コア本体の対向面に配置された第1の溝部を備え、
前記導体本体は、第1の溝収容部を備え、
前記第1の溝収容部の全体は、前記第1の溝部に収容される。
The inductor element according to the present invention is
A conductor with a conductor body and
The core body around which the conductor body is wound and the core body
With a first core member,
Between the core body and the first core member, there is a gap space extending in the width direction of the conductor body.
The core body comprises a groove for accommodating the conductor body.
The groove includes a first groove portion arranged on a facing surface of the core body facing the first core member.
The conductor body comprises a first groove accommodating portion.
The entire first groove accommodating portion is accommodated in the first groove accommodating portion.
このような構成によれば、漏れ磁束が、コア本体と第1のコア部材との間にある間隙空間から発生するものの、導体本体の第1の溝収容部の表面に当たり難い。そのため、導体本体の第1の溝収容部の表面における渦電流の発生を抑制し、交流損失の発生を抑制することができる。 According to such a configuration, although the leakage flux is generated from the gap space between the core body and the first core member, it is difficult to hit the surface of the first groove accommodating portion of the conductor body. Therefore, it is possible to suppress the generation of eddy currents on the surface of the first groove accommodating portion of the conductor body and suppress the generation of AC loss.
また、第2のコア部材をさらに備え、
前記コア本体は、前記第1のコア部材と前記第2のコア部材との間に配置され、
前記コア本体と、前記第2のコア部材との間には、前記導体本体の幅方向に延びる間隙空間があり、前記溝は、前記第2のコア部材と対向する前記コア本体の対向面に配置された第2の溝部をさらに備え、前記導体本体は、第2の溝収容部をさらに備え、前記第2の溝収容部の全体は、前記第2の溝部に収容されることを特徴としてもよい。
また、前記溝は、前記導体本体の全体を収容することを特徴としてもよい。
In addition, a second core member is further provided.
The core body is arranged between the first core member and the second core member.
Between the core body and the second core member, there is a gap space extending in the width direction of the conductor body, and the groove is formed on the facing surface of the core body facing the second core member. A second groove portion is further provided, the conductor body further comprises a second groove accommodating portion, and the entire second groove accommodating portion is accommodated in the second groove accommodating portion. May be good.
Further, the groove may be characterized by accommodating the entire conductor body.
このような構成によれば、コア本体と第1のコア部材との間にある間隙空間と、コア本体と第2のコア部材との間にある間隙空間とから発生した漏れ磁束が、それぞれ、導体本体の第1の溝収容部の表面と、第2の溝収容部の表面とにさらに当たり難い。そのため、交流損失の発生をさらに抑制することができる。 According to such a configuration, the leakage flux generated from the gap space between the core body and the first core member and the gap space between the core body and the second core member, respectively, is generated. It is more difficult to hit the surface of the first groove accommodating portion of the conductor body and the surface of the second groove accommodating portion. Therefore, the occurrence of AC loss can be further suppressed.
また、前記第1のコア部材の全体は、前記溝から所定の間隔を空け、前記第2のコア部材の全体は、前記溝から所定の間隔を空けることを特徴としてもよい。 Further, the entire first core member may be spaced from the groove at a predetermined distance, and the entire second core member may be spaced from the groove at a predetermined distance.
このような構成によれば、第1のコア部材、及び第2のコア部材の全体が、溝の外側に位置するため、第1及び第2のコア部材が溝の内側に入り込まない。すなわち、第1及び第2のコア部材が、溝の内側に入り込むことによる交流損失の発生を抑制する。そのため、交流損失の発生をさらに抑制することができる。 According to such a configuration, since the first core member and the entire second core member are located outside the groove, the first and second core members do not enter the inside of the groove. That is, the occurrence of AC loss due to the first and second core members entering the inside of the groove is suppressed. Therefore, the occurrence of AC loss can be further suppressed.
また、前記コア本体と前記第1のコア部材との間隔の大きさと、前記コア本体と前記第2のコア部材との間隔の大きさとは、異なることを特徴としてもよい。 Further, the size of the distance between the core body and the first core member may be different from the size of the distance between the core body and the second core member.
このような構成によれば、インダクタ素子の直流重畳特性は、直流電流の値に応じて、複数段階のインダクタンスの値を取ることができる。 According to such a configuration, the DC superimposition characteristic of the inductor element can take the value of the inductance in a plurality of stages according to the value of the DC current.
前記第1及び前記第2のコア部材は、接続部を介して機械的に接続され、一体化していることを特徴としてもよい。 The first and second core members may be characterized in that they are mechanically connected and integrated via a connecting portion.
このような構成によれば、第1及び第2のコア部材との直流重畳特性が変化し難く、安定する。また、製造工程が少なくて、好ましい。 According to such a configuration, the DC superimposition characteristics with the first and second core members are hard to change and are stable. In addition, the number of manufacturing processes is small, which is preferable.
本発明は、交流損失の発生を抑制することができる。 The present invention can suppress the occurrence of AC loss.
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。図1~図7、11では、三次元xyz直交座標系を規定した。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Further, in order to clarify the explanation, the following description and drawings are appropriately simplified. In FIGS. 1 to 7 and 11, a three-dimensional xyz Cartesian coordinate system is defined.
(実施の形態1)
図1~図4を参照して実施の形態1に係るインダクタ素子について説明する。
(Embodiment 1)
The inductor element according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
図1及び図2に示すように、インダクタ素子10は、コア本体1と、第1のコア部材2と、第2のコア部材3と、導体4とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
コア本体1は、磁性体からなる。このような磁性体として、例えば、フェライトコアや金属磁性粉末を圧粉成形した圧粉磁心、積層鋼板等の磁性体を利用することができる。
The
図1~図3に示すコア本体1の一例は、導体4の少なくとも一部を収容する溝1gを備え、導体4は、溝1gの開口部からコア本体1の外方へ食み出さないとよい。溝1gの深さは、導体4の厚さ以上であるとよく、導体4の厚みよりも大きいと好ましい。
An example of the
図1~図3に示すコア本体1の一例は、直方体状であり、紙面上において上面1a、正面1b、背面1c、右側面1d、左側面1e、及び底面1fを備える。この一例では、溝1gは、上面1a、正面1b、及び背面1c上に延びるように設けられている。なお、説明の便宜上、コア本体1の一例の部位、上面1a、正面1b、背面1c、右側面1d、左側面1e、及び底面1fについて方向を特定する名称を付けたが、コア本体1の上面1a等は、インダクタ素子10の姿勢によって、部位の名称に係る方向と別の方向を向くことに留意する。溝1gは、上面1aに配置された上面溝部1gaと、正面1bに配置された第1の溝部1gbと、背面1cに配置された第2の溝部1gcとを備える。第1の溝部1gbと、上面溝部1gaと、第2の溝部1gcとは、この順に連続する。
An example of the core
図1及び図2を参照すると、第1のコア部材2は、溝2aを備える板状体であり、第2のコア部材3は、溝3aを備える板状体である。図4に示すように、溝2aの深さは、導体4の厚みt1以上であるとよい。溝2aの幅は、導体4の幅W1以上であるとよい。同様に、溝3aの深さは、導体4の厚みt1以上であるとよい。溝3aの幅は、導体4の幅W1以上であるとよい。第1のコア部材2と、第2のコア部材3とは、コア本体1と同様に、磁性体からなる。
Referring to FIGS. 1 and 2, the
再び図2を参照すると、第1のコア部材2の全体は、コア本体1の溝1gの第1の溝部1gbから所定の間隔を空け、第2のコア部材3の全体は、コア本体1の溝1gの第2の溝部1gcから所定の間隔を空けるとよい。第1のコア部材2は、コア本体1から所定の間隔D1を空け、第2のコア部材3は、コア本体1から所定の間隔D2を空ける。間隔D1と、間隔D2とは、同じ大きさであってもよいし、一方が他方より大きくてもよい。間隔D1と、間隔D2との一方が他方より大きい場合、インダクタ素子10の直流重畳特性は、直流電流ldcの値に応じて、複数段階のインダクタンスLの値を取り得る。再び図1を参照すると、コア本体1は、第1のコア部材2と第2のコア部材3との間に配置されている。第1のコア部材2の主面2b、2cのうち、主面2bは、コア本体1の正面1bと対向し、主面2cは、主面2bの反対側を向く。第2のコア部材3の主面3b、3cのうち、主面3bは、コア本体1の背面1cと対向し、主面3cは、主面3bの反対側を向く。第1のコア部材2とコア本体1との間と、第2のコア部材3とコア本体1との間とには、それぞれ間隙空間がある。これらの間隙空間には、非磁性かつ非金属材料である材料からなる部材を充填してもよい。この充填によって、非磁性かつ非金属材料である材料からなる部材が、第2のコア部材3とコア本体1との間隙空間と、第1のコア部材2とコア本体1との間隙空間に介在する。そのため、第2のコア部材3とコア本体1と、第1のコア部材2とコア本体1とがそれぞれ接触し難くなり、第2のコア部材3とコア本体1との間隙空間と、第1のコア部材2とコア本体1との間隙空間を容易に確保できる。このような非磁性かつ非金属材料である材料として、例えば、接着剤や樹脂等が挙げられる。この樹脂は、フィラーを混入されていてもよい。
Referring to FIG. 2 again, the entire
再び図2を参照すると、導体4は、導体本体41と、導体本体41に接続する端部42、43とを備える。導体4は、電気を伝導する導電材料からなる。このような導電材料として、例えば、銅、アルミニウム、又はこれらの合金が挙げられる。導体本体41は、コア本体1の少なくとも一部に巻かれていればよい。図1~図4に示す導体本体41の一例は、略U字形状に折り曲げられた帯状体であるが、紐状体、棒状体等、多種多様な形状を有してもよい。端部42、43は、電源回路(図示略)に接続されて、直流電流、又は交流電流を供給される。
Referring to FIG. 2 again, the
図1及び図2に示す導体本体41の一例は、コア本体1の溝1gに配置することによって、コア本体1に巻かれている。この導体本体41の一例は、正面1bから上面1aを通過して背面1cに延びる。具体的には、この導体本体41の一例は、第1の溝収容部41bと、上面溝収容部41aと、第2の溝収容部41cとを備える。上面溝収容部41aの一部が、上面溝部1gaから上方へ食み出てもよいが、上面溝収容部41aの全体が、上面溝部1gaに収容されるとよい。第1の溝収容部41bの全体は、第1の溝部1gbに収容される。第2の溝収容部41cの全体は、第2の溝部1gcに収容されるとよい。導体本体41の一例の全体は、溝1gに収容されるとよい。上面溝収容部41aは、コア本体1の上側へ向いた上面41aaを備え、第1の溝収容部41bは、第1のコア部材2と対向する対向面41bbを備え、第2の溝収容部41cは、第2のコア部材3と対向する対向面41ccを備える。上面41aaは、上面1a、又は溝1gの開口部よりも溝1gの底部側に位置してもよいし、上面1a、又は溝1gの開口部から食み出てもよい。対向面41bbは、正面1b、又は溝1gの開口部よりも溝1gの底部側に位置するとよく、対向面41ccは、背面1c、又は溝1gの開口部よりも溝1gの底部側に位置するとよい。
An example of the conductor
第1のコア部材2とコア本体1との間隙空間は、導体本体41の幅方向(ここでは、y軸方向)に延び、第2のコア部材3とコア本体1との間隙空間は、導体本体41の幅方向(ここでは、y軸方向)に延びる。
The gap space between the
この導体本体41の一例の巻き数は、1ターン以下であるが、導体本体41の巻き数は、これに限定されず、1ターン、又は複数ターンであってもよい。端部42の一例は、導体本体41の第1の溝収容部41bから第1のコア部材2へ延び、第1のコア部材2の溝2aに配置される。端部43の一例は、導体本体41の第2の溝収容部41cから第2のコア部材3の外方へ延び、第2のコア部材3の溝3aに配置される。また、端部42、43の一例は、底面1fと溝2a、3a内側から外側(ここでは、z軸マイナス側)へはみ出していると、電源回路に容易に接続することができるため、好ましい。さらに、端部42、43の一例は、底面1f、及び溝2a、3aの開口と面一であると、電源回路へ容易に接続することができるとともにインダクタ素子10の高さを抑えることができるため、さらに好ましい。なお、端部42、43の一例は、溝2a、3aの内側にそれぞれ位置してもよいが、電源回路の接続を確保できる位置であるとよい。なお、端部42の一例は、導体本体41の第1の溝収容部41bからコア本体1の底面1fの中央へ延びてもよいし、端部43の一例は、導体本体41の第2の溝収容部41cからコア本体1の底面1fの中央へ延びてもよい。
The number of turns of this example of the
また、図11に示すように、端部42の一例は、導体本体41の第1の溝収容部41bから第1のコア部材2へ延び、第1のコア部材2の溝2aを通過して、第1のコア部材2の主面2cの中央側(ここでは、z軸プラス側)へ延びてもよい。図11に示すように、端部43の一例は、導体本体41の第2の溝収容部41cから第2のコア部材3の外方へ延び、第2のコア部材3の溝3aを通過して、第2のコア部材3の主面3cの中央側(ここでは、z軸プラス側)へ延びてもよい。端部42の一例における第1のコア部材2の主面2cの中央側と、端部43の一例における第2のコア部材3の主面3cの中央側とは、電源回路(図示略)に接続される。端部42の一例は、底面1f、及び溝2aの開口と面一であると、インダクタ素子10の高さを抑えることができるため、好ましい。端部43の一例は、底面1f、及び溝3aの開口と面一であると、インダクタ素子10の高さ(ここでは、z軸方向における全長)を抑えることができるため、好ましい。
Further, as shown in FIG. 11, an example of the
ここで、インダクタ素子10に交流電流を供給する。インダクタ素子10において、第1のコア部材2とコア本体1との間には、間隙空間が有り、この間隙空間は、導体本体41の幅方向に延びる。導体本体41の第1の溝収容部41bの全体は、第1の溝部1gbに収容される。そのため、漏れ磁束が、この間隙空間から発生するものの、導体本体41の第1の溝収容部41bの表面に当たり難い。そのため、導体本体41の表面における渦電流の発生を抑制し、交流損失の発生を抑制することができる。
Here, an alternating current is supplied to the
また、インダクタ素子10は、第2のコア部材3を備え、コア本体1は、第1のコア部材2と、第2のコア部材3との間に配置される。コア本体1と、第2のコア部材3との間には、導体本体41の幅方向に延びる間隙空間がある。導体本体41の第2の溝収容部41cの全体は、第2の溝部1gcに収容される。このような構成によれば、コア本体1と第2のコア部材3との間にある間隙空間から発生した漏れ磁束が、導体本体41の第2の溝収容部41cの表面にさらに当たり難い。そのため、導体本体41の表面における渦電流の発生を抑制し、交流損失の発生をさらに抑制する。
Further, the
また、インダクタ素子10において、第1のコア部材2の全体は、コア本体1の溝1gの第1の溝部1gbから所定の間隔を空け、第2のコア部材3の全体は、コア本体1の溝1gの第2の溝部1gcから所定の間隔を空ける場合がある。このような場合、第1のコア部材2、及び第2のコア部材3の全体が、溝1gの外側に位置するため、溝1gの内側に入り込まない。すなわち、第1のコア部材2、及び第2のコア部材3が、溝1gの内側に入り込むことによる交流損失の発生を抑制する。そのため、交流損失の発生をさらに抑制することができる。
Further, in the
また、インダクタ素子10において、間隔D1と間隔D2との一方が、その他方よりも大きい場合がある。このような場合、インダクタ素子10の直流重畳特性は、直流電流ldcの値に応じて、複数段階のインダクタンスLの値を取り得る。
Further, in the
さらに、インダクタ素子10は、交流損失の発生を抑制しつつ、良好な直流重畳特性を維持する。インダクタ素子10は、高い周波数の交流電流を供給されても、交流損失の発生を抑制することができる。そのため、インダクタ素子10は、電源回路用のパワーインダクタとして利用することができ、当該パワーインダクタは、小型であっても良好な直流重畳特性を備えて、好ましい。
Further, the
(実施の形態2)
図5~図7を参照して実施の形態2に係るインダクタ素子について説明する。実施の形態2に係るインダクタ素子は、第1のコア部材2と第2のコア部材3とを除いて、インダクタ素子10(図1~図4参照)と同じ構成を有する。以下では、インダクタ素子10と異なる構成について説明する。なお、図6では、分かり易さのため、細線を用いて導体4を描画したが、導体4はコア部材23に遮蔽されることに留意する。
(Embodiment 2)
The inductor element according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7. The inductor element according to the second embodiment has the same configuration as the inductor element 10 (see FIGS. 1 to 4) except for the
図5に示すように、インダクタ素子20は、コ字状、C字状、又はU字状に折り曲げられた板形状を有するコア部材23を備える。コア部材23は、第1の板状部23bと、第2の板状部23cと、接続部23aとを備える。第1の板状部23bと、第2の板状部23cは、接続部23aを介して機械的に接続される。具体的に、第1の板状部23bと、第2の板状部23cと、接続部23aとは、一体化しており、コ字状、C字状、又はU字状に折り曲げられた板状体と同じ形状を有する。図5~図7に示すインダクタ素子20の一例は、コ字状に折り曲げられた板状体と同じ形状を有する。コア本体1は、第1の板状部23bと、第2の板状部23cとの間に配置される。コア本体1と第1の板状部23bとの間には、導体本体41の幅方向(ここでは、y軸方向)に延びる間隙空間がある。コア本体1と第2の板状部23cとの間には、導体本体41の幅方向(ここでは、y軸方向)に延びる間隙空間がある。また、コア本体1と接続部23aとの間には、導体本体41の幅方向(ここでは、y軸方向)に延びる間隙空間がある。なお、コア部材23は、第1のコア部材2と第2のコア部材3とを、接続部23aと同一形状のコア部材を介して機械的に接続し、一体化した板状体と同じ形状を有する。第1の板状部23bは、溝23dを備え、溝23dは、第1のコア部材2の溝2a(図1、図2、及び図4参照)と同じ構成を備える。また、第2の板状部23cは、溝23eを備え、溝23eは、第2のコア部材3の溝3a(図2参照)と同じ構成を備える。
As shown in FIG. 5, the
ここで、インダクタ素子20に交流電流を供給する。インダクタ素子20において、第1の板状部23bとコア本体1との間には、間隙空間が有り、この間隙空間は、導体本体41の幅方向に延びる。導体本体41の第1の溝収容部41bの全体は、第1の溝部1gbに収容される。そのため、漏れ磁束が、コア本体1と第1の板状部23bとの間にある間隙空間から発生するものの、導体本体41の第1の溝収容部41bの表面に当たり難い。そのため、インダクタ素子10(図1~図4参照)と同様に、導体本体41の表面における渦電流の発生を抑制し、交流損失の発生を抑制することができる。
Here, an alternating current is supplied to the
また、インダクタ素子20において、コア本体1は、第1の板状部23bと第2の板状部23cとの間に配置され、コア本体1と、第2の板状部23cとの間には、導体本体41の幅方向に延びる間隙空間がある。導体本体41の第2の溝収容部41cの全体は、第2の溝部1gcに収容される。このような構成によれば、コア本体1と第2の板状部23cとの間にある間隙空間から発生した漏れ磁束が、導体本体41の第2の溝収容部41cの表面にさらに当たり難い。そのため、導体本体41の表面における渦電流の発生を抑制し、インダクタ素子10(図1~図4参照)と同様に、交流損失の発生をさらに抑制する。
Further, in the
また、インダクタ素子20において、接続部23aとコア本体1との間には、間隙空間があり、この間隙空間は、導体本体41の幅方向に延びる。導体本体41の上面溝収容部41aの全体は、上面溝部1gaに収容される。このような構成によれば、コア本体1と接続部23aとの間にある間隙空間から発生した漏れ磁束が、導体本体41の上面溝収容部41aの表面にさらに当たり難い。そのため、導体本体41の表面における渦電流の発生をさらに抑制する。すなわち、導体本体41の全体を溝1gに収容することで、間隙空間から発生した漏れ磁束が、導体本体41の表面に当たり難くなるため、導体本体41の表面における渦電流の発生が抑制できる。
Further, in the
また、インダクタ素子20において、第1の板状部23bの全体は、コア本体1の溝1gの第1の溝部1gbから所定の間隔を空け、第2の板状部23cは、コア本体1の溝1gの第2の溝部1gcから所定の間隔を空け、さらに接続部23aは、コア本体1の溝1gの上面溝部1gaから所定の間隔を空ける場合がある。このような場合、第1の板状部23b、第2の板状部23c、及び接続部23aの全体が、溝1gの外側に位置するため、溝1gの内側に入り込まない。すなわち、第1の板状部23b、第2の板状部23c及び接続部23aが、溝1gの内側に入り込むことによる交流損失の発生を抑制する。そのため、交流損失の発生をさらに抑制することができる。
Further, in the
また、インダクタ素子20において、間隔D21と間隔D22との一方が、他方よりも大きい場合がある。このような場合、インダクタ素子10(図1~図4参照)と同様に、インダクタ素子20の直流重畳特性は、直流電流ldcの値に応じて、複数段階のインダクタンスLの値を取り得る。但し、インダクタ素子10(図1~図4参照)において第1のコア部材2、及び第2のコア部材3は、分離されている一方、インダクタ素子20において、第1の板状部23bと、第2の板状部23cとは、接続部23aを介して機械的に接続される。よって、インダクタ素子20における第1の板状部23bと、第2の板状部23cとは、インダクタ素子10における第1のコア部材2と、第2のコア部材3と異なり、磁気飽和が均一に進行し得る。そのため、インダクタ素子20の直流重畳特性は、インダクタ素子10(図1~図4参照)の直流重畳特性と比較して、取り得るインダクタンスLの値の段階数が少ない傾向にある。
Further, in the
さらに、インダクタ素子20は、交流損失の発生を抑制しつつ、良好な直流重畳特性を維持する。インダクタ素子20は、高い周波数の交流電流を供給されても、交流損失の発生を抑制することができる。そのため、インダクタ素子10(図1~図4参照)と同様に、インダクタ素子20は、電源回路用のパワーインダクタとして利用することができ、当該パワーインダクタは、小型であっても良好な直流重畳特性を備えて、好ましい。
Further, the
また、インダクタ素子20は、コア本体1と、コア部材23と、すなわち、2体のコア部材を備える。一方、インダクタ素子10(図1~図4参照)は、コア本体1と、第1のコア部材2と、第2のコア部材3と、すなわち、3体のコア部材を備える。従って、インダクタ素子20は、インダクタ素子10と比較して、コア部材の数が少ないため、製造工程数が少ないところに優位性を有する。
Further, the
また、上記した通り、インダクタ素子20の直流重畳特性は、インダクタ素子10(図1~図4参照)の直流重畳特性と比較して、取り得るインダクタンスLの値の段階数が少ない傾向にある。所望するインダクタ素子としての特性や用途に応じて、インダクタ素子10、20を使い分けるとよい。例えば、間隔D1、D2(図2参照)を変化させることによって直流重畳特性を変化させたい場合、インダクタ素子10を使用するとよい。また、製造工程が少なく、安定した直流重畳特性を希望する場合、インダクタ素子20を使用するとよい。
Further, as described above, the DC superimposition characteristic of the
(実施例)
次に、実施の形態1に係るインダクタ素子10に係る実施例について説明する。
(Example)
Next, an embodiment relating to the
実施例1に係るインダクタ素子は、インダクタ素子10と同じ構成を有する。具体的には、導体として、幅2mm、厚み0.6mmの銅板を用いた。コア本体として、幅方向(y方向)7mm、長さ方向(x方向)6mm、高さ方向(z方向)10mmの直方体状の磁性体を用いた。この磁性体は、上面、及び、第1のコア部材、第2のコア部材とそれぞれ対向する面に幅2.2mm、深さ0.8mmの溝を設けた。第1のコア部材として、幅方向7mm、長さ方向2mm、高さ方向10mmの直方体状の磁性体を用いた。第1のコア部材の底面には、導体端子を構成するための溝を設けた。この溝は、幅2.2mm、深さ0.8mmである。第2のコア部材として、第1のコア部材と同じ構成を有する磁性体を用いた。磁性体は、比透磁率2000を有する材料を用いて形成した。導体は、コア本体に設けた溝の中に納まるように配置した。第1のコア部材、及び第2のコア部材は、インダクタンスが100nHとなるように調整し、導体の配置されたコア本体の側面に接着剤を用いて固定した。導体の端子は、第1のコア部材、及び第2のコア部材の底面に設けた溝に沿うように折り曲げて作成した。コア本体と第1のコア部材との間隔と、コア本体と第2のコア部材との間隔は、同じである。
The inductor element according to the first embodiment has the same configuration as the
実施例2に係るインダクタ素子は、コア本体と第1のコア部材との間隔と、コア本体と第2のコア部材との間隔が異なるところを除いて、実施例1に係るインダクタ素子と同じ構成を有する。 The inductor element according to the second embodiment has the same configuration as the inductor element according to the first embodiment, except that the distance between the core body and the first core member and the distance between the core body and the second core member are different. Has.
比較例1に係るインダクタ素子は、インダクタ素子90(図12及び図13参照)と同じ構成を有する。具体的には、導体として、幅2mm、厚み0.6mmの銅板を用いた。E字型コア部材体として、幅方向(y方向)3.5mm、長さ方向(x方向)10mm、高さ方向(z方向)10mmの直方体状の磁性体を用いた。この磁性体における10mm角の一方の面に、幅0.8mm、深さ1.1mmの溝をこの磁性体の長さ方向における中心位置からそれぞれ対称の位置に2つ設け、側脚と、中央脚とを形成した。溝と溝の間は4.4mmとした。導体を中央脚に巻いた。この磁性体を2つ作製し、対向するように配置した。これら磁性体同士は、インダクタンスが100nHとなるように、これら磁性体同士の間の間隙空間を調整し、樹脂を用いて固定した。 The inductor element according to Comparative Example 1 has the same configuration as the inductor element 90 (see FIGS. 12 and 13). Specifically, a copper plate having a width of 2 mm and a thickness of 0.6 mm was used as the conductor. As the E-shaped core member, a rectangular parallelepiped magnetic material having a width direction (y direction) of 3.5 mm, a length direction (x direction) of 10 mm, and a height direction (z direction) of 10 mm was used. Two grooves with a width of 0.8 mm and a depth of 1.1 mm are provided on one surface of the magnetic material at a position symmetrical to the center position in the length direction of the magnetic material, and the side legs and the center are provided. Formed with legs. The distance between the grooves was 4.4 mm. The conductor was wrapped around the center leg. Two of these magnetic materials were prepared and arranged so as to face each other. The magnetic bodies were fixed by adjusting the gap space between the magnetic materials so that the inductance was 100 nH, and using a resin.
比較例2に係るインダクタ素子は、導体がコア本体の溝から0.1mm食み出るところを除いて、実施例1に係るインダクタ素子と同じ構成を有する。 The inductor element according to Comparative Example 2 has the same configuration as the inductor element according to the first embodiment, except that the conductor protrudes 0.1 mm from the groove of the core body.
実施例1と、比較例1とに係るインダクタ素子について、直流重畳特性を測定し、図8に示した。また、実施例1、比較例1、及び比較例2に係るインダクタ素子について測定し、図9に示した。この測定では、交流電流の波形は、700kHz、実効値3.6Aの正弦波とした。また、実施例1と実施例2とに係るインダクタ素子について、直流重畳特性を測定し、図10に示した。図9及び図10に示す実施例1のインダクタンスLの測定値は、異なる施行時において測定されたものであることに留意する。 The DC superimposition characteristics of the inductor elements according to Example 1 and Comparative Example 1 were measured and shown in FIG. Further, the inductor elements according to Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were measured and shown in FIG. In this measurement, the AC current waveform was a sine wave with 700 kHz and an effective value of 3.6 A. Further, the DC superimposition characteristics of the inductor elements according to the first and second embodiments were measured and shown in FIG. It should be noted that the measured values of the inductance L of Example 1 shown in FIGS. 9 and 10 were measured at different times.
図8に示すように、実施例1と比較例1では、直流電流ldcが所定の値に達すると、インダクタンスLが減少した。実施例1において、インダクタンスLが減少し始める直流電流ldc[A]は、100~110と考えられ、比較例1における値90~100と比べて高く、良好な直流重畳特性を示した。
As shown in FIG. 8, in Example 1 and Comparative Example 1, the inductance L decreased when the direct current ldc reached a predetermined value. In Example 1, the direct current ldc [A] at which the inductance L starts to decrease is considered to be 100 to 110, which is higher than the
図9に示すように、実施例1、比較例1、及び比較例2に係るインダクタ素子の交流損失はそれぞれ、29.5mW、37.1mW、41.5mWであった。実施例1に係るインダクタ素子は、比較例1に係るインダクタ素子と比較して、交流損失が約20%小さい。実施例1に係るインダクタ素子は、比較例2に係るインダクタ素子と比較して、交流損失が約29%小さい。 As shown in FIG. 9, the AC losses of the inductor elements according to Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were 29.5 mW, 37.1 mW, and 41.5 mW, respectively. The inductor element according to the first embodiment has an AC loss about 20% smaller than that of the inductor element according to the comparative example 1. The inductor element according to the first embodiment has an AC loss about 29% smaller than that of the inductor element according to the second embodiment.
図10に示すように、実施例1では、直流電流ldcの値に応じて、インダクタンスLの値は、おおよそ2段階である。一方、実施例2では、直流電流ldcの値に応じて、インダクタンスLの値は、おおよそ3段階であった。 As shown in FIG. 10, in the first embodiment, the value of the inductance L is roughly two steps according to the value of the direct current ldc. On the other hand, in Example 2, the value of the inductance L was approximately three stages according to the value of the direct current ldc.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、インダクタ素子10は、第2のコア部材3を備えたが、求められる特性に応じて、第2のコア部材3の具備を省略してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. For example, although the
10、20 インダクタ素子
1 コア本体
1a 上面 1b 正面
1c 背面 1d 右側面
1e 左側面 1f 底面
1g 溝
1ga 上面溝部 1gb、1gc 溝部
2、3、23 コア部材
2a、3a、23d、23e 溝
23a 接続部 23b、23c 板状部
4 導体
41 導体本体
41a 上面溝収容部 41aa 上面
41b、41c 溝収容部 41bb、41cc 対向面
42、43 端部
D1、D2、D21、D22 間隔 W1 幅
ldc 直流電流
t1 厚み
10, 20
Claims (6)
コア本体と、
第1のコア部材と、を備え、
前記コア本体は、前記導体本体の厚さ方向が前記コア本体の表面に交差するように、前記導体本体が巻かれ、
前記導体本体の幅方向は、前記導体本体が巻かれた前記コア本体の表面に沿い、かつ、前記導体本体の長さ方向に対して交差し、
前記コア本体と、前記第1のコア部材とは、前記導体本体の厚さ方向において所定の間隔を空けて配置され、
前記コア本体と、前記第1のコア部材との間には、前記導体本体の幅方向に延びる間隙空間があり、
前記コア本体は、前記導体本体を収容するコア本体溝を備え、
前記コア本体溝は、前記第1のコア部材と対向する前記コア本体の対向面に配置された第1の溝部を備え、
前記導体本体は、第1の溝収容部を備え、
前記第1の溝収容部の全体は、前記第1の溝部に収容され、
前記第1のコア部材は、第1のコア部材溝を備え、
前記一端部は、前記第1のコア部材溝に配置される、
インダクタ素子。 A conductor that includes a conductor body and one end that connects to one end of the conductor body, and is a strip-shaped body.
With the core body
With a first core member,
The conductor body is wound around the core body so that the thickness direction of the conductor body intersects the surface of the core body.
The width direction of the conductor body is along the surface of the core body around which the conductor body is wound, and intersects with the length direction of the conductor body.
The core body and the first core member are arranged at predetermined intervals in the thickness direction of the conductor body.
Between the core body and the first core member, there is a gap space extending in the width direction of the conductor body.
The core body comprises a core body groove that accommodates the conductor body.
The core body groove includes a first groove portion arranged on a facing surface of the core body facing the first core member.
The conductor body comprises a first groove accommodating portion.
The entire first groove accommodating portion is accommodated in the first groove accommodating portion.
The first core member includes a first core member groove.
The one end is arranged in the first core member groove.
Inductor element.
前記導体は、前記導体本体の他端と接続する他端部をさらに備え、
前記コア本体は、前記第1のコア部材と前記第2のコア部材との間に配置され、
前記コア本体と、前記第2のコア部材との間には、前記導体本体の幅方向に延びる間隙空間があり、
前記コア本体溝は、前記第2のコア部材と対向する前記コア本体の対向面に配置された第2の溝部をさらに備え、
前記導体本体は、第2の溝収容部をさらに備え、
前記第2の溝収容部の全体は、前記第2の溝部に収容され、
前記第2のコア部材は、第2のコア部材溝を備え、
前記他端部は、前記第2のコア部材溝に配置される、
ことを特徴とする請求項1に記載のインダクタ素子。 Further equipped with a second core member,
The conductor further comprises an other end that connects to the other end of the conductor body.
The core body is arranged between the first core member and the second core member.
Between the core body and the second core member, there is a gap space extending in the width direction of the conductor body.
The core body groove further includes a second groove portion arranged on the facing surface of the core body facing the second core member.
The conductor body further comprises a second groove accommodating portion.
The entire second groove accommodating portion is accommodated in the second groove accommodating portion.
The second core member includes a second core member groove.
The other end is arranged in the second core member groove.
The inductor element according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のインダクタ素子。 The core body groove accommodates the entire conductor body.
The inductor element according to claim 1 or 2.
前記第2のコア部材の全体は、前記コア本体溝から所定の間隔を空ける、
ことを特徴とする請求項2、又は、請求項2を引用する請求項3に記載のインダクタ素子。 The entire first core member is spaced from the core body groove at a predetermined distance.
The entire second core member is spaced from the core body groove at a predetermined distance.
2. The inductor element according to claim 2, wherein the inductor element according to claim 2 is cited.
ことを特徴とする請求項2、又は、請求項2を引用する請求項3若しくは請求項4に記載のインダクタ素子。 The size of the distance between the core body and the first core member is different from the size of the distance between the core body and the second core member.
2. The inductor element according to claim 3, or claim 3 or claim 4, which cites claim 2.
ことを特徴とする請求項2、又は、請求項2を引用する請求項3~5のいずれか1項に記載のインダクタ素子。 The first and second core members are mechanically connected and integrated via a connecting portion.
2. The inductor element according to claim 2, or any one of claims 3 to 5, which cites claim 2.
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