WO2018190075A1 - 結合インダクタ - Google Patents

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WO2018190075A1
WO2018190075A1 PCT/JP2018/010485 JP2018010485W WO2018190075A1 WO 2018190075 A1 WO2018190075 A1 WO 2018190075A1 JP 2018010485 W JP2018010485 W JP 2018010485W WO 2018190075 A1 WO2018190075 A1 WO 2018190075A1
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WO
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conductor
coupled inductor
reference line
coil axis
magnetic core
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PCT/JP2018/010485
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Inventor
幸男 今野
Original Assignee
アルプス電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/06—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00

Definitions

  • the present invention relates to a coupled inductor in which two conductors are provided to cross each other in a magnetic core.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a coupled inductor in which two conductors intersect and are housed inside a magnetic core.
  • the coupling inductor described in FIG. 2 of Patent Document 1 is disposed in a gap formed by abutting a pair of magnetic cores so that two conductors intersect at the center.
  • a passage extending from the first side surface to the second side surface is formed in the magnetic core, and two windings are formed inside the passage. It is stored.
  • the two windings are wound around the magnetic core so as to intersect each other inside the passage. Both end portions of each winding are extended to the bottom surface of the magnetic core to form tabs.
  • the two windings are insulated by an insulator such as insulating tape or varnish at the intersection.
  • the terminal portions of two conductive wires intersect in the gap of the magnetic core, and the terminal portions of the respective conductive wires extend linearly toward the outside of the magnetic core. Yes.
  • the terminal portions of the two conductors have different height positions in the vertical direction outside the magnetic core. For this reason, when mounting the coupled inductor on a board, etc., it is difficult to connect the terminal part of each conductor to the conductor part of the wiring board, etc., and a process of soldering with chip components using a so-called reflow process is adopted. Can not do it.
  • the present invention solves the above-described conventional problems, and even in a structure in which conductors intersect in a magnetic core, the difference in the total length of each current path can be reduced, and preferably the total length is reduced.
  • the aim is to provide a coupled inductor that can be equalized.
  • the present invention provides a coupled inductor in which a first conductor and a second conductor are insulated from each other inside a magnetic core.
  • the first conductor and the second conductor both extend in a direction intersecting the coil axis (O) set in the magnetic core, and the first conductor and the second conductor intersect at the intersection.
  • Each of the first conductor and the second conductor is shaped to be separated from each other within a predetermined length range including the intersecting portion.
  • first conductor and the second conductor are arranged in a direction orthogonal to the coil axis (O) except for a predetermined length range including the intersecting portion.
  • a virtual line perpendicular to the coil axis (O) and extending in the overlapping direction of the first conductor and the second conductor is defined as a vertical reference line (Ov), and the coil axis (O)
  • a virtual line extending in a direction perpendicular to both the vertical reference lines (Ov) is defined as a horizontal reference line (Oh).
  • an imaginary line perpendicular to the coil axis (O) and extending in the overlapping direction of the first conductor and the second conductor is defined as a vertical reference line (Ov), and the coil axis (Ov) ) And the vertical reference line (Ov) are defined as a horizontal reference line (Oh).
  • the first conductor and the second conductor have a line-symmetric shape centered on the horizontal reference line (Oh) and toward the coil axis (O) within a predetermined length including the intersecting portion.
  • the entire first conductor and the second conductor have a line-symmetric shape with the horizontal reference line (Oh) as the center and toward the coil axis (O).
  • the total length of the first conductor and the second conductor is substantially the same.
  • each of the first conductor and the second conductor includes an intersecting path that forms the intersecting portion, a pair of enclosing paths extending in a direction surrounding the coil axis (O),
  • the terminal part provided in the front part of the path can be configured as being integrally formed.
  • a total of four terminal portions of the two terminal portions provided on the first conductor and the two terminal portions provided on the second conductor are located in the same plane. Preferably it is.
  • an insulating holding member that holds the first conductor and the second conductor is provided in the magnetic core within a predetermined length including at least the intersection. preferable.
  • the first conductor and the second conductor are formed by bending a conductive metal plate.
  • the coupled inductor of the present invention since the first conductor and the second conductor are both separated from each other at the intersection of the conductors inside the magnetic core, the total length of the current paths of the two conductors is reduced.
  • the difference can be eliminated and the difference in DC resistance can be reduced, and preferably the DC resistance can be matched.
  • fluctuations in the magnetic permeability and inductance during operation can be suppressed, the ripple current width can be reduced, and the coupling efficiency can be increased.
  • first conductor and the second conductor are formed by bending a conductive metal plate, the amount of current flowing through the first conductor and the second conductor can be increased, and the conductors can be connected to each other at the intersection. It is possible to maintain a shape that does not.
  • FIG. 3 is an external perspective view of the coupled inductor according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing all the components of the coupled inductor according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing two conductors and a holding member of the coupled inductor according to the first embodiment of the present invention
  • the side view which shows the combination of the 1st conductor of the coupling inductor of the 1st Embodiment of this invention, and a 2nd conductor
  • the top view which shows the combination of the 1st conductor of the coupling inductor of the 1st Embodiment of this invention, and a 2nd conductor
  • the perspective view which shows the combination of the 1st conductor and 2nd conductor of the coupling inductor of the 2nd Embodiment of this invention
  • the perspective view which shows the combination of the 1st conductor and 2nd conductor of the coupling inductor of the 3rd Embodiment of this invention
  • the coupled inductor 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 includes a base 2, and a first magnetic core 3 and a second magnetic core 4 fixed to the upper surface on the Z1 side. ing.
  • the base 2 is made of an insulating material such as a synthetic resin material.
  • support recesses 2a for supporting the terminal portions are formed at a total of four locations including three locations on the Y1 side and two locations on the Y2 side.
  • the first magnetic core 3 and the second magnetic core 4 are processed from a magnetic material such as Ni—Zn ferrite. Alternatively, it is compacted from Fe-based amorphous magnetic alloy powder, FeSiCr-based crystalline magnetic alloy powder, or metal magnetic powder.
  • the first magnetic core 3 has a recess 3b that is continuous in the longitudinal direction (Y1-Y2 direction) at the center of the joint surface 3a facing in the X2 direction.
  • the second magnetic core 4 has a flat joint surface 4a facing the X1 direction.
  • the bonding surface 3a of the first magnetic core 3 and the bonding surface 4a of the second magnetic core 4 are bonded and fixed to form a bonding core having a storage space by the recess 3b inside.
  • a part of the lower holding member 30 and the upper holding member 40 is held in the storage space formed by the recess 3b, and a part of the first conductor 10 and the second conductor 20 are held by the lower holding member 30 and the upper holding member 40. Some are retained.
  • the first conductor 10 and the second conductor 20 are formed of conductive metal plates.
  • the conductive metal plate is, for example, an alloy plate containing Cu, such as a Corson alloy plate.
  • the first conductor 10 and the second conductor 20 are bent and have a rigidity capable of maintaining the shape after the bending. 3 to 5, a coil axis O extending in the X1-X2 direction is set as a virtual line.
  • the first conductor 10 and the second conductor 20 are both arranged in a direction intersecting with the coil axis O, and the first conductor 10 and the second conductor 20 are formed so as to surround the coil axis O, and each is less than one turn. It is a coil conductor.
  • the plate width direction is directed to the Z1-Z2 direction
  • the plate thickness direction is directed to the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction.
  • the first conductor 10 and the second conductor 20 intersect each other at the center.
  • the intermediate portion of the first conductor 10 and the second conductor 20 in the Z1-Z2 direction at the portion where the first conductor 10 and the second conductor 20 intersect is an intersection C.
  • 4 and 5 show the vertical reference line Ov and the horizontal reference line Oh.
  • the vertical reference line Ov is an imaginary line that extends perpendicularly from the coil axis O, passes through the center of the intersection C, and extends in the Z1-Z2 direction, which is the overlapping direction of the conductors 10 and 20.
  • the horizontal reference line Oh is an imaginary line that extends in a direction orthogonal to both the coil axis O and the vertical reference line Ov, passes through the intersection C, and extends in the Y1-Y2 direction.
  • a range L1 having a predetermined length in the longitudinal direction (Y1-Y2 direction) centering on the intersection C is a center crossing path 11 of the first conductor 10 and a center of the second conductor 20. This is the intersection 21.
  • the first conductor 10 is formed with side crossing paths 12a and 12b having a predetermined length range L2 on both sides of the central crossing path 11 in the longitudinal direction (Y1-Y2 direction).
  • side crossing paths 22a and 22b having a predetermined length range L2 are formed on both sides of the road 21 in the longitudinal direction (Y1-Y2 direction.
  • the side intersection 12a and the side intersection 22a extend parallel to each other in the longitudinal direction (Y1-Y2 direction), and the side intersection 12b and the side intersection 22b are also longitudinal. They extend in parallel to each other in the direction (Y1-Y2 direction). That is, the first conductor 10 and the second conductor 20 are arranged in a direction perpendicular to the core axis O except for the central intersections 11 and 21 that are in a predetermined length range including the intersection C.
  • the first conductor 10 has a “cross road” formed by the central cross road 11 and the side cross roads 12a and 12b extending in a longitudinal length range around the cross section C, and the second conductor 20 is crossed.
  • a “cross road” is formed by the central cross road 21 and the side cross roads 22a and 22b extending in a predetermined length range in the vertical direction with the portion C as the center.
  • the surrounding path 13a is bent from the Y1 side end of the side crossing path 12a, and the surrounding path 13b is bent from the end of the side crossing path 12b on the Y2 side. Further, the terminal portion 14a is bent at the tip end portion on the Z2 side of the enclosing path 13a, and the terminal portion 14b is bent at the tip end portion on the Z2 side of the enclosing path 13b.
  • the second conductor 20 also has a surrounding path 23a bent from the Y1 side end of the side crossing path 22a and a surrounding path 23b bent from the Y2 side end of the side crossing path 22b. Further, the terminal portion 24a is bent at the distal end portion on the Z2 side of the surrounding path 23a, and the terminal portion 24b is bent at the distal end portion on the Z2 side of the surrounding path 23b.
  • first conductor 10 and the second conductor 20 are bent so as to surround the coil axis O, whereby each of the first conductor 10 and the second conductor 20 is a coil conductor of less than one turn.
  • the first conductor 10 has a projecting shape in the downward direction (Z2 direction) so that a part of the central intersection 11 and the side intersections 12a and 12b are separated from the horizontal reference line Oh.
  • the second conductor 20 has a protruding shape in the upward direction (Z1 direction) so that a part of the central intersection 21 and the side intersections 22a and 22b are separated from the horizontal reference line Oh. . That is, the first conductor 10 and the second conductor 20 are shaped to be separated from each other in the vertical direction within a predetermined length range in the longitudinal direction (Y1-Y2) with the intersection C as the center.
  • the first conductor 10 and the second conductor 20 are projected onto a plane parallel to both the vertical reference line Ov and the horizontal reference line Oh, the first conductor 10 and the second conductor 20 are centered on the intersection C.
  • the shape is line symmetrical about the horizontal reference line Oh and toward the vertical reference line Ov.
  • the central intersection 11 of the first conductor 10 and the second conductor 20 are projected on a plane parallel to both the coil axis O and the horizontal reference line Oh
  • the central intersection 11 of the first conductor 10 and The “intersection” composed of the side intersections 12a and 12b and the “intersection” composed of the central intersection 21 of the second conductor 20 and the side intersections 22a and 22b are centered on the horizontal reference line Oh.
  • the shape is line symmetric toward the coil axis O.
  • the overall shape of the first conductor 10 and the overall shape of the second conductor 20 are also symmetrical with respect to the coil axis O with the horizontal reference line Oh as the center.
  • the total length of the current path from the terminal portion 14a to the terminal portion 14b of the first conductor 10 is substantially the same as the total length of the current path from the terminal portion 24a to the terminal portion 24b of the second conductor 20. And preferably match. Therefore, the direct current resistances of the first conductor 10 and the second conductor 20 are substantially equal.
  • the lower holding member 30 and the upper holding member 40 are formed of an insulating material such as synthetic resin.
  • the lower holding member 30 has a holding body 30a.
  • the holding main body 30a extends in the vertical direction (Y1-Y2 direction), and the outer wall has a half-square cylindrical shape.
  • the holding body 30a has a cross holding groove 31 opened in the Z1 direction.
  • Side holding grooves 32a and 32b separated into two and released in the Z1 direction are formed on the Y1 side from the cross holding groove 31, and separated into two on the Y2 side from the cross holding groove 31.
  • Side holding grooves 32a and 33a released in the Z1 direction are formed.
  • a flange portion 34a is formed at an end portion on the Y1 side of the holding main body portion 30a
  • a flange portion 34b is formed at an end portion on the Y2 side.
  • the upper holding member 40 has a holding main body portion 40a and flange portions 44a and 44b integrally formed at both ends thereof.
  • the holding main body portion 40a extends in the vertical direction (Y1-Y2 direction), and the outer wall portion has a half-square cylindrical shape.
  • the holding main body portion 40a is formed with a cross holding groove released in the Z2 direction and side holding grooves that are separated into two on both sides thereof.
  • the cross holding groove and the side holding groove formed in the upper holding member 40 and the cross holding groove 31 and the side holding grooves 32a, 32b, 33a, 33b of the lower holding member 30 have a rotation axis in the Y1-Y2 direction. It has a 180-degree rotationally symmetric shape. That is, the lower holding member 30 and the upper holding member 40 are composed of the same parts.
  • the method for assembling the coupled inductor 1 is as follows. As shown in FIG. 3, the first conductor 10 and the second conductor 20 are crossed so that the center intersection 11 of the first conductor 10 and the center intersection 21 of the second conductor 20 are cross-held by the lower holding member 30. Fit into the groove 31. Further, the side crossing path 12a of the first conductor 10 is fitted into the side holding groove 32a, the side crossing path 12b is fitted into the side holding groove 32b, and the side crossing path 22a of the second conductor 20 is fitted into the side holding groove. The side crossing path 22b is fitted into the side holding groove 33b in 33a.
  • the central crossing path 11 and the side crossing paths 12a and 12b of the first conductor 10 and the central crossing path 21 and the side crossing paths 22a and 22b of the second conductor 20 are similarly crossed by the cross holding grooves of the upper holding member 40. And the side holding grooves.
  • the base 2, the first magnetic core 3 and the second magnetic core 4 are combined, and the lower holding member is formed on the outer surface of the first magnetic core 3 and the second magnetic core 4 on the Y1 side.
  • the flange portion 34a of the lower holding member 30 and the flange portion 44a of the upper holding member 40 are installed on the outer surface of the first magnetic core 3 and the second magnetic core 4 on the Y2 side.
  • a flange portion 44b is installed.
  • the enclosure path 13a of the first conductor 10 and the enclosure path 23a of the second conductor 20 are installed on the outer surfaces of the flange portions 34a and 44a, and the terminal portions 14a and 24a are formed in the support recess 2a on the Y1 side of the lower surface of the base 2. Installed.
  • the enclosure path 13b of the first conductor 10 and the enclosure path 23b of the second conductor 20 are installed on the outer surfaces of the flange portions 34b and 44b, and the terminal portions 14b and 24b are formed in the support recess 2a on the Y2 side of the lower surface of the base 2. Installed. As a result, the four terminal portions 14a, 14b, 24a, 24b are located in the same plane on the lower surface of the base 2.
  • FIG. 10A shows a coupled inductor 1A as a comparative example
  • FIG. 10B shows a circuit diagram of the coupled inductor 1 of the first embodiment.
  • the first conductor 10A and the second conductor 20A are wound around the magnetic cores 3 and 4 in less than one turn.
  • the terminal portion 14a serving as the winding start end of the first conductor 10A and the terminal portion 24a serving as the winding start end of the second conductor 20A are both located on the Xa side and serve as the terminal end 14b serving as the winding end and the winding end. Both terminal portions 24b are located on the Xb side. Therefore, as shown in FIG. 10 (B), in order to make the winding start ends marked with (.) On the primary side and the secondary side in opposite directions, on the circuit board on which the coupled inductor 1A is mounted, Measures such as crossing wiring are required.
  • the first conductor 10 and the second conductor 20 intersect at the intersection C inside the magnetic cores 3 and 4.
  • the terminal portion 14a serving as the winding start end of the first conductor 10 and the terminal portion 24b serving as the winding termination end of the second conductor 20 are arranged on the same X1 side, and the terminal portion 14b serving as the winding termination end of the first conductor 10 and the second conductor 20
  • the terminal portion 24a serving as the winding start end can be disposed on the same X2 side, and measures such as crossing wirings on the circuit are not necessary.
  • the current capacity can be increased on the primary side and the secondary side. is there.
  • the first conductor 10 and the second conductor 20 are shaped so as to be separated from each other vertically at the intersection C, and therefore, between the terminal portions 14 a and 14 b of the first conductor 10.
  • the difference between the total length of the current path and the total length of the current path between the terminals 24a and 24b of the second conductor 20 can be reduced, and the total length of the current paths can be made to coincide with each other. become.
  • the DC resistances of the two conductors can be made uniform, fluctuations in magnetic permeability and inductance during operation can be suppressed, the ripple current width can be reduced, and the coupling efficiency can be increased.
  • first conductor 10 and the second conductor 20 formed of a metal plate are held by the lower holding member 30 and the upper holding member 40 shown in FIG. 3, the first conductor 10 and the second conductor 20 are It can hold
  • a concave portion 11 a opened upward is formed in the central crossing path 11 of the first conductor 10, and downwards in the central crossing path 21 of the second conductor 20.
  • a recess 21a is formed in the opening.
  • the concave portion 11a and the concave portion 21a are opposed to each other without being in contact with each other to form an intersection.
  • the first conductor 10 and the second conductor 20 are symmetrical in a predetermined length range including the intersection, and the total length of the current path between the first conductor 10 and the second conductor 20. The dimensions are the same.
  • the central crossing path 11 of the first conductor 10 has a curved shape of the ridge downward, and the central crossing path 21 of the second conductor 20 faces upward.
  • the curved shape of the ridge also in this coupled inductor 201, the first conductor 10 and the second conductor 20 are symmetrical in a predetermined length range including the crossing portion, and the total length of the current path between the first conductor 10 and the second conductor 20. The dimensions are the same.
  • the plate width direction of the conductive metal plate constituting the first conductor 10 and the second conductor 20 is the Z1-Z2 direction. Is directed to.
  • the plate thickness direction of the first conductor 10 and the second conductor 20 is Z1- It is oriented in the Z2 direction.
  • the central intersection 11 and the central intersection 21 are bent in a folded state so as to be separated from each other in the vertical direction.
  • the central intersection 21 are bent in a curved shape so as to be separated from each other in the vertical direction.
  • the first conductor 10 and the second conductor 20 are symmetrical in the range of a predetermined length including the intersecting portion, and the current path is extended by the first conductor 10 and the second conductor 20.
  • the length dimensions are the same.

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Abstract

【課題】　第１導電体と第２導電体を、互いに交差する導電性の金属板で形成し、電流路の述べ長さを同じ寸法にできる結合インダクタを提供する。 【解決手段】　磁性コアの内部に第１導体１０と第２導体２０が収納されている。第１導体１０と第２導体２０は導電性の金属板で形成されている。第１導体１０と第２導体２０は中央交差路１１，２１で交差しており、しかも上下に互いに離れる形状であり、第１導体１０と第２導体２０は、電流路の延べ長さ寸法が互いに等しく、直流抵抗が互いに等しくなっている。

Description

結合インダクタ
　本発明は、磁性コア内に２つの導体が互いに交差して設けられた結合インダクタに関する。
　特許文献１と特許文献２に、磁性体コアの内部に２つの導体が交差して収納された結合インダクタが記載されている。
　特許文献１の図２に記載された結合インダクタは、一対の磁性体コアを突き合わせて形成される空隙に、２本の導線が中央部で交差するように配置されている。
　特許文献２の図３６ないし図３９に記載された結合インダクタは、磁芯に、第１の側面から第２の側面まで延在する通路が形成されて、通路の内部に、２つの巻線が収納されている。２つの巻線は、通路の内部で互いに交差するようにして、磁芯に巻き付けられている。それぞれの巻線の両端部は、磁芯の底面まで延ばされてタブが形成されている。２つの巻線は、交差部分において絶縁テープやワニスなどの絶縁体によって絶縁されている。
特開２００７－１８４５０９号公報 特表２０１３－５２８３２１号公報
　特許文献１に記載された結合インダクタは、二本の導線の端末部が磁性体コアの空隙内で交差し、それぞれの導線の端末部が磁性体コアの外部に向けて直線状に延び出ている。また、二本の導線が単に上下に重ねられて交差しているため、二本の導線の端末部は、磁性体コアの外側で上下方向の高さ位置が相違している。そのため、結合インダクタを基板などに実装する際に、それぞれの導線の端末部を配線基板の導体部などに接続するのが難しく、いわゆるリフロー工程を用いてチップ部品と共に半田付けする、という工程を採用することができない。
　特許文献２に記載された結合インダクタは、磁芯の通路内において、２つの巻線が、帯状部分が重なるようにして交差し、２つの巻線の両端部のタブは、磁芯の共通の底面に位置している。そのため、交差部で下側に位置している巻線と上に重ねられている巻線とで、タブとタブとの間の電流路の延べ長さが相違することになる。２つの導線で電流路の長さが相違して直流抵抗値が相違していると、異相間で電流に偏差が生じ、磁芯内の磁束にも偏差が生じることになる。その結果、動作時の透磁率およびインダクタンスが変動し、リップル電流幅が大きくなって、結合効率が低下する原因となる。
　本発明は上記従来の課題を解決するものであり、磁性コア内で導体が交差している構造であっても、それぞれの電流路の延べ長さの差を小さくでき、好ましくは延べ長さを等しくできる結合インダクタを提供することを目的としている。
　本発明は、磁性コアの内部に、第１導体と第２導体とが、互いに絶縁されて設けられている結合インダクタにおいて、
　前記第１導体と前記第２導体は共に、前記磁性コアに設定されるコイル軸線（Ｏ）と交差する方向に延びて、前記第１導体と前記第２導体とが、交差部において交差しており、
　前記交差部を含む所定長さの範囲で、前記第１導体と前記第２導体のそれぞれが互いに離れる形状であることを特徴とするものである。
　また、前記第１導体と前記第２導体は、前記交差部を含む所定長さの範囲を除いて、前記コイル軸線（Ｏ）と直交する向きに配置されていることが好ましい。
　本発明の結合インダクタは、前記コイル軸線（Ｏ）に垂直で且つ前記第１導体と前記第２導体との重なり方向に延びる仮想線を垂直基準線（Ｏｖ）とし、前記コイル軸線（Ｏ）と前記垂直基準線（Ｏｖ）の双方に直交する向きに延びる仮想線を水平基準線（Ｏｈ）とし、
　前記第１導体と前記第２導体とを、前記垂直基準線（Ｏｖ）と前記水平基準線（Ｏｈ）の双方と平行な面に投影したときに、
　前記第１導体と前記第２導体は、前記交差部を含む所定長さの範囲において、前記水平基準線（Ｏｈ）を中心とし、前記垂直基準線（Ｏｖ）に向けて、線対称形状である。
　また、本発明の結合インダクタは、前記コイル軸線（Ｏ）に垂直で且つ前記第１導体と前記第２導体との重なり方向に延びる仮想線を垂直基準線（Ｏｖ）とし、前記コイル軸線（Ｏ）と前記垂直基準線（Ｏｖ）の双方に直交する向きに延びる仮想線を水平基準線（Ｏｈ）とし、
　前記第１導体と前記第２導体とを、前記コイル軸線（Ｏ）と前記水平基準線（Ｏｈ）の双方と平行な面に投影したときに、
　前記第１導体と前記第２導体は、前記交差部を含む所定長さの範囲において、前記水平基準線（Ｏｈ）を中心とし、前記コイル軸線（Ｏ）に向けて、線対称形状である。
　この場合に、前記第１導体と前記第２導体の全体が、前記水平基準線（Ｏｈ）を中心とし、前記コイル軸線（Ｏ）に向けて、線対称形状であることが好ましい。
　本発明の結合インダクタは、前記第１導体と前記第２導体の延べ長さ寸法が実質的に同一であることが好ましい。
　本発明の結合インダクタでは、前記第１導体と前記第２導体のそれぞれは、前記交差部を形成する交差路と、前記コイル軸線（Ｏ）を囲む方向に延びる一対の囲み路と、それぞれの囲み路の先部に設けられた端子部と、が一体に形成されているものとして構成できる。
　この場合に、前記第１導体に設けられた２つの前記端子部と、前記第２導体に設けられた２つの前記端子部の、合計４個の前記端子部が、同じ平面内に位置していることが好ましい。
　本発明の結合インダクタは、前記磁性コア内に、少なくとも前記交差部を含む所定長さの範囲で、前記第１導体と前記第２導体を保持する絶縁性の保持部材が設けられていることが好ましい。
　また、本発明の結合インダクタは、前記第１導体と前記第２導体が、導電性金属板を折り曲げて形成されていることが好ましい。
　本発明の結合インダクタは、磁性コアの内部の導線どうしの交差部において、第１導体と第２導体が、共に互いに離れる形状を有しているので、２つの導線の電流路の延べ長さの差を無くし、直流抵抗の差も小さくでき、好ましくは直流抵抗を一致させることができるようになる。その結果、動作時の透磁率とインダクタンスの変動を抑え、リップル電流幅を小さくでき、結合効率を高めることが可能になる。
　また、前記第１導体と前記第２導体が、導電性金属板を折り曲げて形成されていると、第１導体と第２導体に流れる電流量を多くでき、また交差部において導体どうしを互いに接しない形状に維持させることが可能である。
本発明の第１の実施形態の結合インダクタの外観斜視図、 本発明の第１の実施形態の結合インダクタの構成部品の全てを示す分解斜視図、 本発明の第１の実施形態の結合インダクタの２つの導体と保持部材を示す分解斜視図、 本発明の第１の実施形態の結合インダクタの第１導体と第２導体の組み合わせを示す側面図、 本発明の第１の実施形態の結合インダクタの第１導体と第２導体の組み合わせを示す平面図、 本発明の第２の実施形態の結合インダクタの第１導体と第２導体の組み合わせを示す斜視図、 本発明の第３の実施形態の結合インダクタの第１導体と第２導体の組み合わせを示す斜視図、 本発明の第４の実施形態の結合インダクタの第１導体と第２導体の組み合わせを示す斜視図、 本発明の第５の実施形態の結合インダクタの第１導体と第２導体の組み合わせを示す斜視図、 （Ａ）は結合インダクタの比較例を示す説明図、（Ｂ）は実施形態の結合インダクタの回路図、
　以下で説明する各図では、Ｘ１－Ｘ２方向が横方向でＹ１－Ｙ２方向が縦方向、Ｚ１－Ｚ２方向が上下方向である。
　図１と図２に示す本発明の第１の実施形態の結合インダクタ１は、基台２と、そのＺ１側の上面に固定される第１磁性コア３および第２磁性コア４とを有している。基台２は合成樹脂材料などの絶縁性材料で形成されている。基台２のＺ２方向に向く下面には、Ｙ１側の３か所とＹ２側の２か所の合計４か所に、端子部を支持する支持凹部２ａが形成されている。
　第１磁性コア３と第２磁性コア４は、Ｎｉ－Ｚｎフェライトなどの磁性材料から加工される。または、Ｆｅ基非晶質磁性合金粉末やＦｅＳｉＣｒ系の結晶質磁性合金粉末など、あるいは金属の磁性粉末から圧粉成形される。第１磁性コア３は、Ｘ２方向に向く接合面３ａの中央部に、縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に連続する凹部３ｂが形成されている。第２磁性コア４は、Ｘ１方向に向く接合面４ａが平面である。第１磁性コア３の接合面３ａと第２磁性コア４の接合面４ａとが接着固定されて、内部に前記凹部３ｂによる収納空間を有する接合コアが構成される。
　凹部３ｂで形成される収納空間に、下部保持部材３０と上部保持部材４０の一部が保持され、下部保持部材３０と上部保持部材４０とで第１導体１０の一部と第２導体２０の一部が保持されている。
　第１導体１０と第２導体２０は導電性の金属板で形成されている。導電性の金属板は、例えばＣｕを含む合金板であり、コルソン合金板などである。第１導体１０と第２導体２０は、曲げ加工されたものであり、曲げ加工後はその形状を維持できる剛性を有している。図３ないし図５に、仮想線としてＸ１－Ｘ２方向に延びるコイル軸線Ｏが設定されている。第１導体１０と第２導体２０は共に、コイル軸線Ｏと交差する向きに配置され、第１導体１０と第２導体２０は、コイル軸線Ｏを囲むように形成されて、それぞれが１ターン未満のコイル導体となっている。第１導体１０と第２導体２０は、板幅方向がＺ１－Ｚ２方向に向けられ、板厚方向がＸ１－Ｘ２方向およびＹ１－Ｙ２方向に向けられている。
　図５の平面図に示すように、第１導体１０と第２導体２０は、それぞれの中央部で互いに交差している。図３ないし図５に示すように、第１導体１０と第２導体２０とが交差している部分における第１導体１０と第２導体２０のＺ１－Ｚ２方向の中間部が交差部Ｃである。図４と図５に、垂直基準線Ｏｖと水平基準線Ｏｈが示されている。垂直基準線Ｏｖは、コイル軸線Ｏから垂直に延びて交差部Ｃの中心を通過し、導体１０，２０の重なり方向であるＺ１－Ｚ２方向に延びる仮想線である。水平基準線Ｏｈは、コイル軸線Ｏと垂直基準線Ｏｖの双方と直交する方向に延び、交差部Ｃを通過してＹ１－Ｙ２方向に延びる仮想線である。
　図３ないし図５に示すように、交差部Ｃを中心とした縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）の所定長さの範囲Ｌ１が、第１導体１０の中央交差路１１および第２導体２０の中央交差路２１である。第１導体１０には、中央交差路１１の縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）の両側に、所定長さ範囲Ｌ２の側方交差路１２ａ，１２ｂが形成され、第２導体２０にも、中央交差路２１の縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）の両側に、所定長さ範囲Ｌ２の側方交差路２２ａ，２２ｂが形成されている。
　図５に示すように、側方交差路１２ａと側方交差路２２ａは、縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）において互いに平行に延びており、側方交差路１２ｂと側方交差路２２ｂも、縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）において互いに平行に延びている。すなわち、第１導体１０と第２導体２０は、交差部Ｃを含む所定長さの範囲である中央交差路１１，２１を除いて、コア軸線Ｏと直交する向きに配置されている。
　第１導体１０は、交差部Ｃを中心として縦方向の所定長さ範囲に延びる中央交差路１１と側方交差路１２ａ，１２ｂとで「交差路」が形成され、第２導体２０は、交差部Ｃを中心として縦方向の所定長さ範囲に延びる中央交差路２１と側方交差路２２ａ，２２ｂとで「交差路」が形成されている。
　第１導体１０では、側方交差路１２ａのＹ１側の端部から囲み路１３ａが曲げられ、側方交差路１２ｂのＹ２側の端部から囲み路１３ｂが折り曲げられている。また、囲み路１３ａのＺ２側の先端部に端子部１４ａが折り曲げられ、囲み路１３ｂのＺ２側の先端部に端子部１４ｂが折り曲げられている。第２導体２０も、側方交差路２２ａのＹ１側の端部から囲み路２３ａが曲げられ、側方交差路２２ｂのＹ２側の端部から囲み路２３ｂが折り曲げられている。また、囲み路２３ａのＺ２側の先端部に端子部２４ａが折り曲げられ、囲み路２３ｂのＺ２側の先端部に端子部２４ｂが折り曲げられている。
　上記のように、第１導体１０と第２導体２０がコイル軸線Ｏを囲むように曲げられることで、第１導体１０と第２導体２０のそれぞれが１ターン未満のコイル導体となっている。
　図４に示すように、第１導体１０は、中央交差路１１と側方交差路１２ａ，１２ｂの一部が、水平基準線Ｏｈから離れるように下方向（Ｚ２方向）に向けて突形状となっており、第２導体２０は、中央交差路２１と側方交差路２２ａ，２２ｂの一部が、水平基準線Ｏｈから離れるように上方向（Ｚ１方向）に向けて突形状となっている。すなわち、第１導体１０と第２導体２０は、交差部Ｃを中心とする縦方向（Ｙ１－Ｙ２）の所定長さの範囲において、上下に向けて互いに離れる形状である。第１導体１０と第２導体２０とを、垂直基準線Ｏｖと水平基準線Ｏｈの双方と平行な面に投影したときに、第１導体１０と第２導体２０は、交差部Ｃを中心とする縦方向（Ｙ１－Ｙ２）の所定長さの範囲において、水平基準線Ｏｈを中心として、垂直基準線Ｏｖに向けて線対称形状である。
　図５に示すように、第１導体１０と第２導体２０とを、コイル軸線Ｏと水平基準線Ｏｈの双方と平行な面に投影した平面形状では、第１導体１０の中央交差路１１と側方交差路１２ａ，１２ｂとから成る「交差路」と、第２導体２０の中央交差路２１と側方交差路２２ａ，２２ｂとから成る「交差路」とが、水平基準線Ｏｈを中心とし、コイル軸線Ｏに向けて、線対称形状である。また、第１導体１０の全体形状と、第２導体２０の全体形状も、水平基準線Ｏｈを中心とし、コイル軸線Ｏに向けて、線対称形状である。
　その結果、第１導体１０の端子部１４ａから端子部１４ｂまでの電流路の延べ長さ寸法は、第２導体２０の端子部２４ａから端子部２４ｂまでの電流路の延べ長さ寸法にほぼ一致し、好ましくは一致している。よって、第１導体１０と第２導体２０の直流抵抗はほぼ等しくなっている。
　下部保持部材３０と上部保持部材４０は合成樹脂などの絶縁材料で形成されている。図３に示すように、下部保持部材３０は保持本体部３０ａを有している。保持本体部３０ａは、縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に延び、外壁部が半角筒形状である。保持本体部３０ａは、Ｚ１方向に開放された交差保持溝３１を有している。交差保持溝３１よりもＹ１側に、２つに分離されてＺ１方向に解放された側方保持溝３２ａ，３２ｂが形成され、交差保持溝３１よりもＹ２側にに、２つに分離されてＺ１方向に解放された側方保持溝３２ａ，３３ａが形成されている。また、保持本体部３０ａのＹ１側の端部にフランジ部３４ａが形成され、Ｙ２側の端部にフランジ部３４ｂが形成されている。
　上部保持部材４０は、保持本体部４０ａと、その両端部に一体に形成されたフランジ部４４ａ，４４ｂを有している。保持本体部４０ａは、縦方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に延び、外壁部が半角筒形状である。保持本体部４０ａには、Ｚ２方向に解放された交差保持溝と、その両側でそれぞれ２つに分離された側方保持溝が形成されている。上部保持部材４０に形成された交差保持溝および側方保持溝と、下部保持部材３０の交差保持溝３１および側方保持溝３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂとは、Ｙ１－Ｙ２方向に回転軸を有する１８０度の回転対称形状である。すなわち、下部保持部材３０と上部保持部材４０は同じ部品で構成されている。
　前記結合インダクタ１の組立方法は次の通りである。
　図３に示すように、第１導体１０と第２導体２０とを交差させて、第１導体１０の中央交差部１１と第２導体２０の中央交差部２１を、下部保持部材３０の交差保持溝３１に嵌め込む。また、第１導体１０の側方交差路１２ａを側方保持溝３２ａに、側方交差路１２ｂを側方保持溝３２ｂにそれぞれ嵌め込み、第２導体２０の側方交差路２２ａを側方保持溝３３ａに、側方交差路２２ｂを側方保持溝３３ｂにそれぞれ嵌め込む。さらに、第１導体１０の中央交差路１１と側方交差路１２ａ，１２ｂおよび第２導体２０の中央交差路２１と側方交差路２２ａ，２２ｂを、同様にして上部保持部材４０の交差保持溝および側方保持溝にそれぞれ嵌め込む。
　図２に示すように、第１導体１０と第２導体２０を組み合わせ、下部保持部材３０と上部保持部材４０で保持した状態で、下部保持部材３０と上部保持部材４０の保持本体部３０ａ，４０ａを、第１磁性コア３の凹部３ｂに挿入し、第１磁性コア３と第２磁性コア４を組み合わせ、さらに、第１磁性コア３と第２磁性コア４の下側に基台２を組み合わせる。第１磁性コア３と第２磁性コア４は互いに接着し、第１磁性コア３と第２磁性コア４のＺ２方向に向く下面に基台２を接着する。
　その結果、図１に示すように、基台２と第１磁性コア３および第２磁性コア４が組み合わされ、第１磁性コア３および第２磁性コア４のＹ１側の外面に、下部保持部材３０のフランジ部３４ａと上部保持部材４０のフランジ部４４ａが設置され、第１磁性コア３および第２磁性コア４のＹ２側の外面に、下部保持部材３０のフランジ部３４ｂと上部保持部材４０のフランジ部４４ｂが設置される。第１導体１０の囲み路１３ａと第２導体２０の囲み路２３ａは、フランジ部３４ａ，４４ａの外面に設置され、端子部１４ａ，２４ａは、基台２の下面のＹ１側の支持凹部２ａに設置される。第１導体１０の囲み路１３ｂと第２導体２０の囲み路２３ｂは、フランジ部３４ｂ，４４ｂの外面に設置され、端子部１４ｂ，２４ｂが、基台２の下面のＹ２側の支持凹部２ａに設置される。その結果、４つの端子部１４ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂは、基台２の下面において同じ平面内に位置する。
　次に、前記結合インダクタ１の回路上の特性について説明する。
　図１０（Ａ）は、比較例となる結合インダクタ１Ａを示しており、図１０（Ｂ）は、第１の実施形態の結合インダクタ１の回路図を示されている。
　図１０（Ａ）に示す比較例の結合インダクタ１Ａは、磁性コア３，４に対して、第１導体１０Ａと第２導体２０Ａがそれぞれ１ターン未満で巻かれている。図１０Ａでは、第１導体１０Ａの巻き始端となる端子部１４ａと第２導体２０Ａの巻き始端となる端子部２４ａが、共にＸａ側に位置し、巻き終端となる端子部１４ｂと巻き終端となる端子部２４ｂが、共にＸｂ側に位置している。そのため、図１０（Ｂ）に示すように、一次側と二次側とで（・）を付した巻き始端を互いに逆向きとするためには、結合インダクタ１Ａが実装される回路基板上で、配線を交差させるなどの対策が必要になる。
　これに対し、本発明の第１実施形態の結合インダクタ１では、磁性コア３，４の内部で第１導体１０と第２導体２０とが交差部Ｃで交差しているため、例えば第１導体１０の巻き始端となる端子部１４ａと、第２導体２０の巻き終端となる端子部２４ｂを同じＸ１側に配置し、第１導体１０の巻き終端となる端子部１４ｂと、第２導体２０の巻き始端となる端子部２４ａを同じＸ２側に配置することができ、回路上で配線を交差させるなどの対策が不要になる。
　本発明の第１実施形態の結合インダクタ１では、第１導体１０と第２導体が導電性の金属板で形成されているため、一次側と二次側で電流容量を大きくすることも可能である。
　結合インダクタ１では、図４に示すように、第１導体１０と第２導体２０とが交差部Ｃにおいて上下に互いに離れる形状となっているため、第１導体１０の端子部１４ａ，１４ｂ間の電流路の延べ長さ寸法と、第２導体２０の端子部２４ａ，２４ｂ間の電流路の延べ長さ寸法の差を小さくすることができ、電流路の延べ長さを互いに一致させることも可能になる。その結果、２つの導体の直流抵抗を揃えることができ、動作時の透磁率とインダクタンスの変動を抑え、リップル電流幅を小さくできるようになって、結合効率を高めることが可能になる。
　また、金属板で形成された第１導体１０と第２導体２０を、図３に示す下部保持部材３０と上部保持部材４０で保持しているので、第１導体１０と第２導体２０を、その交差部Ｃなどで接することのないように保持することができる。また、下部保持部材３０と上部保持部材４０を、磁性コア３，４内に収納しているので、導体１０，２０と磁性コア３，４との絶縁を確実に保つことができる。
　以下、本発明の他の実施形態の結合インダクタに用いられる第１導体１０と第２導体２０の構造を説明する。以下において第１の実施形態と同じ機能を有する部分は同じ符号を付して説明する。
　図６に示す本発明の第２の実施形態の結合インダクタ１０１では、第１導体１０の中央交差路１１に上向きに開放された凹部１１ａが形成され、第２導体２０の中央交差路２１に下向きに開放された凹部２１ａが形成されている。凹部１１ａと凹部２１ａが、互いに接触することなく上下に対向して交差部が形成されている。この結合インダクタ１０１においても、交差部を含む所定長さの範囲で、第１導体１０と第２導体２０が、対称形状であり、第１導体１０と第２導体２０で、電流路の延べ長さ寸法が同じとなっている。
　図７に示す、本発明の第３の実施形態の結合インダクタ２０１では、第１導体１０の中央交差路１１が下向きに突条の湾曲形状で、第２導体２０の中央交差路２１が上向きに突条の湾曲形状である。この結合インダクタ２０１においても、交差部を含む所定長さの範囲で、第１導体１０と第２導体２０が、対称形状であり、第１導体１０と第２導体２０で、電流路の延べ長さ寸法が同じとなっている。
　前記第１の実施形態から第３の実施形態の結合インダクタ１，１０１，２０１では、いずれも第１導体１０と第２導体２０を構成する導電性の金属板の板幅方向がＺ１－Ｚ２方向に向けられている。これに対し、図８に示す第４の実施形態の結合インダクタ３０１と、図９に示す第５の実施形態の結合インダクタ４０１では、第１導体１０と第２導体２０の板厚方向がＺ１－Ｚ２方向に向けられている。図８に示す結合インダクタ３０１では、中央交差路１１と中央交差路２１が、上下方向に互いに離れるように、角折り状態に曲げられており、図９に示す結合インダクタ４０１では、中央交差路１１と中央交差路２１が、上下方向に互いに離れるように、湾曲形状に曲げられている。結合インダクタ３０１，４０１においても、交差部を含む所定長さの範囲で、第１導体１０と第２導体２０が、対称形状であり、第１導体１０と第２導体２０で、電流路の延べ長さ寸法が同じとなっている。
１，２０１，１０１，３０１，４０１　結合インダクタ
３　第１磁性コア
４　第２磁性コア
１０　第１導体
１１　中央交差路
１２ａ，１２ｂ　側方交差路
１３ａ，１３ｂ　囲み路
１４ａ，１４ｂ　端子部
２０　第１導体
２１　中央交差路
２２ａ，２２ｂ　側方交差路
２３ａ，２３ｂ　囲み路
２４ａ，２４ｂ　端子部
３０　下部保持部材
４０　上部保持部材
Ｃ　交差部
Ｏ　コイル軸線
Ｏｖ　垂直基準線
Ｏｈ　水平基準線

Claims (10)

  1. 　磁性コアの内部に、第１導体と第２導体とが、互いに絶縁されて設けられている結合インダクタにおいて、
    　前記第１導体と前記第２導体は共に、前記磁性コアに設定されるコイル軸線（Ｏ）と交差する方向に延びて、前記第１導体と前記第２導体とが、交差部において交差しており、
    　前記交差部を含む所定長さの範囲で、前記第１導体と前記第２導体のそれぞれが互いに離れる形状であることを特徴とする結合インダクタ。
  2. 　前記第１導体と前記第２導体は、前記交差部を含む所定長さの範囲を除いて、前記コイル軸線（Ｏ）と直交する向きに配置されている請求項１記載の結合インダクタ。
  3. 　前記コイル軸線（Ｏ）に垂直で且つ前記第１導体と前記第２導体との重なり方向に延びる仮想線を垂直基準線（Ｏｖ）とし、前記コイル軸線（Ｏ）と前記垂直基準線（Ｏｖ）の双方に直交する向きに延びる仮想線を水平基準線（Ｏｈ）とし、
    　前記第１導体と前記第２導体とを、前記垂直基準線（Ｏｖ）と前記水平基準線（Ｏｈ）の双方と平行な面に投影したときに、
    　前記第１導体と前記第２導体は、前記交差部を含む所定長さの範囲において、前記水平基準線（Ｏｈ）を中心とし、前記垂直基準線（Ｏｖ）に向けて、線対称形状である請求項１または２記載の結合インダクタ。
  4. 　前記コイル軸線（Ｏ）に垂直で且つ前記第１導体と前記第２導体との重なり方向に延びる仮想線を垂直基準線（Ｏｖ）とし、前記コイル軸線（Ｏ）と前記垂直基準線（Ｏｖ）の双方に直交する向きに延びる仮想線を水平基準線（Ｏｈ）とし、
    　前記第１導体と前記第２導体とを、前記コイル軸線（Ｏ）と前記水平基準線（Ｏｈ）の双方と平行な面に投影したときに、
    　前記第１導体と前記第２導体は、前記交差部を含む所定長さの範囲において、前記水平基準線（Ｏｈ）を中心とし、前記コイル軸線（Ｏ）に向けて、線対称形状である請求項１または２記載の結合インダクタ。
  5. 　前記第１導体と前記第２導体の全体が、前記水平基準線（Ｏｈ）を中心とし、前記コイル軸線（Ｏ）に向けて、線対称形状である請求項４記載の結合インダクタ。
  6. 　前記第１導体と前記第２導体は、延べ長さ寸法が実質的に同一である請求項１ないし５のいずれかに記載の結合インダクタ。
  7. 　前記第１導体と前記第２導体のそれぞれは、前記交差部を形成する交差路と、前記コイル軸線（Ｏ）を囲む方向に延びる一対の囲み路と、それぞれの囲み路の先部に設けられた端子部と、が一体に形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の結合インダクタ。
  8. 　前記第１導体に設けられた２つの前記端子部と、前記第２導体に設けられた２つの前記端子部の、合計４個の前記端子部が、同じ平面内に位置している請求項７記載の結合インダクタ。
  9. 　前記磁性コア内には、少なくとも前記交差部を含む所定長さの範囲で、前記第１導体と前記第２導体を保持する絶縁性の保持部材が設けられている請求項１ないし８のいずれかに記載の結合インダクタ。
  10. 　前記第１導体と前記第２導体は、導電性金属板を折り曲げて形成されている請求項１ないし９のいずれかに記載の結合インダクタ。
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