(57)【要約】【課題】大電流、高電圧に対応でき、十分な信頼性を維持しつつ、容易に且つ安価に製造でき、しかもより一層の小型化、低背化を図ることができるようにする。【解決手段】巻胴部２４の両端にフランジ２６，２８を備えた樹脂ボビン２０に、巻線２２を施し、磁気コアを組み付け、樹脂ボビンの巻胴部内に必要な磁気ギャップを有する中央磁路を、樹脂ボビンの外側に外周磁路を形成するインダクタである。樹脂ボビンは、フランジ半径に対して巻き軸方向長さが短い偏平構造であり、磁気コアは、少なくとも上コア３０と下コア３２を有し、いずれも無中脚形状であって、樹脂ボビンを、その巻軸が実装面に対して垂直となる向きとして、上コアを樹脂ボビンの上フランジ側に、下コアを樹脂ボビンの下フランジ側に、前記樹脂ボビンを挟み込む形に配設する。中央磁路には磁気コアは無く、磁気ギャップのみで構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻胴部の両端にフランジを備えた樹脂ボビンに、巻線を施し、該樹脂ボビンに磁気コアを組み付け、該磁気コアによって、樹脂ボビンの巻胴部内に必要な磁気ギャップを有する中央磁路を、樹脂ボビンの外側に外周磁路を形成するインダクタにおいて、
樹脂ボビンは、フランジ半径に対して巻き軸方向長さが短い偏平構造であり、磁気コアは、少なくとも上コアと下コアを有し、いずれも無中脚形状であって、樹脂ボビンを、その巻軸が実装面に対して垂直となる向きとして、上コアを樹脂ボビンの上フランジ側に、下コアを樹脂ボビンの下フランジ側に、前記樹脂ボビンを挟み込む形に配設し、中央磁路には磁気コアは無く、磁気ギャップのみとなるように設計されていることを特徴とする低背型インダクタ。
【請求項２】
上コアと下コアは、共に縦断面Ｉ型であって、上コアが樹脂ボビンの上フランジに、下コアが樹脂ボビンの下フランジに、それぞれ密着し、上コアと下コアとで外周磁路が形成されている請求項１記載の低背型インダクタ。
【請求項３】
上コアと下コアの間に外脚コアが配設され、それらによって漏れ磁束が防止された外周磁路が形成されている請求項２記載の低背型インダクタ。
【請求項４】
上コアと下コアは、縦断面Ｕ型のコア同士もしくは縦断面Ｉ型と縦断面Ｕ型のコアの組み合わせであり、上コアが樹脂ボビンの上フランジに、下コアが樹脂ボビンの下フランジに、それぞれ密着し、外周磁路で、上コアと下コアとが非衝合状態となっている請求項１記載の低背型インダクタ。
【請求項５】
上コアと下コアは、縦断面Ｕ型のコア同士もしくは縦断面Ｉ型と縦断面Ｕ型のコアの組み合わせであり、外周磁路で、上コアと下コアとが衝合して閉磁路を形成し、コアと樹脂ボビンとの間にクリアランスが設けられている請求項１記載の低背型インダクタ。
【請求項６】
樹脂ボビンの巻胴部が中実柱状である請求項１乃至５のいずれかに記載の低背型インダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻軸が実装面（実装基板との対向面）に垂直となるように巻線を施した偏平な樹脂ボビンに、上コアと下コアを組み付ける縦配置形式のインダクタに関し、更に詳しく述べると、上コアと下コアは、いずれも無中脚形状（例えば、縦断面形状がＩ型あるいはＵ型）であり、従って中央磁路には磁気コアは無く、磁気ギャップのみとなるように設計されている低背型インダクタに関するものである。この技術は、例えば電源回路で使用する小型・薄型のトランスやチョークコイル等に有用である。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器の小型化、薄型化の要求に伴い、電源回路に用いるチョークコイルやトランス等のインダクタについても小型化、薄型化が進められている。これに伴い、偏平構造（フランジ径に対して軸方向長さが短い構造）の樹脂ボビンに巻線を施し、該樹脂ボビンに上コアと下コアからなる磁気コアを組み付ける低背型（実装時の高さ寸法が小さい）のインダクタが用いられている。
【０００３】
従来技術の例を図７に示す。通常、樹脂ボビン１０は円筒状の巻胴部の両端にフランジを備えた一体構造であり、上コアと下コアは、同形の縦断面Ｅ型のコア１２，１４の組み合わせ（図７の（Ａ）参照）、あるいは縦断面Ｉ型のコア１６と縦断面Ｅ型のコア１８の組み合わせ（図７の（Ｂ）参照）である。樹脂ボビンの巻胴部内にコア中脚部を挿入し、該中脚部を通る中央磁路に必要な磁気ギャップを設け、外周磁路では上コアと下コアを衝き合わせて固定し閉磁路とする。その場合、磁気コアの寸法公差及び樹脂ボビンの寸法変化などを考慮し、樹脂ボビンの高さをコア外脚部の最大寸法（長さ）よりも十分大きく設定し、樹脂ボビンの巻胴部内径をコア中脚部の最大寸法（直径）よりも十分大きく設定することで、上コア及び下コアと樹脂ボビンとの嵌め込み部分に一定のクリアランスを確保しておく必要がある。そのような関係にしておかなければ、磁気コアの寸法公差、あるいは樹脂ボビンの周囲温度変動による膨張／収縮により、磁気コアに過大なストレスがかかり、コア割れ等の不具合が発生する恐れがあるためである。
【０００４】
周知のように、最近の液晶テレビでは益々薄型化が進んでいる。それに対応すべく、例えばバックライトパネルの放電管駆動回路に使用するインダクタ（インバータトランスやチョークコイル）も、より一層の小型化・薄型化が求められており、上記のような磁気コアと樹脂ボビンとのクリアランスすら無視できなくなりつつある。
【０００５】
インダクタを小型化・薄型化するための方策としては、一方のフランジを省いたような形状の樹脂ボビンを使用する構成（特許文献１参照）、あるいは融着コイルを用い、絶縁フィルムを介して上下のコアで融着コイルを挟む構成（特許文献２参照）などが提案されている。しかし、電源回路に用いるインダクタでは大電流化、高耐圧化の要求があるが、前者のような構成では、コイルとコアとの間の絶縁性（耐電圧）の点で十分な信頼性を確保し難い。また、後者のような構成では、融着性絶縁電線を巻線した融着コイルが必要なこと、及び絶縁フィルムを融着コイルと上下のコアとの間に介装する必要があることなどのため、大電流を流すような用途には不向きであるばかりでなく、製造が煩瑣になる欠点がある。
【０００６】
しかも、これらの技術で使用する磁気コアは、図７に示す従来技術と同様、基本的には縦断面Ｅ型のコア同士の組み合わせ、あるいは縦断面Ｉ型のコアと縦断面Ｅ型のコアの組み合わせである。これらの磁気コアを用いるインダクタにおいて、大電流化に対応するためには、コア中脚部による中央磁路での磁気ギャップを大きく設定する必要があり、そのためギャップ加工の工数がかかり、コスト高となる問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３４００６０号公報
【特許文献２】特開平７−２６３２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、大電流、高電圧に対応でき、十分な信頼性を維持しつつ、容易に且つ安価に製造でき、しかもより一層の小型化、低背化を図ることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、フランジ半径に対して巻き軸方向長さが短い偏平構造の樹脂ボビンを用い、該樹脂ボビンに巻線を施し、磁気コアとしては無中脚形状の上コアと下コアを使用し、上コアを樹脂ボビンの上フランジ側に、下コアを樹脂ボビンの下フランジ側に、樹脂ボビンを挟み込む形に配設し、従って中央磁路には磁気コアは無く、磁気ギャップのみとなるように設計されている低背型インダクタである。このように本発明では、上下のコアを共に無中脚形状として、中央磁路がコアレス構造で磁気ギャップのみとなっており、その点に主要な特徴がある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る低背型インダクタは、磁気コアが無中脚形状であるため、磁気コアと樹脂ボビンとの径方向のクリアランスが不要となり、そのクリアランス分に相当する径方向寸法を小さくでき、より一層の小型化が可能となる。また、樹脂ボビンの巻胴部はコアレス状態なので、巻胴部の横断面形状を、角形や楕円形など自由に設計でき、巻線し易い形状に成形できる。更に、磁気コアが無中脚形状であり、樹脂ボビンの全高が必要な磁気ギャップとなるように設計するため、ギャップ加工の必要が無く、低コスト化できる。
【００１１】
特に本発明において、上コアを上フランジに、下コアを下フランジに、それぞれ密着するような構成にすると、上下のコアとボビンとの間にクリアランスが無い状態になり、そのクリアランス分に相当する高さ寸法を短縮でき、より一層の低背化（薄型化）が可能となる。
【００１２】
更に、いずれにしても本発明では、両端にフランジを備えた樹脂ボビンを用いるため、コアと巻線との絶縁性は良好であり、十分な耐圧性能を確保できる。そのため、高電圧が印加され大電流が流れる電源回路などでも十分に使用できる高信頼性の低背型インダクタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る本発明に係る低背型インダクタの一実施例を示す説明図。
【図２】その変形例を示す説明図。
【図３】更に他の変形例を示す説明図。
【図４】本発明の他の実施例を示す説明図。
【図５】本発明の更に他の実施例を示す説明図。
【図６】本発明の他の実施例を示す説明図。
【図７】従来技術の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、巻胴部の両端にフランジを備えた樹脂ボビンに、巻線を施し、該樹脂ボビンに磁気コアを組み付け、該磁気コアによって、樹脂ボビンの巻胴部内に必要な磁気ギャップを有する中央磁路を、樹脂ボビンの外側に外周磁路を形成するインダクタにおいて、樹脂ボビンは、フランジ半径に対して巻き軸方向長さが短い偏平構造であり、磁気コアは、少なくとも上コアと下コアを有し、いずれも無中脚形状であって、樹脂ボビンを、その巻軸が実装面に対して垂直となる向きとして、上コアを樹脂ボビンの上フランジ側に、下コアを樹脂ボビンの下フランジ側に、前記樹脂ボビンを挟み込む形に配設し、中央磁路には磁気コアは無く、磁気ギャップのみとなるように設計されていることを特徴とする低背型インダクタである。ここで磁気コアとして、縦断面形状がＵ型のコア（以下、単に「Ｕ型コア」と略記することがある）、あるいは縦断面形状がＩ型のコア（以下、単に「Ｉ型コア」と略記することがある）を用いる。なお、樹脂ボビンを、フランジ半径に対して巻き軸方向長さが短い偏平構造としたのは、中央磁路を磁気ギャップのみで構成できるからである。磁気特性上、より好ましくは、樹脂ボビンの巻き軸方向長さをフランジ半径の半分以下にすることである。
【００１５】
例えば、上コアと下コアは、共にＩ型コアであって、上コアが樹脂ボビンの上フランジに、下コアが樹脂ボビンの下フランジに、それぞれ密着し、上コアと下コアとで外周磁路が形成される構成がある。その場合、上コアと下コアの間に外脚コアを配設し、それらによって漏れ磁束の少ない外周磁路を形成するように構成してもよい。
【００１６】
あるいは、上コアと下コアを、Ｕ型コア同士、もしくはＩ型コアとＵ型コアの組み合わせとしてもよい。その場合、上コアが樹脂ボビンの上フランジに、下コアが樹脂ボビンの下フランジに、それぞれ密着し、外周磁路で、上コアと下コアとが非衝合状態となっている構造が好ましいが、外周磁路で、上コアと下コアとが衝合して閉磁路を形成し、コアと樹脂ボビンとの間に若干のクリアランスを設ける構造でもよい。
【００１７】
本発明において、樹脂ボビンの巻胴部は、筒状であってもよいし、中実柱状であってもよい。また、その水平断面形状は任意であり、円形の他、楕円形、あるいは多角形などとしてもよい。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明に係る低背型インダクタの一実施例を示す説明図である。ここで（Ａ）は組立前の縦断面を、（Ｂ）は組立後の縦断面を、（Ｃ）は製品の正面を、それぞれ表している。樹脂ボビン２０に巻線２２を施し、磁気コアを組み付け、インダクタを構成する。インダクタは、トランスやコイル等である。樹脂ボビンには、必要に応じて絶縁電線により１種類もしくは２種類以上の巻線を施すことは言うまでもない。
【００１９】
樹脂ボビン２０は、巻胴部２４の両端にフランジを備えており、フランジ半径に対して巻軸方向長さが半分以下の偏平構造である。樹脂ボビン２０は、その巻軸が実装面（図面上では水平方向の面）に対して垂直となり、巻胴部２４の上端に上フランジ２６が、下端に下フランジ２８が、それぞれ一体的に設けられている。なお、この実施例では、巻胴部を中実柱状としている。後述するように、使用する磁気コアが無中脚形状であるため、このように中実構造としても何ら問題は無い。
【００２０】
磁気コアは上コア３０と下コア３２の組み合わせである。上コア３０と下コア３２は共にＩ型コア（縦断面Ｉ型のフェライトコア）であって、樹脂ボビンのフランジから外方向に張り出すような大きさとする。例えば平板コアでよく、それらは同一形状でもよいし、互いに異なる形状でもよい。上コア３０と下コア３２には中脚部は無く（無中脚形状）、樹脂ボビン２０の巻胴部２４を介して対向している面間で必要な磁気ギャップが形成されることになる。従って、形成される中央磁路はコアレス構造となる。
【００２１】
上コア３０は樹脂ボビン２０の上フランジ２６に、下コア３２は樹脂ボビン２０の下フランジ２８に、それぞれ密着させて組み立てる。典型的にはコアとフランジとを接着するが、コアとフランジとを密着させた状態で粘着テープを巻き回し固定することも可能である。勿論、接着とテープ固定を組み合わせてもよい。上コアと下コアの外側部分は離れているので、この実施例の場合は、外周磁路もオープン状態になる。
【００２２】
実際の製品では、樹脂ボビン２０の巻胴部下端もしくは下フランジに取付ベース３４が一体的に成形されており（図１の（Ｃ）参照）、該取付ベース３４には必要な個数の端子３６が植設されている。それらの端子３６を使用して巻線の端末処理と実装基板への取り付けが行われる。これらは、以下の実施例でも同様である。
【００２３】
このようにして得られたインダクタは、磁気コアが無中脚形状であり、且つ上コアと樹脂ボビンと下コアとが互いに密着して積み重ねられた状態となり、コアと樹脂ボビンとの間の横方向及び縦方向（高さ方向）のクリアランスが不要なため、インダクタ全体としての大きさは最小となる。
【実施例２】
【００２４】
図２は、図１に示す低背型インダクタの変形例を示している。ここで（Ａ）は組立前の縦断面を、（Ｂ）は組立後の縦断面を表している。樹脂ボビンを除いて、他の部材は図１と同様であってよいため、対応する部材には同一符号を付し、それらについての説明は省略する。
【００２５】
樹脂ボビン４０は、円筒状の巻胴部４４の上端に上フランジ４６が、下端に下フランジ４８が、それぞれ設けられており、フランジ半径に対して巻軸方向長さが短い偏平構造である。巻胴部４４に必要な巻線４２が施され、巻軸が実装面に対して垂直な向きとなる状態で、上コア３０は樹脂ボビン４０の上フランジ４６に、下コア３２は樹脂ボビン４０の下フランジ４８に、それぞれ密着させて組み立てる。上コア３０と下コア３２は共にＩ型コアである。
【００２６】
このように、樹脂ボビンの巻胴部は中実柱状（図１参照）でもよいし、中空筒状（図２参照）でもよい。中実柱状にすれば、十分な機械的強度を確保し易くなる。中空筒状にすれば、それだけ軽量化でき、材料費を節約できる利点が生じる。従って、要求に応じて適宜選択すればよい。
【実施例３】
【００２７】
図３は、図１に示す低背型インダクタの他の変形例を示している。磁気コアを除いて、他の部材は図１と同様であってよいため、対応する部材には同一符号を付し、それらについての説明は省略する。（Ａ）及び（Ｂ）では、いずれも角棒状の外脚コアを用いて外周磁路での漏れ磁束を防ぐように構成している。
【００２８】
上コアと下コアは共にＩ型コアである。上コアは樹脂ボビン４０の上フランジ４６に、下コアは樹脂ボビン４０の下フランジ４８に、それぞれ密着させて組み立てる。上コアと下コアに中脚部は無い（無中脚形状）ので、樹脂ボビン４０の巻胴部４４を介して対向している面間で必要な磁気ギャップが形成される。
【００２９】
（Ａ）に示す例では、外脚コア５０の長さを樹脂ボビン２０の高さよりも短く設定し、側面で上フランジ２６と下フランジ２８に接着する。外脚コア５０は、上コア３０と下コア３２の張り出している部分の間に遊嵌する形となる。これにより、外脚コア５０と上コア３０及び下コア３２との間には隙間ができる。（Ｂ）に示す例では、上コア５２と下コア５４は、樹脂ボビン２０の上フランジ２６及び下フランジ２８の外側端よりも僅かに引っ込む形状にしておく。外脚コア５６の長さを、上コア５２と樹脂ボビン２０と下コア５４の高さの合計にほぼ等しくなるように設定し、側面で上フランジ２６と下フランジ２８に接着する。これにより、外脚コア５６と上コア５２及び下コア５４との間には隙間ができる。これらの隙間により、上下のコアと外脚コアとの間はフリーとなり、磁気コアの寸法公差や樹脂ボビンの変形の影響を吸収することができる。
【実施例４】
【００３０】
図４は本発明に係る低背型インダクタの他の実施例を示している。磁気コアを除いて、他の部材は図１と同様であってよいため、対応する部材には同一符号を付し、それらについての説明は省略する。
【００３１】
（Ａ）に示す例では、上コア６０にＩ型コアを、下コア６２にＵ型コア（例えばＵＩコア）を用いている。上コア６０を樹脂ボビン２０の上フランジ２６の上に、下コア６２を樹脂ボビン２０の下フランジ２８の下に、それぞれ配置する。ここでＵ型コアの外脚部の長さは樹脂ボビン２０の高さよりも長く設定しておく。従って、外周磁路では、上コア６０と下コア６２とが衝合し、樹脂ボビン２０と上コア６０または下コア６２との間には隙間（クリアランス）が生じる。
【００３２】
（Ｂ）に示す例では、上コア６４及び下コア６６に同形のＵ型コアを用いている。上コア６４を樹脂ボビン２０の上フランジ２６の上に、下コア６６を樹脂ボビン２０の下フランジ２８の下に、それぞれ配置する。ここで両方のＵ型コアの外脚部の長さの合計を、樹脂ボビン２０の高さよりも長く設定しておく。従って、外周磁路では、上コア６４と下コア６６とが外脚部の先端面同士で衝合し、樹脂ボビン２０と上コア６４または下コア６６との間には隙間（クリアランス）が生じる。
【実施例５】
【００３３】
図５は本発明に係る低背型インダクタの更に他の実施例を示している。磁気コアを除いて、他の部材は図１と同様であってよいため、対応する部材には同一符号を付し、それらについての説明は省略する。
【００３４】
（Ａ）に示す例では、上コア７０にＩ型コアを、下コア７２にＵ型コアを用いている。上コア７０を樹脂ボビン２０の上フランジ２６に、下コア７２を樹脂ボビン２０の下フランジ２８に、それぞれ接着する。ここでＵ型コアの外脚部の長さは、樹脂ボビン２０の高さよりも短く設定しておく。従って、外周磁路では、上コア７０と下コア７２とは非衝合状態（隙間がある状態）になる。このようにして得られたインダクタは、上コア７０と樹脂ボビン２０と下コア７２が密着して積み重ねられた状態となるため、インダクタとしての全体の高さは最小となる。
【００３５】
（Ｂ）に示す例では、上コア７４及び下コア７６に同形のＵ型コアを用いている。上コア７４を樹脂ボビン２０の上フランジ２６に、下コア７６を樹脂ボビン２０の下フランジ２８に、それぞれ接着する。ここで両方のＵ型コアの外脚部の長さの合計は、樹脂ボビン２０の高さよりも短く設定しておく。従って、外周磁路では、上コア７４と下コア７６とは非衝合状態（隙間がある状態）になる。このようにして得られたインダクタは、上コア７４と樹脂ボビン２０と下コア７６が密着して積み重ねられた状態となるため、インダクタとしての全体の高さは最小となる。
【実施例６】
【００３６】
図６は本発明に係る低背型インダクタの他の実施例を示す説明図である。ここで（Ａ）は組立前の縦断面を、（Ｂ）は組立後の縦断面を表している。巻線２２を施した樹脂ボビン２０に磁気コアを組み付けることで、インダクタを構成する。樹脂ボビン２０は、巻軸が実装面に対して垂直な向きとなる巻胴部２４の上端に上フランジ２６が、下端に下フランジ２８が、それぞれ設けられており、フランジ半径に対して巻軸方向長さが短い偏平構造である。
【００３７】
磁気コアは上コア８０と下コア８２との組み合わせである。上コア８０はＵ型コアであり、下コア８２はＩ型コアである。この実施例では、上コア８０の外脚部の長さから下コア８２の高さを差し引いた長さが、樹脂ボビン２０の高さにほぼ一致するように設定される。更に、上コア８０の外脚部内幅寸法は、下コア８２の長さよりも大きく設定され、下コア８２が上コア８０の両外脚部間に遊嵌した状態になる。
【００３８】
上コア８０を樹脂ボビン２０の上フランジ２６に、下コア８２を樹脂ボビン２０の下フランジ２８に、それぞれ接着する。上コア８０の外脚部内幅寸法が下コア８２の長さよりも大きいので、外周磁路では上コア８０と下コア８２とは隙間が空いている状態になる。磁気コアの寸法公差は上コア８０と下コア８２との隙間で吸収でき、周囲温度変動に伴う樹脂ボビンの寸法変化は上コアと下コアとが相対的に変位可能なことで吸収される。このようにして得られたインダクタも、上コアと樹脂ボビンと下コアが密着して積み重ねられた状態となるため、インダクタとしての全体の高さが最小となる。
【００３９】
なお、各実施例において、各コアの平面形状は自由に設計できる。樹脂ボビンの巻胴部の水平断面形状も円形の他、楕円形、多角形なども任意であってよく、また筒状（中空構造）でもよいし柱状（中実構造）でもよい。
【符号の説明】
【００４０】
２０  樹脂ボビン
２２  巻線
２４  巻胴部
２６  上フランジ
２８  下フランジ
３０  上コア
３２  下コア
３４  取付ベース
３６  端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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