(57)【要約】【課題】  遮蔽部材を用いずにコイル間の磁気分離を行ったチョークコイルを提供すること。【解決手段】  連結部１００を共有する第１の閉磁路と第２の閉磁路を有する一体成型された軟磁性コア１と、第１のコイル３１と、第２のコイル３１を備え、第１のコイル３１は第１の閉磁路の中芯部を周回するよう構成され、第２のコイル３２は第２の閉磁路の中芯部を周回するよう構成され、第１のコイル３１と第２のコイル３２の巻き軸は互いに直交し、第１のコイル３１の巻き軸は、第２のコイル３２の中心部に向いているチョークコイルとする。【選択図】  図１
2014082342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結部を共有する第１の閉磁路と第２の閉磁路を有する一体成型された軟磁性コアと、
第１のコイルと、
第２のコイルを備え、
前記第１のコイルは前記第１の閉磁路の中芯部を周回するよう構成され、
前記第２のコイルは前記第２の閉磁路の中芯部を周回するよう構成され、
前記第１のコイルと前記第２のコイルの巻き軸は互いに直交し、
前記第１のコイルの巻き軸は、前記第２のコイルの中心部に向いていることを特徴とするチョークコイル。
【請求項２】
前記第１のコイルは第１の円筒ボビンを有し、
前記第２のコイルは第２の円筒ボビンを有し、
前記第１の円筒ボビンの外径は第２の円筒ボビンの巻き軸方向の長さに等しいことを特徴とする請求項１に記載のチョークコイル。
【請求項３】
前記第１の円筒ボビンの外径と巻き軸方向の長さが等しく、
前記第２の円筒ボビンの外径と巻き軸方向の長さが等しいことを特徴とする請求項２に記載のチョークコイル。
【請求項４】
前記中芯部の磁路に垂直な断面の断面積よりも、
連結磁路部の磁路に垂直な断面積の方が大きいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のチョークコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタンスによりノイズを抑制するチョークコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気的ノイズ対策部品の分野において、互いに磁気絶縁された複数のコイルを集積化したチョークコイルについて検討がなされている。
【０００３】
例えば特許文献１には、金属からなる遮蔽部材によりコイル間の磁気的な分離のほかに、静電的な分離を図る構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８６６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように金属からなる遮蔽部材を用いるためには、複数の軟磁性コアの間に遮蔽部材を挟み込んで接着材などにより固定する余分な工程が必要となるという課題がある。
【０００６】
さらに、固定するための接着剤等の応力により、ビラリ効果（逆磁歪効果）に起因して軟磁性コアが特性変化を起こし、チョークコイルの特性が低下する場合があるという課題がある。
【０００７】
従って本発明の目的は、良好な特性を得るために、遮蔽部材を用いずにコイル間の磁気分離を行うことができるチョークコイルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、連結磁路部を共有する第１の閉磁路と第２の閉磁路を有する一体成型された軟磁性コアと、第１のコイルと、第２のコイルを備え、前記第１のコイルは前記第１の閉磁路の中芯部を周回するよう構成され、前記第２のコイルは前記第２の閉磁路の中芯部を周回するよう構成され、前記第１のコイルと前記第２のコイルの巻き軸は互いに直交し、前記第１のコイルの巻き軸は、前記第２のコイルの中心部に向いているチョークコイルにより上記課題を解決する。
【０００９】
さらに、前記第１のコイルは第１の円筒ボビンを有し、前記第２のコイルは第２の円筒ボビンを有し、前記第１の円筒ボビンの外径は第２の円筒ボビンの巻き軸方向の長さに等しいことが好ましい。
【００１０】
また、前記第１の円筒ボビンの外径と巻き軸方向の長さが等しく、前記第２の円筒ボビンの外径と巻き軸方向の長さが等しければなお良い。
【００１１】
また、前記中芯部の磁路に垂直な断面の断面積よりも、連結磁路部の磁路に垂直な断面積の方が大きいことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によって、遮蔽部材を用いずにコイル間の磁気分離を行うことができるチョークコイルを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明における実施形態１のチョークコイルを示す正面図である。
【図２】本発明における実施形態２のチョークコイルを示す正面図である。
【図３】本発明における実施形態３のチョークコイルを示す正面図である。
【図４】本発明における実施形態３のチョークコイルを用いたノイズフィルタを示す回路図である。
【図５】本発明における実施形態４のチョークコイルを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態について、図と共に説明する。
【００１５】
（実施形態１）
図１は、本発明における実施形態１のチョークコイルを示す正面図である。
【００１６】
一体成型により作成された軟磁性コア１は、磁気ギャップを有しておらず、中芯１１１、外脚１１２、連結部１００、１１３により日の字型に構成される第１の閉磁路と、中芯１２１、外脚１２２、連結部１００、１２３により日の字型に構成される第２の閉磁路を有している。
【００１７】
さらに、中芯１１１には円筒ボビン２１を有するコイル３１が巻き回され、中芯１２１には円筒ボビン２２を有するコイル３２が巻き回されている。
【００１８】
ここで、円筒ボビン２１、２２を歯車付の分割円筒ボビンとすれば巻線工程を効率化できるため、望ましい。
【００１９】
コイル３１への通電により生じる磁束は、主に第１の閉磁路内にあり、コイル３２への通電により生じる磁束は、主に第２の閉磁路内にある。
【００２０】
ここで、第１の閉磁路と第２の閉磁路は連結部１００を共有しているため、連結部１００を介して第１の閉磁路と第２の閉磁路の磁束が相互に干渉することもあり得るが、コイル３１の巻き軸とコイル３２の巻き軸が互いに直交し、コイル３１の巻き軸がコイル３２の中心部に向くよう構成することで、コイル３１から生じ、コイル３２の中芯１２１へ両端から流れ込む磁束は互いに逆向きであるために相殺され、コイル３２から生じ、コイル３１の中芯１１１の両端から流れ込む磁束も同様に相殺されることから、結合係数が小さくなり、コイル３１とコイル３２の間が磁気分離される。また、コイル３１から生じ、中芯１２１両端から流れ込む磁束の相殺をより確実なものとするためには、２つの外脚１１２の磁路に垂直な断面積を等しくすることが望ましい。同様に、コイル３２から生じ、中芯１１１両端から流れ込む磁束の相殺をより確実なものとするためには、中芯１２１と、外脚１２２若しくは連結部１００との間の連結部１２３の磁路に垂直な断面積を均一なものとすることが望ましい。
【００２１】
さらに、連結部１００の磁路に直交する断面の断面積を、中芯１１１、１２１の磁路に直交する断面の断面積よりも広くすることで、第１の閉磁路と第２の閉磁路からの磁束による磁気飽和を抑えることができると共に、第１の閉磁路と第２の閉磁路からの磁束が干渉することも抑制されるため、コイル３１とコイル３２の磁気分離をより確実に行うこととなり、望ましい。
【００２２】
また、互いに磁気分離されたコイル３１とコイル３２とすることで、２つの互いに磁気干渉しないコイルを有するチョークコイルとすることができ、２つのチョークコイルを実装する場合よりも回路部品としての実装面積を削減することができる。
【００２３】
すなわち本発明は、連結部１００を共有する第１の閉磁路と第２の閉磁路を有する一体成型された軟磁性コア１と、第１のコイル３１と、第２のコイル３１を備え、第１のコイル３１は第１の閉磁路の中芯部を周回するよう構成され、第２のコイル３２は第２の閉磁路の中芯部を周回するよう構成され、第１のコイル３１と第２のコイル３２の巻き軸は互いに直交し、第１のコイル３１の巻き軸は、第２のコイル３２の中心部に向いているチョークコイルの実施形態を取り得る。ここで、コイル３２の中心部とは厳密な中心点を意味するものではなく、コイル３１の巻き軸が向くことで必要な磁気分離が得られる程度中心に近ければ、中心部に含まれる。
【００２４】
ここで、円筒ボビン２１の巻き軸方向の長さをＬ１、外径をＷ１、円筒ボビン３２の巻き軸方向の長さをＬ２、外径をＷ２として、本実施形態におけるチョークコイルを小型化する上での望ましい条件を特定する。
【００２５】
一方、軟磁性コア１の外形を長方形とすることで軟磁性コアの金型を単純化でき、回路部品の配置を設計する上での利便性からも望ましい。
【００２６】
従って、軟磁性コア１の外形を長方形とする場合、コイル３１、３２の巻き数及び巻線断面積に起因する直流抵抗を低減させる上では、コイル３１、３２の体積を最大限確保するためにＷ１とＬ２の寸法を等しくすることが望ましい。
【００２７】
また、コイル３１、３２の外径を等しく、すなわちＷ１とＷ２の寸法を等しくすることで、例えばコイル３１、３２の巻き軸が回路基板面と平行となるように実装した場合の高さを低く抑えることができるため、望ましい。
【００２８】
（実施形態２）
図２は、本発明における実施形態２のチョークコイルを示す正面図である。
【００２９】
実施形態１における図１の外脚１２２を省いているが、中芯１２１、連結部１００、１２３により第２の閉磁路をロの字型に構成できるため、外脚１２２を省略しても良いことになる。
【００３０】
（実施形態３）
図３は、本発明における実施形態３のチョークコイルを示す正面図である。
【００３１】
実施形態２における図２のチョークコイルとは、円筒ボビン２１に巻き回されるのが２つのコイル３１１、３１２であり、コイル３１１、３１２の間には絶縁仕切部２１１が設けられ、円筒ボビン２２に巻き回されるのが２つのコイル３２１、３２２であり、コイル３２１、３２２の間には絶縁仕切部２２１が設けられている点が異なる。
【００３２】
コイル３１１とコイル３１２を、互いに同じ巻き数であり、互いに等しい電流を通電した際に第１の閉磁路内で互いに逆方向の磁束が生じ打ち消しあうよう構成することで、コモンモードチョークコイルを構成することができる。
【００３３】
また、同様に、コイル３２１とコイル３２２を、互いに同じ巻き数であり、互いに等しい電流を通電した際に第２の閉磁路内で互いに逆方向の磁束が生じ打ち消しあうよう構成することで、コモンモードチョークコイルを構成することができる。
【００３４】
従って、実施形態１と同様に、２つの互いに磁気干渉しないコモンモードチョークコイルを有する構成とすることができ、２つのコモンモードチョークコイルを実装する場合よりも回路部品としての実装面積を削減することができる。
【００３５】
図４は、本発明における実施形態３のチョークコイルを用いたノイズフィルタを示す回路図である。
【００３６】
交流電源４１からコイル３１１、３１２、コイル３２１、３２２を経由して負荷４２に電力が供給される構成となっている。
【００３７】
コイル３１１、３１２、及びコイル３２１、３２２はコモンモードチョークコイルを構成している。
【００３８】
また、コイル３１１とコイル３２１の間にはバイパスコンデンサＣｙ１の一端が導電接続され、バイパスコンデンサＣｙ１の他端は接地されている。
【００３９】
同様に、コイル３１２とコイル３２２の間にはバイパスコンデンサＣｙ２の一端が導電接続され、バイパスコンデンサＣｙ２の他端は接地されている。
【００４０】
このように構成することで、交流電源４１で発生したコモンモードノイズはコモンモードチョークコイルとしてのコイル３１１、３１２、及びコイル３２１、３２２により除かれ、ノーマルモードノイズはバイパスコンデンサＣｙ１、Ｃｙ２により除かれることとなる。
【００４１】
（実施形態４）
図５は、本発明における実施形態４のチョークコイルを示す正面図である。
【００４２】
実施形態２における図２のチョークコイルとは、一体成型された軟磁性コア１が連結部１０１、１３３、中芯１３１が追加されている構成である点と、円筒ボビン２３を有するコイル３３が追加されている点が異なる。
【００４３】
連結部１０１、１３３、中芯１３１により第３の閉磁路をロの字型に構成できる。
【００４４】
この場合、実施形態１と同様に、第１の閉磁路と第３の閉磁路は連結部１０１を共有しているため、連結部１０１を介して第１の閉磁路と第３の閉磁路の磁束が相互に入り込むこともあり得るが、コイル３１の巻き軸とコイル３３の巻き軸が互いに直交し、コイル３１の巻き軸がコイル３３の中心部に向くよう構成することで、コイル３１とコイル３３の磁束が相互に入り込むことで、結合係数を最小限におさえることができ、磁気分離を行うことができる。
【００４５】
なお、コイル３２とコイル３３の巻き軸は直交していないが、間に連結部１００、１０１、及び第１の閉磁路を挟んでいるため、ある程度磁気分離を行うことができる。特にコイル３１への通電により外脚１１２が磁気飽和を起こさせることで、コイル３２とコイル３３の間の磁気分離をより確実なものとすることができる。
【００４６】
さらに、連結部１０１の磁路に直交する断面の断面積を、中芯１１１、１３１の磁路に直交する断面の断面積よりも広くすることで、第１の閉磁路と第３の閉磁路からの磁束による磁気飽和を抑えることができると共に、第１の閉磁路と第３の閉磁路からの磁束が干渉することも抑制されるため、コイル３１とコイル３３の磁気分離をより確実に行うこととなり、望ましい。
【００４７】
また、互いに磁気分離されたコイル３１、３２、３３とすることで、互いに磁気干渉しないコイルを有するチョークコイルとすることができ、３つのチョークコイルを実装する場合よりも回路部品としての実装面積を削減することができる。
【００４８】
なお、コイル３１、３３は、各々実施形態３と同様にコモンモードチョークコイルとして構成してもよく、第２の閉磁路と第３の閉磁路を実施形態１と同様に日の字型の構成としてもよい。
【実施例】
【００４９】
（実施例１）
実施形態２における図２の構成でチョークコイルを構成した。コイル３１、３２への通電によるインダクタンスを共に６．５ｍＨとした。
【００５０】
一方のコイル両端に交流電圧を印加し、他方のコイル両端を開放して誘導電圧を測定することでコイル３１、３２間の結合係数を測定したところ、３．０×１０−４となり、充分に磁気分離されていることが確認された。
【００５１】
（実施例２）
実施形態３における図３、図４の構成でバイパスコンデンサ及びコモンモードチョークコイルを構成した。
【００５２】
コイル３１１、３１２、３２１、３２２への通電によるインダクタンスを全て６．５ｍＨとし、バイパスコンデンサＣｙ１、Ｃｙ２を４．７ｎＦとしてノイズフィルタの減衰量を測定した。
【００５３】
交流電源４１から負荷４２への信号に３００ｋＨｚのコモンモードノイズ及びノーマルモードノイズを加えたところ、いずれも−８０ｄＢまで減衰した。
【符号の説明】
【００５４】
軟磁性コア  １
円筒ボビン  ２１、２２、２３
コイル  ３１、３２、３３、３１１、３１２、３２１、３２２
交流電源  ４１
負荷  ４２
連結部  １００、１０１、１１３、１２３、１３３
中芯  １１１、１２１、１３１
外脚  １１２、１２２、
絶縁仕切部  ２１１、２２１
長さ  Ｌ１、Ｌ２
幅  Ｗ１、Ｗ２
バイパスコンデンサ  Ｃｙ１、Ｃｙ２
【図１】
2014082342.tif 000003
【図２】
2014082342.tif 000004
【図３】
2014082342.tif 000005
【図４】
2014082342.tif 000006
【図５】
2014082342.tif 000007