(57)【要約】  各サブ巻線体２-1、２-2の巻線部５-1、５-2は多層巻きかつ整列巻きで、一方のサブ巻線体２-1および他方のサブ巻線体２-2の巻線部５-1、５-2が、それぞれ他方のサブ巻線体２-2および一方のサブ巻線体２-1の巻線部間と外側部のスペース部６-1、６-2に配置されて、各サブ巻線体２-1、２-2の巻線部５-1、５-2が、交互に隣接して一列となって主巻線体３を形成するとともに、複数の分割巻線部分からなる分割巻きを形成し、かつ一対のサブ巻線体２-1、２-2を並列接続としている。これにより、主巻線体３を小型化するとともに、分割巻きにより、巻線部５-1、５-2全体の分布容量が低くなるから高い共振周波数が得られ、並列接続により、巻線部５-1、５-2全体の直列抵抗値が低くなる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻軸方向に離間した複数の巻線部を有するサブ巻線体が少なくとも一対設けられ、
前記巻線部は多層巻きかつ整列巻きで巻線が巻回されており、
前記一対のサブ巻線体のうち一方のサブ巻線体の巻線部が他方のサブ巻線体の巻軸方向の外側部と巻線部間のスペース部とに、一方のサブ巻線体の巻軸方向の外側部と巻線部間のスペース部に他方のサブ巻線体の巻線部がそれぞれ配置されて、各サブ巻線体の巻線部が巻軸方向に交互に隣接して一列に並ぶように組み合わされ、
前記一方のサブ巻線体と他方のサブ巻線体とを並列接続して１つの主巻線体が形成され、
前記主巻線体の中空部に磁性体からなるコアが挿入された、リアクトル。
【請求項２】
請求項１において、
前記一方のサブ巻線体の巻線部と他方のサブ巻線体の巻線部とが、巻き方向が逆であり、一方のサブ巻線体の巻線部の巻き始めと他方のサブ巻線体の巻き終わりとをそれぞれ接続して並列接続とした、リアクトル。
【請求項３】
請求項１において、
前記巻線の線材が丸線からなる、リアクトル。
【請求項４】
請求項１において、
前記主巻線体は２つのサブ巻線体からなる、リアクトル。
【請求項５】
請求項１において、
前記サブ巻線体は２つの巻線部からなる、リアクトル。
【請求項６】
請求項１において、
前記主巻線体が一対設けられ、各主巻線体の中空部に、ロの字状の磁性体からなるコアの両脚部が配置されてなる、リアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡単な構成かつ小型で、高周波特性の良好なリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、リアクトルは、例えば、スイッチングノイズの除去等のために、各種インバータ等に搭載され、小型かつ低コストで高性能を有し、簡単な構成で容易に製造できることも望まれている。図６（A）に示すように、リアクトルにおいて、巻線部（コイル）のインダクタンスＬと分布容量Ｃ0で共振する共振周波数ｆ0は、ｆ0＝１／（２π（Ｌ・Ｃ0）１／２）の式で表され、共振周波数ｆ0より低い周波数のときリアクトルとして機能する。【０００３】
一般に、小型かつ低コストで高いインダクタンスＬをもつリアクトルを得るため、丸銅線をらせん状に複数層巻回する多層巻きで形成する巻き線方法の場合、コイルの分布容量Ｃ0が大きくなり、共振周波数ｆ0が低くなるので、高周波領域でリアクトルの機能が得られなくなって、高周波特性が低下する。一方、低周波領域では巻き数が増えると、巻線の直流抵抗値Ｒdcが高くなり、電流損失等が大きくなる。一方、直流抵抗値Ｒdcを低くするには、太線が必要となり、巻線化が難しくなるとともに小型化が図れない。【０００４】
ところで、高周波特性が良好なリアクトルとして、従来から、厚み寸法に対して幅寸法が大きい平角線を縦方向に巻回する平角線エッジワイズ巻きにしたリアクトルが知られている（例えば、特許文献１）。このエッジワイズ巻きでは、コイルの分布容量が小さいため、共振周波数ｆ0が高くなり、高周波特性が良好なリアクトルが得られる。また、平角状の導線を複数回密接して重ね巻きした巻き構造で、エッジワイズ巻きと同等の体積効率を有するリアクトルも知られている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平１０−９７９２７号公報
【特許文献２】特開２００３−１２４０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、エッジワイズ巻きは、高インダクタンスを得るにはコイルの巻き長が長くなる。巻き長を短くするには縦横（高さと幅）比の大きい平角線が必要となってリアクトルの小型化や低コスト化が図れない。一方、平角線は高コストで、組み立て工数も増え歩留まりが低い。また、平角状の導線を用いてエッジワイズ巻きと同等の体積効率とした場合でも、構成の簡単化および低コスト化が十分に図れない。【０００６】
本発明の目的は、前記の問題点を解決して、簡単な構成かつ小型で、高周波特性の良好なリアクトルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るリアクトルは、巻軸方向に離間した複数の巻線部を有するサブ巻線体が少なくとも一対設けられ、前記巻線部は多層巻きかつ整列巻きで巻線が巻回されており、前記一対のサブ巻線体のうち一方のサブ巻線体の巻線部が他方のサブ巻線体の巻軸方向の外側部と巻線部間のスペース部とに、一方のサブ巻線体の巻軸方向の外側部と巻線部間のスペース部に他方のサブ巻線体の巻線部がそれぞれ配置されて、各サブ巻線体の巻線部が巻軸方向に交互に隣接して一列に並ぶように組み合わされ、前記一方のサブ巻線体と他方のサブ巻線体とを並列接続して１つの主巻線体が形成され、前記主巻線体の中空部に磁性体からなるコアが挿入されたものである。【０００８】
この構成によれば、各サブ巻線体の巻線部は多層巻きかつ整列巻きで、一方のサブ巻線体および他方のサブ巻線体の巻線部が、それぞれ他方のサブ巻線体および一方のサブ巻線体の外側部と巻線部間のスペース部に配置されて、各サブ巻線体の巻線部が、交互に隣接して一列となって主巻線体を形成するとともに、複数の分割巻線部分からなる分割巻きを形成し、かつ一対のサブ巻線体を並列接続としている。このため、主巻線体を小型化するとともに、分割巻きにより巻線部全体の分布容量が低くなるから高い共振周波数が得られ、並列接続により巻線部全体の直列抵抗値が低くなる。これにより、簡単な構成かつ小型で、高周波特性の良好なリアクトルが得られる。【０００９】
好ましくは、前記一方のサブ巻線体と他方のサブ巻線体は、それぞれ巻線部の巻線が相互に巻軸方向を逆にして巻回されてなり、一方のサブ巻線体の巻線部の巻き始めと他方のサブ巻線体の巻き終わりとをそれぞれ接続して並列接続としている。したがって、入力側と出力側で巻線の配置の対称性が確保されており、高周波領域でのインピーダンス特性が同一となるので、高周波インピーダンスが安定となる。【００１０】
好ましくは、前記巻線の線材が円形またはだ円形の断面形状を有する丸線からなる。したがって、汎用の導線を用いるので、低コスト化を図ることができる。好ましくは、前記主巻線体は２つのサブ巻線体からなり、また前記サブ巻線体は２つの巻線部からなる。【００１１】
好ましくは、前記主巻線体が一対設けられ、各主巻線体の中空部に、ロの字状の磁性体からなるコアの両脚部が配置されてなる。したがって、簡単な構成かつ小型で、高周波特性の良好なリアクトルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品符号は同一部分を示す。
【図１】本発明の一実施形態に係るリアクトルを示す平面図である。
【図２】図１のサブ巻線体の配置状態を示す平面図である。
【図３】図１のリアクトルを示す回路図である。
【図４】（Ａ）は組み立て前の主巻線体、（Ｂ）は組み立て後の主巻線体を示す斜視図である。
【図５】主巻線体の完成状態を示す斜視図である。
【図６】（Ａ）は巻線部の分割巻き前の状態、（Ｂ）は分割巻きにした状態を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるリアクトルを示す平面図である。このリアクトル１は、例えば２つで一対のサブ巻線体２-1、２-2からなる主巻線体３が一対設けられ、この主巻線体３、３とロの字状の磁性体からなるコア４とを組み合わせて形成される。各主巻線体３、３の中空部にコア４の両脚部が配置される。Sは各巻線部５-1、５-2の多層整列巻きの巻き始め、Fは同じく巻き終わりを示す。したがって、一つの巻線部のFから次の巻線部のSにつながって巻き回され、Fで終わる。【００１４】
図２は、主巻線体３における一対のサブ巻線体２-1、２-2の配置状態を示す平面図である。以下、まず、一対のサブ巻線体２-1、２-2のうち一方のサブ巻線体２-1を例にして説明する。【００１５】
前記サブ巻線体２-1は、巻軸方向に離間した複数の、例えば２つの巻線（コイル）部５-1、５-2を有する。巻線部５-1、５-2は多層巻きかつ整列巻きで巻線７が巻回されており、巻軸方向の巻線部５-1、５-2間と巻線部５-1の外側部とに、各巻線部５-1、５-2相当分をそれぞれ収納しうる２つのスペース部６-1、６-2が設けられている。すなわち、サブ巻線体２-1は、２つの巻線部５-1、５-2と、スペース部６-1、６-2とが巻軸方向に交互に隣接して配置されている。この巻線部５-1、５-2は、巻線部同士が巻線７を連続した状態で、スペース部６-1を介した２つの分割巻線部分に相当して、分割巻きを形成する。【００１６】
前記主巻線体３は、一対のサブ巻線体２-1、２-2のうち一方のサブ巻線体２-1の巻線部５-1、５-2がそれぞれ他方のサブ巻線体２-2のスペース部６-1、６-2に、一方のサブ巻線体２-1のスペース部６-1、６-2にそれぞれ他方のサブ巻線体２-2の巻線部５-1、５-2が配置されて、各サブ巻線体２-1、２-2の巻線部５-1、５-2が巻軸方向に交互に隣接して一列に並ぶように組み合わされ、一方のサブ巻線体２-1と他方のサブ巻線体２-2とを並列接続として形成される。つまり、一方のサブ巻線体２-1の巻線部5-2、他方のサブ巻線体２-2の巻線部５-1、一方のサブ巻線体２-1の巻線部5-1、および他方のサブ巻線体２-2の巻線部５-2の順序で巻軸方向に隣接して一列に並んだ状態で、一対のサブ巻線体２-1、２-2は並列接続部１０で並列接続される（図３）。これにより、各サブ巻線体２-1、２-2を巻線部５-1、５-2の分割巻きで、一対のサブ巻線体２-1、２-2を並列接続とした状態で、各巻線部５-1、５-2を多層巻きかつ整列巻きで一列に隣接配置させているので、主巻線体３を小型化することができる。主巻線体３に電流を流す、例えば端子１０にプラス電圧をかけて電流を流すと、各サブ巻線体２−１、２−２に流れる電流は、同一方向に流れ、コア４に発生する磁束も同方向に発生する。【００１７】
図３は、図１のリアクトル１の回路図を示す。主巻線体３は、例えば同一のサブ巻線体を２つ用いて、上記した一方のサブ巻線体２-1と、これを逆向きにしたうえで上記のように配置した他方のサブ巻線体２-2とからなる。すなわち、主巻線体３は、分割巻きにされた巻線部５-1、５-2を有する一方のサブ巻線体２-1と、この巻き方向と逆であって分割巻きにされた巻線部５-1、５-2を有する他方のサブ巻線体２-2とが、並列接続されて形成されている。【００１８】
図４（Ａ）は組み立て前の主巻線体３、（Ｂ）は組み立て後の主巻線体３を示す斜視図である。図４（Ａ）において、上記したように、各サブ巻線体２-1、２-2は同一のものであって、サブ巻線体２-2をサブ巻線体２-1と巻軸方向を逆にしたうえで、各巻線部５-1、５-2と各スペース部６-1、６-2とを組み合わせたものであり、各サブ巻線体２-1、２-2の巻線部５-1、５-2は互いに巻き方向が逆になっている。サブ巻線体２-1は、巻線部５-1の巻線７における引き出し線７a近傍で巻き始めＳとなり、両巻線部５-1、５-2同士が巻線７の接続線７bで接続されて、巻線部５-2の巻線７の引き出し線７cの近傍で巻き終わりＦとなって、同一の連続した巻線７によりサブ巻線体２-1が形成される。【００１９】
そして、図４（Ｂ）に示すように、主巻線体３は、一方のサブ巻線体２-1の巻線部５-1における巻き始めＳの巻線７aと他方のサブ巻線体２-2の巻線部５-2における巻き終わりＦの巻線７ｃとを、一方のサブ巻線体２-1の巻線部５-2における巻き終わりＦの巻線７ｃと他方のサブ巻線体２-2の巻線部５-1における巻き始めＳの巻線７aとを、それぞれ並列接続部１０（図３）で接続して、一対のサブ巻線体２-1、２-2を並列接続している。【００２０】
なお、上記の並列接続に代えて、巻き方向が異なる２つのサブ巻線体２-1、２-2を用い、一方のサブ巻線体２-1と他方のサブ巻線体２-2を同じ向きに配置して、並列接続するようにしてもよい。【００２１】
この実施形態では、巻線部５-1、５-2を例えば４層巻きの多層巻きとしているが、これに限定されるものではない。なお、偶数層巻きは、奇数層巻きと比較して、巻線７を巻いた状態で形がくずれにくく、また、巻き始めＳと巻き終わりＦの引き出し線７a、７cが巻線部５-1、５-2の同じ端部側にくるので、その取り扱いが容易となり、より好ましい。【００２２】
図５は、主巻線体３の完成状態を示す斜視図である。主巻線体３は、入力側の入力線１１と出力側の出力線１２とを有し、図示しない巻線７（引き出し線７a、７c、巻線部５-1、５-2同士の接続線７b）および並列接続部１０がテープ１５内に収納されている。【００２３】
上述したとおり、図６（A）のように、巻線部５-1、５-2の分割巻き前の状態では、巻線部のインダクタンスＬ、分布容量Ｃ0とすると、共振周波数ｆ0は、ｆ0＝１／（２π（Ｌ・Ｃ0）１／２）で表される。これに対して、図６（B）に示すように、巻線部５-1、５-2の分割巻きにした場合、インダクタンスＬ／２および分布容量Ｃ0／２の２つの巻線部５-1、５-2が直列接続になるので、全体の分布容量がＣ0／４となり、分割巻きしない場合に比べて巻線部全体の分布容量が低くなる。したがって、共振周波数ｆ01は、ｆ01＝１／（２π（Ｌ・Ｃ0／４）１／２）＝２・ｆ0で表される。このように、分割巻きしたときの共振周波数ｆ01は、分割巻きしないときの共振周波数ｆ0の２倍と高くなり,高周波領域までリアクトルの機能が得られる。【００２４】
また、２つのサブ巻線体２-1、２-2を並列接続にして主巻線体３を形成しているので、各サブ巻線体２-1、２-2の巻線部５-1、５-2の直流抵抗値Ｒdcに対して、両サブ巻線体２-1、２-2を並列接続した後の全体の直流抵抗値はＲdc／２となり、並列接続前に比べて低くなる。これにより、細線の巻線であっても、並列接続であるので、低い直流抵抗値Ｒdcとなり、巻き線化が容易となるとともに、小型化できる。【００２５】
サブ巻線体２-1、２-2の巻線部５-1、５-2の巻線７の線材は、例えば汎用銅線の細線の円形の断面形状を有する丸線が使用される。汎用銅線の丸線であるので、低コストとなる。なお、丸線に代えてリッツ線（撚り線）を用いてもよい。【００２６】
各サブ巻線体２-1、２-2の巻線部５-1、５-2は細線の丸線を巻き幅方向に整列させた状態で巻回する整列巻きであるので、従来工法により容易に巻き線加工することが可能となり、高歩留まりで、より低コストとなる。また、各サブ巻線体２-1、２-2の巻線部５-1、５-2は多層巻きであるので、巻き層数を増やして、同一巻き数でもリアクトル１の長さを短くできる。【００２７】
図４のサブ巻線体２-1、２-2は、ボビンなしで巻線を巻回して、多層巻きおよび整列巻きを形成しているが、例えば合成樹脂等の絶縁材料からなる中空筒状の形状を有するボビンを用いて、このボビンに巻線を巻回して多層巻きおよび整列巻きを形成するようにしてもよい。【００２８】
このように、本発明のリアクトル１は、各サブ巻線体２-1、２-2の巻線部５-1、５-2は多層巻きかつ整列巻きで、一方のサブ巻線体２-1および他方のサブ巻線体２-2の巻線部５-1、５-2が、それぞれ他方のサブ巻線体２-2および一方のサブ巻線体２-1の巻線部間と外側部のスペース部６-1、６-2に配置されて、各サブ巻線体２-1、２-2の巻線部５-1、５-2が、交互に隣接して一列となって主巻線体３を形成するとともに、複数の分割巻線部分からなる分割巻きを形成し、かつ一対のサブ巻線体２-1、２-2を並列接続としている。このため、主巻線体３を小型化するとともに、分割巻きにより、巻線部５-1、５-2全体の分布容量C0が低くなるから高い共振周波数が得られ、並列接続により、巻線部５-1、５-2全体の直列抵抗値Ｒdcが低くなる。これにより、簡単な構成かつ小型で、低分布容量C0、低直流抵抗値Ｒdcの高周波特性の良好なリアクトルが得られる。この結果、リアクトル１は、簡単な構成かつ小型で、高周波数領域までリアクトル効果を有するので、各種インバータ等に搭載された場合には、高周波領域でスイッチングノイズを除去できる。【００２９】
さらに、リアクトル１は、一方のサブ巻線体２-1と他方のサブ巻線体２-2とは、巻線部５-1、５-2の巻き方向が逆になっており、入力側と出力側の両方で、それぞれ一方の巻線部５-1、５-2の巻き始めSと他方の巻線部５-1、５-2の巻き終わりＦとをそれぞれ接続して並列接続しているので、入力側と出力側で巻線７の配置の対称性が確保、つまり、入力側および出力側において並列接続部１０までの巻線７の引き出し線７a、７cの配置がそれぞれ同一になっており、高周波領域でのインピーダンス特性が同一となり、高周波インピーダンスが安定となる。また、上記巻線７の配置の対称性から、リアクトル１の組み立て、使用時に、主巻線体３の方向性を指定することなく使用でき、その取り扱いが容易となる。【００３０】
なお、この実施形態では、一方のサブ巻線体２-1の巻線部５-1、５-2と他方のサブ巻線体２-2の巻線部５-1、５-2の巻き方向を逆にして、それぞれ巻き始めＳと巻き終わりＦを接続して並列接続しているが、各サブ巻線体２-1、２-2の巻線部５-1、５-2の巻き方向を同一にして、各サブ巻線体２-1、２-2についてそれぞれ巻き始めＳと巻き始めＳ、巻き終わりＦと巻き終わりＦを接続して並列接続するようにしてもよい。【００３１】
なお、この実施形態では、リアクトル１は、主巻線体３が一対設けられ、各主巻線体３の中空部に、ロの字状の磁性体（コア）４の両脚部が配置されているが、これに限定するものではなく、主巻線体３を二対以上設けてもよいし、例えば高周波電流を阻止するチョーク（固定）コイルのように、単一の主巻線体３の中空部に磁性体からなるコア４を挿入したものでもよい。【００３２】
なお、この実施形態では、丸線の巻線７を実際に巻回して形成して巻線部５-1、５-2の複数の分割巻きにし、一対のサブ巻線体２-1、２-2を並列接続しているが、複数枚積層されたシートコイルの分割巻きにし、そのシートコイルからなる一対のサブ巻線体を並列接続するようにしてもよい。【００３３】
以上のとおり図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、添付の請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
【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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【国際調査報告】
2009104221.tif 000009
2009104221.tif 000010