(57)【要約】      （修正有）【課題】インダクタンスにおいて少なくとも２つの異なる低下を有するインダクタを与える。【解決手段】インダクタ１は、第１のコア１０、第２のコア１２、突出構造１４、少なくとも２つの間隙Ｇ１、Ｇ２、及び導線１６を有する。第１のコア１０は突出部１００を備える。第２のコア１２は、第１のコア１０に対して対向して配置される。突出構造１４は、第１のコア１０の突出部１００から第２のコア１２に向かって突出する。少なくとも２つの間隙Ｇ１、Ｇ２は、第１のコア１０の突出部１００と第２のコア１２との間にある。導線１６は、第１のコア１０及び第２のコア１２のうち少なくとも一方の周囲に巻き付く。該導線は、１．４２μΩｍ又はそれより低い比抵抗値を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インダクタであって、
突出部を備える第１のコアと、
該第１のコアに対して対向して配置される第２のコアと、
前記第１のコアの前記突出部から前記第２のコアに向かって突出する突出構造と、
前記第１のコアの前記突出部と前記第２のコアとの間における少なくとも２つの間隙と、
７００ｐｐｍ／℃又はそれより低い抵抗温度係数（ＴＣＲ）を備える金属合金を有して構成される、前記第１のコア及び前記第２のコアのうち少なくとも一方の周囲に巻き付く導線と、
を有し、
該導線は、１．４２μΩｍ又はそれより低い比抵抗値を備える、
インダクタ。
【請求項２】
インダクタであって、
突出部を備える第１のコアと、
該第１のコアに対して対向して配置される第２のコアと、
前記第１のコアの前記突出部から前記第２のコアに向かって突出する少なくとも１つの突出構造と、
前記第１のコアの前記突出部と前記第２のコアとの間における少なくとも２つの間隙と、
前記第１のコア及び前記第２のコアのうち少なくとも一方の周囲に巻き付く導線と、
を有し、
該導線は、１．４２μΩｍ又はそれより低い比抵抗値を備える、
インダクタ。
【請求項３】
前記突出構造の形状は、矩形である、
請求項２記載のインダクタ。
【請求項４】
前記突出構造の容積は、前記第１のコアの３パーセントより小さいか、あるいはそれと同等である、
請求項２記載のインダクタ。
【請求項５】
インダクタであって、
突出部を備える第１のコアと、
該第１のコアに対して対向して配置される第２のコアと、
前記第１のコアの前記突出部と前記第２のコアとの間における少なくとも２つの間隙と、
前記第１のコア及び前記第２のコアのうち少なくとも一方の周囲に巻き付く導線と、
を有し、
該導線は、１．４２μΩｍ又はそれより低い比抵抗値を備える、
インダクタ。
【請求項６】
前記少なくとも２つの間隙は、前記第１のコアの前記突出部と前記第２のコアとの間における第１の間隙と、前記第１のコアの前記突出部から突出する突出構造と前記第２のコアとの間における第２の間隙と、を有する、
請求項５記載のインダクタ。
【請求項７】
前記第１のコアは第１の透磁率μ１を備え、前記第２のコアは第２の透磁率μ２を備え、前記第１の間隙は第３の透磁率μ３を備え、前記第２の間隙は第４の透磁率μ４を備え、前記突出構造は第５の透磁率μ５を備え、前記第１乃至第５の透磁率の間の関係は、μ１≧μ２≧μ５＞μ４≧μ３である、
請求項６記載のインダクタ。
【請求項８】
前記導線は、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｎｉ金属合金、Ｎｉ−Ｃｒ金属合金、Ｃｕ−Ｎｉ金属合金、及びＦｅ−Ｃｒ金属合金を有する群から選択される１つを有して構成される、
請求項５記載のインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタに係り、より特にはインダクタンスにおいて少なくとも２つの異なる低下を有するインダクタに係る。
【背景技術】
【０００２】
インダクタは、それを通過する電流によって作られる磁場においてエネルギを格納することができる受動電気部品である。磁気エネルギを格納するインダクタの性能は、そのインダクタンス（電磁誘導）によって測定される。典型的にインダクタは、コイルとして形成される導線であり、ループは、ファラデーの電磁誘導の法則によりコイルの内側において強磁場を作る支援をする。インダクタンスは、電流における変化に抵抗する傾向がある通電コンダクタ（ｃｕｒｒｅｎｔ−ｃａｒｒｙｉｎｇ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の周囲に形成する磁場がもたらす結果である。ループの数、各ループの寸法、及び周囲に巻き付けられる材料は全て、インダクタンスに影響を及ぼす。例えば、かかる巻き数に関連する磁束は、フェライト磁石等である高い透磁率を有する材料の周囲にコンダクタを巻くことによって増大され得る。
【０００３】
電磁気学において、透磁率とは、材料が適用される磁場に応じて得る磁化の程度である。磁性材料透磁率は、電流が磁化力を与える磁性材料の周囲に巻き付けられたコンダクタを通って流れるときに材料内における磁束強度又は磁束密度を高めるための材料の性能である。一般的に、電流が従来通りのインダクタを通って流れるとき、１つのみの透磁率が得られ得る。したがって、従来のインダクタの使用は限定的である。
【０００４】
更に、当業者にとって、誘導コイルは通常、温度に対する抵抗の変化により、電流測定には適切ではない。具体的には、誘導コイルは一般的に銅コイルを有して作られる。銅が比較的高い抵抗温度係数（ＴＣＲ）を備えるため、電流が銅コイルを通過する際、コイルは温度上昇を受ける。同様に、より高い温度は、正ＴＣＲを有するコイルにおいてより高い抵抗を引き起こす。同様に、抵抗の変化は、コイルにおいて伝導される電流における変化を引き起こす。このため、コイルにおいて伝導される直流を測定するよう、コイルに対して直列に接続される別個のレジスタがしばしば要求される。
【０００５】
したがって、インダクタンスにおいて少なくとも２つの異なる低下を有する新しい向上されたインダクタを与えるための設計の技術は、依然として必要とされている。低減されたコストでの実施構成を単純化するためには、まず電流測定に対して別個のレジスタを使用する要求を排除することが所望される。向上されたインダクタ構成は、より低い製造コスト、高い製造量を達成するよう単純化され得る一方、インダクタが小型化された電子装置へと便利に一体にされ得るようより低い外形を有するより小型なインダクタを与えることができる、ことが望ましい。更には、新しい向上されたインダクタは、単純化された構造を有して製造量を向上させ得る、ことが所望される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０２０９１２０  Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許第５４７６７２８号明細書
【特許文献３】米国特許第６１０４２７２号明細書
【特許文献４】米国特許第６，１８１，２３２  Ｂ１号明細書
【特許文献５】米国特許第７，０３４，６４５  Ｂ２号明細書
【特許文献６】日本国特許出願公開第２００１−１９６５４１号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００３／００３５９３７  Ａ１号明細書
【特許文献８】米国特許第４０２０２２２号明細書
【特許文献９】米国特許第４０６３２１１号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００５／０２５８９３０  Ａ１号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，３１４，６３７  Ｂ１号明細書
【特許文献１２】中国特許出願公開第１４９０８２４号明細書
【特許文献１３】中国特許公報第２１１１５２７号明細書
【特許文献１４】台湾特許公報第３６６４２１号明細書
【特許文献１５】台湾特許公報第５０１１５０号明細書
【特許文献１６】台湾特許公報第５０３４０８号明細書
【特許文献１７】日本国特許出願公開第０８−０３１６７３  Ａ号明細書
【特許文献１８】日本国特許出願公開第２０００−２３２０２８号明細書
【特許文献１９】日本国特許出願公開第２００２−２２８６８８号明細書
【特許文献２０】日本国特許出願公開第２００４−１１５３１１号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＰＯＷＥＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ、ＶＯＬ．１８、ＮＯ．１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、インダクタンスにおいて少なくとも２つの異なる低下を有するインダクタを与える、ことを目的とする。
【０００９】
本発明の他の目的は、高い電流測定精度が維持され得るよう、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｎｉ、Ｃｕ−Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ、及びＦｅ−Ｃｒ合金等である低ＴＣＲを有する合金を有して構成される新しい誘導コイルを与える、ことである。低いＴＣＲ値を有すると、温度変化による電流測定のエラーは、別個のレジスタを使用することを要求することなく大変低い水準に維持される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施例によれば、本発明のインダクタは、第１のコア、第２のコア、突出構造、少なくとも２つの間隙（ギャップ）、及び導線を有する。第１のコアは突出部を備える。第２のコアは、第１のコアに対して対向して配置される。突出構造は、第１のコアの突出部から第２のコアに向かって突出する。少なくとも２つの間隙は、第１のコアの突出部と第２のコアとの間にある。導線は、第１のコア及び第２のコアのうち少なくとも一方の周囲に巻き付く。導線は、７００ｐｐｍ／℃又はそれより低い抵抗温度係数（ＴＣＲ）を備える金属合金を有して構成され、該導線は、１．４２μΩｍ又はそれより低い比抵抗値を備える。電流が導線を通って流れるとき、磁束は、インダクタンスにおいて少なくとも２つの異なる低下を生成するよう少なくとも２つの間隙において変化する。
【００１１】
他の実施例によれば、本発明のインダクタは、第１のコア、第２のコア、少なくとも１つの突出構造、少なくとも２つの間隙、及び導線を有する。第１のコアは突出部を備える。第２のコアは、第１のコアに対して対向して配置される。少なくとも１つの突出構造は、第１のコアの突出部から第２のコアに向かって突出する。少なくとも２つの間隙は、第１のコアの突出部と第２のコアとの間にある。導線は、第１のコア及び第２のコアのうち少なくとも一方の周囲に巻き付く。該導線は、１．４２μΩｍ又はそれより低い比抵抗値を備える。電流が導線を通って流れるとき、磁束は、インダクタンスにおいて少なくとも２つの異なる低下を生成するよう少なくとも２つの間隙において変化する。
【００１２】
他の実施例によれば、本発明のインダクタは、第１のコア、第２のコア、少なくとも２つの間隙、及び導線を有する。第１のコアは突出部を備える。第２のコアは、第１のコアに対して対向して配置される。少なくとも２つの間隙は、第１のコアの突出部と第２のコアとの間にある。導線は、第１のコア及び第２のコアのうち少なくとも一方の周囲に巻き付く。該導線は、１．４２μΩｍ又はそれより低い比抵抗値を備える。電流が導線を通って流れるとき、磁束は、インダクタンスにおいて少なくとも２つの異なる低下を生成するよう少なくとも２つの間隙において変化する。
【００１３】
本発明のこれら及び他の目的は、以下における多種の図面において示される望ましい実施例の詳細な説明を読めば当業者には明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に従ったインダクタの斜視図である。
【図２】図１中のインダクタの側面図である。
【図３】図１中の第１のコアの斜視図である。
【図４】異なる形状における三種類の突出構造を図示する。
【図５】図１中のインダクタの飽和電流曲線を図示する。
【図６】図１中のインダクタの磁性材料の特徴であるＢ−Ｈ曲線のパフォーマンスを図示する。
【図７】本発明の他の実施例に従ったインダクタの側面図である。
【図８】異なる形状における複数の種類の突出構造を図示する。
【図９】本発明の他の実施例に従ったインダクタの側面図である。
【図１０】本発明の他の実施例に従ったインダクタの側面図である。
【図１１】本発明の他の実施例に従ったインダクタの側面図である。
【図１２】本発明の他の実施例に従ったインダクタの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１乃至３を参照すると、図１は本発明の一実施例に従ったインダクタ１の斜視図であり、図２は図１中のインダクタ１の側面図であり、図３は図１中の第１のコア１０の斜視図である。図１及び２に示される通り、インダクタ１は、第１のコア１０、第２のコア１２、突出構造１４、及び導線１６を有する。第１のコアは、突出部１００を備える。第２のコア１２は、第１のコア１０に対して対向して配置される。突出構造１４は、第１のコア１０の突出部１００から第２のコア１２に向かって突出する。この実施例において、突出構造１４の容積は、第１のコアの３パーセントより小さいかそれと同等である。突出部１００は、第１のコア１０の一側において位置決めされ、第１のコア１０の突出部１００と第２のコア１２との間において第１の間隙Ｇ１があり、突出構造１４と第２のコア１２との間において第２の間隙Ｇ２がある。導線１６は、第１のコア１０のくぼみ（ｈｏｌｌｏｗ）を通過し、第２のコア１２の周囲に巻き付く。実際の適用に依存して、他の実施例において導線１６はまた、第１のコア１０の周囲に巻き付き得る、ことが留意されるべきである。
【００１６】
図３に示される通り、第１のコア１０の対向する側部から突出する２つの長手方向の突出構造１４がある。この実施例において、第１のコア１０及び突出構造１４は、一体的に形成される。第１のコア１０、第２のコア１２、又は突出構造１４の材料は、鉄粉、フェライト、永久磁石、又は他の磁性材料であり得る。第１のコア１０及び突出構造１４が一体的に形成されるため、第１のコア１０の材料は、突出構造１４の材料と同一である。しかしながら、実際の適用に依存して、他の実施例において突出構造１４は、第１のコア１０上に取り付けられる個別の構成要素であり得る。突出構造１４が個別の構成要素である場合、突出構造１４の材料は、第１のコア１０と同一であり得るか、異なり得る。更には、実際の適用に依存して、第１の間隙Ｇ１は空隙、磁気間隙、又は非磁気間隙であり得、第２の間隙Ｇ２も空隙、磁気間隙、又は非磁気間隙であり得る。
【００１７】
この実施例において、第１のコア１０は第１の透磁率μ１を備え、第２のコア１２は第２の透磁率μ２を備え、第１の空隙Ｇ１は第３の透磁率μ３を備え、第２の空隙Ｇ２は第４の透磁率μ４を備え、突出構造１４の各々は第５の透磁率μ５を備え、第１乃至第５の透磁率の間の関係は、μ１≧μ２≧μ５＞μ４≧μ３である。例えば、第１のコア１０、第２のコア１２、及び突出構造１４の材料が同一である場合は、第１の間隙Ｇ１及び第２の間隙Ｇ２が同一であり、第１乃至第５の透磁率の間の関係は、μ１＝μ２＝μ５＞μ４＝μ３となる。
【００１８】
図２及び３に示される通り、この実施例において、突出構造１４の形状は矩形であり、突出構造１４の主軸は、突出部１００の主軸に対して垂直である。しかしながら、図４を参照すると、該図は、異なる形状における３つの種類の突出構造１４を示す。他の実施例において、突出構造１４の形状は、図４に示される通り台形、テイパ、又は円弧であり得る。言い換えれば、突出構造１４の形状は、実際の適用に基づいて設計され得る。
【００１９】
この実施例において、第１の間隙Ｇ１は、０．０１ｍｍより長いかあるいは同等であり且つ０．３ｍｍより低いかあるいは同等であり得、第２の間隙Ｇ２は、０．１５ｍｍより低いかそれと同等であり得る。更に、図３に示される通り、突出構造１４は、長さＬ、幅Ｗ、及び厚さＴを備える。長さＬはインダクタ１の初期インダクタンスに影響を与え、厚さＴは、第１の間隙Ｇ１及び第２の間隙Ｇ２に関連する。長さＬ、幅Ｗ、及び厚さＴは、実際の適用に基づいて確定され得る。望ましくは、突出構造１４の幅Ｗは、１．５ｍｍより低いかあるいはそれと同等であり得る。
【００２０】
この実施例において、導線１６は、７００ｐｐｍ／℃又はそれより低い抵抗温度係数（ＴＣＲ）を備える金属合金を有して構成され得、該導線１６は、１．４２μΩｍ又はそれより低い比抵抗値を備える。低ＴＣＲを有する金属合金は、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｎｉ金属合金、Ｎｉ−Ｃｒ金属合金、Ｃｕ−Ｎｉ金属合金、Ｆｅ−Ｃｒ金属合金等であり得る。以下の表１は、金属合金の複数の例をかかる金属合金の各々に対する達成可能な低ＴＣＲと共に示す。
【００２１】
【表１】
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図５及び６を参照すると、図５は、図１中のインダクタ１の飽和電流曲線を示し、図６は、図１中のインダクタ１の磁性材料の特徴であるＢ−Ｈ曲線のパフォーマンスを示す。電流が導線１６を通って流れるとき、磁束は、インダクタンスにおいて少なくとも２つの異なる低下を生成するよう、間隙Ｇ１及びＧ２において変化する。本発明は、図５中の矢印Ａ１で示される第１のインダクタンス低下を生成するよう、第２の間隙Ｇ２を形成するために突出構造１４を利用する。その後、第１の間隙Ｇ１及び材料の飽和磁束密度により、図５中の矢印Ａ２によって示される状態が得られ得る。最後に、図５中の矢印Ａ３で示される第２のインダクタンス低下は達成される。図６に示される通り、電流が本発明のインダクタ１を通って流れるとき、２つの矢印Ａ４及びＡ５で示される２つの異なる透磁率は得られ得る。
【００２２】
図７を参照すると、図７は、本発明の他の実施例に従ったインダクタ３の側面図である。図３に示される通り、インダクタ３と上述されたインダクタ１との間の主な差異は、突出構造１４が第２のコア１２に接触するということである。言い換えれば、この実施例において、上述された第２の間隙Ｇ２は実質的にゼロである傾向にある。
【００２３】
図８を参照すると、図８は、異なる形状における複数の種類の突出構造１４を示す。図８に示される通り、突出構造１４は、一側において単一、又は対向する側部上において対称的に４つであり得、突出構造１４の構造は、円弧、円形、又は矩形であり得る。更には、図８中の突出構造１４の長さは、図３中の突出構造１４の長さより短くあり得る。即ち、本発明の突出構造１４の数、配置、及び形状は、関連される図に関する前述の説明に限定されず、実際の適用に基づいて確定され得る。
【００２４】
図９乃至１１を参照すると、図９は本発明の他の実施例に従ったインダクタ５の側面図であり、図１０は本発明の他の実施例に従ったインダクタ７の側面図であり、図１１は本発明の他の実施例に従ったインダクタ９の側面図である。図９に示される通り、第１及び第２のコア１０及び１２はＥＥ形状である。図１０に示される通り、第１及び第２のコア１０及び１２はＥＩ形状である。言い換えれば、本発明の第１及び第２のコア１０及び１２はまた、実際の適用に基づいて確定され得る。
【００２５】
図１２を参照すると、図１２は、本発明の他の実施例に従ったインダクタ８を示す側面図である。図１２に示される通り、２つの突出構造１４ａ及び１４ｂがあり、それらは第１のコア１０の突出部１００から突出する。この実施例においては、第１のコア１０の突出部１００と第２のコア１２との間において第１の間隙Ｇ１があり、突出構造１４ａと第２のコア１２との間において第２の間隙Ｇ２があり、突出構造１４ｂと第２のコア１２との間において第３の間隙Ｇ３がある。図１２に示される通り、突出構造１４ａの厚さが突出構造１４ｂの厚さより大きいため、第２の間隙Ｇ２は、第３の間隙Ｇ３より小さい。言い換えれば、第１のコア１０の突出部１００から突出する異なる厚さを有する少なくとも１つの突出構造がある場合、突出構造と第２のコア１２との間には対応して少なくとも２つの異なる間隙がある。異なる厚さを有する突出構造の数は、実際の適用に基づいて確定され得る。
【００２６】
当業者は、本発明の装置及び方法の複数の修正及び変更がなされ得ると同時に本発明の教示を維持することを容易に理解するであろう。したがって、上述の開示は、添付の請求項によってのみ限定されるものとして解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００２７】
１  インダクタ
５  インダクタ
７  インダクタ
８  インダクタ
９  インダクタ
１０  第１のコア
１２  第２のコア
１４  突出構造
１４ａ  突出構造
１４ｂ  突出構造
１６  導線
１００  突出部
Ａ１  矢印
Ａ２  矢印
Ａ３  矢印
Ａ４  矢印
Ａ５  矢印
Ｇ１  第１の間隙
Ｇ２  第２の間隙
Ｇ３  第３の間隙
Ｌ  長さ
Ｗ  幅
Ｔ  厚さ
【図１】
2011142232.tif 000004
【図２】
2011142232.tif 000005
【図３】
2011142232.tif 000006
【図４】
2011142232.tif 000007
【図５】
2011142232.tif 000008
【図６】
2011142232.tif 000009
【図７】
2011142232.tif 000010
【図８】
2011142232.tif 000011
【図９】
2011142232.tif 000012
【図１０】
2011142232.tif 000013
【図１１】
2011142232.tif 000014
【図１２】
2011142232.tif 000015
【外国語明細書】
2011142232.tif 000016
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2011142232.tif 000029
【図１】
2011142232.tif 000030
【図２】
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【図３】
2011142232.tif 000032
【図４】
2011142232.tif 000033
【図５】
2011142232.tif 000034
【図６】
2011142232.tif 000035
【図７】
2011142232.tif 000036
【図８】
2011142232.tif 000037
【図９】
2011142232.tif 000038
【図１０】
2011142232.tif 000039
【図１１】
2011142232.tif 000040
【図１２】
2011142232.tif 000041