(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のインダクタ素子の間のばらつきを抑制したインダクタ部品を提供する。【解決手段】Ｎ個のインダクタ素子を含むインダクタ部品であって、少なくとも２辺の直線部分を含む環形状で形成されたコア部材１０と、コア部材１０の直線部分にＮ段に分けて形成されるＮ対のコイル要素１１〜１３と、をそれぞれが備える複数のコイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３と、複数のコイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３を直列に接続する複数の連結部２と、を有し、複数の連結部２は、接続するコイル要素における配置段数の組み合わせが全ての段数を含み、かつ、接続する前記コイル要素の組み合わせ毎に配置段数の組み合わせが同じになるように複数のコイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３を接続する。【選択図】図２
2015164146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個のインダクタ素子を含むインダクタ部品であって、
少なくとも２辺の直線部分を含む環形状で形成されたコア部材と、前記コア部材の前記直線部分にＮ段に分けて形成されるＮ対のコイル要素と、をそれぞれが備える複数のコイルユニットと、
前記複数のコイルユニットを直列に接続する複数の連結部と、を有し、
前記複数の連結部は、
接続する前記コイル要素における配置段数の組み合わせが全ての段数を含み、かつ、接続する前記コイル要素の組み合わせ毎に配置段数の組み合わせが同じになるように前記複数のコイルユニットを接続するインダクタ部品。
【請求項２】
前記複数の連結部は、それぞれ、前段に配置される前記コイルユニットの１段目からＮ−１段目に配置される前記コイル要素を後段に配置される前記コイルユニットの２段目からＮ段目に配置される前記コイル要素と接続し、前段に配置される前記コイルユニットのＮ段目に配置される前記コイル要素を後段に配置される前記コイルユニットの１段目に配置されるコイル要素と接続する請求項１に記載のインダクタ部品。
【請求項３】
前記コア部材は、第１のＵ字型コアと第２のＵ字型コアを連結して形成される請求項１又は２に記載のインダクタ部品。
【請求項４】
前記インダクタ素子は、平角線を巻いたコイルにより形成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインダクタ部品。
【請求項５】
前記コイル要素は、それぞれ前記コア部材の異なる直線部の同じ段に形成される１対のコイルにより形成される請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインダクタ部品。
【請求項６】
前記連結部により接続される前記コイル要素は、それぞれ同一のインダクタンス値が設定される請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインダクタ部品。
【請求項７】
一の前記コイルユニットに設けられる前記コイル要素は、それぞれ同一のインダクタンス値が設定される請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインダクタ部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタ部品に関し、例えば、複数のインダクタ素子を一体に形成したインダクタ部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業用機器、電気自動車等で高出力のモータが多く利用されている。このような高出力モータとしては、３相モータが多く利用されている。３相モータを駆動するためには、３相の制御信号を出力するインバータを利用する必要がある。そのため、近年、３相モータ駆動用のインバータを試験するインバータ試験機の要求が高まっている。インバータ試験機では、モータの動作を擬似的に再現した疑似モータが搭載される。この疑似モータには、モータのインダクタンス成分を再現する３相コモンモードインダクタが利用される。３相コモンモードインダクタは、３つのインダクタ素子により構成される。インバータでは、３相の制御信号のうち２相の制御信号をフィードバックし、残りの１相の制御信号成分をフィードバックした２相の制御信号を用いて演算により算出する。そのため、インバータ試験機では３つのインダクタ素子のばらつきが測定精度に大きく影響する。
【０００３】
特許文献１には、３つのインダクタを含むインダクタ部品が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載のインダクタ部品では、構造的な問題により、高出力のモータに流れる大電流に耐えうるインダクタを小さく形成することが難しい。そこで、より大電流に対応したインダクタが特許文献２に記載されている。
【０００４】
特許文献２では、コア部材を環状に形成し、当該コア部材の２辺にコイルを巻き付けた構造を有するインダクタ部品が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６１５７８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４３６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に開示されているインダクタ部品は、１つのインダクタ部品で１つのインダクタ素子が形成されるのみである。インダクタ部品は、製造ばらつきによりインダクタンス値が部品毎にばらつく。そのため、ばらつきの小さな複数のインダクタ素子を揃えることが難しい問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインダクタンス部品の一態様は、Ｎ個のインダクタ素子を含むインダクタ部品であって、少なくとも２辺の直線部分を含む環形状で形成されたコア部材と、前記コア部材の前記直線部分にＮ段に分けて形成されるＮ対のコイル要素と、をそれぞれが備える複数のコイルユニットと、前記複数のコイルユニットを直列に接続する複数の連結部と、を有し、前記複数の連結部は、接続する前記コイル要素における配置段数の組み合わせが全ての段数を含み、かつ、接続する前記コイル要素の組み合わせ毎に配置段数の組み合わせが同じになるように前記複数のコイルユニットを接続する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ばらつきの小さな複数のインダクタ素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１にかかるインダクタ部品の回路図である。
【図２】実施の形態１にかかるインダクタ部品の構成図である。
【図３】実施の形態１にかかるコイルユニットの左側側面図である。
【図４】実施の形態１にかかるコイルユニットの右側側面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿ったコイルユニットの断面図である。
【図６】実施の形態１にかかるコイルユニットの上面図である。
【図７】実施の形態１にかかるインダクタ部品の特性を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１
以下では、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。実施の形態１にかかるインダクタ部品１は、１つの部品内に複数のインダクタ素子を含む。以下の例では、３つのインダクタ素子を含むインダクタ部品について説明する。つまり、以下の説明では、Ｎ＝３とした場合のインダクタ部品の例について説明する。しかし、含まれるインダクタ素子の数は３つに限られるものではない。
【００１１】
図１に実施の形態１にかかるインダクタ部品１の回路図を示す。図１に示すように、実施の形態１にかかるインダクタ部品１は、複数のコイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３と、複数の連結部２と、を有する。コイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３は、それぞれ、コイル要素１１〜１３を有する。コイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３の構造についての詳細は後述するが、以下の説明では、コイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３が備え付けられる基台に対して鉛直方向で最も上の位置を１段目とし、最も下の位置を３段目とする。そして、１段目にコイル要素１１が配置され、２段目にコイル要素１２が配置され、３段目にコイル要素１３が配置されるものとする。
【００１２】
複数の連結部２は、複数のコイルユニットを直列に接続する。より具体的には、複数の連結部２が、それぞれ、前段に配置されるコイルユニットの１段目と２段目に配置されるコイル要素を後段に配置されるコイルユニットの２段目と３段目に配置されるコイル要素と接続し、前段に配置されるコイルユニットの３段目に配置されるコイル要素を後段に配置されるコイルユニットの１段目に配置されるコイル要素と接続する。
【００１３】
上記接続により、実施の形態１にかかるインダクタ部品１では、１段目に配置される前記コイル要素からＮ段目に配置されるコイル要素の数が同数となるように前記複数のコイルユニットが接続される。つまり、実施の形態１にかかるインダクタ部品１の連結部２は、接続するコイル要素における配置段数の組み合わせが全ての段数を含み、かつ、接続するコイル要素の組み合わせ毎に配置段数の組み合わせが同じになるように複数のコイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３を接続する。また、別の観点では、インダクタ部品１に含まれるインダクタ素子Ｌ１〜Ｌ３を構成するコイル要素が全ての段に配置されるコイル要素を含むこととなる。
【００１４】
図１に示す例では、実施の形態１にかかるインダクタ部品１では、インダクタ素子Ｌ１が端子Ｔ１１から端子Ｔ２１の間に接続されるコイル要素により構成される。つまり、インダクタ素子Ｌ１は、コイルユニットＣＵ１のコイル要素１１、コイルユニットＣＵ２のコイル要素１２、コイルユニットＣＵ３のコイル要素１３により構成される。また、インダクタ素子Ｌ２は、端子Ｔ１２から端子Ｔ２２の間に接続されるコイル要素により構成される。つまり、インダクタ素子Ｌ２は、コイルユニットＣＵ１のコイル要素１２、コイルユニットＣＵ２のコイル要素１３、コイルユニットＣＵ３のコイル要素１１により構成される。また、インダクタ素子Ｌ３は、端子Ｔ１３から端子Ｔ２３の間に接続されるコイル要素により構成される。つまり、インダクタ素子Ｌ３は、コイルユニットＣＵ１のコイル要素１３、コイルユニットＣＵ２のコイル要素１１、コイルユニットＣＵ３のコイル要素１２により構成される。
【００１５】
続いて、実施の形態１にかかるインダクタ部品１の構成についてより詳細に説明する。図２に実施の形態１にかかるインダクタ部品１の構成図を示す。図２では、互いに接続されるコイル要素に対して同じハッチングを付した。また、同じ構成の構成要素については、同じ符号を付した。
【００１６】
図２に示す例では、連結部２により接続されるコイル要素がそれぞれ同一のインダクタンス値となるように設定される。また、一のコイルユニットに設けられるコイル要素は、それぞれ同一のインダクタンス値が設定される。つまり、実施の形態１にかかるインダクタ部品１では、各コイルユニットが、インダクタ部品１に含まれるインダクタ素子のインダクタンス値Ｌの３分の１のインダクタンス値となるコイル要素を３つ有する。
【００１７】
図２に示すように、コイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３は、基台３に固定部材４で固定される。コイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３は、コア部材１０、コイル要素１１〜１３、スペーサ１４を有する。コア部材１０は、少なくとも２辺の直線部分を含む環形状を有する。コイル要素１１〜１３は、コア部材１０の直線部分に巻き付けられるように設けられる。また、コイル要素１１〜１３は、基台３の鉛直方向に並ぶように設けられる。コイル要素１１〜１３の間には、スペーサ１４が設けられる。コイル要素１１〜１３は、平角線を巻いたコイルである。また、コイル要素１１〜１３は、図２では、明示されていないが、コア部材１０の直線部分のうち対向する位置にある２つの直線部分のそれぞれに設けられる２つのコイル（以下、コイル対と称す）により構成される。
【００１８】
連結部２は、ボルト５、ブリッジ連結部材６を有する。ボルト５は、前後に配置されるコイルユニットのコイル要素１１〜１３の引き出し線同士を接続する。また、ボルト５は、コイル要素１１〜１３の引き出し線と、ブリッジ連結部材６とを接続する。ブリッジ連結部材６は、コの字型の金属部品であり、前段に配置されるコイルユニットの３段目に配置されるコイル要素１３と、後段に配置されるコイルユニットの１段目に配置されるコイル要素１１とを電気的に接続するものである。この連結部２により、図１の回路図で示した接続が実現される。
【００１９】
続いて、コイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３のより詳細な構造について説明する。コイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３は同じ構成であるため、ここでは、コイルユニットＣＵ１を例にコイルユニットの構成を説明する。なお、以下の説明では、図２で示された側を正面として各図の方向を示す。
【００２０】
図３に、実施の形態１にかかるコイルユニットの左側側面図を示す。図３に示すように、コイルユニットＣＵ１を左側から見た場合、コア部材１０は矩形の環形状を有する。そして、コア部材１０の辺のうち基台３の鉛直方向に延在する一方の辺にコイル１１ａ〜１３ａが形成され、他方の辺にコイル１１ｂ〜１３ｂが形成される。そして、同じ段に配置されるコイルにより１つのコイル対が構成される。このコイル１１ａ〜１３ａ及びコイル１１ｂ〜１３ｂは、１つのコイル対により１つのコイル要素を構成する。また、図３に示すように、コイルユニットＣＵ１を左側から見た場合、コイル要素の引き出し線が、コイルの巻線の上側に配置される。
【００２１】
続いて、図４に実施の形態１にかかるコイルユニットの右側側面図を示す。図４に示すように、コイルユニットＣＵ１を右側から見た場合も、コア部材１０は矩形の環形状を有する。そして、コア部材１０の辺のうち基台３の鉛直方向に延在する一方の辺にコイル１１ａ〜１３ａが形成され、他方の辺にコイル１１ｂ〜１３ｂが形成される。そして、同じ段に配置されるコイルにより１つのコイル対が構成される。このコイル１１ａ〜１３ａ及びコイル１１ｂ〜１３ｂは、１つのコイル対により１つのコイル要素を構成する。また、図３に示すように、コイルユニットＣＵ１を右側から見た場合、コイル要素の引き出し線が、コイルの巻線の下側に配置される。つまり、コイル要素１１〜１３を構成する各コイルは、巻線が上から下に向かうように巻かれる。
【００２２】
続いて、図５に図２のＶ−Ｖ線に沿ったコイルユニットの断面図を示す。図５に示すように、コア部材１０は、第１のＵ字型コア１０ａと第２のＵ字型コア１０ｂを連結して形成される。このように２つのコア部材を連結して１つの環形状とする構造をカットコア構造と称す。このようなコア部材１０をカットコア構造を有することで、インダクタ素子の電流能力を高めることができる。また、図５に示すように、Ｖ−Ｖ線に沿った断面では、コイル１１ａ〜１３ａ、及び、コイル１１ｂ〜１３ｂは、コア部材１０から離れた位置となる。つまり、コイル１１ａ〜１３ａ、及び、コイル１１ｂ〜１３ｂは、コア部材１０とは接触しないような位置に平角線を巻くことで形成される。
【００２３】
続いて、図６に実施の形態１にかかるコイルユニットの上面図を示す。図６に示すように、コイル１１ａ〜１３ａ、及び、コイル１１ｂ〜１３ｂは、コア部材１０とは接触しないような位置にコア部材１０の周囲に平角線を巻くことで形成される。
【００２４】
続いて、実施の形態１にかかるインダクタ部品１の特性について説明する。そこで、図７に実施の形態１にかかるインダクタ部品の特性を説明する図を示す。図７の上図には、１つのコイルユニット内のインダクタンス値のばらつきを示す表を示した。
【００２５】
図７に示すように、実施の形態１にかかるインダクタ部品１では、１つのコイルユニット内においてもコイル要素のインダクタンス値がばらつく。より具体的には、１段目に配置されるコイル要素１１のインダクタンス値が他のインダクタンス値よりも小さくなる。これは、コア部材１０の直線部分が無限遠ではなく、コイル要素１１の位置がコア部材１０の曲がり部に近いために起こる現象であると考えられる。このコイル要素１１のインダクタンス値のばらつきは、異なるコイルユニットの間のばらつきとは全く無関係のものでり、コイルユニットの構造に起因するものである。複数のコイルユニットを利用する場合、図７の上図に示した同一ユニット内のばらつきとは別のインダクタンス値のばらつきが発生する。
【００２６】
図７の下図には、インダクタ部品１に含まれるインダクタ素子Ｌ１〜Ｌ３のインダクタンス値の表を示した。図７の下図に示すように、インダクタ素子Ｌ１〜Ｌ３は、いずれも、インダクタ素子を構成するコイル要素が全ての段を通過する。そのため、コイルユニットの構造上、１段目のコイル要素１１のインダクタンス値が他のインダクタンス値よりも小さくなったとしても、インダクタ素子Ｌ１〜Ｌ３は、いずれも小さくばらついたインダクタンス値を同じ数含む。
【００２７】
上記説明より、実施の形態１にかかるインダクタ部品１では、コイル要素１１〜１３を含むコイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３によりインダクタ素子Ｌ１〜Ｌ３を構成する。そして、インダクタ素子Ｌ１〜Ｌ３を構成するコイル要素が配置される段数の組み合わせが、インダクタ素子Ｌ１〜Ｌ３の間で同じになるように、コイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３を接続する。
【００２８】
これにより、コイルユニットＣＵ１〜ＣＵ３の構成上、１つのコイルユニット内のコイル要素間にインダクタンス値のばらつきが発生した場合であっても、インダクタ部品１に含まれるインダクタ素子Ｌ１〜Ｌ３間のインダクタンス値のばらつきを抑制することができる。
【００２９】
また、コイルユニット間では、ユニット毎にインダクタンス値のばらつき量が製造ばらつきが発生する場合がある。この製造ばらつきによるインダクタンス値のばらつき量は、コイルユニット毎にほぼ同じ大きさとなる。そのため、インダクタンス値の製造ばらつきが大きくなっても、インダクタ素子Ｌ１〜Ｌ３には、ばらつき量が均等に分散される。従って、実施の形態１にかかるインダクタ部品１では、コイルユニット間のインダクタンス値のばらつきが大きくなっても、インダクタ素子Ｌ１〜Ｌ３間のインダクタンス値のばらつきを抑制することができる。
【００３０】
なお、上記説明では、インダクタ部品１に含まれるインダクタ素子の数Ｎを３とし、コイルユニットの数も３としたが、コイルユニットの数はＮの整数倍であってもよい。例えば、コイルユニットの数を６とした場合、各インダクタ素子Ｌ１〜Ｌ３には、１段目に配置されるコイル要素１１が２つ、２段目に配置されるコイル要素１２が２つ、３段目に配置されるコイル要素１３が２つ含まれることになる
【００３１】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  インダクタ部品
２  連結部
３  基台
４  固定部材
５  ボルト
６  ブリッジ連結部材
１０  コア部材
１１〜１３  コイル要素
１４  スペーサ
ＣＵ１〜ＣＵ３  コイルユニット
【図１】
2015164146.tif 000003
【図２】
2015164146.tif 000004
【図３】
2015164146.tif 000005
【図４】
2015164146.tif 000006
【図５】
2015164146.tif 000007
【図６】
2015164146.tif 000008
【図７】
2015164146.tif 000009