(57)【要約】【目的】電源の待機電力の低減を可能とするインダクタの提供。【構成】内空間楕円の箱形コアと楕円鍔と該楕円鍔中心より立設するコイル装着軸からなる断面Ｔ字形コアを組み合わせてなるインダクタであって、箱形コアの内壁と断面Ｔ形コアの鍔とを係合させて、インダクタの磁気回路が閉磁路と開磁路より形成され、直流電流に対するインダクタの変化を大きくとることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方を開口する箱形コアと該開口部より前記箱型コア内空間に収まる断面Ｔ字形のコアとコイルとから構成するインダクタにおいて、箱形コアの内空間は、開口部より楕円柱状の空間をなし、前記箱形コアの内空間に収まる断面Ｔ字形のコアは、楕円形の鍔と該鍔の平面中心より立設するコイル装着軸からなり、コイル装着軸先端は箱形コアの内空間底面に当接し、楕円形の鍔側面が箱形コアの内空間を形成する内壁に係合することを特徴とするインダクタ。
【請求項２】
箱形コアの楕円柱状内空間を形成する内壁と断面Ｔ字形のコアの楕円の鍔側面が、それぞれの楕円形の中心を基準とし、断面Ｔ字形コアを回転させることにより、常に係合箇所が２箇所となることを特徴する請求項１記載のインダクタ。
【請求項３】
箱型コアに直接取り付ける端子は、箱型コアの側面と上面および底面に係り、かつ、上面である箱形コアの内空間側において、断面Ｔ形コアの楕円形の鍔側面と箱形コアの内空間を形成する内壁との係合を保持するため、前記端子の端末が断面Ｔ形コアの楕円形の鍔側面に係合することを特徴する請求項１、請求項２記載のインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータに搭載されるコイル部品であるインダクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
省電力化の流れの中で各種電気電子機器の待機電力削減が叫ばれている。前記機器の中には、モバイル機器である携帯電話、パーソナル携帯情報端末等も含まれ、使用可能時間の長時間化が検討させている。前記小型の電子機器の電源は、主にチョッパ方式のＤＣ／ＤＣコンバータが搭載され、チョッパ方式は回路及び回路素子がＩＣ化でき、電源の小形化を可能としていた。
【０００３】
しかし、小型電子機器も高機能，高性能化により必要とする電力が増加する傾向にあり、そのためＩＣ等の半導体素子のみの構成では必要電力の供給は難しく、コイル部品であるインダクタを組み込み、供給電力のアップがはかられている。図５がチョッパ方式の電源回路に使用されている小型のインダクタの分解斜視図であり、図６は前記の小型インダクタの断面図である。コイル巻回軸５１ａの両端に鍔５１ｂを有すドラム型コア５１と、該ドラム型コア５１を内包するスリーブ型コア５２とコイル５３（図では巻回するドラム型コア５１から分離表示）および端子５４ａを有す基台５４とからなるインダクタである。このインダクタは、直流電流に対するインダクタンス値変化が図７に示すように、あるポイントまでほぼ一定の値を発生させるものである。この特性は、図６のドラム型コア５１の鍔５１ｂ側面とスリーブ型コア５２の内周面との隙間Ｇにより得られている特性である。しかし、前記隙間Ｇを一定に保つことは容易でなく、隙間Ｇのバラツキ，ドラム型コア５１とスリーブ型コア５２の接触により特性のバラツキを起こしていた。
【０００４】
これを解決するものとして、上記ドラム型コア５１とスリーブ型コア５２の隙間Ｇを絶縁シートを介在させることにより、前記隙間Ｇを一定に保ち特性のバラツキを抑制したものがある。（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１５１３３８号公報（第２頁−第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これらのインダクタを使用した小型電源では、電子機器の待機中（無負荷時）であっても、電源を制御するスイッチング性を常に保つ必要があるため、無負荷時に電源回路内に待機電流を流し、電源を常に動作させている。すなわち、この待機電流によって消費されるエネルギーが電子機器の待機電力である。該待機電流は、インダクタの特性によりスイッチング性を保つための限界電流値が左右され、従来技術のインダクタでは待機電流による待機電力が大きかった。
【０００７】
本発明は小型電源の待機電力の低減を可能とするインダクタを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上方を開口する箱形コアと該開口部より前記箱型コア内空間に収まる断面Ｔ字形のコアとコイルとから構成するインダクタにおいて、箱形コアの内空間は、開口部より楕円柱状の空間をなし、前記箱形コアの内空間に収まる断面Ｔ字形のコアは、楕円形の鍔と該鍔の平面中心より立設するコイル装着軸からなり、コイル装着軸先端は箱形コアの内空間底面に当接し、楕円形の鍔側面が箱形コアの内空間を形成する内壁に係合するインダクタである。
【０００９】
また本発明は、箱形コアの楕円柱状内空間を形成する内壁と断面Ｔ字形のコアの楕円の鍔側面が、それぞれの楕円形の中心を基準とし、断面Ｔ字形コアを回転させることにより、常に係合箇所が２箇所となる上記インダクタである。
【００１０】
また本発明は、箱型コアに直接取り付ける端子は、箱型コアの側面と上面および底面に係り、かつ、上面である箱形コアの内空間側において、断面Ｔ形コアの楕円形の鍔側面と箱形コアの内空間を形成する内壁との係合を保持するため、前記端子の端末が断面Ｔ形コアの楕円形の鍔側面に係合すること上記インダクタである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明はインダクタのインダクタンス値が、直流電流に対し明らかに電源無負荷時に高く、所定電流時に必要値が得られ、かつ、その過程で急激な変化を発生させない特性を有すインダクタとするため、内空間が楕円柱状の箱形コアと断面Ｔ字形のコアを組み合わせることにより、閉磁路と開磁路の２つの磁気回路を形成する。断面Ｔ字形コアの鍔側面と内空間楕円柱状の箱型コアの内壁とが係合する箇所で閉磁路、その他の断面Ｔ字形コアの鍔側面と内空間楕円柱状の箱型コアの内壁との隙間がある部分が開磁路となる。これら、閉磁路及び開磁路により、電流に対するインダクタンス値が、電源無負荷時のインダクタンス値が高く、そのために電源回路内の待機電流の低減がはかれ、電子機器の待機電力を低減できる。また、直流電流に対するインダクタンス値の減少が緩やかであり、ノイズを発生させにくく、必要とする電流（電源定格）時に所定のインダクタンス値を得ることができる。
【００１２】
図１、図２を用いて本発明のインダクタを説明する。図１は、本発明に係るインダクタの分解斜視図、図２は本発明のインダクタの平面図である。本発明は、断面Ｔ字形コア１１と内空間楕円柱状の箱形コア１２を組み合わせてなるインダクタであり、断面Ｔ字形コア１１は楕円の鍔１１ｂと該鍔１１ｂの平面中心より立設するコイル装着軸１１ａと該コイル装着軸１１ａに巻回あるいは装着するコイル１３（図中では分離表示）と、前記断面Ｔ字形コア１１とコイル１３を収納する楕円柱状の空間を有す箱形コア１２と端子１４から構成されるインダクタである。本発明のインダクタは、図２に示すとおり、断面Ｔ字形コア１１の鍔１１ｂ側面と内空間楕円柱状の箱形コア１２の内壁１２ａを係合させて、インダクタに閉磁路と開磁路を形成し、直流電流に対するインダクタンス値が電源無負荷時に高いインダクタンス値、所定の電流では必要とするインダクタンス値を得ることができる。
【００１３】
本発明に係るコアが楕円形状ある理由は、上記説明の電源回路内の電流が微少の時に高いインダクタンス値、定格電流時に必要なインダクタンス値が、コアの寸法公差により左右されることなく得られる最良な方策であり、図３を用いてこれを説明する。
【００１４】
図３は、断面Ｔ字型コアの楕円鍔と箱形コアの楕円柱状内空間を形成する内壁との係合状態の一例を示したものであり、図３（ａ）は箱形コアと断面Ｔ字形コアがそれぞれ寸法規格中心値の場合の係合を表したものであり、箱形コアの楕円内空間の長手方向を０°基準とした場合、断面Ｔ字型コアの楕円鍔２１Ｓの長手方向中心が前記箱形コアの内壁２２Ｓが楕円柱状内空間の長手方向に対し約２２°の角度で係合する。また、図３（ｂ）は箱形コアの寸法公差最大値、断面Ｔ字形コアの寸法公差最小値になった場合の係合を示し、断面Ｔ字型コアの楕円鍔２１Ｌと箱形コアの内壁２２Ｕは約３３°角度で係合する。図３（ｃ）は箱形コアの寸法公差最小値、断面Ｔ字形コアの寸法公差最大値になった場合の係合を示し、断面Ｔ字型コアの楕円鍔２１Ｕと箱形コアの内壁２２Ｌは約１２°角度で係合する。
【００１５】
すなわち、図３に示したコアの組み合わせの一例のように、楕円形状同士の組み合わせにより、コアの寸法公差に左右されることのない本発明の特性を満足するインダクタが作製でき、電源無負荷時にインダクタンス値が高く、定格電流時に所要インダクタンス値となり、電源の待機電力削減を可能とする。
【００１６】
図４は本発明のインダクタの構造の一例を示したので、断面Ｔ型コア３１と箱形コア３２の係合は、最終的には接着剤においてその係合を固定するものであるが、インダクタの作製作業時の衝撃，接着剤硬化時に起こる膨張等により断面Ｔ型コアが可動し、断面Ｔ型コア３１の鍔側面３１ｃと箱形コア３２の内空間側壁３２ａの係合箇所がなくなる可能性があり、前記断面Ｔ型コア３１の可動を抑える方法として、箱形コア３２に取り付ける端子３４を使用する。
【００１７】
図４のインダクタは、断面Ｔ形コア３１の外周に直線部を有す略楕円形の鍔と箱形コア３２の内空間をなす内壁３２ａが係合しており、箱形コア３２の側面と上面および底面に係る端子３４が備わり、該端子の上面に位置する端子の先端部３４ｃが、断面Ｔ形コア３１の外周に直線部を有す略楕円形の鍔側面３１ｃに係合し、断面Ｔ形コア３１の可動を抑制でき、コアの係合を保持することができる。
【００１８】
図５に本発明の特性例を示す。コアの材質はＮｉ系フェライトを使用し、断面Ｔ字形コアの寸法は楕円鍔形状４．０５ｍｍ×３．１５ｍｍ、鍔厚０．４ｍｍ、コイル巻装軸径１．３ｍｍ、軸長さ１．０ｍｍとした。箱型コアは、外形４．９ｍｍ×４．９ｍｍ、高さ１．７５ｍｍ、楕円柱状内空間形状４．４ｍｍ×３．５ｍｍ、深さ１．４ｍｍとした。
【００１９】
コイルは、断面Ｔ字形コアの装着軸に０．０７φを１２０ターン巻回し、１０ｋＨｚにおける直流重畳特性を測定した。本発明は図２に示す断面Ｔ形コアの鍔と箱形コアの内壁を係合させた。比較例は、断面Ｔ形コアの鍔と箱形コアの内壁が係合せず一定の隙間を設けた従来技術のインダクタとしている。
【００２０】
図５の直流重畳特性より、本発明は電源の無負荷時に対応する直流電流０Ａ近辺で４８０μＨのインダクタンスを発生させている。一方、従来のインダクタである比較例は電流に対し変動が小さく、直流電流０Ａ時に本発明の半分の２４０μＨのインダクタンスしか発生させていない。すなわち、電源の無負荷時に回路内のスイッチング性を保つための待機電流が、単純計算で従来例と同じ特性を有す比較例に比べ、本発明は半分とすることができ、待機電流の低減が可能であり電源の待機電力を低減できる。
【００２１】
実施例では、断面Ｔ形コアのコイル装着軸を円形としているが特に限定するものではない。また、断面Ｔ型のコアの鍔と箱形コアの内壁との係合作業性を向上させるために、鍔の平面部に凸凹を設けること、断面Ｔ形コアの装着軸先端が当接する箱形コアの内空間底面に凹を設けても良い。また、上述では箱形コアの内空間開口部が上方にあるが、箱形コアの内空間開口部と下面とする構造であって良い。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のインダクタを使用することにより、電源の待機電力の消費を確実に下げることができ、機器の動作時間を伸ばすこと、機器の電力消費の低減を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインダクタの分解斜視図
【図２】本発明のインダクタの平面図
【図３】本発明のインダクタにおけるコアの係合を示す略表現平面図
【図４】本発明のインダクタのコアの係合の可動を抑制する端子を示す平面図
【図５】本発明のインダクタの直流重畳特性図
【図６】従来のインダクタの分解斜視図
【図７】従来のインダクタの断面図
【図８】従来のインダクタの直流重畳特性図
【符号の説明】
１１  断面Ｔ形コア
１１ａ  コイル装着軸
１１ｂ  楕円鍔
１２  箱型コア
１３  コイル
１４  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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【図８】
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