(57)【要約】【課題】コアを内蔵したホルダーの外周に巻線を施して形成したインダクタ装置では、巻線に可聴域周波数帯の電流が流れた際に、コアが磁歪によって収縮あるいは伸長等の形状変動を生じ、このためにコアがホルダー内で移動してしまい、ホルダー内壁面に衝突することによって異音が発生していたが、この異音の発生を防止、もしくはホルダー外部への伝達を抑制することで、利用者に対して不快感を与えることがない製品価値の高いインダクタ装置を提供する。【解決手段】枠状に形成したホルダー１２内にコア１１を挿入して、ホルダー１２外周に巻線１３を施すとともに、このコア１１をホルダー１２内でホルダー１２内壁面に接触しないように複数の突起１６等によって中空状に保持する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠状に形成されたホルダーと、
このホルダー内に少なくとも一部が挿入されるコアと、
このコアを前記ホルダー内に中空状に保持する保持手段と、
前記ホルダーの外周に巻回される巻線とを具備し、
前記保持手段にて前記コアを前記ホルダー内壁面に対して非接触もしくは点状接触状態に保持させることを特徴とするインダクタ装置。
【請求項２】
前記ホルダーを筒状で且つ環状に形成し、このホルダー内に環状に形成されたコアを収納するとともに、このホルダー内に充填材を充填させることにより前記コアを前記ホルダーに対して中空状に保持することを特徴とする請求項１記載のインダクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チョークコイルやトランス等のインダクタ装置に係り、特にコアの外周に配置される巻線を保持するホルダーとコアとを非接触もしくは接触面積を少なくして、コアとホルダーとの間で発生する異音を防止するようにしたインダクタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、音響機器や家電製品及び事務機器等には、スイッチングレギュレータ回路が使用されており、このスイッチングレギュレータ回路には、チョークコイルや高周波トランス等のインダクタ装置が多用されている。
【０００３】
このスイッチングレギュレータ回路は、例えば図６に示すように、交流電源６１に接続された４つのダイオードからなるブリッジ整流回路６２によって交流電圧を整流し、この整流された整流電圧を整流回路６２出力端に接続されたコンデンサ６３によって平滑化して直流電圧とし、この直流電圧をインバータ回路６４を構成する高周波トランス６５の１次巻線６６、及びスイッチングトランジスタ６７のコレクタ−エミッタ通路の直列回路に供給している。
【０００４】
この高周波トランス６５の２次巻線６８間には、互いに逆極性に接続された２個のダイオード６９，７０が直列に接続されており、スイッチングトランジスタ６７がオンのときには、高周波トランス６５を介してダイオード６９がオンとなり、スイッチングトランジスタ６７がオフのときにはダイオード７０がオンとなる。このダイオード６９，７０の接続中点にはパルス状の出力電圧が発生し、この電圧をチョークコイル７１とコンデンサ７２からなるフィルタ回路７３によって平滑化し、この平滑された直流電圧を負荷回路７４に供給している。
【０００５】
このフィルタ回路７３の出力端には、直列に接続された抵抗７５，７６からなる分圧器７７が接続され、この分圧器７７の中点は帰還増幅器７８の一方入力端と接続され、この帰還増幅器７８の他方入力端には、基準電圧電源７９が接続されている。この帰還増幅器７８によって負荷回路７４に供給される出力電圧を分圧した電圧と基準電圧電源７９の電圧とを比較し、この比較電圧をフォトカプラ８０を構成する発光ダイオード８１に印加する。
【０００６】
この発光ダイオード８１は印加される電圧に基づいて発光量を変化して、フォトカプラ８０を構成するフォトトランジスタ８２を駆動する。このフォトトランジスタ８２にはパルス幅制御回路８３が接続されているので、発光ダイオード８１の発光量に応じてフォトトランジスタ８２のコレクタ−エミッタ通路を流れる電流値が変化することで、パルス幅制御回路８３を制御している。このパルス幅制御回路８３の出力はスイッチングトランジスタ６７のベースに供給され、スイッチングトランジスタ６７のオンオフ時間を制御している。
【０００７】
従って、スイッチングトランジスタ６７のスイッチング動作を制御することによって高周波トランス６５の１次電流を可変し、２次巻線６８に接続されたダイオード６９，７０のスイッチング動作によって得られるパルスのデューティを制御することで、負荷回路７４に供給する直流電圧を安定化している。
【０００８】
このようなスイッチングレギュレータ回路に使用されるインダクタ装置、例えばチョークコイル７１は、図７に示すように、環状に形成されたコア８４の外周に合成樹脂によって成形されたホルダー８５を介してトロイダル状に巻回されたポリウレタン線等の図中破線で示す巻線８６を備えた構成を採っている。
【０００９】
即ち、環状に形成されたフェライト等から構成されるコア８４の外周に、同様に環状に合成樹脂にて成形された一対の有底上蓋８７及び下蓋８８を嵌合させて構成したホルダー８５をコア８４とホルダー８５内壁面とが密着するように配置し、このホルダー８５の外周にトロイダル状にポリウレタン等の被覆電線を巻回して巻線８６とし、インダクタ装置を構成している。
【００１０】
このように構成されたインダクタ装置においても、十分に初期の目標としているインダクタンスを確保することが可能であり、このために広く実用に供されている。しかしながら、このコア８４材として磁歪の大きなフェライトや鉄系アモルファスを使用し、この巻線８６に可聴域周波数帯の電流を流した場合には、コア８４の収縮動作によってコア８４が形状変動を起こし、この形状変動に伴って発生するコア８４の振動がホルダー８５に伝達されることによって異音が発生する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような異音は、コア８４がホルダー８５内壁との広い接触面積を有しているために、ホルダー８５を介して外部に漏洩して、この音が音響機器や家電・事務機器等を使用している利用者にまで到達し、異音として認識されてしまうこととなり、この結果、利用者に不快感を与えるばかりでなく、製品価値をも低下させる要因となっている。
【００１２】
この異音を防止するためには防音対策を講じる必要があるが、この防音対策には多大な費用と時間がかかり、安価で高性能な製品を利用者に提供することが極めて難しかった。
【００１３】
本発明は、このような課題に対処してなされたものであり、予め異音が発生しにくい構成とすることにより、別途特別に防音対策を講じる必要のないインダクタ装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、枠状に形成されたホルダーと、このホルダー内に少なくとも一部が挿入されるコアと、このコアをホルダー内に中空状に保持する保持手段と、ホルダーの外周に巻回される巻線とを備え、この保持手段にてコアをホルダー内壁面に対して非接触もしくは点状接触状態に保持させるように構成している。
【００１５】
このように構成することによって、使用するコアに例え磁歪が発生してコアが収縮もしくは伸長したとしても、コアの形状変動に伴うコアの振動をホルダーに伝達され難くして異音が発生しないように、もしくは例え発生したとしても、ホルダーを介して外部に漏洩し難くすることができ、利用者に不快感を与えることがない。
【００１６】
また、ホルダー内にガス等の充填材を充填させてコアを中空状に保持するように構成した場合には、コアをホルダーに対して非接触状態に保持することが可能となり、異音の発生を根本から解消させることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインダクタ装置について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
なお、本発明に係るインダクタ装置の使用に好適なスイッチングレギュレータ回路の構成については、図６の構成と同様なので、その詳細な説明は省略する。
【００１９】
本発明に係るインダクタ装置、例えばチョークコイルは、図１乃至図３に示すように、環状に形成されたコア１１の外周に合成樹脂によって半割状に成形された環状のホルダー１２を介してトロイダル状に巻回されたポリウレタン線等の図中破線で示す巻線１３を備えた構成を採っている。
【００２０】
即ち、環状に形成されたフェライト等から構成されるコア１１の外周に、同様に環状に合成樹脂にて成形された一対の有底上蓋１４及び下蓋１５を嵌合させて構成した全体が筒状のホルダー１２を配置している。このホルダー１２の内壁面には、上蓋１４及び下蓋１５同士内の対向する内壁面に複数の突起１６が交互に、且つそのコア１１の進入方向に沿って平行となるように配設されている。この突起１６のコア１１の進入方向端部には、その進入方向に対して内側に傾斜する斜面１７が形成されており、この突起１６間にコア１１がホルダー１２内壁面に対して非接触もしくは点状接触状態に保持されている。このホルダー１２の外周には、ポリウレタン等によって絶縁被覆された被覆電線をトロイダル状に巻回して巻線１３を形成して、インダクタ装置が構成されている。
【００２１】
このように構成することで、巻線１３に２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ程度、例えば１ｋＨｚの可聴域周波数帯の電流が流れて、コア１１が磁歪によって収縮し形状変動を生じたとしても、コア１１は突起１６によって中空状に保持されているために、コア１１が直接ホルダー１２の内壁面と接触することがないので、異音の発生が防止される。
【００２２】
またこの際に、コア１１の収縮が大きくなって突起１６との係止状態が解除されて、ホルダー１２内でコア１１の移動が生じたとしても、コア１１は突起１６間で移動を繰返すだけに止まり、直接ホルダー１２内壁面と広い面積をもって接触することはなく、例えコア１１が突起１６と移動による接触をしたとしても、この接触は点もしくは線の点状接触状態である。このためにコア１１外周面とホルダー１２内周面とが広範囲に密接する状態を回避することができ、コア１１と突起１６との衝突による異音の伝達は僅少となる。この結果、異音がホルダー１２外部にまで伝達されることがなく、例え伝達があったとしても極めて微弱なものであり、このため利用者が異音に気をとめるおそれは殆どない状態にまで改善することが可能である。
【００２３】
また、ホルダーの内壁面に複数の突起を形成して、コアをホルダー内壁面に対して中空状に保持するように構成した場合には、簡単な構成で確実に異音の発生を抑制することが可能となる。
【００２４】
ここで、図１で図示した突起１６は、ホルダー１２内壁の途中で終っているが、この突起１６をホルダー１２底面部分にまで延在させれば、更に防止効果が向上することは明らかである。
【００２５】
また、この突起１６をコア１１の進入時に最初にコア１１と接触する部分を、ホルダー１２内壁面から中央部分方向に向かうに従って、ホルダー１２底面方向に傾斜する傾斜面１７とすることで、コア１１を保持する際のコア１１の進入及び保持が一層容易に且つ確実に行うことができる。
【００２６】
更に、突起１６をホルダー１２内壁面の対向する面に交互に配置して、コア１１を保持するようにしているので、コア１１はホルダー１２内壁面と略等距離に離間した状態のホルダー１２の中間位置で中空状態に安定して保持させることができる。
【００２７】
また、これらインダクタ装置は、図１に示したチョークコイルの例に限定されることなく、高周波トランス等にも適用することが可能である。
【００２８】
即ち、図４及び図５に示すように、両端に鍔部２１，２２を有し、少なくともその一方の鍔部２２に複数の端子２３を植設した、中央部分に角型もしくは円形状の筒体２４を有する合成樹脂からなるホルダー１２を形成する。このホルダー１２の筒体２４部分外周には、１次及び２次巻線、必要であればその他の巻線を巻回した巻線１３を配置して、これら巻線１３を鍔部２２に設けた所定の端子２３と半田付接続される。この筒体２４の対向する内壁部分には、夫々内方向に突出する突起１６を設け、筒体２４内壁全体では複数の突起１６を配置している。この筒体２４内部には、板状の珪素鋼板を積層して形成した一対のＥ型コア１１の中央脚２５が互いに対向するように挿入され、また両外脚２６はホルダー１２の両側に配置されて、インダクタ装置を構成している。
【００２９】
このように構成することで、可聴域周波数帯の電流が巻線に流れてコア１１が磁歪によって収縮したとしても、コア１１の中央脚２５は突起１６によって保持されており、コア１１が直接ホルダー１２の内壁面と接触することがなく、ホルダー１２内でホルダー１２内壁面に対して中空状に保持されるために、異音の発生が防止、もしくは僅少な伝達に抑制される。
【００３０】
この際に、前述のチョークコイルの場合と同様に、コア１１の収縮が大きくなって突起１６との係止状態が解除され、コア１１がホルダー１２内で移動したとしても、コア１１は突起１６間で衝突を繰返すことになるために、コア１１は突起１６と点もしくは線の点状接触状態となり、コア１１外周面とホルダー１２内周面とが広範囲に密接する状態を回避することができ、コア１１とホルダー１２内壁面との密着による異音の伝達はなく、突起１６を介しての伝達となるので、発生した異音がホルダー１２外部にまで伝達されることがなく、例え伝達されたとしても僅少なものとなるため、利用者が異音を感知するおそれは極めて小さなものにすることができる。
【００３１】
なお、上記説明では、コア１１としてＥ型コア１１の組合せの場合について説明したが、このインダクタ装置に使用されるコア１１の形状としては、Ｅ型コア１１の他にＥＩ型コア１１の組合せにも適用可能で、この場合も同様な効果を発揮させることができる。また、コア１１の形状を角型の場合について説明しているが、断面円形もしくは楕円形のコア１１の場合であっても、同様に構成し得て、同様な効果を発揮させることができる。更に突起１６は点状もしくは軸方向に長い線状の突起１６として構成することも可能で、上記チョークコイルの場合と同様に、突起１６に傾斜面１７を設けることも可能である。
【００３２】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることはなく、例えばコア材として磁歪によって収縮するもの以外に伸長する性質の材料を使用した場合にも適用することができ、突起自体に弾力性を付与しておけば、これら磁歪による収縮・伸長に基づくコアの移動をより一層確実に抑制することが可能であり、またインダクタ装置としてはチョークコイルや高周波トランス以外のマッチングトランスや出力トランス等も対象とすることができる。
【００３３】
更に、突起とコアとは常時接触させておく必要はなく、両者間に僅かな隙間を設けて配置することも可能であり、また突起に代えてガス等の気体や不燃性の液体等の充填材をホルダー内に充填させて、コアをホルダーに対して中空状に保持させることにより、異音の発生自体を解消させることも可能であり、気体や液体の代わりに弾性シート材を介在させたり、別材の突起状の保持材を介在させるように構成することも可能で、その他種々の応用や変形が可能なことは言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、コアの磁歪による収縮もしくは伸長によるコア形状の変化に基づいて発生するコアの振動がホルダーに伝達されることによって発生する異音の外部への伝達を防止することができ、また例え異音が発生したとしても、この異音をホルダー外部に伝達し難くすることによって、利用者に不快感を与えることがなく、このため製品価値を向上させることが可能なインダクタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインダクタ装置を示す分解斜視図。
【図２】同じくインダクタ装置を示す斜視図。
【図３】同じくインダクタ装置を示す断面図。
【図４】同じくインダクタ装置の他の構成の一部を断面で示す分解側面図。
【図５】同じくインダクタ装置を示す断面図。
【図６】一般に使用されているスイッチングレギュレータ回路を説明するための回路図。
【図７】従来のインダクタ装置を示す分解斜視図。
【符号の説明】
１１：コア
１２：ホルダー（保持手段）
１３：巻線
１６：突起
１７：斜面
【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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