(57)【要約】【課題】磁気抵抗を上げて所望のインダクタンス及び直流重畳特性を得ることができ、耳障りな音が発生しない閉磁路型インダクタを提供する。【解決手段】上側のＥ型コア１と下側のＩ型コア２とを組み合わせて、閉磁路コアが構成されている。Ｅ型コア１の透磁率よりもＩ型コア２の透磁率を小さくして、磁気抵抗を上げて所望のインダクタンスを得る。Ｅ型コア１の中央脚１ａ及び外側脚１ｂ，１ｂは長さが等しくて、中央脚１ａとＩ型コア２との間には空隙部が存在せず、可聴周波数帯域で負荷変動が生じて磁歪が発生した場合でも、コアが上下に撓んで振動するようなことはなく、耳障りな音も発生しない。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｅ型コアとＩ型コアとによって閉磁路が構成される閉磁路型インダクタにおいて、前記Ｅ型コアの透磁率よりも前記Ｉ型コアの透磁率が小さいことを特徴とする閉磁路型インダクタ。
【請求項２】
前記Ｅ型コアと前記Ｉ型コアとが、フィラーを混ぜた接着剤にて接合されていることを特徴とする請求項１記載の閉磁路型インダクタ。
【請求項３】
前記Ｅ型コアはダスト系材料にて形成され、前記Ｉ型コアはＮｉＺｎ系材料にて形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の閉磁路型インダクタ。
【請求項４】
前記Ｅ型コアはＭｎＺｎ系材料にて形成され、前記Ｉ型コアはＮｉＺｎ系材料にて形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の閉磁路型インダクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の電子機器に使用されるインダクタに関し、特に、上側のＥ型コアと下側のＩ型コアとによって閉磁路が構成される閉磁路型インダクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器のＤＣ−ＤＣコンバータ等に用いられるインダクタには、低背化が強く要求されている。また、高密度での実装化が進んで他の部品または回路が近接するような場合には、インダクタからの漏洩磁束が他に与える影響を無視できず、漏洩磁束の低減も重要な課題となっている。漏洩磁束を低減するために、インダクタの磁束の経路である磁路内の空隙（ギャップ）を小さくして、漏洩磁束を低減する閉磁路型インダクタが良く知られている。そして、閉磁路型インダクタでは、低背化を図るために、上下に分割される上側のＥ型コアと下側のＩ型コアとによって閉磁路コアが構成されることが一般的である。
【０００３】
図５は、従来の閉磁路型インダクタの構成を示す断面図である。この閉磁路型インダクタのコアは、Ｅ形状をなす上側のＥ型コア１１と、Ｉ形状をなす下側のＩ型コア１２とを組み合わせて構成されている。Ｅ型コア１１は、円柱状の中央脚１１ａ及びその両側の角柱状の外側脚１１ｂ，１１ｂの一方の端部を、板状の接続部１１ｃに一体接続させた構成をなしている。
【０００４】
中央脚１１ａと外側脚１１ｂ，１１ｂとの間で、中央脚１１ａの周囲にコイル１３が巻回されている。板状をなすＩ型コア１２に、外側脚１１ｂ，１１ｂの他方の端部を付き合わせて閉磁路を構成している。中央脚１１ａの長さは外側脚１１ｂ，１１ｂの長さよりも短くされており、中央脚１１ａはＩ型コア１２に接触しておらず、両者の間は空隙部２０となっている。
【０００５】
このような構成の閉磁路型インダクタをＤＣ−ＤＣコンバータ等に用いた場合、直流電流に重畳された三角波状の交流電流がインダクタに流れる。そこで、直流重畳特性を確保するために、中央脚１１ａの長さを外側脚１１ｂ，１１ｂよりも短くして、中央脚１１ａとＩ型コア１２との間に空隙部２０を設けることにより、磁気抵抗を上げてインダクタンスを下げ、直流電流が流れても磁気飽和しないようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の閉磁路型インダクタを用いたＤＣ−ＤＣコンバータに、可聴周波数帯域で周期的に変動するような負荷が接続された場合、負荷変動に同期した音がインダクタから発生することがある。可聴周波数帯域で負荷変動が生じると、インダクタに流れる電流も同期して変動し、インダクタのコア内部に磁気的なひずみ（磁歪）が発生する。ここで中央脚１１ａが外側脚１１ｂ，１１ｂに比べて短いため、負荷変動に同期して発生した磁歪によってコアが容易に上下に撓んで振動して、耳障りな音が発生する。
【０００７】
このような音の発生を防止するために、空隙部２０にスペーサを挿入し中央脚１１ａと外側脚１１ｂ，１１ｂとの長さを等しくすることが考えられるが、生産の効率及び安定性の面から考えて適切な構成とは言い難い。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、従来例のような空隙部を設けない、或いは従来に比べてわずかな空隙部によって、磁気抵抗を上げて所望のインダクタンス及び直流重畳特性を得ることができる閉磁路型インダクタを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の他の目的は、空隙部を設けない、或いはわずかな空隙部でも良いのでＥ型コアの中央脚と外側脚とを同じ長さで構成することができ、音の発生を抑えることができる閉磁路型インダクタを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る閉磁路型インダクタは、Ｅ型コアとＩ型コアとによって閉磁路が構成される閉磁路型インダクタにおいて、前記Ｅ型コアの透磁率よりも前記Ｉ型コアの透磁率が小さいことを特徴とする。
【００１１】
第１発明の閉磁路型インダクタにあっては、上側のＥ型コアの透磁率よりも小さな透磁率を持つ下側のＩ型コアを用いることにより、磁気回路の磁気抵抗が上がり、空隙部を設けなくても所望の直流重畳特性が得られる。従って、従来例のように中央脚を外側脚より短くする必要はなく、中央脚と外側脚とは等しい長さになる。この結果、可聴周波数帯域で負荷変動が生じても、磁歪によってコアが上下に撓んで振動することがなく、音も発生しない。
【００１２】
第２発明に係る閉磁路型インダクタは、第１発明において、前記Ｅ型コアと前記Ｉ型コアとが、フィラーを混ぜた接着剤にて接合されていることを特徴とする。
【００１３】
第２発明の閉磁路型インダクタにあっては、上側のＥ型コアと下側のＩ型コアとの突き合わせ面間に塗布する接着剤に、適切な径のフィラーを混ぜておき、両コアの接着と同時にコア間にフィラーによる空隙が設けられるようにする。小さな透磁率を持つ下側のＩ型コアとフィラーによるわずかな空隙とによって磁気回路の磁気抵抗を上げて、大きな空隙部を設けなくても所望の直流重畳特性を得る。中央脚と外側脚とを等しい長さで構成できるため、可聴周波数帯域で負荷変動が生じても、磁歪によってコアが上下に撓んで振動することがなく、音も発生しない。また、混入するフィラーの径に応じて、インダクタンスの微調整が可能である。
【００１４】
第３発明に係る閉磁路型インダクタは、第１または第２発明において、前記Ｅ型コアはダスト系材料にて形成され、前記Ｉ型コアはＮｉＺｎ系材料にて形成されていることを特徴とする。
【００１５】
第３発明の閉磁路型インダクタにあっては、磁束が集中する中央脚を含む上側のＥ型コアに飽和磁束が高いダスト系材料を使用し、端子が形成される下側のＩ型コアに絶縁抵抗が高いＮｉＺｎ系材料を使用する。よって、簡単な構造にて良好な直流重畳特性が得られる。
【００１６】
第４発明に係る閉磁路型インダクタは、第１または第２発明において、前記Ｅ型コアはＭｎＺｎ系材料にて形成され、前記Ｉ型コアはＮｉＺｎ系材料にて形成されていることを特徴とする。
【００１７】
第４発明の閉磁路型インダクタにあっては、磁束が集中する中央脚を含む上側のＥ型コアにコア損失が少ないＭｎＺｎ系材料を使用し、端子が形成される下側のＩ型コアに絶縁抵抗が高いＮｉＺｎ系材料を使用する。よって、簡単な構造であっても、低損失で良好な直流重畳特性が得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
（第１実施の形態）
図１〜図３は、本発明の第１実施の形態に係る閉磁路型インダクタの構成を示しており、図１はその閉磁路型インダクタの構成を示す断面図、図２（ａ），（ｂ）は閉磁路型インダクタのＥ型コア１の平面図，断面図、図３（ａ），（ｂ）は閉磁路型インダクタのＩ型コア２の平面図，断面図である。
【００１９】
この閉磁路型インダクタのコアは、その断面がＥ形状をなす上側のＥ型コア１と、Ｉ形状をなす下側のＩ型コア２とを組み合わせて構成されている。Ｅ型コア１は、円柱状の中央脚１ａ（直径：４．９ｍｍ，長さ：３．１６ｍｍ）及びその両側の角柱状の外側脚１ｂ，１ｂ（幅：１．０ｍｍ，長さ：３．１６ｍｍ）の一方の端部を、板状の接続部１ｃ（長辺：１２．８ｍｍ，短辺：９．５ｍｍ，厚さ：０．９２ｍｍ）に一体接続させ構成をなしている。このＥ型コア１は、大電流を流しても磁気飽和しない良好な磁気特性を有するセンダストなどのダスト系材料またはＭｎＺｎ系材料にて形成されている。
【００２０】
Ｉ型コア２（長辺：１２．８ｍｍ，短辺：９．５ｍｍ，厚さ：０．９２ｍｍ）は板状をなしており、絶縁抵抗が高いＮｉＺｎ系材料にて形成されている。そして、Ｅ型コア１の透磁率よりもＩ型コア２の透磁率が小さい。
【００２１】
中央脚１ａと外側脚１ｂ，１ｂとの間で、中央脚１ａの周囲にコイル３が巻回されている。Ｉ型コア２に、外側脚１ｂ，１ｂの他方の端部を付き合わせて閉磁路を構成している。中央脚１ａの長さと外側脚１ｂ，１ｂの長さとは等しく、中央脚１ａもＩ型コア２に接触しており、従来例に見られるような空隙部２０（図５参照）は存在しない。
【００２２】
このような構成の閉磁路型インダクタにあっては、下側のＩ型コア２の透磁率を上側のＥ型コア１の透磁率よりも小さくすることにより、磁気抵抗を上げて所望のインダクタンスを実現できるようにしたので、従来例のような空隙部２０（図５参照）を設ける必要がない。そして、空隙部２０は存在しないため、中央脚１ａと外側脚１ｂ，１ｂとは長さが等しくなり、可聴周波数帯域で負荷変動が生じて磁歪が発生した場合でも、コアが上下に撓んで振動するようなことはなく、この結果、耳障りな音も発生しない。
【００２３】
（第２実施の形態）
図４は、本発明の第２実施の形態に係る閉磁路型インダクタの構成を示す断面図である。図４において、図１と同一部分には同一符号を付している。
【００２４】
第１実施の形態と同様に、中央脚１ａ，外側脚１ｂ，１ｂ及び接続部１ｃを一体化させてなる上側のＥ型コア１と、下側のＩ型コア２とによって閉磁路コアが構成されている。また、第１実施の形態と同様、Ｅ型コア１はダスト系材料またはＭｎＺｎ系材料にて形成され、Ｉ型コア２はＮｉＺｎ系材料にて形成されており、Ｉ型コア２の透磁率はＥ型コア１の透磁率より小さい。
【００２５】
Ｅ型コア１とＩ型コア２との突き合わせ面間には、フィラー４を混ぜた接着剤５が塗布されている。即ち、Ｅ型コア１の中央脚１ａ及び外側脚１ｂ，１ｂの端面とＩ型コア２の上面とが、フィラー４入りの接着剤５にて接合されている。
【００２６】
このフィラー４の存在によって、Ｅ型コア１，Ｉ型コア２間にわずかな空隙を設けている。設定する空隙の長さに略等しい径を持つフィラー４を使用する場合には、空隙の設定とＥ型コア１及びＩ型コア２の接着とを同時に行うことができて、量産性の向上を図れる。また、混入するフィラーの径に応じて空隙の長さを調節できるため、インダクタンスの微調整が可能である。但し、接着強度及び接着作業性を考慮した場合、使用するフィラー４の直径は０．０５ｍｍ以下であることが望ましい。
【００２７】
このような構成の閉磁路型インダクタにあっては、下側のＩ型コア２の透磁率を上側のＥ型コア１の透磁率よりも小さくすることで磁気抵抗を上げ、更にフィラー４によりわずかな空隙を設けることで磁気抵抗を上げて、所望のインダクタンスを実現できるようにしたので、従来例のような空隙部２０（図５参照）を設ける必要がない。そして、中央脚１ａ及び外側脚１ｂ，１ｂとＩ型コア２との間に同じ厚さの接着剤５が設けられているので、中央脚１ａと外側脚１ｂ，１ｂとの長さを等しくでき、第１実施の形態と同様に、可聴周波数帯域で負荷変動が生じて磁歪が発生した場合でも、コアが上下に撓んで振動するようなことはなく、この結果、耳障りな音も発生しない。
【００２８】
次に、本発明及び従来技術による閉磁路型インダクタの具体的な構成例、インダクタンス及び音発生の有無について説明する。
【００２９】
まず、前述した従来技術における閉磁路型インダクタ（磁気抵抗を上げるために空隙部２０を設けた例：図５参照）を、Ｅ型コア１，Ｉ型コア２の材料を異ならせて２種類（従来例１，２）作製した。また、Ｉ型コア２の透磁率をＥ型コア１の透磁率以上として、空隙部２０を設けない閉磁路型インダクタを、Ｅ型コア１，Ｉ型コア２の材料を異ならせて２種類（比較例１，２）作製した。また、上述した第１実施の形態による本発明の閉磁路型インダクタを、Ｅ型コア１，Ｉ型コア２の材料を異ならせて２種類（本発明例１，２）作製した。更に、上述した第２実施の形態による本発明の閉磁路型インダクタを、Ｅ型コア１，Ｉ型コア２の材料を異ならせて２種類（本発明例３，４）作製した。このような８種類（従来例１，２、比較例１，２、本発明例１〜４）の閉磁路型インダクタの設計仕様及び特性を下記表１に示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
従来例１，２では、中央脚１１ａに空隙部２０を設けることにより、所望のインダクタンス（１μＨ）を実現できているが、可聴周波数帯域での負荷急変に伴うコアの振動によってインダクタから音が発生する。比較例１，２では、空隙部２０を設けないで中央脚１ａ及び外側脚１ｂ，１ｂの長さを等しくすることはできるが、Ｉ型コア２の透磁率をＥ型コア１の透磁率以上としているため、インダクタンスを小さくすることができず、所望のインダクタンス（１μＨ）を達成できない。
【００３２】
これに対して、本発明例１，２では、Ｉ型コア２の透磁率をＥ型コア１の透磁率よりも小さくすることにより、磁気抵抗を上げて所望のインダクタンス（１μＨ）を実現している。更に従来例のような空隙部２０を設ける必要がないので、中央脚１ａと外側脚１ｂ，１ｂとは長さが等しく、可聴周波数帯域で負荷変動が生じて磁歪が発生した場合でも、コアが上下に撓んで振動するようなことはなく、インダクタから音は発生しない。
【００３３】
また、本発明例３，４では、Ｉ型コア２の透磁率をＥ型コア１の透磁率よりも小さくすると共に０．０５ｍｍのフィラー４入りの接着剤５を用いて図４に示す空隙を設けることにより、磁気抵抗を上げて所望のインダクタンス（１μＨ）を実現している。従来例のような空隙部２０を設ける必要がなく、中央脚１ａ及び外側脚１ｂ，１ｂとＩ型コア２との間に同じ厚さの接着剤５が設けられているので、中央脚１ａと外側脚１ｂ，１ｂとは長さが等しく、第１実施の形態と同様に、可聴周波数帯域で負荷変動が生じて磁歪が発生した場合でも、コアが上下に撓んで振動するようなことはなく、インダクタから音は発生しない。この場合、空隙はフィラー４の径０．０５ｍｍによって中央脚１ａと外側脚１ｂとに存在するので、トータル空隙は０．１ｍｍとなる。
【００３４】
なお、上述した実施の形態では、Ｅ型コア１の全体をダスト系材料またはＭｎＺｎ系材料にて形成するようにしたが、磁束が集中する中央脚１ａのみを磁気特性が良好であるダスト系材料またはＭｎＺｎ系材料にて形成するようにしても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明では、上側のＥ型コアの透磁率よりも下側のＩ型コアの透磁率を小さくするようにしたので、従来のような大きな空隙部を設けなくても磁気抵抗を上げて所望のインダクタンス及び直流重畳特性を得ることができ、また、空隙部を設けなくても良いので、Ｅ型コアの中央脚と外側脚とを同じ長さで構成することができ、可聴周波数帯域で負荷変動が生じても音の発生を抑えることができる。
【００３６】
また、本発明では、上側のＥ型コアと下側のＩ型コアとを適切な径のフィラーを混ぜた接着剤にて接合するようにしたので、両コアの接着と同時にコア間にフィラーによって小さな空隙を設けることができ、従来のような大きな空隙部を設けなくても、小さな透磁率を持つＩ型コアとフィラーによる小さな空隙とにより磁気回路の磁気抵抗を上げて所望のインダクタンス及び直流重畳特性を得ることができ、また、Ｅ型コアの中央脚と外側脚とを等しい長さで構成できるため、可聴周波数帯域で負荷変動が生じても音の発生を抑えることができ、更に、混入するフィラーの径に応じて、インダクタンスの微調整を行うことができる。
【００３７】
また、本発明では、磁束が集中する中央脚を含む上側のＥ型コアに飽和磁束が高いダスト系材料を使用し、端子が形成される下側のＩ型コアに絶縁抵抗が高いＮｉＺｎ系材料を使用するようにしたので、簡単な構造にて良好な直流重畳特性を得ることができる。
【００３８】
更に、本発明では、磁束が集中する中央脚を含む上側のＥ型コアにコア損失が少ないＭｎＺｎ系材料を使用し、端子が形成される下側のＩ型コアに絶縁抵抗が高いＮｉＺｎ系材料を使用するようにしたので、簡単な構造であっても、低損失で良好な直流重畳特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態に係る閉磁路型インダクタの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の閉磁路型インダクタのＥ型コアの平面図，断面図である。
【図３】本発明の閉磁路型インダクタのＩ型コアの平面図，断面図である。
【図４】第２実施の形態に係る閉磁路型インダクタの構成を示す断面図である。
【図５】従来の閉磁路型インダクタの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１　Ｅ型コア
１ａ　中央脚
１ｂ　外側脚
１ｃ　接続部
２　Ｉ型コア
３　コイル
４　フィラー
５　接着剤
【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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