(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒部及び内筒部からなり、前記外筒部と前記内筒部とが一端で封止され、他端に開放部を有するケース部と、前記外筒部と前記内筒部との間隙に挿入されたコア部と、中心部に孔を有し、前記開放部に挿入されたキャップ部とを有する表面実装型ノイズ抑制素子を具備するスイッチング電源であって、
前記表面実装型ノイズ抑制素子は、前記外筒部および前記内筒部の軸長が前記コア部の軸長よりも長く、かつ前記キャップ部が前記外筒部と前記内筒部との間隙に挿入され、前記外筒部の開放部側の端部が中心軸方向へ曲げられたものであって、前記内筒部にリードが挿入されて実装されていることを特徴とするスイッチング電源。
【請求項２】
前記コア部は主として磁性材料からなることを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源。
【請求項３】
前記キャップ部と前記リードとが直接接触していないことを特徴とする請求項１または２記載のスイッチング電源。
【請求項４】
前記コア部はアモルファス薄帯からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のスイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスイッチング電源に係り、特に内部にリードが挿入されて実装される表面実装型ノイズ抑制素子を具備するスイッチング電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種電子機器等の安定化電源として小型、軽量化が可能なスイッチング電源が多用されている。このようなスイッチング電源においては、スイッチング周波数を基本周波数とする高周波ノイズ等が発生するため、ノイズ対策が重要な課題となっている。
【０００３】
上記したノイズ対策の一つとして、例えばノイズ抑制素子が挙げられる。このノイズ抑制素子には、フェライト等の磁性材料からなる環状磁心にリードを複数回巻きつけたものや、円筒形の磁心にリードを挿入するもの等がある。
【０００４】
円筒形の磁心にリードを挿入するものとしては、図９に示されるように、円筒形のケース４に、円筒形の磁心８を挿入し、キャップ９等で固定するものがある。このように構成されたノイズ抑制素子の中心軸部分１２にリードを挿入することによって、リードに発生したノイズを抑制することが可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のノイズ抑制素子は、キャップの一方の先端部を円筒形磁心の内部に挿入することにより磁心を固定する構造となっている。このため、コアを挿入する際やキャップを設置する際に、ケースの内筒部やキャップの先端部が円筒形磁心の内壁部分と接触し、磁心の内壁部分を破損することがある。このように磁心が破損すると、磁心の特性が変化し十分なノイズ抑制効果が得られないことがある。
【０００６】
さらに、従来の構造を有するノイズ抑制素子では、キャップ側からリードを挿入する際、ケースの内部でリードの先端がケースの中心軸からはずれ、リードがケースに設けられている穴に正確に入らないことがある。このため、リードの挿入には高い技術と時間が必要となっている。また、リードが穴に正確に入らずにケースの内壁等に接触することにより、リード自身あるいはケースの内壁等が損傷することがあり、製品の歩留まりが低くなることがある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、表面実装型ノイズ抑制素子が実装されたスイッチング電源において、該表面実装型ノイズ抑制素子における磁心の損傷が抑制されると共に、該表面実装型ノイズ抑制素子に挿入されるリードの損傷等も抑制されたスイッチング電源を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のスイッチング電源は、外筒部及び内筒部からなり、前記外筒部と前記内筒部とが一端で封止され、他端に開放部を有するケース部と、前記外筒部と前記内筒部との間隙に挿入されたコア部と、中心部に孔を有し、前記開放部に挿入されたキャップ部とを有する表面実装型ノイズ抑制素子を具備するスイッチング電源であって、前記表面実装型ノイズ抑制素子は、前記外筒部および前記内筒部の軸長が前記コア部の軸長よりも長く、かつ前記キャップ部が前記外筒部と前記内筒部との間隙に挿入され、前記外筒部の開放部側の端部が中心軸方向へ曲げられたものであって、前記内筒部にリードが挿入されて実装されていることを特徴としている。
【００１０】
さらに、前記コア部は、主として磁性材料からなるものであることが好ましい。
【００１１】
表面実装型ノイズ抑制素子を上記構成とすることにより、そのキャップ部装着時におけるコア部の破損を抑制し、特性に優れた表面実装型ノイズ抑制素子とすることができる。また、表面実装型ノイズ抑制素子を上記構成とすることにより、その製造工程を従来に比較して少なくすることができ、作製が容易なものとすることができる。
【００１２】
さらに、表面実装型ノイズ抑制素子のケース部における外筒部の軸長をコア部の軸長よりも長くすることによって、キャップ部を外筒部内側に容易に装着することができる。また、内筒部の軸長をコア部の軸長よりも長くすることによって、キャップ部を外筒部と内筒部の間に装着することも可能となる。そして、外筒部の開放部側の端部を中心軸方向へ曲げることによってキャップ部を固定することで、容易かつ確実にキャップ部を固定することができる。また、コア部を主として磁性材料からなるものとすることで、効率的にノイズを抑制することが可能となる。そして、表面実装型ノイズ抑制素子にリードを挿入して表面実装することで、表面実装を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スイッチング電源における表面実装型ノイズ抑制素子として所定の構成を有する表面実装型ノイズ抑制素子を用いることで、該表面実装型ノイズ抑制素子における磁心の損傷等が抑制され、また該表面実装型ノイズ抑制素子に挿入されたリードの損傷等も抑制されたスイッチング電源とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のスイッチング電源について説明する。本発明のスイッチング電源は、表面実装型ノイズ抑制素子がその内筒部にリードが挿入されて実装されたものである。そして、本発明のスイッチング電源では、表面実装型ノイズ抑制素子として、外筒部及び内筒部からなり、これら外筒部と内筒部とが一端で封止され、他端に開放部を有するケース部と、外筒部と内筒部との間隙に挿入されたコア部と、中心部に孔を有し、開放部に嵌め込まれるキャップ部とを有するものを用いたことを特徴としている。
【００１５】
図１は本発明に用いられる表面実装型ノイズ抑制素子１の一例を示した外観図である。表面実装型ノイズ抑制素子１は、例えば円筒形等の形状をしており、基板２上に基板平面と軸方向が平行になるように設置される。また、内部には、軸方向と平行にリード３が挿入されて、リード３に発生するノイズを抑制するものである。
【００１６】
本発明の表面実装型ノイズ抑制素子１は、例えば表面実装型ノイズ抑制素子１から出たリード３を基板２方向に曲げ、さらに基板２に接する個所でさらに基板２と平行にリード３を曲げ、リード３を基板２に固定することによって、基板２上に設置することができる。なお、図１では円筒形形状の例を示したが、例えば四角柱状であってもよい。四角柱などの多角形状の場合、インダクタンス素子の側面に平面ができることから表面実装を行う際の吸着移動や基板に配置する際に転がり難い等の利点がある。
【００１７】
図２は、本発明に用いられる表面実装型ノイズ抑制素子の一例を示した断面図である。表面実装型ノイズ抑制素子１のケース部４は、外筒部５および内筒部６からなり、外筒部５と内筒部６は一端が封止された封止部７を有し、他端は封止されていない開放部となっている。
【００１８】
コア部８は外筒部５および内筒部６の間隙に挿入されている。さらに、キャップ部９は、開放部に挿入され、コア部８の脱落を防止する等の効果を有する。このようにコア部８を外筒部５と内筒部６とで挟みこむことで、コア部８を確実に固定することが可能となる。また、コア部８は内筒部６で保護されるため、リード３を表面実装型ノイズ抑制素子１に挿入する際に、リード３がコア部８を傷つけることを抑制することが可能となる。さらに、リード３の挿入の際、リード３が内筒部６の内側によって案内されるので、容易にリード３を通すことが可能となる。
【００１９】
このような表面実装型ノイズ抑制素子１においては、外筒部５の長さはコア部８よりも長くしておくことで、キャップ部９を外筒部５内部に嵌め込むことができる。さらに、外筒部５は、コア部８とキャップ部９を足した長さよりもわずかに長くしておくことで、中心軸方向へ折り曲げることが可能となり、キャップ部９を確実に固定することができる。内筒部６は、コア部８と同じ長さ、あるいは僅かに長くしておくことで、コア部８とリード３の接触を防ぎ、コア部８の損傷を抑制することが可能となる。
【００２０】
表面実装型ノイズ抑制素子１におけるケース部４は、成型のしやすさやコア部８の保護の点から、例えば絶縁性樹脂、絶縁性セラミックス等からなるものであることが好ましい。また、キャップ部９も絶縁性樹脂、絶縁性セラミックス等からなるものであることが好ましい。特に、ケース部４およびキャップ部９を絶縁性樹脂である液晶ポリマーで形成することが好ましく、液晶ポリマーは耐熱性に優れることから表面実装時に行われるリフロー工程（ろう付け工程）中の約１５０〜２００℃程度の高温中においても型崩れ等の不具合を示さないで済む。
【００２１】
コア部８は磁性材料であることが好ましい。磁性材料としては、例えばフェライト、アモルファス等を用いることが好ましい。これらの材料を用いることによって、ノイズを効率的に抑制することが可能となる。特に、アモルファス合金はフェライトと比較して磁気特性に優れていることからノイズ抑制素子に好適である。一般にアモルファス合金は単ロール法等の急冷ロール法により板厚３０μｍ以下の磁性薄帯として作製される。この磁性薄帯は板厚が薄いことから応力に弱く、必要以上に応力をかけると磁性薄帯が破損しやすいが、上記構成のノイズ抑制素子については磁性材料への応力の負荷が低減されることから、特に板厚３０μｍ以下の磁性薄帯を用いたコア部の場合に効果的であると言える。
【００２２】
キャップ部９は、外周の角部分１０を落としておくことが好ましい。図２に示されるように、角部分１０を落としておくことで、角部分１０が外筒部内壁に当たりにくくなり、ケース部４への挿嵌を容易に行うことが可能となる。
【００２３】
図３は、本発明に用いられる表面実装型ノイズ抑制素子の他の例を示した断面図である。図３に示される表面実装型ノイズ抑制素子１は、外筒部５および内筒部６からなり、外筒部５と内筒部６は一端が封止された封止部７を有し、他端は封止されていない開放部となっている。ここで、図３に示した表面実装型ノイズ抑制素子１は、内筒部６の軸方向の長さを、コア部８とキャップ部９を合わせた軸方向の長さと同じ、あるいはそれより長くしたものである。
【００２４】
このようにすることで、キャップ部９も外筒部５と内筒部６の間隙に挿入することが可能となる。従って、キャップ部９が内筒部６によりリードに直接触れることがなくなるので、リード３の損傷を抑制することが可能となる。また、従来のようにキャップの孔が中心軸からずれることにより、リードを挿入する際、キャップにリードがぶつかり挿入が困難になるということも抑制することができる。さらに、キャップ部９がコア部８に直接的に接触しないようにすることにより、キャップ部９の挿入時の応力およびリード３の挿入時の応力によりコア部８が破損することを防止しやすくする。
【００２５】
次に、本発明に用いられる表面実装型ノイズ抑制素子の製造方法の一例について、図面を参照して説明する。図４は表面実装型ノイズ抑制素子１において、コア部８を収容するケース部４を示した断面図である。ケース部４は外筒部５および内筒部６からなり、外筒部５と内筒部６との間隙（Ｗ）はコア部８が収容できる程度の間隙とされている。
【００２６】
外筒部５の高さ（Ｈｏ）は、コア部８の長さ（Ｈｃ）とキャップ部９の長さ（Ｈｐ）とを合わせた長さ程度とするのがよい。より好ましくは、コア部８の長さ（Ｈｃ）とキャップ部９の長さ（Ｈｐ）とを合わせた長さよりも若干長くすることがよい。このようにすることで、キャップ部９を嵌め込んだ後、外筒部５の先端を中心方向に折り曲げて、キャップ部９を固定することが可能となる。
【００２７】
内筒部６の高さ（Ｈｉ）は、コア部８の長さ（Ｈｃ）と同じもしくはそれ以上でもよいし、コア部８とキャップ部９を足し合わせた長さ（Ｈｃ＋Ｈｐ）と同じもしくはそれ以上であってもよい。内筒部６の高さ（Ｈｉ）をコア部の長さ（Ｈｃ）と同じもしくはそれ以上とすることによって、コア部全体を保護することができ、リード３の挿入時の接触による損傷等を抑制することが可能となる。また、内筒部６の高さ（Ｈｉ）をコア部８の長さと同じもしくはそれ以上とすることによって、コア部８を確実に固定することが可能となる。
【００２８】
一方、内筒部６の高さ（Ｈｉ）を、コア部８の長さとキャップ部９の長さとを合わせた長さ（Ｈｃ＋Ｈｐ）と同じもしくはそれ以上にすることによって、コア部８だけでなくキャップ部９も外筒部５と内筒部６との間隙に挿入できるようになり、従来のようにキャップ部の孔が中心軸からずれることにより、リードを挿入する際、キャップ部にリードがぶつかり挿入が困難になるということを抑制することができる。
【００２９】
図５はケース部４の外筒部５と内筒部６との間に、コア部８を挿入した状態を示した断面図である。コア部８は外筒部５と内筒部６との間隙の底部まで挿入される。コア部８は間隙に挿入するだけでもよいが、必要に応じて接着剤等で固定することが好ましい。
【００３０】
図６はコア部８が収容されたケース部４にキャップ部９を嵌め込んだ状態を示した断面図である。キャップ部９は、例えば外筒部５と内筒部６との間隙に挿入される。キャップ部９の外径は、外筒部５の内径よりも若干大きくすることで、嵌め込み式とすることもでき、作業を簡素化することができる。キャップ部９は、前記したような嵌め込み式に限られず、接着剤等により固定してもよいし、溶着してもよい。
【００３１】
また、図７に示されるように、キャップ部９を嵌め込んだ後、外筒部５の開放部側の先端１１を中心軸方向に折り曲げてキャップ部９を固定してもよい。このようにすることで、より一層キャップ部９の固定を確実に行うことができるようになる。また、キャップ部９の固定には、外筒部５の内側および／または内筒部６の外側に溝を設けることにより嵌合形式としてもよい。
【００３２】
このようにして作製された表面実装型ノイズ抑制素子１は、例えば図８に示すように、リード３を中心に挿入することによって使用される。上記表面実装型ノイズ抑制素子の製造方法によれば、キャップ部９がコア部８の内径部分に接触することがないので、コア部８の破損を抑制することが可能となる。また、コア部８がケース部４の外筒部５と内筒部６との間に確実に固定されるので、キャップ部９の取り付け等を容易に行うことができる。さらには、コア部８がケース部４の内筒部６により保護されるので、リード３の挿入時のコア部８の破損を抑制することが可能となる。なお、リード３の形状は板状、棒状、線状等、特に限定されるものではなく、必要に応じて様々な形状のものを適用することが可能である。
【実施例】
【００３３】
次に、本発明の実施の形態について、実施例を参照して説明する。
【００３４】
（実施例１）
外筒部及び内筒部からなり、外筒部と内筒部とが一端で封止され、他端に開放部を有するケース部を作製した。内筒部の長さはコア部の長さより１ｍｍ長くし、外筒部はコア部とキャップ部とを足した長さにキャップ部を固定するための長さを足したものとした。このケース部に板厚２０μｍのアモルファス薄帯を巻回した円筒形の磁心を開放部側から、外筒部と内筒部との間隙に挿入した。さらに、キャップ部をケース部の開放部に挿入し、図２に示すような高さ５ｍｍ×横５ｍｍ×縦４ｍｍの四角柱状（高さがリード挿入方向）の表面実装型ノイズ抑制素子を作製した。なお、外筒部の開放部側の先端を中心軸方向に折り曲げキャップ部を固定した。
【００３５】
（実施例２）
外筒部及び内筒部からなり、外筒部と内筒部が一端で封止され、他端に開放部を有するケース部を作製した。内筒部の長さは、コア部とキャップ部を足した長さとした。外筒部はコア部とキャップ部を足した長さに、キャップ部を固定するための長さを足したものとした。このケース部にアモルファスからなる円筒形の磁心を開放部側から、外筒部と内筒部の間隙に挿入した。さらに、キャップ部をケース部の外筒部と内筒部の間隙に挿入し、図３に示されるような高さ５ｍｍ×直径５ｍｍの円柱状（高さがリード挿入方向）の表面実装型ノイズ抑制素子を作製した。なお、外筒部の開放部側の先端を軸方向に折り曲げキャップ部を固定した。
【００３６】
（比較例１）
一端が封止され、他端が開放されている円筒状のケース部を作製した。なお、封止されている部分にはリードを通すためのリード孔が設けてある。次に、このケース部の開放部側より、アモルファスからなる円筒状のコア部を挿入し、さらにキャップ部を挿入した。なお、キャップ部は一部が、円筒状のコア部の内部に挿入される構造とし、図９に示されるような表面実装型ノイズ抑制素子を作製した。
【００３７】
なお、実施例１、２および比較例１の表面実装型ノイズ抑制素子において、ケース部に挿入されるコアの形状、材質は同一のものとした。
【００３８】
次に、これらの実施例１、２および比較例１の表面実装型ノイズ抑制素子について、コア部の破損状況を調べた。これらの結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
0004585535.tif 000002
【００４０】
実施例１、２の表面実装型ノイズ抑制素子では、いずれもコア部の破損はほとんどなく、歩留まりよく表面実装型ノイズ抑制素子を作製できることがわかった。これに対して、比較例１の表面実装型ノイズ抑制素子では、キャップ部が挿入される側のコア部内径部分に破損が多く見られ、歩留まりよく表面実装型ノイズ抑制素子を作製することが困難であることがわかった。これは、キャップ部を挿入する際、キャップ部の中心軸とコア部の中心軸とが正確に揃っていないために、キャップ部挿入時に損傷したものと思われる。
【００４１】
次に、これらの実施例１、２および比較例１の表面実装型ノイズ抑制素子について、同一の太さのリードをキャップ部側から挿入し、リードの挿入具合を調べた。さらに、リードを実際の回路に接続し、ノイズ除去特性を調べた。これらの結果を表２に示す。なお、結果は実施例１、２および比較例１のそれぞれにつき、１００回ずつ行ったときの平均的なものを示した。
【００４２】
【表２】
0004585535.tif 000003
【００４３】
実施例１、２の表面実装型ノイズ抑制素子では、いずれもリードの挿入具合は良好であり、ノイズ除去特性についても十分な結果が得られた。特に、実施例２の表面実装型ノイズ抑制素子ように、キャップ部を外筒部と内筒部との間隙に挿入したものは、リードを挿入する際の引っかかりがなく、またリード挿入の際に加える圧力もほぼ一定であり、挿入具合が良好であることがわかった。
【００４４】
これに対して、比較例１の表面実装型ノイズ抑制素子では、リードの挿入時にリードが中心軸からずれて正確にケースの孔の位置に合わず、ケースの内壁にぶつかるなど挿入具合は不良であった。また、リードがケースの内壁に接触するため、リード自身に傷が発生する等、いくつかの問題があることがわかった。さらに、比較例１では、コア部あるいはリードの損傷により、ノイズ除去特性が低くなることもわかった。
【００４５】
以上の結果より、本発明に用いられる表面実装型ノイズ抑制素子は、リード挿入性に優れるものであるとともに、ノイズ除去特性に優れるものであることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に用いられる表面実装型ノイズ抑制素子の一例を示した外観図。
【図２】本発明に用いられる表面実装型ノイズ抑制素子の一例を示した断面図。
【図３】本発明に用いられる表面実装型ノイズ抑制素子の他の例を示した断面図。
【図４】本発明に用いられる表面実装型ノイズ抑制素子のケース部の一例を示した断面図。
【図５】ケース部にコア部を挿入した場合の一例を示した断面図。
【図６】キャップ部を装着した場合の一例を示した断面図。
【図７】外筒部先端を中心軸方向へ折り曲げた場合の一例を示した断面図。
【図８】本発明に用いられる表面実装型ノイズ抑制素子にリードを挿入した場合の一例を示した断面図。
【図９】従来の表面実装型ノイズ抑制素子の一例を示した断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１……表面実装型ノイズ抑制素子、３……リード、４……ケース部、５……外筒部、６……内筒部、７……封止部、８……コア部、９……キャップ部
【図１】
0004585535.tif 000004
【図２】
0004585535.tif 000005
【図３】
0004585535.tif 000006
【図４】
0004585535.tif 000007
【図５】
0004585535.tif 000008
【図６】
0004585535.tif 000009
【図７】
0004585535.tif 000010
【図８】
0004585535.tif 000011
【図９】
0004585535.tif 000012