(57)【要約】【課題】コアのエアギャップからの漏れ磁束に起因するコイルの渦電流損失を低減させることが可能になる巻線部品を提供する。【解決手段】コイル１と、コイル１の中心部に挿入された磁心５を有して磁気回路を形成するとともにコイル１の中心部の磁心５にエアギャップ６が形成されたコア２とを備えた巻線部品において、磁心５とコイル１との間に、絶縁性を有し、かつコア２の透磁率よりも小さい透磁率を有する筒状の磁性体３を、エアギャップ６の形成部分を囲繞するように配置した。【選択図】図２
2016025273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、このコイルの中心部に挿入された磁心を有して磁気回路を形成するとともに上記コイルの中心部の上記磁心にエアギャップが形成されたコアとを備えた巻線部品において、上記磁心と上記コイルとの間に、絶縁性を有し、かつ上記コアの透磁率よりも小さい透磁率を有する筒状の磁性体を、上記エアギャップの形成部分を囲繞するように配置したことを特徴とする巻線部品。
【請求項２】
上記磁性体は、上記コアと直接接触しないように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の巻線部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チョークコイルやトランス等の巻線部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器類の高性能化や省エネルギー化等に伴い、これらに用いられているチョークコイルやトランス等のコイルとコアとを備えた巻線部品についても、一層の小型化や低損失化が要請されている。
【０００３】
ところで、上記巻線部品に生じる損失は、主に鉄損と銅損との２種類が知られている。ここで、鉄損は、磁性体であるコアに生じる損失であり、その原因によってヒステリシス損、渦電流損および残留損に大別される。
【０００４】
他方、銅損は、コイルや電極に生じる損失であり、直流損失と交流損失とに大別される。上記交流損失の原因は渦電流であり、エアギャップを形成したコアからの漏れ磁束によってもたらされるものである。
【０００５】
これらの損失は、いずれも熱として放出されるために、磁気的特性の低下のみならず、周囲の電子・電気部品の使用環境に悪影響を及ぼすことが懸念される。このため、これらの損失を低減させるために、例えば下記特許文献１に見られるように、これまでも様々な試みがなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−４４０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コアのエアギャップからの漏れ磁束に起因するコイルの渦電流損失を低減させることが可能になる巻線部品を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、コイルと、このコイルの中心部に挿入された磁心を有して磁気回路を形成するとともに上記コイルの中心部の上記磁心にエアギャップが形成されたコアとを備えた巻線部品において、上記磁心と上記コイルとの間に、絶縁性を有し、かつ上記コアの透磁率よりも小さい透磁率を有する筒状の磁性体を、上記エアギャップの形成部分を囲繞するように配置したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記磁性体が、上記コアと直接接触しないように配置されていることを特徴とするものである。
なお、上記請求項１、２および明細書中において、エアギャップとは、文字通り空気によるギャップの他、磁気回路上に非磁性材を挿入することにより形成したギャップも含むものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１または２に記載の発明によれば、コアの磁心とコイルとの間に、コアの透磁率よりも小さい透磁率を有する筒状の磁性体を、エアギャップの形成部分を囲繞するように配置しているために、上記磁性体によって、エアギャップからの漏れ磁束がコイルに鎖交することを抑止することができる。このため、上記エアギャップからの漏れ磁束に起因するコイルの渦電流損失を低減させることが可能になる。
【００１１】
この際に、上記磁性体として、コアの透磁率よりも小さい透磁率のものを用いているために、当該磁性体を介して、巻線部品の特性に影響を与える新たな磁路が形成されることを防ぐことができる。さらに、上記磁性体は、絶縁性を有しているために、導電に起因する発熱を生じる虞も無い。
【００１２】
また、特に請求項２に記載の発明によれば、上記磁性体をコアと直接接触しないように配置しているために、上述した新たな磁路の形成を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る巻線部品の一実施形態を示す要部を分解した斜視図である。
【図２】図１に縦断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す縦断面図である。
【図４】実施例における比較例１の構成を示す縦断面図である。
【図５】実施例における比較例２の構成を示す縦断面図である。
【図６】実施例における比較例３の構成を示す縦断面図である。
【図７】図２の本発明の実施例における磁束密度分布の解析結果を示す図である。
【図８】図３の比較例１における磁束密度分布の解析結果を示す図である。
【図９】図４の比較例２における磁束密度分布の解析結果を示す図である。
【図１０】図５の比較例３における磁束密度分布の解析結果を示す図である。
【図１１】（ａ）は実施例および比較例の解析条件を示す図表であり、（ｂ）はその結果を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１および図２は、本発明に係る巻線部品をチョークコイルに適用した一実施形態を示すものである。
このチョークコイルは、平角銅線をエッジワイズ巻きしたコイル１と、このコイル１を囲繞して閉磁路を形成する一対のＥ型コア２と、円筒状の磁性体３とから概略構成されたものである。なお、図ではコイル１の引き出し部分を省略してある。
【００１５】
一対のＥ型コア２は、フェライトコアであり、その外足４がコイル１を間に挟んで対向配置され、互いの先端面を当接させるとともに、中足（磁心）５がコイル１の中心部に挿入されて配置されている。そして、互いに中足５間には、所定のインダクタンス値を得るためのエアギャップ６が形成されている。
【００１６】
さらに、このチョークコイルにおいては、中足５とコイル１との間に上記磁性体３が介装されている。この磁性体３は、Ｅ型コア２の透磁率よりも小さい透磁率のフェライトによって円筒状に形成されたもので、中足５の外周とエアギャップ６とを囲繞するようにして配置されている。
【００１７】
ここで、磁性体３は、Ｅ型コア２の中足５の外周に絶縁テープ（図示を略す。）が巻回される等して、その内周面が中足５と直接接触しないように配置されるとともに、両端部３ａ、３ｂも、例えばコイル１のボビン（図示を略す。）に係止される等して、Ｅ型コア２との間に間隔を置いて配置されている。
【００１８】
図３は、本発明の他の実施形態を示すもので、このチョークコイルにおいては、Ｅ型コア７とＩ型コア８とが用いられている。そして、Ｅ型コア７の外足９がＩ型コア８の両端部に当接されるとともに、中足１０とＩ型コア８との間に、エアギャップ１１が形成されている。
【００１９】
さらに、中足１０とコイル１との間に、Ｅ型コア７およびＩ型コア８の透磁率よりも小さい透磁率のフェライトによって円筒状に形成された上記磁性体３が、中足１０の外周とエアギャップ１１とを囲繞するようにして配置されている。
【００２０】
以上の構成からなるチョークコイルによれば、Ｅ型コア２の中足５、１０とコイル１との間に、Ｅ型コア２やＥ型コア７およびＩ型コア８の透磁率よりも小さい透磁率のフェライトからなる筒状の磁性体３を、中足５、１０の外周およびエアギャップ６、１１を囲繞するように配置しているために、磁性体３によって、エアギャップ６、１１からの漏れ磁束がコイル１に鎖交することを抑止することができる。この結果、エアギャップ６、１１からの漏れ磁束に起因するコイル１の渦電流損失を低減させることができる。
【００２１】
しかも、磁性体３として、Ｅ型コア２やＥ型コア７およびＩ型コア８の透磁率よりも小さい透磁率のフェライトを用いるとともに、磁性体３をＥ型コア２あるいはＥ型コア７およびＩ型コア８と直接接触しないように配置しているために、磁性体３を介して特性に影響を与える磁路が新たに形成されることを確実に防ぐことができる。加えて磁性体３において、導電に起因する発熱を生じる虞も無い。
【００２２】
なお、上記実施形態においては、コイル１として平角銅線をエッジワイズ巻きしたものを用いた場合に付いてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、銅線や銅箔を用いたコイルを用いてもよい。
【００２３】
また、本発明は、上述したチョークコイルに限らず、コイルの磁心の周囲にコイルが巻回されるとともに、上記磁心にエアギャップが形成された各種の巻線部品に適用することが可能である。
【実施例】
【００２４】
本発明の効果を実証するために、図１１（ａ）に示す条件において、図２に示した構成を有する本発明の実施例と、図４〜図６に示す比較例１〜３について、各々の磁束密度分布およびコイルの損失のシミュレーション解析を実施した。
【００２５】
ちなみに、図４に示す比較例１および図５に示す比較例２は、各々図２に示した本発明の実施形態および図３に示した本発明の実施形態から磁性体３を取り除いたものであり、図６に示す比較例３は、図３に示した本発明の実施形態から磁性体３を取り除くとともに、中足１０の両端部にエアギャップ１１を形成したものである。
【００２６】
図８〜図１０に見られるように、比較例１〜３においては、エアギャップからの漏れ磁束がコイルに鎖交しているのに対して、図７に見られる本発明の実施例においては、コイルに鎖交するエアギャップからの漏れ磁束が低減していることが判る。
【００２７】
また、図１１（ｂ）に示すように、インダクタンス値が略等しい上記実施例および比較例１〜３のうち、本発明の実施例のコイルの渦電流損失が最も低い値となっている。これにより、コアの中足とコイルとの間に底透磁率の磁性体を配してエアギャップからの漏れ磁束を遮断することにより、コイルの渦電流損失の低減化が図れていることが判る。
【符号の説明】
【００２８】
１  コイル
２、７  Ｅ型コア
３  磁性体
５、１０  中足（磁心）
６、１１  エアギャップ
８  Ｉ型コア
【図１】
2016025273.tif 000003
【図２】
2016025273.tif 000004
【図３】
2016025273.tif 000005
【図４】
2016025273.tif 000006
【図５】
2016025273.tif 000007
【図６】
2016025273.tif 000008
【図１１】
2016025273.tif 000009
【図７】
2016025273.tif 000010
【図８】
2016025273.tif 000011
【図９】
2016025273.tif 000012
【図１０】
2016025273.tif 000013