(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクトで、高エネルギ−密度が確保でき、取り扱いが容易で、量産可能な、磁気コア及びインダクタを安価に提供する。【解決手段】磁性粉体製磁気を、正方形面の内接円の一部をなす弧２の内側部分を除いた四隅に立設された４本の側脚３と、内接円の中心部に直径がその半分である同心円を断面形状として立設された円柱状の中脚４とを有し、中脚４と各側脚３とが側脚の幅よりも大きくない幅のＸ形状の座板５で連結して構成する。座板５の厚みは中脚外径の５分の１以上とするのが良く、装着するコイルは多重単層コイルとするのが良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉体の成型体である磁気コアであって、正方形面の内接円の内側部分を除いた四隅にその残存隅部の形状を断面形状として立設された４本の側脚と、前記内接円の中心部に直径が当該内接円の半分である同心円を断面形状として立設された円柱状の中脚とを有し、前記中脚と各側脚とが側脚の対角幅よりも大きくない幅の座板で連結されて成る磁気コア。
【請求項２】
座板の厚みが中脚外径の５分の１以上であって、かつ中脚と各側脚とを連結する座板の各連結部断面積の総和並びに各側脚断面積の総和が何れも中脚断面積よりも大きい、請求項１に記載の磁気コア。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁気コアに多重単層コイルが装着され、そのコイル端末線が座板の非占有面部から磁気コア外に導出されて成るインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギ−密度（電気エネルギ−及び磁気エネルギ−の密度）が高いインダクタ装置を提供するのに好適な作製の容易な磁性粉体成形磁心（以下磁気コアと称す）、並びにそれを用いたインダクタ（電気磁気エネルギ−変換素子）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気機器の基本素子として用いられるインダクタは電気エネルギ−と磁気エネルギ−との変換機能を有するものであり、一般に“磁束を発生するコイル部分”と“磁束が流れる磁性体製の磁路（磁気コア）”とで構成されている。
【０００３】
磁気コアは一般に磁性粉体（フェライト粉等の磁性金属系粉体）を成形したものが用いられ、例えば特許文献１に示されているようなＵ型コアやＥ型コア、あるいは特許文献２に示されているようなポット型コア等が汎用されている。
なお、図２は上記Ｕ型コアの斜視概要図、図３は上記Ｅ型コアの斜視概要図、そして図４は上記ポット型コアの概要説明図であり、図４の（ａ）は平面図を、図４の（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図を示している。
【０００４】
上述のような磁気コアが適用されるインダクタでは磁気コアの中脚（コイル巻回部），座板（中脚と側脚との連結板），側脚（座板を介して中脚からの磁路を再度中脚に導くための部位）によって磁路が形成されるが、磁気コアの中脚に装着したコイルにより発生する“磁束が流れる磁路”では、前記座板や側脚の断面積が中脚の断面積よりも小さいと磁束が漏れることになってエネルギ−密度の低下につながる。
【０００５】
磁気コアの座板は薄い方がインダクタのコンパクト化，高エネルギ−密度化，低コスト化に有利であるが、前述したＵ型コア，Ｅ型コア，ポット型コアでは磁気コアの座板の厚みは一般に十分な磁路が確保される断面積の関係でＵ型コア，Ｅ型コア，ポット型コアの順により薄くすることができる。
【０００６】
ただ、Ｅ型コアでは座板厚はＵ型の半分で済むものの、これを用いたインダクタは縦寸法（座板長手方向寸法）がコイル外径よりもかなり大きくなり、また横寸法（座板の幅方向寸法）がコイル外径の寸法となってコア厚（座板幅）より大きくならざるを得ない。
これに対して、ポット型コアでは、磁路の断面積が十分に確保できるので座板厚，側脚厚はＥ型よりも薄くすることができる。即ち、磁気コアでは磁路は中脚の底部で座板に沿って直角方向に進行するが、ポット型コアでは中脚に連結する座板はＵ型コアやＥ型コアのような一方向や二方向に分岐するだけでなく平面状に広がるので磁路の幅が十分に確保され、そのため座板厚を薄くすることが可能となる。
【０００７】
ところで、インダクタの容積はその縦寸法、横寸法、高さ（中脚軸方向の高さ寸法）の積で把握できるが、この容積全体を無駄なくエネルギ−要素で満たすことが高エネルギ−密度を達成する上で必要である。このような観点からすれば、ポット型コアが前記三者の中で最も適していると考えられる。
そして、ポット型コアの場合は装着するコイルがコア内に納まる形態であるためにコンパクトであり、装置への組み込み作業も容易である。
【０００８】
しかしながら、ポット型コアには、装着するコイルの端末線をコアの外部に導出するための“コイル端末線の導出溝（前記図４の符号11で示される溝）”を設けることが必要である上、コイル端末線の引き出し部がこの導出溝の開口部に限定されてしまうという、Ｕ型コアやＥ型コアに比べての装置設計や取り扱いの点での不満も指摘された。
【０００９】
また、コイルとしては巻線の折り返しが無い単層コイルが線間電位差が小さく耐電圧にも優れていることが知られており、例えば特許第４８７８３６９号公報にはこの利点を生かした図５に示すような多重単層コイルが提案されているが、エネルギ−密度がより高いインダクタ装置を実現するためにはこの多重単層コイルの適用が望ましいと考えられる。しかし、この多重単層コイルではコイルの端末線が芯軸方向に導出されるので、これをポット型コアに装着しようとしても座板が邪魔になって端末線をコア外に導出させることができないという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３３２２７号公報
【特許文献２】特開２００２−９３６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記事情に鑑み本発明が課題としたのは、コンパクトであってしかもインダクタに高エネルギ−密度（電気エネルギ−及び磁気エネルギ−の密度）を確保せしめることができ、かつ取り扱いや作製が容易で適用範囲が広い磁気コアを実現すると共に、この磁気コアを用いたコンパクトで高性能のインダクタ（電気磁気エネルギ−変換素子）を安価に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、十分な装着コイル容積を確保した上でコンパクト化を実現するのに有利であると考えられるポット型磁気コアの利点を生かしつつ、それに指摘される前述した問題点の解消を目指して検討を行った結果、次の磁気コア並びにインダクタを案出するに至った。
１）  磁性粉体の成型体である磁気コアであって、正方形面の内接円の内側部分を除いた四隅にその残存隅部の形状を断面形状として立設された４本の側脚と、前記内接円の中心部に直径が当該内接円の半分である同心円を断面形状として立設された円柱状の中脚とを有し、前記中脚と各側脚とが側脚の対角幅よりも大きくない幅の座板で連結されて成る磁気コア。
２）  座板の厚みが中脚外径の５分の１以上であって、かつ中脚と各側脚とを連結する座板の各連結部断面積の総和並びに各側脚断面積の総和が何れも中脚断面積よりも大きい、請求項１に記載の磁気コア。
３）  請求項１又は２に記載の磁気コアに多重単層コイルが装着され、そのコイル端末線が座板の非占有面部から磁気コア外に導出されて成るインダクタ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の磁気コアは、ポット型コアと類似する正方形をベ−スとした座板を有するものであるが、その座板は前記正方形の対角線を含むＸ形状となっており、このＸ形状部以外の部分が正方形から４箇所欠落した形態をなしている。そして、上記Ｘ形状の座板の中心部には円柱状の中脚が立設され、コイル装着溝を隔てたＸ形状座板の四隅にそれぞれ側脚が立設されて磁気コアを形作っている。
このように、本発明の磁気コアはコア内にコイルを完全に装着・収納できる上に、座板並びに側脚間に開口（非占有面部：空隙）を有しているので殊更に“コイル端末線の導出溝”を設けなくても複数箇所からのコイル端末線の引き出しが可能である。
勿論、コイルの端末線が芯軸方向に導出される特許第４８７８３６９号公報に示されている如き多重単層コイルを装着した場合であっても、その端末線を座板の開口部（４箇所の何れからでも）からコア外に容易に導出させることが可能である。
多重単層コイルと本発明磁気コアを用いると高いエネルギ−密度のインダクタを得られる。
【００１４】
また、本発明の磁気コアは平面密度が最も高い正方形座板を有したポット型コアの特徴を受け継いでいる上、中脚，側脚，座板の面積比の均衡がとれており、中脚と側脚の間に形成されるコイル収容部の容積も大きい。
【００１５】
なお、本発明磁気コアの隣接側脚角部距離（ベ−スである正方形の一辺の長さ）をＡ、中脚の直径をｄとすると、ベ−ス正方形の面積はＡ×Ａ、当該正方形から直径Ａの内接円を除いた部位（側脚の部位）の面積ΔはＡ×Ａ×（１−π／４）、中脚の断面積はｄ×ｄ×π／４であるので、この面積Δは中脚断面積の1.09倍にあたり、本発明磁気コアの側脚は磁路となる側脚として十分な断面積を有するものである。
【００１６】
また、本発明磁気コアの磁路は中脚の底部で座板に沿って直角４方向平面に分岐するので、Ｕ型コアやＥ型コアのような一方向や二方向に分岐するものよりも座板厚を薄くしても十分な磁路断面積を確保することができる。
【００１７】
座板が正方形であるとした場合の座板は制作性や強度等の観点から中心部が厚く外縁部が薄く設計されるのが実用上好ましいが、その平均厚は中脚の断面積（ｄ×ｄ×π／４）と座板の平均幅（４×ｄ）との比（ｄ×π／16）でおよそ中脚外径の５分の１である。
即ち、座板の厚みを中脚外径ｄの５分の１以上とすることで十分な磁路を確保することができる。
【００１８】
本発明の磁気コアはベ−スである正方形の内接円を除いた四隅を側脚として利用するため、座板の幅は４分割し、各座板の必要十分幅はｄ×π／４で済む。それ故、座板を無駄な部位が省かれたＸ形状とすることができ、座板に大きな開口（余白間隙）を確保することができる。
なお、側脚は、座板のベ−スである正方形の内接円に相当する弧と前記正方形の直交辺とで囲まれる隅部の形状が断面となるように形成する。
【００１９】
そして、上記形状を有する本発明磁気コアは磁性粉体の圧縮成型・焼結によって容易に作製することができるので十分に量産が可能であり、しかも従来のポット型コアよりも原材料の使用量を節減できるためコスト面で有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明に係る磁気コアの説明図であって、（ａ）は平面図を（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図を示している。
【図２】図２は、Ｕ型コアを説明した斜視概要図である。
【図３】図３は、Ｅ型コアを説明した斜視概要図である。
【図４】図４は、ポット型コアの概要説明図であり、（ａ）は平面図を、（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図を示している。
【図５】特許第４８７８３６９号公報に示された多重単層コイルの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は本発明に係る磁気コアの１例を示したものであって（ａ）はその平面図で（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図であるが、この磁性粉体製の磁気コア１は、正方形面の内接円（図中の符号２は内接円の一部をなす弧を示す）の内側部分を除いた四隅にその残存隅部の形状を断面形状として立設された４本の側脚３，・・・と、前記内接円の中心部に直径が当該内接円の半分である同心円を断面形状として立設された円柱状の中脚４とを有し、前記中脚４と各側脚３，・・・とが側脚の対角幅よりも大きくない幅のＸ形状の座板５で連結されて構成されている。
【００２２】
この磁気コアは中脚４の回りの側脚３との間の収納部にコイルを装着し、更に同形状の磁気コアを対向させ蓋状に被せてインダクタ素子とするものであるが、コイルがコア内に完全に収納される上、座板の開口部や側脚間の開口部（何れも符号６が示す箇所）からコイル端末線を引き出すことができるので、磁気コアへのコイルの装着や機器へのインダクタ素子の取り付けが容易であって、装置設計の自由度も高くなる。
なお、コイルの端末線が芯軸方向に導出される特許第４８７８３６９号公報に示された多重単層コイルを適用した場合でもその端末線を座板の開口部６からコア外に導出できるので、適用するコイルの形態に制限を受けることがない。
【００２３】
従って、機器への装着が容易なこの磁気コアを用いると、エネルギ−密度が高いコンパクトなインダクタ装置を低コストで提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上に説明した通り、本発明によると、コンパクトでしかもインダクタに高エネルギ−密度（電気エネルギ−及び磁気エネルギ−の密度）を確保せしめることができる量産が可能なフェライトコアや、このフェライトコアを用いたコンパクトで高性能のインダクタを安価に提供することが可能となり、各種電子機器類等に適用することによってそれらの小型化，高性能化に大きく寄与できるなど、産業上有用な効果がもたらされる。
【符号の説明】
【００２５】
１        磁気コア
２        正方形面の内接円の一部をなす弧
３        側脚
４        中脚
５        座板
６        座板の開口部又は側脚間の開口部
【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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