(57)【要約】【課題】巻線の損失抵抗を低減し、消費エネルギーを低減し省エネルギーを実現するコイルを得る。【解決手段】コイルの巻線１０１がコア開口１０３中を通過する導体部分の断面積よりも、コア開口１０３の外を通過する導体部分の断面積の方が大きいコイルを実現する。コア開口１０３の中を通す導体部分は、コア開口１０３の大きさで制限されるが、コア開口１０３の外を通る導体部分にはこの制限が無いので、この部分の導体の断面積を大きくして抵抗を下げる。【選択図】図１
2009188070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体のコアと巻線を有するコイルにおいて、該巻線が、コア開口の中を通過する導体部分の断面積よりも、コア開口の外を通過する導体部分の断面積の方が大きいことを特徴としたコイル。
【請求項２】
請求項１のコイルを使用したことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
請求項１のコイルを使用したことを特徴とする電子装置。
【請求項４】
請求項２の電源装置を使用したことを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子回路に使用されるコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路中のコイルでは省エネルギー、過熱防止他の理由で損失抵抗を小さくしたい場合がある。
【０００３】
図４は特開2005-45119号公報に示された従来技術である。
【０００４】
図４において、１０１は巻線、１０２はコア、１０４、１０５は端子である。巻線１０１は平板の導体をらせん状に巻き、通常の円形断面の銅線よりも断面積を大きくすることで損失抵抗を下げている。
【０００５】
巻線１０１の幅が5mm、厚さが1mm、端子１０４から端子１０５までの長さが110mm、導体が銅の場合、2つの端子間の抵抗値は0.37mΩである。
【０００６】
【特許文献１】特開2005-45119号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら更なるコイルの損失低減を求められる場合がある。すなわち、巻線の抵抗を低減したい場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、コア開口の中を通過する導体部分の断面積よりもコア開口の外を通過する導体の断面積の方を大きくする。このように、巻線の一部に断面積の大きな部分を設けることにより巻線全体の抵抗を低減する。そしてコイルの巻線の抵抗を低減することで、損失抵抗を低減しコイルの消費エネルギーを下げ、省エネルギーを実現する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明になる技術は、省エネルギーを実現する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施例を図１と図２及び図３を用いて説明する。図中の同一番号は同一物を示す。
【００１２】
図１は本発明の第１の実施例であり、コイルである。
【００１３】
図１において１０１は巻線、１０２は磁性材料によるコア、１０３はコア開口、１０４、１０５は端子である。巻線１０１には平板を使用した。巻線１０１は端子１０４よりコア開口１０３を通過し、コア１０２外で折り曲げられ、再度コア開口１０３を通過し、端子１０５に到り、巻数2のコイルを構成する。
【００１４】
図２は図１のコイルの断面図であり、巻線１０１は端子１０４、１０５、区間１０１A、１０１B、１０１Cからなる。
【００１５】
コア開口１０３を通過する区間１０１A、１０１Cはその断面積がコア開口１０３の寸法によって制限される。しかしコア１０２外を通過する区間１０１Bはコア開口１０３の寸法による制限を受けないので断面積は巻線１０１A、１０１Cよりも大きい。
【００１６】
コア１０２の外形は15mm角×20mm、コア開口１０３の寸法は5mm角である。
【００１７】
図３に本発明のコイルの巻線１０１の展開図を示す。
【００１８】
図３における端子１０４、区間１０１A、１０１C、端子１０５は幅が5mm、区間１０１Bは幅が15mm、長さは区間１０１Aが30mm、区間１０１Bが45mm、区間１０１Cは折れ曲がり部を含み35mmである。巻線１０１の導体厚はすべての区間で1mm、材質は銅である。長さと導体厚は従来技術と同じ寸法である。端子間の抵抗値は0.27mΩであり、従来技術よりも23%抵抗値を低減した。
【００１９】
巻線全体の抵抗値を低減することで、電流通過による巻線の抵抗発熱を低下させ、コイルの消費エネルギーを下げ、省エネルギーを実現した。
【００２０】
さらに別の効果として、巻線の放熱面積が広がり、放熱が改善され、温度を下げることが出来た。
【００２１】
なお、本実施例では巻線は導体の厚み方向に積層しているが、巻線の導体をコア開口の中を通過する区間の断面積より、コア開口の外を通過する区間の断面積のほうが大きく出来る構造であれば、巻線の実現方法はこの限りではない。
【００２２】
また、コアの構造についても一体型、分割型、ギャップ付き構造等任意の構造に適用でき、また、巻数も1回、2回、3回他任意でよい。
【実施例２】
【００２３】
図５は本発明の第２の実施例であり、コイルを使用した電源装置である。
【００２４】
図５において２００が電源装置であり、２０１はスイッチング用FET、２０２はトランス、２０３、２０４は整流用ダイオード、２０５は平滑用コイル、２０６は平滑用コンデンサ、２０９は整流回路、２１０はスイッチング制御回路、２１１は冷却装置である。動作は、交流入力２０７を整流回路２０９で整流し、スイッチング用FET２０１を切り替えることで高周波パルスに変換し、トランス２０２で電圧を変換し、整流用ダイオード２０３、２０４で整流し、平滑用コイル２０５と平滑用コンデンサ２０６で出力２０８の電圧を安定させる。
【００２５】
出力電流の大きいスイッチング電源の場合、平滑用コイル２０５の損失抵抗による発熱が問題となる。本実施例では、本発明のコイルを平滑用コイル２０５に使用したので発熱が低減できた。電源装置内部の発熱が低下したので、ファン等の冷却装置２１１の消費電力も低減できた。それにより電源装置全体の損失を低減でき、同じ出力電力でも小さな入力電力で済み、省エネルギーを実現できた。
【００２６】
なお、本実施例ではスイッチング電源の出力平滑コイルに使用した例を示しているが、適用箇所についてはこの限りではない。コイルの損失低減効果を有効に利用するために、発熱が問題となる箇所、大電流を通す箇所に適用するのが効果的である。たとえば、電源装置の入力部のフィルタ用コイルなどがある。
【００２７】
また、電源装置内のコイルの発熱が低減することで、冷却部品に小型のものが使用でき、電源装置外形を小型化できる。
【実施例３】
【００２８】
図６は本発明の第３の実施例であり、コイルを使用した電子装置である。
【００２９】
図６において３００が電子装置であり、３０１は電源入力、３０２は電源の入力フィルタ、３０３は電源装置、３０４は回路基板、３０４Aは回路基板上の電源入力フィルタ、３０４Bは回路基板上の負荷回路、３０５は冷却装置である。動作は、電源入力３０１から給電を行い、電源の入力フィルタ３０２で電子装置の外来ノイズの遮断及び外部へのノイズ伝播の防止を行い、電源装置３０３で外部の給電電圧から電子装置内部の負荷回路の電源電圧に変換を行い、回路基板３０４へ電子装置内部の給電を行い、回路基板上の入力フィルタ３０４Aで回路基板上電源の外来ノイズの遮断及び外部へのノイズ伝播の防止を行い、回路基板上の負荷回路３０４Bに給電を行う。
【００３０】
回路基板３０４内の負荷回路３０４Bの消費電力が大きい場合、電源装置３０３からの電流が大きくなり、回路基板上の電源入力フィルタ３０４Aのコイルの損失抵抗による発熱が問題である。本発明のコイルを回路基板上の電源入力フィルタ３０４Aに使用することで発熱が低減できた。
【００３１】
回路基板３０４内の発熱が低下することで、ファン等の冷却装置３０５の消費電力も低減できた。それにより電子装置全体の損失を低減でき、負荷回路の消費電力が同じでも小さな入力電力で済み、省エネルギーを実現できた。
【００３２】
なお、本実施例では回路基板の電源入力フィルタに使用した例を示しているが、適用箇所についてはこの限りではない。コイルの損失低減効果を有効に利用するために、発熱が問題となる箇所、大電流を通す箇所に適用するのが効果的である。
【００３３】
また、回路基板３０４を電子装置としても、省エネルギー効果が実現し、本発明の範囲内である。
【００３４】
また、電子装置内のコイルの発熱が低減することで、冷却部品に小型のものが使用でき、電子装置外形を小型化できる。
【実施例４】
【００３５】
図７は本発明の第４の実施例であり、電源装置を使用した電子装置である。
【００３６】
図７において４００が電子装置であり、４０１は電源入力、４０２は電源の入力フィルタ、４０３は電源装置、４０４は回路基板、４０５は排気ファンである。動作は電源入力４０１から給電を行い、電源の入力フィルタ４０２で電子装置の外来ノイズの遮断及び外部へのノイズ伝播の防止を行い、電源装置４０３で外部の給電電圧から電子装置内部の負荷回路の電源電圧に変換を行い、回路基板４０４へ電子装置内部の給電を行う。
【００３７】
負荷となる回路基板４０４の消費電力が大きい場合、電源装置４０３の供給電流が大きくなり、電源装置４０３の損失による発熱が問題となり、電源装置４０３の冷却風量が大きくなる。本発明の電源装置を電源装置４０３に使用したので発熱が低下し、電源装置４０３の冷却風量が低減し、排気ファン４０５の消費電力が低減できた。それにより電子装置全体の損失を低減でき、回路基板４０４の消費電力が同じでも電子装置の入力電力は小さくて済み、省エネルギーを実現できた。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明はコイルの損失抵抗による発熱を低減し、消費エネルギーを抑えることが出来るため、発熱や省エネルギー化が問題となる部分に使用が可能である。
【００３９】
また、本発明のコイルを使用した電源装置、電子装置を提供することで電力消費を抑え、省エネルギーが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施例のコイルである。
【図２】本発明の第１の実施例のコイルの断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例のコイルの巻線の展開図である。
【図４】従来の技術の例を示す外観図である。
【図５】本発明の第２の実施例でコイルを使用した電源装置である。
【図６】本発明の第３の実施例でコイルを使用した電子装置である。
【図７】本発明の第４の実施例で電源装置を使用した電子装置である。
【符号の説明】
【００４１】
１０１ 巻線、１０１A，１０１B，１０１C 巻線の区分、１０２ コア、１０３ コア開口、１０４ ，１０５ 端子、２００ 電源装置、２０１ スイッチング用FET、２０２ トランス、２０３，２０４ 整流用ダイオード、２０５ 平滑用コイル、２０６ 平滑用コンデンサ、２０７ 入力、２０８ 出力、２０９ 整流回路、２１０ スイッチング制御回路、２１１ 冷却装置、３００ 電子装置、３０１ 電源入力、３０２ 電源の入力フィルタ、３０３ 電源装置、３０４ 回路基板、３０４A 回路基板上の電源入力フィルタ、３０４B 回路基板上の負荷回路、３０５ 冷却装置、４００ 電子装置、４０１ 電源入力、４０２ 電源の入力フィルタ、４０３ 電源装置、４０４ 回路基板、４０５ 排気ファン
【図１】
2009188070.tif 000003
【図２】
2009188070.tif 000004
【図３】
2009188070.tif 000005
【図４】
2009188070.tif 000006
【図５】
2009188070.tif 000007
【図６】
2009188070.tif 000008
【図７】
2009188070.tif 000009