JP2004296913A - Plate for inductance component, inductance component, and switching power source - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plate of an inductance component, an inductance component, and a switching power source having the inductance component, with little waste generated on a conductor plate to be a material and provided with a structure capable of reducing manufacturing cost. <P>SOLUTION: On a plate 1 having loop patterns 2, 3, and 4, each pattern can form spiral loop and are arranged so that a triangle having each central point as a vertex can form an equilateral triangle or an isosceles triangle. Gaps 2b, 3b, and 4b are formed between two peripheral ends 2c, 3c, and 4c. Surfaces 1a and 1b are non-insulating surfaces in which insulating films are not formed. The loop patterns 2 and 4, with which terminal parts 6 and 7 project from one of the peripheral ends 2c, 3c, and 4c, and each peripheral ends 2c, 3c, and 4c of the loop pattern 3 are connected via connection parts 9 and 10 narrower than the loop width. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料の無駄がなく効率的に製造可能なインダクタンス部品用プレートおよびインダクタンス部品並びにそのインダクタンス部品を有するスイッチング電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、スイッチング電源においては、トランスやチョークコイル等のインダクタンス部品が搭載されている。そのインダクタンス部品はコイルに大電流を流す場合には、厚さの薄い帯状プレートを螺旋状に積層してコイルが形成されている。従来、この種のコイルに関して、ギャップ付円形または矩形環状のループパターンを繰返し形成したプレートを用意し、その各ループパターンを折曲げ螺旋状に積層してコイルを形成するという技術があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭５３−９５１３６号公報（第１頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術のようにしてコイルを形成するには、複数のループパターンを繰返し形成したプレートを用意しなければならない。このプレートは、大きな金属製の導体板を打ち抜く等して得られるものである。しかし、この従来のプレートは多数のループパターンが直線上に分散して配置され、しかも、ループパターン以外の部分が大きいため、導体板の中でプレートにならない部分の割合が大きく、導体板が無駄になりやすいという問題があった。
また、プレートからコイルを得るときに、各ループパターンを折曲線に沿って折曲げ螺旋状に積層しているが、各ループパターンの接触によるショートを避ける必要があるため、材料の導体板に絶縁被膜を形成しなければならなかった。この絶縁被膜を形成するには高コストの被膜形成処理を行わねばならないから、このことがコイルの製造コストを高くする一因になっていた。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題を解決し、導体板の無駄が少なく、製造コストを削減し得る構造を備えたインダクタンス部品用プレート、インダクタンス部品並びにそのインダクタンス部品を有するスイッチング電源を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は環状ループパターンを３つ有し、各ループパターンは、２つの周端部の間にギャップが形成され、かつ表面が絶縁被膜の形成されない非絶縁面であり、各ループパターンは、螺旋状ループを形成可能で、かつそれぞれの中心点を頂点とする正三角形または二等辺三角形が形成されるように配置され、各ループパターンのうち２つのループパターンは、他の部材に固定するための端子部が一方の周端部から突出する端子付ループパターンであり、その各端子付ループパターンにおける他の周端部と他のループパターンとが、屈曲可能なつなぎ部を介して接続されているインダクタンス部品用プレートを特徴とするものである。
【０００７】
このインダクタンス部品用プレートは各ループパターンを折り曲げてコイル部を形成する上で必要な部分が、各ループパターンの中心点を頂点とする正三角形または二等辺三角形と相似で、各ループパターンに外接する三角形の内側に配置されるようになっている。また、製造前の段階で表面に絶縁被膜を形成する必要がなくなっている。
上記インダクタンス部品用プレートは各ループパターンが所定の線幅を有し、その線幅よりも、つなぎ部の幅が狭く形成されていることが好ましい。
こうすると、つなぎ部を折り代にして各ループパターンを折り曲げるときに要する力を少なくすることができる。
【０００８】
そして、本発明は３つの環状ループパターンからなるコイル部を有し、コイル部は、各ループパターンが螺旋状ループを形成し、かつ互いに間隔を設けて配置され、各ループパターンは、２つの周端部の間にギャップが形成され、かつ表面が絶縁被膜の形成されない非絶縁面であり、各ループパターンのうち２つのループパターンは、他の部材に固定するための端子部が一方の周端部から突出する端子付ループパターンであり、その各端子付ループパターンにおける他の周端部と他のループパターンとが、屈曲可能なつなぎ部を介して接続され、コイル部における各ループパターンを平坦に展開したときに、その各ループパターンの中心点を頂点とする正三角形または二等辺三角形が形成されるインダクタンス部品を提供する。
【０００９】
このインダクタンス部品は、コイル部を構成する各ループパターンが、展開時に、それぞれの中心点を頂点とする正三角形または二等辺三角形を形成するような配置になっている。そのため、そのコイル部を形成する上で必要な部分が、その正三角形または二等辺三角形と相似で、各ループパターンに外接する三角形の内側に配置されるようになっている。また、隣り合うループパターンが各ループパターンの厚さ以上の間隔を設けて配置されているから、表面に絶縁被膜がなくても、ループパターン同士が確実に絶縁されている。
また、上記インダクタンス部品は、各ループパターンが所定の線幅を有し、その線幅よりも、つなぎ部の幅が狭く形成されていることが好ましい。
さらに、端子部が端子付ループパターンの表面に沿って突出しているようにすることができる。端子部は端子付ループパターンの表面と交差するように突出していてもよい。
【００１０】
そして、本発明は、３つの環状ループパターンからなるコイル部を備えたインダクタンス部品を有し、電圧変換手段を備えたスイッチング電源であって、コイル部は、各ループパターンが螺旋状ループを形成し、かつ互いに間隔を設けて配置され、各ループパターンは、２つの周端部の間にギャップが形成され、かつ表面が絶縁被膜の形成されない非絶縁面であり、各ループパターンのうち２つのループパターンは、他の部材に固定するための端子部が一方の周端部から突出する端子付ループパターンであり、その各端子付ループパターンにおける他の周端部と他のループパターンとが、屈曲可能なつなぎ部を介して接続され、コイル部における各ループパターンを平坦に展開したときにその各ループパターンの中心点を頂点とする正三角形または二等辺三角形が形成されるスイッチング電源を提供する。
【００１１】
このスイッチング電源は、各ループパターンが所定の線幅を有し、その線幅よりも、つなぎ部の幅が狭く形成されているとよい。
また、これらのスイッチング電源において、インダクタンス部品を固定するベースプレートを更に有し、インダクタンス部品は、端子部が端子付ループパターンの表面に沿って突出し、その端子部がベースプレートに固定されているようにすることができる。
この場合は、端子部をベースプレートに載置して、螺子止め等により固定すると、各ループパターンの表面がベースプレートに沿った状態でコイル部を固定することができる。
【００１２】
さらに、上記インダクタンス部品の端子部が端子付ループパターンの表面と交差するように突出し、その端子部がベースプレートに固定されているようにすることもできる。
こうすると、端子部をベースプレートに載置して、螺子止め等により固定すると、コイル部がベースプレートに対し垂直に起立して固定されるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
まず、本発明に係るインダクタンス部品用プレート（以下「プレート」と略記する）の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態に係るプレート１の平面図である。図２はそのプレート１から得られるインダクタンス部品５０の斜視図、図３はインダクタンス部品５０の平面図である。また、図４は図２の矢印ａに示す方向からみたインダクタンス部品５０の側面図、図５は同じく矢印ｂに示す方向からみたインダクタンス部品５０の側面図である。
【００１４】
プレート１は銅、真鍮等の導電性が良好な金属製の導体板を打ち抜き（プレス）加工またはワイヤーカット等して形成され、所定の厚さｄ１（本実施の形態では２．５ｍｍ程度）を有する板状部材である（厚さｄ１は図２参照）。このプレート１は、第１、第２および第３の３つのループパターン２，３，４を有し、その各ループパターン２，３，４が、螺旋状ループが形成されるように（螺旋状ループを形成するコイル部５が、ループパターン２，３，４を折り曲げて形成されるように）配置された３ターン構造を有している。さらに、このプレート１は、図１に示す表側の表面１ａとその裏側の表面１ｂの全体が絶縁被膜の形成されない非絶縁面とされ、その表面１ａおよび１ｂには、さび止め防止用の被膜（防錆被膜）が形成されている（図示せず）。なお、コイル部５による螺旋状ループについては後述する。
【００１５】
各ループパターン２，３，４は図１に示すように、概ね円環状（ドーナツ状）の平面形状を有し、中央に半径ｒ１の孔部２ａ，３ａ，４ａが形成され、２つの各周端部２ｃ，３ｃ，４ｃの間にギャップ２ｂ，３ｂ，４ｂが形成されている。また、その孔部２ａ，３ａ，４ａ以外の部分が所定の線幅（以下この線幅を「ループ幅」という）Ｗ１に設定され、全体がいずれも同じ大きさ（Ｗ１＋ｒ１）の半径を有している。
また、ループパターン２，３，４は、そのそれぞれの孔部２ａ，３ａ，４ａの中心点ｐ２，ｐ３，ｐ４を頂点とする三角形が形成され、その三角形（図１に示す２点鎖線による三角形）が正三角形Ｓ１となるように配置されている（図１に示す内角αが６０度に設定されている）。
【００１６】
そして、ループパターン２，３，４のそれぞれの外周に接する直線を結ぶと、正三角形Ｓ１よりも、大きさが大きい相似の正三角形Ｓ２（図１に示す２点鎖線の三角形）を想定することができる。この三角形Ｓ２の内側には、ループパターン２，３，４が３つとも内接した状態で納まっている。このことから、プレート１はある大きさの正三角形（本実施の形態では正三角形Ｓ２）の領域において、ループパターン２，３，４が、その正三角形Ｓ２に内接するとともに、後述するつなぎ部９，１０を介して接続され、かつ互いに螺旋状ループが形成されるように配置された構造（以下この構造を「内接配置構造」という）を有している。
【００１７】
さらに、ループパターン２，３，４のうち、ループパターン２，４は、後述する端子部６，７が周端部２ｃ，４ｃの一方から突出する端子付ループパターンになっている。プレート１では、端子付ループパターンであるループパターン２，４における周端部２ｃ，４ｃの他方と、その他のループパターン３の各周端部３ｃ，３ｃとが後述するつなぎ部９，１０を介して接続されている。これにより、プレート１は、端子部６からループパターン２，３，４および端子部７までの全体が一連の導電路を形成するようになっている。
【００１８】
端子部６，７は、他の部材（例えば、図示しないバスバー等の回路部品）に、螺子止めや溶接等して固定するために形成したものである。図示した端子部６，７は、ループ幅Ｗ１と同じか若干太い幅を有し、いずれも複数の螺子孔が形成されていて、他の部材に螺子止めして固定し得るようになっている。また、端子部６，７は、それぞれループパターン２，４から、ループパターン３の外縁部に近接して（ループパターン３の外縁部との間隔がループ幅Ｗ１よりも狭い）形成されている。なお、端子部６，７はループ幅Ｗ１よりも幅を細くしてもよい。
【００１９】
つなぎ部９，１０は、その両側に接続される各ループパターンを折り曲げられるように（屈曲可能に）形成され、それぞれを折り代として各ループパターンを折り曲げ、後述するコイル部５を製造するために設けたものである。このつなぎ部９，１０は、その幅Ｗ２がループ幅Ｗ１よりも狭く（Ｗ１＞Ｗ２）形成されている。また、つなぎ部９，１０は図１５に示すように、その両側に接続される各ループパターンを折り曲げたときに、その断面が略Ｕ字状またはＵ字状となり、その折り曲げたループパターンが、プレート１（すなわち、各ループパターン）の厚さｄ１と同じかそれよりも大きい間隔ｄ２（ｄ２≧ｄ１）で配置されるような長さで形成されている。本実施の形態では、隣り合うループパターンの間に間隔ｄ２を設けるため、つなぎ部９，１０の長さ（図１５の矢印で示す部分）は厚さｄ１よりも大きい大きさに設定されている。
【００２０】
以上のような構成を有するプレート１により、次のようにしてインダクタンス部品５０を製造する。
まず、ループパターン２，３を対象に、つなぎ部９を折り代にして、それぞれの表面同士が互いに対面するように折曲げる。次に、ループパターン３，４を対象に、つなぎ部１０を折り代にして、それぞれの表面同士が対面するように折曲げる。すると、各ループパターン２，３，４が間隔を設けて配置されたコイル部５が得られる。次に、端子部７をループパターン４との接続部１１を折り代にして折り曲げると、図２〜図５に示すインダクタンス部品５０が得られる。
【００２１】
このインダクタンス部品５０はつなぎ部９，１０を折り代にしてループパターン２，３，４を折り曲げ、それによってコイル部５を得ているため、図５に示すように、コイル部５において、各ループパターンの互いに隣り合うもの同士が厚さｄ２（≧ｄ１）の間隔を設けて配置されている。また、図２にも示すように、端子部６、７がそれぞれ（端子部付）ループパターン２，４から、それぞれの表面に沿って（表面と同一の方向または略平行な方向に）突出している。そして、図２、図３に示すように、インダクタンス部品５０は、コイル部５において、各ループパターン２，３，４の孔部２ａ，３ａ，４ａによる円柱状の空芯部５１を有しており、ループパターン２，３，４とつなぎ部９，１０とによる空芯部５１を螺旋状に取り囲む一連の電流ループ（以下この電流ループを「螺旋状ループ」という）が形成されている。
こうして得られるインダクタンス部品５０は、図１６に示すように、後述するスイッチング電源１００のベースプレート１０１上に固定して、出力フィルタの空芯コイルまたは平滑回路のチョークコイルとして利用することができる。
【００２２】
このインダクタンス部品５０は、上述のプレート１を用いて形成したものである。このプレート１はループパターン２，３，４が、各ループパターンの中心点ｐ２，ｐ３，ｐ４を頂点とする正三角形Ｓ１が形成されるように配置されていることで、上述の内接配置構造を有している。（もちろん、インダクタンス部品５０も、コイル部５において、各ループパターン２，３，４を平坦に展開すれば、プレート１と同じ内接配置構造が得られる。）この内接配置構造によると、コイル部５を得るために必要な部分が、すべて正三角形Ｓ２の内側に一まとめで集中的に配置されたこととなる。そのため、プレート１は、正三角形Ｓ２の内側をみるとコイル部５を得るために必要な部分（ループパターン２，３，４とつなぎ部９，１０）で占められる割合が多いので、コイル部５を得る上で効率的な構造となっている。
その一方、上述した従来のプレートは同じ形状のパターンが多数（４パターン以上）直線状に分散して配置されていたため、材料となる金属板を打ち抜いたときにプレートにならずに無駄になる部分が多かった。
【００２３】
これに対し、上述のプレート１のような構成にすると、その材料となる金属板の中でプレートになる部分の占有率（プレート占有率）が高くなるから、金属板の無駄を極力少なくすることができる。この点は、そのプレート１から得られるインダクタンス部品５０についても同様である。
また、インダクタンス部品５０はつなぎ部９，１０を折り代にして各ループパターン２，３，４を折り曲げたことにより、互いに隣り合うループパターンの間に厚さｄ２の間隔を設けている。これにより、各ループパターン２，３，４は互いに対面する表面同士の接触が一切無くなり、それぞれの絶縁性は確実なものとなっている。そのため、プレート１は表面全体が絶縁されていなくても、各ループパターン同士の接触を確実に無くした形でコイル部５を形成することができるので、打ち抜き加工等する前の金属板に、絶縁性被膜を形成する必要がなく、絶縁性被膜の形成に要するコストを削減できるというコスト削減効果がある。もちろん、この作用効果は、プレート１から形成されるインダクタンス部品５０についても同様である。
【００２４】
そして、プレート１はループパターン２，４にそれぞれ端子部６，７が突出しており、その両者は折曲加工で螺子止め等による固定用の部材になる。したがって、インダクタンス部品５０を後述するスイッチング電源１００のベースプレート１０１等、他の部材に螺子止め等により固定するにしても、そのための端子部を溶接等して別途設ける必要がない。そのため、プレート１およびそれより得られるインダクタンス部品５０は他の部材に固定する上で余計な手間がかからずに好適である。
【００２５】
また、その端子部６，７は、ループパターン３の外縁部に近接して形成され、正三角形Ｓ２の内側に納まる部分が多くなるように形成されているから、金属板を打ち抜くなどしてプレート１を製造するときに端子部６，７の部分が無駄になりにくい。この点も、金属板の無駄を省く上で好適である。
さらに、プレート１はつなぎ部９，１０を折り代にして各ループパターン２，３，４を折り曲げてコイル部５を形成することができるので、インダクタンス部品５０の製造加工が容易であり、その加工歩留まりを向上させることができる。さらに、そのつなぎ部９，１０は、その幅Ｗ２がループ幅Ｗ１よりも狭く形成されているから（Ｗ１＞Ｗ２）、各ループパターン２，３，４を折り曲げるときに要する力を省力化することができる。
【００２６】
（第２の実施の形態）
図６は第２の実施の形態に係るプレート２１の平面図である。図７はそのプレート２１から得られるインダクタンス部品６０の斜視図、図８はインダクタンス部品６０の平面図である。また、図９は図７の矢印ｃに示す方向からみたインダクタンス部品６０の背面図、図１０は同じく矢印ｄに示す方向からみたインダクタンス部品６０の側面図である。なお、このプレート２１およびインダクタンス部品６０は、それぞれ上述したプレート１およびインダクタンス部品５０と共通する部分を有するから、以下の説明は両者の相違点を中心に行い、共通点は省略ないし簡略化する。
【００２７】
プレート２１は、プレート１と同様に所定の厚さｄ１を有する板状部材であって、図６に示すように、３つのループパターン２，３，４が、螺旋状ループが形成されるように配置された３ターン構造を有している。また、プレート２１も表側の表面１ａおよび裏側の裏面１ｂの全体が絶縁被膜の形成されない非絶縁面とされ、防錆被膜が形成されている（図示せず）。
各ループパターン２，３，４は図６に示すように、概ね円環状（ドーナツ状）の平面形状を有し、中央に半径ｒ１の孔部２ａ，３ａ，４ａが形成され、２つの各周端部２ｃ，３ｃ，４ｃの間にギャップ２ｂ，３ｂ，４ｂが形成されている。また、その孔部２ａ，３ａ，４ａ以外の部分が所定のループ幅Ｗ１に設定され、全体がいずれも同じ大きさ（Ｗ１＋ｒ１）の半径を有している。
【００２８】
また、ループパターン２，３，４は、そのそれぞれの孔部２ａ，３ａ，４ａの中心点ｐ２，ｐ３，ｐ４を頂点とする三角形が正三角形Ｓ３（図６に示す２点鎖線による三角形）となるように配置されている。さらに、各ループパターン２，３，４の外周に接する直線を結ぶと相似の正三角形Ｓ４が想定される。プレート２１も、ループパターン２，３，４がその正三角形Ｓ４に内接するとともに、つなぎ部９，１０を介して接続され、かつ互いに螺旋状ループが形成されるように配置された内接配置構造を有している。
そして、ループパターン２，３，４のうち、ループパターン２，４が、それぞれ端子部６、大きさの異なる螺子孔付の端子部８が、周端部２ｃ，４ｃの一方から突出する端子付ループパターンになっている。そのループパターン２，４における周端部２ｃ，４ｃの他方と、ループパターン３における各周端部３ｃ，３ｃとがつなぎ部９，１０を介して接続され、端子部６からループパターン２，３，４および端子部８までの全体が一連の導電路を形成するようになっている。
【００２９】
以上のような構成を有するプレート２１によると、プレート１と同様の要領でインダクタンス部品６０を製造することができる。まず、つなぎ部９，１０を折り代にして、ループパターン２，３，４をそれぞれの表面同士が互いに対面するように折曲げてコイル部５を得る。続いて、端子部６，８をループパターン２，４との接続部１２，１２を折り代にして折り曲げる。すると、図７〜図１０に示すインダクタンス部品６０が得られる。
【００３０】
このインダクタンス部品６０も、つなぎ部９，１０を折り代にしてループパターン２，３，４を折り曲げているため、図８に示すように、各ループパターンの互いに隣り合うもの同士が厚さｄ２（≧ｄ１）の間隔を設けて配置されている。しかし、図７にも示すように、インダクタンス部品６０はインダクタンス部品５０と異なり、端子部６、８が、ループパターン２，３，４の外側に向かい、各ループパターンの表面と交差するように突出している。そして、図８，９に示すように、インダクタンス部品６０はコイル部５において、インダクタンス部品５０と同様の空芯部５１を有しており、その空芯部５１を取り囲むインダクタンス部品５０と同様の螺旋状ループが形成されている。
【００３１】
このインダクタンス部品６０を製造するためのプレート２１も、プレート１と同様に、ループパターン２，３，４が、各ループパターンの中心点ｐ２，ｐ３，ｐ４を頂点とする正三角形Ｓ３が形成されるように配置されており、これにより上述の内接配置構造を有している（もちろん、インダクタンス部品６０も、コイル部５において、各ループパターン２，３，４を平坦に展開すれば、プレート２１と同じ内接配置構造が得られる。）。そのため、コイル部５を得るために必要な部分がすべて正三角形Ｓ４の内側に一まとめで集中的に配置されており、コイル部５を得る上で効率的な構造となっている。したがって、プレート２１のような構成にしても、プレート占有率が高くなるため、金属板の無駄を極力少なくすることができる。
【００３２】
また、インダクタンス部品６０も、インダクタンス部品５０と同様に、互いに隣り合うループパターンの間に厚さｄ２の間隔を設けているので、各ループパターンの互いに対面する表面同士の接触が一切無くなり、絶縁性は確実なものとなっている。そのため、プレート２１は表面全体が絶縁されていなくても、各ループパターン同士の接触を確実に無くした形でコイル部５を形成することができるので、プレート１と同様、絶縁性被膜の形成に要するコストを削減することができる。もちろん、この作用効果は、プレート２１から形成されるインダクタンス部品６０についても同様である。
そして、プレート２１も、ループパターン２，４からそれぞれ端子部６，８が突出しており、その両者は折曲加工で螺子止め等による固定用に部材になる。したがって、インダクタンス部品６０を螺子止め等により固定するにしても、そのための端子部を別途設ける必要がないから、プレート２１およびそれより得られるインダクタンス部品６０は他の部材に固定する上で余計な手間がかからず好適である。
【００３３】
また、端子部６，８がそれぞれループパターン２，４の外縁部に近接して（その外縁部との間隔がループ幅Ｗ１よりも狭い）形成され正三角形Ｓ４の内側に納まる部分が多くなるように形成されているから、プレート２１の製造時に端子部６，８の部分が無駄になりにくく、金属板の無駄を省く上で好適である。
その他、つなぎ部９，１０が、ループパターンを折り曲げる際の折り代になることによる製造加工容易および加工歩留まり向上、つなぎ部９，１０の幅Ｗ２がループ幅Ｗ１よりも狭いために、各ループパターン２，３，４の折り曲げ時に省力化が図れる点はいずれもプレート１と同様である。
【００３４】
（第３の実施の形態）
図１１は第３の実施の形態に係るプレート３１の平面図である。図１２はそのプレート３１から得られるインダクタンス部品７０の平面図である。また、図１３は図１２の矢印ｅに示す方向からみたインダクタンス部品７０の正面図、図１４は同じく矢印ｆに示す方向からみたインダクタンス部品７０の側面図である。なお、このプレート３１およびインダクタンス部品７０も、それぞれ上述したプレート１およびインダクタンス部品５０と共通する部分を有するから、以下の説明は両者の相違点を中心に行い、共通点は省略ないし簡略化する。
【００３５】
プレート３１は、プレート１と同様に所定の厚さｄ１を有する板状部材であって、図１１に示すように、３つのループパターン２，３，４が、螺旋状ループが形成されるように配置された３ターン構造を有している。また、プレート３１も表側の表面１ａおよび裏側の裏面１ｂの全体が絶縁被膜の形成されない非絶縁面とされ、防錆被膜が形成されている（図示せず）。
各ループパターン２，３，４は、図１１に示すように、概ね円環状（ドーナツ）状の平面形状を有し、中央に半径ｒ１の孔部２ａ，３ａ，４ａが形成され、２つの各周端部２ｃ，３ｃ，４ｃの間にギャップ２ｂ，３ｂ，４ｂが形成されている。また、その孔部２ａ，３ａ，４ａ以外の部分が所定のループ幅Ｗ１に設定され、全体がいずれも同じ大きさ（Ｗ１＋ｒ１）の半径を有している。
【００３６】
また、ループパターン２，３，４は、そのそれぞれの孔部２ａ，３ａ，４ａの中心点ｐ２，ｐ３，ｐ４を頂点とする三角形が（図１１に示す２点鎖線による三角形）が２等辺三角形Ｓ５となるように配置されている。この２等辺三角形Ｓ５は、中心点ｐ２，ｐ３を結ぶ直線Ｌ１と、中心点ｐ３，ｐ４を結ぶ直線Ｌ２の長さが等しくなっている。さらに、各ループパターン２，３，４の外周に接する直線を結ぶと相似の２等辺三角形Ｓ６が想定される。プレート３１は、ループパターン２，３，４がその２等辺三角形Ｓ６に内接するとともに、つなぎ部９，１０を介して接続され、かつ互いに螺旋状ループが形成されるように配置された内接配置構造を有している。
【００３７】
そして、ループパターン２，４が、それぞれ端子部６，７が周端部２ｃ，４ｃの一方から突出する端子付ループパターンになっている。そのループパターン２，４における周端部２ｃ，４ｃの他方と、ループパターン３における各周端部３ｃ，３ｃとがつなぎ部９，１０を介して接続され、端子部６からループパターン２，３，４および端子部７までの全体が一連の導電路を形成するようになっている。
以上のような構成を有するプレート３１によると、プレート１と同様にしてインダクタンス部品７０を製造することができる。まず、つなぎ部９，１０を折り代にして，ループパターン２，３，４をそれぞれの表面同士が互いに対面するように折曲げてコイル部５を得る。続いて、端子部７をループパターン４との接続部１１を折り代にして折り曲げると、図１２〜図１４に示すインダクタンス部品７０が得られる。
【００３８】
このインダクタンス部品７０も、つなぎ部９，１０を折り代にしてループパターン２，３，４を折り曲げているため、図１３に示すように各ループパターンの互いに隣り合うもの同士が厚さｄ２（≧ｄ１）の間隔を設けて配置されている。また、図１２にも示すように、端子部６、７がそれぞれ（端子部付）ループパターン２，４から、それぞれの表面に沿って（表面と同一の方向または略平行な方向に）突出している。そして、インダクタンス部品７０はコイル部５において、インダクタンス部品５０と同様の空芯部５１を有しており、その空芯部５１を取り囲むインダクタンス部品５０と同様の螺旋状ループが形成されている。
【００３９】
このようなインダクタンス部品７０を製造するためのプレート３１はループパターン２，３，４が、各ループパターンの中心点ｐ２，ｐ３，ｐ４を頂点とする２等辺三角形Ｓ５が形成されるように配置されており、これにより、上述の内接配置構造を有している（もちろん、インダクタンス部品７０も、コイル部５において、各ループパターン２，３，４を平坦に展開すれば、プレート３１と同じ内接配置構造が得られる。）。そのため、コイル部５を得るために必要な部分がすべて２等辺三角形Ｓ６の内側に一まとめで集中的に配置されており、コイル部５を得る上で効率的な構造となっている。したがって、プレート３１のような構成でも、プレート占有率が高くなるため、金属板の無駄を極力少なくすることができる。
【００４０】
また、インダクタンス部品７０も、インダクタンス部品５０と同様に、互いに隣り合うループパターンの間に厚さｄ２の間隔を設けているので、各ループパターンの互いに対面する表面同士の接触が一切無くなり、絶縁性は確実なものとなっている。そのため、プレート３１は表面全体が絶縁されていなくても、各ループパターン同士の接触を確実に無くした形でコイル部５を形成することができるので、プレート１と同様、絶縁性被膜の形成に要するコストを削減することができる。もちろん、この作用効果は、プレート３１から形成されるインダクタンス部品７０についても同様である。
【００４１】
そして、プレート３１も、ループパターン２，４からそれぞれ突出する端子部６，７が折曲加工で螺子止め等による固定用に部材になる。したがって、インダクタンス部品７０を螺子止め等により固定するにしても、そのための端子部を別途設ける必要がなく、プレート３１およびそれにより得られるインダクタンス部品７０は固定する上で余計な手間がかからず好適である。
その他、つなぎ部９，１０がループパターンを折り曲げる際の折り代になることによる製造加工容易および加工歩留まり向上、つなぎ部９，１０の幅Ｗ２がループ幅Ｗ１よりも狭いために、各ループパターン２，３，４の折り曲げ時に省力化が図れる点はいずれもプレート１と同様である。
【００４２】
次に、本発明に係るスイッチング電源の実施の形態について説明する。
図１６は上述したインダクタンスユニット５０と同じ構成を備えたチョークコイル８８を有するスイッチング電源１００を一部省略して示す斜視図である。図１７はスイッチング電源１００のうち、上述した各実施の形態に関連する部分を示す斜視図である。
このスイッチング電源１００は自動車（特に、ガソリンエンジンと電動機とを組み合わせて動力源としているハイブリッド車のように、比較的大きな電流を必要とする自動車）に搭載して、バッテリーから入力する直流電圧を降圧して出力するための電圧変換手段としての電気回路を有している。
【００４３】
このスイッチング電源１００は、図１６に示すように、ベースプレート１０１上に、入力フィルタ８１と、スイッチング回路８２と、メイントランス８３とを有し、さらに、整流回路８４と、平滑回路８５および出力フィルタ８６を有している。
入力フィルタ８１はバッテリーから入力する電流からノイズを除去するとともに、このスイッチング電源１００の図示しない制御回路の誤作動を防止するための回路素子で構成されている。スイッチング回路８２はＦＥＴ等のスイッチング素子を複数有し、入力フィルタ８１から出力される直流入力を交流に変換する回路素子から構成されている。メイントランス８３はスイッチング回路８２から出力される交流電流を入力して、その電圧を所定の値に変換（降圧変換）する。整流回路８４はメイントランス８３から出力される交流を整流して出力する。
【００４４】
平滑回路８５はチョークコイル８８とコンデンサ８９とを有し、整流された電圧の平滑化を行う。そして、このチョークコイル８８が上述したインダクタンス部品５０と同じ構成を有している。
すなわち、チョークコイル８８は、図１７にも示すように、上述のプレート１のループパターン２，３，４をつなぎ部９，１０に沿って折曲げて得られるコイル部５を有し、端子部６，７が突出している。そのため、スイッチング電源１００も、インダクタンス５０による上述の作用効果を奏するものである。
【００４５】
そして、このチョークコイル８８は、コア９０とともに、板ばね９１により保持した上で、端子部６，７をベースプレート１０１の所定の場所に螺子止めして固定されている。その際、この端子部６，７が各ループパターン２，３，４の表面に沿って突出しているから、チョークコイル８８をコア９０（の軸芯部）に嵌め込んで板ばね９１により保持し、それを螺子止めして固定する際、端子部６，７をベースプレート１０１に載置して螺子止めすることができる。それにより、チョークコイル８８はコイル部５がベースプレート１０１の表面に沿った状態で固定されることとなる。したがって、チョークコイル８８のように、ベースプレート１０１に、コア９０とともに固定する場合は、上述したインダクタンス部品５０のように、端子部６，７が各ループパターン２，３，４の表面に沿って突出しているものを用いるとよい。
【００４６】
また、このスイッチング電源１００は出力フィルタ８６の中に空芯コイル９２を有しており、この空芯コイル９２を上述の各実施形態におけるインダクタンス部品で構成してもよい。空芯コイル９２は端子部６，８が各ループパターンの表面に交差するように突出していて、それがベースプレート１０１に固定されている。この空芯コイル９２のように、コイル部を垂直に起立させたまま固定するときは、第２の実施形態で説明したインダクタンス部品６０を用いるとよい。インダクタンス部品６０は、端子部６，８が各ループパターン２，３，４の表面に交差するように突出しているから、ベースプレート１０１に対してコイル部を垂直に起立させたまま、螺子止めして固定する上で好適である。
上述の説明では、インダクタンス部品５０をチョークコイル８８に適用した場合について説明したが、インダクタンス部品５０のほか、各実施の形態にかかるインダクタンス部品をメイントランス８３の１次コイルまたは２次コイルに適用してもよい。もちろん、これらのインダクタンス部品は、プレート１等の各実施の形態にかかるプレートから得られる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、インダクタンス部品用プレート、インダクタンス部品並びにそのインダクタンス部品を有するスイッチング電源において、インダクタンス部品用プレートを製造する際の材料である導体板の無駄が少なく、製造コストを削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るプレートの平面図である。
【図２】図１に示したプレートから得られるインダクタンス部品の斜視図である。
【図３】同じく、インダクタンス部品の平面図である。
【図４】同じく、インダクタンス部品の図２の矢印ａの方向からみた側面図である。
【図５】同じく、矢印ｂの方向からみた側面図である。
【図６】第２の実施の形態に係るプレートの平面図である。
【図７】図６に示したプレートから得られるインダクタンス部品の斜視図である。
【図８】同じく、インダクタンス部品の平面図である。
【図９】同じく、インダクタンス部品の図７の矢印ｃの方向からみた背面図である。
【図１０】同じく、矢印ｄの方向からみた側面図である。
【図１１】第３の実施の形態に係るプレートの平面図である。
【図１２】図１１に示したプレートから得られるインダクタンス部品の平面図である。
【図１３】同じく、インダクタンス部品の図１２の矢印ｅの方向からみた正面図である。
【図１４】同じく、矢印ｆの方向からみた側面図である。
【図１５】接続されるループパターンの一部とともにつなぎ部を示す断面図で、（ａ）は断面が略Ｕ字状の場合、（ｂ）は断面がＵ字状の場合である。
【図１６】実施形態に係るインダクタンス部品を搭載した電源ユニットを一部省略して示す斜視図である。
【図１７】スイッチング電源のうち、各実施の形態に関連する部分を示す斜視図である
【符号の説明】
１，２１，３１…インダクタンスプレート
１ａ…表面、１ｂ…裏面
２，３，４…ループパターン
２ａ，３ａ，４ａ…孔部
２ｂ，３ｂ，４ｂ…ギャップ
２ｃ，３ｃ，４ｃ…周端部
５…コイル部、６，７，８…突出状端子部
９，１０…つなぎ部
５０，６０，７０…インダクタンス部品
１００…スイッチング電源、１０１…ベースプレート
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…正三角形
Ｓ５，Ｓ６…２等辺三角形[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inductance component plate and an inductance component that can be efficiently manufactured without wasting material, and a switching power supply having the inductance component.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a switching power supply has mounted thereon inductance components such as a transformer and a choke coil. When a large current flows through the coil, the coil is formed by spirally laminating strip-shaped plates having a small thickness. Conventionally, with respect to this type of coil, there has been a technique of preparing a plate in which a circular or rectangular annular loop pattern with a gap is repeatedly formed and stacking each loop pattern in a bent spiral form to form a coil (for example, And Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-53-95136 (page 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order to form a coil as in the above-described prior art, a plate in which a plurality of loop patterns are repeatedly formed must be prepared. This plate is obtained by punching a large metal conductor plate. However, in this conventional plate, a large number of loop patterns are scattered and arranged on a straight line, and the portion other than the loop pattern is large. There was a problem that it was easy to become.
In addition, when the coil is obtained from the plate, each loop pattern is folded along the fold curve and laminated in a spiral, but it is necessary to avoid short circuit due to contact of each loop pattern, so it is insulated on the conductor plate of the material. A coating had to be formed. In order to form this insulating film, a high-cost film forming process must be performed, and this has contributed to an increase in coil manufacturing cost.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a plate for an inductance component, a inductance component, and a switching power supply having the inductance component, which are provided with a structure capable of reducing the production cost with less waste of the conductor plate. I do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has three annular loop patterns, each of which is a non-insulating surface in which a gap is formed between two peripheral ends and the surface is not formed with an insulating film. , Each loop pattern is arranged so that a spiral loop can be formed and an equilateral triangle or an isosceles triangle having a vertex at each center point is formed, and two loop patterns of each loop pattern are A terminal portion for fixing to the member of the above is a loop pattern with a terminal projecting from one peripheral end portion, and the other peripheral end portion and the other loop pattern in each of the loop patterns with a terminal are connected by a bendable connecting portion. The plate is characterized by a plate for an inductance component which is connected via a.
[0007]
The plate necessary for forming the coil portion by bending each loop pattern is similar to an equilateral triangle or an isosceles triangle having the center point of each loop pattern as a vertex, and circumscribes each loop pattern. It is arranged inside the triangle. Further, it is not necessary to form an insulating film on the surface at a stage before manufacturing.
In the inductance component plate, it is preferable that each loop pattern has a predetermined line width, and the width of the connecting portion is formed narrower than the line width.
This can reduce the force required to bend each loop pattern using the joint as a margin for folding.
[0008]
The present invention has a coil portion composed of three annular loop patterns, and the coil portions are arranged with a gap between each loop pattern forming a helical loop, and each loop pattern has two loops. A gap is formed between the ends, and the surface is a non-insulating surface on which no insulating coating is formed. Two of the loop patterns have a terminal portion for fixing to another member at one peripheral end. Loop pattern with terminals protruding from the loop portion, the other peripheral end of each loop pattern with terminals and another loop pattern are connected via a bendable joint, and each loop pattern in the coil portion is flattened. The present invention provides an inductance component having a regular triangle or an isosceles triangle having the center point of each loop pattern as a vertex when expanded into a loop pattern.
[0009]
In this inductance component, each loop pattern forming the coil portion is arranged such that, when unfolded, forms an equilateral triangle or an isosceles triangle having the respective center points as vertices. Therefore, a portion necessary for forming the coil portion is similar to the equilateral triangle or the isosceles triangle, and is arranged inside a triangle circumscribing each loop pattern. Further, since the adjacent loop patterns are arranged with an interval larger than the thickness of each loop pattern, the loop patterns are reliably insulated from each other even if there is no insulating coating on the surface.
In the inductance component, it is preferable that each loop pattern has a predetermined line width, and the width of the connecting portion is formed to be narrower than the line width.
Furthermore, the terminal portion can be made to protrude along the surface of the loop pattern with terminal. The terminal portion may protrude so as to cross the surface of the loop pattern with terminals.
[0010]
Further, the present invention is a switching power supply having an inductance component having a coil portion composed of three annular loop patterns, and a switching power supply having voltage conversion means, wherein each coil pattern has a spiral loop. And each of the loop patterns is a non-insulating surface in which a gap is formed between two peripheral ends and the surface of which is not formed with an insulating coating. The pattern is a terminal-equipped loop pattern in which a terminal portion for fixing to another member protrudes from one peripheral end, and the other peripheral end and the other loop pattern in each terminal-equipped loop pattern are bent. An equilateral triangle that is connected via possible joints and has the center point of each loop pattern as the vertex when each loop pattern in the coil section is developed flat. Others to provide a switching power supply isosceles triangle is formed.
[0011]
In this switching power supply, each loop pattern preferably has a predetermined line width, and the width of the connecting portion is preferably formed to be narrower than the line width.
In these switching power supplies, the switching power supply further includes a base plate for fixing an inductance component, and the inductance component has a terminal portion protruding along the surface of the loop pattern with a terminal, and the terminal portion is fixed to the base plate. be able to.
In this case, if the terminal portion is placed on the base plate and fixed by screwing or the like, the coil portion can be fixed with the surface of each loop pattern along the base plate.
[0012]
Further, the terminal part of the inductance component may protrude so as to intersect with the surface of the loop pattern with terminal, and the terminal part may be fixed to the base plate.
In this case, when the terminal portion is placed on the base plate and fixed by screwing or the like, the coil portion comes to stand vertically and fixed to the base plate.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Note that the same reference numerals are used for the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
First, an embodiment of an inductance component plate (hereinafter abbreviated as “plate”) according to the present invention will be described.
(First Embodiment)
FIG. 1 is a plan view of a plate 1 according to the first embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the inductance component 50 obtained from the plate 1, and FIG. 3 is a plan view of the inductance component 50. FIG. 4 is a side view of the inductance component 50 viewed from a direction indicated by an arrow a in FIG. 2, and FIG. 5 is a side view of the inductance component 50 viewed from a direction indicated by an arrow b.
[0014]
The plate 1 is formed by punching (pressing) a metal conductive plate having good conductivity such as copper or brass or by wire cutting, and has a predetermined thickness d1 (about 2.5 mm in the present embodiment). (See FIG. 2 for the thickness d1). The plate 1 has first, second, and third three loop patterns 2, 3, and 4, and each of the loop patterns 2, 3, and 4 has a spiral shape (spiral shape). The coil portion 5 forming the loop has a three-turn structure arranged so that the loop portion is formed by bending the loop patterns 2, 3, and 4. Further, in the plate 1, the front surface 1a and the back surface 1b shown in FIG. 1 are entirely non-insulating surfaces on which no insulating film is formed, and the surfaces 1a and 1b are provided with a film for preventing rust ( A rust-proof coating is formed (not shown). The spiral loop formed by the coil unit 5 will be described later.
[0015]
As shown in FIG. 1, each of the loop patterns 2, 3, 4 has a substantially annular (doughnut-shaped) planar shape, and holes 2 a, 3 a, 4 a having a radius r1 are formed at the center, and two loops are formed. Gaps 2b, 3b, 4b are formed between the ends 2c, 3c, 4c. The portions other than the holes 2a, 3a, and 4a are set to a predetermined line width (hereinafter, this line width is referred to as a "loop width") W1, and all of them have the same radius (W1 + r1). ing.
The loop patterns 2, 3, and 4 are formed as triangles having vertices at the center points p2, p3, and p4 of the respective holes 2a, 3a, and 4a, and the triangles (triangles formed by two-dot chain lines shown in FIG. 1) are formed. ) Are arranged so as to form an equilateral triangle S1 (the interior angle α shown in FIG. 1 is set to 60 degrees).
[0016]
Then, when straight lines tangent to the outer circumferences of the loop patterns 2, 3, and 4 are connected, a similar equilateral triangle S2 (two-dot chain line triangle shown in FIG. 1) having a larger size than the equilateral triangle S1 is assumed. Can be. Inside the triangle S2, all three loop patterns 2, 3, and 4 are inscribed. Therefore, in the region of the plate 1 having a certain size of a regular triangle (a regular triangle S2 in the present embodiment), the loop patterns 2, 3, and 4 are inscribed in the regular triangle S2 and a connecting portion 9 described later. , 10 and arranged so as to form a spiral loop with each other (hereinafter, this structure is referred to as “inscribed arrangement structure”).
[0017]
Further, among the loop patterns 2, 3, and 4, the loop patterns 2, 4 are terminal-attached loop patterns in which terminal portions 6, 7 described later protrude from one of the peripheral ends 2c, 4c. In the plate 1, the other of the peripheral ends 2 c and 4 c of the loop patterns 2 and 4 that are the terminal-added loop patterns and the peripheral ends 3 c and 3 c of the other loop patterns 3 are connected via connecting portions 9 and 10 described later. Connected. Thus, the entire plate 1 from the terminal portion 6 to the loop patterns 2, 3, 4 and the terminal portion 7 forms a series of conductive paths.
[0018]
The terminal portions 6 and 7 are formed to be fixed to another member (for example, a circuit component such as a bus bar (not shown)) by screwing or welding. The illustrated terminal portions 6 and 7 have the same width as or slightly larger than the loop width W1, and each of them has a plurality of screw holes so that the terminal portions 6 and 7 can be fixed to other members by screwing. . In addition, the terminal portions 6 and 7 are formed from the loop patterns 2 and 4 respectively, in the vicinity of the outer edge of the loop pattern 3 (the interval from the outer edge of the loop pattern 3 is smaller than the loop width W1). Note that the width of the terminal portions 6 and 7 may be smaller than the loop width W1.
[0019]
The joint portions 9 and 10 are formed so that each loop pattern connected to both sides thereof can be bent (bendable). Each of the loop patterns is bent using each of them as a folding margin to manufacture a coil portion 5 described later. It is provided. The connecting portions 9 and 10 are formed so that the width W2 is smaller than the loop width W1 (W1> W2). Further, as shown in FIG. 15, when each loop pattern connected to both sides thereof is bent, the connecting portions 9 and 10 have a substantially U-shaped or U-shaped cross section. The plate 1 (that is, each loop pattern) is formed so as to have a length d1 (d2 ≧ d1) which is equal to or greater than the thickness d1 of the plate 1 (ie, each loop pattern). In the present embodiment, in order to provide the interval d2 between the adjacent loop patterns, the length of the connecting portions 9 and 10 (portion indicated by the arrow in FIG. 15) is set to be larger than the thickness d1. .
[0020]
With the plate 1 having the above-described configuration, the inductance component 50 is manufactured as follows.
First, with respect to the loop patterns 2 and 3, the connecting portion 9 is folded so that the surfaces thereof face each other with the connecting portion 9 as a folding allowance. Next, with respect to the loop patterns 3 and 4, the connecting portion 10 is folded so that the respective surfaces face each other with the folding margin as a margin. Then, the coil part 5 in which the loop patterns 2, 3, and 4 are arranged at intervals is obtained. Next, when the terminal portion 7 is bent with the connecting portion 11 to the loop pattern 4 as a margin, the inductance component 50 shown in FIGS. 2 to 5 is obtained.
[0021]
Since the inductance component 50 is formed by bending the loop patterns 2, 3, and 4 with the connecting portions 9 and 10 as folding margins, thereby obtaining the coil portion 5, as shown in FIG. Adjacent ones of the patterns are arranged with an interval of thickness d2 (≧ d1). Also, as shown in FIG. 2, the terminal portions 6 and 7 project from the loop patterns 2 and 4 (with the terminal portions) along the respective surfaces (in the same direction as the surface or in a direction substantially parallel to the surfaces). I have. As shown in FIGS. 2 and 3, the inductance component 50 has a cylindrical air-core portion 51 in the coil portion 5 by the holes 2 a, 3 a, and 4 a of the loop patterns 2, 3, and 4. In addition, a series of current loops (hereinafter, this current loop is referred to as a “spiral loop”) which spirally surrounds the air core portion 51 by the loop patterns 2, 3, 4 and the connecting portions 9, 10 is formed.
As shown in FIG. 16, the inductance component 50 thus obtained can be fixed on a base plate 101 of a switching power supply 100 described later and used as an air-core coil of an output filter or a choke coil of a smoothing circuit.
[0022]
This inductance component 50 is formed using the above-described plate 1. The plate 1 is arranged such that the loop patterns 2, 3, and 4 form an equilateral triangle S1 having the vertices at the center points p2, p3, and p4 of each loop pattern. have. (Of course, in the inductance part 50, if the loop patterns 2, 3, and 4 are developed flat in the coil part 5, the same inscribed arrangement structure as that of the plate 1 is obtained.) According to this inscribed arrangement structure, All the parts necessary to obtain the part 5 are collectively arranged inside the equilateral triangle S2. Therefore, when the plate 1 is viewed inside the equilateral triangle S2, the portion occupied by the portions necessary for obtaining the coil portion 5 (the loop patterns 2, 3, 4 and the connecting portions 9, 10) is large, so that the coil portion 5 It is an efficient structure for obtaining.
On the other hand, in the above-mentioned conventional plate, a large number (4 or more patterns) of the same shape are linearly dispersed and arranged. There were many.
[0023]
On the other hand, in the configuration like the above-described plate 1, the occupation ratio (plate occupation ratio) of the portion that becomes the plate in the metal plate as the material is increased, so that the waste of the metal plate is reduced as much as possible. Can be. This is the same for the inductance component 50 obtained from the plate 1.
In addition, the inductance component 50 is formed by bending each of the loop patterns 2, 3, and 4 with the connecting portions 9 and 10 as folding margins, thereby providing a gap of a thickness d2 between the adjacent loop patterns. As a result, the loop patterns 2, 3, and 4 have no contact between the surfaces facing each other, and their insulating properties are assured. Therefore, even if the entire surface of the plate 1 is not insulated, the coil portion 5 can be formed in a form in which the contact between the loop patterns is reliably eliminated. It is not necessary to form an insulating film, and the cost required for forming an insulating film can be reduced. Of course, this effect is the same for the inductance component 50 formed from the plate 1.
[0024]
The plate 1 has terminal portions 6 and 7 projecting from the loop patterns 2 and 4, respectively, and both of them become fixing members by screwing or the like by bending. Therefore, even if the inductance component 50 is fixed to another member such as a base plate 101 of the switching power supply 100 to be described later by a screw or the like, it is not necessary to separately provide a terminal portion for this purpose by welding or the like. For this reason, the plate 1 and the inductance component 50 obtained therefrom are suitable because they do not require extra labor for fixing to other members.
[0025]
The terminal portions 6 and 7 are formed close to the outer edge of the loop pattern 3 and are formed so as to increase the number of portions that fit inside the equilateral triangle S2. The terminal portions 6 and 7 are less likely to be wasted when manufacturing 1. This point is also suitable for reducing waste of the metal plate.
Further, since the coil portion 5 can be formed by bending each of the loop patterns 2, 3, and 4 with the connecting portions 9 and 10 as folding margins of the plate 1, the manufacturing process of the inductance component 50 is easy and the processing thereof is performed. The yield can be improved. Further, since the connecting portions 9 and 10 are formed so that the width W2 thereof is smaller than the loop width W1 (W1> W2), it is possible to reduce the force required when bending each of the loop patterns 2, 3, and 4. Can be.
[0026]
(Second embodiment)
FIG. 6 is a plan view of the plate 21 according to the second embodiment. FIG. 7 is a perspective view of the inductance component 60 obtained from the plate 21, and FIG. 8 is a plan view of the inductance component 60. 9 is a rear view of the inductance component 60 as viewed from the direction indicated by the arrow c in FIG. 7, and FIG. 10 is a side view of the inductance component 60 also viewed from the direction indicated by the arrow d. Since the plate 21 and the inductance component 60 have portions common to the plate 1 and the inductance component 50, respectively, the following description focuses on the differences between the two, and the common points are omitted or simplified.
[0027]
The plate 21 is a plate-like member having a predetermined thickness d1 similarly to the plate 1, and as shown in FIG. 6, three loop patterns 2, 3, and 4 are formed so that a spiral loop is formed. It has a three-turn arrangement. Also, the entire front surface 1a of the plate 21 and the back surface 1b of the back side are non-insulating surfaces on which no insulating film is formed, and a rust-preventive film is formed (not shown).
As shown in FIG. 6, each of the loop patterns 2, 3, and 4 has a substantially annular (doughnut-shaped) planar shape, and holes 2a, 3a, and 4a having a radius r1 are formed at the center, and two loops are formed. Gaps 2b, 3b, 4b are formed between the ends 2c, 3c, 4c. The portions other than the holes 2a, 3a, and 4a are set to a predetermined loop width W1, and all have the same radius (W1 + r1).
[0028]
The loop patterns 2, 3, and 4 are such that the triangle having the vertexes at the center points p2, p3, and p4 of the holes 2a, 3a, and 4a is an equilateral triangle S3 (a triangle indicated by a two-dot chain line shown in FIG. 6). It is arranged to become. Further, a similar equilateral triangle S4 is assumed when connecting straight lines that contact the outer circumferences of the loop patterns 2, 3, and 4. The plate 21 also has an inscribed arrangement structure in which the loop patterns 2, 3, and 4 are inscribed in the equilateral triangle S4, are connected via the connecting portions 9, 10, and are arranged so as to form a spiral loop with each other. have.
Of the loop patterns 2, 3, and 4, the loop patterns 2 and 4 have terminal portions 6, respectively, and the terminal portions 8 with screw holes having different sizes have terminals protruding from one of the peripheral ends 2c and 4c. It has a loop pattern. The other one of the peripheral ends 2c and 4c in the loop patterns 2 and 4 and the peripheral ends 3c and 3c in the loop pattern 3 are connected via connecting portions 9 and 10, and from the terminal portion 6 to the loop patterns 2 and 3 , 4 and the terminal portion 8 form a series of conductive paths.
[0029]
According to the plate 21 having the above configuration, the inductance component 60 can be manufactured in the same manner as the plate 1. First, the loop portions 2, 3, and 4 are bent so that the surfaces thereof face each other with the connecting portions 9, 10 as folding margins to obtain the coil portion 5. Subsequently, the terminal portions 6 and 8 are bent by using the connection portions 12 and 12 for the loop patterns 2 and 4 as folding margins. Then, the inductance component 60 shown in FIGS. 7 to 10 is obtained.
[0030]
Also in this inductance component 60, the loop patterns 2, 3, and 4 are bent with the connecting portions 9 and 10 as folding allowances. Therefore, as shown in FIG. ≧ d1). However, as shown in FIG. 7, the inductance component 60 differs from the inductance component 50 in that the terminal portions 6 and 8 are directed outward of the loop patterns 2, 3 and 4 and protrude so as to intersect the surfaces of the loop patterns. ing. As shown in FIGS. 8 and 9, the inductance component 60 has an air core 51 similar to the inductance component 50 in the coil portion 5, and a spiral similar to the inductance component 50 surrounding the air core 51. A loop is formed.
[0031]
Similarly to the plate 1, the plate 21 for manufacturing the inductance component 60 has a regular triangle S3 in which the loop patterns 2, 3, and 4 have vertexes at the center points p2, p3, and p4 of each loop pattern. (In the case of the inductance component 60, if the loop patterns 2, 3, and 4 are flatly developed in the coil portion 5, the plate 21 The same inscribed arrangement structure is obtained.) Therefore, all the parts necessary for obtaining the coil unit 5 are collectively arranged inside the equilateral triangle S4, and the structure is efficient for obtaining the coil unit 5. Therefore, even in the configuration like the plate 21, the occupation ratio of the plate is increased, and the waste of the metal plate can be reduced as much as possible.
[0032]
Further, in the inductance component 60, similarly to the inductance component 50, the interval of the thickness d2 is provided between the loop patterns adjacent to each other. Has become certain. Therefore, even if the entire surface of the plate 21 is not insulated, the coil portion 5 can be formed in a form in which the contact between the loop patterns is surely eliminated. The required cost can be reduced. Of course, this effect is the same for the inductance component 60 formed from the plate 21.
The terminal portions 6, 8 of the plate 21 also protrude from the loop patterns 2, 4, respectively, and both of them become members for fixing by screwing or the like by bending. Therefore, even if the inductance component 60 is fixed by screwing or the like, there is no need to separately provide a terminal for that purpose. Therefore, the plate 21 and the inductance component 60 obtained therefrom require extra time and effort for fixing to another member. It is suitable because it does not work.
[0033]
In addition, the terminal portions 6 and 8 are formed close to the outer edges of the loop patterns 2 and 4 (the distance from the outer edges is smaller than the loop width W1), and more portions fit inside the equilateral triangle S4. Therefore, the terminal portions 6 and 8 are less likely to be wasted when the plate 21 is manufactured, which is preferable in that the metal plate is not wasted.
In addition, since the connecting portions 9 and 10 serve as folding allowances when the loop pattern is bent, manufacturing processing is easy and the processing yield is improved. Since the width W2 of the connecting portions 9 and 10 is smaller than the loop width W1, each loop pattern is formed. The point that labor saving can be achieved at the time of bending of 2, 3, and 4 is the same as that of the plate 1.
[0034]
(Third embodiment)
FIG. 11 is a plan view of a plate 31 according to the third embodiment. FIG. 12 is a plan view of an inductance component 70 obtained from the plate 31. FIG. 13 is a front view of the inductance component 70 as viewed from the direction indicated by the arrow e in FIG. 12, and FIG. 14 is a side view of the inductance component 70 similarly viewed from the direction indicated by the arrow f. Since the plate 31 and the inductance component 70 also have portions common to the plate 1 and the inductance component 50, respectively, the following description focuses on the differences between the two, and the common features are omitted or simplified.
[0035]
The plate 31 is a plate-like member having a predetermined thickness d1 similarly to the plate 1, and as shown in FIG. 11, three loop patterns 2, 3, and 4 are formed so that a spiral loop is formed. It has a three-turn arrangement. Also, the entire front surface 1a of the plate 31 and the back surface 1b of the back side are non-insulating surfaces on which no insulating film is formed, and a rust-preventive film is formed (not shown).
As shown in FIG. 11, each of the loop patterns 2, 3, and 4 has a substantially annular (doughnut) -like planar shape, and holes 2a, 3a, and 4a having a radius r1 are formed in the center. Gaps 2b, 3b, 4b are formed between the peripheral ends 2c, 3c, 4c. The portions other than the holes 2a, 3a, and 4a are set to a predetermined loop width W1, and all have the same radius (W1 + r1).
[0036]
The loop patterns 2, 3, and 4 are triangles having vertexes at the center points p2, p3, and p4 of the respective holes 2a, 3a, and 4a (triangles formed by two-dot chain lines shown in FIG. 11). It is arranged so as to be S5. In the isosceles triangle S5, the length of a straight line L1 connecting the center points p2 and p3 is equal to the length of a straight line L2 connecting the center points p3 and p4. Furthermore, a similar isosceles triangle S6 is assumed when connecting straight lines that contact the outer circumferences of the loop patterns 2, 3, and 4. The plate 31 has an inscribed arrangement in which the loop patterns 2, 3, and 4 are inscribed in the isosceles triangle S6, are connected via the connecting portions 9, 10, and are arranged so as to form a spiral loop with each other. It has a structure.
[0037]
The loop patterns 2 and 4 are terminal-provided loop patterns in which the terminal portions 6 and 7 protrude from one of the peripheral ends 2c and 4c, respectively. The other one of the peripheral ends 2c and 4c in the loop patterns 2 and 4 and the peripheral ends 3c and 3c in the loop pattern 3 are connected via connecting portions 9 and 10, and from the terminal portion 6 to the loop patterns 2 and 3 , 4 and the terminal portion 7 form a series of conductive paths.
According to the plate 31 having the above configuration, the inductance component 70 can be manufactured in the same manner as the plate 1. First, the coil portions 5 are obtained by bending the loop patterns 2, 3, and 4 so that their surfaces face each other with the connecting portions 9 and 10 as folding margins. Subsequently, when the terminal portion 7 is bent with the connecting portion 11 for connection with the loop pattern 4 as a margin, an inductance component 70 shown in FIGS. 12 to 14 is obtained.
[0038]
Also in this inductance component 70, the loop patterns 2, 3, and 4 are bent with the connecting portions 9 and 10 as folding allowances. Therefore, as shown in FIG. They are arranged with an interval of d1). As shown in FIG. 12, the terminal portions 6 and 7 project from the loop patterns 2 and 4 (with the terminal portions) along the respective surfaces (in the same direction as the surface or in a direction substantially parallel to the surfaces). I have. The inductance component 70 has an air core 51 similar to the inductance component 50 in the coil portion 5, and a spiral loop similar to the inductance component 50 surrounding the air core 51 is formed.
[0039]
The plate 31 for manufacturing such an inductance component 70 is arranged such that the loop patterns 2, 3, and 4 form an isosceles triangle S5 having vertexes at the center points p2, p3, and p4 of each loop pattern. Accordingly, the above-mentioned inscribed arrangement structure is provided. (Of course, the inductance component 70 is also the same as the plate 31 if the respective loop patterns 2, 3, and 4 are developed flat in the coil portion 5.) A tangential arrangement is obtained.) Therefore, all the parts necessary for obtaining the coil part 5 are collectively arranged inside the isosceles triangle S6 collectively, so that the structure is efficient in obtaining the coil part 5. Therefore, even in the configuration like the plate 31, the occupation ratio of the plate is increased, and the waste of the metal plate can be reduced as much as possible.
[0040]
Also, in the inductance component 70, similarly to the inductance component 50, the interval of the thickness d2 is provided between the loop patterns adjacent to each other. Has become certain. Therefore, even if the entire surface of the plate 31 is not insulated, the coil portion 5 can be formed in a form in which the contact between the loop patterns is surely eliminated. The required cost can be reduced. Of course, this effect is the same for the inductance component 70 formed from the plate 31.
[0041]
In the plate 31, the terminal portions 6, 7 projecting from the loop patterns 2, 4 respectively become members for fixing by screwing or the like by bending. Therefore, even if the inductance component 70 is fixed by screwing or the like, there is no need to separately provide a terminal portion, and the plate 31 and the inductance component 70 obtained by the plate 31 do not require extra time and are suitable. It is.
In addition, since the connecting portions 9 and 10 serve as a folding allowance when bending the loop pattern, the manufacturing process is facilitated and the processing yield is improved. Since the width W2 of the connecting portions 9 and 10 is smaller than the loop width W1, each loop pattern 2 is formed. , 3 and 4 are similar to the plate 1 in that labor can be saved.
[0042]
Next, an embodiment of the switching power supply according to the present invention will be described.
FIG. 16 is a perspective view illustrating a switching power supply 100 having a choke coil 88 having the same configuration as the above-described inductance unit 50 with a part thereof omitted. FIG. 17 is a perspective view showing a portion of the switching power supply 100 related to each of the above-described embodiments.
The switching power supply 100 is mounted on an automobile (in particular, an automobile that requires a relatively large current, such as a hybrid car that uses a combination of a gasoline engine and an electric motor as a power source) to reduce a DC voltage input from a battery. And an electric circuit as voltage conversion means for outputting the output.
[0043]
As shown in FIG. 16, the switching power supply 100 has an input filter 81, a switching circuit 82, and a main transformer 83 on a base plate 101, and further includes a rectifier circuit 84, a smoothing circuit 85, and an output filter 86. have.
The input filter 81 is configured by a circuit element for removing noise from the current input from the battery and preventing a malfunction of a control circuit (not shown) of the switching power supply 100. The switching circuit 82 has a plurality of switching elements such as FETs, and is configured by a circuit element that converts a DC input output from the input filter 81 into an AC. The main transformer 83 receives the AC current output from the switching circuit 82 and converts the voltage to a predetermined value (step-down conversion). The rectifier circuit 84 rectifies and outputs the AC output from the main transformer 83.
[0044]
The smoothing circuit 85 has a choke coil 88 and a capacitor 89, and smoothes the rectified voltage. The choke coil 88 has the same configuration as the inductance component 50 described above.
That is, as shown in FIG. 17, the choke coil 88 has the coil portion 5 obtained by bending the loop patterns 2, 3, and 4 of the plate 1 along the connecting portions 9 and 10, and the terminal portion. 6, 7 are protruding. Therefore, the switching power supply 100 also has the above-described operation and effect due to the inductance 50.
[0045]
The choke coil 88 is fixed together with the core 90 by screwing the terminal portions 6 and 7 to predetermined positions on the base plate 101 after being held by a leaf spring 91. At this time, since the terminal portions 6 and 7 protrude along the surface of each of the loop patterns 2, 3 and 4, the choke coil 88 is fitted into the (core portion of) the core 90 and held by the leaf spring 91. When fixing it by screwing, the terminal portions 6 and 7 can be mounted on the base plate 101 and screwed. As a result, the choke coil 88 is fixed with the coil portion 5 along the surface of the base plate 101. Therefore, when fixed to the base plate 101 together with the core 90 like the choke coil 88, the terminal portions 6, 7 protrude along the surfaces of the respective loop patterns 2, 3, 4 like the above-described inductance component 50. It is good to use what is.
[0046]
Further, the switching power supply 100 has an air core coil 92 in the output filter 86, and the air core coil 92 may be constituted by the inductance component in each of the above-described embodiments. The air-core coil 92 protrudes so that the terminal portions 6 and 8 intersect the surface of each loop pattern, and is fixed to the base plate 101. When the coil part is fixed with the coil part standing upright like the air core coil 92, the inductance component 60 described in the second embodiment may be used. In the inductance component 60, the terminal portions 6, 8 protrude so as to intersect the surfaces of the loop patterns 2, 3, and 4, so that the coil portion is screwed while the coil portion stands upright with respect to the base plate 101. It is suitable for fixing.
In the above description, the case where the inductance component 50 is applied to the choke coil 88 has been described. You may. Of course, these inductance components can be obtained from the plate according to each embodiment such as the plate 1.
[0047]
【The invention's effect】
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above in detail, according to the present invention, in a plate for an inductance component, an inductance component, and a switching power supply having the inductance component, there is little waste of a conductor plate as a material when manufacturing the plate for an inductance component, and Costs can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a plate according to a first embodiment.
FIG. 2 is a perspective view of an inductance component obtained from the plate shown in FIG.
FIG. 3 is a plan view of the inductance component.
FIG. 4 is a side view of the inductance component viewed from the direction of arrow a in FIG. 2;
FIG. 5 is a side view similarly viewed from the direction of arrow b.
FIG. 6 is a plan view of a plate according to a second embodiment.
7 is a perspective view of an inductance component obtained from the plate shown in FIG.
FIG. 8 is a plan view of the inductance component.
9 is a rear view of the inductance component as viewed from the direction of arrow c in FIG. 7;
FIG. 10 is a side view similarly viewed from the direction of arrow d.
FIG. 11 is a plan view of a plate according to a third embodiment.
FIG. 12 is a plan view of an inductance component obtained from the plate shown in FIG. 11;
FIG. 13 is a front view of the inductance component as seen from the direction of arrow e in FIG. 12;
FIG. 14 is a side view similarly viewed from the direction of arrow f.
FIGS. 15A and 15B are cross-sectional views each showing a connecting portion together with a part of a connected loop pattern. FIG.
FIG. 16 is a perspective view showing a power supply unit on which the inductance component according to the embodiment is mounted, with a part thereof omitted;
FIG. 17 is a perspective view showing a portion related to each embodiment of the switching power supply.
[Explanation of symbols]
1,21,31 ... Inductance plate
1a: front surface, 1b: back surface
2,3,4 ... loop pattern
2a, 3a, 4a ... hole
2b, 3b, 4b ... gap
2c, 3c, 4c ... peripheral end
5 ... Coil part, 6,7,8 ... Projecting terminal part
9, 10 ... connecting part
50,60,70 ... Inductance parts
100: Switching power supply, 101: Base plate
S1, S2, S3, S4 ... equilateral triangle
S5, S6 ... isosceles triangle

Claims (10)

環状ループパターンを３つ有し、
前記各ループパターンは、２つの周端部の間にギャップが形成され、かつ表面が絶縁被膜の形成されない非絶縁面であり、
前記各ループパターンは、螺旋状ループを形成可能で、かつそれぞれの中心点を頂点とする正三角形または二等辺三角形が形成されるように配置され、
前記各ループパターンのうち２つのループパターンは、他の部材に固定するための端子部が前記一方の周端部から突出する端子付ループパターンであり、該各端子付ループパターンにおける前記他の周端部と他の前記ループパターンとが、屈曲可能なつなぎ部を介して接続されていることを特徴とするインダクタンス部品用プレート。Having three annular loop patterns,
Each of the loop patterns is a non-insulating surface in which a gap is formed between two peripheral ends and the surface is not formed with an insulating coating,
Each of the loop patterns is arranged so that a spiral loop can be formed, and an equilateral triangle or an isosceles triangle having the respective center points as vertices is formed,
Two of the loop patterns are terminal-provided loop patterns in which a terminal portion for fixing to another member protrudes from the one peripheral end, and the other peripheral pattern in each of the terminal-provided loop patterns. An inductance component plate, wherein an end portion and the other loop pattern are connected via a bendable connecting portion. 前記各ループパターンが所定の線幅を有し、該線幅よりも、前記つなぎ部の幅が狭く形成されていることを特徴とする請求項１記載のインダクタンス部品用プレート。2. The inductance component plate according to claim 1, wherein each of the loop patterns has a predetermined line width, and a width of the connecting portion is formed to be narrower than the line width. ３つの環状ループパターンからなるコイル部を有し、
前記コイル部は、前記各ループパターンが螺旋状ループを形成し、かつ互いに間隔を設けて配置され、
前記各ループパターンは、２つの周端部の間にギャップが形成され、かつ表面が絶縁被膜の形成されない非絶縁面であり、
前記各ループパターンのうち２つのループパターンは、他の部材に固定するための端子部が前記一方の周端部から突出する端子付ループパターンであり、該各端子付ループパターンにおける前記他の周端部と他の前記ループパターンとが、屈曲可能なつなぎ部を介して接続され、
前記コイル部における各ループパターンを平坦に展開したときに、該各ループパターンの中心点を頂点とする正三角形または二等辺三角形が形成されることを特徴とするインダクタンス部品。It has a coil part consisting of three annular loop patterns,
In the coil unit, each of the loop patterns forms a spiral loop, and is disposed with an interval therebetween,
Each of the loop patterns is a non-insulating surface in which a gap is formed between two peripheral ends and the surface is not formed with an insulating coating,
Two of the loop patterns are terminal-provided loop patterns in which a terminal portion for fixing to another member protrudes from the one peripheral end, and the other peripheral pattern in each of the terminal-provided loop patterns. The end and the other loop pattern are connected via a bendable link,
An inductance component, wherein, when each loop pattern in the coil section is developed flat, an equilateral triangle or an isosceles triangle having a vertex at a center point of each loop pattern is formed. 前記各ループパターンが所定の線幅を有し、該線幅よりも、前記つなぎ部の幅が狭く形成されていることを特徴とする請求項３記載のインダクタンス部品。4. The inductance component according to claim 3, wherein each of the loop patterns has a predetermined line width, and the width of the connecting portion is formed to be narrower than the line width. 前記端子部が、前記端子付ループパターンの表面に沿って突出していることを特徴とする請求項３または４記載のインダクタンス部品。The inductance component according to claim 3, wherein the terminal portion protrudes along a surface of the loop pattern with terminal. 前記端子部が、前記端子付ループパターンの表面と交差するように突出していることを特徴とする請求項３または４記載のインダクタンス部品。The inductance component according to claim 3, wherein the terminal portion protrudes so as to intersect a surface of the loop pattern with terminal. ３つの環状ループパターンからなるコイル部を備えたインダクタンス部品を有し、電圧変換手段を備えたスイッチング電源であって、
前記コイル部は、前記各ループパターンが螺旋状ループを形成し、かつ互いに間隔を設けて配置され、
前記各ループパターンは、２つの周端部の間にギャップが形成され、かつ表面が絶縁被膜の形成されない非絶縁面であり、
前記各ループパターンのうち２つのループパターンは、他の部材に固定するための端子部が前記一方の周端部から突出する端子付ループパターンであり、該各端子付ループパターンにおける前記他の周端部と他の前記ループパターンとが、屈曲可能なつなぎ部を介して接続され、
前記コイル部における各ループパターンを平坦に展開したときに、該各ループパターンの中心点を頂点とする正三角形または二等辺三角形が形成されることを特徴とするスイッチング電源。A switching power supply including an inductance component including a coil portion including three annular loop patterns and including a voltage conversion unit,
In the coil unit, each of the loop patterns forms a spiral loop, and is disposed with an interval therebetween,
Each of the loop patterns is a non-insulating surface in which a gap is formed between two peripheral ends and the surface is not formed with an insulating coating,
Two of the loop patterns are terminal-provided loop patterns in which a terminal portion for fixing to another member protrudes from the one peripheral end, and the other peripheral pattern in each of the terminal-provided loop patterns. The end and the other loop pattern are connected via a bendable link,
A switching power supply, wherein, when each loop pattern in the coil section is developed flat, an equilateral triangle or an isosceles triangle having the center point of each loop pattern as a vertex is formed. 前記各ループパターンが所定の線幅を有し、該線幅よりも、前記つなぎ部の幅が狭く形成されていることを特徴とする請求項７記載のスイッチング電源。8. The switching power supply according to claim 7, wherein each of the loop patterns has a predetermined line width, and the width of the connecting portion is formed to be narrower than the line width. 前記インダクタンス部品を固定するベースプレートを更に有し、
前記インダクタンス部品は、前記端子部が前記端子付ループパターンの表面に沿って突出し、該端子部が前記ベースプレートに固定されていることを特徴とする請求項７または８記載のスイッチング電源。Further comprising a base plate for fixing the inductance component,
9. The switching power supply according to claim 7, wherein the terminal part of the inductance component protrudes along a surface of the loop pattern with a terminal, and the terminal part is fixed to the base plate. 前記インダクタンス部品を固定するベースプレートを更に有し、
前記インダクタンス部品は、前記端子部が前記端子付ループパターンの表面と交差するように突出し、該端子部が前記ベースプレートに固定されていることを特徴とする請求項７または８記載のスイッチング電源。Further comprising a base plate for fixing the inductance component,
9. The switching power supply according to claim 7, wherein the inductance component projects so that the terminal portion intersects a surface of the loop pattern with a terminal, and the terminal portion is fixed to the base plate. 10.

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