JP3695295B2 - チョークコイル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、チョークコイル、特に電子機器等から発生するノイズや電子機器等に侵入するノイズを除去する際に用いられるチョークコイルに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のチョークコイルとして、特開平11−238636号公報記載のものが知られている。図14は、このチョークコイルの一例を示す斜視図である。チョークコイル100は、磁性体ボビン112と、巻線126,128と、磁性体連結部材134とを備えている。磁性体ボビン112は四角柱状の巻装部を有し、この巻装部の両端部にそれぞれ端フランジ部116,118が形成され、中央部に中央フランジ部120が形成されている。中央フランジ部120は、端フランジ部116,118より若干小さい正方形状をしている(図15参照)。
【0003】
端フランジ部116と中央フランジ部120との間の巻装部には、巻線126が巻回されている。端フランジ部118と中央フランジ部120との間の巻装部には、巻線128が巻回されている。さらに、板状の磁性体連結部材134が、端フランジ部116,118の外周面上に載置され、端フランジ部116の外周部と端フランジ部118の外周部を連結している。一方、この連結部材134と中央フランジ部120の外周面との間には間隙gが形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のチョークコイル100は、大きな値のノーマルモード電流が流れると、磁気飽和現象が発生して、インダクタンスが減少し、ノーマルモードノイズの除去性能が低下する。これを解決するために従来は、端フランジ部116,118のサイズを大きくし、連結部材を中央フランジ部120から遠ざけて位置することで、磁気飽和現象の発生を抑制し、ノーマルモードノイズの除去性能を維持していた。しかし、この結果、チョークコイル100の高さ寸法が大きくなるという問題があった。
【0005】
そこで、本発明の目的は、磁気飽和現象が発生しにくくかつ低背化が可能なチョークコイルを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明に係るチョークコイルは、
(a)柱状の巻装部と、前記巻装部の両端部にそれぞれ設けた端フランジ部と、前記巻装部の中央部に設けた中央フランジ部とからなる磁性体ボビンと、
(b)前記巻装部の両端部に設けた前記端フランジ部を連結し、前記中央フランジ部との間に間隙を有する磁性体連結部材と、
(c)前記巻装部の一端側の前記端フランジ部と前記中央フランジ部との間に巻回される巻線と、
(d)前記巻装部の他端側の前記端フランジ部と前記中央フランジ部との間に巻回される巻線とを備え、
(e)前記巻線によって発生するノーマルモードの磁束が、前記中央フランジ部と前記磁性体連結部材と前記端フランジ部と前記巻装部に形成されるとともに、前記巻線によって発生するコモンモードの磁束が、前記磁性体連結部材と前記端フランジ部と前記巻装部に形成され、
(f)前記中央フランジ部の前記連結部材配置側の縁部に、前記中央フランジ部と前記連結部材との間のノーマルモードの電流による磁気抵抗を増加させるための凹部及び傾斜部のうちの少なくともいずれか一つが設けられていること、
を特徴とする。
【0007】
【作用】
中央フランジ部の連結部材配置側の縁部に凹部や傾斜部を設けることにより、中央フランジ部と連結部材との間のノーマルモードの電流による磁気抵抗が増加する。従って、大きな値のノーマルモードノイズ電流が流れても、磁気飽和現象が発生しにくいチョークコイルが得られる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るチョークコイルの一実施形態について添付図面を参照して説明する。
【0009】
図1は、チョークコイル10の分解斜視図である。チョークコイル10は、磁性体ボビン12と巻線26,28と磁性体連結部材34とを備えている。磁性体ボビン12は、図2に示すように、四角柱状の巻装部14を有している。この巻装部14の両端部には、それぞれ矩形状の端フランジ部16,18が形成されている。また、巻装部14の中央部には、中央フランジ部20が形成されている。この中央フランジ部20は、端フランジ部16,18より若干小さい矩形状のものであって、隣接する二つの角部に傾斜部20aを有している。この傾斜部20aは、巻線26,28が中央フランジ部20からはみ出さないようにしながら、中央フランジ部20の上端の幅dを狭く、傾斜部20aの高さhを大きくすることで、ノーマルモードのノイズ電流による磁気抵抗を大きくするためのものである。従って、傾斜部20aの上端29aの位置は、巻線26の側面26aの位置よりも内側で、かつ、傾斜部20aの下端29bの位置は、巻装部14の巻芯の上面14aの位置より下側になるように設定されるのが好ましい(図5参照)。
【0010】
端フランジ部16には、二つの角部に電極22a,22bが形成されている。電極22a,22bは、端フランジ部16の両面に回り込むように形成される。また、端フランジ部18には、二つの角部に電極24a,24bが形成されている。電極24a,24bは、端フランジ部18の両面に回り込むように形成される。ここで、電極22aと電極24bとが対向する位置に形成され、電極22bと電極24aとが対向する位置に形成される。ボビン12は、例えばNi−Zn又は、Mg−Znなどの絶縁性の高いフェライト材料やそれらを含んだ磁性樹脂等で形成される。
【0011】
図1に示すように、端フランジ部16と中央フランジ部20との間の巻装部14には、巻線26が巻回されている。巻線26の両端は、電極22a,22bに接続される。さらに、端フランジ部18と中央フランジ部20との間の巻装部14には、巻線28が巻回されている。巻線28の両端は、電極24a,24bに接続される。巻線26は、端フランジ部16側からみて、例えば、電極22a側から電極22b側に向かって左回りとなるように形成される。このとき、巻線28は、端フランジ部18側からみて、電極24b側から電極24a側に向かって右回りとなるように形成される。
【0012】
さらに、板状の磁性体連結部材34が、図3〜図5に示すように、端フランジ部16,18の外周面上に載置され、端フランジ部16の外周部と端フランジ部18の外周部とを連結している。一方、この連結部材34と中央フランジ部20の外周面との間には間隙gが形成されている。
【0013】
図6は以上の構成からなるチョークコイル10の電気等価回路図である。図6において、30は、コモンモードの電流に対するインダクタンスを表わし、32はノーマルモードの電流に対するインダクタンスを表わしている。
【0014】
このチョークコイル10は、巻線26と巻線28とが中央フランジ部20で分割されていることにより、巻線26及び巻線28によって生じる磁束が重なり合わない。そのため、ノーマルモードの電流によって生じる磁束が打ち消し合わず、ノーマルモードの電流に対しても、インダクタンスを得ることができる。したがって、このチョークコイル10は、コモンモードノイズのみならず、ノーマルモードノイズも除去することができる。さらに、巻線26と巻線28とが分割されているため、これらの巻線26と巻線28の間において良好な耐電圧性を得ることができる。
【0015】
さらに詳しくこのチョークコイル10のコモンモードノイズ及びノーマルモードノイズの除去作用について説明する。
【0016】
このチョークコイル10を用いる場合、例えば電極22aと電極24bに信号源が接続され、電極22bと電極24aに負荷が接続される。そして、巻線26に往路の電流が流され、巻線28に復路の電流が流される。ここで、コモンモードノイズが流れる場合、巻線26,28には、同相のノイズ電流が流れる。このノイズ電流によって、巻線26及び巻線28の周囲に磁束が発生するが、これらの磁束は中央フランジ部20で打ち消し合うため、図7に矢印で示すように、全体として巻線26及び巻線28の両方を囲む磁束が得られる。
【0017】
このとき、連結部材34が端フランジ部16の外周部と端フランジ部18の外周部とを連結しているので、ボビン12と連結部材34とで閉磁路が形成され、コモンモードノイズ電流による磁束の磁気抵抗は低くなる。従って、コモンモードノイズ電流に対してインダクタンスを大きくすることができ、そのため、コモンモードノイズ電流に対してインピーダンスが高くなり、コモンモードノイズが効果的に除去される。
【0018】
また、ノーマルモードの電流によって発生する磁束は、図8に矢印で示すように、ボビン12内で打ち消し合わず、巻線26及び巻線28のそれぞれの周囲に形成される。つまり、それぞれの磁束は、ボビン12の両端部に設けた端フランジ部16,18から出て、中央部に設けられた中央フランジ部20に入る周回径路を採る。そして、連結部材34が磁路を形成している部分においては、連結部材34内を磁束が通る。この磁束によって巻線26及び巻線28にインダクタンスが生じ、このインダクタンスによってノーマルモードノイズが除去される。
【0019】
このとき、図5に示すように、中央フランジ部20は連結部材34側に傾斜部20aを有しているため、間隙gの実効的寸法が大きくなり、中央フランジ部20と連結部材34との間の磁気抵抗が増加する。これにより、中央フランジ部20から連結部材34を遠ざけることなく、ノーマルモードの電流による磁気抵抗が上がる。この結果、大電流が流れるところで使用する場合でも磁気飽和しにくく、有効にノーマルモードノイズを除去することができる。
【0020】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。特に、中央フランジ部20に設ける凹部や傾斜部の形状は任意である。例えば、図9に示すように、中央フランジ部20の二つの角部に円弧状の傾斜部20bを設けてもよい。
【0021】
また、図10や図11に示すように、中央フランジ部20の二つの角部に傾斜部20aを設けるとともに、連結部材34側の一辺の中央部に矩形状凹部20cや半円形状凹部20dを設けてもよい。これにより、図10や図11に示している中央フランジ部20と連結部材34との間の、ノーマルモードのノイズ電流による磁気抵抗が、図5に示している中央フランジ部20の場合と比較して大きくなる。
【0022】
あるいは、図12や図13に示すように、中央フランジ部20の連結部材34側の一辺の中央部に半円形状凹部20eや三角形状凹部20fを設けてもよい。さらに、中央フランジ部20の形状は巻線26,28を分割できるサイズを有し、所望の磁気抵抗を有するものであれば前記実施形態の形状に限るものではない。
【0023】
また、連結部材34としては、板状のものに限らず、例えば筒状に形成することができる。この場合、巻線26及び巻線28の全体を覆うように、連結部材34が取り付けられる。このように、連結部材34の形状は任意に変更可能であり、端フランジ部16と18とを連結するように形成されていればよい。
【0024】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、巻装部の中央フランジ部に、連結部材との間に間隙を設け、さらに、凹部又は傾斜部の形状を形成したことにより、ノーマルモードの大電流による磁束に対して連結部材を中央フランジ部から遠ざけることなく磁気抵抗を調整し、磁束の飽和を防止することができる。これにより、チョークコイルを大型化しなくてすむ。また、従来と同程度の飽和特性しか必要としない場合であれば、中央フランジ部と連結部材の間隙を小さくすることができ、チョークコイル全体を低背化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るチョークコイルの一実施形態を示す分解斜視図。
【図2】図1に示すチョークコイルに用いられる磁性体ボビンを示す斜視図。
【図3】図1に示したチョークコイルの外観斜視図。
【図4】図3のIV−IV断面図。
【図5】図3のV−V断面図。
【図6】図3に示すチョークコイルの電気等価回路図。
【図7】図1に示したチョークコイルによるコモンモードノイズ除去を説明するための磁気回路図。
【図8】図1に示したチョークコイルによるノーマルモードノイズ除去を説明するための磁気回路図。
【図9】他の実施形態を示す断面図。
【図10】別の他の実施形態を示す断面図。
【図11】さらに別の他の実施形態を示す断面図。
【図12】さらに別の他の実施形態を示す断面図。
【図13】さらに別の他の実施形態を示す断面図。
【図14】従来のチョークコイルの一例を示す斜視図。
【図15】図14のXV−XV断面図。
【符号の説明】
10…チョークコイル
12…磁性体ボビン
14…巻装部
16,18…端フランジ部
20…中央フランジ部
20a,20b…傾斜部
20c,20d,20e,20f…凹部
26,28…巻線
34…磁性体連結部材
g…間隙
Claims (1)
- 柱状の巻装部と、前記巻装部の両端部にそれぞれ設けた端フランジ部と、前記巻装部の中央部に設けた中央フランジ部とからなる磁性体ボビンと、
前記巻装部の両端部に設けた前記端フランジ部を連結し、前記中央フランジ部との間に間隙を有する磁性体連結部材と、
前記巻装部の一端側の前記端フランジ部と前記中央フランジ部との間に巻回される巻線と、
前記巻装部の他端側の前記端フランジ部と前記中央フランジ部との間に巻回される巻線とを備え、
前記巻線によって発生するノーマルモードの磁束が、前記中央フランジ部と前記磁性体連結部材と前記端フランジ部と前記巻装部に形成されるとともに、前記巻線によって発生するコモンモードの磁束が、前記磁性体連結部材と前記端フランジ部と前記巻装部に形成され、
前記中央フランジ部の前記連結部材配置側の縁部に、前記中央フランジ部と前記連結部材との間のノーマルモードの電流による磁気抵抗を増加させるための凹部及び傾斜部のうちの少なくともいずれか一つが設けられていること、
を特徴とするチョークコイル。
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