KUNIMI TAKENORI (JP)
TABUCHI TOSHIHIDE (JP)
KUNIMI TAKENORI (JP)
| JP2000150271A | 2000-05-30 | |||
| JP2007103399A | 2007-04-19 | |||
| JP2004031735A | 2004-01-29 | |||
| JPH1097927A | 1998-04-14 | |||
| JP2003124039A | 2003-04-25 |
Shuji Sugimoto (JP)
| 巻軸方向に離間した複数の巻線部を有するサブ巻線体が少なくとも一対設けられ、 前記巻線部は多層巻きかつ整列巻きで巻線が巻回されており、 前記一対のサブ巻線体のうち一方のサブ巻線体の巻線部が他方のサブ巻線体の巻軸方向の外側部と巻線部間のスペース部とに、一方のサブ巻線体の巻軸方向の外側部と巻線部間のスペース部に他方のサブ巻線体の巻線部がそれぞれ配置されて、各サブ巻線体の巻線部が巻軸方向に交互に隣接して一列に並ぶように組み合わされ、 前記一方のサブ巻線体と他方のサブ巻線体とを並列接続して1つの主巻線体が形成され、 前記主巻線体の中空部に磁性体からなるコアが挿入された、リアクトル。 |
| 請求項1において、 前記一方のサブ巻線体の巻線部と他方のサブ巻線体の巻線部とが、巻き方向が逆であり、一方のサブ巻線体の巻線部の巻き始めと他方のサブ巻線体の巻き終わりとをそれぞれ接続して並列接続とした、リアクトル。 |
| 請求項1において、 前記巻線の線材が丸線からなる、リアクトル。 |
| 請求項1において、 前記主巻線体は2つのサブ巻線体からなる、リアクトル。 |
| 請求項1において、 前記サブ巻線体は2つの巻線部からなる、リアクトル。 |
| 請求項1において、 前記主巻線体が一対設けられ、各主巻線体の中空部に、ロの字状の磁性体からなるコアの両脚部が配置されてなる、リアクトル。 |
本発明は、簡単な構成かつ小型で、高周 特性の良好なリアクトルに関する。
従来から、リアクトルは、例えば、スイッ ングノイズの除去等のために、各種インバ タ等に搭載され、小型かつ低コストで高性 を有し、簡単な構成で容易に製造できるこ も望まれている。図6(A)に示すように、リア クトルにおいて、巻線部(コイル)のインダク ンスLと分布容量C0で共振する共振周波数f0 、f0=1/(2π(L・C0) 1/2 )の式で表され、共振周波数f0より低い周波数 のときリアクトルとして機能する。
一般に、小型かつ低コストで高いインダ タンスLをもつリアクトルを得るため、丸銅 線をらせん状に複数層巻回する多層巻きで形 成する巻き線方法の場合、コイルの分布容量 C0が大きくなり、共振周波数f0が低くなるの 、高周波領域でリアクトルの機能が得られ くなって、高周波特性が低下する。一方、 周波領域では巻き数が増えると、巻線の直 抵抗値Rdcが高くなり、電流損失等が大きく る。一方、直流抵抗値Rdcを低くするには、 線が必要となり、巻線化が難しくなるとと に小型化が図れない。
ところで、高周波特性が良好なリアクトル
して、従来から、厚み寸法に対して幅寸法
大きい平角線を縦方向に巻回する平角線エ
ジワイズ巻きにしたリアクトルが知られて
る(例えば、特許文献1)。このエッジワイズ
きでは、コイルの分布容量が小さいため、
振周波数f0が高くなり、高周波特性が良好
リアクトルが得られる。また、平角状の導
を複数回密接して重ね巻きした巻き構造で
エッジワイズ巻きと同等の体積効率を有す
リアクトルも知られている(例えば、特許文
2)。
しかし、エッジワイズ巻きは、高インダ タンスを得るにはコイルの巻き長が長くな 。巻き長を短くするには縦横(高さと幅)比 大きい平角線が必要となってリアクトルの 型化や低コスト化が図れない。一方、平角 は高コストで、組み立て工数も増え歩留ま が低い。また、平角状の導線を用いてエッ ワイズ巻きと同等の体積効率とした場合で 、構成の簡単化および低コスト化が十分に れない。
本発明の目的は、前記の問題点を解決し 、簡単な構成かつ小型で、高周波特性の良 なリアクトルを提供することである。
上記目的を達成するため、本発明に係る アクトルは、巻軸方向に離間した複数の巻 部を有するサブ巻線体が少なくとも一対設 られ、前記巻線部は多層巻きかつ整列巻き 巻線が巻回されており、前記一対のサブ巻 体のうち一方のサブ巻線体の巻線部が他方 サブ巻線体の巻軸方向の外側部と巻線部間 スペース部とに、一方のサブ巻線体の巻軸 向の外側部と巻線部間のスペース部に他方 サブ巻線体の巻線部がそれぞれ配置されて 各サブ巻線体の巻線部が巻軸方向に交互に 接して一列に並ぶように組み合わされ、前 一方のサブ巻線体と他方のサブ巻線体とを 列接続して1つの主巻線体が形成され、前記 主巻線体の中空部に磁性体からなるコアが挿 入されたものである。
この構成によれば、各サブ巻線体の巻線 は多層巻きかつ整列巻きで、一方のサブ巻 体および他方のサブ巻線体の巻線部が、そ ぞれ他方のサブ巻線体および一方のサブ巻 体の外側部と巻線部間のスペース部に配置 れて、各サブ巻線体の巻線部が、交互に隣 して一列となって主巻線体を形成するとと に、複数の分割巻線部分からなる分割巻き 形成し、かつ一対のサブ巻線体を並列接続 している。このため、主巻線体を小型化す とともに、分割巻きにより巻線部全体の分 容量が低くなるから高い共振周波数が得ら 、並列接続により巻線部全体の直列抵抗値 低くなる。これにより、簡単な構成かつ小 で、高周波特性の良好なリアクトルが得ら る。
好ましくは、前記一方のサブ巻線体と他 のサブ巻線体は、それぞれ巻線部の巻線が 互に巻軸方向を逆にして巻回されてなり、 方のサブ巻線体の巻線部の巻き始めと他方 サブ巻線体の巻き終わりとをそれぞれ接続 て並列接続としている。したがって、入力 と出力側で巻線の配置の対称性が確保され おり、高周波領域でのインピーダンス特性 同一となるので、高周波インピーダンスが 定となる。
好ましくは、前記巻線の線材が円形また だ円形の断面形状を有する丸線からなる。 たがって、汎用の導線を用いるので、低コ ト化を図ることができる。好ましくは、前 主巻線体は2つのサブ巻線体からなり、また 前記サブ巻線体は2つの巻線部からなる。
好ましくは、前記主巻線体が一対設けら 、各主巻線体の中空部に、ロの字状の磁性 からなるコアの両脚部が配置されてなる。 たがって、簡単な構成かつ小型で、高周波 性の良好なリアクトルが得られる。
本発明は、添付の図面を参考にした以下の
適な実施形態の説明から、より明瞭に理解
れるであろう。しかしながら、実施形態お
び図面は単なる図示および説明のためのも
であり、この発明の範囲を定めるために利
されるべきものではない。この発明の範囲
添付の請求の範囲によって定まる。添付図
において、複数の図面における同一の部品
号は同一部分を示す。
以下、本発明の実施形態を図面にしたが て説明する。図1は、本発明の一実施形態に かかるリアクトルを示す平面図である。この リアクトル1は、例えば2つで一対のサブ巻線 2-1、2-2からなる主巻線体3が一対設けられ、 この主巻線体3、3とロの字状の磁性体からな コア4とを組み合わせて形成される。各主巻 線体3、3の中空部にコア4の両脚部が配置され る。Sは各巻線部5-1、5-2の多層整列巻きの巻 始め、Fは同じく巻き終わりを示す。したが て、一つの巻線部のFから次の巻線部のSに ながって巻き回され、Fで終わる。
図2は、主巻線体3における一対のサブ巻 体2-1、2-2の配置状態を示す平面図である。 下、まず、一対のサブ巻線体2-1、2-2のうち 方のサブ巻線体2-1を例にして説明する。
前記サブ巻線体2-1は、巻軸方向に離間し 複数の、例えば2つの巻線(コイル)部5-1、5-2 有する。巻線部5-1、5-2は多層巻きかつ整列 きで巻線7が巻回されており、巻軸方向の巻 線部5-1、5-2間と巻線部5-1の外側部とに、各巻 線部5-1、5-2相当分をそれぞれ収納しうる2つ スペース部6-1、6-2が設けられている。すな ち、サブ巻線体2-1は、2つの巻線部5-1、5-2と スペース部6-1、6-2とが巻軸方向に交互に隣 して配置されている。この巻線部5-1、5-2は 巻線部同士が巻線7を連続した状態で、スペ ース部6-1を介した2つの分割巻線部分に相当 て、分割巻きを形成する。
前記主巻線体3は、一対のサブ巻線体2-1、 2-2のうち一方のサブ巻線体2-1の巻線部5-1、5-2 がそれぞれ他方のサブ巻線体2-2のスペース部 6-1、6-2に、一方のサブ巻線体2-1のスペース部 6-1、6-2にそれぞれ他方のサブ巻線体2-2の巻線 部5-1、5-2が配置されて、各サブ巻線体2-1、2-2 の巻線部5-1、5-2が巻軸方向に交互に隣接して 一列に並ぶように組み合わされ、一方のサブ 巻線体2-1と他方のサブ巻線体2-2とを並列接続 として形成される。つまり、一方のサブ巻線 体2-1の巻線部5-2、他方のサブ巻線体2-2の巻線 部5-1、一方のサブ巻線体2-1の巻線部5-1、およ び他方のサブ巻線体2-2の巻線部5-2の順序で巻 軸方向に隣接して一列に並んだ状態で、一対 のサブ巻線体2-1、2-2は並列接続部10で並列接 される(図3)。これにより、各サブ巻線体2-1 2-2を巻線部5-1、5-2の分割巻きで、一対のサ 巻線体2-1、2-2を並列接続とした状態で、各 線部5-1、5-2を多層巻きかつ整列巻きで一列 隣接配置させているので、主巻線体3を小型 化することができる。主巻線体3に電流を流 、例えば端子10にプラス電圧をかけて電流を 流すと、各サブ巻線体2-1、2-2に流れる電流は 、同一方向に流れ、コア4に発生する磁束も 方向に発生する。
図3は、図1のリアクトル1の回路図を示す 主巻線体3は、例えば同一のサブ巻線体を2 用いて、上記した一方のサブ巻線体2-1と、 れを逆向きにしたうえで上記のように配置 た他方のサブ巻線体2-2とからなる。すなわ 、主巻線体3は、分割巻きにされた巻線部5-1 5-2を有する一方のサブ巻線体2-1と、この巻 方向と逆であって分割巻きにされた巻線部5 -1、5-2を有する他方のサブ巻線体2-2とが、並 接続されて形成されている。
図4(A)は組み立て前の主巻線体3、(B)は組 立て後の主巻線体3を示す斜視図である。図4 (A)において、上記したように、各サブ巻線体 2-1、2-2は同一のものであって、サブ巻線体2-2 をサブ巻線体2-1と巻軸方向を逆にしたうえで 、各巻線部5-1、5-2と各スペース部6-1、6-2とを 組み合わせたものであり、各サブ巻線体2-1、 2-2の巻線部5-1、5-2は互いに巻き方向が逆にな っている。サブ巻線体2-1は、巻線部5-1の巻線 7における引き出し線7a近傍で巻き始めSとな 、両巻線部5-1、5-2同士が巻線7の接続線7bで 続されて、巻線部5-2の巻線7の引き出し線7c 近傍で巻き終わりFとなって、同一の連続し 巻線7によりサブ巻線体2-1が形成される。
そして、図4(B)に示すように、主巻線体3 、一方のサブ巻線体2-1の巻線部5-1における き始めSの巻線7aと他方のサブ巻線体2-2の巻 部5-2における巻き終わりFの巻線7cとを、一 のサブ巻線体2-1の巻線部5-2における巻き終 りFの巻線7cと他方のサブ巻線体2-2の巻線部5- 1における巻き始めSの巻線7aとを、それぞれ 列接続部10(図3)で接続して、一対のサブ巻線 体2-1、2-2を並列接続している。
なお、上記の並列接続に代えて、巻き方 が異なる2つのサブ巻線体2-1、2-2を用い、一 方のサブ巻線体2-1と他方のサブ巻線体2-2を同 じ向きに配置して、並列接続するようにして もよい。
この実施形態では、巻線部5-1、5-2を例え 4層巻きの多層巻きとしているが、これに限 定されるものではない。なお、偶数層巻きは 、奇数層巻きと比較して、巻線7を巻いた状 で形がくずれにくく、また、巻き始めSと巻 終わりFの引き出し線7a、7cが巻線部5-1、5-2 同じ端部側にくるので、その取り扱いが容 となり、より好ましい。
図5は、主巻線体3の完成状態を示す斜視 である。主巻線体3は、入力側の入力線11と 力側の出力線12とを有し、図示しない巻線7( き出し線7a、7c、巻線部5-1、5-2同士の接続線 7b)および並列接続部10がテープ15内に収納さ ている。
上述したとおり、図6(A)のように、巻線部5-1 、5-2の分割巻き前の状態では、巻線部のイン ダクタンスL、分布容量C0とすると、共振周波 数f0は、f0=1/(2π(L・C0) 1/2 )で表される。これに対して、図6(B)に示すよ に、巻線部5-1、5-2の分割巻きにした場合、 ンダクタンスL/2および分布容量C0/2の2つの 線部5-1、5-2が直列接続になるので、全体の 布容量がC0/4となり、分割巻きしない場合に べて巻線部全体の分布容量が低くなる。し がって、共振周波数f01は、f01=1/(2π(L・C0/4) 1/2 )=2・f0で表される。このように、分割巻きし ときの共振周波数f01は、分割巻きしないと の共振周波数f0の2倍と高くなり,高周波領域 までリアクトルの機能が得られる。
また、2つのサブ巻線体2-1、2-2を並列接続 にして主巻線体3を形成しているので、各サ 巻線体2-1、2-2の巻線部5-1、5-2の直流抵抗値Rd cに対して、両サブ巻線体2-1、2-2を並列接続 た後の全体の直流抵抗値はRdc/2となり、並列 接続前に比べて低くなる。これにより、細線 の巻線であっても、並列接続であるので、低 い直流抵抗値Rdcとなり、巻き線化が容易とな るとともに、小型化できる。
サブ巻線体2-1、2-2の巻線部5-1、5-2の巻線7 の線材は、例えば汎用銅線の細線の円形の断 面形状を有する丸線が使用される。汎用銅線 の丸線であるので、低コストとなる。なお、 丸線に代えてリッツ線(撚り線)を用いてもよ 。
各サブ巻線体2-1、2-2の巻線部5-1、5-2は細 の丸線を巻き幅方向に整列させた状態で巻 する整列巻きであるので、従来工法により 易に巻き線加工することが可能となり、高 留まりで、より低コストとなる。また、各 ブ巻線体2-1、2-2の巻線部5-1、5-2は多層巻き あるので、巻き層数を増やして、同一巻き でもリアクトル1の長さを短くできる。
図4のサブ巻線体2-1、2-2は、ボビンなしで 巻線を巻回して、多層巻きおよび整列巻きを 形成しているが、例えば合成樹脂等の絶縁材 料からなる中空筒状の形状を有するボビンを 用いて、このボビンに巻線を巻回して多層巻 きおよび整列巻きを形成するようにしてもよ い。
このように、本発明のリアクトル1は、各 サブ巻線体2-1、2-2の巻線部5-1、5-2は多層巻き かつ整列巻きで、一方のサブ巻線体2-1および 他方のサブ巻線体2-2の巻線部5-1、5-2が、それ ぞれ他方のサブ巻線体2-2および一方のサブ巻 線体2-1の巻線部間と外側部のスペース部6-1、 6-2に配置されて、各サブ巻線体2-1、2-2の巻線 部5-1、5-2が、交互に隣接して一列となって主 巻線体3を形成するとともに、複数の分割巻 部分からなる分割巻きを形成し、かつ一対 サブ巻線体2-1、2-2を並列接続としている。 のため、主巻線体3を小型化するとともに、 割巻きにより、巻線部5-1、5-2全体の分布容 C0が低くなるから高い共振周波数が得られ 並列接続により、巻線部5-1、5-2全体の直列 抗値Rdcが低くなる。これにより、簡単な構 かつ小型で、低分布容量C0、低直流抵抗値Rdc の高周波特性の良好なリアクトルが得られる 。この結果、リアクトル1は、簡単な構成か 小型で、高周波数領域までリアクトル効果 有するので、各種インバータ等に搭載され 場合には、高周波領域でスイッチングノイ を除去できる。
さらに、リアクトル1は、一方のサブ巻線 体2-1と他方のサブ巻線体2-2とは、巻線部5-1、 5-2の巻き方向が逆になっており、入力側と出 力側の両方で、それぞれ一方の巻線部5-1、5-2 の巻き始めSと他方の巻線部5-1、5-2の巻き終 りFとをそれぞれ接続して並列接続している で、入力側と出力側で巻線7の配置の対称性 が確保、つまり、入力側および出力側におい て並列接続部10までの巻線7の引き出し線7a、7 cの配置がそれぞれ同一になっており、高周 領域でのインピーダンス特性が同一となり 高周波インピーダンスが安定となる。また 上記巻線7の配置の対称性から、リアクトル1 の組み立て、使用時に、主巻線体3の方向性 指定することなく使用でき、その取り扱い 容易となる。
なお、この実施形態では、一方のサブ巻 体2-1の巻線部5-1、5-2と他方のサブ巻線体2-2 巻線部5-1、5-2の巻き方向を逆にして、それ れ巻き始めSと巻き終わりFを接続して並列 続しているが、各サブ巻線体2-1、2-2の巻線 5-1、5-2の巻き方向を同一にして、各サブ巻 体2-1、2-2についてそれぞれ巻き始めSと巻き めS、巻き終わりFと巻き終わりFを接続して 列接続するようにしてもよい。
なお、この実施形態では、リアクトル1は 、主巻線体3が一対設けられ、各主巻線体3の 空部に、ロの字状の磁性体(コア)4の両脚部 配置されているが、これに限定するもので なく、主巻線体3を二対以上設けてもよいし 、例えば高周波電流を阻止するチョーク(固 )コイルのように、単一の主巻線体3の中空部 に磁性体からなるコア4を挿入したものでも い。
なお、この実施形態では、丸線の巻線7を 実際に巻回して形成して巻線部5-1、5-2の複数 の分割巻きにし、一対のサブ巻線体2-1、2-2を 並列接続しているが、複数枚積層されたシー トコイルの分割巻きにし、そのシートコイル からなる一対のサブ巻線体を並列接続するよ うにしてもよい。
以上のとおり図面を参照しながら好適な実 施形態を説明したが、当業者であれば、本件 明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更お よび修正を容易に想定するであろう。したが って、そのような変更および修正は、添付の 請求の範囲から定まる本発明の範囲内のもの と解釈される。