JPH0442906A - インダクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ノイズフィルタ用のローパスフィルタや高
周波整流平滑用のチョークに用いて好適なインダクタに
関するものである。

（従来の技術） インダクタは、ローパスフィルタとして、コンデンサと
組合わせてノイズの除去に使用される他、高周波整流平
滑用のチョークとしても使用される。

かかるインダクタとしては、通常、コアに銅線などの導
線を捲いたものが用いられ、コア形状も様々であるが、
代表的なものは、リング状のトロイダル・コア、壷形の
ポット・コア、ＥＥココアよびＥＩココアどで、コイル
で発生した磁束のほとんどをコア内部に閉じ込めるいわ
ゆる閉磁路を形成するような形状、構造を有している。

また材質的には、金属粉末系のダスト・コア（圧粉磁心
）、酸化物系のソフトフェライト・コアおよびアモルフ
ァスリボン系のアモルファス・コア等があり、それぞれ
の特長を活かして目的に応じて使い分けられている。

なおノイズに関しては、ノイズの発生防止と侵入防止の
両観点から検討する必要があり、スイッチング電源、調
光機器、調熱機器、調速機器、マイコン、各種測定機器
および音響・通信機器等の分野で種々のノイズ防止策が
講じられている。

ここで、インダクタのコア形状について、具体的に説明
する。）ロイダル形、ＥＥ形、Ｅｌ形については、既に
良く知られているので説明を省略し、壷形のポット・コ
アについて説明すると、従来、第２図に示すよ・うなも
のが多用されていたが、近年ダスト系で、Ｃ型コアとＴ
型コアを組合わせた、第３図に示す形状（たとえば実開
昭６０−６１７０８号公報）のものが急増している。

インダクタに関するその他の公知技術としては、強磁性
体粉を接着剤中に混入して、これにより、例えばコイル
を装着したＥ型と相手のＴ型、同じくコイルを装着した
Ｔ型と相手のＣ型などの分割コアを組立てて接着し、閉
磁路を形成させる型式のもの（実開昭５９−１７１３１
５号公報）や、磁性粉末を予備成形して、複数のコア片
を得たのち、そのコア片の１つにコイルを捲き、しかる
のちこれらを組立てて、さらに強く加圧して本成形した
もの（特開昭５９−６３８０９号公報）などがある。

その他にも、型又はケース中にコイルを嵌込み、その上
で磁性粉末と熱硬化性樹脂粉末との混合物を流し込んで
、加熱、硬化させたもの（特開昭５４−１３９９４号公
報）や、ギャップを形成した圧粉磁芯コアにコイル捲線
を施したのち、この捲線に直流電流を流して、圧粉磁芯
と同質の原料磁性粉末をこのギャップに吸着させ、さら
に絶縁性樹脂を含浸固化させて閉磁路を形成させたもの
（特公昭５７−３２４９５号公報）、さらには閉磁路を
形成するように環状に成形された絶縁性の樹脂ケース中
に、粒子表面を絶縁した鉄粉を密充てんして、リング状
コアを準備し、このケースの外側からトロイダル状に銅
線を捲いて形成されたトロイダル・コイル（特開昭５３
−２０５６２号公報）などが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらたとえば上掲した実開昭６０−６１７０８
号公報では、インダクタ製造過程において、Ｃ型および
Ｔ型の２種類のコアの成形を必要とする上に、組合せに
際して良好な接触状態を得るために嵌合面を精度良く仕
上げる必要があるなど、製造工程が煩雑なところに問題
を残していた。

また特開昭５９−６３８０９号公報も、同様に、製造工
程が煩雑なところに問題を残していた。

さらに実開昭５９−１７１３１５号公報や特開昭５４−
１３９９４号公報のように、接着剤や樹脂材料を用いた
場合には、磁性粉を混合しているとはいえ、この領域に
おける磁性体密度は低いので、全体としての特性が劣化
するという問題があった。

この発明は、上記の諸問題を有利に解決するもので、製
造が簡便で生産性に冨み、かつ特性も良好なインダクタ
を提案することを目的とする。

（課題を解決するための手段） すなわちこの発明は、中空芯部に強磁性体の芯材を有す
るコイルの周りに、強磁性体の粉末を充てん配置し、こ
の粉末と芯材との間で閉磁路を形成してなるインダクタ
である。

かかるインダクタの好適製造工程を述べると、次のとお
りである。

１、　コイル捲線した絶縁性ボビンの中空芯部に強磁性
体の芯材を挿入し固定する。このときコイル外周面は、
絶縁テープを捲くなどして保護する一方、芯材の両端面
は裸のままに保つ。

２、　このように構成したコイルを、プラスチックや金
属等のケース中に装入し、ケースとコイルの間に形成さ
れる空間に、コイル全体をくるむように強磁性体粉末を
充てんする。

３６　　最後に、ケースの開口部を樹脂等により封止す
る。なおその際、コイルのリード線の引出しや、基板へ
のインダクタ取付用の固定ピンの埋込みなど、インダク
タとして必要な処置は総て講するものとする。

このようにこの発明は、閉磁路を形成しない強磁性体の
芯材を有するコイルの周辺に、閉磁路を形成するように
強磁性体粉末を充てんし、この粉体でヨークを構成した
ところに特徴がある。

以下、この発明を具体的に説明する。

第１図に、この発明に従うインダクタの好適例を縦断面
で示し、図中番号１は絶縁製ボビン、２はコイル捲線、
３は強磁性体の芯材（以下単にコアという）、４はケー
ス、５は強磁性体の粉末であり、６は封止部、７はコイ
ルリード線、そして８は裸のままのコア端面である。

なお第１図では省略したが、この他にもインダクタ取付
用の固定ビンやコイル捲線の外周部保護被覆（テープそ
の他で実施）などが必要なことは言うまでもない。

さて第１図に示したところにおいて、１の絶縁性ボビン
は、通常のプラスチック製のもので充分であるが、コア
の発熱が問題になる場合は、耐熱製のものを使用するい
このボビン１は、捲線用に必要なものであるが、コア３
Ｑこ直接絶縁コーティングを施１−たり、絶縁テープを
捲いたりして、その上にコイル捲きを施してもよい。ま
たフェライト・コアのような本質的に絶縁物の場合には
、直接コア３上に捲線を施しても差支えない。ただしこ
のボビン１がある方が捲線し易いだけでなく、コアの準
備と、コイル捲線とを並行して進めることができ、最後
にボビンとコアを組立てれば工程の短縮が図れるので、
製造」−好都合である。さらにこの絶縁性ボビン１を使
用すれば、コア３への絶縁コーティングが不要となるの
で、コーティングに起因した不良品の発生がなくなり、
コア歩留りが向上するという利点もある。勿論、ボビン
１の使用によりコイル捲線が自動化できることは言うま
でもない。

コア３としては、金属系圧粉磁芯のダスト・コア、ソフ
トフェライト系の焼成磁芯ならびにアモルファス・リボ
ンおよび結晶質リボン等の金属系の捲線磁芯なと何を用
いても良く、要は、強磁性体であって、両端面８が絶縁
を施１．ていない裸のままのものであれば何れもが適合
する。しかもこの端面ば、必ずしも平面である必要はな
く、凹凸状の面でも曲面でも差支えない。またコアの形
状もとくに限定されることばなく、角柱状、円柱状およ
び円筒状、あるいはその他のいかなる形状のものであっ
ても良い。ただし通常は、円柱状、円盤状のものが使い
易いことは言うまでもなく、コアの磁路長、磁路断面積
を考慮ｊ力、＝サイズ、形状にすれば良い。

次に、外側のケース４は、金属製、プラスチック製、そ
の他いずれでも良く、その材質や形状は問わないが、防
錆、さらにはコイル２やリード線７、充てん粉体５との
関係で電気絶縁を考慮しなければならない場合には、そ
れに応じて材質を吟味することが望ましい。勿論、通常
はプラスチック製で充分に事足りる。

なおこの発明のインダクタは、強磁性の粉体で磁気シー
ルされているので、プラスチック製ケースを用いていて
も、近くの導電性物体に感応して損失が生じるようなこ
とはない。

次に充てんする強磁性粉末５であるが、これもまた材質
を任意に選択できる。すなわち、鉄粉、センダストやパ
ーマロイ等の合金粉、アモルファス合金粉およびソフト
フェライト粉など強磁性体の粉末であれば何を用いても
良い。また粒子形状、粒度等もとくに限定されることは
なく、広範囲にわたって使用できる７ なお強磁性粉末５の充てんに際しては、タッピング等に
よって充てん度を高めることが望ましい。

（作　用） この発明では、強磁性体の粉末を用いてコアの両端面を
接続することによって、閉磁路を形成させるところに最
大の特長を有する。このようにヨーク材として粉体を利
用することにより、コアやケースの形状、寸法および状
態（例えばパリや欠けの発生）が如何なるものであって
も、粉体の流動性によってこれらの間に形成される空間
部分を充たすことができるので、目的とする閉磁路の形
成に極めて好都合であり、ここに重要な意義が存するの
である。

また、粉体を用いるもう−っの利点は、たとえば鉄粉系
のダスレコアを例にとると、この場合に、粉体としては
必ず（〜も鉄粉を用いる必要はなく、むしろソフトフェ
ライＩ・粉を用いる方が、段とインダクタンスが向上す
るだけでなく、ソフトフェライト粉が本来絶縁物系のも
のであることから、リート′線の部分や固定ビンの絶縁
処理が不要となり、しかも充てん粉自体が請ないので好
都合といったこともあり、コア材質と任意の組合せがで
きる点にある。すなわちインダクタ製造上、製品の自由
度を大きくとり得るというところに、別の意義がある。

なおかがる粉体には、必要に応じて異質のものを混ぜ合
わせて用いても良く、従って自由度はまずます大きくな
る。

この点、前掲した実開昭６０−６１７０８号公報では、
Ｃ型コアとＴ型コアの双方の成形が必要な上に、両者の
組み合わせに際し、嵌合面にがなりの精度が要求される
ので、この発明のようなラフな対応は望み得ない。

なおこの発明は、壷形のポット・コアのみに適用される
ものではなく、強磁性体の粉体をヨーク化りに使用して
閉磁路を形成せしめるというこの発明の要件を満足する
限り、Ｅ型コアをはじめその他のコアにも適用すること
ができる。

（実施例） ｍよ 外径：　１３．Ｏｍｎ＋、内径：　８．Ｏｍ＋ａ、高さ
：　８．３　ａ＋ａ＋。

密度：　６．３　ｇ／ｃｍ”の鉄粉系トロイダル・ダス
トコアの内、外面に、エポキシ樹脂を０．３５ｍの厚さ
にコーティングし、このコアの外周に直径：　０．３５
ｍの銅線を１０ターン捲いたのち、捲線の外側に絶縁テ
ープを捲き付けた。ついでリード線部もビニールチュー
ブで絶縁したのち、このコイルを、内側寸法：　１９＋
ｓｍφ、　１５　ｍｄのプラスチック製の円筒容器の中
央に、軸方向を一致させて装入したのち、周りに鉄粉を
充てんし、ついでリード線引出し部分をシールする形で
プラスチック製の蓋をかぶせ、密封した。

かくして得られたインダクタのＩＶ、１ｋＨｚ、におけ
るインダクタンスを、インピーダンス・アナライザを用
いて測定したところ、１１．１μＨの値が得られた。

なおこの例では、コア内径側にも鉄粉が充てんされたが
、このことは特に重要な意味を持つものではない。

止較拠上 実施例１で用いたものと全く同じ状態の鉄粉系トロイダ
ル・ダストコアの全外周表面に、０．３５ｍの厚さでエ
ポキシ樹脂をコーティングし、これに０．３５ｍφの銅
線を１０ターン通常のトロイダル状に捲線した。

このコイルのインダクタンスを、実施例１と同一の測定
器、条件で測定したところ、５．９μＨであった。

以上の実施例１、比較例１の対比から明らかなように、
寸法、密度、材質が同一のコアを用いたにもかかわらず
、この発明のインダクタの方が、高いインダクタンスを
呈していた。

且ｆｉｌ吐ｉ 実施例１において、コア周辺部に充てんした鉄粉を取り
除いて、実施例１と同じ方法でインダクタンスを測定し
たところ、３．２μＨであった。

このように、閉磁路を形成しないコアでは、インダクタ
ンスが低いことがわかる。

裏隻桝ｌ 銅線の接散を１６ターンにする以外は全て実施例１と同
様にして作製したインダクタのインダクタンスを測定し
たところ、２７．９μＨであり、通常のトロイダル・コ
アの場合と同様、捲線数の自乗に比例していた。

叉ｌ医主 実施例１において、充てんする強磁性体粉末を、Ｍｎ　
−Ｚｎ系のソフトフェライト粉に変え、その他の条件は
全て実施例１と同一にして作製したインダクタのインダ
クタンスを測定したところ、１３．８μＨを呈した。

このように充てん粉体の種類によってもインダクタンス
が変り、特にソフトフェライト粉は有効なことがわかっ
た。

１旌汎土 外径：　１１．３ｍｍ、高さ：　１１．７Ｉｌ＋ｍ、密
度：　６．３　ｇ／ｃｍ’の鉄粉系ダブレット状ダスト
・コアの外周面に絶縁テープを捲き、その上に０．６閣
φの銅線を２０ターン捲き、さらにその上に絶縁テープ
を捲き付けてコイルを作成した。このコイルを、内側寸
法：２２＋ｙｍφ、　２５　ｍｍＨのプラスチック製容
器中に、軸方向を一致させて装入したのち、その周りに
鉄粉を充てんし、あとは実施例１と同様の方法で蓋をし
てインダクタを作製した。

得られたインダクタのインダクタンスを、実施例Ｉと同
一の条件で測定した結果、５１．９μＨの値が得られた
。

なおこのインダクタを構成するダスト・コア部の磁路断
面積は、ＩＣＩＩ＋”である。

止較班ユ 外径：　３１．５ｍｍ、内径７１８．５＋＋ｕｗ、高さ
：　１６．Ｏａ＋ｍ。

密度：　６．３　ｇ／ｃｔｎ３の鉄粉系トロイダル・ダ
ストコアの全外周面に０．３５ｍ１の厚さでエポキシ樹
脂をコ−ティング１７、ついで実施例４と同様に０，６
閣φの銅線を２０ターン、トイログル状に捲線してイン
ダクタを作製した。

得られたインダクタのインダクタンスを、実施例４と同
一の条件で測定したところ、このトロイダル・コイルの
磁路断面積は、実施例４と同じＩＣ「であるにもかかわ
らず、インダクタンスは、４６．３μｍ１と、むしろ実
施例４より低い値を示した。

ス４１例−互− 実施例４において、充てんする強磁性体粉末を、鉄粉か
らＭｎ　　Ｚｎ系のソフトフェライト粉に変えたところ
、その他条件は総て実施例４と同一であるにもかかわら
ず、６０゜４μＨものインダクタンスを示した。

Ｘ美−例一旦 外径＝５１．高さニアａｕ＋のＭｎ　−Ｚｎ系ソフトフ
ェライト・コアの両端面を除く、円柱部外周に絶縁テー
プを捲き付４Ｊ、その−トに０．３５ｍｍφの銅線を１
０ターン捲いたのち、このコイルを内側寸法：１０Ｉφ
、　１５　ｍａｉｌ（のプラスチック製容器中に、軸方
向を一致させて装入し、ついで該コイルと容器とで形成
する空間部に、該コイルを包むように鉄粉を充てんした
。なおコイル捲線表面は、絶縁テープを捲いて保護した
。その後、実施例１と同様の方法で底面をシ・−ルして
インダクタを作製と７た。

得られたインダクタのインダクタンスを、実施例１と同
一の条件で測定したところ、２２．１μＨを示した。

この実施例では、２本のリード線のいずれをも容器底面
から外部へ引出したが、目的や必要に応じて、容器の上
下面からそれぞれ引出しても何ら差支えはない。

ｎ貝ユ 実施例６において、充てんする強磁性体粉末を、鉄粉か
らＭｎ　−Ｚｎ系のソフトフェライト粉に変えたところ
、その他条件は全て実施例６と同一であるにもかかわら
ず、インダクタンスは３６．０μＨとなった。

上記した実施例６と実施例７の比較かられかるように、
ヨーク形成用の充てん粉末の種類によっても特性が変化
する。この現象は、前述した実施例１と実施例３の比較
の場合と同様であるが、ソフトフェライト・コアの方が
鉄粉ダスト・コアよりその効果は一層大きい。

１２、ｆｌ↓ 実施例６において、充てんした鉄粉を取り除き、閉磁路
を形成１．ない状態にして、実施例６と同一の条件でイ
ンダクタンスを測定したところ、僅かに５．４　μＨし
か示さなかった。

このことからも、閉磁路形成用のヨーク材としての強磁
性体粉体の介在が如何Ｇ、：重要であるかがわかる。

なお実施例１〜６においては、実験の都合上、コイル捲
線部にボビンを使用しなかったが、工業的にはボビンを
使用した方が、より簡単に製造できることはいうまでも
ない。また周波数特性についても検討したが、その傾向
は、通常のトロイダル・コイルと同じであった。

（発明の効果） 以上述べたとおり、この発明に従うインダクタば、従来
のものと較べて特性的に優れるだけでなく、必要に応じ
て小型化も容易に達成できる。

またその製造に際しては、工程の自動化および短縮化が
可能であり、従って生産性の大幅な向１−が期待できる
。

さらにこの発明のインダクタは、ノイズフィルタ用とし
てだけでなく、平滑チョークコイルとしても使用可能な
ことは改めて述べるまでもなく、その応用、用途は広範
にわたる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従う好適インダクタの断面図、 第２図（イ）、（ロ）はそれぞれ、従来のポット・コア
の縦断面図および接触面を示した図、第３図（イ）、（
ロ）はそれぞれ、従来のポット・コアの別個の縦断面図
および嵌合状態説明図である。 １・・・絶縁製ボビン　　　２・・・コイル捲線３・・
・強磁性体の芯材　　４・・・ケース５・・・強磁性体
の粉体　　６・・・封止部７・・・コイルリード線 ８・・・裸のままのコア端面 同

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．中空芯部に強磁性体の芯材を有するコイルの周りに
   、強磁性体の粉末を充てん配置し、この粉末と芯材との
   間で閉磁路を形成してなるインダクタ。