JP6912399B2 - コイル部品、チョークコイル及びリアクトル - Google Patents

Description

本発明は、コモンモードチョークコイルとして使用されると共に、ノーマルモードチョークコイルとしても使用されるチョークコイルに関する。また、本発明は、昇圧回路に使用されるリアクトルに関する。更に、本発明は、チョークコイル及びリアクトルに備えられるコイル部品に関する。

ノイズフィルタ用チョークコイルとして、コモンモードノイズ及びノーマルモードノイズのいずれも有効に低減可能なチョークコイルが求められている。

このタイプのチョークコイルは、例えば、特許文献１に開示されている。

図９に示されるように、特許文献１のチョークコイル９００は、箱状のポット型コア９１０と、平板状コア９２０と、コイル部材９３０，９４０と、仕切りコア９５０とを備えている。コイル部材９３０は、コイル９３２と、端子９３４とを備えている。コイル部材９４０は、コイル９４２と、端子９４４とを備えている。コイル９３２，９４２及び仕切りコア９５０は、ポット型コア９１０の内部に設けられている。仕切りコア９５０は、上下方向（Ｚ方向）においてコイル９３２とコイル９４２との間に設けられている。

国際公開第２０１５／００５１２９号公報

特許文献１のチョークコイル９００は、放熱特性が悪いという問題がある。

そこで本発明は、コモンモードチョークコイルとして使用されると共に、ノーマルモードチョークコイルとしても使用されるチョークコイルであって、優れた放熱特性を有するチョークコイルを提供することを目的とする。

特許文献１のチョークコイル９００は、箱状のポット型コア９１０を用いているため、コイル９３２，９４２とポット型コア９１０との間に隙間が生じ、発熱したコイル９３２，９４２からの放熱が効果的に行われないとの欠点を有している。これに対して、例えば、コアを磁性体粉末と硬化させた結合剤からなる複合磁性体とし、２つのコイルをコアに埋没させた場合、コイルとコアとが隙間なく密着するため、コイルからの放熱性に係る前述の欠点は解消できるものと想定される。

しかしながら、２つのコイルをコアに埋没させた場合、コアの形状を厳密に制御するのが難しいことから、２つのコイルのインダクタンスに差が生じてしまうという新たな問題が見つかった。

本発明の発明者らは、この問題について研究した結果、磁気結合係数が高すぎると、２つのコイルのインダクタンスに差が生じた場合にコモンモードインダクタンスが極端に低下してしまう一方、２つのコイルの距離を調整して磁気結合係数を適切な値とすると、２つのコイルのインダクタンスが一致していない場合においてもコモンモードインダクタンスの極端な低下が抑制されることを見出した。

また、本発明の発明者らは、２つのコイルの距離を調整して磁気結合係数を適切な値としたリアクトルを昇圧回路（インターリーブ回路）に使用した場合、ある程度の幅の昇圧比の範囲において高い磁気特性とリップル電流の抑制とを両立できることも見出し、上述した磁気結合係数の調整がリアクトルに対しても適用可能であることを見出した。

本発明は、かかる知見に基づくものであり、具体的には上述した課題を解決するための手段として以下に掲げるコイル部品、チョークコイル及びリアクトルを提供する。

即ち、本発明は、コイル部品として、
２つのコイル部材と、コアとを備えるコイル部品であって、
前記２つのコイル部材の夫々は、コイルと、端子とを備えており、
前記コイルは、前記コアに埋設されており、
前記２つのコイル部材の前記コイルは、上下方向に互いに離れて位置しており、
前記２つのコイル部材の前記コイルの巻軸は、互いに他方の前記コイル部材の前記コイル内を通っており、
前記コアは、複合磁性体を少なくとも備えており、
前記複合磁性体は、磁性体粉末と、硬化した結合剤とを有しており、
前記磁性体粉末は、前記硬化した結合剤中に分散配置されている
コイル部品を提供する。

また、本発明は、第１のチョークコイルとして、
コモンモードチョークコイルとして使用されると共に、ノーマルモードチョークコイルとしても使用されるチョークコイルであって、
前記チョークコイルは、請求項１記載のコイル部品を備えており、
前記上下方向において、前記２つのコイル部材の前記コイルの間の距離は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下である
チョークコイルを提供する。

また、本発明は、第２のチョークコイルとして、第１のチョークコイルであって、
前記コイル部材の前記コイルは、平角線をフラットワイズ巻きしてなるものであり、
前記上下方向において、前記２つのコイル部材の前記コイルの間は、前記複合磁性体で埋められている
チョークコイルを提供する。

また、本発明は、第３のチョークコイルとして、第１又は第２のチョークコイルであって、
前記コイルは、前記コイルの前記巻軸と前記コアの内部を周回する磁路とを含む平面内において、少なくとも１つのコイル断面を有しており、
前記コイル断面の前記上下方向のサイズをＤ_１、前記コイル断面の前記上下方向と直交する径方向のサイズをＤ_２としたとき、Ｄ_２／Ｄ_１≧１である
チョークコイルを提供する。

また、本発明は、第４のチョークコイルとして、第１から第３までのいずれかのチョークコイルであって、
前記２つのコイル部材の前記コイルの間の磁気結合係数は、０．３以上０．９以下である
チョークコイルを提供する。

また、本発明は、第１のリアクトルとして、
昇圧回路に使用されるリアクトルであって、
前記リアクトルは、請求項１記載のコイル部品を備えており、
前記上下方向において、前記２つのコイル部材の前記コイルの間の距離は、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
前記上下方向において、前記２つのコイル部材の前記コイルの間は、前記複合磁性体で埋められており、
前記２つのコイル部材の前記コイルの間の磁気結合係数は、０．３以上０．７以下である
リアクトルを提供する。

また、本発明は、第２のリアクトルとして、第１のリアクトルであって、
前記コイル部材の前記コイルは、平角線をフラットワイズ巻きしてなるものである
リアクトルを提供する。

また、本発明は、第３のリアクトルとして、第１又は第２のリアクトルであって、
前記コイルは、前記コイルの前記巻軸と前記コアの内部を周回する磁路とを含む平面内において、少なくとも１つのコイル断面を有しており、
前記コイル断面の前記上下方向のサイズをＤ_１、前記コイル断面の前記上下方向と直交する径方向のサイズをＤ_２としたとき、Ｄ_２／Ｄ_１≧１である
リアクトルを提供する。

本発明のコイル部品においては、コイルがコアに埋設されている。これにより、本発明のコイル部品は、優れた放熱特性を有している。

本発明のチョークコイルにおいては、上下方向に配置された２つのコイルの間の距離を１ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定している。これにより、コモンモードチョークコイルとして使用可能であると共にノーマルモードチョークコイルとしても使用可能となっており、また、２つのコイルのインダクタンスが一致していない場合においてもコモンモードインダクタンスの極端な低下が抑制されている。よって、本発明のチョークコイルは、コモンモードのノイズ低減機能を大きく損なうことなく、ノーマルモードのノイズ低減機能も発揮できる構成となっている。

また本発明のチョークコイルにおいては、コイルがコアに埋設されている。これにより、本発明のチョークコイルは、特許文献１のチョークコイルと比較して、優れた放熱特性を有している。

更に、本発明のリアクトルは、２つのコイルの間が複合磁性体で埋められている。これにより、コイル間の磁気結合係数が容易に調整可能となっている。また、本発明のリアクトルにおいて、コイルの間の磁気結合係数は、０．３以上０．７以下となっている。これにより、ある程度の幅の昇圧比の範囲においても、高い磁気特性とリップル電流の抑制の両立が図られている。

加えて、本発明のリアクトルにおいては、コイルがコアに埋設されている。これにより、本発明のリアクトルは、特許文献１のチョークコイルと比較して、優れた放熱特性を有している。

本発明の実施の形態によるチョークコイルを示す斜視図である。図において、コアの一部を拡大して示している。 図１のチョークコイルを示す側面図である。 図１のチョークコイルを示す上面図である。 図３のチョークコイルをＡ−Ａ線に沿って示す断面図である。 図１のチョークコイルにおいてコアを除いた部分を示す分解斜視図である。 図１のチョークコイルにおけるインダクタンス比（Ｌ_１／Ｌ_２）とコモンインダクタンス比（Ｌ_Ｃ／Ｌ_Ｃi）との相関を示す図である。 図１のチョークコイルの変形例を示す断面図である。 本発明の実施の形態によるリアクトルを示す断面図である。 特許文献１のチョークコイルを示す分解斜視図である。

図１から図５までに示されるように、本発明の実施の形態のチョークコイル１００は、コモンモードチョークコイルとして使用されると共に、ノーマルモードチョークコイルとしても使用されるものである。即ち、本発明の実施の形態のチョークコイル１００は、コモンモードのノイズ低減機能を有し、且つノーマルモードのノイズ低減機能も有している。

図１から図５までに示されるように、本実施の形態のチョークコイル１００は、コイル部品１５０と、ケース５００とを備えている。

図１から図５までに示されるように、本実施の形態のコイル部品１５０は、２つのコイル部材２００と、コア４００とを備えている。即ち、本実施の形態のチョークコイル１００は、ケース５００と、２つのコイル部材２００と、コア４００とを備えている。

図１から図５までに示されるように、本実施の形態のケース５００は、側面５１０と、底面５２０と、開口部５３０とを有している。側面５１０は、上下方向に延びる円筒形状を有している。本実施の形態において、上下方向はＺ方向である。また、＋Ｚ方向を上方、−Ｚ方向を下方とする。底面５２０は、上下方向と直交する平面内に延びる円形形状を有している。開口部５３０は、上下方向において側面５１０の上端に位置している。即ち、側面５１０の上端は、開口している。本実施の形態のケース５００は、金属製である。より具体的には、本実施の形態のケース５００は、アルミニウム製である。

図１から図５までに示されるように、本実施の形態の２つのコイル部材２００の夫々は、コイル２１０と、２つの端子２３０とを備えている。ここで、２つのコイル部材２００のコイル２１０は、互いに同一形状を有している。本実施の形態の端子２３０は、ケース５００の外部に引き出されている。即ち、本実施の形態のコイル部品１５０は、ケース５００の外部に引き出された４つの端子２３０を有している。

図１から図５までに示されるように、コイル部材２００のコイル２１０は、平角線２２０をフラットワイズ巻きしてなるものである。より詳しくは、コイル２１０の夫々は、上下方向と平行な巻軸ＷＡに沿って平角線２２０をフラットワイズ巻きしている。コイル２１０は、上下方向に沿って見た場合、中心に孔２１５を有する円盤形状を有している。コイル２１０の巻回方向は、上方からコイル２１０を見た場合に時計回りとなっている。コイル２１０は、様々な素材から形成できる。例えば、コイル２１０は、銅線であってもよいし、アルミニウム線であってもよい。加えて、コイル２１０は、周囲を覆う絶縁体を更に有していてもよい。

図４に示されるように、コイル２１０は、コイル２１０の巻軸ＷＡとコア４００の内部を周回する磁路ＦＰとを含む平面内において、少なくとも１つのコイル断面２５０を有している。より詳しくは、本実施の形態のコイル２１０は、上下方向と平行な断面において、２つのコイル断面２５０を有している。コイル断面２５０は、上下方向と直交する方向から透視した場合、長方形形状を有している。即ち、コイル断面２５０の上下方向のサイズをＤ_１、コイル断面２５０の上下方向と直交する径方向のサイズをＤ_２としたとき、Ｄ_２／Ｄ_１≧１である。また、チョークコイル１００の低背化を考慮すると、Ｄ_２／Ｄ_１≧２であることが好ましい。上述のように、コイル２１０は平角線２２０をフラットワイズ巻きしてなるものであるので、コイル断面２５０は、平角線２２０の上下方向と平行な断面２２２を径方向に積層して構成されている。また上述のように、コイル２１０は、平角線２２０をフラットワイズ巻きして形成されているため、エッジワイズ巻きのコイルと比較して、巻回数を多くしても上下方向におけるサイズを小さくすることができる。

図１から図５までに示されるように、本実施の形態の端子２３０の夫々は、上下方向に延びる平板形状を有している。本実施の形態の端子２３０は、コイル２１０の径方向における内端及び外端から夫々引き出されている。即ち、本実施の形態の端子２３０の夫々は、コイル２１０を形成する平角線２２０の端部である。但し、本発明は、これに限定されない。例えば、端子２３０の夫々は、コイル２１０と別体に形成された後にコイル２１０に溶接されていてもよい。また、端子２３０の夫々は、様々な素材から形成することができる。

図４に示されるように、本実施の形態のチョークコイル１００は、上方に位置するコイル部材２００と、下方に位置するコイル部材２００とを含んでいる。本実施の形態において、２つのコイル部材２００のコイル２１０は、上下方向に互いに離れて位置している。ここで、２つのコイル部材２００のコイル２１０の巻軸ＷＡは、互いに他方のコイル部材２００のコイル２１０内を通っている。より詳しくは、２つのコイル部材２００のコイル２１０の巻軸ＷＡは、上下方向と平行な同一直線上に位置している。上下方向において、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の距離は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。より詳しくは、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２と、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４との間の距離は、漏れ磁束による漏れインダクタンスが減少して結合係数の調整が困難となることを避けるため１ｍｍ以上とする必要があり、また、５ｍｍ以下とすることにより２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の磁気結合係数の必要以上の低下が避けられる。これにより、本実施の形態のチョークコイル１００は、コモンモードチョークコイルとして使用可能であると共にノーマルモードチョークコイルとしても使用可能となっており、また、２つのコイル部材２００のコイル２１０のインダクタンスが一致していない場合においてもコモンモードインダクタンスの極端な低下が抑制されている。加えて、上下方向において、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の距離は、１．５ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。

図１及び図４に示されるように、本実施の形態のコア４００は、複合磁性体４１０を少なくとも備えている。コア４００の比透磁率は、５０以下が好ましく、３０以下が更に好ましい。また、コア４００の熱伝導率は、コイル２１０の放熱効率の観点から、１Ｗ／（ｍＫ）以上であることが好ましく、２Ｗ／（ｍＫ）以上であることが更に好ましい。

図１及び図４を参照して、本実施の形態の複合磁性体４１０は、磁性体粉末４１２と、硬化した結合剤４１４とを有している。本実施の形態の複合磁性体４１０は、注型コアである。より詳しくは、本実施の形態の磁性体粉末４１２は、鉄系合金やフェライト等からなるものであり、硬化した結合剤４１４中に分散配置されている。即ち、本実施の形態の複合磁性体４１０は、磁性体粉末４１２及び結合剤等を含むスラリーを硬化させたものである。しかしながら、本発明のコアは、これに限らず、任意の製造方法により製造することができる。

図１、図３及び図４に示されるように、本実施の形態のコイル部材２００のコイル２１０及びコア４００は、ケース５００の内部に収められている。ここで、コイル部材２００のコイル２１０の巻軸ＷＡと、側面５１０の円筒形状の中心軸とは、上下方向と平行な同一直線上に位置している。

図１、図３及び図４に示されるように、本実施の形態のコイル部材２００のコイル２１０は、コア４００に埋設されている。上下方向において、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間は、複合磁性体４１０で埋められている。より詳しくは、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２と、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４との間は、複合磁性体４１０で埋められている。また、コイル部材２００のコイル２１０の孔２１５は、複合磁性体４１０で埋められている。加えて、コイル部材２００のコイル２１０の径方向における外面２１６と、ケース５００の側面５１０との間は、複合磁性体４１０で埋められている。即ち、２つのコイル部材２００のコイル２１０の上下方向における間と、コイル部材２００のコイル２１０の径方向における外側及び内側とは、同一の透磁率を有する複合磁性体４１０で埋められている。

図１及び図４に示されるように、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２は、コア４００の上面４０２よりも下方に位置している。即ち、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０は、コア４００の上面４０２において露出していない。また、本実施の形態の端子２３０の夫々は、コア４００の上面４０２から上方に引き出されている。なお本発明はこれに限定されず、端子２３０は、ケース５００の側面５１０から引き出されていてもよい。

図４に示されるように、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４と、ケース５００の底面５２０との間は、複合磁性体４１０で埋められている。即ち、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４は、ケース５００の底面５２０と接触していない。コイル部材２００のコイル２１０の径方向における外面２１６は、ケース５００の側面５１０と接触していない。

より詳しくは、図４を参照して、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２とコア４００の上面４０２との間の距離は、インダクタンス特性を十分に発揮するため、１ｍｍ以上とする必要があり、２ｍｍ以上が好ましい。また、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２とコア４００の上面４０２との間の距離は、チョークコイル１００自体を低背化するため、１０ｍｍ以下とする必要があり、７ｍｍ以下が好ましい。

同様に、図４を参照して、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４とケース５００の底面５２０の内面との間の距離は、インダクタンス特性を十分に発揮するため、１ｍｍ以上とする必要があり、２ｍｍ以上が好ましい。また、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４とケース５００の底面５２０の内面との間の距離は、チョークコイル１００自体を低背化するため、１０ｍｍ以下とする必要があり、７ｍｍ以下が好ましい。

図３及び図４を参照して、コイル部材２００のコイル２１０の径方向における外面２１６とケース５００の側面５１０の内面との間の距離は、コイル２１０の外周から引き出される端子２３０の厚みと、複合磁性体４１０の原料となるスラリーが流入できるスペースの確保とを考慮して、１ｍｍ以上とする必要があり、２ｍｍ以上が好ましい。

上述のように、ケース５００とコイル部材２００のコイル２１０との間は、コア４００の複合磁性体４１０で埋められている。これにより、チョークコイル１００の使用時において、コイル部材２００のコイル２１０から発生する熱を、複合磁性体４１０を介してケース５００の側面５１０及び底面５２０から効率よく放熱することができ、コイル部材２００のコイル２１０を効果的に冷却することができる。特に、上述のようにコア４００の熱伝導率を１Ｗ／（ｍＫ）以上とすることにより、コイル２１０からの発熱をより効果的にケース５００の外部に放熱することができる。

図４を参照すると、本実施の形態の２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の磁気結合係数（Ｋ）は、０．３以上０．９以下である。上述のように、本実施の形態のチョークコイル１００においては、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の距離が所定の範囲に調整されているため、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の磁気結合係数が上述の範囲に調整されている。これにより、本実施の形態のチョークコイル１００は、コモンモードチョークコイルとして使用可能であると共にノーマルモードチョークコイルとしても使用可能となっており、また、２つのコイル部材２００のコイル２１０のインダクタンスが一致していない場合においてもコモンモードインダクタンスの極端な低下が抑制されている。特に、上述のようにコア４００の比透磁率を５０以下とすることにより、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の磁気結合係数の必要以上の低下が避けられる。また、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の磁気結合係数（Ｋ）は、０．４以上０．９以下であることが好ましい。

図６に、本実施の形態の実施例及び比較例における、インダクタンス比（Ｌ_１／Ｌ_２）とコモンインダクタンス比（Ｌ_Ｃ／Ｌ_Ｃi）との相関を示す。ここで、実施例に係るチョークコイル１００は、コア４００として注型コアを備えており、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の距離は２ｍｍであり、磁気結合係数Ｋ＝０．６となっている。また、比較例に係るチョークコイルは、コアとしてフェライトを備えており、２つのコイル部材のコイルの間の距離は０．１ｍｍであり、磁気結合係数Ｋ＝０．９９９となっている。また、Ｌ_１は上側のコイル部材のインダクタンス値、Ｌ_２は下側のコイル部材のインダクタンス値、Ｌ_Ｃは所定のインダクタンス比（Ｌ_１／Ｌ_２）におけるコモンインダクタンス値、Ｌ_ＣiはＬ_１／Ｌ_２＝１００％の時におけるコモンインダクタンス値、を表している。

図６を参照すると、実施例においては、インダクタンス比（Ｌ_１／Ｌ_２）の低下に伴ってコモンインダクタンス比（Ｌ_Ｃ／Ｌ_Ｃi）が漸減し、インダクタンス比（Ｌ_１／Ｌ_２）が６０％程度の時点においてもコモンインダクタンス比（Ｌ_Ｃ／Ｌ_Ｃi）は７０％程度を維持していることが理解される。一方、図６を参照すると、比較例においては、インダクタンス比（Ｌ_１／Ｌ_２）の低下に伴ってコモンインダクタンス比（Ｌ_Ｃ／Ｌ_Ｃi）が急激に低下し、インダクタンス比（Ｌ_１／Ｌ_２）が６０％程度まで低下するとコモンインダクタンス比（Ｌ_Ｃ／Ｌ_Ｃi）はほぼゼロ％となることが理解される。これらのことから、チョークコイル１００の２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の距離を所定の範囲に調整することにより、上側のコイル部材２００のコイル２１０と下側のコイル部材２００のコイル２１０との間でインダクタンスが一致していない場合においても、インダクタンスが一致している場合と概ね変わらないコモンインダクタンスをチョークコイル１００に保持させることができることが分かる。

本実施の形態によるチョークコイル１００は、以下に説明するように、様々に変形可能である。以下、上述した実施の形態との相違点を中心に説明する。特に、以下の変形例において、上述した実施の形態と実質的に同じ部位には同じ符号を付与し、詳細な説明を省略する。

図７を参照すると、本実施の形態の変形例によるチョークコイル１００Ａは、チョークコイル１００（図４参照）と少し異なるが同様な構造を有している。

図７に示されるように、本変形例のチョークコイル１００Ａは、コイル部品１５０Ａと、ケース５００とを備えている。

図７に示されるように、本変形例のコイル部品１５０Ａは、２つのコイル部材２００と、コア４００Ａとを備えている。

図７に示されるように、本変形例のコア４００Ａは、複合磁性体４１０Ａを少なくとも備えている。より詳しくは、本変形例の形態のコア４００Ａは、複合磁性体４１０Ａと、圧粉コア４２０とを備えている。コア４００Ａの比透磁率は、５０以下が好ましく、３０以下が更に好ましい。圧粉コア４２０の比透磁率は、複合磁性体４１０Ａの比透磁率との差異を大きく取ってインダクタンスを効果的に向上させるため、５０以上が好ましく、８０以上が更に好ましい。なお圧粉コア４２０の比透磁率は、５００以下とする。また、コア４００Ａの熱伝導率は、１Ｗ／（ｍＫ）以上であることが好ましく、２Ｗ／（ｍＫ）以上であることが更に好ましい。

図７を参照して、本変形例の複合磁性体４１０Ａは、磁性体粉末４１２Ａと、硬化した結合剤４１４Ａとを有している。本変形例の形態の複合磁性体４１０Ａは、注型コアである。より詳しくは、本変形例の磁性体粉末４１２Ａは、鉄系合金やフェライト等からなるものであり、硬化した結合剤４１４Ａ中に分散配置されている。即ち、本変形例の複合磁性体４１０Ａは、磁性体粉末４１２Ａ及び結合剤等を含むスラリーを硬化させたものである。しかしながら、本発明のコアは、これに限らず、任意の製造方法により製造することができる。

図７を参照して、本変形例の圧粉コア４２０は、上下方向（Ｚ方向）と直交する平面内に延びる円盤形状を有している。本変形例の圧粉コア４２０は、絶縁処理を施した軟磁性合金粉末と結合剤との混合物を圧縮成型したものである。しかしながら、圧粉コア４２０は、これに限らず、任意の製造方法により製造することができる。

図７に示されるように、本変形例の複合磁性体４１０Ａは、上下方向において圧粉コア４２０の上方（＋Ｚ方向）に位置している。即ち、圧粉コア４２０の上端は、複合磁性体４１０Ａの下端と接している。

図７に示されるように、本変形例のコイル部材２００及びコア４００Ａは、ケース５００の内部に収められている。

図７に示されるように、本変形例のコイル２１０は、コア４００Ａに埋設されている。上下方向において、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間は、複合磁性体４１０Ａで埋められている。より詳しくは、下方（−Ｚ方向）に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２と、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４との間は、複合磁性体４１０Ａで埋められている。また、コイル部材２００のコイル２１０の孔２１５は、複合磁性体４１０Ａで埋められている。加えて、コイル部材２００のコイル２１０の上下方向と直交する径方向における外面２１６と、ケース５００の側面５１０との間は、複合磁性体４１０Ａで埋められている。即ち、２つのコイル部材２００のコイル２１０の上下方向における間と、コイル部材２００のコイル２１０の径方向における外側及び内側とは、同一の透磁率を有する複合磁性体４１０Ａで埋められている。

図７に示されるように、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２は、コア４００Ａの上面４０２Ａよりも下方に位置している。即ち、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０は、コア４００Ａの上面４０２Ａにおいて露出していない。

図７に示されるように、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４と、ケース５００の底面５２０との間には、コア４００Ａの圧粉コア４２０が位置している。即ち、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４は、ケース５００の底面５２０と接触していない。より具体的には、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４は、コア４００Ａの圧粉コア４２０の上端と接している。コイル部材２００のコイル２１０の径方向における外面２１６は、ケース５００の側面５１０と接触していない。

より詳しくは、図７を参照して、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２とコア４００Ａの上面４０２Ａとの間の距離は、インダクタンス特性を十分に発揮するため、１ｍｍ以上とする必要があり、２ｍｍ以上が好ましい。また、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２とコア４００Ａの上面４０２Ａとの間の距離は、チョークコイル１００Ａ自体を低背化するため、１０ｍｍ以下とする必要があり、７ｍｍ以下が好ましい。

同様に、図７を参照して、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４とケース５００の底面５２０の内面との間の距離は、インダクタンス特性を十分に発揮するため、１ｍｍ以上とする必要があり、２ｍｍ以上が好ましい。即ち、コア４００Ａの圧粉コア４２０の上下方向における厚さは、１ｍｍ以上である必要があり、２ｍｍ以上が好ましい。また、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４とケース５００の底面５２０の内面との間の距離は、チョークコイル１００Ａ自体を低背化するため、１０ｍｍ以下とする必要があり、７ｍｍ以下が好ましい。即ち、コア４００Ａの圧粉コア４２０の上下方向における厚さは、１０ｍｍ以下である必要があり、７ｍｍ以下が好ましい。

図７を参照して、コイル部材２００のコイル２１０の径方向における外面２１６とケース５００の側面５１０の内面との間の距離は、コイル２１０の外周から引き出される端子２３０の厚みと、複合磁性体４１０Ａの原料となるスラリーが流入できるスペースの確保とを考慮して、１ｍｍ以上とする必要があり、２ｍｍ以上が好ましい。

上述のように、ケース５００とコイル部材２００のコイル２１０との間は、コア４００Ａの複合磁性体４１０Ａ及び圧粉コア４２０で埋められている。これにより、チョークコイル１００Ａの使用時において、コイル部材２００のコイル２１０から発生する熱を、複合磁性体４１０Ａ及び圧粉コア４２０を介してケース５００の側面５１０及び底面５２０から効率よく放熱することができ、コイル部材２００のコイル２１０を効果的に冷却することができる。特に、上述のようにコア４００Ａの熱伝導率を１Ｗ／（ｍＫ）以上とすることにより、コイル２１０からの発熱をより効果的にケース５００の外部に放熱することができる。

上述の構造を有するチョークコイル１００Ａは、チョークコイル１００（図４参照）と同様に機能し、チョークコイル１００と同様な効果を奏する。

以上、本発明について、複数の実施の形態を掲げて具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるわけではなく、種々の変形が可能である。

上述の実施の形態及び変形例のチョークコイル１００，１００Ａにおいて、２つのコイル部材２００のコイル２１０の上下方向における間と、コイル部材２００のコイル２１０の径方向における外側及び内側とは、同一の透磁率を有する複合磁性体４１０，４１０Ａで埋められていたが、本発明はこれに限定されない。２つのコイル部材２００のコイル２１０の上下方向における間を埋めるコアの透磁率μ_１と、コイル部材２００のコイル２１０の径方向における外側及び内側を埋めるコアの透磁率μ_２とが、μ_１／μ_２≦５を満たす限り、異なる透磁率を有していてもよい。しかしながら、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の磁気結合係数の低下を抑制するため、本実施の形態及び変形例のように、２つのコイル部材２００のコイル２１０の上下方向における間を埋めるコアと、コイル部材２００のコイル２１０の径方向における外側及び内側を埋めるコアとを、同一の透磁率を有するコアで構成することが望ましい。

上記実施の形態では、コイル部品をチョークコイルに適用した例について述べたが、本発明のコイル部品は、昇圧回路に使用されるリアクトルにも適用可能である。以下、本発明のコイル部品を備えたリアクトルについて詳述する。

図８を参照して、本発明の実施の形態のリアクトル１００Ｂは、昇圧回路に使用されるものである。

図８に示されるように、本実施の形態のリアクトル１００Ｂは、コイル部品１５０Ｂと、ケース５００とを備えている。ここでケース５００については、上述した実施の形態のチョークコイル１００のものと同様の構造を有するものであり、詳細な説明を省略する。

図８から理解されるように、本実施の形態のコイル部品１５０Ｂは、上述の実施の形態のコイル部品１５０の変形例である。即ち、コイル部品１５０Ｂは、コイル部品１５０と同様の構造を有している。以下、コイル部品１５０Ｂについて、コイル部品１５０との相違点を中心に説明する。特に、以下の実施の形態において、上述した実施の形態と実質的に同じ部位には同じ符号を付与し、詳細な説明を省略する。

図８に示されるように、本実施の形態のコイル部品１５０Ｂは、２つのコイル部材２００と、コア４００Ｂとを備えている。即ち、本実施の形態のリアクトル１００Ｂは、ケース５００と、２つのコイル部材２００と、コア４００Ｂとを備えている。なお、本実施の形態のコイル部品１５０Ｂにおいても、ケース５００の外部に引き出された４つの端子２３０を有している。

図８に示されるように、コイル２１０は、コイル２１０の巻軸ＷＡとコア４００Ｂの内部を周回する磁路ＦＰとを含む平面内において、少なくとも１つのコイル断面２５０を有している。本実施の形態のコイル断面２５０は、上述したチョークコイル１００のコイル断面２５０と同様であり、詳細は省略する。

図８に示されるように、本実施の形態のリアクトル１００Ｂは、上方に位置するコイル部材２００と、下方に位置するコイル部材２００とを含んでいる。本実施の形態において、２つのコイル部材２００のコイル２１０は、上下方向に互いに離れて位置している。ここで、２つのコイル部材２００のコイル２１０の巻軸ＷＡは、互いに他方のコイル部材２００のコイル２１０内を通っている。より詳しくは、２つのコイル部材２００のコイル２１０の巻軸ＷＡは、上下方向と平行な同一直線上に位置している。上下方向において、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の距離は、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。より詳しくは、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２と、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４との間の距離は、漏れ磁束による漏れインダクタンスが減少して結合係数の調整が困難となることを避けるため０．５ｍｍ以上とする必要があり、また、５ｍｍ以下とすることにより２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の磁気結合係数の必要以上の低下が避けられる。これにより、本実施の形態のリアクトル１００Ｂは、ある程度の幅の昇圧比の範囲において高い磁気特性とリップル電流の抑制とを両立可能となっている。

図８に示されるように、本実施の形態のコア４００Ｂは、複合磁性体４１０を少なくとも備えている。コア４００Ｂの比透磁率は、５０以下が好ましく、３０以下が更に好ましい。また、コア４００Ｂの熱伝導率は、コイル２１０の放熱効率の観点から、１Ｗ／（ｍＫ）以上であることが好ましく、２Ｗ／（ｍＫ）以上であることが更に好ましい。本実施の形態の複合磁性体４１０は、上述したチョークコイル１００のコア４００の複合磁性体４１０と同様であり、詳細は省略する。

図８に示されるように、本実施の形態のコイル部材２００のコイル２１０及びコア４００Ｂは、ケース５００の内部に収められている。

図８に示されるように、本実施の形態のコイル部材２００のコイル２１０は、コア４００Ｂに埋設されている。上下方向において、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間は、複合磁性体４１０で埋められている。より詳しくは、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２と、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４との間は、複合磁性体４１０で埋められている。また、コイル部材２００のコイル２１０の孔２１５は、複合磁性体４１０で埋められている。加えて、コイル部材２００のコイル２１０の径方向における外面２１６と、ケース５００の側面５１０との間は、複合磁性体４１０で埋められている。即ち、２つのコイル部材２００のコイル２１０の上下方向における間と、コイル部材２００のコイル２１０の径方向における外側及び内側とは、同一の透磁率を有する複合磁性体４１０で埋められている。

図８に示されるように、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２は、コア４００Ｂの上面４０２Ｂよりも下方に位置している。即ち、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０は、コア４００Ｂの上面４０２Ｂにおいて露出していない。

より詳しくは、図８を参照して、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２とコア４００Ｂの上面４０２Ｂとの間の距離は、インダクタンス特性を十分に発揮するため、１ｍｍ以上とする必要があり、２ｍｍ以上が好ましい。また、上方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の上端２１２とコア４００Ｂの上面４０２Ｂとの間の距離は、リアクトル１００Ｂ自体を低背化するため、１０ｍｍ以下とする必要があり、７ｍｍ以下が好ましい。

同様に、図８を参照して、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４とケース５００の底面５２０の内面との間の距離は、インダクタンス特性を十分に発揮するため、１ｍｍ以上とする必要があり、２ｍｍ以上が好ましい。また、下方に位置するコイル部材２００のコイル２１０の下端２１４とケース５００の底面５２０の内面との間の距離は、リアクトル１００Ｂ自体を低背化するため、１０ｍｍ以下とする必要があり、７ｍｍ以下が好ましい。

本実施の形態のリアクトル１００Ｂにおいても、ケース５００とコイル部材２００のコイル２１０との間は、コア４００Ｂの複合磁性体４１０Ｂで埋められている。これにより、リアクトル１００Ｂの使用時において、コイル部材２００のコイル２１０から発生する熱を、複合磁性体４１０を介してケース５００の側面５１０及び底面５２０から効率よく放熱することができ、コイル部材２００のコイル２１０を効果的に冷却することができる。特に、上述のようにコア４００Ｂの熱伝導率を１Ｗ／（ｍＫ）以上とすることにより、コイル２１０からの発熱をより効果的にケース５００の外部に放熱することができる。

図８を参照すると、本実施の形態の２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の磁気結合係数（Ｋ）は、０．３以上０．７以下である。上述のように、本実施の形態のリアクトル１００Ｂにおいては、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の距離が所定の範囲に調整されているため、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の磁気結合係数が上述の範囲に調整されている。これにより、本実施の形態のリアクトル１００Ｂは、ある程度の幅の昇圧比の範囲において高い磁気特性とリップル電流の抑制とを両立可能となっている。特に、上述のようにコア４００Ｂの比透磁率を５０以下とすることにより、２つのコイル部材２００のコイル２１０の間の磁気結合係数の必要以上の低下が避けられる。

１００，１００Ａ チョークコイル
１００Ｂ リアクトル
１５０，１５０Ａ，１５０Ｂ コイル部品
２００ コイル部材
２１０ コイル
２１２ 上端
２１４ 下端
２１５ 孔
２１６ 外面
２２０ 平角線
２２２ 断面
２３０ 端子
２５０ コイル断面
４００，４００Ａ，４００Ｂ コア
４０２，４０２Ａ，４０２Ｂ 上面
４１０，４１０Ａ 複合磁性体
４１２，４１２Ａ 磁性体粉末
４１４，４１４Ａ 硬化した結合剤
４２０ 圧粉コア
５００ ケース
５１０ 側面
５２０ 底面
５３０ 開口部
ＷＡ 巻軸
ＦＰ 磁路

Claims (7)

1. コモンモードチョークコイルとして使用されると共に、ノーマルモードチョークコイルとしても使用されるチョークコイルであって、
   前記チョークコイルは、２つのコイル部材と、コアとを備えるコイル部品を備えており、
   前記２つのコイル部材の夫々は、コイルと、２つの端子とを備えており、
   前記コイルは、前記コアに埋設されており、
   前記２つのコイル部材の前記コイルは、上下方向に互いに離れて位置しており、
   前記２つのコイル部材の前記コイルの巻軸は、互いに他方の前記コイル部材の前記コイル内を通っており、
   前記コアは、複合磁性体を少なくとも備えており、
   前記複合磁性体は、磁性体粉末と、硬化した結合剤とを有しており、
   前記磁性体粉末は、前記硬化した結合剤中に分散配置されており、
   前記上下方向において、前記２つのコイル部材の前記コイルの間の距離は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
   前記コイル部材の前記コイルは、平角線をフラットワイズ巻きしてなるものであり、
   前記上下方向において、前記２つのコイル部材の前記コイルの間は、前記複合磁性体で埋められており、
   前記２つの端子は、前記コイルの径方向における内端及び外端から夫々引き出されている
   チョークコイル。
2. 請求項１記載のチョークコイルであって、
   前記チョークコイルは、ケースを更に備えており、
   前記コイル部品は、前記ケースの外部に引き出された４つの前記端子を有している
   チョークコイル。
3. 請求項１又は請求項２記載のチョークコイルであって、
   前記コイルは、前記コイルの前記巻軸と前記コアの内部を周回する磁路とを含む平面内において、少なくとも１つのコイル断面を有しており、
   前記コイル断面の前記上下方向のサイズをＤ_１、前記コイル断面の前記上下方向と直交する径方向のサイズをＤ_２としたとき、Ｄ_２／Ｄ_１≧１である
   チョークコイル。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載のチョークコイルであって、
   前記２つのコイル部材の前記コイルの間の磁気結合係数は、０．３以上０．９以下である
   チョークコイル。
5. 昇圧回路に使用されるリアクトルであって、
   前記リアクトルは、２つのコイル部材と、コアとを備えるコイル部品を備えており、
   前記２つのコイル部材の夫々は、コイルと、２つの端子とを備えており、
   前記コイルは、前記コアに埋設されており、
   前記２つのコイル部材の前記コイルは、上下方向に互いに離れて位置しており、
   前記２つのコイル部材の前記コイルの巻軸は、互いに他方の前記コイル部材の前記コイル内を通っており、
   前記コアは、複合磁性体を少なくとも備えており、
   前記複合磁性体は、磁性体粉末と、硬化した結合剤とを有しており、
   前記磁性体粉末は、前記硬化した結合剤中に分散配置されており、
   前記上下方向において、前記２つのコイル部材の前記コイルの間の距離は、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
   前記上下方向において、前記２つのコイル部材の前記コイルの間は、前記複合磁性体で埋められており、
   前記２つのコイル部材の前記コイルの間の磁気結合係数は、０．３以上０．７以下であり、
   前記コイル部材の前記コイルは、平角線をフラットワイズ巻きしてなるものであり、
   前記２つの端子は、前記コイルの径方向における内端及び外端から夫々引き出されている
   リアクトル。
6. 請求項５記載のリアクトルであって、
   前記リアクトルは、ケースを更に備えており、
   前記コイル部品は、前記ケースの外部に引き出された４つの前記端子を有している
   リアクトル。
7. 請求項５又は請求項６記載のリアクトルであって、
   前記コイルは、前記コイルの前記巻軸と前記コアの内部を周回する磁路とを含む平面内において、少なくとも１つのコイル断面を有しており、
   前記コイル断面の前記上下方向のサイズをＤ_１、前記コイル断面の前記上下方向と直交する径方向のサイズをＤ_２としたとき、Ｄ_２／Ｄ_１≧１である
   リアクトル。

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