JP2000068134A - チョークコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は民生あるいは産業用電子機器等に使
用されるノイズ防止用のチョークコイルに関するもので
あり、コイル、巻線、磁心を各１個で２種のチョークコ
イルを構成することを目的とするものである。 【解決手段】 内筒と外筒とそれらの一端側において塞
いだ形状の２個の磁心４，５のそれぞれ塞いでいない端
側で突き合わせて閉磁路磁心３とし、その閉磁路磁心３
の内筒と外筒の間の空間にコイル１を１個収納し、この
閉磁路磁心３の外周面に上記コイル１により発生する磁
束に対して直交する磁束を発生するように巻線２を巻回
したものであり、コイル１、巻線２および閉磁路磁心３
が各１個でも２種のチョークコイルが構成できるため部
品点数の削減が図れ、軽量、小形で安価なチョークコイ
ルが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は民生あるいは産業用
電子機器等に使用されるノイズ防止用のチョークコイル
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図２１および図２２により
説明する。まず、同図によると、Ｍｎ−Ｚｎフェライト
を使用した内筒と外筒とを有してこれらの間を一端側に
おいて塞ぎ他端側に磁気ギャップスペーサ２２を介して
組み合わせてコイル収納部を設けた第１の中空の磁心２
０と第２の中空の磁心２１内に、第１のコイル２３と第
２のコイル２４を巻回してノーマルモードチョークコイ
ルとし、そして磁心２０，２１の中孔部を通して磁心２
０，２１の外周面に、それぞれ発生する磁束の方向がノ
ーマルモード時には互いに打消し合い又コモンモード時
には互いに加算するように第１の巻線２５、第２の巻線
２６を巻回したものである。

【０００３】上記のように構成されるチョークコイル
は、電子機器の電源有力部に挿入されスイッチング電源
から発生するためのスイッチングノイズ等を防止するた
めのコモンモードチョークコイルおよび高調波を抑制す
るために大きなインダクタンス（１ｍＨ〜１０ｍＨ）を
有し、また、振幅の大きい基本波あるいは高調波電流に
おいて飽和しないようにギャップを有し磁心断面積の大
きなノーマルモードチョークコイルの両方の機能を有す
る（実開平６−１３１２０号公報参照）。

【０００４】ここで、２個のノーマルモードチョークコ
イルによりライン上に形成されるインダクタンスＬ１
は、各コイルの磁心の断面積をＳ、透磁率をμ、磁路長
をｌ、コイルの巻数をＮ１とすると、（数１）で表され
る。

【０００５】

【数１】

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記チョークコイルに
おいては、高調波を抑制するために大きなインダクタン
ス（１ｍＨ〜１０ｍＨ）を有し振幅の大きい基本波ある
いは高調波電流において飽和しないようにギャップを有
し磁心断面積の大きなコイル２個が、両電源ラインに各
１個ずつ挿入されるため、ノーマルモード用のコイルが
少なくとも２個必要とされている。しかしながら、高調
波を抑制するには片方の電源ラインに挿入しても同様の
効果があり、また、ＥＭＩノイズ対策用のノーマルモー
ドチョークコイルを構成する場合も、コモンモードチョ
ークコイルが存在すれば上記の場合より小さなインダク
タンスのチョークコイルを片方の電源ラインに挿入して
性能を満たすことができ、コイルが２個あることは小形
化の障害となり、また、部品点数も多いため工程の複雑
化、コストアップの要因となっていた。

【０００７】本発明は小形の形状で優れた特性のチョー
クコイルを目指すものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のチョークコイルは、１個のコイルを閉磁路磁
心内部に閉磁路磁心の周方向に巻回し、巻線を閉磁路磁
心の中孔部を通り閉磁路磁心の外周面に巻回し、コイル
により発生する磁束と巻線により発生する磁束が直交す
ることを特徴としたチョークコイルである。

【０００９】上記構成により、ノーマルモード用コイル
が１個でも構成できるため部品点数の削減が図れ、軽
量、小形で安価なチョークコイルが得られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、内筒と外筒とそれらの一端側において塞いだ形状の
２個の磁心のそれぞれ塞いでいない端側で突き合わせて
閉磁路磁心とし、その閉磁路磁心の内筒と外筒の間の空
間にコイルを１個収納し、この閉磁路磁心の外周面に上
記コイルにより発生する磁束に対して直交する磁束を発
生するように巻線を巻回した構成により、コイル、巻
線、磁心が各１個ずつのみでも１個の素子で２個のチョ
ークコイルが構成でき、部品点数の削減により低コスト
化、工数の低減を図ることができる。また、小形化によ
り取付け面積の小形化、材料の削減、ロスの低減を図る
ことができる。さらに、２個のコイルで得られるインダ
クタンスと同じインダクタンスを１個のコイルで得る場
合はコイルの巻数が少なくでき、小形化および温度上昇
の低減が図れる。また、逆に１個のコイルを２個のコイ
ルと同じ大きさ、つまり１個のコイルをコイル２個分の
巻数で構成した場合は、コイル２個の２倍のインダクタ
ンスが確保でき、さらなるノイズ低減が実現できる。

【００１１】本発明の請求項２に記載の発明は、磁心の
突き合わせ部分にコイルを通す溝を有するギャップスペ
ーサを挟んで、閉磁路磁心内にコイルを１個内蔵した構
成により、請求項１と同様の効果に加え、コイルにより
発生する磁束に対しギャップを設けて大電流通電時にお
ける磁気飽和を防止することができる。

【００１２】本発明の請求項３に記載の発明は、磁心の
内筒または外筒のいずれか一方を他の一方より高く構成
することにより、請求項２と同様の効果に加え、ギャッ
プスペーサ等の部品を用いずにコイルにより発生する磁
束に対しギャップを設けることができ、請求項２に比し
て部品点数、工数およびコストの低減が図れる。

【００１３】本発明の請求項４に記載の発明は、閉磁路
磁心に内蔵されるコイルでノーマルモードチョークコイ
ルを構成し、閉磁路磁心の外周面に巻回する巻線でノー
マルモードチョークコイルを構成することにより、請求
項１と同様の効果に加え、１個の素子で２個のノーマル
モードチョークコイルが構成でき、各々回路の両ライン
上に接続し各々のラインに生じるノイズを大幅に低減で
きる。また、回路上への実装時には各コイル間にコンデ
ンサや抵抗、バリスタ等を付加してフィルタ回路を構成
しさらなるノイズ削減を図ることができる。さらに部品
点数の削減により低コスト化、工数の低減を図ることが
できる。そして小形化により取付け面積の小形化、材料
の削減、ロスの低減を図ることができる。また、同様の
素子で上記の配線順序を変えて、片側のラインにノーマ
ルモードチョークコイルを２段に配置することも可能で
ある。

【００１４】本発明の請求項５に記載の発明は、閉磁路
磁心に内蔵されるコイルでノーマルモードチョークコイ
ルを構成し、閉磁路磁心の外周面にノーマルモード時に
各々発生する磁束が打消し合い、コモンモード時には各
々発生する磁束が加算される方向に２つの巻線を巻回し
てコモンモードチョークコイルを構成することにより、
請求項１と同様の効果に加え、１個の素子でノーマルモ
ードチョークコイル及びコモンモードチョークコイルの
特性を示す素子が構成できる。従ってノーマルモードチ
ョークコイル部分で低域のノイズを低減でき、コモンモ
ードチョークコイル部分で高域ノイズを低減できるため
１個の素子で広帯域にわたりノイズを低減することが可
能となる。さらに回路上への実装時には各コイル間にコ
ンデンサや抵抗、バリスタ等を付加してフィルタ回路を
構成しさらなるノイズ削減を図ることができる。さらに
部品点数の削減により低コスト化、工数の低減を図るこ
とができる。そして小形化により取付け面積の小形化、
材料の削減、ロスの低減を図ることができる。また、同
様の素子で上記の配線順序を変えて、ノーマルモードチ
ョークコイルを後段、コモンモードチョークコイルを前
段に配置することも可能である。

【００１５】（実施の形態１）本発明の第１の実施の形
態について図１〜図３を用いて説明する。図１は完成品
の斜視図、図２は断面図、図３は分解斜視図である。同
図によると１はコイル、２は巻線、３は内筒と外筒をそ
れらの一端側において塞いだ磁心４，５を２個塞いでい
ない部分を突き合わせて構成した閉磁路磁心、６はコイ
ル１により発生する磁束、７は巻線２により発生する磁
束である。

【００１６】以下に構成と動作を示す。磁心４，５を塞
いでいない側で突き合わせ、内筒と外筒の間の空間にコ
イル１を収納し、閉磁路磁心３に内蔵したコイル１の周
囲方向に磁束６を発生させる。そして巻線２を閉磁路磁
心３の外周面に閉磁路磁心３の中孔部を通り巻回し、閉
磁路磁心３の外周方向に磁束７を発生させる。すなわち
１個の閉磁路磁心３中に２個の磁束を各々直交する方向
に発生させるものである。

【００１７】従って上記構成により、コイル１、巻線
２、閉磁路磁心３が各１個で２種類のチョークコイルが
構成でき、部品点数の削減により低コスト化、工数の低
減を図ることができる。また、小形化により重量の低
減、取付け面積の低減、使用材料の削減、銅損等のロス
の低減を図ることができる。さらに、２個の磁心４，５
を同一の形状で形成することができ、磁心４，５を金型
により成型する場合１種類の金型で磁心４，５を製造す
ることができる。さらに、１個のチョークコイルにより
ライン上に形成されるインダクタンスＬ２は、各コイル
の磁心の断面積をＳ、透磁率をμ、磁路長をｌ、コイル
の巻数をＮ２とすると、（数２）で表される。

【００１８】

【数２】

【００１９】よって例えば従来と同じインダクタンスを
得る場合、（数１）と比較して巻数を√２倍すればよ
く、Ｎ２＝√２Ｎ１とすると（数２）において

【００２０】

【数３】

【００２１】となる。従って、従来の２個のノーマルモ
ードチョークに比べコイルの総巻数が少なく、小形、軽
量、安価のチョークコイルが構成でき、また、銅線長が
短くなるため温度上昇が低減できる。

【００２２】また、逆に、１個のコイルを２個のコイル
と同じ大きさ、つまり１個のコイルをコイル２個分の巻
数で構成した場合、（数２）においてＮ２＝２・Ｎ１を
代入する。

【００２３】

【数４】

【００２４】従ってコイル２個の場合の２倍のインダク
タンスが確保でき、さらなるノイズ低減が実現できる。

【００２５】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態について図４〜図６を用いて説明する。図４は完成品
の斜視図、図５は断面図、図６は分解斜視図である。同
図によると１はコイル、２は巻線、３は内筒と外筒をそ
れらの一端側において塞いだ磁心４，５とを塞いでいな
い部分を突き合わせて構成した閉磁路磁心、６はコイル
１により発生する磁束、７は巻線２により発生する磁
束、８はギャップスペーサである。

【００２６】以下に構成と動作を示す。予め巻回したコ
イル１をギャップスペーサ８を挟み２個の磁心４，５の
内筒と外筒の間に挟み込むように収納し、巻線２を２個
の磁心４，５およびギャップスペーサ８の中孔部を通り
閉磁路磁心３の外周面に巻回する。

【００２７】従って実施の形態１と同様の効果に加え、
２個の磁心４，５の間にギャップスペーサ８を挟むこと
により、磁束６の通る磁路中にギャップを設けることが
でき、大電流通電時においても閉磁路磁心３の磁気飽和
を防ぐことができるため、磁束６に対する閉磁路磁心３
の断面積を小さくでき、小形化、取付け面積の低減、使
用材料の削減、銅損等のロスの低減を図ることができ
る。さらにギャップスペーサ８の厚さを変化させること
により、ギャップの寸法を容易かつ確実に調節すること
ができ、インダクタンスおよび直流重畳特性を任意に調
節することができる。

【００２８】（実施の形態３）本発明の第３の実施の形
態について図７〜図９を用いて説明する。図７は完成品
の斜視図、図８は断面図、図９は分解斜視図である。同
図によると１はコイル、２は巻線、３は内筒と外筒をそ
れらの一端側において塞いだ磁心４，５を塞いでいない
部分を突き合わせて構成した閉磁路磁心、６はコイル１
により発生する磁束、７は巻線２により発生する磁束で
ある。

【００２９】以下に構成と動作を示す。磁心４，５を塞
いでいない側で突き合わせ、内筒と外筒の間の空間にコ
イル１を収納し、閉磁路磁心内のコイル１の周方向に磁
束６を発生させる。そして巻線２を閉磁路磁心３の外周
面に閉磁路磁心３の中孔部を通り巻回し、閉磁路磁心３
の周方向に磁束７を発生させる。すなわち１個の磁心中
に２個の磁束を各々直交する方向に発生させるものであ
る。

【００３０】従って、突き合わせた磁心４，５の内筒、
外筒のいずれか短い方の突き合わせ部分に空隙ができる
ため、実施の形態２と同様の効果に加え、ギャップスペ
ーサ等の部品を用いずにコイル１により発生する磁束に
対しギャップを設けることができ、実施の形態２に比し
て、部品点数、工数およびコストの低減が図れる。さら
に空隙部分から放熱ができるため温度上昇の低減が図れ
る。

【００３１】（実施の形態４）本発明の第４の実施の形
態について図１０〜図１４を用いて説明する。図１０は
完成品の斜視図、図１１は断面図、図１２は分解斜視
図、図１３は結線図、図１４は回路構成図である。同図
によると１は閉磁路磁心３の内部に閉磁路磁心３の周方
向に巻回されたコイル、２は閉磁路磁心３の中孔部を通
り閉磁路磁心３の外周面に巻回された巻線、３はギャッ
プ９を有する閉磁路磁心、６はコイル１により発生する
磁束、７は巻線２により発生する磁束、８はギャップス
ペーサ、１０は電源、１１は負荷、１２はライン電流で
ある。

【００３２】以下に構成と動作を示す。予めコイル１を
巻回し、ギャップスペーサ８を介して２個の磁心４，５
の間に挟んで収納し、巻線２を閉磁路磁心３、ギャップ
スペーサ８の中孔部を通り閉磁路磁心３の外周面に巻回
する。そして、コイル１の一端と電源１０を接続し、コ
イル１の他の一端と負荷１１を接続する。そして負荷１
１の他の一端と巻線２の一端を接続し、巻線２の他の一
端と電源１０の他の一端を接続する。このときコイル１
は磁束６を発生させ、磁束６の通る磁路中にギャップ９
を設けてノーマルモードチョークコイルを構成し、巻線
２も発生する磁束７の通る磁路中にギャップ９を設けて
ノーマルモードチョークコイルを構成する。

【００３３】従って上記構成により、１個の素子で２個
のノーマルモードチョークコイルが構成でき、各々回路
の両ライン上に接続し各々のラインに生じるノイズを大
幅に低減できる。また、回路上への実装時には各コイル
間にコンデンサや抵抗、バリスタ等を付加してフィルタ
回路を構成しさらなるノイズ削減を図ることができる。
さらに部品点数の削減により低コスト化、工数の低減を
図ることができる。そして小形化により取付け面積の小
形化、材料の削減、ロスの低減を図ることができる。ま
た、同様の素子で上記の配線順序を変えて、片側のライ
ンにノーマルモードチョークコイルを２段に配置するこ
とも可能である。

【００３４】（実施の形態５）本発明の第５の実施の形
態について図１５〜図２０を用いて説明する。図１５は
完成品の斜視図、図１６は断面図、図１７は分解斜視
図、図１８、図１９は結線図で各電流の流れる方向によ
る磁束の方向を示すもの、図２０は回路構成図である。
同図によると１は閉磁路磁心３の内部に閉磁路磁心３の
周方向に巻回されたコイル、１３，１４は閉磁路磁心３
の中孔部を通り閉磁路磁心３の外周面に巻回された第１
の巻線と第２の巻線、３は閉磁路磁心、６はコイル１に
より発生する磁束、７は巻線１３，１４により発生する
磁束、８はギャップスペーサ、１０は電源、１１は負
荷、１２はライン電流、１５は同一方向に流れる電流で
ある。

【００３５】以下に構成と動作を示す。予めコイル１を
巻回し、ギャップスペーサ８を介して２個の磁心４，５
の間に挟んで収納し、巻線１３，１４を閉磁路磁心３、
ギャップスペーサ８の中孔部を通り閉磁路磁心３の外周
面に巻回する。そして、コイル１の一端と電源１０を接
続し、コイル１の他の一端と巻線１３の一端を接続し、
巻線１３の他の一端と負荷１１を接続する。そして負荷
１１の他の一端と巻線１４の一端を接続し、巻線１４の
他の一端と電源１０の他の一端を接続する。このときコ
イル１は閉磁路磁心３内のコイル１の周方向に磁束６を
発生させ、磁束６の通る磁路中にギャップスペーサ８を
設けてノーマルモードチョークコイルを構成する。そし
て、巻線１３，１４は、ライン電流１２に対して磁束７
が相殺され、同一方向の電流１５に対して磁束７が加算
される方向に巻回され、コモンモードチョークコイルを
構成する。

【００３６】従って上記構成により、図２０に示すよう
に１個の素子でノーマルモードチョークコイル及びコモ
ンモードチョークコイルの特性を示す素子が構成でき
る。従ってノーマルモードチョークコイル部分で低域の
ノイズを低減でき、コモンモードチョークコイル部分で
高域ノイズを低減できるため１個の素子で広帯域にわた
りノイズを低減することが可能となる。さらに回路上へ
の実装時には各コイル間にコンデンサや抵抗、バリスタ
等を付加してフィルタ回路を構成しさらなるノイズ削減
を図ることができる。さらに部品点数の削減により低コ
スト化、工数の低減を図ることができる。そして小形化
により取付け面積の小形化、材料の削減、ロスの低減を
図ることができる。また、同様の素子で上記の配線順序
を変えて、ノーマルモードチョークコイルを後段、コモ
ンモードチョークコイルを前段に配置することも可能で
ある。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明のチョークコイル
は、内筒と外筒とそれらの一端側において塞いだ形状の
２個の磁心のそれぞれ塞いでいない端側で突き合わせて
閉磁路磁心とし、その閉磁路磁心の内筒と外筒の間の空
間にコイルを１個収納し、この閉磁路磁心の外周面に上
記コイルにより発生する磁束に対して直交する磁束を発
生するように巻線を巻回する構成により、コイル、巻線
および磁心が各１個でも２種のチョークコイルが構成で
きるため部品点数の削減が図れ、ＥＭＩノイズ対策用と
して、また、高調波電流抑制用としても軽量、小形で安
価なチョークコイルが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチョークコイルの一実施の形態による
斜視図

【図２】同実施の形態の断面図

【図３】同実施の形態の分解斜視図

【図４】同他の実施の形態の斜視図

【図５】同他の実施の形態の断面図

【図６】同他の実施の形態の分解斜視図

【図７】同他の実施の形態の斜視図

【図８】同他の実施の形態の断面図

【図９】同他の実施の形態の分解斜視図

【図１０】同他の実施の形態の斜視図

【図１１】同他の実施の形態の断面図

【図１２】同他の実施の形態の分解斜視図

【図１３】同他の実施の形態の結線図

【図１４】同他の実施の形態の回路構成図

【図１５】同他の実施の形態の斜視図

【図１６】同他の実施の形態の断面図

【図１７】同他の実施の形態の分解斜視図

【図１８】同他の実施の形態の結線図

【図１９】同他の実施の形態の結線図

【図２０】同他の実施の形態の回路構成図

【図２１】従来のチョークコイルの斜視図

【図２２】従来のチョークコイルの分解斜視図

【符号の説明】

１ コイル ２ 巻線 ３ 閉磁路磁心 ４，５ 磁心 ６ コイルにより発生する磁束 ７ 巻線により発生する磁束 ８ ギャップスペーサ ９ ギャップ １０ 電源 １１ 負荷 １２ ライン電流 １３，１４ 巻線 １５ 同一方向に流れる電流

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内筒と外筒とそれらの一端側において塞
   いだ形状の２個の磁心のそれぞれ塞いでいない端側で突
   き合わせて閉磁路磁心とし、その閉磁路磁心の内筒と外
   筒の間の空間に１個のコイルを収納し、この閉磁路磁心
   の外周面に上記コイルにより発生する磁束に対して直交
   する磁束を発生するように巻線を巻回してなるチョーク
   コイル。
2. 【請求項２】 磁心の突き合わせ部分にコイルを通す溝
   を有するギャップスペーサを挟んで、閉磁路磁心内にコ
   イルを内蔵した請求項１に記載のチョークコイル。
3. 【請求項３】 磁心の内筒または外筒のいずれか一方を
   他の一方より高く構成した請求項１に記載のチョークコ
   イル。
4. 【請求項４】 閉磁路磁心に内蔵されるコイルでノーマ
   ルモードチョークコイルを構成し、閉磁路磁心の外周面
   に巻回する巻線でノーマルモードチョークコイルを構成
   した請求項１に記載のチョークコイル。
5. 【請求項５】 閉磁路磁心に内蔵されるコイルでノーマ
   ルモードチョークコイルを構成し、閉磁路磁心の外周面
   にノーマルモード時に各々発生する磁束が打消し合い、
   コモンモード時には各々発生する磁束が加算される方向
   に２個の巻線を巻回してコモンモードチョークコイルを
   構成した請求項１に記載のチョークコイル。