共模扼流线圈的制作方法

1.本实用新型属于作为例如开关电源电路中的输入滤波器或输出滤波器等而使用的共模扼流线圈的技术领域。


背景技术：

2.作为具有上述那样的用途的共模扼流线圈，连同电感的提高一起地要求高的噪声衰减特性。此时，作为公开着眼于上述电感的提高的共模扼流线圈的以往技术的在先技术文献，例如可举出下述专利文献1。在下述专利文献1所公开的技术中，采用了如下结构：通过使外腿部中的与磁路垂直的截面的面积比中腿部(卷绕芯部)中的与磁路垂直的截面的面积大，来提高电感系数a
l
而提高电感。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特许第5687374号公报


技术实现要素：

6.实用新型要解决的课题
7.然而，在上述专利文献1所公开的技术中，线圈的从铁心露出的部分多，因此存在对来自设置于附近的例如变压器等的辐射噪声的对策不充分这样的问题点。
8.于是，本实用新型是鉴于上述问题点而作出的，其课题的一例在于，能够在提供阻断对线圈的辐射噪声而减少由其引起的噪声的影响的同时提高电感的共模扼流线圈。
9.用于解决课题的方案
10.为了解决上述问题，技术方案1所记载的实用新型涉及一种共模扼流线圈，其构成为，所述共模扼流线圈具备铁心、线圈及线圈骨架，所述铁心包括：隔着所述线圈骨架而被卷绕所述线圈的柱状的中腿部；以及外腿部，所述中腿部的两端连接于所述外腿部的内周面，且所述外腿部包围所述线圈的周围，所述线圈骨架插入所述铁心与所述线圈之间，其特征在于，所述外腿部的与形成于该外腿部的磁路垂直的截面的面积b相对于所述中腿部的与中心轴垂直的截面的面积a之比b/a为b/a≥0.9。
11.根据技术方案1所记载的实用新型，外腿部的与形成于该外腿部的磁路垂直的截面的面积b相对于中腿部的与中心轴垂直的截面的面积a之比b/a为b/a≥0.9，因此通过外腿部的大型化，能够在阻断相对于线圈的辐射噪声而减少由此引起的噪声的影响的同时，增大电感系数a
l
。
12.为了解决上述问题，技术方案2所记载的实用新型构成为，在技术方案1所记载的共模扼流线圈的基础上，所述外腿部的与所述磁路垂直的所述截面的在与包含该磁路的中心在内的面垂直的方向上的长度b相对于所述线圈骨架的外径a之比b/a为b/a≥0.6。
13.根据技术方案2所记载的实用新型，除了技术方案1所记载的实用新型的作用以外，外腿部的与磁路垂直的截面的在与包含该磁路的中心在内的面垂直的方向上的长度b
相对于线圈骨架的外径a之比b/a为b/a≥0.6，因此能够在增大电感系数a
l
的同时，更有效地屏蔽相对于线圈的辐射噪声而减少该辐射噪声的影响。
14.为了解决上述问题，技术方案3所记载的实用新型以技术方案1或技术方案2所记载的共模扼流线圈为基础，所述中腿部的中心轴的位置相对于包含所述外腿部的与所述磁路垂直的所述截面的中心在内的面的位置而向使所述线圈的从所述外腿部露出的部分减小的方向偏心。
15.根据技术方案3所记载的实用新型，除了技术方案1或技术方案2所记载的实用新型的作用以外，中腿部的中心轴的位置相对于包含外腿部的与磁路垂直的截面的中心在内的面的位置而向使线圈的从外腿部露出的部分减小的方向偏心，因此能够进一步屏蔽相对于线圈的辐射噪声而进一步减少该辐射噪声的影响。
16.为了解决上述问题，技术方案4所记载的实用新型以技术方案3所记载的共模扼流线圈为基础，所述线圈骨架具备所述线圈卷绕用的同轴齿轮。
17.根据技术方案4所记载的实用新型，除了技术方案3所记载的实用新型的作用以外，线圈骨架具备线圈卷绕用的同轴齿轮，因此通过中腿部的中心轴的位置偏心，从而即便是具有技术方案1至技术方案3中任一项所记载的形状的外腿部，也能够对中腿部及线圈骨架简易地卷绕线圈。
18.为了解决上述问题，技术方案5所记载的实用新型构成为，以技术方案3或技术方案4所记载的共模扼流线圈为基础，所述中腿部的所述偏心方向的表面端部、以及所述外腿部的与包含所述磁路的中心在内的面平行的端面处于同一平面内。
19.根据技术方案5所记载的实用新型，除了技术方案3或技术方案4所记载的实用新型的作用以外，中腿部的偏心方向的表面端部、以及外腿部的与包含形成于外腿部的磁路的中心在内的面平行的端面处于同一平面内，因此能够使铁心的制造时的起模容易而提高制造成品率等。
20.为了解决上述问题，技术方案6所记载的实用新型以技术方案1至技术方案5中任一项所记载的共模扼流线圈为基础，所述中腿部的外侧表面为与如下直线垂直的平面，所述外侧表面是所述外腿部的与该中腿部平行的部分的所述内周面所对置的面，所述直线是将所述外腿部中对置的两个该内周面的中心彼此连结的直线。
21.根据技术方案6所记载的实用新型，除了技术方案1至技术方案5中任一项所记载的实用新型的作用以外，中腿部的外侧表面为与如下直线垂直的平面，该外侧表面是外腿部的与中腿部平行的部分的内周面所对置的面，该直线是将对置的两个该内周面的中心彼此连结的直线，因此能够抑制铁心的制造时的飞边等的产生而提高制造成品率等。
22.实用新型效果
23.根据本实用新型，外腿部的与形成于该外腿部的磁路垂直的截面的面积b相对于中腿部的与中心轴垂直的截面的面积a之比b/a为b/a≥0.9。
24.因此，通过外腿部的大型化，能够在阻断相对于共模扼流线圈的辐射噪声而减少由此引起的噪声的影响的同时，增大作为共模扼流线圈的电感系数a
l
。
附图说明
25.图1是表示第一实施方式的共模扼流线圈的构造的图(i)，(a)为该共模扼流线圈
的上表面外观图，(b)为该共模扼流线圈的正面外观图，(c)为该共模扼流线圈的右侧面外观图，(d)为该共模扼流线圈的底面外观图。
26.图2是表示第一实施方式的共模扼流线圈的构造的图(ii)，(a)为该共模扼流线圈的上方视立体外观图，(b)为该共模扼流线圈的下方视立体外观图。
27.图3是表示第一实施方式的共模扼流线圈的构造的分解图。
28.图4是表示构成第一实施方式的共模扼流线圈的铁心的构造的图，(a)为该铁心的上表面外观图，(b)为该铁心的主视图(局部剖视图)，(c)为该铁心的右侧视图，(d)为该铁心的底面外观图，(e)为从正面观察该铁心而得到的放大剖视图。
29.图5是表示以往技术的铁心的构造的图，(a)为该铁心的上表面外观图，(b)为该铁心的主视图，(c)为该铁心的左侧视图。
30.图6是表示基于第一实施方式的共模扼流线圈的构造的效果的图，(a)是表示该效果的侧视概念图(i)，(b)是表示该效果的侧视概念图(ii)。
31.图7是表示第一实施方式的共模扼流线圈的构造的图(iii)，(a)为该共模扼流线圈的正面外观图，(b)为该共模扼流线圈的下方视立体外观图。
32.图8是表示第二实施方式的共模扼流线圈的构造的图(i)，(a)为该共模扼流线圈的上表面外观图，(b)为该共模扼流线圈的正面外观图，(c)为该共模扼流线圈的右侧面外观图，(d)为该共模扼流线圈的背面外观图，(e)为该铁心的底面外观图。
33.图9是表示第二实施方式的共模扼流线圈的构造的图(ii)，(a)为该共模扼流线圈的下方视立体外观图，(b)为该共模扼流线圈的上方视立体外观图，(c)为表示该共模扼流线圈的构造的分解图。
34.图10是例示第一实施方式的共模扼流线圈的阻抗特性的曲线图。
35.附图标记说明：
36.1、200 铁心
37.1a、200a 中腿部
38.1b、200b 外腿部
39.2、10 基座
40.3 端子
41.4 线圈骨架
42.4a、4b 线圈骨架部件
43.5、g 齿轮
44.6 线圈
45.7 底板
46.100 内周面
47.101 平面
48.cc1、cc2 共模扼流线圈
49.r1、r2 辊
50.w 辐射噪声。
具体实施方式
51.接着，基于附图来说明本实用新型的实施方式。需要说明的是，以下说明的各实施方式是对作为例如开关电源电路中的输入滤波器或输出滤波器等而使用的共模扼流线圈适用了本实用新型的情况下的各实施方式。
52.(i)第一实施方式
53.首先，使用图1至图7来说明本实用新型的第一实施方式。需要说明的是，图1及图2及图7是分别表示第一实施方式的共模扼流线圈的构造的图，图3是表示第一实施方式的共模扼流线圈的构造的分解图，图4是表示构成第一实施方式的共模扼流线圈的铁心的构造的图，图5是表示以往技术的铁心的构造的图，图6是表示基于第一实施方式的共模扼流线圈的构造的效果的图。此时，在图3所示的分解图中，省略了第一实施方式的卷绕于线圈骨架的线圈的记载。而且，在图1中，该共模扼流线圈的背面外观图与图1的(b)所示的正面外观图大致相同，该共模扼流线圈的左侧面外观图与图1的(c)所示的右侧面外观图大致相同，因此分别省略记载。而且，另外，在图4中，该铁心的后视图与图4的(b)所示的主视图大致相同，该铁心的左侧视图与图4的(c)所示的右侧视图大致相同，因此分别省略记载。
54.如图1及图2中示出外观图、图3中示出分解图那样，第一实施方式的共模扼流线圈cc1具备铁心1、线圈6及线圈骨架4，铁心1包括：隔着线圈骨架4而被卷绕线圈6的柱状的中腿部1a；以及外腿部1b，中腿部1a的两端连接于该外腿部1b的内周面，且该外腿部1b包围线圈6的周围，所述线圈骨架4插入铁心1与线圈6之间。此时，将该线圈骨架4的外形设为“a”(参照图6)。
55.除此以外，第一实施方式的共模扼流线圈cc1具备：基座2，其在图1的(b)及图1的(c)中位于共模扼流线圈cc1的图中下方的未图示的安装面与上述铁心1、线圈骨架4及线圈6之间，用于将该铁心1等固定于该安装面；端子3，其用于将线圈6的端部连接于在上述安装面上形成的配线图案等；以及底板7，其覆盖共模扼流线圈cc1的底面整体。即，第一实施方式的共模扼流线圈cc1是所谓的伏卧型的共模扼流线圈。另外，在线圈骨架4具备在将线圈6卷绕于该线圈骨架4时使用的与该线圈骨架4同轴的齿轮5。
56.在以上的结构中，由中腿部1a及外腿部1b构成的实施方式的铁心1通过使用了例如高导磁率的材料的烧成而一体成形。作为该情况的高导磁率材料，可举出例如铁氧体等。
57.另一方面，具有利用线圈骨架部件4a及线圈骨架部件4b(分别包含成为齿轮5的部分)将中腿部1a夹入的构造的实施方式的线圈骨架4通过具有绝缘性及例如120度以上的耐热性的树脂材料而一体成形。作为该情况的树脂材料，例如可举出pbt(聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephtalate))或酚醛树脂等。
58.另一方面，上述基座2由具有绝缘性及例如120度以上的耐热性、且即便在钎焊熔融温度下也不易变质的树脂材料(例如酚醛树脂等)而一体成形。另外，上述各端子3由具有规定的强度且钎焊润湿性好的金属材料(例如锡镀敷铜包钢线)形成。
59.而且，上述底板7由具有绝缘性及例如120度以上的耐热性、且即便在钎焊熔融温度下也难以变质的树脂材料(例如酚醛树脂等)形成，且具有用于相对于上述安装面的定位的接片或爪等。此时，底板7的厚度以按照例如iec(international electrotechnical commission)
‑
60950
‑
1等与绝缘性相关的规格的方式设为例如0.4毫米以上。
60.在以上的结构中，在实施方式的铁心1中，如图4的(b)及图4的(e)所示，外腿部1b
的与形成于外腿部1b的磁路垂直的截面的面积b相对于中腿部1a的与中心轴垂直的截面的面积a之比b/a设为b/a≥0.9，由此，实现了作为铁心1的电感(更具体而言，电感系数a
l
)的提高。而且，外腿部1b的与上述磁路垂直的截面的在与包含该磁路的中心的面垂直的方向上的长度b(参照图4的(b)及图4的(e))相对于线圈骨架4的外径a(参照图6)之比b/a为b/a≥0.6。需要说明的是，作为外腿部1b的截面的形状，也可以代替将上述比b/a设为0.6以上或在该结构的基础上，上述垂直的方向的长度b(图4中的该截面的长边的长度b)相对于外腿部1b的与上述磁路垂直的截面的在与该长度b垂直的方向上的长度c(图4中的该截面的短边的长度c)之比b/c设为例如3.8以上。
61.另外，尤其如图4的(b)及图4的(e)所示，中腿部1a的中心轴的位置β相对于包含外腿部1b的与上述磁路垂直的截面的中心在内的面的位置α向使线圈6的从外腿部1b露出的部分减小的方向(图1的(b)、图1的(c)、图3、图4的(b)或图4的(e)中的下方)偏心。并且，尤其如图4的(b)及图4的(e)所示，中腿部1a的偏心方向的表面端部、以及外腿部1b的与包含磁路的中心在内的面平行的端面处于同一平面(在图4的(e)中由附图标记γ示出)内(处于共面)。另外，尤其如图4的(e)所示，中腿部1a的外侧表面为与如下直线垂直的平面(在图4的(e)中，相对于内周面100在上下方向上平行的平面)101，该外侧表面是外腿部1b的与中腿部1a平行的部分的内周面100所对置的面，该直线是将外腿部1b中对置的两个内周面100的中心彼此连结的直线。
62.在此，作为在与实施方式的共模扼流线圈cc1相同的用途的以往的共模扼流线圈中使用的铁心的形状，例如如图5所例示的铁心200那样，通常是中腿部200a与外腿部200b形成为共面。与此相对，在实施方式的共模扼流线圈cc1的铁心1中，如上所述，中腿部1a的中心轴的位置β(参照图4的(e))相对于包含外腿部1b的截面的中心在内的面的位置α(参照图4的(e))偏心，中腿部1a的偏心方向的表面端部、以及外腿部1b的与包含磁路的中心在内的面平行的端面处于同一平面γ内(参照图4的(e))。
63.如以上所说明那样，根据实施方式的共模扼流线圈cc1的构造(尤其是铁心1的构造)，外腿部1b的与形成于外腿部1b的磁路垂直的截面的在与包含该磁路的中心在内的面垂直的方向上的长度b(参照图4的(b))相对于线圈骨架4的外径a之比b/a设为b/a≥0.6，因此通过外腿部1b的大型化，从而能够如图6的(a)所例示那样，更有效地屏蔽来自与共模扼流线圈cc1相邻而安装于安装面p的例如变压器t的、相对于线圈6的外来的辐射噪声w，减少辐射噪声w所带来的噪声的影响。
64.另外，外腿部1b的与上述磁路垂直的截面的面积b相对于中腿部1a的与中心轴垂直的截面的面积a之比b/a设为b/a≥0.9，因此能够在阻断相对于线圈6的辐射噪声w而减少由此引起的噪声的影响(参照图6的(a))的同时，增大作为共模扼流线圈cc1的电感系数a
l
。
65.而且，中腿部1a的中心轴的位置β(参照图4的(e))相对于包含外腿部1b的与上述磁路垂直的截面的中心在内的面的位置α(参照图4的(e))向使线圈6的从外腿部1b露出的部分减小的方向偏心，因此能够进一步屏蔽相对于线圈6的上述辐射噪声w，从而进一步减少该辐射噪声w所引起的噪声的影响。
66.而且另外，线圈骨架4同轴地具备线圈6的卷绕用的齿轮5，因此通过中腿部1a的中心轴的位置偏心(参照图4)，从而如图6的(b)所例示那样，即便是具有实施方式的高度b(参照图4的(b))的外腿部1b，也能够使用卷绕用的外部的齿轮g及辊r1及辊r2来对中腿部1a及
线圈骨架4简易地卷绕线圈6。
67.另外，尤其如图4的(e)所例示那样，中腿部1a的偏心方向的表面端部与外腿部1b的与包含上述磁路的中心在内的面平行的端面处于同一平面γ内(参照图4的(e))，因此能够使铁心1的制造时的起模容易而提高制造成品率等。
68.而且，尤其如图4的(e)所例示那样，中腿部1a的外侧表面为与如下直线垂直的平面101，该外侧表面是外腿部1b的与中腿部1a平行的部分的内周面100所对置的面，该直线为将对置的两个内周面100的中心彼此连结的直线，因此能够抑制铁心1的制造时的飞边等的产生而提高制造成品率等。
69.需要说明的是，关于第一实施方式的共模扼流线圈cc1中的上述底板7，通过由该底板7确保绝缘性，从而具有如下效果：能够在共模扼流线圈cc1与其安装面之间确保与各端子3之间的规定的所谓的爬电距离的同时，形成必要的配线图案。然而，相反地另一方面，作为共模扼流线圈cc1整体的距上述安装面的高度增加(参照图7的(a)右及图7的(b)右)。因而，在无需在共模扼流线圈cc1与其安装面之间形成上述配线图案的情况下，也可以如图7的(a)左及图7的(b)左所示那样构成为安装不具备实施方式的底板7的共模扼流线圈cc1。
70.(ii)第二实施方式
71.接着，使用图8及图9来说明本实用新型的第二实施方式。需要说明的是，图8及图9是分别表示第二实施方式的共模扼流线圈的构造的图。此时，在图9的(c)所示的分解图中，省略了第二实施方式的卷绕于线圈骨架的线圈的记载。另外，在图8中，该共模扼流线圈的左侧面外观图与图8的(c)所示的右侧面外观图大致相同，因此省略记载。而且，在图8及图9所示的第二实施方式的共模扼流线圈中，关于与第一实施方式的共模扼流线圈cc1同一构件，标注同一构件编号而省略细节的说明。
72.第一实施方式的共模扼流线圈cc1如上所述是所谓的“伏卧型”，但第二实施方式的共模扼流线圈构成为所谓的“纵型”。
73.即，图8及图9的(a)中示出外观图、图9的(c)中示出分解图那样，第二实施方式的纵型的共模扼流线圈cc2具备：与第一实施方式的共模扼流线圈cc1同样的包括中腿部1a及外腿部1b的铁心1；与第一实施方式的共模扼流线圈cc1同样的线圈骨架4及线圈6。
74.在上述的基础上，第二实施方式的共模扼流线圈cc2具备：基座10，其在图8的(b)至图8的(d)中位于共模扼流线圈cc2的图中下方的未图示的安装面与上述铁心1、线圈骨架4及线圈6之间，用于将该铁心1等以纵型的方式固定于该安装面；以及端子3，其用于将线圈6的端部连接于在上述安装面上形成的配线图案等。此时，第二实施方式的共模扼流线圈cc2为纵型，因此不具备第一实施方式的共模扼流线圈cc1中设置的底板7。
75.在以上的结构中，包括中腿部1a及外腿部1b在内的实施方式的铁心1的材料、线圈骨架4的材料及各端子3的材料分别与第一实施方式的共模扼流线圈cc1的情况同样。另外，第二实施方式的基座10的材料也与第一实施方式的基座2的材料同样。
76.在具有以上的结构的第二实施方式的共模扼流线圈cc2中，外腿部1b的与形成于外腿部1b的磁路垂直的截面的面积相对于中腿部1a的与中心轴垂直的截面的面积之比也为0.9以上。另外，外腿部1b的与上述磁路垂直的截面的在与包含该磁路的中心在内的面垂直的方向上的长度相对于线圈骨架4的外径之比为0.6以上。
77.而且另外，尤其如图8的(c)、图9的(b)及图9的(c)所示，中腿部1a的中心轴的位置
相对于包含外腿部1b的与上述磁路垂直的截面的中心在内的面的位置而在图8的(c)中向左方向、在图9的(b)及图9的(c)中向右跟前方向偏心。并且，尤其如图9的(c)所示，中腿部1a的偏心方向的表面端部、以及外腿部1b的与包含磁路的中心在内的面平行的端面处于同一平面内(共面)。另外，尤其如图9的(c)所示，中腿部1a的外侧表面为与如下直线垂直的平面(在图9的(c)中相对于外腿部1b的内周面在水平方向上平行的平面)101，该外侧表面是外腿部1b的与中腿部1a平行的部分的内周面所对置的面，该直线为将外腿部1b中对置的两个该内周面的中心彼此连结的直线。
78.并且，根据以上说明的第二实施方式的共模扼流线圈cc2的构造(尤其是铁心10的构造)，也能够得到与第一实施方式的共模扼流线圈cc1的构造所带来的效果同样的效果。
79.【实施例】
80.接着，特别地关于第一实施方式的共模扼流线圈cc1及第二实施方式的共模扼流线圈cc2(以下将第一实施方式的共模扼流线圈cc1及第二实施方式的共模扼流线圈cc2统称作“第一实施方式的共模扼流线圈cc1等”)的构造所带来的效果，使用图10说明由本发明者等进行的确认实验的结果来作为第一实施方式的共模扼流线圈cc1等的阻抗特性。需要说明的是，图10是表示第一实施方式的共模扼流线圈cc1等的动作频率freq(在图10中示于横轴)与阻抗z(在图10中示于纵轴)之间的关系的曲线图。并且，在图10中，使用了第一实施方式的共模扼流线圈cc1等的情况下的实验结果用实线表示，使用了具有与第一实施方式的共模扼流线圈cc1等相同的大小(铁心尺寸)的以往技术1的共模扼流线圈的情况下的实验结果用点线表示，使用了比第一实施方式的共模扼流线圈cc1大的以往技术2的共模扼流线圈的情况下的实验结果用虚线表示。
81.并且，根据图10可明确知晓，第一实施方式的共模扼流线圈cc1等具有比两个以往技术的共模扼流线圈良好的阻抗特性。并且，换言之，可知，能够通过更小型化的共模扼流线圈而得到与以往同等程度的阻抗特性。
82.【产业上的可利用性】
83.如以上分别说明那样，本实用新型能够利用于共模扼流线圈的领域，若特别地适用于以低噪声化及小型化为目的的共模扼流线圈的领域，则能够得到尤为显著的效果。