CN103258622A - 磁芯及变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供适合宽度狭窄化的磁芯等。本发明的磁芯具备：具有宽度方向和比该宽度方向长的长度方向的平板状的基部(12)、具有配置于所述基部的所述长度方向的两端部，从所述基部向一侧突出的第1侧脚(14)和第2侧脚(16)及夹在所述第1侧脚和所述第2侧脚之间配置，从所述基部向所述一侧突出的中间脚(18)的第1零件、以及分别连接于所述第1零件的所述第1侧脚、所述第2侧脚、及所述中间脚配置的第2零件(20)；所述第1侧脚与所述第2侧脚在所述长度方向上的间隔L1、所述第1侧脚及所述第2侧脚在所述宽度方向上的长度W1、所述中间脚在所述长度方向上的长度L2、以及所述中间脚在所述宽度方向上的长度W2满足如下所述关系，即(L1-W1)/L1＜(L2-W2)/L2。

Description

磁芯及变压器

技术领域

本发明涉及磁芯以及具有磁芯的变压器。

背景技术

使用于电路等的变压器，被要求能够配置于限定的空间内，小型化要求高，有宽度小、高度低等要求。例如组装于LED荧光灯内的变压器，为了能够收容于荧光灯内，由于搭载变压器的基板狭小，对小型化的要求非常高。

为了实现变压器的小型化，磁芯的形状有很大的影响。作为实现变压器小型化用的磁芯的形状，有这样的技术方案(参照专利文献1等)提出，即例如磁芯的两个侧脚与在侧脚之间配置的中间脚都沿着磁芯和变压器的长度方向延伸。又有这样的技术方案(参照专利文献2等)提出，即作为磁芯的另一种形状，在长度方向的两侧配置两个侧脚，在长度方向的中央部配置圆筒状的中间脚的形状。

专利文献1：中国专利申请公开第101847496号说明书

专利文献2：日本特开2000-216032号公报

发明内容

但是，具有侧脚与中间脚在长度方向上延伸的形状的已有的磁芯，其侧脚占有宽度方向的空间的一部分，因此要确保中间脚的断面积有困难，而且由于配置线圈用的宽度方向上的空间变小等因素，从宽度狭窄化的观点看来是有问题的。而且在中央部配置圆筒状中间脚的已有的磁芯，由于中间脚上卷绕线圈，变压器的宽度方向上的长度有超过磁芯的宽度方向上的长度扩大的倾向，从变压器的宽度狭窄化的观点看来是存在问题的。

本发明是鉴于这样的实际情况而作出的，其目的在于提供适于宽度狭窄化的磁芯和使用这样的磁芯，能够合适地在宽度狭小的空间配置的变压器。

本发明的磁芯具备：

具有宽度方向和比该宽度方向长的长度方向的平板状的基部、

具有配置于所述基部的所述长度方向的两端部，从所述基部向一侧突出的第1侧脚和第2侧脚、及夹在所述第1侧脚和所述第2侧脚之间配置，从所述基部向所述一侧突出的中间脚的第1零件、以及

分别连接于所述第1零件的所述第1侧脚、所述第2侧脚、及所述中间脚配置的第2零件；

所述第1侧脚与所述第2侧脚在所述长度方向上的间隔L1、所述第1侧脚及所述第2侧脚在所述宽度方向上的长度W1、所述中间脚在所述长度方向上的长度L2、以及所述中间脚在所述宽度方向上的长度W2满足如下所述关系，即

(L1-W1)/L1＜(L2-W2)/L2

本发明的磁芯，由于在基部的长度方向的两端部配置侧脚，与侧脚和中间脚在长度方向上延伸的已有技术相比，在中间脚的两个宽度方向上，能够更多地确保配置线圈用的空间。而且本发明的磁芯，对于中间脚，宽度方向的两侧是开放的，因此散热性能优异。而另一方面，由于在长度方向的两端部配置侧脚，能够有效地抑制磁通向长度方向的泄漏。

而且本发明的磁芯，其中间脚的形状被规定为满足上述关系式表示的关系，因此在侧脚的长度方向的间隔和宽度方向的长度规定的长方形的内部，能够容纳线圈的大部分，适于宽度狭小化。上述关系式所表示的关系可以认为是将由侧脚的间隔以及宽度方向的长度规定的形状和中间脚的形状用长度方向的长度与宽度方向的长度之比(扁平率)的观点加以比较的关系式。也就是说，通过使中间脚的扁平率比侧脚的间隔以及宽度方向的长度规定的形状的扁平率大，能够可靠地确保线圈用的空间，可以防止卷绕在中间脚上的线圈向磁芯的宽度方向伸出太多。

又可以例如所述中间脚具有沿着所述长度方向相互平行延伸的一对对置面。

中间脚的形状没有特别限定，可以采用椭圆柱状、四方形柱状以外的多边形柱状等形状，但是从确保与突出方向垂直的方向上的中间脚的断面积的观点出发，最好是中间脚具有沿着长度方向相互平行延伸的一对对置面。通过使中间脚的形状接近于四方形柱状，能够在满足上述关系式的条件的范围内增大中间脚的断面积，能够提高搭载这样的磁芯的变压器能够处理的功率。

又可以例如所述第2零件具有与所述第1零件相同的形状，相对于所述第1零件对称配置。

通过使第2零件具有与第1零件相同的形状，能够减少磁芯和变压器的组装所需要的零件的种类，因此这样的磁芯有利于组装的简化和成本的降低。

又可以是例如所述第2零件为平板状。

如果使第2零件为平板状，则第2零件的形状比第1零件的形状要简单，能够抑制第2零件的制造成本。

本发明的变压器具有：

上述任一项记载的磁芯、

卷绕于所述中间脚的多个线圈、

在所述磁芯的所述长度方向两侧，在所述长度方向上看来相对于所述中间脚配置于比所述第1侧脚或所述第2侧脚远的位置上，与所述线圈电气连接的4个以上的端子、以及

设置所述磁芯、所述线圈、以及所述端子用的端子台。

本发明的变压器由于使用上面所述的磁芯，能够防止卷绕于中间脚的线圈在磁芯的宽度方向伸出太多，适于在狭窄的空间配置。又，本发明的变压器，将该变压器连接于基板用的端子配置于磁芯的长度方向的两侧，因此也适于配置在宽度狭小的空间。

又，例如在本发明的变压器中，所述端子具有从该端子与所述端子台的连结部，在所述中间脚的突出方向上看来位于所述磁芯的中心侧，向所述长度方向平行延伸的水平部、以及将所述连结部与所述水平部加以连接的倾斜部。

具有这样的形状的端子的变压器，端子的水平部分与基板的表面接触，将整个变压器支持在基板上，借助于此，以变压器的一部分落入基板上形成的贯通孔的状态进行变压器的安装。从而，这样的变压器对于减小产品高度特别有利。

附图说明

图1是本发明一实施形态的磁芯的第1零件的正视图。

图2是图1所示的第1零件的左侧面图。

图3是图1所示的第1零件的仰视图。

图4是图1所示的第1零件的顶视图。

图5是表示本发明一实施形态的变压器的端子台与磁芯的配置关系的2的概念图。

图6是从侧面观察图5所示的端子台以及磁芯的概念图。

图7是图5所示的端子台的部分顶视图。

图8是本发明一实施形态的变压器的仰视图。

图9是表示将图8等所示的变压器安装于基板上之后在荧光管内的容纳状态的示意图。

图10是说明图1所示的第1零件的形状的概念图。

图11是说明中间脚上卷绕线圈的状态的概念图。

图12是放大表示本发明第2实施形态的变压器的端子的的部分放大图。

符号说明

10    第1零件

12    基部

12a   缩颈部

12b   直管部

12c   缩颈部中央

13    倒角面

14    第1侧脚

16    第2侧脚

18    中间脚

18a、18b对置面

20    第2零件

22    基部

24    第1侧脚

26    第2侧脚

28    中间脚

30    线圈

41～48端子

50    端子台

51    圆筒部

52    锷部

54    平板部

55    中央贯通孔

56    第1侧面贯通孔

57    第2侧面贯通孔

58    导向槽

59    缺口

62    变压器

70    LED荧光灯

72    荧光灯

74    基板

76    LED

具体实施方式

磁芯

图1～图4是表示本发明一实施形态的磁芯中包含的第1零件10的形状的平面图，图1为正视图，图2为左侧面图，图3为仰视图，图4为俯视图。还有，第1零件10的右侧面图与左侧面图相同，第1零件10的背面图与正视图相同。

如图5所示，本实施形态的磁芯是将图1～图4所示的第1零件10与和第1零件10具有相同形状的第2零件20加以组合构成的。在本说明书中，主要以第1零件10为例，对形状等进行说明，具有与其相同的形状的第2零件20的说明省略。

如图1和图3所示，第1零件10具有平板形状的基部12、从基部12突出的第1侧脚14、第2侧脚16、以及中间脚18。基部12形成具有宽度方向和比该宽度方向长的长度方向的平板形状。第1侧脚14和第2侧脚配置于基部12的长度方向的两端部。而中间脚18配置于基部12的长度方向的中央部，被夹在位于基部12的两端部的第1侧脚14和第2侧脚16之间配置。第1侧脚14、第2侧脚16、以及中间脚18从基部12向相同一侧即下方侧突出。又，第1侧脚14、第2侧脚16、以及中间脚18相对于基部12延伸的面向与其大致垂直的方向突出。

如作为顶视图的图4所示，基部12由位于长度方向两端部的两个直管部12b和位于长度方向中央部，将两个直管部12b加以连接的缩颈部12a构成。直管部12b其宽度方向的长度大致为一定值，直管部12b的宽度方向的长度与下述第1侧脚14以及第2侧脚16的宽度方向的长度W1(参照图10)相同。

缩颈部12a具有越往其长度方向中央部即缩颈部中央12c，宽度方向的长度慢慢减小，外周呈V字形的形状。缩颈部12a使得卷绕在中间脚18上的线圈发生的热量不容易受基部12的遮蔽，有使线圈产生的热量容易散发到变压器外部的效果。

在这里，图4所示的缩颈部12a的长度方向的长度最好是比图3所示的中间脚18的长度方向的长度大。在中间脚18的周边配置有线圈，因此通过使缩颈部12a比中间脚18长，第1零件10提高了对线圈发生的热量的散热性。还有，本实施形态的第1零件10中，缩颈部中央12c的位置与整个第1零件10的长度方向的中央一致，但是缩颈部12a的形状没有特别限定，可以根据磁芯的用途等改变。

如作为左侧面图的图2所示，在基部12的上表面形成倒角面13。倒角面13形成于基部12的宽度方向的两端部。倒角面13不仅具有防止第1零件10的崩碎等的效果，而且在将磁芯收容于例如荧光管那样的圆形空间的情况下(参照图9)，在小型化上也有很大效果。还有，将侧脚配置于基部的宽度方向两端的已有的磁芯的情况下，伴随倒角面13的扩大，发生侧脚与基部的接合强度降低的问题，但是在基部12的长度方向的两端部配置侧脚14、16的本实施形态的第1零件10的情况下，即使是加大倒角面13，那样的问题也几乎没有发生。

如作为仰视图的图3所示，第1侧脚14、第2侧脚16、以及中间脚18从基部12的底面向下突出。在基部12的长度方向的两端部配置的第1侧脚14和第2侧脚16具有四方柱的形状，但是第1侧脚14和第2侧脚16的形状没有特别限定，也可以是具有圆弧状内侧面的柱状等其他形状。在本实施形态中，第1侧脚14和第2侧脚16具有相互对称的形状，与基部12的中央保持大致等距离配置。

在基部12的长度方向的中央部配置的中间脚18具有沿着长度方向相互平行延伸的一对对置面18a、18b，具有向长度方向延伸的四方柱形状。但是中间脚18的形状没有特别限定，可以是椭圆柱状或四方柱状以外的多边形柱状。又，中间脚18的长度方向和宽度方向的中心位置与第1零件10整体的中央位置一致。但是也可以相应于线圈的卷绕形状等，使中间脚18的中央位置偏离第1零件10整体的中央位置。

在第1零件10中，从缩颈部中央12c的基部12的外周到中间脚18的各对置面18a、18b的间隔之和(图3中的D1+D2)最好是比中间脚18的宽度方向的长度W2大。使用这样的第1零件10的磁芯，通过使缩颈部中央12c的基部12的宽度方向的长度在一定值以上，能够确保该部分的强度，防止第1零件10从缩颈部中央12c发生破损。

第1零件10将侧脚14、16配置于长度方向的两端部，因此与将侧脚14、16配置于宽度方向的两端部的磁芯相比，能够在中间脚18的宽度方向的两侧确保有较大的用于配置线圈的空间。从而，使用这样的第1零件10的磁芯与将侧脚14、16配置于宽度方向两端部的磁芯相比，更加适合于宽度狭窄化。

而且，第1零件10的中间脚18，由于具有向长度方向延伸的形状，因此在中间脚18的宽度方向两侧能够确保配置线圈的更大空间。图10是表示图3所示的第1零件10的各部分的尺寸的概念图。如图10所示，在第1零件10中，最好是第1侧脚14与第2侧脚16在长度方向上的间隔L1、第1侧脚14及第2侧脚16在宽度方向上的长度W1、中间脚18在长度方向上的长度L2、以及中间脚18在宽度方向上的长度W2满足如下关系式1，即

(L1-W1)/L1＜(L2-W2)/L2……(式1)

式1的左边表示图10中用粗斜线表示的阴影区域的长度方向的长度L1与宽度方向的长度W1之比，换句话说也可以称为用粗斜线表示的阴影区域的扁平率。又，式1的右边表示图10中用细斜线表示的阴影区域的长度方向的长度L2与宽度方向的长度W2之比，换句话说也可以称为用细斜线表示的阴影区域的扁平率。

这样一来，式1意味着用细斜线表示的阴影区域的扁平率比用粗斜线表示的阴影区域的扁平率大。又，式1意味着中间脚18与其说是由侧脚14、16的间隔L1和侧脚14的宽度方向的长度W1规定形状，不如说是在长度方向上延伸的形状。

通过规定各部的长度L1、W1、L2、W2使其满足式1，在侧脚14、16以及基部12的宽度方向的长度W1规定的区域内，能够容纳卷绕在中间脚18上的线圈的大部分，具有这样的第1零件10的磁芯适于宽度狭窄化。又，各部的长度L1、W1、L2、W2规定为满足式1的第1零件10能够确保容纳线圈用的空间，能够防止卷绕在中间脚上的线圈在磁芯的宽度方向超出太多。

样的效果根据将例如辐射方向的宽度为a的线圈卷绕在中间脚18上形成的形状(长度方向的长度为L2+2a，宽度方向的长度为W2+2a的形状(参照图11))的扁平率常常小于由中间脚18的长度方向的长度L2以及宽度方向的长度W2规定的形状的扁平率这种情况也能够理解。

而且使用第1零件10的磁芯，其线圈的长度方向没有被第1零件10的侧脚14、16所遮蔽，所以与将侧脚14、16配置于宽度方向的两端部的磁芯相比，在散热特性方面也更加优异。又，使用第1零件10的磁芯，由于在长度方向的两端部配置侧脚14、16，因此能够有效地抑制磁通向长度方向的泄漏。

变压器

图5是表示包含图1～图4所示的第1零件10以及第2零件20构成的磁芯的变压器62的结构零件的概念图，图6表示从侧面观察图5所示的变压器62的情况。如图5所示，变压器62具有第1零件10、第2零件20、线圈30、端子41～48、以及端子台50。

变压器62中的磁芯是将第1零件10与第2零件20组合构成的。第2零件20具有与第1零件10相同的形状，第2零件20的基部22、第1侧脚24、第2侧脚26、以及中间脚28分别与第1零件10的基部12、第1侧脚14、第2侧脚16、以及中间脚18对应。

如图5所示，第2零件20的第1侧脚24、第2侧脚26、以及中间脚28分别与第1零件10的第1侧脚14、第2侧脚16、以及中间脚18连接着配置。也就是说，在端子台50的平板部54上形成分别插通磁芯的第1侧脚14、24、第2侧脚16、26、以及中间脚18、28用的贯通孔，第1零件10与第2零件20通过贯通孔连接。还有，第1零件10与第2零件20也可以夹着间隔材料连接。

端子台具有大致为平板状的平板部54、从平板部54向上方突出的圆筒部51、以及形成于圆筒部51的上端部的锷部52。如图7所示，圆筒部51为中空圆筒状，在圆筒部51的内部插入第1零件10和第2零件20的中间脚18、28，在圆筒部51的外部卷绕线圈30。又，锷部52连接于圆筒部51的上端部，从圆筒部51向辐射方向伸出。锷部52有将线圈30保持于圆筒部51外周的作用。

如图5和图6所示，线圈30卷绕在端子台50的圆筒部51的周围配置。由于在端子台50的圆筒部51的内部插入第1零件10的中间脚18，在变压器62组装后，线圈30隔着圆筒部51在中间脚18上卷绕着配置。线圈30由包含初级线圈和次级线圈的多个线圈构成，以使变压器62作为变压器起作用，但是对线圈30的内部结构没有特别限定。

如图5所示，在端子台50的平板部54上，如上所述，形成用于磁芯的第1侧脚14、24插通用的第1侧面贯通孔56、第2侧脚16、26插通用的第2侧面贯通孔57、以及中间脚18、28插通用的中间贯通孔55。又，平板部54的中央贯通孔55与圆筒部51的内部连通。

如图5和图6所示，在平板部54的长度方向的两端部固定端子44～48。在本实施形态的变压器62中，在基部12、22的长度方向看来，端子41～44配置于距离中间脚18、28比第1侧脚14、24更远的位置。又，在基部12、22的长度方向上看来，端子46～48配置于距离中间脚18、28比第2侧脚16、26更远的位置(参照图8)。通过将端子41～48配置于磁芯的长度方向的两侧，能够防止变压器62在宽度方向上变大，这样的变压器62也能够很好地收容于宽度狭小的空间。

图8是组装后的变压器62的仰视图。在端子台50的平板部54上形成将线圈30(参照图5和图6)的末端引到各端子41～48用的缺口59和导向槽58。图8中的虚线表示线圈30的末端连接到各端子41～48的路径。图6所示的圆筒部51的外周卷绕的线圈30的末端通过缺口59引到平板部54的底面。而且线圈30的末端从平板部54的中央部附近形成的缺口59通过导向槽58引到在平板部54的两端部形成的端子41～48。

图9是表示将图8所示的变压器62安装于基板74后将基板74收容于LED荧光灯70的荧光管72内的状态的示意图。图9所示的LED荧光灯70在内部收容作为发光元件的LED76，与通常的利用电弧放电的荧光灯替换使用。在图9所示的例子中，变压器62作为容纳于荧光管72的LED76用的开关电源用变压器使用。

基板74以及变压器62被容纳于荧光管72内部，因此对宽度方向的尺寸限制特别严格。因此，LED荧光灯70特别适合使用宽度方向的尺寸能够做得小的本实施形态的变压器62。又，本实施形态的变压器62能够扩大在平面方向上的线圈30的配置空间，因此也可以取代宽度的狭窄化，或是与宽度狭窄化同时，减小产品的高度。

在上述实施形态中，构成磁芯的第1零件10和第2零件20最好是利用铁氧体的软磁性材料构成，但是没有特别限定。又，线圈30是用例如高导电性的金属材料的单根线或绞合线等被覆绝缘材料形成的导线卷绕而成的。端子41～48用例如铜或铜合金或铁等材料制作，但没有特别限定。而且端子台50利用例如树脂等绝缘材料构成。

第2实施形态

图12是第2实施形态的变压器的一部分的放大图。第2实施形态的变压器除了在端子台上安装的端子80的形状不同外，与第1实施形态的变压器62相同，因此对于与变压器62相同的部分其说明省略。

在第2实施形态的变压器中的平板部54的两端部，安装端子80取代单纯的L字形的端子41～48。端子80具有在磁芯的中间脚18、28的突出方向(上下方向(参照图5))看来比端子80与端子台50的连接部80a更靠磁芯的中心侧的水平部80c以及将连接部80a与水平部80c加以连接的倾斜部80b。又，端子80连接于水平部80c的端部，具有从水平部80c向下垂直折曲的垂直部80d。

本实施形态的变压器安装于具有贯通孔94a的基板94。端子80的水平部80c平行于基部12、22的长度方向延伸，与设置本实施形态的变压器的基板94的上侧表面接触，将整个变压器支持于基板94。端子80与端子台50的连接部80a比水平部80c处于更下方，因此本实施形态的变压器在变压器的一部分落入贯通孔94a的状态下安装于基板94。从而，这样的变压器对于减小产品高度特别有利。

其他实施形态

在上述实施形态中，使用于磁芯的第2零件20具有与第1零件10相同的形状(参照图5等)，但是磁芯的结构不限于此。例如其他实施形态的磁芯由图1～图4所示的第1零件10和具有大致为矩形的平板形状的第2零件构成。将第1零件10与平板状的第2零件加以组合得到的磁芯也与在上述第1实施形态中说明过的磁芯一样，适于宽度狭窄化。

Claims (6)

1.一种磁芯，其特征在于，

具备

具有宽度方向和比该宽度方向长的长度方向的平板状的基部、

具有配置于所述基部的所述长度方向的两端部，从所述基部向一侧突出的第1侧脚和第2侧脚、及夹在所述第1侧脚和所述第2侧脚之间配置，从所述基部向所述一侧突出的中间脚的第1零件、以及

分别连接于所述第1零件的所述第1侧脚、所述第2侧脚、及所述中间脚配置的第2零件；

所述第1侧脚与所述第2侧脚在所述长度方向上的间隔L1、所述第1侧脚及所述第2侧脚在所述宽度方向上的长度W1、所述中间脚在所述长度方向上的长度L2、以及所述中间脚在所述宽度方向上的长度W2满足如下所述关系，即

(L1-W1)/L1＜(L2-W2)/L2。

2.根据权利要求1所述的磁芯，其特征在于，所述中间脚具有沿着所述长度方向相互平行延伸的一对对置面。

3.根据权利要求1或2所述的磁芯，其特征在于，所述第2零件具有与所述第1零件相同的形状，相对于所述第1零件对称配置。

4.根据权利要求1或2所述的磁芯，其特征在于，所述第2零件为平板状。

5.一种变压器，其特征在于，具有

权利要求1所述的磁芯、

卷绕于所述中间脚的多个线圈、

在所述磁芯的所述长度方向两侧，在所述长度方向上看来相对于所述中间脚配置于比所述第1侧脚或所述第2侧脚远的位置上，与所述线圈电气连接的4个以上的端子、以及

设置所述磁芯、所述线圈、以及所述端子用的端子台。

6.根据权利要求5所述的变压器，其特征在于，所述端子具有从该端子与所述端子台的连结部，在所述中间脚的突出方向上看来位于所述磁芯的中心侧，向所述长度方向平行延伸的水平部、以及将所述连结部与所述水平部加以连接的倾斜部。 

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