DE112007000344B4 - Schutzdrosselteil - Google Patents

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Abstract

Starkstrombegrenzungs-Schutzdrosselteil umfassend:wenigstens eine Wicklung (2) und einen Kern (109) einheitlicher Höhe (Ha, Hb) in ringartiger Form aus magnetischem Material;wobei der Kern (109) ein Paar von Wicklungsabschnitten (103b) auf zwei Schenkeln des Kerns (109), um die jeweils die Wicklung (2) gewickelt ist, und einen Nicht-Wicklungsabschnitt (103a), um den keine Wicklung gewickelt ist, umfasst,wobei eine Querschnittsfläche (W1a*Ha) des Nicht-Wicklungsabschnitts (103a), die auf einer Mittelachse des Kerns (109) angeordnet ist, in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad des Nicht-Wicklungsabschnitts (103a) des Kerns (109) kleiner ausgeführt ist als eine Querschnittsfläche (Wb*Hb) in einer Richtung senkrechtzu einem magnetischen Pfad jedesderWicklungsabschnitte (103b), undwobei die Querschnittsfläche (W1a*Ha) des Nicht-Wicklungsabschnitts (103a) das etwa 0,76-fache bis zum etwa 0,67-fachen der Querschnittsfläche (Wb*Hb) jedes der Wicklungsabschnitte (103b) beträgt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schutzdrosselteil, das dazu fähig ist, die Form eines Kerns eines Schutzdrosselteils zu miniaturisieren, was die Verbesserung einer Gleichstrom-Überlagerungseigenschaft bei einer hohen Stromstärke und ebenfalls das Erreichen der Miniaturisierung, niedrigen Gewichts und geringer Kosten des Schutzdrosselteils als Ganzes ermöglicht.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Das Schutzdrosselteil wird in verschiedenen Anwendungen verwendet. Die typische Schutzdrossel umfasst eine Vorschaltschutzdrossel, die in Reihe zum Stromkreis eines Elektromotors geschaltet wird, um den Strom zu begrenzen, wenn ein Kurzschluss auftritt, eine parallele Schutzdrossel zur Stabilisierung einer Stromaufteilung zwischen parallelen Stromkreisen, eine Strombegrenzungs-Schutzdrossel zur Begrenzung eines Stroms, wenn ein Kurzschluss auftritt und zum Schutz einer daran angeschlossenen Maschine, eine Starterschutzdrossel, die in Reihe zum Stromkreis eines Elektromotors geschaltet ist, um einen Anlaufstrom zu begrenzen, eine Shunt-Schutzdrossel, die zur Kompensation einer voreilenden Blindleistung oder zur Unterdrückung abnormaler Spannungen parallel zu einer Übertragungsleitung geschaltet ist, eine Nullpunkt-Schutzdrossel, die zwischen den Nullpunkt und Erde geschaltet ist, um einen Erdschlussstrom zu begrenzen, der auftritt, wenn ein Erdschlussunfall eines elektrischen Leistungssystems eintritt, und eine Schutzdrossel zur Lichtbogenlöschung zur automatischen Löschung elektrischer Lichtbögen, die auftreten, wenn ein Ein-Leitungs-Erdschlussfehler eines elektrischen Dreiphasen-Leistungssystems eintritt, oder ähnliches.
  • Es ist erforderlich, dass für elektrische Komponenten, wie etwa Transformatoren, Drosselspulen oder ähnliches, die eine Schutzdrossel umfassen, elektrische Spezifikationen in Bezug auf die verwendeten elektrischen Schaltungen oder ähnliches eingehalten werden. Insbesondere, wenn eine Schutzdrossel als Verstärkungs-Schutzdrossel (Booster) oder ähnliches in einer Starkstromschaltung eingesetzt wird, ist es wichtig, dass Spezifikationen in Bezug auf die Gleichstrom-Überlagerungseigenschaften bei einer hohen Stromstärke eingehalten werden.
  • 1 stellt eine perspektivische Ansicht dar, die einen Kern eines herkömmlichen Schutzdrosselteils zeigt. Der herkömmliche Kern 9 umfasst beispielsweise Plattenelemente 6, die als Element für einen magnetischen Spalt zwischen jedem von mehreren Blöcken 3a aus magnetischem Material und mehreren Blöcken 3b aus magnetischem Material eingefügt sind. Der Kern 9 hat als Ganzes eine in etwa ringartige Form und er hat zwei geradlinige Abschnitte, die aus den Blöcken 3b aus magnetischem Material bestehen, in denen eine Wicklung (nicht dargestellt) um jeden geradlinigen Abschnitt gewickelt ist, mit einem Wicklungsrahmenabschnitt eines Spulenkörpers (nicht dargestellt), der zwischen jeder Wicklung und dem geradlinigen Abschnitten angeordnet ist, um festgelegte elektrische Eigenschaften zu erhalten. Jeder der Blöcke 3a aus magnetischem Material ist an jeden der geradlinigen Abschnitte der Blöcke angeschlossen, so dass der Kern 9 die in etwa ringartige Form annimmt.
  • Im Übrigen hat der herkömmliche Kern 9 eine Kernform mit einer Kern-Querschnittsfläche, die in Bezug auf einen magnetischen Pfad gleichförmig ist (beispielsweise Patentverweis 1). Dies bedeutet, dass der in 1 dargestellt Kern 9 so eingerichtet ist, dass die Höhe Ha des aus magnetischem Material hergestellten Blocks 3a gleich der Höhe Hb des aus magnetischem Material hergestellten Blocks 3b ist und dass die Breite Wa des aus magnetischem Material hergestellten Blocks 3a gleich der Breite Wb des aus magnetischem Material hergestellten Blocks 3b ist. Daher ist der Kern 9 so konstruiert, dass eine Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad des Blocks 3b aus magnetischem Material, der den Wicklungsabschnitt bildet, um den die Wicklung gewickelt ist, gleich der Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad des Blocks 3a aus magnetischem Material ist, aus dem ein Nicht-Wicklungsabschnitt gebildet ist, um den keine Wicklung gewickelt ist. US 2003 / 0 030 529 A1 zeigt ein Luftspaltmaterial für eine Induktionsvorrichtung in Energiesystemen zum Minimieren von Verlusten und Rauschen in einem Kern. Das Luftspaltmaterial besetzt einen ausgewählten Teil des Kerns und ist aus fein verteiltem magnetischen Material in einer Matrix eines dielektrischen Materials gebildet. Das Luftspaltmaterial hat einen Übergangsbereich, in dem die Permeabilität veränderlich ist. US 2005 / 0 030 140 A1 offenbart eine Induktionsvorrichtung, die Windungen unterschiedlicher Phasen umfasst, die um Schenkel eines magnetischen Kerns angeordnet sind. Die Schenkel des magnetischen Kerns sind durch wenigstens einen Körper verbunden, der magnetische Partikel in einer Matrix aus dielektrischem Material gebildet ist. JP 2003-047 241 A bezieht sich auf eine Energieversorgungsvorrichtung, die eine Brücken- oder Push-Pull-artige Struktur aufweist, wobei ein Schaltmittel vorgesehen ist, das eine Spannung alternierend an einen Transformator in einer positiven Richtung und in eine negativen Richtung anlegt, wobei der Transformator einen luftgeballt mit veränderlicher Dicke aufweist. JP H07-22 258 A zeigt eine Drosselspule mit einem mundförmigen magnetischen Kern aus laminierten Blechen. Teile des Kerns, um die keine Wicklung geführt sind, sind trapezförmig ausgeführt. Damit sind Ecken des Kerns, durch die kein magnetischer Fluss fließt, entfernt. Ein Trapezwinkel kann zwischen 60° und 89° liegen. WO 2004 / 040 599 A1 betrifft eine gedruckte Schaltung mit einer aufgedruckten Spule und einem durch die Platine durchgeführten Magnetkern. JP 2005-310 988 A lehrt einen Magnetkern aus einzelnen Blöcken aufzubauen. US 4 369 476 A beschreibt einen Schreib-/Lesekopf mit einem magnetischen Kern, der sich zum Schreib-/Lesespalt hin verengt. US 4 800 356 A betrifft einen Wechselstromrichter mit einem laminierten Magnetkern.
  • Patentverweis 1: JP 2003-124 039 A .
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Probleme, die von der Erfindung gelöst werden.
  • Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Schutzdrosselteil, wie es in 1 dargestellt ist, ist der Kern 9 dazu eingerichtet, eine Querschnittsfläche zu haben, die in Bezug auf den magnetischen Pfad gleichförmig ist, wodurch die Form des Kerns 9 groß wird, was ein Problem durch die hierdurch steigenden Kosten darstellt. Die größeren Abmessungen des Kerns 9 machen es schwierig eine Miniaturisierung und ein niedriges Gewicht für die gesamte Schutzdrossel zu erreichen, wobei der Kern 9 das teuerste Material von den Materialien für das Schutzdrosselteil ist, wodurch Schwierigkeiten bei der Kostenreduzierung für die gesamte Schutzdrossel bedingt werden.
  • Das erste Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Technik bereitzustellen, die durch eine Miniaturisierung des Kerns des Schutzdrosselteils eine Miniaturisierung, ein niedriges Gewicht und geringe Kosten für die Schutzdrossel als Ganzesermöglicht.
  • Das zweite Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Technik bereitzustellen, durch die die Gleichstrom-Überlagerung in einem Starkstrombereich durch eine Miniaturisierung der Form des Kerns des Schutzdrosselteils verbessert werden kann und als Ergebnis die Schutzdrossel als Ganzes miniaturisiert, mit niedrigem Gewicht und zu geringen Kosten ausgeführt werden kann, indem die Kernform klein ausgeführt wird.
  • Mittel zur Problemlösung
  • Nach einem Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Starkstrombegrenzungs-Schutzdrossel gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und dem unabhängigen Anspruch 2. Wenn ein Kern eines Schutzdrosselteils entworfen wird, wird herkömmlich ein magnetischer Pfad so entworfen, dass er dieselbe Querschnittsform hat. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat jedoch herausgefunden, dass durch das Verkleinern von Abschnitten, durch die fast kein magnetischer Fluss hindurch geht, eine Gleichstrom-Überlagerungseigenschaft in einem Starkstrombereich verbessert werden kann und eine optimale Kernform ausführbar ist, die eine Miniaturisierung der Kernform erreichen kann.
  • Zum Erreichen des oben genannten Ziels umfasst ein Schutzdrosselteil der vorliegenden Erfindung unter anderem wenigstens eine Wicklung und einen Kern aus magnetischem Material, wobei der Kern einen Wicklungsabschnitt, um den die Wicklung gewickelt ist, und einen Nicht-Wicklungsabschnitt, um den keine Wicklung gewickelt ist, umfasst, und wobei eine Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad des Nicht-Wicklungsabschnitts des Kerns kleiner ausgeführt ist, als eine Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad des Wicklungsabschnitts.
  • Durch eine Konzeption wie oben dargestellt, können aufgrund der Miniaturisierung einer Kernform des Schutzdrosselteils die Miniaturisierung, ein niedriges Gewicht und geringe Kosten für die gesamte Schutzdrossel ermöglicht werden. Außerdem kann, obwohl die Kernform des Schutzdrosselteils kleiner ausgeführt ist, die Gleichstrom-Überlagerungseigenschaft im Starkstrombereich verbessert werden.
  • Indem eine Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad des Nicht-Wicklungsabschnitts des Kerns kleiner ausgeführt ist als eine Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad des Wicklungsabschnitts, ist es in diesem Fall beabsichtigt, dass die magnetische Sättigung im Nicht-Wicklungsabschnitt früher eintritt als im Wicklungsabschnitt und hierdurch die Gleichstrom-Überlagerungseigenschaft im Starkstrombereich verbessert wird.
  • Außerdem ist eine Querschnittsfläche des Nicht-Wicklungsabschnitts um etwa das 0,76-fache bis zum etwa 0,67-fachen größer als die Querschnittsfläche des Wicklungsabschnitts. Durch eine Konzeption wie oben dargestellt, kann der Kern als ein Teil der Schutzdrossel und damit die Schutzdrossel miniaturisiert, mit niedrigem Gewicht und zu geringen Kosten ausgeführt werden, wobei die Gleichstrom-Überlagerung im Starkstrombereich verbessert werden kann.
  • Das Schutzdrosselteil umfasst wenigstens eine Wicklung und einen Kern aus magnetischem Material, wobei der Kern aus folgendem besteht: einem Wicklungsabschnitt, um den die Wicklung gewickelt ist, und einem Nicht-Wicklungsabschnitt, um den keine Wicklung gewickelt ist, wobei der Wicklungsabschnitt wenigstens zwei Blöcke aus magnetischem Material umfasst, von denen jeder eine rechteckige und ebene, parallel angeordnete Form hat, mit einem zwischen ihnen angeordneten Abstand, und wobei zwei Nicht-Wicklungsabschnitten, von denen jeder aus dem in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Block aus magnetischem Material gefertigt ist, in einer Weise angeordnet sind, in der die zwei in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Blöcke aus magnetischem Material des Nicht-Wicklungsabschnitts die Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, durch jede der in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Bodenseiten der Nicht-Wicklungsabschnitte in Sandwichanordnung zwischen sich nehmen, so dass sie einander anschauen, und eine Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad eines in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Scheitelabschnitts jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, kleiner ausgeführt ist, als eine Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden. Durch- einen Aufbau wie oben dargestellt, kann, verglichen mit dem Fall, dass der Nicht-Wicklungsabschnitt aus magnetischen Blöcken vom U-förmigen oder rechteckigen Typ gebildet wird, ein Volumen jedes der Blöcke aus magnetischem Material klein ausgeführt werden. Damit können die weitere Miniaturisierung, niedriges Gewicht und geringe Kosten des Kerns als dem Schutzdrosselteil, und damit der Schutzdrossel, erreicht werden.
  • Der Kern der vorliegenden Erfindung kann in acht Abschnitte unterteilt werden, wobei zwischen den Blöcken ein magnetischer Spalt angeordnet ist. Durch einen Aufbau wie oben dargestellt, wird die Verbesserung der Gleichstrom-Überlagerung, die einer Verringerung der Querschnittsfläche des Nicht-Wicklungsabschnitts entspricht, erheblich.
  • Außerdem wird das Schutzdrosselteil als eine Schutzdrossel vom in Fahrzeugen eingebauten Typ verwendet. Es besteht das Risiko eines großen Stromflusses in einer Schutzdrossel vom in Fahrzeugen eingebauten Typ durch Leitungsfehler, die auftreten, wenn Fahrzeugunfälle oder ähnliches passieren, und daher gestattet es der Einsatz des Schutzdrosselteils der vorliegenden Erfindung für eine Schutzdrossel vom in Fahrzeugen eingebauten Typ, eine hohe Impedanz im Starkstrombereich zu erzielen, wodurch die Sicherheit verbessert werden kann.
  • BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Das Schutzdrosselteil der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Schutzdrossel darstellt, die das Schutzdrosselteil der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • Die in 2 dargestellt Schutzdrossel 10 wird beispielsweise in einer elektrischen Schaltung einer Vorrichtung mit einem Zwangskühlungsmittel eingesetzt, wobei die Wicklung um den Spulenkörper 4 gewickelt ist und, nachdem das Schutzdrosselteil, das durch das Einsetzen des später beschriebenen Kerns 109 (siehe 4) in den Spulenkörper 4 gebildet wird, in ein Wärme leitendes Gehäuse 1 eingesetzt worden ist, ein Füllmaterial 8 darüber gegossen wird, um das Schutzdrosselteil zu sichern. Vom Anschlussabschnitt 5 wird eine Beschichtung abgeschält, um den Leiter ohne Beschichtung zu erhalten, und es wird eine nicht dargestellte lötfreie Anschlussklemme für den Anschluss an weitere elektrische Komponenten oder ähnliches bereitgestellt. Im Übrigen wird der Schlitz 12 im Wärme. leitenden Gehäuse 1, der für den Anschlussabschnitt 5 verwendet wird, gebildet, um die gegenseitige Beeinflussung, die zwischen dem Anschlussabschnitt 5 und dem Wärme leitenden Gehäuse 1 auftritt, zu vermeiden, und das Wärme leitende Gehäuse 1 ist im allgemeinen aus Metall und daher wird ein Isolator in den Schlitz 12 für den Anschlussabschnitt 5 eingesetzt, um zwischen dem Anschlussabschnitt 5 und dem Wärme leitenden Gehäuse 1 eine Isolierung bereitzustellen. Die Löcher 13 zum Befestigen der Schutzdrossel, die in den vier Ecken des Wärme leitenden Gehäuses 1 ausgebildet sind, dienen als Schraubenlöcher, um das Wärme leitende Gehäuse 1 beispielsweise an einem Zwangsgekühlten Schrank oder ähnlichem zu befestigen.
  • 3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der in 2 dargestellten Schutzdrossel. Wie in 3 dargestellt, umfasst das Wärme leitende Gehäuse 1 den Wärme leitenden Gehäuseboden 11 und den Wärme leitenden Gehäuseboden 14, der bezüglich der Tiefe flacher ist als der Wärme leitende Gehäuseboden 11 und der in sich einen Stufenabschnitt hat. Bei der in 2 dargestellten Schutzdrossel 10 ist die Isolationsplatte 7 am thermisch leitenden Boden 11 platziert und das Schutzdrosselteil, das gebildet wird, indem die Wicklung 2 um den Spulenkörper 4 gewickelt wird und indem der Kern 109 (siehe 4 für Details) in den Spulenkörper 4 eingeführt wird, wird darin aufgenommen. Nachdem das Schutzdrosselteil in der Schutzdrossel 10 aufgenommen ist, kommt der Wärme leitende Gehäuseboden 11 in Kontakt mit einer Rückseite (nicht dargestellt) der Wicklung 2, die das Schutzdrosselteil bildet, und der Wärme leitende Gehäuseboden 14 kommt in Kontakt mit der Blockrückseite des Kerns 109. Die Isolationsplatte 7 wird zwischen den Wärme leitenden Gehäuseboden 11 und die Wicklungen 2 eingesetzt, um zwischen dem Wärme leitenden Gehäuse 1 und der Wicklung 2 eine elektrische Isolierung bereitzustellen. Nachdem das Schutzdrosselteil in der Schutzdrossel 5 aufgenommen ist, wird Füllmaterial 8 hinein gegossen, um das Schutzdrosselteil am Wärme leitenden Gehäuse 1 zu befestigen.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung, die die Form des Schutzdrosselteils der Ausführungsform darstellt, wobei 4(a) seine Draufsicht und 4(b) seine Seitenansicht zeigt. Wie in 4(a) und 4(b) dargestellt, ist der Kern 109 des Schutzdrosselteils der Ausführungsform aus zwei Blöcken 103a aus magnetischem Material, sechs Blöcken 103b aus magnetischem Material und Plattenelementen 106, die als Elemente für einen magnetischen Spalt zwischen den Blöcken 103a und 103b eingefügt sind, gebildet. Somit umfasst der Kern 109 gemäß der Ausführungsform sechs Blöcke 103b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, um den die Wicklung gewickelt ist (siehe 2 und 3), und zwei Blöcke 103a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, um den keine Wicklung gewickelt ist, wobei die Wicklung 2 um die sechs Blöcke 103b aus magnetischem Material gewickelt ist und wobei der in den 2 und 3 dargestellte Spulenkörper 4 zwischen den Blöcken 103a und den Wicklungen 2 angeordnet ist, was den Wicklungsabschnitt bildet, womit das Schutzdrosselteil gebildet wird. Wie in 4(a) und 4(b) dargestellt, hat der Kern 109 des Schutzdrosselteils als Ganzes eine ringartige Form und die sechs Blöcke 3b aus magnetischem Material, die den oben beschriebenen Wicklungsabschnitt bilden, sind dafür eingerichtet, zwei geradlinige Abschnitte zu bilden, von denen jeder aus drei Blöcken 103b aus magnetischem Material besteht, wobei die Wicklung um jeden der geradlinigen Abschnitte gewickelt ist, wobei der Wicklungsrahmenabschnitt des Spulenkörpers 4 dazwischen angeordnet ist, wodurch festgelegte elektrische Eigenschaften erreicht werden können. Jeder der beiden Blöcke 3a aus magnetischem Material, die den oben beschriebenen Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, ist mit jedem der zwei geradlinigen Abschnitte verbunden, von denen jeder von den drei Blöcken 103b aus magnetischem Material gebildet wird, wodurch der Kern in etwa ringförmig wird. Außerdem wird jedes der Plattenelemente 106, als Element für einen magnetischen Spalt, in einen Koppelabschnitt zwischen den Blöcken 103b aus magnetischem Material und in einen Koppelabschnitt zwischen jedem der Blöcke 103a aus magnetischem Material und jedem der Blöcke 103b aus magnetischem Material eingefügt.
  • Im Kern 109 des Schutzdrosselteils der Ausführungsform, wie er in den 4(a) und 4(b) dargestellt ist, hat hier jeder der Blöcke 103b aus magnetischem Material eine Querschnitts-Kernfläche, wobei jedoch jeder der Blöcke 103a aus magnetischem Material keine Querschnittsfläche hat, die relativ zu den Blöcken 103b aus magnetischem Material gleichförmig ist. Dies bedeutet, dass wenn ein Kern eines Schutzdrosselteils entworfen wird, für den Kern 9 des irr 1 dargestellten herkömmlichen Schutzdrosselteils der magnetische Pfad so entworfen wird, dass er dieselbe Querschnittsform hat. Für den Kern 109 des Schutzdrosselteils der Ausführungsform, wird jedoch ein Abschnitt, durch den fast kein magnetischer Fluss in jedem der Blöcke 103a aus magnetischem Material geleitet wird,-verringert und eine Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad in den zwei Blöcken 103 aus magnetischem Material, die den Nicht-Windungsabschnitt des Kerns 109 bilden, ist kleiner ausgeführt als die Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke 103b aus magnetischem Material, die den Windungsabschnitt bilden.
  • Es werden jetzt die Abmessungen jedes der Blöcke aus magnetischem Material beschrieben, die den Kern 109 der Ausführungsform bilden. In jedem der Blöcke 103b aus magnetischem Material wird eine Kernbreite Wb, dargestellt in 4(a), so eingerichtet, dass sie 27,0 mm beträgt, und eine Blocklänge Lb wird so eingerichtet, dass sie 16,5 mm beträgt. Andererseits wird für jeden der Blöcke 103a aus magnetischem Material eine Blocklänge La so eingerichtet, dass sie 72,0 mm beträgt und eine Kernbreite W1a wird so eingerichtet, dass sie im Bereich von 20,5 mm bis 18,0 mm liegt. Außerdem werden sowohl die Höhe Ha jedes Blocks 103a aus magnetischem Material, wie auch die Höhe Hb jedes Blocks 103b aus magnetischem Material, dargestellt in 4(b), so eingerichtet, dass sie 27,5 mm betragen und somit beide dieselben Abmessungen haben. Somit beträgt die Querschnittsfläche Wb*Hb in einer Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke 103b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, um den die Wicklung gewickelt ist, 742,5 mm, wohingegen die Querschnittsfläche W1a*Ha jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, um den keine Wicklung gewickelt ist, zwischen 563,75 mm und 495,0 mm liegt. Somit beträgt die Querschnittsfläche W1a*Ha in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, in etwa 76% bis 67% (in etwa das 0,76-fache bis in etwa das 0,67-fache) der Querschnittsfläche Wb*Hb in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke 103b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden. Mit anderen Worten ist die Querschnittsfläche jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, in etwa 24% bis 33% kleiner ausgeführt als die Querschnittsfläche Wb*Hb' jedes der Blöcke 103b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden. Wie in 4(a) und 4(b) dargestellt gilt außerdem, dass jeder der Blöcke 103a aus magnetischem Material so geformt ist, dass die Querschnittsfläche seines Hauptabschnitts ohne seine beiden Krümmungsabschnitte in etwa W1a*H* beträgt, und somit durch eine Verringerung der Querschnittsfläche W1a*Ha das Volumen jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material erheblich verringert werden kann. Die Verringerung des Volumens jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material ermöglicht die Miniaturisierung und niedrige Kosten für den Kern 109 als Ganzes.
  • Im Übrigen zeigen die gestrichelt-gepunkteten Linien in den 4(a) und 4(b) die Form des Kerns 109, die gebildet wird, wenn die Kern- (Block) Breite WCa jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material so eingerichtet ist, dass sie 27,0 mm beträgt und gleich der Kern- (Block) Breite Wb jedes der Blöcke 103b aus magnetischem Material ist, das heißt die Querschnittsfläche WCa*Ha jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, wird nicht kleiner ausgeführt, als der Querschnitt Wb*Hb jedes der Blöcke 103 aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden. Außerdem zeigen die gepunkteten Linien in den 4(a) und 4(b), dass die Breite W2a jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material weiter verkleinert wird, was die Form des Kerns der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergibt, die später beschrieben wird.
  • Die Tabelle in 5, so wie oben beschrieben, stellt eine Auflistung der Kern- (Block) Breite W/a jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material, die das Schutzdrosselteil bilden, das den Kern 109 enthält, bereit, die in einem Bereich zwischen 20,5 mm und 18,00 mm verändert wird, sowie von Stromwerten (A) und von Induktivitätswerten (µH), die für jeden der Stromwerte für die Schutzdrossel mit dem Schutzdrosselteil auftreten. Außerdem wird in Form eines Graphen ein Vergleichsbeispiel gezeigt, bei dem die Kern- (Block) Breite WCa jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material 27,0 mm beträgt und wie im Fall des herkömmlichen Beispiels gleich der Kern- (Block) Breite Wb jedes der Blöcke 103 aus magnetischem Material ist. 6 zeigt diese Beziehungen im Graphen.
  • In den 5 und 6 wird die Kern- (Block) Breite W1A jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material um jeweils 0,05 mm in einem Bereich von 20,5 mm bis 18,00 mm verändert, beispielsweise mit den Werten 20,5 mm (Beispiel 1), 20,0 mm (Beispiel 2), 19,5 mm (Beispiel 3), 19,0 mm (Beispiel 4), 18,5 mm (Beispiel 5) und 18,0 mm (Beispiel 6), und es werden Induktivitätswerte (µH) für die Schutzdrossel, die das Schutzdrosselteil, das den oben beschriebenen Kern verwendet, umfasst, für Stromwerte in 14 Schritten von 0 (A) bis 450 (A) berechnet.
  • Insbesondere gilt, wie aus dem Graphen in 6 ersichtlich ist, dass in allen Fällen der Kern- (Block) Breite von Beispiel 1 bis Beispiel 6 jeder der Induktivitätswerte (µH) in etwa 250 (µH) beträgt, was in etwa dasselbe wie im Fall des Vergleichsbeispiels ist. Daher gilt im Fall der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dass wenn die Kern- (Block) Breite W1a im Bereich von 20,5 mm bis 18,00 mm verringert wird, im Bereich der vergleichsweise kleinen Ströme im Bereich von 50 (A) bis 160 (A) hohe Induktivitätswerte erreicht werden können, wie im Fall, dass die Kern- (Block) Breite WCa 27,0 mm beträgt. Es ist jetzt bestätigt, dass wenn die Kern- (Block) Breite W1a im Bereich von 20,5 mm bis 18,0 mm verringert wird, wie im Fall, dass die Breite nicht verringert wird, im Bereich vergleichsweise niedriger Ströme im Bereich vom 0 (A) bis 160 (A) Funktionen der Schutzdrossel voll erfüllt werden können.
  • Außerdem gilt, wie aus dem Graphen in 6 ersichtlich ist, dass in allen Fällen der Kern- (Block) Breite im Bereich der vergleichsweise hohen Ströme (zwischen 300 (A) und 450 (A)) jeder der Induktivitätswerte (µH) gleich den Werten im Fall des Vergleichsbeispiels ist oder darüber liegt. Daher gilt, wie im Fall der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dass wenn die Kern- (Block) Breite W1a im Bereich von 20,5 mm bis 18,0 mm verringert ist, im Bereich der vergleichsweise hohen Ströme, die größer als 300 (A) sind, hohe Induktivitätswerte erreicht werden können, die größer sind als Werte im Fall, dass die Kembreite nicht verringert ist (der Fall, dass die Breite WCa 27,0 mm beträgt). Es wurde jetzt bestätigt, dass im Fall der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn die Kern- (Block) Breite W1a im Bereich von 20,5 mm bis 18,0 mm verringert wird, verglichen mit dem Fall, dass die Breite nicht verringert wird, im Bereich der vergleichsweise hohen Ströme von 300 (A) oder darüber, die Gleichstrom-Überlagerungseigenschaften erheblich verbessert werden können. Dies bedeutet, dass gezeigt werden konnte, dass selbst dann, wenn ein vergleichsweise hoher Strom von mehr als 300 (A) fließt, die Sicherheit weiter erhöht werden kann, verglichen mit dem Fall, dass die Breite nicht verringert ist. Daher gilt, dass durch das Ausführen der Kern- (Block) Breite W1a im Bereich der um das etwa 0,76-fache bis etwa zum 0,67-fachen größer ist als die Kern- (Block) Breite Wb, es möglich ist, eine Miniaturisierung und niedrige Kosten für die Schutzdrossel zu erreichen und die Gleichstrom-Überlagerungseigenschaft im Bereich der vergleichsweise hohen Ströme zu verbessern. Außerdem gilt in diesem Fall, dass dadurch, dass die Querschnittsfläche W1a*Ha in einer Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt des Kerns 109 bilden, kleiner ausgeführt ist als die Querschnittsfläche Wb*Hb in einer Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, erwartet wird, dass die magnetische Sättigung im Nicht-Wicklungsabschnitt früher eintritt als im Wicklungsabschnitt und hierdurch davon ausgegangen wird, dass die Gleichstrom-Überlagerungseigenschaft im Bereich hoher Ströme verbessert wird.
  • Die Schutzdrossel der Ausführungsform wird in Fahrzeugen verwendet (beispielsweise für den Einsatz zur Kontrolle von Motorströmen, die in Hybrid-Elektrofahrzeugen fließen), wobei der Bereich der vergleichsweise niedrigen Ströme (zwischen 0 A und 160 A, wie oben beschrieben) als ein normaler Betriebsbereich verwendet wird. Außerdem gilt, dass im Fall von Fahrzeugunfällen, ein Risiko für das momentane Fließen hoher Ströme besteht und es daher im Bereich vergleichsweise hoher Ströme von 300 A oder darüber vom Standpunkt der Sicherheit sehr wünschenswert ist, dass eine hohe Induktivität erreicht wird. Wie bei der Ausführungsform wird folglich durch das Verringern der Kern- (Block) Breite W1a im Bereich von 20,5 mm bis 18,0 mm es ermöglicht, einen Kern als Schutzdrosselteil bereitzustellen, der geeignet als Schutzdrossel vom in Fahrzeugen montierten Typ verwendet werden kann.
  • Als nächstes wird ein Schutzdrosselteil der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Grundlegende Strukturen des Schutzdrosselteils und der Schutzdrossel, die das Schutzdrosselteil der zweiten Ausführungsform umfasst, sind dieselben wie diejenigen der in den 2 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsform. Somit ist der Kern 109 der zweiten Ausführungsform wie bei der ersten Ausführungsform als Ganzes in 8 Abschnitte unterteilt. Dagegen ist die zweite Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass das Ausmaß der angewendeten Verringerung, um die Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad des Nicht-Wicklungsabschnitts des oben beschriebenen Kerns 109 kleiner auszuführen als die Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad des Wicklungsabschnitts, verglichen mit dem Fall der ersten Ausführungsform stärker vergrößert wird. Dies bedeutet, dass die Breite W2a des Kerns (Blocks) des in 4(a) dargestellten Blocks 103a aus magnetischem Material so ausgebildet ist, dass sie im Bereich von 15,0 mm bis 5,0 mm liegt.
  • Die Tabelle in 7, so wie oben beschrieben, stellt eine Auflistung der Kern- (Block) Breite W2a jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material dar, die in einem Bereich zwischen 15,0 mm und 5,00 mm verändert wird, wobei diese das Schutzdrosselteil bilden, das den Kern 109 umfasst, sowie Stromwerte (A) und für jeden der Stromwerte Induktivitätswerte (µH), für die Schutzdrossel, die das Schutzdrosselteil in der ersten Ausführungsform bis zur sechsten Ausführungsform und zusätzlich in Beispiel 7 bis Beispiel 9 umfasst. In gleicher Weise ist auch das Vergleichbeispiel dargestellt, bei dem die Breite WCa des Blocks 103a aus magnetischem Material, gemessen in der ersten Ausführungsform, 27,0 mm beträgt. 8 stellt diese Beziehungen in einem Graphen dar.
  • In den 7 und 8 wird die Kern- (Block) Breite W2a jedes der in 4 dargestellten Blöcke 103a aus magnetischem Material in einem Bereich zwischen 15,0 mm und 5,0 mm um jeweils 5 mm verändert, beispielsweise um 15,0 mm (Beispiel 7), 10,0 mm (Beispiel 8), 5,0 mm (Beispiel 9) zu betragen, und für Stromwerte in 14 Schritten von 0 (A) bis 450 (A) werden Induktivitätswerte (µH) der Schutzdrossel, die das Schutzdrosselteil umfasst, das den oben beschriebenen Kern verwendet, berechnet.
  • Wie aus Tabelle 7 ersichtlich ist, gilt insbesondere, dass im Fall der Kern- (Block) Breite im Beispiel 9 der Induktivitätswert (µH) unmittelbar abnimmt, wenn der Strom 50 (A) erreicht während die Schutzdrossel in Betrieb ist, außer dem Nicht-Betrieb während die Schutzdrossel nicht in Betrieb ist. Auch im Fall der Kern-(Block) Breite des Beispiels 8, fällt der Induktivitätswert (µH) stark ab, wenn der Strom 130 (A) und darüber erreicht. Außerdem gilt im Fall der Kern- (Block) Breite des Beispiels 7, dass wenn der Strom 200 (A) oder darüber erreicht, der Induktivitätswert (µH) stark abfällt. Wie aus dem Graph in 8 ersichtlich ist, gilt andererseits, dass für die Kern- (Block) Breite all der Beispiele 8 und 9 im Bereich der vergleichsweise hohen Ströme, die 300 (A) oder mehr (300 A bis 450 A) betragen, die Induktivität jedes der Beispiele bemerkenswert hoch ist, verglichen mit derjenigen im Vergleichsbeispiel. Daher gilt, dass die Kern- (Block) Breite 2a im Bereich von 15,0 mm bis 5,0 mm verringert ist und dadurch im Bereich der vergleichsweise hohen Ströme von 300 (A) oder mehr sehr hohe Indubvitätswerte erreicht werden können, verglichen mit dem Fall, dass die Breite nicht verringert ist (wenn die Kern- (Block) Breite WCa 27,0 mm beträgt). Es wurde somit bestätigt, dass wenn die Kern- (Block) Breite W2a der Ausführungsform im Bereich von 15,0 mm bis 5,0 mm verringert wird, die Gleichstrom-Überlagerung im Bereich der vergleichsweise hohen Ströme von 300 (A) oder mehr verbessert werden kann. Dies bedeutet, dass hiermit bestätigt wurde, dass selbst dann, wenn ein vergleichsweise hoher Strom von 300 (A) fließt, die Sicherheit der Schutzdrossel erhöht ist, verglichen mit dem Fall, dass die Breite nicht verringert ist. Daher gilt, dass wenn die Kern- (Block) Breite W2a in dem Bereich ausgeführt wird, der um das etwa 0,76-fache bis zum etwa 0,67-fachen größer ist als die Kern- (Block) Breite Wb, es möglich ist, eine Miniaturisierung und geringe Kosten für die Schutzdrossel zu erreichen und die Gleichstrom-Überlagerungseigenschaften im Bereich der vergleichsweise hohen Ströme zu verbessern. Außerdem gilt, dass in diesem Fall, dadurch, dass die Querschnittsfläche W2a*Ha in einer Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt des Kerns 109 bilden, kleiner ausgeführt ist als die Querschnittsfläche Wb*Hb in einer Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke 103a aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, es erwartet wird, dass die magnetische Sättigung im Nicht-Wicklungsabschnitt früher eintritt als im Wicklungsabschnitt und dadurch davon auszugehen ist, dass die Gleichstrom-Überlagerung im Bereich hoher Ströme verbessert ist.
  • Im Übrigen gilt, dass im Fall der Kern- (Block) Breite des Beispiels 7 im Bereich der vergleichsweise hohen Stromwerte zwischen 0 (A) und 130 (A) die Induktivität 240 (µH) beträgt. Wenn die Kern- (Block) Breite W2a auf 15,0 mm verringert wird, gilt, dass im Bereich der vergleichsweise niedrigen Stromwerte zwischen 0 (A) und 130 (A), wie auch im Fall, dass die Breite nicht verringert ist (die Kern- (Block) Breite WCa beträgt 27,0 mm), oder im Fall der ersten Ausführungsform, in der die Breite im Bereich von 20,5 mm bis 18,0 mm verringert ist, hohe Induktivitäten erreicht werden können. Daher gilt, dass wenn die Kern-(Block) Breite W2a auf 15,0 mm verringert wird, im Bereich der vergleichsweise niedrigen Stromwerte zwischen 0 (A) und 130 (A) die Funktion der Schutzdrossel voll erfüllt werden kann.
  • Als nächstes wird ein Schutzdrosselteil der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die 9 und 10 zeigen grundlegende Strukturen des Schutzdrosselteils und eine Schutzdrossel, die das Schutzdrosselteil der dritten Ausführungsform umfasst. 9 zeigt eine Draufsicht, die eine Form des Kerns des Schutzdrosselteils der dritten Ausführungsform darstellt. 10 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Schutzdrossel darstellt, die den Kern 119 umfasst. Wie in 9 dargestellt, unterscheidet sich der Kern 119 des Schutzdrosselteils der dritten Ausführungsform von denjenigen in der ersten und zweiten Ausführungsform dadurch, dass der Kern 119 als Ganzes in 4 Abschnitte aufgeteilt ist. Der Kern 119 des Schutzdrosselteils der dritten Ausführungsform umfasst zwei Blöcke 113a aus magnetischem Material und zwei Blöcke 113b aus magnetischem Material und die Plattenelemente 116 sind als Elemente für einen magnetischen Spalt zwischen den Blöcken eingefügt. Dies bedeutet, dass der Kern 119 der dritten Ausführungsform zwei Blöcke 113b aus magnetischem Material umfasst, die den Wicklungsabschnitt bilden, um den die Wicklung 112 gewickelt ist, sowie zwei Blöcke 113a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, um den keine Wicklung gewickelt ist, wobei die Wicklung um die zwei Blöcke 113b aus magnetischem Material gewickelt ist, die den Wicklungsabschnitt bilden, mit einem nicht dargestellten Spulenkörper, was das Schutzdrosselteil bildet und was es gestattet, festgelegte elektrische Eigenschaften zu erreichen. Außerdem wird das Plattenmaterial 116 als ein Element für einen magnetischen Spalt in einen Kopplungsabschnitt zwischen jedem der Blöcke 113a aus magnetischem Material und jedem der Blöcke 113b aus magnetischem Material eingefügt.
  • Wie in 9 dargestellt, gilt hier für den Kern 119 des Schutzdrosselteils der dritten Ausführungsform, dass jeder der Blöcke 113b aus magnetischem Material eine gleichförmige Kern-Querschnittsfläche hat, wobei jedoch nicht jeder der Blöcke 113a aus magnetischem Material eine Kern-Querschnittsfläche hat, die in Bezug auf jeden der Blöcke 113b aus magnetischem Material gleichförmig ist. Dies bedeutet, dass anders als im herkömmlichen Fall, in dem ein magnetischer Pfad so konzipiert ist, dass er dieselbe Querschnittsfläche hat, für den Kern 119 des Schutzdrosselteils der dritten Ausführungsform gilt, dass für Abschnitte in jedem der Blöcke 113a aus magnetischem Material, in denen fast kein magnetischer Fluss durchgeleitet wird, eine Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad in den zwei Blöcken 113a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt des Kerns 119 bilden, kleiner ausgeführt ist als diejenige in. einer Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad in den zwei Blöcken-113b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden.
  • In der dritten Ausführungsform beträgt die Kern- (Block) Breite W3b jedes der Blöcke 113b aus magnetischem Material nun 15,0 mm, wohingegen die Kern- (Block) Breite W3a jedes der Blöcke 113a aus magnetischem Material von 15,0 mm auf 12,5 mm und 10,0 mm verringert wird. Obwohl dies in 9 nicht dargestellt ist, gilt außerdem, dass die Höhe H3a jedes der Blöcke 113a aus magnetischem Material gleich der Höhe H3b jedes der Blöcke 113b aus magnetischem Material ist. Daher ist die Querschnittsfläche W3a*H3a jedes der Blöcke 113a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, um den keine Wicklung gewickelt ist, um das etwa 0,83-fache bzw. das etwa 0,67-fache größer als die Querschnittsfläche W3b*H3b in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke 113b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, um den die Wicklung gewickelt ist. Mit anderen Worten wird die Querschnittsfläche W3a*H3a jedes der Blöcke 113a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, um den keine Wicklung gewickelt ist, um etwa 17% bzw. etwa 33% gegenüber der Querschnittsfläche W3b*H3b jedes der Blöcke 113b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, um den die Wicklung gewickelt ist, verringert. Außerdem wird jeder der Blöcke 113a aus magnetischem Material so ausgebildet, dass er die Querschnittsfläche W3a*H3a hat und somit kann durch eine Verringerung der Querschnittsfläche W3a*H3a das Volumen jedes der Blöcke 113a aus magnetischem Material verringert werden. Als Ergebnis ermöglicht die Verringerung des Volumens jedes der zwei Blöcke 113a aus magnetischem Material die Miniaturisierung und geringe Kosten für den ganzen Kern 119.
  • Im Übrigen zeigen die unterbrochenen Linien in 9 eine Kernform, die anzuwenden ist, wenn die Kern- (Block) Breite 3Ca jedes der Blöcke 113a aus magnetischem Material mit 15,0 mm ausgeführt wird, was gleich der Kern- (Block) Breite jedes der Blöcke 113b aus magnetischem Material ist, was bedeutet, dass die Querschnittsbreite W3Ca*H3a jedes der Blöcke 113a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, nicht kleiner ausgeführt ist als die Querschnittsfläche W3b*H3b jedes der Blöcke 113b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden.
  • Die Tabelle in 11 stellt eine Beziehung dar zwischen der Breite 3a des Kerns 119 jedes der Blöcke 113a aus magnetischem Material, die das Schutzdrosselteil bilden, die auf 12,5 mm (im Beispiel 10) und 10 mm (im Beispiel 11) eingestellt wird, drei Proben Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 der Schutzdrossel, die in einer in 10 dargestellten Weise eingerichtet sind, und dem in Bezug auf eine Stromstärke (20A) gemessenen Induktivitätswert (µH). Außerdem wird auch der Fall, in dem die Kern- (Block) Breite W3Ca der Blöcke 113a aus magnetischem Material 15,0 mm beträgt, wie dies im herkömmlichen Beispiel verwendet wird, als Vergleichsbeispiel dargestellt.
  • Wie in 11 dargestellt, werden an der Schutzdrossel 110, die den Kern 119 jedes der Blöcke 113a aus magnetischem Material, deren Breite W3a auf 12,5 mm (Beispiel 10) und 10,0 mm (Beispiel 11) eingestellt wird, verwendet, drei Proben genommen und die Induktivität (µH) der drei Proben wird unter Bedingungen von 10 kHz, 1V und Gleichstrom 20 (A) gemessen. Wie aus 11 ersichtlich, ist in der zehnten Ausführungsform, in der die Breite W3a des Kerns (Blocks) jedes der Blöcke 113a aus magnetischem Material 12,5 mm beträgt, die Induktivität aller Proben, eingeschlossen Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3, gleich derjenigen im Vergleichsbeispiel (der mittlere Induktivitätswert (µH) für die drei Proben hat um 0,4 % abgenommen). Somit kann unter den Bedingungen wie oben angegeben, wenn die Breite W3a des Kerns (Blocks) wie in der vorliegenden Erfindung auf 12,5 mm verringert wird, derselbe Induktivitätswert erreicht werden, wie im Fall, dass die Breite nicht verringert ist (im Fall, dass die Kern- (Block) Breite W3c 15,0 mm beträgt). Es wurde somit bestätigt, dass wenn die Kern- (Block) Breite W3a auf 12,5 mm verringert wird, wie auch im Fall, dass die Breite nicht verringert ist, die in 10 dargestellten Funktionen der Schutzdrossel voll erfüllt werden können.
  • Die Tabelle in 12 zeigt einen Zustand, in dem das Schutzdrosselteil so ausgebildet ist, dass es einen Kern 119 hat, dessen Breite Wa des Blocks 113a aus magnetischem Material auf 12,5 mm (Beispiel 10) und 10,0 mm (Beispiel 11) eingestellt wird, und die Schutzdrossel wird unter Verwendung des Schutzdrosselteils in der in 10 dargestellten Weise betrieben, um das Ausmaß einer Temperaturerhöhung der Temperatur (1) zwischen den Spulen, (2) der Temperatur auf der Spulenoberfläche, (3) der Temperatur auf der Spulenoberseite und (4) der Umgebungstemperatur, dargestellt in 10, zu vergleichen. Außerderh- ist als Vergleichsbeispiel ebenfalls der Fall dargestellt, dass die Kern-(Block) Breite W3Ca der Blöcke 113a aus magnetischem Material 15,0 mm beträgt, wie dies im herkömmlichen Beispiel verwendet wird.
  • Wie in 12 dargestellt, wurden an der Schutzdrossel 110, die den Kern (Block) 119 verwendet, dessen Breite W3a des in 19 dargestellten Blocks 113a aus magnetischem Material auf 12,5 mm (Beispiel 10) und 10,0 mm (Beispiel 11) eingestellt wird, eine Temperatur (1) zwischen den Spulen, (2) auf der Spulenoberfläche, (3) auf der Spulenoberseite und (4) die Umgebungstemperatur, dargestellt in 10, die auftreten, wenn die Schutzdrossel unter den in 11 dargestellten Bedingungen betrieben wird, sowie ein Inkrement Δt (Grad C) der Temperaturerhöhung ausgehend vom Zeitpunkt, zu dem keine Schutzdrossel betrieben wird, gemessen. Wie aus 12 ersichtlich ist, ist im Beispiel 10, in dem die Breite W3a des Kerns (Blocks) jedes der Blöcke 113a aus magnetischem Material 12,5 mm beträgt, die Temperaturerhöhung dieselbe, wie im Vergleichsbeispiel (die mittlere Temperatur ist um 1,4% höher als die im Vergleichsbeispiel). Daher gilt, wie in der vorliegenden Ausführungsform, dass wenn die Kern- (Block) Breite 3a auf 12,5 mm verringert wird, unter den oben genannten Bedingungen, dieselben Temperatureigenschaften erreicht werden können wie im Fall, dass die Breite nicht verringert wird (die Kern- (Block) Breite W3Ca 15,0 mm beträgt).
  • Außerdem und in ähnlicher Weise wurden am Schutzdrosselteil, das den Kern (Block) 119 umfasst, dessen Breite W3a der Blöcke 113a aus magnetischem Material auf 12,5 mm (Beispiel 10) und 10,0 mm (Beispiel 11) eingestellt wird, Geräusche gemessen, die auftreten, wenn die Schutzdrossel, die das Schutzdrosselteil umfasst, betrieben wird. Als Vergleichsbeispiel werden Geräusche in derselben Weise wie oben gemessen, wenn die Breite W3Ca des Kerns (Blocks) der Blöcke 113a aus magnetischem Material wie im herkömmlichen Beispiel auf 15,0 mm eingestellt wird. 13 stellt die Ergebnisse der Geräuschmessungen für das Vergleichsbeispiel dar, bei dem die Breite 3Ca 15,0 mm beträgt. 14 stellt das Ergebnis der Geräuschmessungen für das Beispiel 10 dar, bei dem die Breite 3Ca auf 12,5 mm eingestellt ist. 15 stellt das Ergebnis der Geräuschmessungen für das Beispiel 11 dar, bei dem die Breite 3Ca auf 10,0 mm eingestellt ist.
  • Wie aus den 13 und 14 ersichtlich ist, gibt es fast keinen Unterschied zwischen Beispiel 10, bei dem die Breite 3Ca auf 12,5 mm eingestellt ist, und dem Vergleichsbeispiel, bei dem die Breite auf 15,0 mm eingestellt ist. Dagegen gilt, wie in den 13 und 15 dargestellt ist, dass im Beispiel 10, bei dem die Breite 3Ca auf 10,0 mm eingestellt ist, verglichen mit dem Fall, dass die Breite 15,0 mm beträgt, die Geräusche sich verschlechtern, wobei beispielsweise die Geräusche in einem Frequenzbereich von 2 kHz bis 6 kHz zunehmen. Der Grund hierfür wird darin angenommen, dass im Beispiel 11, bei dem die Breite auf 10,0 mm eingestellt ist, die Verringerung der Querschnittsfläche eine Konzentration des magnetischen Flusses bewirkt und durch Vibrationen und die Kraft der elektromagnetischen Anziehung verursachte Geräusche zunehmen.
  • Als nächstes wird ein Schutzdrosselteil der vierten Ausführungsform beschrieben. Die 16 bis 22 zeigen Konfigurationen des Schutzdrosselteils der vierten Ausführungsform. Die 23 bis 28 zeigen einen Zustand der magnetischen Flussverteilung eines entsprechenden Kerns.
  • Die Schutzdrossel der vierten Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass, wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform, wenigstens zwei Blöcke aus magnetischem Material, von denen jeder eine rechteckige und ebene Form hat, parallel angeordnet sind, mit einem zwischen ihnen angeordneten Abstand, und zwei Nicht-Wicklungsabschnitte, von denen jeder durch die in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Blöcke aus magnetischem Material gebildet wird, derart angeordnet sind, dass die Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, in Sandwichanordnung zwischen Bodenseiten der in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Nicht-Wicklungsabschnitte eingefügt sind, und eine Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad in dem in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Scheitelabschnitt jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, kleiner ausgeführt ist als eine Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden. Durch eine wie oben beschriebene Ausführung ist es möglich, das Volumen jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, zu verringern, verglichen mit dem Fall, dass der Nicht-Wicklungsabschnitt aus U-förmigen Blöcken aus magnetischem Material oder rechteckigen Blöcken aus magnetischem Material gebildet wird. Hierdurch können eine weitere Miniaturisierung, ein niedriges Gewicht und geringe Kosten des Schutzdrosselteils, das heißt des Kerns, erreicht werden.
  • Das Wesentliche der vorliegenden Erfindung in der vierten Ausführungsform ist es, dass, anders als im herkömmlichen Fall mit einer Konzeption des magnetischen Pfads mit derselben Querschnittsform, durch ein Verkleinern von Abschnitten, durch die kein Fluss geleitet wird, wobei eine Gleichstrom-Überlagerungseigenschaft im Starkstrombereich beibehalten wird, eine Optimierung der Kernform, die eine Miniaturisierung der Schutzdrossel ermöglicht, erreicht wird, was auf derselben technischen Idee basiert, die auch in der ersten und dritten Ausführungsform angewendet wird.
  • Dies bedeutet, dass im Beispiel 1 und in den modifizierten Beispielen 1 bis 5 der vierten Ausführungsform, wie auch in der ersten bis dritten Ausführungsform, durch eine Verringerung der Breite der Blöcke, so dass die Breite Wa jedes der zwei Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, in dem keine Wicklung 2 (siehe 2 und 3) oder 112 (siehe 10) gewickelt ist, kleiner ist als die Breite Wb jedes der Blöcke 123b aus magnetischem Material, die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad in den zwei Blöcken 123a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt des Kerns 129 bilden, kleiner ausgeführt ist als die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad in den zwei Blöcken 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden. In Beispiel 1 und in den modifizierten Beispielen 1 bis 5 der vierten Ausführungsform wird jedoch anders als in der ersten und zweiten Ausführungsform, in denen jeder der zwei Blöcke 123a, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, aus den U-förmigen Blöcken aus magnetischem Material gebildet wird, und anders als in der dritten Ausführungsform, in der die Blöcke aus rechteckigen Blöcken aus magnetischem Material gebildet werden, durch das Ausbilden der Blöcke aus magnetischem Material, von denen jeder eine in etwa trapezförmige oder dreieckige Form hat, so, dass die zwei Gruppen von Blöcken 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, in Sandwichanordnung zwischen Bodenseiten der in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Abschnitte, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, eingefügt werden, die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad im in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Scheitelabschnitt des Blocks 123a aus magnetischem Material, der den Nicht-Wicklungsabschnitt bildet, kleiner ausgeführt als die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad der Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden.
  • Durch einen Aufbau wie oben beschrieben, kann, anders als im Fall, in dem der Nicht-Wicklungsabschnitt aus U-förmigen Blöcken aus magnetischem Material oder rechteckigen Blöcken aus magnetischem Material gebildet ist, das Volumen jedes der Blöcke 123 aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, kleiner ausgeführt werden, und dies selbst dann, wenn die Länge des gesamten Kerns 129 gleich bleibt. Daher ermöglicht der Aufbau des weiteren die Miniaturisierung, ein niedriges Gewicht und geringe Kosten für das Schutzdrosselteil und damit für die Schutzdrossel.
  • Außerdem kann die Schutzdrossel der vierten Ausführungsform erhalten werden, indem beide Ecken (abgerundeter Krümmungsabschnitt) jedes der in der ersten und zweiten Ausführungsform verwendeten zwei U-förmigen Blöcke 103a aus magnetischem Material abgeschnitten werden, um eine flache Form zu erhalten, und somit kann die Schutzdrossel der vierten Ausführungsform hergestellt werden, indem der optimale Wert der in der ersten und zweiten Ausführungsform eingesetzten Kernbreite des Nicht-Wicklungsabschnitts verwendet wird (mit anderen Worten, indem als optimaler Wert die Höhe des angenäherten Trapezoids oder des angenäherten Dreiecks verwendet wird, also die Kernbreite in dem in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Scheitelabschnitt).
  • Der Erfinder der vorliegenden Erfindung konzipiert, ausgehend von einem Standpunkt, dass durch eine Verkleinerung von Abschnitten, durch die kein magnetischer Fluss geleitet wird, eine Optimierung der verlässlichen Kernform erreicht wird, den Kern des Schutzdrosselteils im Beispiel 1, das in 16 dargestellt ist, und in den modifizierten Beispielen 1 bis 5, die durch eine Veränderung der in 16(a) dargestellten Abmessung Wm erhalten werden, und er beobachtet einen Simulationszustand des magnetischen Flusses, um die optimale Form des angenäherten Trapezoids oder des angenäherten Dreiecks für jeden der Blöcke 123a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, zu erhalten. Zuerst werden Konfigurationen für einen Kern und ein Schutzdrosselteil des Beispiels 1 der vierten Ausführungsform beschrieben. 16 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Form eines Kerns eines Schutzdrosselteils entsprechend einem Beispiel 1 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 16(a) zeigt seine Draufsicht und 16(b) seine perspektivische Ansicht. Der Kern 129 des Schutzdrosselteils aus Beispiel 1 ist, wie in den 16(a) und 16(b) dargestellt, als Ganzes in acht Abschnitte unterteilt. Der Kern 129 des Schutzdrosselteils der vierten Ausführungsform wird aus zwei Blöcken 123a aus magnetischem Material, sechs Blöcken 123b aus magnetischem Material und einem Plattenelement (nicht dargestellt), das als ein Element für einen magnetischen Spalt zwischen die Blöcke eingefügt ist, gebildet. Der Nicht-Wicklungsabschnitt umfasst zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material, von denen jeder eine in etwa trapezförmige ebene Form hat. Die zwei Nicht-Wicklungsblöcke sind derart einander gegenüberliegend angeordnet, dass die Bodenseiten der zwei trapezförmigen Nicht-Wicklungsblöcke die sechs Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, in Sandwichanordnung zwischen sich nehmen, wobei zwischen einer Gruppe der drei Blöcke 123b und einer weiteren Gruppe der drei Blöcke 123b ein Abstand vorhanden ist, und dadurch ist die Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad in dem in etwa trapezförmigen Scheitelabschnitt jedes der Blöcke 123a aus magnetischem Material, die die Nicht-Wicklungsabschnitte bilden, kleiner ausgeführt als die Querschnittsfläche in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad jedes der Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden. Außerdem ist die Form des Kerns 129 des Schutzdrosselteils als Ganzes ringartig, wobei jedoch vier runde Abschnitte der ringartigen Form abgeschnitten sind, so dass sie eine ebene Form haben, und wobei die oben beschriebenen sechs Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, zwei gerade Linien bilden, von denen jede aus drei Blöcken 123b aus magnetischem Material gebildet wird, und wobei die Wicklung 2 um jede der zwei geraden Linien gewickelt ist, wobei der Wicklungsrahmen des Spulenkörpers 4, wie in 3 dargestellt, dazwischengeschaltet ist und hierdurch festgelegte elektrische Eigenschaften erreicht werden können. Es werden nun Abmessungen jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Kern 129 des Beispiels 1 der vierten Ausführungsform bilden, erläutert. Jeder der Blöcke 123b aus magnetischem Material, so wie in 16(a) dargestellt, ist so konfiguriert, dass er eine Kernbreite Wb von 27,0 mm und eine Blocklänge Lb von 16,5 mm hat. Außerdem hat jeder der Blöcke 123a aus magnetischem Material, so wie in 16(a) dargestellt, eine Blocklänge La von 72,0 mm und eine Kern- (Block) Länge im in etwa trapezförmigen Scheitelabschnitt (Scheitelseite) von 18,0 mm. Außerdem haben sowohl eine Höhe Ha jedes der Blöcke 123a aus magnetischem Material wie auch eine Höhe Hb jedes der Blöcke 123b aus magnetischem Material dieselbe Abmessung von 27,5 mm.
  • Somit beträgt gemäß Beispiel 1 der vierten Ausführungsform die Querschnittsfläche Wb*Hb in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, um den die Wicklung gewickelt ist, 742,5 mm, wohingegen die Querschnittsfläche Wa*Ha des in etwa trapezförmigen Scheitelabschnitts (Scheitelseite) jedes der Blöcke 123a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, um den keine Wicklung gewickelt ist, 495,0 mm beträgt. Somit ist im Beispiel 1, wie auch in der ersten bis dritten Ausführungsform, die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad des Nicht-Wicklungsabschnitts des Kerns kleiner ausgeführt als die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad des Wicklungsabschnitts. Genauer beträgt, wie im Beispiel 6 der ersten Ausführungsform, die Querschnittsfläche Wa*Ha jedes der Blöcke 123a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, um den keine Wicklung gewickelt ist, in etwa 67% (das etwa 0,67-fache) der Querschnittsflächen Wb*Hb in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, um den die Wicklung gewickelt ist. Mit anderen Worten ist die Querschnittsfläche Wa*Ha jedes der Blöcke 123a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, um etwa 33% kleiner ausgeführt als die Querschnittsfläche Wb*Hb jedes der Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden. Außerdem gilt im Beispiel 1 der vierten Ausführungsform, wie in den 16(a) und 16(b) dargestellt, dass jeder der Blöcke 123a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, so geformt ist, dass er in etwa trapezförmig ist und die oben genannte Querschnittsfläche Wa*Ha (495,0 mm2) ist eine Querschnittsfläche des in etwa trapezförmigen Scheitelabschnitts (Scheitelseite) und die Querschnittsfläche des Scheitelabschnitts (Scheitelseite) ist kleiner ausgeführt als die Querschnittsfläche Wb*Hb (742,5 mm2) in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden. Daher gilt, da jeder der Blöcke 123a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, so geformt ist, dass er die in etwa trapezförmige Form hat, dass das Volumen jedes der Blöcke 123a aus magnetischem Material weiter um etwa 30% verringert wird, verglichen mit Beispiel 6 der ersten Ausführungsform, bei dem U-förmige Blöcke aus magnetischem Material eingesetzt werden. Hierdurch ermöglicht eine erhebliche Verringerung des Volumens jedes der Blöcke 123a aus magnetischem Material eine weitere Miniaturisierung und geringe Kosten für den ganzen Kern 129. In 16(a) ist der Kern 129 so ausgeführt, dass für ihn das Abmessungsverhältnis Wa = Wb × 2/3 (in etwa 0,67), Wn = Wa (konstant) und Wm = Wb gilt. Dies bedeutet, dass der Kern 129 des Beispiels 1 so geformt ist, dass Wm = Wb, und so, dass die als Parameter dienende Abmessung Wm als Wm = Wb × 1 festegelegt wird, was gleich Wb ist, was eine Kernbreite jedes der Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, ist.
  • Es wird nun ein Vergleich zwischen Beispiel 6 der ersten Ausführungsform, das den U-förmigen Block aus magnetischem Material verwendet, und Beispiel 1 der vierten Ausführungsform gegeben. Im Kern 129 des Schutzdrosselteils aus Beispiel 1 der vierten Ausführungsform werden Abschnitte, durch die fast kein magnetischer Fluss geleitet wird, verringert und somit ist die Querschnittsfläche in der Richtung des magnetischen Pfads im Scheitelabschnitt der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, wo keine Wicklung gewickelt ist, kleiner ausgeführt als die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad der zwei Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, die die gleiche ist, wie beim Kern des Schutzdrosselteils im Beispiel 6 der ersten Ausführungsform. Außerdem sind im Beispiel 6 der ersten Ausführungsform beide Krümmungsabschnitte der zwei Blöcke 103a aus magnetischem Material so geformt, dass sie eine runde Form haben, wohingegen in Beispiel 1 der vierten Ausführungsform die runden Abschnitte der zwei Blöcke 103a aus magnetischem Material abgeschnitten sind, um damit eben zu werden und das Volumen des Kerns 129 zu verringern. Hierfür wurde im Beispiel 6 der ersten Ausführungsform bestätigt, dass beide abgerundet geformten Krümmungsabschnitte die Abschnitte sind, durch die fast kein magnetischer Fluss geleitet wird und hierdurch wird eine Kernform erkannt, die erhalten werden kann, indem die runden Abschnitte an beiden Krümmungen der Blöcke abgeschnitten werden, so dass sie eben werden, um die Krümmungsabschnitte zu verkleinern und hierdurch werden die Blöcke 123a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden,- in etwa trapezförmig geformt.
  • 17(a) ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand der magnetischen Flussverteilung für einen Kern des Schutzdrosselteils des Beispiels 6 der ersten Ausführungsform zeigt, die durch Simulation erhalten wurde. 17(b) ist eine schematische Darstellung, die einen Zustand der magnetischen Flussverteilung des Kerns des Schutzdrosselteils des Beispiels 1 der vierten Ausführungsform zeigt, die durch Simulation erhalten wurde. Wie in 17(a) gezeigt, kann bestätigt werden, dass beide rund geformten Krümmungsabschnitte der zwei Blöcke 103a aus magnetischem Material Abschnitte sind, durch die fast kein magnetischer Fluss geleitet wird. Wie in 17(b) dargestellt gilt, dass durch das Ausführen jedes der Blöcke 123a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, unter Verwendung von Blöcken aus magnetischem Material, von denen jeder die in etwa trapezförmige und ebene Form hat, derselbe Zustand eintritt, wobei beide rund geformten Krümmungsabschnitte abgeschnitten sind, um die ebene Form zu erreichen und die Abschnitte zu verkleinern, was bedeutet, dass Abschnitte, durch die fast kein magnetischer Fluss geleitet wird weiter verkleinert werden und das Volumen, das Abschnitten entspricht, die in jedem der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material beschnitten werden, verringert werden kann. Dies ermöglicht eine weitere Miniaturisierung, ein niedriges Gewicht und geringe Kosten für den Kern 129 des Schutzdrosselteils, verglichen mit Beispiel 6 der ersten Ausführungsform.
  • Wie bereits oben beschrieben entwickelte der Erfinder der vorliegenden Erfindung einen Kern für die Schutzdrosselteile der modifizierten Beispiele 1 bis 5, indem er, zusätzlich zum Beispiel 1, die in 16(a) dargestellte Abmessung Wm veränderte, durch Simulation den Verteilungszustand des magnetischen Flusses beobachtete und für jeden der Blöcke 123a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, die optimale Form des angenäherten Trapezoids oder des angenäherten Dreiecks herausfand. Nachfolgend werden hier Konfigurationen des Kerns des Schutzdrosselteils gemäß dieser modifizierten Beispiele 1 bis 5 beschrieben.
  • Zuerst wird der Kern des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 1 beschrieben. Der Kern des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 1 ist darin derselbe wie im oben beschriebenen Beispiel 1 der ersten Ausführungsform, dass der Wicklungsabschnitt aus sechs Blöcken aus magnetischem Material gebildet wird, von denen jeder eine rechteckige und ebene Form hat und parallel angeordnet ist, und der Nicht-Wicklungsabschnitt aus zwei Blöcken aus magnetischem Material gebildet wird, die sich einander anschauen, die eine angenähert trapezförmige und ebene Form haben und die die Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, in Sandwichanordnung zwischen Bodenseiten des Nicht-Wicklungsabschnitts, nehmen, und wobei die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad im trapezförmigen Scheitelabschnitt der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, kleiner ausgeführt ist als die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, wobei jedoch die Trapezform jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, sich von der Form unterscheidet, die im Beispiel 1 der ersten Ausführungsform verwendet wird.
  • Dies bedeutet, dass im modifizierten Beispiel 1 der vierten Ausführungsform, wie in den 18(a) und 18(b) dargestellt, die Abmessung des Scheitelabschnitts jedes der beiden Blöcke 123a aus magnetischem Material größer ausgeführt wird als im Beispiel 1. Genauer ist in 18(a) der Kern 129 so ausgeführt, dass er ein Abmessungsverhältnis von Wa = Wb × 2/3 (in etwa 0,67), Wn = Wa (konstant) und Wm = Wb × 0 hat. Dies bedeutet, dass der Kern 129 des modifizierten Beispiels 1 so geformt ist, dass Wm = Wb × 0,25 und so, dass die Abmessung Wm, die als Parameter dient, als 1/4 von Wb gesetzt wird, das die Kernbreite jedes der Blöcke aus magnetischem Material 123b, die den Wicklungsabschnitt bilden, beschreibt.
  • Somit ist für den Kern 129 des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 1 die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad im Scheitelabschnitt jedes der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, um den keine Wicklung gewickelt ist, kleiner ausgeführt als die Querschnittsfläche senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der zwei Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden. Außerdem sind im Beispiel 1 der ersten Ausführungsform beide Krümmungsabschnitte der zwei Blöcke 103 aus magnetischem Material so geformt, dass sie eine runde Form haben, wohingegen im modifizierten Beispiel 1 die runden Abschnitte abgeschnitten, sind um eine ebene Fläche zu haben. Da jeder der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material weiter abgeschnitten wird, kann das dem beschnittenen Abschnitt entsprechende Volumen weiter verkleinert werden. Als Ergebnis ermöglicht eine erhebliche Verringerung des Volumens jedes der Blöcke 123a aus magnetischem Material eine weitere Miniaturisierung, ein niedriges Gewicht und geringe Kosten für den ganzen Kern 129, verglichen mit Beispiel 6 der ersten Ausführungsform.
  • Als nächstes wird der Kern des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 1 beschrieben. Der Kern des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 2 ist darin derselbe wie im oben beschriebenen Beispiel 1 der ersten Ausführungsform, dass der Wicklungsabschnitt aus sechs Blöcken aus magnetischem Material gebildet wird, von denen jeder eine rechteckige und ebene Form hat und parallel angeordnet ist, und der Nicht-Wicklungsabschnitt aus zwei Blöcken aus magnetischem Material gebildet wird, die sich einander anschauen und von denen jeder eine angenähert trapezförmige und ebene Form hat und die die Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, in Sandwichanordnung zwischen Bodenseiten des Nicht-Wicklungsabschnitts nehmen, und wobei die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad in den trapezförmigen Scheitelabschnitten der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, kleiner ausgeführt ist als die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, wobei jedoch die Trapezform jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, sich von der Form unterscheidet, die im Beispiel 1 der ersten Ausführungsform und im modifizierten Beispiel 1 verwendet wird.
  • Dies bedeutet, dass im modifizierten Beispiel 2 der vierten Ausführungsform, wie in den 19(a) und 19(b) dargestellt, die Abmessung des Scheitelabschnitts jedes der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material größer ausgeführt ist als diejenige im Beispiel 1, jedoch kleiner als diejenige im modifizierten Beispiel 1. Genauer gilt in 19(a), dass der Kern 129 so konfiguriert ist, dass er ein Abmessungsverhältnis von Wa = Wb × 2/3 (in etwa 0,67), Wn = Wa (konstant) und Wm = Wb × 0,5 hat. Dies bedeutet, dass der Kern 129 des modifizierten Beispiels 1 so geformt ist, dass Wm = Wb × 0,5 und so, dass die Abmessung Wm, die als Parameter dient, als 1/2 von Wb gesetzt wird, das die Kernbreite jedes der Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, beschreibt.
  • Somit ist für den Kern 129 des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 2 die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad im Scheitelabschnitt jedes der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, um den keine Wicklung gewickelt ist, kleiner ausgeführt als die Querschnittsfläche senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der zwei Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden. Außerdem sind im Beispiel 6 der ersten Ausführungsform beide Krümmungsabschnitte der zwei Blöcke 103a aus magnetischem Material so geformt, dass sie eine runde Form haben, wohingegen im modifizierten Beispiel 2 die runden Abschnitte abgeschnitten sind, um eine ebene Fläche zu haben. Da jeder der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material weiter beschnitten wird, kann das Volumen, das dem beschnittenen Abschnitt entspricht, verringert werden. Als ein Ergebnis ermöglicht eine erhebliche Verringerung des Volumens jedes der Blöcke 123a aus magnetischem Material eine weitere Miniaturisierung, ein niedriges Gewicht und geringe Kosten für den ganzen Kern 129, verglichen mit Beispiel 6 der ersten Ausführungsform.
  • Als nächstes wird der Kern des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 3 beschrieben. Der Kern des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 3 ist darin derselbe wie im oben beschriebenen Beispiel 1 der ersten Ausführungsform, dass der Wicklungsabschnitt aus sechs Blöcken aus magnetischem Material gebildet wird, von denen jeder eine rechteckige und ebene Form hat und parallel angeordnet ist, und der Nicht-Wicklungsabschnitt aus zwei Blöcken aus magnetischem Material gebildet wird, die sich einander anschauen und von denen jeder eine angenähert trapezförmige und ebene Form hat und die die Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, in Sandwichanordnung zwischen Bodenseiten des Nicht-Wicklungsabschnitts nehmen, und wobei die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad in den trapezförmigen Scheitelabschnitten der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, kleiner ausgeführt ist als die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, wobei jedoch die Trapezform jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, sich von der Form unterscheidet, die im Beispiel 1 der ersten Ausführungsform und im modifizierten Beispiel 1 der vierten Ausführungsform verwendet wird.
  • Dies bedeutet, dass im modifizierten Beispiel 3 der vierten Ausführungsform, wie in den 20(a) und 20(b) dargestellt, die Abmessung des Scheitelabschnitts jedes der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material größer ausgeführt ist als diejenige im Beispiel 1, jedoch kleiner als diejenige im modifizierten Beispiel 2. Genauer gilt in 20(a), dass der Kern 129 so konfiguriert ist, dass er ein Abmessungsverhältnis von Wa = Wb × 2/3 (in etwa 0,67), Wn = Wa (konstant) und Wm = Wb × 0,75 hat. Dies bedeutet, dass der Kern 129 des modifizierten Beispiels 1 so geformt ist, dass Wm = Wb × 0,75 und so, dass die Abmessung Wm, die als Parameter dient, als 3/4 von Wb gesetzt wird, das die Kernbreite jedes der Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, beschreibt.
  • Somit ist der Kern 129 des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 3 darin derselbe wie im oben beschriebenen Beispiel 6 der ersten Ausführungsform, dass die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad in den trapezförmigen Scheitelabschnitten der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, kleiner ausgeführt ist als die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, und außerdem sind im Beispiel 6 der ersten Ausführungsform beide Krümmungsabschnitte der zwei Blöcke 103a aus magnetischem Material so geformt, dass sie eine runde Form haben, wohingegen im modifizierten Beispiel 2 der vierten Ausführungsform die runden Abschnitte beschnitten sind, um eine ebene Fläche zu haben. Da jeder der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material weiter abgeschnitten wird, kann das dem beschnittenen Abschnitt entsprechende Volumen folglich weiter verkleinert werden. Als Ergebnis ermöglicht auch im modifizierten Beispiel 2 eine erhebliche Verringerung des Volumens jedes der Blöcke 123a aus magnetischem Material eine weitere Miniaturisierung, ein niedriges Gewicht und geringe Kosten für den ganzen Kern 129, verglichen mit Beispiel 6 der ersten Ausführungsform.
  • Als nächstes wird ein Kern des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 4 der vierten Ausführungsform beschrieben. Der Kern des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 4 ist darin derselbe wie im oben beschriebenen Beispiel 1 der ersten Ausführungsform, dass der Wicklungsabschnitt aus sechs Blöcken aus magnetischem Material gebildet wird, von denen jeder eine rechteckige und ebene Form hat und parallel angeordnet ist, und der Nicht-Wicklungsabschnitt aus zwei Blöcken aus magnetischem Material gebildet wird, die sich einander anschauen und von denen jeder eine angenähert trapezförmige und ebene Form hat und die die Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, in Sandwichanordnung zwischen Bodenseiten des Nicht-Wicklungsabschnitts nehmen, und wobei die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad in den trapezförmigen Scheitelabschnitten der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, kleiner ausgeführt ist als die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, wobei jedoch die Trapezform jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, sich von der Form unterscheidet, die im Beispiel 1 und den modifizierten Beispielen 1 bis 3 verwendet wird.
  • Dies bedeutet, dass im modifizierten Beispiel 4 der vierten Ausführungsform, wie in den 21(a) und 21(b) dargestellt, die Abmessung des Scheitelabschnitts jedes der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material größer ausgeführt ist als diejenige im Beispiel 1. Genauer gilt in 21(a), dass der Kern 129 so konfiguriert ist, dass er ein Abmessungsverhältnis von Wa = Wb × 2/3 (in etwa 0,67), Wn = Wa (konstant) und Wm = Wb × 1,25 hat. Dies bedeutet, dass der Kern 129 des modifizierten Beispiels 4 so geformt ist, dass Wm = Wb × 1,25 und so, dass die Abmessung Wm, die als Parameter dient, als 5/4 von Wb gesetzt wird, das die Kernbreite jedes der Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, beschreibt.
  • Somit ist der Kern 129 des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 4 der vierten Ausführungsform darin derselbe wie im oben beschriebenen Beispiel 6 der ersten Ausführungsform, dass die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad in den trapezförmigen Scheitelabschnitten der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, kleiner ausgeführt ist als die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, und außerdem sind im Beispiel 6 der ersten Ausführungsform beide Krümmungsabschnitte der zwei Blöcke 103a aus magnetischem Material so geformt, dass sie eine runde Form haben, wohingegen im modifizierten Beispiel 4 der vierten Ausführungsform die runden Abschnitte beschnitten sind, um eine ebene Fläche zu haben. Da jeder der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material weiter abgeschnitten wird, kann das dem beschnittenen Abschnitt entsprechende Volumen weiter verkleinert werden. Als Ergebnis ermöglicht auch im modifizierten Beispiel 4 eine erhebliche Verringerung des Volumens jedes der Blöcke 123a aus magnetischem Material eine weitere Miniaturisierung, ein niedriges Gewicht und geringe Kosten für den ganzen Kern 129, verglichen mit Beispiel 6 der ersten Ausführungsform.
  • Außerdem wird ein Kern des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 5 der vierten Ausführungsform beschrieben. Der Kern des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 5 ist darin derselbe wie im Beispiel 1 und den modifizierten Beispielen 1 bis 4, dass der Wicklungsabschnitt aus sechs Blöcken aus magnetischem Material gebildet wird, von denen jeder eine rechteckige und ebene Form hat und parallel angeordnet ist, und der Nicht-Wicklungsabschnitt aus zwei Blöcken aus magnetischem Material gebildet wird, die sich einander anschauen und von denen jeder eine angenähert trapezförmige und ebene Form hat und die die Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, in Sandwichanordnung zwischen Bodenseiten des Nicht-Wicklungsabschnitts nehmen, und wobei die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad in den trapezförmigen Scheitelabschnitten der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, kleiner ausgeführt ist als die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, wobei jedoch die Form jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, sich von der Form unterscheidet, die im Beispiel 1 und den modifizierten Beispielen 1 bis 4 verwendet wird, wobei im modifizierten Beispiel 5 die Form dreieckig ist.
  • Dabei gilt, dass im modifizierten Beispiel 5 der vierten Ausführungsform, wie in den 22(a) und 22(b) dargestellt, ein Scheitelabschnitt jedes der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material die Spitze eines Dreiecks bildet. Genauer gilt in 22(a), dass der Kern 129 so konfiguriert ist, dass er ein Abmessungsverhältnis von Wa = Wb × 2/3 (in etwa 0,67), Wn = Wa (konstant) und Wm = Wb × 1,425 hat. Dies bedeutet, dass der- Kern 129 des modifizierten Beispiels 5 so geformt ist, dass Wm = Wb × 1,425 und so, dass die Abmessung Wm, die als Parameter dient, als 57/40 von Wb gesetzt wird, das die Kernbreite jedes der Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, beschreibt.
  • Somit ist der Kern 129 des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 5 der vierten Ausführungsform darin derselbe wie im oben beschriebenen Beispiel 6 der ersten Ausführungsform, dass die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad in den trapezförmigen Scheitelabschnitten der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, kleiner ausgeführt ist als die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, und außerdem sind im Beispiel 6 der ersten Ausführungsform beide Krümmungsabschnitte der zwei Blöcke 103a aus magnetischem Material so geformt, dass sie eine runde Form haben, wohingegen im modifizierten Beispiel 5 der vierten Ausführungsform die runden Abschnitte beschnitten sind, um eine ebene Fläche auf beiden Seiten, ausgenommen der Basis, eines Dreiecks zu haben. Da jeder der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material weiter abgeschnitten wird, kann das dem beschnittenen Abschnitt entsprechende Volumen weiter verkleinert werden. Als Ergebnis ermöglicht auch im modifizierten Beispiel 5 eine erhebliche Verringerung des Volumens jedes der Blöcke 123a aus magnetischem Material eine weitere Miniaturisierung, ein niedriges Gewicht und geringe Kosten für den ganzen Kern 129, verglichen mit Beispiel 6 der ersten Ausführungsform. Außerdem gilt, wie oben beschrieben, dass der Kern 129 des Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 5 der vierten Ausführungsform so konfiguriert ist, dass Wm = Wb × 1,425 und dass das Verhältnis zwischen Wm und Wb nur ein Beispiel ist, das heißt, falls eine Spulenbreite oder ähnliches verändert wird, wird auch der Wert (Kernform) von 1,425 verändert.
  • Im Beispiel 1 und den modifizierten Beispielen 1 bis 5 der vierten Ausführungsform ist eine Volumengröße der Verkleinerung im Beispiel 1, den modifizierten Beispielen 4 und 5 der vierten Ausführungsform vergleichsweise größer als eine Größe der Verkleinerung des Beispiels 6 der ersten Ausführungsform. Daher kann gemäß Beispiel 1 und den modifizierten Beispielen 4 und 5 das Volumen der zwei Blöcke 123a aus magnetischem Material erheblich verkleinert werden, was einen Vorteil in Bezug darauf darstellt, eine weitere Miniaturisierung und geringe Kosten zu erreichen.
  • Des weiteren sind die 23 bis 28 schematische Darstellungen, die Zustände der magnetischen Flussverteilung der Kerne der Schutzdrosselteile zeigen, die im Beispiel 1 und den modifizierten Beispielen 1 bis 5 konzipiert sind, in denen die als Parameter dienende Abmessung Wm wie oben beschrieben verändert wird, wobei dies durch Simulation der magnetischen Flussverteilung jedes der Kerne erhalten wird.
  • In den 23 bis 28 wird die Abmessung Wm des Blocks 123a aus magnetischem Material von dem Zustand, in dem Wm = Wb × 1 (Beispiel 1) ist, auf folgende Werte abgeändert: Wm = Wb × 0,25 (modifiziertes Beispiel 1), Wm = Wb × 0,05 (modifiziertes Beispiel 2), Wm = Wb × 0,75 (modifiziertes Beispiel 3), Wm = Wb × 1,25 (modifiziertes Beispiel 4) und Wm = Wb × 1,425 (modifiziertes Beispiel 5), und der Zustand der magnetischen Flussverteilung jedes der Kerne 129 des Schutzdrosselteils wird im Betrieb bei Nennleistung durch Farbcodierung dargestellt.
  • Insbesondere wird, wie aus 23 ersichtlich ist, für den Kern des Beispiels 1 der am besten ausgeglichene Zustand der magnetischen Verteilung ohne magnetische Sättigung gezeigt. Außerdem gilt, wie aus den 24 bis 28 ersichtlich ist, dass selbst im Kern der modifizierten Beispiele 1 bis 5 kein Abschnitt auftritt, in dem die magnetische Sättigung ihre Grenze erreicht, und es kann bestätigt werden, dass der voll verwendbare magnetische Verteilungszustand angegeben ist.
  • Wie oben beschrieben, wird für den Kern der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Nicht-Wicklungsabschnitt aus den zwei in etwa trapezförmigen oder dreieckigen und ebenen Blöcken 123a aus magnetischem Material gebildet, die sich einander anschauen und von denen jeder eine angenähert trapezförmige und ebene Form hat und die die Blöcke 123b aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, in Sandwichanordnung zwischen Bodenseiten des Nicht-Wicklungsabschnitts nehmen, und wobei die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad in den trapezförmigen Scheitelabschnitten der Blöcke aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, kleiner ausgeführt ist als die Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad jedes der Blöcke aus magnetischem Material, die den Wicklungsabschnitt bilden, und somit gilt, dass Abschnitte, durch die fast kein Fluss geleitet wird, weiter verkleinert werden, was somit weiter verringerte Kosten, eine weitere Miniaturisierung und ein niedrigeres Gewicht ermöglicht.
  • Außerdem gilt, dass gemäß der vierten Ausführungsform, im Fall der Verwendung eines Magnetpulverkerns, dessen Fertigung einfach ist, da alles, was getan werden muss, die Herstellung einer in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Gussform, um das Pulver in diese zu schütten, und das Erhitzen der Gussform ist. Der Magnetpulverkern ist daher sehr effizient für die Reduzierung der Kosten. Selbstverständlich ist jedoch nicht nur der Magnetpulverkern sondern auch ein Schichtkern sehr effizient für die Reduzierung der Kosten.
  • Außerdem kann der Kern der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dasselbe Wärme leitende Gehäuse 1, das in 2 dargestellt ist, eingesetzt werden. Beim Kern des Schutzdrosselteils der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Nicht-Wicklungsabschnitt durch die in etwa trapezförmigen oder dreieckigen und ebenen Blöcke aus magnetischem Material gebildet und daher gibt es keine abgerundeten Ecken wie im Fall des U-förmigen Kerns, was eine Vergrößerung der Oberfläche bewirkt, die vom wärmeleitenden Gehäuse 1 gepresst wird, wodurch sich die Wärmeabstrahlungseigenschaften verbessern. Da der Krümmungsabschnitt des Kerns des Schutzdrosselteils nicht durch eine abgerundete Ecke, wie beim U-förmigen Kern, sondern durch eine ebene Fläche gebildet wird, wird außerdem der tote Raum verringert, was die Raumausnutzung verbessert.
  • Die Kerne der oben beschriebenen ersten, zweiten und vierten Ausführungsformen sind so konfiguriert, dass sie von einem achtfach unterteilten Typ sind, wobei zwischen den Blöcken ein magnetischer Spalt liegt, und der Kern der dritten Ausführungsform ist so konfiguriert, dass er von einem vierfach unterteilten Typ ist, wobei jedoch die vorliegende Erfindung auch auf einen nicht unterteilten Kern vom integrierten Typ angewendet werden kann. Außerdem kann die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht nur auf Kerne vom herkömmlichen sechsfach unterteilten Typ oder ähnliche angewendet werden, sondern auch auf einen Kern vom unterteilten Typ, der eine andere Anzahl von Unterteilungen als vier oder acht hat. Vom Ergebnis der Messung eines Induktivitätswerts in der ersten und dritten Ausführungsform kann jedoch abgeleitet werden, dass je größer die Anzahl der Unterteilungen ist, desto größer das Ausmaß der Verkleinerung der Querschnittsfläche in der Richtung senkrecht zum magnetischen Pfad des Nicht-Wicklungsabschnitts des Kerns wird.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Erfindung hat eine breite Anwendbarkeit auf beliebige Kerne von Schutzdrosselteilen solange der Kern eine Wicklung hat sowie einen Block aus magnetischem Material, der einen Wicklungsabschnitt umfasst, um den die Wicklung gewickelt ist, und einen Wicklungsabschnitt umfasst, um den keine Wicklung gewickelt ist, wobei die Wicklung um den Wicklungsabschnitt gewickelt ist.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kerns eines herkömmlichen Schutzdrosselteils.
    • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Schutzdrossel darstellt, die einen Kern eines Schutzdrosselteils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
    • 3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der in 2 dargestellten Schutzdrossel.
    • 4 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Form des Kerns des Schutzdrosselteils gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 1(a) dessen Draufsicht und 1(b) dessen Seitenansicht ist.
    • 5 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Tabelle darstellt, die eine Auflistung von Messergebnissen von veränderten Breitenwerten des Kerns (Blocks) des Schutzdrosselteils der Schutzdrossel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie seine Induktivitätswerte (µH), gemessen in Bezug auf jeweilige Stromwerte (A), bereitstellt.
    • 6 zeigt einen Graphen, der die in 5 dargestellten Messergebnisse darstellt.
    • 7 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Tabelle darstellt, die eine Auflistung von Messergebnissen von veränderten Breitenwerten des Kerns (Blocks) des Schutzdrosselteils der Schutzdrossel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie seine Induktivitätswerte (µH), gemessen in Bezug auf jeweilige Stromwerte (A), bereitstellt.
    • 8 zeigt einen Graphen, der in die 6 dargestellten Messergebnisse darstellt.
    • 9 zeigt eine Draufsicht, die eine Form eines Kerns eines Schutzdrosselteils gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 10 zeigt eine schematische Darstellung, die die Schutzdrossel abbildet, die den in 9 dargestellten Kern umfasst.
    • 11 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Tabelle darstellt, die eine Auflistung von Messergebnissen von veränderten Breitenwerten des Kerns (Blocks) des Schutzdrosselteils der Schutzdrossel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie seine Induktivitätswerte (µH), gemessen in Bezug auf jeweilige Stromwerte (A), bereitstellt.
    • 12 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Tabelle darstellt, die eine Auflistung von Temperaturerhöhungen bereitstellt, die zwischen (1) Spulen, (2) auf einer Spulenoberfläche, (3) auf einer Schutzdrosseloberfläche und (4) in der Umgebungstemperatur auftreten und die erhalten werden, wenn eine Schutzdrossel mit der angegebenen Kern- (Block) Breite ihres Schutzdrosselteils der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrieben wird.
    • 13 zeigt eine schematische Darstellung, die Messergebnisse von Geräuschen darstellt, die auftreten, wenn eine Schutzdrossel, deren Kern- (Block) Breite auf 15,0 mm eingestellt ist, eines Beispiels der dritten Ausführungsform betrieben wird.
    • 14 zeigt eine schematische Darstellung, die Messergebnisse von Geräuschen darstellt, die auftreten, wenn eine Schutzdrossel, deren Kern- (Block) Breite auf 12,05 mm eingestellt ist, eines Beispiels der dritten Ausführungsform betrieben wird.
    • 15 zeigt eine schematische Darstellung, die Messergebnisse von Geräuschen darstellt, die auftreten, wenn eine Schutzdrossel, deren Kern- (Block) Breite auf 10,0 mm eingestellt ist, eines Beispiels der dritten Ausführungsform betrieben wird.
    • 16 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Form eines Kerns eines Schutzdrosselteils der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 16(a) seine Draufsicht und 16(b) seine perspektivische Ansicht zeigt.
    • 17(a) zeigt eine schematische Darstellung, die einen Zustand einer magnetischen Verteilung für einen Kern eines Schutzdrosselteils gemäß Beispiel 6 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt und 17(b) zeigt eine schematische Darstellung, die einen Zustand einer magnetischen Verteilung für einen Kern eines Schutzdrosselteils gemäß Beispiel 1 der vierten Ausführungsform darstellt.
    • 18 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Form eines Kerns eines Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 1 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 18(a) seine Draufsicht und 18(b) seine perspektivische Ansicht zeigt.
    • 19 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Form eines Kerns eines Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 2 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 19(a) seine Draufsicht und 19(b) seine perspektivische Ansicht zeigt.
    • 20 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Form eines Kerns eines Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 3 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 20(a) seine Draufsicht und 20(b) seine perspektivische Ansicht zeigt.
    • 21 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Form eines Kerns eines Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 4 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 21(a) seine Draufsicht und 21(b) seine perspektivische Ansicht zeigt.
    • 22 zeigt eine schematische Darstellung, die eine Form eines Kerns eines Schutzdrosselteils des modifizierten Beispiels 5 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 22(a) seine Draufsicht und 22(b) seine perspektivische Ansicht zeigt.
    • 23 zeigt eine schematische Darstellung, die einen Zustand einer magnetischen Verteilung für einen Kern eines Schutzdrosselteils gemäß Beispiel 1 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 24 zeigt eine schematische Darstellung, die einen Zustand einer magnetischen Verteilung für einen Kern eines Schutzdrosselteils gemäß dem modifizierten Beispiel 1 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 25 zeigt eine schematische Darstellung, die einen Zustand einer magnetischen Verteilung für einen Kern eines Schutzdrosselteils gemäß dem modifizierten Beispiel 2 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 26 zeigt eine schematische Darstellung, die einen Zustand einer magnetischen Verteilung für einen Kern eines Schutzdrosselteils gemäß dem modifizierten Beispiel 3 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 27 zeigt eine schematische Darstellung, die einen Zustand einer magnetischen Verteilung für einen Kern eines Schutzdrosselteils gemäß dem modifizierten Beispiel 4 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 28 zeigt eine schematische Darstellung, die einen Zustand einer magnetischen Verteilung für einen Kern eines Schutzdrosselteils gemäß dem modifizierten Beispiel 5 der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wärme leitendes Gehäuse,
    2
    Wicklung,
    3a,3b,103a,103b,113a,113b, 123a, 123b
    Block aus magnetischem Material,
    4
    Spulenkörper,
    6, 106
    Plattenelement,
    7
    Isolationsplatte,
    8
    Füllmaterial,
    10
    Schutzdrossel,
    Wa,W1a,W2a, W3a, WCa, W3Ca, Wb
    Kern- (Block) Breite,
    Ha, Hb
    Kern- (Block) Höhe,
    9,109, 119, 129
    Kern.

Claims (3)

  1. Starkstrombegrenzungs-Schutzdrosselteil umfassend: wenigstens eine Wicklung (2) und einen Kern (109) einheitlicher Höhe (Ha, Hb) in ringartiger Form aus magnetischem Material; wobei der Kern (109) ein Paar von Wicklungsabschnitten (103b) auf zwei Schenkeln des Kerns (109), um die jeweils die Wicklung (2) gewickelt ist, und einen Nicht-Wicklungsabschnitt (103a), um den keine Wicklung gewickelt ist, umfasst, wobei eine Querschnittsfläche (W1a*Ha) des Nicht-Wicklungsabschnitts (103a), die auf einer Mittelachse des Kerns (109) angeordnet ist, in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad des Nicht-Wicklungsabschnitts (103a) des Kerns (109) kleiner ausgeführt ist als eine Querschnittsfläche (Wb*Hb) in einer Richtung senkrechtzu einem magnetischen Pfad jedesderWicklungsabschnitte (103b), und wobei die Querschnittsfläche (W1a*Ha) des Nicht-Wicklungsabschnitts (103a) das etwa 0,76-fache bis zum etwa 0,67-fachen der Querschnittsfläche (Wb*Hb) jedes der Wicklungsabschnitte (103b) beträgt.
  2. Starkstrombegrenzungs-Schutzdrosselteil umfassend: wenigstens eine Wicklung (2) und einen Kern (129) einheitlicher Höhe in ringartiger Form aus magnetischem Material; wobei der Kern (129) folgendes umfasst: ein Paar von Wicklungsabschnitten (123b) auf zwei Schenkeln des Kerns, um die jeweils die Wicklung (2) gewickelt ist, und einen Nicht-Wicklungsabschnitt (123a), um den keine Wicklung gewickelt ist, wobei jeder der Wicklungsabschnitte (123b) wenigstens zwei Blöcke (123b) aus magnetischem Material hat, von denen jeder eine rechteckige und ebene, parallel angeordnete Form hat, mit einem zwischen ihnen angeordneten Abstand, wobei zwei Nicht-Wicklungsabschnitte (123a), von denen jeder aus dem in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Block (123a) aus magnetischem Material gebildet wird, in einer Weise angeordnet sind, in der die zwei in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Blöcke (123a) aus magnetischem Material des Nicht-Wicklungsabschnitts die Blöcke (123b) aus magnetischem Material, die den jeweiligen Wicklungsabschnitt bilden, durch jede der in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Bodenseiten der Nicht-Wicklungsabschnitte in Sandwichanordnung zwischen sich nehmen, so dass sie einander anschauen, und wobei eine Querschnittsfläche (Wa*Ha) des Nicht-Wicklungsabschnitts (123a), die auf einer Mittelachse des Kerns (129) angeordnet ist, in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad eines in etwa trapezförmigen oder dreieckigen Scheitelabschnitts jedes der Blöcke (123a) aus magnetischem Material, die den Nicht-Wicklungsabschnitt bilden, kleiner ausgeführt ist, als eine Querschnittsfläche (Wb*Hb) in einer Richtung senkrecht zu einem magnetischen Pfad jedes der Blöcke (123b) aus magnetischem Material, die jeden der Wicklungsabschnitte bilden, und wobei die Querschnittsfläche (Wa*Ha) des Nicht-Wicklungsabschnitts das etwa 0,76-fache bis zum etwa 0,67-fachen der Querschnittsfläche (Wb*Hb) jedes der Wicklungsabschnitte beträgt.
  3. Starkstrombegrenzungs-Schutzdrosselteil nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem der Kern (109; 129) in acht Abschnitte unterteilt ist, mit einem zwischen den Blöcken (103a, 103b; 123a, 123b) angeordneten magnetischen Spalt (106).
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