JP2005150414A - 電源用コア部品及び電源用コア - Google Patents

Abstract

【課題】ギャップを分散配置してギャップ部を薄く構成することにより漏れ磁束を低滅する。
【解決手段】コア部品１は、所定の厚みを有するギャッププレート２の両側に一対のコア外足３を接着すると共に中央部にコア中足４を接着固定している。電源用コアは、所定の厚みを有するギャッププレート２の両側に一対のコア外足３を接着すると共に中央部にコア中足４を接着固定した２組のコア部品１を有し、２組のコア部品１のコア足端面を向かい合わせて組み合せると共に、各コア部品１のギャッププレート２の外側にＩ型コアをそれぞれ配置してギャップを磁路の４ヶ所にもつＥＥ型コア構造とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スイッチング電源装置のトランスやチョークなどに使用する電源用コア部品及び電源用コアに関する。

従来、磁気飽和を防ぐためにギャップを設けたコアとしては、例えば図７及び図８に示すものがある。

図７はE型コア部品１０１を2個組合わせてEE型コア１００とした場合であり、図７（Ａ）はＥ型コア部品１０１のコア外足１０２に対してコア中足１０３を短くすることでギャップＧ１を設けた構造であり、図７（Ｂ）はコア外足１０２の部分にギャップ部材１０４を挟んでギャップＧ１，Ｇ２，Ｇ３を設けた構造である。

ここで図７（Ａ）のＥＥ型コア１００にあっては、破線で示す2つの磁路が形成され、各磁路に設けられるギャップはギャップＧ１の１箇所となる。また図７（Ｂ）のＥＥ型コア１００にあっては、破線で示す2つの磁路が形成され、各磁路に設けられるギャップはギャップＧ１、Ｇ２またＧ１，Ｇ３のぞれぞれ２箇所となる。

図８はE型コア部品１０１とＩ型コア部品１０５を組合わせてEＩ型コア２００とした場合であり、図８（Ａ）はＥ型コア部品１０１のコア外足１０２に対してコア中足１０３を短くすることでギャップＧ１を設けた構造であり、図８（Ｂ）はコア外足１０２の部分にギャップ部材１０４を挟んでギャップＧ１，Ｇ２，Ｇ３を設けた構造である。

この場合にも、図８（Ａ）のＥＩ型コア２００にあっては、破線で示す2つの磁路が形成され、各磁路に設けられるギャップはギャップＧ１の１箇所となる。また図８（Ｂ）のＥＩ型コア２００にあっては、破線で示す2つの磁路が形成され、各磁路に設けられるギャップはギャップＧ１、Ｇ２またＧ１，Ｇ３のぞれぞれ２箇所となる。
特開平７−３０２７２０号公報

しかしながら、このような従来のギャップ構造にあっては、ギャップがコアに形成される磁路の1個所又は２箇所に集中するために、ギャップ距離が長くなり、ギャップ部からの漏れ磁束が多く発生し、悪影響を及ぼす。またコア中足を短く構成した場合には、ギャップ部から巻線に飛び込む漏れ磁束によって発生する巻線のうず電流の損失が増大する。

更に、コア外足部分にギャップ材を挟んだ構成とした場合には、ギャップ部から巻線に飛び込む漏れ磁束が外側と内側で打ち消し合って巻線のうず電琉による損失は低減するが、外足部分にもギャップがあるために、外部に飛び出す漏れ磁束が多くなり、外部に悪影響を及ぼす。

本発明は、ギャップを分散配置してギャップ長を小さくすることにより漏れ磁束を低滅する電源用コア部品及び電源用コアを提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は次のように構成する。まず本発明は、トランス、チョークに用いられる電源用コア部品を提供する。本発明の電源用コア部品は、所定の厚みを有するギャップ部材の両側に一対のコア外足を接着すると共に中央部にコア中足を接着固定したことを特徴とする。

本発明は、トランス、チョークに用いられる電源用コアを提供する。本発明の電源用コアは、所定の厚みを有するギャップ部材の両側に一対の外足コアを接着すると共に中央部に中足コアを接着固定した２組のコア部品を有し、２組のコア部品のコア足端面を向かい合わせて組み合せると共に、各コア部品のギャップ部材の外側にＩ型コアをそれぞれ配置してギャップを磁路の４ヶ所にもつＥＥ型コア構造としたことを特徴とする。

本発明の電源用コアは、２組のコア部品のコア足端面を向かい合わせた状態で、更にコア外足の間にギャップ部材を介在させて組み合せることによりギャップを磁路の６ヶ所にもつＥＥ型コア構造としたことを特徴とする。

本発明の電源用コアは、２組のコア部品のギャップ部材の外側に更にギャップ部材を介在させてＩ型コアをそれぞれ配置してもよい。

本発明の別の形態にあっては、トランス、チョークに用いられる電源用コアとして、所定の厚みを有するギャップ部材の両側に一対の外足コアを接着すると共に中央部に中足コアを接着固定したコア部品を有し、コア部品のコア足端面にギャップ部材を介してＩ型コアを配置すると共に、コア部品のギャップ部材の外側にＩ型コアを配置してギャップを磁路の４ヶ所にもつＥＩ型コア構造としたことを特徴とする。

本発明のトランス、チョークに用いられる電源用コア部品の別の形態にあっては、Ｉ型コアに２つのコア外足と１つのコア中足を所定の厚みを確保する接着層を介して接着固定したことを特徴とする。ここで、接着層は所定のギャップ間隔に対応した径のビースを接着剤に混入して形成したことを特徴とする。

本発明のトランス、チョークに用いられる電源用コアの別の形態にあっては、Ｉ型コアに２つのコア外足と１つのコア中足を所定の厚みを確保する接着層を介して接着固定したコア部品を用いてギャップを磁路の少なくとも４ヶ所にもつＥＥ型コア構造又はＥＩ型コア構造としたことを特徴とする。

本発明によれば、コア部品としてコア外足とコア中足をギャップ部材に位置決めをした上で接着しておくことで、ギャップを少なくとも磁路の４箇所に分散配置させたＥＥ型コア構造あるいはＥＩ型コア構造を簡単且つ容易に組み立てることができ、コアに形成される磁路のギャップの配置数が従来の最大２個所から少なくとも４箇所となることで、従来に比べ１箇所あたりのギャップ長を短くすることができ、ギャップからの漏れ磁束を低滅することができる。

また本発明のコア部品と既存のコア部品の組合せのバリエーションが数多く得られ、後から必要に応じてギャップ長を増すようなコア構造の組み立ても容易に行うことができ、汎用性が高い。

図１は本発明による電源用のコア部品の実施形態を示した説明図である。図１において、コア部品１は所定のギャップ長に対応した厚さを有するギャッププレート（ギャップ部材）の一方の面の両側に一対のコア外足３を接着固定すると共に、コア外足３の間となるギャッププレート２の中央部にコア中足４を接着固定している。

図２は図１のコア部品１を２組使用して構成した本発明によるＥＥ型コアの説明図である。図２において、ＥＥ型コア５は二組のコア部品１ａ，１ｂについて、それぞれのコア外足３とコア中足４の断面を突き合せた状態で組み合わせ、コア部品１ａ，１ｂのギャッププレート２の外側にＩ型コア部品６ａ，６ｂを配置している。

このように２組のコア部品１ａ，１ｂと二組のＩ型コア部品６ａ，６ｂで組み立てられるＥＥ型コア５の組立体はボビンに対する組み込みで、ＥＥ型コア５としての組立形状を維持してもよいし、Ｉ型コア部品６ａ，６ｂについてはコア部品１ａ，１ｂにおけるギャッププレート２の外側に接着固定した状態で、ボビンに組み付けてコア形状を維持するようにしてもよい。

ここで図２のＥＥ型コア５にあっては、破線で示す２つの磁路が形成され、それぞれの磁路に設けられるギャップ箇所は４箇所となる。即ちコア中足４から左側のコア外足３に対する左回りの磁路のギャップ箇所はギャップＧ２，Ｇ１，Ｇ４，Ｇ５の４箇所となる。同時にコア中足４から右側のコア外足３に対する右回りの磁路のギャップ箇所はギャップＧ２，Ｇ３，Ｇ６，Ｇ５の４箇所となる。

このためＥＥ型コア５に必要なギャップ長をＬとした場合、ギャップＧ１〜Ｇ６のギャップ長は（Ｌ／４）とすればよい。具体的にはコア部品１ａ，１ｂに設けているギャッププレート２の厚さを（Ｌ／４）とすればよい。

図３は本発明のコア部品を２組使用したＥＥ型コアの他の実施形態を示した説明図であり、この実施形態にあってはコア外足の間にギャップ部材を設けるようにしたことを特徴とする。図３において、ＥＥ型コア５は二組のコア部品１ａ，１ｂとＩ型コア部品６ａ，６ｂを使用して組み立てられており、コア部品１ａ，１ｂをコア断面側であわせて組み立てる場合にコア外足３の間にギャップ部材７を介在させている。

このコア外足３の間にギャップ部材７を介在させることでＩ型コア部品６ａ，６ｂ側のギャップＧ１〜Ｇ６に加え、更にコア外足３及びコア中足４の合わせ部分にギャップＧ７，Ｇ８，Ｇ９を形成することができる。この場合、ＥＥ型コア５にあっては破線で示す２つの磁路が形成され、それぞれの磁路が通るギャップ箇所は６箇所となる。

即ち、コア中足４から見た左廻りの磁路にはギャップＧ８，Ｇ２，Ｇ１，Ｇ７，Ｇ４，Ｇ５の６箇所にギャップが形成される。一方、コア中足４から見た右回りの磁路にはギャップＧ８，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ９，Ｇ３，Ｇ２と同じく６箇所のギャップが形成される。

このためＥＥ型コア５の磁路に必要なギャップ長をＬとするとギャップＧ１〜Ｇ９のそれぞれのギャップ長は（Ｌ／６）にすればよい。具体的にはコア部品１ａ，１ｂに設けているギャッププレート２の厚さ及びコア外足３の間に設けているギャップ部材７の厚さを（Ｌ／６）とすればよい。

図４は本発明のコア部品を一組使用したＥＩ型コアの説明図である。図４のＥＩ型コア８にあっては、図１に示したコア部品１と２組のＩ型コア部品６ａ，６ｂ、更に１枚のギャップ部材９を使用する。即ち、コア部品１のギャッププレート２の外側にＩ型コア部品６ａを配置し、またコア外足３及びコア中足４のコア断面側にギャップ部材９を介して、Ｉ型コア部品６ｂを配置する。

このＥＩ型コア８にあってはコア部品１と２組のＩ型コア部品６ａ，６ｂとの間に、ギャップＧ１〜Ｇ６の６箇所のギャップが設けられ、破線で示す２つの磁路が形成される。このためコア中足４から見て左回りの磁路についてはギャップＧ２，Ｇ１，Ｇ４，Ｇ５が４箇所に設けられ、コア中足４から見て右回りの磁路についてはギャップＧ２，Ｇ３，Ｇ６，Ｇ５が同じく４箇所に設けられる。

このためＥＩ型コア８に必要なギャップ長をＬとすると、ギャップＧ１〜Ｇ６のギャップ長は（Ｌ／４）とすればよい。具体的にはコア部品１のギャッププレート２の厚さ及びＩ型コア部品６ｂを配置する際に介在するギャップ部材９の厚さを（Ｌ／４）とすればよい。

図５は本発明のコア部品を２組使用したＥＥ型コアの他の実施形態の説明図であり、この実施形態にあってはギャップ長を組立時に増すようにしたことを特徴とする。

図５において、ＥＥ型コア５は二組のコア部品１ａ，１ｂ、２組のＩ型コア部品６ａ，６ｂを使用して、基本的には図２の実施形態と同様に組み立てているが、図５の実施形態にあっては組立時にギャップ長を増すためコア部品１ａ，１ｂのギャッププレート２の外側にそれぞれギャップ部材９ａ，９ｂを配置した後に、その外側にＩ型コア部品６ａ，６ｂを組み付けるようにしている。

このように必要に応じてギャップ部材９ａ，９ｂを配置することで、例えば当初予定していたギャップ長に基づいて定めたギャッププレート２の厚さに対し、実際の組立時のギャップ長が更に増加させたい場合には、追加的に設けるギャップ部材９ａ，９ｂの厚さを適宜に選択することで必要とするギャップ長を組立時において確保することができる。

従って図５のようなＥＥ型コアの組立に使用する図１のコア部品１としては、そのギャッププレート２として必要最小限のギャップ長に対応した厚さのものを使用し、実際の組立時に対し追加的にギャップ部材９ａ，９ｂを設けることで必要とするギャップ長を確保することができる。

このような組立時におけるギャップ長の増加は図３のＥＥ型コア５及び図４のＥＩ型コア８についても同様に適用することができる。

図６（Ａ）は本発明によるコア部品の他の実施形態の説明図であり、この実施形態のコア部品１０にあっては、Ｉ型コア部品６に２組のコア外足３とコア中足４をそれぞれ位置決めして接着層１１によって接着固定したことを特徴とする。ここで接着層１１としては単なる接着剤ではなく、Ｉ型コア部品６にコア外足３及びコア中足４を接着する際に所定のギャップ長を持つギャップＧ１，Ｇ２，Ｇ３が形成できるようなものを使用する。

図６（Ｂ）は図６（Ａ）の接着層１１の部分の拡大断面図である。接着層１１はＩ型コア部品６とコア外足３を接着固定するが、この接着層１１は接着剤１２の中に所定の径を持ったマイクロビーズ１３をほぼ均一となるように分散混入している。

マイクロビーズ１３としては必要するギャップ長に対応した径のものが使用される。通常ギャップ長は１ｍｍ〜０．１ｍｍ程度の範囲であることから、この範囲で選択された径を持つマイクロビーズ１３を接着剤１２に入れて混ぜた状態でコア外足３の接着断面に接着剤１２を塗り、Ｉ型コア６に対し加重かけて押し付けると接着剤１２の中に混ぜているマイクロビーズ１３径で決まるギャップ長を確保した状態で固着することができる。

ここでマイクロビーズという呼び方は一般的には５乃至２０μｍ程度の微粒子として化粧品原料や塗料添加剤などに混入して使用されているが、この一般的なマイクロビーズから見ると本発明の接着剤１２に混入するマイクロビーズ１３はその径が１〜０．１ｍｍと比較的サイズの大きなマイクロビーズということができる。もちろんギャップ長により０．１ｍｍを下回るようなマイクロビーズ１３を使用しても良いことはもちろんである。

また図６の実施形態にあってはギャップ長を確保する材料として接着剤１２にマイクロビーズ１３を混入した場合を例にとっているが、混入する部材としてはマイクロビーズ１３に限定されず、接着するコア部品の間に接着剤１２と共に介在して所定のギャップ長を確保できる部材であれば適宜の部材を接着剤１２に混入して接着層１１を形成することができる。

この図６のコア部品１１についても、図１のコア部品１の場合と同様、図２、図３、図４及び図５に示したようなＥＥ型コア５、ＥＩ型コア８をＥＥ型コア５の場合にはコア部品１０を２つ使用し、ＥＩ型コア８の場合にはコア部品１１とギャップ部材及びＩ型コア部品を使用して組み立てることができる。

尚、上記の実施形態にあってはコア中足４を矩形断面の角柱とした場合を例にとるものであったが、ここを円柱としたＥＲ型コア部品としても良いことはもちろんである。

本発明によるコア部品の実施形態を示した説明図 本発明のコア部品を２組使用したＥＥ型コアの説明図 コア外足の間にギャップ部材を介在した本発明のコア部品を２組使用したＥＥ型コアの説明図 本発明のコア部品を１組使用したＥＩ型コアの説明図 ギャップ長を組立時に増した本発明のコア部品を２組使用したＥＥ型コアの説明図 Ｉ型コアにコア外足とコア中足を接着固定した本発明のコア部品の他の実施形態の説明図 従来のギャップ付きＥＥ型コアの説明図 従来のギャップ付きＥＩ型コアの説明図

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１０：コア部品
２：ギャッププレート（ギャップ部材）
３：コア外足
４：コア中足
５：ＥＥ型コア
６，６ａ，６ｂ：Ｉ型コア部品
７，９，９ａ，９ｂ：ギャップ部材
８：ＥＩ型コア
１１：接着層
１２：接着剤
１３：マイクロビーズ

Claims (8)

1. トランス、チョークに用いられる電源用コア部品に於いて、所定の厚みを有するギャップ部材の両側に一対のコア外足を接着すると共に中央部にコア中足を接着固定したことを特徴とする電源用コア部品。
   
2. トランス、チョークに用いられる電源用コアに於いて、所定の厚みを有するギャップ部材の両側に一対の外足コアを接着すると共に中央部に中足コアを接着固定した２組のコア部品を有し、前記２組のコア部品のコア足端面を向かい合わせて組み合せると共に、前記各コア部品のギャップ部材の外側にＩ型コアをそれぞれ配置してギャップを磁路の４ヶ所にもつＥＥ型コア構造としたことを特徴とする電源用コア。
   
3. 請求項２記載の電源用コアに於いて、前記２組のコア部品のコア足端面を向かい合わせた状態で更にコア外足の間にギャップ部材を介在させて組み合せることによりギャップを磁路の６ヶ所にもつＥＥ型コア構造としたことを特徴とする電源用コア。
   
4. 請求項２記載の電源用コアに於いて、前記２組のコア部品のギャップ部材の外側に更に別のギャップ部材を介在させてＩ型コアをそれぞれ配置したことを特徴とする電源用コア。
   
5. トランス、チョークに用いられる電源用コアに於いて、所定の厚みを有するギャップ部材の両側に一対の外足コアを接着すると共に中央部に中足コアを接着固定したコア部品を有し、前記コア部品のコア足端面にギャップ部材を介してＩ型コアを配置すると共に、前記コア部品のギャップ部材の外側にＩ型コアを配置してギャップを磁路の４ヶ所にもつＥＩ型コア構造としたことを特徴とする電源用コア。
   
6. トランス、チョークに用いられる電源用コア部品に於いて、Ｉ型コアに２つのコア外足と１つのコア中足を所定の厚みを確保する接着層を介して接着固定したことを特徴とする電源用コア部品。
   
7. 請求項６記載の電源用コア部品に於いて、前記接着層は所定のギャップ間隔に対応した径のビースを接着剤に混入して形成したことを特徴とする電源用コア部品。
   
8. トランス、チョークに用いられる電源用コアに於いて、Ｉ型コアに２つのコア外足と１つのコア中足を所定の厚みを確保する接着層を介して接着固定したコア部品を用いてギャップを少なくとも磁路の４ヶ所にもつＥＥ型コア構造又はＥＩ型コア構造としたことを特徴とする電源用コア。

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