JP2006237030A - 鉄心及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 全領域に亘って磁路方向に沿った磁化容易軸を有すると共に、鉄心片を直線領域毎に分割することなく、必要最小限の数の鉄心片から構成することが出来る鉄心及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明に係る鉄心１は、磁路に沿って磁化容易軸を有する一対のＵ字状の鉄心片２、２から構成され、各鉄心片２は、複数枚の方向性電磁鋼板を磁化容易軸とは直交する方向に積層して構成されている。鉄心片２は、磁化容易軸方向に連続する３つの鉄心部20、20、20からなり、隣接する２つの鉄心部20、20は、Ｕ字状磁路の外周側の端部に設けられた連結部21にて互いに連結されると共に、両鉄心部20、20の磁化容易軸方向の端部に磁化容易軸とは交差して形成された端面どうしが互いに突き合わされて、両鉄心部20、20の磁化容易軸が前記磁路に沿って連続している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、各種交流機器における整流回路、雑音防止回路、共振回路等に装備されるトロイダル型のコイル装置に用いられる環状の鉄心及びその製造方法に関するものである。

従来、各種交流機器に装備されているトロイダル型のコイル装置は、環状の鉄心の周囲にコイルを巻装して構成される(例えば特許文献１、２参照)。この様なコイル装置に用いられる鉄心は、例えば、図１８に示す鉄心(６)の様に、Ｕ字状の一対の鉄心片(65)(65)を磁気ギャップ部(62)(62)を介して互いに突き合わせて構成され、ループ状の磁路を形成している。
鉄心片(65)は、図１６に示す様に、磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)から、矩形状の打ち抜き片(61)を打ち抜いた後、Ｕ字状の鋼板片(60)を切り出し、該鋼板片(60)を複数枚積層して構成される。

又、他の構成として、図１９に示す鉄心(７)は、Ｅ字状の鉄心片(75)と矩形状の鉄心片(76)とを磁気ギャップ部(72)(72)(72)を介して互いに突き合わせて構成され、ループ状の磁路を形成している。
鉄心片(75)は、図１７に示す様に、磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)から、矩形状の２つの打ち抜き片(71)(71)を打ち抜いた後、Ｅ字状の鋼板片(70)を切り出し、該鋼板片(70)を複数枚積層して構成される。鉄心片(76)も同様にして、矩形状の鋼板片を複数枚積層して構成される。
特開２００１−６８３５２号公報 特開２００１−１６７９４９号公報

しかしながら、図１８及び図１９に示す何れの鉄心も、帯状の方向性電磁鋼板(10)を打ち抜いて構成されることから、図１８及び図１９中破線で示す如く、鉄心片の磁化容易軸が全ての領域で同一方向に揃うことになり、このために、鉄心のループ状磁路と磁化容易軸とが直交する領域が発生する問題があった。
この問題を解決するためには、例えば図１６に示す鋼板片(60)を直線領域毎に３分割して、磁化容易軸の向きをループ状磁路に沿わせればよいが、これによって、鉄心(６)が４以上の複数の鉄心片から構成されることになり、これらの鉄心片を互いに接合させる或いは一体に締結させる必要が生じ、この結果、工数が増加して、鉄心(６)の組立工程が煩雑となる問題があった。
そこで本発明の目的は、全領域に亘って磁路方向に沿った磁化容易軸を有すると共に、鉄心片を直線領域毎に分割することなく、必要最小限の数の鉄心片から構成することが出来る鉄心及びその製造方法を提供することである。

本発明に係る鉄心は、ループ状の磁路に沿って磁化容易軸を有する１或いは複数の鉄心片(２)から構成され、１つの鉄心片(２)は磁化容易軸方向に連続する複数の鉄心部(20)から形成され、隣接する２つの鉄心部(20)(20)は、前記ループ状磁路の外周側の端部にて互いに連結されると共に、両鉄心部(20)(20)の磁化容易軸方向の端部に磁化容易軸とは交差して形成された端面どうしが互いに突き合わされて、両鉄心部(20)(20)の磁化容易軸が前記磁路に沿って連続している。
具体的には、前記鉄心片(２)は、複数枚の方向性電磁鋼板を磁化容易軸とは直交する方向に積層して構成されている。

上記本発明の鉄心において、鉄心を構成する鉄心片(２)は、磁化容易軸方向に連続する複数の鉄心部(20)からなり、隣接する２つの鉄心部(20)(20)は、鉄心のループ状磁路の外周側の端部にて互いに連結されているので、複数の鉄心部(20)がばらばらになることはなく、鉄心を必要最小限の数の鉄心片(２)から構成することが出来る。又、ループ状磁路に沿って磁化容易軸を有する鉄心片(２)を、隣接する２つの鉄心部(20)(20)の磁化容易軸方向の端部に形成された端面どうしを互いに突き合わされるだけで形成することが出来るので、鉄心の組立が容易となる。

又、本発明に係る鉄心の製造方法は、
磁化容易軸方向に長い磁性ブロック(３)であって、その長手方向に伸びる一方の側面から該側面とは反対側の他方の側面に向かって１或いは複数の三角形状の切り込み部(32)が凹設され、前記他方の側面側に形成された切り残し部(33)にて互いに繋がった複数のブロック部(31)からなる磁性ブロック(３)を作製する磁性ブロック作製工程と、
前記磁性ブロック(３)を切り残し部(33)にて折り曲げて、切り込み部(32)を形成する一対の端面どうしを互いに突き合わせ、両ブロック部(31)(31)の磁化容易軸を前記磁路に沿って連続させた鉄心片(２)を作製する鉄心片作製工程と、
作製された１或いは複数の鉄心片(２)から鉄心を組み立てる鉄心組立工程
とを有する。

上記本発明の鉄心の製造方法においては、先ず、磁性ブロック作製工程にて、磁化容易軸方向に長い磁性ブロック(３)に対して、その長手方向に伸びる一方の側面から該側面とは反対側の他方の側面に向かって１或いは複数の三角形状の切り込み部(32)を凹設する。このとき、他方の側面側には、僅かな切り残し部(33)を残しておく。これによって、切り残し部(33)にて互いに繋がった複数のブロック部(31)からなる磁性ブロック(３)が得られる。
次に鉄心片作製工程にて、磁性ブロック(３)を切り残し部(33)にて折り曲げて、切り込み部(32)を形成する一対の端面どうしを互いに突き合わせることにより、ループ状の磁路に沿って磁化容易軸を有する鉄心片(２)が完成する。
その後、１或いは複数の鉄心片(２)から鉄心が組み立てられる。

上記本発明の鉄心の製造方法によれば、切り残し部(33)にて互いに繋がった複数のブロック部(31)からなる磁性ブロック(３)を簡易な方法で作製することが出来、然も、作製した磁性ブロック(３)を切り残し部(33)にて折り曲げて、切り込み部(32)を形成する一対の端面どうしを互いに突き合わせるだけで、ループ状の磁路に沿って磁化容易軸を有する鉄心片(２)が得られるので、鉄心の組立が容易となる。

具体的構成において、前記磁性ブロック作製工程は、
磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)に対し、その長手方向に伸びる一方の側縁から該側縁とは反対側の他方の側縁に向かって１或いは複数の三角形状の切り込み部(42)を凹設する工程と、
前記切り込み部(42)が凹設された複数枚の方向性電磁鋼板(10)を積層して磁性ブロック(３)を得る工程
とから構成される。

或いは、前記磁性ブロック作製工程は、
磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)を複数枚積層して、積層体(30)を作製する工程と、
作製された積層体(30)に対し、その長手方向に伸びる一方の側面から該側面とは反対側の他方の側面に向かって１或いは複数の三角形状の切り込み部(32)を凹設して、磁性ブロック(３)を得る工程
とから構成される。

他の構成として、本発明に係る鉄心の製造方法は、
磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)に対し、その長手方向に伸びる一方の側縁から該側縁とは反対側の他方の側縁に向かって１或いは複数の三角形状の切り込み部(42)を凹設し、前記他方の側縁側に形成された切り残し部(43)にて互いに繋がった複数の鋼板部(41)からなる鉄心鋼板(４)を作製する鉄心鋼板作製工程と、
前記切り込み部(42)の凹設された鉄心鋼板(４)を切り残し部(43)にて折り曲げて、切り込み部(42)を形成する一対の端縁どうしを互いに突き合わせ、両鋼板部(41)(41)の磁化容易軸を前記磁路に沿って連続させる鉄心鋼板加工工程と、
前記折り曲げ加工の施された複数枚の鉄心鋼板(４)を積層して鉄心片(２)を得る鉄心片作製工程と、
作製された１或いは複数の鉄心片(２)から鉄心を組み立てる鉄心組立工程
とを有している。

上記本発明の鉄心の製造方法においては、先ず、鉄心鋼板作製工程にて、磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)に対して、その長手方向に伸びる一方の側縁から該側縁とは反対側の他方の側縁に向かって１或いは複数の三角形状の切り込み部(42)を凹設する。このとき、他方の側縁側には、僅かな切り残し部(43)を残しておく。これによって、切り残し部(43)にて互いに繋がった複数の鋼板部(41)からなる鉄心鋼板(４)が得られる。
次に鉄心鋼板加工工程にて、切り込み部(42)を形成する一対の端縁どうしを互いに突き合わせる様に、鉄心鋼板(４)を切り残し部(43)にて折り曲げた後、鉄心片作製工程にて、折り曲げ加工の施された複数枚の鉄心鋼板(４)を積層することにより、鉄心片(２)が完成する。
その後、１或いは複数の鉄心片(２)から鉄心が組み立てられる。

本発明の鉄心及びその製造方法によれば、全領域に亘って磁路方向に沿った磁化容易軸を有する鉄心を必要最小限の数の鉄心片から構成することが出来るので、鉄心の組立が容易となる。

以下、本発明をコイル装置に実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。尚、図面中、磁化容易軸の方向を破線で示す。
本発明のコイル装置は、図１に示す如く、矩形環状の鉄心(１)の周囲に合成樹脂製のボビン(５)(５)を介してコイル(11)(11)を巻装して構成されている。
鉄心(１)は、Ｕ字状の一対の鉄心片(２)(２)を磁気ギャップ部(22)(22)を介して互いに突き合わせて構成される。
ボビン(５)は角筒状の筒体(51)を具え、該筒体(51)両端部には、それぞれフランジ(53)が突設されている。コイル(11)は、両フランジ(53)(53)の間の筒体(51)の周囲に巻装されている。

図２に示す如く、各鉄心片(２)は、鉄心(１)の四角形を構成する４辺の内の１辺とこれに直交する２辺の一部を構成する３つの鉄心部(20)(20)(20)からなり、隣接する２つの鉄心部(20)(20)は、鉄心片(２)のＵ字状磁路の外周側の端部に設けられた連結部(21)にて互いに連結されている。
各鉄心部(20)の磁化容易軸方向の両端部には、該磁化容易軸とは交差する方向に端面が形成され、鉄心片(２)は、隣接する２つの鉄心部(20)(20)の端面どうしを互いに突き合わせる様に連結部(21)にて折り曲げて、Ｕ字状に形成されている。これによって鉄心片(２)は、Ｕ字状の磁路に沿って連続する磁化容易軸を有している。
以下、鉄心(１)の作製方法について説明する。

第１実施例
本実施例においては、図３(ａ)に示す如く、先ず、磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)を用意する。
次に、該方向性電磁鋼板(10)に対して、図３(ｂ)に示す如く、その長手方向に伸びる一方の側縁から該側縁とは反対側の他方の側縁に向かって、２つの直角２等辺三角形状の切り込み片(44)(44)を切り落とし、２つの切り込み部(42)(42)を凹設する。このとき、方向性電磁鋼板(10)の他方の側縁側に、僅かな切り残し部(43)を残しておく。
切り込み部(42)の形状は、図１２(ａ)に示す三角形状としてもよいが、図１２(ｂ)に示す如く、切り込み部(42)の頂角部に、円形の逃げ部(45)を凹設してもよい。該逃げ部(45)を形成することにより、後述する折り曲げ作業が容易となる。
この結果、２つの切り残し部(43)(43)にて互いに繋がった３つの鋼板部(41)(41)(41)からなる鉄心鋼板(４)が得られる。

次に、図３(ｃ)に示す如く、作製した鉄心鋼板(４)を複数枚積層し、これらを互いに接合して、２つの切り残し部(33)(33)にて互いに繋がった３つのブロック部(31)(31)(31)からなる磁性ブロック(３)を作製する。
そして、図３(ｄ)に示す如く、磁性ブロック(３)の切り込み部(32)を形成する一対の端面どうしを互いに突き合わせる様に、各ブロック部(31)を切り残し部(33)にて折り曲げることにより、磁路に沿って連続した磁化容易軸を有するＵ字状の鉄心片(２)を作製する。
最後に、図２に示す如く、Ｕ字状の一対の鉄心片(２)(２)を磁気ギャップ部(22)(22)を介して互いに突き合わせて、矩形環状の鉄心(１)を完成する。

第２実施例
本実施例においては、図４(ａ)に示す如く、先ず、磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)を複数枚積層し、これらを互いに接合して積層体(30)を作製する。
次に、図４(ｂ)に示す如く、該積層体(30)に対して、その長手方向に伸びる一方の側面から該側面とは反対側の他方の側面に向かって、２つの直角２等辺三角柱状の切り込みブロック(34)(34)を切り落とし、２つの切り込み部(32)(32)を凹設する。このとき、積層体(30)の他方の側面側には、僅かな切り残し部(33)を残しておく。
切り込み部(32)の形状は、上記第１実施例の切り込み部(42)の形状と同様に、三角柱状としてもよいし、折り曲げの加工性を考慮して、切り込み部(32)の頂角部に円柱状の逃げ部を凹設してもよい。
この結果、２つの切り残し部(33)(33)にて互いに繋がった３つのブロック部(31)(31)(31)からなる磁性ブロック(３)が得られる。

次に、図４(ｃ)に示す如く、作製した磁性ブロック(３)の切り込み部(32)を形成する一対の端面どうしを互いに突き合わせる様に、各ブロック部(31)を切り残し部(33)にて折り曲げることにより、磁路に沿って連続した磁化容易軸を有するＵ字状の鉄心片(２)を作製する。
最後に、図２に示す如く、Ｕ字状の一対の鉄心片(２)(２)を磁気ギャップ部(22)(22)を介して互いに突き合わせて、環状の鉄心(１)を完成する。

第３実施例
本実施例においては、図５(ａ)に示す如く、先ず、磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)を用意する。
次に、該方向性電磁鋼板(10)に対して、図５(ｂ)に示す如く、その長手方向に伸びる一方の側縁から該側縁とは反対側の他方の側縁に向かって、２つの直角２等辺三角形状の切り込み片(44)(44)を切り落とし、２つの切り込み部(42)(42)を凹設する。このとき、方向性電磁鋼板(10)の他方の側縁側に、僅かな切り残し部(43)を残しておく。
切り込み部(42)の形状は、上記第１実施例と同様に、図１２(ａ)に示す三角形状としてもよいし、折り曲げの加工性を考慮して、図１２(ｂ)に示す様に切り込み部(42)の頂角部に円形の逃げ部(45)を凹設してもよい。
この結果、２つの切り残し部(43)(43)にて互いに繋がった３つの鋼板部(41)(41)(41)からなる鉄心鋼板(４)が得られる。

次に、図５(ｃ)に示す如く、鉄心鋼板(４)の切り込み部(42)を形成する一対の端縁どうしを互いに突き合わせる様に、鉄心鋼板(４)の各鋼板部(41)を切り残し部(43)にて折り曲げる。
そして、図５(ｄ)に示す如く、折り曲げ加工の施された鉄心鋼板(４)を複数枚積層し、これらを互いに接合して、２つの連結部(21)(21)にて互いに繋がった３つの鉄心部(20)(20)(20)からなるＵ字状の鉄心片(２)を得る。
最後に、図２に示す如く、一対の鉄心片(２)(２)を磁気ギャップ部(22)(22)を介して互いに突き合わせて、環状の鉄心(１)を完成する。

第４実施例
図６(ｂ)及び図６(ｃ)に示す本実施例の鉄心(１a)及び鉄心(１b)は、何れも図６(ａ)に示す１つの磁性ブロック(３a)から構成される点で、上記第１乃至第３実施例と異なる。
本実施例の磁性ブロック(３a)は、３つの切り残し部(33)にて互いに繋がった４つのブロック部(31)(31)(31)(31)から構成される。該磁性ブロック(３a)は、図３(ａ)乃至図３(ｃ)に示す第１実施例の磁性ブロック(３)と同様にして作製される。即ち、先ず、図３(ａ)に示す磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)に対して、その長手方向に伸びる一方の側縁から該側縁とは反対側の他方の側縁に向かって複数の直角２等辺三角形状の切り込み片を切り落として、複数の切り込み部を凹設する。
そして、切り込み部が凹設された方向性電磁鋼板(10)を４つの鋼板部毎に切り残し部にて切り離すことにより、３つの切り残し部にて互いに繋がった４つの鋼板部からなる鉄心鋼板(４a)を得る。
次に、得られた鉄心鋼板(４a)を複数枚積層し、これらを互いに接合して、図６(ａ)に示す磁性ブロック(３a)を得る。

又、本実施例の磁性ブロック(３a)は、図４(ａ)及び図４(ｂ)に示す第２実施例の磁性ブロック(３)と同様に作製することも可能である。即ち、先ず、磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)を複数枚積層し、これらを互いに接合して積層体(30)を作製する。
次に、該積層体(30)に対して、その長手方向に伸びる一方の側面から該側面とは反対側の他方の側面に向かって複数の直角２等辺三角柱状の切り込みブロックを切り落として、複数の切り込み部を凹設する。
そして、切り込み部が凹設された積層体(30)を４つのブロック部毎に切り残し部にて切り離すことにより、３つの切り残し部にて互いに繋がった４つのブロック部からなる磁性ブロック(３a)からなる図６(ａ)に示す磁性ブロック(３a)を得る。

そして、図６(ｂ)に示す如く、磁性ブロック(３a)の切り込み部(32)を形成する一対の端面どうしを互いに突き合わせる様に、各ブロック部(31)を切り残し部(33)にて折り曲げることにより、磁路に沿って連続した磁化容易軸を有する矩形環状の鉄心(１a)が完成する。
この様にして、磁気ギャップ部のないトランス用の鉄心(１a)が、１つの鉄心片(２a)から作製されることになる。

尚、本実施例の鉄心片(２a)は、上述の磁性ブロック(３a)からを作製する方法の他に、図５(ａ)乃至図５(ｄ)に示す第３実施例の鉄心片(２)と同様に作製することも可能である。即ち、先ず、図５(ａ)に示す磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)に対して、その長手方向に伸びる一方の側縁から該側縁とは反対側の他方の側縁に向かって複数の直角２等辺三角形状の切り込み片を切り落として、複数の切り込み部を凹設する。
そして、複数の切り込み部が凹設された方向性電磁鋼板(10)を４つの鋼板部毎に切り残し部にて切り離すことにより、３つの切り残し部にて互いに繋がった４つの鋼板部からなる鉄心鋼板(４a)を作製する。その後、鉄心鋼板(４a)の切り込み部を形成する一対の端縁どうしを互いに突き合わせる様に、鉄心鋼板(４a)の各鋼板部を切り残し部にて折り曲げる。
次に、折り曲げ加工の施された鉄心鋼板(４a)を複数枚積層し、これらを互いに接合して、図６(ｂ)に示す矩形環状の鉄心片(２a)を完成する。

又、図６(ｃ)に示す如く、矩形環状の鉄心片(２a)の４辺を構成する４つの鉄心部(20)の内、何れか１つの鉄心部(20)の一部を磁化容易軸方向の途中位置にて切り落として磁気ギャップ部(22)を形成することにより、磁気ギャップ部(22)を具えたリアクトル用の鉄心(１b)を１つの鉄心片(２a)から作製することも可能である。

更に、鉄心の形状は上述の矩形環状に限らず、４つ以上の連結部(21)にて互いに繋がった５つ以上の鉄心部(20)からなる１つの鉄心片から、磁路に沿って連続した磁化容易軸を有すると共に、５角形以上の多角形状を呈する環状の鉄心を作製することも可能である。例えば、図１１に示す様に、７つの連結部(21)にて互いに繋がった８つの鉄心部(20)からなる１つの鉄心片(２e)を連結部(21)にて折り曲げて、環状８角形を呈するトランス用の鉄心(１e)を作製することも可能である。
尚、この場合には、鉄心片を構成する磁性ブロック或いは鉄心鋼板の切り残し部に隣接する切り込み部の頂角の角度を、鉄心片を構成する鉄心部の数に応じて変更する必要がある。例えば、図１１に示す８角形状の鉄心(１e)を作製する場合、前記頂角の角度は１３５°に設定される。
更に、鉄心片(２e)を構成する８つの鉄心部(20)の内、何れか１つの鉄心部(20)の一部を磁化容易軸方向の途中位置にて切り落として磁気ギャップ部を形成することにより、環状８角形を呈すると共に磁気ギャップ部を具えたリアクトル用の鉄心を１つの鉄心片(２e)から作製することも可能である。

第５実施例
図９に示す本実施例の鉄心(１c)は、該鉄心(１c)の磁路、即ち磁化容易軸に対して傾斜する方向に磁気ギャップ部(22)を有している点で、上記第１乃至第４実施例と異なる。
本実施例の鉄心(１c)は、鉄心片(２b)及び鉄心片(２c)からなり、鉄心片(２b)は、図７(ａ)に示す２つの切り残し部(33)(33)にて互いに繋がった３つのブロック部(31)(31)(31)からなる磁気ブロック(３b)から構成され、鉄心片(２c)は、図８(ａ)に示す２つの切り残し部(33)(33)にて互いに繋がった３つのブロック部(31)(31)(31)からなる磁気ブロック(３c)から構成される。

鉄心片(２b)は、図７(ｂ)に示す如く、磁性ブロック(３b)の切り込み部(32)を形成する一対の端面どうしを互いに突き合わせる様に各ブロック部(31)を切り残し部(33)にて折り曲げることにより、略Ｕ字状に形成され、磁路に沿って連続した磁化容易軸を有している。
一方、鉄心片(２c)は、図８(ｂ)に示す如く、磁性ブロック(３c)の切り込み部(32)を形成する一対の端面どうしを互いに突き合わせる様に各ブロック部(31)を切り残し部(33)にて折り曲げることにより、略Ｕ字状に形成され、磁路に沿って連続した磁化容易軸を有している。

図７(ａ)に示す磁気ブロック(３b)及び図８(ａ)に示す磁気ブロック(３c)はそれぞれ、上述の第１及び第２実施例の磁気ブロック(３)、或いは第４実施例の磁気ブロック(３a)と同様にして作製することが出来る。
又、図７(ｂ)に示す鉄心片(２b)及び図８(ｂ)に示す鉄心片(２c)はそれぞれ、磁気ブロック(３b)及び磁気ブロック(３c)から作製する方法の他、第３実施例の鉄心片(２)と同様に、切り残し部にて折り曲げられた複数の鉄心鋼板を積層することにより作製することも可能である。

そして、図９に示す如く、鉄心片(２b)と鉄心片(２c)とを、磁気ギャップ部(22)(22)を介して互いに突き合わせて、磁化容易軸に対して傾斜する方向に磁気ギャップ部(22)(22)を有する矩形環状の鉄心(１c)を得る。
該鉄心(１c)を用いたコイル装置によれば、鉄心の磁路に対して直交する方向に磁気ギャップ部を有する鉄心を用いたコイル装置に比べて、コイルに電流を流したときに鉄心から発生する唸り音の大きさを低減することが出来る。

更に、図１０に示す如く、鉄心片(２b)及び鉄心片(２c)と、両鉄心片を構成する磁気ブロック(３b)及び磁気ブロック(３c)の切り込み部(32)を作製する際に切り落とした４つの直角２等辺三角柱状の切り落としブロック(34)(34)(34)(34)とから、磁化容易軸に対して傾斜する方向に磁気ギャップ部を有する矩形環状の鉄心(１d)を作製することも可能である。
該鉄心(１d)においては、鉄心片(２b)と鉄心片(２c)とが、それぞれの両端面を互いに突き合わせる様に対向配備され、互いに対向する鉄心片(２b)の端面と鉄心片(２c)の端面との間に、それぞれ２つの切り落としブロック(34)(34)が介在している。
一方の切り落としブロック(34)は、その端面を鉄心片(２b)の端面に突き合わせる様に配備され、他方の切り落としブロック(34)は、その端面を鉄心片(２b)の端面に突き合わせる様に配備される。

そして、鉄心片(２b)の両端面とこれに対向する２つの切り落としブロック(34)(34)の端面との間、鉄心片(２c)の両端面とこれに対向する２つの切り落としブロック(34)(34)の端面との間、及び鉄心片(２b)の両端面と鉄心片(２c)の両端面の間でそれぞれ互いに対向する２つの切り落としブロック(34)(34)の端面の間の内、何れか１つに磁気ギャップ部を形成し、他の２つについては、互いに対向する端面どうしを突き合わせて接合することにより、磁化容易軸に対して傾斜する方向に磁気ギャップ部を有する矩形環状の鉄心(１d)が得られる。
該鉄心(１d)によれば、磁気ブロック(３b)及び磁気ブロック(３c)の切り込み部(32)を作製する際に生じる切り落としブロック(34)を廃棄することなく、有効活用することが出来、然も、該鉄心(１d)を用いたコイル装置によれば、コイルに電流を流したときに鉄心から発生する唸り音の大きさを低減することが出来る。

本発明の効果を確認するべく、後述する方法で作製した３種類の鉄心(比較例１、比較例２及び比較例３)を用いて、それぞれコイル装置を作製し、各コイル装置の特性を比較した。
比較例１の鉄心の作製方法
図１４に示す如く、磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)を、該磁化容易軸に対して直交する巻回軸を中心に複数回巻回して、円環状の鉄心片を作製した。そして、作製した鉄心片の半径方向に沿って該鉄心片の一部を切り落として磁気ギャップ部を形成し、Ｃ字状の鉄心を作製した。
比較例１の鉄心は、上述の本発明の鉄心と作製方法は異なるものの、磁路に沿って磁化容易軸を有しているので、本発明の鉄心と同等の性能を有しているものと考えられる。

比較例２の鉄心の作製方法
図１５(ａ)に示す如く、磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)から、複数の円環状の鉄心鋼板(80)を切り出した後、図１５(ｂ)に示す様に、該複数の鉄心鋼板(80)を積層し、これらを互いに接合して、円環状の鉄心片を作製した。そして、作製した鉄心片の半径方向に沿って該鉄心片の一部を切り落として磁気ギャップ部(81)を形成し、Ｃ字状の鉄心(８)を作製した。
比較例２の鉄心(８)は、その磁化容易軸が全ての領域で同一方向に揃っており、鉄心(８)の一部の領域においては、磁化容易軸がループ状磁路に対して直交している。
比較例３の鉄心の作製方法
方向性電磁鋼板(10)の代わりに無方向性電磁鋼板を用いたこと以外は比較例１の鉄心と同様にして、比較例３の鉄心を作製した。
比較例３の鉄心は、無方向性電磁鋼板を用いて作製したため、磁化容易軸の方向は、一定の方向に定まっておらず、ループ状磁路に対して様々な方向に向いている。

コイル装置の作製
作製した比較例１乃至比較例３の３つの鉄心の周囲に、それぞれ導線を所定回数巻回して、コイル装置を作製した。
尚、比較例１乃至比較例３の３つの鉄心の内径、外径、高さ及び磁気ギャップ部の幅は、全て同じ大きさとし、導線の巻回数も全て同じとした。
コイル装置の特性評価
各コイル装置のコイルに通電する直流重畳電流の大きさを０Ａから３６Ａの間で３Ａ毎に変化させ、各重畳電流に対する周波数１ｋＨｚにおけるコイル装置のインダクタンスを測定した。測定結果を図１３に示す。

図１３から明らかな様に、比較例１の鉄心を用いたコイル装置は、重畳電流が０Ａ〜２４Ａの広い範囲において、重畳電流の変化に拘わらずインダクタンスが略一定となっている。これに対し、比較例２及び比較例３の鉄心を用いたコイル装置は、重畳電流の増大に伴って、インダクタンスが徐々に低下している。
又、重畳電流が０Ａ〜３０Ａの更に広い範囲において、比較例１の鉄心を用いたコイル装置のインダクタンスは、比較例２及び比較例３の鉄心を用いたコイル装置のインダクタンスよりも大きな値を示している。
従って、本発明に係る鉄心は、比較例１のコイル装置に用いた鉄心と同様に磁路に沿って磁化容易軸を有しているので、重畳電流の変化に拘わらず、低重畳電流領域から高重畳電流領域に亘って略一定の高いインダクタンスが得られると考えられ、これによって、コイル装置の高性能化が可能となる。

然も、本発明に係る鉄心の製造方法によれば、例えば図２或いは図６(ｂ)に示す如く、磁路に沿って磁化容易軸を有する鉄心を、連結部(21)にて互いに連結された複数の鉄心部(20)からなる必要最小限の数の鉄心片から構成することが出来るので、鉄心の組立が容易となる。

又、従来の鉄心の製造方法において、例えば図２に示す様な鉄心片(２)は、３つの鉄心部(20)(20)(20)がそれぞれ完全に分離した３つの鉄心片を互いに接合して構成されていたため、隣接する２つの鉄心片の互いに対向する両端面の間から、鉄心片(２)の外側に磁束が漏れ出すことになり、該磁束の漏れ出しを抑制するべく、鉄心片(２)の外側にカバーを設ける必要があった。
これに対し、本発明に係る鉄心によれば、例えば図２に示す如く、鉄心片(２)を構成する複数の鉄心部(20)の内、隣接する２つの鉄心部(20)(20)は、鉄心(１)のＵ字状磁路の外周側の端部に設けられた連結部(21)にて互いに連結されているので、隣接する２つの鉄心部(20)(20)の互いに対向する両端面の間から鉄心の外側に漏れ出す磁束の量を低減することが出来る。従って、鉄心片(２)の外側に従来の如きカバーを設ける必要はなく、これによって、鉄心を構成する部品点数を削減することが出来ると共に、鉄心の組立が容易となる。

尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、第１乃至第５実施例において、鉄心は、複数枚の方向性電磁鋼板(10)を磁化容易軸とは直交する方向に積層して作製したが、所定の厚さを有する１枚の方向性電磁鋼板から作製することも可能である。

本発明に係る鉄心を用いたコイル装置の斜視図である。 第１乃至第３実施例の鉄心の正面図である。 第１実施例における鉄心の作製方法を示す一連の斜視図である。 第２実施例における鉄心の作製方法を示す一連の斜視図である。 第３実施例における鉄心の作製方法を示す一連の斜視図である。 第４実施例における鉄心の作製方法を示す一連の斜視図である。 図９に示す鉄心を構成する一方の鉄心片の作製方法を示す一連の斜視図である。 図９に示す鉄心を構成する他方の鉄心片の作製方法を示す一連の斜視図である。 第５実施例において作製される鉄心を示す斜視図である。 第５実施例において作製される鉄心の他の構成を示す斜視図である。 第４実施例において作製される鉄心の他の構成を示す斜視図である。 切り込み部の形状を示す斜視図である。 ３種類のコイル装置について測定した重畳電流とインダクタンスの関係を示すグラフである。 比較例１のコイル装置に用いた鉄心の作製方法を示す斜視図である。 比較例２のコイル装置に用いた鉄心の作製方法を示す斜視図である。 図１８に示す従来の鉄心の作製方法を説明する平面図である。 図１９に示す従来の鉄心の作製方法を説明する平面図である。 従来の鉄心の構成を示す正面図である。 従来の鉄心の他の構成を示す正面図である。

符号の説明

(１) 鉄心
(10) 方向性電磁鋼板
(11) コイル
(２) 鉄心片
(20) 鉄心部
(21) 連結部
(22) 磁気ギャップ部
(３) 磁性ブロック
(30) 積層体
(31) ブロック部
(32) 切り込み部
(33) 切り残し部
(34) 切り落としブロック
(４) 鉄心鋼板
(41) 鋼板部
(42) 切り込み部
(43) 切り残し部
(44) 切り落とし片
(45) 逃げ部

Claims (6)

1. ループ状の磁路を形成すべき鉄心であって、前記磁路に沿って磁化容易軸を有する１或いは複数の鉄心片(２)から構成され、１つの鉄心片(２)は磁化容易軸方向に連続する複数の鉄心部(20)から形成され、隣接する２つの鉄心部(20)(20)は、前記ループ状磁路の外周側の端部にて互いに連結されると共に、両鉄心部(20)(20)の磁化容易軸方向の端部に磁化容易軸とは交差して形成された端面どうしが互いに突き合わされて、両鉄心部(20)(20)の磁化容易軸が前記磁路に沿って連続していることを特徴とする鉄心。
2. 前記鉄心片(２)は、複数枚の方向性電磁鋼板を磁化容易軸とは直交する方向に積層して構成されている請求項１に記載の鉄心。
3. ループ状の磁路を形成すべき鉄心の製造方法において、
   磁化容易軸方向に長い磁性ブロック(３)であって、その長手方向に伸びる一方の側面から該側面とは反対側の他方の側面に向かって１或いは複数の三角形状の切り込み部(32)が凹設され、前記他方の側面側に形成された切り残し部(33)にて互いに繋がった複数のブロック部(31)からなる磁性ブロック(３)を作製する磁性ブロック作製工程と、
   前記磁性ブロック(３)を切り残し部(33)にて折り曲げて、切り込み部(32)を形成する一対の端面どうしを互いに突き合わせ、両ブロック部(31)(31)の磁化容易軸を前記磁路に沿って連続させた鉄心片(２)を作製する鉄心片作製工程と、
   作製された１或いは複数の鉄心片(２)から鉄心を組み立てる鉄心組立工程
   とを有することを特徴とする鉄心の製造方法。
4. 前記磁性ブロック作製工程は、
   磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)に対し、その長手方向に伸びる一方の側縁から該側縁とは反対側の他方の側縁に向かって１或いは複数の三角形状の切り込み部(42)を凹設する工程と、
   前記切り込み部(42)が凹設された複数枚の方向性電磁鋼板(10)を積層して磁性ブロック(３)を得る工程
   とから構成される請求項３に記載の鉄心の製造方法。
5. 前記磁性ブロック作製工程は、
   磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)を複数枚積層して、積層体(30)を作製する工程と、
   作製された積層体(30)に対し、その長手方向に伸びる一方の側面から該側面とは反対側の他方の側面に向かって１或いは複数の三角形状の切り込み部(32)を凹設して、磁性ブロック(３)を得る工程
   とから構成される請求項３に記載の鉄心の製造方法。
6. ループ状の磁路を形成すべき鉄心の製造方法において、
   磁化容易軸方向に長い帯状の方向性電磁鋼板(10)に対し、その長手方向に伸びる一方の側縁から該側縁とは反対側の他方の側縁に向かって１或いは複数の三角形状の切り込み部(42)を凹設し、前記他方の側縁側に形成された切り残し部(43)にて互いに繋がった複数の鋼板部(41)からなる鉄心鋼板(４)を作製する鉄心鋼板作製工程と、
   前記切り込み部(42)の凹設された鉄心鋼板(４)を切り残し部(43)にて折り曲げて、切り込み部(42)を形成する一対の端縁どうしを互いに突き合わせ、両鋼板部(41)(41)の磁化容易軸を前記磁路に沿って連続させる鉄心鋼板加工工程と、
   前記折り曲げ加工の施された複数枚の鉄心鋼板(４)を積層して鉄心片(２)を得る鉄心片作製工程と、
   作製された１或いは複数の鉄心片(２)から鉄心を組み立てる鉄心組立工程
   とを有することを特徴とする鉄心の製造方法。

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