JP2010267816A - Transformer and choke coil - Google Patents

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Yasushi Yano
康司 矢野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transformer and a choke coil capable of reducing eddy current loss effectively in a simple structure without complicating the manufacturing method. <P>SOLUTION: A center gap 6 is formed making the central leg 3a of a core body 1a come face to face with the central leg 3b of a core body 1b. Meanwhile, side gaps 7 and 8 are formed making the side legs 4a and 5a of the core body 1a come face to face with the side legs 4b and 5b of the core body 1b, respectively. The gap length (gs) of both side gaps 7 and 8 are configured to be greater than the gap length (gc) of the center gap 6 (gs>gc). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、トランスおよびチョークコイルに係り、特に、トランスおよびチョークコイルのコアに設けるギャップの構造に関する。   The present invention relates to a transformer and a choke coil, and more particularly to a structure of a gap provided in a core of the transformer and the choke coil.

従来、外鉄形のトランスやチョークコイルにおいて、コアにギャップを設ける場合、中央脚部にギャップを設ける構造が一般的に採用されていた。   Conventionally, in a case where a gap is provided in a core in an outer iron type transformer or choke coil, a structure in which a gap is provided in a central leg portion is generally employed.

一方、中央脚部にギャップを設ける構造の場合、ギャップに流出入する磁束はコアの断面よりも広がって流れるため、ギャップ周辺に配置された巻線と鎖交して渦電流を発生させ、渦電流損失を増大させるという課題があった。   On the other hand, in the case of a structure in which a gap is provided at the center leg, the magnetic flux flowing into and out of the gap flows wider than the cross section of the core, so that an eddy current is generated by interlinking with the windings arranged around the gap. There was a problem of increasing current loss.

そこで、下記特許文献1に示されるコンバータトランスでは、EE型またはUU型のフェライトコアの巻線を装着する磁極の突合せ部にギャップを形成する際に、この磁極の突合せ部の全周にテーパ部を形成し、磁極の突合せ部の端面の面積をテーパ部以外の断面積の70%〜80%とし、両テーパ部の高さとギャップを含めた寸法を巻線を装着する磁極長さの23%〜50%に設定することで、ギャップ周辺の巻線に鎖交する磁束量を削減し、渦電流損失を低減する構成が開示されている。   Therefore, in the converter transformer shown in Patent Document 1 below, when a gap is formed in the butt portion of the magnetic pole to which the winding of the EE type or UU type ferrite core is mounted, a taper portion is formed around the entire butt portion of the magnetic pole. The area of the end face of the butt portion of the magnetic pole is 70% to 80% of the cross-sectional area other than the taper portion, and the dimensions including the height and gap of both taper portions are 23% of the magnetic pole length for mounting the winding. A configuration is disclosed in which the amount of magnetic flux interlinked with the winding around the gap is reduced by setting to ˜50%, and eddy current loss is reduced.

特開平4−188605号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-188605

しかしながら、上記特許文献1に示される技術では、磁極の突合せ部にテーパ部を設ける必要があると共に、磁極の突合せ部の端面の面積をテーパ部以外の断面積との関係で規定範囲内に収め、且つ、テーパ部の高さとギャップを含めた寸法を巻線を装着する磁極長さとの関係で規定範囲内に収めなければならないため、製造方法が複雑であり、製造時間および製造コストが増加するという課題があった。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, it is necessary to provide a taper portion at the magnetic pole butt portion, and the area of the end face of the magnetic pole butt portion falls within the specified range in relation to the cross-sectional area other than the taper portion. In addition, since the dimensions including the height of the taper portion and the gap must be within a specified range in relation to the magnetic pole length on which the winding is mounted, the manufacturing method is complicated, and the manufacturing time and manufacturing cost increase. There was a problem.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、製造方法を複雑化することなく、簡易な構造にて、渦電流損失を効果的に低減することができるトランスおよびチョークコイルを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides a transformer and a choke coil that can effectively reduce eddy current loss with a simple structure without complicating the manufacturing method. With the goal.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるトランスは、少なくとも一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるコアを有し、一方のコア体の中央脚部の周囲を含む空間領域に一次巻線および二次巻線が装着されてなるトランスにおいて、前記コアには、前記一方のコア体の中央脚部と他方のコア体の中央脚部またはヨーク部との間に形成されるセンターギャップと、前記一方のコア体の各側脚部と前記他方のコア体の側脚部またはヨーク部との間に形成される一対のサイドギャップとが設けられ、前記各サイドギャップのギャップ長が、前記センターギャップのギャップ長よりも大となるように構成されていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a transformer according to the present invention has a core constituted by a pair of core bodies, at least one of which has three legs, and the center leg of one core body In the transformer in which the primary winding and the secondary winding are mounted in a space region including the periphery of the core, the core includes a central leg portion of the one core body and a central leg portion or a yoke portion of the other core body. A center gap formed between the side legs of the one core body and a pair of side gaps formed between the side legs or the yoke section of the other core body, The gap length of each side gap is configured to be larger than the gap length of the center gap.

本発明によれば、製造方法を複雑化することなく、簡易な構造にて、渦電流損失を効果的に低減することができるという効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to effectively reduce eddy current loss with a simple structure without complicating the manufacturing method.

また、本発明にかかるトランスは、前記各サイドギャップのギャップ長と前記センターギャップのギャップ長との和に対する前記センターギャップのギャップ長の比が、0.025〜0.5の範囲内にあることを特徴とする。   In the transformer according to the present invention, the ratio of the gap length of the center gap to the sum of the gap length of each side gap and the gap length of the center gap is in the range of 0.025 to 0.5. It is characterized by.

本発明によれば、上記ギャップ長の比を0.025〜0.5の範囲内に設定することにより、種々の型のコアに対し、渦電流損失を低減することができるという効果が得られる。   According to the present invention, by setting the gap length ratio in the range of 0.025 to 0.5, an effect of reducing eddy current loss can be obtained for various types of cores. .

また、本発明にかかるトランスは、少なくとも一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるコアを有し、一方のコア体の中央脚部の周囲を含む空間領域に一次巻線および二次巻線が装着されてなるトランスにおいて、前記コアには、前記一方のコア体の中央脚部と他方のコア体の中央脚部またはヨーク部との間に形成されるセンターギャップと、前記他方のコア体の各側脚部と前記他方のコア体の側脚部またはヨーク部との間に形成される一対のサイドギャップとが設けられ、前記各サイドギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗が、前記センターギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗よりも大となるように構成されていることを特徴とする。   Further, the transformer according to the present invention has a core constituted by a pair of core bodies, at least one of which has three leg portions, and a primary winding and a space in a space region including the periphery of the central leg portion of the one core body. In the transformer in which the secondary winding is mounted, the core includes a center gap formed between a central leg portion of the one core body and a central leg portion or a yoke portion of the other core body, A pair of side gaps formed between each side leg part of the other core body and the side leg part or yoke part of the other core body are provided, and the magnetic resistance of the gap part in each side gap is The center gap is configured to be larger than the magnetic resistance of the gap portion.

本発明によれば、センターギャップおよびサイドギャップの各ギャップ部における端面が複雑な形状(例えばテーパーを有している場合など)であっても、磁気抵抗という基準を用いて、各ギャップにおけるギャップ長を決定することができるという効果が得られる。   According to the present invention, even if the end surfaces of the center gap and the side gap each have a complicated shape (for example, when having a taper), the gap length in each gap is determined using the criterion of magnetoresistance. The effect that can be determined is obtained.

また、本発明にかかるトランスは、前記各サイドギャップにはスペーサが挿入され、前記センターギャップにはスペーサが挿入されていないことを特徴とする。   In the transformer according to the present invention, a spacer is inserted in each side gap, and no spacer is inserted in the center gap.

本発明によれば、中央脚部間に不要なストレスを生じさせることがないという効果が得られる。また、本発明によれば、コアを構成する一対のコア体に多少の製造誤差があっても、そのままの状態での使用が可能であり、トランスの製造を簡易に行うことができるという効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain an effect that unnecessary stress is not generated between the central legs. Further, according to the present invention, even if there is some manufacturing error in the pair of core bodies constituting the core, it can be used as it is, and the transformer can be manufactured easily. can get.

また、本発明にかかるトランスは、少なくとも一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるコアを有し、一方のコア体の中央脚部の周囲を含む空間領域に一次巻線および二次巻線が装着されてなるトランスにおいて、前記コアには、前記一方のコア体の中央脚部と他方のコア体の中央脚部またはヨーク部との間に形成されるセンターギャップと、前記他方のコア体の各側脚部と前記他方のコア体の側脚部またはヨーク部との間に形成される一対のサイドギャップとが設けられ、前記各サイドギャップのギャップ長と、前記センターギャップのギャップ長とは概略等距離に構成され、且つ、前記各サイドギャップおよび前記センターギャップには、異なる透磁率の磁気部材が挿入され、且つ、前記各サイドギャップに挿入される磁気部材の透磁率が、前記センターギャップに挿入される磁気部材の透磁率よりも小となるように構成されていることを特徴とする。   Further, the transformer according to the present invention has a core constituted by a pair of core bodies, at least one of which has three leg portions, and a primary winding and a space in a space region including the periphery of the central leg portion of the one core body. In the transformer in which the secondary winding is mounted, the core includes a center gap formed between a central leg portion of the one core body and a central leg portion or a yoke portion of the other core body, A pair of side gaps formed between each side leg portion of the other core body and the side leg portion or yoke portion of the other core body are provided, and the gap length of each side gap and the center gap are provided. The gap lengths are configured to be approximately equidistant, and magnetic members having different permeability are inserted into the side gaps and the center gap, and are inserted into the side gaps. Permeability of the gas member, characterized in that it is configured to be smaller than the magnetic permeability of the magnetic member inserted into the center gap.

本発明によれば、センターギャップおよび各サイドギャップのギャップ長が等しい場合であっても、各サイドギャップの磁気的なギャップ長がセンターギャップの磁気的なギャップ長よりも大となる構成を簡易な手法にて実現し、巻線に発生する渦電流損失を効果的に低減することができるという効果が得られる。   According to the present invention, a configuration in which the magnetic gap length of each side gap is larger than the magnetic gap length of the center gap can be simplified even when the gap lengths of the center gap and each side gap are equal. This is realized by the technique, and the effect that the eddy current loss generated in the winding can be effectively reduced is obtained.

また、本発明にかかるトランスは、少なくとも一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるコアを有し、一方のコア体の中央脚部の周囲を含む空間領域に一次巻線および二次巻線が装着されてなるトランスにおいて、前記コアには、前記一方のコア体の中央脚部と他方のコア体の中央脚部またはヨーク部との間に形成されるセンターギャップと、前記他方のコア体の各側脚部と前記他方のコア体の側脚部またはヨーク部との間に形成される一対のサイドギャップとが設けられ、前記各サイドギャップのみに磁気部材が挿入され、且つ、前記磁気部材は、前記センターギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗が前記各サイドギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗よりも大となる透磁率を有していることを特徴とする。   Further, the transformer according to the present invention has a core constituted by a pair of core bodies, at least one of which has three leg portions, and a primary winding and a space in a space region including the periphery of the central leg portion of the one core body. In the transformer in which the secondary winding is mounted, the core includes a center gap formed between a central leg portion of the one core body and a central leg portion or a yoke portion of the other core body, A pair of side gaps formed between each side leg of the other core body and the side leg or yoke of the other core body, and a magnetic member is inserted only into each side gap; The magnetic member has a magnetic permeability such that the magnetic resistance of the gap portion in the center gap is larger than the magnetic resistance of the gap portion in each side gap.

本発明によれば、センターギャップのギャップ長が各サイドギャップのギャップ長よりも大きくなるように構成されていた場合であっても、各サイドギャップの磁気的なギャップ長がセンターギャップの磁気的なギャップ長よりも大となる構成を磁気抵抗という基準を用いて決定することができ、巻線に発生する渦電流損失を効果的に低減することができる構成を簡易な手法にて実現できるという効果が得られる。   According to the present invention, even if the gap length of the center gap is configured to be larger than the gap length of each side gap, the magnetic gap length of each side gap is the magnetic gap of the center gap. The effect of being able to determine a configuration that is larger than the gap length by using a standard called magnetoresistance and to realize a configuration that can effectively reduce eddy current loss generated in the winding by a simple method. Is obtained.

また、本発明にかかるトランスは、前記各サイドギャップのギャップ長と、前記センターギャップのギャップ長とは概略等距離に構成されていることを特徴とする。   The transformer according to the present invention is characterized in that the gap length of each side gap and the gap length of the center gap are substantially equidistant.

本発明によれば、トランスの作業工数を削減することができるという効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to reduce the work man-hour of the transformer.

また、本発明にかかるチョークコイルは、少なくとも一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるチョークコアを有し、一方のコア体の中央脚部の周囲を含む空間領域に巻線が装着されてなるチョークコイルにおいて、前記チョークコアには、前記一方のコア体の中央脚部と他方のコア体の中央脚部またはヨーク部との間に形成されるセンターギャップと、前記一方のコア体の各側脚部と前記他方のコア体の各側脚部またはヨーク部との間に形成される一対のサイドギャップとが設けられ、前記各サイドギャップのギャップ長が、前記センターギャップのギャップ長よりも大となるように構成されていることを特徴とする。   The choke coil according to the present invention has a choke core constituted by a pair of core bodies, at least one of which has three leg portions, and is wound around a space region including the periphery of the central leg portion of the one core body. The choke core includes a center gap formed between a central leg portion of the one core body and a central leg portion or a yoke portion of the other core body, and the one choke core. A pair of side gaps formed between each side leg portion of the core body and each side leg portion or yoke portion of the other core body are provided, and the gap length of each side gap is equal to the center gap. It is configured to be larger than the gap length.

本発明によれば、製造方法を複雑化することなく、簡易な構造にて、渦電流損失を効果的に低減することができる。   According to the present invention, eddy current loss can be effectively reduced with a simple structure without complicating the manufacturing method.

本発明にかかるトランスによれば、製造方法を複雑化することなく、簡易な構造にて、渦電流損失を効果的に低減することができるという効果を奏する。   According to the transformer of the present invention, there is an effect that eddy current loss can be effectively reduced with a simple structure without complicating the manufacturing method.

図1は、本発明の実施の形態1にかかるトランスの構造を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a transformer according to a first embodiment of the present invention. 図2は、シミュレーションによって求めたギャップ周辺の磁界分布の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a magnetic field distribution around a gap obtained by simulation. 図3は、シミュレーションによって求めた巻線の損失とギャップ長との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the winding loss and the gap length obtained by simulation. 図4は、シミュレーション結果における損失計算を行う範囲を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a range in which the loss calculation is performed in the simulation result. 図5は、本発明の実施の形態2にかかるトランスの構造を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the structure of the transformer according to the second embodiment of the present invention. 図6は、実施の形態1,2で示したセンターギャップおよびサイドギャップを設ける一手法を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining one method for providing the center gap and the side gap shown in the first and second embodiments. 図7は、図6に示した手法とは異なる他の手法を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining another method different from the method shown in FIG. 図8は、図7に示した手法をEI型コアに対して適用した場合の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example when the method illustrated in FIG. 7 is applied to an EI type core. 図9は、本発明の実施の形態4にかかるトランスの構造を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating the structure of the transformer according to the fourth embodiment of the present invention. 図10は、シミュレーションによって求めた巻線の損失と比透磁率比との関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the winding loss and the relative permeability ratio obtained by simulation.

以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかるトランスを詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a transformer according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかるトランスの構造を示す図である。より詳細に説明すると、図1(a)は、磁性材料からなるトランスコア(以下単に「コア」と称する)の一断面図であり、図1(b)は、図1(a)中に示すA−A線から見た矢視図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a transformer according to a first embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 1 (a) is a cross-sectional view of a transformer core made of a magnetic material (hereinafter simply referred to as “core”), and FIG. 1 (b) is shown in FIG. 1 (a). It is the arrow view seen from the AA line.

図1において、実施の形態1にかかるコア10は、例えばER型のコアとして、同一構造のコア体1a,1bを用いて構成されている。コア体1a,1bは、直線状のヨーク部2(2a,2b)と、ヨーク部2の両端からヨーク部2の長手方向に対し直交する方向に立設される側脚部4(4a,4b),5(5a,5b)と、ヨーク部2の概略中央から側脚部4,5に対し概略平行に立設される中央脚部3(3a,3b)と、を有する構造である。また、中央脚部3は、図示のように断面が円形の円柱体であり、側脚部4,5は、その中央脚部3側の側面が曲率を有した凹み形状を有する構造である。なお、図示を省略しているが、中央脚部3の周囲には、トランスとしての機能を果たすための一次巻線および二次巻線が巻回あるいは装着される。   In FIG. 1, the core 10 according to the first embodiment is configured by using core bodies 1 a and 1 b having the same structure, for example, as an ER type core. The core bodies 1a and 1b are composed of a linear yoke portion 2 (2a and 2b) and side leg portions 4 (4a and 4b) that are erected from both ends of the yoke portion 2 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the yoke portion 2. ), 5 (5a, 5b), and a central leg 3 (3a, 3b) standing substantially parallel to the side legs 4, 5 from the approximate center of the yoke part 2. Further, the center leg 3 is a cylindrical body having a circular cross section as shown in the figure, and the side legs 4 and 5 have a structure in which the side surface on the side of the center leg 3 has a concave shape with a curvature. Although not shown, a primary winding and a secondary winding for functioning as a transformer are wound or mounted around the center leg 3.

また、コア体1aおよびコア体1bは、中央脚部3、側脚部4,5の各脚部同士がそれぞれ突き合わされ、且つ、中央脚部3の端面同士および側脚部4,5の各端面同士が所定の距離を持って配置されている。すなわち、コア10には、コア体1aの中央脚部3aとコア体1bの中央脚部3bとを突き合わせてセンターギャップ6が形成され、コア体1aの側脚部4aとコア体1bの側脚部4bとを突き合わせてサイドギャップ7が形成され、コア体1aの側脚部5aとコア体1bの側脚部5bとを突き合わせてサイドギャップ8が形成されている。ただし、センターギャップ6のギャップ長gcと、サイドギャップ7,8の各ギャップ長gs(ここでは等しいと仮定)との間には、gc<gsの関係がある。   In addition, the core body 1a and the core body 1b have the leg portions of the central leg portion 3 and the side leg portions 4 and 5 abutted to each other, and the end surfaces of the central leg portion 3 and the leg portions 4 and 5 of the side leg portions 4 and 5 respectively. The end faces are arranged with a predetermined distance. That is, the center gap 6 is formed in the core 10 by abutting the central leg portion 3a of the core body 1a and the central leg portion 3b of the core body 1b, and the side legs 4a of the core body 1a and the side legs of the core body 1b are formed. The side gap 7 is formed by abutting the portion 4b, and the side gap 8 is formed by abutting the side leg portion 5a of the core body 1a and the side leg portion 5b of the core body 1b. However, there is a relationship of gc <gs between the gap length gc of the center gap 6 and the gap lengths gs of the side gaps 7 and 8 (assumed to be equal here).

なお、図1では、ER型のコアを一例として示しているが、ER型に限定されるものではない。ER型以外でも、3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるコアとして、例えば、EE型、EER型、RM型、P型、EPC型、PQ型のものを用いても構わない。また、両者が3つの脚部を有するものでなくてもよく、一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるコアとして、例えば、EI型、ET/FT型のものを用いても構わない。すなわち、少なくとも一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるコアであれば任意のものに適用可能である。   In FIG. 1, an ER type core is shown as an example, but the ER type core is not limited to the ER type. Other than the ER type, for example, an EE type, EER type, RM type, P type, EPC type, or PQ type core may be used as a core constituted by a pair of core bodies having three legs. Moreover, both do not need to have three legs, and as a core constituted by a pair of core bodies having one leg having three legs, for example, an EI type or ET / FT type is used. It doesn't matter. That is, any core can be applied as long as at least one core is constituted by a pair of core bodies having three legs.

図2は、シミュレーションによって求めたギャップ周辺の磁界分布の一例を示す図である。本シミュレーションでは、センターギャップ56およびサイドギャップ58が作り出す磁界によって、中央脚部53と側脚部54との間に装着された一次巻線60および二次巻線62が受ける影響を考察するため、センターギャップ56のみを有する場合(図2(a))、センターギャップ56およびサイドギャップ58を有する場合(図2(b))、サイドギャップ58のみを有する場合(図2(c))、の3つの場合を対比して示している。なお、図2(a)〜(c)において、一点鎖線70はコアのセンターを示している。また、ギャップ周辺の磁界分布として、一次巻線60および二次巻線62を含む矩形領域72に着目し、当該矩形領域72における磁界分布を拡大して図2(a)〜(c)の各右側に示している。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a magnetic field distribution around a gap obtained by simulation. In this simulation, in order to consider the influence of the primary winding 60 and the secondary winding 62 mounted between the central leg 53 and the side legs 54 due to the magnetic field generated by the center gap 56 and the side gap 58, 3 having only the center gap 56 (FIG. 2A), having the center gap 56 and the side gap 58 (FIG. 2B), and having only the side gap 58 (FIG. 2C). The two cases are shown in contrast. 2A to 2C, the alternate long and short dash line 70 indicates the center of the core. Further, as a magnetic field distribution around the gap, attention is paid to a rectangular region 72 including the primary winding 60 and the secondary winding 62, and the magnetic field distribution in the rectangular region 72 is enlarged to each of FIGS. 2 (a) to 2 (c). Shown on the right.

つぎに、ギャップ周辺の磁界分布について考察する。まず、センターギャップ56のみを有する場合では、図2(a)に示すように、ギャップ周辺の磁界は大きく、磁界分布は広がっている。すなわち、ギャップ部分の漏れ磁束は大きく、一次巻線60および二次巻線62(以下単に「巻線」という)に鎖交して渦電流損失を増大させることが分かる。   Next, the magnetic field distribution around the gap will be considered. First, in the case of having only the center gap 56, as shown in FIG. 2A, the magnetic field around the gap is large and the magnetic field distribution is widened. In other words, the leakage magnetic flux in the gap portion is large, and it is understood that the eddy current loss is increased by interlinking with the primary winding 60 and the secondary winding 62 (hereinafter simply referred to as “winding”).

また、サイドギャップ58のみを有する場合では、図2(c)に示すように、ギャップ周辺の磁界分布は、センターギャップ56のみを有する場合とほぼ同等の広がりを示している。ただし、サイドギャップ58の右半分には巻線が存在しないので、巻線に鎖交して渦電流損失を生じさせる影響は、センターギャップ56のみを有する場合に比べて小さくなることが分かる。   In the case where only the side gap 58 is provided, as shown in FIG. 2C, the magnetic field distribution around the gap shows almost the same spread as in the case where only the center gap 56 is provided. However, since there is no winding in the right half of the side gap 58, it can be seen that the influence of causing an eddy current loss by interlinking with the winding is smaller than when only the center gap 56 is provided.

一方、センターギャップ56およびサイドギャップ58の双方を有する場合では、図2(b)に示すように、各ギャップ周辺の磁界分布は、センターギャップ56のみを有する場合およびサイドギャップ58のみを有する場合に比べて、明らかに小さくなっている。すなわち、各ギャップ周辺において、巻線に鎖交して渦電流損失を生じさせる影響は、センターギャップ56のみを有する場合およびサイドギャップ58のみを有する場合に比べて小さくなることが分かる。   On the other hand, in the case where both the center gap 56 and the side gap 58 are provided, the magnetic field distribution around each gap has a case where only the center gap 56 and a case where only the side gap 58 are provided, as shown in FIG. In comparison, it is clearly smaller. That is, it can be seen that the influence of eddy current loss linked to the winding around each gap is smaller than when only the center gap 56 is provided and when only the side gap 58 is provided.

図3は、シミュレーションによって求めた巻線の損失とギャップ長との関係を示す図である。図3において、横軸はサイドギャップのギャップ長(=gs)とセンターギャップのギャップ長(=gc)との和(=gc+gs)に対するセンターギャップのギャップ長の比(=gc/(gc+gs)、以下「ギャップ比」と称する)を表し、縦軸はセンターギャップのみを設けた場合(ギャップ比=1)を1としたときの巻線に生ずる銅損比を表している。なお、本シミュレーションでは、コアに生ずる鉄損などは考慮していない。   FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the winding loss and the gap length obtained by simulation. In FIG. 3, the horizontal axis represents the ratio of the gap length of the center gap to the sum (= gc + gs) of the gap length of the side gap (= gs) and the gap length of the center gap (= gc) (= gc / (gc + gs)) The vertical axis represents the copper loss ratio generated in the winding when the center gap is provided (gap ratio = 1) is 1. In this simulation, iron loss generated in the core is not considered.

また、図3において、「菱形」の点を連ねた曲線は、外足で囲まれた空間の損失(銅損)を示し、「四角」の点を連ねた曲線は外足で囲まれていない空間の損失(銅損)を示し、「三角」の点を連ねた曲線は両損失の和(以下「総合銅損」と称する)を示している。ここで、「外足で囲まれた空間」とは、ヨーク部および各側脚部の側面を含む2つの仮想平面で囲まれたコアの内部空間である。例えばERコアであれば、図4(a)に示すように、ハッチングで示した領域20を断面とするコアの内部空間である。また、「外足で囲まれていない空間」とは、「外足で囲まれた空間」の外部にあって、例えばERコアであれば、図4(b)に示すように、ハッチングで示した領域22を断面とするコアの内部空間である。なお、領域の22の長手方向および短手方向の幅は、巻線の損失計算を行う範囲を決めるために設定した幅であり、求める計算精度に応じて任意の幅の設定が可能である。   In FIG. 3, the curve connecting the “diamond” points indicates the loss (copper loss) of the space surrounded by the outer legs, and the curve connecting the “square” points is not surrounded by the outer legs. A space loss (copper loss) is shown, and a curve connecting “triangle” points indicates the sum of both losses (hereinafter referred to as “total copper loss”). Here, the “space surrounded by the outer legs” is an internal space of the core surrounded by two virtual planes including the side surfaces of the yoke portion and the side legs. For example, in the case of an ER core, as shown in FIG. 4 (a), it is an internal space of the core whose cross section is a region 20 indicated by hatching. In addition, the “space not surrounded by the outer legs” is outside the “space surrounded by the outer legs”. For example, if it is an ER core, it is indicated by hatching as shown in FIG. This is an internal space of the core having a cross section of the region 22. Note that the widths of the region 22 in the longitudinal direction and the short direction are widths set to determine a range for calculating the loss of the winding, and can be set to an arbitrary width according to the calculated accuracy.

図3のシミュレーション結果によれば、ギャップ比が0〜0.2の間に、総合銅損が最小になる領域が存在していることが分かる。このような最小領域が存在する第1の理由は、センターギャップによる漏れ磁束とサイドギャップによる漏れ磁束とが互いに逆向きであるため、巻線に鎖交する磁束が打ち消し合い、巻線に発生する渦電流が小さくなるためと考えられる。この漏れ磁束の打ち消し合いは、ギャップ比=0(すなわち、サイドギャップのみ)では起こらず、また、ギャップ比=1(すなわち、センターギャップのみ)でも起こらない。したがって、センターギャップおよびサイドギャップを有し、且つ、これらのギャップ比がある値をとるときに、総合銅損が最小になる点が存在すると説明できる。なお、このことは、図2に示したギャップ周辺の磁界分布からも理解することができる。   According to the simulation result of FIG. 3, it can be seen that there is a region where the total copper loss is minimized when the gap ratio is 0 to 0.2. The first reason why such a minimum region exists is that the leakage magnetic flux due to the center gap and the leakage magnetic flux due to the side gap are opposite to each other. This is probably because the eddy current is reduced. The cancellation of the leakage magnetic flux does not occur when the gap ratio = 0 (that is, only the side gap), and does not occur even when the gap ratio = 1 (that is, only the center gap). Therefore, it can be explained that there is a point where the total copper loss is minimized when the gap ratio has a certain value with the center gap and the side gap. This can also be understood from the magnetic field distribution around the gap shown in FIG.

また、上記のような最小領域が存在する第2の理由は、センターギャップとサイドギャップとで巻線に及ぼす影響が異なるからと考えられる。具体的に、センターギャップは、360°に亘って巻線に渦電流を流すが、サイドギャップでは、90〜180°程度の範囲に限定される(例えば、ER型では小さく、PQ型では大きい)。このことから、センターギャップの影響をより小さくした方が、巻線に発生する渦電流を小さくすることができる。   The second reason for the existence of the minimum region as described above is considered to be because the influence on the winding is different between the center gap and the side gap. Specifically, the center gap causes an eddy current to flow through the winding through 360 °, but the side gap is limited to a range of about 90 to 180 ° (for example, small for the ER type and large for the PQ type). . Therefore, the eddy current generated in the winding can be reduced by reducing the influence of the center gap.

ここで、巻線に渦電流を流す範囲がセンターギャップとサイドギャップとで等しいと仮定すれば、上記第1の理由から、センターギャップのギャップ長とサイドギャップのギャップ長とが等しいとき、すなわちギャップ比=0.5のときが最適長と考えられる。したがって、サイドギャップのギャップ長がセンターギャップのギャップ長よりも大きい場合に、総合銅損が最小になる点が存在すると説明できる。   Here, if it is assumed that the range in which the eddy current flows in the winding is the same between the center gap and the side gap, for the first reason, when the gap length of the center gap and the gap length of the side gap are equal, that is, the gap The optimum length is considered when the ratio = 0.5. Therefore, it can be explained that there is a point where the total copper loss is minimized when the gap length of the side gap is larger than the gap length of the center gap.

図3のシミュレーション結果によれば、総合銅損の最小点(ギャップ比≒0.05)においては、センターギャップのみの場合(ギャップ比=1)に比して、総合銅損を約50%低減することができ、また、センターギャップのギャップ長とサイドギャップのギャップ長とが等しい場合(ギャップ比=0.5)に比しても、総合銅損を約30%低減することができる。   According to the simulation result of FIG. 3, the total copper loss is reduced by about 50% at the minimum point of the total copper loss (gap ratio≈0.05) compared to the case of only the center gap (gap ratio = 1). In addition, the total copper loss can be reduced by about 30% even when the gap length of the center gap and the gap length of the side gap are equal (gap ratio = 0.5).

なお、図3のシミュレーション結果では、ギャップ比≒0.05が総合銅損の最小点として示したが、ギャップ比が必ずしもこの点にある必要はない。肝要な点は、従来に比して総合銅損が低減していればよい。図3のシミュレーション結果において、ギャップ比=0.5では、ギャップ比=1に比して、総合銅損を約25%低減することができるので、ギャップ比が0.5以下であれば、総合銅損の低減効果があると言っても過言ではない。   In the simulation result of FIG. 3, the gap ratio≈0.05 is shown as the minimum point of the total copper loss, but the gap ratio is not necessarily at this point. The important point is that the total copper loss is reduced as compared with the prior art. In the simulation results of FIG. 3, when the gap ratio = 0.5, the total copper loss can be reduced by about 25% compared to the gap ratio = 1. It is no exaggeration to say that there is an effect of reducing copper loss.

また、図3のシミュレーション結果はERコアを一例としたものであり、他の型のコアでは、総合銅損の最小点は多少なりともシフトすることになる。また、ERコアの場合でも、各ギャップ部の断面積や磁気回路の構成の差異などにより、総合銅損の最小点はシフトする。よって、ギャップ比の最小値は、本シミュレーション結果の最小点である0.05の“−50%”以内の値(0.025)を下限値とし、この値よりも大きい値を有していれば、種々の型のコアに対しても、総合銅損の低減効果を確実に得るギャップ比に収まっていると言うことができる。   In addition, the simulation result of FIG. 3 is an example of the ER core, and in the other types of cores, the minimum point of the total copper loss is somewhat shifted. Even in the case of the ER core, the minimum point of the total copper loss is shifted due to the difference in the cross-sectional area of each gap portion or the configuration of the magnetic circuit. Therefore, the minimum value of the gap ratio has a value (0.025) within “−50%” of 0.05 which is the minimum point of the simulation result as a lower limit, and has a value larger than this value. In other words, it can be said that the gap ratio is surely obtained even for various types of cores, which can surely reduce the total copper loss.

以上説明したように、実施の形態1のトランスによれば、一方のコア体の各側脚部と他方のコア体の側脚部またはヨーク部とを突き合わせて形成される一対のサイドギャップのギャップ長が、一方のコア体の中央脚部と他方のコア体の中央脚部またはヨーク部とを突き合わせて形成されるセンターギャップのギャップ長よりも大きくなるように構成しているので、製造方法を複雑化することなく、簡易な構造にて、巻線に発生する渦電流損失を効果的に低減することができるという効果が得られる。   As described above, according to the transformer of the first embodiment, the gap between the pair of side gaps formed by abutting each side leg portion of one core body with the side leg portion or yoke portion of the other core body. Since the length is configured to be larger than the gap length of the center gap formed by abutting the central leg part of one core body and the central leg part or yoke part of the other core body, the manufacturing method There is an effect that eddy current loss generated in the winding can be effectively reduced with a simple structure without being complicated.

実施の形態2.
図5は、本発明の実施の形態2にかかるトランスの構造を示す図である。実施の形態1と同一または同等の部分には同一符号を付して説明を省略する。実施の形態2のトランスでは、図5に示すように、サイドギャップ7,8に、それぞれスペーサ26,28を挿入するようにしている。なお、センターギャップ6には、何も挿入されていない。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating the structure of the transformer according to the second embodiment of the present invention. Parts that are the same as or equivalent to those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. In the transformer of the second embodiment, as shown in FIG. 5, spacers 26 and 28 are inserted into the side gaps 7 and 8, respectively. Note that nothing is inserted in the center gap 6.

サイドギャップ7,8にそれぞれ挿入されたスペーサ26,28により、コア体1aとコア体1bとが固定されるが、中央脚部3a,3b同士は接触しない。そのため、中央脚部3a,3bに不要なストレスが生じることはなく、中央脚部3a,3bの一部にクラックが生じて性能が低下するといった心配をすることもない。さらに、スペーサ26,28の厚さを適宜に調整できるので、コア体1a,1bに多少の製造誤差があっても、そのままの状態で使用することができる。よって、トランスの製造を簡易に行うことができる。   The core body 1a and the core body 1b are fixed by the spacers 26 and 28 inserted in the side gaps 7 and 8, respectively, but the central leg portions 3a and 3b are not in contact with each other. Therefore, unnecessary stress does not occur in the central leg portions 3a and 3b, and there is no concern that the performance is deteriorated due to a crack in a part of the central leg portions 3a and 3b. Furthermore, since the thickness of the spacers 26 and 28 can be adjusted as appropriate, even if there are some manufacturing errors in the core bodies 1a and 1b, they can be used as they are. Therefore, the transformer can be easily manufactured.

なお、サイドギャップ7,8にそれぞれ挿入するスペーサ26,28は、比透磁率が1程度の材料を用いれば、実施の形態1で説明したトランスと実質的には、同一の性能を有するものとなる。ただし、スペーサ26,28として、比透磁率が1を超えるもの、あるいは1以下のものを挿入しても構わない。なお、比透磁率が1程度以外のものを挿入する点については、後述する実施の形態4のところで説明する。   The spacers 26 and 28 inserted into the side gaps 7 and 8 have substantially the same performance as the transformer described in the first embodiment if a material having a relative permeability of about 1 is used. Become. However, as the spacers 26 and 28, those having a relative permeability exceeding 1 or 1 or less may be inserted. In addition, the point which inserts things with relative permeability other than about 1 is demonstrated in Embodiment 4 mentioned later.

以上説明したように、実施の形態2のトランスによれば、一方のコア体の各側脚部と他方のコア体の側脚部またはヨーク部とを突き合わせて形成される一対のサイドギャップのみにスペーサを挿入しているので、中央脚部間に不要なストレスを生じさせることがないという効果が得られる。   As described above, according to the transformer of the second embodiment, only the pair of side gaps formed by abutting each side leg portion of one core body with the side leg portion or yoke portion of the other core body. Since the spacer is inserted, an effect that unnecessary stress is not generated between the central legs can be obtained.

また、実施の形態2のトランスによれば、トランスコアを構成する一対のコア体に多少の製造誤差があっても、そのままの状態で使用することができるので、トランスの製造を簡易に行うことができるという効果が得られる。   Further, according to the transformer of the second embodiment, even if there is some manufacturing error in the pair of core bodies constituting the transformer core, it can be used as it is, so that the transformer can be manufactured easily. The effect of being able to be obtained.

実施の形態3.
実施の形態3では、図1および図5に示したトランスコアにおけるセンターギャップおよびサイドギャップの設け方について説明する。図6は、実施の形態1,2で示したセンターギャップおよびサイドギャップを設ける一手法を説明する図である。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, a method of providing the center gap and the side gap in the transformer core shown in FIGS. 1 and 5 will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining one method for providing the center gap and the side gap shown in the first and second embodiments.

図6に示す手法は、コア体1aにおける側脚部4a,5aおよび、コア体1bにおける側脚部4b,5bの端部をそれぞれ均等に削り取ることで、サイドギャップの各ギャップ長gsが、センターギャップのギャップ長gcよりも大となる構造を実現するものである。この手法を採れば、コア体1aとコア体1bとが同一構造となるので、2種のコア体を準備しておく必要がないという利点が得られる。また、複数枚のコア部材(例えば電磁鋼板)を積層してEE型のコアを形成する場合などにおいては、誤ったコア部材を組み合わせてコア体を製造してしまうといった心配が無用である。   The technique shown in FIG. 6 is that the side leg portions 4a and 5a in the core body 1a and the end portions of the side leg portions 4b and 5b in the core body 1b are evenly cut away, so that each gap length gs of the side gap becomes the center. A structure that is larger than the gap length gc of the gap is realized. By adopting this method, the core body 1a and the core body 1b have the same structure, so that there is an advantage that it is not necessary to prepare two kinds of core bodies. In addition, when a plurality of core members (for example, electromagnetic steel plates) are stacked to form an EE type core, there is no need to worry that a core body is manufactured by combining wrong core members.

また、図7は、図6に示した手法とは異なる他の手法を説明する図である。図7に示す手法は、一方のコア体(図7ではコア体1a)の各側脚部(図7では側脚部4a,5a)の端部を均等に削り取ることで、サイドギャップの各ギャップ長gsが、センターギャップのギャップ長gcよりも大となる構造を実現するものである。この手法を採れば、削り取る作業を一方のコア体のみにできるので、図6に示す手法より、作業工数を削減することができる。   FIG. 7 is a diagram for explaining another method different from the method shown in FIG. The technique shown in FIG. 7 is to remove each end of each side leg (side leg 4a, 5a in FIG. 7) of one core body (core body 1a in FIG. 7) evenly. A structure in which the length gs is larger than the gap length gc of the center gap is realized. If this method is adopted, the scraping work can be performed only on one core body, so that the number of work steps can be reduced as compared with the method shown in FIG.

また、図8に示すトランスコアは、一方のコア体1aに中央脚部3aと各側脚部4a,5aを有し、他方のコア体はヨーク部2のみを有している。この場合も図7に示す手法と同様に、一方のコア体1aの各側脚部4a,5aの端部を均等に削り取ることで、サイドギャップの各ギャップ長gsが、センターギャップのギャップ長gcよりも大となる構造を実現することができる。   The transformer core shown in FIG. 8 has a central leg portion 3a and side leg portions 4a and 5a on one core body 1a, and the other core body has only a yoke portion 2. Also in this case, similarly to the method shown in FIG. 7, the gap length gs of the side gap is changed to the gap length gc of the center gap by evenly scraping the ends of the side legs 4a and 5a of the one core body 1a. A larger structure can be realized.

実施の形態4.
図9は、本発明の実施の形態4にかかるトランスの構造を示す図である。実施の形態1と同一または同等の部分には同一符号を付して説明を省略する。実施の形態4のトランスでは、図8に示すように、センターギャップ16のギャップ長と、サイドギャップ17,18のギャップ長とが概略等距離になるように構成すると共に、センターギャップ16には比透磁率μs2の磁気部材36を挿入し、サイドギャップ17,18には比透磁率μs3の磁気部材37,38をそれぞれ挿入するようにしている。ただし、センターギャップ16に挿入する磁気部材36の比透磁率μs2と、サイドギャップ17,18に挿入する磁気部材37,38の比透磁率μs3との間には、μs2>μs3の関係がある。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating the structure of the transformer according to the fourth embodiment of the present invention. Parts that are the same as or equivalent to those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. In the transformer of the fourth embodiment, as shown in FIG. 8, the gap length of the center gap 16 and the gap lengths of the side gaps 17 and 18 are configured to be approximately equidistant. A magnetic member 36 having a magnetic permeability μs2 is inserted, and magnetic members 37 and 38 having a relative magnetic permeability μs3 are inserted into the side gaps 17 and 18, respectively. However, there is a relationship of μs2> μs3 between the relative permeability μs2 of the magnetic member 36 inserted into the center gap 16 and the relative permeability μs3 of the magnetic members 37 and 38 inserted into the side gaps 17 and 18.

なお、図7では、ER型のコアを一例として示しているが、ER型に限定されるものではないことは実施の形態1と同様である。すなわち、少なくとも一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成される、例えばEE型、EER型、RM型、P型、EPC型、PQ型、EI型、ET/FT型のものを用いることが可能である。   In FIG. 7, an ER type core is shown as an example, but the ER type core is not limited to the ER type as in the first embodiment. That is, for example, an EE type, an EER type, an RM type, a P type, an EPC type, a PQ type, an EI type, or an ET / FT type is used which is constituted by a pair of core bodies each having three legs. It is possible.

実施の形態1では、サイドギャップのギャップ長がセンターギャップのギャップ長よりも大きくなるように構成しているが、この技術の肝要な点は、サイドギャップによる漏れ磁束と、センターギャップによる漏れ磁束との間に折り合いをつけることである。実施の形態1では、磁気部材を挿入することなく(すなわち比透磁率=1)、各ギャップ部のギャップ長を調整することで漏れ磁束に関する折り合いをつけていたと説明することができる。   In the first embodiment, the gap length of the side gap is configured to be larger than the gap length of the center gap. However, the important point of this technique is that the leakage magnetic flux due to the side gap, the leakage magnetic flux due to the center gap, It is to make a compromise between. In the first embodiment, it can be explained that the magnetic flux has been compromised by adjusting the gap length of each gap portion without inserting a magnetic member (that is, relative permeability = 1).

一方、各ギャップ部のギャップ長を調整するということは、技術的には、各ギャップ部における磁気抵抗を可変したのと等価である。ここで、ギャップ長が大きいということは磁気抵抗が大きいことである。また、比透磁率は磁気抵抗に反比例するので、ギャップ長が等しい場合には、挿入する磁気部材の比透磁率が小さい方が、磁気抵抗は大きくなる。したがって、比透磁率が小さい磁気部材をサイドギャップに挿入するようにすれば、ギャップ長が等しい場合であっても、実施の形態1と同等のトランスを構成することが可能となる。   On the other hand, adjusting the gap length of each gap portion is technically equivalent to changing the magnetic resistance in each gap portion. Here, a large gap length means a large magnetoresistance. Further, since the relative permeability is inversely proportional to the magnetic resistance, when the gap length is equal, the smaller the relative permeability of the magnetic member to be inserted, the larger the magnetic resistance. Therefore, if a magnetic member having a small relative permeability is inserted into the side gap, a transformer equivalent to that in the first embodiment can be configured even when the gap length is equal.

図10は、シミュレーションによって求めた巻線の損失と比透磁率比との関係を示す図である。図9において、横軸はサイドギャップに挿入する磁気部材の比透磁率(μs3)とセンターギャップに挿入する磁気部材の比透磁率(μs2)との比(比透磁率比)を表し、縦軸は比透磁率比(μs3/μs2)が“1913”の場合を1としたときの巻線に生ずる銅損比を表している。なお、本シミュレーションでは、コア体1a,1bの比透磁率を“1913”としているので、μs3/μs2=1913の場合は、実施の形態1のトランスでは、センターギャップのみを設けた場合に相当する。   FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the winding loss and the relative permeability ratio obtained by simulation. In FIG. 9, the horizontal axis represents the ratio (relative permeability ratio) between the relative permeability (μs3) of the magnetic member inserted into the side gap and the relative permeability (μs2) of the magnetic member inserted into the center gap. Represents the copper loss ratio generated in the winding when the relative permeability ratio (μs 3 / μs 2) is “1913”. In this simulation, since the relative magnetic permeability of the core bodies 1a and 1b is “1913”, the case of μs3 / μs2 = 1913 corresponds to the case where only the center gap is provided in the transformer of the first embodiment. .

また、図10において、「菱形」の点を連ねた曲線は、外足で囲まれた空間の損失(銅損)を示し、「四角」の点を連ねた曲線は外足で囲まれていない空間の損失(銅損)を示し、「三角」の点を連ねた曲線は総合銅損を示している。これらの定義は、図3と同様である。   In FIG. 10, the curve connecting the “diamond” points indicates the loss (copper loss) of the space surrounded by the outer legs, and the curve connecting the “square” points is not surrounded by the outer legs. The space loss (copper loss) is shown, and the curve connecting the “triangle” points shows the total copper loss. These definitions are the same as those in FIG.

図10のシミュレーション結果によれば、比透磁率比が0.1〜0.2の間に、総合銅損が最小になる領域が存在していることが分かり、この総合銅損の最小点では、センターギャップのみを設けた場合に相当するμs3/μs2=1913の場合に比して、総合銅損を約50%低減することができる。また、この総合銅損の最小点では、比透磁率比=1、すなわちセンターギャップおよびサイドギャップに同じ比透磁率の磁性材料が挿入されている場合(エアーギャップの場合もこの場合に相当する)に比して、総合銅損を約25%低減することができる。このような最小領域が存在する理由は、実施の形態1のときと同様であり、巻線に鎖交する磁束の打ち消し合いによって、巻線に発生する渦電流が小さくなる作用があるためである。   According to the simulation result of FIG. 10, it can be seen that there is a region where the total copper loss is minimized when the relative permeability ratio is 0.1 to 0.2. The total copper loss can be reduced by about 50% compared to the case of μs 3 / μs 2 = 1913 corresponding to the case where only the center gap is provided. Further, at the minimum point of the total copper loss, the relative permeability ratio = 1, that is, when a magnetic material having the same relative permeability is inserted in the center gap and the side gap (the case of the air gap also corresponds to this case). Compared to the above, the total copper loss can be reduced by about 25%. The reason why such a minimum region exists is the same as in the first embodiment, because the eddy current generated in the winding is reduced by canceling out the magnetic flux linked to the winding. .

なお、本実施の形態では、センターギャップのギャップ長と、各サイドギャップのギャップ長とが概略等距離になるように構成しているが、この限りではない。特に、各ギャップ部に挿入する磁性材料の比透磁率としては、任意のものを選択することができるので、理論的には、センターギャップのギャップ長が各サイドギャップのギャップ長よりも大となる構成であっても構わない。肝要な点は、各サイドギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗が、前記センターギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗よりも大となるように構成されていることである。すなわち、センターギャップのギャップ長が各サイドギャップのギャップ長よりも大きくなるように構成されていても、各ギャップ部に挿入する磁性材料の比透磁率を適切に選定することにより、各サイドギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗が、前記センターギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗よりも大となるように構成することが可能である。   In the present embodiment, the gap length of the center gap and the gap length of each side gap are configured to be approximately equidistant, but this is not restrictive. In particular, as the relative permeability of the magnetic material to be inserted into each gap portion can be selected arbitrarily, the center gap gap length is theoretically larger than the gap length of each side gap. It may be a configuration. The important point is that the magnetic resistance of the gap portion in each side gap is configured to be larger than the magnetic resistance of the gap portion in the center gap. That is, even if the gap length of the center gap is configured to be larger than the gap length of each side gap, by appropriately selecting the relative permeability of the magnetic material to be inserted into each gap portion, It is possible to configure so that the magnetic resistance of the gap portion is larger than the magnetic resistance of the gap portion in the center gap.

以上説明したように、実施の形態4のトランスによれば、一方のコア体の各側脚部と他方のコア体の側脚部またはヨーク部とを突き合わせて形成される一対のサイドギャップと、一方のコア体の中央脚部と他方のコア体の中央脚部またはヨーク部とを突き合わせて形成されるセンターギャップとに、異なる比透磁率の磁気部材を挿入し、各サイドギャップに挿入する磁気部材の比透磁率をセンターギャップに挿入する磁気部材の比透磁率よりも小となるように構成したので、巻線に発生する渦電流損失を効果的に低減することができるという効果が得られる。   As described above, according to the transformer of the fourth embodiment, a pair of side gaps formed by abutting each side leg portion of one core body with the side leg portion or yoke portion of the other core body, A magnetic member having a different relative permeability is inserted into the center gap formed by abutting the central leg portion of one core body with the central leg portion or yoke portion of the other core body, and is inserted into each side gap. Since the relative permeability of the member is configured to be smaller than the relative permeability of the magnetic member inserted into the center gap, it is possible to effectively reduce the eddy current loss generated in the winding. .

なお、図8に示すように、各サイドギャップのギャップ長とセンターギャップのギャップ長とが概略等距離となるように構成すれば、トランスの作業工数を削減することができるという効果が得られる。   In addition, as shown in FIG. 8, if the gap length of each side gap and the gap length of the center gap are configured to be approximately equidistant, an effect that the work man-hour of the transformer can be reduced is obtained.

また、実施の形態4のトランスによれば、一方のコア体の中央脚部と他方のコア体の中央脚部またはヨーク部とを突き合わせて形成されるセンターギャップと、他方のコア体の各側脚部と他方のコア体の側脚部またはヨーク部とを突き合わせて形成される一対のサイドギャップとを設けたトランスコアを構成するとき、各サイドギャップのみに磁気部材を挿入し、これらの磁気部材の比透磁率として、センターギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗が各サイドギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗よりも大となるように構成できるので、センターギャップのギャップ長が各サイドギャップのギャップ長よりも大きいという構成であっても、各サイドギャップの磁気的なギャップ長がセンターギャップの磁気的なギャップ長よりも大となる構成を磁気抵抗という基準を用いて決定することができ、巻線に発生する渦電流損失を効果的に低減することができる構成を簡易な手法にて実現できるという効果が得られる。   Further, according to the transformer of the fourth embodiment, the center gap formed by abutting the central leg portion of one core body with the central leg portion or the yoke portion of the other core body, and each side of the other core body When configuring a transformer core provided with a pair of side gaps formed by abutting the leg part and the side leg part or yoke part of the other core body, magnetic members are inserted only into each side gap, and Since the relative magnetic permeability of the member can be configured such that the magnetic resistance of the gap portion in the center gap is larger than the magnetic resistance of the gap portion in each side gap, the gap length of the center gap is larger than the gap length of each side gap. Even if the configuration is large, the magnetic gap length of each side gap is larger than the magnetic gap length of the center gap. Formation can be determined using the criterion that the magnetic resistance effect is obtained in that the structure capable of effectively reducing eddy current loss generated in the windings can be realized by a simple technique.

なお、磁気抵抗という基準を用いて各ギャップ部のギャップ長を決定するという手法は、実施の形態1のトランスにも適用することが可能である。例えば、実施の形態1のように磁気部材を挿入しないトランス(すなわち、エアーギャップを有するトランス)であり、且つ、センターギャップまたはサイドギャップの各ギャップ部における端面が複雑な形状(例えばテーパーを有している場合など)のコアであったとしても、磁気抵抗という基準を用いて、各ギャップにおけるギャップ長を決定することが可能となる。   Note that the technique of determining the gap length of each gap portion using the standard of magnetoresistance can also be applied to the transformer of the first embodiment. For example, it is a transformer that does not insert a magnetic member as in the first embodiment (that is, a transformer having an air gap), and the end face in each gap portion of the center gap or the side gap has a complicated shape (for example, has a taper). Even if it is a core), it is possible to determine the gap length in each gap using the criterion of magnetoresistance.

また、上記実施の形態1〜4では、少なくとも一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるトランスコアを有し、一方のコア体の中央脚部の周囲を含む空間領域に一次巻線および二次巻線が装着されてなるトランスについて説明したが、一方のコア体の中央脚部の周囲を含む空間領域に巻線が巻回あるいは装着されてなるチョークコイルに適用することも可能であり、トランスの場合と同様な効果を得ることができる。   In the first to fourth embodiments, at least one has a transformer core constituted by a pair of core bodies having three leg portions, and is primary in a spatial region including the periphery of the central leg portion of one core body. Although a transformer having a winding and a secondary winding has been described, it may be applied to a choke coil in which a winding is wound or mounted in a space region including the periphery of the central leg of one core body. It is possible to obtain the same effect as in the case of a transformer.

以上のように、本発明にかかるトランスおよびチョークコイルは、製造方法を複雑化することなく、簡易な構造にて、渦電流損失を効果的に低減することができる発明として有用である。   As described above, the transformer and choke coil according to the present invention are useful as an invention that can effectively reduce eddy current loss with a simple structure without complicating the manufacturing method.

1a,1b コア体
2 ヨーク部
3,3a,3b,53 中央脚部
4,4a,4b,5,5a,5b,54 側脚部
6,16,56 センターギャップ
7,8,17,18,58 サイドギャップ
10 コア(トランスコア)
26,28 スペーサ
36,37,38 磁気部材
60 一次巻線
62 二次巻線
1a, 1b Core body 2 Yoke part 3, 3a, 3b, 53 Central leg part 4, 4a, 4b, 5, 5a, 5b, 54 Side leg part 6, 16, 56 Center gap 7, 8, 17, 18, 58 Side gap 10 core (transformer core)
26, 28 Spacer 36, 37, 38 Magnetic member 60 Primary winding 62 Secondary winding

Claims (8)

少なくとも一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるトランスコアを有し、一方のコア体の中央脚部の周囲を含む空間領域に一次巻線および二次巻線が装着されてなるトランスにおいて、
前記トランスコアには、前記一方のコア体の中央脚部と他方のコア体の中央脚部またはヨーク部との間に形成されるセンターギャップと、前記一方のコア体の各側脚部と前記他方のコア体の側脚部またはヨーク部との間に形成される一対のサイドギャップとが設けられ、
前記各サイドギャップのギャップ長が、前記センターギャップのギャップ長よりも大となるように構成されていることを特徴とするトランス。
At least one has a transformer core constituted by a pair of core bodies having three leg portions, and a primary winding and a secondary winding are mounted in a space region including the periphery of the central leg portion of the one core body. In the transformer
The transformer core includes a center gap formed between a central leg portion of the one core body and a central leg portion or a yoke portion of the other core body, each side leg portion of the one core body, and the A pair of side gaps formed between the side legs or yokes of the other core body,
A transformer characterized in that a gap length of each side gap is configured to be larger than a gap length of the center gap.
前記各サイドギャップのギャップ長と前記センターギャップのギャップ長との和に対する前記センターギャップのギャップ長の比が、0.025〜0.5の範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載のトランス。   The ratio of the gap length of the center gap to the sum of the gap length of each side gap and the gap length of the center gap is in the range of 0.025 to 0.5. Transformer. 少なくとも一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるトランスコアを有し、一方のコア体の中央脚部の周囲を含む空間領域に一次巻線および二次巻線が装着されてなるトランスにおいて、
前記トランスコアには、前記一方のコア体の中央脚部と他方のコア体の中央脚部またはヨーク部との間に形成されるセンターギャップと、前記他方のコア体の各側脚部と前記他方のコア体の側脚部またはヨーク部との間に形成される一対のサイドギャップとが設けられ、
前記各サイドギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗が、前記センターギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗よりも大となるように構成されていることを特徴とするトランス。
At least one has a transformer core constituted by a pair of core bodies having three leg portions, and a primary winding and a secondary winding are mounted in a space region including the periphery of the central leg portion of the one core body. In the transformer
The transformer core includes a center gap formed between a central leg portion of the one core body and a central leg portion or a yoke portion of the other core body, each side leg portion of the other core body, and the A pair of side gaps formed between the side legs or yokes of the other core body,
A transformer characterized in that a magnetic resistance of a gap portion in each side gap is larger than a magnetic resistance of a gap portion in the center gap.
前記各サイドギャップにはスペーサが挿入され、前記センターギャップにはスペーサが挿入されていないことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のトランス。   The transformer according to claim 1, wherein a spacer is inserted in each side gap, and no spacer is inserted in the center gap. 少なくとも一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるトランスコアを有し、一方のコア体の中央脚部の周囲を含む空間領域に一次巻線および二次巻線が装着されてなるトランスにおいて、
前記トランスコアには、前記一方のコア体の中央脚部と他方のコア体の中央脚部またはヨーク部との間に形成されるセンターギャップと、前記他方のコア体の各側脚部と前記他方のコア体の側脚部またはヨーク部との間に形成される一対のサイドギャップとが設けられ、
前記各サイドギャップのギャップ長と、前記センターギャップのギャップ長とは概略等距離に構成され、且つ、前記各サイドギャップおよび前記センターギャップには、異なる比透磁率の磁気部材が挿入され、且つ、前記各サイドギャップに挿入される磁気部材の比透磁率が、前記センターギャップに挿入される磁気部材の比透磁率よりも小となるように構成されていることを特徴とするトランス。
At least one has a transformer core constituted by a pair of core bodies having three leg portions, and a primary winding and a secondary winding are mounted in a space region including the periphery of the central leg portion of the one core body. In the transformer
The transformer core includes a center gap formed between a central leg portion of the one core body and a central leg portion or a yoke portion of the other core body, each side leg portion of the other core body, and the A pair of side gaps formed between the side legs or yokes of the other core body,
The gap length of each side gap and the gap length of the center gap are substantially equidistant, and a magnetic member having a different relative permeability is inserted into each side gap and the center gap, and A transformer configured such that a relative permeability of a magnetic member inserted into each side gap is smaller than a relative permeability of a magnetic member inserted into the center gap.
少なくとも一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるトランスコアを有し、一方のコア体の中央脚部の周囲を含む空間領域に一次巻線および二次巻線が装着されてなるトランスにおいて、
前記トランスコアには、前記一方のコア体の中央脚部と他方のコア体の中央脚部またはヨーク部との間に形成されるセンターギャップと、前記他方のコア体の各側脚部と前記他方のコア体の側脚部またはヨーク部との間に形成される一対のサイドギャップとが設けられ、
前記各サイドギャップのみに磁気部材が挿入され、且つ、前記磁気部材は、前記センターギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗が前記各サイドギャップにおけるギャップ部の磁気抵抗よりも大となる比透磁率を有して構成されていることを特徴とするトランス。
At least one has a transformer core constituted by a pair of core bodies having three leg portions, and a primary winding and a secondary winding are mounted in a space region including the periphery of the central leg portion of the one core body. In the transformer
The transformer core includes a center gap formed between a central leg portion of the one core body and a central leg portion or a yoke portion of the other core body, each side leg portion of the other core body, and the A pair of side gaps formed between the side legs or yokes of the other core body,
A magnetic member is inserted only in each side gap, and the magnetic member has a relative magnetic permeability such that the magnetic resistance of the gap portion in the center gap is larger than the magnetic resistance of the gap portion in each side gap. Transformer characterized by being configured.
前記各サイドギャップのギャップ長と、前記センターギャップのギャップ長とは概略等距離に構成されていることを特徴とする請求項6に記載のトランス。   The transformer according to claim 6, wherein the gap length of each side gap and the gap length of the center gap are substantially equidistant. 少なくとも一方が3つの脚部を有する一対のコア体によって構成されるチョークコアを有し、一方のコア体の中央脚部の周囲を含む空間領域に巻線が装着されてなるチョークコイルにおいて、
前記チョークコアには、前記一方のコア体の中央脚部と他方のコア体の中央脚部またはヨーク部との間に形成されるセンターギャップと、前記一方のコア体の各側脚部と前記他方のコア体の各側脚部またはヨーク部との間に形成される一対のサイドギャップとが設けられ、
前記各サイドギャップのギャップ長が、前記センターギャップのギャップ長よりも大となるように構成されていることを特徴とするチョークコイル。
In the choke coil in which at least one has a choke core constituted by a pair of core bodies having three leg portions, and a winding is mounted in a space region including the periphery of the central leg portion of the one core body,
The choke core includes a center gap formed between a central leg portion of the one core body and a central leg portion or a yoke portion of the other core body, each side leg portion of the one core body, and the A pair of side gaps formed between each side leg or yoke of the other core body,
A choke coil characterized in that a gap length of each side gap is configured to be larger than a gap length of the center gap.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012186405A (en) * 2011-03-08 2012-09-27 Hitachi Ltd Reactor device, and power converter using reactor device
KR20160071223A (en) * 2014-12-11 2016-06-21 엘지이노텍 주식회사 Inductor
TWI641005B (en) * 2011-09-30 2018-11-11 英特爾公司 Electronic apparatus with inductor that switches between coupled and decoupled states
KR20180129470A (en) * 2017-05-26 2018-12-05 주식회사 솔루엠 Transformer and LLC Resonant Converter having the same
WO2020066562A1 (en) * 2018-09-28 2020-04-02 株式会社オートネットワーク技術研究所 Coil device and electrical junction box
CN112632458A (en) * 2020-12-23 2021-04-09 西南交通大学 Traction transformer eddy current loss solving method considering iron core magnetic saturation
US11744021B2 (en) 2022-01-21 2023-08-29 Analog Devices, Inc. Electronic assembly

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6487513A (en) * 1987-09-30 1989-03-31 Mitsubishi Metal Corp Production of compound metal oxide
JPH08107021A (en) * 1994-10-04 1996-04-23 Murata Mfg Co Ltd Transformer
JPH118130A (en) * 1997-06-16 1999-01-12 Fuji Elelctrochem Co Ltd E type core for winding wire component of high-requency transformer or the like

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6487513A (en) * 1987-09-30 1989-03-31 Mitsubishi Metal Corp Production of compound metal oxide
JPH08107021A (en) * 1994-10-04 1996-04-23 Murata Mfg Co Ltd Transformer
JPH118130A (en) * 1997-06-16 1999-01-12 Fuji Elelctrochem Co Ltd E type core for winding wire component of high-requency transformer or the like

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012186405A (en) * 2011-03-08 2012-09-27 Hitachi Ltd Reactor device, and power converter using reactor device
TWI641005B (en) * 2011-09-30 2018-11-11 英特爾公司 Electronic apparatus with inductor that switches between coupled and decoupled states
KR20160071223A (en) * 2014-12-11 2016-06-21 엘지이노텍 주식회사 Inductor
KR102318230B1 (en) 2014-12-11 2021-10-27 엘지이노텍 주식회사 Inductor
KR20180129470A (en) * 2017-05-26 2018-12-05 주식회사 솔루엠 Transformer and LLC Resonant Converter having the same
KR102020648B1 (en) * 2017-05-26 2019-09-11 주식회사 솔루엠 Transformer and LLC Resonant Converter having the same
US10630191B2 (en) 2017-05-26 2020-04-21 Solum Co., Ltd. Transformer and LLC resonant converter having the same
US10958182B2 (en) 2017-05-26 2021-03-23 Solum Co., Ltd. Transformer and LLC resonant converter having the same
WO2020066562A1 (en) * 2018-09-28 2020-04-02 株式会社オートネットワーク技術研究所 Coil device and electrical junction box
CN112632458A (en) * 2020-12-23 2021-04-09 西南交通大学 Traction transformer eddy current loss solving method considering iron core magnetic saturation
US11744021B2 (en) 2022-01-21 2023-08-29 Analog Devices, Inc. Electronic assembly

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