JP2016092317A - Ferrite core - Google Patents
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Description
本発明は、飽和電流値が調整可能なフェライトコアに関する。 The present invention relates to a ferrite core having an adjustable saturation current value.
従来のトロイダル形状のフェライトコアはディファレンシャルモードで使用した場合、数アンペアを重畳すると飽和してしまい、その結果、ノイズ低減効果がなくなってしまう。そこで、大電流重畳下でも飽和しないものとして、Fe−Si材(フェロシリコン)のコアが使用されている。このFe−Si材のコアは、フェライトコアと違って透磁率が低いので、大電流が重畳して飽和しないのである。
しかしながら、このFe−Si材のコアは、インピーダンスが低いので、ノイズ低減効果も低くなってしまうという問題点がある。
When the conventional toroidal ferrite core is used in the differential mode, it is saturated when several amperes are superimposed, and as a result, the noise reduction effect is lost. Therefore, a core of Fe—Si material (ferrosilicon) is used as one that does not saturate even when a large current is superimposed. Unlike the ferrite core, the Fe-Si core has a low magnetic permeability, so that a large current is not superimposed and does not saturate.
However, the Fe—Si core has a problem that the noise reduction effect is also low because of its low impedance.
そこで、特開平07−2015579号公報において、フェライトからなるコア本体を略C字形状とすることで、ノイズ低減効果が高く、かつ大電流重畳下でも飽和しないフェライトコアが提案されている。 In view of this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-2015579 proposes a ferrite core that has a high noise reduction effect and does not saturate even when a large current is superimposed, by making the core body made of ferrite substantially C-shaped.
しかしながら、この略C字形状のフェライトコアは、焼成して得られたコア本体をダイアモンドカッター等の加工機械で半径方向にカットしてギャップを形成するため、ギャップの端部にバリが発生してしまうことがあった。このバリは、フェライトコアの内部に挿通される信号線や、フェライトコアの外部に存在する各種の信号線の損傷の原因となることがある。
かかるバリの悪影響を除去しようとしてギャップを形成した後にバリの除去を行うと、フェライトコアのもろさのため、ギャップの端部が欠けてしまうことがあった。
However, since this substantially C-shaped ferrite core cuts the core body obtained by firing in a radial direction with a processing machine such as a diamond cutter to form a gap, burrs are generated at the end of the gap. There was a case. The burrs may cause damage to signal lines inserted inside the ferrite core and various signal lines existing outside the ferrite core.
When removing the burr after forming the gap in an attempt to remove such adverse effects of the burr, the end of the gap may be lost due to the brittleness of the ferrite core.
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので、略C字形状のフェライトコアであっても、ギャップのバリの悪影響がでず、しかもギャップの端部が欠けるようなことがないフェライトコアを提供することを目的としている。 The present invention was devised in view of the above circumstances, and even if it is a substantially C-shaped ferrite core, there is no adverse effect of gap burr, and the end of the gap is not chipped. The purpose is to provide.
本発明に係るフェライトコアは、略トロイダル状のコア本体にギャップを形成して略C字形状としたフェライトコアにおいて、前記ギャップは他の部分より薄肉に形成された薄肉部に形成されている。 In the ferrite core according to the present invention, a gap is formed in a substantially C-shape by forming a gap in a substantially toroidal core body, and the gap is formed in a thin portion formed thinner than other portions.
本発明に係るフェライトコアは、ギャップを形成した略C字形状のフェライトコアであるので、ギャップの幅寸法を変化させることで、最適な飽和磁束密度を有するフェライトコアとすることができる。しかも、前記ギャップは、薄肉部に形成されるため、ギャップを形成する際にバリが発生しても、そのバリによる各種の信号線の損傷が発生しない。このため、バリを除去する必要がないので、バリを除去することを原因とするギャップの端部の欠けも発生しない。 Since the ferrite core according to the present invention is a substantially C-shaped ferrite core in which a gap is formed, a ferrite core having an optimum saturation magnetic flux density can be obtained by changing the width dimension of the gap. In addition, since the gap is formed in a thin portion, even if burrs are generated when the gap is formed, various signal lines are not damaged by the burrs. For this reason, since it is not necessary to remove burrs, chipping at the end of the gap caused by removing burrs does not occur.
本発明の実施の形態に係るフェライトコア100は、略トロイダル状のコア本体110にギャップ130を形成して略C字形状としたフェライトコアであって、前記ギャップ130は他の部分より薄肉に形成された薄肉部120に形成されている。
A
このフェライトコア100は、ギャップ130が形成されていない状態のコア本体110として焼成して形成され、コア本体110にギャップ130を形成することでフェライトコアとして完成する。
The
ギャップ130が形成される前のコア本体110は、図2に示すように、略トロイダル状に形成されている。このコア本体110が、従来の一般的なもの、すなわちトロイダル状に形成されたものと異なる点は薄肉部120が形成されている点である。
薄肉部120以外の他の部分のコア本体110の中心点Oから内周面111までの寸法をA、外周面112までの寸法をBとすると、その部分の厚さ寸法はB−Aとなる。一方、前記中心点Oから薄肉部120の内周面121までの寸法をa、外周面122までの寸法をbとすると、薄肉部120の幅寸法はb−aとなる。
しかも、B−A>b−aになるように設定されている。
すなわち、この薄肉部120は、コア本体110の内周面111及び外周面112から凹むことで形成されているのである。
また、薄肉部120の横幅寸法をW、コア本体110の厚さ寸法をDとする。
The
If the dimension from the center point O of the
Moreover, it is set so that B−A> ba.
That is, the
Further, the width of the
各部の寸法の一例を挙げる。
A(中心点Oから内周面111までの寸法)=7.4mm
B(中心点Oから外周面112までの寸法)=13.35mm
a(中心点Oから薄肉部120の内周面121までの寸法)=8.4mm
b(中心点Oから薄肉部120の外周面122までの寸法)=12.3mm
A−a(薄肉部120の内周面121側の凹み寸法)=1.0mm
B−b(薄肉部120の外周面122側の凹み寸法)=1.05mm
W(薄肉部120の横幅寸法)=2.0mm
D(厚さ寸法)=11.2mm
An example of the dimension of each part is given.
A (dimension from the center point O to the inner peripheral surface 111) = 7.4 mm
B (dimension from the center point O to the outer peripheral surface 112) = 13.35 mm
a (Dimension from the center point O to the inner
b (dimension from the center point O to the outer
A-a (recessed dimension on the inner
B−b (recess dimension on the outer
W (width dimension of thin portion 120) = 2.0 mm
D (thickness dimension) = 11.2 mm
このように構成されたコア本体110の薄肉部120にギャップ130を形成する。このギャップ130は、例えばダイアモンドカッターを用いて形成される。なお、ギャップ130は薄肉部120に形成されなければならないので、コア本体110はセット位置が一定になるような治具に嵌め込まれた状態でギャップ130が形成されることになる。
A
焼成時からギャップ130に相当するものが予め形成されたコア本体110を焼成するという手段も考えられるが、焼成時にギャップ130に相当するものが形成されていると、コア本体110全体が歪んでしまうおそれがある。このため、最初はギャップ130なしのコア本体110を焼成し、その後にコア本体110の薄肉部120にギャップ130を形成するのが望ましい。
A means of firing the
なお、ダイアモンドカッターを用いてギャップ130を形成したとしても、図4に示すように、ギャップ130の端部にはどうしてもバリ140が発生することがある。しかしながら、バリ140が発生したとしても、そのバリ140は薄肉部120の内部に収まっているので、フェライトコア100の内部に挿通される信号線や、フェライトコア100の外部に存在する各種の信号線に損傷を与えるおそれは格段に低くなっている。
Even if the
また、ギャップ130は、上述したダイアモンドカッターに限られることなく、他の機器、例えばレーザーカッターや超音波カッターで形成してもよいことはいうまでもない。
Needless to say, the
各部が上述した寸法で形成されたフェライトコア100のギャップ130の間隙寸法G(図1、図3等参照)が、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mmである場合の外部磁界強度と磁束密度との関係を図5に示す。なお、比較対照のため、ギャップ130がない場合(すなわち、ギャップ130の間隙寸法Gが0.0mm)の場合もあわせて図5に示している。
これによると、ギャップ130を形成することで飽和に至る外部磁界強度、すなわち飽和電流値を大きくすることができることが判明する。しかも、ギャップ130の寸法が大きくなるほど、傾きが緩くなり、飽和磁束密度に達する外部磁界強度の値が大きくなっていることが分かる。
すなわち、ギャップ130を形成することにより、より飽和しにくいフェライトコア100とすることができ、しかもギャップ130の間隙寸法G間隙寸法Gを変更することで飽和磁束密度に達する外部磁界強度をコントロールすることができることになる。
The gap dimension G (see FIGS. 1 and 3 etc.) of the
This reveals that the formation of the
That is, by forming the
ギャップ130の間隙寸法Gを変更することで、飽和磁束密度に達する外部磁界強度をコントロール可能なのは以下の理由による。
フェライトコアは、一般的に図7に示すような磁気飽和の特性を有している。すなわち、フェライトコア100のもつ飽和磁束密度を超えた外部磁場を加えると、磁気特性が失われ、ノイズ低減効果がまったくなくなってしまう。
磁気飽和を抑制するためには、B−H曲線をなだらかにする、すなわち透磁率μを小さくする必要がある。その結果、フェライトコア100のインピーダンスは小さくなり、飽和磁束密度に達する磁界強度をより高くすることができる。
The external magnetic field strength reaching the saturation magnetic flux density can be controlled by changing the gap dimension G of the
The ferrite core generally has a magnetic saturation characteristic as shown in FIG. That is, when an external magnetic field exceeding the saturation magnetic flux density of the
In order to suppress magnetic saturation, it is necessary to smooth the BH curve, that is, to reduce the magnetic permeability μ. As a result, the impedance of the
フェライトコア100にギャップ130を設けることで、フェライトコア100の磁束中に透磁率1の空気の層が設けられることになり、磁路全体の透磁率を低下させることができる。すなわち、B−H曲線をなだらかにすることができる。
磁路全体の透磁率は空気の層の厚み、すなわちギャップ130の間隙寸法Gに依存する。空気の層の厚みが大きいほど、すなわちギャップ130の間隙寸法Gが大きいほど磁路全体の透磁率は低くなり、インピーダンスも低下する。このため、大きな電流重畳があっても磁気飽和には至らなくなるのである。
逆に、フェライトコア100の磁束中に設けられた空気の層の厚みが小さいほど、すなわちギャップ130の間隙寸法Gが小さいほど磁路全体の透磁率はギャップ130が形成されていない場合のフェライトコアの透磁率に近く、すなわち大きくなり、インピーダンスも高くなる。このため、小さな電流重畳でも磁気飽和を起こすことになる。
By providing the
The magnetic permeability of the entire magnetic path depends on the thickness of the air layer, that is, the gap size G of the
Conversely, the smaller the thickness of the air layer provided in the magnetic flux of the
なお、上述したFe−Si材(フェロシリコン)では、予めいくつかの材料グレードが決定されており、そのグレードによって飽和磁束密度に達する外部磁界強度の値が一義的に決まっている。しかも、フェライトコア100のギャップ130の間隙寸法Gが1.0mmに相当するものより大きな透磁率を得ることはできない。
これに対して、ギャップ130を形成したフェライトコア100であれば、上述したように、ギャップ130の間隙寸法Gを変更することで、飽和磁束密度に達する外部磁界強度を調整することができるというメリットがある。
なお、図5で示した傾きはインピーダンスに比例している(図6参照)。
In the above-described Fe—Si material (ferrosilicon), several material grades are determined in advance, and the value of the external magnetic field strength reaching the saturation magnetic flux density is uniquely determined by the grade. In addition, a magnetic permeability larger than that corresponding to the gap dimension G of the
On the other hand, with the
Note that the slope shown in FIG. 5 is proportional to the impedance (see FIG. 6).
上述した実施の形態では、フェライトコア100の各部の寸法を特定したが、本発明がこれのみに限定されるものではなく、必要に応じて各種の寸法をとり得ることはいうまでもない。
In the above-described embodiment, the dimensions of each part of the
また、本明細書中における略C字形状とは、図1等に示す略トーラス状のもののみならず、図8に示すような形状をも含んだものである。 In addition, the substantially C shape in the present specification includes not only the substantially torus shape shown in FIG. 1 and the like but also the shape shown in FIG.
100 フェライトコア
110 コア本体
120 薄肉部
130 ギャップ
G (ギャップの)間隙寸法
100
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JP2014227705A JP2016092317A (en) | 2014-11-10 | 2014-11-10 | Ferrite core |
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- 2014-11-10 JP JP2014227705A patent/JP2016092317A/en active Pending
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