JP2017168564A - 磁性素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コイル3の外周側に位置する外周コア5と、この外周コア5よりも比透磁率の高い材料からなる芯コア6とを備える。コイル3の軸方向両端の外側に位置して芯コア4と外周コア5とを繋ぐ両側の繋ぎコア部6,6を有する。両側の繋ぎコア部6,6または片側の繋ぎコア部6の少なくとも一部が、前記芯コア4の一部として前記芯コア4の端部から延びるフランジ部4aからなり、繋ぎコア部6における残り部分が外周コア5の一部である繋ぎコア部構成部分5aからなる。
【選択図】図1
Description
ポット形のようにフランジ部分で磁路断面積が変化する形状では、図22に矢印aで示すように磁束が流れ、コイル巻回部に近い中心付近で磁束密度が高くなる。
しかし、コイルを巻回した芯コア近傍の磁路隅部を比透磁率の高い材料に置き換えて芯コアにフランジ部を設けたため、すなわち芯コアと外周コアとを繋ぐ繋ぎコア部における芯コア側の部分を、比透磁率の高い材料からなる芯コアの一部であるフランジ部としたため、磁束の集中を緩和し、比透磁率の低い材料からなる外周コアが磁路の隅部で磁気飽和するのを抑制することができる。
この構成の場合、段差形状の部分で芯コアと外周コアとが噛み合うため、両者の軸方向の位置決めが行える。
このように繋ぎコア部を、芯コアのフランジ部が外周コアのフランジ部の軸方向外側に位置する二重とした場合も、両者の軸方向の位置決めが行える。
前記ギャップは希望の磁気特性を得るために設けられるが、段差形状の部分で芯コアと外周コアとが噛み合う構成とした場合、芯コアにおけるギャップの両側部分が、外周コアに対してそれぞれ前記軸方向に位置決めがされる。このようにギャップの両側の芯コア部分が位置決めされるため、前記ギャップが定まり、このギャップの大きさを確保するためのスペーサを省略することができる。
この構成の場合、芯コアの一端にフランジを設け、他端に外周コアとのギャップを持たせた構成となるが、これにより、芯コアが中間にギャップを持たない一体成型である場合でも、磁性素子の内部にギャップを設けることができ、コイルへの磁束漏れを抑制することができる。
熱伝導率の高い芯コアのフランジ部が、外周コアの内側面まで延びていると、磁性素子のコアにおける熱伝導率の高い部分が広くなる。そのため、磁性素子の冷却性能を向上させることができる。なお、コアに用いられる材料において、比透磁率の高い材料は熱伝導率も高い場合が多くある。
この発明の芯コアにフランジ部を設けた構成とすることで磁気飽和を緩和でき、これによりフランジ部がない場合に比べてフランジ部の厚さを低減することができる。
結着樹脂としては、射出成形が可能な熱可塑性樹脂が使用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンやその他の各種の樹脂が使用できる。
しかしこの実施形態では、コイル2を巻回した芯コア4の近傍の磁路隅部を比透磁率の高い材料に置き換えて芯コア4にフランジ部4aを設けたため、すなわち芯コア4と外周コア5とを繋ぐ繋ぎコア部6における芯コア4側の部分を、比透磁率の高い材料からなる芯コア4の一部であるフランジ部4aとしたため、磁束の集中を緩和し、比透磁率の低い材料である外側コア5が磁気飽和するのを抑制することができる。
この構成の場合も、磁路隅部に比透磁率の高い材料を配置しており、すなわち磁路隅部を芯コア4の一部であるフランジ部4aで構成しており、磁気飽和を回避することができる。また、この構成の場合、芯コア4のフランジ部4aの外径を外周コア5の内径とし、または外周コア5の内径よりも大きくしたため、コイル3の組み込み上の問題を生じることなく外周コア5を一体化し、部品点数を削減している。
この構成の場合も、隅部に比透磁率の高い材料を配置しており、磁気飽和を回避することができる。また、この構成の場合、フランジ部4aの先端の段差形状の部分で芯コア4と外周コア5とが噛み合うため、両者の軸方向の位置決めが精度良く行える。
この構成の場合も、隅部に比透磁率の高い材料を配置しており、磁気飽和を回避することができる。また、この構成の場合、繋ぎコア部6が芯コア4のフランジ部4aと外周コア5のフランジ部5abとの二重となっていて、この二重化による段差形状の部分で噛み合うため、両者の軸方向の位置決めが精度良く行える。
前記ギッャプGが磁性素子1の内部に設けられることで、外部への磁束漏れが抑制され、またギッャプGによって磁性素子1の磁気特性を調整できる。ギッャプGを磁性素子1の内部に設ける場合、通常ではギッャプGとなる箇所にスペーサ(図示せず)を配置する。しかし、この実施形態では、図4の例で説明したように二つの芯コア分割体4A,4Aの相互の位置決めが前記段差形状によって得られる。そのため、スペーサを設けることなく、前記ギッャプGを得ることができる。
この実施形態の場合、図5の例で説明したように二つの芯コア分割体4A,4Aの相互の位置決めが、繋ぎコア部6を二重としたことによる段差形状によって得られ、そのため、図6の例と同様に、スペーサを設けることなく、前記ギッャプGを得ることができる。
図12は、図9に示す実施形態において、芯コア4のフランジ部4aにおける内側部分4abを、外周コア5の内周側面まで延ばした例である。
図13は、図12に示す実施形態において、芯コア4のフランジ部4aおける外側部分4aaを外周コア5の外周面まで延ばし、外周コア5の端面をフランジ部4aで覆っている。
図15の実施形態は、図14の実施形態において、芯コア4の軸方向の途中にギャップG設けた構成であり、ギャップGは、芯コア4の二つの芯コア分割体4A,4Aの間に形成されている。
図16の例は、図1の実施形態において、芯コア4の軸方向の途中にギャップGを設けた構成であり、ギャップGは、芯コア4の二つの芯コア分割体4A,4Aの間に形成されている。なお、図1の実施形態とは、各部の寸法の関係は異なっている。
図18の実施形態は、図17の実施形態において、芯コア4の軸方向の途中にギャップGを設けた構成であり、ギャップGは、芯コア4の二つの芯コア分割体4A,4Aの間に形成されている。
図19の実施形態は、図10の実施形態において、芯コア4のフランジ部4aを円筒状の外周コア5の内周面まで延ばした構成である。
このようにEE形とした場合も、芯コア4にフランジ部4aを設けることで、比透磁率の低い磁性材料で生じる磁気飽和を抑制することができる。
2…コア
3…コイル
4…芯コア
4A…芯コア分割体
4a…フランジ部
4aa…外側部分
4ab…内側部分
5…外周コア
5A…外周コア分割体
5a…繋ぎコア部構成部分
6…繋ぎコア部
G…ギャップ
Claims (7)
- コイルの外周側に位置する外周コアと、この外周コアよりも比透磁率の高い材料からなり前記コイルの内周側に位置する芯コアと、前記コイルの軸方向両端の外側に位置して前記芯コアと外周コアとを繋ぐ両側の繋ぎコア部とを備え、前記両側の繋ぎコア部または片側の繋ぎコア部の少なくとも一部が前記芯コアの一部として前記芯コアの端部から延びるフランジ部からなり、前記両側の繋ぎコア部における前記芯コアのフランジ部を除く部分が、前記外周コアの一部である繋ぎコア部構成部分である磁性素子。
- 請求項1に記載の磁性素子において、前記芯コアの前記フランジ部の先端の断面形状が、前記軸方向の外側部分の方が内側部分よりも大きく突出した段差形状であり、前記外周コアの前記繋ぎコア部構成部分の先端が、前記芯コアの前記フランジ部の前記段差形状に噛み合う断面形状である磁性素子。
- 請求項1に記載の磁性素子において、前記繋ぎコア部の全体または一部が、前記芯コアから延びるフランジ部と、このフランジ部の前記軸方向の内側に位置して前記外周コアから延びるフランジ部との二重である磁性素子。
- 請求項2または請求項3に記載の磁性素子において、前記芯コアが前記軸方向の途中位置にギャップを有する磁性素子。
- 請求項2または請求項3に記載の磁性素子において、前記両側の繋ぎコア部のうち、片側の繋ぎコア部が、前記芯コアの端面にギャップを介して対面する部分を有する形状であって、この片側の繋ぎコア部の全体が前記外周コアの前記繋ぎコア部構成部分からなる磁性素子。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の磁性素子において、前記芯コアにおける少なくとも一方の前記フランジ部が、前記外周コアのコイル対向側面である内側面まで少なくとも延びていて、前記芯コアの熱伝導率が外周コアよりも高い磁性素子。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の磁性素子において、前記芯コアが円柱状、前記外周コアが円筒状である磁性素子。
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