JP2534741Y2

JP2534741Y2 - フェライト磁芯

Info

Publication number: JP2534741Y2
Application number: JP1989011794U
Authority: JP
Inventors: 正三井
Original assignee: ティーディーケイ株式会社
Priority date: 1989-02-04
Filing date: 1989-02-04
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2004-02-04
Also published as: JPH02104615U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案はスイッチング電源装置等の電源装置における
トランスやチョークコイル等に用いられるフェライト磁
芯に関するものである。

（従来の技術）近時コンピュータおよびその端末装置、事務機械の進
歩に伴なって、小型、軽量、薄型であってしかも大容量
のスイッチング電源装置が必要となってきている。この
電源装置には例えば100kHz以上というような極めて高い
周波数を使用するトランスが使用されるが、このトラン
スの磁芯（コア）としては高周波性能に優れているフェ
ライト材、例えば、Mn-Zn系のフェライト材を使用すれ
ば、珪素鋼板を使用したものに比べて数分の一または十
数分の一の大きさですむという利点がある。

この種のフェライト磁芯としては、例えば本出願人が
実願昭61-68649号で先に提案したものがあり、その構成
図を第３図に示す。同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は
底面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）におけるＡ−Ａ断面を
矢印方向に見た断面図である。同図に示すようにフェラ
イト磁芯21は、矩形状の底板22、この底板上の中央に設
けられる中心脚23、及び底板上の両サイドに設けられる
一対の外側脚24を備える。これらの底板22、中心脚23及
び外側脚24は、Mn-Zn等のフェライト粉末から加圧成
型、焼成及び加工の製造工程を経て一体的に成形され
る。

中心脚23は底板22の基準となる長辺側の端面22Rに内
接するように底板22上に設けられる。この中心脚23の断
面は半径ａの一対の円弧23A、長さ2aの短辺と長さ（b-2
a）の長辺を持つ矩形23Bを組合わせたものである。中心
脚23の断面積は、2a（b-2a）＋πa²で、磁束の通過のた
めに十分な面積である。換言すれば、動作時に磁束が飽
和しないように断面積が決定される。

外側脚24の各断面は、底板22の短辺側の端面上で内接
する直線24A、底板22の長辺側の端面と平行な１対の直
線24B、中心脚23の円弧23Aと平行又は同軸である円弧24
C、この円弧24Cの一方の端と下側の直線24Bの端との間
で直線24Aに平行な直線24D、及び円弧24Cの他方の端と
上側の直線24Bの端との間の直線24Eから形成される。外
側脚24は、上側の直線24Bが底板22の端面と内接し、下
側の直線24Bは、底板22の基準となる長辺側の端面22Rと
内接し、かつ中心脚23の直線の延長上にあるように配置
される。

底板22の短辺側の端面の長さを外側脚24の直線24Aの
長さより直線（段差）24Eの長さL_Sだけ短かくすること
により、凹部22Aが形成される。凹部22Aは一対の外側脚
24の内側面の段差部分（24E）と底板22の端面22Dによっ
て定められる。この凹部22Aの深さ（L_S）はボビンのフ
ランジの耳32Cの厚さと同程度である。

底板22の端部には、面取りが施されて傾斜したスロー
プ22Cが形成されている。このスロープ22Cは成形工程に
おいて、型からフェライト磁芯を取出す際に有利とな
る。

第４図は第３図のフェライト磁芯21を装着するボビン
の一例を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は
底面図である。第５図は第３図のフェライト磁芯21を用
いて変圧器を組立る際の説明図である。

第４図に示すようにボビン31は筒状の本体32、この本
体32の両端に設けられる１対のフランジ32A、及び複数
のピン33Aを持つ端子部33を備える。筒状の本体32の内
側の断面は、フェライト磁芯21の中心脚23の断面とほゞ
同じである（実際には磁芯の方がやゝ小さい）。フラン
ジ32Aは本体32の端面に設けられるツバ部32Bと、外側に
突出した耳32Cとから成る。端子部33は好ましくはピン3
3Aと同じ方向に延びるストッパ33bを持つ。以上述べた
要素を持つボビン31は、合成樹脂等の絶縁物から一体に
成型される。

コイルの巻線（図示せず）がボビン31の本体32に巻か
れた後、第５図に示すように、この筒状の本体32の開口
端の両側から一対のフェライト磁芯21の中心脚22が、本
体32内で互いに向き合わせた状態で挿入されて組立られ
る。このとき、２個のフェライト磁芯21の外側脚24は互
いに接触する。

組立られたトランス（又はチョークコイル）は、例え
ばプリント基板にあけられた穴にボビン31のピン33Aを
通すことによりプリント基板上に取付けられる。この場
合、ストッパ33Bはプリント基板PLに接触してトランス
の高さを定める（第４図（ａ））。従って、プリント基
板上のトランスの高さＨはストッパ33Bの端からフラン
ジ32Aの上端（耳32Cの上面）までの長さである。

フェライト磁芯21の磁路に沿う断面積は、磁束の飽和
が発生しないように均一であることが望ましい。中心脚
23の断面積は底板22の断面積と等しいと共に、一対の外
側脚24の断面積の和と等しい。しかし、トランスが大き
くないとき、外側脚24のサイズは、必要な機械的強度を
持たせるために上記磁束の飽和条件で定められるサイズ
より大きくしてもよい。

外側脚24の高さＳは第３図（ａ）に示すように、中心
脚23の高さ（2a）より高い。従って、中心脚23の磁束が
底板22を通ってより大きな外側脚24に受取られるので、
トランスの漏れインダクタンスを減少させることができ
る。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、上述したような扁平薄型構造のフェラ
イト磁芯では、焼成工程後に、中心脚23,外側脚24及び
底板22の各端面が一平面上に配列されず、中心脚23に対
して両側の外側脚24が下方に変形するという不具合が生
じやすく、歩留りが悪いという問題点があった。

本考案は以上述べた問題点を解決し、歩留りを向上さ
せることが可能な薄型のフェライト磁芯を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段）本考案は前記問題点を解決するために、中心脚23と、
前記中心脚の両サイドに配置される一対の外側脚24と、
底板22aとを有し、前記中心脚と外側脚が底板により結
合されてＥ型構造を形成すると共に、前記中心脚、外側
脚及び底板の各端面が一平面上に配列されるフェライト
磁芯において、前記中心脚23の断面が第１サイド及び該
第１サイドより長い第２サイドを持つ長方形の中央領域
と、各第１サイドに結合する側部領域とから成る扁平薄
型形状であり、前記中心脚23は、一方の前記第２サイド
が底板の端面と同一平面上に位置するように底板上に配
置され、前記各外側脚24の断面は、平坦な外側面24A
と、中心脚の円弧23Aと同軸の湾曲した面24Cを内側面に
持ち、前記平坦な外側面の長さＳより段差L_Sだけ底板の
短辺側の長さを短かくすることにより、前記一対の外側
脚の内側面の段差部分と、底板の端面22Dによって定め
られる凹部22Aが設けられ、前記凹部を定める底板の端
面22Dの少なくとも一部に当該フェライト磁芯の圧力成
型時における変形防止用切欠部10が形成されているフェ
ライト磁芯を提供するものである。

前記底板22aの断面における前記切欠部10d,10f,10h側
端面の輪郭線が、直線と曲線との結合又は直線と直線と
の鈍角状の結合からなっており、かつ該輪郭線が前記中
心脚23の中央部にて所定範囲だけ該中心脚23の他方の前
記第２サイドに接していることが望ましい。

また、前記中心脚23の断面における側部領域を一辺が
第１サイドと結合され、かつ角が面取りされた一対の多
角形とし、前記湾曲した面24Cが前記多角形の外形に対
して平行なものとしてもよい。

（作用）本考案の技術的手段は次のように作用する。凹部を定
める底板の端面に形成された切欠部は加圧成型時に型に
収容された粉末のフェライト磁芯の材料全体に均一に圧
力がかかりフェライト材料粉末を均一な密度で成型する
ように働く。従って、焼成後にフェライト磁芯は均一に
収縮する。このため、フェライト磁芯は変形せず、焼成
される。従って、前記従来技術の問題点を解決できるの
である。

（実施例）第１図は本考案の第１の実施例を示すフェライト磁芯
の構成図である。同図において、第３図と同一の参照符
号は同一性のある構成要素を示す。第３図との相違点は
凹部22Aを定める底板22aの端面22Dに半径Ｃの円弧状の
切欠部10を深さＤだけ切欠いて形成した点である。この
切欠部10の存在により圧力成型時に型に収容された粉末
のフェライト磁芯の材料全体に対して均一に圧力がかか
るので、フェライト磁芯は均一な密度で成型される。こ
の結果、焼成後にフェライト磁芯は均一に収縮し、焼成
される。

例えば、フェライト磁芯21aの幅L_Wが30mm、高さＳが8
mm、外側脚24の高さL_Hが17.5mm、底板22aの厚さL_Bが4.5
mm、凹部22Aの寸法L_Rが20.5mm及びL_Sが1.6mmのとき、切
欠部10の半径Ｃ＝23.75（mm）、深さＤ＝1.2（mm）であ
る。

同図の場合、第４図のボビンがそのまま使用できるよ
うに、切欠部10が形成された底板22aの端面22Dにおい
て、切欠部10の両サイドに平坦面11が残されている。

なお、同図には図面をわかりやすくするため、底板22
aのスロープ22Cは省略されている。

第２図は本考案の他の実施例を示すものである。同図
（ａ）の切欠部10aは円弧の切欠部10の代りに、三角形
の形状で、深さＤだけ切欠いて形成されている。同様
に、同図（ｂ）の切欠部10bは台形、同図（ｃ）の切欠
部10cは階段状に形成されている。このような切欠部は
上側からのリード線の取出し用のものと兼用にするた
め、同図（ａ），（ｂ）の破線で示すように更に深く切
欠いてもよい。階段状の切欠部10cの場合は例えば同図
（ｇ）の切欠部10gに示すように切欠いて形成される。
また、同図（ｄ）に示すように、台形と円弧とを組合せ
た切欠部10dでもよいし、同図（ｈ）に示すように円弧
の組合せで形成した切欠部10hでもよい。以上述べた切
欠部は切欠部の両サイドに平坦面11を持つものであった
が、同図（ｅ），（ｆ）に示すように、段差部分24Eの
端から三角形、台形の形状に切欠いて形成した切欠部10
e,10fでもよい。この場合、ボビン31のフランジ32A乃至
32Cの形状は切欠部10e,10fの形状に対応させて三角形、
台形の形状に形成される。

以上の実施例で述べたフェライト磁芯では、中心脚23
の断面の形状として、短辺（第１サイド）と長辺（第２
サイド）を持つ矩形23Bの中央領域と、各第１サイドに
結合される一対の円弧23Aの側部領域とから成る場合に
ついて述べたが、側部領域の一対の円弧23Aの代わり
に、一辺が第１サイドと結合し、角が面取りされた一対
の多角形でもよい。この場合、外側脚24の内側面の円弧
24Cの代りに、多角形の外形に平行な湾曲した面として
形成してもよい。多角形としては、三角形、五角形、六
角形等が利用でき、これらの場合、角が面取りされるの
が好ましい。

三角形の一例としては、一辺を矩形の第１サイドに結
合させ、別の一辺を第２サイドの延長線上に配置するよ
うにすることにより、中心脚23の全体の断面を扁平な台
形とする場合が挙げられる。

四角形の一例としては、底辺を矩形の第１サイドに結
合させた台形が挙げられる。

以上のように、中心脚23の断面における側部領域の形
状は多角形から種々の変形例が考えられる。

なお、ボビン31の筒状の本体32の断面の形状は中心脚
23の断面の形状に対応して形成されるのは明らかであ
る。

また、底板22aの断面（スロープ22C）や中心脚23の断
面等における面取りには、斜面状の面取りの他に円弧状
の面取が用いられてもよいことは言うまでもない。

更に、外側脚24の内側面における直線24Dは中心脚23
の断面の側部領域の形状に平行に湾曲させてもよい。

（考案の効果）以上に詳細に説明したように、本考案によれば、中心
脚の断面が第１サイド及び該第１サイドより長い第２サ
イドを持つ長方形の中央領域と、各第１サイドに結合す
る側部領域とから成る扁平薄型形状である薄型のフェラ
イト磁芯において、その凹部を定める底板の端面に、フ
ェライト磁芯圧力成型時の変形防止用の切欠部を設ける
ことにより、このフェライト磁芯を変形させることなく
成型、焼成をすることができるので、薄型のフェライト
磁芯の歩留りを向上させることができる。従って、本考
案に係るフェライト磁芯を用いることにより小型、軽
量、薄型のトランス等を安価に提供することが可能とな
る。

さらに、切欠部の存在により材料が節約されるにもか
かわらず、磁束の面積は実効的に変わらないので、扱か
うパワーは減少せず、さらに切欠部の存在によりコアの
表面積が増えるので放熱効果が改善され、切欠部を通し
て巻線の配線を外部に引き出すことができる。

また、平坦な外側面の長さより段差L_Sだけ底板の短辺
側の長さを短かくすることにより、一対の外側脚の内側
面の段差部分と底板の端面とによって定められる凹部を
設けているので、ボビンのフランジの耳をこの部分に配
置した場合にも、高さを増大させることなく巻線とコア
との絶縁耐力を高めることが可能となる。

さらにまた、底板の断面における切欠部側端面の輪郭
線が、中心脚の中央部にて所定範囲だけ該中心脚の他方
の第２サイドに接するように構成することにより、巻線
の引き出しを無理なく巻線のどの位置からも引き出せる
ので、巻線のリード間の絶縁耐力を高めることができ
る。

また、底板の断面における切欠部側端面の輪郭線が、
直線と曲線との結合又は直線と直線との鈍角状の結合か
らなるように構成することにより、成型し易く、磁路も
安定したものとなるので、バラツキの少ない安定した製
品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例を示すフェライト磁芯の
構造図、第２図は本考案の他の実施例を示す構造図、第
３図は従来のフェライト磁芯の構造図、第４図は従来の
ボビンの構造図、第５図は従来のトランスの組立説明図
である。 10,10a,〜10h……切欠部、11……平坦面、21a……フェ
ライト磁芯、22a……底板、22A……凹部、22C……スロ
ープ、22D,22R……底板の端面、23……中心脚、23A,24C
……円弧、23B……矩形、24……外側脚、24A〜24E……
直線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実願昭59−105021号（実開昭61− 20011号）の願書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロフィルム（ＪＰ，Ｕ) 実願昭59−24578号（実開昭60− 137414号）の願書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロフィルム（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】中心脚（23）と、前記中心脚の両サイドに
配置される一対の外側脚（24）と、底板（22a）とを有
し、前記中心脚と外側脚が底板により結合されてＥ型構
造を形成すると共に、前記中心脚、外側脚及び底板の各
端面が一平面上に配列されるフェライト磁芯において、前記中心脚（23）の断面が第１サイド及び該第１サイド
より長い第２サイドを持つ長方形の中央領域と、各第１
サイドに結合する側部領域とから成る扁平薄型形状であ
り、前記中心脚（23）は、一方の前記第２サイドが底板の端
面と同一平面上に位置するように底板上に配置され、前記各外側脚（24）の断面は、平坦な外側面（24A）
と、中心脚の円弧（23A）と同軸の湾曲した面（24C）を
内側面に持ち、前記平坦な外側面の長さＳより段差L_Sだけ底板の短辺側
の長さを短かくすることにより、前記一対の外側脚の内
側面の段差部分と、底板の端面（22D）によって定めら
れる凹部（22A）が設けられ、前記凹部を定める底板の端面（22D）の少なくとも一部
に当該フェライト磁芯の圧力成型時における変形防止用
切欠部（10）が形成されていることを特徴とするフェラ
イト磁芯。
【請求項２】前記底板（22a）の断面における前記切欠
部（10d,10f,10h）側端面の輪郭線が、直線と曲線との
結合又は直線と直線との鈍角状の結合からなっており、
かつ該輪郭線が前記中心脚（23）の中央部にて所定範囲
だけ該中心脚（23）の他方の前記第２サイドに接してい
ることを特徴とする請求項１記載のフェライト磁芯。
【請求項３】前記中心脚（23）の断面が第１サイド及び
該第１サイドより長い第２サイドを持つ矩形の中央領域
と、各第１サイドに結合する一対の円弧（23A）の側部
領域とから成り、各円弧の直径は第１サイドの長さと同
じであることを特徴とする請求項１記載のフェライト磁
芯。