JP3231555U - 高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】高耐圧と高出力密度を有する結合式磁性素子を提供する。【解決手段】第1の鉄心1、第1のコイル2、第2のコイル3及び少なくとも一つの第2の鉄心4を含み、第1の鉄心と少なくとも一つの第2の鉄心との間に複数のギャップを有し、第1のコイルが第1の鉄心と第2のコイルとの間に配置され、第2のコイルが第1のコイルと少なくとも一つの第2の鉄心との間に配置される。第1のコイルと第1の鉄心と第2の鉄心とを組み合わせることによって、第1のインダクタが形成され、第2のコイルと第1の鉄心と少なくとも一つの第2の鉄心とを組み合わせることによって、第2のインダクタが形成され、第1のインダクタと第2のインダクタは各ギャップで形成したエアギャップにより所望のインダクタンス量を達成する。【選択図】図3
Description
本考案は磁性素子に関し、特に結合式であり、高耐圧と高出力密度を有する高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子に関する。
電子設備にとって必要不可欠な電源製品のデザインは、高い出力密度を実現するために常に体積の削減を追求している。電源製品において、使用するインダクタの体積が比較的に大きい場合、インダクタが占める空間も相対的に大きくなる。そのため、多くの設計者はインダクタ素子の体積を小型化する工程に注目し、そして、より優れる解決方法を達成するため、多くの手間と時間をかけている。
伝統的なインダクタ素子の構成は、基本的に分離した単体を主体とし、複数のインダクタを一体にした応用的な構造がごくわずかである。既存のデュアルインダクタ素子も、同じ磁性回路に複数のコイルセットを備える単純な結合式デュアルインダクタで構成されている。そして、既存のインダクタ素子が高耐圧特性を有することを実現するためには、それ自体の体積を犠牲にするか、あるいは複雑な製造プロセスを経る必要がある。即ち、市販の高耐圧特性を有するインダクタ素子は、いずれも体積が大きすぎるか、製造プロセスが複雑すぎるかの問題を抱えている。
本考案が解決しようとする課題は、従来技術のデメリットについて高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子を提供することである。
上述した課題を解決するために、本考案で採用した技術手段は、本体を貫通する第1の収容空間を有する第1の鉄心と、第2の収容空間を有し、前記第1の収容空間に取り外し可能に配置される第1のコイルと、第3の収容空間を有し、前記第2の収容空間に取り外し可能に配置される第2のコイルと、前記第3の収容空間に取り外し可能に配置される少なくとも一つの第2の鉄心とを含む高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子を提供することにある。
前記第1の鉄心と少なくとも一つの前記第2の鉄心との間に複数の第1のギャップを有し、前記第1のコイルが前記第1の鉄心と前記第2のコイルとの間に配置され、前記第2のコイルが前記第1のコイルと少なくとも一つの前記第2の鉄心との間に配置される。前記第1の鉄心と、前記第1のコイルと、少なくとも一つの前記第2の鉄心とを組み合わせることによって第1のインダクタが形成され、前記第1の鉄心と、前記第2のコイルと、少なくとも一つの前記第2の鉄心とを組み合わせることによって第2のインダクタが形成され、前記第1のインダクタと前記第2のインダクタは、各前記第1のギャップで形成したエアギャップにより所望のインダクタンス量を達する。
本考案の効果は、本考案により提供される高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子が、上述した技術方案によって高耐電圧および高出力密度の結合磁性効果を達成できることにある。
本考案の特徴および技術的内容をさらに理解するために、本考案に関する以下の詳細な説明および図面を参照する。ただし、提供された図面は、あくまでも参照および説明用のものであり、本考案を限定するためのものではない。
以下、特定の具体的な実施例によって、本考案に開示された「高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子」の実施形態を説明する。当業者は、本明細書に開示された内容によって、本考案の利点と効果を理解できる。本考案は、他の異なる具体的な実施形態によって実施または応用することができ、本考案の趣旨から逸脱しない限り、本明細書におけるさまざまな詳細が、異なる視点および応用に基づいて多数の変化や変更が可能である。
[第1の実施例]
[第1の実施例]
図1〜図5を参照すると、本考案の第1の実施例の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zの斜視模式図、一部分解模式図、分解模式図、底面模式図及び正面模式図がそれぞれ示されている。これらの図に示すように、本考案の第1の実施例は、第1の鉄心1と、第1のコイル2と、第2のコイル3と、少なくとも一つの第2の鉄心4とを含む高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zを提供する。
まず、図1〜図4に示すように、本考案の第1の鉄心1は、本体を貫通する第1の収容空間10を有する。第1の鉄心1はフェライトまたは軟磁性材料である。本実施例では、第1の鉄心1の形状は、例として矩形であるが、これに限定されない。第1の収容空間10はT形状であり、第1の鉄心1の2つの側面は、第1の収容空間10を介して互いに連通する。さらに、第1の鉄心1は、第1の収容空間10に対応する第1の内壁11、第2の内壁12、第3の内壁13、および第4の内壁14を有する。第1の内壁11は、第2の内壁12と対向するように設置され、第3の内壁13は、第4の内壁14と対向するように設置される。
次に、図1〜図4に示すように、第1のコイル2は、第1の鉄心1における第1の収容空間10に取り外し可能に配置される。また、第1コイル2は、第2の収容空間20を有する。さらに、第1のコイル2は、本体部21、第1の端部22、及び第2の端部23を含む。本体部21は、U形状であり、第1の収容空間10に配置される。本体部21の一端は、第1の端部22に垂直接続され、本体部21の他端は、第2の端部23に垂直接続される。即ち、第1のコイル2はΩ形状を有する。また、第1のコイル2は、本体部21によって第2の収容空間20を取り囲むことができる。第1のコイル2が第1の収容空間10に配置される場合、第1の端部22および第2の端部23は、全体が第1の収容空間10に入る(図1、図2に示されるように)か、あるいはその一部が第1の鉄心1の外側に露出される(図5に示されるように)。そして、第1のコイル2は、フラットコイルであるが、これに限定されない。第1のコイル2は、プレスされた銅シートまたは他のタイプの導電性材料によって製作されてもよい。
次に、図2〜図4に示すように、第2のコイル3は、第1のコイル2における第2の収容空間20に取り外し可能に配置される。すなわち、第2のコイル3は、第1のコイル2によって部分的に覆われる。第2のコイル3はC形状であるが、これに限定されない。第2のコイル3は、第3の収容空間30を有する。そして、第2のコイル3はフラットコイルであるが、これに限定されない。第2のコイル3は、プレスされた銅シートまたは他のタイプの導電性材料によって製作されてもよい。
次に、図2〜図4に示すように、第2の鉄心4は、第2のコイル3における第3の収容空間30に取り外し可能に配置される。すなわち、第2の鉄心4は、第2のコイル3によって部分的に覆われる。第2の鉄心4はフェライトまたは軟磁性材料である。本実施例では、第2の鉄心4の形状は凸形状であるが、これに限定されない。第2の鉄心4の形状は、第2のコイル3の形状に従って変更することができる。
さらに、図1〜図4に示すように、第1の鉄心1を第1のコイル2及び第2の鉄心4と組み合わせることによって第1のインダクタが形成される。そして、第1の鉄心1を第2のコイル3及び第2の鉄心4と組み合わせることによって第2のインダクタが形成される。本実施例では、第2の鉄心4は一つであるが、これに限定されない。次に、第2のコイル3は、第2の鉄心4と共に第1のコイル2における第2の収容空間20に収容されること(同時に、第1の鉄心1における第1の収容空間10に収容されることになる)ができる。即ち、第1のコイル2は、第1の鉄心1と第2のコイル3との間に配置され、第2のコイル3は第1のコイル2と第2の鉄心4との間に配置される。第1の鉄心1における第1の収容空間10のサイズは、第2の鉄心4のサイズよりも大きいため、第1の鉄心1における第1の内壁11と第2の鉄心4における第1の表面41との間に第1のギャップG1を形成でき、第1の鉄心1における第2の内壁12と第2の鉄心4における第2の表面42との間に第1のギャップG1を形成できる。即ち、第1の鉄心1と第2の鉄心4との間に複数の第1のギャップG1を有する。高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zは、複数の第1のギャップG1に気体(例えば普通の空気などであってもよいが、これに限定されない)を収容することによって、第1の鉄心1と第2の鉄心4との間にエアギャップ(air gap)を形成する。そして、第1の鉄心1における第3の内壁13及び第4の内壁14は、第1のコイル2における本体部21に直接に接触する。
更に、本考案の他の好ましい実施形態では、第1のコイル2と第2のコイル3は絶縁接続または絶縁接触している。あるいは、さらに、本考案の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zは、第1の鉄心1と、第1のコイル2と、第2のコイル3と、第2の鉄心4とが互いに絶縁接続または絶縁接触している。従って、超高耐電圧の磁性素子構造を実現できる。
そのため、本考案の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zは、第1の鉄心1、第1のコイル2、及び第2の鉄心4によって形成した第1のインダクタと、第1の鉄心1、第2のコイル3、及び第2の鉄心4によって形成した第2のインダクタとを組み合わせて一つのまとまったデバイスにすると共に、複数の第1のギャップG1によって形成したエアギャップを利用し、第1のインダクタと第2のインダクタを同じインダクタンス量または異なるインダクタンス量を持たせるようにする。即ち、本考案の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zは、第1の鉄心1と第2の鉄心4の間に隙間があるように分離し、すなわち、隙間がエアギャップとして使用されることによって、異なる隙間距離によって必要なインダクタンス値を形成できる。このように、第1のインダクタと第2のインダクタは、複数の第1のギャップG1で形成したエアギャップによって必要なインダクタンス量を達成できる。
また、第1のギャップG1のそれぞれのサイズが、実際のニーズに応じてメーカーまたは使用者が柔軟に調整できるものである。即ち、第1のギャップG1のサイズを変更することにより、第1の鉄心1と第2の鉄心4との間のエアギャップを制御できることになり、ひいては第1のインダクタと第2のインダクタのインダクタンス量を制御できる。
これにより、本考案の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zにおいて、上記技術方案によって、2つのインダクタ素子を一体にすることを実現することで、使用者がプリント基板アセンブリ(PCBA)に用いられる素子またはデバイスの数を効果的に減らすことができると共に、最大限に全体の体積または空間を小さくすることができるので、電源製品の出力密度を高めることに役立てると共に製品の小型化に役立てるため、先行技術の欠点を改善できる。
[第2の実施例]
[第2の実施例]
図1〜図5に合わせて、図6に示した本考案の第2の実施例である高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zの分解模式図を参照する。これらの図に示すように、本実施例の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zは上記第1の実施例における高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zとほぼ類似するため、説明を省略する。本実施例と上記各実施例との相違点は、本実施例において、高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zは、さらに複数のスペーサーユニット5を含み、各スペーサーユニット5は、対応する第1のギャップG1に取り外し可能に配置されるようにしてもよい。各スペーサーユニット5が設置されることにより、第1の鉄心1と第2の鉄心4との間におけるエアギャップを制御することで、第1のインダクタと第2のインダクタは所望のインダクタンス量を達する。
例えば、図4と図6に示すように、本考案の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zでは、第1のインダクタと第2のインダクタにおけるエアギャップとして機能するように、スペーサーユニット5を各第1のギャップG1に設置することが可能である。スペーサーユニット5は、非磁性材料で作られたシート体である。非磁性材料は、マイラーシート、クラフト紙、プラスチックシート、ガラスシートなどであってもよく、または、異なる非磁性材料により混合してなるものであってもよい。そのため、複数のスペーサーユニット5を設置することにより、第1の鉄心1と第2の鉄心4との間におけるエアギャップを制御することで、第1のインダクタと第2のインダクタは所望のインダクタンス量を達する。
[第3の実施例]
[第3の実施例]
図1〜図6に合わせて、図7に示した本考案の第3の実施例である高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zの正面模式図を参照する。これらの図に示すように、本実施例の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zは上記第1の実施例における高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zとほぼ類似するため、説明を省略する。本実施例と上記各実施例との相違点は、本実施例において、第1の収容空間10は矩形であっても良い。そして、第1のコイル2は、本体部21と、第1の端部22と、第2の端部23とを含んでも良い。本体部21は、U形状であり、第1の収容空間10に配置されている。本体部21の両端は、それぞれ第1の端部22と第2の端部23に接続され、第1の端部22と第2の端部23は、第1の鉄心1の外側に露出している。
例えば、図7に示すように、第1のコイル2はU形状である。第1のコイル2と第1の鉄心1が互いに組み合わされた後、第1のコイル2における第1の端部22と第2の端部23は、導電性ピンとして機能するように、第1の鉄心1の外側に露出している。そのため、本考案の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zを基板(図示せず)と組み合わせる場合、高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zは、第1の端部22及び第2の端部23により基板上に挿入されることによって、基板上にしっかりと配置される。
[第四実施例]
[第四実施例]
図1〜図7に合わせて、図8及び図9にそれぞれ示した本考案の第四実施例である高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zの一部分解模式図及び立体模式図を参照する。これらの図に示すように、本実施例の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zは上記各実施例の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zとほぼ類似するため、説明を省略する。本実施例と上記各実施例との相違点は、本実施例において、第2の鉄心4が複数であっても良い。そして、2つの隣接する第2の鉄心4の間に第2のギャップG2がある。第2のインダクタは、第2のギャップG2で形成したエアギャップにより所望のインダクタンス量を達する。
例えば、図8に示すように、本考案の第2のコイル3における第3の収容空間30に複数の第2の鉄心4を設置してもよい。本実施例では、第2の鉄心4は2つであることが一例として挙げているが、これに限定されない。また、第2のギャップG2において、エアギャップとして、スペーサーユニット5を設置することも可能である(第2の実施例で記載されたように)。そのため、第2のインダクタは、第2のギャップG2またはスペーサーユニット5が第2のギャップG2に形成されたエアギャップにより所望のインダクタンス量を達する。
また、図9に示すように、本考案の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zは、第1の鉄心1にカバーユニット6を設置することができる。このカバーユニット6は、メーカーまたは使用者がテキストまたは数字を印刷できるプレート構造であっても良い。
また、上記の各実施例に示されているものは、あくまでも実行可能な実施形態の1つにすぎず、本考案を限定するためのものではない。
[本考案の効果]
[本考案の効果]
本考案の効果の1つは、本考案によって提供される高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zが、上記技術方案によって、高い耐電圧と高い電力密度の結合磁性効果を達成できることにある。
さらに、本考案の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zが、上記技術方案によって、高耐電圧かつ高出力密度の結合式デュアル磁性素子を実現する。本考案の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zは、合理的な磁性回路デザインによって2つのインダクタの間に非常に高い結合係数を有すると共に互いに影響を及ぼし得ることを実現する。さらに、本考案の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zは、絶縁塗料または絶縁フィルムを有する第1のコイル2と第2のコイル3が設置されることと、第1の鉄心1と第2の鉄心4との間に複数のエアギャップがあるデザインと合わせることにより、高耐圧の効果を実現する。そして、第2のインダクタは、第1の鉄心1の内部に収容できるため、素子全体の体積および空間を小さくすると共に出力密度を高める。即ち、本考案の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子の構造によって、先行技術における高耐電圧かつ高出力密度の磁性素子の技術的ボトルネックを改善すると共に、結合式磁性素子の構造を単純化・軽量化する条件を満たす上、全体的な製造コストを効果的に削減でき、技術・コストの点おいて、競争力が非常に高くなる。
さらに、本考案の第1の鉄心1、第1のコイル2、少なくとも一つの第2の鉄心4によって形成した第1のインダクタと、第1の鉄心1、第2のコイル3、第2の鉄心4によって形成した第2のインダクタとは、第1のギャップG1を設置すること及びエアギャップとして空気またはスペーサーユニット5を第1のギャップG1に設置することによって、所望のインダクタンス量を達するように第1の鉄心1と第2の鉄心4との間のエアギャップを制御することで、上記非結合式デュアルインダクタを完成する。そのため、本考案の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子Zは、2つのインダクタ素子を一体にすることを実現することで、使用者がプリント基板アセンブリ(PCBA)に用いられる素子またはデバイスの数を効果的に減らずことができると共に、最大限に全体の体積または空間を小さくすることができ、電源製品の出力密度を高めることに役立てると共に製品の小型化に役立てるため、先行技術の欠点を改善できる。
以上に公開された内容は、本考案の好ましい実行可能な実施形態にすぎず、本考案の実用新案登録請求の範囲を限定するものではない。したがって、本考案の明細書、図面の内容を使用して行われたすべての同等の技術的変更は、本考案の実用新案登録請求の範囲に含まれる。
1 第1の鉄心
10 第1の収容空間
11 第1の内壁
12 第2の内壁
13 第3の内壁
14 第4の内壁
2 第1のコイル
20 第2の収容空間
21 本体部
22 第1の端部
23 第2の端部
3 第2のコイル
30 第3の収容空間
4 第2の鉄心
41 第1の表面
42 第2の表面
5 スペーサーユニット
6 カバーユニット
G1 第1のギャップ
G2 第2のギャップ
Z 高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子
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4 第2の鉄心
41 第1の表面
42 第2の表面
5 スペーサーユニット
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G1 第1のギャップ
G2 第2のギャップ
Z 高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子
Claims (5)
- 本体を貫通する第1の収容空間を有する第1の鉄心と、
第2の収容空間を有し、前記第1の収容空間に取り外し可能に配置される第1のコイルと、
第3の収容空間を有し、前記第2の収容空間に取り外し可能に配置される第2のコイルと、
前記第3の収容空間に取り外し可能に配置される少なくとも一つの第2の鉄心と、
を含み、
前記第1の鉄心と少なくとも一つの前記第2の鉄心との間に複数の第1のギャップを有し、
前記第1のコイルが前記第1の鉄心と前記第2のコイルとの間に配置され、
前記第2のコイルが前記第1のコイルと少なくとも一つの前記第2の鉄心との間に配置され、
前記第1の鉄心と、前記第1のコイルと、少なくとも一つの前記第2の鉄心とを組み合わせることによって、第1のインダクタが形成され、
前記第1の鉄心と、前記第2のコイルと、少なくとも一つの前記第2の鉄心とを組み合わせることによって、第2のインダクタが形成され、
前記第1のインダクタと前記第2のインダクタは、各前記第1のギャップで形成したエアギャップにより所望のインダクタンス量を達することを特徴とする、高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子。 - 前記第1の鉄心は、前記第1の収容空間に対応する第1の内壁、第2の内壁、第3の内壁、第4の内壁を有し、
前記第1の内壁は、前記第2の内壁と対向するように設置され、
前記第3の内壁は、前記第4の内壁と対向するように設置され、
前記第1の内壁と少なくとも一つの前記第2の鉄心における第1の表面との間に前記第1のギャップが形成され、
前記第2の内壁と少なくとも一つの前記第2の鉄心における第2の表面との間に前記第1のギャップが形成され、
前記第3の内壁、前記第4の内壁は、前記第1のコイルと直接に接触し、
前記第1のコイルと前記第1の鉄心は絶縁接続しており、
前記第1のコイルと前記第2のコイルは絶縁接続しており、
前記第2のコイルと少なくとも一つの前記第2の鉄心は絶縁接続しており、
前記第1のコイルはU形状またはΩ形状であり、
前記第2のコイルはC形状であり、
少なくとも一つの前記第2の鉄心は凸形状であることを特徴とする、請求項1に記載の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子。 - 前記第1の収容空間はT形状であり、
前記第1の鉄心的両側は前記第1の収容空間により互いに連通し、
前記第1のコイルは、
U形状であり、前記第1の収容空間に配置される本体部と、
前記本体部の一端に垂直接続される第1の端部と、
前記本体部の他端に垂直接続される第2の端部と、
を含み、
前記第1の端部と前記第2の端部が前記第1の収容空間に配置されるか、あるいはその一部が前記第1の鉄心の外側に露出され、
前記第1の鉄心及び少なくとも一つの前記第2の鉄心は、フェライトまたは軟磁性材料であり、
前記第1のコイル及び前記第2のコイルはフラットコイルであることを特徴とする、請求項1に記載の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子。 - 前記第1の収容空間は矩形であり、
前記第1のコイルは、
U形状であり、前記第1の収容空間に配置される本体部と、
前記本体部の両端にそれぞれ接続される第1の端部及び第2の端部と、
を含み、
前記第1の端部と前記第2の端部が前記第1の鉄心の外側に露出され、
前記第1の鉄心及び少なくとも一つの前記第2の鉄心は、フェライトまたは軟磁性材料であり、
前記第1のコイル及び前記第2のコイルはフラットコイルであることを特徴とする、請求項1に記載の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子。 - 対応する前記第1のギャップに取り外し可能にそれぞれ配置される複数のスペーサーユニットをさらに含み、
各前記スペーサーユニットが設置されることにより、前記第1の鉄心と少なくとも一つの前記第2の鉄心との間におけるエアギャップを制御することで、前記第1のインダクタと前記第2のインダクタは所望のインダクタンス量を達し、
各前記スペーサーユニットは、非磁性材料で作られ、
前記非磁性材料は、マイラーシート、クラフト紙、プラスチックシート、ガラスシート、または、異なる前記非磁性材料により混合してなるものであり、
少なくとも一つの前記第2の鉄心の数は複数であり、
2つの隣接する前記第2の鉄心の間に第2のギャップがあり、
前記第2のインダクタは、前記第2のギャップで形成したエアギャップにより所望のインダクタンス量を達することを特徴とする、請求項1に記載の高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子。
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JP2020005525U JP3231555U (ja) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 高耐電圧かつ高出力密度の結合式磁性素子 |
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