JPH04142013A - コイル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、フライバックトランス、スイッチング電源用
トランス、チョークコイル等に用いるコイル装置の改良
に関し特にギャップを有する磁心を用いたコイル装置の
改良に関する。

（従来の技術） 従来、トランス、チョークコイル等では目的の電流を流
した際に磁心か飽和しないように磁路内にギャップを設
けている。例えばフェライト磁心の場合の透磁率μは５
０００程度であるがこれをトランス用磁心として使用す
る際にはギャップを設けて実効透磁率μを５０乃至３０
０として用いている。

このことは、もともと磁気抵抗の小さなフェライト磁心
の中に大きな磁気抵抗をもつギャップを入れな（ではな
らないことを意味しており、ギャップ周辺で大きな漏洩
磁束が発生する。

この漏洩磁束は少なくとも下記の如く２つの悪影響を及
ぼすことが知られている。

■　磁気誘導に影響され易い周辺機器（部品）へのノイ
ズの発生。

■　ギャップを包囲するようにコイルが巻回されている
場合漏洩磁束によりギャップ周辺のコイルが異常発熱す
る。

という問題点があり、これらに関しては種々の改良案が
検討されている。

例えば上記■の問題点を解決するために、ギャップをコ
イルの内だけに設ける方法か知られているかこの方法だ
けでは上記２の問題点がさらに大きくなってしまう。

上記■については、特開昭５５−７７１１５号、実開昭
５７−１３０４０２号公報に示されているように、コイ
ル中に位置するギャップを磁気的に直列かつ複数に分割
し漏洩磁束の集中を分散させようという例もあり、また
、上記■、■の問題点を解決するものとして実公昭５３
−５３８５０号、実公昭６０−７４４８号公報かあり、
これらはギャップ充填材として比透磁率が空気よりも大
きいもの（１以上）を使用してギャップ部での磁気抵抗
を小さ（し漏洩磁束を減少させようとしている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように比透磁率が空気より大きい材質（１以上）
をギャップとしてコイルの内側に設けた場合には、■、
■の問題点ともある程度改良できる可能性がある。

しかしながら、その場合においても、 工、ギャップと磁心の境界部に漏洩磁束が集中する。

■、ギャップ材として適当な透磁率を持ちしかも磁心に
匹敵する程の高飽和磁束密度、低磁心損失特性を持つ磁
性体の入手が困難である。

等のために、ギャップと磁心の境界部上のコイルが異常
発熱する、ギャップ材の磁心損失によりギャップ部が異
常発熱する、ギャップを入れた磁心のＢ−Ｈ曲線が非線
形になりトランスとして使用した場合波形が歪むと言う
新たな問題を生じてしまい、より効果的な改良案は得ら
れていないのが現状である。

上述したような従来の改良案では、いずれもエアギャッ
プではなく他のギャップ材のギャップを設ける、あるい
は複数に分割するなどの複雑な構造に成っているにもか
かわらず、ギャップ周辺で大きな漏洩磁束が発生するこ
とを十分に減少できないため、コストが増加する、信頼
性が低下するという問題点を生じてしまう。

本発明は上記問題点を解決し、同辺機器（部品）へのノ
イズの影響を少なくし、ギャップ周辺で生ず′る漏洩磁
束を減少させ、もってギャップ周辺のコイルが異常発熱
を起すのを防止でき、また、コストが安く、かっ、信頼
性が向上するコイル装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、複数の磁路を形成
し、各磁路中にギャップを有する磁心と、各磁心の前記
ギャップ領域を包含するようにそれぞれ巻回されたコイ
ルとから成るコイル装置において、前記ギャップを形成
する領域の相対向する磁心部分の少なくとも一方を基端
部の横方向断面積よりも先端部の横方向断面積が小さ（
なる形状としたことを特徴とするものである。

（作　用） 各々内部にギャップを有する複数のコイルを備えること
により、同一コイル装置内にギャップを複数設けること
かできる。これによって漏洩磁束の集中を複数のコイル
に分散することができ、コイルの異常発熱を防止するこ
とができる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明のコイル装置の第１の実
施例を示す概略図及び平面図で、コイル装置１は第１の
脚部２ａ及び第２の脚部２ｂを有する第１の断面Ｕ字型
磁心２と、第１及び第２の脚部３ａ、３ｂを有する第２
の断面Ｕ字型磁心３と、第１のコイル６及び第２のコイ
ル７（！：から構成されている。

すなわち、第１及び第２の断面Ｕ字型磁心２゜３は各々
の第１の脚部２ａと３ａ、第２の脚部２ｂと３ｂとがそ
れぞれギャップ５を介して対向するように配置され、こ
れらギャップ５を内部に覆うように第１のコイル６及び
第２のコイル７が巻装されている。また各対向している
第１の脚部２ａ、３ａの先端及び第２の脚部２ｂ、３ｂ
の先端には平坦なコア部材４が設けられている。これら
第１及び第２の断面Ｕ字型磁心２，３、コア部材４とし
ては例えばフェライトが用いられる。このような構造の
コイル装置１において、各対向している第１の脚部２ａ
、３ａ及び第２の脚部２ｂ。

３ｂは、いずれも基端部の横方向断面積Ａよりも先端部
の横方向断面積Ｂが小さくなる形状に形成されている。

第２図（ａ）、　　（ｂ）は本発明の第２の実施例を示
す概略図及び平面図で、コイル装置１は第１゜第２及び
第３の脚部８ａ、８ｂ、８ｃを有する第１の断面Ｅ字型
磁心８と、第１．第２及び第３の脚部９ａ、９ｂ、９ｃ
を有する第２の断面Ｅ字型磁心９と、第１．第２及び第
３のコイル６．７゜１０とから構成されている。第１及
び第２の断面Ｅ字型磁心８，９は各々第１の脚部８ａと
９ａ。

第２の脚部８ｂと９ｂ及び第３の脚部８ｃと９０とがそ
れぞれギャップ５を介して対向するように配置され、こ
れらギャップ５を内部に覆うように第１．第２及び第３
のコイル６．７．１０が巻装されている。また各脚部の
先端には平坦なコア部材４が設けられている。さらに第
１の実施例と同様に、各対向している第１の脚部８ａ、
９ａ、第２の脚部８ｂ、９ｂ及び第３の脚部８ｃ、９ｃ
は、いずれも基端部の横方向断面積Ａよりも先端部の横
方向断面積Ｂが小さくなる形状に形成されている。

第３図（ａ）、　　（ｂ）は本発明の第３の実施例を示
す概略図及び平面図で、コイル装置１は平板型磁心１１
と、第１及び第２の脚部１２ａ。

１２ｂを有する断面Ｕ字型磁心１２と、第１及び第２の
コイル６．７とから構成されている。磁心１１．１２は
、磁心１１の両端部と第１及び第２の脚部１２ａ、１２
ｂとがそれぞれギャップ５を介して対向するように配置
され、これらギャップ５を内部に覆うように第１及び第
２のコイル６゜７が巻装されている。また各脚部の先端
には平坦なコア部材４が設けられている。さらに第１及
び第２の脚部１２ａ、１２ｂはいずれも基端部の横方向
断面積Ａよりも先端部の横方向断面積Ｂか小さくなる形
状に形成されている。

第４図（ａ）、　　（ｂ）は本発明の第４の実施例を示
す概略図及び平面図で、コイル装置１は脚部１３ａを有
する第１の断面り字型磁心１３と、脚部１４ａを有する
第２の断面り字型磁心１４と、第１及び第２のコイル６
．７とから構成されている。第１及び第２の断面り字型
磁心１３．１４は、互いに一方の端部と他方の脚部とが
それぞれギャップ５を介して対向するように配置され、
これらギャップ５を内部に覆うように第１及び第２のコ
イル６．７が巻装されている。また各脚部の先端には平
坦なコア部材４が設けられている。さらに各脚部１３ａ
、１４ａはいずれも基端部の横方向断面積Ａよりも先端
部の横方向断面積Ｂか小さくなる形状に形成されている
。

すなわち第３及び第４の実施例では、ギャップ５を形成
する一対の磁心のうち少なくとも一方の脚部の横方向断
面Ａ、Ｂの関係を前記のように設定している。

第５図（ａ）、　　（ｂ）は本発明の第５の実施例を示
す概略図及び平面図で、コイル装置１は第１及び第２の
脚部１５ａ、１５ｂを有する第１の断面Ｕ字型磁心１５
と、前記脚部１５ａ、１５ｂよりも長い寸法の第１及び
第２の脚部１６ａ。

１６ｂを有する第２の断面Ｕ字型磁心１６と、第１及び
第２のコイル６．７とから構成されている。

第１及び第２の断面Ｕ字型磁心１５．１６は各々の第１
の脚部１５ａと１６ａ、第２の脚部１５ｂと１６ｂとが
それぞれギャップ５を介して対向するように配置され、
これらギャップ５を内部に覆うように第１及び第２のコ
イル６．７が巻装されている。また各脚部の先端には平
坦なコア部材４が設けられている。さらに第１の脚部１
５ａ。

１６ａ及び第２の脚部１５ｂ、１６ｂはいずれも基端部
の横方向断面積Ａよりも先端部の横方向断面積Ｂが小さ
くなる形状に形成されている。

第６図（ａ）、　　（ｂ）は本発明の第６の実施例を示
す概略図及び平面図で、コイル装置１は第１の脚部１７
ａ及びこれより長い寸法の第２の脚部１７ｂを有する第
１の磁心１７と、前記脚部１７ｂとほぼ同じ長さ寸法の
第１の脚部１８ａ及びこれより短くて前記脚部１７ａと
ほぼ同じ長さ寸法の第２の脚部１８ｂを有する第２の磁
Ｃｌ８ｂと、第１及び第２のコイル６．７とから桿成さ
れている。第１及び第２の磁心１７．１８ｉ；各々第１
の脚部１７ａと１８ａ及び第１２の脚部１７ｂと１８ｂ
とがそれぞれギャップ５を介しズ対向するように配置さ
れ、これらギャップ５を一部に覆うように第１及び第２
のコイル６．７が着装されている。また各脚部の先端に
は平坦なコア部材４が設けられている。さらに第１の肌
面１７ａ、１８ａ及び第２の脚部１７ｂ、１８ｂｉ；ｔ
いずれも基端部の横方向断面積Ａよりも先端部Ｃ横方向
断面積Ｂが小さくなる形状に形成されて（る。

このように第１乃至第６の各実施例によれば、各々内部
にギャップを有する複数のコイルを備えるようにし、ギ
ャップを介して相対向する一対の磁心の少なくとも一方
を基端部の横方向断面積よりも先端部の横方向断面積が
小さくなる形状に形成したので、漏洩磁束の集中を複数
のコイルに分散することができる。これによってコイル
の異常発熱を防止することができる。

第７図は比較のために従来構造のコイル装置を示すもの
で、コイル装置１は脚部１９ａを有する第１の断面Ｕ字
型磁心１９と、脚部２０ａを有する第２の断面Ｕ字型磁
心２０と、対向する脚部１９ａと２０ａ間に形成された
ギャップ５を内部に覆うようにコイル２１が巻装されて
いる。相対向する脚部１９ａと２０ａは全長にわたって
横方向断面積が等しくなる形状に形成されている。

次表は各実施例によって得られたコイル装置の各部の温
度測定結果を従来コイル装置と比較して示すものである
。なお各部の位置は第８図に示すような試験装置３０を
用いて行った。（試験条件二層波数８０ｋＨ２，１，Ｏ
Ａ、正弦波、環境温度４０°Ｃ） （以下余白） 表 （０Ｃ） よれば、コイル中央部Ｘ、コイル端部Ｙ、コア部Ｚ１周
囲Ｗのいずれにおいても、従来例より温度の低下が認め
られる。従ってコイルの異常発熱を防止することができ
る。また組立も簡単に行うことができるので、コストダ
ウンを図ることができる。

なお各実施例において、ギャップを介して対向する一対
の磁心の少なくとも一方における基端部の横方向断面積
よりも先端部の横方向断面積が小さくなる形状としては
湾曲状に形成した例で示したが、これらの形状に限らず
第９図（ａ）乃至（Ｃ）に示したような形状をとること
ができる。

すなわち第９図（ａ）、　　（ｂ）、　　（ｃ）は相対
向する一対の脚部２２．２３の周囲に順次傾斜面が緩や
かになるようにテーパ部２２ａと２３ａ。

２２ｂと２３ｂ、２２ｃと２３ｃとを形成することによ
り、基端部の横方向断面積Ａよりも先端部の横方向断面
積Ｂが小さくなるような形状に形成した例を示すもので
ある。さらに第１０図（ａ）乃至（ｈ）のような形状を
とることができる。すなわち第１０図（ａ）は一対の脚
部２５．２６の相対向端部に球面２５ａ、２６ａを形成
した形状、第１０図（ｂ）は同様に曲面２５ｂ、２６ｂ
を形成して断面積を対向面に向かって減少させるように
した形状、第１０図（Ｃ）は椀面２５ｃ。

２６ｃを形成した形状、第１０図（ｄ）は尖頭面２５ｄ
、２６ｄを形成した形状、第１０図（ｅ）は切欠面２５
ｅ、２６ｅを形成した形状、第１０図（ｆ）は段面２５
ｆ、２６ｆを形成した形状、第１０図（ｇ）は円錐台の
上面に四角面２５ｇ。

２６ｇを形成した形状、第１０図（ｈ）は四角錐面２５
ｈ、２６ｈを形成した形状を示すものである。

なお実施例ではコイルを３個まで設けた例で示したが、
４個以上設けることも任意である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、周辺機器へのノイズ
の影響を少なくシ、ギャップ周辺で生ずる漏洩磁束を減
少させ、もってギャップ周辺のコイルの異常発熱を防止
し、またコストが安くかつ信頼性が向上するコイル装置
を提供することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　　（ｂ）乃至第６図（ａ）。 （ｂ）は各々本発明のコイル装置の第１の実施例。 第２の実施例、第３の実施例、第４の実施例、第５の実
施例及び第６の実施例を示す概略図及び平面図、第７図
は従来例を示す概略図及び平面図第８図はコイル装置の
各部の温度測定方法の説明図、第９図（ａ）乃至（ｃ）
は本発明のコイル装置に用いられる磁心形状の変形例を
示す概略図、第１０図（ａ）乃至（ｈ）は本発明のコイ
ル装置に用いられる磁心の形状の他の変形例を示す概略
図である。 １・・・コイル装置、 ２．８．１３，１５．１７・・・第１の磁心、３．９，
１４，１６．１８・・・第２の磁心、５・・・ギャップ
、６，７．１０・・・コイル、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ
、８ａ、８ｂ、８ｃ。 ９ａ、９ｂ、９ｃ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ。 １４ａ、１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ。 １７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂ・＝脚部、３０・・・
試験装置、 Ａ・・・脚部の基端部の横方向断面積、Ｂ・・・脚部の
先端部の横方向断面積。 第 図 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数の磁路を形成し、各磁路中にギャップを有する磁
   心と、各磁心の前記ギャップ領域を包含するようにそれ
   ぞれ巻回されたコイルとから成るコイル装置において、
   前記ギャップを形成する領域の相対向する磁心部分の少
   なくとも一方を基端部の横方向断面積よりも先端部の横
   方向断面積が小さくなる形状としたことを特徴とするコ
   イル装置。