JPH04142015A

JPH04142015A - コイル装置

Info

Publication number: JPH04142015A
Application number: JP2264252A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Ito; 信一郎伊藤; Koji Kinoshita; 幸治木下
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1992-05-15
Anticipated expiration: 2013-01-19
Also published as: JP2699021B2

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］（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
した際に磁心が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くてはな
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が知られているがこの方法だ
けでは上記■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号公報があり、
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
を小さく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１．ｆ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、 ■、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、周辺機器（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、かつ信頼性が向
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、磁路を形成し、こ
の磁路中に複数のギャップを有する磁心と、この磁心の
前記少な（とも１つのギャップ領域を包含するように巻
回されたコイルとから成るコイル装置において、前記コ
イルが巻回されたギャップ領域の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）各々コイルの内部に有するギャップ以外にコイルの外部
にもギャップを形成することにより、漏洩磁束の集中を
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。

（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８ａ、８ｂを有する
第２の断面Ｕ字型磁心８と、コイル６とから構成されて
いる。

すなわち、第１及び第２の断面Ｕ字型磁心２゜８は各々
の第１の脚部２ａと８ａ、第２の脚部２ｂと８ｂとがそ
れぞれギャップ５．７を介して対向するように配置され
、これらのうちギャップ５を内部に覆うようにコイル６
が巻装されている。

また各対向している第１の脚部２ａ、８ａ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２，８．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は基端
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（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９ａ、９ｂ、９ｃを有する第１の断面Ｅ字型磁心
９と、第１．第２及び第３の脚部１０ａ、１０ｂ、１０
ｃを有する第２の断面Ｅ字型磁心１０と、コイル６とか
ら構成されている。第１及び第２の断面Ｅ字型磁心９，
１０は各々第１の脚部９ａと１０ａ、第２の脚部９ｂと
１０ｂ及び第３の脚部９Ｃと１０ｃとがそれぞれギャッ
プ７ａ、７ｂ、７ｃを介して対向するように配置され、
これらギャップ７ｂを内部に覆うようにコイル６が巻装
されている。また各脚部９ｂ。

１０ｂ先端には平坦なコア部材４が設けられている。更
に第１の実施例と同様に、各対向している第２の脚部９
ｂ、１０ｂは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は第１の実施例に比べ
て相対向する第１の脚部１１ａと１２ａ間のギャップ５
内にコア部材３が配置されている点が異なっている。コ
ア部材３によってギャップ５は第１及び第２のギャップ
５ａ、５ｂに分割されている。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及び第２の脚部１
１ａ、１２ａ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は第１の実施例に比べ
て相対向する第１の脚部１３ａと１４ａ間のギャップ５
内に第１乃至第３のコア部材３ａ乃至３Ｃが配置されて
いる点が異なっている。これらコア部材３ａ乃至３Ｃに
よってギャップ５は５ａ乃至５ｄに分割されている。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及び第２の脚部１３８．１４ａ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が小さ
くなる形状に形成されている。

このように第１乃至第４の各実施例によれば、各々コイ
ルの内部だけでなくコイルの外部にもギャップを形成し
、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（なる形状に形成したので、漏洩磁束の集中を
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５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６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）前記表から明らかなように本発明の各実施例によれば、
コイル中央部Ｘ、コイル端部Ｙ、コア部Ｚ９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７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７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８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８図（ａ）は一対の脚部２
５．２６の相対向端部に球面２５　ａ、　　２６　ａを
形成した形状、第８図（ｂ）は同様に曲面２５ｂ、２６
ｂ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８図（Ｃ）は椀面２５ｃ、２６ｃを形成
した形状、第８図（ｄ）は尖頭面２５ｄ。

２６ｄを形成した形状、第８図（ｅ）は切欠面２５ｅ、
２６ｅを形成した形状、第８図（ｆ）は段面２５ｆ、２
６ｆを形成した形状、第８図（ｇ）は円錐台の上面に四
角面２５ｇ、２６ｇを形成した形状、第８図（ｈ）は四
角錐面２５ｈ、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
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）乃至第４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の実施例及び第４の実施例を示す概
略図及び平面図、第５図は従来例を示す概略図、第６図
はコイル装置の各部の温度測定方法の説明図、第７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８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、２．９，１１．１３・・・第１の磁心、５．５ａ乃至５
ｄ、７．７ａ乃至７Ｃ・・・ギャップ、８．１０，１２．１４・・・第２の磁心、６・・・コイ
ル、２ａ、２ｂ、８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂ、９ｃ。１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、ｌｌａ、ｌｌｂ。１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ。１４ｂ・・・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＼第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

　磁路を形成し、この磁路中に複数のギャップを有する
磁心と、この磁心の前記少なくとも１つのギャップ領域
を包含するように巻回されたコイルとから成るコイル装
置において、前記コイルが巻回されたギャップ領域の磁
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。