JPH06151190A - 電磁給電装置 - Google Patents

電磁給電装置

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JPH06151190A
JPH06151190A JP4301095A JP30109592A JPH06151190A JP H06151190 A JPH06151190 A JP H06151190A JP 4301095 A JP4301095 A JP 4301095A JP 30109592 A JP30109592 A JP 30109592A JP H06151190 A JPH06151190 A JP H06151190A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】突き合せ端面におけるフェライトの破損防止や
積層磁性シートのギャップ損失の低減を実現可能な電磁
給電装置を提供する。 【構成】一次コア1及び二次コア3を突き合せて、有ギ
ャップ磁気回路(有ギャップ閉磁路)が形成される。第
1発明では両コア1、3の少なくとも一方の突き合せ端
面15又は35に高透磁性を有する薄肉の磁性体部6が
被着され、第2発明では両コア1、3の突き合せ端面1
5、35が高透磁性を有する薄肉の磁性体部6を挟持す
る。コア1、3がフェライトを素材とする場合、磁性体
部6がコア1、3の突き合せ端面15、35を保護する
ためにコア突き合せ時の衝撃はこの磁性体部6に吸収さ
れたり分散され、フェライトコアの突き合せ端面の割れ
や欠けを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁給電装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一次コイルが巻装された一次コアと二次
コイルが巻装された二次コアとを突き合わせて有ギャッ
プ磁気回路を構成し、一次コイルから二次コイルに給電
する電磁給電方式が公知であり、一次コア及び二次コア
の形状としては、コ字形(特開昭63−151006号
公報)、E字形(図4参照)、同軸円筒形(特開昭63
−240331号公報)が知られている。E字形コア及
び同軸円筒形コアは断面が三脚となるので、本明細書で
は三脚型コアと呼ぶ。
【0003】すなわち、上記した従来の三脚型コアを用
いる電磁給電装置では、断面がE字状の一次コアに一次
コイルを、断面がE字状の二次コアに二次コイルを巻装
し、両コアを突き合わせて給電を行う。また、三脚型コ
アの代わりにコ字状コアを突き合わせてロ字状の有ギャ
ップ磁気回路を構成することもでき、この場合を二脚型
コアと呼ぶ。
【0004】コアには通常、積層磁性シートが採用され
るが、鉄損低減のために高周波化を図る場合にはフェラ
イトが採用される。このようなフェライトコアは脆いの
でコア同士を強く突き合せると、突き合せ端面が欠けた
り割れたりする場合があり、これを防止するために、実
開昭61−177417号公報は、両コアの突き合せ端
面をナイロンやテフロンといった樹脂層で被覆してい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記公報
の提案では、フェライトコアの破損防止に有効であるが
ギャップが樹脂層の約2倍の厚さだけ拡大する。電磁給
電装置ではギャップ長の僅かな増加が電磁変換効率の大
幅な低下を招くので、このような樹脂層の被着は実用上
大きな問題がある。
【0006】またコアを積層磁性シートで構成する場合
でも、突き合せ端面に積層面が露出することになるので
突き合せ端面の平坦性が悪く、そのために両コアの突き
合せ端面を突き合せた場合、両突き合せ端面間に無視で
きないギャップが生じてしまい、上記と同様に大幅に電
力変換効率(二次側有効電力/一次側有効電力)が低下
してしまう。
【0007】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、突き合せ端面におけるフェライトの破損防止や積
層磁性シートのギャップ損失の低減を実現可能な電磁給
電装置を提供することを、その解決すべき課題としてい
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1発明の電磁給電装置
は、フェライト又は積層磁性シートからなり突き合わせ
により有ギャップ磁気回路を構成する一次コア及び二次
コアと、前記一次コアに巻装される一次コイルと、前記
二次コアに巻装される二次コイルとを備える電磁給電装
置において、高透磁性を有し前記両コアの少なくとも一
方の突き合せ端面に被着される薄平板状の磁性体部を備
えることを特徴としている。
【0009】第2発明の電磁給電装置は、フェライト又
は積層磁性シートからなり突き合わせにより有ギャップ
磁気回路を構成する一次コア及び二次コアと、前記一次
コアに巻装される一次コイルと、前記二次コアに巻装さ
れる二次コイルとを備える電磁給電装置において、高透
磁性を有する薄平板状の磁性体部と、前記突き合せ端面
挟持部と一体に形成される薄平板状の非磁性支持部とか
らなる介装シートを備え、前記磁性体部は前記両コアに
挟持される場合に前記両突き合せ端面に接する位置に配
設されていることを特徴としている。
【0010】前記各発明の好適な態様において、前記複
数の磁性体部は弾性を有する非磁性支持部に接着され
る。前記各発明の好適な態様において、前記磁性体部は
磁性粒子を含有する弾性体からなる。積層磁性シートと
しては、積層珪素鋼板やアモルファス磁性体からなるシ
ートを積層したものを用いることができる。
【0011】
【作用及び発明の効果】第1〜第3発明において、一次
コア及び二次コアを突き合せて、有ギャップ磁気回路
(有ギャップ閉磁路)が形成される。第1、第2発明で
は両コアの少なくとも一方の突き合せ端面に高透磁性を
有する薄平板状の磁性体部が被着され、第3発明では両
コアの突き合せ端面が高透磁性を有する薄平板状の磁性
体部を挟持する。
【0012】コアがフェライトを素材とする場合、磁性
体部がコアの突き合せ端面を保護するし、強度を向上す
る。このためにコア突き合せ時の衝撃により、フェライ
トコアの突き合せ端面の割れや欠けを防止することがで
きる。また、コアが積層磁性シートを素材とする場合、
突き合せ端面に露出する積層面の凹凸を補償し、平坦化
する。このためにこの部分の飽和磁束密度や磁気抵抗を
改善して、ギャップ損失を低減し、電力変換効率を向上
することができる。
【0013】
【実施例】
(実施例1)本発明の電磁給電装置の一実施例を図1に
示す。この電磁給電装置は、一次コア1及び一次コイル
2からなる給電部と、二次コア3及び二次コイル4から
なる受電部からなる。この例では受電部は固定、給電部
は手動乃至自動で変位可能となっており、両コア1、3
の突き合せ端面15、35を着脱可能に突き合せて有ギ
ャップの三脚型閉磁路鉄心を形成している。
【0014】一次コア1及び二次コア3は、突き合わせ
た状態で積層磁性シート又はフェライトを素材として同
形に形成され、それぞれ円盤状の基部11、31と、基
部11、31の軸心に沿って直立する円柱状の中央脚部
12、32と、基部11、31の外周部から中央脚部1
2、32と同方向に直立する円筒状の端脚部13、33
とからなる。突き合せ端面15は中央脚部12及び端脚
部13の先端面により構成され、突き合せ端面35は中
央脚部32及び端脚部33の先端面により構成され、両
突き合せ端面15、35が突き合せられている。
【0015】一次コイル2は一次コア1の中央脚部11
に巻装され、二次コイル4は二次コア3に巻装されてい
る。また、両コイル2、4の開口側表面には薄肉の樹脂
層5が被着され、コイル2、4を保護している。樹脂層
5としては、ナイロン66、テフロンなどの樹脂や耐熱
ゴム系素材(例えばシリコンゴムやふっそゴム)を採用
することができる。
【0016】更に各突き合せ端面15、35には、薄平
板状の磁性体部6が貼着されている。 本実施例の特徴
をなす磁性体部6は、図2に示すように軟磁性粒子6
1、たとえばパーマロイなどのヒステリシスの小さい粒
子を混入した樹脂又はゴム板60からなり、接着剤によ
り接着されている。磁性体部6の厚さは約10μm〜2
mmとした。軟磁性粒子の充填密度は数十%程度とされ
る。このような膜状又は板状の微粒子混入樹脂部材の製
造方法は周知であるのでここでは述べない。
【0017】以下、この装置の動作を説明する。図1の
状態に両コア1、3を突き合せて、一次コイル2に通電
すると両コア1、3間に有ギャップ磁気回路が形成さ
れ、二次コイル4に出力電圧が誘導される。本実施例で
は、コア1、3の突き合せ端面15、35に磁性体部6
を貼着しているので、以下の効果を奏することができ
る。
【0018】第1に、磁性体部6は突き合せ端面15、
35を保護するので、コア1、3の突き合せ時に、衝撃
は磁性体部6で吸収されたり分散されたりするので、衝
撃が突き合せ端面15、35特にその一部の領域に集中
することがなく、その結果、コア1、3が欠けたり割れ
たりするのを防止する。また、磁性体部6がコア1、3
の突き合せ端面15、35の機械強度自体を向上する。
【0019】第2に、磁性体部6は弾性を有するので、
上記衝撃を緩和して、コア1、3が欠けたり割れたりす
る。第3に、磁性体部6に高透磁性の磁性粒子が混入さ
れているので、従来のように樹脂膜で突き合せ端面1
5、35を保護する場合に比較して突き合せ端面15、
35間のギャップが縮小するとどうようの効果が得ら
れ、これにより有ギャップ磁気回路の磁気抵抗を大幅に
低減でき、漏れ磁束及び励磁電流を低減し、電力変換効
率を向上することができる。
【0020】第4に、磁性体部6を高透磁性の磁性粒子
を樹脂又はゴムに混入して形成しているので、コア1、
3を突き合せた場合に、コアなどの重量により、又は、
他の付勢手段でギャップ縮小方向に一方又は両方のコア
1、3を付勢することにより、磁性体部6を圧縮するこ
とができ、その結果、磁性体部6内の磁性粒子密度が向
上して更に磁気抵抗を低減できる。
【0021】第5に、樹脂層5も突き合わせた時の衝撃
を緩和することができる。上記実施例において、例えば
以下の変形態様が実施可能である。磁性体部6はコア
1、3の外表面などにも貼着することができる。また、
樹脂層5をコア1、3の外表面などにも貼着することが
できる。磁性粒子としてはファイバーなどでもよい。
【0022】磁性体部6は、たとえばパーマロイ、珪素
鋼板などの高透磁性を有する一枚板でもよく、その他、
ヒステリシスが殆ど無いアモルファス磁性体からなるシ
ートを貼着することもできる。その他、アモルファス磁
性体層をメッキなどの方法で突き合せ端面15、35に
形成してもよい。なお、磁性体部6は突き合せ端面1
5、35の全面にわたって設ける必要はなく、弾性強化
のために例えば一部領域を開口してこの開口部に純弾性
体を嵌め込んでもよい。
【0023】コア1、3はフェライトコアの代わりに積
層珪素鋼板などの積層磁性シートを用いることができ
る。このような積層磁性シートは、突き合せ端面15、
35に積層端面が露出するために凹凸が生じ易い。この
ような凹凸はギャップ損失の増大を生じるが、本実施例
のような磁性体部6を設けることにより上記凹凸を埋め
てギャップ損失を低減することができる。なお、上記凹
凸を埋めるという点で磁性体部6が弾性を有すること、
又はめっきなどで形成することは好ましい。
【0024】(実施例2)他の実施例を図3に示す。図
3は一方のコアを突き合せ端面側から軸方向に見た正面
図である。この実施例では、コア1の端脚部13の突き
合せ端面15に貼着された磁性体部6は略1/4円弧状
に形成されたパーマロイ板6aと、隣接するパーマロイ
板6aの間に形成された樹脂、ゴムなどの弾性材料から
なる非磁性支持部6bとからなり、非磁性支持部6bは
パーマロイ板6aより多少厚肉に形成されている(図4
参照)。
【0025】このようにすれば、衝撃を一度、非磁性支
持部6bで緩和した後、パーマロイ板6a同士が衝接す
ることになるので、コア1、3に加えられる衝撃が軽減
される。図5は図4の変形態様であり、非磁性支持部6
bをパーマロイ板6aと同じ厚さとし、更に非磁性支持
部6bとパーマロイ板6aとを樹脂フィルム6cに接着
したものである。この場合にも樹脂フィルム6cの弾性
により衝撃緩和を図ることができる。
【0026】図9は図4の変形態様であり、非磁性体部
6dと隣接するパーマロイ板6aとからなり、更に両者
の間に一部もしくは全部の隙間dを設ける。ここでは非
磁性体部6dの先端部を山形として隙間dを確保してい
る。このようにすれば、非磁性体部6dの先端部が圧縮
された場合に、この圧縮、変形した非磁性体部6dの先
端部をこの隙間dに収容することができ、これによりコ
ア1、3間のギャップが減り、電力変換効率が向上す
る。 (実施例3)他の実施例を図6に示す。
【0027】この実施例では、コア1、3はその間に、
それらと別体に形成された緩衝シート7を挟んで突き合
せられる。緩衝シート7は、厚さ約2mmの樹脂板から
なり、突き合せ端面15、35の間に位置する領域に挿
入、配置される磁性体部71と、磁性体部71と一体に
形成され、コイル2、4の間や外部に延設される非磁性
支持部72とからなる。これら磁性体部71及び非磁性
支持部72は溶着により一体化されている。
【0028】このようにすれば、磁性体部6の損耗時に
交換できるといった効果を奏することができる。次に、
図7のコアを用い、磁性体部6として10μm厚のFe
−Ni−Pアモルファス磁性膜を被着した場合(a)、
10μm厚のテフロン膜を被着した場合(b)、何も被
着せずに直接突き合せる場合(c)について、実験し
た。その結果を図8に示す。
【0029】なお図6のコアはフェライトコアであっ
て、端脚部13は切りかかれて二個の円弧脚部となって
いる。また両コア5、6の中央には貫通孔18、28が
形成されている。両コア136の外径D1は35.5m
m、内径D2は29.9mm、貫通孔18、28の直径
は5.4mm、中央脚部12の直径は16mm、両コア
1、3の高さA1は11mm、コイル収容用の環状溝の
深さA2は7.3mmとなっている。このコアに一次コ
イル9ターン、一次電圧10V,周波数80kHz、二
次コイル17タ−ンとして二次電圧を測定した。
【0030】図8から、本実施例では従来の樹脂保護膜
に比べて二次電圧の向上を図れることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電磁給電装置の一実施例を示す断面
図、
【図2】図1の磁性体部の拡大断面図、
【図3】実施例2の磁性体部の正面図、
【図4】図3の磁性体部の拡大断面図、
【図5】図3の磁性体部の変形例の拡大断面図、
【図6】実施例3の電磁給電装置の断面図、
【図7】評価試験に用いた電磁給電装置の正面図及び断
面図、
【図8】評価試験結果を示す特性図、
【図9】図3の磁性体部の変形例の拡大断面図。
【符号の説明】
1は一次コア、2は一次コイル、3は二次コア、4は二
次コイル、6は磁性体部。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フェライト又は積層磁性シートからなり
    突き合わせにより有ギャップ磁気回路を構成する一次コ
    ア及び二次コアと、前記一次コアに巻装される一次コイ
    ルと、前記二次コアに巻装される二次コイルとを備える
    電磁給電装置において、 高透磁性を有し前記両コアの少なくとも一方の突き合せ
    端面に被着される薄平板状の磁性体部を備えることを特
    徴とする電磁給電装置。
  2. 【請求項2】 フェライト又は積層磁性シートからなり
    突き合わせにより有ギャップ磁気回路を構成する一次コ
    ア及び二次コアと、前記一次コアに巻装される一次コイ
    ルと、前記二次コアに巻装される二次コイルとを備える
    電磁給電装置において、 高透磁性を有する薄平板状の磁性体部と、前記突き合せ
    端面挟持部と一体に形成される薄平板状の非磁性支持部
    とからなる介装シートを備え、前記磁性体部は前記両コ
    アに挟持される場合に前記両突き合せ端面に接する位置
    に配設されていることを特徴とする電磁給電装置。
  3. 【請求項3】 前記複数の磁性体部は弾性を有する非磁
    性支持部に接着される請求項1乃至3記載の電磁給電装
    置。
  4. 【請求項4】 前記磁性体部は磁性粒子を含有する弾性
    体からなる請求項1乃至3記載の電磁給電装置。
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