JPH0627934Y2

JPH0627934Y2 - 磁心

Info

Publication number: JPH0627934Y2
Application number: JP1990100649U
Authority: JP
Inventors: 正三井
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 1999-07-10
Also published as: JPH0377417U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案は、例えば小型大容量のスイッチング電源用トラ
ンス等のコイル装置を構成するのに好適な横置型の磁心
に関する。

〈従来の技術〉近年、コンピュータ及びその端末装置、事務機器等の進
歩に伴って、小型、軽量、薄型で大容量のスイッチング
電源が必要になっている。スイッチング電源の小型軽量
化に当っては、大きなスペース、重量を占めるトラン
ス、とりわけトランスを構成する磁心の軽量、小型化が
最も重要なポイントである。従来、磁心としては、軸方
向が設置面に対して平行となる横置型と、軸方向が設置
方向に対して垂直となる縦置型磁心の２種類が知られて
いる。このうち、横置型の磁心は、縦置型の磁心と比較
して、実装高さを低くするのに好適である。横置型磁心
は、例えば実開昭５７−４４５０６号公報等で知られて
おり、底板部の外周縁に沿い中脚部の両側に間隔におい
て立設された２枚の外脚部を有し、２枚の外脚部の間隔
に対応して、相対向する方向に生じる底板部の両側端面
のうちの一側端面に巻線引出溝を設け、この巻線引出溝
を通して巻線を導出するようにしてある。

しかし、巻線引出溝が外脚部の厚みを超えて深く形成さ
れているため、実質的に、底板部に対して外脚部を長く
した形状になる。このため、実装高さが高くなってしま
い、より一層の高さ減少に限界を生じていた。

上述した問題点を解決し得る横置型磁心として、第５図
及び第６図に示す磁心が提案されている。第５図は平面
図、第６図は正面図であり、底板部１と、この底板部１
の中心部に立設された断面円形状の中脚部２と、この中
脚部２を直径方向の両側から包囲するようにして底板部
の外周縁に沿い間隔d₁、d₂をおいて立設された２枚の外
脚部３、４とを、フェライト底形体として一体に連設し
たＥ形磁心となっている。２枚の外脚部３、４の配置間
隔d₁、d₂に対応して生じる底板部１の両側端面101、102
のうち、側端面101は、外脚部３、４の端部３１、４１
から連続して段差h₁を有して落込む段面なっている。側
端面101の中央部には、中脚部２の外周面に接する円弧
状の凹部103を設けてある。また、他側端面102は中脚部
２の外周面及び外脚部３、４の端面を含む平面状に形成
されている。

上記磁心を使用してスイッチング電源用トランス等を構
成するには、例えば第７図に示すように、上記構造の２
つの磁心Ａ、Ｂを使用し、その中脚部２、２にコイル５
を巻装したコイルボビン６を嵌合させながら、突き合わ
せて組立てる。なお、磁心Ａ、Ｂの一方を平板状のＩ形
磁心とした組立構造を取ることもある。組立状態では、
側端面102側がコイルボビン６の端子台６１に対向して
位置決めされる。７はコイルボビン６に植設された端子
である。

上記磁心によれば、外脚部３、４の端部と側端面101と
の間に生じる段差h₁を利用して、コイル５の端末を引出
すことができる。また、側端面101に円弧状凹部103を有
しているので、線径の太いコイル端末も、この凹部103
を通して引出すことができる。このため、コイル端末引
出し処理が容易である。

しかも、側端面101は、外脚部３、４の端部３１、４１
から連続して落込んでいるので、段差h₁が小さくなる。
このため、外脚部３、４の高さH₁を底板部１の幅W₁に近
づけ、全体の高さを低くすることが可能になる。

更に、他側端面102は中脚部２の外周面及び外脚部３、
４の端面を含む平面状に形成されているから、コイル端
末引出し処理の容易化を図るのに必須の凹部103を有す
る構造の下で、底板部１の側端面101−102間の間隔を、
中脚部２の直径確保に必要な極限の寸法まで縮小でき
る。このため、小型、軽量、かつ、薄型の磁心が得られ
る。

〈考案が解決しようとする課題〉ところで、この種の磁心においては、磁気飽和を起すこ
とがないよう、中脚部２の断面積を充分に大きくする必
要がある。例えばスイッチング電源用トランスとして使
用した場合に磁気飽和を起すと、メインスイッチ素子等
の回路部品が破壊されてしまうからである。ところが、
従来は、中脚部２の断面形状を円形状としてあったた
め、磁気飽和を起さないために必要な直径D₁の寸法が自
と定まってしまう。このため、側端面102からの高さH₁
が、中脚部２の直径D₁によって定まってしまい、小型、
薄型化に限界を生じていた。

また、中脚部２の巻装されたコイル５のコイル端末５１
を引出す場合、例えば第８図に示すように、コイル端末
５１の引出し位置でコイル５の巻径が太り、漏洩磁束が
増大して特性が悪化し、また高さも高くなる等の難点も
生じる。

そこで、本考案の課題は、上述する従来からの問題点を
解決し、コイル端末引出し処理の容易化を確保しつつ、
より一層の小型、軽量、薄型化を図った磁心を提供する
ことである。

〈課題を解決するための手段〉上述した課題のため、本考案は、底板部と、該底板部の
一面上に立設される中脚部と、前記底板部の外周縁に沿
い前記中脚部の両側に間隔をおいて立設される２枚の外
脚部とを一体に連設した磁心であって、前記底板部は、前記２枚の外脚部の前記間隔に対応し
て、相対向する方向に生じる両側端面の一側端面が前記
外脚部の端部との間に段差を有する段面となっていて、
他側端面が前記中脚部の外周面を含む平面となってお
り、前記底板部の前記他側端面は、前記底板部の前記一面側
に向って傾斜する傾斜面を有しており、前記中脚部は、軸に直交する面での断面形状が、前記２
枚の外脚部の配置方向で長軸となり、これを直交する方
向で短軸となる楕円形状を有しており、しかも、前記外
周面が前記底板部の前記他側端面に接しその連設部分に
前記傾斜面を２分する不連続部分が生じるように配置さ
れていることを特徴とする。

〈作用〉底板部は、２枚の外脚部の間隔に対応して、相対向する
方向に生じる両側端面の一側端面が外脚部の端部との間
に段差を有する段面となっているから、外脚部の高さを
底板部の幅に近づけ、全体の高さを低くすることが可能
になる。

他側端面は中脚部の外周面及び外脚部の端面を含む平面
状に形成されているから、底板部の両側端面間の間隔
を、中脚部の直径確保に必要な極限の寸法まで縮小でき
る。このため、小型、軽量、かつ、薄型の磁心が得られ
る。

中脚部は、軸に直交する面での断面形状が、２枚の外脚
部の配置方向で長軸となり、これと直交する方向で短軸
となる楕円形状を有しているから、短軸方向を組立実装
時の高さ方向に設定し、小型、薄型化を達成できる。

しかも、この短軸方向と直交する方向が長軸方向とな
り、短軸方向の縮小化による断面積の減少を、長軸方向
の寸法増大によって補うことができるので、磁気飽和を
起こさない断面積を確保できる。

また、中脚部は、楕円形状であるから、中脚部の形状に
合せたコイル巻枠に沿ってコイルを無理なく密着して巻
装し、漏洩インダクタンスを小さくし、特性を向上させ
ることができる。

更に、中脚部の外周面を臨ませた底板部の他側端面は、
底板部の一面側に向って傾斜する傾斜面を有しているか
ら、プレス金型からの成型品の型離れが良好になると共
に、稜角部における欠けや破損の発生が防止される。

また、傾斜面がプレス成型圧力を面で受けるので、プレ
ス成型圧力が充分に行きわたるようになり、プレス圧力
及び充填密度が均一化される。

このため、磁路として重要な位置を占める底板部の磁気
特性のバラツキが防止され、性能及び歩留りが向上す
る。

更に、欠けや破損の防止、プレス圧力及び充填密度の均
一化等により、底板部と両側端面とが理想に近い形状で
交叉するようになるので、コイルボビンとの組合せがス
ムーズに行なわれるようになる。また、金型の損傷が防
止され、金型寿命が長くなる。しかも、巻線端末を傾斜
面に沿って曲げ、その曲げ半径を大きくできる。

中脚部は、外周面が底板部の他側端面に接するように配
置されているから、形状が小型になる。しかも、中型部
は他側端面との連設部分に傾斜面を２分する不連続部分
が生じるように配置されているので、傾斜面を設けると
ともに、中脚部の外周面を他側端面に接するように設け
たにもかかわらず、底板部分との連設部分における中脚
部の断面形状が、傾斜面による断面積削減を受けること
なく、中脚部を中心にして、その両側から底板部を通っ
て中脚部へ入る磁束及び中脚部から底板部へ出る磁束の
流れがスムーズになり、磁気効率が向上し、特性が良好
になる。

〈実施例〉第１図は本考案に係る磁心の平面図、第２図は同じくそ
の正面図、第３図は第２図のA₁−A₁線上における断面
図、第４図は第２図のA₂−A₂線上における断面図であ
る。図において、第５図及び第６図と同一の参照符号は
同一性ある構成部分を示している。この実施例では、底
板部１と、この底板部１の一面の略中央部に立設された
中脚部２と、中脚部２を両側から包囲するようにして底
板部１の外周縁に沿い間隔d₁、d₂をおいて立設された２
枚の外脚部３、４とを、フェライト磁性材により一体的
に形成してある。２枚の外脚部３、４の間隔に対応し
て、底板部１の相対向する方向に生じる両側端面のうち
の一側端面101は、外脚部３、４の端部３１、４１から
連続して段差h₁を有して落込む段面となっている。側端
面101の中央部には、中脚部２の外周面に接する円弧状
の凹部103を設けてある。また、他側端面102は中脚部２
の外周面及び外脚部３、４の端面を含む平面状に形成さ
れている。底板部１の他側端面102は、底板部１の一面
側に向って傾斜する傾斜面105、105を有している。

上述の構造により、外脚部３、４の端部３１、４１と側
端面101との間に生じる段差h₁を利用して、コイル５の
端末を引出すことができる。また、側端面101に円弧状
凹部103を有しているので、線径の太いコイル端末も、
この凹部103を通して引出すことができる。このため、
コイル端末引出し処理が容易である。

しかも、側端面101は、外脚部３、４の端部３１、４１
との間に段差h₁を有する段面となっているから、外脚部
３、４の高さH₁を底板部１の幅W₁に近づけ、全体の高さ
を低くすることが可能になる。

更に、他側端面102は中脚部２の外周面及び外脚部３、
４の端面を含む平面状に形成されているから、コイル端
末引出し処理の容易化を図るのに必須の凹部103を有す
る構造の下で、底板部１の側端面101−102間の間隔を、
中脚部２の短軸径を確保するのに必要な極限の寸法まで
縮小できる。このため、小型、軽量、かつ、薄型の磁心
が得られる。

更に、外脚部３−４間の間隔d₁、d₂に現われる底板部１
の側端面101、102に、外側から内面側に向って傾斜する
傾斜面104及び105を設けてある。次に傾斜面104、105を
設けた理由について説明する。

この種の磁心は、底板部１の一面上に中脚部２及び外脚
部３、４とを一体に連設した構造となっているので、フ
ェライト成型体として成型する場合、中脚部２及び外脚
部３、４の立設方向からプレス金型を合せて成型し、型
抜きを行なわなければならない。例えば第９図（ａ）に
示すように、プレス金型P₁に対してプレス金型P₂を矢印
X₁の方向にプレスして成型した後、第９図（ｂ）に示す
ように、プレス金型P₂及びP₃を矢印X₂の方向に移動させ
て型抜きを行なわなければならない。このとき、中脚部
２及び外脚部３、４の立設している底板部１の一面は、
型抜き方向X₂に対して直交する方向となる。もし、底板
部１に傾斜面がなく、第９図（ａ）に示すようなシャー
プ．エッジの稜角部106、107となっているとすると、型
抜きの際に、底板部１の一面側が、側端面101、102と交
叉する稜角部106、107において、プレス金型P₁の内周面
に密着して型抜き方向X₂に引っ張られ、破損や欠け等を
生じ易い。また、稜角部106、107の部分にプレス成型圧
力が充分に行きわたらず、プレス圧力及び充填密度が不
均一になり易い。

この種の磁心は、２枚の外脚部３、４の間隔d₁、d₂に対
応して底板部１の相対向する方向に生じる両側端面10
1、102のうちの一側端面101に、中脚部２の外周面に接
する凹部103を設け、他側端面102に中脚部２の外周面を
臨ませ、底板部１の両側端面101、102間における面間隔
を極力小さくし、小型化、薄型化及び軽量化を図った構
造となっている。かかる構造の下では、中脚部２と外脚
部３、４との間にある底板部１は、その稜角部106、107
に至る部分まで、軽重の差のない磁路を構成する。従っ
て、磁路の一部となっている底体部１の稜角部106、107
に破損、欠け、プレス圧力及び充填密度の不均一が発生
すると、磁気特性が大きく変動してしまい、性能が著し
く低下し、損失及び発熱の増大等を招く。

また、稜角部106、107において、型抜き方向X₂と平行す
る側端面101、102に対して、型抜き方向X₂に垂直となる
底板部１の一面が直交していて、これらの直交する各面
に対してプレス金型P₁の内面が密着するため、プレス金
型P₁からの成型品の型離れが悪くなる。このため、取出
し作業が面倒になるばかりでなく、稜角部106、107に欠
けや破損が発生し、製品の性能不良、歩留りの低下を招
く。また、金型が損傷を受け、寿命が短縮される等の問
題も生じる。

これに対して、傾斜面104、105があると、第９図で説明
した如く、フェライト材を用いて成型する場合、底板部
１の一面側がプレス金型P₁の型抜き方向X₂に対して、傾
斜面104、105を介して、斜めに交叉する。このため、プ
レス金型P₁からの成型品の型離れが良好になると共に、
稜角部における欠けや破損の発生が防止される。

また、傾斜面104、105がプレス成型圧力を面で受けるの
で、プレス成型圧力が充分に行きわたるようになり、プ
レス圧力及び充填密度が均一化される。

このため、磁路として重要な位置を示す底板部１の磁気
特性のバラツキが防止され、性能及び歩留りが向上す
る。

更に、シャープ．エッジ部分が消滅して鈍角エッジにな
るから、稜角部でコイル端末に損傷を与えることがなく
なり、製品の性能及び歩留りが向上する。また、プレス
金型の損傷が防止され、金型寿命が長くなる。

中脚部２は、軸に直交する面での断面形状が、従来の円
形状と異なって、外脚部３−４の配置方向ａで長軸とな
り、これと直交する方向ｂで短軸となる楕円形状をなし
ている。

中脚部２を上述のような断面楕円形状に形成すると、短
軸方向ｂが組立実装時（第７図参照）の高さ方向となる
ので、小型、薄型になる。

しかも、この短軸方向と直交する方向ａが長軸方向とな
り、短軸方向ｂの縮小化による断面積の減少を、長軸方
向ａの寸法増大によって補うことができるので、磁気飽
和を起さない断面積を確保できる。

また、中脚部２は曲面状の外周面を有しているから、中
脚部２の曲面状外周面に合せた曲面状外周面を有するコ
イルボビンに沿ってコイルを無理なく密着して巻装し、
漏洩インダクタンスを小さくし、特性を向上させること
ができる。しかも、コイル端末の引出しによって太る傾
向にある高さ方向が短軸方向ｂとなるから、コイル巻姿
体が円に近い状態となり、小型化及び特性の向上等の効
果が得られる。

中脚部２は、外周面が底板部１の他側端面102に接する
ように配置されている。このため、形状が小型になる。
しかも、中脚部は他側端面102との連設部分に傾斜面10
5、105を２分する不連続部分108が生じるように配置され
ている。このような構造であると、傾斜面105、105を設
けるとともに、中脚部２の外周面を他側端面102に接す
るように設けたにもかかわらず、底板部１との連設部分
における中脚部２の断面形状が傾斜面105、105による断
面積削減を受けることなく、本来の断面形状となるよう
に保存される。このため、中脚部２を中心にして、その
両側から底板部１を通って中脚部２へ入る磁束及び中脚
部２から底板部１へ出る磁束の流れがスムーズになり、
磁気効率が向上し、特性が良好になる。

中脚部２は、底板部１の一側端面に設けられた曲面状の
凹部103に接する外周面202を有しており、底板部１の他
側端面102は、中脚部２の短軸方向の外周面201の端面を
含む平面状に形成されている。このような構造である
と、コイル端末引出し処理の容易化を図るのに必須の凹
部103を有する構造の下で、底板部の側端面101−102間
の間隔を、中脚部２の短軸径と凹部103の深さとで定ま
る極限の寸法まで縮小し、小型化、軽量化及び薄型化を
図ることができる。

〈考案の効果〉以上述べたように、本考案によれば、次のような効果が
得られる。

（ａ）底板部は、２枚の外脚部の間隔に対応して、相対
向する方向に生じる両側端面の一側端面が外脚部の端部
の間に段差を有する段面となっているから、外脚部の高
さを底板部の幅に近づけ、全体の高さを低くした磁心を
提供できる。

（ｂ）他側端面は中脚部の外周面及び外脚部の端面を含
む平面状に形成されているから、底板部の両側端面間の
間隔を、中脚部の短軸径を確保するのに必要な極限の寸
法まで縮小できる。このため、小型、軽量、かつ、薄型
の磁心を提供できる。

（ｃ）中脚部は、軸に直交する面での断面形状が、２枚
の外脚部の配置方向で長軸となり、これと直交する方向
で短軸となる楕円形状を有しているから、短軸方向を組
立実装時の高さ方向に設定し、小型、薄型化を達成でき
る。

（ｄ）短軸方向と直交する方向が長軸方向となり、短軸
方向の縮小化による断面積の減少を、長軸方向の寸法増
大によって補うことができるので、磁気飽和を起さない
断面積を確保できる。

（ｅ）中脚部は、少なくとも長軸方向の両側が円弧状と
なっているから、中脚部の形状に合せたコイル巻枠に沿
ってコイルを無理なく密着して巻装し、漏洩インダクタ
ンスを小さくし、特性を向上させることができる。

（ｆ）中脚部の外周面を臨ませた底板部の他側端面は、
底板部の一面側に向って傾斜する傾斜面を有しているか
ら、プレス金型からの成型品の型離れが良好になると共
に、稜角部における欠けや破損の発生が防止されるこ
と、プレス圧力及び充填密度が均一化されること、この
ため磁路として重要な位置を占める底板部の磁気特性の
バラツキが防止され、性能及び歩留りが向上すること、
更に、欠けや破損の防止、プレス圧力及び充填密度の均
一化等により、コイルボビンとの組合せがスムーズに行
なわれるようになること、金型の損傷が防止され、金型
寿命が長くなること、巻線端末を傾斜面に沿って曲げ、
その曲げ半径を大きくできること等の効果を奏する。

（ｇ）中脚部は他側端面との連設部分に傾斜面を２分す
る不連続部分が生じるように配置されているので、中脚
部を中心にして、その両側から底板部を通って中脚部へ
入る磁束及び中脚部から底板部へ出る磁束の流れがスム
ーズになり、磁気効率が向上し、特性が良好になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る磁心の平面図、第２図は同じくそ
の正面図、第３図は第２図A₁−A₁線上における断面図、
第４図は第２図のA₂−A₂線上における断面図、第５図は
従来の磁心の平面図、第６図は同じくその正面図、第７
図は組立状態での断面図、第８図は先に提案された磁心
の欠点を説明するための要部拡大図、第９図（ａ）、
（ｂ）は同じく成形工程上の問題点を示す図である。１……底板部、２……中脚部３、４……外脚部

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】底板部と、該底板部の一面上に立設される
中脚部と、前記底板部の外周縁に沿い前記中脚部の両側
に間隔をおいて立設される２枚の外脚部とを一体に連設
した磁心であって、前記底板部は、前記２枚の外脚部の前記間隔に対応し
て、相対向する方向に生じる両側端面の一側端面が前記
外脚部の端部との間に段差を有する段面となっていて、
他側端面が前記中脚部の外周面を含む平面となってお
り、前記底板部の前記他側端面は、前記底板部の前記一面側
に向って傾斜する傾斜面を有しており、前記中脚部は、軸に直交する面での断面形状が、前記２
枚の外脚部の配置方向で長軸となり、これと直交する方
向で短軸となる楕円形状を有しており、しかも、前記外
周面が前記底板部の前記他側端面に接しその連設部分に
前記傾斜面を２分する不連続部分が生じるように配置さ
れていることを特徴とする磁心。