JPH0650323U - 磁 心 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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、薄型化を図る。 【構成】 底板部１は一側端面１０１が外脚部３、４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
１０２が中脚部２の外周面を含む平面となっている。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１０４、１０５を有する。中脚部２は、外脚部３、４
の配置方向で長軸となり、これと直交する方向で短軸と
なる形状を有し、長軸方向の両側が半円弧状で、両半円
弧状部分２１、２２を直線状部分２３、２４で互いに連
結し、直線状部分２４のなす外周面が底板部１の他側端
面１０２を構成するように配置されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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ー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をおいて立設された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。

【０００３】 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。

【０００４】 上述した問題点を解決し得る横置型磁心として、図５及び図６に示す磁心が提 案されている。図５は平面図、図６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、フェライト成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10 2 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。

【０００５】 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、例えば図 ８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に対向して位置決され る。７はコイルボビン６に植設された端子である。

【０００６】 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。

【０００７】 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。

【０００８】 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10 3 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。

【０００９】

【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、磁気飽和を起させ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。

【００１０】 また、中脚部２に巻装されたコイル５のコイル端末５１を引出す場合、例えば 図８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。

【００１１】 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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上述した課題解決のため、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、これと直交する方向で短軸となる形状を有し、長軸方向の両側が 半円弧状で、両半円弧状部分を直線状部分で互いに連結し、前記直線状部分のな す外周面が前記底板部の前記他側端面を構成するように配置されていること を特徴とする。

【００１３】

【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。

【００１４】 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。

【００１５】 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。

【００１６】 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 飽和を起さない断面積を確保できる。

【００１７】 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。

【００１８】 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。

【００１９】 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。

【００２０】 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。

【００２１】 また、中脚部は長軸方向の両側が半円弧状であるから、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。

【００２２】 中脚部は、両半円弧状部分を直線状部分で互いに連結し、直線状部分のなす外 周面が底板部の他側端面を構成するように配置されているから、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 、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。

【００２３】

【実施例】

図１は本考案に係る磁心の平面図、図２は同じくその正面図、図３は図２のＡ 1 ーＡ1 線上における断面図、図４は図２のＡ2 ーＡ2 線上における断面図であ る。図において、図５及び図６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 により一体的に成形してある。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10 1 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 を有している。

【００２４】 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10 1 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。

【００２５】 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。

【００２６】 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10 3 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。

【００２７】 更に、外脚部３ー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。

【００２８】 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。例えば図９（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、図９（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、図９（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。

【００２９】 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101、 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板部１の稜角部106、 1 07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。

【００３０】 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。

【００３１】 これに対して、傾斜面104、 105があると、図９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。

【００３２】 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。

【００３３】 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。

【００３４】 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。

【００３５】 中脚部２の軸に直交する面での断面形状は、従来の円形状と異なって、外脚部 ３ー４の配置方向ａで長軸となり、これと直交する方向ｂで短軸となる曲面状を なし、長軸方向の両側は半円弧状部分２１、２２で、両半円弧状部分２１、２２ を直線状部分２３、２４で互いに連結した形状となっている。中脚部２は直線状 部分２２のなす外周面が底板部１の他側端面102 を構成するように配置されてい る。

【００３６】 中脚部２を上述のような断面形状に形成すると、短軸方向ｂが組立実装時（図 ７参照）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。

【００３７】 また、中脚部２は長軸方向の両側は半円弧状部分２１、２２で、両半円弧状部 分２１、２２を直線状部分２３、２４で互いに連結した形状となっているから、 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。

【００３８】 中脚部２は、直線状部分２３のなす外周面が底板部１の他側端面102 を構成す るように配置されているから、傾斜面105 を２分するような平面部108 が発生す る。従って、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 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。

【００３９】

【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、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、その曲げ半径を小さくできるこ と等の効果を奏する。 （ｇ）中脚部は、直線状部分のなす外周面が底板部の他側端面を構成するように 配置されているから、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】

【図１】本考案に係る磁心の平面図である。

【図２】本考案に係る磁心の正面図である。

【図３】図２のＡ1 ーＡ1 線上における断面図である。

【図４】図２のＡ2 ーＡ2 線上における断面図である。

【図５】従来の磁心の平面図である。

【図６】従来の磁心の正面図である。

【図７】組立状態での断面図である。

【図８】先に提案された磁心の欠点を説明するための要
部拡大図である。

【図９】成形工程上の問題点を示す図である。

【符号の説明】

１ 底板部 ２ 中脚部 ３、４ 外脚部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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
   向で短軸となる形状を有し、長軸方向の両側が半円弧状
   で、両半円弧状部分を直線状部分で互いに連結し、前記
   直線状部分のなす外周面が前記底板部の前記他側端面を
   構成するように配置されていることを特徴とする磁心。