JPH0677059A

JPH0677059A - トランスのコア

Info

Publication number: JPH0677059A
Application number: JP4227287A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Hirano; 芳生平野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-08-26
Filing date: 1992-08-26
Publication date: 1994-03-18

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、分割したコアを組み合わせて一体
のトランスを構成するトランスのコアにおいて、巻線が
容易でインダクタンスが高いトランス部品を提供する。【構成】２個以上の圧粉コアを組み合わせて、一組の
トランスを構成する磁性部品において、コア突き合わせ
面の一部が、突き合わせ方向に対して、直角以上の角度
で接合する部位を有したトランスのコアを用いることに
より、突き合わせ部位に生じる磁気抵抗を削減し、高い
インダクタンスを有するトランス部品を得る。これによ
り、例えば電源回路のノイズフィルターに用いれば、組
立が容易で高いノイズ減衰率を持った部品を構成するこ
とが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源等に用
いられるフェライト等の圧粉磁心で構成されたトランス
のコアに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータ及びその周辺機器、
家電製品等には、ドロッパー方式の電源に代わってスイ
ッチング電源が用いられるようになってきた。このスイ
ッチング電源には、雷等に起因する外来伝導ノイズを除
去する目的で、通常電源入力部にはコモンモードノイズ
フィルターと呼ばれる磁性部品からなるフィルターが設
置されている。この磁性部品に要求される磁気特性は、
高電圧のパルスノイズを除去するために、高いインダク
タンス値を持つ必要がある。高いインダクタンス値を得
るために、この磁性部品は高い透磁率を持った材料で、
磁気回路的に抵抗が少ない閉磁路を実現する形状により
構成する必要があった。

【０００３】そのため、従来は、図１に例示したよう
な、比透磁率が３０００以上のフェライト等のリング状
のコアや、日の字形状のコアが用いられていた。図１−
（ａ）はリング状コアの正面図、（ｂ）はイ−イ′断面
図、（ｃ）は日の字コア正面図、（ｄ）は日の字コア側
面図である。

【０００４】リング形状や日の字形状等は、インダクタ
ンス値を大きくするための理想的な構造であるが、次に
述べるような欠点を有していた。このような形状をした
コアに巻線を施すには、窓部３を通して導線を巻き付け
る手巻作業がほとんどで、機械化するにも極めて特殊な
巻線機械が必要であった。このため、図２に例示したよ
うな、予め巻線ボビン７に巻線機により巻線を施し、分
割したコア４，４′を組み込み、一体化する磁性部品に
比較して、製造期間が長く、設備費用も高価なものとな
っていた。図２の（ａ）は比透磁率が３０００以上のフ
ェライトコア正面図、（ｂ）は側面図である。（ｃ）は
このコアを２個用いて、端子５を設け、予め巻線８を施
したボビン７の上部開口部６に、コアの中脚１３を通し
て一体化したトランスを組み上げる方法について示した
図面であり、完成したトランスの平面図を（ｄ）に示し
ている。

【０００５】しかしながら、分割したコアを用いて製作
する場合、磁気回路的にみると分割コアの突き合わせ面
の磁気抵抗が大きくなるため、インダクタンス値は、一
体型のリングコアや日の字コアに比較して減少する。そ
の減少分を補うために、コアサイズを大きくしたり、巻
線数を増加させていた。巻数を増加させれば、それに必
要な巻線用スペースが増加するため、結果的にコアサイ
ズは増加してしまう。これでは、近年のコンピュータ機
器、家電製品の小型化薄型化の傾向に対処できなくなっ
ていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来のスイッ
チング電源用の圧粉磁心の以上述べた欠点を解消し、ト
ランスに組み立てる際の作業を容易にし、かつ高いイン
ダクタンス値を持ったトランス部品を提供しようとする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上述べた課題を解決す
るために、本発明者は圧粉磁心の各種の試験研究を行っ
た結果、次に示すような知見を得た。図３を例にとり説
明すると、巻線作業を容易に行うためには、分割型コアを用い
て、予め巻線自体を巻線用ボビンに施し、組み合わせて
トランス部品を構成することが望ましい。しかしながら、分割コアを用いれば、コア突き合わせ
面（図３の符号９）の磁気抵抗が大きく、せっかく高い
透磁率を有した磁性材料を使用しても、高いインダクタ
ンスを得ることができない。突き合わせ部分の磁気抵抗は、突き合わせ部分の隙間
の大きさに比例し、突き合わせ部分の物質の透磁率、面
積に反比例する。突き合わせ部分の透磁率は空気の透磁率であるので改
良の余地はない。また、突き合わせ部位の隙間の大きさ
は、コア寸法精度の向上及び突き合わせ面を研磨し滑ら
かにすることによりある程度改善されるが、一体成形型
の日の字コアに比較するとインダクタンスはかなり低
い。突き合わせ面積を増加させれば磁気抵抗を減少させら
れるが、図３（ｂ）のθで定義される突き合わせ面と突
き合わせ方向とがなす角度が直角か、それに近い角度で
接合される場合は、コアの大きさを増す以外に突き合わ
せ面の面積を増大させる方法はない。これは、トランス
の基板上の実装面積を増加させるため、電源機器自体を
大型にしてしまう。コアの大きさを変えずに、突き合わせ面積を増大させ
るには、図３（ｃ）に示したように、コア突き合わせ方
向に対し、突き合わせ面が直角以上、少なくとも１００
度以上の角度θ′で、分割されたコアが互いに接合する
ような形状が望ましい。突き合わせ面の角度θ′が大き
いほど、コア接合部面積が増大するため、磁気抵抗は減
少する。

【０００８】本発明は以上の試験研究の結論に基づいて
なされたものであり、２個以上の圧粉コアを組み合わせ
て、一組のトランスを構成する磁性部品において、コア
突き合わせ面の一部が、突き合わせ方向に対して、直角
以上の角度で接合する形状を有したトランスのコアを用
いることにより、組立が容易で高いインダクタンス値を
もったトランス部品の提供が可能となった。

【０００９】

【実施例】以下に本発明を図面に示す実施例に基づいて
説明する。〔実施例１〕図４，図５は本発明に係わる圧粉磁心を例
示した図で、図４（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は斜視図、図５（ａ）は図４で示した圧粉磁心を
２個用いて、突き合わせする場合の正面図、（ｂ）は突
き合わせた場合の側面図である。本実施例で、図４，図
５で示した圧粉磁心１２，１２′は、比透磁率が３００
０以上のフェライト材で一体成形されたものを使用し
た。図４におけるコア１２には、もう一個のコア１２′
と接合される部位１１を形成し、この部位１１は角度θ
１で１３５度の斜面を成形しており、砥石により研磨さ
れている。図５の８はボビン７の巻線部分で、本実施例
では直径０．５mmの銅線を２０ターン巻き、ボビン７の
開口部６に中脚１３，１３′を通して、図５（ｄ）で示
したように２個の同じ形状のコア１２，１２′をボビン
７を介在して組み合わせた。

【００１０】組み合わせ後、コア外周に接着テープでし
っかりと固定し、インダクタンスの値をＬＣＲメータに
より測定した。測定の条件は、１kHz ，１mAであった。
その測定結果を表１に示す。

【００１１】

【表１】

【００１２】条件Ａは図５（ｄ）で示した本発明に係わ
るコアで構成されたトランスのインダクタンス値であ
り、条件Ｂは図１（ｃ）で示した日の字型コアで作成さ
れたトランスのインダクタンス、条件Ｃはコア突き合わ
せ接合部位がほぼ直角なコアで作成されたトランスのイ
ンダクタンスの値である。条件Ａ，Ｂ，Ｃで組み立てら
れたトランスコアの寸法を図６に示した。図６（ａ）は
本発明に係わるコアのサイズ、（ｂ）は比較に用いた日
の字コアのサイズ、（ｃ）は同じく比較のため使用した
分割コアのサイズを示している。また、日の字、分割コ
アとも条件Ａで製作した場合とまったく同じフェライト
材質を使用し、ボビン、巻線のサイズ、巻数は、Ａ，
Ｂ，Ｃ全て同じ条件である。

【００１３】この結果、最も高いインダクタンス値を示
したのは、条件Ｂの日の字コアであるが、条件Ａの値も
極めて条件Ｂに近い値を示し、条件Ｃに比較して３０％
以上インダクタンスが増大した。また本発明に係わるト
ランスの巻線作業は条件Ｂの日の字コアに比較して、巻
線機械により極めて短時間で行えた。

【００１４】〔実施例２〕実施例１で説明した本発明に
係わるコアはフェライトで作製した。フェライトは通常
硬くて脆い性質をもつため、突き合わせ面と突き合わせ
方向の角度が１２０度を超えるようなコアを作成した場
合、突き合わせ面先端部が破損しやすい。そこで、図７
に示すような、突き合わせ面を段階状に形成し、下段部
突き合わせ部１４と先端部突き合わせ部１５が突き合わ
せ方向と直角をなし、中間の突き合わせ部１６を傾斜面
として、同じ形状をしたもう一つのコアのそれぞれの部
位と接合するような構造をもったコアを作成した。傾斜
面１６の角度は１５０度とした。また、材料、研磨条件
は実施例１と同じもので作成した。このコアを２個用い
て実施例１と同じ巻数、同じ測定条件でインダクタンス
を測定したところ、表１の条件Ｃの値よりも、２０％以
上のインダクタンス値２．４５mHを得ることができ、接
合部位の一部に斜面を形成し、接合面積を増大させても
本発明の効果が得られた。

【００１５】〔実施例３〕図８に示したコア１８は本発
明の別の実施例で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図である。本発明の効果は突き合わせ面１
７が正面以外で形成されても、効果は変わらず、実施例
１と同様な実験で表１の条件Ａと同じインダクタンスを
得ることができた。

【００１６】〔実施例４〕図９に示したコア１９は本発
明の別の実施例で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、
（ｃ）は上面図である。コア中脚２０の断面形状が円筒
形でも本発明の効果は同じで、実施例１と同様な実験で
表１の条件Ａと同じインダクタンスを得ることができ
た。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、２個以上の圧粉コアを組み合
わせて、一組のトランスを構成する磁性部品において、
コア突き合わせ面の一部が、突き合わせ方向に対して、
直角以上の角度で接合する形状を有したトランスのコア
を用いることにより、組立作業が容易で高いインダクタ
ンス値を持つトランスを可能とする優れた効果を持つも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のコアを例示したもので、（ａ）はリング
状コア正面図、（ｂ）はイ−イ′断面図、（ｃ）は日の
字コア正面図、（ｄ）は日の字コア側面図である。

【図２】従来の分割型コアを例示したもので、（ａ）は
正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は巻線ボビン７との組
立方法、（ｄ）は組立後の正面図である。

【図３】（ａ）は従来の分割型コアを例示したもので、
（ｂ）は接合部９の拡大図及び、接合角度の定義を示し
たもの、（ｃ）は本発明の概念図である。

【図４】本発明の実施例を例示したもので、（ａ）は正
面図、（ｂ）は側面図及び接合角度の定義、（ｃ）は斜
視図である。

【図５】本発明の実施例を例示したもので、（ａ）はボ
ビン７と組み合わせてトランスを構成する方法、（ｂ）
はトランス組立後の正面図である。

【図６】（ａ）は本発明の実施例１で使用したコアの寸
法を示した図で、（ｂ）は比較のための日の字コア寸
法、（ｃ）は分割型コアの寸法を示した図である。

【図７】本発明の別の実施例を例示した斜視図である。

【図８】本発明の別の実施例で、（ａ）は正面図、
（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。

【図９】本発明の別の実施例で、（ａ）は正面図、
（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。

【符号の説明】

１リング磁心２日の字磁心３巻線通過部４，４′ 分割型コア５端子ピン６ボビン開口部７巻線ボビン８巻線コイル９コア突き合わせ部１０斜め突き合わせ部１１斜め突き合わせ部１２，１２′ フェライトコア１３中脚１４，１５，１６，１７突き合わせ部１８，１９フェライトコア２０突き合わせ部位

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２個以上の圧粉コアを組み合わせて、一
組のトランスを構成する磁性部品において、コア突き合
わせ面の少なくとも一部が、突き合わせ方向に対して、
直角以上の角度で接合する部位を有することを特徴とす
るトランスのコア。