JPH0770400B2 - E型コア - Google Patents

E型コア

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JPH0770400B2
JPH0770400B2 JP2200387A JP20038790A JPH0770400B2 JP H0770400 B2 JPH0770400 B2 JP H0770400B2 JP 2200387 A JP2200387 A JP 2200387A JP 20038790 A JP20038790 A JP 20038790A JP H0770400 B2 JPH0770400 B2 JP H0770400B2
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leg
core
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大助 戒能
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Taiyo Yuden Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、トランス、チョークコイル及びノイズフィ
ルタ等の磁芯に使用される磁性材料よりなるE型コアに
関し、さらに詳細には、放熱特性を向上し、軽量化が為
されたE型コアに関するものである。
(従来の技術) 近年、電子機器への小型化の要求が高まり、殊に、屋外
或いは屋内において、携帯して使用することが可能な薄
型軽量な電子機器が要望されている。
このため、これらの電子機器に用いられるトランス、チ
ョークコイル及びノイズフィルタ等も小型軽量化が切望
そされている。
従って、前記トランス、チョークコイル及びノイズフィ
ルタ等の磁芯として使用されている磁性材料よりなるコ
アに就いても、薄型化及び軽量化が強く求められ、これ
までにも種々の提案がなされてきた。
前記トランス等に組込まれる磁芯としては、E型コアが
一般的であり、該E型コアの従来例を、第8図を参照し
ながら説明する。
フェライト等の磁性材料よりなるE型コア1は、略正方
形の断面を有する中央磁脚2の両側に、各々第1溝6及
び第2溝7を有して一対の第1側磁脚3並びに第2側磁
脚4が配置されるとともに、該中央磁脚2、第1側磁脚
3及び第2側磁脚4の各々一端がヨーク部5により連結
されることにより構成されている。
この際、前記中央磁脚2、第1側磁脚3及び第2側磁脚
4の他端面は、同一面上に形成されるとともに、前記E
型コア1の磁気特性を最良とするために、該中央磁脚2
の断面積が該第1側磁脚3及び第2側磁脚4の各々の断
面積の和に等しくなるように形成されている。
前記E型コア1をトランス等に組込む場合には、同図に
仮想線にて示すように、エナメル線等が捲回されたコイ
ル等よりなるコイルボビン8を、前記中央磁脚2に嵌装
し、さらにE型或いはI型のコアと組合わせて、図示し
ない固定金具等により固定している。
前記E型コア1にコイルボビン8を嵌装すると、該コイ
ルボビン8の巻線上部及び下部が、該E型コア1の中央
磁脚2上下面よりZ幅突出されており、従って前記E型
コア1の構造設計において各部寸法を有効活用している
とは言えなかった。
しかも、該トランス等を電子回路基板等に搭載する際に
は、該突出したZ幅の巻線部が、該基板等への搭載部と
なるために安定が悪い等の不具合があった。
このため、中央磁脚の断面積が第1側磁脚及び第2側磁
脚の断面積の和に等しいという条件を満足しつつ、各部
寸法を有効活用した構造設計の為されたE型コアが案出
されており、このE型コアを第9図を参照しながら説明
する。
E型コア11は、横方向に長形化された中央磁脚12がヨー
ク部15の正面略中央下部より延設されるとともに、該中
央磁脚12の両側に第1溝16及び第2溝17を有して第1側
磁脚13及び第2側磁脚14が配設され、該第1側磁脚13並
びに第2側磁脚14の各々一端が前記ヨーク部15により連
結されている。
さらに前記E型コア11は、該中央磁脚12、第1側磁脚13
及び第2側磁脚14の他端面が同一面上に形成されるとと
もに、該中央磁脚12、第1側磁脚13及び第2側磁脚14の
下面が同一面上に形成されることにより構成されてい
る。
前記E型コア11の中央磁脚12には、同図に仮想線にて示
すようにコイルボビン18が嵌装され、さらにE型或いは
I型のコアと組合わされることにより、トランス等が形
成されるようになっている。
前記E型コア11によると、前記中央磁脚12が横方向に長
形化されることにより、該中央磁脚12の高さが、前記第
1側磁脚13、第2側磁脚14及びヨーク部15の高さに比し
て低背になり、従って該中央磁脚12の上部に空間を有す
るようになり、該中央磁脚12に嵌装されたコイルボビン
18の上巻線部が、第1側磁脚13、第2側磁脚14及びヨー
ク部15の上面よりも突出することがなくなり、よって該
E型コア11の小型化等に対応した構造設計が為されてい
る。
前記E型コア11は、例えば複数の加圧面を有する複動型
プレス装置(図示省略)により、磁性材料を加圧成型す
ることにより、成型加工される。
上記の複動型プレス装置によれば、各々の加圧面が複式
連動して、前記磁性材料を加圧するため、該磁性材料を
均一な密度を有するように成型加工することが困難であ
り、該複動加圧される際に内部応力により、前記E型コ
ア11にマイクロクラック等が発生する恐れがあった。
さらに、前記複動型プレス装置は、大型であり、動作制
御が複雑且つ成型速度が遅いために、大量生産に不向き
であった。
このため、第10図(a)〜(d)に示すようなE型コア
の製造方法が提案された。
該方法によると、磁性材料を単動型プレス装置(図示省
略)により成型部材28に成型加工し(同図(a))、該
成型部材28に例えば旋盤等により切削溝27a,27bを切削
加工する(同図(b))。
次に、所定幅に前記成型部材28を順次切断し(同図
(c))、該切断片の略中央上部を切削加工することに
より、中央磁脚22の両側部に第1側磁脚23及び第2側磁
脚24が配置形成されるとともに、該中央磁脚22、第1側
磁脚23及び第2側磁脚24の各々一端を連結するヨーク部
25が形成されたE型コア21が製造される。
前記E型コア21には、切削加工により中央磁脚切削部26
a及びヨーク部切削部26bとが同一面をなす切削溝部26が
形成されており、該切削溝部26のヨーク部切削部26bの
幅W4′は、中央磁脚切削部26aの幅W1′に対して幅広に
形成されて、該ヨーク部切削部26bの両側部に余切欠部3
0が形成されるのが一般であった。
該E型コア21は、図示しないコイルボビンが中央磁脚22
に嵌装されるとともに、他のE型或いはI型のコアと組
合わされることにより、トランス等を構成するようにな
っている。
この際、前記切削溝部26が形成されていることにより、
第11図に示すように、前記中央磁脚22の高さH1′が、前
記第1側磁脚23及び第2側磁脚24の高さH2′に対して、
H1′<H2′となっており、従って前記コイルボビンの上
巻線部は、該第1側磁脚23及び第2側磁脚24の上面より
突出することが防止され、電子回路基板等への安定搭載
並びに小型低背化に寄与していた。
上記E型コアの製造方法によると、前記複動型プレス装
置を使用する必要がなくなり、一般的な装置並びに工程
により該E型コア21を制作することができた。
また、第12図に示すように、前記E型コア21と異なる形
状を有するE型コア31は、中央磁脚32の両側に、各々切
削溝37a,37bを有して一対の第1側磁脚33並びに第2側
磁脚34が配置されるとともに、該中央磁脚32、第1側磁
脚33及び第2側磁脚34の各々一端がヨーク部35により連
結されることにより構成されている。
さらに、前記E型コア31においては、該中央磁脚32の上
面が高さH1′に切削加工されるとともに、該ヨーク部35
が前記高さH1′より高背な高さH3′に、テーパ部40を有
して切削加工されて切削溝部36が形成されている。
前記E型コア31の切削溝部36は、切削加工された該中央
磁脚32の上面と、該ヨーク部35の上面とが、同一面上に
なっていなかった。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来のE型コアによれば、中央磁脚
切削部の幅W1′とヨーク部切削部の幅W4′とが、W1′<
W4′なる関係を有することにより、ヨーク部において余
切欠部が形成され、また第1側磁脚及び第2側磁脚の幅
W2′とヨーク部の幅W3′とが、略W2′=W3′なる関係を
有することにより、該余切欠部の断面積が第1側磁脚及
び第2側磁脚の断面積よりも小さくなるため、第1側磁
脚及び第2側磁脚の断面積の和が中央磁脚の断面積に等
しくなる関係が保持できないことになり、該E型コアが
組込まれたトランス等に高い負荷が与えられた場合等、
前記余切欠部が所定の特性値以下において磁気飽和を生
じ、結果として該トランス等の所望特性が得られないと
いう問題点があった。
また、前記余切欠部による磁気飽和を回避するために、
前記W1′とW4′とを、略W1′=W4′なる関係に、前記中
央磁脚及びヨーク部を切削加工するにしても、該切削加
工の際の切欠位置の少しのずれにより、前記中央磁脚面
に切削加工の行われない凸部が残留し、外観不良が発生
してしまうため、該切削加工に高い加工精度を要し、該
加工精度により作業効率が低下するという問題点があっ
た。
さらに、前記E型コアを構成する磁性材料は、一般に比
重が高いにも拘らず、殊に重量を減少するような手段は
採られておらず、該E型コアが組込まれるトランス等の
重量も大きくなるという問題点があった。また、前記E
型コアをトランス等に組み込んで使用する場合、定格電
流、電圧内であってもトランス本体がかなりの高温とな
り、コアの放熱特性の向上が問題となっていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、磁気
特性を損なうことなく放熱特性を向上し、軽量化が図ら
れたE型コアを提供するものである。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、この発明は、中央磁脚と、
該中央磁脚を左右から挟むように対向配置された一対の
第1、第2側磁脚と、前記中央磁脚の一端及び前記一対
の第1、第2側磁脚の各々一端を互いに連結するヨーク
部と、を有するE型コアの前記ヨーク部の幅を第1、第
2側磁脚の幅よりも幅広にするとともに、少なくとも一
方のE型面における中央磁脚と、ヨーク部の一部と、を
中央磁脚と第1、第2側磁脚との間に設けられた各溝に
沿って側磁脚の高さよりも低くなるように切削加工した
E型コアにおいて、 前記切削加工された中央磁脚及びヨーク部の一部の上面
を同一平面に形成し、且つ中央磁脚及び第1、第2側磁
脚が連結されたヨーク部の連結側と反対の側面における
中央磁脚及び側磁脚の各々の相対する部分に切欠部を形
成加工したことにより、上記目的を達成するものであ
る。
(作用) 本発明においては、E型コアのヨーク部の幅を、該側磁
脚の幅よりも幅広になっているので、第1側磁脚または
第2側磁脚の断面積に対して、ヨーク部の余切欠部にお
ける断面積が、小となることを防護していることによ
り、該E型コアが組込まれたトランス等に、高負荷が加
えられた場合であっても、前記余切欠部での所定特性値
以下における磁気飽和の発生が防止される。
また、前記E型コアの少なくとも一方のE型面におい
て、中央磁脚と、側磁脚との間に設けられた溝の中央部
に沿ってヨーク部の一部と、を側磁脚の高さよりも低く
なるように切削加工しているため、切削加工の際に、切
欠位置が多少ずれても、中央磁脚面に切削加工の行われ
ない凸部が残留する恐れはなく、外観の発生を防止でき
る。
さらに、前記ヨーク部の連結側と反対の側面における中
央磁脚及び第1、第2側磁脚の各々の相対する部分に切
欠部を形成加工しているため、該ヨーク部に複数の切欠
部が形成され、比重の高い磁性材料を削減でき、これよ
りE型コアの重量を軽減できる。さらに、前記切欠部の
形成によって放熱断面が増加するのでE型コアの放熱特
性(重量比較)が向上する。
(実施例) 本発明の実施例を、図面に基いて詳細に説明する。
第1図は本発明に係わるE型コアの実施例を示す斜視
図、第2図(a)は同実施例のE型コアを示す平面図、
第2図(b)は同実施例のE型コアのX−X断面を示す
断面図、第3図(a),(b)は本発明に係わるE型コ
アの他の実施例を説明する説明図、第4図(a),
(b)は本発明に係わるE型コアの他の実施例を説明す
る説明図、第5図(a),(b)は本発明に係わるE型
コアの他の実施例を説明する説明図、第6図は本発明に
係わる実施例のE型コアにより構成されたトランスを示
す斜視図、第7図は本発明に係わる実施例のE型コアに
より構成されたトランスの基板実装状態を示す斜視図が
示されている。
第1図に示すE型コア51は、下記の工程等により製造さ
れる。
磁性材料を単動型プレス装置等により、一対の側柱と、
該側柱の両端部を各々連結する一対の共通柱と、該一対
の側柱の中央部を連結する中心共通柱と、を有する日型
成型部材に成型加工する。
該日型成型部材の中心共通柱に沿って、前記一対の側柱
と該中心共通柱との表面を、研摩材等より形成された円
板型グラインダ等により切削加工する。
この際、切削加工幅は、該中心共通柱の幅よりも幅広且
つ該円板型グラインダが軸着された回転軸の設置高さに
よる切削深度に切削加工される。
また、前記単動型プレス装置のプレス面が平面加工され
ていることにより、前記日型成型部材の一対の側柱、一
対の共通柱及び中心共通柱の上面及び下面は、各々同一
面を成している。
次に、前記日型成型部材の一対の共通柱及び中心共通柱
を略中央部にて切断することにより、一対のE型コアが
製造される。
上記の方法により製造されたE型コア51は、第1図に示
すように、中央磁脚52の両側部に第1溝56及び第2溝57
を有して、第1側磁脚53及び第2側磁脚54が配置され、
前記中央磁脚52、第1側磁脚53並びに第2側磁脚54の各
々一端がヨーク部55により連結されることによって構成
されており、さらに中央磁脚52及びヨーク部55に切削溝
部61が切削形成されている。
該E型コア51は、前記切削加工により形成された切削溝
部61の中央磁脚切削部61aと、ヨーク部切削部61bと、が
同一面上になるとともに、中央磁脚52よりも幅広な前記
円板型グラインダを使用しているため、該ヨーク部55に
余切欠部60が形成されている。
この際、該中央磁脚切削部61aの幅W1と、ヨーク部切削
部61bの幅W4と、の間に、W1<W4なる関係があり、該W4
からW1を差引いた左右の部位が余切欠部60になってい
る。
さらに、前記E型コア51のヨーク部55の中央磁脚52連結
位置後方部は、扇状の中央切欠部62が切欠加工されると
ともに、第1側磁脚53及び第2側磁脚54の連結位置後方
部であって且つ該ヨーク部55の両端部の角が、曲部形状
に各々切欠かれて第1側方切欠部63及び第2側方切欠部
64が切欠加工されている。
該E型コア51においては、第2図(a)を参照しても判
るように、第1側磁脚53或いは第2側磁脚54の幅W2と、
ヨーク部55の幅W3と、の関係が、W2<W3なるが如く、ヨ
ーク部55が第1側磁脚53並びに第2側磁脚54より幅広に
なっている。
この際、前記中央磁脚52の断面積は、第1側磁脚53及び
第2側磁脚54の断面積の和になるとともに、前記ヨーク
部55の左右の余切欠部60における断面積の和にもなって
いる。
しかも、前記W2<W3の関係より、前記中央切欠部62に対
するヨーク部切削部61bの断面積は、前記第1側磁脚53
並びに第2側磁脚54の断面積より小とならない範囲内を
踏襲しつつ、該中央切欠部62がヨーク部55に切欠加工さ
れている。
さらに、前記第1側方切欠部63及び第2側方切欠部64に
対するヨーク部55の両側部の断面積は、該両側部にヨー
ク部切削部61bが切削加工されていないことより、上記
同様第1側磁脚53並びに第2側磁脚54の断面積より小と
ならない範囲内を踏襲しつつ、各々該第1側方切欠部63
及び第2側方切欠部64が切欠加工されている。
また、前記中央磁脚52及びヨーク部55を切削加工する際
に、該ヨーク部55に余切欠部60を生じてしまうが、前記
W2<W3なる関係より、該余切欠部60の断面積が、前記第
1側磁脚53及び第2側磁脚54より小とならないように、
前記切削工程において、該切削溝部61の切削幅及び切削
深度を決定している。
上記のようにしてE型コア51が製造され、構成されてい
る。
前記E型コア51によれば、W1<W4なる関係を有し、さら
に余切欠部60の幅が、前記第1溝56及び第2溝57の略中
央部まで切削加工されるため、該切削加工の際に、切欠
位置が多少ずれても、中央磁脚52面に切削加工の行われ
ない凸部の残留を防止できる。
また、該E型コア51は、W1<W4なる関係によりヨーク部
切削部61bの左右に余切欠部60が形成されるが、W2<W3
なる関係を有しているために、該第1側磁脚53または第
2側磁脚54の断面積に対して、該余切欠部60における断
面積が小となることを防止することができ、該余切欠部
60における所定値以下での磁気飽和を回避できる。
さらに、該E型コア51のヨーク部に、中央切欠部62、第
1側方切欠部63及び第2側方切欠部64が切欠形成されて
いるため、該切欠量分の重量を軽減できる。
なお、前記E型コア51等を組合わせることにより構成さ
れるトランス等は、一般に一次側磁界の変化を該E型コ
ア51等を介して、相互誘導により二次側磁界の変化とし
て作用させているが、該作用において損失が発生し、該
損失は熱として熱雑音等を引起こす恐れがあるが、該E
型コア51のヨーク連結部の反対部に中央切欠部62が切欠
形成されており、該中央切欠部62により該ヨーク部55に
おける放熱面積を大きくすることができ、従って放熱効
率を向上できる。
上記E型コア51は、第2図(b)に示すように、中央磁
脚52の断面積が、第1側磁脚53及び第2側磁脚54の断面
積の2倍になっているとともに、切削溝部61が切削加工
されることにより、該中央磁脚52の高さH1が第1側磁脚
53及び第2側磁脚54の高さH2よりも低背に形成されてい
る。
即ち、エナメル線等が捲回されたコイル等より構成され
るコイルボビン65(仮想線表示)が、前記中央磁脚52に
嵌装された際に、該コイルボビンの一方の上巻線部が、
該第1側磁脚53及び第2側磁脚54の高さH2より突出する
ことを防止できる。
なお、前記中央切欠部62は、日型成型部材に成型加工
し、切断加工したE型コア51に切欠加工するすることに
より形成されるに限らず、当初から中央切欠部62、第1
側方切欠部63及び第2側方切欠部64を有する金型を使用
して、磁性材料を8型成型部材に成型加工することによ
り形成してもよい。
また、E型コア51には、中央切欠部62、第1側方切欠部
63及び第2側方切欠部64のうち、少なくとも一つを切欠
形成してもよい。
また、前記切削溝部61は、E型コア51の一方向面にのみ
切削形成されるに留まらず、両方向面に切削形成されて
いてもよい。
次に、本発明の他の実施例を第3図(a)、(b)を参
照しながら説明する。
なお、先の実施例と同一箇所には、同一符号を符して説
明を省略する。
E型形状に形成されるとともに、中央磁脚52及びヨーク
部55に切削加工が施されたE型コア71には、該ヨーク部
55の中央磁脚52連結位置後方部が三角のくさび形状に切
欠かれた中央切欠部72が形成されるとともに、該ヨーク
部55の第1側磁脚53及び第2側磁脚54連結位置後方部の
各々の角が切欠かれた第1側方切欠部73及び第2側方切
欠部74が形成されている。
この際、前記中央磁脚52の断面積は、第1側磁脚53と第
2側磁脚54との断面積を和したものであるという規約を
踏襲しつつ、前記中央切欠部72、第1側方切欠部73及び
第2側方切欠部74が、ヨーク部55に切欠形成されてい
る。
上記のように構成されたE型コア71は、先の実施例と同
様の優れた効果を奏する。
また、本発明の他の実施例をそれぞれ第4図(a),
(b)及び第5図(a),(b)を参照しながら説明す
る。
なお、先の実施例と同一箇所には、同一符号を符して説
明を省略する。
E型コア81のヨーク連結部後方には、半円形状の中央切
欠部82並びに局部形状の第1側方切欠部83及び第2側方
切欠部84が切欠形成されている。
また同様にE型コア91のヨーク連結部後方には、四角形
状の中央切欠部92並びに四角形状の第1側方切欠部93及
び第2側方切欠部94が切欠形成されている。
上記のように構成されたE型コア81及びE型コア91は、
それぞれ先の実施例と同様の優れた効果を奏する。
次に、前述したE型コア51を一組使用してトランスを構
成した例を、第6図を参照して説明する。
前記E型コア51及び該E型コア51と対をなす他のE型コ
アが組合わされるとともに、該E型コア51の中央磁脚52
に、エナメル線等が捲回されたコイル等より構成される
コイルボビン101が嵌装され、図示しない固定金具等に
より固定されて、トランス100が構成される この際、該E型コア51には、切削溝部61及び中央切欠部
62が形成されており、前記コイルボビン101の引出線102
は、該切削溝部61並びに中央切欠部62に沿って引出すこ
とができ、前記トランス100を電子回路基本等に整然と
搭載することができる。
また、第7図は、前記トランス100を電子回路基本等に
実装した状態を示しており、前記引出線102の代わり
に、フレームリード103が取付られて、外部との信号の
授受に供している。
該トランス100には、切削溝部61が形成されており、該
切削溝部61がフレームリード103の取付空間を供給する
ため、実際に該切削溝部61の空間にフレームリード103
を取付ることにより、前記トランスを電子回路基板等に
面実装することができる。
なお、前記磁性材料に鉄粉を適用した場合は、加圧成型
することにより圧粉磁芯が形成され、またフェライト粉
を適用した場合は、該フェライト粉にバインダを加えて
造粒し、加圧成型し、さらに焼成することによりフェラ
イトコアが形成される。
(発明の効果) 本発明にかかわるE型コアは、上記のように構成されて
いるため、以下に記載するような効果を有する。
(1)ヨーク部の磁脚連結側と反対の側面における中央
磁脚及び側磁脚の各々の相対する部分に切欠部を形成加
工しているため、該切欠量分の重量を削減でき、従って
該E型コアが組み合わされることにより構成されるトラ
ンス等の重量を軽減することができるという優れた効果
を有する。
(2)また、上記切欠部の形成によってE型コアの放熱
断面が増加し、放熱特性が向上するという優れた効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わるE型コアの実施例を示す斜視
図、 第2図(a)は同実施例のE型コアを示す平面図、 第2図(b)は同実施例のE型コアのX−X断面を示す
断面図、 第3図(a),(b)は本発明に係わるE型コアの他の
実施例を説明する説明図、 第4図(a),(b)は本発明に係わるE型コアの他の
実施例を説明する説明図、 第5図(a),(b)は本発明に係わるE型コアの他の
実施例を説明する説明図、 第6図は本発明に係わる実施例のE型コアにより構成さ
れたトランスを示す斜視図、 第7図は本発明に係わる実施例のE型コアにより構成さ
れたトランスの基本実装状態を示す斜視図、 第8図及び第9図は従来のE型コアを示す斜視図、 第10図(a)〜(d)は従来のE型コアの製造工程を説
明する説明図、 第11図は同従来例の一部を切欠いた断面を示す断面図、 第12図は他の従来例の一部を切欠いた断面を示す断面図
である。 51……E型コア、52……中央磁脚、 53……第1側磁脚、54……第2側磁脚、 55……ヨーク部、 56……第1溝、57……第2溝、 60……余切欠部、 61……切削溝部、 62……中央切欠部、 63……第1側方切欠部、 64……第2側方切欠部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中央磁脚と、該中央磁脚を左右から挟むよ
    うに対向配置された一対の第1、第2側磁脚と、前記中
    央磁脚の一端及び前記一対の第1、第2側磁脚の各々一
    端を互いに連結するヨーク部と、を有するE型コアの前
    記ヨーク部の幅を第1、第2側磁脚の幅よりも幅広にす
    るとともに、少なくとも一方のE型面における中央磁脚
    と、ヨーク部の一部と、を中央磁脚と第1、第2側磁脚
    との間に設けられた各溝に沿って側磁脚の高さよりも低
    くなるように切削加工したE型コアにおいて、前記切削
    加工された中央磁脚及びヨーク部の一部の上面を同一平
    面に形成し、且つ中央磁脚及び第1、第2側磁脚が連結
    されたヨーク部の連結側と反対の側面における中央磁脚
    及び側磁脚の各々の相対する部分に切欠部を形成加工し
    たことを特徴とするE型コア。
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