JPH08264356A - リーケージトランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コアの鉄の使用量を節約するとともに、窓面
積の増大による出力増大を可能にしたリーケージトラン
スを提供する。 【構成】 リーケージコア６から主コア１２へ漏れる磁
束によって、主コア１２の中足第２部１２Ｃ2 ，第２の
連結部１２Ｅ，および外足第２部１２Ａ2 からなる磁気
通路Ｗ2 を通る磁束が減少する分に応じて、中足第２部
１２Ｃ2 と外足第２部１２Ａ2 の少なくとも１方の端部
を切り欠いて、これら第２部１２Ｃ2 ，１２Ａ2 の断面
積を減少させている。従って、主コア１２の鉄の使用量
を節約して低コスト化を図るとともに、主コア１２の窓
部１５の窓面積を大きくして２次巻線１４Ｓのターン数
を増やし出力増大も図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コイルの１次巻線と
２次巻線間にリーケージコアが設けられて、この間の磁
気的結合を粗にしたリーケージトランスに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、リーケージトランスは、図６に
示すように、主コア２と、主コア２に装着された１次巻
線４Ｐおよび２次巻線４Ｓからなるコイル４と、１次巻
線４Ｐと２次巻線４Ｓとの間に設けられたリーケージコ
ア６とを備えている。リーケージコア６は、コイルの１
次巻線４Ｐと２次巻線４Ｓ間の磁気的結合を粗にして、
主磁束ＭＦに対して漏れ磁束ＬＦを発生させるために設
けられている。

【０００３】リーケージトランスを用いた鉄共振安定化
電源は、この漏れ磁束ＬＦを利用した自己レギュレーシ
ョン機能により、入力電圧の変動に対して出力電圧をほ
ぼ一定に保つので、電子レンジやアーク溶接機などに広
く用いられている。

【０００４】このリーケージトランスにおいて、主コア
２は、例えばけい素鋼板のような板材（ラミネートコ
ア）を重ね合わせたもので、通常のトランスのコアと同
一形状のものが用いられる。また、リーケージコア６も
同様にけい素鋼板のようなラミネートコアを重ね合わせ
たものが用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来リ
ーケージトランスにおいて、上記のように、主コア２は
通常のトランスのコアと同一形状のものが用いられてい
たため、材料に無駄があるという問題があった。また、
主コア２の窓面積も小さいので、コイル４のターン数を
増やせず、出力（容量）を十分大きくできないという問
題もあった。

【０００６】この発明は上記の問題点を解決して、コイ
ルの鉄の使用量を節約するとともに、窓面積の増大によ
る出力増大も可能にしたリーケージトランスを提供する
ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１のリーケージトランスは、中足部とその左
右両側の外足部とをそれらの縦方向両端において、第１
および第２の連結部で連結してなる主コアと、前記中足
部、外足部および両連結部により囲まれた矩形の窓部に
位置し、中足部の縦方向にずれて位置する第１部および
第２部のうち中足第１部に装着された１次巻線および中
足第２部に装着された２次巻線からなるコイルと、上記
窓部の１次巻線と２次巻線間に設けられたリーケージコ
アとを有するリーケージトランスであって、リーケージ
コアから主コアへ漏れる磁束によって、主コアの中足第
２部，第２の連結部，および外足第２部からなる磁気通
路を通る磁束が減少する分に応じて、中足第２部と外足
第２部の少なくとも１方の側部を切り欠いて、これら第
２部の横断面積を減少させている。ここで、横断面積と
は磁気通路を横断する面で切断したときの断面積をい
う。

【０００８】請求項２のリーケージトランスは、請求項
１において、さらに、第２の連結部が、上記中足第２部
または外足第２部と同一の横断面積に設定されている。

【０００９】

【作用および効果】請求項１の発明によれば、リーケー
ジコアから主コアへ漏れる磁束によって、主コアの中足
第２部，第２の連結部，および外足第２部からなる磁気
通路を通る磁束が減少する分に応じて、中足第２部と外
足第２部の少なくとも１方の側部を切り欠いて、これら
第２部の横断面積を減少させている。従って、コアの鉄
の使用量を節約するので低コスト化を図ることができ
る。また、中足第２部の横断面積が減少すると、コイル
のターン長が短くなり銅の使用量が少なくなるので低コ
スト化を図ることができる。さらに、主コアの窓面積が
大きくなるのでコイルのターン数を増やして出力増大を
図ることもできる。

【００１０】請求項２の発明によれば、第２の連結部
が、中足第２部または外足第２部と同一の横断面積に設
定されている。従って、さらに、主コアの鉄の使用量を
節約し、低コスト化を図ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１に、この発明の一実施例に係るリーケージ
トランスの斜視図を示す。このリーケージトランスは、
外鉄形のトランスであり、主コア１２と、主コア１２に
装着された１次巻線１４Ｐおよび２次巻線１４Ｓからな
るコイル１４と、１次巻線１４Ｐと２次巻線１４Ｓとの
間に設けられたリーケージコア６とを備えている。

【００１２】図２に図１の正面図を示す。主コア１２
は、中央部の足部（以下、中足部）１２Ｃとその左右両
側の足部（以下、外足部）１２Ａ，１２Ｂとをそれらの
縦方向両端において、第１および第２の連結部１２Ｄ，
１２Ｅで連結したものであり、各部１２Ａ〜１２Ｅは、
それぞれ複数のほぼ矩形のけい素鋼板のような板材（ラ
ミネートコア）を重ね合わせて形成されている。つま
り、コア１２は、各部１２Ａ〜１２Ｅに５分割されてい
る。

【００１３】コイル１４は、中足部１２Ｃ、外足部１２
Ａ，１２Ｂおよび両連結部１２Ｄ，１２Ｅにより囲まれ
た矩形の窓部１５に位置する。窓部１５内の１次巻線１
４Ｐは中足部１２Ｃ下部の中足第１部１２Ｃ1 に、２次
巻線１４Ｓは中足部１２Ｃ上部の中足第２部１２Ｃ2 に
装着されている。そして、１次巻線１４Ｐと２次巻線１
４Ｓ間にはリーケージコア６が設けられている。このリ
ーケージコア６は、例えば主コア１２と同様の材質のけ
い素鋼板を重ね合わせたものが用いられる。

【００１４】ここで、このリーケージトランスにおい
て、コイル１４が通電されると、このリーケージコア６
から主コア１２へ漏れる磁束ＬＦが発生し、この漏れ磁
束ＬＦは、主コア１２の中足第１部１２Ｃ1 、第１の連
結部１２Ｄ、および外足１２Ａ下部の外足第１部１２Ａ
1 からなる磁気通路Ｗ1 を通る。従って、１次巻線１４
Ｐと２次巻線１４Ｓとの磁気的結合が１にならない。例
えば、電子レンジ用トランスであれば、この磁気的結合
を０．９５にする。つまり、全体の磁気通路Ｗを通る磁
束を１００％とすると、リーケージコア６から主コア１
２へ、約５％の漏れ磁束ＬＦが磁気通路Ｗ1 を通ること
になり、この結果、中足第２部１２Ｃ2 、第２の連結部
１２Ｅ、および外足１２Ａ上部の外足第２部１２Ａ2 か
らなる磁気通路Ｗ2 を通る主磁束ＭＦは約９５％に減少
する。右半部の磁気通路Ｗ3 および磁気通路Ｗ4 におい
ても同様に主磁束ＭＦが減少する。

【００１５】一般に、磁気回路において、Φを磁束、Ｎ
をコイル巻数、Ｉをコイルの電流密度、Ｒを磁気抵抗、
Ｌを磁路長、μを透磁率、Ａを磁気通路の断面積（コア
の横断面積に等しい）とすると、Φ＝ＮＩ／ＲおよびＲ
＝Ｌ／μＡにより次の（１）式が成立する。 Φ＝μＡＮＩ／Ｌ （１） （１）式より、巻数Ｎ，電流密度Ｉ，磁路長Ｌが一定で
あれば、磁束Φと断面積Ａとは比例関係になる。従っ
て、上記の磁気的結合０．９５の例において、磁束Φが
約９５％に減少すれば、その磁気通路の断面積Ａを約９
５％にしても、トランスの性能としては等価になる。

【００１６】図３に図２のリーケージトランスの主コア
１２の左半部の正面図を示す。この例では、従来コアの
窓部１５の上部１５Ａの窓面積をＳ（斜線部）とし、主
コア１２の外足第２部１２Ａ2 および中足第２部１２Ｃ
2 の断面積をＡ1 とすると、主磁束ＭＦ（Φ）の５％減
少分に応じて、主コア１２の中足第２部１２Ｃ2 の窓側
部Ｋ1 と、外足第２部１２Ａ2 の外側部Ｋ2 とをｔmm切
り欠いて、各断面積Ａ1 をその約９５％の断面積Ａ2 に
小さくしている。このようにしても、このトランスの性
能は、（１）式から従来トランスと等価である。また、
図２の主コア１２の右半部についても、同様に、主コア
１２の中足第２部１２Ｃ2 の窓側部Ｋ1と、外足部１２
Ｂ上部の外足第２部１２Ｂ2 の外側部Ｋ2 とをｔmm切り
欠いて、各断面積を約５％小さくしている。

【００１７】同様に、主コア１２の第２連結部１２Ｅの
外側部Ｋ3 を約５％切り欠いて、断面積Ａ1 をその約９
５％の断面積Ａ2 に小さくしている。このように、主コ
ア１２の中足部１２Ｃ、外足部１２Ａ，Ｂ、および第２
連結部１２Ｅの断面積Ａが減少することにより、主コア
１２の鉄の使用量を節約することができる。

【００１８】また、磁気通路Ｗ2 の断面積Ａ1 を約５％
小さくするため中足第２部１２Ｃ2の窓側部Ｋ1 を切り
欠いたことにより、窓部１５の上部１５Ａの従来の窓面
積Ｓがその約５％に当たる窓面積Ｓ1 （斜線部）分大き
くなる。従って、窓面積が大きくなる分、２次巻線１４
Ｓのターン数を増やして出力増大を図ることができ、ト
ランスの性能を向上させることができる。

【００１９】一方、主コア１２の中足第２部１２Ｃ2 の
窓側部Ｋ1 をそれぞれｔmm切り欠いたことにより、窓部
１５，１５間が狭くなり、図４のように、左右の２次巻
線１４Ｓ間の距離を２ｔmm近づけることができるので、
２次巻線１４Ｓのターン長が短くなる。従って、従来コ
アと同一ターン数とした場合、銅の使用量を減少させる
ことができ、低コスト化を図ることができる。

【００２０】ところで、コイル１４は１次巻線１４Ｐ，
２次巻線１４Ｓともに銅線が一般に使用されるが、１次
巻線１４Ｐ，２次巻線１４Ｓともに銅線より安価なアル
ミ線が用いられる場合がある。しかし、高抵抗のアルミ
線を銅線と同一抵抗にするため太線に形成した場合、主
コア１２に装着することができない可能性がありアルミ
線の使用が困難であった。本発明のリーケージトランス
では上記のように窓面積が大きくなったことにより２次
巻線１４Ｓにアルミ線の使用が可能となるので、低コス
ト化を図ることができる。

【００２１】上記実施例では、中足第２部１２Ｃ2 の窓
側部Ｋ1 とともに、外足第２部１２Ａ2 の外側部Ｋ2 を
切り欠いているが、図５に示すように、外足第２部１２
Ａ2の窓側部Ｋ4 を切り欠いてもよい。この場合、窓部
１５の上部１５Ａは、窓面積Ｓが１０％大きくなるの
で、特に小型のリーケージトランスにおいて、２次巻線
１４Ｓにアルミ線の使用が可能となり、低コスト化を図
ることができる。

【００２２】このように、本発明のリーケージトランス
は、リーケージコアによる漏れ磁束に応じて、主磁束が
減少する部分の磁気通路の断面積を減少させているの
で、コア１２の鉄の使用量を節約して低コスト化を図る
ことができる。また、これに伴って窓部１５，１５間が
狭くなるので、コイルのターン長が短くなり銅の使用量
を節約して低コスト化を図ることができる。一方、窓面
積の増大によりコイル１４のターン数を増やして出力増
大も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るリーケージトランス
を示す斜視図である。

【図２】上記のリーケージトランスを示す正面図であ
る。

【図３】上記のリーケージトランスの左半部のコアを示
す正面図である。

【図４】中足第２部の磁気通路の断面積を減少させたリ
ーケージトランスを示す正面図である。

【図５】他の実施例によるリーケージトランスを示す正
面図である。

【図６】従来のリーケージコアを示す正面図である。

【符号の説明】

６…リーケージコア、１２…主コア、１２Ａ，１２Ｂ…
外足部、１２Ａ1 …外足第１部、１２Ａ2 …外足第２
部、１２Ｃ…中足部、１２Ｃ1 …中足第１部、１２Ｃ2
…中足第２部、１２Ｄ…第１の連結部、１２Ｅ…第２の
連結部、１４…コイル、１４Ｐ…１次巻線、１４Ｓ…２
次巻線、１５…窓部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 崇彦 兵庫県三田市テクノパーク５番地４ 田淵 電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中足部とその左右両側の外足部とをそれ
   らの縦方向両端において、第１および第２の連結部で連
   結してなる主コアと、 前記中足部、外足部および両連結部により囲まれた矩形
   の窓部に位置し、中足部の縦方向にずれて位置する第１
   部および第２部のうちの中足第１部に装着された１次巻
   線および中足第２部に装着された２次巻線からなるコイ
   ルと、 上記窓部の１次巻線と２次巻線間に設けられたリーケー
   ジコアとを有するリーケージトランスであって、 リーケージコアから主コアへ漏れる磁束によって、主コ
   アの中足第２部，第２の連結部，および外足第２部から
   なる磁気通路を通る磁束が減少する分に応じて、中足第
   ２部と外足第２部の少なくとも１方の側部を切り欠い
   て、これら第２部の横断面積を減少させているリーケー
   ジトランス。
2. 【請求項２】 請求項１において、さらに、第２の連結
   部が、上記中足第２部または外足第２部と同一の横断面
   積に設定されているリーケージトランス。