JPH11102819A - 磁 芯 - Google Patents

磁 芯

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JPH11102819A
JPH11102819A JP9278268A JP27826897A JPH11102819A JP H11102819 A JPH11102819 A JP H11102819A JP 9278268 A JP9278268 A JP 9278268A JP 27826897 A JP27826897 A JP 27826897A JP H11102819 A JPH11102819 A JP H11102819A
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JP
Japan
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leg
magnetic path
sectional area
path cross
magnetic
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JP9278268A
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English (en)
Inventor
Tadashi Mitsui
正 三井
Kazumasa Kikuchi
一政 菊池
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Publication of JPH11102819A publication Critical patent/JPH11102819A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状の小型化、軽量化、材料費の低減、ひい
てはコスト低減を図ることのできる磁芯を提供する。 【解決手段】 コイルが装着されるコイル装着脚部とし
ての中脚部1と、非装着脚部としての外脚部2と、それ
らの脚部を接続する接続部3とを有する磁芯において、
両端の外脚部2の外側面同士の距離(A)を30mm以上
とし、前記外脚部2の磁路断面積を、前記中脚部1の磁
路断面積よりも5%以上少なくするとともに、各脚部を
先端から少なくとも基端近傍に至るまで一様な太さとし
た構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、TVモニター、ス
イッチング電源等のメイントランスや、チョークコイル
等に使用される磁芯に係り、とくに脚部の長さが数cm程
度の比較的大型のフェライト等で構成された磁芯に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般的に、フェライト等で構成されたE
型磁芯は、コイル装着脚部となる中脚部、非装着脚部で
ある外脚部、両者を接続する接続部(背面部)の磁路断
面積の比率は均一であるか、あるいは外脚部及び接続部
の磁路断面積の方が中脚部の磁路断面積よりも多少大き
い。但し、外脚部の磁路断面積は2本分合わせたもので
あり、接続部の磁路断面積についても2本の外脚部に向
かう2つの磁路について合算したものをいう。
【0003】そのような従来のE型磁芯をトランス、チ
ョークコイル等の磁芯として使用し、動作させていると
き、コイル装着脚部(中脚部)、非装着脚部(外脚
部)、及び接続部(背面部)の磁路断面積が均一である
としても、コイル装着脚部はコイルに覆われているた
め、動作温度がその他の部分よりも高くなっている。従
来は、各脚部の動作温度の相違には着目せずに中脚部及
びその他の脚部の磁路断面積を設定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記E型磁
芯をトランス、チョークコイル等の磁芯として使用した
場合、動作中にコイル装着脚部とその他の脚部、接続部
との間に大きな温度差が発生し、コイル装着脚部は温度
上昇により飽和磁束密度が低下して余裕が無くなるのに
反し、その他の脚部、接続部は動作温度が低いため飽和
磁束密度の低下が少なく十分余裕がある事態となる。こ
のことは、コイル装着脚部以外の脚部、接続部の磁路断
面積に十分余裕があり、かえって磁芯形状の大型化、重
量の増大、材料の無駄が生じているとも言える。
【0005】本発明者は、従来のE型磁芯は動作時にコ
イル装着脚部とその他の脚部、接続部との間に大きな温
度差が生じるため、各部の磁路断面積を均一又は均一に
近づける寸法にする必要はなく、飽和磁束密度の温度依
存性も考慮し、動作温度の低い非装着脚部(外脚部)、
及び接続部(背面部)の磁路断面積をコイル装着脚部よ
りも小さくしてもE型磁芯の磁気飽和、発熱等の特性に
対しても影響は極めて小さく、コストパーフォーマンス
の良いE型磁芯を実現できることを見いだした。
【0006】本発明は、上記の点に鑑み、形状の小型
化、軽量化、材料費の低減、ひいてはコスト低減を図る
ことのできる磁芯を提供することを目的とする。
【0007】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁芯は、コイルが装着されるコイル装着脚
部と、少なくとも1つ以上の非装着脚部と、それらの脚
部を接続する接続部とを有する磁芯において、前記少な
くとも1つ以上の非装着脚部の磁路断面積を、前記コイ
ル装着脚部の磁路断面積よりも5%以上少なくしたこと
を特徴としている。
【0009】前記接続部の磁路断面積を、前記コイル装
着脚部の磁路断面積よりも少なくすることができる。
【0010】また、前記コイル装着脚部の両側に非装着
脚部が設けられてE型磁路を構成するようにしてもよ
い。
【0011】さらに、両端の脚部の外側面同士の距離
(A)を30mm以上とすることが望ましい。
【0012】各脚部を先端から少なくとも基端近傍に至
るまで一様な太さとすることが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁芯の実施の
形態を図面に従って説明する。
【0014】図1乃至図4は本発明に係る磁芯の第1の
実施の形態であって、第1のE型フェライト磁芯を構成
している。これらの図において、1はコイルが装着され
るコイル装着脚部としての中脚部、2はその両側に平行
に形成された非装着脚部としての外脚部であり、両者は
接続部(背面部)3で相互に接続されている。ここで、
中脚部1は円柱形であり、外脚部2は中脚部1に対向す
る内側面のみ円弧凹面2aとなった角柱状であり、接続
部3は板状であり、全体としてE型形状(磁路)をなし
ている。
【0015】前記外脚部2の磁路断面積は、前記中脚部
1の磁路断面積よりも5%乃至20%少なく設定されて
おり、前記接続部3の磁路断面積は前記中脚部1の磁路
断面積と同じ乃至5%少なく設定されている。なお、仮
想線は従来品の場合の外形線を示し、本実施の形態の場
合の外形線を実線(外脚部は15%、接続部3は5%程
度中脚部の磁路断面積より減じている)で示している。
【0016】図5を用いて、外脚部2及び接続部3の磁
路断面積を中脚部1よりも小さくできる理由を説明す
る。この図5は中脚部1の磁路断面積に対して外脚部2
及び接続部3の磁路断面積を多少大きめに設定した従来
品のE型フェライト磁芯でトランスを構成したときの、
トランス電力損失(伝送損失)と各部の温度上昇(室温
25℃を基準とする)との関係を示すものである。コイ
ルが装着された中脚部1に比較して外脚部2及び接続部
3の温度上昇が少なく、特に中脚部1と外脚部2間の温
度差が大きく約30℃近くになる。
【0017】通常、パワーフェライトを磁芯としたトラ
ンスやチョークコイルの設計は、中脚部1の磁路断面積
をもとに動作磁束密度を300mT程度にして行われて
いるが、パワーフェライトでは飽和磁束密度の温度依存
性が約−1.5mT/℃あるため、中脚部1と外脚部2
間の温度差が30℃の場合45mT(1.5mT/℃×
30℃)程度外脚部2の動作磁束密度が高くなっても動
作上何等問題を生じないことになる。これを磁路断面積
比に換算すると、外脚部2の磁路断面積は中脚部1の磁
路断面積の85%でよいことになる{中脚部磁路断面積
×(300-45)/300=中脚部磁路断面積×0.85}。
【0018】前記接続部3についても同様のことが言え
る。但し、中脚部1との間の温度差は外脚部2の場合に
比して小さいため、磁路断面積の縮小割合は外脚部2の
ときよりも低い値となる。
【0019】なお、図5に示した各部の温度上昇カーブ
は、使用するパワーフェライトの特性、形状、用途等に
よっても多少異なってくるので、使用条件に応じて外脚
部2の磁路断面積を、中脚部1の磁路断面積よりも5%
乃至20%少ない範囲内で適切値に設定するとともに、
接続部3の磁路断面積を、中脚部1の磁路断面積と同じ
乃至5%少ない範囲内で適切値に設定すればよい。な
お、外脚部2の中脚部1に対する磁路断面積の減少割合
を5%未満とした場合、小型化、軽量化の面で効果が不
十分であり、材料費の削減効果も少ないため望ましくな
い。また、外脚部2の中脚部1に対する磁路断面積の減
少割合を20%より大きくした場合、外脚部2の磁路断
面積が過小となり、外脚部2の磁路断面積でトランス、
インダクタンスの容量に制約を受けることになり望まし
くない。接続部3の中脚部1に対する磁路断面積の減少
割合を5%より大きくした場合、接続部3の磁路断面積
が過小となって同様の不都合を生じる。
【0020】以下の表1は、本実施の形態による実施品
1,2,3と、従来品1,2,3と間の図1の外形寸法
A(両外脚部の外面間距離)の比較、及び重量差を示し
ている。但し、実施品1と従来品1は共に中脚部1の磁
路断面積が139mm2、実施品2と従来品2は共に中脚
部1の磁路断面積が189mm2、実施品3と従来品3は
共に中脚部1の磁路断面積が232mm2である。また、
重量差はE型磁芯を2個組み合わせたときの重量差であ
る。
【0021】 表1 外形寸法A 外形寸法A 重量差 実施品1 38mm 従来品1 40mm 19g/組 実施品2 40mm 従来品2 42mm 18g/組 実施品3 47mm 従来品3 49mm 24g/組
【0022】この表1から、中脚部1の磁路断面積が同
一であっても、外脚部2の磁路断面積を縮小したことで
図2の磁芯外形寸法Aを縮小できるとともに、軽量化で
きていることがわかる。なお、表1には数値を示してい
ないが、接続部3の磁路断面積を縮小したことで図2の
磁芯外形寸法Bも縮小されている。
【0023】なお、表1では、外形寸法Aが38mm乃至
47mmの場合を例示したが、外形寸法Aが30mm以上で
あれば、重量削減効果が十分ある。
【0024】この第1の実施の形態によれば、次の通り
の効果を得ることができる。
【0025】(1) 図1乃至図4の実線(本実施の形態
による外形線)と仮想線との対比から判るように、中脚
部1、外脚部2、接続部3間の動作時の温度差に着目し
て温度上昇しにくい外脚部2及び接続部3の磁路断面積
を従来品よりも減じることで、小型化、軽量化、材料の
削減、これに伴うコスト低減を図ることができる。
【0026】(2) 中脚部1の形状、磁路断面積は従来
品と同じであり、従来品のボビンを共用することができ
る。
【0027】(3) 外脚部2の外側面同士の距離(A)
を30mm以上とすれば、十分な重量削減効果が得られ
る。
【0028】(4) 各脚部を先端から少なくとも基端近
傍に至るまで一様な太さとすることで、コイルボビンの
装着を容易とするとともに、製造時の成型を容易にする
ことができる。
【0029】図6乃至図7は本発明に係る磁芯の第2の
実施の形態であって、第2のE型フェライト磁芯を構成
している。これらの図において、11はコイルが装着さ
れるコイル装着脚部としての中脚部、12はその両側に
平行に形成された非装着脚部としての外脚部であり、両
者は接続部(背面部)13で相互に接続されている。こ
こで、中脚部11は円柱形であり、外脚部12は中脚部
11に対向する内側面も含めて平坦な四面を持つ角柱形
であり、接続部13は板状である。
【0030】前記外脚部12の磁路断面積は、前記中脚
部11の磁路断面積よりも5%乃至20%少なく設定さ
れており、前記接続部13の磁路断面積は前記中脚部1
1の磁路断面積と同じ乃至5%少なく設定されている。
なお、仮想線は従来品の場合の外形線を示し、本実施の
形態の場合の外形線を実線で示している。
【0031】この第2の実施の形態においても第1の実
施の形態と同様の効果を奏することができる。
【0032】図8乃至図9は本発明に係る磁芯の第3の
実施の形態であって、第3のE型フェライト磁芯を構成
している。これらの図において、21はコイルが装着さ
れるコイル装着脚部としての中脚部、22はその両側に
平行に形成された非装着脚部としての外脚部であり、両
者は接続部(背面部)23で相互に接続されている。こ
こで、中脚部21及び外脚部22共に平坦な四面を持つ
角柱形であり、接続部23は板状である。
【0033】前記外脚部22の磁路断面積は、前記中脚
部21の磁路断面積よりも5%乃至20%少なく設定さ
れており、前記接続部23の磁路断面積は前記中脚部2
1の磁路断面積と同じ乃至5%少なく設定されている。
なお、仮想線は従来品の場合の外形線を示し、本実施の
形態の場合の外形線を実線で示している。
【0034】この第3の実施の形態においても第1の実
施の形態と同様の効果を奏することができ、とくに角筒
状のボビンを用いるのに適した構造である。
【0035】なお、上記各実施の形態では、フェライト
磁芯を用いた場合を例示したが、フェライト以外の磁性
材料の磁芯であっても、その飽和磁束密度に温度依存性
があり、温度低下に伴い飽和磁束密度が増大する特性で
あれば、適用可能である。
【0036】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コイルが装着されるコイル装着脚部と、少なくとも1つ
以上の非装着脚部と、それらの脚部を接続する接続部と
を有する磁芯において、前記少なくとも1つ以上の非装
着脚部の磁路断面積を、前記コイル装着脚部の磁路断面
積よりも5%以上少なくしたので、外形寸法の小型化、
軽量化、材料の削減、これに伴うコスト低減を図ること
ができる。また、従来品とコイル装着脚部の磁路断面積
は同じにできるので、従来品と同一のボビンを共用でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態であって第1のE型
磁芯を示す平面図である。
【図2】同正面図である。
【図3】同底面図である。
【図4】同側面図である。
【図5】従来のE型フェライト磁芯の各部の発熱状況を
示す説明図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態を示す平面図であ
る。
【図7】同正面図である。
【図8】本発明の第3の実施の形態を示す平面図であ
る。
【図9】同正面図である。
【符号の説明】
1,11,21 中脚部 2,12,22 外脚部 3,13,23 接続部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コイルが装着されるコイル装着脚部と、
    少なくとも1つ以上の非装着脚部と、それらの脚部を接
    続する接続部とを有する磁芯において、 前記少なくとも1つ以上の非装着脚部の磁路断面積を、
    前記コイル装着脚部の磁路断面積よりも5%以上少なく
    したことを特徴とする磁芯。
  2. 【請求項2】 前記接続部の磁路断面積を、前記コイル
    装着脚部の磁路断面積よりも少なくした請求項1記載の
    磁芯。
  3. 【請求項3】 前記コイル装着脚部の両側に非装着脚部
    が設けられてE型磁路を構成している請求項1又は2記
    載の磁芯。
  4. 【請求項4】 両端の脚部の外側面同士の距離(A)を
    30mm以上とした請求項3記載の磁芯。
  5. 【請求項5】 各脚部を先端から少なくとも基端近傍に
    至るまで一様な太さとした請求項1,2,3又は4記載
    の磁芯。
JP9278268A 1997-09-25 1997-09-25 磁 芯 Pending JPH11102819A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009088250A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Tdk Corp コア及びこれを用いたトランス、並びに、スイッチング電源装置
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JP2010129937A (ja) * 2008-12-01 2010-06-10 Denso Corp リアクトル
JP2016009764A (ja) * 2014-06-24 2016-01-18 株式会社タムラ製作所 リアクトル部品及びリアクトル
JP2018148034A (ja) * 2017-03-06 2018-09-20 株式会社タムラ製作所 リアクトル
JP2023070615A (ja) * 2021-11-09 2023-05-19 乾坤科技股▲ふん▼有限公司 磁気コンポーネント及びその磁気ボディ

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