JPH11186061A - 小型トランス - Google Patents

小型トランス

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JPH11186061A
JPH11186061A JP9349380A JP34938097A JPH11186061A JP H11186061 A JPH11186061 A JP H11186061A JP 9349380 A JP9349380 A JP 9349380A JP 34938097 A JP34938097 A JP 34938097A JP H11186061 A JPH11186061 A JP H11186061A
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JP
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magnetic
magnetic core
transformer
magnetic metal
core piece
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JP9349380A
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Kiyoshi Nagasaki
潔 長崎
Naomichi Hirama
直道 平間
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Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】製造工程での変形が少なく組立が容易であり、
かつ薄型で高性能な小型トランスを提供する。 【解決手段】巻線を施したボビンの中空部に複数の磁性
コア片6aを交互に組み込み磁性コアとした小型トラン
スにおいて、上記各磁性コア片6aが複数枚の磁性金属
薄板4aを積層して固定した積層体から形成されている
ことを特徴とする。また、磁性コア片6aを構成する磁
性金属薄板4aの厚さが0.02〜0.1mmであること
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は小型トランスに係
り、特に熱処理時の変形が少なく組立が容易であり、か
つ薄型で高性能な小型トランスに関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータなどの電子機器,家電製
品,電気機器,通信機器には各種の小型トランス(変圧
器)が装備されている。一般に、トランスは、図1に示
すように磁気回路を構成する鉄心(磁性コア)1と電気
回路を構成する巻線(コイル)2とから構成されてい
る。上記鉄心を構成する材料としては、飽和磁束密度が
高く、透磁率が大きく、さらに渦電流損やヒステリシス
損などの鉄損が少ないパーマロイと呼ばれるNi−Fe
系の軟磁性材料,4〜4.5重量%のけい素を含有する
S級けい素鋼板などが採用されている。
【0003】上記トランスは一般に下記のような工程を
経て製造される。すなわち、厚さ0.35mm程度の薄い
磁性金属板素材をプレス加工によって打ち抜いて、平面
形状がE,I,U形等の所定形状の磁性金属薄板を磁性
コア片として製造し、得られた磁性金属薄板について磁
性焼鈍を施す。一方、図2に示すように、絶縁材にて形
成した中空筒状のボビン(巻枠)3に予め巻線2を巻回
しておき、このボビンに前記のようにプレス成形した複
数のE形磁性金属薄板4を左右から交互に組み込み、所
定厚さまで積層して磁性コア(成層鉄心)1が形成され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構造の小型トランスでは、近年急速に進展する電子機
器の小型化および高性能化などの技術的要請に十分に対
応できない問題点があった。例えば、コンピュータ同士
あるいはコンピュータと端末装置との間を通信回路で接
続してデータを送受信するカード形モデムに用いられる
小型トランスについても、より高速化しつつも小型化が
進められているパーソナルコンピュータ等に搭載されて
使用されることから、より薄型で小型であり、かつ高性
能を有するものが要求されている。
【0005】上記技術的要求に対応するために、磁性コ
アの構成材としてパーマロイなどのNi−Fe系の高透
磁率軟磁性材料を使用するとともに、各磁性コア片自体
の板厚をより薄くすることにより交流条件下での透磁率
を高めることも試行されている。
【0006】しかしながら、パーマロイは良好な磁気特
性を引き出すためには、合金素材を水素などの還元雰囲
気中で1000〜1100℃という高温度で熱処理する
工程が必須となる。ところが、磁性コア片の薄板化を行
うと熱処理時に隣接した磁性コア片が溶着し易くなる問
題があり、この溶着を防止するために各磁性コア片の表
面にアルミナ(Al2 3 )粉末などの溶着防止剤を塗
布する工程も必須となり、熱処理工数が大幅に増加して
小型トランスの製造コストを押し上げる問題点があっ
た。
【0007】また磁性コア片が薄くなるために、熱処理
時およびその後の取扱い段階および組立工程で変形が発
生し易くなり、その結果としてトランスのインダクタン
スが大きくばらつくこととなり、特性が安定したトラン
スが得られないという問題点もあった。
【0008】さらに磁性コア片が薄くなるために、複数
枚の磁性コア片を積層して所定厚さの磁性コアを形成す
るには積層枚数が多くなり、組立工数が急増してしまう
問題点もあった。
【0009】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、製造工程での変形が少なく組立が容易
であり、かつ薄型で高性能な小型トランスを提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは上記目的
を達成するため、磁性コア片を薄くした場合において
も、熱処理時や組立時における変形が少なく組立を容易
にできる方策を種々検討した。その結果、従来より厚さ
を大幅に低減させた磁性金属薄板を所定形状に加工し、
その表面に絶縁処理を施した後に、複数枚だけ積層し、
さらに積層した磁性金属薄板を溶接または機械的係着手
段により一体に固定してそれぞれ磁性コア片とし、この
磁性コア片について磁性焼鈍を実施した後に、ボビンに
交互に組み込むことにより、変形が少なく組立が容易で
高性能な小型トランスが初めて得られるという知見を得
た。本発明は上記知見に基づいて完成されたものであ
る。
【0011】すなわち本発明に係る小型トランスは、巻
線を施したボビンの中空部に複数の磁性コア片を交互に
組み込み磁性コアとした小型トランスにおいて、上記各
磁性コア片が複数枚の磁性金属薄板を積層して固定した
積層体から形成されていることを特徴とする。
【0012】また、磁性コア片を構成する磁性金属薄板
の厚さは、0.02〜0.1mmが好適であり、さらに
0.02〜0.05mmの範囲であることが望ましい。さ
らに、複数枚の磁性金属薄板を積層した磁性コア片の厚
さは、0.1mm以上であるとよい。また、積層体を構成
する複数枚の磁性金属薄板が、その端面部において相互
に溶接接合により一体に固定されるように構成するとよ
い。さらに、積層体を構成する複数枚の磁性金属薄板
が、エンボス加工により一体に固定されるように構成す
るとよい。
【0013】ここで上記磁性金属薄板を構成する材料と
しては、飽和磁束密度および透磁率が大きく鉄損が少な
い材料である限り、特に限定されるものではないが、例
えば重量%で80%ニッケル(Ni),5%モリブデン
(Mo),残部鉄(Fe)の80Ni−5Mo−Fe合
金あるいは重量%で78%ニッケル(Ni),5%銅
(Cu),4%モリブデン(Mo),残部鉄(Fe)の
78Ni−5Cu−4Mo−Fe合金あるいは重量%で
Ni55〜85%,Cu2〜27%,Mn2〜27%,
Si0.1〜3%,Mo7%以下(0%を含む),Cr
7%以下(0%を含む)および残部実質的にFe(但
し、CuとMnの合量は6重量%以上)の各組成の軟磁
性合金材が好適に使用できる。
【0014】本発明に係る小型トランスは、例えば以下
のような製造工程を経て製造される。すなわち、前記の
ような所定の組成を有する磁性合金素材について熱間加
工および冷間加工を施し、熱さが0.02〜0.1mmの
磁性金属薄板を調製する。
【0015】ここで上記磁性金属薄板の厚が0.02mm
未満の場合は、取扱い時に変形を生じ易い一方、厚さが
0.1mmを超える場合は、トランスの磁性コアとしたと
きに高周波領域での透磁率の増大効果が少なくトランス
性能の改善が期待できない。
【0016】次に、上記のように調製した磁性金属薄板
の表面に、マグネシア(MgO),アルミナ(Al2
3 ),ジルコニア(ZrO2 )などの金属酸化物の懸濁
液を塗布乾燥することにより、絶縁膜を形成する。
【0017】次に絶縁膜を形成した磁性金属薄板をプレ
ス加工により打ち抜き、平面形状がE形などの所定形状
を有する磁性金属薄板とする。次に得られた磁性金属薄
板を複数枚ずつ積層して固定し、所定厚さの磁性コア片
(積層体)とする。
【0018】ここで、上記複数枚の磁性金属薄板を固定
する方法としては、図3に示すようにエンボス加工法ま
たは図4に示すように溶接法を採用することが可能であ
る。すなわち、図3に示すように積層する各磁性金属薄
板4aの所定位置に、プレス加工機を使用してエンボス
加工部5を形成し、隣接する一方の磁性金属薄板4aの
エンボス加工部5の凹部を他方の磁性金属薄板4aのエ
ンボス加工部5の凸部に嵌合させることにより、所定厚
さTの積層体から成る磁性コア片6aが形成される。あ
るいは、図4に示すように、複数枚の磁性金属薄板4b
を積層し、その端面部の厚さ方向にレーザ溶接を施すこ
とによりレーザ溶接部7を形成し、各磁性金属薄板4b
を一体に固定した磁性コア片6bを形成してもよい。
【0019】ここで各磁性コア片6a,6bを形成する
ために、積層する磁性金属薄板4a,4bの枚数は、特
に限定されないが、磁性コア片6a,6bの厚さTが
0.25以上となるように、厚さtが0.02〜0.1
mmの磁性金属薄板4a,4bを2〜15枚程度積層する
ことが望ましい。上記磁性コア片6a,6bの厚さTが
0.1mm未満と過小な場合には、トランス組立時や取扱
い時における変形量が大きくなり、トランス性能が低下
するため、磁性コア片の厚さTは0.1mm以上とされる
が、トランス1個当りに組み込む磁性コア片の枚数を低
減し、組立工数を削減するために、磁性コア片の厚さT
は0.5mm以上とすることが、さらに好ましい。
【0020】次に、上記のように形成した磁性コア片に
マグネシア(MgO)粉やアルミナ(Al2 3 )粉や
ジルコニア(ZrO2 )粉を付着させて溶着防止処理を
施した後に温度1000〜1200℃で0.5〜2時間
に亘り磁性焼鈍を行う。そして、巻線を施したボビン
(巻枠)の中空部に、上記のように調製した磁性コア片
を交互に組み込むことにより、本発明に係る小型トラン
スが製造される。
【0021】上記構成に係る小型トランスによれば、従
来より厚さが薄い磁性金属薄板を複数枚積層して固定し
た積層体から各磁性コア片を形成しているため、高い透
磁率が得られ高いインダクタンスが得られる。
【0022】また積層体から成る磁性コア片は熱処理時
における変形量も少なく、また剛性が大きいため、組立
時の変形が少なく、トランスのインダクタンスのばらつ
きを大幅に減少させることが可能になる。
【0023】また積層体から成る磁性コア片は取扱いが
容易であり、従来の薄い磁性コア片を多数ボビンに組み
込む場合と比較して、トランスの組立工数を大幅に削減
でき、小型トランスの製造コストを大幅に低減すること
ができる。
【0024】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について以
下の実施例に基づいてより具体的に説明する。
【0025】実施例1〜2 重量比による組成が80%Ni−5%Mo−Feである
磁性合金に熱間加工および冷間加工を施して厚さ0.0
5mmの磁性合金板を形成した。次に、得られた磁性合金
板表面にマグネシア(MgO)懸濁液を塗布して絶縁膜
を形成した。次に、この磁性合金板をプレス加工により
打ち抜くことにより、縦12mm×横10mmであり、図3
に示すようなE形コア(磁性金属薄板)4aを多数調製
した。
【0026】次に得られたE形磁性金属薄板4aにエン
ボス加工を施し、図3に示すようなエンボス加工部5を
形成した後に、4枚(実施例1)および5枚(実施例
2)の磁性金属薄板4aを積層し、隣接する一方のエン
ボス加工部5の凸部を隣接する他方のエンボス加工部5
の凹部に嵌着して一体の積層体とすることにより、それ
ぞれ各実施例用の磁性コア片6aを調製した。さらに各
磁性コア片6aの表面にアルミナ(Al2 3 )粉を付
着させて溶着防止処理を施した後に、温度1100℃で
1時間熱処理を行った。
【0027】さらに上記各実施例用の磁性コア片6a
を、図2に示すように巻線2を施したボビン(巻枠)3
の中空部に、それぞれ10枚(実施例1),8枚(実施
例2)ずつ交互に組み込むことにより、それぞれ実施例
1〜2に係る小型トランスを製造した。
【0028】比較例1〜3 一方、実施例1で使用した磁性合金に熱間加工および冷
間加工を施して厚さ0.05mm(比較例1),0.2mm
(比較例2),0.35mm(比較例3)の磁性合金板を
それぞれ形成した。次に、得られた磁性合金板をプレス
加工により打ち抜くことにより、縦12mm×横10mmの
E形磁性コア片を多数調製した。さらに、磁性コア片の
表面にアルミナ(Al2 3 )粉を付着させて溶着防止
用の絶縁膜を形成した後に、温度1100℃で1時間の
熱処理(磁性焼鈍)を実施した。
【0029】そして、上記各比較例用の磁性コア片を、
図2に示すように巻線3を施したボビン(巻枠)3の中
空部に、それぞれ40枚(比較例1),10枚(比較例
2),6枚(比較例3)ずつ交互に組み込むことによ
り、それぞれ比較例1〜3に係る小型トランスを製造し
た。
【0030】実施例3〜4 重量比による組成が80%Ni−5%Mo−Feである
磁性合金に熱間加工および冷間加工を施して厚さ0.0
25mmの磁性合金板を形成した。次に、得られた磁性合
金板表面にMgアルコキシド溶液を塗布して絶縁膜を形
成した。次に、この磁性合金板をプレス加工により打ち
抜くことにより、縦12mm×横10mmであり、図4に示
すようなE形コア(磁性金属薄板)4bを多数調製し
た。
【0031】次に得られたE形磁性金属薄板4bを8枚
(実施例3)および10枚(実施例4)を積層した。さ
らに、図4に示すように、積層した金属薄板4bの端面
部を厚さ方向にレーザ溶接して一体の積層体とすること
により、それぞれ各実施例用の磁性コア片6bを調製し
た。さらに各磁性コア片6bの表面にアルミナ(Al2
3 )粉を付着させて溶着防止処理を施した後に、温度
1100℃で1時間熱処理を行った。
【0032】さらに上記各実施例用の磁性コア片6b
を、図2に示すように巻線2を施したボビン(巻枠)3
の中空部に、それぞれ10枚(実施例3),8枚(実施
例4)ずつ交互に組み込むことにより、それぞれ実施例
3〜4に係る小型トランスを製造した。
【0033】比較例4 一方、実施例1で使用した磁性合金に熱間加工および冷
間加工を施して厚さ0.025mmの磁性合金板をそれぞ
れ形成した。次に、得られた磁性合金板をプレス加工に
より打ち抜くことにより、縦12mm×横10mmのE形磁
性コア片を多数調製した。さらに、磁性コア片の表面に
アルミナ(Al2 3 )粉を付着させて溶着防止用の絶
縁膜を形成した後に、温度1100℃で1時間の熱処理
(磁性焼鈍)を実施した。
【0034】そして、上記磁性コア片を、図2に示すよ
うに巻線3を施したボビン(巻枠)3の中空部に、80
枚交互に組み込むことにより、比較例4に係る小型トラ
ンスを製造した。
【0035】こうして製造した各実施例および比較例に
係る小型トランスについて、1KHzにおけるインダク
タンスおよびそのばらつきを測定するとともに、磁性合
金薄板のプレス加工による打ち抜き工程から最終的に小
型トランスを組み立てるまでに必要とする組立工数を測
定して下記表1に示す結果を得た。なお、上記各組立工
数は、従来の厚さ0.35mmの磁性合金板を積層せずに
そのまま磁性コア片として使用した比較例3に係る小型
トランスの場合を基準値(100)として相対的に示し
た。
【0036】
【表1】
【0037】上記表1に示す結果から明らかなように、
従来より薄い磁性金属薄板を複数枚積層して固定した積
層体を磁性コア片として使用した各実施例に係る小型ト
ランスにおいては、熱処理時の変形が少ないためにイン
ダクタンスのばらつきも少なくトランス性能が安定して
いる。また薄い磁性金属薄板を積層固定した積層体から
成る磁性コア片を使用しているため、磁性コア片の剛性
が高く、取扱い時およびトランス組立時における変形が
少なく、取扱いも容易である。
【0038】また、複数の薄い磁性金属薄板を予め積層
固定した磁性コア片を使用しているため、従来の薄い磁
性コア片をボビンに多数枚組み込む場合と比較して、所
定厚さの成層鉄心を形成する際に組み込む磁性コア片の
枚数を大幅に削減でき、小型トランスの組立工数が大幅
に低減できるなどの優れた効果が得られることが判明し
た。
【0039】上記小型トランスは、特に薄型で高性能で
あり、配置空間が狭く限定される携帯型パーソナルコン
ピュータのカード形モデムのトランスとして使用したと
きに、顕著な効果を発揮することが実証された。
【0040】
【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係る小型トラ
ンスによれば、従来より厚さが薄い磁性金属薄板を複数
枚積層して固定した積層体から各磁性コア片を形成して
いるため、高い透磁率が得られ高いインダクタンスが得
られる。
【0041】また積層体から成る磁性コア片は熱処理時
における変形量も少なく、また剛性が大きいため、組立
時の変形が少なく、トランスのインダクタンスのばらつ
きを大幅に減少させることが可能になる。
【0042】また積層体から成る磁性コア片は取扱いが
容易であり、従来の薄い磁性コア片を多数ボビンに組み
込む場合と比較して、トランスの組立工数を大幅に削減
でき、小型トランスの製造コストを大幅に低減すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】小型トランスの形状例を示す斜視図。
【図2】小型トランスの組立方法を例示する斜視図。
【図3】本発明で使用する磁性コア片の構成例を示す斜
視図。
【図4】本発明で使用する磁性コア片の他の構成例を示
す斜視図。
【符号の説明】
1 鉄心(磁性コア),成層鉄心 2 巻線(コイル) 3 ボビン(巻枠) 4,4a,4b 磁性金属薄板 5 エンボス加工部 6,6a,6b 磁性コア片 7 レーザ溶接部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 巻線を施したボビンの中空部に複数の磁
    性コア片を交互に組み込み磁性コアとした小型トランス
    において、上記各磁性コア片が複数枚の磁性金属薄板を
    積層して固定した積層体から形成されていることを特徴
    とする小型トランス。
  2. 【請求項2】 磁性コア片を構成する磁性金属薄板の厚
    さが0.02〜0.1mmであることを特徴とする請求項
    1記載の小型トランス。
  3. 【請求項3】 複数枚の磁性金属薄板を積層した磁性コ
    ア片の厚さが0.1mm以上であることを特徴とする請求
    項1記載の小型トランス。
  4. 【請求項4】 積層体を構成する複数枚の磁性金属薄板
    が、その端面部において相互に溶接接合により一体に固
    定されていることを特徴とする請求項1記載の小型トラ
    ンス。
  5. 【請求項5】 積層体を構成する複数枚の磁性金属薄板
    が、エンボス加工により一体に固定されていることを特
    徴とする請求項1記載の小型トランス。
JP9349380A 1997-12-18 1997-12-18 小型トランス Abandoned JPH11186061A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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