JPS5857718A - トランスのコア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１次側コイル及び２次側コイルに対して磁束が
直交結合となるように磁束制御用の制御；イルが巻装さ
れてなるトランスのコアに関する。

従来、磁気；アに対して１次側コイル及び２次＠；イル
が巻装されると共にこの１次側コイル及び２次側コイル
に対して磁束が直交結合となるように磁束制御用の制御
コイルが巻装されたトランスとして、第１図に示す如き
ものが提案されている。

同図において、（１）は磁気コアを示し、例えばフェラ
イト材よりなる２つの部材（２）及び（３）で構成され
ている。これら部材（２）及び（３）は、正方形あるい
は長方形の板状のコア基部（４Ｅ）と、その四隅から直
交する方向に延長され、かつ互いに等しい断面積の磁脚
（４Ａ）＊　（４Ｂ）ｔ　（４Ｃン及び（４Ｄ）とを有
し、これら２つの部材（２）及び（３）の、磁脚（４Ａ
）、　（４Ｂ）。

（４Ｃ）、　（４Ｄ）と磁脚（４Ａ）Ｉ　（４Ｂ）、　
（４Ｃ入（４Ｄ）とが端部なもって互いに接するよ５に
対向されて接着され【コア（１）は組み立てられている
。

そし【、この；ア（１）の磁脚（４Ｂ）　（４Ｄ）　Ｉ
ＩＣまたがってボビン（図示せず）上に１次側コイルＮ
１が巻輪されると共に２次側コイルＮ２がＩ／に装され
、磁脚（４Ａ）ｔ　（４Ｂ）にまたがつ【ボビン（図示
せず）上に制御コイルＮｃが巻装される。したがって、
この場合、コ′イルＮ１とＮ１とはトランス結合となり
、：１イルＮ１．Ｎ２とＮｃとは直交結合となる。この
ときのコ′イルＮ１とＮ２との結合係数は０．５〜０６
程度とされている。

縞２図Ａ、Ｂは、この第１図に示すトランスの磁束分布
状態を示すものである。即ち、コイルＮ１の＃磁電流を
’ｉｓコイルＮ、の発振電流を■２、コイルＮ１から取
り出される負荷電流をＩＬとすれば、このトランス（３
）の全起磁力Ｎｌは、 ＮＩ　ｘＮｌ　１１　＋Ｎｍ１１−Ｊｒｓｌｌ、　　　
　　　　・＝＝−＝　（１）となる。そして、この起磁
力Ｎｌにより出力電圧の正の半サイクル期間に生じる磁
束を＋ＪＺ’ｓ（第２図Ａ）、負の半サイクル期間に生
じる磁束を−９６゜（Ｊｌｆｆｉ図Ｂ）とし、また、制
御コイルＮｃと、これに流れる制御電ｆｉＩｃによって
生じる磁束をＯｃとすれば、正の＋１イクル期間（＠２
図Ａ）Ｋは、脚部（４Ａ）、　（４Ｄ）　Ｋおい【は磁
束望ＳとＯｃとが減じ合い磁脚（４Ｂ）ｔ　（４Ｃ）　
′におい【は磁束ダ＄とｆｉ！ｃとが加え合い、負の半
サイクル期間（第２図Ｂ）には逆の関係となる。

したがって、例えば第３図Ｂ−Ｈ４Ｉ性（ａ化譬性）に
おいて、正の半サイクル期間のピーク時点における磁脚
（４Ａ）、　（４Ｄ）の動作点は点１となり、磁脚（４
Ｂ）、　（４Ｃ）の動作点は点すとなり、負の半サイク
ル期間のピーク時点における磁脚（４Ｂ）？　Ｃ４Ｃ）
の動作点は点Ｃとなり、磁脚（４Ａ）、　（４Ｄ）の動
作点は点−となる、そのため、磁脚（４ＡＬ　（４Ｄ）
の動作領域は矢印（１人）の区間となり、磁脚（４Ｂ）
？　（４Ｃ）の動作領域は矢印（ＩＢ）の区間となり、
正の半サイクル期間の出力電圧は、点１の磁脚（４Ａ）
、　（４Ｄ）の磁束一度十Ｂｓで決まり、負の半サイク
ル期間の出方電圧は点Ｃの磁脚（４Ｂ）、　（４Ｃ）　
０６束！１ｆ　−Ｂｓ　テ決ｔ　ルことになる。

そして１点ａ、ｃは磁束ｓＣにより変化し、磁束ｐｃは
制御電流１ｃで変化するので、電流Ｉｃを制御すれば、
出力電圧を制御できることになる。

以上述べたように、この第１図に示すトランスは、制御
コイルＮｃＶｃ体れる電流Ｉｃを制御することで、出力
電圧を制御できるので、従来１例えば絶縁型定電圧電源
装置の出方トランスとして使用されている。

ところで、このような従来のトランスにおいて。

コア（１）を構成する部材（２）、　ｆ３）は、例えば
、フェライト粉末をグレヌ金層を用いて整形した後焼成
して製造されるものであるが、この部材、（２）、　（
３）は上述したよ５に４つの磁脚（４Ａ）、　（４Ｂ）
、　（４Ｃ）、　（４Ｄ）を有する比較的複雑な形状を
しているので、プレス金層も複雑となる欠魔がある。ま
た、部材（２Ｌ（３）は、４つの磁脚（４Ａ）−（４Ｂ
Ｌ　（４Ｃ）、　（４Ｄ）を有し、全体として箱状のも
のであるから、焼成時における電気炉の占有スペースが
大となる欠点がある。

特に、焼成前には１！！弊増しの体積を有し、大容量の
トツ′ンス用の形状の大きなもの程、占有スペースが急
激に増加する不都合がある。また、部材（２）及び（３
）は、第４図に示すように、コア基部（４Ｅ）を底とし
【製造するもので、しかも、磁脚（４人）。

（４Ｂ）、　（４Ｃ）、　（４Ｄ）は比較的長いので、
その製造過稠において、これら磁脚（４Ａ）、　（４Ｂ
）、　（４Ｃ）、　（４Ｄ）にそりを生じ易かった０％
に大容量のトランス用の形状の大きなものは、そりの他
に磁脚の割れ、クツツク等も生じ易く、電気炉内の焼成
スピードを遅くする等の問題があり、製造効率（歩溜り
）が悪く、ひいては、このことがコア（１）のコストア
ップにもつながっていたつ 本発明は斯る点に鑑み、その機能を損なうことなく、製
造効率のよいトランスのコアを提案せんとするものであ
る。

以下第５図を参照しながら本発明によるトランスのコア
の一実施例について説明しよう。

この例のコア（１）は、磁性材料、例えば７エ２イト材
よりなるｇａ図Ａ、Ｈに示す部材（５）及び（６）が、
夫々２個及び４個で構成されたものである。部材（５）
は、縦＝Ｌｃ、横＝Ｌｂ、高さ＝　ｔＱなる板状体の四
隅より、夫々縦＝ｔＯ，横＝ｔＯ，高さ＝　ｔ６なる部
分を取り除いた形状、いわゆる１千字形ｊの部材である
。また、部材（６）は、断面積＝ｔ６ｘｔ・を有し、長
さ＝　Ｌａの角柱状の部材である０例えば、負荷電力が
１４０　Ｗ　ｔｖ場合、ｉｏ　＝　９ｍｍ、　Ｌｍ　＝
　５５　ｍｓ、　ＬｂＷ　ｓ６　ｗｍ。

Ｌｃ　＝　３３■とされる。これらの部材（５）及び（
６）は、例えばフェライト粉末をプレス金壓を用いて整
形した後焼成して製造される。そして、これら部材は単
純な形状であると共にその製造時（例えば焼成時）には
、この第６Ｍに示すよ５に置かれて製造されるので、こ
れら部材（５）及び（６）には、そり２割れ、クツツク
等が生じ難い。

そして、２個の部材（５）の４隅の取り除かれた部分に
、４個の部材（６）の一端及び他端が例えば接着剤で夫
々接合さ、れてコア（１）はｉみ立てられる。

この場合、４傭の部材（６）が、ｌｌｆＪｌ図に示すト
ランスのコア（１）の磁脚（４Ａ）＊　（４Ｂ）、　（
４Ｃ）、　（４Ｄ）に対応するものとなる。このコア（
１）の部材（６）　（ｉＥ脚（４Ｂ）に対応）と部材（
６）（磁脚（４Ｄ）に対応）にまたがって１次ｍコイル
Ｎ１，２次側コイルＮ、が巻装され、部材（６）（磁脚
（４Ａ）に対応）と部材（６）（磁脚（４Ｂ）に対応）
にまたがって制御コイルＮｃが巻装されると、第７図に
示すように、部材（６）Ｃ４Ａ〕→部材（５）１部材（
６Ｊ（４Ｂ）１部材（５）１部材（６＋　（４Ａ）及び
部材（６）（４Ｃ）１部材（５）１部材（６）（４Ｄ）
１部材（５）１部材（６）（４Ｃ）の経路で、１次側コ
イルＮｌ及び２次側コイルＮ２によるトランスの主磁束
＋ｊＺｆｓ（−変Ｓ）の磁路が形勝されると共に、部材
（６）（４Ａ］→部祠（５）１部材（６）（４Ｃ）１部
材（５）１部材（６）（４Ａ：Ｉ及び部材（６）〔４Ｂ
〕→部材（５）１部材（６）　（４Ｄ）１部材（５）１
部材（６）〔４Ｂ〕の経路で、制御コイルＮｃによる制
御磁束Ｏｃの磁路が形成される。

また、第１図例に示す従来のトランスで負荷電力を例え
ば１４０Ｗ供給する場合、交流入力電圧の変動を±１５
％、負荷電力の変動範囲を７０Ｗ〜１４０Ｗとして磁束
制御電源装置を峡計すると、トランスの磁脚部磁心断面
積は８１■であり、励磁周波数は１５．７３４ＫＨｚで
、１次側コ４　ｋ　Ｎｓ　＋　２　次１１’！　”　イ
ルＮ２及び制御コイルＮｃの夫々の巻数が４０回。

４０回×２（全波整流）及び１１００回で、制御を流の
制御範囲は３０〜ＧｏＩｌｎ人である。このときのトラ
ンスのインダクタンス特性は＄８図Ａ（図において、Ｌ
ｌはコイルＮｌのインダクタンス、’１はコイルＮ１を
流れる電流である。）に示すような直流重畳特性を示し
、実際のト、ランス励磁電流が上２゜５Ａでインダクタ
ンスの可変範囲は略０．６ｍＨである。一方、本発明に
よるトランスのコアを使用したトランスの場合、１次１
１１１：ＦイルＮ１＃２次側コイルＮ２による交流磁束
と制御１：フィルＮｃによる直流磁束の通路である磁路
中に接合面が従来のトランスの２倍以上存在し、かつ実
際のトランスの１組の接合面は５〜１ＧＰｍ　１Ａ１度
のキャップを有するので、１０〜２０声ｍ以上のギャッ
プが存在することになる。館８図Ｂは、ギャップが２Ｂ
声ｍのときのインダクタンス特性を示すものであるが、
従来と同様の可変インダクタンスとして制御範囲を満足
するには、制御電流の制御範囲は３５１ｎ人〜６５ｍＡ
である。

このように、従来のトランスと非較して、本発明による
トランスのコアを使用したトランスは、制御電流Ｉｃが
略５ｍＡ増加するが、これによる電力増加分は略７５ｍ
Ｗであり、無視できる値となる。

したかつ【、この第５図例に示すトランスのコア（１）
も、第１図例に示す従来のコアと同様に使用し得る。

尚、２次側コイルＮ１は、部材（ｂｌ（４Ａ）と部材（
６）〔４Ｃ〕にまたがって巻装するようにしてもよい。

要は、１次側コイルＮ１，２次側コイルＮ２と制御コイ
ルＮｃとが直交結合となるように巻装されればよい、１ 以上述へた如く、本発明によるトランスのコアは、その
コアを構成する部材に製造中において、割れ、クラック
、そり等を生じ難く、製造効率が向上し、ｆ−チ留りが
よくなる。

また、；アを構成する部材は単純な形状であるから、プ
レス金型が簡単となり、またそのことでプレス圧が低く
てよい利益がある。また、コアを構成する部材は板状（
従来のものは箱状である）であるから、焼成時における
電気炉の占有スペース（体積）を小とすることができ、
この点からも製造効率の向上が図られる。

また、コイルへ１　＃　”２及びＮｃが巻装される磁脚
部即ち部側（６）とコア基部即ち部材（５）とを別個に
形成するものであるから、部材（６）の断面積を一定に
して部材（５）の断面積を変化させることで、負荷電力
の大小、あるいは絶縁距離の差異に対してコアの標準化
、コア体積の経済設計が可能となる。

次に第９図及び１０図は、他の実施例を示すものである
。

第９図に示すトランスのコア（１）は、磁性材料、例え
ばフェライト材よりなる１１！ＩＯＦｇＪＡ、Ｂに夫々
示す部材（７）及び（８）が、夫々２個及び４個で構成
されたものである０部材（７）は、縦＝Ｌｃ、横＝ｔ、
ｂ、高さ亭ｔＯの板状体の部材である。また、部材（８
）は、断圓積＝ｔｏＸｔＱを有し、長さ＝　Ｌａ　−２
ｔｏの角柱状の部材である。これらの部材（７）及び（
８）は、単純な形状で製造時には、第１０図Ａ、Ｂに示
すように置かれて製造されるので、これら部材（７）及
び（８）Ｋは、そり９割れ、タラツタ等が生じ難い。

結局、第９ｖＡに示すトランスのコア（１）は、２個の
部材（７）の四隅に、４個の部材（８）の一端及び他端
が夫々接合されて組み立【られ【いる。

また、第１１図に示すトランスのコア（１）は、磁性材
料、例えばフェライト材よりなる第１２図Ａ、Ｂに夫々
示す部材（９）及び顛が、夫々２個及び４個で構成され
たものである０部材（９）は、縦＝Ｌｃ、横＝Ｌｂ−２
１．．高さ＝ｔＱの板状体の部材である。また、部材ａ
Ｉ末、断ｍｅｌｔ−ｊｇｘｚ＠を有し、長さ＝Ｌｃの角
柱状の基部（１０ｏ）の両端に、断面積＝ｔ、Ｘｔ、を
有ａ し、長さ”　２−１６の角柱状の一対の脚部（１０ｓ　
）（１（ｈ）が設けられた、′コの字−状の部材である
。

シ これらの部材（９）及び（１（Ｉは、単純な形状で製造
時には、第１２図Ａ、Ｂに示すように置かれて製造され
るので、これら部材（９）及び四には、そり９割れ。

クラック等が生じ難い。

結局、第１１図に示すトランスのコア（１）は、２個の
部ｄ　（９）の夫々の両側面に、２個の部材部が基部（
１０ｏ）をもって直角方向に接合された後、夫々の部材
（９）に接合された部材部の脚＊（１０１）同士が接合
されて組み立てられる。

このように、第９図及び第１１図に示す例においても、
夫々の部材に、そり２割れ、クラック等は生じ難く、ま
た、これらの部材の形状は単純で、しかも、これらの部
材は板状であるから、第５ｆｊＡに示す実施例と同様の
作用効果を奏し得ることは容易に理解されよう。

【図面の簡単な説明】

１ｓ１図は従来のトランスの；アの例を示す斜視図、第
２図乃至第４図は夫々第１図例の説明に供する線図、第
５図は本発明によるトランスのコアの一実施例を示す斜
視図、ｔＩＩＪ６図乃至第８図は夫夫第５図例の説明に
供する線図、第９図及び第１１図は夫々本発明の他の実
施例を示す斜視図、第１０図及び第１２図は夫々嬉９図
及び第１１図例の説明に供する線図である。 （１）はトランスのコア、（５）及び（６）は夫々部材
、Ｎ１は１次側コイル、Ｎｓは２次側コイル、Ｎｃは制
御コイルである。 第１図 Δｒ 第９図 第１０図 第１１図　　ニー−Ｌａ　−−−一−ｙ”’第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １次側コイル、２次側コイルが巻装されると共にこれら
   １次側コイル及び２次側コイルに対して磁束が直交納金
   となるように制御コイルが巻装されるようになされたト
   ランスのコア・において、上記哀イルが巻装される４つ
   の磁脚部と、これら４つの磁脚部の間に介在させられて
   磁路を形成する２つの；ア基部とが別個に形成され、上
   記磁脚部及びコア基部が適当に接合されてなることを特
   徴とするトランスのコア。