JPS6031224Y2 - 変圧器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は変圧器に関するものであって、詳しくは磁性
コアによって閉磁路が形成され、かっ閉磁路の１部分に
非磁性材料が配置されることによって、ギャップが形成
されている変圧器に関するものである。

例えばテレビジョン受信機の高電圧発生装置に使用され
る変圧器（フライバックトランス）では、磁性コアによ
って閉磁路が形成され、このコアに１次コイルや２次コ
イルが装着されており、磁性コアには高密度の磁束が発
生する。

変圧器のコアが高磁束密度で使用されると、１次コイル
に流れる電流によって作られる磁界の強さが小さくても
磁束が飽和してしまい、変圧器は十分な性能を得られな
くなるため、一般に閉磁路の１部に非磁性材料が配置さ
れることによって、磁束の飽和が防止されている。

第１図は本考案が適用される変圧器の斜視図であり、１
次コイルや２次コイルなどのコイルブロックは１部が切
欠かれて示されている。

変圧器１は、磁性コア２と磁性コア２に装着されたコイ
ルブロック３によって形成されており、磁性コア２は、
１対のＵ字形に形成された磁性体４，５の脚部６，７が
互に向き合うことによってＵ字形の閉磁路に形成される
。

Ｕ字形磁性体４，５はフェライトや他の適当な磁性材料
のモールドされたものである。

そして磁性体４，５はＵ字形クリップ８によって固定さ
れている。

またコイルブロック３は、円筒形のコイルケース９の中
に配置された１次コイルボビン１０に巻回された１次コ
イル１１と、１次コイルボビン１０の外側に配置された
２次コイルボビン１２に巻回された２次コイル１３によ
って形成され、コイルケース９内には絶縁樹脂１４が充
填されている。

また１次コイル１１及び２次コイル１３は１次コイルボ
ビン１０に植設された端子１５に接続されている。

ところで、この変圧器１において、磁性体４゜５によっ
て構成される磁性コア２には磁性体４゜５の脚部６，７
の突き合わせ面に前述したギャップ１６が配置されてい
る。

従来はこのギャップ１６は第２図ａ１第２図すに示され
るような円形又は四角形状であらかじめ決められた厚さ
に形成された非磁性材料１７又は１８が脚部６，７間に
挿入されることによって形成される。

磁性コア２に非磁性材料１７．１８によってギャップ１
６が形成されると、磁性コア２全体の透磁率が小さくな
るため、磁束（磁束密度）は飽和しにくくなる。

すなわち、１次コイル１１に流れる電流によって作られ
る磁界の強さが大きくなるまで、磁性コア２に生じる磁
束は飽和しなくなる。

しかし、ギャップ１６によって透磁率が小さくなるとい
うことは、非磁性材料１７．１８の厚さに製造誤差（バ
ラツキ）があった場合、透磁率の誤差（バラツキ）が生
じ、変圧器の特性、例えば１次コイルや２次コイルのイ
ンダクタンスにバラツキを生じることになる。

通常、非磁性材料１７．１８としては樹脂フィルムや粘
着テープ等が使用されている。

ｆＭ脂フィルムの厚さのバラツキは一般に±１０％程度
あり、粘着テープにあっては粘着テープのベースの厚さ
のバラツキに、さらに粘着材の厚さのバラツキが加わる
ため、さらに厚さのバラツキは大きい。

その結果、１次コイル及び２次コイルのインダクタンス
のバラツキはかなり大きな値になる。

また、磁性体４及び５として一般にフェライトが使用さ
れており、フェライトは磁性粉末が型によって成形され
た後、高温度で焼結（加熱）されたものであるため、寸
法精度が極めて悪い。

すなわち、フェライトは焼結される際に収縮し均一に収
縮しない場合には第３図ａ、第３図すに示されるように
磁性体４及び５の脚部６，７がまがり、胴部１９よりも
広がり、又はせまくなる。

その結果、磁性体４，５の脚部６，７の突き合わせ部（
面）が互に平行にならず、非磁性材料１７，１８が存在
しなくても、ギャップが生じる。

このようにフェライトによって形成された磁性体４，５
は寸法精度が悪く、そのままでは使用できないので、実
際には脚部６，７の先端は研摩され、突き合わせ部２０
．２１が破線２２．２３で示されるように整形された後
にフェライトは使用されている。

その結果磁性体４及び５の製造コストが大幅にアップす
る。

テレビジョン受信機の高電圧発生装置に使用される変圧
器は、よく知られるようにある特定の周波数及びその高
調波に同調する共振回路を構成する１つの部品であるた
め、コイルのインダクタンスはあらかじめ定められた値
に一致していることが望まれている。

また前記したようにフェライト酸の磁性体は研摩に要す
る費用によってコスト高になるので、研摩する必要のな
い磁性体の利用が望まれている。

本考案の目的はコイルのインダクタンスのバラツキが少
ない変圧器を提供することにあり、脚部の突き合わせ部
（面）が互に平行でない磁性体を使用することが可能で
あり、このような磁性体を使用した場合においてもコイ
ルのインダクタンスのバラツキが少ない変圧器を提供す
ることにある。

ギャップの幅が変化するとコイルのインダクタンスが変
化する。

故に、非磁性材料の厚さが任意に変化されると、コイル
のインダクタンスは適当な値に設定され得る。

とくに、コイルのインダクタンスが測定されながら、非
磁性材料の厚さや変化され、コイルのインダクタンスが
希望の値になった際に、非磁性材料の厚さの変化が停止
されれば、変圧器は適当なインダクタンス値を持ったコ
イルと有することができる。

この考案の変圧器の非磁性材料は、紙粘土などによって
構成されている。

これらの非磁性材料は容易に変形される物質であり、本
考案の変圧器にあってはｌ対の磁性体に両方向から力又
は圧力が加えられることによって、非磁性材料の厚さが
変化される。

そして、非磁性材料の厚さが変化される過程において、
コイルのインダクタンスが測定され、コイルのインダク
タンスがあらかじめ定められた適当な値になった場合に
、磁性体に加えられた力は除かれ、その結果非磁性材料
の厚さの変化は停止される。

そして、その状態で１対の磁性体は固定される。

また、磁性体に両方向から力や圧力が加えられる際に磁
性体の脚部が例えば前後左右にすり合わせるように振動
されると非磁性材料は極めて容易に変形し、両方向から
加える力が小さくてよいので、本考案では磁性体が加圧
されると同時に、磁性体には振動が加えられる。

以下本考案を実施例によって詳細に説明する。

第４図は本考案の変圧器の主要部を示す斜視図であって
、１対の磁性体４及び５の脚部６及び７の突き合わせ面
２１には適量の非磁性材料２４がはさみ込まれ、磁性体
４及び５は矢印Ａ、 Ｂ方向に加圧される。

なお、第４図においてコイルブロックは省略されている
。

非磁性材料２４としては繊維質の物質を有する可塑性材
料、例えば、紙の繊維と石コウの粉が水で練り合わされ
たいわゆる紙粘土が使用される。

紙粘土は水の量によって粘土が容易に変化するので、粘
土調整が簡単であり、力を加えただけでは容易に変化し
ないが、力を加えながらさらにすりつぶすような振動を
加えると容易に変形し、力が取り除かれた後ではほとん
ど変形しない。

振動が紙粘土に加えられると紙粘土は２ｋｐ重（２ｋｇ
ｆ ）の圧力によっても変形するが振動が加えられない
場合には２０に９重〜４００ｋｐ重の力が加えられない
と紙粘土は容易に変形しない。

もちろん力を加えただけでは紙粘土は容易に変形しない
から、一旦紙粘土が変形された後何等かの要因で再び例
えば磁性体４又は５に外力が加えられた場合においても
紙粘土は変形しない。

第５図に本考案の変圧器において、非磁性材料を変形さ
せる装置の主要部が示されている。

変圧器１は固定板２５に固定され、コイル２のインダク
タンスはリード線２８が接続された測定装置によって測
定される。

磁性体５には加圧棒２６によって矢印Ａ方向の力が加え
られる。

加圧棒２６の先端にはＵ字形に形成された嵌合部２７が
設けられており、嵌合部２７は磁性体５に嵌合している
。

加圧棒２６は例えばエアーシリンダに固定されており、
磁性体５を矢印Ａ方向に加圧するとともに、矢印Ｂ及び
Ｃ方向に交互に回動する。

加圧棒２６が矢印Ｂ及びＣ方向に交互に振動し、かつ矢
印Ａ方向の力が磁性体５を経て、非磁性材料２４に伝え
られた結果、紙粘土２４は変形する。

紙粘土２４が変形し、ギャップ１６の幅が変化するとコ
イル２のインダクタンスが変化する。

第６図はテレビジョン受信機の高圧発生用変圧器に使用
される１次コイルのインダクタンスの値の変化が示され
たグラフで、横軸にギャップの幅、縦軸にインダクタン
スの値が示されている。

第６図に示されるように、ギャップ１６の幅が大きいと
インダクタンス値は小さい。

非磁性材料２４が加圧され、変形されることによってギ
ャップ１６の幅が徐々に小さくなって行くと、それにつ
れコイル２のインダクタンス値は徐々に大きくなって行
く。

したがって、コイルのインダクタンス値が２．５ｒｒｌ
Ｈに設定されねばならない場合には、当初ギャップ１６
の幅は１ｍｍ以上なければならず、例えば非磁性材料２
４としてその厚さが２ｒＩｒｌｎ程度の紙粘土が使用さ
れる。

厚さが１ｍｍ以下の紙粘土が非磁性材料２４として使用
された場合にはコイルのインダクタンス値を２．５ｒｒ
ＩＨに設定することはできない。

なお２次コイルのインダクタンスは１次コイルとの位置
関係によってほぼ決まり、■次コイルのインダクタンス
にほぼ比例して変化する。

したがって、互の位置が正しく配置されていれば、■次
コイルのインダクタンスがあらかじめ定められた値に調
整されると、２次コイルのインダクタンスもほぼあらか
じめ定められた値になる。

第７図に本考案の変圧器が調整されるシステムのブロッ
ク図が示される。

前述したように変圧器１は固定板２５に固定され、磁性
体５はエアシリンダ３２の加圧棒２６によって加圧、振
動され非磁性材料２４が変形される。

この際コイルブロック２内に設けられたコイル、例えば
１次コイルはリード線２８に電気的に接続されており、
１次コイルのインダクタンスがインダクタンス測定装置
２９によって測定される。

インダクタンス測定装置２９はインダクタンスの値を検
出してインダクタンスの値の変化を例えば電圧の変化と
して出力する装置である。

この測定装置２９としてコイルのインダクタンスＬ１キ
ャパシタの容量ｉｃ、 抵抗の抵抗値Ｒを測定する装置
として、一般に販売されているＬＣＲメータが使用され
てる。

インダクタンス測定装置２９の出力電圧はコンパレータ
３０に供給される。

コンパレータ３０はインダクタンス測定装置２９から供
給された電圧の電圧値とあらかじめ定められたある基準
電圧の電圧値を比較し、インダクタンス測定装置２９の
出力電圧が基準電圧に達するまでは出力信号を発生せず
、出力電圧が基準電圧に達すると出力信号を発生して、
エアシリンダ制御装置３１に供給する。

もちろん基準電圧の電圧値はあらかじめ定められたイン
ダクタンスの設定値に対応している。

エアシリンダ制御装置３１はコンパレータ３０からその
出力信号が供給される出力信号を発生してエアシリンダ
３２の運転を停止する。

エアシリリンダ３２の運転が停止されると磁性体５に加
えられていた圧力は取り除かれる。

もちろん磁性体５に加えられた圧力が取り除かれると、
非磁性材料２４は変形しなくなる。

その結果１次コイルのインダクタンスは希望する値に設
定される。

そしてその後変圧器１は固定板２５から取りはずされ、
磁性体４及び５は従来の変圧器と同様にＵ字形クリップ
によって固定される。

もちろんＵ字形クリップは非磁性材料２４を変形してし
まうほど強い締付力を有するものであってはならず、Ｕ
字形クリップは磁性体４，５が加圧棒から受ける力より
も、わずかに小さな締付力を有するものがよい。

上記したように本願考案の変圧器のギャップ幅は変えら
れ、変圧器のコイルのインダクタンスがあらかじめ定め
られた値に調整されるためコイルのインダクタンスのバ
ラツキは極めて小さい。

もちろん脚部の先端が研摩されていないフェライト磁性
体が使用された場合においてもコイルのインダクタンス
はあらかじめ定められた値に調整される。

従来の変圧器と本考案による変圧器のコイルのインダク
タンスのバラツキをテレビジョン受信機の高電圧発生用
変圧器について調査した結果を以下に示す。

なお、従来の変圧器の磁性体の脚部の先端部は研摩され
ており、本考案のそれは研摩されたものではない。

また、従来の変圧器の非磁性材料は合成樹脂のフィルム
であり、本考案のそれは紙粘土である。

従来の変圧器のインダクタンスのバラツキ３．３％ 本考案の変圧器のインダクタンスのバラツキ３．０％ 上記の値はいわゆる３σ値である。

上記のように本考案の変圧器のコイルのインダクタンス
のバラツキは磁性体が研摩されていないにもかかわらず
、従来の変圧器のインダクタンスのバラツキよりも小さ
い。

なお研摩されていない磁性体の透磁率のバラツキは研摩
された磁性体のそれよりも約±５％大きい。

このように透磁率のバラツキが大きい磁性体が使用され
ても本考案の変圧器のインダクタンスのバラツキは小さ
い。

また研摩された磁性体が本考案の変圧器に使用された場
合にはさらにインダクタンスのバラツキが小さくなるこ
とは当然のことである。

このように非磁性材料２４に紙粘土を用いると、必要な
インダクタンスを得られるようにギャップ厚さが調整で
き、しかも多数の繊維質の強固な結合によって、第８図
イに示すように設定後の荷重によるギャップ厚の変化、
すなわちコイル２のインダクタンス変化や経時変化はほ
とんどなく、バラツキは皆無に近くなる。

よって変圧器の特性としては非常に安定なものとなる。

これに対して、繊維質を有しない可塑性材料は第８図口
に示すように設定後の荷重によるインダクタンス変化が
大きく経時変化しやすいために、取扱いに十分な配慮が
必要となり、作業性に劣るものとなる。

第４図に示される実施例においては、２つの非磁性材料
が磁性体の突き合わせ面に配置されているか、１つの非
磁性材料が一方の突き合わせ面に配置され、この非磁性
材料が加圧、変形されて、コイルのインダクタンスが調
整されてもよい。

この場合他方の突き合わせ面には従来同様の非磁性材料
が配置されてもよく、また、非磁性材料がまったく配置
されなくてもよい。

以上説明したように、本考案によれば、変圧器の磁性コ
アの閉磁路の１部に配置される非磁性材料を紙粘土によ
って構成Ｌ１この可塑性を有する材料を加圧変形するこ
とによって、磁性コアに装置されたコイルのインダクタ
ンスをあらかじめ定められた値に設定できるので、コイ
ルのインダクタンスのバラツキが極めて小さくなる。

またこの考案の変圧器にあっては非磁性体をひねり力を
加えながら加圧変形するため、ギャップの幅が変えられ
るので、磁性コアを構成する磁性体には脚部の突き合わ
せ面が研摩されていないものを使用することができ、こ
のような磁性体を使用した場合においても、コイルのイ
ンダクタンスのバラツキは極めて小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の変圧器の１例を示す斜視図であって、１
部が切欠いて示されている図、第２図ａ１第２図すは従
来の変圧器における非磁性材料の斜視図、第３図ａ１第
３図すは１対の磁性体の形状を示す正面図、第４図は本
考案の変圧器の主要部の斜視図、第５図は本考案の変圧
器において非磁性材料を加圧、変形する装置の主要部の
斜視図、第６図はコイルのインダクタンスの値とギャッ
プの幅との関係が示された特性図、第７図は本考案の変
圧器の調整システムのブロック図、第８図は変圧器にお
けるインダクタンスの変化を示す特性図である。 １・・・・・・変圧器、 ２・・・・・・磁性コア、 ３・・◆・・・コイル ブロック、 ４゜ ５・・・・・・磁性体、 １７゜ １８・・・・・・非 磁性材料。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ２ヶ以上の磁性体を組合せて閉磁路を構成し、各々の磁
   性体の突合せ部の少なくとも一ケ所に非磁性材料が設け
   られる変圧器において上記非磁性材料は紙粘土によって
   構成され、この紙粘土が磁性体に加えられたひねり力及
   び押圧力により磁性体によって押しつぶされることによ
   って、変圧器のコイルのインダクタンスがあらかじめ定
   めた値に調整されている変圧器。