TW201320118A

TW201320118A - 抗流線圈

Info

Publication number: TW201320118A
Application number: TW101121323A
Authority: TW
Inventors: Masaru Ota; Yuko Kanazawa
Original assignee: Fdk Corp
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2013-05-16
Also published as: US20130043969A1; JP5857524B2; KR20130020551A; JP2013042027A

Abstract

本發明目的在於提供可防止溫度上昇引起的磁氣特性惡化或者對周邊機器帶來的不良影響，可提供最佳磁氣偏壓，亦可適當對應於大電流化的抗流線圈。依據本發明，係具備：環狀之線圈(6)；由插入該線圈之中心部的第1鐵芯(5)，及配置有線圈之外周的第2鐵芯(3、4)而形成閉磁路的鐵芯(1)；於第1鐵芯(5)形成間隙部(G)之同時，於間隙部(G)配置有供給磁氣偏壓用的磁鐵之抗流線圈，磁鐵係由：在和第1鐵芯(5)之磁通之交鏈方向呈垂直的面內被分割的複數個分割磁鐵(7)構成。

Description

抗流線圈

本發明關於抗流線圈，其配置有磁鐵用以對形成閉磁路用的鐵芯之間隙部提供磁氣偏壓。

近年來，被組裝於AV機器、OA機器或FA機器之電源電路的抗流線圈，為了抑制消費電力之低電壓化，或基於多機能化引起的消費電力之增加，相對於截至目前為止的大電流，更被要求能保持穩定的特性。

習知作為對應於該要求之抗流線圈而被開發者，係於鐵芯之間隙部配置磁鐵，而提供對於該鐵芯之磁通呈逆向磁通的磁氣偏壓，如此而可以提升直流重疊特性。

但是，配置該種磁鐵的習知之抗流線圈，一般係於鐵芯之間隙部，配置具有必要之面積而可以提供所要之磁氣偏壓的1個磁鐵的構造，該磁鐵例如係使用圖9A所示圓板狀之磁鐵50，或圖9B所示方形板狀之磁鐵51。

但是，上述習知之抗流線圈，當來自上述鐵芯之磁場急速變化時，電磁感應導致磁鐵50、51產生渦電流，該渦電流引起的焦耳熱致使磁鐵50、51發熱而導致抗流線圈之溫度上昇，無法獲得所要磁氣特性，或者上述發熱對周邊機器帶來不良影響。

本發明有鑑於上述事情，目的在於提供可防止溫度上昇引起的磁氣特性惡化或者對周邊機器帶來的不良影響，可提供最佳磁氣偏壓，亦可適當對應於大電流化的抗流線圈。

為解決上述課題，請求項1記載之發明之抗流線圈，係具備：環狀之線圈；及藉由被插入該線圈之中心部的第1鐵芯，及配置於上述線圈外周的第2鐵芯而形成閉磁路的鐵芯；於上述第1鐵芯形成間隙部之同時，於該間隙部配置有供給磁氣偏壓的磁鐵；其特徵為：上述磁鐵，係由：在和上述第1鐵芯之磁通呈交鏈(flux interlinkage)方向之垂直面內，被分割而成的複數個分割磁鐵構成。

於此，上述線圈係包含：捲繞於捲軸的線圈，單線之線圈，及扁繞線圈(Edgewise Coils)等之各種形態之線圈。

另外，鐵芯係由插入線圈之中心部的第1鐵芯，及配置有線圈之外周的第2鐵芯構成，全體被形成為口字型(one rectangle)或日字型(stacked two-rectangle)者均可適用。

另外，請求項2記載之發明，係於請求項1記載之發明中，於上述間隙部設有平板狀構件，該平板狀構件係由開設有貫穿表背面之複數個孔部的樹脂或鐵氧體(Ferrite)形成，於上述孔部被插入有上述分割磁鐵。

另外，請求項3記載之發明，係於請求項1或2記載之發明中，在上述第1鐵芯之面對上述間隙部之面形成有複數個凹部，於該凹部被插入有上述分割磁鐵之端部。

另外，請求項4記載之發明，係於請求項1~3之其中任一項記載之發明中，上述複數個分割磁鐵，係配置有偏離上述第1鐵芯之磁路中心之位置。

依據請求項1~4之其中任一項記載之發明，於第1鐵芯之間隙部，係將提供所要磁氣偏壓之必要的面積分割為複數面積，而將具有該分割面積的分割磁鐵配置複數個，因此即使第1鐵芯之磁場急速變化時，和習知之1個磁鐵比較，可以緩和或抑制各個分割磁鐵之渦電流之產生。結果，分割磁鐵全體之發熱量可以減少，可防止該抗流線圈中不利之溫度上昇之同時，可抑制上述渦電流引起的損失。

於此，上述複數個分割磁鐵之配置時，較好是使全體之磁力成為均等分布予以配置。但是，各個分割磁鐵具有固有之磁力，基於互相之磁氣吸引力，欲使該複數個分割磁鐵於上述面內正確分離配置乃困難者。

關於該點，依據請求項2記載之發明，係於上述間隙部設置由開設有複數個孔部的樹脂或鐵氧體構成的平板狀構件，於該平板狀構件之孔部將上述分割磁鐵予以插入，而容易進行分割磁鐵之均等配置。

另外，將孔部插入有分割磁鐵後之平板狀構件，組裝於第1鐵芯之間隙部，而完成上述分割磁鐵之配置，因此可以減少製造工時。另外，於上述平板狀構件，預先開設比起必要之分割磁鐵之數更多之孔部，藉由適當地替換分割磁鐵之位置或數目，可以調整任意之磁氣偏壓。

又，上述分割磁鐵之配置，例如請求項3記載之發明般，係於第1鐵芯之面對間隙部之面形成複數個凹部，於該凹部插入上述分割磁鐵之端部，而可以容易進行。

另外，依據請求項4記載之發明，分割磁鐵，不被配置有磁通容易集中的第1鐵芯之磁路中心，而配置有偏離上述磁路中心之位置，可減少交鏈於該分割磁鐵之磁通，引起發熱之渦電流之產生本身可以更進一步被抑制。

圖1A~圖5係表示本發明之抗流線圈之一實施形態及其之變形例，圖中符號1為鐵氧體鐵芯。

該鐵氧體鐵芯1，係由正面視構成E型的一對蝶型鐵芯2、2，於全體於正面視被形成為日字狀者。

於此，各個蝶型鐵芯2，係如圖2A、圖2B所示，使平板部3，及豎立於該平板部3之長邊方向兩端部的略板狀之外腳4，及豎立於彼等外腳4間之中央部的圓柱狀之中腳5，被成形為一體者，中腳5之高度位置係比起外腳4之高度更低而被形成。另外，平板部3，係形成為由中腳5朝兩側之外腳4，分別逐漸增大寬度寸法的一對略扇形狀，另外兩端部之外腳4之內外周面，係形成為以中腳5之軸線為中心的圓弧面狀。

一對蝶型鐵芯2，係以平板部3被配置於外觀略圓筒狀之線圈6之端面側，中腳5被插入繞線部內狀態，而外腳4將線圈6挾持於其間使互相之前端面呈觸接而構成一體化。如此則，藉由被插入一對蝶型鐵芯2之線圈6之中心部的中腳5(第1鐵芯)，及圍繞該線圈6之外周的外腳4，及平板部3(第2鐵芯)，而構成形成閉磁路的日字型之鐵氧體鐵芯1之同時，於互相之中腳5間形成間隙G。

於該間隙G，被安裝著組裝複數個分割磁鐵7的平板狀構件8。

該平板狀構件8，如圖3A所示，係由樹脂或鐵氧體形成為圓板狀，貫穿表背面的複數(於圖為4個)之圓形之孔部8a，互相對於平板狀構件8之中心被穿設於成為對象之位置。圖3B所示，於各個孔部8a被插入有分割磁鐵7。

於此，分割磁鐵7，係由釹磁鐵(Neodymium magnet)或釤鈷磁鐵(Samarium Cobalt Magnets)形成為圓板狀者，係以使各個面積成為將供給所要磁氣偏壓所必要的面積分割為4等分之面積的方式，予以形成。如此則，分割磁鐵7，係在和鐵氧體鐵芯1之中腳5之磁通之交鏈方向呈垂直之面內，互呈分離而被配置。另外，於該配置，4個分割磁鐵7係被配置於偏離鐵氧體鐵芯1之中腳5之磁路中心的位置。

另外，圖4A係表示平板狀構件之變形例。該平板狀構件9，同樣係藉由樹脂或鐵氧體形成為圓板狀，但於該平板狀構件9，設有貫穿表背面的複數(圖中為3列4行之合計12)之正方形之孔部9a。如圖4B所示，於各個孔部9a被插入有形成為方形板狀的分割磁鐵7。

依據以上構成的抗流線圈，在形成於一對蝶型鐵芯2之中腳5間的間隙部G，係配置有將供給所要磁氣偏壓的必要面積分割為4等分(於上述變形例為12等分)的分割磁鐵7，因此即使來自鐵氧體鐵芯1之中腳5之磁場急速變化時，和習知之使用1個磁鐵時比較，產生於各個分割磁鐵7之渦電流可以被緩和或抑制。

結果，4個(變形例為12個)之分割磁鐵7之總發熱量可以減少，可防止不利於抗流線圈之溫度上昇之同時，可抑制上述渦電流引起的損失。另外，上述蝶型鐵芯2呈對向配置的鐵氧體鐵芯1，在鐵芯損失及直流重疊特性上具有優點，藉由和供給上述磁氣偏壓的分割磁鐵7間之組合，比起習知品可以實現更進一步小型、輕量，而且具有成本優勢的抗流線圈。

而且，於間隙部G，係設置開設有4個孔部8a或12個孔部9a之樹脂或鐵氧體構成的平板狀構件8或9，於該平板狀構件8、9之孔部8a、9a被插入有分割磁鐵7，容易進行分割磁鐵7之均等配置。

另外，藉由將孔部8a、9a插入有分割磁鐵7後之平板狀構件8、9，組裝於中腳5間之間隙部G，而完成分割磁鐵7之配置，可以減少製造所要工時。

另外，如圖3C或圖4C所示，於平板狀構件8、9設置較必要之分割磁鐵7之數更多數之孔部8a、9a，則藉由適當替換分割磁鐵7之位置或配置數目，可以調整為任意之磁氣偏壓。

另外，如圖3A，圖3B，圖3C所示，分割磁鐵7不被配置於磁通容易集中的中腳5起之磁路中心，而配置於偏離上述磁路中心之位置，則可以減少交鏈於分割磁鐵7的磁通，能更進一步抑制成為發熱原因的渦電流之產生本身。

又，於上述實施形態，雖僅說明在中腳5間之間隙部G，配置有將複數個分割磁鐵7插入孔部8a、9a的平板狀構件8、9之例，但本發明不限定於此，例如圖5所示，在中腳5之面對間隙部G之面形成複數個凹部5a，將分割磁鐵7之端部插入彼等凹部5a，而進行該分割磁鐵7之定位．配置亦可。

另外，關於平板狀構件8、9之素材雖可使用樹脂或鐵氧體之任一，使用鐵氧體時可以更進一步提高熱傳導之放熱性，可提升磁氣偏壓特性。

[實施例]

首先，針對使用圖6A所示16個方形板狀之分割磁鐵7的本發明之實施例1之抗流線圈，以及使用圖6B所示1個方形板狀之磁鐵51的習知抗流線圈，針對磁鐵之發熱量進行比較實驗。

此時，鐵氧體鐵芯1，均使用同形之蝶型鐵芯2，而且分割磁鐵7之面積之合計，係設為和磁鐵51之面積相等。

表1係表示圖6A及圖8B之實驗結果所示表。由表1之結果可驗證，和習知之磁鐵51比較，實施例1之磁鐵7之發熱量係成為1/14以下。

接著，針對使用同樣之蝶型鐵芯2，使用圖7A所示4個圓板狀之分割磁鐵7的本發明之實施例2之抗流線圈，及使用圖7B所示1個圓板狀磁鐵50的習知抗流線圈，針對磁鐵之發熱量進行比較實驗。此時，分割磁鐵7之面積之合計係設為和磁鐵50之面積相等。

該結果係如圖7A及圖7B之實驗結果、亦即表2所示，可以驗證和習知之磁鐵50比較，實施例2之分割磁鐵7之發熱量係成為1/3以下。

接著，針對將圖8A所示12個方形板狀之分割磁鐵7，配置於偏離中腳5之磁路中心之位置的本發明之實施例3之抗流線圈，以及如圖8B所示，將同形而且同一數目之分割磁鐵7，配置於包含中腳5之磁路中心及其周圍的本發明之實施例4之抗流線圈，進行磁鐵之發熱量之比較實驗。

由該結果可以驗證，如圖8A及圖8B之實驗結果之表3所示，和習知比較，發熱量均變小，同時，分割磁鐵7被配置於偏離中腳5之磁路中心之位置的圖8A所示實施例3之抗流線圈，係比起實施例4之抗流線圈能更進一步減少分割磁鐵7之發熱量。

1‧‧‧鐵氧體鐵芯

2‧‧‧蝶型鐵芯

3‧‧‧平板部(第2鐵芯)

4‧‧‧外腳(第2鐵芯)

5‧‧‧中腳(第1鐵芯)

5a‧‧‧凹部

6‧‧‧線圈

7‧‧‧分割磁鐵

8、9‧‧‧平板狀構件

8a、9a‧‧‧凹部

[圖1]係表示本發明之抗流線圈之一實施形態，圖1A為平面圖，圖1B為正面圖，圖1C為其之縱斷面圖。

[圖2]係表示上述抗流線圈之鐵芯形狀，圖2A為平面圖，圖2B為正面圖。

[圖3]圖3A，圖3B，圖3C係表示上述抗流線圈之平板狀構件之形狀及其之使用形態。

[圖4]圖4A，圖4B，圖4C係表示上述抗流線圈之平板狀構件之他之形狀及其之使用形態。

[圖5]圖5係表示藉由上述抗流線圈之鐵芯來決定分割磁鐵之位置的狀態之正面圖。

[圖6]圖6A係表示本發明之實施例1之平面圖，圖6B為其之比較例之平面。

[圖7]圖7A係表示本發明之實施例2之平面圖，圖7B為其之比較例之平面圖。

[圖8]圖8A係表示本發明之實施例3之平面圖，圖8B為其之比較例之實施例4之平面圖。

[圖9]圖9A及圖9B係表示習知之抗流線圈使用的磁鐵之形狀之平面圖。

2‧‧‧蝶型鐵芯

6‧‧‧線圈

7‧‧‧分割磁鐵

Claims

一種抗流線圈，係具備：環狀之線圈；及藉由被插入該線圈之中心部的第1鐵芯，及配置於上述線圈外周的第2鐵芯而形成閉磁路的鐵芯；於上述第1鐵芯形成間隙部之同時，於該間隙部配置有供給磁氣偏壓的磁鐵；其特徵為：上述磁鐵係由：在和上述第1鐵芯之磁通呈交鏈方向的垂直面內被分割而成的複數個分割磁鐵構成。
如申請專利範圍第1項之抗流線圈，其中於上述間隙部設有平板狀構件，該平板狀構件係由開設有貫穿表背面之複數個孔部的樹脂或Ferrite(鐵氧體)形成，於上述孔部被插入有上述分割磁鐵。
如申請專利範圍第1或2項之抗流線圈，其中於上述第1鐵芯之上述間隙部之對向面形成複數個凹部，於該凹部被插入有上述分割磁鐵之端部。
如申請專利範圍第1~3項中任一項之抗流線圈，其中上述複數個分割磁鐵，係配置於偏離上述第1鐵芯之磁路中心之位置。