JPH04119607A - Ｕ型コア - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、チョークコイル及びノイズフィルタ等の磁
芯に使用される磁性材料よりなるＵ空コアに関し、さら
に詳細には、各部寸法を有効活用した構造設計が為され
て、小型軽量化されたＵ空コアに関するものである。

（従来の技術） 近年、電子機器への小型化の要求が高まり、殊に屋外或
いは屋内において、携帯して使用することが可能な薄型
軽量なる電子機器が要望されている。

このため、これらの電子機器の一構成要素であるチョー
クコイル及びノイズフィルタ等も小型軽量化が切望され
ている。

従って、前記チョークコイル及びノイズフィルタ等の磁
芯として使用されている磁性材料よりなるコアに就いて
も、薄型化及び軽量化が強く求められ、これまでにも種
々の提案がなされてきた。

前記コアとしては、Ｕ型形状を有するＵ空コアが知られ
ており、該Ｕ空コアの従来例を、第９図を参照しながら
説明する。

第９図において、フェライト等の磁性材料よりなるＵ型
コア１は、縦方向に長形をなす中心磁脚２と、該中心磁
脚２と路間−形状（中心磁脚２の断面積と、側磁脚３の
断面積とが路間−）を有する側磁脚３と、が溝４を介し
て平行に配置されるとともに、各々一端がヨーク部５に
より連結されることにより構成されている。

この際、前記中心磁脚２及び側磁脚３がヨーク部５に連
結された連結面の反対面は、一般に前記Ｕ型コアｌが一
組に組合わされることによりコイル等を構成するため、
同一面上に形成されている。

さらに、前記Ｕ型コア１の中心磁脚２、側磁脚３及びヨ
ーク部５より造形される上下のり型面も各々同一面上に
形成されているのが一般的である。

また、前記Ｕ型コア１の中心磁脚２には、同図に仮想線
にて示すように、エナメル線等が捲回されたコイルボビ
ン６が嵌装されるようになっている。

従って、前記Ｕ型コア１は、該コイルボビン６が中心磁
脚２に嵌装されるとともに、他のＵ型コア或いは■型コ
アと組合わされることにより、コイル等を構成するよう
になっている。

上記のようにして、前記Ｕ型コアｌにコイルボビン６を
嵌装すると、該コイルボビン６の巻線上部及び下部が、
該Ｕ型コア１の中心磁脚２の上下面よりそれぞれＺａ及
びｚｂ幅突出するようになる。

このことは、前記Ｕ型コア１より構成されるコイル等を
電子回路基板等に搭載する際の搭載高さが低背に為され
ているとは言えず、該搭載の安定が悪い等の不具合があ
った。

かかる理由により、別のＵ型コアが案出されており、該
Ｕ型コアを、第１０図を参照しながら説明する。

Ｕ型コア１１は、横方向に長形をなす中心磁脚１２と、
該中心磁脚１２と路間−形状（中心磁脚１２の断面積と
、側磁脚１３の断面積とが路間−）を有するとともに、
縦方向に長形をなす側磁脚１３と、が溝１４を介して平
行に配置されるとともに、各々一端がヨーク部５により
連結されることにより構成されている。

この際、前記中心磁脚１２及び側磁脚１３がヨーク部１
５に連結された連結面の反対面は、同一面上に形成され
るとともに、該側磁脚１３及びヨーク部１５より造形さ
れる上方のし型面及び該１２、側磁脚１３及びヨーク部
１５より造形される下方のＵ型面も各々同一面上に形成
されている。

前記Ｕ型コア１１は、該側磁脚１３及びヨーク部１５の
高さから該中心磁脚１２の高さを差引いた空間１７を有
しているため、図示しないコイルボビンが嵌装さた場合
、該コイルボビンの巻線上部が、該空間１７の分だけ突
出することがないようになっている。

なお、前記Ｕ型コア１１は、例えば複数の加圧面を有す
る複動型ブレス装置（図示省略）により、粉末状の磁性
材料を加圧成型することにより成型加工される。

上記の複動型ブレス装置によれば、各々の加圧面が複式
連動して、前記磁性材料を加圧するため、該磁性材料を
均一な密度を有するように成型加工することが困難であ
り、該複動加圧される際に内部応力等により、成型体で
あるＵ型コア１１にマイクロクラック等が発生する恐れ
があった。

さらに、前記複動型ブレス装置は、大型であり、動作制
御が複雑且つ成型速度が遅いために、大量生産に不向き
であった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の中心磁脚及び側磁脚の断面積
が路間−で且つ中心磁脚、側磁脚及びヨーク部の上下の
Ｕ型面が同一面状に形成さ□れたＵ型コアによれば、該
中心磁脚にコイルボビンを嵌装すると、該コイルボビン
の巻線上下部が該Ｕ型面より突出してしまい、該Ｕ型コ
アを組立ることにより構成されるコイル等が、他の電子
部品等に比較して高背であるとともに、該突出部が障害
となり、該コイルを電子回路基板等に安定搭載すること
ができないという問題点があった。

さらに、前記コイルボビンが効率よく収容され且つ前記
コイル等を低背にすることができるように、前記側磁脚
及びヨーク部の上面より空間を有して中心磁脚を側磁脚
より延設したＵ型コアにおいては、中心磁脚の断面積と
、側磁脚の断面積と、を路間−にするために、該中心磁
脚を横方向に長形化していることより、該Ｕ型コア自体
が横方向に長大化してしまい、該Ｕ型コアより構成され
るコイル等を小型化することができないという問題点が
あった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、各部
寸法を有効活用した構造設計がなされて、小型且つ軽量
、しかも磁気的特性に優れたＵ型コアを提供するもので
ある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、中心磁脚と、
これに平行に配置された側磁脚と、前記中心磁脚の一端
側と前記側磁脚の一端側とを互いに連結するヨーク部と
、からなるＵ型コアにおいて、前記Ｕ型コアのＵ型面を
、前記側磁脚部に沿って、複数に分割するように加工し
たことにより、上記目的を達成するものである。

また、この発明は、前記側磁脚の断面積に対して中心磁
脚の断面積を小さくなるようにしたことにより、上記目
的を達成するものである。

（作用） 本発明においては、中心磁脚と、これに平行に配置され
た側磁脚と、前記中心磁脚の一端側と前記側磁脚の一端
側とを互いに連結するヨーク部と、からなるＵ型コアの
Ｕ型面を、前記側磁脚部に沿って、複数に分割加工して
いるため、該中心磁脚に嵌装されるコイルボビンの一方
の巻線部を、該側磁脚及びヨーク部の高さから該中心磁
脚の高さを差引いた分突出することを防止でき、従って
該Ｕ型コアにより構成されるコイル等を低背にすること
ができるとともに、前記分割加工により切除された磁性
材料分だけ該コイル等を軽量化することができる。

また、前記Ｕ型コアは、該側磁脚及びヨーク部よりなる
面よりも、該コイルボビンの一方の巻線部を突出しない
ように構成することができるため、前記コイル等を電子
回路基板等に搭載する際に、該面を該基板との当接面と
することにより、該フィル等を該基板に安定搭載できる
。

さらに、前記Ｕ型コアは、前記側磁脚部を複数に分割加
工することにより、該側磁脚に分割面を形成しているた
め、該分割面と、コイルボビンに形成された係止突起と
、を当接係止でき、該係止部によりコイルボビンを中心
磁脚に嵌装する際に受ける内部応力等を緩和できるため
、該中心磁脚及びコイルボビン等を破損等から保護する
ことができるとともに、該Ｕ型コアにより構成されるコ
イル等を確実且つ頑強に製造することができる。

また、前記Ｕ型コアのＵ型面を、前配側磁脚部に沿って
、複数に分割加工することにより、該側磁脚の断面積に
対して中心磁脚の断面積を小さ（することができるため
、該中心磁脚に嵌装されるコイルボビンに捲回される巻
線の巻線量を増加することができ、コイル等のインダク
タンス値を増大することができる。

（実施例） 本発明の実施例を、図面に基いて詳細に説明する。

第１図は本発明に係わるＵ型コアの実施例を示す斜視図
、第２図（ａ）は同実施例のＵ型コアを示す平面図、第
２図（ｂ）は同実施例のＵ型コアのＸ−ｘ断面を示す断
面図、第３図は同実施に係わるＵ型コアを一組組合わせ
ることにより構成されたコイルを示す平面図、第４図は
同実施例に係わるＵ型コアの中心磁脚に嵌装されるコイ
ルボビンを示す斜視図、第５図は同実施に係わるＵ型コ
アを一組組合わせることにより構成されたコイルを示す
斜視図、第６図（ａ）は本発明に係わる他のＵ型コアを
示す斜視図、第６図（ｂ）は同実施例のＵ型コアの側面
を示す側面図、第７図は本発明に係わる他のＵ型コアを
示す斜視図、第８図は本発明に係わる他のＵ型コアを示
す斜視図が示されている。

第１図に示すＵ型コア５１は、下記の工程等により製造
される。

粉末状の磁性材料を電動型ブレス装置等により、中心磁
脚と、これに平行に配置された側磁脚と、前記中心磁脚
の一端側と前記側磁脚の一端側とを互いに連結するヨー
ク部と、を有するＵ型成型部材に成型加工する。

該単動型プレス装置は、複数の加圧面が複式連動して磁
性材料を加圧する複動型ブレス装置と異なり、対向する
単一面により加圧するように構成されているため、該装
置が小型且つ動作制御が容易で、大量生産にも適してい
る。

この際、前記単動型プレス装置のプレス面が平面加工さ
れていることにより、前記Ｕ型成型部材の中心磁脚、側
磁脚及びヨーク部により造形される上下のＵ型面は、各
々平面をなしている。

次に、前記Ｕ型成型部材を、前記側磁脚部に沿って、該
中心磁脚、ヨーク部及び側磁脚の一部を、研摩材等より
形成された円板型グラインダが装備されたグラインダ装
置により切削加工する。

この際、該切削加工による切削幅は、側磁脚の一部を残
留する他の領域に達し、また深度は、前記円板型グライ
ンダが軸着された回転軸の設置高さによっている。

上記のようにして製造されたＵ型コア５１は、第１図に
示すように、前記切削加工により略正方形状をなす中心
磁脚５２と、縦方向に長形をなす側磁脚５３と、が溝５
４を介して平行に配置されるとともに、各々一端がヨー
ク部５５により連結されることにより構成されている５ この際、前記切削加工により中心磁脚５２の上面が一部
水平に切欠かれて切欠部５７が形成されまた該中心磁脚
５２の連結部から該溝５４部までのヨーク部５５の上面
が一部水平に切欠かれて余切欠部５６が形成され、さら
に前記余切欠部５６に続くヨーク部５５及び側磁脚５３
の一部が、それぞれ一部水平に切欠かれて側磁脚切欠部
５８が形成されている。

また、前記側磁脚切欠部５８より側磁脚５３の鉛直方向
に立上がる面には、前記切削加工により鉛直部５９が形
成されている 前記Ｕ型コア５１は、第２図（ａ）を参照することによ
り判るように、上面及び下面がＵ型形状をなしている。

さらに、第２図（ｂ）に示すように、前記中心磁脚５２
及びヨーク部５５の一部に前記切欠部５７及び余切欠部
５６が切欠形成されていることにより、前記中心磁脚５
２が、前記側磁脚５３の高さＨ２から中心磁脚５２の高
さＨｌを差引いた高さ幅分だけ低背に形成されている。

従って、エナメル線等が捲回されたコイルボビン６５（
仮想線表示）が、前記中心磁脚５２に嵌装された際に、
該コイルボビン６５の上方の捲線部６６は、該側磁脚５
３及びヨーク部５５の高さＨ２より突出しないようにす
ることができる。

また、同図を参照すると、該Ｕ型コア５１に前記切欠部
５７及び余切欠部５６が形成されることにより、中心磁
脚５２の中心磁脚断面積６２の略２倍が、側磁脚５３の
側磁脚断面積６３になっている。

前記コイルボビン６５が中心磁脚５２に嵌装されたＵ型
コア５１は、第３図に示すように、線対称形状を有する
他のＵ型コア６１と組合わされることにより、チョーク
コイルまたはノイズフィルタ等のコイル６０が構成され
るようになっている。

ここで、前記コイルボビン６５の形状の一例を、第４図
を参照しながら説明すると、前記中心磁脚５２が嵌挿さ
れる略正方形状の挿通孔６９ａ及び挿通孔６９ｂがそれ
ぞれ中央に開口形成された嵌装枠６８ａ及び嵌装枠６８
ｂが平行に配置されるとともに、該挿通孔６９ａ、６９
ｂの下部にて支持板６４により、該嵌装枠６８ａ、６８
ｂが連結されている。

さらに、前記嵌装枠６８ａ、６８ｂの上部右方には、前
記側磁脚切欠部５８に当接さすることにより係止される
係止突起６７が突設されている。

なお、前記コイルボビン６５の嵌装枠６８ａ及び嵌装枠
６８ｂにより挟まれた部位には、図示しない巻線枠が設
けられており、該巻線枠に、エナメル線等が捲回されて
巻線部６６を形成するようになっている。

前記Ｕ型コア５１及び他のＵ型コア６Ｉを、該コイルボ
ビン６５に装着してコイル６０を、形成したものを、第
５図を参照して説明する。

前記巻線部６６が装着されたコイルボビン６５の挿通孔
６９ａ、６９ｂには、前記Ｕ型コア５１の中心磁脚５２
及び他のＵ型コア６１の中心磁脚がそれぞれ嵌挿されて
いる。

この際、前記側磁脚切欠部５８には、前記係止突起６７
が当接係止されるようになっている。

この状態でＵ型コア５１及び他のＵ型コア６１は、図示
しない固定具により固定されて、コイル６０が形成され
ている。

本実施例によるＵ型コア５１によると、該Ｕ型コア５１
の一方のＵ型面において、中心磁脚５２、ヨーク部５５
及び側磁脚５３の一部を切削加工することにより、切欠
部５７、余切欠部５６及び側磁脚切欠部５８を形成して
いるため、該側磁脚５３の高さＨ２より中心磁脚５２の
高さＨｌが低背に形成されて、該中心磁脚５２にコイル
ボビン６５を嵌装した場合に、該高さＨ２から高さＨｌ
を差引いた分だけ該コイルボビン６５の巻線上部が突出
することを防止でき、従って該Ｕ型コアにより構成され
るコイル等を低背にすることができる。

さらに、前記Ｕ型コア５１は、前記切削加工により中心
磁脚５２、該中心磁脚５２の連結部から該溝５４部まで
のヨーク部５５及び側磁脚５３の一部に掛けて、各々切
欠部５７．余切欠部５６及び側磁脚切欠部５８が切欠形
成されるため、該切欠により切除された磁性材料分だけ
該Ｕ型コア５１延いてはコイル６０を軽量化することが
できる。

また、前記Ｕ型コア５１は、該側磁脚５３及びヨーク部
５５よりなる面よりも、該コイルボビン６５の一方の巻
線部を突出しないように構成することができるため、該
Ｕ型コア５１が組込まれたコイル等を電子回路基板等（
図示省略）に搭載する際に、該面を該基板との当接面と
することにより、該コイル６０を該基板に安定して搭載
することができる。

さらに、該Ｕ型コア５１の側磁脚断面積６３に対して中
心磁脚断面積６２が、前Ｍ己切欠部５７が切欠形成され
ることにより略半分になっているため、中心磁脚５２に
嵌装されるコイルボビン６５に捲回されるエナメル線等
の巻線量を増加することができ、従ってコイル６０のイ
ンダクタンス値を増大することができる。

また、前記Ｕ型コア５１は、側磁脚５３に側磁脚切欠部
５８を切欠形成しているため、該側磁脚切欠部５８と、
前記コイルボビン６５に形成された係止突起６７と、を
当接係止でき、このことにより該コイルボビン６５を中
心磁脚５２に嵌装する際に受ける内部応力等を緩和でき
るため、該中心磁脚５２及びコイルボビン６５等を破損
等から保護することができるとともに、該Ｕ型コアによ
り構成されるコイル等を確実且つ頑強に製造することが
できる。

なお、本実施例においては、中心磁脚断面積６２の略２
倍が側磁脚断面積６３となるように、切削加工により切
欠部５７及び余切欠部５６を形成したが、これに限るこ
とはなく、該切欠部５７を大きくして中心磁脚断面積６
２を小さ（することにより、該倍率をより大きく　（整
数倍に限ることはない）すると、コイルボビン６５に捲
回することのできる巻線の巻線量をより増大することが
できるようになる。

この際、前記切欠部５７及び余切欠部５６を大きくする
ことにより、中心磁脚断面積６２が小さ（なるが、これ
により製造されるＵ型コアは、チョークコイルまたはノ
イズフィルタ等に使用されるのが一般であるため、該中
心磁脚断面積６２と側磁脚断面積６３とが同一とならな
くても、該Ｕ型コアの磁気的特性に支障をきたすという
ことはない。

さらに、本実施例において、前記中心磁脚５２は、略正
方形状を有する場合に就いて説明したが、これに限るこ
とはなく、例えば縦方向に長形をなしていてもよく、ま
た横方向に長形をなしていてもよく、さらには略楕円形
状をなしていてもよい。

次に、本発明に係わる他の実施例を第６図（ａ）。

（ｂ）を参照しながら説明する。

本実施例においては、先の実施例と同様箇所には、同一
符号を付して説明を省略する。

本実施例において切削加工に使用されるグラインダ装置
は、例えば円板型グラインダを有するものであり、該円
板型グラインダの側磁脚５３側にテーバ加工が施されて
おり、中心磁脚５２及び該中心磁脚５２から前記溝５４
までの上部を水平に一部切欠いて切欠部５７及び余切欠
部５６が形成されるとともに、該側磁脚５３の一部を斜
めに切欠いて側磁脚テーパ部７８が形成されるようにな
っている。

この際、前記円板型グラインダに形成されたテーバ部は
、側磁脚テーバ部７８が側磁脚５３の上面に達する程に
されておらず、このことにより側磁脚５３に前記側磁脚
テーパ部７８に続（鉛直なる鉛直部７４が形成されるこ
とになる。

上記のように製造されたＵ型コア７１には、中心磁脚５
２に巻線部６６を有するコイルボビン７５が嵌装される
が、このとき該コイルボビン７５に形成された係止突起
７７と、前記側磁脚テーバ部７８と、が当接係止される
ようになっている。

本実施例においても、先の実施例同様の効果を奏する。

また、前記グラインダ装置に備えられた円板型グライン
ダに形成されたテーパ部を、先の実施例よりも幅長にす
ることにより、第７図に示すように、側磁脚５３の上面
までテーパ加工された側磁脚テーパ部８８を有するＵ型
コア８１を形成することもできる。

さらに、上記切削加工に使用されるグラインダ装置にお
ける円板型グラインダの稜部に曲面加工を施してお（と
、第８図に示すように、側磁脚テパ部９８及び鉛直部９
９を有するＵ型コア９１を形成することができ、このこ
とによりＵ型コア等を組合わせる工程等においてＵ型コ
アの各部にマイクロクラック等が発生することを防止で
きる。

なお、前記磁性材料に鉄粉を適用した場合は、加圧成型
することにより圧粉磁芯が形成され、またフェライト粉
を適用した場合は、該フェライト粉にバインダを加えて
造粒し、加圧成型し、さらに焼成することによりフェラ
イトコアが形成される。

（発明の効果） 本発明に係わるＵ型コアは、上記のように構成されてい
るため、以下に記載するような効果を有する。

（１）中心磁脚と、これに平行に配置された側磁脚と、
前記中心磁脚の一端側と前記側磁脚の一端側とを互いに
連結するヨーク部と、からなるＵ型コアのＵ型面を、前
記側磁脚部に沿って、複数に分割加工しているため、該
中心磁脚に嵌装されるコイルボビンの一方の巻線部を、
該側磁脚及びヨク部の高さから該中心磁脚の高さを差引
いた分突出することを防止でき、従って該Ｕ型コアによ
り構成されるコイル等を低背小型にすることができると
いう優れた効果を有する。

（２）また、前記Ｕ型コアは、前記分割加工により切除
された磁性材料分だけ該Ｕ型コア延いては該Ｕ型コアが
組込まれたコイル等を軽量化することができるという優
れた効果を有する。

（３）また、前記Ｕ型コアは、該側磁脚及びヨーク部よ
りなる面よりも、中心磁脚に嵌装されたコイルボビンの
一方の巻線部を突出しないように構成することができる
ため、前記コイル等を電子回路基板等に搭載する際に、
該面を該基板との当接面とすることにより、該コイル等
を該基板に安定して搭載することができるとともに、該
コイル等が搭載される電子機器等を小型化することがで
きるという優れた効果を有する。

（４）さらに、前記Ｕ型面を、該側磁脚部に沿って、複
数に分割加工して、該側磁脚の断面積に対して中心磁脚
の断面積を小さくなるようにしているため、該中心磁脚
に嵌装されるコイルボビンに捲回される巻線の巻線量を
増加できることよりコイル等のインダクタンス値を増大
でき、従って同一形状のコイルであってもより効率よ（
インダクタンス値を得ることができるという優れた効果
を有する。

（５）また、前記Ｕ型コアは、側磁脚を複数に分割加工
することにより、該側磁脚に分割面を形成しているため
、該分割面と、コイルボビンに形成された係止突起と、
を当接係止でき、該当接部によりコイルボビンを中心磁
脚に嵌装する際に受ける内部応力等を緩和できるため、
該中心磁脚及びコイルボビン等を保護することができる
とともに該【ｊ型コアにより構成されるコイル等を確実
且つ頑強に製造することができるという優れた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるＵ型コアの実施例を示す斜視図
、 第２図（ａＪは同実施例のＵ型コアを示す平面図、 第２図（ｂ）は同実施例のＵ型コアのＸ−Ｘ断面を示す
断面図、 第３図は同実施に係わるＵ型コアの一組を組合わせるこ
とにより構成されたコイルを示す平面図第４図は同実施
例に係わるＵ型コアの中心磁脚に嵌装されるコイルボビ
ンを示す斜視図、第５図は同実施に係わるＵ型コアの一
組を組合わせることにより構成されたコイルを示す斜視
図、第６図（ａ）は本発明に係わる他のＵ型コアを示す
斜視図、 第６図（ｂ）は同実施例のＵ型コアの側面を示す側面図 第７図は本発明に係わる他のＵ型コアを示す斜視図 第８図は本発明に係わる他のＵ型コアを示す斜視図、 第９図は従来のし型コアを示す斜視図、第１０図は他の
従来のＵ型コアを示す斜視図である。 ５１・・　Ｕ型コア、５２・・・中心磁脚５３・・・側
磁脚、５５・・・ヨーク部５６・・・全切欠部、５７・
・・切欠部、５８・・・側磁脚切欠部、 ６２・・・中心磁脚断面積、 第１図 ５１・・・Ｕ型コア ５２・・・中心磁脚 ５３・・・側磁脚 ５５・・・ヨーク部 ５６・・・全切欠部 ５７・・・切欠部 ５８・・・側磁脚切欠部 ６２・・・中心磁脚断面積 ６３・・・側磁脚断面積 第 図 第 図 第 図 第 図 （ｂ） 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中心磁脚と、これに平行に配置された側磁脚と、
   前記中心磁脚の一端側と前記側磁脚の一端側とを互いに
   連結するヨーク部と、からなるＵ型コアにおいて、前記
   Ｕ型コアのＵ型面を、前記側磁脚部に沿って、複数に分
   割するように加工したことを特徴とするＵ型コア。
2. （２）前記側磁脚の断面積に対して中心磁脚の断面積を
   小さくなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   Ｕ型コア。