JPH04142014A

JPH04142014A - コイル装置

Info

Publication number: JPH04142014A
Application number: JP2264251A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Ito; 信一郎伊藤; Koji Kinoshita; 幸治木下
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1992-05-15
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JP2714997B2

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、フライバックトランス　スイッチング電源用
トランス、チョークコイル等に用いるコイル装置の改良
に関し特にギャップを有する磁心を用いたコイル装置の
改良に関する。

（従来の技術）従来、トランス、チョークコイル等では目的の電流を流
した際に磁心が飽和しないように磁路内にギャップを設
けている。例えばフェライト磁心の場合の透磁率μは５
０００程度であるがこれをトランス用磁心として使用す
る際にはギャップを設けて実効透磁率μを５０乃至３０
０として用いている。

このことは、もともと磁気抵抗の小さなフェライト磁心
の中に大きな磁気抵抗をもつギャップを入れなくてはな
らないことを意味しており、ギャップ周辺で大きな漏洩
磁束が発生する。

この漏洩磁束は少なくとも下記の如く２つの悪影響を及
ぼすことが知られている。

■　磁気誘導に影響され易い周辺機器（部品）へのノイ
ズの発生。

■　ギャップを包囲するようにコイルが巻回されている
場合漏洩磁束によりギャップ周辺のコイルが異常発熱す
る。

という問題点があり、これらに関しては種々の改良案が
検討されている。

例えば上記■の問題点を解決するために、ギャップをコ
イルの内だけに設ける方法が知られているかこの方法た
けでは上記■の問題点か更に大きくなってしまう。

上記■については、特開昭５５−７７１１５号、実開昭
５７−１３０４０２号公報に示されているように、コイ
ル中に位置するギャップを磁気的に直列かつ複数に分割
し漏洩磁束の集中を分散させようという例もあり、また
、上記■、■の問題点を解決するものとして実公昭５３
−５３８５０号、実公昭６０−７４４８号公報があり、
これらはギャップ充填材として比透磁率が空気よりも大
きいもの（１以上）を使用してギャップ部での磁気抵抗
を小さくし漏洩磁束を減少させようとしている。

（発明が解決しようとする課題）上記のように比透磁率か空気より大きい材質（１以上）
をギャップとしてコイルの内側に設けた場合には、■、
■の問題点ともある程度改良できる可能性がある。

しかしながら、その場合においても、 ■、ギャップと磁心の境界部に漏洩磁束が集中する。

■、ギャップ材として適当な透磁率を持ちしかも磁心に
匹敵する程の高飽和磁束密度、低磁心損失特性を持つ磁
性体の入手か困難である。

等のために、ギャップと磁心の境界部上のコイルが異常
発熱する、ギャップ材の磁心損失によりギャップ部が異
常発熱する、ギャップを入れた磁心のＢ−Ｈ曲線か非線
形になりトランスとして使用した場合波形か歪むと言う
新たな問題を生してしまい、より効果的な改良案は得ら
れていないのが現状である。

上述したような従来の改良案では、いずれもエアギャッ
プではなく他のギャップ材のギャップを設ける、あるい
は複数に分割するなどの複雑な構造に成っているにもか
かわらず、ギャップ周辺で大きな漏洩磁束が発生するこ
とを十分に減少できないため、コストか増加する、信頼
性が低下するという問題点を生Ｃてしまう。

本発明は上記問題点を解決し、周辺機器（部品）へのノ
イズの影響を少なくし、ギャップ周辺で生ずる漏洩磁束
を減少させ、もってギャップ周辺のコイルか異常発熱を
起すのを防止でき、またコストか安（、かつ信頼性が向
上するコイル装置を提供することを目的とする。

口発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明は、磁路を形成し、こ
の磁路中にギャップを有する磁心と、この磁心の前記ギ
ャップ領域を包含するように巻回されたコイルとから成
るコイル装置において、前記ギャップ領域には複数のギ
ャップが形成され、かつ、前記ギャップを形成する領域
の両側に位置する磁心部分の少なくとも一方を基端部の
横方向断面積よりも先端部の横方向断面積が小さくなる
形状としたことを特徴とするものである。

（作　用）各々内部に複数のギャップを有する１つ又は複数のコイ
ルを備えることにより、漏洩磁束の集中をコイル全長に
分散することができる。これによってコイルの異常発熱
を防止することができる。

（実施例）以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）、　　（ｂ）は本発明のコイル装置の第１
の実施例を示す概略図及び平面図で、コイル装置１はギ
ャップ５を介して相対向する第１の脚部２ａ及び第２の
脚部２ｂを有する断面０字型磁心２と、ギャップ５内に
配置されたコア部材３とコイル６とから構成されている
。コア部材３によってギャップ５は第１のギャップ５ａ
と第２のギャップ５ｂとに分割されている。これらギャ
ップ５ａ、５ｂを覆うようにコイル６が巻装されている
。また各対向している第１及び第２の脚部２ａ。

２ｂの先端には平坦なコア部材４が設けられている。こ
れら断面０字型磁心２．コア部材４としては例えばフェ
ライトが用いられる。このような構造のコイル装置１に
おいて、各対向している第１及び第２の脚部２ａ、２ｂ
はいずれも、基端部の横方向断面積Ａよりも先端部の横
方向断面積Ｂが小さくなる形状に形成されている。

第２図（ａ）、　　（ｂ）は本発明の第２の実施例を示
す概略図及び平面図で、コイル装置１はギャップ５を介
して相対向している第１の脚部２ａ及び第２の脚部２ｂ
を有する断面Ｏ字型磁心８と、ギャップ５内に配置され
た第１のコア部材３ａ。

第２のコア部材３ｂ及び第３のコア部材３ｃと、コイル
６とから構成されている。第１乃至第３のコア部材３ａ
、３ｂ、３ｃによってギャップ５は第１のギャップ５ａ
、第２のギャップ５ｂ、第３のギャップ５ｃ及び第４の
ギャップ５ｄとに分割されている。これらギャップ５ａ
乃至５ｄを覆うようにコイル６が巻装されている。また
各対向している第１及び第２の脚部２ａ、２ｂの先端に
は平坦なコア部材４が設けられている。更に第１の実施
例と同様に、各対向している第１及び第２の脚部２ａ、
２ｂはいずれも、基端部の横方向断面積Ａよりも先端部
の横方向断面積Ｂが小さくなる形状に形成されている。

第３図（ａ）、　　（ｂ）は本発明の第３の実施例を示
す概略図及び平面図で、コイル装置１は第１及び第２の
脚部９ａ、９ｂを有する第１の断面Ｕ字型磁心９と第１
及び第２の脚部１０ａ、１０ｂを有する第２の断面Ｕ字
型磁心１０と、各第１の脚部９ａ、１０ａ間のギャップ
５内及び各第２の脚部９ｂ、１０ｂ間のギャップ５内に
配置されたコア部材３と、第１のコイル６及び第２のコ
イル７とから構成されている。コア部材３によってギャ
ップ５は第１及び第２のギャップ５ａ、５ｂに分割され
ている。第１及び第２の断面Ｕ字型磁心９．１０は各々
の第１の脚部９ａと１０ａ及び第２の脚部９ｂと１０ｂ
とがそれぞれギャップ５ａ５ｂを介して対向するように
配置され、これらギャップ５ａ、５ｂを内部に覆うよう
に第１及び第２のコイル６．７が巻装されている。また
各脚部の先端には平坦なコア部材４が設けられている。

更に第１の脚部９ａ、１０ａ及び第２の脚部９ｂ１０ｂ
はいずれも、基端部の横方向断面積Ａよりも先端部の横
方向断面積Ｂが小さくなる形状に形成されている。

第４図（ａ）、　　（ｂ）は本発明の第４の実施例を示
す概略図及び平面図で、コイル装置１は第１及び第２の
脚部１１ａ、ｌｌｂを有する第１の断面Ｕ字型磁心１１
と、第１及び第２の脚部１２ａ１２ｂを有する第２の断
面Ｕ字型磁心１２と各第１の脚部１１ａ、１２ａ間及び
各第２の脚部１１ｂ、１２ｂ間のギャップ５内に配置さ
れた第１第２及び第３のコア部材３ａ、３ｂ、３ｃと、
第１及び第２のコイル６．７とから構成されている。

第１乃至第３のコア部材３ａ、３ｂ、３ｃによってギャ
ップ５は第１乃至第４のギャップ５ａ乃至５ｄに分割さ
れている。これらギャップ５ａ乃至５ｄを覆うように第
１及び第２のコイル６．７が巻装されている。また各脚
部の先端には平坦なコア部材４が設けられている。更に
第１の脚部１１ａ、１２ａ及び第２の脚部１１ｂ、１２
ｂはいずれも、基端部の横方向断面積Ａよりも先端部の
横方向断面積Ｂか小さくなる形状に形成されている。

このように第１乃至第４の各実施例によれば各々内部に
複数のギャップを有する１つ又は複数のコイルを備える
ようにし、ギャップを介して相対向する一対の磁心の少
なくとも一方を基端部の横方向断面積よりも先端部の横
方向断面積か小さくなる形状に形成したので、漏洩磁束
の集中をコイル全長に分散することかできる。これによ
ってコイルの異常発熱を防止することができる。

第５図は比較のために従来構造のコイル装置を示すもの
で、コイル装置１は脚部１９ａを有する第１の断面Ｕ字
型磁心１９と、脚部２０ａを有する第２の断面Ｕ字型磁
心２０と、対向する脚部１９ａと２０ａ間に形成された
ギャップ５を内部こ覆うようにコイル２１が巻装されて
いる。相対向する脚部１９ａと２０ａは全長にわたって
横方向断面積が等しくなる形状に形成されている。

次表は各実施例によって得られたコイル装置の各部の温
度測定結果を従来コイル装置と比較して示すものである
。なお各部の位置は第６図に示すような試験装置３０を
用いて行った。（試験条件周波数１００ＫＨｚ、０．８
Ａ正弦波、環境温度４０℃）表　　　　　　　　　（℃）よれば、コイル中央部Ｘ、コイル端部Ｙ、コア部Ｚ９周
囲Ｗのいずれにおいても従来例より温度の低下が認めら
れる。従ってコイルの異常発熱を防止することができる
。また組立も簡単に行うことができるので、コストダウ
ンを図ることができる。

なお各実施例において、ギャップを介して対向する一対
の磁心の少なくとも一方における、基端部の横方向断面
積よりも先端部の横方向断面積が小さくなる形状として
は湾曲状に形成した例で示したか、これらの形状に限ら
ず第７図（ａ）乃至（Ｃ）に示したような形状をとるこ
とができる。

すなわち第７図（ａ）、　　（ｂ）、　　（ｃ）は相対
向する一対の脚部２２．２３の周囲に順次傾斜面が緩や
かになるようにテーパ部２２ａと２３ａ。

２２ｂと２３ｂ、２２ｃと２３ｃとを形成することによ
り、基端部の横方向断面積Ａよりも先端部の横方向断面
積Ｂが小さくなるような形状に形成した例を示すもので
ある。更に第８図（ａ）乃至（ｈ）のような形状をとる
ことができる。すなわち第８図（ａ）は一対の脚部２５
．２６の相対向端部に球面２５ａ、２６ａを形成した形
状、第８図（’ｂ）は同様に曲面２５ｂ、２６ｂを形成
して断面積を対向面に向かって減少させるようにした形
状、第８図＜ｃ＞は湾曲２５ｃ、２６ｃを形成した形状
、第８ＦＩ！Ｊ（ｄ）は尖頭面２５ｄ、２６ｄを形成し
た形状、第８図（ｅ）は切欠面２５ｅ。

２６ｅを形成した形状、第８図（ｆ）は段面２５ｆ、２
６ｆを形成した形状、第８図（ｇ）は円錐台の上面に四
角面２５ｇ、２６ｇを形成した形状、第８図（ｈ）は四
角錐面２５ｈ、２６ｈを形成した形状を示すものである
。

なお実施例ではコイルを３個まで設けた例で示したが、
４個以上設けることも任意である。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、周辺機器へのノイズ
の影響を少なくし、ギャップ周辺で生ずる漏洩磁束を減
少させ、もってギャップ周辺のコイルの異常発熱を防止
し、またコストが安くかつ信頼性か向上するコイル装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）乃至第４図（ａ）５（ｂ）は各々
本発明のコイル装置の第１の実施例、第２の実施例、第
３の実施例、及び第４の実施例を示す概略図及び平面図
、第５図は従来例を示す概略図、第６図はコイル装置の
各部の温度測定方法の説明図、第７図（ａ）乃至（Ｃ）
は本発明のコイル装置に用いられる磁心の形状の変形例
を示す概略図、第８図（ａ）乃至（ｈ）は本発明のコイ
ル装置に用いられる磁心形状の他の変形例を示す概略図
である。１・・・コイル装置、２．８・・・磁心、５．５ａ乃至
５ｄ・・・ギャップ、９．１１・・・第１の磁心、１０．１２・・・第２の磁心、６．７・・・コイル、２
ａ、２ｂ、９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ。１１ａ、ｌｌｂ、１２ａ、１２ｂ−・・脚部、３０・・
・試験装置、Ａ・・・脚部の基端部の横方向断面積、Ｂ・・・脚部の
先端部の横方向断面積。わば）第図第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁路を形成し、この磁路中にギャップを有する磁
心と、この磁心の前記ギャップ領域を包含するように巻
回されたコイルとから成るコイル装置において、前記ギ
ャップ領域には複数のギャップが形成され、かつ、前記
ギャップを形成する領域の両端に位置する磁心部分の少
なくとも一方を基端部の横方向断面積よりも先端部の横
方向断面積が小さくなる形状をとしたことを特徴とする
コイル装置。
（２）前記コイルを複数備えた請求項１記載のコイル装
置。