JPH0795487B2 - Ｅ型コア - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、トランス、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Ｅ型コアに
関し、さらに詳細には、各部寸法を有効活用した構造設
計が為されたＥ型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
型軽量な電子機器が要望されている。

このたけ、これらの電子機器に用いられるトランス、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、前記トランス、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。

前記トランス等に組込まれる磁芯としては、Ｅ型コアが
一般的であり、該Ｅ型コアの従来例を、第３図を参照し
ながら説明する。

フェライト等の磁性材料よりなるＥ型コア１は、略正方
形の断面を有する中央磁脚２の両側に、各々第１溝６及
び第２溝７を有して一対の第１側磁脚３並びに第２側磁
脚４が配置されるとともに、該中央磁脚２、第１側磁脚
３及び第２側磁脚４の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、前記中央磁脚２、第１側磁脚３及び第２側磁脚
４の他端面は、同一面上に形成されるとともに、前記Ｅ
型コア１の磁気特性を最良とするために、該中央磁脚２
の断面積が該第１側磁脚３及び第２側磁脚４の各々の断
面積の和に等しくなるように形成されている。

前記Ｅ型コア１をトランス等に組込む場合には、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
ル等よりなるコイルボビン８を、前記中央磁脚２に嵌装
し、さらにＥ型或いはＩ型のコアと組合わせて、図示し
ない固定金具等により固定している。

前記Ｅ型コア１にコイルボビン８を嵌装すると、該コイ
ルボビン８の巻線上部及び下部が、該Ｅ型コア１の中央
磁脚２上下面よりＺ幅突出されており、従って前記Ｅ型
コア１の構造設計において各部寸法を有効活用している
とは言えなかった。

しかも、該トランス等を電子回路基板等に搭載する際に
は、該突出したＺ幅の巻線部が、該基板等への搭載部と
なるために安定が悪い等の不具合があった。

このため、中央磁脚の断面積が第１側磁脚及び第２側磁
脚の断面積の和に等しいという条件を満足しつつ、各部
寸法を有効活用した構造設計の為されたＥ型コアが案出
されており、このＥ型コアを第４図を参照しながら説明
する。

Ｅ型コア11は、横方向に長形化された中央磁脚12がヨー
ク部15の正面路中央下部より延設されるとともに、該中
央磁脚12の両側に第１溝16及び第２溝17を有して第１側
磁脚13及び第２側磁脚14が配設され、該第１側磁脚13並
びに第２側磁脚14の各々一端が前記ヨーク部15により連
結されている。

さらに前記Ｅ型コア11は、該中央磁脚12、第１側磁脚13
及び第２側磁脚14の他端面が同一面上に形成されるとと
もに、該中央磁脚12、第１側磁脚13及び第２側磁脚14の
下面が同一面上に形成されることにより構成されてい
る。

前記Ｅ型コア11の中央磁脚12には、同図に仮想線にて示
すようにコイルボビン18が嵌装され、さらにＥ型或いは
Ｉ型のコアと組合わされることにより、トランス等が形
成されるようになっている。

前記Ｅ型コア11によると、前記中央磁脚12が横方向に長
形化されることにより、該中央磁脚12の高さが、前記第
１側磁脚13、第２側磁脚14及びヨーク部15の高さに比し
て低背になり、従って該中央磁脚12の上部に空間を有す
るようになり、該中央磁脚12に嵌装されたコイルボビン
18の上巻線部が、第１側磁脚13、第２側磁脚14及びヨー
ク部15の上面よりも突出することがなくなり、よって該
Ｅ型コア11の小型化等に対応した構造設計が為されてい
る。

前記Ｅ型コア11は、例えば複数の加圧面を有する複動型
プレス装置（図示省略）により、磁性材料を加圧成型す
ることにより、成型加工される。

上記の複動型プレス装置によれば、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により、前記Ｅ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、前記複動型プレス装置は、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。

このため、第５図（ａ）〜（ｄ）に示すようなＥ型コア
の製造方法が提案された。

該方法によると、磁性材料を単動型プレス装置（図示省
略）により成型部材28に成型加工し（同図（ａ））、該
成型部材28に例えば旋盤等により切削溝27a,27bを切削
加工する（同図（ｂ））。

次に、所定幅に前記成型部材28を順次切断し（同図
（ｃ））、該切断片の略中央上部を切削加工することに
より、中央磁脚22の両側部に第１側磁脚23及び第２側磁
脚24が配置形成されるとともに、該中央磁脚22、第１側
磁脚23及び第２側磁脚24の各々一端を連結するヨーク部
25が形成されたＥ型コア21が製造される。

前記Ｅ型コア21には、切削加工により中央磁脚22の上面
が切削されてできる中央磁脚切削部26a及びヨーク部25
の上面が切削されてできるヨーク部切削部26bとが同一
面をなす切削溝部26が形成されており、該切削溝部26の
ヨーク部切削部26bの幅W4′は、中央磁脚切削部26aの幅
W1′に対して幅広に形成されれ、該ヨーク部切削部26b
の両側部に余切欠部30（切削溝部26の一部である）が形
成されるのが一般であった。

尚、上記Ｅ型コア21の構造は例えば実開昭64−37011号
公報に記載されている。

前記Ｅ型コア21は、図示しないコイルボビンが中央磁脚
22に嵌装されるともに、他のＥ型或いはＩ型のコアと組
合わされることにより、トランス等を構成するようにな
っている。

この際、前記切削溝部26が形成されていることにより、
第６図に示すように、前記中央磁脚22の高さH1′が、前
記第１側磁脚23及び第２側磁脚24の高さH2′に対して、
H1′＜H2′となっており、従って前記コイルボビンの上
巻線部は、該第１側磁脚23及び第２側磁脚24の上面より
突出することが防止され、電子回路基板等への安定搭載
並びに小型低背化に寄与していた。

上記Ｅ型コアの製造方法によると、前記複動型プレス装
置を使用する必要がなくなり、一般的な装置並びに工程
により該Ｅ型コア21を製作することができた。

また、第７図に示すように、前記Ｅ型コア21と異なる形
状を有するＥ型コア31は、実開平２−8117号公報の第２
図に記載されているもので、中央磁脚32の両側に、各々
切削溝37a、37bを有して一対の第１側磁脚33並びに第２
側磁脚34が配置されるとともに、該中央磁脚32、第１側
磁脚33及び第２側磁脚34の各々一端がヨーク部35により
連結されることにより構成されている。

さらに、前記Ｅ型コア31においては、該中央磁脚32の上
面が高さH1′に切削加工されるとともに、該ヨーク部35
が前記高さH1′より高背な高さH3′に、テーパ部40を有
して切削加工されて切削溝部36が形成されている。

前記Ｅ型コア31の切削溝部36は、切削加工された該中央
磁脚32の上面と、該ヨーク部35の上面とが、同一面上に
なっていなかった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のＥ型コア21、31によれば、前
記各磁脚と、ヨーク部とにおける各面の境界をなす接部
において、該各面が角をなすように形成されており、該
中央磁脚及びヨーク部に切削加工を行う際、または該中
央磁脚にコイルボビンを嵌装組立する等の場合、該接部
に内部応力が集中してクラックが発生する恐れが高く、
該クラックにより磁気的特性及び物理的強度等が低下す
る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ものであり、各磁脚
とヨーク部との境界接部及び／またはヨーク部切削面の
余切欠部からの立ち上がり面との境界接部にクラックが
発生することを防止したＥ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） 本発明は、中央磁脚と、該中央磁脚を左右から各々第
１、第２溝を隔てて挟むように対向配置された一対の第
1,第２側磁脚と、前記中央磁脚の一端及び前記一対の第
１、第２側磁脚の各々一端を互いに連結するヨーク部
と、を有する平面形状がＥ字形状であるＥ型コアの前記
ヨーク部の幅を第１、第２側磁脚の幅よりも幅広にする
とともに、少なくとも一方のＥ型面における中央磁脚
と、ヨーク部の一部と、を中央磁脚と第１、第２側磁脚
との間に設けられた前記第１、第２溝に沿って中央磁脚
の幅よりも広く且つ第１、第２側磁脚の高さよりも低く
なるように切削加工したＥ型コアにおいて、 前記切削加工された切削面を前記第１、第２溝の幅間に
あって磁脚方向と平行にヨーク部を切削して形成された
立ち上がり切削面二面と、中央磁脚の上面が水平に切削
されてできた中央磁脚切削部及びヨーク部の上面が水平
に切削されてできたヨーク部切削部からなる同一面上の
切削溝部とで形成するとともに、前記ヨーク部と各磁脚
との境界接部と、ヨーク部における切削溝部からの前記
立ち上がり切削面との境界接部と、の少なくとも一方を
曲部変形するように加工したことを特徴とするＥ型コア
を提供することにより、上記目的を達成するものであ
る。

（作用） 本発明においては、Ｅ型コアのヨーク部の幅を、該側磁
脚の幅よりも幅広にすることにより、第１側磁脚または
第２側磁脚の断面積に対して、ヨーク部の余切欠部にお
ける断面積が、小となることを防護していることによ
り、該Ｅ型コアが組込まれたトランス等に、高負荷が加
えられた場合であっても、前記余切欠部での所定特性値
以下における磁気飽和の発生が防止される。

また、前記Ｅ型コアの少なくとも一方のＥ型面における
中央磁脚と、ヨーク部の一部と、を中央磁脚と第１、第
２側磁脚との間に設けられた前記第１、第２溝に沿って
中央磁脚の幅よりも広く且つ第１、第２側磁脚の高さよ
りも低くなるように切削加工しているため、切削加工の
際に、切欠位置が多少ずれても、中央磁脚面に切削加工
の行われない凸部が残留する恐れはなく、外観不良の発
生を防止できる。

さらに、前記Ｅ型コアは、切削加工された切削面を前記
第１、第２溝の幅間にあって磁脚方向と平行にヨーク部
を切削して形成された立ち上がり切削面二面と、中央磁
脚の上面が水平に切削されてできた中央磁脚切削部及び
ヨーク部の上面が水平に切削されてできたヨーク部切削
部からなる同一面上の切削溝部とで形成するとともに、
前記ヨーク部と各磁脚との境界接部と、ヨーク部におけ
る切削溝部からの前記立ち上がり切削面との境界接部
と、の少なくとも一方を曲部形成するように加工形成さ
れていることにより、上記中央磁脚及びヨーク部に切削
加工を行う際、または中央磁脚にコイルボビンを嵌装組
立する等の場合、該境界接部に集中する内部応力を分散
してマイクロクラックの発生を低減ないし防止できる。

（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Ｅ型コアの実施例を示す斜視
図、第２図（ａ）は同実施例のＥ型コアを示す平面図、
第２図（ｂ）は同実施例のＥ型コアのＸ−Ｘ断面図を示
す断面図が示されている。

第１図に示すＥ型コア51は、下記の工程等により製造さ
れる。

磁性材料を単動型プレス装置等により、一対の側柱（後
述のヨーク部となる）と、該側柱の両端部を各々連結す
る一対の共通柱（後述の第１、第２側磁脚となる）と、
前記一対の側柱の中央部を連結する中心共通柱（後述の
中央磁脚となる）と、を有する日型成型部材に成型加工
する。

この際、前記単動型プレス装置の金型は、例えば側柱と
中心共通柱及び側柱と共通柱との連結角部である境界接
部が曲面状に成型されており、該日型成型部材の相当す
る部位には、該金型により曲部が形成される（この境界
接部の曲部を成型曲部と称す）。

次に、上記日型成型部材の中心共通柱に沿って水平に、
前記一対の側柱と該中心共通柱との表面を、研摩材等よ
り形成された円板型グラインダ等により切削加工する。

この際、上記切削加工には稜部（切削刃面）の下部が曲
面状の円板型グラインダを使用し、その切削幅は一対の
共通柱の間隔よりも狭く且つ中央磁脚の幅よりも広く設
定される。

上記円板型グラインダを所定の高さで回転軸で軸支して
水平に回転させながら中心共通柱方向に沿って日型成型
部材に対して左右対称に水平移動すると、中心共通柱上
面全面が切削されてできる面一な切削面が形成され、ま
た側柱の一部が切削されて、前記円板型グラインダの稜
部によって立ち上がり切削面二面と中心共通柱の切削面
と同一平面を成す切削面が形成される。

この際、上記円板型グラインダの稜部の下部が曲面状態
であることによって切削加工される一対の側柱における
前記稜部の下部が当たる部分に相当する部位（前記立ち
上がり面二面の水平な切削面からの立ち上がり部分）に
は、該切削による曲面（切削曲部と称する）が形成され
る。

尚、上記円板型グラインダの厚さは切削深度以上である
ことが前提で、軸着された回転軸の設置高さによる切削
深度の調整で所定の切削深度が設定される。

次に、前記日型成型部材の一対の共通柱及び中心共通柱
を略中央部にて切断することにより、一対のＥ型コアが
製造される。

上記のようにして製造されたＥ型コア51は、前述のよう
なプレス成型によって第１図に示すように、中央磁脚5
2、第１側磁脚53及び第２側磁脚54と、ヨーク部55とが
連結された境界接部が曲面状になった成型曲部69として
形成されている。

また、前記Ｅ型コア51は、前記前記円板型グラインダで
ヨーク部55となる側柱の一部が中央共通柱（中央磁脚）
に沿って切削加工されることにより、中央磁脚切削部61
aと同一面のヨーク部切削部61bが形成され、且つ該ヨー
ク部切削部61bとの境界接部が緩やかな曲面状の切削曲
部70となった立上り面71が形成されている。

上記のように構成されたＥ型コア51によれば、前記プレ
ス成型加工の際に、中央磁脚52、第１側磁脚53及び第２
側磁脚54と、ヨーク部55とが連結された境界接部が成型
曲部69に形成されることにより、該境界接部に成型加工
圧等が集中することを緩和できるため、クラック等の発
生が防止できる。

また、前記円板型グラインダによる切削加工の際に、円
板型グラインダの稜部が曲部形成されており、該稜部に
相当する中央磁脚切削部61aと立上り面71との境界接部
が切削曲部70に形成されることにより、該境界接部に切
削加工圧等が集中することを緩和できるため、クラック
等の発生が防止できる。

さらに、最もクラックや破壊が起こり易い上記境界接部
が補強されることになるので、上記Ｅ型コアをコイルボ
ビンに嵌装する際や以後の組立工程における内部応力等
によるクラック、損壊が防止できる。

尚、前記成型曲部69並びに切削曲部70は、各々成型加工
及び切削加工により形成されるものに限定するものでは
なく、前記Ｅ型コア51の各部位に各加工法を使用して任
意に形成してもよい。

さらに、念のために上記本発明に係わるＥ型コア51の重
要な他の構造上の特性を述べると、切削加工により形成
された中央磁脚切削部61aと、ヨーク部切削部61bとは同
一面上になって切削溝部61を形成するとともに、中央磁
脚切削部61aの幅W1と、ヨーク部切削部61bの幅W4との間
には、W1＜W4なる関係があり、該W4からW1を差引いた部
位は、前記第１溝56並びに第２溝57の略中央部まで切削
加工された余切欠部60となっている。

したがって、切削加工の際に切削水平位置が多少ずれて
も、中央磁脚52上面に切削加工の行われない凸部が残留
することを防止できる。

また、上記ヨーク部55に余切欠部60が形成されても、第
２図（ａ）を参照しても判るように、第１側磁脚53或い
は第２側磁脚54の幅W2とヨーク部55の幅W3との関係は、
W2＜W3なるが如く、ヨーク部55が第１側磁脚53並びに第
２側磁脚54より幅広になっており、前記中央磁脚52の断
面積は、第１側磁脚53及び第２側磁脚54の断面積の和に
なるとともに、前記ヨーク部55の左右の余切欠部60にお
ける断面積の和にもなっているので、所定特性値以下に
おける磁気飽和を回避することができる。

また、前記Ｅ型コア51第２図（ｂ）に示すように、中央
磁脚52の断面積が、第１側磁脚53及び第２側磁脚54の断
面積の２倍になっているとともに、該中央磁脚52の高さ
H1が第１側磁脚53及び第２側磁脚54の高さH2よりも低背
に形成されている。

即ち、エナメル線等が捲回されたコイル等より構成され
るコイルボビン65（仮想線表示）が、前記中央磁脚52に
嵌装された際に、該コイルボビンの一方の捲線部は、該
第１側磁脚53及び第２側磁脚54の高さH2より突出するこ
とがなくなる。

従って、前記コイルボビンが装着されたＥ型コア51が、
他のＥ型或いはＩ型のコアとともに組込まれるトランス
等を電子回路基板等に安定搭載することができる。

最後に、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Ｅ型コアは、上記のように構成されてい
るため、成型加工の際に各磁脚がヨーク部に連結された
境界接部が曲面状の成型曲部に形成されるとともに、切
削加工の際にヨーク部切削部と立上り面との境界接部が
曲面状の切削曲部に形成されることにより、該成型曲部
及び切削曲部に成型加工圧等が集中することを緩和で
き、該境界接部に成型加工時、切削加工時さらには組立
工程時におけるクラック、損壊の発生が防止できるとい
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Ｅ型コアの実施例を示す斜視
図、 第２図（ａ）は同実施例のＥ型コアを示す平面図、 第２図（ｂ）は同実施例のＥ型コアのＸ−Ｘ断面を示す
断面図、 第３図及び第４図は状来のＥ型コアを示す斜視図、 第５図（ａ）〜（ｄ）は従来のＥ型コアの製造工程を説
明する説明図、 第６図は同従来例の一部を切欠いた断面を示す断面図、 第７図は他の従来例の一部を切欠いた断面を示す断面図
である。 51……Ｅ型コア、52……中央磁脚、 53……第１側磁脚、54……第２側磁脚、 55……ヨーク部、 56……第１溝、57……第２溝、 60……余切欠部、 61a……中央磁脚切削部、 61b……ヨーク部切削部、 61……切削溝部、 69……成型曲部、70……切削曲部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央磁脚と、該中央磁脚を左右から各々第
   １、第２溝を隔てて挟むように対向配置された一対の第
   １、第２側磁脚と、前記中央磁脚の一端及び前記一対の
   第１、第２側磁脚の各々一端を互いに連結するヨーク部
   と、を有する平面形状がＥ字形状であるＥ型コアの前記
   ヨーク部の幅を第１、第２側磁脚の幅よりも幅広にする
   とともに、少なくとも一方のＥ型面における中央磁脚
   と、ヨーク部の一部と、を中央磁脚と第１、第２側磁脚
   との間に設けられた前記第１、第２溝に沿って中央磁脚
   の幅よりも広く且つ第１、第２側磁脚の高さよりも低く
   なるように切削加工したＥ型コアにおいて、 前記切削加工された切削面を前記第１、第２溝の幅間に
   あって磁脚方向と平行にヨーク部を切削して形成された
   立ち上がり切削面二面と、中央磁脚の上面が水平に切削
   されてできた中央磁脚切削部及びヨーク部の上面が水平
   に切削されてできたヨーク部切削部からなる同一面上の
   切削溝部とで形成するとともに、前記ヨーク部と各磁脚
   との境界接部と、ヨーク部における切削溝部からの前記
   立ち上がり切削面との境界接部と、の少なくとも一方を
   曲部形成するように加工したことを特徴とするＥ型コ
   ア。