JPH08734Y2 - 磁 心 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は作動時に発生する騒音を低減できるようにし
た磁心に関する。

〔従来の技術〕

一般にコイルを巻回した磁心は、スイッチング電源の
チョークコイルのように、負荷が周期的にオン・オフさ
れる態様で使用すると、振動を起こすことが知られてい
る。そして、そのスイッチング周波数が可聴帯域内にあ
るとこれが騒音となって周囲に伝搬したり、周囲の部品
を振動させて作動特性の劣化を招くことがある。

前記した発音現象は特に、小さな直流重畳電流に対し
て高いイダクタンスを有する一方、大きな直流重畳電流
に対して低いインダクタンスを有する磁気回路、即ち、
多出力用のスイッチング電源のチョークコイルとして理
想的な特性を有するものほど騒音が大きいという問題が
あり、性能と騒音との面でジレンマがある。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、磁心にスリットを形成すると、強度が低下
して共振しやすくなり振動や騒音が増大することは避け
られない。

そこで、騒音を低減するためにギャップの近傍を固定
したもの（特願昭61-55242号）がある。しかし、ギャッ
プの近傍を固定したものでは、その固定強度によっては
騒音低減効果にバラツキが生じることがあり、またギャ
ップの近傍で生じた騒音を事後に抑制するものであるた
め、効果に限界がある。

本考案は前記事項に鑑みてなされたもので、大幅な騒音
の低減を図った磁心を提供することを技術的課題とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は前記技術的課題を解決するために、以下のよ
うな構成とした。

本考案の磁心における第１の特徴は、環状で断面角形
に形成され、外周面と内周面とを有し、これら外周面と
内周面の夫々の一方の縁同士を連結する第１の側面と、
前記外周面と前記内周面との夫々の他方の縁同士を連結
する第２の側面とを有し、前記第１の側面又は前記第２
の側面のいずれか一方の前記側面にのみ切込み溝が計２
箇所以上形成されていることにある。

また、本考案の磁心における第２の特徴は、環状で断
面角形に形成され、外周面と内周面とを有し、これら外
周面と内周面との夫々の一方の縁同士を連結する第１の
側面と、前記外周面と前記内周面との夫々の他方の縁同
士を連結する第２の側面とを有し、前記第１の側面から
第２の側面に向けて侵入する切込み溝と前記第２の側面
から第１の側面に向けて侵入する切込み溝とをそれぞれ
対向させて計２箇所以上形成したことにある。

更に、本考案の磁心における第３の特徴は、環状で断
面角形に形成され、外周面と内周面とを有し、これら外
周面と内周面の夫々の一方の縁同士を連結する第１の側
面と、外周面と内周面との夫々の他方の縁同士を連結す
る第２の側面とを有し、前記内周面から前記外周面に向
けて侵入し又は前記外周面から前記内周面に向けて侵入
する切込み溝が計２箇所以上形成されていることにあ
る。

更に、本考案の磁心における第４の特徴は、本考案の
磁心における前記第１、第２、又は第３の特徴に加え
て、前記切込み溝の面積を全断面の40％から75％とした
ことを特徴とする。

アモルファス金属としては、Fe−B,Fe−Ｂ−C,Fe−Ｂ
−Si,Fe−Ｂ−Si−C,Fe−Ｂ−Si-Cr,Fe-Co−Ｂ−Si,Fe-
Ni-Mo−Ｂ等のFe等、Co−B,Co-Fe-Si−B,Co-Fe-Ni-Mo−
Ｂ−Si,Co-Fe-Ni−Ｂ−Si,Co-Fe-Mn−Ｂ−Si,Co-Fe-Mn-
Ni,Co-Mn-Ni−Ｂ−Si,Co-Fe-Mn-Ni−Ｂ等のCo系等を例
示できる。

また、アモルファス以外でも、Fe-Si−Ｂ−Cu-Nb系合
金などのFe系微結晶軟磁性材を使用できる。

〔作用〕

磁心の騒音がいかにして発生するかを解析したとこ
ろ、以下の事項が明らかになった。即ち、磁心の騒音レ
ベルは励磁される磁束密度が高い程大きくなる。

そして、磁束密度の大きさは磁心にかかる磁場が大き
くなるほど大きくなるが、磁心にかかる磁場値は磁心の
中心からの距離に反比例するため、ギャップがない状態
では磁心の内側ほど大きくなる。

このため、ギャップ形成にあっては、ギャップのない
状態で磁束密度が高くなる部分、即ち、磁心の内側にギ
ャップを形成するのが好適である。さらに、環状磁心の
第１の側面または第２の側面部分の内、少なくとも一方
を切断することによっても磁束の集中を抑制する効果が
あることがわかった。さらに、全幅のギャップを形成し
たものに比較して機械強度が増大するため、共振の抑制
が図られる。また、共振周波数も高くなるため可聴帯域
におけるレスポンスが低下して騒音防止上有利となる。

そして環状磁心の第１の側面に溝を形成することによ
って、騒音を最大12dB低減することができた。これは、
特に、内外径比が大きく、磁心の内側に磁束が集中しや
すい磁心に対して有効であった。

なお、特開昭59-144113号公報には環状磁心の上面に
切り込み形成した図が示されている。これは磁心の磁気
特性（インダクタンス／重畳直流電流値）を改善する目
的を以て、磁心の或る１箇所にだけに切断部分を形成し
たものであって、騒音の低減については何の記載もな
く、騒音の低減を図る本考案とは異なっている。

〔実施例〕

本考案の実施例を第１図ないし第８図に基づいて説明
する。

〈第１実施例〉 第１実施例を第１図により説明する。磁心１は、アモ
ルファス金属、Fe₇₈Si₉B₁₃（原子％）の薄板を巻回する
ことによって、外径の直径25mm、内径の直径15mm、上面
から下面までの厚さ10mmの環状コアとしたものである。
その断面は角型となっており、外周面５と内周面６とを
有し、これら外周面５と内周面６の夫々の一方の縁同士
を連結する第１の側面（上面）２と、外周面５と内周面
６との夫々の他方の縁同士を連結する第２の側面（下
面）４とを有する。この磁心１の第１の側面２と第２の
側面４は平面となっている。また外周面５と内周面６は
円形になっている。前記第１の側面２には第２の側面４
方向に向かって侵入する切込み溝３が形成されている。
この切込み溝３は円周上において０度と180度の部分、
即ち、対向して２箇所形成されており、切込み溝３の深
さｈは6mm、幅ｔは0.8mmになっている。これにより切断
部分の面積は全断面積の60％となっている。

以下、騒音の実験結果を第６図ないし第８図により説
明する。

第６図は多重正弦波（周波数範囲１〜20KHzで出力電
圧が一定）で励振した時の周波数10KHzにおける磁束密
度と騒音の音圧レベルとの関係を示すグラフ、第７図は
励振周波数5KHzに対して周波数5KHzの発生音レベルを示
すグラフ、第８図は励振周波数5KHzに対し周波数10KH
z、即ち、第２高調波の発生音レベルを示すグラフであ
る。いずれのグラフにおいても磁心をノンリニアチョー
クとして使用した結果である。

第６図において、Ａは前記した本実施例の磁心１を示
し、Ｂはギャップのない磁心、Ｃは比較対象として試作
したものであり、磁心１の外周面５に深さ3mm、幅0.8mm
の切込み溝３を形成したものである。

グラフから明らかなように、Ａの磁心は、磁束密度が
300ガウス以上では、他の磁心に比較して8dB程度騒音が
低減しているとともに、100ガウス以下では磁性密度の
変化に略比例して騒音が低減している。ギャップを形成
していないＢの磁心では100ガウス以下では非直線関係
となり50ガウスでも53dBの騒音が残留した。Ｃのコアで
はＢより騒音が大きくなる。

第７図に示す実験では基本波の騒音特性を示し、前記
したサンプルＣとの比較では最大12dBの騒音低減が見ら
れる（磁束密度4000ガウスにおいて）。

第８図には前記A,Cの各磁心についての第２高調波の
騒音レベルを示し、磁束密度300ガウスから4000ガウス
において平均7dBの騒音低減が見られた。

〈第２実施例〉 第２実施例を第２図により説明する。前記第１実施例
では磁心１の第１の側面に切込み溝３を形成したもので
あるが、この例では切込み溝３を磁心１の第１の側面２
と第２の側面４とに対向的に計４箇所形成したものであ
る。

切込み溝３の深さｈは3mm、幅ｔは0.8mmである。

この磁心１で前記第１実施例と同様な実験を行ったと
ころ同等の騒音低減効果を呈した。

〈第３実施例〉 第３実施例は第３図に示すように、一方の切込み溝３
を磁心１の第１の側面２に、他方の切込み溝３を磁心１
の第２の側面４に夫々形成した。したがってこの例では
２つの両切込み溝３を対向的にしかも非対称に計２箇所
形成したものである。

切込み溝３の深さｈは6mm、幅ｔは0.8mmである。

〈第４実施例〉 第４実施例は第４図に示すように、切込み溝３を磁心
１の内周面から外周面５方向に対向的に計４箇所形成し
たものである。

切込み溝３の深さ１は2mm、幅ｔは0.8mmである。

〈第５実施例〉 第５実施例は第５図に示すように、切込み溝３を磁心
１の内周面６から外周面５方向に対向的に計４箇所形成
するとともに、この切込み溝３に連結して磁心１の第１
の側面２にも切込み溝３を形成したものである。

切込み溝３の深さｈは4mm、幅ｔは0.8mmである。

各実施例とも騒音低減効果が認められた。そして、以
上述べたように、切込み溝３は側面または内周面に異種
同士合わせてまたは同種のものをそれぞれ計２箇所以上
形成することを要し、比較対象として試作した。磁心１
の外周面５に１箇所だけ切込み溝を形成したものでは、
切込み溝３を形成しないものより騒音特性が悪化するこ
とが確認された。

〔考案の効果〕

本考案によれば、前記構成としたので、磁心の振動に
基づく騒音を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本考案の実施例を示し、第１図は
第１実施例の斜視図、第２図は第２実施例の斜視図、第
３図は第３実施例の斜視図、第４図は第４実施例の斜視
図、第５図は第５実施例の斜視図、第６図は多重正弦波
（周波数範囲１〜20KHzで出力電圧が一定）で励振した
ときの周波数10KHzにおける磁束密度と騒音の音圧レベ
ルとの関係を示すグラフ、第７図は励振周波数5KHzで正
弦波励振した場合の磁束密度と周波数5KHzの発生音レベ
ルとの関係を示すグラフ、第８図は励振周波数5KHzで正
弦波励振した場合の密度と周波数10khz発生音レベルと
の関係を示すグラフである。 １……磁心、２……第１の側面、３……切込み溝、４…
…第２の側面、５……外周面、６……内周面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−144113（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−198708（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−104118（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭43−15441（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】環状で断面角形に形成され、外周面と内周
   面とを有し、これら外周面と内周面の夫々の一方の縁同
   士を連結する第１の側面と、前記外周面と前記内周面と
   の夫々の他方の縁同士を連結する第２の側面とを有し、
   前記第１の側面又は前記第２の側面のいずれか一方の前
   記側面にのみ切込み溝が計２箇所以上形成されているこ
   とを特徴とする磁心。
2. 【請求項２】環状で断面角形に形成され、外周面と内周
   面とを有し、これら外周面と内周面の夫々の一方の縁同
   士を連結する第１の側面と、前記外周面と前記内周面と
   の夫々の他方の縁同士を連結する第２の側面とを有し、
   前記第１の側面から第２の側面に向けて侵入する切込み
   溝と前記第２の側面から第１の側面に向けて侵入する切
   込み溝とをそれぞれ対向させて計２箇所以上形成したこ
   とを特徴とする磁心。
3. 【請求項３】環状で断面角形に形成され、外周面と内周
   面とを有し、これら外周面と内周面の夫々の一方の縁同
   士を連結する第１の側面と、外周面と内周面との夫々の
   他方の縁同士を連結する第２の側面とを有し、前記内周
   面から前記外周面に向けて侵入し又は前記外周面から前
   記内周面に向けて侵入する切込み溝が計２箇所以上形成
   されていることを特徴とする磁心。
4. 【請求項４】前記切込み溝の面積を全断面の 40％から75％ としたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の磁
   心。