JPH08735Y2 - 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
て高いインダクタンスを有する一方、直流重畳大電流に
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号公報）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。

すなわち、３以上の環状磁性コアを積層した磁心であ
り、各環状磁性コアの内、少なくとも１つはギャップを
有し、積層方向の中心を境に、積層方向の一方側と他方
側の磁性コアが、対称関係にあるようギャップを揃え、
且つ隣り合う環状磁性コアに共にギャップがある場合
は、そのギャップ部分が重ならないように積層し、総合
的に見て、各磁性コアが同相で振動する様構成して騒音
減型磁心とした。

そして、各磁性コアを同相で振動するようにするため
には、各磁性コアの寸法を一致させることが好ましく、
また、前記夫々の磁性コアを同一の材質で形成すること
が好ましい。

さらに、本発明は、アモルファス金属製リボンを巻回
して構成したコアに適用すると、アモルファスの持つ性
能故の騒音をより好適に低減できてよい。

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系、Co−B,Co-Fe-Si−B,Co-Fe-Ni-Mo
−Ｂ−Si,Co-Fe-Ni−Ｂ−Si,Co-Fe-Mn−Ｂ−Si,Co-Fe-M
n-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〕

磁心の騒音は磁心の磁歪現象により発生した歪が磁性
コアを特定モードで変形させるために発生する。

一方、騒音たる音波は波動であるため、空間上におい
ては圧力の粗密は波長にしたがって変化している。ここ
で、ある２点において遠方の一点へ同一波長同一位相の
音波が放射されたと仮定すると、夫々の２点と遠方の一
点までの距離が等しければ遠方の一点における音圧は２
点から放射される音圧の和となる。しかし、夫々の２点
と遠方の一点までの距離が等しくなければ遠方の一点に
おける音圧は位相差を関数とする変動性をもつこととな
り、所謂干渉効果によって音圧は小さくなる。

具体的には２つの音源が並んでいる方向で弱め合い、
音源の中間位置方向で強めあう現象が起きる。

このように位相を管理することは、複数の磁性コア
が、完全同一の振動モードを有しているか否か、入力周
波数の高低、その他の物理的条件の相異により、微妙に
調整すべきであるが、ギャップを形成した磁性コアを積
層方向の中心を境に、積層方向の一方側と他方側とで、
相対関係にあるようギャップを揃え、且つ隣り合う環状
磁性コアに共にギャップがある場合は、そのギャップ部
分が重ならないようにすると、総合的に見て、各磁性コ
アが同相で振動する様なり、騒音に指向性を与えること
ができ、実使用においては騒音の抑制を図ることができ
た。

また、磁性コアを重合することによって機械強度が増
大するため、共振の抑制が図られる。

〔実施例〕

本考案の実施例を第１ないし第４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。磁性コア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、外径の直径が25mm、内径の直径が15m
m、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、ギャップ３が
放射方向に一箇所、0.8mm幅に形成されている。

この磁性コア１を２個と同一形状でギャップのないコ
アを１つ用意し、ギャップのないコアをギャップ３を有
する磁性コア１で挟持するよう積層した。

両側の磁性コア１は、ギャップ３の位置が、コアの円
周上で０度の位置となるようにして、ギャップ３の位置
を備えた。

これにより、両側の磁性コア１がまん中の磁性コアを
中心に対称関係となる。

各磁性コア１は接着剤（スリーボンド社、商品名120
7）により接着された。

以下、スイッチング電源のチョークコイルとして使用
した場合の騒音の実験結果を第２図により説明する。

第２図は多重正弦波（周波数範囲、１〜20KHzで出力
電化が一定）で励磁した時の周波数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であり、
点線B,C,Dは２つの磁性コア１を単体で使用した場合に
おける夫々の音圧レベル、実線Ａは本実施例の磁心であ
る。磁性コア１を単体で使用した場合には磁束の増大と
ともに騒音も線形に増大し、Ｃで示される磁性コア１で
は200ガウスにおいて63dB、Ｂで示される磁性コア１で
は67dBとなっている。Ｄで示される磁性コア１では65dB
となっている。

本実施例の磁心では、50ガウスから100ガウスの範囲
で、磁束の増大とともに騒音も線形に増大しているが、
100ガウスを越えると騒音の増加が大幅に抑制され、例
えば、200ガウスにおいて57dB程度に抑えられている。

この値は200ガウスにおいて各磁性コア単独の騒音よ
り５〜10dB程低く、騒音の抑制が図られている。

このように耳障りとなる高周波騒音が低減されととも
に、特に大入力（高磁束密度）時の騒音発生が抑制され
使用環境を良好に維持できる。

〈他の実施例〉 第３図に示したように、ギャップ３を有する磁性コア
をギャップのない磁性コアで挟んだもの、第４図に示し
たように、ギャップ３を有する３つの磁性コアを重ね、
両側のコアのギャップ３を円周上の０度に揃え、まん中
のコアのギャップ３を円周上の180度の位置としたもの
などを例示できる。

その他、本発明に従って、対称関係にあるように積層
することで、上記のような騒音低減を期待できる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、上記のように構成したことで、各磁
性コアが発生する騒音を効率的に相殺することができる
騒音を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４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図は磁束密度と騒音との関係
を示すグラフ、第３図と第４図は他の例を示した斜視図
である。 １……磁性コア、２……第１の側面、３……ギャップ、
４……第２の側面、５……外周面、６……内周面。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 27/24 Ｈ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】３以上の環状磁性コアを積層した磁心であ
   り、各環状磁性コアの内、少なくとも１つはギャップを
   有し、積層方向の中心を境に、積層方向の一方側と他方
   側の磁性コアが、対称関係にあるようにギャップを揃
   え、且つ隣り合う環状磁性コアに共にギャップがある場
   合は、そのギャップ部分が重ならないように積層し、総
   合的に見て、各磁性コアが同相で振動する様構成された
   磁心。
2. 【請求項２】前記夫々の磁性コアを同一の材質で形成し
   たことを特徴とする請求項１記載の磁心。
3. 【請求項３】前記磁性コアはアモルファス金属製リボン
   を巻回して構成したことを特徴とする請求項１記載の磁
   心。