JPH1174130A - 電磁機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、鉄心内部での渦電流損失が少なく電
力効率を向上できる電磁機器を得ることにある。 【解決手段】２以上の鉄心で形成される鉄心構造体と、
この構造体が有する中央脚に嵌合される１以上のコイル
とを具備する。鉄心は複数枚の薄い鉄心板を積層してそ
の積層状態を溶接で保持する。中央脚鉄心１７において
前記積層の方向に隣接した鉄心板１７ａ〜１７ｉ相互の
幅方向一端を溶接することなく幅方向他端のみを溶接し
て、中央脚に対する溶接跡１９ａ〜１９ｉを積層方向に
不連続に配置して鉄心板１７ａ〜１７ｉの積層状態を保
持する。それにより、コイルの通電に伴って溶接跡１９
ａ〜１９ｉを通路として中央脚鉄心１７全体にわたって
流れる渦電流を抑制したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば蛍光灯照明
器具に備えられるトランスやチョークコイルのような放
電灯安定器等の電磁機器に係り、特に、複数枚の鉄心板
を積層しその積層状態を溶接により保持してなる鉄心を
備えた電磁機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の放電灯安定器が備える鉄心構造体
の一例が図７および図８に示されている。これらの図中
１で示す鉄心構造体は、平面形状が長四角枠状の側脚鉄
心２と、平面形状がＩ字形状の中央脚鉄心３とからな
る。この構造体１の中央脚をなす中央脚鉄心３は、側脚
鉄心２の幅方向中央部に配置されてこの側脚鉄心２と組
合わされている。図７中二点鎖線で示されるように中央
脚鉄心３には、第１のコイル４が巻き付けられたコイル
ボビン５が嵌合されるようになっているとともに、第２
のコイル６が巻き付けられたコイルボビン７が嵌合され
るようになっている。

【０００３】図８に示されるように側脚鉄心２は、同じ
大きさに打ち抜かれた複数枚の薄い鉄心板２ａを積層す
るとともに、この積層状態を溶接によって保持してな
る。同様に、中央脚鉄心３も、同じ大きさに打ち抜かれ
た複数枚の薄い鉄心板３ａを積層するとともに、この積
層状態を溶接によって保持してなる。従来において前記
溶接は、側脚鉄心２の幅方向両端面に鉄心板２ａの積層
方向に連続して夫々施されるとともに、中央脚鉄心３の
幅方向両端面に鉄心板３ａの積層方向に連続して夫々施
されており、図７〜図９に示す符号８ａ、８ｂは側脚鉄
心２に対する溶接跡、９ａ、９ｂは中央脚鉄心３に対す
る溶接跡を示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、溶接跡８
ａ、８ｂ、９ａ、９ｂでは、積層方向に隣接している鉄
心板の金属組織が融合するため、これら溶接部以外の単
に積層されている部分に比較して電気抵抗が小さく電流
が通り易くなる。そのため、前記のように鉄心２、３の
幅方向両側面に夫々積層方向に連続する溶接跡８ａ、８
ｂ又は９ａ、９ｂが厚み方向全体にわたって存在する構
造にあっては、次のような問題がある。

【０００５】つまり、放電灯安定器の使用時には両鉄心
２、３に交流の磁束が通過するので、それに伴い、磁束
変化を妨げる方向の磁束を発生させるような渦電流が、
個々の鉄心板の内部にはもとより、前記溶接跡８ａ、８
ｂ又は９ａ、９ｂを通路として鉄心２、３内に流れる。
この場合、鉄心構造体１を収容する図示しない金属製ケ
ースを通して渦電流が外部に逃げ易く、かつ、中央脚鉄
心３との間にエアーギャップが設けられる側脚鉄心２に
比較して、特に、中央脚鉄心３にはコイル電流が鎖交す
るので大きな渦電流が流れる。

【０００６】中央脚鉄心３に対する磁束の通過方向が図
９を描いた紙面の裏面から表面に向けて通過する（シン
ボルマークＦで示す）場合における中央脚鉄心３に流れ
る渦電流を、図９中符号矢印Ｄ、Ｅで示す。なお、各鉄
心板３ａの内部を個々に流れる渦電流については図示を
省略する。実線矢印Ｄは、溶接跡９ａ、９ｂと積層方向
両端に配置された上下両端の鉄心板３ａとを通路として
中央脚鉄心３全体にわたって流れる電流値が大きな渦電
流を示し、点線矢印Ｅは、積層方向に隣接する上下２枚
の鉄心板３ａと、これらに対応する溶接跡９ａ、９ｂの
対応部分とを通路として中央脚鉄心３に部分的に流れる
電流値が小さな渦電流である。

【０００７】こうして溶接跡９ａ、９ｂ等を通路として
鉄心２、３の内部に渦電流が流れると、鉄心２、３が発
熱して電力が消費される。そのため、前記のような構成
の鉄心構造体１を用いたチョークコイルやトランス等に
あっては、渦電流を原因とする損失が大きく、電力効率
が悪いという問題がある。

【０００８】したがって、本発明が解決しようとする第
１の課題は、鉄心内部での渦電流損失が少なく電力効率
を向上できる電磁機器を得ることにある。

【０００９】更に、本発明が解決しようとする第２の課
題は、前記第１の課題を解決するにあたり、各鉄心板の
積層状態を確実に保持できる電磁機器を得ることにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数枚の鉄心
板を積層するとともに積層状態を溶接によって保持して
なる２以上の鉄心で形成される鉄心構造体と、この構造
体が有する中央脚に嵌合するコイルボビンに巻き付けら
れて前記鉄心構造体に組合わされる１以上のコイルとを
具備する電磁機器を前提とする。

【００１１】そして、前記第１の課題を解決するため
に、請求項１の発明は、前記鉄心構造体の少なくとも前
記中央脚において前記積層の方向に隣接した前記鉄心板
相互の幅方向一端を溶接することなく幅方向他端のみを
溶接して、前記中央脚をなす鉄心板の積層状態を保持し
たものである。

【００１２】この請求項１の発明においては、中央脚を
なして積層された各鉄心板の内の中央脚任意厚み位置に
おいて積層方向に隣接する２枚の鉄心板相互の各々につ
いての積層状態の保持が、その幅方向一端のみの溶接に
より行われていて、幅方向他端では溶接による保持は行
われていない。そのため、電気抵抗が小さい溶接跡が、
中央脚の幅方向両端において夫々積層方向に連続して設
けられることがなく、前記幅方向両端に対して夫々不連
続に設けられるか、もしくは中央脚の幅方向一端には電
気抵抗が小さい溶接跡が積層方向に連続して設けられる
が、このような溶接跡は幅方向他端には存在しない。こ
のように中央脚の幅方向の少なくとも一端には溶接跡が
連続して設けられることがないから、中央脚全体にわた
って流れようとする渦電流が通り易い通路が溶接跡によ
って形成されることがない。

【００１３】又、前記第２の課題を解決するために、請
求項１に従属する請求項２の発明は、前記中央脚に対す
る溶接を前記積層方向に沿って前記幅方向両端に交互に
位置するように施し、前記幅方向両端に夫々設けられた
各溶接跡を前記積層方向に不連続としたものである。

【００１４】この請求項２の発明は請求項１の発明に従
属するので、前記第１の発明の作用に加えて、溶接跡が
中央脚の幅方向両端に夫々積層方向に不連続に設けられ
て、中央脚の幅方向両端において各鉄心板の積層状態を
保持しているので、その保持が確実であり、中央脚の取
扱いにおいて各鉄心板が溶接跡を支点として捲れるよう
な不都合がない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を参照して本発
明の第１の実施の形態を説明する。

【００１６】第１の実施の形態に係る電磁機器は放電灯
安定器であって、これは、図１および図２に示されるよ
うに鉄心構造体１１と、これにコイルボビン１２、１３
を介して組合わされた一次コイル１４および二次コイル
１５とを具備している。

【００１７】図１および図３等に示されるように鉄心構
造体１１は、側脚鉄心１６と、鉄心構造体１１の中央脚
をなす中央脚鉄心１７とから形成されている。図３およ
び図４等に示されるように側脚鉄心１６は、平面形状が
長四角枠状をなして同じ大きさに打ち抜かれた薄板鋼板
からなる複数枚の鉄心板１６ａ〜１６ｆを積層して、そ
の外周面において積層方向に隣接した鉄心板相互をレー
ザー溶接等によって溶接止めすることにより、積層状態
を保持して組立てられている。

【００１８】この溶接は、図４（Ａ）中四角印で示され
る溶接跡つまり側脚鉄心１６の短い枠部１６Ａの中央位
置、図４（Ａ）中三角印および丸印で示される溶接跡つ
まり長い枠部１６Ｂの両端部において施されている。前
記丸印の溶接跡では、図４（Ｂ）に示されるように図中
上から１、２枚目の互いに隣接した鉄心板１６ａ、１６
ｂと、上から４、５枚目の互いに隣接した鉄心板１６
ｄ、１６ｅと、上から７、８枚目の互いに隣接した鉄心
板１６ｇ、１６ｈとが夫々溶接されている。これらの溶
接跡を符号１８ａ〜１８ｃで示す。これらの溶接跡１８
ａ〜１８ｃは鉄心板１６ａ〜１６ｊの積層方向に不連続
に設けられている。

【００１９】同様に、前記三角印の溶接跡では、図４
（Ｂ）に示されるように図中上から２、３枚目の互いに
隣接した鉄心板１６ｂ、１６ｃと、上から５、６枚目の
互いに隣接した鉄心板１６ｅ、１６ｆと、上から８、９
枚目の互いに隣接した鉄心板１６ｈ、１６ｉとが夫々溶
接されている。これらの溶接跡を符号１８ｄ〜１８ｆで
示す。これらの溶接跡１８ｄ〜１８ｆも鉄心板１６ａ〜
１６ｊの積層方向に不連続に設けられている。したがっ
て、側脚鉄心１６の幅方向に対応する前記三角印と丸印
の位置での溶接跡１８ａ〜１８ｃと１８ｄ〜１８ｆと
は、前記積層方向に互いに位置ずれしている。

【００２０】同様に、前記四角印の溶接跡では、図４
（Ｃ）に示されるように図中上から３、４枚目の互いに
隣接した鉄心板１６ｃ、１６ｄと、上から６、７枚目の
互いに隣接した鉄心板１６ｆ、１６ｇと、上から９、１
０枚目の互いに隣接した鉄心板１６ｉ、１６ｊとが夫々
溶接されている。これらの溶接跡を符号１８ｇ〜１８ｉ
で示す。これらの溶接跡１８ｇ〜１８ｉも鉄心板１６ａ
〜１６ｊの積層方向に不連続に設けられているととも
に、これらは前記溶接跡１８ａ〜１８ｆに対しても、前
記積層方向に互いに位置ずれしている。

【００２１】図３および図５等に示されるように中央脚
鉄心１７は、平面形状がＩ字形状をなして同じ大きさに
打ち抜かれた薄板鋼板からなる複数枚の鉄心板１７ａ〜
１７ｆを積層して、その幅方向両端面において積層方向
に隣接した鉄心板相互をレーザー溶接等によって溶接止
めすることにより、積層状態を保持して組立てられてい
る。この溶接は、図５（Ａ）中三角印および丸印で示さ
れる溶接跡つまり長手方向両端部において施されてい
る。

【００２２】前記丸印の溶接跡では、図５（Ｂ）に示さ
れるように図中上から１、２枚目の互いに隣接した鉄心
板１７ａ、１７ｂと、上から３、４枚目の互いに隣接し
た鉄心板１７ｃ、１７ｄと、上から５、６枚目の互いに
隣接した鉄心板１７ｅ、１７ｆと、上から７、８枚目の
互いに隣接した鉄心板１７ｇ、１７ｈと、上から９、１
０枚目の互いに隣接した鉄心板１７ｉ、１７ｊとが夫々
溶接されている。これらの溶接跡を符号１９ａ〜１９ｅ
で示す。これらの溶接跡１８ａ〜１８ｃは鉄心板１７ａ
〜１７ｊの積層方向に不連続に設けられている。同様
に、前記三角印の溶接跡では、図５（Ｂ）に示されるよ
うに図中上から２、３枚目の互いに隣接した鉄心板１７
ｂ、１７ｃと、上から４、５枚目の互いに隣接した鉄心
板１７ｄ、１７ｅと、上から６、７枚目の互いに隣接し
た鉄心板１７ｆ、１７ｇと、上から８、９枚目の互いに
隣接した鉄心板１７ｈ、１７ｉとが夫々溶接されてい
る。これらの溶接跡を符号１９ｆ〜１９ｉで示す。これ
らの溶接跡１９ｆ〜１９ｉは鉄心板１７ａ〜１７ｊの積
層方向に不連続に設けられている。したがって、中央脚
鉄心１７の幅方向に対応する溶接跡１９ａ〜１９ｆと１
９ｇ〜１９ｉとは、前記積層方向にも互いに位置ずれし
ている。なお、図３および図５中２０はランプ電流の波
形を調整するために設けられた安定器特性調整用の孔で
ある。

【００２３】前記構成の中央脚鉄心１７にはコイルボビ
ン１２、１３が嵌合されている。これらのボビン１２、
１３は一体成形されたものであるが、別成形されたもの
を用いても良い。一方のコイルボビン１２には一次コイ
ル１４が巻き付けられ、他方のコイルボビン１３には二
次コイル１５が巻き付けられている。これらのコイル１
４、１５がコイルボビン１２、１３を介して取付けられ
た中央脚鉄心１７は、側脚鉄心１６の内側に組み付けら
れる。この組み付けは、側脚鉄心１６の短い枠部１６Ａ
の内面中央部に形成した凹部１６Ｃに中央脚鉄心１７の
長手方向両端部を夫々圧入することによって実現され、
このような手順で形成された放電灯安定器全体の構造は
図２に示されている。なお、図１および図２中２１はコ
イルボビン１２、１３に夫々取付けられた端子金具であ
り、これらにはコイル１４又は１５の端末および図示し
ないリード線等が接続されるようになっている。

【００２４】前記構成の放電灯安定器が備える鉄心構造
体１１をなす側脚鉄心１６および中央脚鉄心１７は、コ
イル電流が鎖交する中央脚鉄心１７で代表して説明する
ように、積層された複数枚の鉄心板１７ａ〜１７ｉの内
の任意厚み位置において積層方向に隣接する２枚の鉄心
板相互の各々についての積層状態の保持が、その幅方向
一端のみの溶接により行われていて、幅方向他端では溶
接による保持は行われていない。

【００２５】そのため、図６の断面図（なお、中央脚鉄
心１７に対する磁束の通過方向が図６を描いた紙面の裏
面から表面に向けて通過する（シンボルマークＦで示
す）場合を示す。）に示されるように中央脚鉄心１７の
幅方向一端面に施された溶接の跡１９ａ〜１９ｅが、鉄
心板１７ａ〜１７ｉの積層方向に連続することなく不連
続に設けられているとともに、同様に、中央脚鉄心１９
の幅方向他端面に施された溶接の跡１９ｆ〜１９ｉも、
鉄心板１７ａ〜１７ｉの積層方向に連続することなく不
連続に設けられている。

【００２６】電気抵抗が他の部分より小さくなる中央脚
鉄心１７の幅方向両端の溶接跡１９ａ〜１９ｅおよび溶
接跡１９ｆ〜１９ｉが、前記のように鉄心板１７ａ〜１
７ｊの積層方向に連続していないから、積層方向に隣接
した鉄心板間の電気抵抗は、溶接跡１９ａ〜１９ｊ以外
の部分の方が高く、その電気抵抗により、中央脚鉄心１
７に交流の磁束が通過する使用時において、その磁束変
化を妨げる方向の磁束を発生させるような電流値が大き
な渦電流が中央脚鉄心１７内を流れにくくできる。した
がって、中央脚鉄心１９内部での渦電流損失を少なくで
きるとともに、それに伴い電力効率を向上できるもので
ある。

【００２７】しかも、図６に示されるように中央脚鉄心
１７に対する溶接は、前記積層方向に沿って中央脚鉄心
１７の幅方向両端に交互に位置するように施されてい
る。言い換えれば、中央脚鉄心１７の幅方向に対応する
溶接跡１９ａ〜１９ｆと１９ｇ〜１９ｉとは、前記積層
方向に互いに位置ずれしている構成であるから、積層方
向に隣接する上下２枚の鉄心板間にわたって流れる渦電
流に対しても、それらに対応する溶接跡が電流通路とし
て利用されることがない。そのため、中央脚鉄心１７に
部分的に流れる電流値が小さな渦電流も流れにくくで
き、この点においても中央脚鉄心１９内部での渦電流損
失を少なくできる。したがって、それに伴い電力効率を
向上できるとともに、発熱による温度上昇を抑制するこ
ともできる。なお、各鉄心板１７ａ〜１７ｉの内部には
個々に渦電流（その経路は図示しない。）が流れること
はもちろんである。

【００２８】更に、図６に示されるように中央脚鉄心１
７の幅方向両端に夫々不連続に設けられた溶接跡１９ａ
〜１９ｆと１９ｇ〜１９ｉとが、中央脚鉄心１７の幅方
向両端において鉄心板１７ａ〜１７ｉの積層状態を保持
しているので、中央脚鉄心１７の取扱いにおいて鉄心板
１７ａ〜１７ｉが溶接跡１９ａ〜１９ｆ又は１９ｇ〜１
９ｉを支点として捲れるような不都合がなく、取扱いを
容易にできる。

【００２９】なお、以上の作用効果は中央脚鉄心１７に
ついて代表して説明したが、この中央脚鉄心１７と同様
な溶接跡１８ａ〜１８ｉを有した側脚鉄心１６において
同様な作用効果を得ることができる。

【００３０】なお、本発明は前記第１の実施の形態に制
約されるものではなく、例えば、本発明において中央脚
鉄心の積層方向に隣接する各鉄心板をその幅方向一端の
みで溶接して積層状態を保持する場合には、その溶接跡
は積層方向に連続して設けてもよいが、この場合、幅方
向他端には溶接がされないので、この幅方向他端側での
各鉄心板間での電気抵抗により中央脚鉄心全体にわたる
渦電流を流れにくくして、本発明の第１の課題を解決す
ることができる。

【００３１】又、本発明は、一対のＬ形の側脚鉄心と、
これら鉄心間に配置されて中央脚をなすＴ形の中央脚鉄
心とを組合わせてなるＬ−Ｔ−Ｌ形の鉄心構造体を備え
る放電灯安定器等の電磁機器、又は、中央脚を有するＥ
形鉄心と、Ｉ形鉄心とを組合わせてなるＥ−Ｉ形の鉄心
構造体を備える放電灯安定器等の電磁機器、或いは、中
央脚を有する一対のＥ形鉄心を組み合わせてなるＥ−Ｅ
形の鉄心構造体を備える放電灯安定器等の電磁機器等に
も適用できる。しかも、これらおよび第１の実施に形態
に係る電磁機器の実施において、本発明を少なくとも中
央脚に対してのみ適用しても所期の課題を解決できる。

【００３２】更に、本発明は、一つのコイルを有してチ
ョークコイルとして用いられる電磁機器にも適用でき
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３４】請求項１に記載の発明によれば、中央脚を
なす鉄心板を積層状態に保持する溶接の跡が、中央脚全
体にわたって流れる渦電流が通り易い通路を形成するこ
とがなく、中央脚内を渦電流が流れにくくできるので、
鉄心内部での渦電流損失を少なくできるとともに、それ
に伴い電力効率を向上できる。

【００３５】請求項１に従属する請求項２に記載の発明
によれば、請求項１の発明の効果に加えて、中央脚の取
扱いにおいてその鉄心板が溶接跡を支点として捲れるよ
うなことがなく、各鉄心板の積層状態を確実に保持でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る放電灯安定器
の構成を分解して示す斜視図。

【図２】第１の実施の形態に係る放電灯安定器の構成を
示す断面図。

【図３】第１の実施の形態に係る放電灯安定器の鉄心構
造体の構成を分解して示す斜視図。

【図４】（Ａ）は図３に示された鉄心構造体の側脚鉄心
の構成を示す平面図。（Ｂ）は図３に示された鉄心構造
体の側脚鉄心の構成を示す正面図。（Ｃ）は図３に示さ
れた鉄心構造体の側脚鉄心の構成を示す側面図。

【図５】（Ａ）は図３に示された鉄心構造体の中央脚鉄
心の構成を示す平面図。（Ｂ）は図３に示された鉄心構
造体の中央脚鉄心の構成を示す正面図。（Ｃ）は図３に
示された鉄心構造体の中央脚鉄心の構成を示す側面図。

【図６】図５に示された中央脚鉄心の積層方向について
の溶接跡の配置を示す断面図。

【図７】従来例に係る放電灯安定器が備える鉄心構造体
の構成を示す平面図。

【図８】従来例に係る放電灯安定器が備える鉄心構造体
の構成を分解して示す斜視図。

【図９】従来例に係る放電灯安定器が備える鉄心構造体
が有する中央脚鉄心の積層方向についての溶接跡の配置
を示す断面図。

【符号の説明】

１１…鉄心構造体、 １２、１３…コイルボビン、 １４、１５…コイル、 １６…側脚鉄心、 １６ａ〜１６ｉ…側脚鉄心の鉄心板、 １７…中央脚鉄心（中央脚）、 １７ａ〜１７ｉ…中央脚鉄心の鉄心板、 １８ａ〜１８ｉ…側脚鉄心の溶接跡、 １９ａ〜１９ｉ…中央脚鉄心の溶接跡。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数枚の鉄心板を積層するとともに積層状
   態を溶接によって保持してなる２以上の鉄心で形成され
   る鉄心構造体と、この構造体が有する中央脚に嵌合する
   コイルボビンに巻き付けられて前記鉄心構造体に組合わ
   される１以上のコイルとを具備する電磁機器であって、 前記鉄心構造体の少なくとも前記中央脚において前記積
   層の方向に隣接した前記鉄心板相互の幅方向一端を溶接
   することなく幅方向他端のみを溶接して、前記中央脚を
   なす鉄心板の積層状態を保持したことを特徴とする電磁
   機器。
2. 【請求項２】前記中央脚に対する溶接を前記積層方向に
   沿って前記幅方向両端に交互に位置するように施し、前
   記幅方向両端に夫々設けられた各溶接跡を前記積層方向
   に不連続としたことを特徴とする請求項１に記載の電磁
   機器。