变压器用磁心的制作方法

专利名称：变压器用磁心的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种安装线圈的变压器用磁心。
背景技术：
电源变压器用磁心中，有由作为E型的铁心(E型铁心)和作为I型的铁心(I型 铁心)组成的电源变压器用磁心。利用这2种铁心形成的EI型铁心如图16所示， 在E型铁心101的3个腿部上安装I型铁心102。然后，众所周知，在E型铁心lOl 的中间腿部101A上插入线圈(图中省略)，在EI型铁心的窗口103中安装线圈等， 从而构成变压器。在这样结构的磁心中，因为该EI型铁心的接合面101B的形状 是直线形的，而且中间腿部101A的端面接触，所以存在的问题是，对于线圈产 生的磁通的磁阻变大，磁通变得难以流通。结果，励磁电流和磁致伸縮变大， 振动和漏磁通增大。由于这样，对于安装该变压器的装置会有恶劣的影响。
解决这些问题的磁心有下述的磁心(专利文献l)。该磁心是在I型铁心的两 侧设置C型铁心而形成的。而且，在C型铁心与I型铁心接合的部分(以下，称为 接合部)，将I型铁心的两前端形成为由直线组合构成的楔形，C型铁心的两前端 则形成为与该楔形的I型铁心嵌合的形状。利用这样的磁心，接合部的I型铁心 和C型铁心的接合面积增大，则磁阻变小。
专利文献l:日本国专利申请公开号H06 —96963A
但是，随着安装具有上述磁心的变压器这样的电磁装置的装置的轻薄化， 与专利文献l中记载的过去技术相比，对于磁心的低发热化、磁通的低外部辐 射等有了更进一步的要求。即要求减小磁心的磁阻。
本发明提供一种能够解决上述问题、减小磁阻的变压器用磁心。

发明内容
为了解决上述问题，权利要求l中的发明是变压器用磁心，其特征在于， 在具有I型铁心1、以及分别配置在该I型铁心1的两侧的2个C型铁心2、 3的变压
器用磁心中，将上述I型铁心1的各前端部的两侧部分、以及与其对向的上述c 型铁心2、 3的对向部分形成为将曲线和大致直线组合的形状，将上述对向部分 的大半部分形成为曲线，从而增大两者的接合面积。
权利要求2中的发明，其特征在于，在权利要求l中记载的变压器用磁心中， 将上述I型铁心l的前端部分llAi、 IIB,形成为大致凸形的形状，并将该大致凸 形的内侧部分11八4、 11A5、 11B4、 11Bs形成为弧形，还将其内侧的面向上述C 型铁心2、 3内侧面的部分11A6、 11A7、 11B6、 11B7形成为反向的弧形，从而弯 曲形成大致S字形的曲线。
权利要求3中的发明，其特征在于，在权利要求2中记载的变压器用磁心中， 上述I型铁心1的大致凹形的内侧部分11A4、 11A5、 11B4、 11Bs的圆弧还与其内 侧的反向圆弧的半径大致相同。
权利要求4中的发明，其特征在于，在权利要求1至3的任一项中记载的变 压器用磁心中，将上述大致凸形的前端部分11A,、 11Bi的前端形状形成为弧形 或者是平坦的，该前端不从上述C型铁心2、 3的外面向外部突出，并且与C型铁 心2、 3不接触。
权利要求5中的发明，其特征在于，在权利要求2或者权利要求3中记载的 变压器用磁心中，在比上述I型铁心l的前端部分llAp IIB!的前端更靠近内侧 的两侧部，设置前端形成为弯曲形的突起，形成卡紧部11A2、 11A3、 11B2、 11B3， 并且在上述C型铁心2、 3的对应的前端部分21A,上也形成与上述I型铁心1的卡 紧部11A2、 11A3、 11B2、 11B3卡紧的卡紧部。
权利要求6中的发明，其特征在于，在权利要求4中记载的变压器用磁心中， 在比上述I型铁心1的前端部分11A" IIB,的前端更靠近内侧的两侧部，设置前 端形成为弯曲形的突起，形成卡紧部11八2、 11A3、 11B2、 11B3，并且在上述C 型铁心2、 3的对应的前端部分21A,上也形成与上述I型铁心1的卡紧部11A2、 11A3、 11B2、 11B3卡紧的卡紧部。
如果采用权利要求1和权利要求2的发明，则因为将I型铁心和2个C型铁心 接合的接合部形成为曲线形状，所以增大了2个铁心的接触面积，因此能够减 小接合部的磁阻。结果，能够使接合部中的磁通流动变得流畅，实现高效率的 变压器。特别是，因为减小了磁化力，所以能够抑制振动，并且也能够抑制蜂 鸣的发生。另外，由于低漏磁通，所以不需要防磁措施。
如果采用权利要求3的发明，则因为将I型铁心的弯曲形状形成为弧形，并
且将各圆弧的半径形成为大致相同，所以能够容易地对I型铁心和各C型铁心的 前端部进行加工。
如果采用权利要求4中的发明，贝IJI型铁心的大致凸形的前端部分不与C型 铁心接触而设置间隔，在将I型铁心、c型铁心两者一体化之时，容易将两者嵌
合、卡紧，具有良好的组装性。
根据权利要求5和权利要求6的发明，因为在接合部设置卡紧部，所以能够 使I型铁心和各C型铁心的接合牢固。


图l是表示根据本实施形态的变压器用磁心的俯视图。 图2是表示图1的I型铁心的俯视图。 图3是将图2的前端放大的放大图。 图4是表示图1的第1C型铁心的俯视图。 图5是将图4的前端放大的放大图。 图6是用于说明图1的接合部的大小的说明图。 图7是用于说明根据实施例1的I型铁心前端的具体例的说明图。 图8是用于说明根据实施例1的第1C型铁心和第2C型铁心前端的具体例的 说明图。
图9是根据实施例2的变压器用磁心的磁通密度分布图。
图10是根据实施例2的变压器用磁心的磁力线图。
图11是根据实施例2的外部空间的磁通密度分布图。
图12是根据实施例3的磁通密度和磁力线的重叠图。
图13是根据实施例3的外部空间的磁通密度分布图。
图14是根据过去技术的磁通密度和磁力线的重叠图。
图15是根据过去技术的外部空间的磁通密度分布图。
图16是表示过去的EI型铁心的俯视图。
具体实施例方式
接着，利用附图来详细地说明本发明的实施形态。图l表示根据本实施形 态的变压器用磁心。该变压器用磁心由配置在中央的I型铁心1、以及分别配置 在其两侧的第1C型铁心2、和第2C型铁心3构成。另外，图1中标号4为敛缝。
本发明中的I型铁心形状的特征在于，不是I型形状那样的形状，而是如图2 所示，将棒状的本体ll的各前端部的两侧的一小部分形成为大致直线形，将大
半部分形成为曲线形，并且将与该部分接合的第l、第2C型铁心2、 3形成为相 应的形状。S卩，本体ll的一侧的前端形成为大致凸形的形状。该凸部11A形成 为向着前端变狭小的形状。而且，更详细来说如图3所示，该凸部11A的前端部 分11A,是弯曲的。在凸部11A,两侧的根部形成略呈三角形的卡紧部11A2、 11A3。 卡紧部11A2用于卡紧第1C型铁心2，卡紧部11A3用于卡紧第2C型铁心3。这些卡 紧部11A2、 11A3的前端也是弯曲的。同样地，凸部11A的内侧的拐角部分11A4、 11As也是弯曲的，而且该内侧的凸部11A的凸角部分11A6、 11A7也是弯曲的。 另外，也可以将凸部11A的前端部分形成为平坦状。
这样，本体ll的一侧的前端形成为曲线形。同样地，本体部ll的另一侧的 前端也形成为曲线形。即，另一侧的前端凸部11B、前端部分11B^卡紧部11B2 及11B3、拐角部分11B4及11Bs、以及凸角部分11B6及11B7分别与一侧的前端凸
部11A、前端部分11A!、卡紧部11A2及11A3、拐角部分11八4及11A5、以及凸角 部分11A6及11A7相对应。
在本实施形态中，通过将本体ll的各前端部的两侧分别与反向的圆弧接 合，而使整体形成为大致S字形的曲线形状，能够扩大I型铁心1与第1C型铁心2 和第2C型铁心3接触的部分、即接合部分的接触面积。
如图4所示，第1C型铁心2的两前端形成为与I型铁心1的两前端嵌合的形 状。即，更详细来说如图5所示，第lC型铁心2的前端部分21Ai是与I型铁心l的 前端部分11A!嵌合的突出形的形状，位于前端部分21Ai的内侧的第lC型铁心2 的凹形的卡紧部21A2形成为与如图1、图3等所示的I型铁心1的突出形的卡紧部 11A2嵌合的形状。利用第1C型铁心2的卡紧部21A2和I型铁心1的卡紧部11A2， 进行2个铁心彼此的机械嵌合。g卩，可以采用以下两种方法， 一种方法是I型铁 心1的卡紧部11A2用爪形的结构压入第1C型铁心2的卡紧部21A2中，另一种方法 是在前端焊接这2个卡紧部。利用这些卡紧部，能够使接合部的接合牢固。
另外，比卡紧部21A2更靠近内侧的第1C型铁心2的弯曲的凸出部分21A3是 与对应形成的I型铁心1的拐角部分11A4嵌合的形状，第1C型铁心2的弯曲的凹 进部分21A4是与I型铁心1的凸角部分11A6嵌合的形状。
同样地，第1C型铁心2的前端部分21B!是与I型铁心1的前端部分11B!嵌合 的形状，第1C型铁心2的凹形卡紧部21B2是与I型铁心1的卡紧部11B2嵌合的形状。
另外，第1C型铁心2的弯曲的凸出部分21B3是与I型铁心1的拐角部分11B4 嵌合的形状，第1C型铁心2的弯曲的凹进部分21B4是与I型铁心1的凸角部分
11B6嵌合的形状。
因为第2C型铁心3与第1C型铁心2的情况相同，所以省略其详细的说明。
这样，如果采用本实施形态，贝IJI形铁心1与第1C型铁心2和第2C型铁心3 嵌合，使两者一体化，从而形成变压器用磁心。这时，形成I型铁心1的大致凸 形的前端部分11A^ 11B,的前端不从上述C型铁心2、 3的外面向外部突出的尺 寸。另外，不与C型铁心2、 3接触，且容易进行嵌合。如果没有间隔，则即使 有若干的尺寸误差，也会使嵌合变得困难，使组装性变差，但是在本发明中不 会发生这种情况。另外，对于I型铁心1的凸部11A的各尺寸、当用圆弧形成拐 角部分11A4、 11A5、 11B4、 11Bs时的半径R、以及用圆弧形成凸角部分11A6、 11A7、 11B6、 11B7时的半径R的恰当的值如图6所示。艮卩，将凸部11A的宽度设 为A，将I型铁心1的宽度设为B。宽度A是能够根据铁心尺寸在5 10[mm]的范 围内可变的值，宽度B是由铁心尺寸决定的值。
根据这些宽度A、 B，每个铁心尺寸所求得的半径R的大小R^x由下式求得。 Rmax = (B-A)/4
第1C型铁心2和第2C型铁心3的宽度E由下式求得。 E = B/2
于是，从上述的式子算出大小Rn^，作为假定曲线的中心。当将从I型铁心
1的中心线斜向画出的直线长D作为最短距离时，以大小R^x算出的曲线长的范 围设为直线长DX1.01 DX1.25倍。而且，I型铁心1的凸部11A形成为面向前端 而变狭小的形状。另外，将从卡紧部11A2和卡紧部11A3的底部到第1C型铁心2 和第2C型铁心3的端面为止的距离设为值C。距离C是根据铁心尺寸在1.5 3[mm]范围内可变的值。
于是，如果采用本实施形态，则因为铁心1的凸部11A的前端部分11A,的两 侧部分和与此对应的C型铁心2的前端部分21Ai大致呈直线形，以曲线来形成第 1C型铁心2、以及第2C型铁心3和I型铁心1的其它接合部，且用曲线使大半部分 接合，所以与过去的技术(专利文献l)相比，能够增大I型铁心1和第1C型铁心2 的接触面积、以及I型铁心1和第2C型铁心3的接触面积，从而能够减小接合部 的磁阻。结果，接合部中的磁通流通变得流畅，能够实现高效率的变压器，即
能够实现低漏磁通、低振动、低发热、低损耗的变压器。特别是，因为磁化力 变小，所以能够抑制振动，也能够抑制蜂鸣的发生。另外，由于低漏磁通，也
不需要所谓的SR、 HPB的防磁措施，且能够实现简单、容易制作的变压器。
另外，当第1C型铁心2、以及第2C型铁心3和I型铁心1的接合部的曲线形状 为圆弧形时，能够容易对第1C型铁心2、以及第2C型铁心3和I型铁心1的接合部
进行加工。 实施例l
在本实施例中，用图7来表示根据本实施形态的变压器用磁心的I型铁心1 的前端、即图3所示的各部分的大小。另外，在本实施例中，用图8来表示第1C 型铁心2的前端(图5)和第2C型铁心3的前端的大小。在本实施例中，用圆弧来形 成I型铁心1的卡紧部11A2、 11A3的弯曲，其半径为值R0.3。另外，用圆弧形成 与该卡紧部11A2卡紧的、第1C型铁心2的卡紧部21A2的弯曲，其半径为值R0.25。 第2C型铁心3也相同。
艮P，在本实施例中，I型铁心1的卡紧部11A2、 11A3和第1C型铁心2的卡紧 部21A2及第2C型铁心3的卡紧部的大小是不同的。总之，即使2个卡紧部是大致 嵌合的情况时，也包括在本发明的范围内。
实施例2
在本实施例中，来说明当将I型铁心1的凸角部分和拐角部分的半径设为 R3.0时的情况。图9是根据本实施例的变压器用磁心的磁通密度分布图。另外， 在图9和下面的图中，虽然是以I型铁心1和第2C型铁心3的嵌合的一部分为例 的，但是其它的嵌合部分也是一样的。另外，在图9和下面的图中，区域颜色 越接近蓝色，表示磁通就越稀疏的情况，区域越接近红色，表示磁通就越密集 的情况。如用图9的箭头P1所示，以维持I型铁心1和第2C型铁心3嵌合时的特性 (低磁阻化等)和铁心之间的机械嵌合为目的，使前端在中心线处相交，同时设 置1.5 3.0[mm]的锁紧机构。
另外，如用箭头P2所示，虽然磁通有部分集中，但是作为整体来看，产生 磁通稀疏的区域。
图9的磁力线的情况用图10来表示。如图10的箭头P11所示，磁通有效地通 过铁心的磁路。另外，对于半径R3.0，如箭头P12、 P13所示，产生若干磁通集 中的部分。
图9的外部空间的磁通密度分布用图11来表示。如图11的箭头P21所示，在
I型铁心l的前端部分的漏磁通稍微变大。 实施例3
在本实施例中，来说明关于I型铁心1的凸角部分和拐角部分的半径为R5.0 的情况。图12是根据本实施例的变压器用磁心的磁通密度分布图。虽然如图12 的箭头P31所示，I型铁心1的前端的形状与实施例2相同，但是若如箭头P32所示， 半径变大，则与实施例2相比，稍微集中的磁通密度将消失，在整个磁路中增 加理想的、绿色的磁通密度区域。另外，如果半径变大，则如图13的箭头P41 所示，与实施例2相比，I型铁心l的前端部分的漏磁通减少。
另一方面，如图14的箭头P51所示，如果采用I型铁心的前端为三角形的过 去技术(专利文献l)，则磁通密度分布是黄色区域较多，如果与本实施例相比， 则磁通分布整体上提高。另外，如图15的箭头P61所示，过去技术与本实施例 相比，漏磁通提高。这是由于与过去技术相比，本实施例的接合部长度要长 11.5[%]，所以引起磁路变宽。
上面虽然详细地描述了本发明的实施形态和实施例，但是具体的结构不仅 限于本实施形态和各实施例，即使有在不脱离本发明的要点的范围内的设计变 更等，也包含在本发明中，例如，虽然说明的是关于变压器用磁心，但是也能 够适用于扼流圈。
工业上的实用性
与本发明相关的变压器用磁心能够适用于小型电子设备中使用的电源用 变压器。
权利要求
1.一种变压器用磁心，其特征在于，在具有I型铁心(1)、以及分别配置在该I型铁心(1)的两侧的2个C型铁心(2、3)的变压器用磁心中，将所述I型铁心(1)的各前端部分的两侧部分、以及与其对向的所述C型铁心(2、3)的对向部分形成为组合曲线和大致直线的形状，将所述对向部分的大半部分形成为曲线，从而增大两者的接合面积。
2. 如权利要求l中所述的变压器用磁心，其特征在于，将所述I型铁心(l)的前端部分(llAp 11B0形成为大致凸形的形状，将该大致 凸形的内侧部分(11A4、 11A5、 11B4、 11Bs)形成为弧形，而且将其内侧即面向所述 C型铁心(2、 3)的内侧面的部分(11A6、 11A7、 11B6、 11B7)形成为反向的弧形，从而弯曲形成大致S字形的曲线。
3. 如权利要求2中所述的变压器用磁心，其特征在于，所述I型铁心(1)的大致凹状的内侧部分(11A4、 11A5、 11B4、 11Bs)的圆弧和其 内侧的反向圆弧的半径大致相同。
4. 如权利要求1 3中的任一项所述的变压器用磁心，其特征在于， 将所述大致凸形的前端部分(11A^ IIBD的前端形状形成为弧形或者是平坦的，该前端不从所述C型铁心(2、 3)的外面向外部突出，而且与C型铁心(2、 3)不接 触。
5. 如权利要求2或者3中所述的变压器用磁心，其特征在于， 在比所述I型铁心(l)的前端部分(UAi、 IIBD的前端更靠近内侧的两侧部分，设置前端形成为弯曲形状的突起，形成卡紧部(11八2、 11A3、 11B2、 11B3)，并在所 述C型铁心(2、 3)的对应的前端部分(21AD上也形成与所述I型铁心(1)的卡紧部 (11A2、 11A3、 11B2、 11B3)卡紧的卡紧部。
6. 如权利要求4中所述的变压器用磁心，其特征在于，在比所述I型铁心(1)的前端部分(11A。 11B0的前端更靠近内侧的两侧部分， 设置前端形成为弯曲形状的突起，形成卡紧部(11A2、 11A3、 11B2、 11B3)，并在所 述C型铁心(2、 3)的对应的前端部分(21AD上也形成与所述I型铁心(1)的卡紧部 (11A2、 11A3、 11B2、 11B3)卡紧的卡紧部。
全文摘要
利用I型铁心(1)、以及从两侧夹住该I型铁心(1)的前端而设置的同时为C型的2个C型铁心(2、3)来形成变压器用磁心，在该变压器用磁心中，I型铁心(1)的前端形成为曲线形状，2个C型铁心(2、3)的前端形成为与I型铁心(1)的前端嵌合的形状，I型铁心(1)和C型铁心(2、3)的接合部形成为曲线形状。通过这样，能够提供一种磁阻小、高效率的变压器用磁心。
文档编号H01F30/00GK101103421SQ200680002369
公开日2008年1月9日 申请日期2006年1月19日 优先权日2005年1月20日
发明者佐佐木靖 申请人:株式会社田村制作所