JP3622459B2

JP3622459B2 - 電磁装置

Info

Publication number: JP3622459B2
Application number: JP32275197A
Authority: JP
Inventors: 晃伸松尾; 文俊長崎
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2017-11-25
Also published as: JPH11162745A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気機器のカレントトランスやノイズフィルタなどに用いられるリング状コアを有する電磁装置に関し、とくにリング状コアの表面に電気絶縁性樹脂をコーティングした絶縁膜を有する電磁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
表面にエポキシ樹脂等の電気絶縁樹脂の絶縁膜をコーティングしてなるフェライトを用いたリング状コアはボビン等を用いずに巻線できることから、小型化の要望に適したものといえる（たとえば特開平３−１２９０６号）。
その製造方法は、図１１および図１２に示すように、リング状フェライトコア５０を加熱後、絶縁樹脂の粉体中に通し、リング状フェライトコア５０の熱により絶縁樹脂の粉体を表面に付着させ、絶縁膜５３を形成している。
【０００３】
この場合、リング状フェライトコア５０の外周部５１と内周部５２では、内周部５２の方が熱がたまりやすく、放熱性の違いにより、加熱後の熱保存性の高い内周部５２の膜５３ａの方が外周部５１の膜５３ｂよりも膜厚が厚くなる。逆に、外周部５１の膜５３ｂは内周部５２の膜５３ａに対し膜厚が薄くなる。とくにこの傾向は、カレントトランスなどに用いられるような小型のものになれば、当然リング状フェライトコア５０の内径が小さくなるので強く現れる。
【０００４】
また、絶縁膜５３のリング状フェライトコア５０等へのコーティングは、リング状フェライトコア５０のコーナ部の膜厚が最も薄くなることはよく知られている。
もちろん、絶縁樹脂のコーティングはリング状フェライトコア５０とそれに巻回されるコイル等の充電部との絶縁を目的として成されるが、その絶縁性能（レベル）はコーティング膜厚によって決定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したようにリング状フェライトコア５０の外周部５１と内周部５２により形成される膜厚が異なれば、以下のような問題点が生じる。
絶縁膜５３が必要な絶縁性能を有するためには、膜厚が薄くなる外周部５１とくにそのコーナ部となる外周エッジ部５１ａの膜厚を必要な厚みとすることが必要となる。このとき、内周部５２は必要以上の膜厚を形成してしまうことになり、そのために内径が小さくなり、コイル巻数の作業性の劣化や、複数の巻線が成される場合に線間距離の不足といった問題が生じる。この問題は、小型なもの程大きくなる。また当然、絶縁樹脂量の増大に伴い、材料費がアップする。
【０００６】
逆に、形状が小型なものについては、内径を確保するために内周部５２の樹脂厚みを極力抑制するため、外周部５１、特にコーナ部の膜厚が薄くなり、絶縁性能が確保できない問題となる。
従来例に示したように、十分な絶縁性能の確保と磁気性能の劣化の防止を目的として、二重コーティングを実施することは、上記したように小型形状のものには内径を小さくするので適さない。またコーティング作業が２回かかるといった問題もある。
【０００７】
したがって、この発明の目的は、リング状コアの外周部と内周部のコーティング膜厚の最小部分の差異を極力抑制できる電磁装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電磁装置は、断面角形の略リング状コアに熱的処理により樹脂をコーティングして表面に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の表面にコイルを巻回してなる電磁装置において、前記略リング状コアの内周エッジ部よりも外周エッジ部を大きな面で面取りしていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１記載の電磁装置によれば、略リング状コアの外周エッジ部を内周エッジ部よりも大きな面で面取りしているので、絶縁膜のとくに薄くなりがちな外周エッジ部の膜厚と内周エッジ部のコーティング膜厚の差異を極力抑制でき、内外周部の膜厚の均一化が図れ、小型のリング状コアにとくに有効である。また内周エッジ部にもＣカット面または曲面等の面取りを設けることにより、コイル巻線時のストレスによる絶縁樹脂の劣化（薄化）やコイルへの傷等を防止できる。そのため電気絶縁樹脂の絶縁膜をコーティングしてなる略リング状コアの外周エッジ部の膜厚確保のために、二重コーティング等を必要とせず工程の簡略化が図れ、他の部分とくに内周部が必要以上の樹脂膜厚になることを防止できる。また内周部の樹脂膜厚が必要以上に付着しないことにより樹脂材料費を低減でき、仕上がり内径の縮小を防止できることにより、コイル巻線の作業性の劣化を防止でき、複数のコイルの巻線時のコイル間距離の確保も可能となり、コア形状の大型化を防止できる。
【００１０】
請求項２記載の電磁装置は、略リング状コアに熱的処理により樹脂をコーティングして表面に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の表面にコイルを巻回してなる電磁装置において、前記略リング状コアの内周部は、前記内周部と外周部の放熱性がほぼ同等になるように放熱用突出部を設けたことを特徴とするものである。
請求項２記載の電磁装置によれば、放熱用突出部を設けたため、内周部の放熱製の向上により、内周部と外周部の放熱の差異を抑制でき、内外周の絶縁膜の膜厚を均一化できる。その他請求項１と同様な効果がある。
【００１１】
請求項３記載の電磁装置は、請求項２において、前記放熱用突出部が前記略リング状コアの周方向に複数形成され、前記放熱用突出部間の凹所をコイル巻線の配置部としたものである。
請求項３記載の電磁装置によれば、請求項２と同様な効果のほか、放熱用突出部によりコイルの位置を固定することができる。
【００１２】
請求項４記載の電磁装置は、請求項２において、前記放熱用突出部が前記略リング状コアに巻かれる複数のコイル間の間隔を維持するものである。
請求項４記載の電磁装置によれば、請求項２と同様な効果のほか、複数のコイルの位置決めとなり、コイル間の絶縁間隔を確保できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１および図２により説明する。すなわち、この電磁装置は、断面角形の略リング状コア１に熱的処理により電気絶縁樹脂の絶縁膜４をコーティングし、絶縁膜４の表面にコイル（図示せず）を巻回してなるものである。
【００１４】
略リング状コア１は、内周面２の内周エッジ部２ａ，２ｂよりも外周エッジ部３ａ，３ｂを大きな面でたとえばＣカット面により面取りしている。
絶縁膜４のコーティング方法は、略リング状フェライトコア１を加熱後、電気絶縁樹脂たとえばエポキシ等の粉体中に通して、略リング状フェライトコア１の熱により粉体を付着させ、略リング状フェライトコア１の表面にコーティングし樹脂製の絶縁膜４を形成するものである。ここで、内外周の各エッジ部２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの放熱性あるいはコーティング膜厚寸法を考慮して、外周部のコーナ部３ａ，３ｂのＣカット面と内周エッジ部２ａ，２ｂのＣカット面の比率を決定すると、内外周エッジ部２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの膜厚の均一化を図ることができる。また内周面２の内周エッジ部２ａ，２ｂと外周面３の外周エッジ部３ａ，３ｂの放熱性がほぼ同等となるように面取りすると、膜厚の均一化がより一層向上する。
【００１５】
第１の実施の形態によれば、略リング状コア１の外周エッジ部３ａ、３ｂを内周エッジ部２ａ、２ｂよりも大きな面で面取りしているので、絶縁膜４のとくに薄くなりがちな外周エッジ部３ａ、３ｂの膜厚と内周エッジ部２ａ、２ｂのコーティング膜厚の差異を極力抑制でき、内外周部の膜厚の均一化が図れ、小型のリング状コアにとくに有効である。また内周エッジ部２ａ、２ｂにもＣカット面または曲面等の面取りを設けることにより、コイル巻線時のストレスによる絶縁樹脂の劣化（薄化）やコイルへの傷等を防止できる。そのため電気絶縁樹脂の絶縁膜をコーティングしてなる略リング状コア１の外周エッジ部３ａ、３ｂの膜厚確保のために、二重コーティング等を必要とせず工程の簡略化が図れ、他の部分とくに内周部２が必要以上の樹脂膜厚になることを防止できる。また内周部２の樹脂膜厚が必要以上に付着しないことにより樹脂材料費を低減でき、仕上がり内径の縮小を防止できることにより、コイル巻線の作業性の劣化を防止でき、複数のコイルの巻線時のコイル間距離の確保も可能となり、コア形状の大型化を防止できる。
【００１６】
なお、内周エッジ部２ａ、２ｂおよび外周エッジ部３ａ、３ｂの面取りは、Ｒ面すなわち曲面により形成し、Ｒ面の半径を外周エッジ部３ａ、３ｂ側が大となるように形成してもよい。
この発明の第２の実施の形態を図３により説明する。すなわち、第１の実施の形態ではフェライトコアを用いたリング状コア１について述べたが、図３（ｂ）に示す箔帯５を巻回してなるトロイダル構造の磁心でも第１の実施の形態と同様のコア形状とすることにより、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。箔帯５を図３（ａ）に示すように巻回しトロイダル磁心を形成する場合、図３（ｂ）に示すようにトロイダルの外周部（巻終側）７の幅を内周部（巻始側）６の幅よりも小さく、除々に幅を大きし中間部８の幅に近づける構造の箔帯５とする。これにより、形成されたトロイダル磁心すなわち略リング状コア１は、図３（ｃ）に示すように外周エッジ部７ａ、７ｂの面取りの表面積が内周エッジ部６ａ、６ｂの面取りの表面積よりも大きくなる。
【００１７】
もちろん、膜厚の均一化を実施するためには、トロイダル形状を考慮し、箔帯５の幅の増加度合いを選定すれば可能となる。
この発明の第３の実施の形態を図４および図５により説明する。すなわち、この電磁装置は、たとえば断面角形の略リング状コア１に熱的処理により樹脂をコーティングして表面に絶縁膜４を形成し、絶縁膜４の表面にコイル９を巻回してなるものである。フェライトコアを用いたリング状コア１の内周部１ａは、内周部１ａと外周部１ｂの放熱性がほぼ同等になるように放熱用突出部１１を設けている。この放熱用突出部１１は周方向に複数形成され、実施の形態では略波状の凹凸を設けている。また放熱用突出部１１間の凹所１２をコイル９の配置部となすように凹所１２にコイル巻線を位置させて巻線している。
【００１８】
電気絶縁樹脂を熱的方法によりコーティングしたとき、内外周のコーティング膜厚４ａ、４ｂは、リング状コア１の内外周の放熱性が同等であるためほぼ等しくなる。また内周部１ａに形成された凹凸に沿って凹所１２を通るようにコイル９を巻回し、コイル９の均等な位置に巻回する均等巻きを達成できる。
なお内周部１ａの構造決定は、内外周部の放熱性を考慮して成されている。
【００１９】
第３の実施の形態によれば、電気絶縁樹脂の絶縁膜４をコーティングしてなるリング状コア１の外周部１ｂおよび内周部１ａの膜厚が同等寸法となるため外周部１ｂの膜厚確保のために、内周部１ａの膜厚が必要以上に付着しないことにより、樹脂材料費の低減、および仕上がり内径の縮小を防止でき、コイル巻線の作業性の劣化を防止することができる。また前記したように巻回されるコイル９の均一巻線が可能である。その他、第１の実施の形態と同様な効果がある。
【００２０】
この発明の第４の実施の形態を図６により説明する。すなわち、この電磁装置は、第３の実施の形態において、たとえば１次巻線および２次巻線からなる複数のコイル９、１０を巻回したものであり、複数のコイル９、１０の巻線時のコイル９、１０間の距離の確保が可能となるほか、その他は第３の実施の形態と同様である。
【００２１】
この発明の第５の実施の形態を図７により説明する。すなわち、この電磁装置は、第３の実施の形態および第４の実施の形態において、内周部１ａに形成された複数の放熱用突出部１１からなる凹凸の各コーナ部１３、１４を面取りしている。面取りは曲面にして丸みを持たせたり、平面でカットしてもよい。
この発明の第６の実施の形態を図８により説明する。すなわち、この電磁装置は、フェライト製の略リング状コア１の内周部１５ａと外周部１５ｂの放熱性が同等となるように略リング状コア１を軸方向に切断したときの内周部１５ａの破断面が略波状になるように凹凸を設けている。電気絶縁樹脂の絶縁膜４を第１の実施の形態と同様な熱的方法によりコーティングしたとき、内外周のコーティング膜４ａ，４ｂの膜厚は、略リング状コア１の放熱性が同等であるためほぼ等しくなる。
【００２２】
その他、第３の実施の形態と同様な効果がある。
この発明の第７の実施の形態を図９により説明する。すなわち、この電磁装置は、第３の実施の形態において、放熱用突出部１１ａが略リング状コア１に巻かれる複数のコイル９、１０、１５間の間隔をも維持するものである。フェライト製の略リング状コア１の内周部１ａと外周部１ｂの放熱性が同等となるように内周部１ａに複数のコイル９、１０、１５の本数分（図では３次巻線）だけ放熱用突出部１１ａを設けている。電気絶縁樹脂２を熱的方法によりコーティングしたとき、内外周の絶縁膜４のコーティング膜厚４ａ，４ｂは略リング状コア１の放熱性が同等であるためほぼ等しくなる。
【００２３】
これにより、内周部４ａの放熱用突出部１１ａにより形成された３箇所の凹部１１ｂに、３本のコイル９、１０、１５を巻回し、コイル９、１０、１５の位置を固定し、コイル９、１０、１５間の距離を確保することができる。
その他、第３の実施の形態と同様な効果がある。
この発明の第８の実施の形態を図１０により説明する。すなわち、この電磁装置は、第７の実施の形態において、コイル９、１０、１５が巻回される内周部１ｂの凹部１１ｂにさらに凹凸１６を設けている。この凹凸１６を有するリング状コア１に絶縁膜４をコーティングしたものも放熱用突出部としての第３の実施の形態と同様な作用効果がある。その他、第７の実施の形態と同様である。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１記載の電磁装置によれば、略リング状コアの外周エッジ部を内周エッジ部よりも大きな面で面取りしているので、絶縁膜のとくに薄くなりがちな外周エッジ部の膜厚と内周エッジ部のコーティング膜厚の差異を極力抑制でき、内外周部の膜厚の均一化が図れ、小型のリング状コアにとくに有効である。また内周エッジ部にもＣカット面または曲面等の面取りを設けることにより、コイル巻線時のストレスによる絶縁樹脂の劣化（薄化）やコイルへの傷等を防止できる。そのため電気絶縁樹脂の絶縁膜をコーティングしてなる略リング状コアの外周エッジ部の膜厚確保のために、二重コーティング等を必要とせず工程の簡略化が図れ、他の部分とくに内周部が必要以上の樹脂膜厚になることを防止できる。また内周部の樹脂膜厚が必要以上に付着しないことにより樹脂材料費を低減でき、仕上がり内径の縮小を防止できることにより、コイル巻線の作業性の劣化を防止でき、複数のコイルの巻線時のコイル間距離の確保も可能となり、コア形状の大型化を防止できる。
【００２５】
請求項２記載の電磁装置によれば、放熱用突出部を設けたため、内周部の放熱製の向上により、内周部と外周部の放熱の差異を抑制でき、内外周の絶縁膜の膜厚を均一化できる。その他請求項１と同様な効果がある。
請求項３記載の電磁装置によれば、請求項２と同様な効果のほか、放熱用突出部によりコイルの位置を固定することができる。
【００２６】
請求項４記載の電磁装置によれば、請求項２と同様な効果のほか、複数のコイルの位置決めとなり、コイル間の絶縁間隔を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の部分断面図である。
【図２】略リング状コアの外観斜視図である。
【図３】第２の実施の形態を示し、（ａ）はコアとなる箔心をリング状に巻いた状態の斜視図、（ｂ）は箔心を展開した状態の中央破断平面図、（ｃ）は略リング状コアに絶縁膜をコーティングした状態の部分断面図である。
【図４】第３の実施の形態の略リング状コアの平面図である。
【図５】略リング状コアの絶縁膜上にコイルを巻いた状態の平面図である。
【図６】第４の実施の形態の平面図である。
【図７】第５の実施の形態の略リング状コアの内周面の凹凸を示す部分拡大図である。
【図８】第６の実施の形態の略リング状コアの断面図である。
【図９】第７の実施の形態を示し、（ａ）は略リング状コアの平面図、（ｂ）は略リング状コアの絶縁膜上にコイルを巻回した状態の平面図である。
【図１０】第８の実施の形態の平面図である。
【図１１】従来例の一部破断斜視図である。
【図１２】（ａ）は従来例の軸方向と直交する切断面で切断した横断面図、（ｂ）は軸方向に切断した部分断面図である。
【符号の説明】
１略リング状コア
１ａ内周部
１ｂ外周部
２内周部
２ａ、２ｂ内周エッジ部
３外周部
３ａ、３ｂ外周エッジ部
４絶縁膜
５箔帯
６内周部
６ａ、６ｂ内周エッジ部
７外周部
７ａ、７ｂ外周エッジ部
９コイル
１０コイル
１１放熱用突出部
１１ａ放熱用突出部

Claims

断面角形の略リング状コアに熱的処理により樹脂をコーティングして表面に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の表面にコイルを巻回してなる電磁装置において、前記略リング状コアの内周エッジ部よりも外周エッジ部を大きな面で面取りしていることを特徴とする電磁装置。
略リング状コアに熱的処理により樹脂をコーティングして表面に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の表面にコイルを巻回してなる電磁装置において、前記略リング状コアの内周部は、前記内周部と外周部の放熱性がほぼ同等になるように放熱用突出部を設けたことを特徴とする電磁装置。
前記放熱用突出部が前記略リング状コアの周方向に複数形成され、前記放熱用突出部間の凹所をコイル巻線の配置部とした請求項２記載の電磁装置。
前記放熱用突出部は前記略リング状コアに巻かれる複数のコイル間の間隔を維持する請求項２記載の電磁装置。