JP3794658B2

JP3794658B2 - ノイズカットトランス及びその製造方法

Info

Publication number: JP3794658B2
Application number: JP15846197A
Authority: JP
Inventors: 昭彦矢ケ崎
Original assignee: 株式会社電研精機研究所
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2017-06-16
Also published as: JPH118139A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一次側コイルから二次側コイルへ伝達されるノイズを遮断するトランスであって、特に電源線路と機器側回路との間に配置され機器の誤動作を防止するトランスに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来技術としてノイズの伝達を防止するために、例えば、実公昭60-17882号公報に開示されたように、コアに高周波実効透磁率の低い材質を使うことによってノイズの伝達を防止する手段や、また、実公昭57-18748号公報に示すように、一次側コイルの軸心と二次側コイルの軸心とを直交させることにより、ノイズの伝達を防止する手段（以下、軸心直交型ノイズカットトランスという）が提案されている。
【０００３】
特に、後者の軸心直交型ノイズカットトランスでは、コアから離れて空中を通過する磁束が一次側コイルと二次側コイル間で鎖交しない。このためコアを離れた磁束により、一次側コイルから二次側コイルへのノイズが伝達することがなく、もって、一次側から二次側への電力・信号伝達時にノイズを除去することができる。
【０００４】
このノイズカットトランスは、例えば特開平２-199809 号公報に示されるように、帯状材を巻回して、内径側から外径側に積層された環状のコアを構成し、このコア両側の対向する二辺をねじることにより、これに取り付ける一次側コイルと二次側コイルのそれぞれの軸心を直交させることにより構成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した軸心直交型ノイズカットトランスは、例えば、特公平７-56848号公報に記載されたように、一方の辺をクランプし、対向する他方の辺をひねることによって製造されていたが、この際、かかる加工にはきわめて大きな力を加える必要があり、特殊な加工機械が必要となる。また、コアを構成する帯状材の幅方向のみならず、積層径方向にも厚みを持った立体物であるため、曲げ部の内径と外径との間で曲率が大きく異なり、曲げ部で積層された帯状材がずれてしまったり、皺がよってしまうなどの問題があった。このため、かかる曲げ加工作業には作業員の熟練を要し、生産効率が低いという問題点もあった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、４つのカットコアを組み合わせることにより、曲げ加工作業を必要としないで軸心直交型のノイズカットトランスを構成することにより、製造作業に熟練を必要とせず、生産効率が良好なノイズカットトランス、並びにその製造方法を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コアに取り付けられた一次側コイルの軸心方向と二次側コイルの軸心方向とが直交する軸心直交型ノイズカットトランスであって、コアは、それぞれ複数の板材が積層され、積層方向に曲げられて側面Ｌ字型に形成したカットコアを４つ用い、一のカットコアの端部正面を隣接するカットコアの端部側面に面接するように順次連結し、環状体を形成することにより構成されたノイズカットトランスを提供して上記課題を解決する。
【０００８】
また、上記したノイズカットトランスを製造する方法として、帯状材を心材の側面に重ねて巻き付けて、環状積層体を形成する工程と、前記心材を抜き取った後、環状積層体を４つに分割して、それぞれ側面がＬ字型となった４つのカットコアを形成する工程と、これら４つのカットコアのうち、２つのカットコアの一辺に、それぞれ一次側コイル、二次側コイルを外嵌する工程と、これら一次側コイル及び二次側コイルが外嵌された２つのカットコアの間に、他の２つのカットコアを配置し、一のカットコアの端部正面を隣接するカットコアの端部側面に面接するように連結することにより、前記一次側コイルの軸心方向と二次側コイルの軸心方向が直交する環状コアを構成する工程と、からなるノイズカットトランスの製造方法を提案する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のノイズカットトランスの実施例を図１乃至図６に基づいて説明する。図１はノイズカットトランスの斜視図、図２はコアの側面図、図３はカットコアの説明図、図４及び図５はカットコアの製造工程を示す説明図、さらに図６はカットコアを用いたコアの組立て方法を説明するコアの分解斜視図である。
【００１０】
本実施例のノイズカットトランス（以下、単にトランスという）１は、図示しない電源と機器との間に配置され、電源のノイズを機器に伝達させないために設けられるトランスである。図１に示すように、このトランス１は４つのカットコア２（２Ａ〜２Ｄ）を組み合わせて構成されるコア３と、該コア３に取り付けられた一次側コイル４及び二次側コイル５とから構成される。
【００１１】
一次側コイル４及び二次側コイル５は、図示しない電線をボビン４ａ、５ａの外周面に所定数巻回させたものであって、電線の端部はリード線４ｂ、５ｂとして引き出されている。ボビン４ａ、５ａは、後述するカットコア２に外嵌可能な四角形状および同一の内径を有する。
【００１２】
それぞれのコイル４、５は巻回した電線の外周面や全周面を、金属箔・金属製成形函・金属溶着膜・金属蒸着膜・導電塗料等の良電導材で被覆し、これから接地用導体４ｃ、５ｃを引き出す遮蔽構造として静電結合によるノイズの移行を防止することにより、いっそうノイズカット効果を高めることができる。
【００１３】
なお、コイル４、５は、後述するように予め製造しておいたものを、コア３の組立て時に組み込むことができる。このため、コアの製造後、事後的にボビンを回転させて電線を巻き付けることによりコイルを構成する必要のあった従来構造に比べて、必ずしも回転巻付用のボビンを必要としない。従って、例えば、心材に電線を巻回した後、心材を外し、これをテーピングや接着剤により固定した、ボビンを必要としない、構造がよりシンプルで低コストのコイルを使用することもできる。
【００１４】
これら一次側コイル４及び二次側コイル５は、それぞれ第１カットコア２Ａ、第３カットコア２Ｃの一辺に外嵌され、これら第１カットコア２Ａ、第３カットコア２Ｃは、第２カットコア２Ｂ、第４カットコア２Ｄを介して連結され、三次元的に環状体となったコア３が構成される（構造については後に詳述する）。なお、一次側コイル４のリード線４ｂは電源側に接続され、二次側コイル５のリード線５ｂは機器側に接続される。
【００１５】
リード線４ｂ、５ｂのそれぞれは、図１に示すように、２本の電線を互いに撚り合わせて構成されており、コアから離れて空中を通過する磁束がこれらリード線４ｂ、５ｂに鎖交しても、それぞれの電線の誘導起電力が反対になるため、両者が打ち消しあって消滅し、もって、電源側並びに機器側に影響を与え難いトランスを構成することができる。
【００１６】
なお、各カットコア２及びこれらにより構成されるコア３は、それぞれ高周波実効透磁率の低い材質を用いて形成されている。このような材質としては、例えば珪素鋼板が選択される。
【００１７】
図２は図１の視点方向Ｓからとらえたコア３の側面図である。同図に示すように、コア３は８個所で上下、左右方向に交互に９０度ねじられた環状体であって、同視点方向Ｓから見ると、前方部と後方部では直交して重なる構造を有している。そして、この前方部（第１カットコア２Ａ）並びに後方部（第３カットコア２Ｃ）に外嵌した一次側コイル４及び二次側コイル５のそれぞれの軸心Ｘ、Ｙも直交する。このため、一次側コイル４から発生した磁束のうち、コア３を介せず、空中を通過する磁束は、二次側コイル５に鎖交することがなくなる。
【００１８】
一次側コイル４に入力された電力・信号は、電磁誘導作用により磁気に変換され、コア３を経て、二次側コイル５で再び電力・信号に逆変換されて取り出される。このとき、コア３は、高周波実効透磁率が低いために、電源側（一次側コイル４）に高周波ノイズが含まれていても、コア３を介することで、この間に除去され、装置側（二次側コイル５）にノイズが伝達されることはない。
【００１９】
加えて、上記のごとく、一次側コイル４から発生し、空中を通過する磁束は二次側コイル５に鎖交することがない。このため、コア３以外の経路で一次側コイル４と二次側コイル５が磁気的に結合することがなく、コア３を迂回する経路でノイズが伝達されてしまうことを防止することができる。
【００２０】
以上説明したように、かかるトランス１は、電源側（一次側コイル４）から装置側（二次側コイル５）へ電力・信号を伝達する際、これに含まれるノイズを確実に除去することができ、もってノイズによる装置の誤動作等を防止することができる。また、逆に装置側からノイズが発生しても、これが電源側に漏れることを阻止でき、電源の汚染を防止することができる。
【００２１】
図３及び図６を用いてコアの構造を説明する。図３( ａ) はカットコアの側面図、図３( ｂ) はカットコアの正面図である。カットコア２は、複数の金属板を積層した側面Ｌ字型のブロックであって、同図( ａ) に示すとおり、中央で大きく湾曲している。
【００２２】
カットコア２の両側面２ｅ、２ｆ及び両端面２ｃ、２ｄには、それぞれ金属板材の積層面２ｘ、２ｙが現れる。そして、少なくとも、一方端の積層面２ｘ及び一方側面の積層面２ｙは表面が研削されて平面状に均されている。
【００２３】
ここで、カットコア２の互いに直交した両辺２ａ、２ｂの長さｌ１、ｌ２は同一長さを有する。また、両辺２ａ、２ｂの端部に現れる端面２ｃ、２ｄは、高さｍ１、幅ｍ２とも同じ長さを有する。
【００２４】
図４並びに図５を用いて、カットコア２の製造方法を説明する。まず、図４に示すように、心材７の周囲に金属帯材８ａを巻回して、環状積層体８を製造する。この際、この作業に用いる心材７は断面正方形の棒体であって、環状積層体８の中央開口は正面正方形の形状を有することになる。そして、所定の厚さとなるまで金属帯材８ａを巻回させた後、心材７を抜き取り、環状積層体８を取り出す。
【００２５】
次に、図５に示すように、環状積層体８の角部が中心となるように、該環状積層体８の各辺の中央を通る切断線８ｂで４つの部分に分割する。環状積層体８は各辺が等しい、角の取れた正方形であるために、分割された部分はそれぞれ中央が屈曲したＬ字型部材となる。そして、この部材について、外側に露出する端面２ｃ、２ｄの積層面２ｘ、同様に露出する側面２ｅ、２ｆの積層面２ｙを研削して表面処理することによりカットコア２として使用する。
【００２６】
なお、金属帯材８ａは環状積層体８を形成した後、接着剤を積層間に含浸させることにより固定するか、あるいはバインドにより締結することにより、上記のようにカットコア２に分割されても、剥離してしまうことはない。
【００２７】
図６を用いて、上記のごとく製造されたカットコア２を組み合わせ、コア３を構成する方法を説明する。同図に示すように、一のカットコア２は、その一方の端面２ｃを隣接する他のカットコア２の側面２ｅに面接させるように逐次連結していく。カットコア接着は、接着剤や溶接、またはバインドによる締結により行う。
【００２８】
各連結部では一のカットコア２の側面２ｅ、２ｆが、他のカットコア２の側面２ｅ、２ｆに常に直交するように接続する。そして、この規則に従って、第１乃至第４カットコア２Ａ〜２Ｄを４個所で連結することにより、環状体であるコア３が構成されることになる。すなわち、コア３は、各カットコア２の屈曲部、並びにカットコア２同士の連結部において、それぞれ三次元方向に９０度ずつ屈折することにより、幾何学的に立体的な環状体が形成される。
【００２９】
この際、カットコア２の端面２ｃ、側面２ｅはいずれも積層面２ｘ、２ｙであり、連結部では隣接するカットコア２の間で、積層面２ｘ、２ｙ同士が面接することになる。このため、連結部においても良好な透磁性を確保することができ、一体型でなくとも、十分な性能を持ったコア３を構成することができる。
【００３０】
なお、一次側コイル４、二次側コイル５は、予め、ボビン４ａ、５ｂに電線を巻回して製造しておき、コア３の組立て時に、対向するカットコア２Ａ、２Ｃの一辺に外嵌させることにより組み込むことができ、トランス１が構成される（図１参照）。なお、前記したごとく、これらコイル４、５は、従来技術のような電線の回転巻付用ボビンを必要とせず、ボビンなしのコイルを用いることもできる。
【００３１】
このように、Ｌ字型に形成したカットコアを４つ用い、一のカットコアの端部正面を隣接するカットコアの端部側面に面接するように順次連結することにより、両側の辺が直交するコアを簡単に構成することができる。このため、一体の環状体であるコアをねじって両コイルの軸心を直交させていた従来のトランスに比べて、大型の加工機械を必要とせず、また、ねじられる部分のストレス処理等を行う必要がないため、非熟練作業者であっても、容易に軸心直交型のノイズカットトランスを構成することができる。
【００３２】
また、従来の一体型のコアを用いた場合は、上記したコアのねじり作業終了後、コア上に分割ボビンを取り付けた後、ボビン回りに電線を巻回してコイルを形成しなければならなかったのに対して、本発明では予め構成しておいたコイルを事後的に取り付ければ済むため、生産効率に優れたトランスとなる。
【００３３】
なお、上記実施例では、各カットコア２の寸法をｌ１＝ｌ２、ｍ１＝ｍ２となるように設定したが、本発明は必ずしもこの条件に限られることはない。例えばｌ１＞ｌ２と設定することにより、横長のコアを構成することができ、また、２つをｍ１＞ｍ２、他の二つをｍ１＜ｍ２と設定することにより、断面矩形のコアを構成することもできる。また、上記実施例では、カットコア２の積層面２ｘ，２ｙの全体を研削したが、両者が接触する最小部分を研削してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のノイズカットトランスでは、対向する両側の辺を直交させるに際し、４つのカットコアを組み上げることで簡単にかかる形状を構成することができる。従って、従来の技術に比べ、コアの製造作業に熟練を必要とせず、もって生産効率が良好な軸心直交型のノイズカットトランスを構成することができる。
【００３５】
また、一体型のコアを用いた従来技術に比べ、事前にコイルを製造しておき、これをコアの製造時に組み入れることができるため、この点からも生産効率に優れたノイズカットトランスとなる。
【００３６】
また、本発明のノイズカットトランスの製造方法によれば、板材を積層した４つのＬ字型カットコアを容易に、かつ相互に揃った寸法で製造することができ、さらに、これら４つのＬ字型カットコアを使用することにより、軸心直交型のノイズカットトランスを簡単に作ることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ノイズカットトランスの斜視図である。
【図２】ノイズカットトランスに用いるコアの側面図である。
【図３】( ａ) はカットコアの側面図、( ｂ) はカットコアの正面図である。
【図４】カットコアの製造方法を示す説明図である。
【図５】カットコアの製造方法を示す説明図である。
【図６】カットコアによるコアの組立て構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ｘ …一次側コイルの軸心
Ｙ …二次側コイルの軸心
１ …トランス
２ …カットコア
２Ａ…第１カットコア
２Ｂ…第２カットコア
２Ｃ…第３カットコア
２Ｄ…第４カットコア
２ｃ、２ｄ…端面
２ｅ、２ｆ…側面
２ｘ…カットコア端面の積層面
２ｙ…カットコア側面の積層面
３ …コア
４ …一次側コイル
５ …二次側コイル
８ …環状積層体

Claims

環状のコアの両側に一次側コイルと二次側コイルを外嵌し、一次側コイルの軸心方向と二次側コイルの軸心方向とを直交させるように前記コアが構成されたトランスであって、
前記コアは、それぞれ複数の板材が積層され、積層方向に曲げられて側面Ｌ字型に形成したカットコアを４つ用い、一のカットコアの端部正面を隣接するカットコアの端部側面に面接するように順次連結し、環状体を形成することにより構成されることを特徴とするノイズカットトランス。
帯状材を心材の側面に重ねて巻き付けて、環状積層体を形成する工程と、
前記心材を抜き取った後、環状積層体を４つに分割して、それぞれ側面がＬ字型となった４つのカットコアを形成する工程と、
これら４つのカットコアのうち、２つのカットコアの一辺に、それぞれ一次側コイル、二次側コイルを外嵌する工程と、
これら一次側コイル及び二次側コイルが外嵌された２つのカットコアの間に、他の２つのカットコアを配置し、一のカットコアの端部正面を隣接するカットコアの端部側面に面接するように連結することにより、前記一次側コイルの軸心方向と二次側コイルの軸心方向が直交する環状コアを構成する工程と、
からなることを特徴とするノイズカットトランスの製造方法。