DE69527333T2

DE69527333T2 - Drosselspule

Info

Publication number: DE69527333T2
Application number: DE69527333T
Authority: DE
Inventors: Tsunetsugu Imanishi; Kazuaki Onishi; Munekazu Sato; Hidenori Uematsu
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2015-04-22
Also published as: CN1123018C; US6014071A; DE69527333D1; JP3282183B2; EP0706192B1; JPH07297055A; CN1127568A; WO1995029493A1; EP1213833A1; EP0706192A4; US5841335A; EP1202449A1; EP0706192A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Drosselspule, die zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen oder zur Verbesserung des Leistungsfaktors für elektronische Geräte für den privaten und den industriellen Gebrauch verwendet wird.
In den vergangenen Jahren kamen, um eine Verkleinerung und eine Leistungsvergrößerung von industriellen Geräten und Geräten für den privaten Gebrauch zu bewirken, zunehmend Halbleitern in Geräten zum Einsatz. Netzgleichrichterschaltungen und die Phasensteuerschaltungen, die in derartige Vorrichtungen eingebaut sind, verwenden einen Kondensator. Der große impulsartige Eingangsstrom beim Laden des Kondensators erhöht den Oberwellenstrom hoher Ordnung und die Spannungsverzerrung in der Übertragungsleitung und im Netzteil. Die Geräte werden somit nachteilig beeinflusst und deren Leistungsfaktor beträchtlich vermindert. Verschiedene Verfahren wurden vorgeschlagen, um einen Oberwellenstrom hoher Ordnung zu unterdrücken und den Leistungsfaktor zu verbessern. Von allen diesen Verfahren wird ein vergleichsweise einfaches und billiges Verfahren genau untersucht, bei welchem eine Drosselspule in Reihe (im Gegentaktbetrieb) in die Wechselstromleitung eingefügt ist.
Eine in den Fig. 30 bis 32 dargestellte herkömmliche Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen ist an sich bekannt. Fig. 30 bis 32 zeigen eine explodierte perspektivische Ansicht, eine Schnittansicht und eine äquivalente Schaltung, und zwar jeweils von einer herkömmlichen Drosselspule, die zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen verwendet wird.
In den Fig. 30 bis 32 bezeichnet Bezugszeichen 58 einen U-förmigen einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkern, der aus einem Ferritmaterial besteht, Bezugszeichen 59 einen EI-förmigen einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkern, der aus Siliziumstahlblechen besteht, Bezugszeichen 60 einen Spulenkörper, Bezugszeichen 61, 62 Spulen, Bezugszeichen 63 ein Harzgehäuse, Bezugszeichen 64 ein Abschirmgehäuse, Bezugszeichen 65 ein Gießharz, Bezugszeichen 66 Unterteilungsflansche, Bezugszeichen 67 einen Magnetspalt, Bezugszeichen "C" einen Gleichtakt-Drosselspulenabschnitt, und Bezugszeichen "N" einen Gegentakt- Drosselspulenabschnitt.
Die oben erwähnte Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen wird fertiggestellt, indem der U-förmige einen geschlossenen Kreis bildende Magnetkern 58 aus Ferritmaterial und der EI-förmige einen geschlossenen Kreis bildende Magnetkern 59 aus Siliziumstahlblechen kombiniert werden, wobei die Spulen 61, 62 die gleiche Anzahl von auf den Spulenkörper 60 gewickelten durch den Unterteilungsflansch 66 unterteilten Windungen aufweist, derart dass die zwei Magnetkerne 58, 59 überdeckt werden. In dieser Konfiguration, wie dargestellt durch die äquivalente Schaltung von Fig. 32, bilden zwei verschiedene einen geschlossenen Kreis bildende Magnetkerne 58, 59 unterschiedliche Magnetkreise, und der Gegentakt- Drosselspulenabschnitt "N" besteht hauptsächlich aus dem EI-förmigen einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkern 59 aus Siliziumstahlblechen, hingegen besteht der Gleichtakt-Drosselspulenabschnitt "C" hauptsächlich aus dem U- förmigen einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkern 58 aus Ferritmaterial. Der Magnetspalt 67, der auf dem in der Mitte befindlichen Schenkel des aus Siliziumstahlblechen bestehenden EI-förmigen Magnetkern 59 vorgesehen ist, dient dazu, die magnetische Sättigungskennlinie des Gegentakt-Drosselspulenabschnitts "N" zu verbessern.
Für eine Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen besteht ein wichtiges Problem im Allgemeinen darin, einen sehr großen Induktivitätswert in der Größenordnung von einigen mH im Gegentaktbetrieb zu gewährleisten und dabei gleichzeitig den Platzbedarf und das Gewicht zu vermindern. Die in Fig. 30 dargestellte herkömmliche Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen kann einen Gegentakt-Induktivitätswert gewährleisten, der zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen erforderlich ist, während sie gleichzeitig die Funktion einer Gleichtakt-Drosselspule hat. Demzufolge können sowohl harmonische Verzerrungen als auch elektromagnetische Störungen (EMI) verhindert werden, und auch die bisher im Filterblock des Netzteils angeordnete Gleichtakt-Drosselspule kann entfallen, was zu dem zusätzlichen Vorteil führt, dass der Platzbedarf verringert wird.
Bei der herkömmlichen Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen können jedoch die Spule 61 und die Spule 62, bedingt durch die Konfiguration ihres Magnetkreises, nicht nahe beieinander angeordnet werden und sind durch die Breite des in der Mitte befindlichen Schenkels des EI-förmigen Magnetkerns 59 aus Siliziumstahlblechen getrennt. Demzufolge wird die Kopplungseffizienz zwischen den Spulen 61 und 62 des Gleichtakt-Drosselspulenabschnitts "C" vermindert, so dass beim aus einem Ferritmaterial bestehenden Magnetkern 58 die Gefahr einer magnetischen Sättigung besteht. Es ist somit erforderlich, für den Magnetkern 58 ein Material hoher Sättigungsflussdichte auszuwählen. Im Allgemeinen weisen Materialien hoher Sättigungsflussdichte geringe magnetische Permeabilität auf, was zu dem Nachteil einer Vergrößerung des Gleichtakt-Drosselspulenabschnitts "C" führt. Auch beim Gegentakt-Drosselspulenabschnitt "N" wird eine große Menge an Streuflüssen vom Magnetspalt 67 erzeugt, der auf dem in der Mitte befindlichen Schenkel des EI-förmigen Magnetkerns 59 aus Siliziumstahlblechen vorgesehen ist, wodurch sich das Problem eines sich auf die anderen Teile auswirkenden nachteiligen Effekts ergibt.
Weiter ist eine sättigbare Magnetdrosselspule vom im Oberbegriff des anliegenden Anspruchs 1 spezifizierten Typ in JP-A-55 120 117 offenbart.

INHALT DER ERFINDUNG

Um das oben erwähnte Problem zu lösen, wird eine Drosselspule wie spezifiziert im anliegenden Anspruch 1 vorgeschlagen.
Bei dieser Drosselspule wird eine dritte Spule derart gewickelt, dass sie die ersten und zweiten Magnetkerne überdeckt, und daher wird der Kopplungskoeffizient zwischen den Spulen im Gleichtakt-Drosselspulenabschnitt "C" hoch. Demzufolge kann der Gleichtakt-Drosselspulenabschnitts "C" verkleinert werden. Beim Gegentakt-Drosselspulenabschnitt "N" können andererseits die vom Magnetspalt erzeugten Streuflüsse durch Spulen blockiert werden. Somit kann eine kompakte Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen, die als Hochleistungs-Gleichtakt- Drosselspule fungiert, zu niedrigen Kosten und mit hoher Qualität bereitgestellt werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Modellansicht einer Drosselspule gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 ist ein Diagramm, welches einen Magnetkreis der gleichen Ausführungsform darstellt,
Fig. 3 ist eine perspektivische Modellansicht eines Entwicklungsbeispiels der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform,
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Drosselspule gemäß einer weiteren Ausführungsform darstellt,
Fig. 5 ist eine perspektivische Modellansicht der in Fig. 4 dargestellten Drosselspule,
Fig. 6 ist eine Schnittansicht eben dieser Drosselspule,
Fig. 7 ist eine perspektivische Modellansicht des Entwicklungsbeispiels der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform,
Fig. 8 ist eine perspektivische Modellansicht eines Entwicklungsbeispiels der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform,
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 10 ist eine Modell-Draufsicht der gleichen Ausführungsform,
Fig. 11 ist ein Diagramm, welches die Frequenzcharakteristik der Ausführungsform von Fig. 9 und eines Vergleichsbeispiels vergleicht,
Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 13 ist eine Modell-Draufsicht der gleichen Ausführungsform,
Fig. 14 ist ein Diagramm, welches die Frequenzcharakteristik der Ausführungsform von Fig. 12 und eines Vergleichsbeispiels vergleicht,
Fig. 15 ist eine Modell-Draufsicht eines Entwicklungsbeispiels gemäß der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform,
Fig. 16 ist ein Diagramm, welches einen Magnetkreis einer weiteren Ausführungsform darstellt,
Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht der gleichen Ausführungsform,
Fig. 18 ist eine perspektivische Modellansicht der gleichen Ausführungsform,
Fig. 19 ist ein Diagramm, welches das Stanz-Layout der U-förmigen übereinander geschichteten Eisenkerne darstellt,
Fig. 20 ist ein Diagramm, welches einen Magnetkreis einer Drosselspule gemäß einer weiteren Ausführungsform darstellt,
Fig. 21 ist ein Diagramm, welches einen Magnetkreis einer Drosselspule gemäß einer weiteren Ausführungsform darstellt,
Fig. 22(a) 22(b) und 22(c) sind Diagramme, welche einen Magnetkreis, eine vergrößerte Ansicht eines Schenkels der Hauptteile, und eine Schnittansicht entlang Linie X-X' von Fig. 22(b) darstellt, und zwar jeweils gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht der gleichen Ausführungsform,
Fig. 24 ist eine perspektivische Modellansicht der gleichen Ausführungsform,
Fig. 25 ist ein Diagramm, welches einen Magnetkreis als Entwicklungsbeispiel der in Fig. 22(a) dargestellten Ausführungsform zeigt,
Fig. 26(a) und 26(b) sind ein Modelldiagramm und ein Klopfkennliniendiagramm, und zwar jeweils der Prägungen aufweisenden, übereinander geschichteten Eisenkerne,
Fig. 27(a) und Fig. 27(b) stellen ein Modelldiagramm mit Prägungen versehenen, übereinander geschichteten Eisenkernen sowie ein Kennliniendiagramm dar, das die Beziehung zwischen der Induktivität, den laminierten Eisenkernen bzw den Streuflüssen darstellt,
Fig. 28 ist ein Diagramm, welches einen Magnetkreis des in Fig. 22(a) dargestellten Entwicklungsbeispiels darstellt,
Fig. 29 ist ein Diagramm, welches einen Magnetkreis des in Fig. 22(a) dargestellten Entwicklungsbeispiels darstellt,
Fig. 30 ist eine explodierte perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Drosselspule,
Fig. 31 ist eine Schnittansicht der gleichen Drosselspule, und
Fig. 32 ist ein Diagramm, welches eine äquivalente Schaltung der gleichen Ausführungsform darstellt.

BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

(Ausführungsform 1)

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Fig. 1 bis 3 tragen die Bauteile, welche die gleiche Konfiguration wie die in den Fig. 30, 31 und 32 dargestellten herkömmlichen Kreise haben, jeweils die gleichen Bezugszeichen und werden hier nicht nochmals beschrieben. Zuerst sind eine perspektivische Modellansicht einer Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen, deren Magnetkreis und eine perspektivische Modellansicht eines Entwicklungsbeispiels der Ausführungsform von Fig. 1 jeweils in den Fig. 1 bis 3 dargestellt. In den Fig. 1 bis 3 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen ersten Magnetkern, welcher einen einfachrechteckförmigen, einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkern aus U-förmigem Ferritmaterial bereitstellt, Bezugszeichen 2 einen zweiten Magnetkern, der einen einfachrechteckförmigen Magnetkreiskern aus U-förmigen Siliziumstahlblechen liefert, Bezugszeichen 3a eine erste Spule, Bezugszeichen 4a eine zweite Spule, Bezugszeichen 5a eine dritte Spule, Bezugszeichen 7 einen Magnetspalt, Bezugszeichen "A" einen Netzstrom, Bezugszeichen F&sub1; magnetische Flüsse, die durch die erste Spule 3a erzeugt wurden, Bezugszeichen F&sub2; durch die zweite Spule 4a erzeugte magnetische Flüsse, und Bezugszeichen F&sub3; durch die dritte Spule 5a erzeugte magnetische Flüsse.
Die Konfiguration der ersten Ausführungsform wird nachfolgend detailliert beschrieben. Zuerst wird die erste Spule 3a auf einen der Schenkel des ersten Magnetkerns 1 gewickelt, und die zweite Spule 4a wird auf einen der Schenkel des zweiten Magnetkerns 2 gewickelt. Weiter wird die dritte Spule 5a zwischen den Schenkeln derart gewickelt, dass sie die erste Spule 3a und die zweite Spule 4a überdeckt. Ein "unterteiltes" Wickeln kann als Wicklungsverfahren verwendet werden, um die Hochfrequenz-Kennlinie zu verbessern.
Die auf einen der Schenkel des ersten Magnetkerns 1 gewickelte erste Spule 3a und die auf die erste Spule 3a gewickelte dritte Spule 5a sind in einer solchen Richtung positioniert, dass die magnetischen Flüsse F&sub1; und F&sub3; in dem speziellen Schenkel bezüglich des Netzstroms "A" entgegengesetzt oder gegeneinander versetzt sind, wodurch ein Gleichtakt-Drosselspulenabschnitt "C" ähnlich der mit Bezug auf den Stand der Technik beschriebenen äquivalenten Schaltung von Fig. 32 konfiguriert wird. Auch weisen die zweite Spule 4a, die auf einen der Schenkel des zweiten Magnetkerns 2 gewickelt ist, und die dritte Spule 5a, die auf die zweite Spule 4a gewickelt ist, eine derartige Positionierung ihrer magnetischen Flüsse F&sub2; und F&sub3; auf, dass sie im speziellen Schenkel bezüglich des Netzstroms "A" nicht gegeneinander versetzt sind, wodurch hauptsächlich ein Gegentakt-Drosselspulenabschnitt "N" ähnlich der mit Bezug auf den Stand der Technik beschriebenen äquivalenten Schaltung von Fig. 32 gebildet wird. Die Schaltung gemäß der Ausführungsform wird durch Verbinden der ersten Spule 3a und der zweiten Spule 4a fertiggestellt. Eine stumpf aneinander stoßende Fläche eines der Schenkel des zweiten Magnetkerns 2 kann mit einem Magnetspalt versehen sein, um die Gegentakt-Magnetsättigungskennlinie zu verbessern.
Wie oben beschrieben kann gemäß der betrachteten Ausführungsform der äquivalente Schaltung der Erfindung aus der gleichen Schaltung wie die in Fig. 32 gezeigte äquivalente herkömmliche Schaltung konfiguriert sein. Daher kann ein für eine Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen erforderlicher Gegentakt-Induktivitätswert von gleicher Größe wie beim Stand der Technik gewährleistet werden und dabei gleichzeitig die Funktion als Gleichtakt-Drosselspule bereitgestellt werden. Aus diesem Grund können elektromagnetische Störungen (EMI) sowie harmonische Verzerrungen verhindert werden, und die bisher im Filterblock des Netzteils vorgesehene Gleichtakt-Drosselspule kann entfallen, was zu einem verminderten Platzbedarf führt.
Weiter haben bei der Gleichtakt-Drosselspulenabschnitt "C" gemäß der vorliegenden Erfindung die erste Spule 3% die auf einen der Schenkel des ersten Magnetkerns 1 gewickelt ist, und die dritte Spule 5a eine Struktur von doppelten Schichten von Wicklungen, so dass die magnetischen Flüsse F&sub1; und F&sub3; bezüglich des Netzstroms "A", d. h. wenn ein Netzstrom anliegt, gegeneinander versetzt sind. Die Kopplung zwischen den Spulen kann somit verbessert werden. Demzufolge wird die magnetische Sättigungskennlinie des Magnetkerns 1 verbessert, und der Induktivitätswert kann frei festgelegt werden, ohne Berücksichtigung der Anzahl der Windungen oder den Einstellungen des Magnetkreises des Gegentakt-Drosselspulenabschnitts "N", indem die Querschnittfläche des Magnetkerns 1 verändert wird. Auch kann ein Material hoher Permeabilität anstelle des herkömmlichen Materials geringer Permeabilität mit hoher Sättigungsflussdichte gewählt werden, mit dem Ergebnis, dass ein Induktivitätswert erzielt werden kann, da ca. um das zwei- bis dreifache größer als beim Stand der Technik ist, wodurch eine merkliche Größenverminderung ermöglicht wird. Der verbesserte Kopplungskoeffizient vermindert die Streuflüsse.
Außerdem kann sowohl beim Gleichtakt- als auch beim Gegentakt- Drosselspulenabschnitt "N" bzw. "C" die Wicklungsbreite jeder Spule auf einem einzigen Schenkel untergebracht werden, und daher kann eine längere Spule als beim Stand der Technik gewickelt werden. Falls eine unterteilte Wicklungsstruktur verwendet wird, wird eine vielfach unterteilte Wicklung ermöglicht, und daher ist es möglich, eine Spule geringerer Streukapazität als beim Stand der Technik mit verbesserten Hochfrequenzeigenschaften bereitzustellen.
In der zuvor erwähnten Ausführungsform wird eine Drosselspule durch Verbinden der ersten Spule 3a und der zweiten Spule 4a fertiggestellt. Als alternatives Verfahren können die zweite Spule 4a und die dritte Spule 5a mit gleichem Effekt verbunden werden. Dies trifft auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen zu. Die Drosselspule gemäß einer in Fig. 3 dargestellten weiteren Ausführungsform weist eine Konfiguration ähnlich der Ausführungsform von Fig. 1 auf und wird hier nicht nochmals beschrieben.
In der nachfolgenden Beschreibung der zweiten bis siebten Ausführungsform sind gleiche Bauteile wie in der ersten Ausführungsform jeweils mit den gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform versehen und werden hier nicht nochmals beschrieben.

(Ausführungsform 2)

Weiter zeigen Fig. 4 bis 7 eine perspektivische Ansicht, eine perspektivische Modellansicht, eine Schnittansicht bzw. eine perspektivische Modellansicht eines Entwicklungsbeispiels, und zwar einer Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Gleiche Bauteile wie in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet, wobei Bezugszeichen 3, 4, 5 Spulenkörper bezeichnen und Bezugszeichen 6 Unterteilungsflansche.
Zuerst wird eine erste Spule 3a auf einen der Schenkel eines ersten Magnetkerns 1 über einen durch die Teilungsflansche 6 unterteilten Spulenkörper 3 gewickelt. Einer der Schenkel eines zweiten Magnetkerns 2 wird mit einer zweiten Spule 4a über den durch Unterteilungsflansche 6 unterteilten Spulenkörper 4 gewickelt. Weiter wird eine dritte Spule 5c in einer derartigen Position gewickelt, dass sie den anderen Schenkel des zweiten Magnetkerns 2 und den zuvor erwähnten einen der Schenkel des ersten Magnetkerns 1 über dem durch die Unterteilungsflansche 6 unterteilten Spulenkörper 5 überdeckt.
Die erste Spule 3a, die auf einen der Schenkel des ersten Magnetkerns 1 gewickelt ist, und die auf die erste Spule 3a gewickelte dritte Spule 5c sind in einer solchen Richtung positioniert, dass die magnetischen Flüsse bezüglich des Netzstroms in demselben Schenkel gegeneinander versetzt sind. Die auf einem der Schenkel des zweiten Magnetkerns 2 gewickelte zweite Spule 4a und die auf den anderen Schenkel von diesem gewickelte dritte Spule 5c sind andererseits in einer solchen Richtung gewickelt, dass ihre magnetischen Flüsse bezüglich des Netzstroms in dem einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkern nicht gegeneinander versetzt sind. Auf diese Weise wird eine Schaltung ähnlich der äquivalenten Schaltung von Fig. 28 ausgebildet, während gleichzeitig der Gegentakt-Drosselspulenabschnitt "C" und der Gleichtakt-Drosselspulenabschnitt "N" gebildet wird. Die Drosselspule wird fertiggestellt, indem die erste Spule 3a und die zweite Spule 4a verbunden werden. Magnetspalte 7 zur Verbesserung der magnetischen Sättigungscharakteristik im Gegentaktbetrieb sind in einheitlicher Weise an den stumpf aneinander stoßenden Flächen der zwei Schenkel des zweiten Magnetkerns 2 ausgebildet.
Wie oben beschrieben kann gemäß vorliegenden Ausführungsform eine äquivalente Schaltung der Erfindung aus der gleichen Schaltung wie die in Fig. 28 gezeigte äquivalente herkömmliche Schaltung konfiguriert sein. Daher kann ein für eine Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen erforderlicher Gegentakt-Induktivitätswert von gleicher Größe wie beim Stand der Technik gewährleistet werden, und auch die Funktion als Gleichtakt-Drosselspule kann hinzugefügt werden. Demzufolge können elektromagnetische Störungen (EMI) sowie harmonische Verzerrungen verhindert werden, und die bisher im Filterblock des Netzteils verwendete Gleichtakt-Drosselspule kann entfallen, was zu einem verminderten Platzbedarf führt.
Weiter sind bei der Gleichtakt-Drosselspulenabschnitt "C" die erste Spule 3a, die auf einen der Schenkel des ersten Magnetkerns 1 gewickelt ist, und die dritte Spule 5a eine Struktur in zwei Schichten aufgebaut. Die magnetischen Flüsse sind in diesem Schenkel bezüglich des Netzstroms versetzt, und daher kann die Kopplung zwischen den Spulen verbessert werden. Demzufolge wird die magnetische Sättigungskennlinie des Magnetkerns 1 verbessert, und der Induktivitätswert kann frei festgelegt werden, ohne Berücksichtigung der Anzahl der Windungen oder den Einstellungen des Magnetkreises des Gegentakt-Drosselspulenabschnitts "N", indem die Querschnittfläche des Magnetkerns 1 verändert wird. Auch kann als Magnetkern 1 ein Material hoher Permeabilität anstelle des herkömmlichen Materials geringer Permeabilität und hoher Sättigungsflussdichte gewählt werden, und daher kann ein Induktivitätswert, das ca. zwei- bis dreimal so groß ist wie beim Stand der Technik gewährleistet werden, was zu einer merklichen Größenverminderung beiträgt.
Bei dem Gegentakt-Drosselspulenabschnitt "N" sind andererseits die zwei Schenkel des zweiten Magnetkerns 2 durch die zweite Spule 4a und die dritte Spule 5e, die jeweils auf diese gewickelt sind, in einer vollständigen Struktur vom Kerntyp eingeschlossen.
Die Magnetspalte 7, die zum Zweck der Verbesserung der magnetischen Sättigung im Gegentaktbetrieb vorgesehen sind, sind auch umschlossen. Weiter sind diese Magnetspalte 7 in einheitlicher Weise auf den stumpf aneinander stoßenden Flächen der Schenkel vorgesehen, so dass die magnetischen Flüsse im Magnetkern 2 einheitlich gemacht werden können und die magnetischen Streuflüsse beträchtlich vermindert werden können. Die magnetischen Flüsse betragen nach dieser Verminderung etwa 1/5 des Wertes der herkömmlichen Struktur ohne Abschirmgehäuse, und ungefähr ¹/&sub4; des herkömmlichen Wertes bei vorhandenem Abschirmgehäuse. Demzufolge kann ein nachteiliger Effekt auf andere Bauteile, im Fall eines Fernsehgerätes, ein schwerwiegender Bildschwankungsfehler, in beträchtlichem Maße verhindert werden.
Das Abschirmgehäuse 64, das im herkömmlichen Fall zur Verhinderung von Streuflüssen verwendet wurde, kann auch entfallen, mit dem Ergebnis, dass das Isoliergehäuse 63 und das Gießharz 65 nicht mehr benötigt werden. Die Kosten werden somit beträchtlich vermindert und die Frequenzcharakteristiken verbessert. Bei den Gleichtakt- und Gegentakt-Drosselspulenabschnitten "C" und "N" lässt sich die Wicklungsbreite einer jeden Spule auf einem einzigen Schenkel unterbringen. Die Spule kann somit länger gewickelt werden als beim Stand der Technik. Wenn eine unterteilte Wicklungsstruktur verwendet wird, wird daher eine mehrfach unterteilte Wicklung ermöglicht, und eine Spule geringerer Streukapazität als beim Stand der Technik wird mit verbesserter Frequenzcharakteristik bereitgestellt.
Eine perspektivische Modellansicht einer Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist auch in Fig. 7 dargestellt. Diese Ausführungsform weist einen Magnetkreis auf, der in gleicher Weise wie bei der dritten Ausführungsform der Erfindung konfiguriert ist und den gleichen Effekt aufweist.
Auch gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können für Gleichtakt- und Gleichtakt-Betriebsmodi erforderliche Charakteristiken durch Kombinieren magnetischer Materialien unterschiedlicher magnetischer Eigenschaften gewählt werden, wie beispielsweise Permalloy, Eisenstaub, Sendust oder Amorphus, indem mindestens drei Typen magnetischer Materialien kombiniert werden, oder indem eine gewünschte Geometrie festgelegt wird, um eine hohe Permeabilität, eine hohe magnetische Sättigungsleistung und eine hohe Frequenz für den ersten Magnetkern und den zweiten Magnetkern zu erzielen.
Insbesondere lässt sich, auch wenn lediglich die Struktur eines einzelrechteckförmigen, einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkerns als erster und zweiter Magnetkern dargestellt ist, ein "doppelt-gehängtes" Rechteck oder ein "dreifach gehängtes" Rechteck, wie in Fig. 8 dargestellt, für die einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkerne verwendet, um einen weiter verbesserten Effekt zu erzielen.
Die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben. Diese Ausführungsform stellt eine Anwendung der Ausführung von Fig. 1 dar, bei welcher entsprechende Teile durch einen doppelt gehängten rechteckigen geschlossenen Magnetkreis 1a aus Ferritmaterial und einen zweiten Magnetkern 2a mit doppelt gehängtem rechteckigem geschlossenem Magnetkreis aus Siliziumstahlblechen ersetzt sind. In dieser Konfiguration sind beim ersten Magnetkern 1a die magnetischen Flüsse im Vergleich zu der Struktur mit einfach-rechteckförmigem geschlossenen Magnetkreis verteilt, wodurch die Streuflüsse vermindert werden. Für den zweiten Magnetkern 2a kann andererseits ein Magnetspalt auf jedem in der Mitte befindlichen Schenkel ausgebildet sein. Daher kann, im Vergleich zu dem Kern mit einfachrechteckförmigem geschlossenem Magnetkreis, ein Magnetspalt einfacher ausgebildet werden, was wiederum ein Schweißen der äußeren Schenkel möglich macht, wodurch eine stärkere Klopfverhinderungseinrichtung geliefert wird. Auch mit dem zweiten Magnetkern 2b, der einen dreifach gehängten rechteckigen geschlossenen Magnetkreis aus Siliziumstahlblechen aufweist, erlaubt das Vorhandensein von zwei äußeren Schenkeln dessen Verschweißen. Dies ermöglicht eine stärkere Klopfverhinderungseinrichtung, und dabei lassen sich gleichzeitig die Streuflüsse im Vergleich zu einer Drosselspule mit einfach-rechteckförmigem geschlossenen Magnetkreis beträchtlich vermindern. Weiter können, wie mit Bezug auf die zuvor erwähnten Ausführungsformen beschrieben, die ersten, zweiten und dritten Spulen selbstverständlich aus einem Kupferdraht, einer Kupferfolie oder einem anderen Folienmaterial als Wicklung ausgebildet werden, und zwar mit gleichem Effekt.

(Ausführungsform 3)

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Fig. 9 und 10 beschrieben. Die perspektivische Ansicht und die Modell-Draufsicht von Fig. 9 und 10 zeigen eine Drosselspule, spezieller auf Basis der in den Fig. 4 und 5 dargestellten zweiten Ausführungsform.
In den Fig. 9 und 10 ist ein erster Spulenkörper 8 enganliegend ohne irgendeinen Luftspalt an einem der Schenkel des aus Ferritmaterial bestehenden ersten Magnetkerns 1 angebracht, und eine erste Spule 3a ist um den ersten Spulenkörper 8 gewickelt. Eine zweite Spule 9 ist mit einem Luftspalt mittels eines Trägerelementes 11 an dem einen der Schenkel des aus Siliziumstahlblechen bestehenden zweiten Magnetkerns 2 angebracht. Die zweite Spule 4a ist über den Spulenkörper 9 gewickelt. Der dritte Spulenkörper 10 ist mit einem Luftspalt durch das Trägerelement 11 derart ausgebildet, dass die Außenseite des ersten Spulenkörpers 8 und der andere Schenkel des Magnetkerns 2 überdeckt wird, und die dritte Spule 5c ist durch den dritten Spulenkörper 10 gewickelt.
Die erste Spule 3a, die auf einen der Schenkel des ersten Magnetkerns 1 gewickelt ist, und die auf die erste Spule 3a gewickelte dritte Spule 5c sind in einer solchen Richtung positioniert, dass die magnetischen Flüsse bezüglich des Netzstroms in demselben Schenkel gegeneinander versetzt sind, wodurch ein Gleichtakt- Drosselspulenabschnitt "C" konfiguriert wird. Ebenso sind die auf einem der Schenkel des zweiten Magnetkerns 2 gewickelte zweite Spule 4a und die auf den anderen Schenkel gewickelte dritte Spule 5c in einer solchen Richtung positioniert, dass ihre magnetischen Flüsse bezüglich des Netzstroms in dem einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkern nicht gegeneinander versetzt sind, wodurch ein Gegentakt-Drosselspulenabschnitt "N" konfiguriert wird.
Spezieller ist gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform die erste Spule 3a enganliegend auf dem ersten Magnetkern 1 über den ersten Spulenkörper 8 gewickelt, ohne dass irgendein Luftspalt ausgebildet wird.
Eine Drosselspule mit der ohne irgendeinen Luftspalt enganliegend am ersten Magnetkern 1 angebrachten ersten Spule 3a wird mit einem Vergleichsbeispiel eines gleichen, nicht enganliegend aneinander befestigten Paares in Tabelle 1 verglichen, und zwar in Bezug auf die Temperaturerhöhung unter Last der Streukapazität und des Nennstroms. Tabelle 1
Wie aus Tabelle 1 klar ist, weist die Drosselspule gemäß dieser Ausführungsform einen großen Vorteil bei der Verminderung der Streukapazität auf. Bei einer (nicht dargestellten) üblichen Drosselspule erhöht eine enge Anordnung ohne Luftspalt von Spule und Magnetkern die Streukapazität zwischen diesen und beeinträchtigt die Frequenzcharakteristik. Die Spule und der Magnetkern werden daher im Allgemeinen voneinander gelöst, wie im Fall des Vergleichsbeispiels. Im Gegensatz dazu hat es sich jedoch erwiesen, dass im Fall einer Drosselspule einer Wicklungsstruktur mit zwei Kernen und drei Wicklungen, wie beispielsweise der Spule gemäß dieser Ausführungsform, dass die Streukapazität vermindert werden kann, indem Spule und Magnetkern ohne irgendeinen zwischen diesen ausgebildeten Luftspalt enganliegend angeordnet werden. Demzufolge kann die Frequenzcharakteristik der Impedanz des Gleichtakt-Drosselspulenabschnitts "C", der die Hochfrequenzcharakteristik besonders benötigt, in effektiver Weise verbessert werden. Das Ergebnis der Verbesserung ist in Fig. 11 dargestellt.
Ebenso wird, da der erste Spulenkörper 8 enganliegend am ersten Magnetkern 1 eines Ferritmaterials ohne irgendeinen Luftspalt angebracht ist, die im ersten Spulenkörper 3a erzeugte Wärme in effizienter Weise vom Spulenkörper zum Magnetkern übertragen, wodurch die Temperaturerhöhung verringert wird.
Wie oben beschrieben ist gemäß dieser Ausführungsform die auf eine der Schenkel des ersten Magnetkerns 1 aus einem Ferritkernmaterial gewickelte erste Spule 3a, die einen Gleichtakt-Drosselspulenabschnitt "C bildet, enganliegend am ersten Spulenkörper 8 befestigt, ohne dass irgendein Luftspalt zwischen diesen gebildet wird, und daher kann die Streukapazität vermindert werden, was für eine verbesserte Frequenzcharakteristik sorgt, wobei dabei gleichzeitig eine Temperaturerhöhung vermindert wird.

(Ausführungsform 4)

Fig. 12 und 13 sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine Modell-Draufsicht einer Drosselspule gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform repräsentiert im Wesentlichen einen Versuch, die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Ausführungsform zu verbessern. Die Konfiguration dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform darin, dass ein Trägerelement 11, das sich in Kontakt mit der Außenseite des ersten Spulenkörpers 8 befindet, und die Schenkel des zweiten Magnetkerns 2 aus Siliziumstahlblechen weggelassen wurden, so dass die erste Spule 3a enganliegend am Magnetkern ohne irgendeinen Luftspalt zwischen diesen angebracht ist.
Genauer gesagt sind gemäß dieser Ausführungsform die erste Spule 3a enganliegend am ersten Magnetkern 1 über den ersten Spulenkörper 8a ohne irgendeinen Luftspalt zwischen diesen angebracht, die zweite Spule 4a ist ebenfalls fest am zweiten Magnetkern 2 über die zweite Spule 9a ohne irgendeinen Luftspalt angebracht, und die dritte Spule 5c ist am zweiten Magnetkern 2 über die dritte Spule 10a ohne irgendeinen Luftspalt zwischen diesen enganliegend angebracht.
Das Ergebnis der Temperaturerhöhung der Drosselspule gemäß dieser Ausführungsform wird mit einem Vergleichsbeispiel in der nachfolgenden Tabelle 2 verglichen, und zwar unter der Last der Streukapazität und des Nennstroms. Tabelle 2
Wie aus Tabelle 2 klar hervorgeht, weist die Drosselspule gemäß dieser Ausfihrungsform einen großen Vorteil bezüglich der Streukapazität auf. Demzufolge ist auch die Frequenzcharakteristik der Impedanz des Gleichtakt- Drosselspulenabschnitts "C" verbessert, und dieses Resultat ist in Fig. 14 dargestellt.
Auch die Temperaturerhöhung ist im Vergleich zum Vergleichsbeispiel in Bezug auf die Tatsache verbessert, dass die erste Spule 8a enganliegend am ersten Magnetkern 1 angebracht ist, und der zweite Spulenkörper 9a und der dritte Spulenkörper 10a am zweiten Magnetkern 2 ohne Ausbildung irgendeines Luftspaltes enganliegend angebracht sind, wodurch ermöglicht wird, dass Wärme vom Spulenkörper an den Magnetkern übertragen wird. Weiter ist die Größe der Drosselspule um die Größe des entfernten Trägerelementes 11 verringert, und die Menge der Kupferdrähte kann um ca. 10% vermindert werden, was eine Kostenverringerung bedeutet.
Wie zuvor erläutert, sind gemäß dieser Ausführungsform die zweite Spule 4a und die dritte Spule 5c, die um die Schenkel des zweiten Magnetkerns 2 aus Siliziumstahlblechen gewickelt sind, sowie auch der erste Magnetkern 1 aus einem Ferritmaterial, welcher den Gleichtakt-Drosselspulenabschnitt "C" der vierten Ausführungsform bildet, enganliegend am ersten Magnetkern 1 oder dem zweiten Magnetkern 2 ohne irgendeinen zwischen diesen ausgebildeten Luftspalt angebracht. Die Streukapazität wird auf diese Weise vermindert, was eine verbesserte Frequenzcharakteristik bedingt, wodurch die Temperaturerhöhung, die Größe und die Kosten vermindert werden.
Die Temperaturerhöhung kann durch Anbringen eines Trägerelementes 11 auf dem dritten Spulenkörper 10b in Kontakt mit der Außenseite der ersten Spule 8a weiter vermindert werden, wodurch ermöglicht wird, dass Wärme in die Umgebung abgegeben wird, wie in Fig. 15 dargestellt.

(Ausführungsform 5)

Fig. 15 bis 18 zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung, welche im Wesentlichen dazu dienen sollen, die Leistungsfähigkeit der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen zu verbessern.
In Fig. 15 bis 18 ist eine erste Spule 3a auf einem der Schenkel eines ersten Magnetkerns 1 eines U-förmigen Ferrits gewickelt, und eine zweite Magnetspule 4a ist auf einem der Schenkel eines zweiten Magnetkerns 2c U-förmiger übereinander geschichteter Eisenkerne gewickelt. Weiter ist eine dritte Spule 5c derart gewickelt, dass der andere Schenkel des zweiten Magnetkerns 2c und einer der Schenkel des ersten Magnetkerns 1 überdeckt wird.
Die erste Spule 3a, die auf einen der Schenkel des ersten Magnetkerns 1 gewickelt ist, und die dritte Spule 5c, die auf die erste Spule 3a gewickelt ist, sind in einer solchen Richtung positioniert, dass die magnetischen Flüsse F&sub4; im selben Schenkel bezüglich des Netzstroms "A" versetzt sind, wodurch ein Gleichtakt- Drosselspulenabschnitt "C" aufgebaut wird. Auch die zweite Spule 4a, die auf einem der Schenkel des zweiten Magnetkerns 2c gewickelt ist, und die auf den anderen Schenkel gewickelte dritte Spule 5c sind in einer solchen Position angeordnet, dass die magnetischen Flüsse F&sub5; in einer einzigen Richtung bezüglich des Netzstroms "A" erzeugt werden, wodurch ein Gegentakt-Drosselspulenabschnitt "N" zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen aufgebaut wird. Eine Drosselspule wird durch Verbinden der ersten Spule 3a und der zweiten Spule 4a fertiggestellt.
Fig. 19 zeigt ein Stanz-Layout von U-förmigen übereinander geschichteten Eisenkernen, welche den in den Fig. 15 bis 18 dargestellten zweiten Magnetkern 2c aufbauen. Zuerst werden Führungslöcher 12 erzeugt, gefolgt von der Ausbildung von Verstemm-Trennlöchern 13. Diese Operation wird bei, beispielsweise, einer von zehn Übereinanderschichtungen durchgeführt. Weiter werden die U-förmigen übereinander geschichteten Eisenkerne, die nicht mit den Verstemm-Trennlöchern 13 ausgebildet sind, mit Verstemm-Vorsprüngen 14 ausgebildet. Der schraffiert dargestellte U-förmige Eisenkernabschnitt 2c1 wird somit zum Abschluss ausgestanzt, und gleichzeitig mit dem Übereinanderschichten werden die Vorsprünge und die rückseitigen Vertiefungen der oberen und unteren Verstemm-Vorsprünge 14 aufeinander gelegt und ineinander eingepasst, wodurch Kernbleche in der erforderlichen Anzahl von beispielsweise zehn verbunden werden. Der andere nicht schraffiert dargestellte abgetrennte U-förmige Eisenkernabschnitt 2c1 wird mittels eines mechanischen Spannfutters oder eines Permanentmagneten 15 nach rechts bis zu einem Anschlag 16 bewegt und dann mit einer vorbestimmten Anzahl von Blechen integral verbunden.
Anstatt das Verfahren zur Ausbildung der Verstemm-Trennlöcher 13 wie oben beschrieben hinzuzufügen, kann das Stanzwerkzeug so tief hineingetrieben werden, dass es hindurchstanzt und die Verstemm-Trennlöcher 13 ohne Ausbilden der Verstemm-Vorsprünge 14 für jedes der vorbestimmten Anzahl von Blechen ausbildet. Weiter können die Verstemm-Vorsprünge 14 für jedes der vorbestimmten Anzahl von Blechen ohne Ausbilden der Verstemm-Trennlöcher 13 ineinander eingepasst werden.
Insbesondere die Anzahl, Position und Orientierung der oben erläuterten Führungslöcher 12 und Verstemm-Vorsprünge verstehen sich lediglich beispielhaft und werden am geeignetsten im Bezug auf die Produktivität und die gewünschten Eigenschaften bestimmt.
Die oben erwähnten übereinander geschichteten Eisenkerne sind U-förmig, wobei der eine der Schenkel jedes der Eisenkerne kürzer ist als der jeweilige andere Schenkel. Zwei Eisenkernbleche können somit beim Stanzvorgang zu einem Paar kombiniert werden, wodurch kein Stanzverlust auftritt.
Da das Gleichgewicht zwischen den Längen der Schenkel 17 und 18 nicht mehr besteht, befürchtete man, dass eine große Menge an Streuflüssen erzeugt würde, aufgrund der Tatsache, dass die Magnetspalte, bei denen die Streuflüsse erzeugt werden, gegenüber der Mitte der Spulenwicklung verschoben sind und die von den zwei Schenkeln stammenden Streuflüsse an ihrem Kreuzungspunkt keine zueinander balancierte Versetzung erreichen. Gemäß dieser Ausführungsform können die Streuflüsse jedoch beträchtlich verringert werden, indem man die Spule auf die zwei Schenkel des aus übereinander geschichteten Eisenkernen bestehenden zweiten Magnetkerns 2c wickelt. Demzufolge bewirkt der Einsatz der Drosselspule für Fernsehgeräte oder dergleichen keinen schwerwiegenden Bildschwankungsdefekt, und es konnte bestätigt werden, dass keine teuren Maßnahmen für eine magnetische Abschirmung erforderlich sind.
Es ist somit möglich, einen aus übereinander geschichteten Eisenkernen bestehenden Magnetkern bereitzustellen, welcher bei den wichtigen Teilen für verminderte Streuflüsse sorgt.
Auch wenn die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsform eine Drosselspule gemäß der Erfindung betraf, bei welcher die dritte Spule 5c in einer solchen Position gewickelt ist, dass sie die ersten und zweiten Magnetkerne 1 und 2c überdeckt, können andere Verfahren verwendet werden, sofern bei der Drosselspule übereinander geschichtete Eisenkerne verwendet werden. Fig. 20 und 21 zeigen Ausführungsformen von Abschnitten der Drosselspule gemäß der Erfindung, welche eine derartige Struktur aufweisen. Die Form der übereinander geschichteten Eisenkerne gemäß dieser Ausführungsformen wird nachfolgend auch detailliert mit Bezug auf die Fig. 20 und 21 beschrieben.
In Fig. 20 ist die Differenz zwischen einem Schenkel 17 und einem Schenkel 18 eines aus U-förmigen laminierten Eisenkernen hergestellten Magnetkerns 2d genauso groß wie die Breite eines Jochs 19, und die Breite eines Fensters 20 ist genauso groß wie die der Schenkel 17, 18. Die Enden der zwei Schenkel 17, 18 der Eisenkerne sind mit zwischen diesen ausgebildeten Magnetspalten 7 stumpf aneinander gefügt, so dass ein geschlossener Magnetkreis entsteht, wodurch ein Magnetkern hergestellt wird, der übereinander geschichtete Ein-Phasen-Magnetkerne mit doppelten Schenkeln beinhaltet. Eine Spule 3 ist kontinuierlich auf die zwei Schenkel des Magnetkerns 2d gewickelt, derart, dass magnetische Flüsse F&sub6; in einer Richtung mit Bezug auf einen Netzstrom "A" erzeugt werden, wodurch eine Drosselspule fertiggestellt wird. Die Schenkel 17, 18 und die Magnetspalte 7 sind mit der Spule 3 umwickelt, wodurch Streuflüsse vermindert werden.
In Fig. 21 ist eine Spule 4 auf jeden der zwei Schenkel eines Magnetkerns 2d gewickelt, der aus den gleichen übereinander gewickelten Eisenkernen wie der von Fig. 1 besteht, derart, dass Streuflüsse F&sub7; in einer Richtung mit Bezug auf den Netzstrom "A" erzeugt werden, wodurch eine Drosselspule fertiggestellt wird.
Auch gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen weist die in den Fig. 16 und 21 dargestellte Drosselspule, im Vergleich zur in Fig. 20 dargestellten Drosselspule, eine derartige Spulenwicklungsstruktur auf, dass die Drosselspule in die zwei Seiten einer Wechselstrom-Zuführleitung eingefügt wird, wodurch in einem Frequenzbereich von einigen 100 kHz Rauschen gedämpft werden kann (elektromagnetische Störungen verhindert werden können). Dies ist durch die Tatsache bedingt, dass die in Fig. 20 dargestellte Drosselspule, welche eine derartige Spulenwicklungsstruktur aufweist, sich lediglich in eine Seite der Wechselstromleitung einfügen läßt und daher Rauschstörungen der anderen Leitung durchgelassen werden.
Tabelle 3 zeigt die Rauschunterdrückung für 150, 500 und 700 kHz der in den Fig. 20 und 21 dargestellten Drosselspulen gemäß den oben erwähnten Ausführungsformen. Tabelle 3
Es wurde gefunden, dass die Unterdrückung für die in Fig. 21 dargestellte Drosselspule um 1 bis 4 dB größer ist als bei Fig. 20.

(Ausführungsform 6)

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 22(a) bis 24 erläutert. Diese Ausführungsform zielt auf eine verbesserte Leistung der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ab.
In den Fig. 22(a) bis 24 bezeichnet Bezugszeichen 2e einen aus U-förmigen übereinander geschichteten Eisenkernen bestehenden zweiten Magnetkern, Bezugszeichen F&sub8;, F&sub9; magnetische Flüsse, und Bezugszeichen "O", "P" Einprägungen zur Fixierung der laminierten Eisenkerne. Zuerst wird eine erste Spule 3a auf einen der Schenkel des ersten Magnetkerns 1 aus U-förmigem Ferrit gewickelt. Eine zweite Spule 4a wird auf einen der Schenkel des zweiten Magnetkerns 2e gewickelt, der aus durch die Prägungen "O" und "P" fixierten U-förmigen übereinander geschichteten Eisenkernen besteht. Weiter wird eine dritte Spule 5c in einer derartigen Position gewickelt, dass der andere Schenkel des zweiten Magnetkerns 2e und der eine der Schenkel des ersten Magnetkerns 1 überdeckt wird. Die auf einen der Schenkel des ersten Magnetkerns 1 gewickelte erste Spule 3a und die auf die erste Spule 3a gewickelte dritte Spule 5c werden in einer solchen Richtung positioniert, dass die magnetischen Flüsse Fg im speziellen Schenkel bezüglich eines Netzstroms "A" versetzt sind, wodurch ein Gleichtakt-Drosselspulenabschnitt "C" aufgebaut wird. Auch die auf einen der Schenkel des zweiten Magnetkerns 2e gewickelte zweite Spule 4a und die auf den anderen Schenkel gewickelte dritte Spule 5c sind derart positioniert, dass die magnetischen Flüsse F&sub9; in einer einzigen Richtung bezüglich des Netzstroms "A" erzeugt werden, wodurch ein Gegentakt-Drosselspulenabschnitt "N" zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen aufgebaut wird. Die erste Spule 3a und die zweite Spule 4a werden verbunden, um eine Drosselspule fertigzustellen.
Der zweite Magnetkern 2e ist derart beschaffen, dass die Längendifferenz zwischen den zwei Schenkeln 21 von diesem so groß ist wie die Breite des Jochs 22, und daher können beim Stanzen des Eisenkerns zwei Eisenkernbleche als Paar kombiniert werden, wodurch kein Stanzverlust mehr auftritt.
Der zweite Eisenkern 2e ist übereinander geschichtet und beispielsweise mittels V- förmigen Prägungen "O", "P" fixiert, die auf der Vorder- und Rückseite einer Vielzahl von in einer vorbestimmten Form ausgestanzten Eisenkernblechen ausgebildet sind. Von den Prägungen "O", "P" sind jeweils eine auf jeder Seite des Jochs 22 und des mit den Spule bewickelten Schenkels 21 vorgesehen. Weiter ist bei den Prägungen "P", die auf dem mit der Spule bewickelten Schenkel 21 ausgebildet sind, die Längsseite ihrer Profile in Richtung senkrecht zu den magnetischen Flüssen F&sub9; ausgerichtet, hingegen sind die Prägungen "O" auf beiden Seiten jedes Jochs 22, gesehen vom Fenster 23 aus, nach innen zueinander hin geneigt ausgebildet.
Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform wurde eine Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen beschrieben, welche als eine gegen elektromagnetische Störungen wirkende Gleichtakt-Drosselspule fungiert. Die oben erwähnten Prägungen können jedoch auch auf Gegentakt-Drosselspulen angewandt werden.
Nachstehend folgt eine Erläuterung mit Bezug auf Fig. 25.
In Fig. 25 sind U-förmige übereinander geschichtete Eisenkerne durch Prägungen "Q", "R" fixiert, und ein Magnetspalt 7 zur Verbesserung der magnetischen Sättigungscharakteristik ist auf jeder der stumpf aneinander stoßenden Flächen zwischen den zwei Schenkeln 24 eines jeden Eisenkerns ausgebildet. Auf diese Weise wird ein einen geschlossenen Kreis bildender Magnetkern 2f aus übereinander geschichteten Eisenkernen ausgebildet, und eine Spule 5 ist auf jedem der zwei Schenkel des Magnetkerns gewickelt, wodurch eine Drosselspule fertiggestellt wird.
Der aus übereinander geschichteten Eisenkernen bestehende Magnetkern 2f ist beispielsweise mittels V-förmigen Prägungen "M", "N" übereinander geschichtet und fixiert, die auf der Vorder- bzw. Rückseite einer Vielzahl von zu einer vorbestimmten Form ausgestanzten Eisenkernblechen ausgebildet sind. Von den Prägungen "Q", "R" ist jeweils eine auf jeder der beiden Seiten des Jochs 25 und dem mit einer Spule bewickelten Schenkel 24 vorgesehen. Weiter ist bei der Prägung "N", die auf dem mit der Spule 5 bewickelten Schenkel 24 ausgebildet ist, die Längsseite ihres Profils senkrecht zur Richtung der magnetischen Flüsse F&sub1;&sub0; ausgerichtet.
In den Fig. 22 und 25 sind die Prägungen "O", "P", "Q", "R" jeweils eine auf jeder der beiden Seiten der Joche 22, 25 und der Schenkel 21, 24 ausgebildet. Weiter sind die Prägungen "P", "R" auf den mit den Spulen bewickelten Schenkeln 21, 24 ausgebildet, wobei die Längsseiten ihrer Profile senkrecht zu den magnetischen Flüssen F&sub1;&sub0; ausgerichtet sind. Sofern die Prägungen in dieser Weise ausgebildet sind, können die Prägungen jede beliebige Form annehmen.
Auch mit den fest ineinander eingepassten Flächen der Prägungen "O", "P", "Q", "R" können die auf jedem der Schichteisenbleche ausgebildeten Prägungen nacheinander übereinander gelegt und in einem Stanzwerkzeug miteinander in Eingriff gebracht und in einem integrierten halb-verstemmten Zustand entnommen werden. Die entstehende Anordnung wird in Schichtungsrichtung zu einem vollständig verstemmten Zustand verpresst. Bei einem alternativen Verfahren ist es möglich, jedes mit Prägungen ausgebildete Schichteisenblech nacheinander in einem einzigen Werkzeug zu stanzen und gleichzeitig zu fertigen Produkten vollständig zu verstemmen.
Der Vorteil der oben erwähnten Konfiguration wird nachstehend mit Bezug auf die Fig. 26a bis 27b erläutert.
Fig. 26a ist ein Modelldiagramm, welches übereinander geschichtete Eisenkerne zeigt, die Prägungen gemäß dem Stand der Technik sowie gemäß dieser Ausführungsform aufweisen. Bei den zum Zweck des Fixierens von übereinander geschichteten Eisenkernen ausgebildeten Prägungen gemäß dem Stand der Technik sind die Längsseiten ihres Profils parallel zu den magnetischen Flüssen ausgebildet, um die Verminderung der magnetischen Eigenschaften zu minimieren, im Hinblick auf die Tatsache, dass die Prägungen den magnetischen Widerstand (Reluktanz) in Richtung entgegen der in den übereinander geschichteten Eisenkernen fließenden magnetischen Flüsse erhöhen, was eine Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften mit sich bringt, und dies macht es erforderlich, die Größe der Drosselspule zu erhöhen, um die erforderliche Induktivität zu gewährleisten, was die Verluste mit der Folge eines vergrößerten Temperaturanstiegs und erhöhter Streuflüsse vergrößert und wiederum zu verschlechterten Charakteristiken der Drosselspule führt. Im Gegensatz dazu sind bei den Prägungen gemäß dieser Ausführungsform die Längsseiten ihrer Profile senkrecht zu den magnetischen Flüssen ausgebildet.
Fig. 26(b) zeigt die Vibrationsbeschleunigung (Klopfen) eines Magnetkerns einer Test-Drosselspule, bei welcher die U-förmigen, mittels der Prägungen übereinander geschichteten Eisenkerne einen einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkern mit ausgebildetem Magnetspalt aufbauen, und eine Spule ist auf die Schenkel des Magnetkerns gewickelt.
Ein Vergleich zeigt, dass bei gleicher Anzahl von Prägungen die Vibrationsbeschleunigung der übereinander geschichteten Eisenkerne gemäß dieser Ausführungsform ca. 10% geringer ist als beim Stand der Technik. Dies zeigt an, dass das "Klopfen" der übereinander geschichteten Eisenkerne in effektiver Weise durch die Prägungen gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterdrückt werden kann. Man glaubt, dass dies durch die stabile Struktur (mit großer Schwingungs- Unterdrückungsfähigkeit) der Prägungen bedingt ist, welche mit einer großen Fläche bezüglich der magnetischen Flüsse fixiert werden können, wobei diese Prägungen auf dem mit der Spule bewickelten Schenkel eines einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkerns aus übereinander geschichteten Eisenkernen ausgebildet sind, d. h. dort, wo die magnetische Flussdichte in den übereinander geschichteten Eisenkernen am größten ist, und es werden magnetostriktive Vibrationen und normale Vibrationen in Anziehungsrichtung durch den Erregungsstrom erzeugt, der den Grund für das Klopfen darstellt.
Diese Struktur ist sehr effektiv für eine Drosselspule, bei der das Problem des Klopfens des aus übereinander geschichteten Eisenkernen bestehenden Magnetkerns auftritt, beispielsweise bei denen, die für eine Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen verwendet wird, bei welchen das Klopfen durch die magnetischen Flüsse bewirkt wird, die durch ein in der Wechselstromleitung fließenden großen Impulseingangsstrom induziert werden.
Man befürchtet jedoch, dass die Struktur der Prägungen gemäß der Ausführungsform, trotz deren großen Vibrations-Unterdrückungsfähigkeit, die Nachteile eines im Vergleich zu den Prägungen des Standes der Technik beträchtlich erhöhten magnetischen Widerstand gegen die in den übereinander geschichteten Eisenkernen fließenden magnetischen Flüsse, schlechtere magnetische Eigenschaften, eine verminderte Induktivität, die für die Drosselspulen-Charakteristiken erforderlich wäre, einen beträchtlichen Temperaturanstieg bedingende erhöhte Verluste, sowie vergrößerte Streuflüsse zur Folge haben können.
Fig. 27a und 27b zeigen den Induktivitätswert, die Temperaturerhöhung der übereinander geschichteten Eisenkerne und die Streuflüsse einer Test-Drosselspule, die zu der in Fig. 26 gezeigten identisch ist.
Es ist zu ersehen, dass der Induktivitätswert, die Temperaturerhöhung der übereinander geschichteten Eisenkerne und die Streuflüsse einer Drosselspule, welche die übereinander geschichteten Eisenkerne gemäß der vorliegenden Ausführungsform als Magnetkern verwendet, im Wesentlichen die gleichen sind wie beim Stand der Technik. Man glaubt, dass dies durch die Tatsache bedingt ist, dass im Fall einer Drosselspule, welche zur Verbesserung der magnetischen Sättigungscharakteristiken die Ausbildung eines Magnetspaltes in den Magnetpfaden eines einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkerns aus übereinander geschichteten Eisenkernen erfordert, die magnetische Charakteristik der übereinander geschichteten Eisenkerne durch den speziellen Magnetspalt bestimmt ist. Es wurde somit klar, dass die Charakteristiken der Drosselspule durch die Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften der übereinander geschichteten Eisenkerne gemäß der Ausführungsform entgegen der Befürchtungen nicht in Mitleidenschaft gezogen wird.
Weiter wurde aus Fig. 26 klar, dass die Vibrationsbeschleunigung (Klopfen) der übereinander geschichteten Eisenkerne gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit vier oder mehr Prägungen im Wesentlichen konstant ist, und dass die Vibrationsbeschleunigung bei den übereinander geschichteten Eisenkernen mit vier Prägungen gemäß der Ausführungsform geringer ist als beim herkömmlichen Fall mit fünf Prägungen.
Aus der oben erwähnten Tatsache ist die Anzahl der Prägungen, die gemäß der vorliegenden Ausführungsform zum Zweck des Fixierens der Schichten der übereinander geschichteten für die Drosselspule verwendeten Eisenkerne ausgebildet sind, äußerst geeignet und weist den Vorteil einer festen Kopplung der übereinander geschichteten Eisenkerne auf.
Es wurde befürchtet, dass die Anordnung und Struktur der Prägungen, welche eine große Fähigkeit zur Unterdrückung magnetischer Vibrationen haben, im Vergleich zur herkömmlichen Struktur der Prägungen den magnetischen Widerstand gegen magnetische Flüsse, die in die übereinander geschichteten Eisenkernen fließen, beträchtlich erhöhen kann, und die sich daraus ergebende Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften eine voluminöse Struktur erforderlich machen kann, um die benötigte Induktivität zu gewährleisten, oder die Verluste mit der Folge einer Temperaturerhöhung vergrößert, die Streuflüsse vergrößert oder in anderer Weise die Eigenschaften der Drosselspule beträchtlich verschlechtert. Trotz dieser Befürchtungen werden im Fall einer Drosselspule, welche einen Magnetspalt zur Verbesserung der magnetischen Sättigungscharakteristik innerhalb der Magnetpfade des aus übereinander geschichteten Eisenkernen bestehenden, einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkerns erfordert, die magnetischen Charakteristiken der übereinander geschichteten Eisenkerne durch den speziellen Magnetspalt bestimmt, und daher wird eine Verschlechterung der Charakteristiken vermieden.
Auch sind, wie in den Fig. 22(b) und 22(c) dargestellt, die für ein Einpassen und Festhalten der Kerne dienenden Seitenflächen der Prägungen, die in Längsrichtung von deren Profilen angeordnet sind, notwendigerweise parallel zu den den Magnetspalt 7 bildenden Endflächen der Kerne ausgerichtet. Sogar wenn die Prägungen "O", "P", "M", "N" ohne Verwendung jeglicher Führungseinrichtung eingepresst werden, tritt daher jegliche Verschiebung in Richtung zu den Endflächen hin auf, und die Genauigkeit des Spaltes kann somit gewährleistet werden. Falls weiter die Prägungen "O" auf beiden Seiten des Jochs 22, vom Fenster 23 her gesehen, in einer zueinander hin nach innen geneigten Weise ausgebildet sind, kann die Genauigkeit entlang der Breite der Schenkel 21 auch gewährleistet werden, wodurch Nachteile, wie beispielsweise dass sich die Schenkel 21 nicht in den Spulenkörper einführen lassen, vermieden werden.
Demzufolge ist die Drosselspule, welche die übereinander geschichteten Eisenkerne als Magnetkern verwendet und die Anordnung und Struktur der Prägungen gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufweist, kostengünstig und kann das "Klopfen" vermindern.
Diese Ausführungsform lässt sich auf beliebige andere Ausführungsformen anwenden, die übereinander geschichtete Eisenkerne besitzen. Fig. 28 und 29 zeigen Ausführungsformen von Teilen einer derartigen Drosselspule. Nachfolgend werden Details dieser Ausführungsformen zusammen mit der Form der übereinander geschichteten Eisenkerne erläutert, welche in den vorhergehenden Ausführungsformen noch nicht beschrieben wurden.
In Fig. 28, bei der ein Magnetkern 2f verwendet wird, der aus EI-förmigen übereinander geschichteten Eisenkernen besteht, die durch ausgestanzte Vorsprünge "S", "T" fixiert sind, ist ein Magnetspalt 7 im mittleren Schenkel 27 der E-förmigen übereinander geschichteten Eisenkerne ausgebildet, um die magnetische Sättigungscharakteristik zu verbessern, wodurch ein einen geschlossenen Kreis bildender Magnetkern erzeugt wird. Die Drosselspule wird fertiggestellt, indem man eine Spule 6 auf dem mittleren Schenkel 27 dieses Magnetkerns wickelt.
Nachfolgend wird, Bezug nehmend auf Fig. 29, in welcher ein Magnetkern 2g verwendet wird, der aus übereinander geschichteten Eisenkernen in Form eines "dreifach-gehängten" Rechtecks besteht, das durch ausgestanzte Vorsprünge "S", "T" fixiert ist, jeder Magnetspalt 7 zwischen den stumpf aneinander stoßenden Flächen der Schenkel 28 ausgebildet, um die magnetische Sättigungscharakteristik zu verbessern, wodurch ein einen geschlossenen Kreis bildender Magnetkern ausgebildet wird. Die Drosselspule wird fertiggestellt, indem eine Spule 29 auf jeden der Schenkel 28 des Magnetkerns gewickelt wird.
Seitliche Schenkel 30 stellen einen zusätzlichen Magnetpfad bereit, der ausgebildet ist, um Streuflüsse hindurch zu lassen und die Entstehung von Streuflüssen in die Umgebung zu verhindern.
Bei den aus übereinander geschichteten Eisenkernen bestehenden Magnetkernen 2f, 2g der in den Fig. 28 bzw 29 dargestellten Drosselspulen sind die Übereinanderschichtungen beispielsweise mittels V-förmigen Prägungen "S", "T" fixiert, die auf der Vorder- und Rückseite einer Vielzahl von zu einer vorbestimmten Form gestanzten Eisenkernblechen ausgebildet sind. In beiden Fällen sind die Prägungen "T" im mit der Spule bewickelten Magnetpfad des einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkerns angeordnet und die Längsseiten ihres Profils sind senkrecht zur Richtung der im Magnetpfad fließenden magnetischen Flüsse F&sub1;&sub2; angeordnet.
Wie oben beschrieben weisen gemäß dieser Ausführungsform die Prägungen "S", "T", die zum Fixieren der Schichtungen der aus übereinander geschichteten Eisenkernen bestehenden Magnetkerne 2e, 2g einer Drosselspule ausgebildet sind, den Vorteil auf, dass sie die übereinander geschichteten Eisenkerne fest verbinden.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Somit geht aus der vorhergehenden Beschreibung hervor, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine Drosselspule bereitgestellt wird, welche einen ersten Magnetkern und einen zweiten Magnetkern, die einen geschlossenen Magnetkreis oder einen offenen Magnetkreis bilden, sowie eine erste Spule, eine zweite Spule und eine dritte Spule beinhaltet, wobei die erste Spule auf den ersten Magnetkern gewickelt ist, die zweite Spule auf den zweiten Magnetkern gewickelt ist, und weiter die dritte Spule in einer solchen Position gewickelt ist, dass der erste und zweite Magnetkern überdeckt wird. Daher gilt Folgendes:
(1) Der Induktivitätswert für Gegentaktbetrieb, der zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen erforderlich ist, kann ähnlich wie bei der herkömmlichen Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen gewährleistet werden, und die Funktion als Gleichtakt-Drosselspule kann gleichzeitig hinzufügt werden.
(2) Demzufolge kann die Gleichtakt-Drosselspule, die bisher in den Filterblock eines Netzteils eingebaut wurde, um eine elektromagnetische Störung sowie harmonische Verzerrungen zu verhindern, weggelassen werden, wodurch eine Platzersparnis erzielt wird.
(3) Weiter weist der Gleichtakt-Drosselspulenabschnitt, der eine Struktur von oberen und unteren Wicklungen der ersten und dritten Spule aufweist, einen höheren Kopplungskoeffizienten zwischen den Spulen auf, wodurch die magnetische Sättigungscharakteristik des Gleichtakt-Magnetkerns verbessert wird.
(4) Aus diesem Grund kann der Induktivitätswert des Gleichtakt- Drosselspulenabschnitts frei festgelegt werden, indem die Querschnittfläche des magnetischen Kerns verändert wird, ohne dass eine Beeinflussung durch die Anzahl der Windungen oder die Einstellung des Magnetkreises des Gegentakt- Drosselspulenabschnitts erfolgt.
(5) Auch kann anstelle eines Materials geringer magnetischer Permeabilität und großer Sättigungsflussdichte, das bei der herkömmlichen Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen verwendet wurde, ein Material hoher Permeabilität für den Magnetkern des Gleichtakt-Drosselspulenabschnitts gewählt werden. Daher kann ein Induktivitätswert des Gleichtakt-Drosselspulenabschnitts gewährleistet werden, der um ungefähr das 2- oder 3-fache größer ist als beim Stand der Technik, wodurch es möglich wird, die Größe beträchtlich zu verringern.
(6) Der hohe Kopplungskoeffizient kann selbstverständlich die Streuflüsse des Gleichtakt-Drosselspulenabschnitts entsprechend verringern, und ein nachteiliger Effekt auf andere Bauteile kann somit verhindert werden.
(7) Bei der Wicklungsstruktur vom Kerntyp, bei der eine zweite bzw. eine dritte Spule auf jeden der Schenkel eines Magnetkerns gewickelt sind, ist bei einem Gegentakt-Drosselspulenabschnitt der Magnetspalt zur Verbesserung der magnetischen Sättigungscharakteristik des Gegentakt-Drosselspulenabschnitts vorhanden und in einheitlicher Weise an den stumpf aneinander stoßenden Flächen der Schenkel ausgebildet. Demzufolge werden einheitliche magnetische Flüsse im Magnetkern gewährleistet und Streuflüsse beträchtlich vermindert.
(8) Im Fall einer Drosselspule, welche einen Gleichtakt-Drosselspulenabschnitt mit einer Struktur von oberen und unteren Wicklungen einer ersten bzw. dritten Spule aufweist, sowie einen Gegentakt-Drosselspulenabschnitt, der eine Wicklungsstruktur vom Kerntyp mit einer zweiten und dritten Spule aufweist, können andererseits Streuflüsse um ungefähr 1/5 im Vergleich zur herkömmlichen Drosselspule zur Verhinderung harmonischer Verzerrungen ohne Abschirmgehäuse verringert werden, und um ungefähr ¹/&sub4; im Vergleich zu einer ähnlichen herkömmlichen Drosselspule mit Abschirmgehäuse. Demzufolge kann ein nachteiliger Effekt auf andere Bauteile, und im Fall von Fernsehgeräten schwerwiegende Bildschwankungen, beträchtlich verringert werden.
(9) Außerdem kann das Abschirmgehäuse, das im herkömmlichen Fall zur Verhinderung von Streuflüssen verwendet wurde, weggelassen werden, was es möglich macht, das Isoliergehäuse und das Gießharz wegzulassen, was wiederum zu einer beträchtlichen Kostenverminderung und verbesserten Hochfrequenzeigenschaften führt. Auch lässt sich sowohl beim Gleichtakt- als auch beim Gegentakt- Drosselspulenabschnitt die Wicklungsbreite jeder Spule auf einem einzigen Schenkel unterbringen, und daher lässt sich die Spule in größerer Länge als beim Stand der Technik wickeln. Falls eine unterteilte Wicklungsstruktur verwendet wird, wird daher eine vielfach unterteilte Wicklung ermöglicht, was zu einer Spule geringerer Streukapazität und verbesserter Hochfrequenzeigenschaften im Vergleich mit dem Stand der Technik führt.
(10) Auch im Fall einer Drosselspule, bei der ein Magnetkern und eine Spule ohne irgendeinen zwischen diesen ausgebildeten Luftspalt enganliegend aneinander angeordnet sind, ist die Streukapazität vermindert und die Frequenzcharakteristik verbessert. Gleichzeitig kann die Temperaturerhöhung bei verringerter Größe vermindert werden, und die Menge der verwendeten Kupferdrähte kann verringert werden, wodurch eine verbesserte Drosselspule realisiert wird.
(12) Die entstehende Störung der Balance zwischen den Längen der zwei Schenkel gibt jedoch Anlass zu der Befürchtung, dass der Magnetspalt für eine Erzeugung von Streuflüssen auf dem mittleren Abschnitt der Spulenwicklung verschoben sein kann und dass die Streuflüsse der zwei Schenkel an ihren Kreuzungspunkten nicht gegeneinander in gut balancierter Weise versetzt sind. Die Streuflüsse lassen sich jedoch beträchtlich verringern, indem eine Spule zumindest auf den stumpf anstoßenden Abschnitt der zwei Schenkel gewickelt wird. Somit kann eine kostengünstige Drosselspule hoher Qualität bereitgestellt werden, ohne dass irgendwelche teueren Abschirmeinrichtungen benötigt werden.
Diese Konfiguration eines U-förmigen übereinander geschichteten Eisenkerns ist nicht auf den oben beschriebenen zwei Magnetkerne und drei Wicklungen aufweisenden Typ eingeschränkt, sondern lässt sich auch auf beliebige andere Drosselspulen anwenden, die einen Magnetkern verwenden, der aus übereinander geschichteten Eisenkernen mit einfach-rechteckförmigem geschlossenem Magnetkreis besteht.
(13) Weiter sei eine Drosselspule betrachtet, die einen zweiten Magnetkreis beinhaltet, bei welchem Eisenkern-Schichtungen durch Prägungen fixiert sind und mit einem Magnetspalt kombiniert sind, der ausgebildet ist, um einen einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkern zu bilden, die Prägungen auf beiden Seiten jedes Jochs ausgebildet sind und die Schenkel mit Spulen bewickelt sind, und weiter die Prägungen in den Schenkeln mit den Längsseiten ihres Profils senkrecht zur Richtung der im Magnetkreis fließenden magnetischen Flüsse angeordnet sind. Die Prägungen können über ihre einander zugewandten großen Seitenflächen ineinander eingepasst und gegeneinander fixiert werden, und zwar bei denjenigen Kreisabschnitten des aus übereinander geschichteten Eisenkernen bestehenden einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkerns, die mit Spulen bewickelt sind, d. h. denjenigen Abschnitten, bei denen die magnetische Flussdichte am größten ist und die Schwingungen und magnetostriktiven Vibrationen in Anziehungsrichtung durch den das Klopfen verursachenden Erregungsstrom unschwer erzeugt werden. Eine sehr stabile Anordnung und Struktur kann auf diese Weise erzielt werden.
(14) Der entstehende Vorteil besteht darin, dass eine geringe Anzahl von Prägungen, die zum Zweck des Fixierens der Schichtungen der übereinander geschichteten Eisenkerne ausgebildet sind, die übereinander geschichteten Eisenkernbleche in effizienter und fester Weise koppeln können. Auch die Seiten der Prägungen, die in Längsrichtung deren Profils ausgebildet sind, um für ein gegenseitigen Einpassen und Fixieren zu sorgen, sind notwendigerweise parallel zu den einen Magnetspalt bildenden Endflächen der Kerne angeordnet. Daher kann die Genauigkeit des Spaltes gewährleistet werden, sogar wenn die Prägungen ohne Verwendung irgendeiner Führung eingepresst werden.
(15) Das Layout und die Struktur der Prägungen, welche eine große Kraft zur Unterdrückung magnetischer Vibrationen aufweisen, gaben Anlass zur Befürchtung, dass der magnetische Widerstand gegen in den übereinander geschichteten Eisenkernen fließende magnetische Flüsse im Vergleich zur herkömmlichen Prägungsstruktur beträchtlich zunehmen könnte, und die sich daraus ergebende verschlechterten magnetischen Eigenschaften es erforderlich machen können, die Drosselspule zu vergrößern, um die erforderliche Induktivität zu gewährleisten, was zu erhöhten Verlusten, einer erhöhten Temperatur, vergrößerten Streuflüssen oder einer anderen beträchtlichen Verschlechterung der Drosselspuleneigenschaften führt. Eine derartige Beeinträchtigung der Charakteristiken kann jedoch verhindert werden, da in dem Fall, bei dem ein Magnetspalt benötigt wird, um die magnetische Sättigungskennlinie auf einem Magnetpfad eines einen geschlossenen Kreis bildenden Magnetkerns aus übereinander geschichteten Eisenkernen zu verbessern, die magnetischen Eigenschaften der übereinander geschichteten Eisenkerne durch den speziellen Magnetspalt bestimmt sind.
(16) Weiter kann eine Drosselspule, welche übereinander geschichtete Eisenkerne verwendet, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die auf beiden Seiten des Jochs ausgebildeten Prägungen, vom Fenster her gesehen, in einer zueinander hin nach innen geneigten Weise orientiert sind, auch eine Genauigkeit in Breitenrichtung der Schenkel gewährleisten.
Die Konfiguration der Prägungen ist nicht auf die hier beschriebene Konfiguration mit zwei Magnetkernen und drei Wicklungen eingeschränkt, sondern lässt sich auf beliebige andere Drosselspulen anwenden, die einen aus übereinander geschichteten Eisenkernen bestehenden Magnetkern aufweisen.
Diese großen Vorteile werden erzielt, und daher kann eine kompakte Drosselspule hoher Leistung und hoher Qualität zu geringen Kosten mit hohem industriellem Wert bereitgestellt werden.

Claims

1. Drosselspule mit:

einem Schenkel aufweisenden ersten Magnetkern (1, 1a);

einem Schenkel aufweisenden zweiten Magnetkern (2, 2a, 2c, 2c1, 2d, 2e, 2f);

einer auf einen der Schenkel des ersten Magnetkerns (1, 1a) zum Erzeugen eines ersten magnetischen Flusses in einer ersten Richtung in den Schenkeln des ersten Magnetkerns (1, 1a) durch den Netzstrom gewickelten ersten Spule (3a);

einer auf einen der Schenkel des zweiten Magnetkerns (2, 2a, 2c, 2c1, 2e) zum Erzeugen eines zweiten magnetischen Flusses in einer zweiten Richtung in den Schenkeln des zweiten Magnetkerns (2, 2a, 2c, 2c1, 2e) durch den Netzstrom gewickelten zweiten Spule (4a) und

einer dritten Spule (5a, 5c),

wobei der erste und zweite Magnetkern jeweils geschlossene magnetische Kreise bilden,

dadurch gekennzeichnet, dass

die dritte Spule (5a, 5c) auf eine solche Art und Weise gewickelt ist, dass sie den einen der Schenkel des ersten Magnetkerns (1, 1a), welcher mit der ersten Spule (3a) bewickelt ist, zum Erzeugen eines dritten magnetischen Flusses in einer dritten Richtung, welche der ersten Richtung in den Schenkeln des ersten Magnetkerns (1, 1a) entgegengesetzt ist, durch den Netzstrom bedeckt und dass sie einen Bereich des zweiten Magnetkerns (2, 2a, 2c, 2c1, 2e) zum Erzeugen eines vierten magnetischen Flusses in der zweiten Richtung in den Schenkeln des zweiten magnetischen Kerns (2, 2a, 2c, 2c1, 2e) durch den Netzstrom bedeckt.

2. Drosselspule nach Anspruch 1, bei der jeder des ersten und zweiten Magnetkerns (1, 2) einen einzigen rechteckförmigen, einen in sich geschlossenen Kreis darstellenden, die Schenkel aufweisenden Magnetkern umfaßt und die dritte Spule (5a) auf eine solche Art und Weise gewunden ist, dass sie den einen der Schenkel des ersten Magnetkerns (1), welcher mit der ersten Spule (3a) bewickelt ist, und den einen der Schenkel des zweiten Magnetkerns (3), welcher mit der zweiten Spule (4a) bewickelt ist, bedeckt.

3. Drosselspule nach Anspruch 2, bei der der zweite Magnetkern (2) U-förmige laminierte Eisenkerne aufweist, wobei jeder der U-förmigen laminierten Eisenkerne eine Vielzahl U-förmiger Eisenkernplatten mit auf vorderen und hinteren Seiten der U-förmigen Eisenkernplatten gebildeten Prägungen (O, P, Q, R, S, T) aufweist, wobei die Eisenkernplatten durch die Prägungen (O, P, Q, R, S, T) aneinander gefügt und zusammengehalten werden, die laminierten Eisenkerne zum Bilden einer magnetischen Lücke (7) kombiniert werden, um dadurch den magnetischen Kreis zu schließen, die Prägungen (O, P, Q, R, S, T) in dem magnetischen Kreis gebildet werden und die Prägungen so gebildet werden, dass sie zu einer Richtung von in dem magnetischen Kreis fließenden magnetischen Flüssen orthogonale Längsseiten aufweisen.

4. Drosselspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der U-förmige laminierte Eisenkern Schenkel (21, 24) und ein Joch (22, 25) enthält, Prägungen (O, P, Q, R, S, T) , und zwar jeweils eine, auf den zwei Seiten des Jochs (25, 27) gebildet sind und dass jeder mit der Spule bewickelte Schenkel (22, 25) und die auf den mit den Spulen bewickelten Schenkeln (21, 25) gebildete Prägungen (P, R) orthogonal zur Flussrichtung der Magnetflüsse orientierte Längsseiten des Profils davon aufweisen.

5. Drosselspule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den zwei Seiten des Jochs (25, 27) gebildeten Prägungen (O, Q) zueinander in nach innen geneigter Weise bei Betrachtung vom Fenster (20, 23) des laminierten Eisenkerns orientiert sind.

6. Drosselspule nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der

jeder des ersten und zweiten Magnetkerns (1, 2) eine einzige rechteckförmige, einen in sich geschlossenen Kreis darstellenden Magnetkern aufweist und die Schenkel oder jeder des ersten und zweiten Magnetkerns erste und zweite Schenkel aufweist;

die erste Spule (3a) auf den ersten Schenkel des ersten Magnetkerns (1) zum Erzeugen des ersten magnetischen Flusses in der ersten Richtung in dem ersten Schenkel des ersten Magnetkerns (1) durch den an der Drosselspule angelegten Netzstrom gewickelt ist;

die zweite Spule (4a) auf den ersten Schenkel des zweiten Magnetkerns (2) zum Erzeugen des zweiten magnetischen Flusses in der zweiten Richtung in dem ersten Schenkel des zweiten Magnetkerns durch den an der Drosselspule angelegten Netzstrom gewickelt ist; und

die dritte Spule (5c) auf eine solche Art und Weise gewickelt ist, dass sie den zweiten Schenkel des zweiten Magnetkerns (2) und den ersten Schenkel des ersten Magnetkerns (1), welcher mit der ersten Spule (3a) bewickelt ist, zum Erzeugen des dritten magnetischen Flusses in der dritten Richtung, welche der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und des vierten magnetischen Flusses in der zweiten Richtung in dem zweiten Schenkel des zweiten Magnetkerns (2) durch den Netzstrom bedeckt.

7. Drosselspule nach Anspruch 6, bei der jede der zweiten und der dritten Spule (4a, 5c) eng an den zweiten Magnetkern (2), ohne jeglichen Luftspalt dazwischen zu bilden, gewickelt ist.

8. Drosselspule nach Anspruch 6, bei der die erste Spule (3a) auf den ersten Magnetkern (1) eng an den ersten Magnetkern, ohne jeglichen Luftspalt dazwischen zu bilden, gewickelt ist.

9. Drosselspule nach Anspruch 6, bei der

der zweite Magnetkern (2d) U-förmige laminierte Einsenkerne aufweist, jeder mit zwei Schenkeln (17, 18) und einem Joch (19), wobei die Schenkel (17, 18) eine Schenkelbreite aufweisen;

eine Längendifferenz zwischen den zwei Schenkeln (17, 18) jedes der U-förmigen laminierten Eisenkerne nicht kleiner als eine Breite des Joches (19) davon ist;

eine Breite eines Fensters (20) des zweiten Magnetkerns (2d) nicht kleiner als die Schenkelbreite ist;

der magnetische Kreis mittels aneinanderstoßender Enden der Schenkel (17, 18) der laminierten Eisenkerne geschlossen wird, um einen aneinanderstoßenden Bereich zu definieren; und

eine aus der zweiten und dritten Spule (4a, 5c) ausgewählte Spule auf den aneinanderstoßenden Bereich gewickelt ist.

10. Drosselspule nach Anspruch 6, bei der jeder der U-förmigen laminierten Eisenkerne Schenkel (21) und ein Joch (22) enthält und bei der bei jeder der U-förmigen laminierten Eisenkerne die Prägungen (O, P) an dem Joch (22) und an jedem der Schenkel (21) gebildet werden.

11. Drosselspule nach Anspruch 1, bei der

der zweite Magnetkern (2) U-förmige laminierte Eisenkerne aufweist, wobei jeder der U-förmigen laminierten Eisenkerne eine Vielzahl U-förmiger Eisenkernplatten mit auf vorderen und hinteren Seiten der U-förmigen Eisenkernplatten gebildeten Prägungen (P, R) aufweist, wobei die Eisenkernplatten durch die Prägungen (P, R) aneinandergefügt und zusammengehalten werden;

die laminierten Eisenkerne zum Bilden einer magnetischen Lücke (7) kombiniert werden, um dadurch den magnetischen Kreis zu schließen;

die Prägungen (P, R) in dem magnetischen Kreis gebildet werden und die Prägungen (P, R) so gebildet werden, dass sie zu einer Richtung von in dem magnetischen Kreis fließenden magnetischen Flüssen orthogonale Längsseiten aufweisen.

12. Drosselspule nach Anspruch 1, bei der jeder des ersten und zweiten magnetischen Kernes (1, 2) einen einzigen rechteckförmigen, einen in sich geschlossenen Kreis darstellenden, die Schenkel aufweisenden Magnetkern umfaßt.