JP2002093627A

JP2002093627A - トロイダルコイル及びその製造方法

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Publication number: JP2002093627A
Application number: JP2000279324A
Authority: JP
Inventors: Taira Yoshimori; 平吉森
Original assignee: SHT KK
Current assignee: SHT KK
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2002-03-29

Abstract

(57)【要約】【課題】従来よりも工数が少なく、自動化が可能であ
り、然も、通電によってコアに加振力が作用したとして
も破損の虞がないトロイダルコイルの製造方法を提供す
る。【解決手段】本発明に係るトロイダルコイルの製造方
法は、磁気ギャップ部10を有するＣ字状のコア１を作製
するコア作製工程と、作製されたコア１の表面を覆っ
て、樹脂を材料とするモールディングを施し、モールド
樹脂被覆２を形成すると同時に、該モールド樹脂の一部
によってコア１の磁気ギャップ部10を埋めるモールディ
ング工程と、モールド樹脂被覆２が形成されたコア１の
周囲に巻線を施して、コイル導体を形成する巻線工程と
を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種交流機器にお
ける整流回路、雑音防止回路、共振回路、高周波回路等
に用いられるトロイダルコイル、及びその製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にトロイダルコイルは、図１４に示
す如く、リング状のコアアセンブリ(７)の周囲にコイル
導体(４)を巻装して構成され、コアアセンブリ(７)は、
磁気ギャップ部を有するＣ字状のコア(図示省略)を樹脂
ケース(５)内に収容して構成されている。

【０００３】図１２は、従来のトロイダルコイルの製造
工程を表わしている。先ず、帯板状のコア材を巻き取っ
て円筒状のコア体(11)を作製し(工程)、次に、該コア
体(11)に熱処理を施して(工程)、歪みの除去されたコ
ア体(12)を得た後、該コア体(12)にワニスを真空含浸さ
せ(工程)、コアの層間が接着されたコア体(13)を得
る。その後、コア体(13)に切断加工を施して、所定幅Ｇ
の磁気ギャップ部(10)を形成する(工程)。次に、コア
(１)の磁気ギャップ部(10)に接着剤(６)を充填する。
又、樹脂を材料とする一体成型によってケース上半体(5
1)及びケース下半体(52)を作製する(工程)。そして、
コア(１)をケース上半体(51)及びケース下半体(52)から
なる樹脂ケース(５)内に収容して、コアアセンブリ(７)
を得る(工程)。その後、図１４の如くコアアセンブリ
(７)の周囲に巻線を施して、コイル導体(４)を形成し、
トロイダルコイルを完成する。

【０００４】尚、図１２に示す接着剤充填工程に代え
て、図１３に示す様に、別途作製した非磁性のスペーサ
(61)をコア(１)の磁気ギャップ部(10)に挿入して、磁気
ギャップ部(10)を埋める工程を採用することも可能であ
る。

【０００５】上記トロイダルコイルにおいては、コア
(１)の磁気ギャップ部(10)が接着剤(６)或いはスペーサ
(61)によって埋められており、これによって、互いに対
向する一対のコア端面の接近離間が拘束されている。こ
の結果、コイル導体(４)への通電によって発生するコア
(１)の振動が抑制され、ひいては、コア(１)の振動に伴
う騒音の発生が防止される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
トロイダルコイルにおいては、コア(１)の磁気ギャップ
部(10)に接着剤(６)を充填したり、スペーサ(61)を挿入
する作業が必要であり、これらの作業は自動化が困難で
あるため、手作業で行なわれていた。又、コア(１)と樹
脂ケース(５)の間には寸法的な余裕が殆どないため、コ
ア(１)を樹脂ケース(５)内に収容する作業も自動化が困
難であり、手作業で行なわれていた。従って、コアアセ
ンブリ作製工程の工数が多く、然も生産能率が低い問題
があった。又、コイル導体(４)への通電によってコア
(１)に作用する加振力により、接着剤(６)やスペーサ(6
1)に剥がれが生じる虞があった。

【０００７】そこで本発明の目的は、コアアセンブリ作
製工程の工数が少なく、自動化が可能であり、然も、通
電によってコアに加振力が作用したとしても破損の虞が
ないトロイダルコイルの構造、及びその製造方法を提供
することである。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】本発明に係るトロイダルコ
イルは、磁気ギャップ部(10)を有するＣ字状のコア(１)
と、該コア(１)の周囲に巻装されたコイル導体(４)とを
具えており、コア(１)の表面はモールド樹脂によって被
覆され、該モールド樹脂被覆(２)の一部がコア(１)の磁
気ギャップ部(10)を埋めていることを特徴とする。

【０００９】上記本発明のトロイダルコイルにおいて
は、コア(１)の磁気ギャップ部(10)がモールド樹脂で埋
められており、互いに対向する一対のコア端面はモール
ド樹脂によって拘束されているので、コイル導体(４)へ
の通電によってコア(１)に加振力が作用したとしても、
コア(１)に大きな振動は発生しない。又、コア(１)の磁
気ギャップ部(10)は、コア(１)の表面を覆うモールド樹
脂被覆(２)の一部によって埋められ、磁気ギャップ部(1
0)を埋めるモールド樹脂とコア(１)の表面を覆うモール
ド樹脂とが一体であるので、コア(１)に大きな加振力が
作用したとしても、磁気ギャップ部(10)を埋めるモール
ド樹脂が剥がれ、或いは破損する虞はない。

【００１０】具体的構成において、モールド樹脂被覆
(２)の外周面には、コイル導体(４)を形成する巻線の少
なくとも一方の端部(41)を保持するための巻線保持部(2
4)が突設されている。該具体的構成においては、モール
ド樹脂被覆(２)の外周面に一対の巻線保持部(24)(24)を
突設した場合、コイル導体(４)の両端部を該一対の巻線
保持部(24)(24)に係止して、保持することが出来る。
又、モールド樹脂被覆(２)の外周面に単一の巻線保持部
(24)を突設した場合は、コイル導体(４)の一方の端部を
該巻線保持部(24)に係止して、保持するが、他方の端部
は、巻線作業の開始端として、該端部の上に重ねて巻線
を施すことにより拘束し、保持することが出来る。

【００１１】更に具体的な構成において、モールド樹脂
被覆(２)の巻線保持部(24)とコア(１)の磁気ギャップ部
(10)とは、コア(１)の半径方向に伸びる１本の直線上に
列べて配備されている。該具体的構成においては、コア
(１)の巻線保持部(24)がコア(１)の外周面から突出して
いるため、この部分には巻線を施すことが出来ず、巻線
密度の低くなる領域が発生するが、巻線保持部(24)の突
設位置を磁気ギャップ部(10)の位置に対応させることに
よって、巻線密度の低下によって生じるインダクタンス
の低下を最小限に抑えることが出来る。

【００１２】本発明に係るトロイダルコイルの製造方法
は、磁気ギャップ部(10)を有するＣ字状のコア(１)と、
該コア(１)の周囲に巻装されたコイル導体(４)とを具え
たトロイダルコイルの製造方法であって、磁気ギャップ
部(10)を有するコア(１)を作製するコア作製工程と、作
製されたコア(１)の表面を覆って、樹脂を材料とするモ
ールディングを施し、モールド樹脂被覆(２)を形成する
と同時に、該モールド樹脂の一部によってコア(１)の磁
気ギャップ部(10)を埋めるモールディング工程と、モー
ルド樹脂被覆(２)が形成されたコア(１)の周囲に巻線を
施して、コイル導体(４)を形成する巻線工程とを有して
いる。

【００１３】上記本発明のトロイダルコイルの製造方法
においては、モールディング工程によって、コア(１)の
磁気ギャップ部(10)を樹脂で埋める工程(従来の接着剤
充填工程)と、コア(１)の表面に樹脂被覆を施す工程
(従来のケーシング工程)とが、同時に実施されること
となるので、従来よりも工数が削減される。又、コア
(１)の磁気ギャップ部(10)を埋める従来の手作業による
接着剤充填工程や、コア(１)の表面に樹脂被覆を施す従
来の手作業によるケーシング工程は不要となり、本発明
のモールディング工程の自動化は容易である。更に、モ
ールディングによってコア(１)の表面に樹脂被覆を施す
ので、コア(１)の表面とモールド樹脂被覆(２)の間に隙
間は発生せず、これによって得られるコアアセンブリ
は、僅かながらも隙間のあった従来のコアアセンブリよ
りも小型化されることになる。

【００１４】具体的構成において、モールディング工程
では、モールド樹脂被覆(２)の外周面に、コイル導体
(４)を形成する巻線の少なくとも一方の端部(41)を保持
するための巻線保持部(24)を突設する。該具体的構成に
よれば、コア(１)の磁気ギャップ部(10)を埋める同時
に、巻線保持部(24)も形成することが出来る。

【００１５】

【発明の効果】本発明のトロイダルコイルによれば、通
電によってコアに加振力が作用したとしても破損の虞は
ない。又、本発明に係るトロイダルコイルの製造方法に
よれば、従来よりも工数を削減することが出来、自動化
が可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。図１は、本発明に
係るトロイダルコイルの製造工程を表わしている。先
ず、帯板状のコア材を巻き取って円筒状のコア体(11)を
作製し(工程)、次に、該コア体(11)に熱処理を施して
(工程)、歪みの除去されたコア体(12)を得た後、該コ
ア体(12)にワニスを真空含浸させ、これを加熱硬化させ
て(工程)、コアの層間が接着されたコア体(13)を得
る。

【００１７】その後、コア体(13)に切断加工を施して、
所定幅Ｇの磁気ギャップ部(10)を形成する(工程)。次
に、樹脂を材料とするモールディングによって、コア
(１)の全表面にモールド樹脂被覆(２)を施して、コアア
センブリ(３)を作製する(工程)。コアアセンブリ(３)
においては、図２の如く、コア(１)の内周面を覆う内筒
部(22)と、コア(１)の外周面を覆う外筒部(23)と、コア
(１)の磁気ギャップ部(10)を埋めるギャップ充填部(21)
とが一体に成型され、コア(１)の表面とモールド樹脂被
覆(２)とは互いに密着している。最後に、コアアセンブ
リ(３)の周囲に巻線を施して、コイル導体(図示省略)を
形成し、トロイダルコイルを完成する。

【００１８】図３は、本発明に係るトロイダルコイルの
他の製造工程を表わしている。先ず、平板状のコア材に
プレス加工を施して、複数枚のＣ字状コア板(14)を作製
し(工程′)、これら複数枚のコア板(14)を積層して、
所定ギャップ幅Ｇの磁気ギャップ部(10)を有するコア
(１)を得る(工程′)。次に、樹脂を材料とするモール
ディングによって、コア(１)の全表面にモールド樹脂被
覆(２)を施して、コアアセンブリ(３)を作製する(工程
′)。最後に、コアアセンブリ(３)の周囲に巻線を施
して、コイル導体(図示省略)を形成し、トロイダルコイ
ルを完成する。

【００１９】図４は、本発明に係るトロイダルコイルの
更に他の製造工程を表わしている。先ず、パーマロイ、
センダスト等の粉体のコア材と絶縁材とを混合し、該混
合物を加圧成型して、所定ギャップ幅Ｇの磁気ギャップ
部(10)を有するコア(１)を作製する(″)。次に、樹脂
を材料とするモールディングによって、コア(１)の全表
面にモールド樹脂被覆(２)を施して、コアアセンブリ
(３)を作製する(工程″)。最後に、コアアセンブリ
(３)の周囲に巻線を施して、コイル導体(図示省略)を形
成し、トロイダルコイルを完成する。

【００２０】上記トロイダルコイル製造工程において
は、モールディング工程によって、コア(１)の磁気ギャ
ップ部(10)を埋める工程(従来の接着剤充填工程)と、
コア(１)の表面に樹脂被覆を施す工程(従来のケーシン
グ工程)とが、同時に実施されることとなるので、従
来よりも工数が削減される。又、コア(１)の磁気ギャッ
プ部(10)を埋める従来の手作業による接着剤充填工程
や、コア(１)の表面に樹脂被覆を施す従来の手作業によ
るケーシング工程は不要となり、本発明のモールディン
グ工程の自動化は容易である。更に、モールディングに
よってコア(１)の表面に樹脂被覆を施すので、コア(１)
の表面とモールド樹脂被覆(２)の間に隙間は発生せず、
これによって得られるコアアセンブリは、僅かながらも
隙間のあった従来のコアアセンブリよりも小型化される
ことになる。

【００２１】又、上記製造工程によって得られるトロイ
ダルコイルにおいては、コア(１)の磁気ギャップ部(10)
がモールド樹脂で埋められており、互いに対向する一対
のコア端面はモールド樹脂によって拘束されているの
で、コイル導体(４)への通電によってコア(１)に加振力
が作用したとしても、コア(１)に大きな振動は発生しな
い。

【００２２】図７に示すトロイダルコイルは、コアを覆
うモールド樹脂被覆(２)の外周面に一対の巻線保持部(2
4)(24)を突設して、コイル導体(４)の両巻線端部(41)(4
1)を該一対の巻線保持部(24)(24)に係止して、保持した
ものである。巻線保持部(24)は、図５(ａ)(ｂ)に示す様
に、一対のアーム(25)(25)から構成され、両アーム(25)
(25)の間に、奥が拡大した巻線収容凹部(26)を形成して
いる。該トロイダルコイルの製造工程において、巻線工
程では、図６(ａ)(ｂ)に示す様に、巻線作業の最後に、
巻線端部(41)を巻線保持部(24)の奥部に押し込んで、巻
線端部(41)を巻線保持部(24)に係止する。

【００２３】又、図８及び図９に示すトロイダルコイル
は、モールド樹脂被覆(２)の外周面の１箇所に、コイル
導体(４)の巻線端部(41)を係止するための巻線保持部(2
4)を突設したものである。この場合、コイル導体(４)の
両端部の内、巻き初めの一方の巻線端部は、その上に重
ねて巻かれた巻線によって拘持されているので、巻線保
持部(24)に係止する必要はなく、巻き終わりの他方の巻
線端部のみを巻線保持部(24)に係止して、保持する。

【００２４】モールド樹脂被覆(２)に巻線保持部(24)を
突設したトロイダルコイルにおいては、巻線保持部(24)
が形成された幅領域Ｗには、巻線を施すことが出来ず、
この部分で巻線密度が低下することになるが、図示する
例では、モールド樹脂被覆(２)の巻線保持部(24)とギャ
ップ充填部(21)とが、コア(１)の半径方向に伸びる１本
の直線上に列べて配備されている。

【００２５】図１１は、上述の如くモールド樹脂被覆
(２)の巻線保持部(24)とギャップ充填部(21)とを１直線
上に列べて配備したトロイダルコイル(サンプルＡ)と、
モールド樹脂被覆(２)の巻線保持部(24)とギャップ充填
部(21)とをずれた位置に配備したトロイダルコイル(サ
ンプルＢ)を試作して、直流重畳特性を調べた結果を表
わしている。尚、何れのサンプルも、コアの内径は１４
ｍｍ、外径は２０ｍｍ、高さは１５ｍｍ、コイルの線径
は１.０ｍｍ、巻数は３４ターン、ギャップ幅は２ｍｍ
である。図から明らかな様に、サンプルＡにおいては、
サンプルＢよりも高いインダクタンスが得られている。
これは、サンプルＢでは、コア(１)の磁気ギャップ部(1
0)を包囲してコイル導体(４)が巻装されているために、
磁気ギャップ部(10)の影響でインダクタンスが低下した
のに対し、サンプルＡでは、磁気ギャップ部(10)を包囲
するコイル導体(４)の巻線密度が低いために、磁気ギャ
ップ部(10)の影響を受け難く、この結果、サンプルＢよ
りもインダクタンスが増大したものである。

【００２６】従って、図９の如く、モールド樹脂被覆
(２)の巻線保持部(24)とギャップ充填部(21)とを１直線
上に列べたトロイダルコイルによれば、良好な直流重畳
特性を実現することが出来、高いインダクタンスが得ら
れる。

【００２７】尚、上述のモールディング工程では、樹脂
成型のための金型の内部空間に、コアアセンブリを宙づ
り状態で支持する必要があるが、この支持のために複数
本のピンを用いた場合、モールド樹脂被覆(２)には、図
１０に示す如く複数のピン孔(27)が開設されることにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトロイダルコイルの製造工程を示
す斜視図である。

【図２】コアアセンブリの断面図である。

【図３】本発明に係るトロイダルコイルの他の製造工程
を示す斜視図である。

【図４】本発明に係るトロイダルコイルの更に他の製造
工程を示す斜視図である。

【図５】巻線保持部を突設したコアアセンブリの斜視図
(ａ)及び巻線保持部の拡大平面図(ｂ)である。

【図６】巻線保持部に巻線端部を係止する工程を表わす
斜視図である。

【図７】一対の巻線保持部を具えたトロイダルコイルの
斜視図である。

【図８】単一の巻線保持部を具えたトロイダルコイルの
斜視図である。

【図９】該トロイダルコイルの断面図である。

【図１０】モールド樹脂被覆に複数のピン孔が開設され
ているコアアセンブリの斜視図である。

【図１１】モールド樹脂被覆の巻線保持部とギャップ充
填部の位置関係を替えた２つのサンプルついての直流重
畳特性を表わすグラフである。

【図１２】従来のトロイダルコイルの製造工程を示す斜
視図である。

【図１３】従来のトロイダルコイルの他の製造工程を示
す斜視図である。

【図１４】従来のトロイダルコイルの斜視図である。

【符号の説明】

(１) コア (10) 磁気ギャップ部 (２) モールド樹脂被覆 (21) ギャップ充填部 (22) 内筒部 (23) 外筒部 (24) 巻線保持部 (３) コアアセンブリ (４) コイル導体 (41) 線端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｆ 41/02 Ｈ０１Ｆ 15/02 Ｌ 41/12 27/24 Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ギャップ部(10)を有するＣ字状のコ
ア(１)と、該コア(１)の周囲に巻装されたコイル導体
(４)とを具えたトロイダルコイルにおいて、コア(１)の
表面はモールド樹脂によって被覆され、該モールド樹脂
被覆(２)の一部がコア(１)の磁気ギャップ部(10)を埋め
ていることを特徴とするトロイダルコイル。
【請求項２】モールド樹脂被覆(２)の外周面には、コ
イル導体(４)を形成する巻線の少なくとも一方の端部(4
1)を保持するための巻線保持部(24)が突設されている請
求項１に記載のトロイダルコイル。
【請求項３】モールド樹脂被覆(２)の巻線保持部(24)
とコア(１)の磁気ギャップ部(10)とは、コア(１)の半径
方向に伸びる１本の直線上に列べて配備されている請求
項２に記載のトロイダルコイル。
【請求項４】磁気ギャップ部(10)を有するＣ字状のコ
ア(１)と、該コア(１)の周囲に巻装されたコイル導体
(４)とを具えたトロイダルコイルの製造方法において、磁気ギャップ部(10)を有するコア(１)を作製するコア作
製工程と、作製されたコア(１)の表面を覆って、樹脂を材料とする
モールディングを施し、モールド樹脂被覆(２)を形成す
ると同時に、該モールド樹脂の一部によってコア(１)の
磁気ギャップ部(10)を埋めるモールディング工程と、モールド樹脂被覆(２)が形成されたコア(１)の周囲に巻
線を施して、コイル導体(４)を形成する巻線工程とを有
することを特徴とするトロイダルコイルの製造方法。
【請求項５】モールディング工程では、モールド樹脂
被覆(２)の外周面に、コイル導体(４)を形成する巻線の
少なくとも一方の端部(41)を保持するための巻線保持部
(24)を突設する請求項４に記載のトロイダルコイルの製
造方法。