JP2003086433A - 電磁誘導器 - Google Patents

電磁誘導器

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JP2003086433A
JP2003086433A JP2001344798A JP2001344798A JP2003086433A JP 2003086433 A JP2003086433 A JP 2003086433A JP 2001344798 A JP2001344798 A JP 2001344798A JP 2001344798 A JP2001344798 A JP 2001344798A JP 2003086433 A JP2003086433 A JP 2003086433A
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bobbin
core
winding
lead
transformer
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JP2001344798A
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Shinobu Miyazaki
忍 宮崎
Kenji Morimoto
健嗣 森本
Fumiaki Yamagata
文昭 山形
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Tabuchi Electric Co Ltd
Original Assignee
Tabuchi Electric Co Ltd
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  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化しながら、コアをアースできる電磁誘
導器を提供する。 【解決手段】 アース線45がボビン1Tの挿入孔2
0に挿通されているので、ボビンの径方向外方に位置し
ないから、従来のようにコアバンドを使用した場合に比
べて、電磁誘導器の径方向寸法が小さくなって、小型化
を図ることができる。また、コアが複数のコア片23
T,23Tからなる場合には、ボビン1Tは、各コア片
を保持する保持爪16を備えているので、従来のよう
に、コアバンドまたは接着剤を使用しないで、各コア片
を保持できるから、組立工程が簡素化されて、低コスト
化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トランスのような
電磁誘導器に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は従来のインバータ方式の高周波加
熱装置(電子レンジ)を示すもので、商用電源61は整
流回路62で整流平滑され、インバータ63で20kH
z以上の高周波交流電流に変換されてギャップ付コアを
備えたトランス64の1次巻線64pに供給される。ト
ランス64の2次巻線64sの高周波出力電圧は、半波
整流回路65で整流平滑されて、直流高電圧としてマグ
ネトロン66に供給される。トランス64のヒータ巻線
64hでヒータが駆動されるマグネトロン66は、直流
高電圧の供給を受けてマイクロ波を発生する。
【0003】図9は上記トランス64の構成を示す断面
図で、ボビン70には、1次巻線64p、2次巻線64
sおよびヒータ巻線64hが、互いに軸方向に離間して
巻回されている。コの字形コア片71,72は、各々の
一方の磁脚を上記ボビン70の円筒部70s内に挿入す
るとともに、円筒部70s内に形成されている厚さGの
スペーサ70gを介在して対向させることにより、各々
の両磁脚の相対向する先端面の間にそれぞれギャップ7
3,74を有するロの字形コア75を形成し、1次巻線
64pと2次巻線64sの結合係数を0.6〜0.8に
構成することで、2次巻線側にリーケージインダクタン
スを持たせ、従前のマグネトロン用インバータ回路に必
要であった2次側の高周波チョークコイルを不要として
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記トランス
64では、各コア片71,72をアースするのに、コア
を外側からバンド止めするコアバンドを用い、このコア
バンドを、配線基板のアース電極に接触させていた。ま
た各コア片71,72を保持するのに、上記コアバンド
またはコア片71,72同士を接着させる接着剤を用い
ていた。しかし、コアバンドを使用した場合、コアバン
ドは絶縁のために巻線から径方向に十分間隔をあけて配
置する必要があるために、トランス64の径方向寸法が
大きくなって、トランス64を小型化できない。また接
着剤を使用した場合、組立工程を簡素化できず、低コス
ト化が図れない。
【0005】本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされ
たもので、小型化しながら、コアをアースできる電磁誘
導器を提供することを主な目的とする。本発明の他の目
的は、接着剤を使用することなく、複数のコア片を保持
して、低コスト化を実現することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る電磁誘導器は、ボビンに巻線が装着さ
れ、このボビンの挿入孔にコアが挿入されてなるもので
あって、前記ボビンの挿入孔に挿通されてコアに接触
し、コアをアースするアース線を備えている。
【0007】上記構成によれば、アース線はボビンの挿
入孔に挿通されているので、ボビンの径方向外方に位置
しない。したがって、従来のようにコアバンドを使用し
た場合と比べて、電磁誘導器の径方向寸法が小さくなっ
て小型化される。
【0008】好ましくは、前記コアは複数のコア片から
なり、前記ボビンは、各コア片を保持する保持爪を備え
ている。したがって、従来のように、コアバンドまたは
接着剤を使用しないで、各コア片を保持できるので、組
立工程が簡素化されて、低コスト化が図れる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係
るマグネトロン駆動用のトランス50Tを示す正面図、
図2(A)はその側面図、図2(B)はア−ス線45の
斜視図、図3(A)は図2(A)のIII-III線で切断し
た断面図、図3(B)はT字形コアCRの平面図、図3
(C)は図3(B)中のC−C線矢視側面図、図4は背
面図である。先ず、樹脂製のボビン1Tは、図2(A)
に明示するように、第1のボビン部1aTと第2のボビ
ン部1bTとにより一体形成されており、円筒状の筒部
14を有している。この筒部14の内側は、後述するコ
アの挿入孔20となる。第1のボビン部1aTには、筒
部14の外周面に円盤状の三つのつば4,7,8が互い
に平行な配置で一体形成されている。両端に第1のつば
4と第2のつば7とを有する1次巻枠9(図3)には、
1次巻線11が円筒状に巻き付けられているとともに、
両端に第2のつば7と第3のつば8とを有するヒータ巻
枠10(図3)には、ヒータ巻線13が1ターン巻き付
けられている。
【0010】一方、第2のボビン部1bTには、中央の
筒部14の外周面に円盤状のつば18が一体形成されて
おり、両端につば18と第1のボビン部1aTの第3の
つば8とを有する2次巻枠19(図3)が形成され、こ
れに2次巻線12が整列巻きで巻き付けられている。こ
の2次巻線12と、1次巻線11と、ヒータ巻線13と
は、ボビン1Tの軸方向に変位して位置している。
【0011】図2(A)に示すように、このトランス5
0Tのボビン1Tは、軸方向の寸法D1が径方向の寸法
D2よりも短く、偏平な薄型形状になっている。ここ
で、上記軸方向の寸法D1は、ボビン1Tの両端のつば
を含まない各巻線11〜13が装着される部分の軸方向
長さであり、径方向の寸法D2は、複数のつば4,7,
8,18の最大外径である。
【0012】図3に示すように、筒部14により形成さ
れた挿入孔20はボビン1Tの中心に位置する中心孔と
なっており、また、第1のボビン部1aTの挿入孔20
の内面には、図1に示すように、90°間隔で径方向内
方に突出する4個のガイドリブ21が形成されている。
このガイドリブ21のうち上方に位置するガイドリブ2
1aには、後述するアース線45が嵌入される溝31が
設けられている。
【0013】図3(B),(C)に示すように、T字形
コア片23Tは、アーム部25Tのほぼ中央に円柱状の
脚部24Tが突設されて、T字形を呈している。コアC
Rを構成する一対の同一形状および同一寸法のT字形コ
ア片23T,23Tは、各々の脚部24T,24Tがボ
ビン1Tの両側から上記ガイドリブ21に沿って中心孔
20に挿入される。
【0014】本発明では、図3に示すように、ボビン1
Tのつば4とつば18の外端面に、収納用立壁26を設
けて、その内側にアーム部25Tを収納する収納凹所2
2を形成しており、さらに、収納凹所22に、T字形コ
ア片23T,23Tを保持する複数の保持爪16を備え
ている。保持爪16は、軸方向外方に突出する突出部1
6aと、突出部16aの先端で巻線の径方向に延びてT
字形コア片23T,23Tのアーム部25T,25Tに
おける外周縁部を把持し、コア片23T,23Tが軸方
向外方に脱落するのを阻止する爪部16bとからなる。
この保持爪16により、軸方向の両側からT字形コア片
23T,23Tを挟持して固定する。
【0015】上記一対のT字形コア片23T,23Tが
ボビン1Tに取り付けられたとき、各コア片23T,2
3Tの各々の脚部24T,24Tの先端面同士が相対向
し、その先端面の間にスペーサ27が介在し、スペーサ
27の厚みによって設定されたギャップ29が形成され
る。ギャップ29の存在により、磁気飽和しにくい特性
の電磁誘導器が得られる。このギャップ29の大きさ
を、1次巻線11と2次巻線12の結合係数が0.5〜
0.9となるように設定する。この場合、図2(A)の
1次巻線11と2次巻線12の軸方向の間隔W1を2〜
10mmに設定する。こうして、2次巻線12側にリー
ケージインダクタンスを持たせ、従前のマグネトロン用
インバータ回路に必要であった2次側の高周波チョーク
コイルを不要としている。前記ギャップ29は、両ボビ
ン片2T,3Tにおける1次および2次巻線11,12
が施される筒部14の内方に位置している。なお、ギャ
ップ29の大きさは、ゼロ、つまり脚部24T,24T
の先端面同士をそれぞれ接触させてもよい。
【0016】前記1次巻線11は、図1に示す巻き始め
の引出線(リード線)11aが、第1のボビン部1aT
における径方向に延びた切欠溝からなる引出部34から
引き出されて係止部37aに係止されているとともに、
巻き終りの引出線(リード線)11bが、上記引出部3
4から引き出されて係止部37bに係止されている。例
えば、引出線11a,11bの端末が半田で固められて
巻線の径方向(下方向)に延びる接続用端子39a,3
9bが形成され、この接続用端子39a,39bがトラ
ンス50Tが装着される配線基板Kに直接半田付けで接
続される。
【0017】前記2次巻線12の内径側の巻き始めの引
出線12aは、図4に示すように、第2のボビン部1b
Tにおける径方向に延びた切欠溝からなる引出部35か
ら、2次巻線12の内周面12cよりも径方向内側へ寄
せられて引き出され、第2のボビン部1bTの下部側面
に突設されたリブ36に沿って曲がり、第2のボビン部
1bTに差込み固定されて巻線の径方向(下方向)に突
出する配線基板Kの接続用の一対のピン端子41a,4
1bのうち、一方のピン端子41aに巻き付けられて、
半田付けにより接続される。
【0018】他方、2次巻線12の外径側の巻き終りの
引出線12bは、引出部35から、2次巻線12の外周
面12dよりも径方向外側へ寄せられてリブ38の切欠
部から引き出され、他方のピン端子41bに巻き付けら
れて、半田付けにより接続される。ヒータ巻線13の引
出線13a,13bも、第2のボビン部1bTに差込み
固定されて巻線の径方向(下方向)に突出する一対のピ
ン端子43a,43bにそれぞれ巻き付けられて、半田
付けにより接続される。
【0019】図1に示すように、第1のボビン部1aT
(図2(A)のつば4)には、複数の1次巻線冷却孔2
8が形成されており、1次巻線11に対する冷却効果を
高めている。
【0020】本発明にかかるアース線45は、図2
(B)に示すように、複数のV字状の凹凸を有するよう
に曲折された挿通接触部45a、挿通接触部45aの基
端に90度曲がって連なる第1導出部45b、第1導出
部45bの導出端に同一平面上で90度曲がって連なる
第2導出部45c、およびこの第2導出部45cの導出
端により形成されて、アース線45を配線基板K(図2
(A))のアース孔に差し込んで接続するアース端子部
45dを有している。アース線45には非磁性、導電性
およびばね性が要求されることから、例えば、りん青銅
が好ましく用いられる。図2(A)のように、アース線
45の挿通接触部45aをボビン1Tの挿入孔20に挿
入して、図1のガイドリブ21aの溝31に嵌め込んで
固定し、図2(A)の第1導出部45bをつば4の外側
の収納凹所22内で収納用立壁26の内面に沿わせ、第
2導出部45cをアーム部25Tの内面と収納凹所22
との間に入れて、アーム部25Tの内面で収納凹所22
の底面に押し付けて、アース線45をボビン1Tに保持
している。この状態で、ボビン1Tの挿入孔20に挿通
させた挿通接触部45aがそのばね力により挿入孔20
に挿入したコア片23T,23Tを下方に押圧すること
によりコア片23T,23Tと接触し、アース端子45
aと配線基板Kが接続して、両コア片23T,23Tを
一挙にアースする。
【0021】このように構成されたトランス50Tは、
例えば、図7に示した高周波加熱装置におけるマグネト
ロン66の駆動用トランス64として用いられるが、そ
の場合、以下のような手順で高周波加熱装置に組み込ま
れる。すなわち、トランス50Tは、図7に示すような
回路パターンが形成された図1の配線基板Kに設けられ
ている接続孔にピン端子41a,41bを挿入して半田
付けし、端子39a,39bを上記配線基板Kに設けら
れている接続孔に直接半田付けにより接続し、上記ピン
端子43a,43bを上記配線基板Kに設けられている
接続端子に差込み接続することで、インバータ回路の配
線基板Kに接続状態に取り付けられる。なお、上記回路
基板には、図7の半波整流回路65に代えて、図8の全
波整流回路67が形成されていても、同じ組み込み手順
で、上記トランス50Tを接続状態に取り付けることが
できる。
【0022】上記構成によれば、図3に示すように、巻
線11,12,13の側方にコア体が存在しないので、
その分だけトランスの横寸法、つまりボビン1Tの径方
向に沿った寸法が小さくなる。しかも、ボビン1Tが偏
平な形状で、1次および2次巻線11,12の巻幅が小
さく、薄型であるために、一対のT字形コア片23T,
23Tのアーム部25T,25T同士の間隔が小さくな
る。また、両コア片23T,23Tの脚部24T,24
Tとアーム部25T,25Tを通る二つの磁気回路C
1,C2が形成される。そのため、このトランス50T
は、図9に示したコの字形コア片71,72を用いたこ
とによって磁気回路Cを一つしか形成できないトランス
64と比較して、磁気損失が少なくなり、脚部24T,
24Tを通る磁束、つまり両巻線11,12と鎖交する
磁束が強くなる。これに加えて、上記トランス50T
は、そのボビン1Tが径方向の寸法D2よりも軸方向の
寸法D1が短い偏平な形状であるから、一対のT字形コ
ア片23T,23Tのアーム部25T,25T同士の間
隔が小さくなるので、磁気回路C1,C2の磁束がさら
に強くなる。
【0023】その結果、上記トランス50Tは、優れた
磁気特性が確保されるので、1次および2次巻線11,
12の巻幅を小さくして薄型とした場合においても、所
定の電圧を得るのに必要な1次および2次巻線11,1
2の巻き数を少なくすることができ、その分だけトラン
ス50Tの横寸法、つまりボビン1Tの径方向に沿った
寸法が小さくなって小型化できる。しかも、配線基板K
の接続用端子は巻線の径方向に延びて形成されている。
したがって、このトランス50Tは、配線基板Kに装着
するときの装着面積の増大を抑制できる。また、両T字
形コア片23T,23Tは同一形状および同一寸法であ
るから、共通の成形型を用いて成形できる。ただし、両
コア片23T,23Tは、互いに異なる形状または寸法
としてもよい。特に、脚部24T,24Tの長さを互い
に異ならせて、ギャップ29の位置および結合係数を調
整してもよい。
【0024】本発明では、アース線45がその挿通接触
部45aでボビン1Tの挿入孔20に挿通されて両コア
片23T,23Tに接触し、コア片23T,23Tをア
ースするので、従来のようにボビン1Tの径方向外方に
位置するコアバンドを使用しないで、コア片23T,2
3Tをアースできるから、トランス50Tの径方向寸法
が小さくなって小型化を図ることができるとともに、低
コスト化を図ることができる。また、ボビン1Tは、各
コア片23T,23Tを保持する保持爪16を備えてい
るので、従来のように、コアバンドまたは接着剤を使用
しないで、各コア片23T,23Tを保持できるので、
組立作業が簡単になって、低コスト化が図れる。
【0025】また、通常細い導線で形成される2次巻線
12の端部は、ボビン1Tに固定されたピン端子41
a,41bに接続されているので、高電圧となる2次巻
線12の端部が配線基板Kへの取り付け時に不測に揺れ
動いて、周囲の導体に接触するおそれがなくなる。
【0026】また、ボビン部1bTに径方向に延びた切
欠溝からなる引出部35を設け、この引出部35から巻
き始めの引出線12aを2次巻線12の内周面12cよ
りも径方向内側に引き出し、巻き終りの引出線12bを
2次巻線12の外周面12dよりも径方向外側に引き出
してピン端子41a,41bに接続したので、引出線1
2a,12bと2次巻線12との間の巻線クロスが防止
されて、その間の絶縁性が向上する。従って、絶縁性向
上のために、2次巻線12の軸方向に隣接して引出線1
2a,12bを通すためのジャンピング溝を設ける必要
がなくなる。このため、ボビン1Tの軸方向寸法を大き
くすることなく、2次巻線12の巻き始めの引出線12
aおよび巻き終わりの引出線12bと2次巻線12との
間の絶縁特性を向上させることができる。
【0027】図5、6は、第2実施形態によるトランス
51Tを示す。このトランス51Tは、第1実施形態と
アース線の構造のみが異なる。このアース線55は、図
6(A)(B)に示すように、上下方向に延びる第1押
え部55aの先端にV字状の形状を有する第1コア接触
部55bが形成され、第1押え部55aの基端から90
度以下の寸法で曲がってボビン1Tの軸方向に延びる挿
通部55c、挿通部55cの先端から90度以下の寸法
で曲がって下方に延びる第2押え部55d、この第2押
え部55dの中途に形成されたV字状の形状を有する第
2コア接触部55e、第2押え部55dの先端から90
度曲がってコア片23Tのアーム部25Tに沿って水平
方向に延びる第1導出部55f、第1導出部55fの導
出端(先端)から下方に若干延びた後90度曲がって、
ボビン1Tの軸方向に連なる第2導出部55g、第2導
出部55gの導出端(先端)から90度曲がって下方に
連なる第3導出部55h、および第3導出部55hの導
出端により形成されて、アース線55を配線基板K(図
6(A))のアース孔に差し込んで接続するアース端子
部55iを有している。上記アース線55において、第
1押え部55aと挿通部55cの間、および挿通部55
cと第2押え部55dとの間の角度をそれぞれ90度以
下の寸法に設定することにより、アース線55のばね効
果を大きくし、アース線55のコア片23T,23Tに
対する接触圧を向上させている。
【0028】前記アース線55には上記と同様に、非磁
性、導電性およびばね性が要求されることから、例えば
りん青銅が用いられる。図6(A)のように、アース線
55の挿通部55cをボビン1Tの挿入孔20に挿入し
て、挿通部55cを図1のガイドリブ21aの溝31に
嵌め込んで固定し、図6(A)のボビン1Tの挿入孔2
0にコア片23T,23Tを挿入する。そうすると、第
1、2コア接触部55b、55eがそれぞればね力によ
り挿入孔20に挿入されたコア片23T,23Tをその
外側から軸方向内方へ押圧することにより、ボビン1T
にアース線55が保持されるとともに、コア片23T,
23Tと接触し、アース端子部55iと配線基板Kが接
続して、両コア片23T,23Tを一挙にアースする。
【0029】第2実施形態では、アース線55が挿通部
55cでボビン1Tの挿入孔20に挿通されて、第1、
2コア接触部55b、55eで両コア片23T,23T
に接触し、コア片23T,23Tをアースするので、従
来のようにボビン1Tの径方向外方に位置するコアバン
ドを使用しないで、コア片23T,23Tをアースでき
るから、トランス51Tの径方向寸法が小さくなって小
型化を図ることができるとともに、低コスト化を図るこ
とができる。
【0030】なお、本発明はマグネトロン駆動用のトラ
ンスのほか、チョークコイル、リアクトルなど、他のト
ランスにも適用できる。
【0031】
【発明の効果】本発明に係る電磁誘導器は、アース線は
ボビンの挿入孔に挿通されているので、ボビンの径方向
外方に位置しないから、従来のようにコアバンドを使用
した場合と比べて、電磁誘導器の径方向寸法が小さくな
って小型化される。また、コアは複数のコア片からな
り、前記ボビンは、各コア片を保持する保持爪を備えて
いるので、従来のように、コアバンドまたは接着剤を使
用しないで、各コア片を保持できるから、組立工程が簡
素化されて、低コスト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る電磁誘導器の正面
図である。
【図2】(A)は同実施形態の側面図、(B)はアース
線の斜視図である。
【図3】(A)は図2(A)のIII-III線で切断した断
面図、(B)はT字形コアCRの平面図、(C)は
(B)中のC−C線矢視側面図である。
【図4】同実施形態の背面図である。
【図5】本発明の第2実施形態に係る電磁誘導器の正面
図である。
【図6】(A)は同実施形態の側面図、(B)はアース
線の斜視図である。
【図7】本発明の電磁誘導器を適用できる高周波加熱装
置を示す電気回路図である。
【図8】他の高周波加熱装置を示す要部の電気回路図で
ある。
【図9】従来のトランス(電磁誘導器)を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
1T…ボビン、1aT,1bT…ボビン部、4,7,
8,18…つば、9…1次巻枠、10…ヒータ巻枠、1
1…1次巻線、11a,11b,12a,12b…引出
線(リード線)、12…2次巻線、13…ヒータ巻線、
14…筒部、16…保持爪、19…2次巻枠、20…ボ
ビンの挿入孔、23T…T字形コア片、29,30…ギ
ャップ、32…コア収納部、34,35…引出部、39
a,39b…端子、41a,41b…ピン端子、43
a,43b…ピン端子、45…アース線、50T…トラ
ンス、C1,C2…磁気回路、D1…軸方向の寸法、D
2…径方向の寸法、K…配線基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山形 文昭 兵庫県三田市テクノパーク5番地4 田淵 電機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボビンに巻線が装着され、このボビンの
    挿入孔にコアが挿入されてなる電磁誘導器であって、 前記ボビンの挿入孔に挿通されてコアに接触し、コアを
    アースするアース線を備えた電磁誘導器。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記コアは複数のコア片からなり、前記ボビンは、各コ
    ア片を保持する保持爪を備えた電磁誘導器。
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