JP2003086434A - 電磁誘導器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻線の巻き始めの巻き乱れを防止して、組立
作業性および絶縁耐圧の信頼性の高い電磁誘導器を提供
する。 【解決手段】 巻線１２が装着されるボビン１Ｔのつば
４，１８に巻線１２を引き出す引出溝３５が巻線１２の
径方向に延びて形成され、この引出溝３５の一側部に巻
線１２の始端部１２ａを案内する傾斜面４０が形成され
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、トランスのような
電磁誘導器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は特公平７−４０４６５号公報に開
示されている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２０ｋＨｚ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７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の各々の一
方の磁脚が上記ボビン７０の円筒部７０ｓ内に挿入され
る。図８（Ａ）に示すように、ボビン７０のつば８２、
８５に、１次巻線６４ｐ、２次巻線６４ｓを引き出す引
出溝８６、８７がそれぞれ巻線の径方向に延びて形成さ
れる。

【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、図８（Ｂ）のように、例えば２次巻線６４ｓ
を引き出す引出溝８７において、内径側の巻き始めの２
次巻線６４ｓが引出溝８７で折れ曲がって膨らみ部分８
９が生じることにより、この上に重ねて巻くと、巻線に
巻き乱れが発生する。巻き乱れが発生すると、整列、多
層巻きが困難となり、組立作業性が悪くなる。また、整
列、多層巻きの不確実性のため、絶縁耐圧の信頼性の高
いトランスを得ることができないという問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされ
たもので、巻線の巻き始めの巻き乱れを防止して、組立
作業性および絶縁耐圧の信頼性の高い電磁誘導器を提供
することを目的とする。

【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、巻線が装着されるボビ
ンのつばに巻線を引き出す引出溝が巻線の径方向に延び
て形成され、この引出溝の一側部に巻線の始端部を案内
する傾斜面が形成されている。

【０００７】上記構成によれば、巻線を引き出す引出溝
の一側部に巻線の始端部を案内する傾斜面を形成してい
るので、巻線の巻き始めが傾斜面に沿うことにより、折
れ曲がらず膨らみ部分を生じないから、巻き乱れが発生
することなく、整列、多層巻きができ、組立作業性が向
上し、整列、多層巻きの確実性が高いため、絶縁耐圧の
信頼性の高い電磁誘導器が得られる。

【０００８】好ましくは、前記傾斜面は、引出溝に向か
って軸方向外方へ傾斜し、傾斜起点から傾斜終点までの
軸方向距離をａ、傾斜起点から傾斜終点までの巻線の接
線方向距離をｂとすると、ａが巻線の線径の２〜６倍の
範囲内で、こう配ａ／ｂが１／２〜１／６の範囲内に設
定されている。

【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９０Ｔを示す正面図、
図２はその側面図、図３（Ａ）は横断面図、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、図５（Ａ）は底
面図、図５（Ｂ）はその部分拡大図である。先ず、樹脂
製のボビン１Ｔは、図２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。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に示すように、このトランス９０Ｔ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、ボビン１Ｔには中心孔
２０が設けられており、また、第１のボビン部１ａＴの
中心孔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。

【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】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。例えば、脚部２４Ｔ，２４Ｔの先端面同士は接着剤
で接着されて、ボビン１Ｔから各コア片２３Ｔ，２３Ｔ
が脱落するのが防止される。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の１次巻
線１１と２次巻線１２の軸方向の間隔Ｗ１を２〜１０ｍ
ｍ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２
Ｔ，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２
９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。

【００１５】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
の最外側のつば４に形成された１次巻線１１の径方向に
延びた引出溝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）１
１ｂが、上記引出溝３４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，３９ｂが形成され、この接続用端子
３９ａ，３９ｂがトランス９０Ｔが装着される配線基板
Ｋに直接半田付けで接続される。

【００１６】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の最外側のつば１８に形成された２次巻線１２の径方
向に延びた引出溝３５から、２次巻線１２の内周面１２
ｃ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，４１ｂのうち、一方のピン端子４
１ａに巻き付けられて、半田付けにより接続される。

【００１７】他方、２次巻線１２の外径側の巻き終りの
引出線１２ｂは、引出溝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。

【００１８】図１に示すように、第１のボビン部１ａＴ
（図２のつば４）には、複数の１次巻線冷却孔２８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。アース線４５は、ボビン１Ｔの中心孔２０内側を
挿通して、２つのＴ字コア片２３Ｔ，２３Ｔに接触し、
その端子が配線基板Ｋに接続されて、２つのＴ字コア片
２３Ｔ，２３Ｔを一挙にアースしている。従来のボビン
１Ｔの径方向外方に位置するコアバンドでアースしてい
ないので、トランス５０Ｔの径方向寸法が小さくなると
ともにコストが低下する。アース線４５には非磁性体で
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。

【００１９】本発明では、図５（Ａ）に示すように、上
記第２のボビン部１ｂＴの最外側のつば１８に形成され
た２次巻線１２の径方向に延びた引出溝３５における２
次巻線１２の内径側の巻き始め位置に対向する一側部
に、この２次巻線１２の内径側の巻き始めの引出線１２
ａ（始端部）を案内する傾斜面４０が形成されている。
傾斜面４０はつば１８における２次巻線１２と接触する
内面から引出溝３５に向かって軸方向外方へ傾斜するも
のであり、その形状は以下の範囲内に設定される。図５
（Ｂ）に示すように、傾斜起点Ｐから傾斜終点Ｑまでの
軸方向距離をａ、傾斜起点Ｐから傾斜終点Ｑまでの巻線
の接線方向距離をｂとすると、軸方向距離ａは巻線の線
径の２〜６倍の範囲内であり、１．５〜３．５倍の範囲
内が好ましい。こう配ａ／ｂは、１／２〜１／６の範囲
内であり、１／３〜１／５の範囲内であることが好まし
い。こう配ａ／ｂがこの範囲内であれば、２次巻線１２
の曲がりが小さくなり、引出線１２ａが円滑に軸方向外
方に引き出される。また、軸方向距離ａとこう配ａ／ｂ
が上記範囲内にあれば、接線方向距離ｂが過大にならな
いので、２次巻線１２が傾斜面４０に対応する部分で傾
斜面４０に向かって膨出して巻き乱れが生じるのを防止
できる。

【００２０】なお、上記第１のボビン部１ａＴの最外側
のつば４に形成された１次巻線１１の径方向に延びた引
出溝３４における１次巻線１１の内径側の巻き始め位置
に対向する一側部にも、上記と同様に、必要に応じて、
１次巻線１１の内径側の巻き始めの引出線１１ａ（始端
部）を案内する傾斜面を形成してもよい。

【００２１】このように構成されたトランス９０Ｔは、
例えば、図６に示した高周波加熱装置におけるマグネト
ロン６６の駆動用に用いられるが、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９０Ｔは、図６に示すような回路パターンが形
成された配線基板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，３
９ｂ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。

【００２２】上記構成によれば、さらに、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１
Ｔ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２４
Ｔ，２４Ｔとアーム部２５Ｔ，２５Ｔを通る二つの磁気
回路Ｃ１，Ｃ２が形成される。そのため、このトランス
９０Ｔは、図７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２
４Ｔ，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９
０Ｔ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９０Ｔ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９０Ｔ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９０Ｔ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】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。

【００２５】また、図４に示すように、ボビン部１ｂＴ
に径方向に延びた切欠溝からなる引出溝３５を設け、こ
の引出溝３５から巻き始めの引出線１２ａを２次巻線１
２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１２ａ，１２ｂと２次巻線１２との間
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１２ａ，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の幅を大きくすることなく、２次巻
線１２の巻き始めの引出線１２ａ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。

【００２６】本発明では、巻線１２を引き出す引出溝３
５の一側部に巻線１２の始端部１２ａを案内する傾斜面
４０を形成しているので、巻線１２の巻き始めが傾斜面
４０に沿うことにより、折れ曲がらず膨らみ部分を生じ
ないから、巻き乱れが発生することなく、整列、多層巻
きができ、組立作業性が向上し、整列、多層巻きの確実
性が高いため、絶縁耐圧の信頼性の高い電磁誘導器が得
られる。

【００２７】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。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、巻線の
巻き始めの巻き乱れが発生することなく、整列、多層巻
きができ、組立作業性が向上し、整列、多層巻きの確実
性が高いため、絶縁耐圧の信頼性の高い電磁誘導器が得
られる。

【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】同実施形態の側面図である。

【図３】（Ａ）は同実施形態の横断面図、（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】（Ａ）は同実施形態の底面図、（Ｂ）はその部
分拡大図である。

【図６】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７】従来のトランス（電磁誘導器）を示す断面図で
ある。

【図８】（Ａ）は従来のトランスを示す正面図、（Ｂ）
はその部分拡大図である。

【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、１９…２次巻枠、２０…ボビンの中心孔、
２３Ｔ…Ｔ字形コア片、２９…ギャップ、３２…コア収
納部、３４，３５…引出溝、３９ａ，３９ｂ…端子、４
０…傾斜面、４１ａ，４１ｂ…ピン端子、４３ａ，４３
ｂ…ピン端子、９０Ｔ…トランス、Ｃ１，Ｃ２…磁気回
路、Ｄ１…軸方向の寸法、Ｄ２…径方向の寸法、Ｋ…配
線基板。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１１月２０日（２００１．１１．
２０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】図６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。

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 (72)発明者 足立 崇彦 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 Ｆターム(参考） 5E043 EA00 5E044 BB02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線が装着されるボビンのつばに巻線
   を引き出す引出溝が巻線の径方向に延びて形成され、こ
   の引出溝の一側部に巻線の始端部を案内する傾斜面が形
   成されている電磁誘導器。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記傾斜面は、引
   出溝に向かって軸方向外方へ傾斜し、傾斜起点から傾斜
   終点までの軸方向距離をａ、傾斜起点から傾斜終点まで
   の巻線の接線方向距離をｂとすると、 ａが巻線の線径の２〜６倍の範囲内で、こう配ａ／ｂが
   １／２〜１／６の範囲内に設定されている電磁誘導器。