JP2006310589A - コイル装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造工程を簡素化すると共に加工時間を抑えて製造コストの低減を図ることができるコイル装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 コイルパターン４が形成された基板２のコイルパターン部３を一対のコア部材１１，１２で挟み込んでなるシートトランス１において、一方のコア部材１１とコイルパターン部３との間に弾性を有するシリコン材からなる絶縁部材２５を配置し、該絶縁部材２５がコア部材１１及びコイルパターン部３に挟まれて押圧されるように、両コア部材１１，１２を絶縁部材２５の弾性力に勝る保持力を有する保持部材２０で一体に挟持する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、シートトランス等のコイル装置及びその製造方法に関する。

従来、コイルパターンが形成された基板のコイルパターン部を一対のコア部材で挟み込んでなるシートトランス等のコイル装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
上記両コア部材の少なくとも一方は、その基部に複数の脚部を有する例えばＥ字状をなし、この脚部先端を他方のコア部材に突き当てた状態でコイルパターン部が挟み込まれる。両コア部材の基板への固定は、これらを金属クリップ等の保持部材で一体に挟持する等により行われる。
特開平８−３１６０４０号公報

ところで、上記両コア部材の基板への固定は、これらを保持部材で挟持するだけでなく、コア部材と基板との間に絶縁性の接着剤を充填することによっても行われる。
しかしながら、上記構造においては、保持部材及び接着剤という重複した固定方法が必要となり、コイル装置の製造工程を複雑化させるという問題がある。
また、接着剤を用いる場合には、これが熱硬化性のものであればキュア工程が必要となるし、常温硬化性のものであれば硬化時間がかかる等、加工費を増加させるという問題がある。
そこでこの発明は、製造工程を簡素化すると共に加工時間を抑えて製造コストの低減を図ることができるコイル装置及びその製造方法を提供する。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、コイルパターンが形成された基板のコイルパターン部を一対のコア部材で挟み込んでなるコイル装置において、前記コア部材とコイルパターン部との間に弾性を有する絶縁部材を配置し、該絶縁部材がコア部材及びコイルパターン部に挟まれて押圧されるように、両コア部材を前記絶縁部材の弾性力に勝る保持力を有する保持部材で一体に挟持することを特徴とする。

また、請求項２に記載した発明は、前記絶縁部材がシリコン材で形成されることを特徴とする。

上記構成によれば、コイル装置を製造する際には、まず基板のコイルパターン部上に絶縁部材を配置してこれらを一対のコア部材で挟み込み、該コア部材及びコイルパターン部で前記絶縁部材を挟んで押圧するように、両コア部材を保持部材で一体に挟持することで、絶縁部材の弾性力が両コア部材及びコイルパターン部に作用した状態でこれらが一体に固定される。すなわち、接着剤を用いることなく両コア部材をガタなく安定して基板に固定することができるため、コイル装置の製造工程を簡素化すると共に加工時間を抑えて製造コストの低減を図ることができる。

また、請求項３に記載した発明のように、前記保持部材が、一方のコア部材の基部背面に弾性力を付与するバネ部と、該バネ部の両側から他方のコア部材側に延びる一対の腕部と、該両腕部の先端に形成されて他方のコア部材に係合する係止部とを有してなることで、両コア部材を弾性的に挟持して絶縁部材の寸法公差やへたり等を良好に吸収できる。

上記コイルパターン部材の製造方法としては、請求項４に記載した発明のように、コイルパターンが形成された基板のコイルパターン部に弾性を有する絶縁部材を配置してこれらを一対のコア部材で挟み込み、該コア部材及びコイルパターン部で前記絶縁部材を挟んで押圧するように、両コア部材を保持部材で一体に挟持するようにすればよい。

上記発明によれば、接着剤を用いることなく両コア部材をガタなく安定して基板に固定することができるため、コイル装置の製造工程を簡素化すると共に加工時間を抑えて製造コストの低減を図ることができる。

以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１，２に示すシートトランス（コイル装置）１は、所定のコイルパターン４が形成された基板２のコイルパターン部３を、その上下（表裏）から一対のコア部材１１，１２で挟み込んでなるものである。

基板２は例えば多層基板であり、平面視で横方向に長い長方形状をなし、かつその横方向両側には下方に向けて突出する複数の出入力端子５が設けられる。
基板２の略中央部には、同じく横方向に長い長方形状の基板貫通孔６が形成される。この基板貫通孔６の周囲を前記平面視で楕円状に周回するように、前記コイルパターン４が基板２に形成されている。

コイルパターン４は、基板２の表裏面や積層面にプリント等により一体に設けられるシート状のもので、横方向では基板２両側の出入力端子５の直ぐ内側に至るまで、また縦方向では基板２外縁の直近に至るまで形成される。これら各コイルパターン４の内の少なくとも一つは、該シートトランス１における一次コイルとされ、少なくとも残りの一つはシートトランス１における二次コイルとされる。このような各コイルパターン４が、各出入力端子５を通じて外部回路に適宜接続される。

コイルパターン部３を挟む両コア部材１１，１２は、フェライト等の磁性材料からなるもので、基板２の横方向中央部の上下にこれに沿って配置される板状の基部１３と、該基部１３の縦方向中央部及び両端部から他方のコア部材側に突出する中央脚部１４及び両外側脚部１５とを有してなる。

コア部材１１，１２の基部１３は、平面視で縦方向に長い長方形状をなすもので、その横幅は基板貫通孔６の横幅と略同一とされ、縦幅は基板２のコイルパターン部３の縦幅に両外側脚部１５の幅を加えたものとされる。
各脚部１４，１５は、基部１３と略同一の横幅を有してこれに一体に形成される直方体状のもので、これら各脚部１４，１５及び基部１３により、コア部材１１，１２がその横方向に直交する断面視においてＥ字状をなすように設けられる。

このような各コア部材１１，１２が、基板２のコイルパターン部３を上下から挟み込み、中央脚部１４をコイルパターン部３中央の基板貫通孔６に挿通してその先端を互いに突き合わせると共に、両外側脚部１５の先端を基板２（コイルパターン部３）の外側で互いに付き合わせた状態で、保持部材２０により一体に挟持される。なお、互いに突き合わされる脚部１４，１５同士の基部１３からの突出高さの合計は、これらが確実に突き合わされるように、コイルパターン部３の厚さよりも大きくされている。

保持部材２０は、帯状のバネ鋼板を一方のコア部材１１の基部１３外面（背面）及び両コア部材１１，１２の外側脚部１５外面に沿うようにコ字状に屈曲成形してなる。
保持部材２０における前記基部１３外面に沿う部位は、該基部１３側に凸となるように湾曲するバネ部２１とされる。このバネ部２１の両端からは、前記外側脚部１５外面に沿う腕部２２が他方のコア部材１２側に延びる。両腕部２２の先端部は、他方のコア部材１２における基部１３の縦方向両端部に係合するべく、縦方向内側に屈曲する係止部２３とされる。

このような保持部材２０が、その両係止部２３を他方のコア部材１２に係合させた状態で、バネ部２１を撓ませて前記一方のコア部材１１の基部１３背面に弾性力を付与するようになっている。保持部材２０は、各絶縁部材２５の弾性力の合計に勝るだけの保持力を有しており、この保持部材２０により、両コア部材１１，１２が弾性的に挟持されるのである。

ここで、前記一方のコア部材１１の中央脚部１４と各外側脚部１５との間には、例えばシリコンシートを所定の形状にカットしてなる絶縁部材２５が配置される。各絶縁部材２５は弾性を有しており、これら各絶縁部材２５がコア部材１１の基部１３と基板２のコイルパターン部３との間に位置してこれらに挟まれて押圧される。このとき、各絶縁部材２５に生じる弾性力の合計は、保持部材２０が両コア部材１１，１２を挟持した際にそのバネ部２１に生じる弾性力よりも小さくされている。

そして、保持部材２０が両コア部材１１，１２を一体に挟持した状態において、各絶縁部材２５が前記他方のコア部材１２が基板２に密接するまで両コア部材１１，１２を押し上げることで、該両コア部材１１，１２が基板２にガタつくことなく弾性的に支持されるようになっている。

上述のようなシートトランス１を組み立てる際には、まず、予めコイルパターン４が形成された基板２を所定の治具等にセットし、同じく予め所定形状にカットされた一対の絶縁部材２５を基板２のコイルパターン部３上に載置した後、該コイルパターン部３を各絶縁部材２５ごと一対のコア部材１１，１２で上下から挟み込み、該両コア部材１１，１２の各脚部１４，１５同士を互いに突き合わせる。このとき、各絶縁部材２５が載置された側のコア部材１１の基部１３と基板２のコイルパターン部３とに、該各絶縁部材２５が挟まれて押圧される。

次いで、両コア部材１１，１２を挟持するべくこれらに保持部材２０を装着し、そのバネ部２１を一方のコア部材１１の基部１３背面に当接させると共に他方のコア部材１２の基部１３両端部に両腕部２２先端の係止部２３を係合させることで、基板２のコイルパターン部３を一対のコア部材１１，１２で挟み込んでなるシートトランス１の組み立てが完了する。

このとき、バネ部２１が撓んで前記一方のコア部材１１の基部１３背面に弾性力を付与することとなるが、このバネ部２１の弾性力は各絶縁部材２５の弾性力の合計よりも大きく、両コア部材１１，１２の各脚部１４，１５同士が突き合わされた状態が維持されると共に、保持部材２０で一体に挟持された両コア部材１１，１２が各絶縁部材２５の弾性力により前記一方のコア部材１１側に付勢された状態となる。なお、バネ部２１の弾性力は、両コア部材１１，１２に過大なストレスを与えない程度とされている。

以上説明したように、上記実施例におけるシートトランス１は、コイルパターン４が形成された基板２のコイルパターン部３を一対のコア部材１１，１２で挟み込んでなるものであって、一方のコア部材１１とコイルパターン部３との間に弾性を有するシリコン材からなる絶縁部材２５を配置し、該絶縁部材２５がコア部材１１及びコイルパターン部３に挟まれて押圧されるように、両コア部材１１，１２を絶縁部材２５の弾性力に勝る保持力を有する保持部材２０で一体に挟持したものである。

この構成によれば、絶縁部材２５の弾性力が両コア部材１１，１２及びコイルパターン部３に作用した状態でこれらが一体に固定されることとなり、接着剤を用いることなく両コア部材１１，１２をガタなく安定して基板２に固定することができるため、コイル装置の製造工程を簡素化すると共に加工時間を抑えて製造コストの低減を図ることができる。

また、上記シートトランス１においては、保持部材２０が、一方のコア部材１１の基部１３背面に弾性力を付与するバネ部２１と、該バネ部２１の両側から他方のコア部材１２側に延びる一対の腕部２２と、該両腕部２２の先端に形成されて他方のコア部材１２に係合する係止部２３とを有してなることで、両コア部材１１，１２を弾性的に挟持して絶縁部材２５の寸法公差やへたり等を良好に吸収できる。

さらに、上記シートトランス１においては、両コア部材１１，１２がその基部１３に複数の脚部１４，１５を有するＥ字状をなし、該両コア部材１１，１２における一方のものの脚部１４，１５間に絶縁部材２５が配置されることで、該絶縁部材２５の位置ズレが抑制されてコイルパターン部３を挟み込む際の作業を容易にできる。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば上記絶縁部材２５は耐熱性を高めるべく固形のシリコン材からなるものであるが、これがゲル状のシリコン材からなるものであってもよく、あるいはコスト低減を図るべくウレタンシートやゴムからなるものであってもよい。また、該絶縁部材２５が、一方のコア部材１１と基板２との間のみではなく、両コア部材１１，１２と基板２との間にそれぞれ配置される構成であってもよい。
また、両コア部材１１，１２の一方がＩ字状とされ、該コア部材にＥ字状をなす他方のコア部材の各脚部先端が突き当てられる構成であってもよい。さらに、一方のコア部材がＵ字状とされ、他方のコア部材がＵ字状又はＩ字状とされる構成であってもよい。

さらに、例えば大型の基板の一部にコイルパターン部３が設けられるような場合に、該基板にコア部材１１，１２の中央脚部１４及び両外側脚部１５をそれぞれ挿通する基板貫通孔を形成した構成であってもよい。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、例えばインダクタやチョークコイル等にも適用できることはもちろん、該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

この発明の実施例におけるシートトランスの斜視図である。 上記シートトランスの分解斜視図である。

符号の説明

１ シートトランス（コイル装置）
２ 基板
３ コイルパターン部
４ コイルパターン４
１１，１２ コア部材
１３ 基部
２０ 保持部材
２１ バネ部
２２ 腕部
２３ 係止部
２５ 絶縁部材

Claims (4)

1. コイルパターンが形成された基板のコイルパターン部を一対のコア部材で挟み込んでなるコイル装置において、前記コア部材とコイルパターン部との間に弾性を有する絶縁部材を配置し、該絶縁部材がコア部材及びコイルパターン部に挟まれて押圧されるように、両コア部材を前記絶縁部材の弾性力に勝る保持力を有する保持部材で一体に挟持することを特徴とするコイル装置。
2. 前記絶縁部材がシリコン材で形成されることを特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記保持部材が、一方のコア部材の基部背面に弾性力を付与するバネ部と、該バネ部の両側から他方のコア部材側に延びる一対の腕部と、該両腕部の先端に形成されて他方のコア部材に係合する係止部とを有してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコイル装置。
4. コイルパターンが形成された基板のコイルパターン部に弾性を有する絶縁部材を配置してこれらを一対のコア部材で挟み込み、該コア部材及びコイルパターン部で前記絶縁部材を挟んで押圧するように、両コア部材を保持部材で一体に挟持することを特徴とするコイル装置の製造方法。
   
   

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