JP2007157956A

JP2007157956A - スイッチングトランス

Info

Publication number: JP2007157956A
Application number: JP2005350159A
Authority: JP
Inventors: Osamu Watanabe; 修渡辺
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2007-06-21
Also published as: US20090231078A1; CN101322202A; KR20080075541A; WO2007066645A1

Abstract

【課題】性能を向上させつつ材料費を削減できコストダウンと小型化を図るとともに、組立性を良好とし、量産に適したスイッチングトランスを提供する。
【解決手段】従来の巻胴部を有するコイルボビンを採用せず、端子が下面に植設され、上面がほぼ平坦状をなす端子台１に、ほぼ逆Ｔ字状の中足付きコア３を一体化する。端子台１の上面１ａから突出した中足コア３ｂの外周に電線６ａを巻きコイル６を巻回する。この組立体にＣ型コア４を組み込んだ構成とした。
【選択図】図１

Description

この発明は、民生用の電子機器の電源装置に用いられる小型のスイッチングトランスに関する。

従来、この種のスイッチングトランスは、一般的に中空円筒状の巻胴部の端部に端子を有する端子台が形成されたコイルボビンを用いている。そして、このコイルボビンの前記巻胴部外周にコイルを巻装し、かつ巻胴部内に中足が挿入されたコアを備えて構成されている。

上記従来のスイッチングトランスにおいては、前述のように、コイルボビンの中空状の巻胴部外周に電線を巻く構成となっており、この場合、巻胴部内に挿通されたコアの中足外周と、巻胴部の内周面との間に若干の隙間がある。また、巻胴部は１ｍｍ前後の厚みがあるため、コイルと中足コア間の距離が離れカップリングファクター（結合係数）が悪く、性能面で好ましくない。

また、コイルが巻回される巻胴部の周長は、中足コアとコイルボビン巻胴部との間の隙間に、コイルボビン巻胴部の厚みが加わるため、その分、周長が長くなる。したがって、巻胴部の外周に巻かれる電線や絶縁テープ等の使用量が多くなるため、その分、コスト高となり、量産品においてはかなりのコスト高となる。

価格競争の激しい今日、性能面を向上させつつコストダウンを図り、小型化をも達成しなければ企業間競争に打ち勝つことはできない。

中足コアとコイルとの間の距離を少なく、カップリングファクターを向上させつつ、電線や絶縁テープの使用量を削減しコストダウンを図るとともに小型化を達成するには、中足コアの外周に直接電線を巻くことが考えられる。

このようなものとしては、図１０に示すようなコイル部品が存在する（特開平１０−９２６５５５）。

このコイル部品は、複数の電極部を有する絶縁板１００を一方のコア１０１のコイル配置底部１０２に折り曲げて装着し、コイル配置底部を覆った前記絶縁板１００上にコイル１０３を設けるとともに当該コイル１０３の引出線を電極部１０４に接続した構成となっており、中足コアとコイルとの間のコイルボビン巻胴部を不要としている。
特開平１０−９２６５５５号

しかしながら、上記従来例では、絶縁板１００を取り付ける際、コイル配置底部１０２に折り曲げて装着しなければならないため、折り曲げ工程を要するとともに、絶縁板１００の四ヶ所にそれぞれ端子としての電極１０４を取り付ける作業をも要し、組み立てが非常に煩雑である、という課題があった。

また、コイル１０３が設けられる一方のコア１０１の中足コア１０１ａの外側に側足コア１０１ｂがそれぞれ立設されているため側足コア１０１ｂが障害となり、巻線機を使って中足コア１０１ａを回転させつつその外周に直接コイル１０３を巻くことができず、この点においても作業性が非常に悪い、という課題があった。

この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、性能を向上させつつ材料費を削減できコストダウンと小型化を図るとともに、組立性を良好とし、量産に適したスイッチングトランスを提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１記載のスイッチングトランスの製造方法は、下面に端子が植設され、中央部に中足コア挿通用の孔が形成され、上面がほぼ平坦状の端子台の前記孔に、断面ほぼ逆Ｔ字状をなす中足付きコアの中足コアを挿通し、端子台と中足付きコアとを一体化する工程と、前記端子台の上面から突出した前記中足コア外周に、中足コアを回転させ電線を巻いてゆきコイルを巻装する工程と、次いで、前記端子台の上面側から連結部の両端部に側足が形成されたほぼコ字状の側足付きＣ型コアを被せ、前記連結部の内面を前記中足の先端面と接合させ、かつ前記側足下面を前記中足付きコアのコア本体の上面両端部にギャップを介し連結して組み立てることを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のスイッチングトランスの製造方法において、前記中足コア外周に絶縁紙を巻き、かつ中足コア両端部にそれぞれマージンテープを巻き、これらマージンテープ間に前記コイルを巻装することを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のスイッチングトランスの製造方法において、前記中足付きコアを有する端子台は回転可能な第１の治具に取り付けられ、中足コアの先端部は第２の治具に支持され、前記第１の治具を介し前記端子台が回転され、前記中足コア外周に電線を巻くことを特徴としている。
請求項４記載のスイッチングトランスは、上面がほぼ平坦状に形成され、下面側部に端子が植設され、かつ中央部に孔が形成された端子台と、この端子台の下面にコア本体が位置するとともにコア本体の中央部に中足コアが形成され、この中足コアが前記孔を介し挿通され、前記端子台上面から突出するほぼ逆Ｔ字状の中足付きコアと、前記中足コアの外周に巻装されたコイルと、このコイルを跨ぐよう前記端子台の上面側から組み込まれ、連結部の両端部に形成された側足コア下面が前記中足付きコアのコア本体上面両端部にギャップを介し連結され、前記連結部内面が前記中足コアの先端面と接合するほぼコ字状の側足付きＣ型コアとを備えてなることを特徴としている。
請求項５記載の発明は、請求項４記載のスイッチングトランスにおいて、前記中足コアが挿通される端子台の孔の周囲にリブが形成されたことを特徴としている。
請求項６記載のスイッチングトランスの製造方法は、請求項４または５記載のスイッチングトランスにおいて、前記端子台の孔に挿通される中足コア外周に絶縁紙を巻き、かつ前記端子台上面から突出した中足コア両端部にそれぞれマージンテープを巻き、これらマージンテープ間に前記コイルを巻装したことを特徴としている。
請求項７記載の発明は、請求項４、５、６いずれか記載のスイッチングトランスにおいて、前記端子台の両端面にほぼ矩形の切欠きが形成され、この切欠きに前記中足付きコアのコア本体の両端部が位置し、この両端部に前記側足コアの下面がギャップを介し連結されることを特徴としている。

請求項１、２、３、４、６記載の本発明によれば、端子台１の上面１ａから突出した中足コア３ｂの外周にコイル６を巻回するようにしたため、組立作業性が良く、かつ中足コア３ｂ中心部からコイル６までの距離が少なくなるため、カップリングファクター（結合係数）が上がることとなり、これにより効率が向上し、パワーが取れる効果がある。また、上記の生産性、性能向上の効果に加え、巻胴部付きコイルボビンを用いていないため、小型となり、電線、絶縁テープ等の使用量が減り、しかも端子台１は巻胴部がないため、端子台の材料が減り、コストダウンを図ることができる。
請求項５記載の本発明によれば、中足コア３ｂはリブ１ｅによって支持するようにしているため、安定して支持することができる。
請求項７記載の本発明によれば、Ｃ型コア４の側足コア４ｂは端子台１の切欠き１ｃ部分に配置するようにし、端子台１の外側に突出しないようにしたため、小型化を図ることができる。

以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。

図１は本発明の第１実施例の概略分解斜視図を示す。

本発明のスイッチングトランスは、従来の巻胴部を有するコイルボビンを用いることなく、図示の状態において下面の両側部に端子２を有し、上面１ａがほぼ平坦状をなす端子台１と、図示の状態において下側から組み込まれる縦断面ほぼＴ字状をなす中足付きコア３と、上側から組み込まれ、各側足がコアの上面両端部に載置されるほぼ倒Ｕ字状をなす側足付きのＣ型コア４を主要構成部材として構成されている。

中足付きコア３はフェライトからなり、Ｉ型状をなすコア本体３ａと、このコア本体３ａの上面中央部に立設された円柱状の中足３ｂとからなっている。

Ｃ型コア４も同じくフェライトからなり、Ｉ字状をなす連結部４ａの両端に側足コア４ｂがそれぞれ設けられている。

端子台１は平面から見るとほぼ矩形に形成されている。両側部にはコイルの引出線（図示せず）を案内するための引出溝１ｂが適間隔に複数形成され、下面には複数本の端子２が植設されている。

また、端子台１の両端部には側足コア４ｂを中足付きコア３のコア本体３ａの両端部上面に臨設して配置するためのほぼ矩形の切欠き１ｃが形成されている。この切欠き１ｃの形状と側足コア４ｂの形状は対応している。

さらに、端子台１の中央部には中足コア３ｂを通して上面１ａ側へ突出させるための円形の孔１ｄが形成され、孔１ｄの周囲には挿通された中足コア３ｂを安定して支持するためのリング状のリブ１ｅが形成されている。このリブ１ｅは端子台１の上面１ａに形成されている。

また、端子台１の下面には、離間対向したリブ状の仕切壁１ｆが形成され、この一対の仕切壁１ｆにより中足付きコア３のコア本体収納部１ｇが形成されている。仕切壁１ｆは端子２の内側に形成されている。

次に組立方法について説明する。

まず、図１、図２の矢印に示すように、端子台１を中足付きコア３側へ下動させ、図３に示すように端子台１の孔１ｄに中足コア３ｂを挿通し、コア本体３ａをコア本体収納部１ｇに配置させ、端子台１に中足付きコア３を組み込み両者を一体化させる。なお、中足付きコア３を上動させ端子台１に組み込んでも良い。

次に、図４に示すように、上下部分にマージンテープ５を巻き、その間にコイル６を巻回する。

コイル６の巻回は、図５（ａ）に示すように、中足付きコア３が組み込まれた端子台１を、モータ（図示せず）に連結され、回転可能な第１の治具７にセットし、中足コア３ｂの先端部に第２の治具８をセットし、中足コア３ｂを支持する。

第１の治具７のセットは、端子台１の仕切壁１ｆを第１の治具７の本体の上面７ａおよび下面７ｂに挟持させ、かつ第１の治具本体の前面７ｃを、Ｔ字状をなす中足付きコア３のコア本体３ｂの底面に当接させ固定する。コアは中足コアのみからなる単なるＩ字状のものでなく、Ｔ字状のものを用い、端子台１に組み込んでいるため、コア本体３ｂ部分によって第１の治具７に確実に固定できる。そして、図５（ｂ）に示すように、第１の治具７を矢印で示すように回転させれば電線６ａを中足コア３ｂの外周に巻回し、コイル６を巻装することができる。

本発明では、中足付きコア３の両側に側足コアがないため、このようにして容易、かつ迅速にコイル６を中足コア３ｂの外周に直接巻回することができ、組立性が良く、コイル６と中足コア３ｂとの間にコイルボビンの巻胴部が介在しないので、カップリングファクターを向上させることができる。

また、巻胴部を省いたため、その分、周長が短くなるので、電線６ａの使用量を削減でき、コストダウンを図ることができる。

なお、電線６ａの巻回に先立って、中足コア３ｂの外周には、周知のように、絶縁テープ（図示せず）が巻回される。また、端子台１の上面１ａから突出した中足コア３ｂの上下部分にはマージンテープが巻回されるが、図５（ｂ）はコイルの巻回方法を示すもので、マージンテープや絶縁紙等の図示は省略してある。絶縁テープやマージンテープも第１の治具７を用いて中足コア３ｂに巻回することができる。

端子台１にコイル６を巻装後、図６および図７に示すように、側足コア４ｂを有するＣ型コア４を組み込み、その側足コア４ｂの下面を、端子台１の切欠き１ｃに位置している中足付きコア３のコア本体３ａの上面両端部に対向配置させ、中足コア３ｂの先端面をＣ型コア４の連結部４ａの内面に接合させることによってスイッチングトランスを組み立てることができる。

なお、特に図示していないが、Ｃ型コア４の側足コア４ｂの下面と、これと対向する中足付きコア３のコア本体３ａの上面との間に絶縁紙または樹脂製のスペーサを設け、磁気ギャップを容易に設けることができ、このギャップを介し側足コア４ｂとコア本体３ａは連結される。

これらの組立体がバラけないようにするには、中足付きコア４ｂとＣ型コア３からなるコア外周にテープ（図示せず）を巻いたり、あるいは、接合面の外側部を接着するなどすれば良い。

図８は図７中Ａ−Ａ線断面を示す。コイル６は、この例では内巻線６Ａ、中巻線６Ｂ、外巻線６Ｃからなっている。組み立てにあたっては、まず、外周に絶縁テープ９が巻かれ、端子台１のリブ１ｅから突出した中足コア３ｂの下端部外周にマージンテープ５を巻き、中足コア３ｂの上端部にもマージンテープを巻く。そして、これら上下のマージンテープ５間に内巻線６Ａを巻き、その外周に絶縁テープ９を巻く。次に、その両端部にそれぞれマージンテープ５を巻き、その間に中巻線６Ｂを巻き、その外周に絶縁テープ９を巻く。次にその両端部にそれぞれマージンテープ５を巻き、その間に外巻線６Ｃを巻き、巻線終了後に外周に絶縁テープ９を巻けば良い。

図９は、スペーサ（図示せず）を介在させ、中足付きコア３のコア本体３ａの上面とＣ型コア４の側足コア４ｂの下面間のギャップの変化によるカップリングファクター（結合係数）の関係を示す。本発明では、巻胴部が介在しない分、中足コア３ｂとコイル６との距離が小さく、カップリングファクターを向上させているが、これに加え、ギャップを分散させることにより、よりカップリングファクターが向上させることができる。図においてＣＴＲタイプが本発明、ＥＥＲタイプは中足コア先端にギャップを設けたもので、本発明の方がカップリングファクターが向上する利点がある。

本発明の一実施例の分解斜視図を示す。本発明の一実施例に用いられる端子台を中足付きコアに組み込む状態を示す説明図を示す。本発明の一実施例に用いられる端子台と中足付きコアとを一体化した組立体の斜視図を示す。同上の組立体にコイルを巻装した状態の斜視図を示す。（ａ）は組立体を治具に取り付ける様子を示し、（ｂ）は治具に取り付けられた端子台の中足コアに電線を巻きコイルを巻装する様子を示す。コイルが巻装された端子台にＣ型コアを組み込む状態の説明図を示す。組み立てられた本発明のスイッチングトランスの斜視図を示す。図７中Ａ−Ａ線断面を示す。コアのギャップの変化によるカップリングファクター（接合係数）の関係を示す。従来例の分解斜視図を示す。

符号の説明

１端子台
１ａ上面
１ｂ引出溝
１ｃ切欠き
１ｄ孔
１ｅリブ
１ｆ仕切壁
１ｇコア本体収納部
２端子
３中足付きコア
３ａコア本体
３ｂ中足コア
４Ｃ型コア
４ａ連結部
４ｂ側足コア
５マージンテープ
６コイル
６ａ電線
７第１の治具
８第２の治具
９絶縁テープ

Claims

下面に端子が植設され、中央部に中足コア挿通用の孔が形成され、上面がほぼ平坦状の端子台の前記孔に、断面ほぼ逆Ｔ字状をなす中足付きコアの中足コアを挿通し、端子台と中足付きコアとを一体化する工程と、前記端子台の上面から突出した前記中足コア外周に、中足コアを回転させ電線を巻いてゆきコイルを巻装する工程と、次いで、前記端子台の上面側から連結部の両端部に側足が形成されたほぼコ字状の側足付きＣ型コアを被せ、前記連結部の内面を前記中足の先端面と接合させ、かつ前記側足下面を前記中足付きコアのコア本体の上面両端部にギャップを介し連結して組み立てることを特徴とするスイッチングトランスの製造方法。
請求項１記載のスイッチングトランスの製造方法において、前記中足コア外周に絶縁紙を巻き、かつ中足コア両端部にそれぞれマージンテープを巻き、これらマージンテープ間に前記コイルを巻装することを特徴とするスイッチングトランスの製造方法。
請求項１または２記載のスイッチングトランスの製造方法において、前記中足付きコアを有する端子台は回転可能な第１の治具に取り付けられ、中足コアの先端部は第２の治具に支持され、前記第１の治具を介し前記端子台が回転され、前記中足コア外周に電線を巻くことを特徴とするスイッチングトランスの製造方法。
上面がほぼ平坦状に形成され、下面側部に端子が植設され、かつ中央部に孔が形成された端子台と、この端子台の下面にコア本体が位置するとともにコア本体の中央部に中足コアが形成され、この中足コアが前記孔を介し挿通され、前記端子台上面から突出するほぼ逆Ｔ字状の中足付きコアと、前記中足コアの外周に巻装されたコイルと、このコイルを跨ぐよう前記端子台の上面側から組み込まれ、連結部の両端部に形成された側足コア下面が前記中足付きコアのコア本体上面両端部にギャップを介し連結され、前記連結部内面が前記中足コアの先端面と接合するほぼコ字状の側足付きＣ型コアとを備えてなることを特徴とするスイッチングトランス。
請求項４記載のスイッチングトランスにおいて、前記中足コアが挿通される端子台の孔の周囲にリブが形成されたことを特徴とするスイッチングトランス。
請求項４または５記載のスイッチングトランスにおいて、前記端子台の孔に挿通される中足コア外周に絶縁紙を巻き、かつ前記端子台上面から突出した中足コア両端部にそれぞれマージンテープを巻き、これらマージンテープ間に前記コイルを巻装したことを特徴とするスイッチングトランスの製造方法。
請求項４、５、６いずれか記載のスイッチングトランスにおいて、前記端子台の両端面にほぼ矩形の切欠きが形成され、この切欠きに前記中足付きコアのコア本体の両端部が位置し、この両端部に前記側足コアの下面がギャップを介し連結されることを特徴とするスイッチングトランス。