JP2008098209A - コイルの絶縁構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】リアクトルの部品点数を削減しコストダウンを図ると共に、組立工数の減少を通じて製造を容易にする。
【解決手段】ボビン100は、互いに対称となる第1の部材110と第2の部材120から成る二つ割に構成され、第1の部材110と第2の部材120は、コイル35と組み合わされた時に、それぞれコイル35の内周面側を覆うように配置されるコア絶縁部(内筒部)110U、120Uと、コイル35の外周面側を覆うように配置されるケース絶縁部(外筒部)110S、120Sとを有する二重絶縁形状(二重壁形状)を成す。一つの部材であるボビン100だけでコイル35とコア39、コイル35と金属製ケース31という双方の絶縁を行える。
【選択図】 図6
【解決手段】ボビン100は、互いに対称となる第1の部材110と第2の部材120から成る二つ割に構成され、第1の部材110と第2の部材120は、コイル35と組み合わされた時に、それぞれコイル35の内周面側を覆うように配置されるコア絶縁部(内筒部)110U、120Uと、コイル35の外周面側を覆うように配置されるケース絶縁部(外筒部)110S、120Sとを有する二重絶縁形状(二重壁形状)を成す。一つの部材であるボビン100だけでコイル35とコア39、コイル35と金属製ケース31という双方の絶縁を行える。
【選択図】 図6
Description
本発明は、コイルの絶縁構造に関し、特に、リアクトル等の電子部品におけるコイルとコア及びコイルと金属製ケースとの絶縁を確保し得る絶縁構造に関する。
一般に、電子部品のひとつとしてのリアクトルは、巻線と磁性体のコアを備え、コアに巻線が巻回されてコイルを構成することによりインダクタンスを得る。従来、リアクトルは、昇圧回路、インバータ回路、アクティブフィルタ回路等に用いられているが、かかるリアクトルとしては、コアと当該コアの周囲に配した絶縁材から成るボビンに巻回されたコイルとを他の絶縁部材等と共に金属製のケース内に収納する構造のものが多く用いられるようになっている(例えば、特許文献1参照)。
即ち、従来、リアクトルは、例えば、強制冷却手段を有する機器の電気回路に使用され、コアの周囲に配した樹脂製等のボビンに巻線を巻回してコイルを形成したリアクトル部品を、主としてコイルから発せられる熱を放熱するために熱伝導性を有する金属材により製作されたケースに収納した後、充填材を流し込み固定している。
そして、コアとコイルの絶縁のために樹脂製等のボビンが用いられる一方、コイルと金属製ケース内面との絶縁には、例えば、金属製ケース底面のコイルに対応する箇所に絶縁シートを敷き、その上にコア、ボビン及びコイル等から成るリアクトル部品を収納している(例えば、特許文献2参照)。収納後、金属製ケース底面は絶縁シートを介してリアクトル部品のコイルの裏面と接触する。この場合、絶縁シートは、金属製ケースとコイルを電気的に絶縁するために、金属製ケース底面とコイル間に挿入されている。リアクトル部品を金属製ケース内に収納後、ケース内に充填材を流し込み、リアクトル部品を当該金属製ケースに固定している。
このように、従来のリアクトル等の電子部品におけるコイルの絶縁構造では、コイルとコアとの絶縁は絶縁材から成るボビンを用いて行うと共に、コイルと金属製ケースとの絶縁は、上述した絶縁シートや他の絶縁部材を用いて別個に行っていた。このため、電子部品におけるコイルの絶縁のための部品点数が多くなり、当該電子部品の組み立て作業も煩雑となり面倒であった。更に、部品点数が増えるため、リアクトル等の電子部品の構造も複雑とならざるを得なかった。
上述した従来のリアクトル等の電子部品におけるコイルの絶縁構造では、ボビンを含む複数の絶縁部材でコイルの絶縁を行っているため、部材の配置と組み立て方法も複雑化し、スペース効率も悪化していた。この結果、リアクトル等の電子部品の製造コストも高くなるという問題があった。また、コイルと金属製ケース底面との絶縁は、例えば、上述した絶縁シートを用いて行っていたが、かかる絶縁シートより更に信頼性の高い絶縁方法の案出が望まれていた。できる限り部品点数を減らしてコストダウンを図ることはリアクトル等の電子部品では従来から行われているが、特に、リアクトルにおけるコイルの絶縁構造に関しては、そのための有効な提案はあまりなされていなかった。
本発明の第1の課題は、例えば、リアクトル等の電子部品における部品点数を削減し、コストダウンを図ると共に、その組立工数の減少を通じて当該電子部品の製造を容易にするコイルの絶縁構造を提供することにある。
本発明の第2の課題は、例えば、リアクトル等の電子部品における信頼性に優れたコイルの絶縁構造を提供することにある。
従来のリアクトル等の電子部品におけるコイルの絶縁構造では、コイルとコアとの絶縁を絶縁材から成るボビンにより行うと共に、コイルと金属製ケースとの絶縁をも図る場合にはボビンとは別個の絶縁部材を用いて行っていたのに対し、本発明では、コイルと金属製ケースとの絶縁を兼ねたボビン構造とすることで、コイルとコア及びコイルと金属製ケースとの絶縁を当該一つの部材で確保することを可能とした。
即ち、上記課題を達成するため、本発明のコイルの絶縁構造は、少なくとも、コアと、前記コアの周囲の巻線を形成するコイルと、前記コアとコイルとの絶縁を確保するためにコアとコイルとの間に配設される絶縁部材と、前記コア、コイル及び絶縁部材が収納される金属製ケースとを備える電子部品における前記コイルとコア及びコイルと金属製ケースとを絶縁するコイルの絶縁構造において、前記絶縁部材は、少なくとも互いに対称となる第1の部材と第2の部材から成る二つ割に構成され、該第1の部材と第2の部材は、前記コイルと組み合わされた時に、それぞれコイルの内周面側を覆うように配置されるコア絶縁部(内筒部)と、コイルの外周面側を覆うように配置されるケース絶縁部(外筒部)とを有する二重絶縁形状(二重壁形状)を成すことを特徴としている。ここで、筒部はコイルの周面の全てを覆うように形成されていなくても良い。
かかる構成により、従来はコイルとコア及びコイルと金属製ケースとの絶縁を行うために少なくとも2つの部材が必要であったのに対し、コイルとコア、コイルと金属製ケースという双方の絶縁を一つの部材だけで行えるので、リアクトル等の電子部品におけるコイルの絶縁構造を簡素化でき、部品点数を削減してコストダウンを図れると共に、その組立工数の減少を通じて当該電子部品の製造を容易にすることが可能である。
また、コイルは前記コア絶縁部(内筒部)とケース絶縁部(外筒部)との間に収容されることになるので、コイルとコア及びコイルと金属製ケースとの絶縁の信頼性を高めることができる。
また、前記絶縁部材の少なくともケース絶縁部(外筒部)はコイルの外周面の全てを覆うように形成されていなくても良いが、コイルの外周面のうち金属製ケースの内面と向かい合う面を覆うように形成されているのが好適である。
更に、前記絶縁部材のケース絶縁部(外筒部)は、前記コイルの外周面の上部を覆うように形成されているのが好適である。
かかる構成により、コイルの傷つきを防止できる上に、部品点数を増やすことなく、コア、金属製ケース以外のコイル上部に配置される他部品との絶縁も行うことができる。従って、リアクトル等の電子部品におけるコイルの絶縁の信頼性を更に高めることが可能となる。
尚、前記絶縁部材のコア絶縁部及びケース絶縁部に、放熱用の穴又は切り欠きが形成されているのが望ましい。
かかる構成により、コアとコイル間、及びコイルと金属製ケース間の放熱性が向上し、前記電子部品の温度上昇を有効に防止することができる。
コイルとコア、コイルと金属製ケースという二つの絶縁を一つの絶縁部材だけで行えるので、リアクトル等の電子部品におけるコイルの絶縁構造を簡素化でき、部品点数を削減してコストダウンを図れると共に、その組立工数の減少を通じて当該電子部品の製造を容易にすることが可能である。また、コイルとコア及びコイルと金属製ケースとの絶縁の信頼性を高めることができる。
更に、絶縁部材をコイルの上部を覆うように形成することにより、コイルの傷つきを防止できる上に、部品点数を増やすことなく、コア、金属製ケース以外のコイル上部に配置される他部品との絶縁も行うことができる。また、絶縁部材のコア絶縁部及びケース絶縁部に放熱用の穴又は切り欠きを形成することにより、コアとコイル間、及びコイルと金属製ケース間の放熱性を向上させて電子部品の温度上昇を有効に防止し得る。
本発明の第1の実施形態に係るコイルの絶縁構造について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、電子部品としてのリアクトルにおけるコイルとコア及びコイルと金属製ケースとの絶縁構造について、本発明を適用した例について述べる。図1は、本発明の第1の実施形態のコイルの絶縁構造を含む一例としてのリアクトルの斜視図であり、図2は、図1のA−A線断面図である。
図1及び図2に示すリアクトル30は、例えば、強制冷却手段を有する機器の電気回路に使用され、コア39(特に、図3参照)にボビン(巻枠)100を介して巻線32を巻回してコイル35を形成したリアクトル部品30Bを熱伝導性の金属性ケース31に収納した後、樹脂から成る充填材38を流し込み固定(樹脂封止)し、金属性ケース31の上部にカバー34を配置し、カバー34の四隅をボルト34bにより金属性ケース31の角部に固定している。尚、カバー34にはコイル35の後述するリード部35A1、35A2、35B1、35B2を引き出すための4つの貫通穴34aが形成されている。これらのリード部35A1、35A2、35B1、35B2は、例えば、巻線32の被覆を剥離し、導体を剥き出しにしており、図示しない端子ユニットを介して他の電気部品等と接続される。また、金属性ケース31の各隅にあるリアクトル固定用穴31hは、金属性ケース31を、例えば、強制冷却された筐体等に固定するためのネジ穴である。
図3は、図1及び図2に示したリアクトル30におけるコア39を示す斜視図である。図3に示すように、本実施形態のコア39は、2個の磁性体のブロック39a及び6個の磁性体のブロック39bと各ブロック間に磁気ギャップとして挿入されるセラミック製のシート材36から形成されている。即ち、本実施形態では、コア39は、巻線32(図4参照)が巻回される巻回部を構成する6個の磁性体のブロック39bと、巻線32が巻回されない非巻回部を構成する2個の磁性体のブロック39aとを含んでおり、全体として8分割に構成されている。尚、巻回部を構成する6個の磁性体のブロック39bに、後述するように、図5に示すボビン100を介して巻線32が巻回されてコイル35を形成する。
図3に示すように、このリアクトル30のコア39の形状は、全体として略リング状になっており、上述した巻回部を構成する6個の磁性体のブロック39bは、それぞれ3個の磁性体のブロック39bから成る2ヶ所の直線部を形成し、各直線部にボビン100の巻枠部を介して巻線32が巻回されてコイル35を形成し、所定の電気特性が得られる。上述した非巻回部を構成する2個の磁性体のブロック39aは、3個の磁性体のブロック39bから成る各直線部とそれぞれ結合し、このコア39を略リング状にしている。尚、シート材36は、磁性体のブロック39b同士の結合部及び磁性体のブロック39aと磁性体のブロック39bとの結合部に磁気ギャップ用に挿入されている。
図4は、図1及び図2に示したリアクトル30におけるコイル35を示す斜視図である。図4に示すように、本実施形態のコイル35は、平角線である巻線32が角巻きされることにより角筒形状に積層された第1コイル要素35Aと第2コイル要素35Bを備え、第1コイル要素35Aと第2コイル要素35Bが並列状に並んだ状態で、且つ、相互に巻き方向が反対になるように配置されている。尚、本実施形態のコイル35は、後述するように、第1コイル要素35Aと第2コイル要素35Bの底面側がボビン100により絶縁され、金属製ケース31の底面と接することが無いので、絶縁性に優れている。また、例えば、平角線が丸巻きされることにより円筒形状に積層されたコイル要素を備える場合に比べて、放熱性に優れており、更に、同様に、円筒形状に積層されたコイル要素を備える場合に比べて、金属製ケース31内のデッドスペースが少なくなり、より少ない容積のケースに収納することが可能であり、リアクトル全体の小型化に資する構成となっている。
更に、本実施形態のコイル35は、平角線である巻線32がエッジワイズ(縦)状に巻かれた第1コイル要素35Aと第2コイル要素35Bを備えているので、平角線の横巻きの場合と比べても線間の電圧を小さくすることができる。従って、例えば、1000V等の大電圧が加わるリアクトルのコイルである場合にも、高い信頼性を確保することが可能である。ここで、エッジワイズ状に巻くとは、平角線を縦に巻く巻き方をいう。また、角巻きとは、コイルを角型に巻くことをいい、コイルを丸型に巻く(丸巻き)と対比される。尚、本実施形態のコイル35は、それぞれ独立して巻回されたコイル要素35A、35Bが並列状に並んだ状態で配置されるものであるため、それぞれが2個のリード部35A1、35A2、35B1、35B2を有しており、これらリード部35A1、35A2、35B1、35B2は、上述したカバー31に形成された4つの貫通穴34aから引き出されて、図示しない端子ユニットに取り付けられる。
さて、本実施形態のコイルの絶縁構造の特徴は、コイル35とコア39及びコイル35と金属製ケース31とを絶縁するコイル35の絶縁構造において、コイル35とコア39との絶縁を絶縁材から成るボビン100により行うと共に、ボビン100をコイル35と金属製ケース31との絶縁をも兼ねる構造とすることで、コイル35とコア39及びコイル35と金属製ケース31との絶縁を一つの絶縁部材であるボビン100により確保することにある。
そこで、以下、本実施形態のコイルの絶縁構造の特徴的部分であるボビン100の構成等について、図5乃至図7を参照して述べる。図5は、本実施形態のボビン100を用いて上述したコイル35とコア39を組み立てた状態を示す斜視図である。図6は、本実施形態のボビン100の分解斜視図であり、第1の部材110と第2の部材120の二つ割に分解して示している。図7は、本実施形態のボビン100の第1の部材110(又は第2の部材120)を示す図であり、(a)は第1の部材110(又は第2の部材120)の内側から見た正面図、(b)はその平面図、(c)はその底面図、(d)はその右側面図、(e)はその左側面図である。
ボビン100は、上述したように、巻線32が巻回されて形成されたコイル35とコア39の間に挿入されてコイル35の内周面側とコア39との間の絶縁を確保する部材であるが、本実施形態のボビン100は、コイル35の外周面側(上面側を除く両側面側と底面側)と金属製ケース31との絶縁をも兼ねる構造となっている。即ち、ボビン100は、図5乃至図7に示すように、少なくとも互いに対称となる第1の部材110と第2の部材120から成る二つ割に構成され、第1の部材110と第2の部材120は、コイル35と組み合わされた時に、それぞれコイル35の内周面側を覆うように配置されるコア絶縁部(内筒部)110U、120Uと、コイル35の外周面側を覆うように配置されるケース絶縁部(外筒部)110S、120Sとを有する二重絶縁形状(二重壁形状)を成している。
これにより、コイル35とコア39、コイル35と金属製ケース31という双方の絶縁を一つの部材であるボビン100だけで行えるので、リアクトル30におけるコイル35の絶縁構造を簡素化でき、部品点数を削減してコストダウンを図れると共に、その組立工数の減少を通じてリアクトル30の製造を容易にすることが可能である。また、コイル35はコア絶縁部(内筒部)110U、120Uとケース絶縁部(外筒部)110S、120Sとの間に収容されることになるので、コイル35とコア39及びコイル35と金属製ケース31との絶縁の信頼性を高めることができる。尚、本実施形態では、ボビン100を、例えば、絶縁材である PPS(ポリフェニレンサルファイド樹脂)により製作している。
ここで、コア絶縁部(内筒部)110U、120Uは、コイル35の内周面の(後述する放熱用の穴110aや120aの部分は除いて)実質的に全てを覆うように形成されているので、コイル35とコア39との絶縁を確実なものとすることができる。しかし、ケース絶縁部(外筒部)110S、120Sは、コイル35と金属製ケース31との絶縁を確実なものとすれば良いので、コイル35の外周面の実質的に全てを覆うようには形成されていないが、コイル35の外周面のうち金属製ケース31の内面と向かい合う面(両側面と底面)を覆うように形成されている。
尚、本実施形態のリアクトル30では、コイル35が第1コイル要素35Aと第2コイル要素35Bを備え、第1コイル要素35Aと第2コイル要素35Bが並列状に並んだ状態で配置される構成を有していることから、ボビン100も、かかるコイル35の構成に合わせて構成されている。即ち、第1の部材110と第2の部材120は、それぞれ第1コイル要素35Aと第2コイル要素35Bに合わせて、要素部110Aと要素部110B、要素部120Aと要素部120Bが並んだ構成を有している。
但し、本発明のコイルの絶縁構造を他の電子部品に適用する場合、その電子部品が、例えば、1個のコイル要素のみから成るコイルを有するものであれば、その絶縁部材(ボビン)は、本実施形態のように2つの要素部が並んだ構成にはならず、少なくとも互いに対称となる第1の部材と第2の部材から成る二つ割に構成され、第1の部材と第2の部材は、そのコイルと組み合わされた時に、それぞれコイルの内周面側を覆うように配置されるコア絶縁部(内筒部)とコイルの外周面側を覆うように配置されるケース絶縁部(外筒部)とを有する二重絶縁形状(二重壁形状)を成していれば良い。
第1の部材110の要素部110Aのコア絶縁部分(内筒部分)110UA、要素部110Bのコア絶縁部分(内筒部分)110UBは、それぞれ角筒形状に形成されている。第1の部材110の要素部110Aのケース絶縁部分(外筒部分)110SA、要素部110Bのケース絶縁部分(外筒部分)110SBは、それぞれ第1コイル要素35Aと第2コイル要素35Bの外周面側の側面部と底面部を覆うように、略L字形状に形成されている。
尚、ケース絶縁部分(外筒部分)110SA、ケース絶縁部分(外筒部分)110SBは、それぞれ上述した第1コイル要素35A、第2コイル要素35Bの形状に合わせて底面側の角部がラウンド状に丸くなるように形成されている。尚、コア絶縁部分(内筒部分)110UA、110UBとケース絶縁部分(外筒部分)110SA、110SBには、コイル35とボビン100間に確実に樹脂から成る充填材38が流れ込む為の空間を確保する為の形状110rが随所に形成されている。
第2の部材120の要素部120Aのコア絶縁部分(内筒部分)120UA、要素部120Bのコア絶縁部分(内筒部分)120UBは、それぞれ角筒形状に形成されている。第2の部材120の要素部120Aのケース絶縁部分(外筒部分)120SA、要素部120Bのケース絶縁部分(外筒部分)120SBは、それぞれ第1コイル要素35Aと第2コイル要素35Bの外周面側の側面部と底面部を覆うように、略L字形状に形成されている。
尚、ケース絶縁部分(外筒部分)120SA、ケース絶縁部分(外筒部分)120SBは、それぞれ上述した第1コイル要素35A、第2コイル要素35Bの形状に合わせて底面側の角部がラウンド状に丸くなるように形成されている。尚、コア絶縁部分(内筒部分)120UA、120UBとケース絶縁部分(外筒部分)120SA、120SBには、コイル35とボビン100間に確実に樹脂から成る充填材38が流れ込む為の空間を確保する為の形状120rが随所に形成されている。
また、第1の部材110と第2の部材120は、それぞれフランジ部110F、120Fを有している。第1の部材110の要素部110Aのフランジ部分110FA、要素部110Bのフランジ部分110FBは一体的且つ面一に形成されている。尚、上述したケース絶縁部分(外筒部分)110SA、ケース絶縁部分(外筒部分)110SBは、それぞれフランジ部分110FA、110FBの内側から一体的に立ち上がるように形成されている。尚、フランジ部分110FA、110FBには、コイル35とボビン100間に確実に樹脂から成る充填材38が流れ込む為の空間を確保する為の形状110Frが随所に形成されている。
第2の部材120の要素部120Aのフランジ部分120FA、要素部120Bのフランジ部分120FBは一体的且つ面一に形成されている。尚、上述したケース絶縁部分(外筒部分)120SA、ケース絶縁部分(外筒部分)120SBは、それぞれフランジ部分120FA、120FBの内側から一体的に立ち上がるように形成されている。尚、フランジ部分120FA、120FBには、コイル35とボビン100間に確実に樹脂から成る充填材38が流れ込む為の空間を確保する為の形状120Frが随所に形成されている。
さて、コア絶縁部(内筒部)110U、120Uとケース絶縁部(外筒部)110S、120Sには、複数の長円形状の放熱用穴110aや120aが形成されている。一方、コア絶縁部(内筒部)110Uの内側には、長円形状の放熱用穴110aに代えて、複数(4つ)の放熱用切り欠き110bが形成されている。このように、コア絶縁部(内筒部)110Uの内側、換言すれば、コア絶縁部分(内筒部分)120UAとコア絶縁部分(内筒部分)120UBの対向する面側は、コイル35とコア39との絶縁を図るのではなく、第1コイル要素35Aと第2コイル要素35Bとの間に所定の間隔を確保しつつ両コイル要素を位置決めするためにあるので、放熱用穴110aに代えて放熱用切り欠き110bを形成している。
また、ケース絶縁部分(外筒部分)110SA、110SB及びケース絶縁部分(外筒部分)120SA、120SBそれぞれの底面側のラウンド状に丸くなった角部には、ラウンド形状に沿って放熱用矩形孔110c、120cが形成されている。
更に、コア絶縁部(内筒部)110Uと120Uとの間には仕切り部115Uが形成されている。この仕切り部115Uは、第1コイル要素35Aと第2コイル要素35Bとの間に所定の間隔を確保しつつ両コイル要素を位置決めできるように配設されている。この仕切り部115Uには、1つの半円形状の放熱用切り欠き115bが形成されている。
尚、上述したように、第1の部材110と第2の部材120は、それぞれフランジ部110F、120Fを有しているが、第1の部材110のフランジ部110Fと第2の部材120のフランジ部120Fには、複数の円形状の放熱穴110Faや120Faが形成されている。更に、第1の部材110のフランジ部110Fと第2の部材120のフランジ部120Fには、コイル35のリード部35A1、35A2、35B1、35B2を引き出すための切り欠き110F1、110F2、120F1、120F2が形成されている。
以上の構成を有する第1の部材110と第2の部材120は、付き合わせて用いるように構成され、特に、互いに勘合するように第1の部材110のケース絶縁部(外筒部)110Sの両側面には、それぞれ2つの凸部110Pが形成され、一方、第2の部材120のケース絶縁部(外筒部)120Sの両側面には、それぞれ2つの凹部120Qが形成されており、これらによりスナップ留めされる構造となっている。
次に、本実施形態のリアクトル30の組み立て方法について説明する。図8は、金属性ケース31の斜視図であり、図9はカバー34を4個のボルト34bと共に示す斜視図である。
本実施形態のリアクトル30を組み立てるには、まず、コイル35の両コイル要素35A、35Bの片側から第1の部材110の要素部110A、要素部110Bを嵌め、もう片側から第2の部材120の要素部120A、要素部120Bを嵌めて、第1の部材110と第2の部材120を付き合わせた状態で、上述した凸部110Pと凹部120Qを用いて第1の部材110と第2の部材120とをスナップ留めする。
そして、これにより形成されるトンネル状の空間にコア39の磁性体のブロック39bとシート材36を接着したものを挿入し、ボビン100の両側(第1の部材110側と第2の部材120側)から磁性体のブロック39aで挟んで磁性体のブロック39bとシート材36を介して磁性体のブロック39aとを接着することで、図5に示すリアクトル部品30Bを形成する。そして、このリアクトル部品30Bを図8に示す金属性ケース31に収納した後、樹脂から成る充填材38を流し込み固定(樹脂封止)し、金属性ケース31の上部にカバー34を配置し、カバー34の四隅をボルト34bにより金属性ケース31の角部に固定することで、図1及び図2に示したリアクトル30の組み立てが完了する。
尚、カバー34の4つの貫通穴34aからリード部35A1、35A2、35B1、35B2を引き出した状態でカバー34を配置するのは勿論である。尚、組み立てられたリアクトル30が用いられる場合には、金属性ケース31の各隅にあるリアクトル固定用穴31hを用いて金属性ケース31を、例えば、強制冷却された筐体等にネジ留めする。そして、リード部35A1、35A2、35B1、35B2は、図示しない端子ユニットを介して他の電気部品等と接続される。
以上のように、本実施形態のコイルの絶縁構造によれば、ボビン100を用いてコイル35とコア39との絶縁を行えるだけでなく、従来のコイルの絶縁構造とは異なり、コイル35と金属製ケース31との絶縁も確保することができる。従って、コイル35と金属製ケース31との絶縁のために、絶縁シートや他の絶縁部材を別個に用いる必要が無い。このため、リアクトル30におけるコイル35の絶縁のための部品点数を削減でき、リアクトル30の組み立て作業も、図5、図8及び図9を用いて説明したように、極めて簡素化され面倒でなくなる。
更に、部品点数が減るため、リアクトル30の構造も簡単になる。これにより、リアクトル30における部材の配置と組み立て方法が複雑ではなくなり、スペース効率も向上する。また、リアクトル30の製造費用のコストダウンも図ることが可能である。更に、コイル35と金属製ケース1との絶縁が大変信頼性の高いものとなる。
このように、本実施形態のコイルの絶縁構造によれば、コイル35とコア39、コイル35と金属製ケース31という二つの絶縁を一つの絶縁部材であるボビン100だけで行えるので、リアクトル30におけるコイルの絶縁構造を簡素化でき、部品点数を削減してコストダウンを図れると共に、その組立工数の減少を通じてリアクトル30の製造を容易にすることが可能である。また、コイル35とコア39及びコイル35と金属製ケース31との絶縁の信頼性を高めることができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係るコイルの絶縁構造について図10乃至図12を参照して説明する。本実施形態のコイルの絶縁構造は、絶縁部材としてのボビンの外筒部がコイルの外周面の上部をも覆うように形成されている点が異なる以外は、上述した第1の実施形態と略同様の構成を有するので、同様の部分には、同様の参照符号を付してその説明は省略する。
即ち、本実施形態のコイルの絶縁構造も、例えば、図1に示したリアクトル30に適用され、そのコイル35、コア39、金属製ケース31も略同様のものが用いられる。図10は、本実施形態のボビン200を用いて上述したコイル35とコア39を組み立てた状態を示す斜視図である。図11は、本実施形態のボビン200の分解斜視図であり、第1の部材210と第2の部材220の二つ割に分解して示している。図12は、本実施形態のボビン200の第1の部材210(又は第2の部材220)を示す図であり、(a)は第1の部材210(又は第2の部材220)の内側から見た正面図、(b)はその平面図、(c)はその底面図、(d)はその右側面図、(e)はその左側面図である。
本実施形態のボビン200は、コイル35の外周面側における上面側をも含む絶縁を兼ねる構造となっている。即ち、ボビン200は、図10乃至図12に示すように、少なくとも互いに対称となる第1の部材210と第2の部材220から成る二つ割に構成され、第1の部材210と第2の部材220は、コイル35と組み合わされた時に、それぞれコイル35の内周面側を覆うように配置されるコア絶縁部(内筒部)210U、220Uと、コイル35の外周面側を覆うように配置されるケース絶縁部(外筒部)210S、220Sとを有する二重絶縁形状(二重壁形状)を成している。
これにより、コイル35とコア39、コイル35と金属製ケース31という双方の絶縁を一つの部材であるボビン200だけで行えるのは、第1の実施形態のボビン100と同様であり、これにより、リアクトル30におけるコイル35の絶縁構造を簡素化でき、部品点数を削減してコストダウンを図れると共に、その組立工数の減少を通じてリアクトル30の製造を容易にすることが可能である。
また、コイル35は内筒部210U、220Uと外筒部210S、220Sとの間に収容されることになるので、コイル35とコア39及びコイル35と金属製ケース31との絶縁の信頼性を高めることができる。また、第1の実施形態のボビン100と同様に、本実施形態のボビン200においても、内筒部210U、220Uは、コイル35の内周面の(後述する放熱用の穴210aや220aの部分は除いて)実質的に全てを覆うように形成されているので、コイル35とコア39との絶縁を確実なものとすることができる。
しかし、本実施形態のボビン200では、外筒部210S、220Sは、コイル35の外周面の実質的に全てを覆うように形成されている。即ち、コイル35の外周面のうち金属製ケース31の内面と向かい合う面(両側面と底面)を覆うだけではなく、コイル35の外周面の上側(コイル35の上部)をも覆うように形成されている。
これにより、コイル35と金属製ケース31との絶縁を確実なものとするだけではなく、コイル35の傷つきを防止できる上に、部品点数を増やすことなく、コア39、金属製ケース31以外のコイル35の上部に配置される他部品との絶縁も行うことができる。従って、リアクトル30におけるコイル35の絶縁の信頼性を更に高めることが可能となる。
尚、ケース絶縁部分(外筒部分)210SA、210SB及びケース絶縁部分(外筒部分)220SA、220SBそれぞれの上面側のラウンド状に丸くなった角部には、ラウンド形状に沿って放熱用矩形孔210d、220dが形成されている。
本実施形態のコイルの絶縁構造によっても、コイル35とコア39、コイル35と金属製ケース31という二つの絶縁を一つの絶縁部材であるボビン200だけで行えるので、上述した第1の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。即ち、リアクトル30におけるコイルの絶縁構造を簡素化でき、部品点数を削減してコストダウンを図れると共に、その組立工数の減少を通じてリアクトル30の製造を容易にすることが可能である。また、コイル35とコア39及びコイル35と金属製ケース31との絶縁の信頼性を高めることができる。
更に、本実施形態のコイルの絶縁構造によれば、ボビン200をコイル35の上部をも覆うように形成したので、コイル35の傷つきを防止できる上に、部品点数を増やすことなく、コア39、金属製ケース31以外のコイル35上部に配置される他部品との絶縁も行うことができる。
尚、リアクトル30を、例えば、強制冷却手段を有する機器の電気回路に実際に用いる場合、リアクトル30のコイル35とコア39から熱が発生するので、リアクトル30の温度上昇を防止するため、図5に示すリアクトル部品30Bを熱伝導性の金属製ケース31に収納し、充填材28で固定した上で、金属製ケース31を強制冷却(例えば、空冷または水冷)する。本実施形態では、ボビン100に多数の放熱用の穴や切り欠きが形成されているので、コア39とコイル35間、及びコイル35と金属製ケース31間の放熱性が優れている。従って、リアクトル30の温度上昇を有効に防止することが可能である。
以上、本発明について実施の形態をもとに説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。
例えば、上述した実施形態では、本発明のコイル絶縁構造を2つのコイル要素から成るコイルに適用したが、単一のコイル要素から成るコイルにも適用できるのは勿論である。
また、上述した実施形態では、本発明のコイル絶縁構造を平角線の縦巻き(エッジワイズ巻き)から成るコイルに適用したが、平角線の横巻きや丸線を巻いたコイル等にも適用できるのは勿論である。
本発明は、リアクトル以外の電子部品でコイルとコア、コイルとケースとの絶縁が必要なものにも広く適用可能である。
30 リアクトル、 30B リアクトル部品、 31 金属性ケース、
32 巻線、 34 カバー、 35 コイル、 38 充填材、
39 コア、 100、200 ボビン
32 巻線、 34 カバー、 35 コイル、 38 充填材、
39 コア、 100、200 ボビン
Claims (4)
- 少なくとも、コアと、前記コアの周囲の巻線を形成するコイルと、前記コアとコイルとの絶縁を確保するためにコアとコイルとの間に配設される絶縁部材と、前記コア、コイル及び絶縁部材が収納される金属製ケースとを備える電子部品における前記コイルとコア及びコイルと金属製ケースとを絶縁するコイルの絶縁構造において、前記絶縁部材は、少なくとも互いに対称となる第1の部材と第2の部材から成る二つ割に構成され、該第1の部材と第2の部材は、前記コイルと組み合わされた時に、それぞれコイルの内周面側を覆うように配置されるコア絶縁部と、コイルの外周面側を覆うように配置されるケース絶縁部とを有する二重絶縁形状を成すことを特徴とするコイルの絶縁構造。
- 請求項1に記載のコイルの絶縁構造において、前記絶縁部材の少なくともケース絶縁部は、前記コイルの外周面のうち前記金属製ケースの内面と向かい合う面を覆うように形成されていることを特徴とするコイルの絶縁構造。
- 請求項1又は2に記載のコイルの絶縁構造において、前記絶縁部材のケース絶縁部は、前記コイルの外周面の上部を覆うように形成されていることを特徴とするコイルの絶縁構造。
- 請求項1乃至3に記載のコイルの絶縁構造において、前記絶縁部材のコア絶縁部及びケース絶縁部に、放熱用の穴又は切り欠きが形成されていることを特徴とするコイルの絶縁構造。
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