JP2008235459A - 小型昇圧トランス - Google Patents

Abstract

【課題】磁路のギャップを大きくとり、インダクタンスを値を上げることができ、充電効率を向上できる小型昇圧トランスを提供することにある。
【解決手段】頂壁１４及び頂壁と一体に構成された側壁１５よりなるポットコア１１と、鍔部１８，１９及び磁芯部１７を有するドラムコア１２と、前記磁芯部１７に巻装されたコイル２３と、前記ドラムコア１２に固定される一体型台座１３とからなり、前記一体型台座１３は、前記ポットコア１１の側壁１５の内周面と磁路ギャップを介して嵌合され前記コイル２３のインダクタンスを設定する磁路ギャップ形成部２４と、前記ドラムコア１２の鍔部１９と嵌合される嵌合部２５及び前記磁芯部１７に巻装されたコイル２３と接続される絡げ端子３１を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、カメラ等の光学機器や小型電子機器等に使用される小型昇圧トランスに関する。

ポット型コア・リベット型コアを有するチョークコイルは、例えば、特許文献１に示すように、頂壁及び頂壁と一体に構成された側壁よりなるポット型コアと、底板と、この底板と一体にその中心部に立設される磁芯部よりなるリベット型コアと、前記磁芯部に嵌合されるコイルと、前記底板に固定される断面コ字状の端子とから構成されている。

この特許文献１に示すチョークコイルは、ポット型コアの頂壁の内面とリベット型コアの磁芯部の上端面との間に非磁性材料よりなるスペーサを介在し、磁路のギャップを形成している。すなわち、非磁性材料よりなるスペーサの肉厚を調整することによりチョークコイルのインダクタンスを設定している。

また、例えば、特許文献２に示すように、頂壁及び頂壁と一体に構成された側壁よりなるポット型コアと、底板と、この底板と一体にその中心部に立設されると共に、上端部に鍔部を有する磁芯部よりなるリベット型コアと、前記磁芯部に嵌合されるコイルと、前記底板に固定される端子とから構成した小型昇圧トランスが知られている。

この特許文献２の小型昇圧トランスは、ポット型コアを左右に２分割してそれぞれの頂壁の上面と鍔部の上面とを面一に形成し、頂壁の開口の内周面と鍔部の外周面との間に第１のギャップ形成部を設け、さらにポット型コアのそれぞれの側壁の下端面とリベット型コアの底板の上面とを対面させて両者間に第２のギャップ形成部を設けてコイルのインダクタンスを設定したものである。
特許第３５８１３５０号公報 特開２００６−３１３８４１号公報

特許文献１は、チョークコイルにおいて、ポット型コアの頂壁の内面とリベット型コアの磁芯部の上端面との間に非磁性材料よりなるスペーサを介在し、磁路のギャップを形成しているが、ポット型コアの頂壁の内面とリベット型コアの磁芯部の上端面、つまり、磁路のギャップ形成部はポット型コアの側壁によって囲まれている。

従って、チョークコイルの組立時に、ポット型コアの側壁によって囲まれている磁路のギャップ形成部に異なる肉厚のスペーサを出し入れしてチョークコイルのインダクタンスを設定することは困難で、組立工数がかかり、コストアップの原因になっている。

特許文献２の小型昇圧トランスは、第１と第２のギャップ形成部により選択的に磁路のギャップを形成し、コイルのインダクタンスを調整できるが、ギャップが不十分であり、インダクタンス値に限度がある。

本発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、磁路のギャップを大きくとることができ、従来品よりインダクタンス値を上げることができ、充電効率を向上できる小型昇圧トランスを提供することにある。

本発明は、前記目的を解決するために、請求項１は、頂壁及び頂壁と一体に構成された側壁よりなるポットコアと、鍔部及び磁芯部を有するドラムコアと、前記磁芯部に巻装されたコイルと、前記ドラムコアに固定される一体型台座とからなり、前記一体型台座は、前記ポットコアの側壁の内周面と磁路ギャップを介して嵌合され前記コイルのインダクタンスを設定する磁路ギャップ形成部と、前記ドラムコアの鍔部と嵌合される嵌合部及び前記磁芯部に巻装されたコイルと接続される端子を備えたことを特徴とする小型昇圧トランスにある。

請求項２は、請求項１の前記一体型台座のギャップ形成部は、円環状の周壁によって形成され、この周壁の外周面に前記ポットコアの側壁の内周面が嵌合され、前記周壁の内周面に前記ドラムコアの鍔部が嵌合されること特徴とする。

本発明によれば、外形寸法を大きくすることなく、磁路のギャップを大きくとってインダクタンス値を上げることができ、充電効率を向上できるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図６は小型昇圧トランスの第１の実施形態を示す。図１〜図６に示すように、小型昇圧トランス１０は、ポットコア１１と、ドラムコア１２及び一体型台座１３とから構成されている。ポットコア１１は、例えば、５．０×３．０ｍｍの正方形の頂壁１４を有しており、その一つの角部には小型昇圧トランス１０の方向性を指示するためのカット面１４ａが形成されている。また頂壁１４の下面の両側部には頂壁１４と一体で、しかも頂壁１４より狭幅の一対の側壁１５が設けられている。頂壁１４の下面には円形状の凹陥部１６が設けられ、一対の側壁１５の互いに対向する内側面には凹陥部１６の曲率に沿って円弧凹部１５ａが形成されている。

ドラムコア１２は、円筒状の磁芯部１７の上下両端部に第１の鍔部１８と第２の鍔部１９が一体に設けられている。第１の鍔部１８は、その外径が凹陥部１６の内径より僅かに小径で、凹陥部１６の内部に嵌合するようになっている。第２の鍔部１９は第１の鍔部１８より若干小径で、肉厚に形成されている。第２の鍔部１９の下面にはその中心部を通る帯状の嵌合凹部２０が設けられ、さらにこの嵌合凹部２０の両端部に対応する第２の鍔部１９には嵌合凹部２０と同一幅の切欠部２１が設けられている。第１の鍔部１８にも切欠部２１に対向して切欠部２２が設けられているが、この切欠部２２は型抜きのために設けられるものである。

また、磁芯部１７にはコイル２３が巻装されており、このコイル２３は、内層と外層に１次巻線が、中間層に２次巻線が巻装され、それぞれの端部は後述する端子に接続されている。なお、コア材は、ＮＬ８０Ｓ、磁芯部１７の中芯径はφ２．４５であり、巻き幅１．３ｍｍ、巻き厚０．６７５ｍｍ、磁路長７．０２ｍｍ、外芯断面積比９０％である。ポットコア１１及びドラムコア１２は、例えば、フェライトコア材質がＮｉ−Ｚｎ，体積抵抗率１０^６Ω・ｍである。

一体型台座１３は、ポットコア１１の側壁１５と磁路ギャップを介して嵌合され、コイル２３のインダクタンスを設定する磁路ギャップ形成部２４を備えている。すなわち、一体型台座１３の上面にはドラムコア１２の第２の鍔部１９と嵌合される嵌合部２５ａと切欠部２１と係合する凸部２５ｂが設けられている。凸部２５ｂは後述する端子を設ける端子台の補強を兼ね、さらに、磁芯部１７に巻装されたコイル２３の素線の落ち込みを防止している。嵌合部２５ａにはドラムコア１２の嵌合凹部２０と嵌合する角軸状の本体部２６が設けられている。この本体部２６の両側部には円環状の周壁部２７が設けられ、本体部２６の両端部には端子部２８がそれぞれ一体に設けられている。周壁部２７は本体部２６を補強するという効果があり、しかもこの周壁部２７の内側に第２の鍔部１９が嵌合した状態で、第１の鍔部１８と同じ外径になるように構成されている。なお、本体部２６の下面には一体型台座１３の方向性を指示するマーク２６ａが設けられている。

従って、本体部２６の両側には周壁部２７によって囲まれる半月状の嵌合孔２９が設けられ、この嵌合孔２９にはドラムコア１２の第２の鍔部１９が嵌合されるようになっている。このとき、ドラムコア１２の第２の鍔部１９と一体型台座１３の周壁部２７とは高さ方向が同一幅に形成され、第２の鍔部１９の全周が覆われる構造である。そして、ドラムコア１２の第２の鍔部１９における外周面１９ａと周壁部２７の内周面２７ａとの間で、コイル２３のインダクタンスを設定する磁路ギャップ形成部２４を形成している。ここで、磁路ギャップ幅は、３００μｍと大きくとり、インダクタンスのバラツキを抑制している。

端子部２８は、左右対称であり、端子台３０には外側面に突出する３個のＶ字溝を有す絡げ端子３１と、この絡げ端子３１と一体で、端子台３０の下面に突出する実装端子３２が設けられている。実装端子３２は、３個のうち、両端部のものは、端子台３０の外方へ折曲され、中間部のものは内側に折曲されている。絡げ端子３１を含む端子部２８は前記ポットコア１１の頂壁１４より狭幅に形成され、小型昇圧トランス１０を上面から見て、フェライトコアからなるポットコア１１及びドラムコア１２によって絡げ端子３１、実装端子３２等の金属部が隠れる構造である。従って、この小型昇圧トランス１０を回路基板に密集して実装可能となる。さらに、コイル２３、絡げ端子３１、実装端子３２等が外方に突出しないようになっており、絡げ端子３１、実装端子３２が他の部材と干渉して衝撃を受けない構造に構成されていることが特徴である。

次に、小型昇圧トランスの組立方法について説明する。

まず、一体型台座１３の本体部２６の上面に接着剤を塗布し、この一体型台座１３の上面にドラムコア１２を載置する。そして、本体部２６と嵌合凹部２０とを嵌合すると同時に、第１の鍔部１９と嵌合孔２９とを嵌合する。一体型台座１３とドラムコア１２とを結合した後、これを横向きにして巻線機のチャック機構に一体型台座１３をチャッキングする。そして、ドラムコア１２の磁芯部１７にコイル２３を巻線し、コイル２３の端末を絡げ端子３１に絡げ、この絡げ部を半田付けする。

次に、ポットコア１１の凹陥部１６の底面（下面）に接着剤を塗布し、ポットコア１１の側壁１５の円弧凹部１５ａを一体型台座１３の円環状の周壁部２７に嵌合すると、ポットコア１１の頂壁１４がドラムコア１２の第１の鍔部１８の上面に接着される。従って、コイル２３がポットコア１１の側壁１５によって覆われるとともに、ポットコア１１、ドラムコア１２及び一体型台座１３が一体的に結合され、小型昇圧トランス１０が完成する。

このように、一体型台座１３とドラムコア１２とを組み立てる際に、本体部２６と嵌合凹部２０とを嵌合すると同時に、第１の鍔部１９と嵌合孔２９とが嵌合するため、両者の位置決めが簡単であり、組立作業性が向上する。さらに、ポットコア１１の側壁１５の円弧凹部１５ａを一体型台座１３の円環状の周壁部２７に嵌合するだけで、ポットコア１１と一体型台座１３とが簡単に位置決めされるため、組立作業性が向上する。また、ポットコア１１の側壁１５の円弧凹部１５ａを一体型台座１３の円環状の周壁部２７に嵌合すると、ドラムコア１２の第２の鍔部１９における外周面１９ａと周壁部２７の内周面２７ａとの間で、コイル２３のインダクタンスを設定する磁路ギャップ形成部２４が形成される。しかも、磁路ギャップ幅は、３００μｍと大きくとってインダクタンスのバラツキを抑制することができる。

背景技術で述べた従来品である特許文献２（特開２００６−３１３８４１号公報）は、磁路ギャップ幅は、１３０μｍであるが、本発明は磁路ギャップ幅は、３００μｍを確保している。

ここで、表１に示す評価条件にして、従来品と本発明品との充電性能を比較する。

（１）本発明品は磁路ギャップ幅を３００μｍとしているため、上記評価条件最適設計にて従来品よりインダクタンス値を上げることができる。インダクタンスを上げることにより、スイッチング周波数を抑制し、回路上のスイッチング素子・ダイオードの損失分を抑制できる。

（２）従来品と比較して本発明品は磁路ギャップ幅を大きく、巻線数が多いことからトランスの寄生成分が高くなり、スイッチング時のマイナス電流を抑制し、発振動作のロスを抑制できる。

（３）スイッチング周波数を抑制、巻線数が多いことから鉄損失分を抑制できる。このように、（１）〜（３）の理由により、図７の充電効率特性推移に示すように、充電性能の効率に貢献できる。

なお、本発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の小型昇圧トランスは、カメラ等の光学機器や携帯電話機等の小型電子機器等に利用できる。

本発明の第１の実施形態を示し、小型昇圧トランスの分解斜視図。 同実施形態の小型昇圧トランスの正面図。 同実施形態の小型昇圧トランスの側面図。 同実施形態の小型昇圧トランスの縦断正面図。 同実施形態の小型昇圧トランスの下面図。 同実施形態の小型昇圧トランスの一体型台座の上面図。 従来品と本発明品の充電効率特性推移を示すグラフ。

符号の説明

１１…ポットコア、１２…ドラムコア、１３…一体型台座、１４…頂壁、１５…側壁、１７…磁芯部、１８、１９…鍔部、２４…磁路ギャップ形成部、２７…周壁部、３１…絡げ端子

Claims (2)

1. 頂壁及び頂壁と一体に構成された側壁よりなるポットコアと、
   鍔部及び磁芯部を有するドラムコアと、
   前記磁芯部に巻装されたコイルと、
   前記ドラムコアに固定される一体型台座とからなり、
   前記一体型台座は、前記ポットコアの側壁の内周面と磁路ギャップを介して嵌合され前記コイルのインダクタンスを設定する磁路ギャップ形成部と、前記ドラムコアの鍔部と嵌合される嵌合部及び前記磁芯部に巻装されたコイルと接続される端子を備えたことを特徴とする小型昇圧トランス。
2. 前記一体型台座のギャップ形成部は、円環状の周壁部によって形成され、この周壁部の外周面に前記ポットコアの側壁の内周面が嵌合され、前記周壁部の内周面に前記ドラムコアの鍔部が嵌合されること特徴とする請求項１記載の小型昇圧トランス。

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