JP2008252035A

JP2008252035A - コア巻線構造及び絶縁部材

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Publication number: JP2008252035A
Application number: JP2007094863A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimizu; 弘士清水
Original assignee: TDK Lambda Corp
Current assignee: TDK Lambda Corp
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-10-16

Abstract

【課題】絶縁を確実なものとするとともに、コアに対する巻線の位置決めを確実なものとするコア巻線構造を提供する。
【解決手段】コア巻線構造は、隣接する巻線３，５間に挟まれて両巻線３，５間を絶縁する絶縁部材１を有しており、この絶縁部材１には、コア１０の中脚部（巻装部）１１ａを貫通させる貫通穴１ａと、第一面の貫通穴１ａの周囲に形成され巻線３，５を収納する収納溝１ｂとが形成されている。また、絶縁部材１は、貫通穴１ａと巻線溝部１ｂ₁との間に環状の内径側堤１ｃを有し、巻線溝部１ｂ₁及び引出線溝部１ｂ₂の外側に概略コの字状の外径側堤１ｄを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、トランスやチョークコイルなどのインダクタンス素子に採用されるコア巻線構造及びこのコア巻線構造に用いられる絶縁部材に関するものである。

トランスやチョークコイルなどのインダクタンス素子に採用されるコア巻線構造においては、１次巻線と２次巻線とを構成する複数の巻線がコアに重ねて巻装されるように、概略円筒状の巻装部に、複数の巻線が積層されて巻装される。このような構造のコア巻線構造において、従来、積層方向に隣り合う各巻線間の絶縁を図る目的で、各巻線間にそれぞれ絶縁紙を挟み込むことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−６４０１７号公報

しかしながら、上記従来の提案においても、耐圧の大きいインダクタンス素子においては、絶縁が不十分な場合があった。また、近年、多く採用されてきたボビンレス構造においては、コアと巻線との間の絶縁に関して、特に絶縁部材が設けられるものではなく、空気絶縁によって行われていた。そのため、耐圧の大きいインダクタンス素子に対して好ましくない構造であるばかりか、コアと巻線との間には、確実に絶縁が行われるための所定の大きさの距離が必要となり、小型化の障害となるものであるため改善が求められていた。コアと巻線との間に空間を形成するものにおいては、巻線の位置決めが確実でないので改善が求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、隣接する巻線間及び巻線とコアとの絶縁を確実なものとするとともに、コアに対する巻線の位置決めを確実なものとして信頼性を向上させるコア巻線構造及びこのコア巻線構造に用いられる絶縁部材とを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のコア巻線構造においては、導体が巻回されて形成された複数の巻線と、巻装部に複数の巻線が積層されて巻装されるコアと、隣接する巻線間に挟まれて両巻線間を絶縁する絶縁部材とを備え、絶縁部材は、巻装部を貫通させる貫通穴と、第一面の貫通穴の周囲に形成され巻線を収納する収納溝とを有することを特徴とする。

また、本発明の絶縁部材においては、コアの巻装部に積層されて巻装される複数の巻線間に挟まれて、この巻線間を絶縁する絶縁部材であり、巻装部を貫通させる貫通穴と、該貫通穴の周囲に形成され巻線を収納する収納溝とが設けられ、この収納溝は、さらに貫通穴に同心状に形成され巻線の巻線部を収納する巻線溝部と、この巻線溝部に一体に繋がりこの巻線溝部の外周部から絶縁部材の端まで延びて形成され巻線の引出線部を収容する引出線溝部とを含んで形成されていることを特徴とする。

この発明のコア巻線構造及び絶縁部材によれば、隣接する巻線間及び巻線とコアとの絶縁を確実なものとするとともに、コアに対する巻線の位置決めを確実なものとして信頼性を向上させるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかるコア巻線構造及び絶縁部材の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態）
図１は本発明にかかるコア巻線構造を示す分解斜視図である。コア巻線構造は、一対のＥ型部１１が突き合わされてなる所謂ＥＥ型のコア１０と、Ｅ型部１１の中央に突設された中脚部（巻装部）１１ａに積層するように巻装される複数の巻線（絶縁被覆銅線が巻回されてなる第一巻線３、平角銅線が巻回されてなる第二巻線５）と、積層方向に隣接する巻線３，５間に挟まれて両巻線間を絶縁する絶縁部材１とを有している。第一巻線３と第二巻線５とは、それぞれ絶縁部材１と組み合わされて、中間組立体１３，１５を構成している。

コア１０は、概略Ｅ字型を成す一対のＥ型部１１が突き合わされて構成され、フェライトや圧粉磁芯等の磁性部材でされている。Ｅ型部１１は、巻装部を構成する円柱状の中脚部１１ａと、矩形状の一対の側脚部１１ｂと、これら中脚部１１ａと２つの側脚部１１ｂとを繋ぐ連結部１１ｃとから成る。そして２つのＥ型部１１を対向させて突き合わせることで、側脚部１１ｂと連結部１１ｃとで構成される矩形枠状部の内側に中脚部１１ａが設けられたコア１０となる。中間組立体１３，１５は、２つのＥ型部１１が分割された状態で、中脚部（巻装部）１１ａに装着される。

図２は本発明にかかる絶縁部材１の詳細を示す斜視図である。図２において、絶縁部材１は、樹脂等の絶縁材を用いて成型加工により作製され概略矩形平板状を成している。絶縁部材１の中央部には、Ｅ型部１１の中脚部１１ａを貫通させる貫通穴１ａが空けられている。絶縁部材１の第一面（おもて面）の貫通穴１ａの周囲に、巻線３，５を収納する収納溝１ｂが形成されている。

収納溝１ｂは、貫通穴１ａに同心状に形成された円環状の巻線溝部１ｂ₁と、この巻線溝部１ｂ₁に連続して一体に繋がり巻線溝部１ｂ₁の外周部から絶縁部材１の端まで延びる引出線溝部１ｂ₂とを含んで形成されている。さらに詳細には、引出線溝部１ｂ₂は、円環状の巻線溝部１ｂ₁の外径と同じ幅を有する幅広の溝であって、巻線溝部１ｂ₁の外周部一体に繋がり、絶縁部材１の端まで延びて、絶縁部材１の端面に第一面側が開放された開口を形成している。巻線溝部１ｂ₁には、巻線３，５の巻線部が収納される。引出線溝部１ｂ₂には、巻線３，５の引出線部が収容される。

そして、このようにして収納溝１ｂが形成された結果として、貫通穴１ａと巻線溝部１ｂ₁との間に、貫通穴１ａを囲むようにして、所定の幅の円環状の内径側堤１ｃが形成されている。また、巻線溝部１ｂ₁及び引出線溝部１ｂ₂の外側に、概略コの字状の外径側堤１ｄが形成されている。内径側堤１ｃは、巻線溝部１ｂ₁と中脚部１１ａとの間を隔てる。外径側堤１ｄは、巻線溝部１ｂ₁及び引出線溝部１ｂ₂と側脚部１１ｂとの間を隔てる。

絶縁部材１は、Ｅ型部１１の中脚部１１ａに積層されて装着された際、内径側堤１ｃと外径側堤１ｄの頂部、つまり第一面を、積層方向に隣接する他の絶縁部材１の第二面（裏面）に密着させる。これにより、絶縁部材１は、三方（三辺側）を密閉し一方（一辺）に開口を形成する内部空間を形成する。そして、絶縁部材１は、この内部空間に巻線３，５を収容する。

図３は絶縁部材１に第一巻線３が収納される様子を示す模式図である。第一巻線３は、エナメル絶縁層で被覆された２本の銅線（導体）が並列する平行２芯線が、複数回α巻きされて環状に形成された線材巻線型の巻線である。第一巻線３は、円環状に巻回された巻線部３ａを巻線溝部１ｂ₁に収納され、巻線部３ａから延びる引出線部３ｂを引出線溝部１ｂ₂を介して引き出される。このようにして、中間組立体１３が組み立てられる。

図４は絶縁部材１に第二巻線５が収納される様子を示す模式図である。第二巻線５は、板状の導体が中心穴を開けられて１回巻構造に形成された金属板巻線型の巻線である。第二巻線５は、概略Ｃ字状に形成された巻線部５ａを巻線溝部１ｂ₁に収納され、Ｃ字状の巻線部５ａの両端から延びる２本の引出線部５ｂを、引出線溝部１ｂ₂を介して引き出される。このようにして、中間組立体１５が組み立てられる。

図１に戻り、中間組立体１３，１５は、貫通穴１ａに中脚部１１ａを挿入させてコア１０に装着される。中間組立体１３，１５は、コア１０に装着される際、絶縁部材１の対向する２辺を、側脚部１１ｂにそれぞれ当接して回転を規制される。なお、図１では、中脚部１１ａに２つの巻線のみ記載されているが、実際には多くの第一巻線３及び第二巻線５が巻装される。

このように構成されたコア巻線構造においては、隣接する巻線３，５間に挟まれて両巻線３，５間を絶縁する絶縁部材１を有しており、この絶縁部材１には、コア１０の中脚部（巻装部）１１ａを貫通させる貫通穴１ａと、第一面の貫通穴１ａの周囲に形成され巻線３，５を収納する収納溝１ｂとが形成されている。そのため、隣接する巻線３，５間及び巻線３，５とコア１０との絶縁を確実なものとするとともに、コア１０に対する巻線３，５の位置決めを確実なものとして信頼性を向上させる。これにより、大きな耐圧に耐えられ、また、振動や温度変化などの厳しい使用環境に耐えられるコア巻線構造とすることができる。

また、収納溝１ｂは、貫通穴１ａに同心状に形成され巻線３，５の巻線部３ａ，５ａを収納する巻線溝部１ｂ₁と、この巻線溝部１ｂ₁に一体に繋がり巻線溝部１ｂ₁の外周部から絶縁部材１の端まで延びて形成され巻線３，５の引出線部３ｂ、５ｂを収容する引出線溝部１ｂ₂とを含んで形成されている。そのため、巻線３，５の巻線部３ａ，５ａが安定して収納されるとともに、引出線部３ｂ、５ｂが良好に引き出される。

さらにまた、絶縁部材１は、貫通穴１ａと巻線溝部１ｂ₁との間に環状の内径側堤１ｃを有し、巻線溝部１ｂ₁及び引出線溝部１ｂ₂の外側に概略コの字状の外径側堤１ｄを有している。そのため、巻線３，５と中脚部１１ａとの間の絶縁、及び巻線３，５と側脚部１１ｂとの間の絶縁が確実なものとなる。

また、絶縁部材１は、内径側堤１ｃ及び外径側堤１ｄの頂部を、積層方向に隣接する他の絶縁部材１の第二面に密着されて、三方を密閉し一方に開口を形成し内部に巻線３，５を収容する空間を形成する。そのため、巻線３，５と中脚部１１ａとの間の絶縁、及び巻線３，５と側脚部１１ｂとの間の絶縁が確実なものとなる。

コア１０は、中央部に立設された中脚部１１ａと中脚部１１ａの両側方に、所定距離だけ離れて立設された一対の側脚部１１ｂとを有しており、絶縁部材１は、この側脚部１１ｂにそれぞれ当接して回転を規制される２辺を有している。そのため、絶縁部材１は中脚部１１ａ回りの回転を規制され、これにより、コア１０に対して巻線３，５の回転が規制されるので、軸回りの位置決めも確実なものとなり、信頼性がさらに向上する。

なお、本実施の形態の絶縁部材１においては、絶縁部材１は、貫通穴１ａと巻線溝部１ｂ₁との間に環状の内径側堤１ｃを有し、巻線溝部１ｂ₁及び引出線溝部１ｂ₂の外側に概略コの字状の外径側堤１ｄを有しているが、必ずしも内径側堤１ｃと外径側堤１ｄの２つが形成されてなくともよく、いずれか一方が形成されていれば、所定の効果を得ることができる場合がある。例えば、巻線５のように巻線そのものが充分な剛性を持ち変形する可能性が少ない場合には、巻線５の内径寸法と内径側堤１ｃ外径寸法、或いは巻線５の外径寸法と外径側堤１ｄの内径寸法とを精度よく合わせることで、内径側堤１ｃと外径側堤１ｄのいずれか一方のみの形成により巻線５を位置決めすることができ、所定の効果を得ることができる。

また、本実施の形態の絶縁部材１の貫通穴１ａは円形であるが、これに限らず装着される巻装部の断面形状に合わせた形状とされてよい。また、これにともない巻線溝部１ｂ₁も貫通穴１ａの輪郭相似形状とされてよい。また、絶縁部材１は、成型加工に限らず、例えば工作機械などによる切削加工にて貫通穴１ａ及び収納溝１ｂを削り出されて作製されてもよい。

なお、本実施の形態においては、対象としたコア１０が、一対のＥ型部１１を突き合わせて成るものであったが、これに限定されるものではなく、例えばＥ型部とＩ型部とを組み合わせるいわゆるＥＩ型のコア等であっても適用することができる。

また、本実施の形態においては、絶縁被覆銅線が巻回されてなる巻線３と平角銅線が巻回されてなる巻線５とを組み合わせて使用しているが、いずれか一方の巻線のみを使用するものであってもよい。

以上のように、本発明にかかるコア巻線構造は、トランスやチョークコイルなどのインダクタンス素子に採用されるコア巻線構造に適用されて有用なものであり、特に高い体圧が要求され、厳しい環境で使用されるインダクタンス素子のコア巻線構造に適用されて最適なものである。

本発明にかかる巻線構造を示す分解斜視図である。本発明にかかる絶縁部材の詳細を示す斜視図である。絶縁部材に第一巻線が収納される様子を示す模式図である。絶縁部材に第二巻線が収納される様子を示す模式図である。

符号の説明

１絶縁部材
１ａ貫通穴
１ｂ収納溝
１ｂ₁ 巻線溝部
１ｂ₂ 引出線溝部
１ｃ内径側堤
１ｄ外径側堤
３，５巻線
３ａ，５ａ巻線部
３ｂ，５ｂ引出線部
１０コア
１１Ｅ型部
１１ａ中脚部
１１ｂ側脚部
１１ｃ連結部
１３，１５中間組立体

Claims

導体が巻回されて形成された複数の巻線と、
巻装部に前記複数の巻線が積層されて巻装されるコアと、
隣接する前記巻線間に挟まれて両巻線間を絶縁する絶縁部材とを備え、
前記絶縁部材は、前記巻装部を貫通させる貫通穴と、第一面の前記貫通穴の周囲に形成され前記巻線を収納する収納溝とを有する
ことを特徴とするコア巻線構造。
前記収納溝は、前記貫通穴に同心状に形成され前記巻線の巻線部を収納する巻線溝部と、該巻線溝部に一体に繋がり該巻線溝部の外周部から前記絶縁部材の端まで延びて形成され前記巻線の引出線部を収容する引出線溝部とを含んで形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のコア巻線構造。
前記絶縁部材は、前記貫通穴と前記巻線溝部との間に環状の内径側堤を有し、前記巻線溝部及び前記引出線溝部の外側に概略コの字状の外径側堤を有する
ことを特徴とする請求項２に記載のコア巻線構造。
前記絶縁部材は、前記内径側堤及び前記外径側堤の頂部を、積層方向に隣接する他の絶縁部材の第二面に密着されて、三方を密閉し一方に開口を形成し内部に前記巻線を収容する空間を形成する
ことを特徴とする請求項３に記載のコア巻線構造。
前記コアは、中央部に立設された前記巻装部と該巻装部の両側方に立設された一対の側脚部とを有しており、
前記絶縁部材は、前記側脚部にそれぞれ当接して回転を規制される２辺を有する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のコア巻線構造。
コアの巻装部に積層されて巻装される複数の巻線間に挟まれて、該巻線間を絶縁する絶縁部材であり、
前記巻装部を貫通させる貫通穴と、該貫通穴の周囲に形成され前記巻線を収納する収納溝とが設けられ、
前記収納溝は、前記貫通穴に同心状に形成され前記巻線の巻線部を収納する巻線溝部と、該巻線溝部に一体に繋がり該巻線溝部の外周部から前記絶縁部材の端まで延びて形成され前記巻線の引出線部を収容する引出線溝部とを含んで形成されている
ことを特徴とする絶縁部材。