JP2010171150A - トランス - Google Patents

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Abstract

【課題】接着剤により固定するコア部材を備えたトランスにおいて、特性の安定化を図ることができるトランスを提供する。
【解決手段】第1の板状部11とこの第1の板状部11からそれぞれ同一方向に突出した複数の第1の中央脚部12及び第1の側脚部23,23を有する第1のコア部材2と、第2の板状部21とこの第2の板状部21から突出した第2の中央脚部22を有する第2のコア部材3とを備える。第1のコア部材2の第1の中央脚部12に設けられた中央側面12Cと、この中央側面12Cに固定され第2のコア部材3の第2の中央脚部22に設けられた中央側面22Cとを備え、それら中央側面12C,22Cが、主磁路31と略平行であるから、それら中央側面12C,22C同士を接着してコア部材2,3を組立てることにより、接着剤が主磁路に影響せず、トランス特性の安定化を図ることができる。
【選択図】図3

Description

本発明は、主にDC−DCコンバータのメイントランス等に使用されるトランスに関する。
従来、コア部材同士の固定には、金具や接着剤などが用いられているが、コンバータの小型化に連れて、トランスの小型化が要求され、十分な取付スペースの確保やコア部材と基板間距離の確保ができなくなり、金具を用いた固定やコア部材の側面接着(例えば特許文献1)による固定が困難になっている。
そして、金具を用いたコア部材の固定方法は一般的であるが、金具を用いる分だけ製造コストが上昇すると共に、取付けのための基板床面積を確保する必要があり、コンバータの小型化と低コスト化には不利である。
また、コンバータの小型化に伴い、コア部材と基板間距離が小さくなるため、側面接着が難しくなり、コア部材の主磁路に接着剤を入れてコア部材同士の接着を行っている(例えば、特許文献2)。
この一例を図10及び図11に示すと、トランスは、コア部材としてE型コア101とI型コア111を備え、前記E型コア101は、板状部102と、この板状部102の中央から突出した中央脚部103と、前記板状部102の両側から突出した側脚部104,104とを一体に有し、前記I型コア111は板状部112からなる。E型コア101とI型コア111同士は、側脚部104,104の先端面とI型コア111との間に接着剤113を設けて固定され、前記E型コア101とI型コア111により2つの主磁路114を形成し、前記接着剤113は主磁路114に設けられている。
特開平10−106842号公報 特開2005−19716号公報
上記のトランスでは、主磁路114に接着剤113を入れてE型コア101とI型コア111とを接着しているため、接着剤113の厚みのばらつきや硬化前後の接着剤113の膨張により、トランスの励磁インダクタンス及び結合係数等が変化し、コンバータの動作に悪影響を与える虞が有る。
本発明は上記の各問題点に着目してなされたもので、接着剤により固定するコア部材を備えたトランスにおいて、特性の安定化を図ることができるトランスを提供することを、その目的とする。
本発明のトランスは、上記目的を達成するために、第1の板状部とこの第1の板状部からそれぞれ同一方向に突出した複数の脚部を有する第1のコア部材と、第2の板状部とこの第2の板状部から突出した脚部を有する第2のコア部材とを備え、第1の板状部の前記脚部の先端を前記第2のコア部材に突き合わせると共に、第2の板状部の前記脚部の先端を前記第1のコア部材に突き合わせ、前記第1のコア部材と前記第2のコア部材により主磁路を形成するトランスにおいて、前記第1のコア部材の前記脚部に設けられた側面と、この側面に固定され第2のコア部材の前記脚部に設けられた側面とを備え、前記第1のコア部材の前記脚部の側面と前記第2のコア部材の前記脚部の側面とが、前記主磁路と略平行である。
このように前記第1及び第2のコア部材の脚部に、主磁路と略平行な側面が設けられているから、それら側面同士を固定してコア部材を組立てることができる。
また、上記のトランスにおいて、前記第1のコア部材の前記脚部の側面と前記第2のコア部材の前記脚部の側面とを接着している。
このように主磁路と略平行な側面同士を接着することにより、接着剤が主磁路に影響しないため、トランス特性の安定化を図ることができる。
また、上記のトランスにおいて、前記第1のコア部材は、第1の板状部の中央と両側からそれぞれ同一方向に突出した第1の中央脚部と第1の側脚部を有し、前記第2のコア部材は、第2の板状部の中央と両側からそれぞれ同一方向に突出した第2の中央脚部と第2の側脚部を有し、前記第1のコア部材の前記中央脚部に設けられた側面と、この側面に固定され第2のコア部材の前記第2の中央脚部に設けられた側面とを備え、前記第1の中央脚部の側面と前記第2の中央脚部の側面とが、前記主磁路と略平行である。
このように前記第1及び第2のコア部材の中央脚部に、主磁路と略平行な側面が設けられているから、それら側面同士を固定してコア部材を組立てることができる。
また、上記のトランスにおいて、前記第1の中央脚部の側面と前記第2の中央脚部の側面とを接着している。
このように主磁路と略平行な側面同士を接着することにより、接着剤が主磁路に影響しないため、トランス特性の安定化を図ることができる。
また、上記のトランスにおいて、前記第1の中央脚部と前記第2の中央脚部が略同一形状であり、それら第1及び第2の中央脚部の中央側の前記側面同士を接着している。
このように第1及び第2の中央脚部の中央側の前記側面同士を接着することにより、側脚部に比べて、中央側の側面の面積を大きく取ることができるから、安定した接着を行うことができる。
また、上記のトランスにおいて、前記第1の側脚部と前記第2の側脚部が略同一形状であり、それら第1及び第2の側脚部の中央側の前記側面間に間隔を設けている。
このように第1及び第2の側脚部の中央側の側面間に間隔を設けたから、側脚部における磁束の漏洩を抑制することができる。
さらに、上記のトランスにおいて、前記第1のコア部材と前記第2のコア部材が略同一形状である。
このように前記第1のコア部材と前記第2のコア部材が略同一形状であるから、前記第1のコア部材と前記第2のコア部材とを共通部品とすることができ、製造,管理が容易なものとなる。
本発明のトランスによれば、前記第1及び第2のコア部材の脚部に、主磁路と略平行な側面が設けられており、それら側面同士を接着してコア部材を組立てることができるから、接着剤が主磁路に影響しないため、トランス特性の安定化を図ることができる。
本発明の実施例1を示すコア部材の斜視図である。 同上、コア部材を示し、図2(A)は平面図、図2(B)は側面図、図2(C)は底面図である。 同上、コア部材の組立状態の斜視図であり、第2のコア部材を一点鎖線で示している。 同上、コア部材の組立状態の斜視図である。 同上、トランスの断面図である。 同上、コア部材間の隙間とAL値との関係を示すグラフ図である。 本発明の実施例2を示すコア部材の斜視図である。 同上、コア部材の組立前の斜視図である。 同上、コア部材の組立後の斜視図である。 従来例のコア部材の分解斜視図である。 同上、コア部材の組立状態の正面図である。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例について説明する。
図1〜図6は、実施例1で提案するトランスを示したものである。図5などに示すように、1は小型DC−DCコンバータのメイントランスなどに用いられるプレーナー型のトランスであり、このトランス1は、第1のコア部材2と第2のコア部材3とコイルとを備え、それらコア部材2,3は、フェライト等の磁気コアである。
第1のコア部材2は、第1の板状部11と、この第1の板状部11の一側方向中央から突出する第1の中央脚部12と、この第1の中央脚部12を挟んで前記第1の板状部11の一側方向両側から突出する第1の側脚部13,13とを有し、それら第1の中央脚部12と第1の側脚部13,13はそれぞれ前記第1の板状部11と直交する方向に突出されている。また、前記第1の板状部11の平面形状は、一側方向長さが他側方向長さLより長い長方形形状をなす。
また、第1の側脚部13は、前記第1の板状部11の他側方向長さLより短く、該他側長さの略2分の1の長さを有し、該第1の板状部11の他側方向中央に中央側面13Tを有する。また、前記第1の中央脚部12は前記第1の板状部11の他側方向長さLの略中央位置に中央側面12Cを有し、この中央側面12Cと対向する外側面12Sは、第1の板状部11の他側方向端部の縁11Fと間隔をおいて設けられている。尚、前記中央側面12Cと外側面12Sは、前記中央脚部12の前記他側方向の両側に位置する。
同様に第2のコア部材3は、第2の板状部21と、この第2の板状部21の一側方向中央から突出する第2の中央脚部22と、この第2の中央脚部22を挟んで前記第2の板状部21の一側方向両側から突出する第2の側脚部23,23とを有し、それら第2の中央脚部22と第2の側脚部23,23はそれぞれ前記第2の板状部21と直交する方向に突出されている。また、前記第2の板状部21の平面形状は、一側方向長さが他側方向長さLより長い長方形形状をなす。
また、第2の側脚部23は、前記第2の板状部21の他側方向長さLより短く、該他側方向長さの略2分の1の長さを有し、該第2の板状部21の他側方向中央に中央側面23Tを有する。また、前記第2の中央脚部22は前記第2の板状部21の他側方向長さLの略中央側に中央側面22Cを有し、この中央側面22Cと対向する外側面22Sは、第2の板状部21の他側方向端部の縁21Fと間隔をおいて設けられている。尚、前記中央側面22Cと外側面22Sは、前記中央脚部22の前記他側方向の両側に位置する。
尚、前記第1の側脚部13と第2の側脚部23とを合わせた他側方向の長さが、前記他側方向長さLと略等しくなるようにすればよい。
そして、この例では前記第1のコア部材2と第2のコア部材3は同一形状のものを用い、前記第1と第2の中央脚部12,22及び第1と第2の側脚部13,23は同一高さHを有し、組立状態で、第1の中央脚部12と第1の側脚部13の先端面12M,13Mが前記第2の板状部21の内面に当接し、第2の中央脚部22と第2の側脚部23の先端面22M,23Mが前記第1の板状部11の内面に当接する。また、前記第1と第2の中央脚部12,22の中央側面12C,22C同士を接着剤30により接着し、この状態で、前記第1と第2の側脚部13,23の前記中央側面13T,23T間に間隔Kを形成するように構成している。これにより図5に示すように、長さ方向一側端部の第1と第2の側脚部13,23,第1の板状部11,第1と第2の中央脚部12,22,第2の板状部21を通る主磁路31と、長さ方向他側端部の第1と第2の側脚部13,23,第1の板状部11,第1と第2の中央脚部12,22,第2の板状部21を通る主磁路31とが形成される。また、前記中央脚部12,22の中央側面12C,22Cは主磁路31,31と平行をなす。さらに、前記側脚部13,23の中央側面13T,23Tも主磁路31,31と平行をなす。
上記構成のコア部材2,3は、例えば、図5に示すように、回路基板32に取り付けられる。すなわち回路基板32にコイルたるコイルパターン33を形成し、このコイルパターン33の中央部に中央脚部用挿通孔34を形成すると共に、前記コイルパターン33を挟んで側脚部用挿通孔35,35を形成し、前記中央脚部用挿通孔34に前記中央脚部12,22を挿通し、前記側脚部用挿通孔35に前記側脚部13,23を挿通し、前記中央側面12C,22Cを接着すると共に、前記コア部材2,3を回路基板32に組み込み、これらコア部材2,3とコイルパターン33によりトランス1が構成される。
図6は本実施例の第1〜第3のトランス1,1,1と、これと同形をなす図11に示した従来例のコア部材を用いたトランス(以下、従来例のトランスという)のAL値(コイルの単位巻数あたりのインダクタンス値)を測定した結果を示す。尚、従来例のトランスには、前記間隔Kはない。
第1のトランス1は前記中央側面12C,22C同士を接着せずに組み立てたものを示し、第2のトランス1は中央側面12C,22C同士を接着し、これら中央側面12C,22C同士の隙間Gが5μmのものを示し、第3のトランス1は中央側面12C,22C同士を接着し、それら中央側面12C,22C同士の隙間Gが2μmのものを示す。図6のグラフは、縦軸にAL値を取り、横軸に隙間Gを取っており、この隙間Gは、実施例の第1〜3のトランス1,1,1では前記先端面13M,23Mと前記板状部11,21の内面との隙間であり、従来例のトランスでは前記側脚部104の先端面と前記板状部102の内面との隙間である。
前記隙間Gが5〜15μmの範囲において、従来例のトランスに比べて、本実施例のトランス1のAL値が高く、且つ略均一となる。これは接着剤30により主磁路31にギャップが生じないため、トランスの特性が向上するからである。
以上のように本実施例では、第1の板状部11とこの第1の板状部11からそれぞれ同一方向に突出した複数の脚部たる第1の中央脚部12及び第1の側脚部13,13を有する第1のコア部材2と、第2の板状部21とこの第2の板状部21から突出した脚部たる第2の中央脚部22を有する第2のコア部材3とを備え、第1の板状部11の第1の中央脚部12及び第1の側脚部13,13の先端たる先端面12M,13M,13Mを第2のコア部材3に突き合わせると共に、第2の板状部21の第2の中央脚部22の先端たる先端面21M,22Mを第1のコア部材2に突き合わせ、第1のコア部材2と第2のコア部材3により主磁路31を形成するトランスにおいて、第1のコア部材2の第1の中央脚部12に設けられた側面たる中央側面12Cと、この中央側面12Cに固定され第2のコア部材3の第2の中央脚部22に設けられた側面たる中央側面22Cとを備え、第1のコア部材2の第1の中央脚部12の中央側面12Cと第2のコア部材3の第2の中央脚部22の中央側面22Cとが、主磁路31と略平行であるから、第1及び第2のコア部材2,3の中央脚部12,22に、主磁路31と略平行な中央側面12C,22Cが設けられており、それら中央側面12C,22C同士を固定してコア部材2,3を組立てることができ、接着剤が主磁路31に影響しないため、トランス特性の安定化を図ることができる。
また、本実施例では、第1のコア部材2の中央脚部12の中央側面12Cと第2のコア部材3の中央脚部22の中央側面22Cとを接着したから、主磁路31と略平行な中央側面12C,22C同士を接着することにより、接着剤が主磁路31に影響しないため、トランス特性の安定化を図ることができる。
また、本実施例では、第1のコア部材2は、第1の板状部11の中央と両側からそれぞれ同一方向に突出した第1の中央脚部12と第1の側脚部13,13を有し、第2のコア部材3は、第2の板状部21の中央と両側からそれぞれ同一方向に突出した第2の中央脚部22と第2の側脚部23,23を有し、第1のコア部材2の中央脚部12に設けられた側面たる中央側面12Cと、この中央側面12Cに固定され第2のコア部材3の第2の中央脚部22に設けられた側面たる中央側面22Cとを備え、第1の中央脚部12の中央側面12Cと第2の中央脚部22の中央側面22Cとが、主磁路31と略平行であるから、第1及び第2のコア部材2,3の中央脚部12,22に、主磁路31と略平行な中央側面12C,22Cが設けられており、それら中央側面12C,22C同士を固定してコア部材2,3を組立てることができ、接着剤が主磁路31に影響しないため、トランス特性の安定化を図ることができる。
また、本実施例では、第1の中央脚部12の中央側面12Cと第2の中央脚部22の中央側面22Cとを接着したから、主磁路31と略平行な中央側面12C,22C同士を接着することにより、接着剤が主磁路31に影響しないため、トランス特性の安定化を図ることができる。
また、本実施例では、第1の中央脚部12と第2の中央脚部22が略同一形状であり、それら第1及び第2の中央脚部12,22の中央側の側面たる中央側面12C,22C同士を接着したから、側脚部13,23に比べて、中央側面12C,22Cの面積を大きく取ることができるから、安定した接着を行うことができる。
また、本実施例では、第1の側脚部13と第2の側脚部23が略同一形状であり、それら第1及び第2の側脚部13,23の中央側の側面たる中央側面13T,23T間に間隔Kを設けたから、側脚部13,23における磁束の漏洩を抑制することができる。
また、本実施例では、第1のコア部材2と第2のコア部材3が同一形状であるから、第1のコア部材2と第2のコア部材3とを共通部品とすることができ、製造,管理が容易なものとなる。
また、中央脚部12,22と側脚部13,23とを平行に配置し、図2(C)に示すように、中央脚部12,22の中央端面12C,22Cが、側脚部13,23の中央側面13T,23Tより内側に位置し、中央側面12C,22Cは他側方向と交差方向であって、それら中央側面12C,22Cを突き合わせて接着することにより、側脚部13,23の中央側面13T,23T間に所望の間隔Kを設けることができる。また、中央脚部12,22と側脚部13,23とを、板状部11,21の他側方向にそれぞれ配置したから、コア部材2,3同士を他側方向にスライドするようにして両者を簡便に組立てることができる。
また、中央側面12C,22Cは、板状部11,21の平面中央に位置するから、中央側面12C,22Cを基準に組立を簡便に行うことができる。
図7〜図9は、本発明の実施例2を示し、上記実施例1と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。
この例では、第1のコア部材40は、第1の板状部41の一側方向に第1の側脚部42を突設し、他方には第1の板状部41の一側方向端部の縁41Fと間隔44を置いて第1の側脚部43が設けられている。尚、前記間隔44は第1の側脚部42の厚さと略同一であり、また、前記第1の側脚部42は、第1の板状部41の前記縁41Fに対向する縁に沿っている。
同様に第2のコア部材50は、第2の板状部51の一側方向に第2の側脚部52を突設し、他方には第2の板状部51の一側方向端部の縁51Fと間隔54を置いて第2の側脚部53が設けられている。尚、前記間隔54は第2の側脚部52の厚さと略同一であり、また、前記第2の側脚部52は、第2の板状部51の前記縁51Fに対向する縁に沿っている。
そして、この例でも前記第1のコア部材40と第2のコア部材50は同一形状のものを用い、前記第1と第2の側脚部42,43,52,53は同一高さHを有し、組立状態で、第1の側脚部42,43の先端面が前記第2の板状部51の内面に当接し、第2の側脚部52,53の先端面が前記第1の板状部41の内面に当接する。
また、前記第1と第2の側脚部42,53の側面42C,53C同士と前記第1と第2の側脚部43,52の側面43C,52C同士を突き合わせ、少なくとも一方の側面同士を接着剤30により接着し、コア部材40,50により主磁路が形成され、前記側脚部42,43,52,53の側面42C,43C,52C,53Cは主磁路と略平行をなす。
この場合、側脚部42,53の組み合わせと、側面42C,53Cの組み合わせの一方を接着したり、両方を接着したりすることができる。
以上のように本実施例においても、第1の板状部41とこの第1の板状部41からそれぞれ同一方向に突出した複数の脚部たる第1の側脚部42,43を有する第1のコア部材40と、第2の板状部51とこの第2の板状部51から突出した脚部たる第2の側脚部52,53を有する第2のコア部材50とを備え、第1の板状部51の第1の側脚部52,53の先端を第2のコア部材50に突き合わせると共に、第2の板状部51の第2の側脚部52,53先端を第1のコア部材40に突き合わせ、第1のコア部材40と第2のコア部材50により主磁路31を形成するトランスにおいて、第1のコア部材40の第1の側脚部42,43に設けられた側面たる側面42C,43Cと、この側面42C,43Cに固定され第2のコア部材50の第2の側脚部53,52に設けられた側面たる側面53C,52Cとを備え、第1のコア部材40の側面42C,43Cと第2のコア部材50の第2の側脚部53,52の側面53C,52Cとが、主磁路と略平行であるから、それら側面42C,43C同士と側面53C,52C同士の少なくとも一方を固定してコア部材40,50を組立てることができ、接着剤30が主磁路に影響しないため、トランス特性の安定化を図ることができる。
尚、本発明は、本実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、コア部材は実施例に示したものに限らず、第1のコア部材が中央脚部と両側の側脚部を有し、第2のコア部材が中央脚部のみを有するものなどでもよい。
1 トランス
2 第1のコア部材
3 第2のコア部材
11 第1の板状部
12 第1の中央脚部(脚部)
12C 中央側面(側面)
13 第1の側脚部(脚部)
13T 中央側面(側面)
21 第2の板状部
22 第2の中央脚部(脚部)
22C 中央側面(側面)
23 第2の側脚部(脚部)
23T 中央側面(側面)
K 間隔
G 隙間
30 接着剤
31 主磁路
33 コイルパターン(コイル)
40 第1のコア部材
41 第1の板状部
42 第1の側脚部(脚部)
42C 側面
43 第1の側脚部
43C 側面
50 第2のコア部材
51 第2の板状部
52 第2の側脚部
52C 側面
53 第2の側脚部
53C 側面

Claims (7)

  1. 第1の板状部とこの第1の板状部からそれぞれ同一方向に突出した複数の脚部を有する第1のコア部材と、第2の板状部とこの第2の板状部から突出した脚部を有する第2のコア部材とを備え、
    第1の板状部の前記脚部の先端を前記第2のコア部材に突き合わせると共に、第2の板状部の前記脚部の先端を前記第1のコア部材に突き合わせ、前記第1のコア部材と前記第2のコア部材により主磁路を形成するトランスにおいて、
    前記第1のコア部材の前記脚部に設けられた側面と、この側面に固定され第2のコア部材の前記脚部に設けられた側面とを備え、前記第1のコア部材の前記脚部の側面と前記第2のコア部材の前記脚部の側面とが、前記主磁路と略平行であることを特徴とするトランス。
  2. 前記第1のコア部材の前記脚部の側面と前記第2のコア部材の前記脚部の側面とを接着したことを特徴とする請求項1記載のトランス。
  3. 前記第1のコア部材は、第1の板状部の中央と両側からそれぞれ同一方向に突出した第1の中央脚部と第1の側脚部を有し、前記第2のコア部材は、第2の板状部の中央と両側からそれぞれ同一方向に突出した第2の中央脚部と第2の側脚部を有し、
    前記第1のコア部材の前記中央脚部に設けられた側面と、この側面に固定され第2のコア部材の前記第2の中央脚部に設けられた側面とを備え、前記第1の中央脚部の側面と前記第2の中央脚部の側面とが、前記主磁路と略平行であることを特徴とする請求項1記載のトランス。
  4. 前記第1の中央脚部の側面と前記第2の中央脚部の側面とを接着したことを特徴とする請求項3記載のトランス。
  5. 前記第1の中央脚部と前記第2の中央脚部が略同一形状であり、それら第1及び第2の中央脚部の中央側の前記側面同士を接着したことを特徴とする請求項4記載のトランス。
  6. 前記第1の側脚部と前記第2の側脚部が略同一形状であり、それら第1及び第2の側脚部の中央側の側面間に間隔を設けたことを特徴とする請求項5記載のトランス。
  7. 前記第1のコア部材と前記第2のコア部材が略同一形状であることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載のトランス。
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