JP2013229353A - Electromagnetic inductor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コアに取り付けられたボビンにコイルが巻回された本体の各部を充填材中に埋設させた電磁誘導器に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic inductor in which each part of a main body in which a coil is wound around a bobbin attached to a core is embedded in a filler.
一般に、トランスのような電磁誘導器は、筒状のボビンと、このボビンの挿通孔に挿通されたコアと、ボビンの外側に巻回された第1および第2のコイル(1次巻線および2次巻線)と、これらコイルに接続されたピン端子とを備えている。この場合、コアと両コイル間は絶縁性樹脂製のボビンによって絶縁され、両コイル間は例えば絶縁テープを一方のコイルに巻回して絶縁されていた。 In general, an electromagnetic inductor such as a transformer has a cylindrical bobbin, a core inserted through an insertion hole of the bobbin, and first and second coils (primary winding and Secondary winding) and pin terminals connected to these coils. In this case, the core and both coils are insulated by a bobbin made of insulating resin, and the two coils are insulated by, for example, winding an insulating tape around one coil.
また、従来から、トランスの湿気による絶縁不良などを防止するために、コアに取り付けられたボビンに第1および第2のコイルが巻回された本体の各部をケースに収納して、樹脂のような充填材中に埋設させたトランスも知られている(例えば、特許文献1)。この場合、トランス組立後の脱泡工程時に、真空脱泡や加温などによって、各部および充填樹脂から気泡を除去していた。 Conventionally, in order to prevent insulation failure due to moisture in the transformer, each part of the main body in which the first and second coils are wound around the bobbin attached to the core is housed in a case, and the like. A transformer embedded in a filler is also known (for example, Patent Document 1). In this case, bubbles were removed from each part and the filling resin by vacuum defoaming or heating during the defoaming step after assembling the transformer.
図5は、従来の樹脂充填トランスの一部側面図を示す。このトランス51は、筒状の樹脂製ボビン52と、このボビン52の挿通孔62に挿通されたコア53と、ボビン52の外側に巻回された第1および第2のコイル54、55とを有する本体、および本体を収納するケース60を備えている。両コイル54、55間は、例えばポリエステルテープのような絶縁テープ65を粘着剤で積層させることにより絶縁されている。ケース60内は誘電率の低いエポキシ樹脂のような充填材70によって充填されている。
FIG. 5 shows a partial side view of a conventional resin-filled transformer. The
しかし、従来の樹脂充填トランスにおいて、通常断面円形のコイルとこれを巻回する平坦な絶縁テープの間の隙間や、コアとボビンの間の隙間など、および絶縁テープの積層間や粘着剤内では、各部内に充填樹脂が入りにくく、かつ脱泡時に各部で気泡が引っ掛って抜けにくいという問題があった。また、コイル間の絶縁距離を確保するために絶縁テープの積層数を多くするとき、その積層間で気泡がより多く残存してしまう。 However, in conventional resin-filled transformers, a gap between a coil having a circular cross section and a flat insulating tape around which the coil is wound, a gap between a core and a bobbin, and between laminated insulating tapes or in an adhesive In addition, there is a problem that the filling resin is difficult to enter into each part, and bubbles are caught in each part at the time of defoaming. In addition, when the number of laminated insulating tapes is increased in order to ensure the insulation distance between the coils, more bubbles remain between the laminated layers.
すなわち、従来の樹脂充填トランスは、脱泡時にボビン、コア、コイルおよび絶縁テープの各部で構造的に気泡が抜けにくいという問題があり、これら気泡が各絶縁物に残存したとき、その表面に高電圧によるコロナが発生して、トランスの寿命が劣化し、耐電圧特性が低下する。また、樹脂の充填剤とコイルを巻く絶縁テープとは異なる誘電率を有するので、この部分で電荷の偏りによるコロナが発生しやすくなる。さらに、絶縁テープおよび粘着剤はコイルを巻回するために柔軟な材質を使用するので、コイルとコイル間の絶縁距離の確保が不安定になる場合がある。 In other words, conventional resin-filled transformers have a problem that bubbles are difficult to escape structurally at each part of the bobbin, core, coil, and insulating tape during defoaming. Corona due to voltage is generated, the life of the transformer is deteriorated, and the withstand voltage characteristic is lowered. In addition, since the resin filler and the insulating tape around which the coil is wound have different dielectric constants, corona due to charge bias is likely to occur at this portion. Furthermore, since the insulating tape and the adhesive use a flexible material for winding the coil, securing the insulation distance between the coils may become unstable.
本発明は、充填材を用いながら、安定した絶縁距離を確保し、高い耐電圧特性を有する電磁誘導器を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electromagnetic inductor that ensures a stable insulation distance and has high withstand voltage characteristics while using a filler.
上記目的を達成するために、本発明の一構成に係る電磁誘導器は、絶縁性のボビンと、このボビンの筒部の挿通孔に挿通されたコアと、前記ボビンの筒部の外側に配置された第1のコイルと、その外側に重ねられた第2のコイルと、前記両コイルの間に配置されたスペーサとを有する本体、および両コイルに接続された第1および第2の端子を備え、前記筒部における少なくとも相対向する2つの部位に貫通口が形成され、前記スペーサは軸方向に延びる複数の柱部が周方向に間隔を有して配置され、少なくとも前記ボビン、コア、第1および第2のコイルが充填材中に埋設されている。 In order to achieve the above object, an electromagnetic inductor according to one configuration of the present invention includes an insulating bobbin, a core inserted through an insertion hole of a cylindrical portion of the bobbin, and an outer side of the cylindrical portion of the bobbin. A main body having a first coil formed, a second coil overlaid on the outside, a spacer disposed between the two coils, and first and second terminals connected to the two coils. A through hole is formed in at least two opposing portions of the cylindrical portion, and the spacer has a plurality of axially extending column portions arranged at intervals in the circumferential direction, and includes at least the bobbin, core, First and second coils are embedded in the filler.
この構成によれば、第1および第2のコイル間に配置されたスペーサが軸方向に延びる複数の柱部が周方向に間隔を有して配置されるので、両コイル間の絶縁距離を確保するとともに、絶縁テープが不要となる。また、両コイル間に絶縁テープを介在させないことと、ボビンの筒部に貫通口が形成されたことにより、充填材中のボビン、コアおよびコイルの各部で気泡が抜けやすくなり、気泡によるコロナの発生を抑制して耐電圧特性を十分に確保できる。これにより、充填材を用いながら、安定した絶縁距離を確保し、高い耐電圧特性を有する電磁誘導器を得ることができる。 According to this configuration, the spacers disposed between the first and second coils are arranged with a plurality of pillars extending in the axial direction at intervals in the circumferential direction, so that an insulation distance between the two coils is ensured. In addition, no insulating tape is required. In addition, since the insulating tape is not interposed between the two coils and the through hole is formed in the cylindrical portion of the bobbin, the air bubbles easily escape from the bobbin, the core, and the coil in the filling material, and Generation | occurrence | production can be suppressed and a withstand voltage characteristic can fully be ensured. Thereby, while using a filler, a stable insulation distance can be secured and an electromagnetic inductor having high withstand voltage characteristics can be obtained.
本発明では、上方に開口したケースを備え、このケース内に前記本体が収納され、第1および第2の端子の一方が前記充填材から突出し、他方がケースの底壁から下方に突出していることが好ましい。この場合、本体がケース内で充填材中に安定して埋設される。 In the present invention, an upper case is provided, the main body is accommodated in the case, one of the first and second terminals protrudes from the filler, and the other protrudes downward from the bottom wall of the case. It is preferable. In this case, the main body is stably embedded in the filler in the case.
好ましくは、前記ボビンの筒部の貫通口が上下の部位に形成されている。したがって、コアおよびボビンから上下方向に気泡が抜けやすくなる。前記コアは、一対の脚部と、両脚部を連結する連結部とを有するロ字形であり、各脚部が前記ボビンの筒部の挿通孔に挿通されていてもよい。 Preferably, the through hole of the cylindrical part of the bobbin is formed in the upper and lower parts. Therefore, it is easy for bubbles to escape from the core and bobbin in the vertical direction. The core has a square shape having a pair of leg portions and a connecting portion for connecting both leg portions, and each leg portion may be inserted into an insertion hole of a cylindrical portion of the bobbin.
また、前記スペーサは、相対向する2本の前記柱部と両柱部を連結する結合辺部とを有してもよい。この場合、簡単な構造で安定して両コイル間の絶縁距離を確保できる。 In addition, the spacer may include two opposing column portions and a connecting side portion that connects both the column portions. In this case, the insulation distance between the two coils can be secured stably with a simple structure.
好ましくは、前記スペーサは、前記ボビンの筒部の軸方向と直交する方向にスライド可能に設けられている。したがって、両コイル間で所望の絶縁距離を設定できる。 Preferably, the spacer is provided to be slidable in a direction orthogonal to the axial direction of the cylindrical portion of the bobbin. Therefore, a desired insulation distance can be set between both coils.
本発明は、コイル間にスペーサを設けることにより、コイル間の絶縁距離を確保しながら、絶縁テープを不用とし、これとともにボビンの筒部に貫通口を設けることにより、コロナ発生の原因となる気泡が抜けやすい構造を有する。これにより、充填材を用いながら、安定した絶縁距離を確保し、耐電圧特性を向上させることができる。 The present invention eliminates the need for an insulating tape while providing an insulating distance between the coils by providing a spacer between the coils, and by providing a through-hole in the cylindrical portion of the bobbin together with bubbles that cause corona generation. Has a structure that is easily removed. Thereby, while using a filler, a stable insulation distance can be ensured and a withstand voltage characteristic can be improved.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態にかかるトランスのような電磁誘導器1を示す斜視図である。図1のように、リアクトルやトランスのような電磁誘導器1は、絶縁性のボビン2と、このボビン2の筒部11の挿通孔12(図2)に挿通されたコア3と、前記ボビン2の筒部11の外側に配置された例えば2次巻線のような第1のコイル4と、その外側に重ねられた1次巻線のような第2のコイル5と、両巻線4、5の間に配置されたスペーサ6とを有する本体7を備え、両巻線4、5に接続された第1および第2の端子8、9(図3)を備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an
図2はケース収納前のトランス1の分解図である。図2のように、ボビン2は、巻枠部である角筒形の筒部11と、この筒部11の軸方向Xの両端に形成されたつば部13とからなり、このつば部13に第1および第2の端子8、9が、例えば上下方向となるZ方向に立設される(図3)。ボビン2は、ポリエチレンテレフタレート(PET)やフェノール(PF)などの絶縁性樹脂で作製される。
FIG. 2 is an exploded view of the
図1のように、トランス1は、上方に開口したケース10を備え、このケース10内に前記本体7が収納されるとともに、充填材20が充填されている。本体7における少なくともボビン2、コア3、および第1、第2のコイル(2次巻線および1次巻線)4、5は充填材20中に埋設されている。充填材20としては、例えばゲル状のシリコン樹脂や、エポキシ樹脂などが使用される。
As shown in FIG. 1, the
第1および第2の端子8、9の一方が、上面が露出した充填材20から上方へ突出し、他方がケース10の底壁から下方に突出している。ケース10は、例えばポリカーボネート(PC)やポリエチレンテレフタレート(PET)などで作製される。この例では、2次巻線4の引出し線4aが接続された第1の端子8が充填材20から上方へ突出し、1次巻線5が接続された第2の端子9(図3(B))がケース10の底壁から下方へ突出している。また、2次巻線4および1次巻線5の巻数を比較的少なくしており、2次巻線4の外側に、これよりも巻数の少ない(例えば、巻数3)1次巻線5が巻回される。
One of the first and
ボビン2の挿入孔12に挿入されたコア3と、2次巻線および1次巻線4、5との間は、ボビン2の巻枠部である筒部11および充填樹脂20により絶縁される。図2のように、この筒部11における軸方向Xと直交するZ方向に相対向する部位、この例では上下の部位に、貫通口15が形成されている。これにより、図1のように、コア3の上下部分がボビン2の貫通口15により露出し、コア3およびボビン2の周囲から上下方向Zに気泡が抜けやすくなる。なお、この例ではZ方向に筒部11の上下の2面を貫通する貫通口を設けているが、さらに左右の部位、つまり軸方向Xと直交するY方向に筒部11を貫通する貫通口を設けて、筒部11の4面すべてを貫通させるようにしてもよい。この場合、ボビン2の筒部11は4本の柱状の外枠だけとなり、上下方向Zだけでなく左右方向Yにも気泡が抜けやすくなる。
The
図2のように、トランス1は、2つの同一形状および寸法を有するボビン2、2がY方向に並置され、コア3は、相対向する一対のコ字形のコア片3a、3aの各脚部21、21がそれぞれ2つのボビン2の筒部11の挿通孔12に挿通された状態で、各脚部21、21の先端が接触または近接しており、組み立て後は、ボビン2、2の挿通孔12、12に挿通された一対の脚部21、21と、両脚部21、21を連結する連結部22とを有するロ字形に形成される。
As shown in FIG. 2, in the
ボビン2における各つば部13のY方向の先端および後端には、それぞれ進出部16と後退部17が軸方向X(左右)に隣接して設けられている。例えばY方向の先端には左右に進出部16aと後退部17aが形成され、後端には左右に後退部17bと進出部16bが形成されている。2つのボビン2、2は、後端の後退部17bと先端の進出部16aとを嵌合させ、後端の進出部16bと先端の後退部17aとを嵌合させて組み立てられる。
An advancing portion 16 and a retracting portion 17 are provided adjacent to each other in the axial direction X (left and right) at the front and rear ends in the Y direction of each
図3(A)は上方から見たケース収納前の電磁誘導器を示す斜視図、(B)は下方から見たその斜視図である。図3(A)のように、図1の2次巻線4とその外側の1次巻線5の間に配置されるスペーサ6は、軸方向Xに延びる複数、例えば上下2つの柱部24、24がボビン2の周方向に間隔を有して配置されており、相対向する2本の柱部24、24と両柱部24、24を連結する結合辺部25、25とを有する四角形状である。スペーサ6は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)などで作製される。
FIG. 3A is a perspective view showing the electromagnetic inductor before housing the case as seen from above, and FIG. 3B is its perspective view as seen from below. As shown in FIG. 3A, the
四角形状のスペーサ6は、前記柱部24、24がボビン2の筒部11の軸方向Xに延びるように設けられ、前記結合辺部25、25が筒部11の軸方向Xと直交する方向Zに延びるように設けられている。ボビン2の筒部11のY方向両側に1つずつ、合計2つのスペーサ6、6が配置されている。このスペーサ6は、ボビン2の筒部11の軸方向Xと直交する方向Zにスライド可能に設けられている。この例では、スペーサ6は、両つば部13の内面に一対ずつ設けられたZ方向に延びる装着溝18、18に沿って上下に移動できる。スペーサ6のスライドにより、2次巻線4、1次巻線5を任意の巻き高さに設定できるので、両巻線4、5間について所望の絶縁距離を容易に得ることができる。
The
こうして、このトランス1は、2次巻線、1次巻線(第1、第2のコイル)4、5間にスペーサ6を設けることにより、両巻線4、5間の絶縁距離を確保しながら、絶縁テープを不要とし、これとともに、ボビン2の筒部11に貫通口15を設けることにより、ケース10内で充填材20中のボビン2、コア3および両巻線4、5からなる本体7でコロナ発生の原因となる気泡が抜けやすい構造を有する。
In this way, the
図4は、スペーサの変形例を示す。この例では、筒部11の軸方向Xに直交する方向であって径方向、つまりYZ平面上で斜め方向Sに延びる溝部27を、ボビン2Aの両つば部13の内壁13aにそれぞれ4個設け、軸方向Xに延びる棒状の4本のスペーサ26を斜め方向Sにスライド可能としている。スペーサ26のスライドにより、同様に両巻線4、5を任意の巻き高さに設定できるので、所望の絶縁距離を容易に得ることができる。また、スペーサ26を例えば各溝部27に2本ずつ設けた場合には、1次巻線、2次巻線および1次巻線の3層巻きについて、各2本のスペーサ26、26で順次1次巻線と2次巻線の間、および2次巻線と1次巻線の間の絶縁が可能となり、スペーサ26の数を増やすことにより、3層巻き以上の積層構造が可能となる。
FIG. 4 shows a modification of the spacer. In this example, four
このように、本発明の電磁誘導器は、第1および第2のコイル間に配置されたスペーサが軸方向に延びる複数の柱部がボビンの周方向に間隔を有して配置されるので、両コイル間の絶縁距離を確保するとともに、絶縁テープが不要となる。また、両コイル間に絶縁テープを介在させないことと、ボビンの筒部に貫通口が形成されたことにより、充填材中のボビン、コアおよびコイルで気泡が抜けやすくなり、絶縁物表面における気泡によるコロナの発生を抑制して耐電圧特性を十分に確保できる。これにより、充填材を用いながら、安定した絶縁距離を確保し、高い耐電圧特性を有する電磁誘導器を得ることができる。 Thus, in the electromagnetic inductor according to the present invention, the plurality of column portions in which the spacer disposed between the first and second coils extends in the axial direction are disposed at intervals in the circumferential direction of the bobbin. Insulation distance between both coils is ensured, and no insulating tape is required. In addition, since the insulating tape is not interposed between the two coils and the through-hole is formed in the cylindrical portion of the bobbin, it is easy for the bobbin, the core, and the coil in the filler to escape and the bubbles on the surface of the insulator The withstand voltage characteristics can be sufficiently secured by suppressing the generation of corona. Thereby, while using a filler, a stable insulation distance can be secured and an electromagnetic inductor having high withstand voltage characteristics can be obtained.
なお、この実施形態の電磁誘導器は、トランスに適用しているが、何らこれに限定されず、例えばインダクタや車載用のイグナイタなどに適用してもよい。 In addition, although the electromagnetic inductor of this embodiment is applied to a transformer, it is not limited to this at all, and may be applied to, for example, an inductor or an in-vehicle igniter.
また、この実施形態では、コアをロ字形としているが、何らこれに限定されず、O字形やEE型形状などでもよい。 Moreover, in this embodiment, although the core is made into a square shape, it is not limited to this at all, and may be an O shape or an EE shape.
なお、この実施形態では、本体をケースに収納しているが、充填後の樹脂の充填材が安定した形状を保持できる場合には、ケースを省略してもよい。また、両コイル間の絶縁距離が充填材により保持できる場合には、スペーサを省略してもよい。 In this embodiment, the main body is housed in the case, but the case may be omitted if the resin filler after filling can maintain a stable shape. In addition, the spacer may be omitted when the insulation distance between the two coils can be held by the filler.
1:電磁誘導器(トランス)
2:ボビン
3:コア
4:第1のコイル(2次巻線)
5:第2のコイル(1次巻線)
6:スペーサ
7:本体
8:第1の端子
9:第2の端子
10:ケース
11:筒部
12:挿通孔
15:貫通口
20:充填材
21:脚部
22:連結部
24:柱部
25:結合辺部
X:軸方向
1: Electromagnetic inductor (transformer)
2: Bobbin 3: Core 4: First coil (secondary winding)
5: Second coil (primary winding)
6: Spacer 7: Body 8: First terminal 9: Second terminal 10: Case 11: Tube portion 12: Insertion hole 15: Through hole 20: Filler 21: Leg portion 22: Connection portion 24: Column portion 25 : Join side X: Axial direction
Claims (6)
両コイルに接続された第1および第2の端子を備え、
前記筒部における少なくとも相対向する2つの部位に貫通口が形成され、
前記スペーサは軸方向に延びる複数の柱部が周方向に間隔を有して配置され、
少なくとも前記ボビン、コア、第1および第2のコイルが充填材中に埋設されている、電磁誘導器。 An insulative bobbin, a core inserted through an insertion hole of the cylindrical part of the bobbin, a first coil disposed outside the cylindrical part of the bobbin, and a second coil superimposed on the outside; A main body having a spacer disposed between the two coils, and first and second terminals connected to the two coils,
A through-hole is formed in at least two opposite portions of the cylindrical portion,
The spacer is arranged with a plurality of pillars extending in the axial direction at intervals in the circumferential direction,
An electromagnetic inductor in which at least the bobbin, core, and first and second coils are embedded in a filler.
さらに、上方に開口したケースを備え、このケース内に前記本体が収納され、第1および第2の端子の一方が前記充填材から突出し、他方がケースの底壁から下方に突出している、電磁誘導器。 In claim 1,
And a case opened upward, in which the main body is housed, one of the first and second terminals protrudes from the filler, and the other protrudes downward from the bottom wall of the case. Inductor.
前記筒部の貫通口が上下の部位に形成されている、電磁誘導器。 In claim 2,
The electromagnetic induction device in which the through-hole of the said cylinder part is formed in the up-and-down site | part.
前記コアは、一対の脚部と、両脚部を連結する連結部とを有するロ字形であり、各脚部が前記ボビンの筒部の挿通孔に挿通されている、電磁誘導器。 In any one of Claim 1 to 3,
The said core is a rectangular shape which has a pair of leg part and the connection part which connects both leg parts, and each leg part is penetrated by the penetration hole of the cylinder part of the said bobbin.
前記スペーサは、相対向する2本の前記柱部と両柱部を連結する結合辺部とを有する、電磁誘導器。 In any one of Claims 1-4,
The said spacer is an electromagnetic inductor which has two said pillar parts which oppose each other, and the joint side part which connects both pillar parts.
前記スペーサは、前記ボビンの筒部の軸方向と直交する方向にスライド可能に設けられている、電磁誘導器。 In any one of Claim 1 to 5,
The said spacer is an electromagnetic inductor provided so that the slide to the direction orthogonal to the axial direction of the cylinder part of the said bobbin is possible.
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- 2012-04-24 JP JP2012098385A patent/JP5902544B2/en active Active
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