JP2017152633A - 電磁誘導器 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気特性のばらつきが極めて小さい電磁誘導器を提供する。
【解決手段】電磁誘導器Ａは、巻線９が巻回されるボビン１と、磁路を形成する磁気コア２とを有する。ボビン１を構成するボビン本体１１の内壁には、突状体１５，１５，…からなる支持部１６，１６，…が長手方向の位置を互いに異ならせて複数箇所設けられており、これらの支持部１６，１６，…によって長手方向に隙間を空けて配列された複数の中間コア４，４，…をそれぞれ固定支持するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、チョークコイル、トランス等の電磁誘導器に関するものである。

コイル部品において、磁気コアのギャップを調整することにより、インダクタンス値の調整が可能であることが知られている。例えば、特許文献１には、Ｅ型形状コアの中脚部とＩ型形状コアとの間に空隙部（ギャップ）を形成したコイル部品が開示されている。一般的には、Ｅ型形状コアのギャップを調整する場合、焼成後のＥ型コアを並べて固定し、研磨機等を用いて中脚部分を削っている。

また、磁気コアにギャップを形成する他の方法として、非磁性のスペーサを磁気コア間に設けて接着剤で接着する方法がある。例えば、特許文献２では、軟磁性の２つのコア部間に平板状の非磁性スペーサを介設させ、接着剤で２つのコア端面と非磁性スペーサとを接着するギャップ付きコアが開示されている。特許文献２では、非磁性スペーサの接着面に突起を設けることで、接着剤層の厚さのばらつきを抑制し、ギャップ付きコアの磁気特性の変動を抑制している。

特開２００１−１６７９３２号公報 特開２００７−２２０９１６号公報

ところで、近年、産業機器や自動車等の分野において、高周波の内部回路を使用することがあり、従来のケイ素鋼板で形成されるような大型トランスに加えて、ボビンに巻回された中・小型のチョークコイル、トランス等の電磁誘導器を搭載する場合がある。このような分野では、高精度でインダクタンス値を調整することが求められる場合があり、かつ、使用環境温度の変動が大きい場合がある。また、民生機器においても、従来よりもインダクタンス値のばらつきが小さい高精度の電磁誘導器が求められている。

しかしながら、特許文献１の技術のように、中脚部を削って空隙部の広さを調整する方法では、中脚部を削る際の削り厚さ、すなわち形成された空隙の広さにバラつきが出やすく、精度が十分に確保できないという問題がある。また、形成できるギャップは１つに限定され、例えば、中脚コアを複数に分割し、複数のギャップを形成するというようなことができない。

また、特許文献２のように、スペーサを介在させて、接着剤層の厚さのばらつきを抑制するような工夫も考えられるが、接着層は必ず存在するため、そのばらつき抑制には限界がある。また、温度等による接着層の厚さ変化により、インダクタンス値が設計値からずれる場合がある。加えて、接着の際に、所定の押圧力をかけて接着剤を固化させるための専用の設備が必要であるという問題がある。さらに、コアとスペーサとを交互に複数段重ねる場合には、それぞれの位置合わせが大変であり、作業性が悪く、作業時間がかかるという問題もある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、磁気特性のばらつきが極めて小さい電磁誘導器を提供することを目的とする。

本発明に係る電磁誘導器では、ボビン本体の内壁から突出する支持部を長手方向の位置を互いに異ならせて複数箇所に設け、これらの支持部によって長手方向に隙間を空けて配列された複数の中間コアを固定支持するようにした。このように、中間コアをボビン本体に設けた支持部で固定支持することで、隙間（ギャップ）を形成するためのスペーサや接着剤が不要であり、電磁誘導器の磁気特性ばらつきを極めて小さくすることができる。

すなわち、本発明の第１態様は、巻線が巻回されるボビンと、磁路を形成する磁気コアとを有する電磁誘導器であって、前記ボビンは、長手方向の少なくともいずれか一方の開口が挿入口とされた筒状のボビン本体を有し、前記ボビン本体の内壁面には、該内壁面から突出する突状体からなる複数の支持部が、それぞれボビン長手方向の位置を互いに異ならせて設けられ、前記磁気コアは、前記挿入口から前記ボビン本体内へ挿入可能に構成され、かつ、前記ボビン本体内において長手方向に互いに隙間を空けて配列される複数の中間コア を有し、前記各中間コアは、前記ボビン長手方向の異なる配列位置において、該各中間コアに対応する前記支持部によって前記ボビン本体に固定支持されていることを特徴とする。

この態様によると、各中間コアは、ボビン長手方向の位置を互いに異ならせた複数の支持部の各々によって、配列位置に固定支持される。配列位置に配列された中間コア間の隙間（ギャップ）は、支持部（突状体）の位置や、中間コアの高さ等で調整することが可能である。これにより、例えば特許文献２に示されるように、非磁性体のスペーサを設けることなく、隣接する中間コア間に所望のギャップを形成することができる。したがって、接着剤の厚さ（接着層の厚さ）等のばらつきによる磁気特性ばらつきが発生することがなく、電磁誘導器の磁気特性ばらつきを極めて小さくすることができる。また、本態様では、接着工程、押圧工程が不要であり、引用文献に開示されたような従来例と比較して、大幅に作業性を向上させることができる。また、スペーサ自体が不要であるため、コストを削減することができる。

また、各支持部をボビン長手方向の位置が互いに等しくなるように突設された複数の突状体で構成してもよく、そうすることで、中間コアを配列位置により安定的に固定支持できるようになる。

前記ボビン本体の少なくとも前記挿入口側端に位置する前記中間コア以外の中間コアの外周面に、該中間コアよりも挿入口側に位置する他の中間コアを支持するための他の支持部を挿通させる貫通溝が形成されている、としてもよい。

このように、ボビン本体の挿入口側端以外（ボビン本体長手方向の中間位置）に配列される中間コアに対して、その配列位置よりも挿入口側に位置する突状体を挿通させる貫通溝を設けることで、両挿入口側端以外に中間コアを配列するような場合、例えば、ボビン本体内に中間コアを３個以上配列するような場合においても、中間コアを挿入口から配列位置まで移動させることができるようになる。

本発明の第２態様は、巻線が巻回されるボビンと、磁路を形成する磁気コアとを有する電磁誘導器であって、前記ボビンは、長手方向の少なくともいずれか一方の開口が挿入口とされた筒状のボビン本体を有し、前記ボビン本体の内壁面には、少なくとも一つの突状体からなる支持部が突設され、前記磁気コアは、前記ボビンの外側に取り付けられた外側コアと、前記挿入口から前記ボビン本体内へ挿入可能に構成され、かつ、前記ボビン本体内において前記外側コアとの間にボビン長手方向の所定の隙間をあけて対向するように前記支持部によって固定支持されている中間コアとを有していることを特徴とする。

この態様によると、中間コアは、ボビン本体内壁に設けた支持部によって、外側コアとの間に空隙（ギャップ）ができるように固定支持される。この中間コアと外側コアとの間のギャップは、支持部（突状体）の位置や、中間コアの高さ等で調整することが可能である。これにより、第１態様と同様に、電磁誘導器の磁気特性ばらつきを極めて小さくすることができる。

本発明によると、各中間コアが、隣接する中間コアとの間に所定のギャップが形成されるように固定支持されるので、非磁性のスペーサや接着剤を用いる必要がなく、電磁誘導器の磁気特性ばらつきを極めて小さくすることができる。加えて、スペーサの接着剤による接着工程、押圧工程等が不要であり、製造時の作業性が高まる。

電磁誘導器を斜め上側から見た斜視図である。 ボビンを斜め上側から見た斜視図である。 ボビン本体を展開した展開図である。 ボビン本体の平面図である。 中間コアの斜視図である。 中間コアの平面図である。 中間コアの正面図である。 中間コアの側面図である。 電磁誘導器を一部破断し、斜め上側から見た斜視図である。 中間コアの固定支持方法を説明するための図である。 中間コアの固定支持方法を説明するための図である。 中間コアの他の例を示す斜視図である。 ボビンを斜め上側から見た斜視図である。 ボビン本体を展開した展開図である。 ボビン本体の平面図である。 中間コアの斜視図である。 中間コアの平面図である。 中間コアの正面図である。 電磁誘導器を一部破断し、斜め上側から見た斜視図である。 中間コアの固定支持方法を説明するための図である。 中間コアの固定支持方法を説明するための図である。 ボビンを斜め上側から見た斜視図である。 ボビンの正面図である。 ボビンの側面図である。 ボビンの底面図である。 磁気コアを斜め上側から見た斜視図である。 電磁誘導器を斜め上側から見た斜視図である。 直流重畳特性の比較結果を示した図である。 周波数特性の比較結果を示した図である。 温度上昇試験の比較結果を示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用範囲あるいはその用途を制限することを意図するものではない。

[第１実施形態]
＜電磁誘導器の構成＞
図１に示すように、電磁誘導器Ａは、巻線９が巻回されるボビン１と、磁路を形成する磁気コア２とを備えている。なお、本開示において、電磁誘導器Ａの実装基板（図示しない）への取付方向を下方向、取外方向を上方向と称するものとする。

−ボビンの構成−
図２に示すように、ボビン１は、上下方向に延びる円筒状のボビン本体１１と、ボビン本体１１の上下端において対向配置され、ボビン本体１１と一体形成された上板部１２及び下板部１３とによって構成されている。上板部１２及び下板部１３の中央部分には、挿入口１４が貫通形成されており、挿入口１４は、ボビン本体１１の上下開口を構成していて、ボビン本体１１内の中空部１１ａと連通しており、挿入口１４からボビン本体１１の中空部１１ａに中間コア４が挿入できるようになっている（図９参照）。

ここで、図２２〜図２５に、ボビン１の実製品例を示している。ボビン１の上板部１２及び下板部１３の上下方向外側には、磁気コア２を構成する外側コア３を取り付ける際に、嵌合させて位置決めするための凹部１２ａ，１３ａが形成されている。また、下板部１３の下面の周縁部には、下側に向かって延びる複数の導電性の端子１３ｂが一体的に取付固定されている。

ここで、ボビン１の平面図は図示しないが、図２５の底面図と比較して導電性端子の取付固定部分が異なるのみであり、それ以外の部分は同一である。また、背面図は図示しないが、図２３の正面図と同一であり、ボビンの側面図（図２４参照）は左右同一である。

図３及び図４に示すように、ボビン本体１１の内壁には、上下方向に延びる断面略矩形状の例えば６本のリブ状の突状体１５，１５，…が突設されている。６本の突状体１５，１５，…は、周方向に沿って等間隔のピッチで配置されている。６本の突状体１５，１５，…の下端の高さ位置は等しく設定されており、その下端の高さ位置は、後述する下側コア３２の嵌合部３２ａが挿入された後の高さ位置よりも上側に設定されている。また、互いに直径方向に対向する各２本の突状体１５，１５は、各々の上端の高さ位置が等しく設定され、この上端の高さ位置が等しい２本の突状体１５，１５の上端部分によって１つの支持部１６が構成されている。また、隣接する突状体１５，１５上端の高さ位置は互いに異なるように設定されている。換言すると、本実施形態では、ボビン本体１１に高さ位置が互いに異なる３個（３箇所）の支持部１６，１６，…が設けられている。なお、本開示において、位置が等しいとは、その位置が実質的に等しいことを指す。すなわち、例えば、複数の突状体１５，１５，…の高さ位置が等しいとは、複数の突状体１５，１５，…の互いの高さ位置が同一であるものに加えて、製造ばらつき等により複数の突状体１５，１５，…の各高さ位置が支持部１６としての機能を充足する範囲内で異なっているものを含む概念である。長手方向の位置が等しい等、別の位置においても同様である。

−磁気コアの構成−
図１に戻り、磁気コア２は、ボビン１の外側に取り付けられる外側コア３と、ボビン本体１１内に配設された複数の中間コア４，４，…（図９参照）とを備え、外側コア３と複数の中間コア４，４，…とによって磁路が形成されている。

外側コア３は、それぞれ側面視が略コ字状である上側コア３１及び下側コア３２からなり、上側コア３１及び下側コア３２は、その開放側にある両端面同士を互いに突き合わせた状態で接合されている。上側コア３１の上部下面中央部には、ボビンの上側挿入口１４（図１０参照）に嵌合可能な嵌合部３１ａが突設されている。同様に、下側コア３２の下部上面中央部には、ボビン本体１１の下側挿入口１４（図１０参照）に下側から嵌合可能な嵌合部３２ａが突設されている。

一方、図５から図８に示すように、中間コア４は、円柱状の外形を有しており、例えば、鉄ダスト、センダスト、フェライト等の磁性体材料で形成されている。中間コア４は、例えば、金型等を用いて磁性体粉末を圧縮成形しつつ、焼結させることにより得られる。

各中間コア４の外周面には、下端面から上端面に向かって延びる例えば６本の縦溝４１，４１，…，４２，４２が、周方向に等間隔のピッチになるように形成されている。換言すると、６本の縦溝４１，４１，…，４２，４２は、ボビン本体１１の６本の突状体１５，１５，…と周方向の位置がそれぞれ対応するように形成されている。６本の縦溝４１，４１，…，４２，４２のうち、中間コア４の直径方向に対向する一対（２本）の有端縦溝４１，４１は、下端面から上下中間の同じ高さ位置まで延びる有端状の縦溝であり、残りの４本は、下端面から上端面まで中間コア４の全体に亘って貫通する貫通縦溝４２，４２，…である。

ここで、有端縦溝４１は、有端状であればよく、その上下方向の溝長は、特に限定されず任意に設定すればよい。なお、本実施形態では、有端縦溝４１の上下方向の溝長が中間コア４の高さの１／２であるものとして説明する。また、各有端縦溝４１及び各貫通縦溝４２の幅及び深さは、ボビン本体１１の各突状体１５の幅及び突出高さよりも若干大きく設定されており、突状体１５をこれらの縦溝４１，４２内に挿入させまたは貫通縦溝４２内を挿通させることで、中間コア４がボビン本体１１内で上下方向に摺動できるようになっている。

ここで、中間コア４の底面図は図示しないが、図６の平面図と比較して、有端縦溝４１に対応する部分が平坦面になっている点で異なる。また、中間コア４の背面図は図示しないが図７の正面図と同一であり、側面図（図８参照）は左右同一である。

また、図２６に、磁気コア２の実製品例を示している。図２６では、図９等と比較して、複数の中間コア４，４，…の形状は同一であり、外側コア３の形状が異なっている。具体的には、上側コア３１の上部が中央から外側に向かって幅広になるように構成され、上下方向に延びる上側コア３１の両側部の幅が上部の端部形状に応じた幅広になっている。下側コア３２は、上側コア３１と上下反対の構成になっている。

＜中間コアの固定支持構造＞
図９及び図１０に示すように、複数の中間コア４，４，…は、ボビン１に対しその挿入口１４からの挿入固定により、上下方向に延びる中心線上に沿って積み重ね状態の３段構成で配列されている。なお、以下の説明において、説明の便宜上、３段の中間コア４，４，…をその配列順に上側から上段コア４、中段コア４及び下段コア４と称するものとするが、その構成は同じである（図５〜図８参照）。

各中間コア４は、該中間コアに対応する各支持部１６によってそれぞれの配列位置に固定支持されている。より具体的には、下段コア４は、有端縦溝４１上端の底面４１ａが高さ位置の最も低い支持部１６（以下、下支持部１６ともいう）に当接しており、この状態で下支持部１６によって下側から支持されている。加えて、下段コア４の有端縦溝４１内の側壁４１ｂは、その有端縦溝４１内に嵌合されかつ下支持部１６を構成する突状体１５の側壁１５ａと当接又は近接しているため、下支持部１６により中間コア４の周方向への回動が規制されている。同様にして、中段コア４は、高さ位置が中間位置である支持部１６（以下、中支持部１６ともいう）に固定支持され、上段コア４は、高さ位置が最も高い支持部１６（以下、上支持部１６ともいう）に固定支持されている。

ボビン本体１１の高さ、各支持部１６の高さ位置及び各中間コア４の高さは、上下に隣接する中間コア４，４間にギャップＧが形成され、かつ、上側コア３１と上段コア４との間、及び、下側コア３２と下段コア４との間にギャップＧが形成されるように設定されている。すなわち、下支持部１６の高さ位置は、ボビン本体１１の下端位置に対して、中間コア４の高さを１．５倍した値とギャップＧとを加えた値の分上側に設定されている。同様に、上支持部１６の高さ位置は、ボビン本体１１の上端位置に対して、中間コア４の高さを１．５倍した値とギャップＧとを加えた値の分下側に設定されている。また、下支持部１６と中支持部１６との高さの差分及び中支持部１６と上支持部１６との高さの差分は、中間コア４の高さにギャップＧを加えた値に設定されている。

次に、図１１を用いて、中段及び下段コア４，４の固定支持方法について詳細に説明する。図１１には、中段及び下段コア４，４が挿入される前の状態を示している。また、第１実施形態では、各中間コアの挿入方向は、上から下に向かう方向であるものとする。

作業者は、下段コア４の有端縦溝４１の位置と、下支持部１６の位置とを位置合わせした状態、すなわち、下段コア４の貫通縦溝４２の位置と、上支持部１６及び中支持部１６の位置とを位置合わせして、ボビン１の挿入口１４から下段コア４を挿入する。こうして、下段コア４をボビン１の挿入口１４からボビン本体１１内に挿入した後、その下段コア４を挿入方向に回動させずにそのまま下側に摺動させる。そうすると、上支持部１６及び中支持部１６を構成する突状体１５がそれぞれ各貫通縦溝４２に挿通され、下支持部１６が下段コア４の有端縦溝４１下端の開口側から挿入されて有端縦溝４１上端の底面４１ａに当接する。このようにして、下段コア４は、下支持部１６に固定支持される。

同様にして、作業者は、中段コア４の貫通縦溝４２の位置を上支持部１６に位置合わせして、ボビン１に挿入口１４から中段コア４を挿入し、挿入方向に移動させる。そうすると、上支持部１６を構成する突状体１５がそれぞれ対応する貫通縦溝４２に挿通され、中支持部１６が有端縦溝４１上端の底面４１ａに当接する。このようにして、中段コア４は、中支持部１６に固定支持される。図示しないが、上段コア４も同様にして、上支持部１６に固定支持される。なお、中段コア４において、下支持部に対応する位置に設けられた貫通縦溝４２，４２（図１１の２点鎖線参照）には、何も挿入及び挿通されないため、形成されていなくてもよい。同様に、図示しないが、上段コア４において、中支持部１６及び下支持部１６に対応する位置に設けられた貫通縦溝４２，４２，…は、形成されていなくてもよい。ただし、上段コア４、中段コア４及び下段コア４に同一形状のコアを使用することにより、複数の中間コアに対して共通の金型を１つ用意すればすむというメリットがある。

ここで、各中間コア４の固定支持状態をより確実にするために、各中間コア４を配列位置に移動させた後、その状態でボビン１をワニス等に含浸し、各中間コア４をボビン１に固着させるようにしてもよい。

図２８から図３０には、本実施形態に係る電磁誘導器Ａ（図内実線参照）と、特許文献１に開示されたような磁気コアに単一のギャップを形成した従来型の電磁誘導器（図内破線参照）との特性の比較結果を示している。図２８は、巻線に流れる直流電流の増加に対するインダクタンス値の変化を示しており、本実施形態に係る電磁誘導器Ａは、従来技術と比較して、直流重畳特性が優れている。図２９は、周波数変化に対するリアクタンス値の変化を示しており、本実施形態に係る電磁誘導器Ａは、従来技術と比較して、特に、高周波駆動時におけるリアクタンス値が低い、すなわち、銅損失が低い。図３０は、温度上昇試験結果を示しており、所定電流を印加した場合の経過時間に対する巻線の温度変化（図内太線参照）及び磁気コア２の温度変化（図内細線参照）を示している。図３０に示すとおり、本実施形態に係る電磁誘導器Ａは、従来技術と比較して、巻線９及び磁気コア２の温度上昇が小さくてすむ。特に、磁気コア２に複数のギャップＧが設けられているため、外側コア３と中間コア４との間、各中間コア４，４…間での温度伝達がされにくく、磁気コア２の温度上昇試験において、より顕著な効果が得られている。

以上のように、本実施形態によると、ボビン本体１１の内壁に高さ位置の異なる複数の支持部１６，１６，…を突設し、複数の中間コア４，４，…のそれぞれが有する有端縦溝４１上端の底面４１ａに各支持部１６を当接させることで、複数の中間コア４，４，…がそれぞれ配列位置で固定支持されるようにしている。このような構成にすることにより、別体のスペーサ（例えば、樹脂製）や当該スペーサを接着する接着剤等を用いることなく、磁気コア４，４間（磁路中）に所望のギャップＧを形成することができる。すなわち、高精度に調整され、かつ、環境による変動が極めて少ないギャップを形成することができ、ギャップ付き電磁誘導器の磁気特性ばらつきを極めて小さくすることができる。

また、少なくとも、中段コア４が上支持部１６と対応する位置に、下段コア４が上支持部１６及び中支持部１６と対応する位置にそれぞれ貫通縦溝４２，４２を有する構成にしているので、ボビン１上側の挿入口１４から挿入された中段及び下段コア４，４が、それぞれ配列位置まで摺動することができる。このようにして、磁気コア２の磁路内に複数のギャップＧを形成することにより、前述のとおり、従来技術と比較して、磁気特性、温度特性等が優れた電磁誘導器を実現することができる。

なお、第１実施形態において、中間コア４には、そのコア高さの１／２の深さを有する有端縦溝４１が形成されているものとしたが、その有端縦溝４１の深さは、コア高さの１／２よりも浅くてもよいし、深くても同様の効果が得られる。例えば、第１実施形態において、２本の有端縦溝に代えて、２本の貫通縦溝を形成し、かつ、その貫通縦溝をフィルムのようなもので塞いで、有端縦溝としてもよい。

また、図１２に示すように、中間コアに有端状の縦溝を形成しない構成としてもかまわない。この場合、下段コア及び中段コアは、挿入方向奥側の端面が支持部と当接し、挿入方向への移動が規制される。また、貫通溝に挿通されている他の支持部を構成する突状体によって回動方向の移動が規制される。このようにして、中間コアに有端状の縦溝がなくても、中間コアを配列位置に固定支持することができる。また、上段コアにおいても、挿入方向奥側の端面と支持部の当接により、挿入方向への移動が規制されるため、ボビン長手方向において、配列位置に固定支持することができる。

また、第１実施形態において、ボビン本体部の形状及び中間コアの形状が平面視で円形であるものとしたが、これらの形状が円形でなくてもよい。例えば、楕円形状や八角形状のような多角形状であってもよい。ボビン本体部及び中間コアをそのような形状にすることにより、中間コアの挿入方向奥側の端面と支持部との当接によって、配列位置において中間コアの挿入方向への移動を規制すると、構造上、中間コアの回動が規制されているので、中間コアは配列位置に固定支持されることとなる。

[第２実施形態]
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、外側コア、内側コアの形状、及びボビン本体以外の構成については、第１実施形態と同様であり、ここではその詳細な説明を省略する。また、その他の構成においても、第１実施形態と同様の構成について、その説明を省略する場合がある。

＜電磁誘導器の構成＞
−ボビンの構成−
まず、図１３〜図１５を参照して、第２実施形態に係るボビン本体の構成について詳細に説明する。

第２実施形態に係るボビン本体の内壁には、上下方向の中間位置において、壁面から突出する半球状の例えば１２個の突状体が、それぞれ上下方向及び周方向に離間して形成されている。そして、この１２個の突状体によって３個の支持部が構成されている。具体的には、各支持部は、上下方向の高さ位置が等しく、かつ、周方向に隣接する突状体間が互いに等ピッチＰ１になるように配設された４個の突状体からなる。また、１２個の突状体は、周方向の位置が互いに異なっており、周方向に隣接する突状体同士の間隔Ｐ２がそれぞれ等しくなっている。なお、第１実施形態と同様に、支持部について、上端の高さ位置が高い方から順に、上支持部、中支持部及び下支持部と称する場合がある。

ここで、各支持部と、各中間コアが配列される配列位置の中央とは、上下方向の位置が等しく設定されている。また、上下方向に隣接する支持部間の距離は、各中間コアの高さにギャップＧを足した値に設定されている。また、最も上側及び最も下側の支持部の上下方向の位置は、上側コア及び下側コアの嵌合部がボビン本体に嵌合された場合に、配列された中間コアと嵌合部との間にギャップＧが形成されるように設定されている。

−磁気コアの構成−
図１６から図１８に示すように、各中間コア４は、第１実施形態と同様に、円柱状の外形を有しており、例えば、鉄ダスト、センダスト、フェライト等の磁性体材料で形成されている。

各中間コア４の外周面には、下端面から上端面まで貫通する４本の貫通縦溝４３，４３，…が、周方向に等間隔をあけて形成されている。換言すると、４本の貫通縦溝４３，４３，…は、それぞれ、ボビン本体１１の各支持部１６を構成する４個の突状体１５，１５，…と周方向の位置が対応するように形成されている。

さらに、各中間コア４の外周面には、上下方向の中央位置を全周に亘って延びる周回溝４４が形成されている。すなわち、周回溝４４は、各貫通縦溝４３の上下方向の中央部分に接続され、かつ各貫通縦溝４３間を連通させている。

ここで、各貫通縦溝４３の幅及び深さは、ボビン本体１１の各突状体１５の外径よりも若干大きく設定され、この貫通縦溝４３に沿わせて突状体１５を通過させることで中間コア４がボビン本体１１内で溝長手方向に移動できるようになっている。同様に、各周回溝４４の高さ及び深さも、ボビン本体１１の各突状体１５の外径よりも若干大きく設定されている。これにより、貫通縦溝４３内に進入した突状体１５が、貫通縦溝４３の途中で周回溝４４内に進入できるようになっている。

ここで、中間コア４の底面図は、図示しないが、平面図（図１７参照）と同一である。また、中間コアの背面図及び左右の両側面図は、図示しないが、正面図（図１８参照）と同一である。
＜中間コアの固定支持構造＞
図１９及び図２０に示すように、中間コア４は、ボビン１の上下いずれかの挿入口１４からの挿入により、上下方向に延びる中心線上に沿って積み重ね状態の３段構成で配列されている。なお、以下の説明において、説明の便宜上、３段の中間コアをその配列順に上側から上段コア４、中段コア４及び下段コア４と称するものとするが、その構成は同じである（図１６〜図１８参照）。

各中間コア４は、各支持部１６によってそれぞれの配列位置に固定支持されている。より具体的には、ボビン本体１１の挿入口１４から挿入された各中間コア４は、４個の突状部１５，１５，…からなる各支持部１６が貫通縦溝４３を経由して周回溝４４内に入り込むことで、上下方向の移動が規制され、配列位置に固定支持される。

図２１には、中段及び下段コア４，４が挿入される前の状態を示している。図２１では、下段コア４がボビン１下側の挿入口１４から挿入され、中段コア４がボビン１上側の挿入口１４からそれぞれ挿入される場合について示している。

まず、中段コアの配列位置への固定支持方法について詳細に説明する。

作業者は、中段コア４の貫通縦溝４３の位置と上支持部１６（４つの突状部１５，１５，…）との周方向の位置との位置合わせをし、上支持部１６が中段コア４の貫通縦溝４３を完全に通過するまで中段コア４をボビン本体１１内で下側に摺動させる。次に、中段コア４を回動させて、中段コア４の貫通縦溝４３の位置と中支持部１６（４つの突状部１５，１５，…）との周方向の位置との位置合わせし、中支持部１６の位置が中段コア４の貫通縦溝４３の上下方向中央の周回溝４４にくるように中段コア４をボビン本体１１内で移動させる。その後、中段コア４を回動させて支持部１６を中段コア４の周回溝４４に進入させ、その周回溝４４において貫通縦溝４３のない場所まで移動させる。これにより、中段コア４は、上下方向の移動が規制されて、配列位置に固定支持される。

次に、下段コア４の配列位置への固定支持方法について詳細に説明する。

作業者は、下段コア４の貫通縦溝４３の位置と下支持部１６（４つの突状部１５，１５，…）との周方向の位置との位置合わせをし、下支持部１６の位置が下段コア４の貫通縦溝４３の上下方向中央の周回溝４４にくるように下段コア４をボビン本体１１内で上側に摺動させる。その後、下段コア４を回動させて支持部１６を下段コア４の周回溝４４に進入させ、その周回溝４４において貫通縦溝４３のない場所まで移動させる。これにより、下段コア４の上下方向の移動が規制され、下段コア４が配列位置に固定支持される。上段コア４の固定支持方法は、ボビン本体の挿入口１４の位置が上下で異なる点以外は下段コア４の固定支持方法と同じであり、ここではその詳細説明を省略する。

ここで、第１実施形態と同様に、各中間コア４の固定支持状態をより確実にするために、各中間コア４を配列位置に移動させた後に、ボビン１をワニス等に含浸し、各中間コア４をボビン本体１１に固着させるようにしてもよい。

以上のように、本実施形態によると、ボビン本体１１の内壁に高さ位置の異なる複数の支持部１６，１６，…を突設し、複数の中間コア４，４，…のそれぞれが有する周回溝４４内に各支持部１６を進入させることで、複数の中間コア４，４，…がそれぞれの配列位置で固定支持されるようにしている。これにより、第１実施形態と同様に、別体のスペーサ等を用いることなく、磁気コア間に所望のギャップを高精度で形成することができ、ギャップ付き電磁誘導器の磁気特性ばらつきを極めて小さくすることができる。

なお、第１及び第２実施形態では、中間コア４が３個配列されている例について説明したが中間コア４の個数は何個であっても本発明は適用可能である。ここで、中間コア４が１個の場合、または中間コア４が２個の場合でかつボビン本体１１の上下両挿入口１４，１４からそれぞれ１個ずつ挿入される場合、中間コア４に必ずしも貫通縦溝４２を設ける必要はなく、１個または２個の中間コア４が、挿入方向手前側に形成されたボビン本体１１の支持部１６によって固定支持されるように構成すればよい。なお、中間コア４が１個の場合、中間コア４は、ボビン本体１１内において外側コア３と対向し、かつ、いずれか一方の外側コア３又は両方の外側コア３，３との間にギャップＧが形成されるように支持部１６によって固定支持される。

また、第１及び第２実施形態において、各支持部１６を構成する突状体１５の数及び形状は、図示したものに限定されない。例えば、各支持部１６を構成する突状体１５の数は、少なくとも１個あれば、何個であってもよい。その場合、中間コア４の縦溝４１，４２の数は、突状体１５の増減に応じて増減させることになる。なお、各支持部１６を構成する突状体１５を複数個設けることで、中間コア４の配列位置における固定支持安定性が増すメリットがある。また、各突状体１５の形状は、第１実施形態が略矩形状であり、第２実施形態が略半円柱状であるものとしたが、その形状が互いに入れ替わっていてもよく、それぞれ、例えば、ボビン本体中央に向かって幅狭になるように構成された台形状や三角形状のような他形状であってもよい。

また、第２実施形態において、周回溝４４は、各貫通縦溝４３間を連通させているものとしたが、各貫通縦溝４３の上下方向の中央部分に接続されていれば、各貫通縦溝４３間を連通させるものでなくてもよい。

本発明に係る電磁誘導器は、磁気特性のばらつきが極めて小さいため、高精度でインダクタンスの調整が求められるような、チョークコイル、トランス等の電磁誘導器として極めて有用である。

Ａ 電磁誘導器
１ ボビン
２ 磁気コア
３ 外側コア
４ 中間コア
９ 巻線
１１ ボビン本体
１４ 挿入口
１５ 突状体
１６ 支持部
４１ 有端縦溝
４２ 貫通縦溝

Claims (6)

1. 巻線が巻回されるボビンと、磁路を形成する磁気コアとを有する電磁誘導器であって、
   前記ボビンは、長手方向の少なくともいずれか一方の開口が挿入口とされた筒状のボビン本体を有し、
   前記ボビン本体の内壁面には、該内壁面から突出する突状体からなる複数の支持部が、それぞれボビン長手方向の位置を互いに異ならせて設けられ、
   前記磁気コアは、前記挿入口から前記ボビン本体内へ挿入可能に構成され、かつ、前記ボビン本体内において長手方向に互いに隙間を空けて配列される複数の中間コアを有し、
   前記各中間コアは、前記ボビン長手方向の異なる配列位置において、該各中間コアに対応する前記支持部によって前記ボビン本体に固定支持されている
   ことを特徴とする電磁誘導器。
2. 請求項１記載の電磁誘導器において、
   前記各中間コアの外周面には、該中間コアの一端側から他端側に向かって厚さ方向の中間位置まで延びる有端状の縦溝が形成されており、
   前記中間コアは、前記縦溝の長手方向の底面が前記支持部に当接することで配列位置に固定支持されている
   ことを特徴とする電磁誘導器。
3. 請求項１記載の電磁誘導器において、
   前記各中間コアの外周面には、該中間コアの一端側から他端側に向かって厚さ方向の中間位置まで延びる縦溝と、前記縦溝に連続して周方向に向かって延びる横溝と、が形成されており、
   前記中間コアは、前記縦溝から挿入された前記突状体が前記横溝内に嵌合されることで配列位置に固定支持されている
   ことを特徴とする電磁誘導器。
4. 請求項１記載の電磁誘導器において、
   前記中間コアは、平面視が円柱状であり、その外周面には、該中間コアの一端側から他端側に向かって厚さ方向に延びる貫通縦溝が形成されており、
   前記各支持部は、ボビン長手方向の位置を異ならせて前記ボビン本体の内壁面から突出する第１及び第２突状体からなり、
   前記中間コアは、前記第１突状体によってボビン本体内への挿入方向への移動が規制され、かつ、前記第２突状体が前記貫通縦溝内に嵌合されることで回動が規制されて、前記配列位置に固定支持されている
   ことを特徴とする電磁誘導器。
5. 請求項１記載の電磁誘導器において、
   前記ボビン本体の少なくとも前記挿入口側端に位置する前記中間コア以外の中間コアの外周面に、該中間コアよりも挿入口側に位置する他の中間コアを支持するための他の支持部を挿通させる貫通溝が形成されている
   ことを特徴とする電磁誘導器。
6. 巻線が巻回されるボビンと、磁路を形成する磁気コアとを有する電磁誘導器であって、
   前記ボビンは、長手方向の少なくともいずれか一方の開口が挿入口とされた筒状のボビン本体を有し、
   前記ボビン本体の内壁面には、少なくとも一つの突状体からなる支持部が突設され、
   前記磁気コアは、
   前記ボビンの外側に取り付けられた外側コアと、
   前記挿入口から前記ボビン本体内へ挿入可能に構成され、かつ、前記ボビン本体内において前記外側コアとの間にボビン長手方向の所定の隙間をあけて対向するように前記支持部によって固定支持されている中間コアとを有している
   ことを特徴とする電磁誘導器。

Images