JP2019021869A - コイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能であり、かつ、絶縁特性を好適に確保し得るコイル装置を提供する。【解決手段】外周に第１コイル７２が巻回してある中空円筒状の第１中空筒部２２と、第１中空筒部２２における一端から外形方向に突出する第１端子鍔部２６と、第１端子鍔部２６から第１コイル７２の巻回軸方向に突出し、第１端子鍔部２６の内周から外周に向かって延びる壁面を持つ側壁部２９１，２９２とを有する第１ボビン２０と、第１中空筒部２２の内部を挿通する軸脚部６２ａと、第１ボビン２０の外周側を通って軸脚部６２ａの一端に接続する接続部６４ａとを有するコア６０ａとを有し、側壁部２９１，２９２の対向面２９１ａ，２９２ａには、側壁部２９１，２９２の内周から外周に向かって、凹凸が繰り返し形成してあるコイル装置１０。【選択図】図２

Description

本発明は、電源用トランス等として好適に用いられるコイル装置に関する。

トランス等として用いられるコイル装置には、１次コイルと２次コイルの間、１次コイル及び２次コイルとコアの間の絶縁性を適切に確保する必要がある。一方、電源設備の小型化の観点から、電源設備に含まれるコイル装置の小型化も求められている。たとえば、大規模太陽光発電などの分野で用いられる大電力用トランスでは、コイル装置に印加される電圧が高圧となるため、沿面距離および空間距離等で表される絶縁距離の要求値も大きくなり、従来の構造では小型化が困難であった。

特開２０１３−５８５２８号公報

本発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、小型化が可能であり、かつ、コイルとコア間の絶縁距離を好適に確保し得るコイル装置を提供することである。

本発明に係るコイル装置は、
外周に第１コイルが巻回してある中空円筒状の第１中空筒部と、前記第１中空筒部における一端から外形方向に突出する端子鍔部と、前記端子鍔部から前記第１コイルの巻回軸方向に突出し、前記端子鍔部の内周から外周に向かって延びる壁面を持つ側壁部とを有する第１ボビンと、
前記第１中空筒部の内部を挿通する軸脚部と、前記第１ボビンの外周側を通って前記軸脚部の一端に接続する接続部とを有するコアとを有し、
前記側壁部の壁面には、前記側壁部の内周から外周に向かって、凹凸が繰り返し形成してあることを特徴とする。

本発明に係るコイル装置では、側壁部の壁面に、側壁部の内周から外周に向かって、凹凸が繰り返し形成してある。そのため、側壁部の壁面において、第１コイルとコア（軸脚部）の間の絶縁距離（沿面距離および空間距離）を延長することができる。したがって、側壁部の外形を大きくしなくても、第１コイルとコアの間の絶縁距離を適切に確保することが可能であり、第１コイルとコアの間の絶縁性を好適に確保することができる。よって、本発明では、小型化が可能であり、かつ、コイルとコア間の絶縁距離を好適に確保し得るコイル装置を提供することができる。

好ましくは、前記側壁部と前記接続部との間に配置してある垂直部を持つ端部カバー部材をさらに有し、前記垂直部における前記側壁部と対向する側面には、前記側壁部の壁面に形成してある凹凸と係合する凹凸が繰り返し形成してある。このような構成とすることにより、垂直部の側面において、第１コイルとコア（軸脚部）の間の絶縁距離（沿面距離および空間距離）を延長することができる。したがって、垂直部の外形を大きくしなくても、第１コイルとコアの間の絶縁距離を適切に確保することが可能であり、第１コイルとコアの間の絶縁性を好適に確保することができる。また、端部カバー部材を介して、コアを第１ボビンに配置することが可能となり、コアを端部カバー部材で有効に保護することができる。

好ましくは、前記端部カバー部材は、前記端子鍔部と前記接続部との間に配置してある端部板を有し、前記端子鍔部における前記端部板と対向する第１対向面には、前記端子鍔部の内周から外周に向かって、凹凸が繰り返し形成してあり、前記端部板における前記端子鍔部と対向する端部対向面には、前記第１対向面に形成してある凹凸と係合する凹凸が繰り返し形成してある。

このような構成とすることにより、端子鍔部の第１対向面および端部板の端部対向面において、第１コイルとコア（軸脚部）の間の絶縁距離（沿面距離および空間距離）を延長することができる。したがって、端子鍔部および端部板の外形を大きくしなくても、第１コイルとコアの間の絶縁距離を適切に確保することが可能であり、第１コイルとコアの間の絶縁性を好適に確保することができる。

好ましくは、中央に貫通孔が形成してある仕切板を持つ中央カバー部材をさらに有し、前記第１ボビンは、前記第１中空筒部における他端から外形方向に突出し、前記仕切板の一方の面に対向する第１鍔部を有し、前記第１鍔部における前記仕切板と対向する第２対向面には、前記第１鍔部の内周から外周に向かって、凹凸が繰り返し形成してあり、前記仕切板における前記第１鍔部と対向する仕切対向面には、前記第２対向面に形成してある凹凸と係合する凹凸が繰り返し形成してある。

このような構成とすることにより、第１鍔部の第２対向面および仕切板の仕切対向面において、第１コイルとコア（軸脚部）の間の絶縁距離（沿面距離および空間距離）を延長することができる。したがって、第１鍔部および仕切板の外形を大きくしなくても、第１コイルとコアの間の絶縁距離を適切に確保することが可能であり、第１コイルとコアの間の絶縁性を好適に確保することができる。

前記側壁部は、前記第１コイルの端部を固定する端子が設けられた端子台に形成してあってもよい。あるいは、前記側壁部は、前記接続部と対向し前記コアを固定するコア固定部に形成してあってもよい。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係るコイル装置の全体斜視図である。 図１Ｂは、同コイル装置を別の角度から見たときの全体斜視図である。 図２は、同コイル装置の分解斜視図である。 図３Ａは、図１Ａに示すIIIA−IIIA線に沿う同コイル装置の断面図である。 図３Ｂは、図１Ａに示すIIIB−IIIB線に沿う同コイル装置の断面図である。 図３Ｃは、図１Ａに示すIIIC−IIIC線に沿う同コイル装置の断面図である。 図３Ｄは、図１Ａに示すIIID−IIID線に沿う同コイル装置の断面図である。 図４Ａは、同コイル装置が有する第１ボビンの全体斜視図である。 図４Ｂは、図４Ａに示すIVB方向から見た同第１ボビン（端子鍔部）の平面図である。 図４Ｃは、図４Ａに示すIVC方向から見た同第１ボビン（第１鍔部）の下面図である。 図５は、同コイル装置が有する中央カバー部材の全体斜視図である。 図６Ａは、同コイル装置が有する端部カバー部材の全体斜視図である。 図６Ｂは、図６Ａに示すVIB方向から見た同端部カバー部材の下面図である。 図６Ｃは、図６Ｂに示すVIC−VIC線に沿う同端部カバー部材の断面図である。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係るコイル装置１０の斜視図である。コイル装置１０は、第１ボビン２０と、第２ボビン３０と、中央カバー部材４０と、端部カバー部材５０と、コア６０とを有している。また、コア６０の表面には、絶縁テープ１２が巻かれている。

なお、実施形態に係るコイル装置１０に関しては、図１Ａに示すように、コイル装置１０を実装する実装面に対して垂直な方向をＺ軸方向、実装面に平行であって、図２に示すように第１ボビン２０および第２ボビン３０の両サイドを通るコア６０の２つの側脚部６４ａｂ，６４ｂｂを結ぶ方向をＹ軸方向、Ｚ軸方向およびＹ軸方向に垂直な方向をＸ軸方向として、説明を行う。また、実装面から離れる方向をＺ軸の上側とし、その逆を下側とする。さらに、Ｘ軸およびＹ軸では、コイル装置１０の中央に向かう方向を内側とし、その逆を外側とする。

図２は、図１Ａに示すコイル装置１０の分解斜視図である。コア６０は、別々に成形された２つの部品である第１コア６０ａと第２コア６０ｂとを、組み立てて形成される。第１コア６０ａと第２コア６０ｂとは、断面がＥ字状の略対称な形状を有しており（Ｅ−Ｅコア）、端部カバー部材５０、第１ボビン２０、中央カバー部材４０および第２ボビン３０を、Ｚ軸の上側と下側から挟むようにして取り付けられる。コア６０の外周に巻かれている絶縁テープ１２は、第１コア６０ａと第２コア６０ｂとの接合をサポートする。

図３Ａは、図１Ａに示すコイル装置１０の断面図である。コア６０は、第１ボビン２０の第１中空筒部２２および第２ボビン３０の第２中空筒部３２の内部を挿通する軸脚部６２ａ，６２ｂと、第１ボビン２０および第２ボビン３０の外周側を通って軸脚部６２ａ，６２ｂのＺ軸方向の両端部に接続する接続部６４ａ，６４ｂとを有している。図２および図３Ａに示すように、コア６０の接続部６４ａ，６４ｂは、軸脚部６２ａ，６２ｂと並行にＺ軸方向に延びる側脚部６４ａｂ，６４ｂｂと、軸脚部６２ａ，６２ｂと側脚部６４ａｂ，６４ｂｂとをＹ軸方向に接続する上端部６４ａａおよび下端部６４ｂａとを有する。

図２および図３Ａに示すように、コア６０の軸脚部６２ａ，６２ｂは、第１中空筒部２２、第２中空筒部３２の内部に加えて、端部カバー部材５０の端部貫通孔５４ｃと、中央カバー部材４０の中央貫通孔４４ｃも挿通している。軸脚部６２ａと軸脚部６２ｂとは、コイル装置１０のＺ軸方向中央で、ギャップを挟んで対向している。なお、軸脚部６２ａと軸脚部６２ｂとの間のギャップの有無およびギャップの大きさは、コイル装置１０に求められる特性に応じて適宜調整される。

図２に示すように、コイル装置１０では、第１ボビン２０と第２ボビン３０とがＺ軸方向に分離可能であり、第１ボビン２０と第２ボビン３０との間に、中央カバー部材４０が配置される。また、第１ボビン２０には、第１ボビン２０に対してＺ軸上側から、端部カバー部材５０が取り付けられる。

図５に示すように、中央カバー部材４０は、中央に中央貫通孔４４ｃが形成されたリング状の仕切板４４と、仕切板４４の外周縁から仕切板４４に垂直なＺ軸上方向に延びるリング状の外周カバー部４２とを有する。中央カバー部材４０の内部には、図３Ａに示すように、第１ボビン２０の多くの部分が収容される。

図２に示すように、端部カバー部材５０は、第１ボビン２０に対してＺ軸上方向に配置されており端部貫通孔５４ｃが形成される端部板５４と、端部板５４の外周縁の一部からＺ軸下方向へ延びる側方カバー部５２とを有する。端部板５４は、第１ボビン２０の第１端子鍔部２６に対向しており、端部貫通孔５４ｃは、第１ボビン２０の第１中空筒部２２と同様に、コア６０の軸脚部６２ａに挿通されている。

図２に示すように、側方カバー部５２は、端部板５４の外周縁のうち、コア６０の接続部６４ａ，６４ｂに近接するＹ軸方向の両側の２箇所からＺ舳下方向へ延びている。図３Ａに示すように、側方カバー部５２は、仕切板４４からＺ軸上方向に延びる外周カバー部４２の外周側に、外周カバー部４２と重なり合うように配置されている。このような配置のため、側方カバー部５２は、接続部６４ａにおける側脚部６４ａｂと外周カバー部４２との間に配置される。

また、図３Ａに示すように、側方カバー部５２は、後述する第２カバー部材９２ａの外周側に、第２カバー部材９２ａと重なり合うように配置されている。このような配置のため、側方カバー部５２は、接続部６４ｂにおける側脚部６４ｂｂと第２カバー部材９２ａとの間にも配置される。

図２に示すように、端部カバー部材５０は、端部板５４の外周縁の他の一部からＺ軸上方向へ延びて、端子８２とコア６０とを隔てる端子保護部５６（垂直部）を有している。端子保護部５６は、第１側壁部２９１（図４Ａ参照）とコア６０ａの接続部６４ａとの間に配置してある。端子保護部５６は、後述する第１ボビン２０に形成してある端子台２７の第１側壁部２９１と対向する端子保護対向面５６ａ（垂直部の側面）を有する。端子保護部５６は、端部板５４の外周縁のうち、端子８２に近接するＸ軸側に設けられている。

また、端子保護部５６のＹ軸方向両側には、コア６０の側脚部６４ａｂと端子８２および第１コイル端部７２ａとの間（図３Ａ参照）、あるいはコア６０の側脚部６４ｂｂと端子８０および第２コイル端部７４ａとの間（図１Ａ参照）を隔てるための側方コアガード部５８ａが設けられている。側方コアガード部５８ａは、ＹＺ平面に沿ってコイル装置１０のＺ軸下方向の端部付近からＺ軸上方向の端部まで延びている。

また、図２に示すように、端部カバー部材５０には、端部板５４の外周縁のうちＸ軸方向一方側に設けられており、端部板５４の他の一部からＺ軸上方向へ延びる上方コアガード部５７（垂直部）と、上方コアガード部５７のＹ軸方向両側に接続する側方コアガード部５８ｂが設けられている。上方コアガード部５７は、後述する第１ボビン２０に形成してあるコア固定部２５の第２側壁部２９２と対向するコアガード対向面５７ａ（垂直部の側面）を有する。

図２および図３Ａに示すように、第１ボビン２０は、第１ボビン２０におけるＺ軸下方向の端部に配置されるリング状の第１鍔部２４と、第１鍔部２４の内周縁からＺ軸上方向に突出しており中央貫通孔４４ｃに連通する第１中空筒部２２とを有している。また、第１ボビン２０は、第１中空筒部２２におけるＺ軸上方向の端部から外径方向に突出する第１端子鍔部２６を有しており、さらに、第１中空筒部２２におけるＺ軸方向の中央部（第１鍔部２４と第１端子鍔部２６の間）には、第１外周壁２２ａから外径方向に突出する中間鍔部２８が設けられている。

中間鍔部２８は、第１中間鍔部２８１と、第２中間鍔部２８２と、第３中間鍔部２８３とを有する。図示の例では、第２中間鍔部２８２は、第１中間鍔部２８１および第２中間鍔部２８３よりも遠方に突出しているが、第２中間鍔部２８２の径方向の長さはこれに限定されるものではない。

図３Ａに示すように、第１中空筒部２２の外周壁である第１外周壁２２ａには、第１コイル７２が巻回されている。

図２に示すように、第１ボビン２０における第１端子鍔部２６の第１対向面２６ａは、端部カバー部材５０における端部板５４の一方の面である端部対向面５４ａに対向する。第１対向面２６ａは、第１端子鍔部２６におけるＺ軸上方向を向く面であり、端部対向面５４ａは、端部板５４においてＺ軸下方向を向く面である。

図４Ａに示すように、第１端子鍔部２６における端部板５４と対向する第１対向面２６ａには、内周から外周に向かって、凹凸が繰り返し形成してある。より詳細には、第１対向面２６ａには、コア６０の軸脚部６２ａ，６２ｂの外周を囲うリング状または部分リング状の凹部である第１凹部２６ａａが形成されている。第１対向面２６ａには、内径の異なる６つの第１凹部２６ａａが、同心円状に形成されている。

また、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第１対向面２６ａに対向する端部対向面５４ａには、第１凹部２６ａａに係合する凸部である端部凸部５４ａａが形成されている。端部凸部５４ａａは、図３Ｄおよび図６Ｃに示すように、第１凹部２６ａａに対応するように形成されており、端部対向面５４ａには、内径の異なる６つの端部凸部５４ａａが、同心円状に形成されている。

図２および図４Ａに示すように、第１ボビン２０における第１端子鍔部２６のＸ軸方向一端には、端子台２７が形成してある。端子台２７は、第１端子鍔部２６から第１コイル７２の巻回軸方向（Ｚ軸上方向）に突出し、第１端子鍔部２６の内周から外周に向かって形成してある壁面を持つ第１側壁部２９１を有する。

図４Ａに示すように、第１ボビン２０における第１側壁部２９１の第１側壁対向面２９１ａは、端部カバー部材５０における端子保護部５６の端子保護対向面５６ａに対向する。第１側壁対向面２９１ａは、端子台２７におけるＸ軸内方向を向く面であり、端子保護対向面５６ａは、端子保護部５６においてＸ軸外方向を向く面である。

図４Ａに示すように、第１側壁部２９１における端子保護部５６（図２参照）と対向する第１側壁対向面２９１ａには、内周から外周に向かって、凹凸が繰り返し形成してある。より詳細には、第１側壁対向面２９１ａには、第２凹部２６ａａと接続（連続）するように形成してある第１側壁凹部２９１ａａが形成されている。第１側壁凹部２９１ａａは、第１側壁対向面２９１ａのＺ軸方向一端からＺ軸方向他端にかけて形成してある。

第１側壁対向面２９１ａには、内径の異なる４つの第１側壁凹部２９１ａａが、略同心円状（内径から外周に向かって）に形成されている。また、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第１側壁対向面２９１ａに対向する端子保護対向面５６ａには、第１側壁凹部２９１ａａに係合する凸部である端子保護凸部５６ａａが形成されている。端子保護凸部５６ａａは、図３Ｃに示すように、第１側壁凹部２９１ａａに対応するように形成されており、端子保護対向面５６ａには、内径の異なる４つの端子保護凸部５６ａａが、略同心円状（内周から外周に向かって）に形成されている。

第１側壁対向面２９１ａに形成してある各第１側壁凹部２９１ａａの深さ（周方向）は、すべて同じであることが好ましいが、異なっていてもよく、特に限定されないが、好ましくは１ｍｍ以上、さらに好ましくは１〜１００ｍｍである。各第１側壁凹部２９１ａａの径方向幅は、すべて同じであることが好ましいが、異なっていてもよく、特に限定されないが、好ましくは１ｍｍ以上、さらに好ましくは１〜１００ｍｍである。第１側壁対向面２９１ａに形成してある第１側壁凹部２９１ａａの数は、特に限定されないが、好ましくは内側から外側に３〜１０である。図４Ａに示すように、第１凹部２６ａａの径方向数は、第１側壁凹部２９１ａａの数よりも多い。

各第１側壁凹部２９１ａａの深さ（周方向）と径方向幅は、第１凹部２６ａａのＺ軸方向深さおよび径方向幅と同程度であることが好ましい。また、図６Ａに示す端子保護凸部５６ａａの周方向突出高さおよび径方向幅は、図４Ａに示す各第１側壁凹部２９１ａａの深さ（周方向）および径方向幅に合わせて設計してある。

さらに、図６Ａに示す端部凸部５４ａａのＺ軸方向突出高さと径方向幅は、図４Ａに示す各第１凹部２６ａａのＺ軸方向深さと径方向幅に合わせて設計してある。なお、後述する図４Ａに示す第２側壁凹部２９２ａａと、図６Ｂに示すコアガード凸部５７ａａとの関係は、図４Ａに示す第１側壁凹部２９１ａａと図６Ａに示す端子保護凸部５６ａａとの関係と同様である。

図２および図４Ａに示すように、第１ボビン２０における第１端子鍔部２６のＸ軸方向他端には、コア固定部２５が形成してある。コア固定部２５は、第１端子鍔部２６から第１コイル７２の巻回軸方向（Ｚ軸上方向）に突出し、第１端子鍔部２６の内周から外周に向かって形成してある壁面を持つ第２側壁部２９２を有する。コア固定部２５は、第２側壁部２９２を介して、図２に示すコア６０ａがＸ軸外方向にずれないように固定する役割を有する。

図４Ａに示すように、第１ボビン２０における第２側壁部２９１の第２側壁対向面２９２ａは、端部カバー部材５０における上方コアガード部５７のコアガード対向面５７ａ（図２参照）に対向する。第２側壁対向面２９２ａは、コア固定部２５におけるＸ軸内側方向を向く面であり、図２に示すコアガード対向面５７ａは、上方コアガード部５７においてＸ軸外側方向を向く面である。

図４Ａに示すように、第２側壁部２９２における上方コアガード部５７（図２参照）と対向する第２側壁対向面２９２ａには、内周から外周に向かって、凹凸が繰り返し形成してある。より詳細には、第２側壁対向面２９２ａには、第２凹部２６ａａと接続（連続）するように形成してある第２側壁凹部２９２ａａが形成されている。第２側壁凹部２９２ａａは、第２側壁対向面２９２ａのＺ軸方向一端からＺ軸方向他端にかけて形成してある。

第２側壁対向面２９２ａには、内径の異なる４つの第２側壁凹部２９２ａａが、略同心円状（内径から外周に向かって）に形成されている。また、図６Ｂに示すように、第２側壁対向面２９２ａ（図４Ａ）に対向するコアガード対向面５７ａには、第２側壁凹部２９２ａａに係合する凸部であるコアガード凸部５７ａａが形成されている。コアガード凸部５７ａａは、第２側壁凹部２９２ａａに対応するように形成されており、コアガード対向面５７ａには、内径の異なる４つのコアガード凸部５７ａａが、略同心円状（内周から外周に向かって）に形成されている。

図２に示すように、第１ボビン２０における第１鍔部２４の第２対向面２４ａは、中央カバー部材４０における仕切板４４の一方の面である仕切対向面４４ａに対向する。第２対向面２４ａは、第１鍔部２４におけるＺ軸下方向を向く面であり、仕切対向面４４ａは、仕切板４４においてＺ軸上方向を向く面である。

図４Ｃに示すように、第１鍔部２４における仕切板４４と対向する第２対向面２４ａには、内周から外周に向かって、凹凸が繰り返し形成してある。より詳細には、第２対向面２４ａには、コア６０の軸脚部６２ａ，６２ｂの外周を囲うリング状の凹部である第２凹部２４ａａが形成されている。第２対向面２４ａには、内径の異なる６つの第２凹部２４ａａが、同心円状に形成されている。

また、図５に示すように、第１対向面２４ａに対向する仕切対向面４４ａには、第２凹部２４ａａに係合する凸部である仕切凸部４４ａａが形成されている。仕切凸部４４ａａは、第２凹部２４ａａに対応するように形成されており、仕切対向面４４ａには、内径の異なる６つの仕切凸部４４ａａが、同心円状に形成されている。図４Ｃに示す第２凹部２４ａａと図５に示す仕切凸部４４ａａとの関係は、前述した図４Ａに示す各第１凹部２６ａａと図６Ａに示す端部凸部５４ａａとの関係と同様である。

図３Ａに示すように、第１鍔部２４、中間鍔部２８、第１中空筒部２２およびその第１外周壁２２ａに巻回されている第１コイル７２の外周は、中央カバー部材４０の第１鍔部２４の外周縁からＺ軸上方向に突出する外周カバー部４２に囲まれている。したがって、第１コイル７２が配置されている配置空間７２ｂは、第１ボビン２０の外周を通るコア６０の接続部６４ａ，６４ｂや、コイル装置１０の外部の空間に対して、外周カバー部４２によって隔てられる。

図５に示すように、中央カバー部材４０の外周カバー部４２には、コイル装置１０の外部の空間から、第１コイル７２の配置空間７２ｂに繋がる外周開口４２ａ，４２ｂが形成されている。外周カバー部４２には、Ｘ軸外側に開口する外周開口４２ａと外周開口４２ｂの２つが形成されている。

図５に示すように、外周開口４２ａ，４２ｂの周りには、外周カバー部４２における他の部分から外径方向に突出する突起４２ｃが複数形成されている。突起４２ｃは、外周方向に連続する部分リング状の形状を有している。突起４２ｃは、外周開口４２ａ，４２ｂから仕切板４４の外周縁までの間に、Ｚ軸方向に沿って複数形成されていることが好ましい。隣接する突起４２ｃの間には、隙間が形成してある。

図１Ｂに示すように、第１コイル７２の端部である第１コイル端部７２ａは、外周カバー部４０におけるＸ軸方向の一方側の部分に設けられた外周開口４２ａを通過して配置空間７２ｂ（図３Ａ参照）から引き出される。図２に示すように、第１ボビン２０の端子台２７には、第１コイル端部７２ａを固定する端子８２が設けられており、外周開口４２ａから引き出された第１コイル端部７２ａは、端子８２に接続および固定される。

図１Ｂに示すように、第１コイル端部７２ａは、たとえば端子８２を第１コイル端部７２ａに圧着することによって固定することができるが、第１コイル端部７２ａと端子８２との固定方法は特に限定されない。なお、図２に示すように、端子８２は、ボルトおよびナット等で第１端子鍔部２６に固定されるが、端子８２の第１ボビン２０への取り付け方法は特に限定されない。

図２に示すように、第２ボビン３０は、第２ボビン３０におけるＺ軸上方向の端部に配置されるリング状の第２鍔部３４と、第２鍔部３４の内周縁からＺ軸下方向に突出しており中央貫通孔４４ｃに連通する第２中空筒部３２とを有している。また、第２ボビン３０は、第２中空筒部３２におけるＺ軸下方向の端部から外径方向に突出する第２端子鍔部３６を有している。

さらに、第２中空筒部３２におけるＺ軸方向の中央部（第２鍔部３４と第２端子鍔部３６の間）には、第２外周壁３２ａから外径方向に突出する中間鍔部３８が設けられている。中間鍔部３８は、第１中間鍔部３８１と、第２中間鍔部３８２と、第３中間鍔部３８３と、第４中間鍔部３８４とを有する。

図３Ａに示すように、第２中空筒部３２の外周壁である第２外周壁３２ａには、第２コイル７４が巻回されている。

図３Ｂに示すように、第２ボビン３０における第２鍔部３４は、中央カバー部材４０における仕切板４４の他方の面である仕切板下面４４ｂに対向する。仕切板下面４４ｂは、仕切板４４においてＺ軸下方向を向く面である。第２鍔部３４は、仕切板４４に接触しているが、第１ボビン２０の第１鍔部２４とは異なり、中央カバー部材４０に外周を囲まれていない。

一方、図２および図３Ａに示すように、第２ボビン３０の外周には、第２コイル７４とコア６０の接続部６４ｂとを隔てる第２カバー部材９２ａが取り付けられている。第２カバー部材９２ａは、第２ボビン３０の外周のうち、コア６０の接続部６４ｂに近接するＹ軸方向両側の２箇所に設けられている。

図３Ｂに示すように、第２コイル７４の端部である第２コイル端部７４ａは、第２ボビン３０の第２端子鍔部３６に設けられる端子８４に接続および固定される。第２コイル端部７４ａを端子８４に対して固定する固定方法も、第１コイル端部７２ａと同様に、特に限定されない。

コイル装置１０の製造方法は特に限定されないが、たとえば以下の方法により製造される。

まず、図２に示す第１端子鍔部２６の端子台２７に端子８２が設けられた第１ボビン２０を準備し、第１外周壁２２ａにワイヤを巻回して第１コイル７２を形成し、第１コイル端部７２ａを端子８２に固定する。また、これとは別に、第２端子鍔部３６に端子８４が設けられた第２ボビン３０を準備し、第２外周壁３２ａにワイヤを巻回して第２コイル７４を形成し、第２コイル端部７４ａを端子８４に固定する。

第１ボビン２０および第２ボビン３０の材質としては特に限定されないが、樹脂等の絶縁材料によって形成され、たとえばフェノール樹脂等を用いることが、耐熱性や強度等の観点から好ましい。第１コイル７２および第２コイル７４の形成に用いるワイヤは、表面が絶縁被覆された被覆線であれば特に限定されないが、たとえばコイル装置１０を昇圧トランスとして用いる場合であって、第１コイル７２を高圧側の二次コイルとし、第２コイル７４を低圧側の一次コイルとして使用する場合には、相対的に高圧低電流となる第１コイル７２は、第２コイル７４より小径のワイヤを用いて形成することができる。

次に、第１コイル７２が形成された第１ボビン２０を中央カバー部材４０に挿入し、第１ボビン２０の第１鍔部２４を、中央カバー部材４０の仕切板４４に対してＺ軸上方向側から接触させる。そして、第２鍔部２４の第２対向面２４ａに形成してある第２凹部２４ａａを、仕切板４４の仕切対向面４４ａに形成してある仕切凸部４４ａａに係合させ、第１鍔部２４を仕切板４４に固定する。

さらに、第２コイル７４が形成された第２ボビン３０を、中央カバー部材４０に対してＺ舳下側から近づけ、第２ボビン３０の第２鍔部３４を、中央カバー部材４０の仕切板４４に対してＺ軸下側から接触させる。これにより、第１ボビン２０と第２ボビン３０とが、中央カバー部材４０を間に挟んで接続される。

さらに、第１ボビン２０を収容した中央カバー部材４０に対して、Ｚ軸上側から端部カバー部材５０を近づけ、端部カバー部材５０の端部板５４と第１ボビン２０の第１端子鍔部２６とを接触させる。

そして、第１端子鍔部２６の第１対向面２６ａに形成してある第１凹部２６ａａを、端部カバー部材５０の端部対向面５４ａに形成してある端部凸部５４ａａに係合させる。また、端子台２７における第１側壁部２９１の第１側壁対向面２９１ａに形成してある第１側壁凹部２９１ａａを、端部カバー部材５０における端子保護部５６の端子保護対向面５６ａに形成してある端子保護凸部５６ａａに係合させる。

また、コア固定部２５における第２側壁部２９２の第２側壁対向面２９２ａに形成してある第２側壁凹部２９２ａａを、端部カバー部材５０における上方コアガード部５７のコアガード対向面５７ａに形成してあるコアガード凸部５７ａａに係合させる。以上のようにして、端部カバー部材５０を、第１端子鍔部２６に固定する。

また、第２ボビン３０には、第２カバー部材９２ａを取り付ける。中央カバー部材４０、端部カバー部材５０および第２カバー部材９２ａの材質も特に限定されず、たとえば樹脂等の絶縁材料によって形成される。

次に、組み合わされた第１ボビン２０および第２ボビン３０等に対して、コア６０の第１コア６０ａの軸脚部６２ａを、Ｚ軸上側から第１ボビン２０の第１中空筒部２２の内部に挿入し、第２コア６０ｂの軸脚部６２ｂをＺ舳下側から第２中空筒部３２の内部に挿入することにより、軸脚部６２ａ，６２ｂおよび側脚部６４ａｂ，６４ｂｂを中央で突き合わせる。最後に、コア６０の外周に絶縁テープ１２を巻付けることにより、図１Ａに示すコイル装置１０を得る。

本実施形態に係るコイル装置１０では、図４Ａおよび図６Ａに示すように、第１端子鍔部２６における第１側壁部２９１の第１側壁対向面２９１ａと、端子保護部５６における端子保護対向面５６ａとの間に、互いに係合する凹凸（第１側壁凹部２９１ａａおよび端子保護凸部５６ａａ）が形成されている。また、第１端子鍔部２６における第２側壁部２９２の第２側壁対向面２９２ａと、上方コアガード部５７におけるコアガード対向面５７ａとの間に、互いに係合する凹凸（第２側壁凹部２９２ａａおよびコアガード凸部５７ａａ）が形成されている。

そのため、側壁対向面２９１ａ，２９２ａあるいは端子保護対向面５６ａおよびコアガード対向面５７ａにおいて、第１コイル７２とコア６０ａの（軸脚部６２ａ）の間の絶縁距離（沿面距離および空間距離）を延長することができる。したがって、側壁部２９１，２９２あるいは端子保護部５６および上方コアガード部５７の外形を大きくしなくても、第１コイル７２とコア６０ａの間の絶縁距離を適切に確保することが可能であり、第１コイル７２とコア６０ａの間の絶縁性を好適に確保することができる。

また、本実施形態に係るコイル装置１０では、図４Ａおよび図６Ｂに示すように、第１端子鍔部２６における第１対向面２６ａと、端部板５４における端部対向面５４ａとの間に、互いに係合する凹凸（第１凹部２６ａａおよび端部凸部５４ａａ）が形成されている。そのため、第１対向面２６ａおよび端部対向面５４ａにおいて、第１コイル７２とコア６０ａ（軸脚部６２ａ）の間の絶縁距離（沿面距離および空間距離）を延長することができる。したがって、第１端子鍔部２６および端部板５４の外形を大きくしなくても、第１コイル７２とコア６０ａの間の絶縁距離を適切に確保することが可能であり、第１コイル７２とコア６０ａの間の絶縁性を好適に確保することができる。

また、本実施形態に係るコイル装置１０では、図４Ｃおよび図５に示すように、第１鍔部２４における第２対向面２４ａと、仕切板４４における仕切対向面４４ａとの間に、互いに係合する凹凸（第２凹部２４ａａおよび仕切凸部４４ａａ）が形成されている。そのため、第２対向面２４ａおよび仕切対向面４４ａにおいて、第１コイル７２とコア６０ａ（軸脚部６２ａ）の間の絶縁距離（沿面距離および空間距離）を延長することができる。したがって、第１鍔部２４および仕切板４４の外形を大きくしなくても、第１コイル７２とコア６０ａの間の絶縁距離を適切に確保することが可能であり、第１コイル７２とコア６０ａの間の絶縁性を好適に確保することができる。

また、本実施形態では、中央カバー部材４０が第１ボビン２０と第２ボビン３０の間に配置されているため、第１コイル７２と第２コイル７４の間の絶縁距離を効果的に延長し、小型でかつ優れた絶縁特性を奏する。これにより、コイル装置１０は、第１コイル７２と第２コイル７４との電位差が大きく、かつ小型のコイル装置を実現可能である。たとえば、第１ボビンと第２ボビンとが連続している従来のボビンの構造では、たとえコイルの外周側からカバーを取り付けたとしても、鍔部とカバーとの間の隙間にパスが形成されるため、鍔部を大きくしてコイル装置１０の小型化を犠牲にしない限り、第１コイルと第２コイルとの絶縁距離を延長することが困難であった。

しかし、コイル装置１０の中央カバー部材４０では、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、外径方向に延びる仕切板４４と、仕切板４４の外周縁からＺ軸上方向に延びる外周カバー部４２とが隙間なく連続している。そのため、このような仕切板４４と外周カバー部４２を有する中央カバー部材４０により、第１鍔部２４や第２鍔部３４の外径を拡大しなくても、第１コイル７２と第２コイル７４との間の絶縁距離（特に空間距離）を延長することができる。また、外周カバー部４２に複数の突起４２ｃを設けることにより、第１コイル７２と第２コイル７４との間の絶縁距離（特に沿面距離）をさらに延長することができる。

また、図３Ｂおよび図５に示すように、第１コイル７２の第１コイル端部７２ａを、外周開口４２ａを介して端子８２まで配線することにより、第１コイル７２と第２コイル７４との絶縁距離を適切に確保することができる。また、外周開口４２ａ，４２ｂは、第１コイル７２の放熱を促進させる効果を奏する。

また、本実施形態では、図２に示すように、中央カバー部材４０は、中央貫通孔４４ｃの縁部からＺ舳上方向およびＺ舳下方向に突出する中空筒部４６を有しており、中空筒部４６は、コア６０の軸脚部６２ａと第１コイル７２との絶縁距離の延長に資する。

さらに、図３Ｂに示すように、第１コイル７２とコア６０の接続部６４ａ（特に側脚部６４ａｂ）との間には、仕切板４４の外周縁からＺ軸上方向に延びる外周カバー部４２と、端部板５４の外周縁からＺ軸下側に延びる側方カバー部５２とが重ねて配置されている。このような構造により、コイル装置１０は、第１コイル７２とコア６０の接続部６４ａとの間の絶縁距離を延長し、良好な絶縁特性を奏する。

なお、実施形態に示すコイル装置１０は、第２コイル７４が低圧側の１次コイルとなり、第１コイル７２が高圧側の２次コイルとなる昇圧トランスであるため、第１コイル７２とコア６０との絶縁距離が、第２コイル７４とコア６０との絶縁距離より長くなっている。ただし、コイル装置１０における第１ボビン２０および第１コイル７２と、第２ボビン３０および第２コイル７４との上下（Ｚ軸方向）の位置関係は、反対であってもよい。

また、図３Ｂに示すように、第１ボビン２０に対してＺ軸上側から取り付けられる端部カバー部材５０は、端子８２とコア６０とを隔てる端子保護部５６を有しているため、このようなコイル装置１０は、コア６０と、第１コイル７２および端子８２との絶縁距離を延長することができ、好適な絶縁特性を奏する。

本発明に係るコイル装置を、実施形態を示しつつ説明したが、上述した実施形態は本発明の一例にすぎず、第１ボビン２０、第２ボビン３０、中央カバー部材４０および端部カバー部材５０の形状は、コイル装置の用途等に応じて適宜変更することが可能である。

たとえば、上述したコイル装置１０では、図４Ａおよび図６Ａに示すように、第１側壁対向面２９１ａに側壁凹部２９１ａａが形成されており、端子保護対向面５６ａに端子保護凸部５６ａａが形成されているが、凸部と凹部は逆であってもよい。すなわち、他の実施形態に係るコイル装置では、第１側壁対向面２９１ａに略同心円状の凸部である側壁凸部が形成されてもよく、端子保護対向面５６ａに側壁凸部が係合する端子保護凹部が形成されていてもよい。

また、上述したコイル装置１０では、図４Ａおよび図６Ｂに示すように、第１対向面２６ａに第１凹部２６ａａが形成されており、端部対向面５４ａに端部凸部５４ａａが形成されているが、凸部と凹部は逆であってもよい。すなわち、他の実施形態に係るコイル装置では、第１対向面２６ａに略同心円状の凸部である第１凸部が形成されてもよく、端部対向面５４ａに第１凸部が係合する端部凹部が形成されていてもよい。

また、上述したコイル装置１０では、図４Ｃおよび図５に示すように、第２対向面２４ａに第２凹部２４ａａが形成されており、仕切対向面４４ａに仕切凸部４４ａａが形成されているが、凸部と凹部は逆であってもよい。すなわち、他の実施形態に係るコイル装置では、第２対向面２４ａに軸脚部６２ａ，６２ｂを囲うリング状の凸部である第２凸部が形成されてもよく、仕切対向面４４ａに第２凸部が係合する仕切凹部が形成されていてもよい。

また、図３Ａに示すように、コイル装置１０では、第２ボビン３０の第２鍔部３４と仕切板４４との間には凹凸形状が形成されていないが、第２鍔部３４と仕切板４４との間にも、第１鍔部２４と仕切板４４との対向面と同様の凹凸形状が形成されていてもよい。

１０…コイル装置
１２…絶縁テープ
２０…第１ボビン
２２…第１中空筒部
２４…第１鍔部
２４ａ…第１対向面
２４ａａ…第１凹部
２５…コア固定部
２６…第１端子鍔部
２６ａ…第１対向面
２６ａａ…第１凹部
２９１…第１側壁部
２９１ａ…第１側壁対向面
２９１ａａ…第１側壁凹部
２９２…第２側壁部
２９２ａ…第２側壁対向面
２９２ａａ…第２側壁凹部
３０…第２ボビン
３２…第２中空筒部
３４…第２鍔部
３６…第２端子鍔部
２８、３８…中間鍔部
２８１、３８１…第１中間鍔部
２８２，３８２…第２中間鍔部
２８３、３８３…第３中間鍔部
４０…中央カバー部材
４２…外周カバー部
４２ａ，４２ｂ…外周開口
４２ｃ…突起
４４…仕切板
４４ａ…仕切対向面
４４ａａ…仕切凸部
４４ｂ…仕切板下面
４４ｃ…中央貫通孔
５０…端部カバー部材
５２…側方カバー部
５４…端部板
５４ａ…端部対向面
５４ａａ…端部凸部
５４ｃ…端部貫通孔
５６…端子保護部
５６ａ…端子保護対向面
５６ａａ…端子保護凸部
５７…上方コアガード部
５７ａ…コアガード対向面
５７ａａ…コアガード凸部
６０…コア
７２…第１コイル
７２ａ…第１コイル端部
７４…第２コイル
７４ａ…第２コイル端部
９２ａ…第２カバー部材

Claims (6)

1. 外周に第１コイルが巻回してある中空円筒状の第１中空筒部と、前記第１中空筒部における一端から外形方向に突出する端子鍔部と、前記端子鍔部から前記第１コイルの巻回軸方向に突出し、前記端子鍔部の内周から外周に向かって延びる壁面を持つ側壁部とを有する第１ボビンと、
   前記第１中空筒部の内部を挿通する軸脚部と、前記第１ボビンの外周側を通って前記軸脚部の一端に接続する接続部とを有するコアとを有し、
   前記側壁部の壁面には、前記側壁部の内周から外周に向かって、凹凸が繰り返し形成してあることを特徴とするコイル装置。
2. 前記側壁部と前記接続部との間に配置してある垂直部を持つ端部カバー部材をさらに有し、
   前記垂直部における前記側壁部と対向する側面には、前記側壁部の壁面に形成してある凹凸と係合する凹凸が繰り返し形成してあることを特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記端部カバー部材は、前記端子鍔部と前記接続部との間に配置してある端部板を有し、
   前記端子鍔部における前記端部板と対向する第１対向面には、前記端子鍔部の内周から外周に向かって、凹凸が繰り返し形成してあり、
   前記端部板における前記端子鍔部と対向する端部対向面には、前記第１対向面に形成してある凹凸と係合する凹凸が繰り返し形成してあることを特徴とする請求項１または２に記載のコイル装置。
4. 中央に貫通孔が形成してある仕切板を持つ中央カバー部材をさらに有し、
   前記第１ボビンは、前記第１中空筒部における他端から外形方向に突出し、前記仕切板の一方の面に対向する第１鍔部を有し、
   前記第１鍔部における前記仕切板と対向する第２対向面には、前記第１鍔部の内周から外周に向かって、凹凸が繰り返し形成してあり、
   前記仕切板における前記第１鍔部と対向する仕切対向面には、前記第２対向面に形成してある凹凸と係合する凹凸が繰り返し形成してあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの請求項に記載のコイル装置。
5. 前記側壁部は、前記第１コイルの端部を固定する端子が設けられた端子台に形成してあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの請求項に記載のコイル装置。
6. 前記側壁部は、前記接続部と対向し前記コアを固定するコア固定部に形成してあることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの請求項に記載のコイル装置。

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