JP2523914B2 - 変成器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は各種の音響機器、映像機器、産業機器などに
使用する変成器に関するものである。

従来の技術 第３図は従来の変成器の分解斜視図を示し、第４図は
従来の変成器の斜視図、第５図ａは従来の変成器の正面
断面図、第５図ｂは側面断面図を示したものである。ま
ず第３図を用いてボビンの構造と変成器の組立方法につ
いて説明すると、プラスチック成型品よりなる筒状部３
の上下端に上端鍔２と下端鍔１を設け、その下端鍔１に
は金属ピン端子８がＥ型コア６を介して相対向するよう
に数本植設され、更に金属ピン端子８と金属ピン端子８
の間の下端鍔１には引出し溝14が設けられた構造であ
る。又筒状部３の内側に設けた四角状のコア挿入孔４は
Ｅ型コア６の中脚6aの外径寸法6f,6gのバラツキを考慮
した寸法設定とし、Ｅ型コア６を挿入するとクリアラン
スがあるためガタが生じる構造となる。

以上のような構造のボビンにコイル５を巻回する工程
について説明すると、要求される性能に応じた規定の線
径の銅線を規定数ボビンの筒状部３の上に巻回し、その
コイル５のリード線15は、引出し溝14の中を通して金属
ピン端子８の根元に巻付けて接続される。

変成器は使用される用途によって、線径、巻数、線輪
数が設定され、前記に説明したコイル５を巻回する工程
を数回繰り返して、コイル５を完成する。更に金属ピン
端子８に接続されたリード線15は半田付けによって金属
ピン端子８に接合される。

次にＥ型形状のコア６の中脚6aをボビンの上端鍔２の
方向より筒状部３の内側に設けた四角状のコア挿入孔４
に挿入貫通させＥ型コア６とＩ型コア７の固着と、Ｅ型
コア６、Ｉ型コア７とボビン下端鍔１と固着を目的とし
て、エポキシ等の接着剤13をＥ型コア６の中脚6a、両外
側脚6bとボビンの下端鍔１に塗布してから、更に、ボビ
ンの下端鍔１の方向よりＩ型コア７を挿入し、接着剤13
をサンドイッチ状に圧着後加熱して硬化させることによ
り、磁路を構成して変成器本体を完成する。

そのようにして完成した変成器本体の斜視図を第４図
に示し、その断面図を第５図に示す。第５図を用いて、
Ｅ型コア５とＩ型コア７、又はＥ型コア６、Ｉ型コア７
とボビンの下端鍔１との接合構造について説明すると、
Ｅ型コア６の中脚6aと両外側脚6bとＩ型コア７の突合せ
接合面には、ある程度の粘度を有した流体状のエポキシ
等の接着剤13をサンドイッチ状に挟んで介在させ、又ボ
ビンの下端鍔１とＩ型コア７の突合せ面にも前記接着剤
13をサンドイッチ状に挟んで介在させる。その後、加熱
する等の工程により接着剤13を硬化させＥ型コア６とＩ
型コア７又はボビンの下端鍔１とＥ型コア６、Ｉ型コア
７とを固着化する構成としたものである。

発明が解決しようとする課題 この種の変成器は多種多様な使われ方をしているのが
一般である。例えば掃除機、アイロン、洗濯機、ジャー
ポット、湯沸し器、テレビジョン受像機、照明機器等あ
らゆる電子機器に用いられている。更に電子機器が軽薄
短小化するのに併せ、変成器の使用条件も過酷になって
いる。

例えば洗濯機、ジャーポット、湯沸し器等は熱い湯を
使用するため、高い温度と高い湿度が変成器に加わるこ
とになり、又掃除機、アイロン等は小型化を要求され、
変成器自身の持つ容量に対し限界ぎりぎりの領域で使用
され、変成器の温度上昇値が高くなるような使い方がさ
れることになる。

その結果、コアの割れ、クラック、接着剤の外れ等の
不良が発生する。第５図を用いてそのメカニズムを説明
すると、ボビンの下端鍔１とＥ型コア６、Ｉ型コア７あ
るいはＥ型コア６とＩ型コア７は接着剤13によって固着
されている構造である。その材料の物性は個々に異な
り、熱膨張係数についても異なる。一例をあげるとボビ
ン材料であるフェノールは2.5×10^-5/℃、磁性材である
フェライトコアは１×10^-5/℃又エポキシ接着剤は５×1
0^-5/℃である。仮に80℃以上の高い温度が加わった場合
を想定すると第５図のＺ方向についてはボビンの筒状部
３、Ｅ型コア６の中脚6aが熱によって膨張するがボビン
の方が熱膨張係数が大きいためＥ型コア６の中脚6aの長
さ寸法6cによりボビンの筒状部３の高さ寸法3aが大きく
なり、結果としてＥ型コア６の背部6b又はＩ型コア７の
中央部7aにボビンの膨張応力が加わることになり、コア
の許容強度以上の応力が加わった場合、クラック、割れ
が発生する。又接着強度がコアの許容強度により小さい
場合はＥ型コア６の中脚6aとＩ型コア７の突合せ面の接
着面が外れたりすることになる。

次にＸ方向については前記と同じようにボビン、コ
ア、接着剤は熱膨張する。ボビンは下端鍔１の外径寸法
1aが熱によって膨張し、更に接着剤13も熱膨張係数の差
によりボビンより大きく膨張する。しかしながら、Ｅ型
コア６、Ｉ型コア７は熱膨張係数がボビン又は接着剤13
より小さいため寸法的な差異が生じＥ型コア６の両外側
脚部6bに外側方向に開くような応力が加わることにな
り、背部6dと外側脚部6bの接合箇所6eにクラック、割れ
等が発生することになる。

尚高い湿度が加わった場合についても高い温度が加わ
った場合と同様のメカニズムで、ボビン材料が吸湿する
ことで膨潤し寸法が大きくなることによって、コアに応
力が加わり、ひいてはコアにクラック、割れ等を発生さ
せるものである。

以上のように変成器に高い温度、高い湿度が加わった
場合、コアにクラック、割れが発生し、インダクタンス
を大幅に低下させ規定のインダクタンスが得られないば
かりでなく、コアが割れると磁気回路に空気ギャップが
生じた構成となりその空気ギャップ寸法が加わる温度、
湿度によって変化し、その結果インダクタンスも変化す
ることになり変成器の電気性能が大きくバラツクことに
なる等変成器としての機能を全く満足できない致命的な
欠点を有していた。

課題を解決するための手段 上記課題を解決する本発明の技術的手段は、外周にコ
イルを巻回する筒状部を有するとともに、前記筒状部の
上下端に上端鍔、下端鍔を有したボビンと、前記ボビン
の筒状部に突合せて挿入した２個のフェライトコアと、
前記フェライトコアの突合せ面を固着する接着剤とを有
した変成器本体と、前記変成器本体に被せた保護ケース
とを備え、前記ボビンに巻回したコイルの外周面と前記
フェライトコアとの間、および前記ボビンの下端鍔の端
面と前記フェライトコアとの間に、空隙部を設けるとと
もに、前記ボビンの上端鍔の端面と前記保護ケースおよ
び前記フェライトコアとの間に、前記変成器本体と前記
保護ケースおよび前記フェライトコアとを固定保持する
固定保持手段を設け、前記固定保持手段をゴム系接着剤
又はゴム系注型剤を塗布する手段とした構成である。

作用 この技術的手段による作用は、磁性材であるフェライ
トコアとコイルを巻回したボビンとの固定をエポキシ等
の接着剤で固着せず一面が開放したプラスチックの保護
ケースの底部に注入したゴム系接着剤又はゴム系注型剤
の中にフェライトコアが組み込まれた変成器のボビンの
上端鍔部とフェライトコア背部を浸漬して硬化させるこ
とで、ボビンとフェライトコアをゴム系接着剤又はゴム
系注型剤で固着保持する構造とする。すなわちボビンと
フェライトコアはエポキシ等の接着剤で固着せず、ボビ
ンとフェライトコアは上下左右方向にガタのある状態で
組立てた変成器本体を、硬度的に軟らかいゴム系の接着
剤又はゴム系注型剤によってボビンの上端鍔とフェライ
トコアの背部を一体モールドによって固着保持する構造
により、高い温度、高い湿度等の条件が変成器に加わっ
て変成器本体のボビンの下端鍔が熱又は湿度によって膨
張してもボビンとフェライトコア間のガタによりボビン
の膨張による応力がフェライトコアに加わらない構造と
なる。又変成器本体のボビンの上端鍔の膨張は軟らかい
ゴム系の接着剤又はゴム系注型剤で応力を吸収してフェ
ライトコアに加わる膨張応力が著しく低減できる。

以上のように、変成器に高い温度、高い湿度等の過酷
な条件が加わっても、フェライトコアにクラックが発生
したり割れることがなく、変成器の最重要電気性能の一
つであるインダクタンスの低下等がなくなり、品質的に
優れた変成器を提供することができる。

実施例 以下本発明の一実施例について説明する。第１図は本
発明の変成器の斜視図、第２図a,bは本発明の変成器の
正面断面図と側面断面図を示したものである。

ボビンの構造及びコイルの巻回工程、半田付工程につ
いては従来例と全く同じ内容である。ボビンとフェライ
トコアについても従来と同じ内容であるがその構造につ
いて従来の変成器の分解斜視図である第３図を用いて説
明すると、ボビンの筒状部３の内側に四角状のコア挿入
孔４を設け、その寸法はＥ型コア６の中脚6aを挿入する
ため外径寸法6f,6gより大きくかつその寸法バラツキを
考慮した寸法に設定している。

しかし、一般的にフェライトコアは製造するため必要
とする焼成工程で数％程度収縮するためその寸法につい
ても大きくバラつく特徴がある。そのためボビンのコア
挿入孔４の内径寸法とＥ型コア６の中脚6aの外径寸法6
f,6gとは中脚6aの外径寸法6f,6gの約10％近いクリアラ
ンス寸法を必要とし、その結果Ｅ型コア６をボビンのコ
ア挿入孔４に挿入すると、ガタが生じてコアが上下方向
又は左右方向にクリアランス寸法分動く構造となる。

そのようなボビンにコイル５を巻回し、リード線15を
金属ピン端子８に接続後半田付けして、巻線済みコイル
を完成させる。以上については従来と同様である。

以下、本発明の組立工程について説明する。まずコア
組立工程について第２図a,bの正面断面図、側面断面図
を用いて説明するとＥ型コア６の中脚6aをボビンの上端
鍔２の方向よりボビンのコア挿入孔４に挿入し貫通さ
せ、更にボビンの下端鍔１より中脚6aと両外側脚6bを突
出させる。そして、流体状のエポキシ等の接着剤13a,13
bをＥ型コア６の中脚6a、両外側脚6bの突合せ面に塗布
する。尚ボビンの下端鍔１には接着剤13a,13bは塗布し
ないものとする。次にＩ型コア７の突合せ面を前記Ｅ型
コア６の接着剤13a,13bを塗布した中脚6a、両外側脚6b
に接合圧着し、更にバネ、テープ等で接着剤13a,13bを
挟み込むように固定してから、加熱等によって接着剤13
a,13bを硬化して変成器本体を完成させる。

尚、Ｅ型コア６、Ｉ型コア７の挿入方向についてはど
ちらでも差し支えなく、又コア形状はＥ型とＥ型につい
ても同様とする。更にＥ型コア６とＩ型コア７の突合せ
面にギャップフィルムが挿入されているものについても
同様とする。

そして次に一面が開放した筒状のプラスチックよりな
る保護ケース９にコア組立済み変成器本体を挿入した時
ボビンの上端鍔２の内側端面Ｃの位置になるように硬度
の軟らかいゴム系接着剤又はゴム系注型剤12を注型し、
保護ケース９の開放口より前記コア組立済み変成器本体
を挿入する。

次に変成器本体の金属ピン端子８が貫通する穴11を設
けた板状のプラスチックよりなる底板10を、変成器本体
を収納した保護ケース９の開放口に挿入嵌合し、更に保
護ケース９の側壁に設けたストッパー16内に収まる位置
まで押し込んで、保護ケース９と底板10とを係合する。
その後、加熱してゴム系接着剤又はゴム系注型剤12を硬
化させ本発明の変成器を完成する。

Ｅ型コア６とＩ型コア７は、接着剤13で固着され磁路
を形成するが、ボビンとコアには前記に説明したよう
に、コアの寸法バラツキが大きいため、その分ボビン寸
法を大きく設定する必要があり、結果としてクリアラン
スが生じ、コアがボビンに対して動く構造となる。従来
例では、Ｅ型とＩ型コアを接着する工程で、ボビンの鍔
にも接着剤を塗布しコア接着と同時にボビンとコアの接
着も行って固着していたが、本発明では、ボビンの鍔に
は接着剤を塗布せず、Ｅ型とＩ型コアのみ接着し磁路を
形成する構造である。従ってコアとボビンとの間にクリ
アランスがあり、上下左右に動く状態となり、それを固
定するため保護ケース９の底部にゴム系接着剤又はゴム
系注型剤12を注型し、その中に前記にて説明したコアを
組立てた変成器本体を挿入して、変成器本体のボビンの
上端鍔２とＥ型コア６の背部6bとゴム系接着剤又はゴム
系注型剤12によってモールド化することで固着保持する
構造としたものである。

本発明の変成器に高い温度、高い湿度の条件を加えて
場合について第２図を用いて説明すると、ボビン、フェ
ライトコア等の材質は温度を高くすると膨張する性質が
あり、ボビンの下端鍔１が横方向Ｘに膨張すると、ボビ
ンの下端鍔１の外径寸法1aは大きくなる。しかしボビン
の下端鍔１とＥ型コア６の中脚6a、両外側脚6bとは、接
着剤で固着されていないため、Ｅ型コア６とボビンの筒
状部３との間にはクリアランスがあり、上下左右に動く
ような状態である。従ってボビンの下端鍔１の外径寸法
1aが大きくなってもクリアランスがあるためその部分で
寸法増加分を吸収しコアに応力は加わらず、結果として
コアの割れ、クラック又は接着外れ等の不良は発生しな
いことになる。

又上端鍔２の外径寸法2aが膨張して大きくなった場合
は、Ｅ型コア６の両外側脚6bの内側と上端鍔２の端面の
間には軟らかいゴム系接着剤又はゴム系注型剤12が介在
しているため、その部分で応力は吸収される。又その場
合ゴム系接着剤又はゴム系注型剤12も熱によって膨張す
るが、Ｅ型コア６またはボビン上端鍔２がゴム系接着剤
又はゴム系注型剤12の中にモールド一体化されているた
め、その影響は極めて少なく加えてＥ型コア６の最も強
度的に強い背部6dで応力を受ける構造となるためコアの
クラック、割れ等は発生しないことになる。

次にボビンの筒状部３がＺ方向に膨張した場合につい
ては、上端鍔２と下端鍔１の間の寸法3aが大きくなる。
しかし、前に説明したように、Ｅ型コア６、Ｉ型コア７
とボビンの下端鍔１、筒状部３とは接着剤13で固着され
ていないため、ボビンに対しコアはガタのある状態であ
り、又Ｉ型コア７と下端鍔１の下端面とはＥ型コア６の
中脚6a、両外側脚6bの寸法バラツキを考慮してクリアラ
ンスが設けられているため、上端鍔２と下端鍔１の間の
寸法3aが大きくなっても、Ｅ型コア６、Ｉ型コア７には
全く応力が加わらない構造となり、コアの割れ、クラッ
ク、接着剤外れ等は発生しないことになる。

尚、ゴム系接着剤又はゴム系注型剤12の注入量をＤの
位置まで注入した場合については、コイル５の外径とＥ
型コア６の両外側脚6bの間のゴム系接着剤又はゴム系注
型剤12がＸ及びＺ方向に膨張しＸ方向の膨張ではＥ型コ
ア６の背部6d又は両外側脚6bを破壊させ、又Ｚ方向の膨
張ではＩ型コア７及びＥ型コア６の内部6dを破壊させ
る。そして更にはＥ型コア６とＩ型コア７の突合せ接合
面の接着外れを発生させることになる。

従って本発明は、ゴム系接着剤又はゴム系注型剤12の
注型量をＣ部の位置まで注入して、ボビンと、コアと、
ゴム系接着剤又はゴム系注型剤12とでモールドによって
固着保持する構造により、高い温度、高い湿度の条件下
におけるボビンの膨張によるコア割れ、クラック、接着
外れ等の不良を解消したものである。

発明の効果 以上説明したように本発明は、コイルを巻回したボビ
ンにＥ型とＩ型コアを組み込み、その突合せ面に接着剤
をサンドイッチ状に挟み込んで固着して磁路を構成した
変成器本体を、一面が開放した筒状部よりなるプラスチ
ックの保護ケースの底部に注入したゴム系接着剤又はゴ
ム系注型剤に浸漬して硬化させ、ボビンとコアを固着保
持する構造とすることで高い温度、高い湿度の条件下で
発生するボビンの膨張による影響をなくし、コアの割
れ、クラック、接着外れ等を解消するものである。

その結果、電子機器に用いられる変成器は、高温度、
高湿度等の過酷な環境下で使用されても、コア割れ、コ
アクラック、接着剤外れ等がなくなり、変成器の重要特
性の一つであるインダクタンスが低下しない。又、高い
温度と低い温度を繰り返すことによる、いわゆるヒート
ショック条件下でのインダクタンスの変化率が極めて少
なくなり、性能バラツキが少なく電気性能の安定度の高
い変成器を提供することができる。

又、変成器自身高い温度まで使用することが可能とな
るため、変成器が発生する温度上昇値の限界を高く設定
でき、従来のものよりコイルの銅線径を細くしたり、コ
ア体積を小さくすることが可能となる。

以上のように、品質面、信頼性面で大きな改善を図る
ことができるばかりでなく、外部衝撃に対してもコアの
保護が図れ、しかも変成器の小型化が可能となり、コス
ト面についても改善が図れるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変成器の一実施例を示す斜視図、第２
図a,bは本発明の変成器の正面から見た断面図と側面か
ら見た断面図、第３図は従来の変成器の分解斜視図、第
４図は従来の変成器の斜視図、第５図ａは従来の変成器
の正面から見た断面図、第５図ｂは従来の変成器の側面
から見た断面図である。 １……下端鍔、２……上端鍔、３……筒状部、４……コ
ア挿入孔、５……コイル、６……Ｅ型コア、７……Ｉ型
コア、８……金属ピン端子、９……保護ケース、10……
底板、11……穴、12……注型剤、13……接着剤、14……
引出し溝、15……リード線、16……ストッパー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 国谷 佳弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭61−112617（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−159217（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭62−28735（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周にコイルを巻回する筒状部を有すると
   ともに、前記筒状部の上下端に上端鍔、下端鍔を有した
   ボビンと、前記ボビンの筒状部に突合せて挿入した２個
   のフェライトコアと、前記フェライトコアの突合せ面を
   固着する接着剤とを有した変成器本体と、前記変成器本
   体に被せた保護ケースとを備え、前記ボビンに巻回した
   コイルの外周面と前記フェライトコアとの間、および前
   記ボビンの下端鍔の端面と前記フェライトコアとの間
   に、空隙部を設けるとともに、前記ボビンの上端鍔の端
   面と前記保護ケースおよび前記フェライトコアとの間
   に、前記変成器本体と前記保護ケースおよび前記フェラ
   イトコアとを固定保持する固定保持手段を設け、前記固
   定保持手段をゴム系接着剤又はゴム系注型剤を塗布する
   手段とした変成器。