JP2642765B2 - 鉄芯の構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、巻線により生じる力が鉄芯を構成するアモ
ルファスコアに作用せず、かつ、鉄芯に巻回される巻線
と外部引出し用のリード線との接続が容易に行なえると
ともに、リード線からの張力が巻線に作用するのを防止
して巻線の断線を防止できる鉄芯の構造に関する。

【従来の技術】

従来からトランスのコアなどとしてアモルファスコア
が用いられている。そして、一般に鉄系のアモルファス
コアは機械的な力が加わると磁歪の影響で磁気特性が劣
化するという問題がある。このため従来にあっては、巻
枠本体でアモルファスコアを包み、巻線による機械的な
力がアモルファスコアに作用しないようにしていた。 第17図には一従来例が示してあり、合成樹脂の巻枠本
体12′にアモルファス磁性体のリボンを巻設してアモル
ファスコア14を構成し、アモルファスコア14の外側面を
絶縁製カバー10で覆ったものである。そして、上記の構
成のものには巻線を巻いてトランスなどを構成するもの
である。 また、第18図には他の従来例が示してあり、この従来
例にあっては、金属製の巻枠本体12（たとえば、黄銅製
の0.5mm厚）にアモルファス磁性体のリボンを巻設して
アモルファスコア14を構成し、この金属製の巻枠本体12
およびアモルファスコア14の外側面を合成樹脂コーティ
ング層10′（たとえば、0.2mm厚）により覆ったもので
ある。そして、上記の構成のものには巻線を巻いてトラ
ンスなどを構成するものである。

【発明が解決しようとする課題】

ところが、第17図に示す従来例にあっては、巻枠本体
12が合成樹脂製であるため外力でアモルファスコア14が
影響を受けないようにするには巻枠本体12′の厚みを0.
5〜0.8mm程度にする必要がある。ところが、このような
厚みにすると巻線スペースが減少し充分なアンペア・タ
ーンを得ることができない。したがって、充分なアンペ
ア・ターンを得ようとすると寸法が大きくなり、たとえ
ばスイッチ内に組み込むような場合には大きな問題であ
った。 また、第18図に示す従来例にあっては、合成樹脂コー
ティング層10′の硬化の際に収縮するので内方向に作用
する力が生じ、これがアモルファスコア14を加圧し、磁
気特性の劣化をまねくという問題があり、また、巻線の
際に合成樹脂コーティング層10′（厚みが0.2mm程度）
では内方向の力を吸収することができず、そのままアモ
ルファスコア14を加圧し、磁気特性を劣化させるという
問題があった。また、巻線の端部を外部引出し用のリー
ド線とを接続する際に、巻線の端部が固定されず、接続
作業に手間がかかるという問題があった。さらに、リー
ド線からの張力が巻線に作用して比較的細い巻線が断線
してしまうという問題があった。 本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発明したもの
であって、その目的とするところは、外から加わる機械
的な力がアモルファスコアに作用するのを防止して磁気
特性を劣化させることがなく、また、巻線とリード線と
の接続が容易に行えるとともに巻線の断線を防止でき、
且つ、小型化できる鉄芯の構造を提供するにある。

【課題を解決するための手段】

本発明の鉄芯の構造は、金属製の巻枠本体12と、この
巻枠本体12に巻設形成されるアモルファスコア14と、巻
枠本体12に両側より被せられて巻枠本体12およびアモル
ファスコア14の外側面を覆う２個の金属製のキャップ15
と、アモルファスコア14に生じた磁束により誘起される
電圧によって前記金属製の巻枠本体12と２個の金属製の
キャップ15とで電流が流れないようにするための絶縁手
段16とで構成される鉄芯１の外面に絶縁層17を形成し、
鉄芯１に巻回される巻線３の端部が保持される保持溝17
bを有する突部17aを前記絶縁層17に設け、前記巻線３の
先端部と接続される外部のリード線４の端部に該巻線３
を保持する保持凹所22を設けるとともに、前記保持凹所
22において巻線３の先端部とリード線４の端部とを重ね
る形で溶着し且つ該接続部を接着剤23にて前記絶縁層17
に固着したものであって、このような構成を採用するこ
とで、上記した従来例の問題点を解決して本発明の目的
を達成したものである。 また、絶縁手段16としては、合成樹脂の蒸着重合膜を
用いるのが望ましい。

【作用】

しかして、金属製の巻枠本体12に両側より２個の金属
製のキャップ15を被せるので、巻線を巻く等の外力が加
わっても金属製の巻枠本体12と２個の金属製のキャップ
15とにより外力を吸収してアモルファスコア14に外力が
作用するのを防止することができるようになった。ま
た、アモルファスコア14に生じた磁束により誘起される
電圧によって前記金属製の巻枠本体12と２個の金属製の
キャップ15とで電流が流れないようにするための絶縁手
段16を設けることで、金属製の巻枠本体12と両側からは
め込んだ２個の金属製のキャップ15とで電気回路が形成
されるのを防止することができるようになった。 さらに、鉄芯１の外面に形成された絶縁層17に、巻線
の端部が保持される保持溝17bを有する突部17aを突設し
たことで、鉄芯１に巻回された巻線の端部を突部17aの
保持溝17bによって保持することができ、巻線をリード
線に接続する作業を容易にすることができるようになっ
た。 また、リード線の端部に形成した保持凹所22において
巻線３の先端部とリード線４の端部とを重ねる形で溶着
し巻線３とリード線４とを接続するとともに、該接続部
を接着剤23にて前記絶縁層17に固着するようにしたか
ら、巻線３の両端部間の絶縁距離が保たれるとともに、
リード線４からの張力が巻線３に作用するのを防止で
き、比較的細い巻線３の断線が防止できるようになっ
た。 なお、絶縁手段16を合成樹脂の蒸着重合膜にすれば、
絶縁手段16の厚みを均一化することができるから、必要
な厚みを小さくすることができ、小型化につながるので
ある。

【実施例】

以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて詳述す
る。 第２図乃至第５図に示すように、巻枠本体12は黄銅等
の金属製であり、筒体部12aの両端部に外鍔部12bを設け
て形成してある。この巻枠本体12の筒体部12aの外周面
には両外鍔部2bの間でアモルファスのリボン14′が巻設
されてアモルファスコア14が構成してある。キャップ15
は黄銅等の金属製であり、孔明き有底筒状をしており、
筒状部15aの一方の端部に底片部15bを形成してあり、底
片部15bに孔15cが形成してある。このキャップ15を２個
用意して巻枠本体12に両側から被せて巻枠本体12および
アモルファスコア14の外側面を覆ってある。ここで、両
側からはめ込んだキャップ15の筒状部15aの先端同士は
直接または絶縁皮膜を介して突き合わされている。上記
のような構成において、アモルファスコア14に生じた磁
束により誘起される電圧によって前記金属製の巻枠本体
12と２個の金属製のキャップ15とで電気回路が形成され
て電流が流れないようにするための絶縁手段16が設けて
ある。 絶縁手段16としては、対向するキャップ15の筒状部15
aの先端同士が絶縁皮膜（たとえば0.001〜0.02mmのポリ
イミドの絶縁皮膜）を介して突き合わされており、この
絶縁皮膜が絶縁手段16となっている。また、他の構成と
して、第７図に示すように巻枠本体12の少なくとも外面
および端面（全面であってもよい）に絶縁皮膜を形成し
て絶縁手段16としてある。この絶縁コーティングとして
は合成樹脂コーティングや化成処理（たとえばクロメー
ト皮膜、リン酸塩皮膜）等がある。 上記のように金属製の巻枠本体12にアモルファスコア
14を巻設し、さらに、巻枠本体12の両側から２個の金属
製のキャップ15をはめ込んで巻枠本体12およびアモルフ
ァスコア14の外側面を覆い、さらに、アモルファスコア
14に生じた磁束により誘起される電圧によって前記金属
製の巻枠本体12と２個の金属製のキャップ15とで電流が
流れないようにするための絶縁手段16を設けたアモルフ
ァスコア14の巻枠には外面に絶縁コーティング層17（た
とえば、0.01〜0.02mm厚）を形成し、これに第６図に示
すように巻線18をしてトランスなどを形成するものであ
る。 しかして、第２図においてＰ方向の力は金属製のキャ
ップ15の突き合わによって力が吸収され、アモルファス
コア14には外力が加わらないものであり、またＱ方向の
力は金属製のキャップ15が円筒状であるため吸収されて
アモルファスコア14に力が加わらないものであり、また
第２図のＲで示す内側から締め付ける力も巻枠本体12の
外鍔部12bがギャップ15の内側に当たることで吸収され
てアモルファスコア14に力が加わらないようになってい
る。 第８図、第９図には金属製のキャップ15の他の構成と
して、黄銅製等の金属製のキャップ15が半割り筒状をし
ており、断面半円状部分の両端部に半円状をした側片15
dが設けてあり、側片15dに半円状の開口15eが形成して
ある。そして、この半割り筒状のキャップ15を２個用意
し、アモルファスコア14を巻設した金属製の巻枠本体12
の軸芯と直交する方向の両側からはめ込んである。そし
て、上記の構成でもアモルファスコアに生じた磁束によ
り誘起される電圧によって前記金属製の巻枠本体12と２
個の金属製のキャップ15とで電流が流れないようにする
ための絶縁手段16を形成してある。 ところで、本発明において絶縁手段16を形成するに
は、上述した合成樹脂コーティング、化成処理（酸化膜
を形成する）などのほか、フィルムを張り付ける方法も
ある。これらの方法のうち、薄く均一な絶縁皮膜を形成
する最良の方法は、ポリイミド、ポリパラキシレン、ポ
リユリア等を蒸着重合処理によりコーティングする方法
である。すなわち、真空蒸着等の通常の気相法（たとえ
ば、高井他；“ポリパラキシリレン高分子薄膜の気相成
長",表面技術vol.41,No.1,1990等参照）において合成樹
脂を蒸発源として蒸着重合膜を形成すればよいのであ
る。この方法では、金属製の巻枠本体12ないしキャップ
15に端面を含めて部品形状に沿って均一な絶縁皮膜コー
ティングが可能であり、全体として10μ以下（たとえ
ば、５μ）の皮膜厚で充分である。そして、後工程とし
てナイロン流動浸漬コート等により絶縁コーティング層
17を形成する際において要求される耐熱性（250℃、２
分間）にも充分耐えることができ、また、ナイロンとの
接着機能も充分である。なお、一例を示すと、第５図に
示すように、片側のキャップ15に絶縁手段16としてポリ
イミドを蒸着重合処理によって５μ施してある。絶縁皮
膜の形成方法としては、このほかに、ふきつけ等の液相
法を用いることも可能である。 以上のようにして、アモルファスコア14にキャップ15
を被嵌し、さらに外面に絶縁コーティング層17が形成さ
れた鉄芯１は、図１及び図10に示すように、例えば、鉄
芯１の中心孔に挿通する形で巻線18として１次巻線２と
２次巻線３とを巻装して電流トランスを形成するのであ
る。ここで、１次巻線２は、２次巻線３に比較して直径
が10倍程度であって、数ターン程度巻回される。ここ
に、キャップ15が被嵌されていることにより、１次巻線
２および２次巻線３の巻装時に、アモルファスコア14に
応力が発生することがないのである。また、絶縁コーテ
ィング層17にはエッジが形成されないから、１次巻線２
や２次巻線３を傷付けることがなく、巻枠本体12やアモ
ルファスコア14に対する絶縁性が保たれるのである。と
ころで、絶縁コーティング層17には、第１図（ｄ）に示
すように、鉄芯１の軸方向における両端面にそれぞれ突
部17aが突設されていて、各突部17aには鉄芯１の端面に
沿った保持溝17bが形成されている。２次巻線３の端末
部は、この保持溝17b内に挿入されて固定されるので、
後述するリード線４をこの２次巻線３に接続する作業が
容易になるものである。さらに、第１図（ａ）に示すよ
うに、上記２次巻線３は、ホットメルトの接着剤21によ
り絶縁コーティング層17に固着される。さらに、２次巻
線３には、絶縁被覆を有したリード線４が接続される。
リード線４は、芯線が編組線よりなり、２次巻線３に接
続される端部は、第１図（ｃ）のように、偏平に加工さ
れた後、予備溶接が施され、芯線のばらけが防止され
る。また、第１図（ｂ）のように、リード線４の先端部
に保持凹所22が形成されており、保持凹所22に２次巻線
３の端部を重ねる形で、２次巻線３とリード線４とが溶
着されるのである。２次巻線３とリード線４との接続が
完了した後、この結合部はホットメルトの接着剤23によ
り絶縁コーティング層17に固着される。このように、２
次巻線３とリード線４との結合部を絶縁コーティング層
17に固着することにより、２次巻線３の両端部間の絶縁
距離が保たれるとともに、リード線４からの張力が２次
巻線３に作用するのを防止でき、比較的細い２次巻線３
の断線が防止できるのである。 １次巻線２および２次巻線３を鉄芯１に巻装した後、
第11図に示すように、合成樹脂の被覆体５でモールドす
る。このように被覆体５で、鉄芯１、１次巻線２、２次
巻線３をモールドすることにより、リード線４の根元の
断線が防止でき、しかも外部からの衝撃がアモルファス
コア14に作用せず、アモルファスコア14の磁気特性への
影響が防止できるのである。被覆体５としては、紫外線
硬化樹脂が用いられる。したがって、加工に要する時間
が短縮され、成形サイクルが短くなって生産性が向上す
るのである。また、成形にあたって加熱が不要であるか
ら、アモルファスコア14の磁気特性に影響を与えないの
である。 上述のようにして形成された電流トランスは、たとえ
ば、動作確認灯を内蔵したスイッチに用いられる。この
ようなスイッチは、器体30内に上記した電流トランス９
（第15図参照）と、接点機構部とを内蔵しており、電流
トランス９には第16図に示すように、発光ダイオードよ
りなる動作確認灯41が接続される。器体30は、第12図お
よび第13図に示すように、ボディ31とボディ31に被嵌さ
れるカバー32とを組立枠33で結合して形成され、器体30
の外形は、日本配線器具工業会で規格化されている取付
枠に対して着脱自在に取着できる埋込型の配線器具の１
個分に相当する寸法に設定されており、第14図に示すよ
うに、合成樹脂製の取付枠への取付部となる取付爪34
と、金属製の取付枠への取付部となる取付孔35とが、組
立枠33に形成されている。カバー34にはハンドル36が揺
動自在に保持されており、ハンドル36には動作確認灯41
を実装したプリント基板42が固定される。動作確認灯41
は、ハンドル36の操作面に露出しており、操作面にはハ
ンドルカバー37が被嵌され、ハンドルカバー37を通して
動作確認灯41の点滅状態が確認できるようになってい
る。 ボディ31の両端部には、端子40a,40bが納装されてお
り、各端子40a,40bは略コ形に形成された端子板43a,43b
と、端子板43a,43bに対して近付く向きのばね力を有す
る鎖錠ばね44a,44bと、外力を加えることにより鎖錠ば
ね44a,44bを端子板43a,43bから引き離す向きに押圧する
解除釦45a,45bとで構成された速結端子構造を有してい
る。したがって、ボディ31の底面に形成された電線挿入
孔46a,46bから電線を挿入することで、端子板43a,43bと
鎖錠ばね44a,44bとの間に電線を挟持して結線を行い、
ボディ31の底面からドライバ等で解除釦45a,45bを押す
ことにより電線を引き抜くことができるようにしている
のである。一方の端子板43aには固定接点47が設けら
れ、固定接点47には上方に開放された略コ形の可動子48
に設けた可動接点49が対向する。可動子48の下面は、支
持端子板50に設けた支点50aの上に揺動自在に支持され
ており、可動子48の揺動に伴って可動接点49が固定接点
47に離接する。可動子48とハンドル36との間には反転ば
ね51が保持されており、ハンドル36の揺動に伴って反転
ばね51がもっとも圧縮される死点を挟んで可動子48が揺
動するから、可動子48はいわゆるスナップ動作を行い、
瞬間的に反転するのである。 ところで、上述した動作確認灯41は電流トランス９の
２次巻線３に接続される。電流トランス９は、第15図に
示すように、可動子48の側方でボディ31内に収納され
る。電流トランス９の１次巻線２の一端は、支持端子板
50に接続され、他端は端子板43bに接続される。したが
って、第16図に示す回路構成となるのであって、交流回
路に挿入されているときに、可動接点49が固定接点47に
当接して接点ｒが閉極していると、動作確認灯41が点灯
し、接点ｒが開極していると、動作確認灯41が消灯する
から、接点ｒのオン・オフの状態を動作確認灯41の点滅
によって確認することができるのである。

【発明の効果】

本発明にあっては、アモルファスコアが巻設形成され
た金属製の巻枠本体と、巻枠本体に両側により被せられ
て巻枠本体およびアモルファスコアの外側面を覆う２個
の金属製のキャップとを設けてあるので、外力が加わっ
ても金属製の巻枠本体と２個の金属製のキャップとによ
って、アモルファスコアに外力が作用するのを防止で
き、アモルファスコアへの外力の作用による磁気特性の
劣化を防止できるのである。また、金属製の巻枠本体に
両側より２個の金属製のキャップはめ込んでアモルファ
スコアに機械的外力が作用しないようにしてあるので小
型化が図れるのである。さらに、小型化をはかるため金
属製の巻枠本体および金属製のキャップを用いたにもか
かわらず、アモルファスコアに生じた磁束により誘起さ
れる電圧によって前記金属製の巻枠本体と２個の金属製
のキャップとで電流が流れないようにするための絶縁手
段を設けてあるので、金属製の巻枠本体と両側からはめ
込んだ２個の金属製のキャップとで電気回路が形成され
るのを防止することができるものである。また、鉄芯の
外面に形成された絶縁層に、巻線の端部が保持される保
持溝を有する突部を突設したことで、鉄芯に巻回された
巻線の端部を突部の保持溝によって保持することがで
き、巻線をリード線に接続する作業を容易にすることが
できるのである。さらに、リード線の端部に形成した保
持凹所において巻線の先端部とリード線の端部とを重ね
る形で溶着し巻線とリード線とを接続するとともに、該
接続部を接着剤にて前記絶縁層に固着するようにしたか
ら、巻線の両端部間の絶縁距離が保たれるとともに、リ
ード線からの張力が巻線に作用するのを防止でき、比較
的細い巻線の断線が防止できるものである。とくに、絶
縁手段を合成樹脂の蒸着重合膜にすれば、絶縁手段の厚
みを均一化することができるから、必要な厚みを小さく
することができ、小型化につながるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の一実施例を利
用した電流トランスを示す横断面図、同図（ａ）中Ｘ−
Ｘ線を破断した側面図、同図（ａ）中Ｙ−Ｙ線断面図、
同図（ａ）中Ｚ−Ｚ線断面図、第２図は同上の要部の断
面図、第３図は同上の要部の斜視図、第４図は同上の要
部の分解斜視図、第５図は同上の要部の分解断面図、第
６図（ａ）（ｂ）は同上の絶縁コーティング層を形成し
た状態の断面図及び巻線を巻いた状態の断面図、第７図
は巻枠の他の構成を示す断面図、第８図はさらに他の巻
枠の構成を示す斜視図、第９図は同上の断面図、第10図
および第11図は本発明を利用した電流トランスの製造工
程の一部を示す工程図、第12図ないし第16図はそれぞれ
本発明を利用したスイッチを示す断面図、側面図、平面
図、カバーを外した状態の平面図、回路図、第17図は一
従来例の断面図、第18図は他の従来例の断面図である。 12……巻枠本体、14……アモルファスコア、15……キャ
ップ、16……絶縁手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−144110（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−111003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−93310（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−150928（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−70312（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−63113（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−109121（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭37−12055（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭60−7557（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭58−24404（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製の巻枠本体と、この巻枠本体に巻設
   形成されるアモルファスコアと、巻枠本体に両側より被
   せられて巻枠本体およびアモルファスコアの外側面を覆
   う２個の金属製のキャップと、アモルファスコアに生じ
   た磁束により誘起される電圧によって前記金属製の巻枠
   本体と２個の金属製のキャップとで電流が流れないよう
   にするための絶縁手段とで構成される鉄芯の外面に絶縁
   層を形成し、鉄芯に巻回される巻線の端部が保持される
   保持溝を有する突部を前記絶縁層に設け、前記巻線の先
   端部と接続される外部のリード線の端部に該巻線を保持
   する保持凹所を設けるとともに、前記保持凹所において
   巻線の先端部とリード線の端部とを重ねる形で溶着し且
   つ該接続部を接着剤にて前記絶縁層に固着して成ること
   を特徴とする鉄芯の構造。
2. 【請求項２】上記絶縁手段は、合成樹脂の蒸着重合膜で
   あることを特徴とする請求項１記載の鉄芯の構造。