JP3690725B2

JP3690725B2 - コイル装置

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Publication number: JP3690725B2
Application number: JP2000079175A
Authority: JP
Inventors: 康夫京増; 明博橋本; 寅雄御園
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: JP2001267154A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング電源等に用いられるチョークコイル等のインダクタやトランス等のコイル装置に係わり、特に金属平板でなる１ターンコイルの絶縁構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電流容量の大きなスイッチング電源等には、チョークコイルやトランスの低圧側コイルとして金属平板でなる１ターンコイルが用いられる。例えば特開平８−９７０５４号公報には、このような金属平板を用いたトランスが開示されている。このトランスは、高圧側コイルと低圧側コイルとを板状の絶縁ケースを介して積層し、両者をケース状の絶縁部材に収容した構成である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のコイル装置においては、絶縁のための部材が種々必要であり、部品点数が増加するという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、少ない部材で１ターンコイルと隣接する部材との絶縁が可能なコイル装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１のコイル装置は、コイルと、絶縁ケースと、コアとを含むコイル装置であって、
前記コイルは、少なくとも金属平板でなる１ターンコイルを含み、外周を円環状に形成してその一端に一対のコイル端末を有し、他端側に突出した係止片を有し、
前記絶縁ケースは、板状部にコアの主磁脚を挿通する磁脚挿通孔を設けた板状部を有し、
前記板状部のコイルの取付け面の周囲にコイルを嵌め込む嵌合壁を有し、
前記絶縁ケースの嵌合壁のコイルのコイル端末取付け側と、その反対側とを切り欠き、これらの切り欠き部にそれぞれ径方向に延出する延出部を設けて各延出部にそれぞれ前記コイルの第１、第２の係止部を設け、
前記コイルを前記嵌合壁に嵌め込み、かつコイルのコイル端末および前記係止片をそれぞれ前記第１の係止部と第２の係止部に係止させてコイルの絶縁ケースからの浮き上がりを防止し、
前記コアは、主磁脚と、側磁脚と、前記主磁脚と前記側磁脚との間を連絡する橋絡部とを有する分割形コアでなり、
前記コアは前記主磁脚が前記コイルに挿入され、前記側磁脚が前記絶縁ケースの外周側に配置され、一方の橋絡部が前記コイルに対面する
ことを特徴とする。
【０００６】
このように構成すれば、金属平板でなる１ターンコイルは絶縁ケースに収容され、その一方の絶縁ケースの板状部で隣接するコア、または別のコイルと絶縁される。他方の面は、絶縁ケースの嵌合壁の先端が、コア等の他の部材と当接することにより、コイルと前記他の部材との間に隙間が形成され、その隙間により、絶縁材を介在させることなく、絶縁が確保される。
【０００７】
請求項２のコイル装置は、請求項１に記載されたコイル装置において、
前記コイルの係止片は、前記絶縁ケースの第２の係止部に対して回動方向に移動可能な係合余裕を有して係止される構造を有し、
コイル端末側係止部は、前記他方のコイル端末を回動させることにより該コイル端末を係止する構造を有する
ことを特徴とする。
【０００８】
このように、コイル端末を回動することによってコイル端末を係止する構造により、簡単な作業でコイルを絶縁ケースに係止させることができる。
【０００９】
請求項３のコイル装置は、請求項１または２に記載されたコイル装置において、
さらにボビンと、該ボビンに巻回された別のコイルを含み、
前記ボビンは、筒状の巻胴部と、該巻胴部の両端に形成された鍔部とを有し、
前記絶縁ケースは、前記板状部の外辺部から前記嵌合壁の反対側に突出して形成された側壁部を有し、
前記側壁部内に前記別のコイルを巻回したボビンを収容すると共に、該別のコイルのコイル端末を前記絶縁ケースの側壁部に設けた切り欠き部より外部に引き出してなる
ことを特徴とする。
【００１０】
このように構成すると、１ターンコイルと他のコイル間も絶縁ケースの板状部および嵌合壁や側壁部によって絶縁され、他の絶縁材を用いることなく、絶縁が確実に行える。また、別のコイルを巻いたボビンが絶縁ケースの側壁部によって囲まれるために、前記別のコイルとコア間の絶縁も、別の絶縁材を用いることなく、確保される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるコイル装置の一実施の形態を示す分解斜視図、図２（Ａ）、（Ｂ）は該コイルの絶縁ケースへの固定作業説明図、図２（Ｃ）はコイル装置の断面図である。図１、図２において、１はコイル、４、５はコア、７は絶縁ケースである。前記コイル１は、外周がほぼ円環状をなす概略Ｕ字状に形成された金属平板でなる。該コイル１の外周は円形に形成されてその一端側に一対のコイル端末１ａ、１ｂを突出させて設けると共に、他端側にほぼ径方向に突出した係止片１ｃを設ける。
【００１２】
一方、絶縁ケース７は、コアの磁脚挿通孔７ａを有する板状部７ｂの片面をコイル１の取付け面とし、該取付け面の周囲には、前記コイル１を嵌め込む嵌合壁７ｅを設ける。また、ケース７の嵌合壁７ｅの前記コイル１のコイル端末１ａ、１ｂの取付け側と、その反対側とを切り欠き、これらの切り欠き部にそれぞれ径方向に延出する延出部７ｆおよび７ｇを設け、一方の延出部７ｆに第１の係止部７ｈを設け、他方の延出部７ｇに第２の係止部７ｉを設ける。
【００１３】
前記コイル１のケース７への取付けは、図２（Ａ）に示すように、コイル１の係止片１ｃを、係止片１ｃに対してコイル１の回動方向に係合余裕を有するケース７の第２の係止部７ｉに、矢印１２に示すように挿入してコイル１のリング部を前記嵌合壁７ｅに嵌め込む。その後、コイル端末１ｂを矢印１３に示すように回動させ、図２（Ｂ）に示すように、コイル１のコイル端末１ｂを前記第１の係止部７ｈに潜り込ませることにより係止させ、これによりコイル１のケース７からの浮き上がりを防止する。そして、これらのケース７に、コイル１をテープ１６や接着剤（図示せず）を用いて固定する。
【００１４】
本例のコア４、５はＥ型コアであり、それぞれ主磁脚４ａ、５ａと、側磁脚４ｂ、５ｂと、前記主磁脚４ａ、５ａと前記側磁脚４ｂ、５ｂとの間を連絡する橋絡部４ｃ、５ｃとを有する。図２（Ｃ）に示すように、これらのコア４、５のうち、一方のコア５の主磁脚５ａを絶縁ケース７の磁脚挿通孔７ａとコイル２内に挿入し、側磁脚４ｂ、５ｂを前記嵌合壁７ｅの外側に配置し、橋絡部４ｃを嵌合壁７ｅの先端に当接させてコイル１に間隙ｇを介して対面させる。なお、コア４、５同士はテープ１７または接着により相互に固定する。
【００１５】
このように、コイル１を係止部７ｈおよび７ｉによって絶縁ケース７からの浮きを防止する構造によって絶縁ケースに固定することにより、図２（Ｃ）に示すように、コイル１とコア４との間に間隔ｇ１が確保され、特別の絶縁材を用いることなく絶縁することができ、部品点数が低減される。なお、絶縁ケース７に対するコイル１の位置決めは、嵌合壁７ｅにコイル１を嵌合することにより行われ、また、コア５の位置決めは、磁脚挿通孔７に対する主磁脚５ａの嵌合により行われる。主磁脚５ａの径よりコイル１の内径を大きくしているので、主磁脚５ａとコイル１の内周間にも間隙ｇ２が形成される。
【００１６】
また、本実施の形態のように、コイル１を嵌合壁７ｅ内に嵌合して回動させることにより、コイル端末１ｂが係止部７ｈに係止されるようにすることにより、係止作業が容易に行える。
【００１７】
図３は前記コイル装置の構造を電源トランスに適用した本発明の他の実施の形態を示す分解斜視図、図４（Ａ）はその断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の部分拡大図、図５（Ａ）は図４（Ａ）のＥ−Ｅ断面図、図５（Ｂ）、（Ｃ）は低圧側コイルの絶縁ケースへの取付け作業を示す平面図である。本実施の形態は、前記絶縁ケース７を変形させて第１のケース７Ａと、第２のケース８からなる分割形絶縁ケース９を備える。また、本実施の形態においては、金属平板でなるコイル１を低圧側コイルとして用い、巻数の多い他のコイル２を高圧側コイルとして用いる。
【００１８】
前記第１のケース７Ａと第２のケース８とはそれぞれコア４、５の主磁脚４ａ、５ａを挿通する磁脚挿通孔７ａ、８ａを設けた板状部７ｂ、８ｂと、該板状部７ｂ、８ｂの外辺部からほぼ垂直に延出して形成された側壁部７ｃ、８ｃとを有する。また、これら第１のケース７Ａと第２のケース８の各側壁部７ｃ、８ｃは、コイル２の径方向に互いに重なり合う筒状構造を有すると共に、巻線引き出し用の切り欠き部７ｄ、８ｄを有する。
【００１９】
この絶縁ケースを有するトランスは、前記高圧側コイル２を巻回したボビン３に第１のケース７Ａと第２のケース８を被せてその端末を前記切り欠き部７ｄ、８ｄより引き出す。また、第１のケース７Ａと第２のケース８の板状部７ｂ、８ｂの外側に前記Ｕ字状の低圧側コイル１を配置する。本例は低圧側コイル１を絶縁ケースの両側に配置した例を示すが、片方のみの低圧側コイル１を設けても良い。
【００２０】
前記コア４、５は、前記主磁脚４ａ、５ａが前記巻胴部３内と前記低圧側コイル１と第１のケース７Ａ、第２のケース８の磁脚挿通孔７、８ａに挿入され、側磁脚４ｂ、５ｂが側壁部７ｃ、８ｃの外側に配置されている。
【００２１】
また、本実施の形態においても、図３、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、前記低圧側コイル１の外周は円形に形成されてその一端側に一対のコイル端末１ａ、１ｂを突出させて設けると共に、他端側にほぼ径方向に突出した係止片１ｃを設ける。
【００２２】
一方、板状部７ｂ、８ｂのボビン３の反対側の面である外面を低圧側コイル１の取付け面とし、該取付け面の周囲には、前記低圧側コイル１を嵌め込む嵌合壁７ｅ、８ｅを設ける。また、ケース７Ａ、８の嵌合壁７ｅ、８ｅの前記低圧側コイル１のコイル端末１ａ、１ｂの取付け側と、その反対側とを切り欠き、これらの切り欠き部にそれぞれ径方向に延出する延出部７ｆ、７ｇおよび８ｆ、８ｇを設け、一方の延出部７ｆ、８ｆに第１の係止部７ｈ、８ｈを設け、他方の延出部７ｇ、８ｇにそれぞれ第２の係止部７ｉ、８ｉを設ける。
【００２３】
前記低圧側コイル１のケース７Ａ、８への取付けは、図５（Ｂ）にケース７Ａで代表して示すように、低圧側コイル１の係止片１ｃをケース７Ａ、８の第２の係止部７ｉ、８ｉに矢印１２に示すように挿入して低圧側コイル１のリング部を前記嵌合壁７ｅ、８ｅに嵌め込み、その後矢印１３に示すように回動させ、図５（Ｃ）に示すように、低圧側コイル１のコイル端末１ｂを前記第１の係止部７ｈ、８ｈに潜り込ませることにより、低圧側コイル１のケース７Ａ、８からの浮き上がりを防止する。これらのケース７Ａ、８に、テープや接着剤（図示せず）を用いて固定する。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、前記低圧側コイル１の一方のコイル端末１ａは図５（Ａ）に示すように、同一形状の低圧側コイル１を反転させて重ね合わせてねじ１４やナット１５によって結合することができるように、図５（Ｂ）に示すように、低圧側コイルの中心から径方向に外側に延びる構造に形成し、かつ途中部分に段部１ｄを設け、先端に接続用孔１ｅを設けている。
【００２５】
このように、低圧側コイル１を係止部７ｈ、８ｈおよび７ｉ、８ｉによって浮きを防止する構造によって絶縁ケースに固定することにより、図４（Ｂ）に示すように、低圧側コイル１とコア４、５との間に間隔ｇ３が確保され、特別の絶縁材を用いることなく絶縁することができ、部品点数が低減される。
【００２６】
また、１ターンコイルである低圧側コイル１と隣接する別のコイルである高圧側コイル２間もケース７Ａ、８の板状部７ｂ、８ｂおよび嵌合壁７ｅ、８ｅや側壁部７ｃ、８ｃによって絶縁され、他の絶縁材を用いることなく、絶縁が確実に行える。また、高圧側コイル２を巻いたボビン３がケース７Ａ、８の側壁部７ｃ、８ｃによって囲まれるために、前記高圧側コイル２とコア４、５間の絶縁も、別の絶縁材を用いることなく、確保される。
【００２７】
さらに、本実施の形態においては、コア４、５の側磁脚４ｂ、５ｂおよび低圧側コイル１の外周側と高圧側コイル２間の沿面距離は、図４（Ｂ）に点線１０で示すように、絶縁ケース９の第１のケース７Ａ、第２のケース８の側壁部７ｃ、８ｃの重なり部によって長く形成される。また、コア４、５の橋絡部４ｃ、５ｃあるいは低圧側コイル１の内周側と高圧側コイル２間の沿面距離は、点線１１で示すように、第１のケース７Ａ、第２のケース８の板状部７ｂ、８ｂとボビン３の鍔部３ｂの重なり部によって長く形成される。従って、これらの間の絶縁が確実に行える。
【００２８】
また、本実施の形態によれば、２枚の低圧側コイル１に同一形状のものを用いることができるので、低圧側コイル１として１種のもののみを用いることができ、部品点数が低減される。
【００２９】
本発明は、コアがＥ−Ｅ型である場合でなく、Ｅ−Ｉ、Ｕ−Ｕ、Ｕ−Ｉ型である場合にも適用できる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１によれば、金属平板でなる１ターンコイルは絶縁ケースに収容され、その一方の絶縁ケースの板状部で隣接するコアやコイル等の他の部材と絶縁される。他方の面は、絶縁ケースの嵌合壁の先端が、コア等の他の部材と当接することにより、コイルと前記他の部材との間に隙間が形成され、その隙間により絶縁が確保される。従って、シート状の絶縁材を用いることなく、すなわち少ない部品点数でコイル装置を構成することができる。
【００３１】
請求項２によれば、さらに、コイル端末を回動することによってコイル端末を係止する構造により、簡単な作業でコイルを絶縁ケースに係止させることができる。。
【００３２】
請求項３によれば、さらに、１ターンコイルと他のコイル間も絶縁ケースの板状部および嵌合壁や側壁部によって絶縁され、他の絶縁材を用いることなく、絶縁が確実に行える。また、前記別のコイルとコア間の絶縁も、別のコイルを巻いたボビンが絶縁ケースの側壁部によって囲まれるために、別の絶縁材を用いることなく、確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコイル装置の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はコイルの絶縁ケースへの取付け工程を説明する図、（Ｃ）は本実施の形態のコイル装置の断面図である。
【図３】本発明によるコイル装置の他の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図４】（Ａ）は図３のコイル装置の断面図、（Ｂ）はその部分拡大断面図である。
【図５】（Ａ）は図４（Ａ）のＥ-Ｅ断面図、（Ｂ）、（Ｃ）は絶縁ケースへの低圧側コイルの取付け作業を示す平面図である。
【符号の説明】
１：（低圧側）コイル、１ａ、１ｂ：コイル端末、１ｃ：係止片、１ｄ：段部、１ｅ：接続用孔、２：高圧側コイル、２ａ、２ｂ：平面コイル、２ｃ、２ｄ：コイル端末、３：ボビン、３ａ：巻胴部、３ｂ：鍔部、３ｃ：巻線分離片、３ｄ：係止突起、４、５：コア、４ａ、５ａ：主磁脚、４ｂ、５ｂ：側磁脚、４ｃ、５ｃ：橋絡部、６：絶縁板、７：絶縁ケース、７Ａ：第１のケース、８：第２のケース、７ａ、８ａ：磁脚挿通孔、７ｂ、８ｂ：板状部、７ｃ、８ｃ：側壁部、７ｄ、８ｄ：切り欠き部、７ｅ、８ｅ：嵌合壁、７ｆ、７ｇ、８ｆ、８ｇ：延出部、７ｈ、８ｈ：第１の係止部、７ｉ、８ｉ：第２の係止部、９；絶縁ケース、１０、１１：沿面距離

Claims

コイルと、絶縁ケースと、コアとを含むコイル装置であって、
前記コイルは、少なくとも金属平板でなる１ターンコイルを含み、外周を円環状に形成してその一端に一対のコイル端末を有し、他端側に突出した係止片を有し、
前記絶縁ケースは、板状部にコアの主磁脚を挿通する磁脚挿通孔を設けた板状部を有し、
前記板状部のコイルの取付け面の周囲にコイルを嵌め込む嵌合壁を有し、
前記絶縁ケースの嵌合壁のコイルのコイル端末取付け側と、その反対側とを切り欠き、これらの切り欠き部にそれぞれ径方向に延出する延出部を設けて各延出部にそれぞれ前記コイルの第１、第２の係止部を設け、
前記コイルを前記嵌合壁に嵌め込み、かつコイルのコイル端末および前記係止片をそれぞれ前記第１の係止部と第２の係止部に係止させてコイルの絶縁ケースからの浮き上がりを防止し、
前記コアは、主磁脚と、側磁脚と、前記主磁脚と前記側磁脚との間を連絡する橋絡部とを有する分割形コアでなり、
前記コアは前記主磁脚が前記コイルに挿入され、前記側磁脚が前記絶縁ケースの外周側に配置され、一方の橋絡部が前記コイルに間隙を介して対面する
ことを特徴とするコイル装置。
請求項１に記載されたコイル装置において、
前記コイルの係止片は、前記絶縁ケースの第２の係止部に対して回動方向に移動可能な係合余裕を有して係止される構造を有し、
コイル端末側係止部は、前記他方のコイル端末を回動させることにより該コイル端末を係止する構造を有する
ことを特徴とするコイル装置。
請求項１または２に記載されたコイル装置において、
さらにボビンと、該ボビンに巻回された別のコイルとを含み、
前記ボビンは、筒状の巻胴部と、該巻胴部の両端に形成された鍔部とを有し、
前記絶縁ケースは、前記板状部の外辺部から前記嵌合壁の反対側に突出して形成された側壁部を有し、
前記側壁部内に前記別のコイルを巻回したボビンを収容すると共に、該別のコイルのコイル端末を前記絶縁ケースの側壁部に設けた切り欠き部より外部に引き出してなる
ことを特徴とするコイル装置。