JP3693399B2 - 薄形積層トランスおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に使用される積層コイルを使用した薄形積層トランスおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、トランスは高周波化、小型化、薄形化の技術ニーズに対応するため、プリントエッチング技術を使用したプリントコイル積層トランス、銅板を打ち抜いて形成する打ち抜きコイル積層構成のトランス、あるいは電線を渦巻状に形成したスパイラルコイル積層構成のトランス等が開発されてきた。
【０００３】
現実には、上記技術ニーズに加えて時代背景として徹底した低コスト化、高安全化の要望が強く叫ばれており、この点を抜きにしては実用化はありえないものとなってきている。
【０００４】
薄形トランスを低コストで提供するためには、どんな積層コイルをどのように構成するかであるが、エッチング工法によるプリントコイルはコストアップとなること、および厚膜化という点で電流容量に制限が生じる等の理由でどうしてもコスト、汎用性を考慮すると、打ち抜き工法によるコイルや電線を渦巻状に形成したスパイラルコイル積層構成のトランスを採用する必要が生じてきている。さらに、高安全性化を達成するため、樹脂充填、モールド等を施すこともある。
【０００５】
渦巻コイルを用いて樹脂充填した薄形積層トランスとしては図９〜図１０に示すものが一般的である。
【０００６】
以下、従来のトランスを図９、図１０の渦巻コイルを用いて樹脂充填した薄形積層トランスについて説明する。
【０００７】
図１０は従来の薄形積層トランスの積層構成を説明する図、図９は断面図であり、同図によると、１は磁心、２は巻線、３は絶縁紙、４はスペーサ、５はコイルケース、６は充填樹脂を示している。
【０００８】
同図１０により構成を説明すると、電線をコイル単独で渦巻状に巻回形成してなる巻線
２と渦巻コイルの位置を決めるスペーサ４と絶縁紙３をコイルケース５の中で交互に積層して積層コイルを完成させた後、このコイルを積層した方向から、閉磁路を構成する磁心１を組み込んで薄形積層トランス本体を完成させるものである。本従来技術においては、巻線２は交互に２組積層しているが、トランスとして１次巻線と２次巻線を有していれば、２組以上であっても同様である。
【０００９】
なお、トランスは、コイルケース５の開口部より、樹脂６を充填した後、トランス本体を完成させるものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成においては、コイルケース５の中で、巻線２を積層する際、引き出しリード線２ａがコイルケース５の側壁に当接して、巻線２が可動し、巻線間の結合が不安定となる。
【００１１】
また、渦巻コイルを積層した後、コイルを上下方向から押さえていないのでコイル積層厚みが変動し、巻線間の結合が不安定となる。また、樹脂６を充填する場合は、さらに充填樹脂６によって巻線２が動くため、巻線間の結合は、さらに不安定となる。
【００１２】
これら巻線の可動による巻線間の結合が不安定になるということは、実用上は電気性能のばらつきとなって現われ、渦巻コイルを積層して安価に提供する上で致命的欠陥となるものである。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するもので、渦巻コイルを使用した巻線を積層して電気性能の安定した薄形積層トランスを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、引き出しリード線を有する渦巻コイルと、前記渦巻コイルを挟み込むように、一方から配置したコイルベースと他方から配置したコイル押さえカバーと、前記渦巻コイルに組み込んだ磁心とを備え、前記コイルベースの端面部には櫛形状に配置した複数の櫛形状突起部を設けるとともに、前記コイル押さえカバーには前記櫛形状突起部と対向する内面壁を設け、前記渦巻コイルの引き出しリード線を前記櫛形状突起部間より引き出すとともに、前記櫛形状突起部と前記内面壁との隙間から引き出した構成である。
【００１５】
上記構成によって、積層コイルをコイル押さえカバーで押さえながら、引き出しリード線を下方に引き出せることになり、コイル積層厚みの安定化と引き出しリード線の影響による巻線の可動を防止し、電気性能の安定した薄形積層トランスを提供できるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、引き出しリード線を有する渦巻コイルと、前記渦巻コイルを挟み込むように、一方から配置したコイルベースと他方から配置したコイル押さえカバーと、前記渦巻コイルに組み込んだ磁心とを備え、前記コイルベースの端面部には櫛形状に配置した複数の櫛形状突起部を設けるとともに、前記コイル押さえカバーには前記櫛形状突起部と対向する内面壁を設け、前記渦巻コイルの引き出しリード線を前記櫛形状突起部間より引き出すとともに、前記櫛形状突起部と前記内面壁との隙間から引き出したものであり、コイル積層厚みの安定化と引き出しリード線の影響による巻線可動防止が同時に達成でき、積層巻線間の結合状態が安定し、電気性能のばらつきも少なくできるものである。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成のものにおいて、前記コイル押さえカバーの外周部に設けた基板への接続端子部を有し、前記接続端子部まで前記渦巻コイルの外周端面から、所定の前記引き出しリード線を引き回したものであり、トランスの基板実装投影面積を非常に小さくできるものである。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記渦巻コイルで形成される１次または２次巻線の少なくとも一方を３層絶縁被覆電線としたものであり、安全性を向上するとともに、薄形積層トランスの小形化に寄与できるものである。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記コイル押さえカバーの外周面上の前記磁心と前記接続端子部間に突起状の鍔部を設けたものであり、磁心と接続端子部の沿面距離が確保しやすくなり、さらに基板実装面積を小さくすることが可能となるものである。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記櫛形状突起部と対向する前記コイル押さえカバーの内面壁に、前記引き出しリード線を引き出すための略Ｖ字状の凹形の引き出しリード案内溝を設けたものであり、引き出しリード線の位置決めが可能となるとともに、引き出しリード線間の接触も防げるという効果を有するものである。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記コイルベースの中央部に磁心を通す中芯ガイド鍔部を設け、前記中芯ガイド鍔部と前記コイル押さえカバーとを隙間なく嵌合するとともに、前記コイルベース外周部と前記コイル押さえカバーの内面壁との間に開口部を設け、この開口部から樹脂を充填したもので、コイルの発熱の高放熱化および安全性の向上が図れるものである。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項６のものにおいて、前記渦巻コイルを積層するコイルベースの裏面に凸状の鍔部を形成し、前記鍔部と前記コイル押さえカバーの内面壁との間に開口部を設けるとともに、前記鍔部の高さと前記コイル押さえカバーの内面壁を構成する鍔部の高さとを概ね同一高さにし、前記開口部を樹脂溜まり部としたものであり、樹脂注型する際、樹脂があふれず注型作業が容易となるという効果を有するものである。
【００２３】
請求項８に記載のものは、請求項１に記載のものにおいて、前記渦巻コイルを積層するコイルベース面に貫通穴を設けたものであり、樹脂回りが速くなるため、樹脂注型スピードが速くなる、つまり、注型工数が削減できるという効果を有するものである。さらに、樹脂注型しない場合でもコイル温度の低減等の効果が得られるものである。
【００２４】
請求項９に記載のものは、請求項１に記載のものにおいて、前記コイル押さえカバーの中央部に磁心を通す中芯ガイド壁部を設け、前記コイルベースの中央部に磁心を通す中芯ガイド鍔部を設け、前記中芯ガイド壁部とコイルベースの中芯ガイド鍔部とを嵌合したものであり、巻線と磁心間の沿面距離が、基板実装面積を大きくしなくても確保できるという効果を有するものである。
【００２５】
請求項１０に記載のものは、引き出しリード線を有する渦巻コイルを順次、積層する工
程と、前記渦巻コイルを挟み込むように、一方からコイルベースを配置するとともに、他方からコイル押さえカバーを配置する工程と、前記渦巻コイルに磁心を組み込む工程とを備え、前記コイルベースの端面部には櫛形状に配置した複数の櫛形状突起部を設けるとともに、前記コイル押さえカバーには前記櫛形状突起部と対向する内面壁を設け、前記渦巻コイルの引き出しリード線を前記櫛形状突起部間より引き出すとともに、前記櫛形状突起部と前記内面壁との隙間から引き出す工程を設けた薄形積層トランスの製造方法であり、上記方法によりコイル積層厚みの安定化と引き出しリード線の影響による巻線の可動防止が可能な製造方法が提供できるものである。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図８により説明する。
【００２７】
なお、以降の実施の形態の説明に当っては、従来技術と同一個所は同一番号を付与し、説明を省略して説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は側断面図であり、図２は磁心を除いた状態の分解斜視図である。
【００２９】
同図によると、７はコイルベース、７ａは櫛形状突起部、７ｂは中芯ガイド鍔部、８はコイル押さえカバー、８ａはコイルとの対向面を示し、両端に櫛形状の突起部７ａを形成し、中央部に磁心を通す中芯ガイド鍔部７ｂを有するコイルベース７上に内外周端面の少なくとも一部に所定幅と高さを有する凸部を形成してなる平板状のコイルスペーサ４、渦巻状に巻回形成してなる巻線（渦巻コイル）２を櫛形状突起部７ａ間に引き出しリード線２ａを配線しながら交互に積層した後、絶縁紙３を積層し、上面から渦巻コイル２と面対向する部分８ａを有するコイル押さえカバー８を被せて積層コイルを構成する。この時、コイル押さえカバー８を被せた時の引き出しリード線２ａの状態は、図１のようにコイルベース７の櫛形状突起部７ａを設けた端面部とコイル押さえカバー８の内面壁との隙間から引き出せるようにコイルベース７とコイル押さえカバー８の隙間寸法を設定している。このように構成された積層コイルの上下から、閉磁路を構成する磁心１（図２では図示していない。）を組み込んで薄形積層トランスを完成させる。
【００３０】
以上の構成によれば、渦巻コイル２の引き出しリード線２ａは、コイルベース７上に設けた櫛形状突起部７ａ間で位置規制されながら積層された後、コイル押さえカバー８に設けた渦巻コイル２との対向面８ａで渦巻コイル２を押さえ、引き出しリード線２ａをコイル押さえカバー８の内面壁によって隙間から下方に折り曲げられて引き出されることとなり、コイル積層厚みの安定化と引き出しリード線２ａの影響による巻線２の可動の防止が同時に達成できる。このことにより、積層巻線間の結合状態が安定し、電気性能のばらつきも少なくできる。
【００３１】
なお、上記構成とするためには製造方法としてコイルベース７上に渦巻コイル２を順次積層する第１の工程と、積層コイルの上面からコイル押さえカバー８を被せることによって上記コイルベース７の端面部とコイル押さえカバー８の内面壁との隙間から、渦巻コイルの引き出しリード線２ａを折り曲げて引き出す第２の工程を経て、閉磁路を構成する磁心１を組み込み、薄形積層トランスを完成させることになる。
【００３２】
（実施の形態２）
図３（ａ）は他の実施の形態の平面図、図３（ｂ）は側断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）および（ｂ）の実施形態と異なる形態を示す側断面図であり、同図によると８ｂはコイル押さえカバー８の外周面上に設けた突起状の鍔部、９ａはコイル押さえカバー８の外周部に設けた基板への接続用の端子ピン、９ｂはコイル押さえカバー８の外周部に設けた基板への接続用のＬ形端子ピンであり、図３（ａ）に示すように、実施の形態１と同様に櫛形状の突起部７ａを形成したコイルベース７に引き出しリード線２ａを配線しながら渦巻コイル２を順次積層し、その後、図３（ｂ）または図３（ｃ）に示すように、渦巻コイル２の外周端面から基板への接続端子部まで所定の引き出しリード長さＬを確保しながら、コイル押さえカバー８の外周部に設けた接続用の端子ピン９ａまたは９ｂまで引き回して引き出しリード線２ａを配線するものである。ここで確保すべき引き出しリード線２ａの長さＬは各種設計仕様によって異なるが、考慮すべき点はまず、第１に、接続端子部等からの熱的影響による引き出しリード線２ａの絶縁被膜劣化が懸念されるため、引き出しリード線２ａと内部の渦巻コイル２あるいは渦巻コイル２間の短絡事故等を未然に防ぐだけの距離を確保することができるとともに各国安全規格の規制による沿面距離の確保も容易に行えるものである。
【００３３】
また、引き出しリード線２ａの長さＬを確保する際、コイル押さえカバー８の周囲を引き回して配線しているため、従来のように水平方向のみならず、高さ方向をも利用することによって垂直方向にも確保できることとなり、トランスの基板実装投影面積を非常に小さくできるものである。
【００３４】
なお、１次または２次巻線に３層絶縁被覆電線を用いたものにあっては、より、トランスの基板実装投影面積をより小さくできる小形の薄形積層トランスの提供を可能とするものである。
【００３５】
また、図３（ｂ）のごとく、磁心１と接続端子部の沿面間に突起状の鍔部８ｂをコイル押さえカバー８の外周面上に設けることにより、磁心１と接続端子部の沿面距離が確保しやすくなり、さらに基板実装面積を小さくすることが可能となる。この場合、突起状の鍔部８ｂの位置は、磁心１と接続端子部を直線で結んだ中間の位置が理想であり、磁心１および接続端子部より例えば、最低１ｍｍ以上離れた位置に設けてやれば、安全規格上の解釈として沿面距離は突起状の鍔部８ｂの表面に沿った距離とできるため、鍔部８ｂの高さ寸法も利用でき、直線距離を小さくできることとなり、トランスの基板実装面積をさらに小さくできるものである。
【００３６】
なお、コイル押さえカバー８の厚みが大きい場合は、上記突起状の鍔部８ｂに替えて凹部状の１ｍｍ以上の溝を設けても同様の効果が得られるものである。
【００３７】
（実施の形態３）
図４（ａ）はさらに他の実施の形態の平面図、図４（ｂ）は側断面図である。
【００３８】
なお、図４（ｂ）は説明の都合上、実施の形態１および２のものと上下逆にして示している。
【００３９】
実施の形態１または２と異なるところは、コイル押さえカバー８の引き出しリード線２ａを引き出す内周面に略Ｖ字状の凹形の引き出しリード案内溝８ｃを設けた点である。
【００４０】
同図において、櫛形状突起部７ａと対向するコイル押さえカバー８の内面壁に、引き出しリード線２ａを引き出すための略Ｖ字状の凹形の引き出しリード案内溝８ｃを設けているため、引き出しリード線２ａは凹形の引き出しリード案内溝８ｃの中に収まった状態で外部に引き出されることになることとなり、引き出しリード線２ａの位置決めが可能となるとともに、引き出しリード線２ａ間の接触も防げるという効果を有するものである。
【００４１】
なお、図４（ａ），（ｂ）においては、コイル押さえカバー８の外周部にも略Ｖ字状の凹形の引き出しリード案内溝８ｃを設けているため、コイル押さえカバー８の外周部に設けた接続用の面実装端子ピン９ｃまで引き回す際、さらに位置決め精度が向上し接続作業も容易となる。
【００４２】
なお、接続用の面実装端子ピン９ｃは、特に面実装用でなくても上記効果は得られることはいうまでもない。
【００４３】
（実施の形態４）
図５（ａ）はさらに他の実施の形態の要部であるコイル押さえカバー８の部分拡大断面図であり、他は実施の形態３と同構成のものであり、同図によると、コイル押さえカバー８の外周面に突起部８ｄを設け引き出しリード線２ａを突起部８ｄに固定するとともに引き出しリード線２ａの少なくとも一部に被覆除去部９ｄを設けることで、この被覆除去部９ｄを有する突起部８ｄをプリント基板へ挿入してプリント基板へ実装接続するもので、基板への接続用の端子が不要となること、および接続点が減るため接続信頼性も向上するという効果を有するものである。
【００４４】
（実施の形態５）
図５（ｂ）はさらに他の実施の形態の要部であるコイル押さえカバー８の部分拡大断面図であり、他は実施の形態４と同構成のものであり、同図によると、コイル押さえカバー８の外周面に凹形水平溝８ｅを設けて、凹形水平溝８ｅに引き出しリード線２ａを押し込むことで、リード線のたるみを防止し、隣接リード線間の接触防止を行うものである。
【００４５】
（実施の形態６）
図６はさらに他の実施の形態の側断面図であり、実施の形態１との相違点のみ説明すると、１０はコイルベース７とコイル押さえカバー８を嵌合した後の開口部、１１は嵌合部であり、コイルベース７の中央部に磁心１を通す中芯ガイド鍔部７ｂを設け、中芯ガイド鍔部７ｂとコイル押さえカバー８とを隙間なく嵌合して嵌合部１１とするとともに、コイルベース７の外周部とコイル押さえカバー８の内面壁との間に開口部１０を形成したことによって、この開口部１０から注型樹脂６を充填して薄形積層コイルを完成させるものである。
【００４６】
従って、コイルベース７にコイル押さえカバー８を被せた後、積層コイルを反転させることで、開口部１０を上方に向け、極めて容易に注型樹脂６が充填できるとともに、コイルの発熱の高放熱化および安全性の向上が図れるものである。
【００４７】
なお、高接着性の樹脂を真空注型し、コイル内のボイドを除去すれば、沿面距離等も緩和され、さらなる小形化が可能となる。
【００４８】
また、上記構成とするためには、実施の形態１で述べた第１、第２の工程に加えて積層コイルにコイル押さえカバー８を被せた後、積層コイルを上下反転させる第３の工程と、反転後コイル押さえカバー８の内面壁とコイルベース７の外周部との間にできる開口部１０より、樹脂を充填する第４の工程を経て、閉磁路を構成する磁心１を組み込み完成させる製造方法を用いれば良いものである。
【００４９】
（実施の形態７）
図７はさらに他の実施の形態の側断面図であり、同図によると、６ａは樹脂だまり部、７ｃは渦巻コイルを積層するコイルベース７の裏面に設けられた凸状の鍔部、７ｄはコイ
ルベース７の渦巻コイル２を積層する面に設けた貫通穴、８ｆはコイル押さえカバー８の鍔部であり、コイルベース７の裏面に凸状の鍔部７ｃを形成し、開口部１０を形成するコイル押さえカバー８の鍔部８ｆの高さを概ね、鍔部７ｃと同一高さに形成して、樹脂だまり部６ａを設けたものであり、樹脂注型する際樹脂あふれがなくなり、注型作業が容易となるという効果を有するものである。
【００５０】
なお、コイルベース７に貫通穴７ｄを設けることにより、樹脂注型する際、この貫通穴７ｄも開口部として利用できることとなり、樹脂回りが速くなり、樹脂注型スピードが速くなる。つまり、注型工数が削減できるという効果も有するものである。さらに、この貫通穴７ｄは、通風孔としても利用できるため、樹脂注型しない場合でもコイル温度の低減等の効果が得られるものである。
【００５１】
なお、図８に示すごとく、コイル押さえカバー８の中央部に磁心１を通す中芯ガイド壁部８ｇを設け、中芯ガイド壁部８ｇとコイルベース７の中芯ガイド鍔部７ｂとを嵌合し、２重嵌合部１２としてやれば内部の渦巻コイルを形成する巻線２と磁心１はこの２重嵌合のガイド壁で隔てられるため、巻線２と磁心１間の沿面距離が、基板実装面積を大きくしなくても確保できるという効果を有するものである。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、引き出しリード線を有する渦巻コイルと、前記渦巻コイルを挟み込むように、一方から配置したコイルベースと他方から配置したコイル押さえカバーと、前記渦巻コイルに組み込んだ磁心とを備え、前記コイルベースの端面部には櫛形状に配置した複数の櫛形状突起部を設けるとともに、前記コイル押さえカバーには前記櫛形状突起部と対向する内面壁を設け、前記渦巻コイルの引き出しリード線を前記櫛形状突起部間より引き出すとともに、前記櫛形状突起部と前記内面壁との隙間から引き出した構成としたことによりコイル積層厚みの安定化と引き出しリード線の影響による巻線の可動防止が同時に達成でき、積層巻線間の結合状態が安定し、電気性能のばらつきも少なくできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の薄形積層トランスの一実施の形態の側断面図
【図２】 同分解斜視図
【図３】 （ａ）同他の実施の形態の平面図
（ｂ）同側断面図
（ｃ）同他の実施の形態の側断面図
【図４】 （ａ）同他の実施の形態の平面図
（ｂ）同側断面図
【図５】 （ａ）同他の実施の形態の要部であるコイル押さえカバーの部分拡大断面図
（ｂ）同他の実施の形態の要部であるコイル押さえカバーの部分拡大断面図
【図６】 同他の実施の形態の側断面図
【図７】 同他の実施の形態の側断面図
【図８】 同他の実施の形態の側断面図
【図９】 従来の薄形積層トランスの側断面図
【図１０】 同分解斜視図
【符号の説明】
１ 磁心
２ 巻線（渦巻コイル）
２ａ 引き出しリード線
３ 絶縁紙
４ スペーサ
５ コイルケース
６ 充填樹脂
６ａ 樹脂だまり部
７ コイルベース
７ａ 櫛形状突起部
７ｂ 中芯ガイド鍔部
７ｃ 鍔部
７ｄ 貫通穴
８ コイル押さえカバー
８ａ コイルとの対向面
８ｂ 突起状の鍔部
８ｃ 引き出しリード案内溝
８ｄ 突起部
８ｅ 凹形水平溝
８ｆ 鍔部
８ｇ 中芯ガイド壁部
９ａ 端子ピン
９ｂ Ｌ形端子ピン
９ｃ 面実装端子ピン
９ｄ 被覆除去部
１０ 開口部
１１ 嵌合部
１２ ２重嵌合部
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に使用される積層コイルを使用した薄形積層トランスおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、トランスは高周波化、小型化、薄形化の技術ニーズに対応するため、プリントエッチング技術を使用したプリントコイル積層トランス、銅板を打ち抜いて形成する打ち抜きコイル積層構成のトランス、あるいは電線を渦巻状に形成したスパイラルコイル積層構成のトランス等が開発されてきた。
【０００３】
現実には、上記技術ニーズに加えて時代背景として徹底した低コスト化、高安全化の要望が強く叫ばれており、この点を抜きにしては実用化はありえないものとなってきている。
【０００４】
薄形トランスを低コストで提供するためには、どんな積層コイルをどのように構成するかであるが、エッチング工法によるプリントコイルはコストアップとなること、および厚膜化という点で電流容量に制限が生じる等の理由でどうしてもコスト、汎用性を考慮すると、打ち抜き工法によるコイルや電線を渦巻状に形成したスパイラルコイル積層構成のトランスを採用する必要が生じてきている。さらに、高安全性化を達成するため、樹脂充填、モールド等を施すこともある。
【０００５】
渦巻コイルを用いて樹脂充填した薄形積層トランスとしては図９〜図１０に示すものが一般的である。
【０００６】
以下、従来のトランスを図９、図１０の渦巻コイルを用いて樹脂充填した薄形積層トランスについて説明する。
【０００７】
図１０は従来の薄形積層トランスの積層構成を説明する図、図９は断面図であり、同図によると、１は磁心、２は巻線、３は絶縁紙、４はスペーサ、５はコイルケース、６は充填樹脂を示している。
【０００８】
同図１０により構成を説明すると、電線をコイル単独で渦巻状に巻回形成してなる巻線
２と渦巻コイルの位置を決めるスペーサ４と絶縁紙３をコイルケース５の中で交互に積層して積層コイルを完成させた後、このコイルを積層した方向から、閉磁路を構成する磁心１を組み込んで薄形積層トランス本体を完成させるものである。本従来技術においては、巻線２は交互に２組積層しているが、トランスとして１次巻線と２次巻線を有していれば、２組以上であっても同様である。
【０００９】
なお、トランスは、コイルケース５の開口部より、樹脂６を充填した後、トランス本体を完成させるものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成においては、コイルケース５の中で、巻線２を積層する際、引き出しリード線２ａがコイルケース５の側壁に当接して、巻線２が可動し、巻線間の結合が不安定となる。
【００１１】
また、渦巻コイルを積層した後、コイルを上下方向から押さえていないのでコイル積層厚みが変動し、巻線間の結合が不安定となる。また、樹脂６を充填する場合は、さらに充填樹脂６によって巻線２が動くため、巻線間の結合は、さらに不安定となる。
【００１２】
これら巻線の可動による巻線間の結合が不安定になるということは、実用上は電気性能のばらつきとなって現われ、渦巻コイルを積層して安価に提供する上で致命的欠陥となるものである。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するもので、渦巻コイルを使用した巻線を積層して電気性能の安定した薄形積層トランスを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、引き出しリード線を有する渦巻コイルと、前記渦巻コイルを挟み込むように、一方から配置したコイルベースと他方から配置したコイル押さえカバーと、前記渦巻コイルに組み込んだ磁心とを備え、前記コイルベースの端面部には櫛形状に配置した複数の櫛形状突起部を設けるとともに、前記コイル押さえカバーには前記櫛形状突起部と対向する内面壁を設け、前記渦巻コイルの引き出しリード線を前記櫛形状突起部間より引き出すとともに、前記櫛形状突起部と前記内面壁との隙間から引き出した構成である。
【００１５】
上記構成によって、積層コイルをコイル押さえカバーで押さえながら、引き出しリード線を下方に引き出せることになり、コイル積層厚みの安定化と引き出しリード線の影響による巻線の可動を防止し、電気性能の安定した薄形積層トランスを提供できるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、引き出しリード線を有する渦巻コイルと、前記渦巻コイルを挟み込むように、一方から配置したコイルベースと他方から配置したコイル押さえカバーと、前記渦巻コイルに組み込んだ磁心とを備え、前記コイルベースの端面部には櫛形状に配置した複数の櫛形状突起部を設けるとともに、前記コイル押さえカバーには前記櫛形状突起部と対向する内面壁を設け、前記渦巻コイルの引き出しリード線を前記櫛形状突起部間より引き出すとともに、前記櫛形状突起部と前記内面壁との隙間から引き出したものであり、コイル積層厚みの安定化と引き出しリード線の影響による巻線可動防止が同時に達成でき、積層巻線間の結合状態が安定し、電気性能のばらつきも少なくできるものである。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成のものにおいて、前記コイル押さえカバーの外周部に設けた基板への接続端子部を有し、前記接続端子部まで前記渦巻コイルの外周端面から、所定の前記引き出しリード線を引き回したものであり、トランスの基板実装投影面積を非常に小さくできるものである。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記渦巻コイルで形成される１次または２次巻線の少なくとも一方を３層絶縁被覆電線としたものであり、安全性を向上するとともに、薄形積層トランスの小形化に寄与できるものである。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記コイル押さえカバーの外周面上の前記磁心と前記接続端子部間に突起状の鍔部を設けたものであり、磁心と接続端子部の沿面距離が確保しやすくなり、さらに基板実装面積を小さくすることが可能となるものである。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記櫛形状突起部と対向する前記コイル押さえカバーの内面壁に、前記引き出しリード線を引き出すための略Ｖ字状の凹形の引き出しリード案内溝を設けたものであり、引き出しリード線の位置決めが可能となるとともに、引き出しリード線間の接触も防げるという効果を有するものである。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記コイルベースの中央部に磁心を通す中芯ガイド鍔部を設け、前記中芯ガイド鍔部と前記コイル押さえカバーとを隙間なく嵌合するとともに、前記コイルベース外周部と前記コイル押さえカバーの内面壁との間に開口部を設け、この開口部から樹脂を充填したもので、コイルの発熱の高放熱化および安全性の向上が図れるものである。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項６のものにおいて、前記渦巻コイルを積層するコイルベースの裏面に凸状の鍔部を形成し、前記鍔部と前記コイル押さえカバーの内面壁との間に開口部を設けるとともに、前記鍔部の高さと前記コイル押さえカバーの内面壁を構成する鍔部の高さとを概ね同一高さにし、前記開口部を樹脂溜まり部としたものであり、樹脂注型する際、樹脂があふれず注型作業が容易となるという効果を有するものである。
【００２３】
請求項８に記載のものは、請求項１に記載のものにおいて、前記渦巻コイルを積層するコイルベース面に貫通穴を設けたものであり、樹脂回りが速くなるため、樹脂注型スピードが速くなる、つまり、注型工数が削減できるという効果を有するものである。さらに、樹脂注型しない場合でもコイル温度の低減等の効果が得られるものである。
【００２４】
請求項９に記載のものは、請求項１に記載のものにおいて、前記コイル押さえカバーの中央部に磁心を通す中芯ガイド壁部を設け、前記コイルベースの中央部に磁心を通す中芯ガイド鍔部を設け、前記中芯ガイド壁部とコイルベースの中芯ガイド鍔部とを嵌合したものであり、巻線と磁心間の沿面距離が、基板実装面積を大きくしなくても確保できるという効果を有するものである。
【００２５】
請求項１０に記載のものは、引き出しリード線を有する渦巻コイルを順次、積層する工
程と、前記渦巻コイルを挟み込むように、一方からコイルベースを配置するとともに、他方からコイル押さえカバーを配置する工程と、前記渦巻コイルに磁心を組み込む工程とを備え、前記コイルベースの端面部には櫛形状に配置した複数の櫛形状突起部を設けるとともに、前記コイル押さえカバーには前記櫛形状突起部と対向する内面壁を設け、前記渦巻コイルの引き出しリード線を前記櫛形状突起部間より引き出すとともに、前記櫛形状突起部と前記内面壁との隙間から引き出す工程を設けた薄形積層トランスの製造方法であり、上記方法によりコイル積層厚みの安定化と引き出しリード線の影響による巻線の可動防止が可能な製造方法が提供できるものである。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図８により説明する。
【００２７】
なお、以降の実施の形態の説明に当っては、従来技術と同一個所は同一番号を付与し、説明を省略して説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は側断面図であり、図２は磁心を除いた状態の分解斜視図である。
【００２９】
同図によると、７はコイルベース、７ａは櫛形状突起部、７ｂは中芯ガイド鍔部、８はコイル押さえカバー、８ａはコイルとの対向面を示し、両端に櫛形状の突起部７ａを形成し、中央部に磁心を通す中芯ガイド鍔部７ｂを有するコイルベース７上に内外周端面の少なくとも一部に所定幅と高さを有する凸部を形成してなる平板状のコイルスペーサ４、渦巻状に巻回形成してなる巻線（渦巻コイル）２を櫛形状突起部７ａ間に引き出しリード線２ａを配線しながら交互に積層した後、絶縁紙３を積層し、上面から渦巻コイル２と面対向する部分８ａを有するコイル押さえカバー８を被せて積層コイルを構成する。この時、コイル押さえカバー８を被せた時の引き出しリード線２ａの状態は、図１のようにコイルベース７の櫛形状突起部７ａを設けた端面部とコイル押さえカバー８の内面壁との隙間から引き出せるようにコイルベース７とコイル押さえカバー８の隙間寸法を設定している。このように構成された積層コイルの上下から、閉磁路を構成する磁心１（図２では図示していない。）を組み込んで薄形積層トランスを完成させる。
【００３０】
以上の構成によれば、渦巻コイル２の引き出しリード線２ａは、コイルベース７上に設けた櫛形状突起部７ａ間で位置規制されながら積層された後、コイル押さえカバー８に設けた渦巻コイル２との対向面８ａで渦巻コイル２を押さえ、引き出しリード線２ａをコイル押さえカバー８の内面壁によって隙間から下方に折り曲げられて引き出されることとなり、コイル積層厚みの安定化と引き出しリード線２ａの影響による巻線２の可動の防止が同時に達成できる。このことにより、積層巻線間の結合状態が安定し、電気性能のばらつきも少なくできる。
【００３１】
なお、上記構成とするためには製造方法としてコイルベース７上に渦巻コイル２を順次積層する第１の工程と、積層コイルの上面からコイル押さえカバー８を被せることによって上記コイルベース７の端面部とコイル押さえカバー８の内面壁との隙間から、渦巻コイルの引き出しリード線２ａを折り曲げて引き出す第２の工程を経て、閉磁路を構成する磁心１を組み込み、薄形積層トランスを完成させることになる。
【００３２】
（実施の形態２）
図３（ａ）は他の実施の形態の平面図、図３（ｂ）は側断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）および（ｂ）の実施形態と異なる形態を示す側断面図であり、同図によると８ｂはコイル押さえカバー８の外周面上に設けた突起状の鍔部、９ａはコイル押さえカバー８の外周部に設けた基板への接続用の端子ピン、９ｂはコイル押さえカバー８の外周部に設けた基板への接続用のＬ形端子ピンであり、図３（ａ）に示すように、実施の形態１と同様に櫛形状の突起部７ａを形成したコイルベース７に引き出しリード線２ａを配線しながら渦巻コイル２を順次積層し、その後、図３（ｂ）または図３（ｃ）に示すように、渦巻コイル２の外周端面から基板への接続端子部まで所定の引き出しリード長さＬを確保しながら、コイル押さえカバー８の外周部に設けた接続用の端子ピン９ａまたは９ｂまで引き回して引き出しリード線２ａを配線するものである。ここで確保すべき引き出しリード線２ａの長さＬは各種設計仕様によって異なるが、考慮すべき点はまず、第１に、接続端子部等からの熱的影響による引き出しリード線２ａの絶縁被膜劣化が懸念されるため、引き出しリード線２ａと内部の渦巻コイル２あるいは渦巻コイル２間の短絡事故等を未然に防ぐだけの距離を確保することができるとともに各国安全規格の規制による沿面距離の確保も容易に行えるものである。
【００３３】
また、引き出しリード線２ａの長さＬを確保する際、コイル押さえカバー８の周囲を引き回して配線しているため、従来のように水平方向のみならず、高さ方向をも利用することによって垂直方向にも確保できることとなり、トランスの基板実装投影面積を非常に小さくできるものである。
【００３４】
なお、１次または２次巻線に３層絶縁被覆電線を用いたものにあっては、より、トランスの基板実装投影面積をより小さくできる小形の薄形積層トランスの提供を可能とするものである。
【００３５】
また、図３（ｂ）のごとく、磁心１と接続端子部の沿面間に突起状の鍔部８ｂをコイル押さえカバー８の外周面上に設けることにより、磁心１と接続端子部の沿面距離が確保しやすくなり、さらに基板実装面積を小さくすることが可能となる。この場合、突起状の鍔部８ｂの位置は、磁心１と接続端子部を直線で結んだ中間の位置が理想であり、磁心１および接続端子部より例えば、最低１ｍｍ以上離れた位置に設けてやれば、安全規格上の解釈として沿面距離は突起状の鍔部８ｂの表面に沿った距離とできるため、鍔部８ｂの高さ寸法も利用でき、直線距離を小さくできることとなり、トランスの基板実装面積をさらに小さくできるものである。
【００３６】
なお、コイル押さえカバー８の厚みが大きい場合は、上記突起状の鍔部８ｂに替えて凹部状の１ｍｍ以上の溝を設けても同様の効果が得られるものである。
【００３７】
（実施の形態３）
図４（ａ）はさらに他の実施の形態の平面図、図４（ｂ）は側断面図である。
【００３８】
なお、図４（ｂ）は説明の都合上、実施の形態１および２のものと上下逆にして示している。
【００３９】
実施の形態１または２と異なるところは、コイル押さえカバー８の引き出しリード線２ａを引き出す内周面に略Ｖ字状の凹形の引き出しリード案内溝８ｃを設けた点である。
【００４０】
同図において、櫛形状突起部７ａと対向するコイル押さえカバー８の内面壁に、引き出しリード線２ａを引き出すための略Ｖ字状の凹形の引き出しリード案内溝８ｃを設けているため、引き出しリード線２ａは凹形の引き出しリード案内溝８ｃの中に収まった状態で外部に引き出されることになることとなり、引き出しリード線２ａの位置決めが可能となるとともに、引き出しリード線２ａ間の接触も防げるという効果を有するものである。
【００４１】
なお、図４（ａ），（ｂ）においては、コイル押さえカバー８の外周部にも略Ｖ字状の凹形の引き出しリード案内溝８ｃを設けているため、コイル押さえカバー８の外周部に設けた接続用の面実装端子ピン９ｃまで引き回す際、さらに位置決め精度が向上し接続作業も容易となる。
【００４２】
なお、接続用の面実装端子ピン９ｃは、特に面実装用でなくても上記効果は得られることはいうまでもない。
【００４３】
（実施の形態４）
図５（ａ）はさらに他の実施の形態の要部であるコイル押さえカバー８の部分拡大断面図であり、他は実施の形態３と同構成のものであり、同図によると、コイル押さえカバー８の外周面に突起部８ｄを設け引き出しリード線２ａを突起部８ｄに固定するとともに引き出しリード線２ａの少なくとも一部に被覆除去部９ｄを設けることで、この被覆除去部９ｄを有する突起部８ｄをプリント基板へ挿入してプリント基板へ実装接続するもので、基板への接続用の端子が不要となること、および接続点が減るため接続信頼性も向上するという効果を有するものである。
【００４４】
（実施の形態５）
図５（ｂ）はさらに他の実施の形態の要部であるコイル押さえカバー８の部分拡大断面図であり、他は実施の形態４と同構成のものであり、同図によると、コイル押さえカバー８の外周面に凹形水平溝８ｅを設けて、凹形水平溝８ｅに引き出しリード線２ａを押し込むことで、リード線のたるみを防止し、隣接リード線間の接触防止を行うものである。
【００４５】
（実施の形態６）
図６はさらに他の実施の形態の側断面図であり、実施の形態１との相違点のみ説明すると、１０はコイルベース７とコイル押さえカバー８を嵌合した後の開口部、１１は嵌合部であり、コイルベース７の中央部に磁心１を通す中芯ガイド鍔部７ｂを設け、中芯ガイド鍔部７ｂとコイル押さえカバー８とを隙間なく嵌合して嵌合部１１とするとともに、コイルベース７の外周部とコイル押さえカバー８の内面壁との間に開口部１０を形成したことによって、この開口部１０から注型樹脂６を充填して薄形積層コイルを完成させるものである。
【００４６】
従って、コイルベース７にコイル押さえカバー８を被せた後、積層コイルを反転させることで、開口部１０を上方に向け、極めて容易に注型樹脂６が充填できるとともに、コイルの発熱の高放熱化および安全性の向上が図れるものである。
【００４７】
なお、高接着性の樹脂を真空注型し、コイル内のボイドを除去すれば、沿面距離等も緩和され、さらなる小形化が可能となる。
【００４８】
また、上記構成とするためには、実施の形態１で述べた第１、第２の工程に加えて積層コイルにコイル押さえカバー８を被せた後、積層コイルを上下反転させる第３の工程と、反転後コイル押さえカバー８の内面壁とコイルベース７の外周部との間にできる開口部１０より、樹脂を充填する第４の工程を経て、閉磁路を構成する磁心１を組み込み完成させる製造方法を用いれば良いものである。
【００４９】
（実施の形態７）
図７はさらに他の実施の形態の側断面図であり、同図によると、６ａは樹脂だまり部、７ｃは渦巻コイルを積層するコイルベース７の裏面に設けられた凸状の鍔部、７ｄはコイ
ルベース７の渦巻コイル２を積層する面に設けた貫通穴、８ｆはコイル押さえカバー８の鍔部であり、コイルベース７の裏面に凸状の鍔部７ｃを形成し、開口部１０を形成するコイル押さえカバー８の鍔部８ｆの高さを概ね、鍔部７ｃと同一高さに形成して、樹脂だまり部６ａを設けたものであり、樹脂注型する際樹脂あふれがなくなり、注型作業が容易となるという効果を有するものである。
【００５０】
なお、コイルベース７に貫通穴７ｄを設けることにより、樹脂注型する際、この貫通穴７ｄも開口部として利用できることとなり、樹脂回りが速くなり、樹脂注型スピードが速くなる。つまり、注型工数が削減できるという効果も有するものである。さらに、この貫通穴７ｄは、通風孔としても利用できるため、樹脂注型しない場合でもコイル温度の低減等の効果が得られるものである。
【００５１】
なお、図８に示すごとく、コイル押さえカバー８の中央部に磁心１を通す中芯ガイド壁部８ｇを設け、中芯ガイド壁部８ｇとコイルベース７の中芯ガイド鍔部７ｂとを嵌合し、２重嵌合部１２としてやれば内部の渦巻コイルを形成する巻線２と磁心１はこの２重嵌合のガイド壁で隔てられるため、巻線２と磁心１間の沿面距離が、基板実装面積を大きくしなくても確保できるという効果を有するものである。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、引き出しリード線を有する渦巻コイルと、前記渦巻コイルを挟み込むように、一方から配置したコイルベースと他方から配置したコイル押さえカバーと、前記渦巻コイルに組み込んだ磁心とを備え、前記コイルベースの端面部には櫛形状に配置した複数の櫛形状突起部を設けるとともに、前記コイル押さえカバーには前記櫛形状突起部と対向する内面壁を設け、前記渦巻コイルの引き出しリード線を前記櫛形状突起部間より引き出すとともに、前記櫛形状突起部と前記内面壁との隙間から引き出した構成としたことによりコイル積層厚みの安定化と引き出しリード線の影響による巻線の可動防止が同時に達成でき、積層巻線間の結合状態が安定し、電気性能のばらつきも少なくできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の薄形積層トランスの一実施の形態の側断面図
【図２】 同分解斜視図
【図３】 （ａ）同他の実施の形態の平面図
（ｂ）同側断面図
（ｃ）同他の実施の形態の側断面図
【図４】 （ａ）同他の実施の形態の平面図
（ｂ）同側断面図
【図５】 （ａ）同他の実施の形態の要部であるコイル押さえカバーの部分拡大断面図
（ｂ）同他の実施の形態の要部であるコイル押さえカバーの部分拡大断面図
【図６】 同他の実施の形態の側断面図
【図７】 同他の実施の形態の側断面図
【図８】 同他の実施の形態の側断面図
【図９】 従来の薄形積層トランスの側断面図
【図１０】 同分解斜視図
【符号の説明】
１ 磁心
２ 巻線（渦巻コイル）
２ａ 引き出しリード線
３ 絶縁紙
４ スペーサ
５ コイルケース
６ 充填樹脂
６ａ 樹脂だまり部
７ コイルベース
７ａ 櫛形状突起部
７ｂ 中芯ガイド鍔部
７ｃ 鍔部
７ｄ 貫通穴
８ コイル押さえカバー
８ａ コイルとの対向面
８ｂ 突起状の鍔部
８ｃ 引き出しリード案内溝
８ｄ 突起部
８ｅ 凹形水平溝
８ｆ 鍔部
８ｇ 中芯ガイド壁部
９ａ 端子ピン
９ｂ Ｌ形端子ピン
９ｃ 面実装端子ピン
９ｄ 被覆除去部
１０ 開口部
１１ 嵌合部
１２ ２重嵌合部
Claims (10)
- 引き出しリード線を有する渦巻コイルと、前記渦巻コイルを挟み込むように、一方から配置したコイルベースと他方から配置したコイル押さえカバーと、前記渦巻コイルに組み込んだ磁心とを備え、前記コイルベースの端面部には櫛形状に配置した複数の櫛形状突起部を設けるとともに、前記コイル押さえカバーには前記櫛形状突起部と対向する内面壁を設け、前記渦巻コイルの引き出しリード線を前記櫛形状突起部間より引き出すとともに、前記櫛形状突起部と前記内面壁との隙間から引き出した薄形積層トランス。
- 前記コイル押さえカバーの外周部に設けた基板への接続端子部を有し、前記接続端子部まで前記渦巻コイル外周端面から、所定の前記引き出しリード線を引き回したことを特徴とする請求項１記載の薄形積層トランス。
- １次、または、２次の少なくとも一方に３層絶縁被覆電線を使用した請求項２記載の薄形積層トランス。
- 前記磁心と前記接続端子部の沿面間に突起状の鍔部を前記コイル押さえカバー外周面上に設けた請求項２記載の薄形積層トランス。
- 前記櫛形状突起部と対向する前記コイル押さえカバーの内面壁に、前記引き出しリード線を引き出すための略Ｖ字状の凹形の引き出しリード案内溝を設けた請求項１記載の薄形積層トランス。
- 前記コイルベースの中央部に磁心を通す中芯ガイド鍔部を設け、前記中芯ガイド鍔部と前記コイル押さえカバーとを隙間なく嵌合するとともに、前記コイルベース外周部と前記コイル押さえカバーの内面壁との間に開口部を設け、この開口部から、樹脂を充填した請求項１記載の薄形積層トランス。
- 前記渦巻コイルを積層する前記コイルベースの裏面に凸状の鍔部を形成し、前記鍔部と前記コイル押さえカバーの内面壁との間に開口部を設けるとともに、前記鍔部の高さと前記コイル押さえカバーの内面壁を構成する鍔部の高さとを概ね同一高さにし、前記開口部を樹脂溜り部としたことを特徴とした請求項６記載の薄形積層トランス。
- 前記渦巻コイルを積層するコイルベース面に貫通穴を設けた請求項１記載の薄形積層トランス。
- 前記コイル押さえカバーの中央部に磁心を通す中芯ガイド壁部を設け、前記コイルベースの中央部に磁心を通す中芯ガイド鍔部を設け、前記中芯ガイド壁部とコイルベースの中芯ガイド鍔部とを嵌合した請求項１記載の薄形積層トランス。
- 引き出しリード線を有する渦巻コイルを順次、積層する工程と、前記渦巻コイルを挟み込むように、一方からコイルベースを配置するとともに、他方からコイル押さえカバーを配置する工程と、前記渦巻コイルに磁心を組み込む工程とを備え、前記コイルベースの端面部には櫛形状に配置した複数の櫛形状突起部を設けるとともに、前記コイル押さえカバーには前記櫛形状突起部と対向する内面壁を設け、前記渦巻コイルの引き出しリード線を前記櫛形状突起部間より引き出すとともに、前記櫛形状突起部と前記内面壁との隙間から引き出す工程を設けた薄形積層トランスの製造方法。
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