JP3893990B2 - コイル装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はコイル装置及びその製造方法に係り、特に、表面実装が可能なコイル装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図17は従来のトランスの分解斜視図を示す。
【0003】
従来のトランス400は、表面実装型デバイス(SMD;surface mounted device)型のトランスであり、回路基板との接続を行うための端子基板411、一次巻線を構成する第1ワイヤ412、二次巻線を構成する第2ワイヤ413、第1ワイヤ412及び第2ワイヤ413を巻回するためのドラムコア414、ドラムコア414と協働して磁路を形成するためのリングコア415を含む構成とされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来のSMDトランス400では、端子基板411をドラムコア414、リングコア415の底面に配置していたため、装置薄型化を妨げていた。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、小型、薄型のコイル装置及びその製造方法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】
本発明は、ワイヤ(11−1〜11−3)と、ワイヤ(11−1〜11−3)が巻線される第1のコア(12)と、第1のコア(12)の側面を包囲するように配置され、第1のコア(12)とともに磁路を形成する第2のコア(13)と、第2のコア(13)の外側面に係合され、外側面側でワイヤ(11−1〜11−3)が接続される端子(14−1〜14−6)とを有し、第2のコア(13)は上下端に端子(14−1〜14−6)が係合する切欠部(42a、42b)と、端子(14−1〜14−6)が取り付けられる端子取付部(42−1〜42−6)と、第1のコア(12)との位置決めを行う第1の位置決めピン(43)と、第1の位置決めピン(43)とは形状の異なり、第1のコア(12)との位置決めを行う第2の位置決めピン(44)とを有し、第1のコア(12)は、第1の位置決めピン(43)に係合する形状とされた第1の切欠部(22a)と、第2の位置決めピン(44)に係合する形状とされた第2の切欠部(22b)とを有し、端子(14−1〜14−6)は各々上端及び下端が共にかぎ状に折曲されて、第2のコア(13)の端子取付部(42−1〜42−6)に取り付けられ、第2のコア(13)に固定されることを特徴とする。
【0007】
本発明によれば、第1のコア(12)の周囲を囲む第2のコア(13)の外周面に端子(14−1〜14−6)を取り付け、端子(14−1〜14−6)の外周面で第1のコア(12)から第2のコア(13)の外側に引き出されたワイヤ(11−1〜11−3)を接続することにより、第2のコア(13)の内周側にワイヤ(11−1〜11−3)を端子(14−1〜14−6)に接続するためのスペースを設ける必要がないので、小型化できる。
また、第2のコア(13)に上下端に端子(14−1〜14−6)が係合する切欠部(42a、42b)を有し、端子(14−1〜14−6)が取り付けられる端子取付部(42−1〜42−6)を設け、端子(14−1〜14−6)の上端及び下端を共にかぎ状に折曲して、端子取付部(42−1〜42−6)に取り付けることにより、端子(14−1〜14−6)を第2のコア(13)に固定している。このとき、端子取付部(42−1〜42−6)の下端側の切欠部(42b)を端子(14−1〜14−6)の厚さ程度に切り欠くことにより、端子が第2のコアの底面と略一致、あるいは、わずかに突出するので、回路基板の接続パターンに確実に接触させることが可能となる。
さらに、第2のコア(13)に第1のコア(12)との位置決めを行う第1の位置決めピン(43)と、第1の位置決めピン(43)とは形状の異なり、第1のコア(12)との位置決めを行う第2の位置決めピン(44)とを設け、第1のコア(12)に第1の位置決めピン(43)に係合する形状とされた第1の切欠部(22a)と、第2の位置決めピン(44)に係合する形状とされた第2の切欠部(22b)とを設けることにより、第1のコア(12)と第2のコア(13)との回転を防止し、かつ、これらをコイル装置(1)のマウント時の極性確認用マーカーとして用いることができる。
【0008】
また、端子(14−1〜14−6)を第2のコア(13)の外側面に取り付けることにより上下方向の突出を最小にできるため、装置を薄型化できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
〔第1実施例〕
〔コイル装置1の構成〕
図1は本発明のコイル装置1の斜視図、図2は本発明のコイル装置1の構成図を示す。
【0010】
本実施例のコイル装置1は、6端子のトランスと構成する表面実装デバイス(SMD;Surface Mounted Device)であり、図示しない回路基板に表面実装される。コイル装置1は、ワイヤ11−1〜11−3と、ワイヤ11−1〜11−3が巻回されるドラムコア12と、ドラムコア12の側面を包囲するように配置され、ドラムコア12とともに磁路を形成するリングコア13と、リングコア13に外側面に係合され、外側面側でワイヤ11が接続され、図示しない回路基板との接続を行う端子部14とから構成されている。
〔ドラムコア12〕
図3はドラムコア12の構成図を示す。
【0011】
ドラムコア12は、ワイヤ11−1〜11−3が巻回される巻線部21、巻線部21の上部に形成された上鍔部22、巻線部21の下部に形成された下鍔部23から構成される。巻線部21、上鍔部22、下鍔部23は、フェライトなどの磁性材により成形されている。
〔巻線部21〕
巻線部21は、フェライトなどの磁性材を所定の径の円柱形状に成形された構成とされており、ワイヤ11−1〜11−3が巻線される。
〔上鍔部22〕
上鍔部22は、フェライトなどの磁性材を巻線部21の径より大きな径を有する略円盤形状に成形した構成とされており、巻線部21の矢印Z1方向の端部に取り付けられる。上鍔部22には、周囲に等間隔に位置決め用切欠22a、22b、22c、22dが形成されている。
【0012】
位置決め用切欠22aは、リングコア13に設けられた位置決めピン43と係合する。位置決め用切欠22cは、位置決め用切欠22aより小さく径で切り欠かれており、リングコア13の位置決めピン44と係合する。なお、位置決め用切欠22cは、その内径が位置決めピン43の外径より小さく、位置決めピン43とは係合しない構成とされている。上鍔部22は、周縁部の下面がリングコア13の上端面と対向する。
〔下鍔部23〕
下鍔部23は、フェライトなどの磁性材を上鍔部22の径より小さな径を有する略円盤形状に成形した構成とされており、巻線部21の矢印Z2方向の端部に取り付けられる。下鍔部23は、リングコア13の下端内側面に当接する。
〔リングコア13〕
図4はリングコア13の構成図を示す。
【0013】
リングコア13は、フェライトなどの磁性材を略円筒状に成形した構成とされており、収容部41、端子取付部42−1〜42−6、位置決めピン43、44を含む構成とされている。
〔収容部41〕
収容部41は、フェライトなどの磁性材をドラムコア13の下鍔部23の径よりわずかに大きい内径の中空円筒形状に成形した構成とされており、ドラムコア12が収容される。リングコア13は、収容部31の上端面がドラムコア12の上鍔部22下面と磁気的に結合するとともに、収容部31の下端部の内側面がドラムコア12の下鍔部23の側面と磁気的に結合する。これによって、ドラムコア12とリングコア13とで磁路が形成される。
〔端子取付部42−1〜42−6〕
リングコア13には、周囲に等間隔に6個の端子取付部42−1〜42−6が形成されている。端子取付部42−1には、端子14−1が取り付けられる。端子取付部42−2には、端子14−2が取り付けられる。端子取付部42−3には、端子14−3が取り付けられる。端子取付部42−4には、端子14−4が取り付けられる。端子取付部42−5には、端子14−5が取り付けられる。端子取付部42−6には、端子14−6が取り付けられる。
【0014】
また、端子取付部42−1〜42−6は、夫々に上端に切欠部42aが、下端に切欠部42bが形成されている。切欠部42aには、端子14−1〜14−6の上部係合部が係合する。切欠部42aによりドラムコア12とリングコア13とを係合させたときに、端子14−1〜14−6とドラムコア12の上鍔部22との間にわずかに間隙が形成される。端子14−1〜14−6とドラムコア12の上鍔部22との間の間隙を通してワイヤ11−1〜11−3がリングコア13の外部に延出される。
【0015】
また、切欠部42bには、端子14−1の下部係合部が係合する。切欠部42bは、端子14−1の厚さ程度に切り欠かれており、端子14−1の下部係合部の底面とリングコア13の底面とが略一致、あるは、端子14−1がリングコア13よりわずかに突出する構成とされている。これにより、図示しない回路基板の接続パターンと確実に接触可能となる。
〔位置決めピン43〕
また、リングコア13の端子取付部42−1と端子取付部42−6との間には位置決めピン43が形成されている。位置決めピン43は、矢印Z1方向の端面から突出して形成されている。位置決めピン43には、ドラムコア12の位置決め用切欠部22aが係合する。
〔位置決めピン44〕
さらに、端子取付部42−3と端子取付部42−4との間には位置決めピン44が矢印Z1方向の端部から突出して形成されている。位置決めピン44には、ドラムコア12の位置決め用切欠部22cが係合する。
【0016】
なお、位置決めピン43,44は切欠部22a,22cと係合することでドラムコア12とリングコア13との回転を防止し、且つコイル装置1が回路基板上にマウントされる場合の極性確認用マーカーとして用いられる。
〔端子14−1〜14−6〕
端子14−1〜14−6は、同一の構成であるので、ここでは、端子14−1の構成について説明する。
【0017】
図5は端子14−1の構成図を示す。図5(A)は上面図、図5(B)は側面図、図5(C)は底面図、図5(D)は正面図を示す。
【0018】
端子14−1は、金属板を一体にプレス加工した構成とされている。端子14−1には、側面部50、下部係合部51、上部係合部52、接続爪53、貫通孔54を含む構成とされている。
〔下部係合部51〕
下部係合部51は、側面部50の矢印Z2方向の端部をリングコア13の内面方向、すなわち、矢印A1方向に折曲させ、さらに、その先端を矢印Z1方向に折曲させた構成とされている。下部係合部51は、リングコア13の端子取付部42−1の切欠部42bに係合される。
〔上部係合部52〕
上部係合部52は、取付前は図5に実線で示すように平面状とされている。上部係合部52は、取付時には下部係合部51をリングコア13の端子取付部42−1の切欠部42bに係合させた状態で、図5(B)に破線で示すように、リングコア13の内面方向、すなわち、矢印A1方向に折曲させた後、さらにその先端を矢印Z2方向に折曲される。図5(B)に破線で示すようにリングコア13の端子取付部42−1の切欠部42aに係合される。
〔接続爪部53〕
接続爪部53は、側面部50の略中央部に形成され、リングコア13の外側、すなわち、矢印A2方向に突出して、かぎ状に折曲された構成とされている。接続爪部53には、ワイヤ11−1の一端が巻線され、溶接される。
〔貫通孔54〕
貫通孔54は、上部係合部52の2つの折曲部に跨って形成されている。貫通孔54により上部係合部52を折曲させた際に、リングコア13の端子取付部42−1の切欠部42aの上面に溝が形成される。ワイヤ11−1は、この貫通孔54により形成される溝を通って外部に延出される。
〔コイル装置1の製造方法〕
次にコイル装置1の製造方法を説明する。
【0019】
図6は本発明のコイル装置1の製造工程図を示す。
【0020】
コイル装置1の製造方法は、ドラムコア12にワイヤ11−1〜11−3を巻回する工程S1と、リングコア13に端子14−1〜14−6を取り付ける工程S2と、ワイヤ11−1〜11−3が巻線されたドラムコア12を端子14−1〜14−6が取り付けられたリングコア13に取り付け、固定する工程S3〜S5と、ワイヤ11−1〜11−3を端子14−1〜14−6に接続する工程S6とから構成される。
〔工程S1〕
図7は工程S1を説明するための図を示す。
【0021】
工程S1では、まず、図7(A)に示すように巻き線チャック100にドラムコア12を取り付ける。次に、巻線チャック100の周囲に配置されたワイヤからげピン101−1にワイヤ11−1の一端がからげられる。ワイヤ11−1は、ドラムコア12に所定回数巻線された後、ワイヤからげピン101−4に他端がからげられる。以上により、図7(B)に示すようにワイヤ11−1がドラムコア12に巻回される
同様にして、ワイヤからげピン101−2にワイヤ11−2の一端がからげられ、ドラムコア12に所定回数巻線された後、ワイヤからげピン101−5に他端がからげられる。以上によりワイヤ11−2がドラムコア12に巻線される。また、ワイヤからげピン101−3にワイヤ11−3の一端がからげられ、ドラムコア12に所定回数巻線された後、ワイヤからげピン101−6に他端がからげられる。以上によりワイヤ11−3がドラムコア12に巻線される。
【0022】
なお、巻線チャック100は、巻線時には通常巻線設備に固定して使用され、搬送時には搬送冶具として取り外して使うことができる。
【0023】
図8は工程S1終了後の状態を示す図である。図8(A)は平面図、図8(B)は側面図を示す。
【0024】
工程S1が終了後は、図8に示すようにワイヤ11−1〜11−3がドラムコア12に巻線され、その端部がワイヤからげピン101−1〜101−6にからげられた状態となる。
〔工程S2〕
図9は工程S2の動作を説明するための図を示す。
【0025】
工程S2は、リングコア13に端子14−1〜14−6を取り付ける工程である。工程S2では、端子14−1〜14−6が図5に実線で示すような状態で供給される。供給された端子14−1〜14−6は、図8に示すように下部係合部51がリングコア13の端子取付部42−1の切欠部42bに係合される。図9に破線で示すような状態とされる。次に、端子14−1〜14−6の上部係合部52を図9に実線で示すように折曲させる。以上により端子14−1〜14−6がリングコア13に取り付けられる。
【0026】
工程S3は、ワイヤ11−1〜11−3が巻線されたドラムコア12を端子14−1〜14−6が取り付けられたリングコア13に取り付ける工程である。
【0027】
工程S3では、図10(A)に示すように工程S1でワイヤ11−1〜11−3が巻線されたドラムコア12及び工程S2で端子14−1〜14−6が取り付けられたリングコア13が供給される。図10(B)に示すように巻線チャック100に固定されたドラムコア12の切欠22aにリングコア13の位置決めピン43が係合し、かつ、ドラムコア12の切欠22bにリングコア13の位置決めピン44が係合するようにリングコア13をドラムコア12に取り付ける。
【0028】
工程S4は、接着剤を塗布する工程であり、例えば、リングコア13とドラムコア12との間に熱硬化性の接着剤を塗布する。工程S5は、加熱冷却する工程であり、間に接着剤が塗布されたドラムコア12とリングコア13とを加熱し、硬化させた後、冷却する。 工程S4、S5によりドラムコア12とリングコア13とが固着される。尚、ドラムコア12及びリングコア13が巻き線チャック100上に固定されている状態で加熱冷却を行う。これは、加熱冷却によるワイヤ11−1〜11−3の撓み等を防止するためである。
〔工程S6〕
図11、図12は工程S6の動作を説明するための図である。図11は作業時の状態を説明するための図であり、図12は作業後の状態を説明するための図である。
【0029】
工程S6では、まず、ワイヤからげピン101−1〜101−6を図11に示すようにリングコア13の方向、すなわち、矢印B1、B2方向に回動させる。ワイヤからげピン101−1〜101−6が矢印B1、B2方向に回動されることにより、ワイヤ11−1〜11−3にたるみができる。このとき、リングコア13の内部のワイヤ11−1〜11−3は、工程S4、S5で接着剤により固着されているので、巻き線が緩むことははく、リングコア13の外部のワイヤ11−1〜11−3がゆるむことになる。
【0030】
次に、図12に示すようにワイヤ11−1〜11−3を端子14−1〜14−6の接続部53にからげる。ワイヤ11−1〜11−3を端子14−1〜14−6の接続部53にからげた後、ワイヤ11−1〜11−3を端子14−1〜14−6の接続部53に半田等により固定する。以上により、ワイヤ11−1〜11−3を端子14−1〜14−6に接続できる。
【0031】
工程S6でワイヤ11−1〜11−3を端子14−1〜14−6に接続した後、巻き線チャック100からドラムコア12を取り外すことにより図13に示すようなコイル装置1が完成する。完成したコイル装置1は、捺印、測定、外観検査が行われた後、テーピングされ、梱包されて出荷される。
【0032】
なお、上記実施例では、ワイヤ11−1〜11−3の端部が互いに対角に延出するように構成されているが、ワイヤ11−1〜11―3の延出位置はこれに限定されるものではなく、ワイヤ11−1〜11−3の両端が隣接する端子から延出されるようにしてもよい。
〔第2実施例〕
上記実施例では、6端子のコイル装置に適用した例について説明したが、4端子のコイル装置に適用することもできる。
【0033】
図14は本発明のコイル装置の他の実施例の分解斜視図、図15は本発明のコイル装置の他の実施例の構成図を示す。
【0034】
本実施例のコイル装置200は、ワイヤ201−1、201−2、ドラムコア202、端子203−1〜203−4、リングコア204を含む構成とされている。
【0035】
ワイヤ201−1、201−2は、フェライトなどの磁性材から構成されるドラムコア202に所定回数巻回され、両端が対角あるいは、隣接するように引き出される。なお、ドラムコア202は、図3に示すドラムコア12と略同じ構成である。
【0036】
端子203−1〜203−4は、リングコア204の周囲に等間隔に形成された端子取付部205−1〜205−4にコイル装置1と同様にして取り付けられる。ワイヤ201−1、201−2の端部は、ドラムコア202とリングコア203との間隙から引き出されて、端子203−1〜203−4の外側部に設けられた接続ピン206に巻回され、溶接される。
【0037】
なお、本実施例のコイル装置200は、図6に示すコイル装置1の製造方法と同様な製造工程により製造することが可能である。
〔第3実施例〕
図16は本発明のコイル装置の第3実施例の構成図を示す。
【0038】
本実施例の第3実施例のコイル装置300は、ワイヤ301−1〜301−4、ドラムコア302、端子303−1〜303−8、リングコア204を含む構成とされている。
【0039】
ワイヤ301−1〜301−4は、フェライトなどの磁性材から構成されるドラムコア302に各々に設定された回数巻線され、各ワイヤ301−1〜301−3の両端が対角あるいは、隣接するように引き出される。なお、ドラムコア302は、図3に示すドラムコア12と略同じ構成である。
【0040】
端子303−1〜303−8は、リングコア304の周囲に等間隔に形成された端子取付部305−1〜305−8に第1実施例と同様にして取り付けられる。ワイヤ301−1〜301−4の端部は、ドラムコア302とリングコア303との間隙から引き出されて、端子303−1〜303−8の外側部に設けられた接続部306に巻回され、半田付けされる。
【0041】
なお、本実施例のコイル装置300は、図6に示すコイル装置1の製造方法と同様な製造工程により製造することが可能である。
【0042】
端子数を増やすことにより、トランス出力を増やすことができる。トランス出力を増やすことにより、例えば、第3実施例では、1入力端子と、60V用端子、100V用端子、200V用端子と3つの出力端子を持つことが可能となる。
【0043】
また、上記実施例では、6端子、4端子、8端子のトランスについて説明したが、これに限定されるものではなく8端子以上のコイル装置に適用することもできることは言うまでもない。
【0044】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、第1のコアの周囲を囲む第2のコアの外周面に端子を取り付け、端子の外周面で第1のコアから第2のコアの外側に引き出されたワイヤを接続することにより、第2のコアの内周側にワイヤを端子に接続するためのスペースを設ける必要がないので、小型化できる。
【0045】
また、本発明によれば、端子を第2のコアの外側面に取り付けることにより上下方向の突出を最小にできるため、装置を薄型化できる。
さらに、第2のコアに上下端に端子が係合する切欠部を有し、端子が取り付けられる端子取付部を設け、端子の上端及び下端を共にかぎ状に折曲して、端子取付部に取り付けることにより、端子を第2のコアに固定しており、端子取付部の下端側の切欠部を端子の厚さ程度に切り欠くことにより、端子が第2のコアの底面と略一致、あるいは、わずかに突出するので、回路基板の接続パターンに確実に接触させることが可能となる。
さらに、第2のコアに第1のコアとの位置決めを行う第1の位置決めピンと、第1の位置決めピンとは形状の異なり、第1のコアとの位置決めを行う第2の位置決めピンとを設け、第1のコアに第1の位置決めピンに係合する形状とされた第1の切欠部と、第2の位置決めピンに係合する形状とされた第2の切欠部とを設けることにより、第1のコアと第2のコアとの回転を防止し、かつ、これらをコイル装置のマウント時の極性確認用マーカーとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のコイル装置の第1実施例の斜視図である。
【図2】 本発明のコイル装置の第1実施例の構成図である。
【図3】 ドラムコア12の構成図である。
【図4】 リングコア13の構成図である。
【図5】 端子14−1の構成図である。
【図6】 本発明のコイル装置1の製造工程図である。
【図7】 工程S1を説明するための図である。
【図8】 工程S1終了後の状態を示す図である。
【図9】 工程S2の動作を説明するための図である。
【図10】 工程S3の動作を説明するための図である。
【図11】 工程S6の動作を説明するための図である。
【図12】 工程S6の動作を説明するための図である。
【図13】 コイル装置1の完成図である。
【図14】 本発明のコイル装置の第2の実施例の分解斜視図である。
【図15】 本発明のコイル装置の第2の実施例の構成図である。
【図16】 本発明のコイル装置の第3の実施例の構成図である。
【図17】 従来のトランスの構成図である。
【符号の説明】
1:コイル装置
11−1〜11−3:ワイヤ、12:ドラムコア、13:リングコア、
14−1〜14−6:端子部、31:収容部、21:巻線部、22:上鍔部
23:下鍔部、42−1〜42−6:端子取付部、42a、42b:切欠
43、44:位置決めピン、45:側面保持部
Claims (4)
- ワイヤと、
前記ワイヤが巻線される第1のコアと、
前記第1のコアの側面を包囲するように配置され、前記第1のコアとともに磁路を形成する第2のコアと、
前記第2のコアの外側面に係合され、外側面側で前記ワイヤが接続される端子とを有し、
前記第2のコアは、上下端に前記端子が係合する切欠部と、前記端子が取り付けられる端子取付部と、前記第1のコアとの位置決めを行う第1の位置決めピンと、前記第1の位置決めピンとは形状の異なり、前記第1のコアとの位置決めを行う第2の位置決めピンとを有し、
前記第1のコアは、前記第1の位置決めピンに係合する形状とされた第1の切欠部と、前記第2の位置決めピンに係合する形状とされた第2の切欠部とを有し、
前記端子は、上端及び下端が共にかぎ状に折曲されて、前記第2のコアの端子取付部に取り付けられ、前記第2のコアに固定され、
前記端子取付部の下端側の切欠部は、前記端子の厚さ程度に切り欠かれていることを特徴とすることを特徴とするコイル装置。 - 前記端子は、外側面に前記ワイヤをからげるための突出部を有することを特徴とする請求項1記載のコイル装置。
- 前記第2のコアは、前記第2のコアの底面と前記端子の底面とが略一致させるように前記端子を取り付ける端子取付部を有することを特徴とする請求項1又は2記載のコイル装置。
- 前記第1のコアと前記第2のコアとは、接着剤により固着されていることを特徴とする請求項1記載のコイル装置。
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