JP4026128B2

JP4026128B2 - コイル用ボビン

Info

Publication number: JP4026128B2
Application number: JP2002241823A
Authority: JP
Inventors: 光昭鈴木
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: US20040036568A1; JP2004079950A; US6958673B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル用ボビンに関し、特に、磁心と共にワニス含浸処理を施して使用されるコイル用ボビンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トランスやチョークコイル等は、フェライトコア等を用いた磁心と銅線を卷回したプラスチック性ボビンからなる。更に、前記磁心は、ＥＥ型、ＥＩ型、ＵＵ型のように、２つの分割された部分から構成され、これらを接合面で突き合わせて組み立てることで１つの閉磁路が形成される。前記突きあせわせ部に生じる隙間（ギャップ）は、磁気特性を左右する重要な因子である。この突き合わせをより確実にするために、接着剤を用いる方法、テープを巻きつける方法、また、金属バネで固定する方法が用いられている。
【０００３】
また、トランス、チョークコイルは、その用途によって磁心と共に周知のワニス含浸処理を行なう場合がある。その目的は、コイル部の絶縁性の向上、電気的な振動や機械的な振動に対する安定性の向上にある。前記ワニス含浸処理の方法は、ポリエステル樹脂を希釈した溶液中に前記トランス、チョークコイルの端子部分を除いた全体をディップ含浸させた後、１３０℃前後の温度で乾燥及び硬化させるのが一般的である。
【０００４】
一方、銅線を卷回するプラスチック性のボビンは、熱可塑性のもの、熱硬化性のものがあり、用途により使い分けている。前記ワニス含浸処理を行なう場合には、ワニス含浸処理後のボビンの耐湿性が問題になるために、例えば、特開平１１−３３５５３３号公報に開示されているような、吸水率の低い熱可塑性樹脂（ポリブチレンテレフタレート）が用いられる。
【０００５】
しかしながら、前記ボビンは、磁心との間に所定のクリアランスが設けられていて、筒状の磁心挿入部１の内側と挿入された磁心２との間に隙間４が生じる。その結果、ワニス含浸処理を施すと、ワニス液はコイル部以外に、図６に示すように、筒状の磁心挿入部１の内側と挿入された磁心２との隙間４にも浸透する。又、前記筒状の磁心挿入部１と磁心２の形状は相似形になっていて、通常４角形である。したがって、前記隙間４は、前記形状に対応して、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のように変化する。即ち、磁心２が磁心挿入部１の内側にまったく接触しない図６（ａ）の場合、磁心２が磁心挿入部１の内側の符号３０で示す１箇所で面接触する図６（ｂ）の場合、磁心２が磁心挿入部１の内側の符号３０、３１で示す２箇所で面接触する図６（ｃ）の場合がある。
【０００６】
図６（ｂ）、（ｃ）の場合、磁心２は、前記樹脂の硬化と同時に磁心挿入部１の内側にある前記接触面３０、３１の何れか、又は両方で完全に固着される。かかる固着は、図７（ａ）に示すように、ＥＥ型、ＥＩ型、ＵＵ型のように、２つの部分から構成され、これらを接合面で突き合わせて組み立てられた磁心の場合、両磁心２０、２１が磁心挿入部１の内側にある前記接触面３０、３１において、磁心挿入部１の内側と両磁心２０、２１とがワニス４０で完全に固着されることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ワニス含浸処理によってコイル部の絶縁性の向上、電気的な振動や機械的な振動に対する安定性の向上は図れるが、以下の問題点がある。即ち前記したように、磁心挿入部１の内側と両磁心２０、２１とがワニス４０で完全に固着されているので、その結果周囲の温度、湿度の変化に伴うコイルボビンの寸法変化によるストレスが前記固着部に発生し、より寸法変化の少ない磁心２０、２１の接合面Ｇには、両磁心２０、２１を引き離す方向に力が働く。その結果、図７（ｂ）に示すように磁心２０、２１の接合面Ｇには隙間ｇが生ずる。かかる隙間ｇは、磁気抵抗の増加をもたらし、トランス、チョークコイルのインダクタンスの減少となって現れる。
【０００８】
従って、このようにコイルボビンにおいて周囲の温度、湿度の変化に対して出来るだけ寸法変化の少ないプラスチック樹脂材料を選定する。特に湿度においては吸水率の低い熱可塑性樹脂（ポリブチレンテレフタレート）を用いられる。しかしながらこの熱可塑性樹脂（ポリブチレンテレフタレート）は、コイルの半田カラゲ時の熱によりボビンの変形やピンの曲りが生じ易く、品質上問題となる。又、その作業においても特別な注意が必要であり、作業効率の向上を阻害している。
【０００９】
本発明は、かかる問題を解決して温度、湿度の点で寸法変化は大きいが熱変形の少ない耐熱性プラスチック樹脂材料、例えばフェノール樹脂を用いたコイル用ボビンを提供することを目的としてなされたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、分割された磁心の中芯がつき合わされる磁心挿入部を備え、前記磁心挿入部の外側にコイルが卷回され前記磁心と共にワニス含浸処理を施して使用されるコイル用ボビンであって、前記磁心挿入部の内壁に前記磁心の配置位置を規制する磁心規制部を有し、相対する前記内壁の前記磁心規制部間の距離が、挿入される磁心の幅よりも大きく、かつ前記磁心挿入部の高さ（ M ）は、前記分割された磁心の２つの中芯を突き合わせた長さ（ K ）より短いことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載のコイル用ボビンは、請求項１に記載のコイル用ボビンにおいて、前記磁心規制部は、前記磁心挿入部に嵌入される分割された磁心のつき合わせ位置を挟んだ、それぞれの相対する磁心挿入部の内壁に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載のコイル用ボビンは、請求項１又は２に記載のコイル用ボビンにおいて、前記磁心規制部は、前記磁心挿入部に嵌入される部分の全ての面に少なくとも１つ以上形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載のコイル用ボビンは、請求項１から３のいずれかに記載のコイル用ボビンにおいて、前記磁心規制部は、前記磁心挿入部の内壁に形成された直線状の突起であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載のコイル用ボビンは、請求項１から３のいずれかに記載のコイル用ボビンにおいて、前記磁心規制部は、前記磁心挿入部の内壁に形成された点状の突起であることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１において、ボビン１０は、ボビンフランジ部１２、ボビンベースフランジ部１４を備え、その間に筒状の磁心挿入部１３が形成されている。ボビンベースフランジ部１４には図示していないコイルが接続されるピン端子１６が設けられると共に、コイルスタンド部１５が形成されている。前記磁心挿入部１３の外側には、図示していないコイルが卷回される。また磁心挿入部１３の内壁１７には、磁心の配置位置を規制する直線状の突起からなる磁心規制部１１が磁心の挿入される長手方向に、全ての面に少なくとも１つ以上形成されている。
【００１６】
図２に示すように、前記磁心規制部１１の長さＬは、磁心挿入部１３の高さＭ、即ち、ボビン１０のボビンフランジ部１２とボビンベースフランジ部１４両端間の高さＭよりも短い。又、磁心挿入部１３の高さＭは、図４を用いて後述するように、磁心挿入部１３に挿入される図示していない磁心の長さよりも短い。また、直線状の突起の高さＨは、磁心がワニスで完全に固着されない厚さである０．０２ｍｍ以上であり、その高さＨは大きいほど効果は大きいが、該高さＨが大きくなると磁心の断面積が小さくなり、インダクタンスを大きくできないので１ｍｍ以下が適当である。又、直線状の突起の幅Ｗは、磁心が接する部分の形状により変化し、例えば突起の断面が円形の場合にはその曲率で定まる。
【００１７】
前記磁心規制部１１の形状は前記以外であってもよく、例えば図３に示すように磁心挿入部１３の内壁１７に形成された点状の突起１１であってもよい。但し、前記したように、磁心がＥＥ型、ＥＩ型、ＵＵ型のように、２つの部分から構成されている場合には、分割された磁心のつき合わせ位置を挟んだ、それぞれの相対する磁心挿入部の内壁に形成されている。
【００１８】
例えば図４に示すように、２つのＥ型磁心２０、２１から構成され、該磁心２０、２１のつき合わせ位置Ｇを挟んでＥＥ型磁心５０が形成されている場合について説明する。ボビン１０には巻線２２が施され、磁心挿入部１３内には磁心２０、２１の中芯２が挿入されている。前記ボビン１０において磁心挿入部１３の内壁１７の各面には、分割された磁心のつき合わせ位置Ｇを挟んで点状の突起１１が図５に示すようにそれぞれ形成されている。その結果、中芯２の各面は、前記点状の突起１１の何れかに制限されて直接磁心挿入部１３の内壁１７に面接触せず、図２（ｂ）で示した高さＨだけ離れている。
【００１９】
磁心２０、２１の両中芯２を合わせた長さＫは、磁心挿入部１３の高さＭ、即ち、ボビン１０のボビンフランジ部１２とボビンベースフランジ部１４両端間の高さＭよりも長い。即ち、ボビン１０が膨張しても分割された磁心２０、２１の面１９、２３に、ボビンフランジ部１２とボビンベースフランジ部１４が当らないように所定のクリアランス１８が設けられている。その結果、ボビンフランジ部１２とボビンベースフランジ部１４が、磁心２０、２１の面１９、２３により押されて、分割された磁心２０、２１のつき合わせ位置Ｇを引き離す力は働かない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によるコイル用ボビンによれば、磁心挿入部を備え、前記磁心挿入部の外側にコイルが卷回される、ワニス含浸処理を施したコイル用ボビンの前記磁心挿入部の内壁に磁心の配置位置を規制する磁心規制部を有することにより、ワニス含浸処理によって磁心とボビンが完全に固着されることがなくなり、周囲の温度及び湿度の変化によるボビンの寸法変化があっても磁心の接合面Ｇに隙間ｇが生じない。その結果、磁気抵抗の増加がなく、トランス、チョークコイルのインダクタンスを一定に保つ。
【００２１】
更に、コイルボビン材料の選定は一般に次のように使い分けています。すなわち前記のような耐環境性を重視する場合は周囲の温度、湿度などに対して変化率の少ない材料である熱可塑性樹脂（例えばポリブチレンテレフタレート）を使い一方はんだ処理等で耐熱性を重視する場合は熱硬化性樹脂（例えばフェノール）を使用する。本発明ではこの二律背反である熱硬化樹脂を使用し、温度、湿度の環境変化に対してより安定なトランス、チョークコイルがえられる為、用途によるボビン材料の使い分けによる煩雑性がなくなり、またコイルの半田カラゲ時の熱によるボビンの変形やピンの曲り等の品質管理がなくなり、作業においても特別な注意が必要なくなり、作業効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるボビンの外観斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ｂ断面（ａ）及び上面図（ｂ）である。
【図３】図１におけるＡ−Ｂ断面において、磁心規制部が点状の突起の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態におけるボビンに磁心を挿入したときの図１におけるＡ−Ｂ断面図であり、磁心規制部が点状の突起である場合の断面図である。
【図５】図４における中芯とボビンの断面図である。
【図６】従来の中芯とボビンの断面図であって、図６（ａ）は磁心が磁心挿入部の内側にまったく接触しない場合、図６（ｂ）は磁心が磁心挿入部の内側の１箇所で面接触する場合、図６（ｃ）は磁心が磁心挿入部の内側の２箇所で面接触する場合の図である。
【図７】従来の中芯とボビンにおいて、磁心挿入部の内側と磁心が接触面して固着された時の説明図であって、図７（ａ）はボビンが熱膨張する前の図、図７（ｂ）はボビンの熱膨張により磁心の接合面に隙間が生じた場合の図である。
【符号の説明】
２、２０、２１磁心
１０ボビン
１１磁心規制部
１２ボビンフランジ部
１４ボビンベースフランジ部
１３磁心挿入部
１６ピン端子
１５コイルスタンド部
１７内壁
２２コイル

Claims

分割された磁心の中芯がつき合わされる磁心挿入部を備え、前記磁心挿入部の外側にコイルが卷回され前記磁心と共にワニス含浸処理を施して使用されるコイル用ボビンであって、前記磁心挿入部の内壁に前記磁心の配置位置を規制する磁心規制部を有し、相対する前記内壁の前記磁心規制部間の距離が、挿入される磁心の幅よりも大きく、かつ前記磁心挿入部の高さ（ M ）は、前記分割された磁心の２つの中芯を突き合わせた長さ（ K ）より短いことを特徴とするコイル用ボビン。
前記磁心規制部は、前記磁心挿入部に嵌入される分割された磁心のつき合わせ位置を挟んだ、それぞれの相対する磁心挿入部の内壁に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコイル用ボビン。
前記磁心規制部は、前記磁心挿入部に嵌入される部分の全ての面に少なくとも１つ以上形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコイル用ボビン。
前記磁心規制部は、前記磁心挿入部の内壁に形成された直線状の突起であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコイル用ボビン。
前記磁心規制部は、前記磁心挿入部の内壁に形成された点状の突起であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコイル用ボビン。