JP4805440B2 - インダクタンス部品 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源装置などに用いられるトランスやチョークコイルなどのインダクタンス部品に関し、さらに詳しくは、複数のコイルと、前記複数のコイルを挿通するコアとを備えたインダクタンス部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング電源やインバータ等に使用されるトランスやチョークコイル等のインダクタンス部品は、コアとコイルを主要な構成要素とし、コイル間の相互電磁誘導作用に基づき、交流電圧の変圧や、入力回路と出力回路との間の絶縁等を行なう場合に利用される電子部品である。
【０００３】
インダクタンス部品の中でも特にトランスは、接続される回路の種類や仕様によって容量や形状等が多種多様であり、一般に、回路の中で最後に仕様が決定する回路部品である。そして、その構成要素であるコイルは、使用する巻線の線径や、巻数、巻回方法等によって仕様が複雑に変化する。
【０００４】
従来より一般に用いられているトランス用コイル（以下、「従来型コイル」とする。）のボビンは、特開平１１−１３５３４１に記載されているように、使用するボビンの数が１つであるため、巻き芯となる筒部の両端側にのみ鍔が位置する構造となっている。
【０００５】
そして、このトランスは、一つのボビンに複数の巻線を巻回する構造であることから、予めコイルをボビンに巻回しておくことができないため、注文から納入までに長期間を要するうえ、仕様の変更や改良等に柔軟に対応することができなかった。
【０００６】
そこで本願出願人は、特開平１１―２１５８０９号公報（特願平１０−１０７４８号）において、複数の薄型コイルを用いたトランスを備えた多出力型の電源装置を先に提案している。
【０００７】
この電源装置に使用されているトランスは、コアに対して着脱可能な複数の薄型コイルを具備しており、使用する薄型コイルの組み合わせを変更することにより、仕様を変更することが可能となっている。
【０００８】
そして、このような構造を用いることにより、多種多様となるトランスの仕様を使用する薄型コイルの組み合わせによって決定することができることから、予め異なる仕様の薄型コイルを多種類用意しておき、注文があった際に、注文に応じた仕様となるよう組み合わせることによって所望の仕様のトランスを製作することが可能となる。そのため、注文から納品までに要する期間が前記従来構造のトランスと比較した場合に大幅に短縮されるようになっている。
【０００９】
なお、前記特開平１１―２１５８０９号公報に記載のトランスに使用されているコイル体のボビン１１´の表鍔部１５´は、図９及び図１０に示すように、巻回した巻線の両端部を固定するための巻線引出部１６´を有している。
【００１０】
そして、この巻線引出部１６´の先端部には、ボビン１１´に巻回された巻線の両端を固定するための一対の巻線系支部１７ｃ、１７ｄが設けられている。
【００１１】
これらの巻線引出部１７ｃ、１７ｄは、図１０に示すように、左右両側に開口を有する縦断面略コの字型の形状となっており、これらの開口から巻線を圧入固定するようになっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平１１―２１５８０９号公報に記載のトランスに使用されていたボビン１１´は、図１０に示すように、ボビン１１´の表鍔部１５ａ´の巻線引出部１６´に設けられた巻線係止部１７ｃ、１７ｄが表鍔部１５ａ´の上面よりも上方に突出するようになっている。
【００１３】
そして、複数のボビン１１´をコアへ挿通する際、巻線引出部１６´を軸方向に重なるように配置した場合、すなわち、同一の方向に巻線を引き出すように重ねて配置した場合、表鍔部１５ａ´より上方へと突出した巻線係止部１７ｃ、１７ｄが、該巻線係止部１７ｃ、１７ｄの上方に配置される他のボビン１１´の巻線引出部１６´や、他のコイル体に当接し、巻線の引出しや他のコイル体の取付けの障害となるとともに、複数のコイル体を二次側に設けた場合の軸方向の厚さが大きくなるため、全てのコイル体をコアに収容しきれなくなるなどの問題が発生していた。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑み、コイル体のボビンに設けられた巻線係止部が隣接する他のコイル体の取付けの障害となることのないインダクタンス部品を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のインダクタンス部品は、 コアと、該コアに挿通され、それぞれに巻線が巻回された複数のコイル体とを具備するインダクタンス部品であって、前記複数のコイル体のうちの少なくとも２つのコイル体のボビンは、それぞれ、前記巻線が巻回される筒部と、該筒部の軸方向両端に設けられた表鍔部及び裏鍔部と、を有しており、
前記少なくとも２つのコイル体のそれぞれの表鍔部には、前記巻線の両端部を固定するための巻線引出部が一体に設けられるとともに、該表鍔部の外周面の一部に沿って上面に対し垂直に立設された凸部が形成されており、
前記巻線引出部は、前記表鍔部の外周部から互いに向かい合って平行に延出する一対の脚部と、該一対の脚部間の中央と前記ボビンの中心とを通る径方向に平行な左右対称軸の一方の脚部側の表鍔部の表面に、前記巻線を固定する一対の巻線係止部とを有し、
前記表鍔部には、前記巻線引出部の一対の脚部間の略中央部に、前記一対の巻線係止部の一方に固定された前記巻線を前記表鍔部の表面から前記筒部に導入する導入口と、前記凸部の一部が切り欠かれて、前記筒部に巻回された前記巻線を前記筒部から前記表鍔部の表面に導出し、前記一対の巻線係止部の他方で固定する導出口とが設けられており、
前記少なくとも２つのコイル体は、それぞれの前記表鍔部同士を対向させた状態で前記コアに挿通された際に、対向する２つの前記表鍔部のそれぞれに形成された凸部によって前記表鍔部同士の間隔が保持されるとともに、対向する２つの前記表鍔部の前記巻線係止部が、前記左右対称軸を介して隣接して配置されるようになっていることを特徴とする。
【００１６】
以上のような構成によれば、簡単な構造によりコイル体の薄型ボビンに設けられた巻線係止部が隣接する他のコイル体の取付けの障害となることのないインダクタンス部品が実現する。
【００１９】
また、前記一対の巻線係止部のそれぞれが、前記引出部の左右対称軸と平行に延びる一対の挟持片からなっており、それらの間に、前記表鍔部の表面に対し、略垂直方向上側から巻線を圧入固定するような構造を用いることや、前記ボビンを、前記表鍔部及び裏鍔部のうちの一方の鍔部に前記筒部が一体に形成された第１ハブと、他方の鍔部を備えた第２ハブとを弾性的に係合することにより構成することが可能である。
【００２０】
また、前記インダクタンス部品が、前記コアの外郭をなすケーシングを有している場合に、前記巻線引出部の一対の脚部が、前記ケーシングと係合し、前記コイル体の回転を規制する構造を用いることにより、前記コアに対する前記コイル体の取付けが容易になる。
【００２１】
本発明の他の目的、作用及び効果は、図面を参照して説明する以下の実施形態の説明から、より明らかとなるであろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のインダクタンス部品について詳述する。なお、本実施形態のインダクタンス部品は、例えば電源装置等の主トランスとして用いられるトランスとして構成されている。
【００２３】
図１及び図２は、本発明のインダクタンス部品の一実施形態の全体構成を示す斜視図及び分解斜視図であり、図３は、本発明のインダクタンス部品に用いられるボビンの上面図、図４は図３のａ側からの側面図、図５は、図３のｂ側からの側面図、図６は、図３のＡ−Ａ′線断面図である。また、図７及び図８は、本発明のインダクタンス部品に用いられるボビンの底面図及びコイル体の上面図である。
【００２４】
図１及び図２に示すように、本実施形態のインダクタンス部品１は、２つのコア片５ａ・ｂからなるコア３と、前記コア３に取り付けられる複数のコイル体７とによって構成されている。
【００２５】
コア３は、図２に示すように、横断面略円形の中足６を有する縦断面略Ｅ字型の２つのコア片５a・ｂからなっている。また、これら２つのコア片５ａ・ｂを組み合わせた際には、縦断面略「日」の字型の閉磁路が形成されるようになっている。また、これら２つのコア片５ａ・ｂからなるコア３によって、コイル体７同士の電磁的な結合が強められるようになっている。
【００２６】
各コイル体７は、巻線９と、巻線９が巻回されるボビン１１とによって構成されている。
【００２７】
ボビン１１は、樹脂等によって形成されており、図３ないし図７に示すように、一本の巻線９を巻回する芯となる略円筒形の筒部１３と、筒部１３の軸方向両端に設けられ、コア挿通孔２７を有する一対の略円板型の表鍔部１５ａ及び裏鍔部１５ｂとによって構成されている。
【００２８】
また、このボビン１１は、図６に示す前記筒部１３の表面から前記表鍔部１５ａ及び裏鍔部１５ｂの外周面までの長さＤと、前記表鍔部１５ａ及び１５ｂの対向する内面間の間隔に当たる巻線巻き幅Ｗとの比Ｄ／Ｗが、１より大きくなるように設計されており、好ましくは、前述した比Ｄ／Ｗの値が１ないし１０となる薄型のコイル体として設計されている。また、このボビン１１の軸方向長さは、所定の単位長さの整数倍に形成されている。そして、このような設計によりコイル体７がユニット化されている。このように、本発明のインダクタンス部品１は、各コイル体７のユニット化により、組立てや分解の容易な構造となっているため、回路の仕様の変更や改良等に即座に対応することができるようになっている。
【００２９】
また、このボビン１１は、前記表鍔部１５ａと前記筒部１３とが一体に成形された第１ハブと、前記裏鍔部１５ｂからなる第２ハブとの２部材が弾性係合する構造となっている。より詳しくは、前記表鍔部１５ａと一方の端部が一体に形成された前記筒部１３の他方の端部が前記裏鍔部１５ｂに設けられた開口（図示せず）に嵌合するようになっている。
【００３０】
そして、このような構造を用いることにより、ボビン１１の金型の形状が単純化するため、ボビン１１の製造コストを下げることが可能となっている。なお、前記表鍔部１５ａ、裏鍔部１５ｂ及び筒部１３を一体成形することによりボビン１１を形成することも可能である。
【００３１】
前記表鍔部１５ａの前記筒部１３側の面と対向する面、すなわち前記表鍔部１５ａの上面の一部には、図３及び図８に示すように、ボビン11に巻回された巻線９の端部を前記表鍔部１５ａの外周面より外側に引き出すための巻線引出部１６が設けられている。
【００３２】
この巻線引出部１６は、図３に示すように、略中央部に位置する導入口（第１導出口）２１と、前記第１導出口２１の両側に位置する一対の脚部１９、１９と、前記第１導出口２１の片側に隣接する一対の巻線係止部１７ａ・ｂとからなっている。なお、この巻線引出部１６は、コイル体７をコア３へと取り付けた際には、図１に示すように、コアの軸方向に整列して位置するようになっている。
【００３３】
前記巻線係止部１７ａ・ｂは、図８に示すように、前記表鍔部１５ａの周縁部に表鍔部１５ａの略径方向を向くように取り付けられている。また、これらの巻線係止部１７ａ・ｂは、図３に示すように、前記表鍔部１５ａ及び前記巻線引出部１６の左右対称軸となる前記表鍔部１５ａの径方向に設定されたＡ―Ａ´線を挟む２つの対称面のうちの一方に設けられている。なお、前記表鍔部１５ａ及び前記巻線引出部１６の左右対称軸となるＡ−Ａ’線は、一対の脚部１９ａ、１９ｂ間の中央とボビン１１の中心とを通る径方向に平行な線である。
【００３４】
そして、２つのコイル体７の表鍔部１５ａ同士を図２に示すように対向配置させた際に、各表鍔部１５ａに設けられた巻線係止部１７ａ・ｂが、図１に示すように、対向する表鍔部１５ａの前記２つの対称面のうちの他方に位置するようになっており、対向する２つのコイル体７同士がそれぞれの表鍔部１５ａに設けられた巻線係止部１７ａ・ｂの突出部分を互いに収容し合う構造となっていることから、複数対のコイル体７を重ねて配置した際に、その軸方向長さが短くなるようになっている。
【００３５】
また、これらのコイル体７に設けられた２対の巻線係止部１７ａ・ｂは、図１に示すように、コイル体７の外周面の付近に周方向に並列に配置されるようになっていることから、各コイル体の巻線係止部１７ａ・ｂから延出した巻線９の識別作業が容易となっている。
【００３６】
また、巻線係止部１７ａ・ｂは、図５に示すように、それぞれ上面に開口を有する縦断面略コの字型の形状となっており、それぞれ一対の挟持片１８、１８を有している。これらの挟持片１８、１８は、図３に示すように、前記巻線引出部１６の左右対称軸となるＡ−Ａ´線とそれぞれ平行に延出している。そして、前記巻線係止部１７ａ・ｂの上面に位置する開口の略垂直方向上側から前記挟持片１８、１８の間へと巻線９を圧入することにより固定するようになっている。
【００３７】
そして、これらの巻線係止部１７ａ・ｂは、いずれも巻線９を取り付け、両端部をボビン１１に固定するとともに、巻線９を表鍔部１５ａの略径方向に導出させる機能を有している。
【００３８】
また、前記一対の脚部１９ａ・ｂは、図３に示すように、前記巻線引出部１６の左右両側に、この巻線引出部１６の左右対称軸を挟んで左右対称に設けられている。これらの脚部１９ａ・ｂは、コイル体７をコア３に取り付け、ケーシング（図示せず）に収容した際に、コイル体７をケーシングの開口部等に位置決めし、コア３に対するコイル体７の回転を防止する他、巻線係止部１７ａ・ｂに取り付けられた巻線９を保護する機能も有している。
【００３９】
また、前記表鍔部１５ａの外周面の付近には、図３及び図８に示すように、巻線係止部１７ａに取り付けられた巻線９を表鍔部１５ａの上面側から下面側に導出し、筒部１３へと案内するための導入口（第１導出口）２１と、巻線９を筒部１３に巻回した後に、巻線９を表鍔部１５ａの下面側から上面側に導出し、前記巻線係止部１７ｂへと案内するための導出口（第２導出口）２３とが設けられている。
【００４０】
このように、第１導出口２１及び第２導出口２３を表鍔部１５ａに設け、巻線９を表鍔部１５ａの上面に延出する構造を用いることにより、ボビン１１は、巻線９の両端部を巻線係止部１７ａ・ｂへ固定することが容易な構造となっている。
【００４１】
また、図３及び図４に示すように、前記表鍔部１５ａの外周面の一部に沿って、凸部２５が前記表鍔部１５ａの上面に対し垂直に立設されている。この凸部２５は、表鍔部１５ａの上方に突出した巻線係止部１７ａ・ｂが、他のコイルの取付けの障害となることを防止するとともに、前記第１導出口２１及び第２導出口２３により表鍔部１５ａの上面に導出された巻線９が他のコイル体７の底面によって潰され、変形することを防止するスペーサーの機能を有している。なお、第２導出口２３は、図３及び図４に示すように、凸部２５の一部が切り欠かれて形成されている。また、この凸部２５を設けることにより、コイル体７を複数重ねてコア３に取り付ける際に、コイル体７同士の間に一定の間隙を設け、コイル体７の放熱性を向上させることが可能となっている。
【００４２】
また、前記凸部２５は、図３に示すように、前記巻線係止部１７ａ・ｂと同様に、前記表鍔部１５ａ及び前記巻線引出部１６の左右対称軸となるＡ―Ａ´線を挟む２つの対称面のうちの一方に設けられており、２つのコイル体７の表鍔部１５ａ同士を図２に示すように対向配置させた際に、各表鍔部１５ａに設けられた凸部２５が、対向する表鍔部１５ａの前記２つの対称面のうちの他方に位置するようになっている。
【００４３】
そして、そのような構造を用いることにより、コイル体７を複数重ねてコア３に取り付けた場合のコイル体７の軸方向長さを短縮することが可能となっている。
【００４４】
以上のような構成のコイル体を多出力型電源のトランスに使用する場合、１つまたは２つのコイル体を一次側コイルとし、残りを二次側コイルとして使用することが好ましい。また、このとき、１次側、２次側のコイル体を前述した複数対のコイル体で構成することにより、コイル体の軸方向の厚さを短くすることが可能である。そして、この場合、二次側コイル体の巻線の径や巻数を必要とする出力に応じて適宜選択することにより、容易に多出力型電源装置用のトランスを製作することが可能である。
【００４５】
次に、コイル体７の組立て方について、下記の１〜５のステップにより説明する。
【００４６】
１：ボビン１１の表鍔部１５ａの巻線係止部１７ａに巻線９の一方の端部を固定する。
２：巻線９の他方の端部を第１導出口２１を通して鍔部１５ａの上面側から下面側に導出させる。
３：巻線９をボビン１１の筒部１３に巻回する。
４：巻線９の他方の端部を第２導出口２３を通して表鍔部１５ａの下面側から上面側に導出させる。
５：巻線９の他方の端部を巻線係止部１７ｂに固定する。
【００４７】
このようにして組立てられたコイル体７は、図２に示すように表鍔部１５ａ同士が対向するように配置された後に、前記コア片５ａ・ｂの中足６に挿通され、組み立てられる。
【００４８】
なお、本発明のインダクタンス部品１を製造する際には、様々な仕様のコア３やコイル体７を予め製造し、ユニット化しておくことが好ましく、そのようにすることで、顧客からの注文に合わせてユニットを選択し、組み合わせるだけで所望の仕様のインダクタンス部品を製造することができ、注文から納品までの期間を大幅に短縮することが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態のトランスで使用されるコイルは、薄型のボビンを有する板状のコイル体７のみとなっているが、本実施形態に限らず、本実施形態のコイル体７と、シート型に成形されたボビンレスのシートコイルや、基板に巻線状の導電パターンを設けた基板一体型コイル等の他のユニット型コイルを組み合わせて使用することが可能であり、そのような構造を用いた場合にも、本発明の利点を享受することが可能である。
【００５０】
最後に、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された範囲で、種々の変更及び改良等が可能であることは言うまでもない。例えば、前記２つのコイル体７の表鍔部１５ａを対向配置させる際に、それぞれのコイル体７の前記巻線引出部１６が、コア挿通孔２７を挟んで対向する位置関係となる構造とすることも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、隣接する２つのコイル体の対向する２つの表鍔部に設けられた巻線係止部が、それぞれコイル体の外縁部に周方向に並列に配置されるため、簡単な構造により巻線係止部が隣接する他のコイル体の取付けの障害となることのないインダクタンス部品が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のインダクタンス部品の一実施形態の全体構造を示す斜視図である。
【図２】 本発明のインダクタンス部品の一実施形態の全体構造を示す分解斜視図である。
【図３】 本発明のインダクタンス部品に用いられるボビンの上面図である。
【図４】 図３のａ側からの側面図である。
【図５】 図３のｂ側からの側面図である。
【図６】 図３のＡ−Ａ´線断面図である。
【図７】 本発明のインダクタンス部品に用いられるボビンの底面図である。
【図８】 本発明のインダクタンス部品に用いられるコイル体の上面図である。
【図９】 従来構造のインダクタンス部品に用いられるコイル体のボビンの上面図である。
【図１０】 従来構造のインダクタンス部品に用いられるコイル体のボビンの側面図である。
【符号の説明】
１ インダクタンス部品
３ コア
５ａ・ｂ コア片
６ 中足
７ コイル体
９ 巻線
１１ ボビン（本発明）
１１´ ボビン（従来構造）
１３ 筒部
１５ａ 表鍔部（本発明）
１５ａ´ 表鍔部（従来構造）
１５ｂ 裏鍔部
１６ 巻線引出部（本発明）
１６´ 巻線引出部（従来構造）
１７ａ・ｂ 巻線係止部（本発明）
１７ｃ・ｄ 巻線係止部（従来構造）
１８ 挟持片
１９ 脚部
２１ 導入口（第１導出口）
２３ 導出口（第２導出口）
２５ 凸部
２７ コア挿通孔

Claims (4)

1. コアと、該コアに挿通され、それぞれに巻線が巻回された複数のコイル体とを具備するインダクタンス部品であって、前記複数のコイル体のうちの少なくとも２つのコイル体のボビンは、それぞれ、前記巻線が巻回される筒部と、該筒部の軸方向両端に設けられた表鍔部及び裏鍔部と、を有しており、
   前記少なくとも２つのコイル体のそれぞれの表鍔部には、前記巻線の両端部を固定するための巻線引出部が一体に設けられるとともに、該表鍔部の外周面の一部に沿って上面に対し垂直に立設された凸部が形成されており、
   前記巻線引出部は、前記表鍔部の外周部から互いに向かい合って平行に延出する一対の脚部と、該一対の脚部間の中央と前記ボビンの中心とを通る径方向に平行な左右対称軸の一方の脚部側の表鍔部の表面に、前記巻線を固定する一対の巻線係止部とを有し、
   前記表鍔部には、前記巻線引出部の一対の脚部間の略中央部に、前記一対の巻線係止部の一方に固定された前記巻線を前記表鍔部の表面から前記筒部に導入する導入口と、前記凸部の一部が切り欠かれて、前記筒部に巻回された前記巻線を前記筒部から前記表鍔部の表面に導出し、前記一対の巻線係止部の他方で固定する導出口とが設けられており、
   前記少なくとも２つのコイル体は、それぞれの前記表鍔部同士を対向させた状態で前記コアに挿通された際に、対向する２つの前記表鍔部のそれぞれに形成された凸部によって前記表鍔部同士の間隔が保持されるとともに、対向する２つの前記表鍔部の前記巻線係止部が、前記左右対称軸を介して隣接して配置されるようになっていることを特徴とするインダクタンス部品。
2. 前記一対の巻線係止部のそれぞれは、前記巻線引出部の左右対称軸と平行に延びる一対の挟持片からなっており、それらの間に、前記表鍔部の表面に対し略垂直方向上側から巻線を圧入固定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のインダクタンス部品。
3. 前記ボビンは、前記表鍔部及び裏鍔部のうちの一方の鍔部に前記筒部が一体に形成された第１ハブと、他方の鍔部を備えた第２ハブとを弾性的に係合したものであることを特徴とする請求項１または２に記載のインダクタンス部品。
4. 前記インダクタンス部品は、前記コアの外郭をなすケーシングを有しており、前記巻線引出部の一対の脚部は、前記ケーシングと係合し、前記コイル体の回転を規制するようになっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインダクタンス部品。

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