JP5124107B2

JP5124107B2 - トランス

Info

Publication number: JP5124107B2
Application number: JP2006175916A
Authority: JP
Inventors: 和久広瀬; 晃二松尾
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2026-06-26
Also published as: JP2008004905A

Description

本発明は、トランスに関するものであり、特に、電子回路基板に面実装するタイプのトランスに関するものである。

従来、このような面実装型トランスは、例えば特許文献１で示すような構造や、図６及び図７に示すような構造が知られている。

図６及び図７に示す面実装型トランス１は、絶縁性基台２の側面に、該基台２から水平方向に突設された複数のリード端子３，３，…を設けているとともに、角形シールドケース４で外側が覆われている。図示せぬコイルボビンの外周面に巻線されているコイルの各巻線引き回し部を、それぞれ対応するリード端子３，３，…の根元部分３ａに絡げ、絡げ部５と根元部分３ａとを半田固定している。そして、各リード端子３，３，…の先端部３ｂは下側に向かってＬ字形状に折り曲げられ、図７に示すように、その先端部３ｂを電子回路基板６に半田付けすることにより、面実装型トランス１は電子回路基板６の実装面に取り付けられている。
特開平１０−１３５０４５号公報（図４、図５）。

特許文献１記載の面実装型トランス、及び図６及び図７に示すような構造の面実装型トランスにおいては、コイルに対し、一重の角形シールドケースで磁気シールドを図っているのが一般的である。

ところで、コーナーセンサとして用いられるトランスは、外部妨害磁束の影響を十分にシールドしてコーナーセンサとしての誤動作を確実に防止し得るものが求められる。このため、上記のように、単に一重の角形シールドケースのみでコイルに対する磁気シールドを図ったものでは、コーナーセンサとして誤動作を招くおそれがある。

また、この種の部品は、上記のような誤動作防止特性と共に可能な限りコスト低減を図り得るものが求められる。

そこで、コイルに対する磁気シールド性を向上させてコーナーセンサとしての誤動作を防止し、また材料費及び工数を低減させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、ドラム状のコアと、該コアの外周面に巻線されたコイルと、前記コアの下端に設けられた絶縁性の基台と、該基台から水平方向に突出されているリード端子とを備え、前記コイルのリード部を前記リード端子に絡げてなるトランスにおいて、
対向する二つの内側面にそれぞれねじ部を有する内側のシールドケース部及び該内側のシールドケース部に外嵌された外側のシールドケース部を備えた二重構造のシールドケースと、前記コイルを収容すべく該コイルの直径よりも大きな内径で、外周面には前記内側のシールドケースのねじ部と螺合するねじを有して前記コイルの外周を覆って配設され、前記シールドケース内に進退出して前記コイルのインダクタンスを可変する円筒状の可動コアとを有するとともに、
前記外側のシールドケース部の下端に設けられている係止爪を前記基台の側面に設けられている係止溝に係合させてシールドケースを基台に固定させ、
更に、前記二重構造のシールドケースは銅合金製の二重構造のシールドケースであり、且つ、該二重構造のシールドケースは前記ドラム状のコアの下面を越え、前記基台の上面の高さまで覆って成るトランスを提供するものである。

この構成によれば、シールドケースを内側のシールドケース部と外側のシールドケース部との二重構造とすることで、コイルに対する良好な磁気シールドが得られてコーナーセンサの誤動作が防止される。

請求項１記載の発明は、対向する二つの内側面にそれぞれねじ部を有する内側のシールドケース部及び該内側のシールドケース部に外嵌された外側のシールドケース部を備えた二重構造のシールドケースと、コイルを収容すべく該コイルの直径よりも大きな内径で、外周面には前記内側のシールドケースのねじ部と螺合するねじを有して前記コイルの外周を覆って配設され、前記シールドケース内に進退出して前記コイルのインダクタンスを可変する円筒状の可動コアとを具備させたので、コイルに対する良好な磁気シールドが得られることからコーナーセンサとして誤動作を防止することができるという利点がある。
そして、前記外側のシールドケース部の下端に設けられている係止爪を前記基台の側面に設けられている係止溝に係合させてシールドケースを基台に固定させたので、基台に対するトランスの面実装を誤動作なく簡易に完遂できるとともに、シールドケース内で、可動コアを回転させつつ進退させることを通じて、所望のインダクタンスを得ることができる。

コイルに対する磁気シールド性を向上させてコーナーセンサとしての誤動作を防止し、また材料費及び工数を低減させるという目的を達成するために、ドラム状のコアと、該コアの外周面に巻線されたコイルと、前記コアの下端に設けられた絶縁性の基台と、該基台から水平方向に突出されているリード端子とを備え、前記コイルのリード部を前記リード端子に絡げてなるトランスにおいて、対向する二つの内側面にそれぞれねじ部を有するシールドケースと、前記コイルを収容すべく該コイルの直径よりも大きな内径で、外周面には前記シールドケースのねじ部と螺合するねじを有して前記コイルの外周を覆って配設され、下端部が前記コアの下端部に摺接しつつ前記シールドケース内で進退出して前記コイルのインダクタンスを可変する円筒状の可動コアとを具備させることにより実現した。

以下、本発明のトランスについて、好適な実施例をあげて説明する。図１乃至図３は本
発明に係るトランスを示すもので、図１は上面図、図２は一部切載側断面図、図３は底面図である。

図１乃至図３において、トランス１１は、絶縁性の基台１２、固定コア１３、コイル１４、可動コア１５、及び角形シールドケース１６で構成されている。

前記基台１２は、液晶ポリマー等の熱可塑性絶縁樹脂で概略偏平四角形状に成形されている。また、その成形時に、上面に固定コア取付孔１７を設けるとともに、４つのリード端子１８，１８，‥をインサートし、左右の両側面から各々２つのリード端子１８，１８が外側に向かって水平に突出した状態にして設けている。

該リード端子１８は、リン青銅であり、図４に示すように、互いに同じ方向に向かって平行に延びる端子部１８ａ及び端末処理部１８ｂと、該端子部１８ａと端末処理部１８ｂとの一端側を互いに連結している連結部１８ｃとを一体に設け、概略コの字形状に形成されている。また、連結部１８ｃの略中間部位１８ｄは、上下方向に折り曲げられ、この折り曲げによって端子部１８ａと端末処理部１８ｂとの位置を互いに上下にずらしている。このずれ量は、後述するコイル１４の絡げ部１４ａ、巻き緩み部１４ｂの絡げ高さを十分吸収できる量であって、図２に示すように、トランス１１を電子回路基板１９上に実装させたときに、絡げ部１４ａ、巻き緩み部１４ｂが基板実装面と接触しないようにすることができる量である。

そして、この各リード端子１８は、図１及び図３に示すように、端子部１８ａを外側、端末処理部１８ｂを内側とし、且つ図２に示すように、端子部１８ａが端末処理部１８ｂよりも下側で、また端子部１８ａが基台１２の最下端部に配置されて、端子部１８ａの下面が基台１２の底面に露出した状態で、各端子部１８ａと端末処理部１８ｂとが基台１２の側面からそれぞれ外側に向かって水平方向に突出して設けられている。

前記固定コア１３は、ニッケル系フェライトコアで、ドラム状に形成されており、図２に示すように、下端側の突出部１３ａを基台１２の固定コア取付孔１７に嵌合させ、かつ接着剤で基台１２に固定することにより、基台１２上に立設した状態にして取り付けられている。この固定コア１３は巻枠体の機能を有しているものであって、該固定コア１３の外周面には、巻線が施されて前記コイル１４が形成されており、コイル１４から引き出された４つのリード部は、それぞれ対応するリード端子１８の端末処理部１８ｂに絡げられ、且つ端末処理部１８ｂと半田付けされている。

前記可動コア１５は、ニッケル系フェライトコアで、固定コア１３と共にコイル１４を収容すべく、コイル１４の直径よりも大きな内径で、上面が閉塞され、下面側が開口された、カップ形状をした筒体として作られており、外周面にはねじ２１が形成されている。また、上面には、図１に示すように、十字溝２２を設けている。

前記角形シールドケース１６は、銅合金製であり、上面が閉じられ、下面が開口された、四角柱状をした筒体であり、内部に可動コア１５を収容すべく、該可動コア１５の直径よりも大きな内径で形成されている。また、上面には、可動コア１５の十字溝２２に、ドライバー等の工具を当てるための丸孔２３を設けている。その角形シールドケース１６は、内側のシールドケース部１６Ａと、この内側のシールドケース部１６Ａの外側に嵌合された外側のシールドケース部（これをショートリングとも言う）１６Ｂとで二重構造にし、１つのシールドケースとして作られている。

また、内側のシールドケース部１６Ａの対向し合っている左右の内面には、可動コア１５のねじ２１と螺合すべき、ねじ部２４，２４が形成されている。

以上のように形成されている本実施例に係るトランス１１は、以下のようにして組み立てられる。まず、上記角形シールドケース１６に、図２に示すように、その下方開口から可動コア１５を挿入する。可動コア１５は、外周面にねじ２１が形成されていることから、可動コア１５を回転させながら挿入すると、内側のシールドケース部１６Ａに設けられているねじ部２４，２４と噛合し、可動コア１５が角形シールドケース１６内で保持される。

次いで、可動コア１５内に、その下方開口からコイル１４と固定コア１３とを収容すべく、角形シールドケース１６を被せ、図３に示すように、外側のシールドケース部１６Ｂの下端に設けられている係止爪２５を基台１２の側面に設けられている係止溝２６に係合させると、角形シールドケース１６が基台１２に固定され、組立てが完了する。

このように構成されたトランス１１は、前記角形シールドケース１６の上面に設けられている丸孔２３からプラスドライバ等の工具を差し込み、該工具の先端を可動コア１５の十字溝２２に係合させ、該可動コア１５を回転させると、可動コア１５が上下方向に進退出して所望のインダクタンスが得られる。

また、電子回路基板１９への実装時には、該電子回路基板１９上に配置されると、端子部１８ａが電子回路基板１９の図示せぬ導体部と接触し、さらにリフロー半田等の処理を施すと、端子部１８ａが導体部に半田付けされて、電子回路基板１９の実装面に取り付けられる。

以上述べたように、実施例１に係るトランス１１によれば、シールドケース１６を内側のシールドケース部１６Ａと外側のシールドケース部（ショートリング）１６Ｂとの二重構造としたことで、コイル１４に対する良好な磁気シールド効果が得られてコーナーセンサとしての誤動作を防止することができる。

表１は、該磁気シールド効果を示すノイズ試験の試験結果例を示している。同表中、「ショートリング有り」とはシールドケース１６を内側のシールドケース部１６Ａと外側のシールドケース部１６Ｂとの二重構造とした場合、「ショートリング無し」とはシールドケース１６を内側のシールドケース部１６Ａのみの一重構造とした場合をそれぞれ示している。

また、出力電圧比率の欄における出力電圧とは、ノイズによる出力電圧を示し、ショートリング無しの出力電圧を基準として、ショートリング有りの出力電圧を比率で表している。該出力電圧の値が低いほど、磁気シールド効果があることを示している。変化率（％）とは、前記のように「ショートリング無し」のときの出力電圧に対する「ショートリング有り」のときの出力電圧の割合である。

同表の結果から、シールドケース１６を二重構造とした場合は、シールドケース部１６Ａのみの一重構造の場合に比べて、ノイズ出力電圧の上で３５％程度、磁気シールド効果が向上している。

また、基板実装面に半田付けされる端子部１８ａと、コイル１４の絡げ部１４ａ及び巻き緩み部１４ｂが形成される端末処理部１８ｂとを分離させた構造にしているので、巻線切断時の巻線張力は、端子部１８ａに直接加わることがなく、コイル１４のリード部の絡げ処理時に、端子部１８ａに不要な曲りが生じない。さらに、端子部１８ａ側からの外力も端末処理部１８ｂには直接加わらない。したがって、端子部１８ａ側に変形が生じても、コイル１４の絡げ部１４ａ、巻き緩み部１４ｂには不要な力が生じない。仮に端末処理部１８ｂに外力が加わっても巻き緩み部１４ｂによりリード部に緩み構造があるため、外力が加わらず疲労断線しない構造である。

また、角形シールドケース１６内で、可動コア１５を回転させつつ進退させることにより、所望のインダクタンスを得ることができる。

図５は本実施例（実施例というものの、本実施例は補正により請求項にて包括されないが、本願発明と密接に関連するので、記述する）に係るトランスの一部切載側断面図である。本実施例のトランス３１では、シールドケース２０が、前記実施例１における内側のシールドケース部に対応した一枚のみで構成されている。また、基台２７の高さが前記実施例１における基台の高さよりも僅かに高く形成され、ドラム状の固定コア２８における下側の鍔部２８ａが、前記実施例１における同鍔部よりも僅かに大径に形成されている。

さらに、可動コア２９は、前記実施例１における可動コアよりも下方にやや長く延びた形状に形成され、この下方に長く延びた部分の内周面が、前記固定コア２８における下側の鍔部２８ａの外周面に対接する程度に、該可動コア２９の下端部と固定コア２８における下側の鍔部２８ａとは隙間の無い状態で対向している。

そして、可動コア２９を、ねじ部２１，２４を介して回転させたとき、該可動コア２９は、その下端部が前記固定コア２８における下側の鍔部２８ａの外周面に摺接しつつ前記シールドケース２０を上下方向に進退出する。可動コア２９の上下方向の可動幅は、該可動コア２９の下端部が固定コア２８における下側の鍔部２８ａの外周面に常時摺接する範囲、即ち該鍔部２８ａの上下方向の幅以内に止められている。

したがって、前記固定コア２８における下側の鍔部２８ａと前記可動コア２９の下端部との間は、常時閉磁束構造となって磁束漏れが大幅に減少し、コイル１４に対し、前記実施例１における二重構造のシールドケースとほぼ同等の良好な磁気シールドが得られる。

上記のように、可動コア２９の上下方向の可動幅を、前記鍔部２８ａの上下方向の幅以内に狭くすると、コイル１４のインダクタンス値の可変範囲が狭くなるが、近時開発されているトランスは特性のばらつきが非常に小さくなっているので、インダクタンス値の可変範囲が狭くても製品として十分に許容できるものである。

上述したように、実施例２に係るトランス３１によれば、シールドケース２０を二重構造にしなくても、コイル１４に対する良好な磁気シールドが得られてコーナーセンサとし
ての誤動作を防止することができ、また材料費及び工数を低減させることができる。さらに、ショートリング脱落等による品質的不安も解消することができる。

なお、上記実施例２の構造において、さらに前記実施例１におけるような外側のシールドケース部を付けて、シールドケースを二重構造にすれば、外部妨害磁束に対し極めて強い磁気シールド特性が得られて、現状では実現が難しい大幅な特性改善が可能となる。

また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。

本発明の実施例１に係るトランスの上面図。同上トランスの一部切載側断面図。同上トランスの底面図。同上トランスで使用しているリード端子の拡大斜視図。本発明の実施例２に係るトランスの一部切載側断面図。従来の面実装型トランスの一例を示す上面図。同上従来の面実装型トランスの側面図。

符号の説明

１面実装型トランス
２絶縁性基台
３リード端子
４角形シールドケース
５絡げ部
６電子回路基板
１１トランス
１２基台
１３固定コア
１３ａ突出部
１４コイル
１４ａ絡げ部
１４ｂ巻き緩み部
１５可動コア
１６角形シールドケース
１６Ａ内側のシールドケース部
１６Ｂ外側のシールドケース部
１７固定コア取付孔
１８リード端子
１８ａ端子部
１８ｂ端末処理部
１８ｃ連結部
１８ｄ中間部位
１９電子回路基板
２０シールドケース
２１ねじ
２２十字溝
２３丸孔
２４ねじ部
２５係止爪
２６係止溝
２７基台
２８固定コア
２８ａ下側の鍔部
２９可動コア
３１トランス

Claims

ドラム状のコアと、該コアの外周面に巻線されたコイルと、前記コアの下端に設けられた絶縁性の基台と、該基台から水平方向に突出されているリード端子とを備え、前記コイルのリード部を前記リード端子に絡げてなるトランスにおいて、
対向する二つの内側面にそれぞれねじ部を有する内側のシールドケース部及び該内側のシールドケース部に外嵌された外側のシールドケース部を備えた二重構造のシールドケースと、前記コイルを収容すべく該コイルの直径よりも大きな内径で、外周面には前記内側のシールドケースのねじ部と螺合するねじを有して前記コイルの外周を覆って配設され、前記シールドケース内に進退出して前記コイルのインダクタンスを可変する円筒状の可動コアとを有するとともに、
前記外側のシールドケース部の下端に設けられている係止爪を前記基台の側面に設けられている係止溝に係合させてシールドケースを基台に固定させ、
更に、前記二重構造のシールドケースは銅合金製の二重構造のシールドケースであり、且つ、該二重構造のシールドケースは前記ドラム状のコアの下面を越え、前記基台の上面の高さまで覆って成ることを特徴とするトランス。