JP5544721B2 - 磁性素子 - Google Patents

Description

本発明は、各種の電子機器に用いられる磁性素子に関する。

各種の磁性素子の中には、ドラムコア、リングコアを備えると共に、樹脂製等のベースを備えるものがある。特許文献１には、このようなタイプの磁性素子の一例が示されている。また、図８に、このようなタイプの磁性素子１００の斜視図（リングコアを取り除いたもの）を示す。この図に示す磁性素子１００はトランスであり、手前側に並ぶ複数の端子１１１のうち２つ、および奥側に並ぶ複数の端子１１１のうち２つに対して、それぞれコイル１２０の端末１２１が絡げられている。

実開平１−１６３３０６号公報

ところで、上述の図８に示すように、端子１１１にコイル１２０の端末１２１を絡げる場合、ドラムコア１３０のうちコイル１２０が配置される部分（以下、この部分を巻枠部１３１とする。）から、ベース１１０のうちリングコアを載置する部分（以下、この部分をリング載置部１１２とする。）に向かって、コイル１２０の端末１２１（導線）が延伸する。その状態で、リングコアをリング載置部１１２に載置させようとすると、リング載置部１１２に端末１２１が位置したり、端末１２１がリングコアと干渉したりする。

リング載置部１１２に端末１２１が位置する場合、端末１２１がリングコアとリング載置部１１２との間に挟まれる。また、リングコアと端末１２１とが干渉する場合、リングコアのリング載置部１１２への適切な載置が困難となる。いずれにしても、リングコアに傾きが生じたり、リングコアがぐらつく等するので、リングコアが正確な位置に位置決めされない状態となる。すなわち、図８に示す構成においては、端末１２１がリング載置部１１２上に位置するのを防ぎながら、リングコアをリング載置部１１２上に載置する必要があるため、工数がかさむ状態となっており、リングコアの取り付けに際して端末１２１が邪魔となっている。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、コイルの端末がリング載置部上に位置するのを防止可能な磁性素子を提供しよう、とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の磁性素子の第１の側面は、巻枠部を有する第１のコア部材と、第１のコア部材の外周の全周に亘って対向配置される第２のコア部材と、導線の巻回によって巻枠部に配置されるコイルと、第１のコア部材が載置される第１載置部を有し、第１載置部よりも隆起して設けられ両端部の間に位置しかつ第２のコア部材が載置される第２載置部を有すると共に、複数の端子が側方から突出して設けられるベースと、を具備し、さらに、第２載置部の端部には、当該第２載置部から離間する向きに延伸する突出部が設けられると共に、この突出部はベースの厚み寸法よりも小さく設けられ、コイルの端末は突出部のうち第２のコア部材が載置される側とは反対側の裏面に位置させた後に、端子に絡げられ、第１のコア部材には、位置決め突起が設けられると共に、第１載置部には位置決め突起が嵌め込まれて第１のコア部材の位置決めを行う窪み部が設けられていて、第２載置部の境界部分には、第２のコア部材の位置決めを行う第２周壁部が設けられている、ものである。

このように構成する場合には、コイルの端末は、突出部の裏面に位置させられるので、端末が第２載置部上に位置するのを防止することが可能となる。そのため、コイルの端末が第２のコア部材と第２載置部との間に挟まれるのを防止可能となり、第２のコア部材に傾きが生じたり、第２のコア部材がぐらつく等するのを防止可能となる。そのため、第２のコア部材の正確な位置決めが可能となる。また、端末が第２載置部上に位置するのを防止することができるので、第２のコア部材を第２載置部上に載置するのが容易となり、工数が増加するのを防ぐことが可能となる。

また、本発明の磁性素子の他の側面は、上述の発明において、ベースのうち、第２載置部の端部には、当該ベースの反対側の側面に向かって窪んだ凹み部が設けられていて、突出部は、第２のコア部材が載置される側から凹み部を覆う状態で設けられていることが好ましい。

このように構成する場合、コイルの端末は、凹み部に入り込む。加えて、突出部の裏面側に端末が位置させられることで、凹み部が設けられていない場合と比較して、より径方向の中心側に端末の屈曲部位を位置させることが可能となる。そのため、コイルの端末が第２のコア部材の載置に際して邪魔になるのを、有効に防止可能となる。

本発明によると、巻線がリング載置部上に位置するのを防止可能となる。

本発明の一実施の形態に係る磁性素子の構成を示す斜視図である。 図１の磁性素子のうち、リングコアを取り除いた構成を示す斜視図である。 図１の磁性素子を、ドラムコアの中心を通るＸＺ平面で切断した状態を示す断面図である。 図１の磁性素子を、ドラムコアの中心を通るＹＺ平面で切断した状態を示す断面図である。 図１の磁性素子のうち、ベースの構成を示す斜視図である。 図１の磁性素子のうち、ベースの構成を示す底面図である。 図１の磁性素子において、突出部、導線、端子およびリングコア等の位置関係を示す図である。 従来のドラムコアの構成を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る、磁性素子１０について、図１から図７に基づいて説明する。

図１等に示すように、本実施の形態の磁性素子１０は、トランスであり、ドラムコア２０と、コイル３０と、リングコア４０と、ベース５０とを備えている。これらのうち、ドラムコア２０は、第１のコア部材に対応している。このドラムコア２０は、図２〜図４に示すように、上鍔部２１と、柱脚部２２と、下鍔部２３とを有している。上鍔部２１、柱脚部２２および下鍔部２３の平面形状は円形状に設けられている。本実施の形態では、ドラムコア２０の上鍔部２１は、下鍔部２３と同等の直径となるように設けられている。また、本実施の形態では、上鍔部２１と下鍔部２３とは、鍔部の厚み寸法が同等に設けられている。

なお、ドラムコア２０のうち、上鍔部２１、柱脚部２２および下鍔部２３で囲まれる部分は、巻枠部２４（図３、図４参照）となっていて、導線３１を巻回させてコイル３０を形成することが可能となっている。また、図３、図４に示すように、本実施の形態では、磁性素子１０はトランスであるため、一次コイル３０Ａ（内周側に位置するコイル３０）と、二次コイル３０Ｂ（外周側に位置するコイル３０）とが巻枠部２４に巻回されている。また、以下の説明においては、一次コイル３０Ａと二次コイル３０Ｂとを区別する必要がない場合、単にコイル３０と称呼する。

また、図３、図４等に示すように、本実施の形態では、下鍔部２３の下面２３ａ側からは、位置決め突起２３ｂが下方に向かって突出している。この位置決め突起２３ｂは、後述するベース５０の窪み部５８に嵌り込む部分であり、この嵌まり込みによりドラムコア２０がベース５０に対して位置決めされる。

また、リングコア４０は、第２のコア部材に対応している。このリングコア４０は、図１、図３および図４等に示すように、リングコア４０は、上方から見た場合に円環状に形成されているコア部材であり、その開口部４１に上述のドラムコア２０を位置させることが可能となる。また、図４に示すように、リングコア４０は、その高さ寸法Ｈｒが、ドラムコア２０の高さ寸法Ｈｄよりも小さくなるように設けられている。しかしながら、これとは逆に、高さ寸法Ｈｒが、高さ寸法Ｈｄよりも大きくても良く、等しくても良い。

また、図３、図４の断面図に示すように、開口部４１の径方向の寸法は、上方側よりも下方側の方が大きくなるように設けられている。すなわち、リングコア４０のコア部分４２の径方向における寸法は、上方側が最も大きく設けられていて、高さ方向の中途部分から下方に向かうとコア部分４２の寸法が小さくなり、所定の位置から下端までは一定の寸法となっている。このような寸法を有することにより、コイル３０の端末３２は、巻枠部２４から端子５１に向かって引き出し易くなっている。

また、リングコア４０には、下方から上方に向かって切欠部４３が設けられている。切欠部４３は、コイル３０の端末３２を端子５１に向けて引き出すための部位である。この切欠部４３は、ベース５０のうち、端子５１が並んで設けられている側（ベース５０の短手方向）を向くように配置される。

なお、ドラムコア２０とリングコア４０は、その材質を磁性材としているが、磁性材としては、例えば、ニッケル系のフェライトまたはマンガン系のフェライト等の種々のフェライト、パーマロイ、センダスト等を用いることが可能である。

また、ベース５０は例えば樹脂等の非磁性材を材質としていて、複数の端子５１を埋め込んで形成されている。なお、図５に示すように、端子５１は、ベース５０の下面５０ａよりも下方に向かって突出する基板接続部５１ａを有している。それにより、実装基板への実装時に、この基板接続部５１ａが接触するように設けられている。

図５、図６等に示すように、ベース５０は、埋め込まれている端子５１の他の部位として、ドラム載置部５２と、リング載置部５３と、外周壁部５４と、凹み部５５と、突出部５６とを有している。これらのうち、ドラム載置部５２は、第１載置部に対応し、ベース５０の上面側で最も高さ寸法が低い部分であり、ドラムコア２０が載置される部分である。ここで、ドラム載置部５２とリング載置部５３との境界である第１周壁部５７は、上方から見ると略円弧を為すように設けられている。また、ドラム載置部５２の中心部から第１周壁部５７までの径方向の寸法（半径に相当）は、ドラムコア２０の下鍔部２３の下面２３ａの半径よりも若干大きくなるように設けられている。なお、本実施の形態では、ドラム載置部５２の中央部には窪み部５８が設けられている。この窪み部５８には、ドラムコア２０の位置決め突起２３ｂが嵌り込み、ベース５０に対するドラムコア２０の位置決めが為される。

また、リング載置部５３は、第２載置部に対応する。このリング載置部５３は、第１周壁部５７を挟んでドラム載置部５２の外径側に位置していて、ドラム載置部５２よりも隆起する（上方に位置する）ように設けられている。このリング載置部５３は、リングコア４０が載置される部分である。ここで、リング載置部５３と外周壁部５４との境界である第２周壁部５９は、第１周壁部５７と同様、上方から見ると略円弧を為すように設けられている。また、リング載置部５３にリングコア４０の下面４０ａ側を載置できるよう、ドラム載置部５２の中心部から第２周壁部５９までの径方向の寸法が設定されている。

なお、図２等から明らかなように、リング載置部５３は、弧状に設けられていて、両端部が存在する（有限の長さである）状態に設けられている。また、リング載置部５３の両端部には、後述する凹み部５５および突出部５６が設けられている。

また、凹み部５５は、上述のようにリング載置部５３の両端部に位置していて、図６に示すように、ベース５０の短手方向に沿って、当該ベース５０を切り欠いた形状に設けられている。なお、本実施の形態では、凹み部５５は、略周形状を為す一対のリング載置部５３の両端にそれぞれ設けられているため、合計４つ存在している。この凹み部５５は、後述するようにコイル３０の端末３２が通される部分である。

なお、凹み部５５の形状は、図６に示すものでは、頂部がＲとなっている略直角三角形状に設けられている。しかしながら、凹み部５５の形状は、このような形状には限られず、種々の形状（例えば四角形状等の多角形状、円形状等）を採用することが可能である。また、凹み部５５の個数（次に述べる突出部５６も同様）は、４つに限られるものではなく、少なくとも２つ以上あれば良い。

また、凹み部５５の上方を覆うように、突出部５６が設けられている。突出部５６は、リング載置部５３の端部を、凹み部５５の上方に張り出させた形状に設けられている。この突出部５６は、図５に示すように、その下面５６ａが端子５１の上端部分よりも上方に位置するように設けられている。また、突出部５６の下面５６ａには、コイル３０の端末３２が位置させられるため、当該突出部５６は、それに対応させる分だけ、凹み部５５の上方に突出していれば良い。なお、図６に示すように、本実施の形態では、突出部５６は、凹み部５５の略半分程度を覆うように、突出している。

＜磁性素子の組み付け方法について＞
以上のような構成を有する磁性素子１０の組み付け方法について、以下に説明する。まず、ドラムコア２０を、ベース５０のドラム載置部５２に載置する。このとき、位置決め突起２３ｂが窪み部５８に嵌り込む状態とする。なお、ドラムコア２０のドラム載置部５２への載置に際して、予め下鍔部２３の下面２３ａに接着剤を塗布するようにしても良い。

続いて、ドラムコア２０の巻枠部２４に対して、巻線機等を用いるか、または手作業によって、導線３１を巻回させる。それにより、一次コイル３０Ａおよび二次コイル３０Ｂが形成される。なお、このとき、一次コイル３０Ａおよび二次コイル３０Ｂの端末３２は、引き出した状態としておく。

また、コイル３０の端末３２を引き出し、この端末３２が凹み部５５に位置するようにすると共に、端末３２が突出部５６の下面５６ａに位置させるようにする。そして、コイル３０の端末３２を端子５１に到達させ、当該端子５１に端末３２を絡げさせる。すると、図７に示すように、導線３１の端末３２は、突出部５６に当接して曲げられることで、屈曲部位Ｐが形成される状態となる。また、端末３２を端子５１に絡げさせた後に、半田付けによって両者を電気的に導通する状態で取付固定するようにしても良い。

この後に、リングコア４０の切欠部４３が、端子５１が並んでいる側を向く配置とし、リングコア４０をリング載置部５３に載置する。ここで、図７に示すように、突出部５６の存在により端末３２に屈曲部位Ｐが形成されるが、同時に端末３２は凹み部５５に入り込んでいる。そのため、屈曲部位Ｐよりもコイル３０側の導線３１は、よりドラムコア２０の中心側に寄せられる状態となる（図７の導線３１の実線のものと二点鎖線のものとを参照）。そのため、リングコア４０と導線３１とが干渉するのを防ぐ状態となる。なお、リングコア４０の載置に際しては、リングコア４０の下面４０ａ側に接着剤を塗布するようにしても良い。

＜効果＞
以上のような構成の磁性素子１０によれば、コイル３０の端末３２は、凹み部５５に位置し、その後突出部５６の下面５６ａに位置させられるので、当該端末３２がリング載置部５３の上に差し掛かることが無くなる。そのため、コイル３０の端末３２が、リングコア４０をリング載置部５３に載置する際に邪魔になるのを防止することが可能となる。

すなわち、コイル３０の端末３２が、リングコア４０とリング載置部５３との間に挟まれるのを防止可能となり、リングコア４０に傾きが生じたり、リングコア４０がぐらつく等するのを防止可能となる。そのため、リングコア４０の正確な位置決めが可能となる。また、端末３２がリング載置部５３上に位置するのを防止することができるので、リングコア４０をリング載置部５３上に載置するのが容易となり、工数が増加するのを防ぐことが可能となる。

また、本実施の形態では、コイル３０の端末３２は、凹み部５５に入り込む。そのため、凹み部５５が設けられていない場合と比較して、ドラムコア２０のより径方向の中心側に端末３２の屈曲部位Ｐを位置させることが可能となる。そのため、屈曲部位Ｐよりもコイル３０側の導線３１が、よりドラムコア２０の中心側に寄せられる状態となるので、リングコア４０と導線３１とが干渉するのを防ぐことが可能となり、リングコア４０と導線３１とが干渉する（端末３２がリングコア４０の載置の邪魔となる）のを、有効に防止可能となる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施の形態に係る磁性素子１０について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述の実施の形態においては、第１のコア部材としてドラムコア２０を用いると共に、第２のコア部材としてリングコア４０を用いる場合について説明している。しかしながら、第１のコア部材は、ドラムコア２０には限られないと共に、第２のコア部材は、リングコア４０には限られない。例えば、第１のコア部材として、Ｔ字型のコアを用いると共に、第２のコア部材として、ポット型のコアを用いるようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、ドラムコア２０の上鍔部２１と下鍔部２３とは、略同程度の直径に設けられている。しかしながら、例えば上鍔部を下鍔部よりも大径に形成しても良く、それとは逆に上鍔部を下鍔部よりも小径に形成しても良い。また、ドラムコアの代わりに、Ｔ字型のコアと円盤状のコアとを組み合わせて、ドラム型のコアを形成するようにしても良い。

また、本実施の形態では、ドラムコア２０およびリングコア４０は、上方から見た形状が、円形状に設けられている。しかしながら、ドラムコアおよびリングコアは、上方から見た場合の形状が、円形に限られるものではなく、種々の形状を採用可能である。種々の形状の例としては、四角形状、六角形状、八角形状等の多角形状があり、その他、楕円形状等がある。

また、上述の実施の形態では、本発明を適用する磁性素子として、トランスの場合について説明している。しかしながら、磁性素子はトランスに限られるものではなく、トランス以外の磁性素子（インダクタ、チョークコイル、フィルタ等）に本発明を適用するようにしても良い。

また、上述の実施の形態における磁性素子１０は、その用途は特に限定されるものではなく、種々の用途に用いることが可能である。

本発明の磁性素子は、電気機器の分野において利用することができる。

１０…磁性素子
２０…ドラムコア（第１のコア部材に対応）
２１…上鍔部
２２…柱脚部
２３…下鍔部
３０…コイル
３１…導線
３２…端末
４０…リングコア（第２のコア部材に対応）
４１…開口部
４２…コア部分
５０…ベース
５１…端子
５２…ドラム載置部（第１載置部に対応）
５３…リング載置部（第２載置部に対応）
５４…外周壁部
５５…凹み部
５６…突出部
５８…窪み部

Claims (2)

1. 巻枠部を有する第１のコア部材と、
   上記第１のコア部材の外周の全周に亘って対向配置される第２のコア部材と、
   導線の巻回によって上記巻枠部に配置されるコイルと、
   上記第１のコア部材が載置される第１載置部を有し、上記第１載置部よりも隆起して設けられ両端部の間に位置しかつ上記第２のコア部材が載置される第２載置部を有すると共に、複数の端子が側方から突出して設けられるベースと、
   を具備し、さらに、
   上記第２載置部の端部には、当該第２載置部から離間する向きに延伸する突出部が設けられると共に、この突出部は上記ベースの厚み寸法よりも小さく設けられ、
   上記コイルの端末は上記突出部のうち上記第２のコア部材が載置される側とは反対側の裏面に位置させた後に、上記端子に絡げられ、
   上記第１のコア部材には、位置決め突起が設けられると共に、上記第１載置部には上記位置決め突起が嵌め込まれて上記第１のコア部材の位置決めを行う窪み部が設けられていて、
   上記第２載置部の境界部分には、上記第２のコア部材の位置決めを行う第２周壁部が設けられている、
   ことを特徴とする磁性素子。
2. 請求項１記載の磁性素子において、
   前記ベースのうち、前記第２載置部の端部には、当該ベースの反対側の側面に向かって窪んだ凹み部が設けられていて、
   前記突出部は、前記第２のコア部材が載置される側から上記凹み部を覆う状態で設けられている、
   ことを特徴とする磁性素子。

Images