JP6795757B2 - コイルボビンおよびそれを備えたトランス - Google Patents

Description

本発明は、コイル線材を巻回し得るコイルボビンおよびそれを備えたトランスに関するものである。

コイルボビンは、巻回されたコイル線材を一定の形状に維持するための枠体であり、例えば、コイル線材が巻回されてコイルを形成した後にコア（鉄心）に組み付けられる。電源回路に使用されるトランスやリアクトルには、下記特許文献１，２に代表されるように、このようなコイルボビンを用いたものが多数存在する。

１つのコアに複数のコイルボビンを組み付けたり、１つのコイルボビンが複数種類のトランスやリアクトルに使用されたりする場合には、コイルボビンの種類が増えてしまう。コイルボビンの種類の増加は、製造コストや管理コストの面からデメリットが生じ易い。そのため、コイルボビンの共通化が検討されることがある。

特開２０１３−０６２３９９号公報 特開２００８−０４１８７９号公報

コイルボビン等の部品の共通化の典型例は、形状の統一であるが、コイルボビンの場合には、一律に形状を揃えただけでは、次のような問題を生じ得る。例えば、共通のコイルボビンに巻回するコイル線材の巻き方が同じであって、線径だけが異なるときには、巻回されたコイルの相違を外観から見極めることが難しいこともある。例えば、コイル線材の太さ（線径）の違いが肉眼ではほとんど区別できないようなケースでは、コイルボビンに巻回されたコイルをコアに組み付ける工程においてコイルの取り違えが発生し得る。

このようなコイルの取り違えは、例えば、種類の違いを一見して判別し得るラベルをコイルボビンに貼付したりペイント等でマーキングしたりすることによって、ある程度抑制し得る。しかしそれでは、コイル巻回後の後工程において、このような作業を行う別工程が必要になることから、トランスやリアクトルの製造工数の増加を招くという新たな問題が生じ得る。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、形状を統一してもコイルの種類を一見して判別し得るコイルボビンを提供することを目的とする。また、製品コストを削減し得るトランスを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載された本発明のコイルボビンは、コイル線材を巻回し得るコイルボビンであって、巻回径方向の外側に突出して前記コイル線材の巻回始端部の引き出し位置を示し得る凸部を巻回軸方向の一端側に備えるとともに、前記コイル線材を巻回し得る外周部に角部を備え、前記巻回始端部が前記凸部の前記角部の側に隣接し、かつ、前記巻回始端部から前記外周部の周方向で前記角部の側に向けて前記コイル線材を巻回する場合において、前記凸部は、前記コイル線材のうち前記凸部から前記角部に至るまで部分が前記外周部に接し得る範囲に位置することを技術的特徴とする。なお「角部」には、明確な頂点を有しない角が丸められた、いわゆる「丸角」も含む。

巻回径方向の外側に突出してコイル線材の巻回始端部の引き出し位置を示し得る凸部を巻回軸方向の一端側に備えるとともに、コイル線材を巻回し得る外周部に角部を備える。そして、巻回始端部が凸部の角部の側に隣接し、かつ、巻回始端部から外周部の周方向で角部の側に向けてコイル線材を巻回する場合において、凸部は、コイル線材のうち凸部から角部に至るまで部分が外周部に接し得る範囲に位置する。これにより、コイルボビンに巻回するコイル線材の巻回始端部を、凸部に対して、一方側から引き出す場合と他方側から引き出す場合との２態様を構成し得るので、例えば、コイル線材の線径の違いをこの２態様により区別することが可能になる。また、凸部が複数備える場合には、凸部の数の２倍に相当する態様数によりコイル線材の線径の違いを区別することが可能になる。また、巻回始端部が凸部の角部の側に隣接し、かつ、巻回始端部から外周部の周方向で角部の側に向けてコイル線材を巻回する場合において、凸部は、コイル線材のうち凸部から角部に至るまで部分が外周部に接し得る範囲に位置する。これにより、凸部に対して、コイル線材の巻回始端部を角部に近い側から引き出す場合でも、凸部から角部までの間においてコイル線材が外周部に接し得る。そのため、巻回するコイル線材が外周部から離れる（浮く）ことにより生じ得るコイルの巻太りを抑制することが可能になる。

さらに、特許請求の範囲の請求項２に記載された本発明のコイルボビンは、請求項１に記載のコイルボビンにおいて、前記巻回軸方向に角柱形状のコアを内側に挿入し得るとともに前記コイル線材を外側に巻回し得る角筒部を備えており、前記角筒部の一端側に前記凸部が位置する場合、前記コアを挟んだ対向側にも前記凸部が位置することを技術的特徴とする。

巻回軸方向に角柱形状のコアを内側に挿入し得るとともにコイル線材を外側に巻回し得る角筒部を備え、この角筒部の一端側に凸部が位置する場合、コアを挟んだ対向側にも凸部が位置する。これにより、角筒部の他端側においても、コイル線材の巻回始端部を、凸部に対して、一方側から引き出す場合と他方側から引き出す場合との２態様を構成し得るので、角筒部の一端側と合わせて、４態様を構成し得る。そのため、例えば、コイル線材の線径の違いをこれらの４態様により区別することが可能になる。また、凸部が複数備える場合には、凸部の数の２倍に相当する態様数によりコイル線材の線径の違いを区別することが可能になる。

また、特許請求の範囲の請求項３に記載された本発明のコイルボビンは、請求項２に記載のコイルボビンにおいて、前記巻回軸方向の他端側にも、巻回径方向の外側に突出して前記コイル線材の巻回始端部の引き出し位置を示し得る別の凸部を備えることを技術的特徴とする。

巻回軸方向の他端側にも、巻回径方向の外側に突出してコイル線材の巻回始端部の引き出し位置を示し得る別の凸部を備える。これにより、巻回軸方向の他端側においても、コイル線材の巻回始端部を、別の凸部に対して、一方側から引き出す場合と他方側から引き出す場合との２態様を構成し得る。そのため、巻回軸方向の一端側と合わせて、４態様または８態様で、コイル線材の線径の違いを区別することが可能になる。また、凸部が複数備える場合には、凸部の数の２倍に相当する態様数によりコイル線材の線径の違いを区別することが可能になる。

また、特許請求の範囲の請求項４に記載された本発明のコイルボビンは、請求項３に記載のコイルボビンにおいて、前記巻回軸方向の一端側および前記巻回軸方向の他端側には、巻回径方向外側に拡がる鍔部をそれぞれ備えており、前記一端側の鍔部には第１目印を有し、前記他端側の鍔部には第２目印を有することを技術的特徴とする。

巻回軸方向の一端側の鍔部には第１目印を有し、巻回軸方向の他端側の鍔部には第２目印を有する。これにより、例えば、コイル線材の巻き方や材質等の違いを、第１目印を有する巻回軸方向の一端側からコイル線材の巻回始端部が引き出されている場合と、第２目印を有する巻回軸方向の他端側からコイル線材の巻回始端部が引き出されている場合と、により区別することが可能になる。コイル線材の線径の違いを第１目印や第２目印により区別してもよい。

また、特許請求の範囲の請求項５に記載された本発明のコイルボビンは、請求項４に記載のコイルボビンにおいて、前記角筒部の端部四隅の付近に位置する前記鍔部の表面には、それぞれ異なる４種類の文字、図形または記号を有することを技術的特徴とする。

角筒部の端部四隅の付近に位置する鍔部の表面には、それぞれ異なる４種類の文字、図形または記号を有する。これにより、コイル線材の巻回始端部の引き出し位置に近い鍔部の表面に有する文字、図形または記号から、例えば、コイル線材の線径の違いを判別することが可能になる。コイル線材の巻き方や材質等の違いをこれら４種類の文字、図形または記号により区別してもよい。

また、特許請求の範囲の請求項６に記載された本発明のコイルボビンは、請求項１に記載のコイルボビンにおいて、前記巻回軸方向の他端側にも、巻回径方向の外側に突出して前記コイル線材の巻回始端部の引き出し位置を示し得る別の凸部を備えることを技術的特徴とする。

巻回軸方向の他端側にも、巻回径方向の外側に突出してコイル線材の巻回始端部の引き出し位置を示し得る別の凸部を備える。これにより、巻回軸方向の他端側においても、コイル線材の巻回始端部を、別の凸部に対して、一方側から引き出す場合と他方側から引き出す場合との２態様を構成し得る。そのため、巻回軸方向の一端側と合わせて、４態様または８態様で、コイル線材の線径の違いを区別することが可能になる。また、凸部が複数備える場合には、凸部の数の２倍に相当する態様数によりコイル線材の線径の違いを区別することが可能になる。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項７に記載された本発明のトランスは、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコイルボビンと、前記コイルボビンに巻回される１次コイルと、前記１次コイルに磁気的に結合可能に前記コイルボビンに巻回される２次コイルと、前記コイルボビンに挿通されるコアと、を備えることを技術的特徴とする。

請求項１〜６のいずれか一項に記載のコイルボビンを備えることにより、コイルボビンを共通化することが可能になり、また例えば、ラベルをコイルボビンに貼付したりペイント等でマーキングしたりすることなく、コイルの種類を一見して判別し得る。これにより、コイル巻回後の後工程において、このようなラベルの貼付等の作業を行う別工程を必要とすることなく、コイルボビンの共有化が可能になるので、トランスの製造工数の増加を抑制することが可能になる。

本発明のコイルボビンでは、コイルボビンに巻回するコイル線材の巻回始端部を、凸部に対して、一方側から引き出す場合と他方側から引き出す場合との２態様を構成し得るので、例えば、コイル線材の線径の違いをこの２態様により区別することが可能になる。また、凸部が複数備える場合には、凸部の数の２倍に相当する態様数によりコイル線材の線径の違いを区別することが可能になる。したがって、形状を統一してもコイルの種類を一見して判別することができる。

また、本発明のトランスでは、コイル巻回後の後工程において、このようなラベルの貼付等の作業を行う別工程を必要とすることなく、コイルボビンの共有化が可能になるので、トランスの製造工数の増加を抑制することが可能になる。したがって、トランスの製品コストを削減することができる。

本発明の一実施形態に係るコイルボビンの構成例を示す斜視図であり、図１(A)は一端側から見たもの、図１(B)は他端側から見たものである。 図２(A)は本実施形態のコイルボビンを一端側から見た平面図、図２(B)は本実施形態のコイルボビンを他端側から見た底面図、図２(C)は本実施形態のコイルボビンを角筒部の径方向に切断した場合の断面図である。 図３(A)および図３(B)は本実施形態のコイルボビンの部分拡大図、図３(C)は本実施形態のコイルボビンの部分断面図である。 図４(A)は本実施形態のコイルボビンにコイル線材を巻回した場合の説明図、図４(B)は比較例のコイルボビンにコイル線材を巻回した場合の説明図である。 本実施形態のコイルボビンにコイル線材を巻回した場合に、始端部の引き出しの例を示す説明図である。 本実施形態のコイルボビンをスコットトランスのＭ座コイル用のコイルボビンに適用した場合における始端部の引き出し態様Ａ〜Ｆの例を示す説明図である。 本実施形態のコイルボビンをスコットトランスのＴ座コイル用のコイルボビンに適用した場合における始端部の引き出し態様Ｇ〜Ｌの例を示す説明図である。 本実施形態のコイルボビンを備えたスコットトランス（本発明の一実施形態に係るスコットトランス）の構成例を示す斜視図である。 本実施形態のスコットトランスの結線例を示す回路図である。

以下、本発明のコイルボビンおよび当該コイルボビンを備えたトランスの実施形態について図を参照して説明する。まず、本実施形態に係るコイルボビン１０の構成を図１〜図４に基づいて説明する。図１には、コイルボビン１０の構成例を示す斜視図が図示されており、図１(A)はコイルボビン１０を一端側から見たもの、図１(B)はコイルボビン１０を他端側から見たものである。また、図２(A)には、コイルボビン１０を一端側から見た平面図、図２(B)には、コイルボビン１０を他端側から見た底面図、図２(C)には、コイルボビン１０を角筒部の径方向に切断した場合の断面図、がそれぞれ図示されている。

さらに、図３(A)には、コイルボビン１０の一端側の部分拡大図、図３(B)には、コイルボビン１０の他端側の部分拡大図、図３(C)には、コイルボビン１０の部分断面図、がそれぞれ図示されている。また、図４(A)には、コイルボビン１０にコイル線材を巻回した場合の説明図、図４(B)には、比較例のコイルボビンにコイル線材を巻回した場合の説明図、がそれぞれ図示されている。図５には、コイルボビン１０にコイル線材を巻回した場合に、始端部の引き出しの例を示す説明図が図示されている。

図１および図２に示すように、コイルボビン１０は、巻回されたコイル線材を一定の形状に維持するための筒体である。本実施形態では、主に、フランジ部１１，１２、角筒部１３等により構成されており、これらは、例えば、不燃性の樹脂により一体に成形されている。角筒部１３は、角が丸められた丸角の角部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ（以下「角部１３ａ〜１３ｄ」という場合もある）を有する四角柱を中空状にしたものである。この角筒部１３には、例えば、後述するように、コイル線材としての丸線３１を角筒部１３の外周部１５に巻き付けて１次コイルを形成する。そのため、丸線３１を巻回する軸の一端側（巻回軸方向の一端側）にフランジ部１１を形成し、また他端側（巻回軸方向の他端側）にフランジ部１２を形成することで、複数層に巻回された丸線３１の巻回層が巻回軸方向に向かって崩れ難くしている。

本実施形態では、フランジ部１１は、刀の鍔のように、全周に亘って形成されているのではなく、角筒部１３のうちの対向する一対の長辺に接続される２枚のフランジ１１ａ，１１ｂにより構成されている。即ち、フランジ１１ａ，１１ｂが形成されていない角筒部１３の短辺には、鍔の一部を切り欠く切欠部１１ｃが形成されるとともに、後で詳述する凸部２１，２２，２３，２４（「凸部２１〜２４」という場合もある）が形成されている。なお、角筒部１３のうちの対向する一対の短辺にフランジ１１ａ，１１ｂを形成し、対向する残りの長辺に切欠部１１ｃや凸部２１，２２，２３，２４を形成してもよい。

なお、角筒部１３の角部１３ａ〜１３ｄを、丸みを帯びた丸角に形成しているのは、巻回時に角部１３ａ〜１３ｄに圧接され得る丸線３１に対して、傷を付け難くするためである。また、角筒部１３の内周部１４には、やや幅広の線条溝１６が長手方向（軸方向）に沿って複数本形成されている。これらの線条溝１６は、コイルボビン１０の空洞部２０に角柱形状のコアのレグ部が挿通されて当該コイルボビン１０がコアに組み付けられた場合において、角筒部１３の内周部１４とレグ部との間にワニスを充填可能な隙間を形成するために設けられている。

フランジ部１２についても、フランジ部１１とほぼ同様に構成されている。即ち、フランジ部１２は、角筒部１３のうちの対向する一対の長辺に接続される２枚のフランジ１２ａ，１２ｂにより構成されている。また、フランジ１２ａ，１２ｂが形成されていない角筒部１３の短辺には、鍔の一部を切り欠く切欠部１２ｃが形成されるとともに、後で詳述する凸部２５，２６，２７，２８（「凸部２５〜２８」という場合もある）が形成されている。なお、角筒部１３のうちの対向する一対の短辺にフランジ１２ａ，１２ｂを形成し、対向する残りの長辺に切欠部１２ｃや凸部２５〜２８を形成してもよい。

フランジ部１１，１２には、本実施形態では、アルファベットによるマーク１７，１８が表示されている。例えば、フランジ部１１の表面（フランジ部１２と対向しない側の面）には「Ｍ」のマーク１７が、またフランジ部１２の表面（フランジ部１１と対向しない側の面）には「Ｔ」のマーク１８が、それぞれ凸状に現れるように形成されている。フランジ部１１に表示される「Ｍ」のマーク１７は、Ｍ座コイルであることを示し、またフランジ部１２に表示される「Ｔ」のマーク１８は、Ｔ座コイルであることを示す。なお、Ｍ座コイルおよびＴ座コイルについては後述する。

本実施形態では、フランジ部１１，１２のそれぞれの表面には、４種類の文字１９も表示されている。例えば、角筒部１３の端部四隅の付近（近傍）に位置する、フランジ部１１，１２（フランジ１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ）の表面に、４種類の文字（数字）「１」、「２」、「３」および「４」がそれぞれ凸状に現れるように形成されている。例えば、一方のフランジ１１ａ，１２ａには「１」と「４」が、また他方のフランジ１１ｂ，１２ｂには「２」と「３」が、それぞれ表示されている。数字のほかに、アルファベット（ａ，ｂ，ｃ，ｄ等）やギリシャ文字（α，β，γ，δ等）でもよい。なお、このような数字を含めた４種類の文字１９に代えて、図形（例えば、○，◎，△，□）や記号（＠，＆，￥，＄）をフランジ部１１，１２に表示してもよい。

このように本実施形態では、フランジ部１１，１２に表示される文字等がそれぞれ凸状に現れるようにコイルボビン１０の成形型により形成したが、コイルボビン１０の成形時に形成することが可能であれば、これらの文字等がそれぞれ凹状に現れるようにコイルボビン１０の成形型により形成してもよい。なお、マーク１７，１８は、特許請求の範囲に記載の「第１目印」または「第２目印」に相当し得るものである。また、文字１９は、特許請求の範囲に記載の「文字、図形または記号」に相当し得るものである。

図３(A)に示すように、切欠部１１ｃによりフランジ１１ａ，１１ｂが形成されていない角筒部１３の短辺には、凸部２１〜２４が形成されている。同様に図３(B)に示すように、切欠部１２ｃによりフランジ１２ａ，１２ｂが形成されていない角筒部１３の短辺には、凸部２５〜２８が形成されている。即ち、一方の短辺には、前述した文字１９の「１」の近くに凸部２１や凸部２５が位置しており、文字１９の「２」の近くに凸部２２や凸部２６が位置している。また、他方の短辺には、文字１９の「３」の近くに凸部２３や凸部２７が位置しており、文字１９の「４」の近くに凸部２４や凸部２８が位置している。

これらの凸部２１〜２４は、四角柱または四角錐台の形状に形成されている。本実施形態では、凸部２１〜２４の巻回軸方向の幅ｓは、フランジ部１１（フランジ１１ａ，１１ｂ）の厚さｔとほぼ等しくなるように設定されている。同様に、凸部２５〜２８の巻回軸方向の幅ｓも、フランジ部１２（フランジ１２ａ，１２ｂ）の厚さｔとほぼ等しくなるように設定されている［条件１］。これにより、凸部２１〜２８がフランジ部１１，１２よりも巻回軸方向の角筒部１３側に突出しないため、丸線３１を角筒部１３の周方向に巻き付ける際に丸線３１が凸部２１〜２８に接触し難い（凸部２１〜２８が巻回時の邪魔になり難い）。

また、図３(C)に示すように、凸部２１〜２４は、それぞれの高さｈがほぼ同様に設定されている［条件２］。これにより、凸部２１〜２４の高さがそれぞれ異なる場合に比べて、成形時における樹脂の流れが良好になるので、成形不良が発生し難い。凸部２１〜２４は、次に説明するように、丸線３１の始端部３２がこれらに隣接するように位置し始端部３２の引き出し位置を明示する。そのため、始端部３２が接触したり当接したりしても破損しない程度の機械的な強度が必要になる［条件３］とともに、コイルボビン１０に丸線３１を巻回する作業者が視認可能なサイズが必要になる［条件４］。よって、凸部２１〜２４は、これらの条件３，４を満たすように、巻回軸方向の幅ｓおよび巻回経方向の幅ｐが設定されている。

なお、図３(C)には、凸部２５〜２８が図示されていないが、凸部２５〜２８についても、四角柱または四角錐台の形状に形成されており、またそれぞれの高さｈもほぼ同様に設定されている。これにより、成形時における樹脂の流れを良好にしている。また、凸部２５〜２８の巻回軸方向の幅ｓおよび巻回経方向の幅ｐについても、凸部２１〜２４と同様に、所定の機械的な強度を確保可能かつ作業者が視認可能なサイズに設定されている。本実施形態では、凸部２１〜２８の形状を四角柱または四角錐台に設定したが、上述したような各条件１〜４を満たせば、凸部２１〜２８の形状を、円柱、円錐台、楕円柱、楕円錐台等に形成してもよい。

このような形状に形成される凸部２１〜２８は、本実施形態では、フランジ１１ａ（フランジ１１ｂ）の切欠部１１ｃと角筒部１３の外周部１５との境界から所定距離ｄｘだけ離れた位置に凸部２１（凸部２３）が設けられており、また反対側のフランジ１１ｂ（フランジ１１ａ）の切欠部１１ｃと角筒部１３の外周部１５との境界から所定距離ｄｙだけ離れた位置に凸部２２（凸部２４）が設けられている。距離ｄｘ，ｄｙは等しくない。

即ち、図３(A)に示すように、フランジ１１ａ（フランジ１１ｂ）の切欠部１１ｃと角筒部１３の外周部１５との境界から凸部２１（凸部２３）までの所定距離ｄｘは、反対側の境界から凸部２２（凸部２４）までの所定距離ｄｙよりも大きい（ｄｘ＞ｄｙ）。同様に、図３(B)に示すように、フランジ１２ａ（フランジ１２ｂ）の切欠部１２ｃと角筒部１３の外周部１５との境界から凸部２５（凸部２７）までの所定距離ｄｘは、反対側の境界から凸部２６（凸部２８）までの所定距離ｄｙよりも大きい（ｄｘ＞ｄｙ）。所定距離ｄｘは、角筒部１３に巻回される丸線３１の始端部３２（始端部３２ａ）の引き出し位置により定められる。

図４および図５に示すように、１次コイル用の丸線３１を角筒部１３の外周部１５に巻回し始める際に、巻回軸Ｊの方向に引き出される丸線３１の始端部３２の位置によっては、丸線３１の硬度等の要因により丸線３１が外周部１５に接することが困難になる場合がある。例えば、図４(B)に示すように、フランジ１１ａの切欠部１１ｃと外周部１５との境界から凸部２１までの所定距離を凸部２２と同様のｄｙ（＜ｄｘ）に設定した場合には（同図に示す凸部２１’）、当該所定距離がｄｘのときに比べて丸線３１’の始端部３２が角筒部１３の角部１３ａに近づく。そのため、角部１３ａに対して短い距離で丸線３１’をほぼ９０度曲げる必要が生じる。

丸線３１’は、始端部３２において丸線３１’の巻回方向に対してもほぼ９０度に曲げられていることから、丸線３１’は、始端部３２の部分でほぼ９０度曲げられた後、さらに短い距離で角部１３ａの部分でほぼ９０度曲げられる。丸線３１’に対して９０度前後の曲げが近距離で２回行われるため、コイル線材の硬度によっては丸線３１’が外周部１５に接することなく浮いてしまう部分が発生する（同図に示す丸線３１”）。特に、角部１３ａの付近で丸線３１”が浮き上がり易い。このように浮き上がった丸線３１”の上に丸線３１’がさらに巻回されることで、角部１３ａ付近の巻回経が大きくなる、いわゆる巻太りが生じ得る。

このような巻太りの発生を抑制するため、本実施形態では、図４(A)に示すように、フランジ１１ａの切欠部１１ｃと外周部１５との境界から所定距離ｄｘ以上離れた位置に凸部２１を設けている。即ち、始端部３２が凸部２１の角部１３ａ側に隣接し、かつ、始端部３２から外周部１５の周方向で角部１３ａ側に向けて丸線３１を巻回する場合において、凸部２１から角部１３ａに至るまでにおいて、丸線３１が外周部１５に連続（またはほぼ連続）して接し得る範囲ｗに位置する。この範囲ｗは、例えば、丸線３１の硬度（曲げ硬さ）、材質、線径等に基づく実験や計算機シミュレーションの結果により適宜設定される。なお、図４(A)および図４(B)においては、丸線３１を明確にするため便宜的にグレーに着色している。

例えば、丸線３１が線径ｒの銅線である場合には、フランジ１１ａの切欠部１１ｃと外周部１５との境界から凸部２１側に線径ｒの４〜６倍離れた位置（範囲ｗの一方側）から、凸部２２から凸部２１側に線径ｒ（符号３２’）だけ離れた位置（範囲ｗの他方側）までの間が、当該範囲ｗとして設定される。つまり、フランジ１１ａの切欠部１１ｃと外周部１５との境界から凸部２１までの所定距離ｄｘは４ｒ以上６ｒ以下になる。凸部２２から線径ｒ（符号３２’）だけ凸部２１側に離れた位置を当該範囲ｗの他方側に設定しているのは、凸部２１と凸部２２の間に始端部３２を位置させ得る隙間を確保する必要があるためである。

一方、凸部２２は、反対側のフランジ１１ｂの切欠部１１ｃと外周部１５との境界から所定距離ｄｙ離れた位置に設けられている。この所定距離ｄｙは、例えば、丸線３１の線径ｒの１〜２倍に設定されている。凸部２２の角部１３ｂ側とフランジ１１ｂとの間に始端部３２を位置させ得る隙間を確保する必要があり、またこの角部１３ｂは丸線３１の巻回方向の反対側に存在することから、フランジ１１ｂの切欠部１１ｃと外周部１５との境界から所定距離ｄｘ以上離れる必要がないためである。なお凸部２２は、凸部２１よりもフランジ１１ａに対して離れる方向に位置しているため、凸部２２がフランジ１１ａの切欠部１１ｃと外周部１５との境界から所定距離ｄｘ以上離れていることは明らかである。

凸部２３，２４についても、凸部２１，２２と同様に設定されている。即ち、フランジ１１ｂの切欠部１１ｃと外周部１５との境界から凸部２３までの所定距離ｄｘは丸線３１の線径ｒの４〜６倍に設定されている。また、反対側のフランジ１１ａの切欠部１１ｃと外周部１５との境界から凸部２４までの所定距離ｄｙは、丸線３１の線径ｒの１〜２倍に設定されている。

また、凸部２５，２６についても、凸部２１，２２と同様に設定されている。即ち、フランジ１２ａの切欠部１２ｃと外周部１５との境界から凸部２５までの所定距離ｄｘは丸線３１の線径ｒの４〜６倍に設定されている。また、反対側のフランジ１２ｂの切欠部１２ｃと外周部１５との境界から凸部２６までの所定距離ｄｙは、丸線３１の線径ｒの１〜２倍に設定されている。

さらに、凸部２７，２８についても、凸部２１，２２と同様に設定されている。即ち、フランジ１２ｂの切欠部１２ｃと外周部１５との境界から凸部２７までの所定距離ｄｘは丸線３１の線径ｒの４〜６倍に設定されている。また、反対側のフランジ１２ａの切欠部１２ｃと外周部１５との境界から凸部２８までの所定距離ｄｙは、丸線３１の線径ｒの１〜２倍に設定されている。

このようにコイルボビン１０を構成することにより、図５および図６(A)〜図６(C)に示すように、フランジ部１１が形成されるコイルボビン１０の一端側においては、凸部２１の角部１３ａ側に隣接するように丸線３１の始端部３２ａ（始端部３２）を位置させてコイルボビン１０の外周部１５の周方向で角部１３ａ側に向けて丸線３１を角筒部１３に巻回する態様Ａと、凸部２１と凸部２２の間に丸線３１の始端部３２ｂ（始端部３２）を位置させてコイルボビン１０の外周部１５の周方向で角部１３ａ側に向けて丸線３１を角筒部１３に巻回する態様Ｂと、凸部２２の角部１３ｂ側に隣接するように丸線３１の始端部３２ｃ（始端部３２）を位置させてコイルボビン１０の外周部１５の周方向で角部１３ａ側に向けて丸線３１を角筒部１３に巻回する態様Ｃと、の３態様を構成することが可能になる。なお、図５および図６(A)〜図６(C)においては、丸線３１を角筒部１３に多重に巻回することにより構成する１次コイルのうちの巻回層の１段目だけが図示されており、２段目以降については図示を省略していることに注意されたい。また、当該角筒部１３には、平角線を多重に巻回することにより構成する２次コイルについても図示を省略していることに注意されたい。

また、図６(D)〜図６(F)に示すように、凸部２３の角部１３ｃ側に隣接するように丸線３１の始端部３２ｄ（始端部３２）を位置させてコイルボビン１０の外周部１５の周方向で角部１３ｃ側に向けて丸線３１を角筒部１３に巻回する態様Ｄと、凸部２３と凸部２４の間に丸線３１の始端部３２ｅ（始端部３２）を位置させてコイルボビン１０の外周部１５の周方向で角部１３ｃ側に向けて丸線３１を角筒部１３に巻回する態様Ｅと、凸部２４の角部１３ｄ側に隣接するように丸線３１の始端部３２ｆ（始端部３２）を位置させてコイルボビン１０の外周部１５の周方向で角部１３ｃ側に向けて丸線３１を角筒部１３に巻回する態様Ｆと、の３態様を構成することが可能になる。図６(D)〜図６(F)においても、丸線３１を角筒部１３に多重に巻回することにより構成する１次コイルのうちの巻回層の１段目だけが図示されており、２段目以降については図示を省略していることに注意されたい。また、当該角筒部１３には、平角線を多重に巻回することにより構成する２次コイルについても図示を省略していることに注意されたい。

さらに、図７(G)〜図７(L)に示すように、フランジ部１２が形成されるコイルボビン１０の他端側においては、凸部２５の角部１３ｂ側に隣接するように丸線３１の始端部３２ｇ（始端部３２）を位置させてコイルボビン１０の外周部１５の周方向で角部１３ｂ側に向けて丸線３１を角筒部１３に巻回する態様Ｇと、凸部２５と凸部２６の間に丸線３１の始端部３２ｈ（始端部３２）を位置させてコイルボビン１０の外周部１５の周方向で角部１３ｂ側に向けて丸線３１を角筒部１３に巻回する態様Ｈと、凸部２６の角部１３ａ側に隣接するように丸線３１の始端部３２ｉ（始端部３２）を位置させてコイルボビン１０の外周部１５の周方向で角部１３ｂ側に向けて丸線３１を角筒部１３に巻回する態様Ｉと、の各態様を構成することが可能になる。

続けて、凸部２７の角部１３ｄ側に隣接するように丸線３１の始端部３２ｊ（始端部３２）を位置させてコイルボビン１０の外周部１５の周方向で角部１３ｄ側に向けて丸線３１を角筒部１３に巻回する態様Ｊと、凸部２７と凸部２８の間に丸線３１の始端部３２ｋ（始端部３２）を位置させてコイルボビン１０の外周部１５の周方向で角部１３ｄ側に向けて丸線３１を角筒部１３に巻回する態様Ｋと、凸部２８の角部１３ｃ側に隣接するように丸線３１の始端部３２ｌ（始端部３２）を位置させてコイルボビン１０の外周部１５の周方向で角部１３ｄ側に向けて丸線３１を角筒部１３に巻回する態様Ｌと、の各態様を構成することが可能になり、合わせて６構成することが可能になる。なお、図７(G)〜図７(L)においても、丸線３１を角筒部１３に多重に巻回することにより構成する１次コイルのうちの巻回層の１段目だけが図示されており、２段目以降については図示を省略していることに注意されたい。また、当該角筒部１３には、平角線を多重に巻回することにより構成する２次コイルについても図示を省略していることに注意されたい。

このように本実施形態のコイルボビン１０では、コイルボビン１０の一端側において６態様（態様Ａ〜Ｆ）、またコイルボビン１０の他端側において６態様（態様Ｇ〜Ｌ）、の合計１２態様の始端部３２の引き出しパターンを構成することができる。

なお、上述した態様Ｂにおいて、凸部２１と凸部２２の間に始端部３２ｂを位置させるのではなく、凸部２１の角部１３ｂ側に隣接するように始端部３２を位置させたり（態様Ｂ’）、凸部２２の角部１３ａ側に隣接するように始端部３２を位置させたり（態様Ｂ”）、することによって、始端部３２の引き出しパターンを増やすことが可能になる。同様に、上述した態様Ｅにおいて、凸部２３と凸部２４の間に始端部３２ｅを位置させるのではなく、凸部２３の角部１３ｄ側に隣接するように始端部３２を位置させたり（態様Ｅ’）、凸部２４の角部１３ｃ側に隣接するように始端部３２を位置させたり（態様Ｅ”）、する。また、上述した態様Ｈにおいて、凸部２５と凸部２６の間に始端部３２ｈを位置させるのではなく、凸部２５の角部１３ａ側に隣接するように始端部３２を位置させたり（態様Ｈ’）、凸部２６の角部１３ｂ側に隣接するように始端部３２を位置させたり（態様Ｈ”）、する。さらに、態様Ｋにおいて、凸部２７と凸部２８の間に始端部３２ｋを位置させるのではなく、凸部２７の角部１３ｃ側に隣接するように始端部３２を位置させたり（態様Ｋ’）、凸部２８の角部１３ｄ側に隣接するように始端部３２を位置させたり（態様Ｋ”）、する。これらによって、合計８態様（態様Ｂ’，Ｂ”，Ｅ’，Ｅ”，Ｈ’，Ｈ”，Ｋ’，Ｋ”）の始端部３２の引き出しパターンを増やすことが可能になる。したがって、先の態様Ａ〜Ｌの１２態様と合わせると、２０態様の始端部３２の引き出しパターンを構成することができる。

上述したように本実施形態のコイルボビン１０では、巻回径方向の外側に突出して丸線３１の始端部３２の引き出し位置を示し得る凸部２１〜２４を巻回軸方向の一端側に備え、また凸部２５〜２８を巻回軸方向の他端側に備える。これにより、コイルボビン１０に巻回する丸線３１の始端部３２を凸部２１〜２４に対して、それぞれの凸部の一方側から引き出す場合と他方側から引き出す場合との８態様を構成し得る。また、隣り合う凸部と凸部との間から始端部３２を引き出す場合の２態様を加えて、始端部３２の引き出しパターンを合計１０態様を構成し得る。また、巻回軸方向の他端側にも、同様に構成される凸部２５〜２８を備えるため、コイルボビン１０に巻回する丸線３１の始端部３２を凸部２５〜２８に対して、それぞれの凸部の一方側から引き出す場合と他方側から引き出す場合との８態様を構成し得る。また、隣り合う凸部と凸部との間から始端部３２を引き出す場合の２態様を加えて、始端部３２の引き出しパターンを合計１０態様を構成し得る。そのため、例えば、丸線３１の線径の違いをこれら２０態様により区別することが可能になる。したがって、形状を統一してもコイルの種類を一見して判別することができる。

次に、このように最大で２０態様の始端部３２の引き出しパターンを構成し得るコイルボビン１０をスコットトランス５０のＭ座コイルとＴ座コイルに用いた例を、図８および図９を参照して説明する。図８には、コイルボビン１０を備えたスコットトランス５０の構成例が図示されている。また、図９には、スコットトランス５０の結線例を示す回路図が図示されている。

図８に示すように、スコットトランス５０は、主に、コア５１、Ｍ座コイル５２、Ｔ座コイル５３等により構成されている。スコットトランス５０は、三相交流を２つの単相交流に変換可能に複数のコイル３０ａ，３０ｂ，４０ａ，４０ｂがスコット結線された変圧器である。そのため、コア５１には、Ｍ座の１次側のコイル（以下「Ｍ座１次コイル」という）３０ａ、Ｍ座の２次側のコイル（以下「Ｍ座２次コイル」という）４０ａ、Ｔ座の１次側のコイル（以下「Ｔ座１次コイル」という）３０ｂおよびＴ座の２次側のコイル（以下「Ｔ座２次コイル」という）４０ｂが巻回されている。Ｍ座は「主座」ともいう。

具体的には、例えば、図９に示すように、Ｍ座１次コイル３０ａは三相交流のＵ−Ｗ相間に接続されており、Ｍ座１次コイル３０ａの中点とＶ相の間にＴ座１次コイル３０ｂが接続されている。

Ｍ座１次コイル３０ａは、前述したコイルボビン１０に丸線３１を巻回したものであり、Ｍ座２次コイル４０ａは、Ｍ座１次コイル３０ａの巻回層の上に平角線４１を巻回したものである。これらをまとめてＭ座コイル５２という。図８においては、Ｍ座１次コイル３０ａとＭ座２次コイル４０ａの境界を便宜的に二点鎖線により表していることに注意されたい。本実施形態では、Ｍ座コイル５２は、フランジ部１１を上方（図８に示す座標系のＺ軸矢印先端方向）に向けたコイルボビン１０に巻回されており、フランジ部１１の凸部２１に隣接した位置から、Ｍ座１次コイル３０ａの始端部３２が上方に向けて引き出されている。このＭ座１次コイル３０ａの始端部３２には、Ｕ相用の端子６１が接続されている。また、Ｍ座１次コイル３０ａの終端部３３には、Ｗ相用の端子６３が接続されている。なお、このＭ座コイル５２は、図６(C)に示すものに相当する。

また、Ｔ座１次コイル３０ｂは、別のコイルボビン１０に丸線３１を巻回したものであり、Ｔ座２次コイル４０ｂは、Ｔ座１次コイル３０ｂの巻回層の上に平角線４１を巻回したものである。これらをまとめてＴ座コイル５３という。図８においては、Ｔ座１次コイル３０ｂとＴ座２次コイル４０ｂの境界を便宜的に二点鎖線により表していることに注意されたい。本実施形態では、Ｔ座コイル５３は、フランジ部１２を上方に向けたコイルボビン１０に巻回されており、フランジ部１２の凸部２６に隣接した位置から、Ｔ座１次コイル３０ｂの始端部３２が上方に向けて引き出されている。このＴ座１次コイル３０ｂの始端部３２には、Ｖ相用の端子６２が接続されている。なお、このＴ座コイル５３は、図７(I)に示すものに相当する。

本実施形態では、例えば、図６(C)や図７(I)に相当する位置から始端部３２が引き出されている場合には、Ｍ座１次コイル３０ａやＴ座１次コイル３０ｂを巻回している丸線３１の線径が２．５mmであることを明示する。これに対して、例えば、図６(A)や図７(G)に相当する位置から始端部３２が引き出されている場合には、Ｍ座１次コイル３０ａやＴ座１次コイル３０ｂを巻回している丸線３１の線径が１．５mmであることを明示する。また、例えば、図６(B)や図７(H)に相当する位置から始端部３２が引き出されている場合には、Ｍ座１次コイル３０ａやＴ座１次コイル３０ｂを巻回している丸線３１の線径が２mmであることを明示する。

コア５１は、本実施形態では、漢字の「日」の字形状を有する鉄心部である。例えば、３本の角柱形状のレグ部５１ａ，５１ｂ，５１ｃを有するＥ型鉄心と、これらのレグ部５１ａ〜５１ｃの開放側端を閉じ得る角柱形状のＩ型鉄心と、を組み合わせることによりコア５１を構成している。そのため、コア５１は、「ＥＩコア」と呼ばれることもある。コア５１は、例えば、Ｅ字形状の電磁鋼板とＩ字形状の電磁鋼板とを数枚ごとにＥ字形状が逆向きになるように交互に向きを変えて積層されており、締結金具５５等により積層方向に加圧されている。なお、コア５１として、２つのＥ型鉄心を組み合わせるＥＥコアを用いてもよい。

即ち、コア５１は、その上端部５１ｄがボルトのねじ締結により加圧される長板状の締結金具５５によって挟持されている。また、コア５１の下端部５１ｅは、ボルトとナットのねじ締結により加圧されるＬアングル状の固定金具５６によって挟持されている。これにより、コア５１には積層方向に圧縮荷重が作用する。なお、本実施形態では、これらの締結金具５５や固定金具５６には、当該スコットトランス５０を搭載する装置に取付固定する場合に用いられる図略のボルト用の取付穴や取付溝が形成されている。

このように構成されるコア５１は、その３本のレグ部５１ａ〜５１ｃのうち、外側のレグ部１１ｂ，１１ｃにＭ座コイル５２とＴ座コイル５３が取り付けられている。即ち、外側の一方に位置するレグ部１１ｂがＭ座コイル５２を巻回したコイルボビン１０の空洞部２０にフランジ部１１が上方になるように（フランジ部１２が下方（図８に示す座標系のＺ軸矢印後端方向）になるように）挿通され、外側の他方に位置するレグ部１１ｃがＴ座コイル５３を巻回したコイルボビン１０の空洞部２０にフランジ部１２が上方になるように（フランジ部１１が下方になるように）挿通されている。本実施形態では、Ｍ座コイル５２やＴ座コイル５３は、絶縁ワニス等が塗布された絶縁紙５８，５９に覆われている。

図９に示すように、スコットトランス５０の出力側、即ちＭ座２次コイル４０ａおよびＴ座２次コイル４０ｂには、アプリケーションに応じた様々な回路が接続される。なお、同図に示す符号４２は、Ｍ座２次コイル４０ａやＴ座２次コイル４０ｂの始端部を示し、また符号４３は、Ｍ座２次コイル４０ａやＴ座２次コイル４０ｂの終端部を示す。これらの始端部４２は図８にも表されているが、終端部４３については、Ｍ座２次コイル４０ａおよびＴ座２次コイル４０ｂに隠れているため、図８には表されていない。

以上説明したように本実施形態のスコットトランス５０では、コイル巻回後の後工程において、例えば、線径の異なるコイルの種類を判別可能なラベルの貼付等の作業を行う別工程を必要とすることなく、コイルボビン１０の共有化が可能になるので、製造工数の増加を抑制することが可能になる。したがって、製品コストを削減することができる。

なお、上述した実施形態では、フランジ１１ａ，１１ｂが形成されていない角筒部１３の短辺に始端部３２の引き出し位置を示し得る凸部２１等をそれぞれ２個形成したが、上述した［条件１］〜［条件４］のすべてを満たす凸部であれば、角筒部１３の短辺（または長辺）に形成可能な範囲で、３個以上設けてもよい。また凸部は１個でもよい。

また、上述した実施形態では、コイルボビンを角筒形状（角筒部１３）に構成したが、コイル線材を巻回することが可能な筒体（筒形状）であれば、円筒形状や楕円筒形状または多角筒形状に構成してもよい。また、所定太さのコイル線材を巻回しても変形することない機械的な強度を確保可能であれば、筒体である必要はなく、例えば、角筒形状や多角筒形状の面部分を取り除いた辺部分からなる枠体（枠形状）でもよい。

さらに、上述した実施形態では、コイルボビン１０に巻回されたコイルをスコットトランス５０に用いた場合を例示して説明したが、コイル線材をコイルボビンに巻回した巻線部品であれば、例えば、単相交流変圧回路等に用いられるトランスや、チョッパ回路等に用いられるリアクトルでもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、上述した具体例を様々に変形または変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。さらに、本明細書または図面に例示した技術は、複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つ。なお、[符号の説明]の欄における括弧内の記載は、上述した各実施形態で用いた用語と、特許請求の範囲に記載の用語との対応関係を明示し得るものである。

１０…コイルボビン
１１…フランジ部（鍔部、一端側の鍔部）
１２…フランジ部（鍔部、他端側の鍔部）
１３…角筒部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…角部
１４…内周部
１５…外周部
１６…線条溝
１７…マーク（第１目印）
１８…マーク（第２目印）
１９…文字（文字、図形または記号）
２０…空洞部
２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８…凸部（対向側の凸部、別の凸部）
３０ａ…Ｍ座１次コイル（１次コイル）
３０ｂ…Ｔ座１次コイル（１次コイル）
３１…丸線（コイル線材）
３２…始端部（巻回始端部）
３３…終端部
４０ａ…Ｍ座２次コイル（２次コイル）
４０ｂ…Ｔ座２次コイル（２次コイル）
４１…平角線
４２…始端部
４３…終端部
５０…スコットトランス（トランス）
５１…コア
５２…Ｍ座コイル
５３…Ｔ座コイル
５８，５９…絶縁紙
６１，６２，６３…端子
ｄｘ，ｄｙ…所定距離
Ｊ…巻回軸

Claims (7)

1. コイル線材を巻回し得るコイルボビンであって、
   巻回径方向の外側に突出して前記コイル線材の巻回始端部の引き出し位置を示し得る凸部を巻回軸方向の一端側に備えるとともに、前記コイル線材を巻回し得る外周部に角部を備え、前記巻回始端部が前記凸部の前記角部の側に隣接し、かつ、前記巻回始端部から前記外周部の周方向で前記角部の側に向けて前記コイル線材を巻回する場合において、
   前記凸部は、前記コイル線材のうち前記凸部から前記角部に至るまで部分が前記外周部に接し得る範囲に位置することを特徴とするコイルボビン。
2. 前記巻回軸方向に角柱形状のコアを内側に挿入し得るとともに前記コイル線材を外側に巻回し得る角筒部を備えており、
   前記角筒部の一端側に前記凸部が位置する場合、前記コアを挟んだ対向側にも前記凸部が位置することを特徴とする請求項１に記載のコイルボビン。
3. 前記巻回軸方向の他端側にも、巻回径方向の外側に突出して前記コイル線材の巻回始端部の引き出し位置を示し得る別の凸部を備えることを特徴とする請求項２に記載のコイルボビン。
4. 前記巻回軸方向の一端側および前記巻回軸方向の他端側には、巻回径方向外側に拡がる鍔部をそれぞれ備えており、
   前記一端側の鍔部には第１目印を有し、前記他端側の鍔部には第２目印を有することを特徴とする請求項３に記載のコイルボビン。
5. 前記角筒部の端部四隅の付近に位置する前記鍔部の表面には、それぞれ異なる４種類の文字、図形または記号を有することを特徴とする請求項４に記載のコイルボビン。
6. 前記巻回軸方向の他端側にも、巻回径方向の外側に突出して前記コイル線材の巻回始端部の引き出し位置を示し得る別の凸部を備えることを特徴とする請求項１に記載のコイルボビン。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のコイルボビンと、
   前記コイルボビンに巻回される１次コイルと、
   前記一次コイルに磁気的に結合可能に前記コイルボビンに巻回される２次コイルと、
   前記コイルボビンに挿通されるコアと、
   を備えることを特徴とするトランス。