JPH05283238A

JPH05283238A - トランス

Info

Publication number: JPH05283238A
Application number: JP4105492A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yuki; 仁結城
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1993-10-29

Abstract

(57)【要約】【構成】導体25をカットし、プレスして作製されたコイ
ル状体23、24を一対有し、これらのコイル状体が、磁性
体20を含有した高分子材料からなるコア21に埋設されて
いることを特徴とするラインフィルタトランス。このト
ランスの一対のコイル状体間においてコアが部分的に欠
除されてスリット50が形成されていることを特徴とする
ラインフィルタトランス。【効果】組み立ての工程が簡単であって寸法精度も良
く、強度的にも満足ができ、また両コイル間における磁
束の漏れも防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトランスに関し、特にＬ
ＦＴと称されるラインフィルタトランスに関するもので
ある。

【０００２】

【従来技術】従来から使用されているＬＦＴとしては、
図30に示すＵ字型コアを用いるものや、図31に示すトロ
イダル型コアを用いるものがある。

【０００３】図30のＬＦＴは、一対のＵ字型コア１及び
Ｕ字型（又はＩ字型）コア２を互いに接合し、これに、
コイル３、４を同一巻数施したボビン５、６を夫々取り
付けたものである。また、図31のＬＦＴは、コイル７、
８をトロイダル型コア９に対向させて巻線したものであ
る。

【０００４】ところが、上記の各トランスはその作製工
程において次のような問題点を有している。即ち、図30
のトランスの場合、図32に示したように、ボビン５、６
に夫々コイル３、４を巻線した後、これらの端部を各端
子10、11に絡げて半田12、13で固定し、更に各ボビン
５、６にコア１、２を矢印14、15方向に挿入してこれら
のコア同士を接着しているので、組み立ての工数が多
く、しかもコイルのボビンへの巻付け及び半田付け工程
以外は自動化することが困難である。

【０００５】また、図31のトランスは、図33のようにコ
ア９にまずコイル７を巻線し、更にこれに対向してコイ
ル８を巻線するが、コア９がトロイダル（リング状）で
あるためにコイル７、８の巻付けが難しく、殆んど手作
業で行っている。

【０００６】しかも、上記の各トランスに用いているコ
ア１、２、９はフェライト（例えばＭｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ
−Ｚｎ系）の焼結体からなっている場合が多いが、焼結
体であるために、焼結時の熱収縮によって寸法精度は高
くはなく、かつ焼結後に研磨等の加工も要する。これに
加えて、フェライトは衝撃に弱く、カケやワレが発生し
易く、このことが作業の自動化を妨げている原因でもあ
る。焼結フェライト製のコアは、寸法精度が低いために
位置決めが難しく、またカケ、ワレが発生し易いために
ハンドリングも難しい。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、組み立ての工程が簡単
であって寸法精度も良く、強度的にも満足のできるトラ
ンスを提供することにある。本発明の他の目的は、上記
に加えて、両コイル間における磁束の漏れを防止できる
トランスを提供することにある。

【０００８】

【発明の構成】即ち、本発明は、導体をカットし、プレ
スして作製されたコイル状体を一対有し、これらのコイ
ル状体が、磁性体を含有した高分子材料からなるコアに
埋設されていることを特徴とするトランスに係るもので
ある。

【０００９】また、本発明は、上記のトランスの一対の
コイル状体間においてコアが部分的に欠除されているこ
とを特徴とするトランスも提供するものである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１〜図
15は、本発明をＬＦＴ（ラインフィルタトランス）に適
用した第１の実施例を示すものである。

【００１１】本実施例によるトランス40は、図１及び図
２に示すように、フェライト磁性粉20を分散させた合成
樹脂成形体21からなるコア22中に、後述の方法により導
体薄板をカット、プレスしてコイル状体に作製されたプ
レスコイル23、24をインサート成形で埋設させた構造を
有している。

【００１２】図８には、本例によるトランスの製造プロ
セスの基本フローを示した。まず、プレスコイル23、24
の作製について説明すると、図９に明示するように、例
えば0.1〜1.0mm 程度の厚みの導体薄板25（銅、リン青
銅、真鍮等）を第１のプレスカット金型で加工してガイ
ド穴26を開け、次いで第２のプレスカット金型でコイル
になる形状23Ａ、24Ａにカットする。

【００１３】次いで図10に示すように、上記のカットさ
れた薄板25をプレス型によりコイル状に成形し、プレス
コイル23を作製する。この場合、他方のプレスコイル24
も同時に成形されるが、コイル23に対して巻方向を逆に
する（図11参照）。

【００１４】こうして作製されたプレスコイル素材28は
次に、図12及び図13に示す金型27にセットする。金型27
は上型27Ａと下型27Ｂとの組み合わせからなり、これら
の上下の型間に上記のプレスコイル素材28を挟持し、キ
ャビティ29内にゲート（図示せず）からフェライト磁性
粉含有樹脂を注入し、上述したトランスを射出成形す
る。

【００１５】ここで使用可能なフェライト磁性粉として
は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライ
ト、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト等が挙げられ、また
その粒子サイズは直径１〜500 μｍであるのがよく、平
均粒径（数平均）は10〜100 μｍ（より好ましくは20〜
60μｍ）にあることが望ましい。

【００１６】また、使用可能な樹脂は、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエ
チレン、ポリスチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、エチレンエチルアクリレート、６−ナイロン、６，
６−ナイロン、６，10−ナイロン、11−ナイロン、12−
ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレート、液晶ポリマー等の耐熱性の高い熱可塑
性樹脂やフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタ
レート樹脂等の熱硬化性樹脂からなるものを使用でき
る。

【００１７】フェライト磁性粉は、コアの透磁率及び射
出成形のためには成形体中で樹脂に対し体積比で、磁性
粉：樹脂＝（50：50）〜（80：20）の割合で含有させる
のがよく、（60：40）〜（75：25）がより望ましい。磁
性粉が少なすぎると透磁率が低下し、また多すぎると成
形性が悪くなる。一例として、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェ
ライト粉（平均粒径約40μｍ）：樹脂＝70：30（体積
比）で混ぜた場合、比透磁率が約18〜20のコアを得るこ
とができる。

【００１８】インサート成形法をより具体的に説明する
と、まず上記したプレスコイル素材28として、コイルの
内径８×８mm、成形品としての高さ10mm、コイル間隔12
mm、コイル長15mm、巻数14ターンのリン青銅製コイル素
材を作製する。

【００１９】そして、この素材を金型にセットし、次の
要領で調製した成形材料を注入する。まず、酸化鉄を主
成分とする原料組成物をボールミルで粉砕し、これに添
加剤（バインダー、消泡剤、潤滑剤、可塑剤）を投入し
ながらスラリー濃度を調整し、スラリー組成物を調製す
る。下記に原料組成物及び添加剤の各組成を示す。

【００２０】原料組成物 Fe₂O₃ 49.72mol％ ZnO 31.70mol％ NiO 9.11mol％ CuO 9.47mol％添加剤バインダ（ポリビニルアルコール） 120リットル消泡剤１リットル潤滑剤 8.5 kg 可塑剤 1.0 kg スラリー濃度（原料組成物％） 55 ％

【００２１】このようにして調製したスラリー組成物を
スプレー乾燥し、ほぼ球形の造粒粉とする。そして、こ
の造粒粉を約1050〜1100℃の温度で攪拌しながら焼成し
てほぼ球形のＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト粉末（平均
粒径約40μｍ）を得る。

【００２２】次に、上記フェライト粉末を、高分子材料
に体積比で70：30の割合で混練してコアの原材料を得
る。この原材料を上述した型内に注入し、コアを射出成
形すると同時に、コイル素材28をインサート成形で樹脂
中に埋設させる。

【００２３】他にも、下記のＭｇ−Ｚｎ系、Ｍｎ−Ｚｎ
系のフェライト粉末を用いたコア成形体を作製すること
ができる。Ｍｇ−Ｚｎ系： Fe₂O₃ 48.0 mol％ MgO 20.5 mol％ CuO 7.5 mol％ ZnO 24.0 mol％Ｍｎ−Ｚｎ系： Fe₂O₃ 53.0 mol％ MnCO₃ 34.0 mol％ ZnO 13.0 mol％

【００２４】上記のようにしてインサート成形を行った
後、金型を分離し、コイル端子30、31の部分をカット
し、更にＬ字状に折曲させると図14の如き完成品とな
る。図15には、完成されたトランス40の全体が理解され
るように図示した（但し、単純な四角柱型のデュアルイ
ンラインタイプ：コイル23、24の部分はブロック状に概
略図示した）。

【００２５】このトランス40は、図６に概略図示するよ
うに、一方のコイル23と他方のコイル24との間には、一
定の透磁率（約18〜20）のフェライト磁性粉含有樹脂の
コア21を通して同一磁路中を磁束32が流れることによっ
て、電圧を誘起できるようになっている。

【００２６】上記のようにして作製されたＬＦＴの特性
を説明すると、例えばプレスコイル23、24をコイルの内
径８×８mm、成形品としての高さ10mm、コイル間隔12m
m、コイル長15mm、巻数14ターンのリン青銅製コイルと
し、これをインサート成形する。成形材料として上記し
たＮｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト磁性粉（平均粒径約40
μｍ）を体積比で70：30の割合で６−ナイロン中に混合
したものを用いたとき、得られたＬＦＴは図３に示す如
き交流成分の減衰特性を示した。

【００２７】このような特性をもつラインフィルタトラ
ンス40は、図４に等価的に示すように、スイッチングレ
ギュレータ41等の電源回路のＡＣ又はＤＣ入力段に接続
され、ノイズフィルタとして用いることができる。或い
は、図５に等価的に示すように、信号入力及び出力のノ
イズフィルタとして、電話やパーソナルコンピュータ42
等の２端子入出力に用いることができる。

【００２８】そして、このトランス40では、上述したよ
うにコイル23と24を互いに逆向きに巻線しているため、
コモンモード（ＬＦＴの各コイルを並列接続して共通の
信号電流を流すモード）での使用の際に夫々のコイルに
同一方向に（即ち、図１で示すと図面の下から上に向け
て、或いは図４で示すと図面の左から右に向けて）ノイ
ズ成分が流れたとき、各コイルから発生する磁束は互い
に打ち消し合うことになり、ノイズによる影響を遮断す
ることができる。

【００２９】なお、トランス40においては、図６に示す
ように、コア21を両コイル23と24に共通に一体成形して
いるが、各コイル近傍にてコイル23−24間の領域で漏れ
磁束43が発生するこどがある。この漏れ磁束によって、
図７に示すように本来のＬＦＴ40に対してチョークコイ
ル44、45が接続されたのと等価な状態となる。

【００３０】これらのチョークコイルは、ノーマルモー
ド（ＬＦＴの各コイルを直列接続した閉回路にするモー
ド）での使用時に作用するから、上記したことと併せ
て、このトランスはコモンモード及びノーマルモードの
両方に使用できることになる。

【００３１】以上説明したように、本実施例によるトラ
ンス（ＬＦＴ）は次の (1)〜(5) に示す如き優れた利点
を有するものである。

【００３２】(1) コイル23、24を導体薄板のカット及び
プレスによって作製し、これをフェライト磁性粉含有樹
脂でインサート成形しているので、コイルの巻線（巻付
け)工程が不要であり、コアの接合も省略でき、トラン
スの組み立てが非常に容易であり、自動化に適した構造
となる。

【００３３】(2) コイルを巻付けるボビンが不要である
ため、ボビンの形状に左右されることなく、任意な形状
のコイル部若しくはトランスを得ることができる。

【００３４】(3) コイル23、24をプレス成形後にインサ
ート成形（樹脂の射出成形）するだけでよいために、工
程が単純で工数が減少する上に、フェライト磁性粉入り
の樹脂は成形性がよく、従来技術では解消できなかった
寸法精度の低下を抑え、成形後の熱処理を伴わないため
に十分な寸法精度を設計通りに出すことができる。

【００３５】(4) しかも、成形された樹脂によってフェ
ライトの強度不足が解消され、衝撃等に対して強いトラ
ンスとなり、ハンドリングが容易となる。また、成形後
は研磨等の加工も要しないので、この点でも容易かつ低
コストに作製できることになる。

【００３６】(5) コイル23−24間にて漏れ磁束43が生じ
てチョークコイルが生じるため、これを利用したノーマ
ルモードとコモンモードの両用のフィルタとして使用可
能である。

【００３７】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
16は、図15の例に比べ、端子30、31をトランスの底面下
にＬ字形に屈曲せしめ、表面実装タイプとした例を示
す。これ以外は上述した例と同様に構成されているの
で、上述したと同様の効果を奏することができる。

【００３８】図17〜図23に示す例は、上述した例におい
て図６で述べた漏れ磁束43をなくすように構成したもの
である。

【００３９】即ち、図17及び図18に明示する如く、コア
22に埋設された一対のプレスコイル23−24間においてコ
ア22の一部が欠除され、トランスの厚み方向に貫通した
スリット（又はスロット）50が形成されている。このス
リット50を図６中に一点鎖線で示したが、このスリット
の存在によって漏れ磁束43が最小限に遮断され、上記し
たチョークコイル44や45が生じないことになる。

【００４０】これらのチョークコイルはノーマルモード
での使用を必要としないときには不要であるから、漏れ
磁束43をスリット50で遮断することによってチョークコ
イルの発生を防止し、必要のないノーマルモードをなく
して本来のコモンモードでの使用を行うことができる。

【００４１】上記のスリット50を有するトランスを作製
するには、図19〜図21に示す金型27を用いることができ
る。即ち、例えば上型27Ａ及び下型27Ｂの中央部に夫
々、突出した型51Ａ及び51Ｂを一体に設け、これらを突
き合わせるようにして金型を組み立てる。そして、両型
27Ａ−27Ｂ間のキャビティ29内に成形材料を注入すれ
ば、プレスコイル23及び24を埋設し、型51Ａ及び51Ｂに
対応した位置にスリット50を有するトランスを図22のよ
うに作製することができる。

【００４２】図23は、本例によるデュアルインラインタ
イプのトランス40を理解し易いように種々表わしたもの
である。ここでも、プレスコイル23、24はブロック状に
概略図示している（以下の図でも同様）。

【００４３】なお、この例でも、上述した例と同様にプ
レスコイルを樹脂中にインサート成形してトランスを作
製しているので、容易かつ精度よく強度的にも優れたト
ランスを得ることができる。これは以下の例でも同様で
ある。

【００４４】図24の例は、図23の例と比べ、コイルの端
子30、31をトランスの底面下へ折曲し、表面実装タイプ
とした以外は同様のものである。

【００４５】図25の例は、上記とは異なってスリットと
してトランスの厚み方向には貫通しない凹部50を設けた
ものである。

【００４６】この凹部50は、図21に示した金型の構造を
一部変更することによって容易に形成することができ、
上記の例と同様にコイル間での漏れ磁束をかなり減少さ
せることができる。

【００４７】図26の例は、図25の例に比べて、凹部50は
同様であるが端子30、31をトランスの底面下へ折曲させ
て表面実装タイプとしている。

【００４８】図27のトランスは、図25の例に比べて、凹
部50をトランスの底面側から形成したものであって、上
記の例と同様に漏れ磁束の発生を防ぐことができる。

【００４９】図28のトランスも凹部50をトランスの底面
側から形成したものであるが、端子30、31を同底面下に
折曲させて表面実装タイプとしている。

【００５０】以上、本発明を実施例について説明した
が、上述の実施例は本発明の技術的思想に基いて種々に
変形可能である。

【００５１】例えば、上述したプレスコイルの材質、形
状をはじめ、コア中での埋設位置や埋設状態、更にはコ
イル本数等は種々に変更してよい。

【００５２】また、上述のスリットについても、漏れ磁
束を最小限にし又はかなり減少させる上で、その形状や
位置等は成形時の金型の一部変更によって容易に変更で
きる。このスリットは上述したコイルの方向だけでな
く、図29に示すようにこれに交差する方向に一本又は複
数本設けても、漏れ磁束の防止効果はある。また、スリ
ットでなくても、コアの欠除部は様々な形状であってよ
い。

【００５３】また、上述のコアの構成材料は様々に変更
してよく、フェライト磁性粉以外にもセンダスト、パー
マロイ、カーボニル鉄、磁性アモルファス合金、ケイ素
鋼等の他の磁性粉も使用可能であり、またその形状も粉
粒状以外であってよい。使用する樹脂も上述したものに
限られることはなく、他の高分子材料であってもよい。
また、本発明はＬＦＴ以外の用途のトランスにも適用で
きる。

【００５４】

【発明の作用効果】本発明は上述したように、導体のカ
ット、プレスにより作製されたコイル状体を一対、磁性
体含有の高分子材料のコアに埋設させているので、トラ
ンスをインサート成形で製造でき、コイル巻線（巻付
け）工程が不要であり、コアの接合も省略でき、トラン
スの組み立てが非常に容易であり、自動化に適した構造
となる。

【００５５】また、コイルを巻付けるボビンが不要であ
るため、ボビンの形状に左右されることなく、任意な形
状のコイル部若しくはトランスを得ることができる。

【００５６】コイルをプレス成形後にインサート成形す
ることができるため、工程が単純で工数が減少すると共
に、寸法精度の低下を抑え、成形後の熱処理を伴わない
ために十分な寸法精度を設計通りに出すことができる。

【００５７】しかも、成形された高分子材料中に磁性体
を含有させた構造のため、コアは衝撃等に対して強く、
ハンドリングが容易となり、また成形後は研磨等の加工
も要しないので、この点でも容易かつ低コストに作製で
きることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるラインフィルタトランス
（ＬＦＴ）の概略斜視図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】交流成分の減衰特性を示すグラフである。

【図４】同トランスをスイッチングレギュレータのノイ
ズフィルタとして使用した例を示す等価回路図である。

【図５】同トランスを電話等の入、出力のノイズフィル
タとして使用した例を示す等価回路図である。

【図６】同トランスにおける磁束の流れを示す概略図で
ある。

【図７】同トランスの等価回路図である。

【図８】同トランスの製造プロセスのフロー図である。

【図９】導体薄板をカットした状態の平面図である。

【図10】カットした導体薄板をプレスしてコイル形状に
したときの一部分の拡大斜視図である。

【図11】一対のプレスコイルを示す要部拡大斜視図であ
る。

【図12】一対のプレスコイルをインサート成形するとき
の金型（下型）の平面図及び金型の一部分の斜視図であ
る。

【図13】同金型の図12のXIII−XIII線に対応する断面図
である。

【図14】成形されたトランスの斜視図である。

【図15】同トランスを種々の角度から表わした平面図等
である。

【図16】本発明の他の実施例によるラインフィルタトラ
ンス（ＬＦＴ）の図15と同様の平面図等である。

【図17】本発明の他の実施例によるラインフィルタトラ
ンス（ＬＦＴ）の概略斜視図である。

【図18】図17の XVIII−XVIII 線断面図である。

【図19】一対のプレスコイルをインサート成形するとき
の金型（下型）の平面図である。

【図20】同金型の斜視図である。

【図21】同金型の図19の XXI−XXI 線に対応する断面図
である。

【図22】成形されたトランスの斜視図である。

【図23】本発明の他の実施例によるラインフィルタトラ
ンス（ＬＦＴ）の図15と同様の平面図等である。

【図24】本発明の他の実施例によるラインフィルタトラ
ンス（ＬＦＴ）の図15と同様の平面図等である。

【図25】本発明の他の実施例によるラインフィルタトラ
ンス（ＬＦＴ）の図15と同様の平面図等である。

【図26】本発明の他の実施例によるラインフィルタトラ
ンス（ＬＦＴ）の図15と同様の平面図等である。

【図27】本発明の他の実施例によるラインフィルタトラ
ンス（ＬＦＴ）の図15と同様の平面図等である。

【図28】本発明の他の実施例によるラインフィルタトラ
ンス（ＬＦＴ）の図15と同様の平面図等である。

【図29】本発明の更に他の実施例によるラインフィルタ
トランス（ＬＦＴ）の図６と同様の概略図である。

【図30】従来のラインフィルタトランス（ＬＦＴ）の概
略斜視図である。

【図31】従来の他のラインフィルタトランス（ＬＦＴ）
の概略斜視図である。

【図32】図30のトランスの組み立て方法を説明するため
の一部分解斜視図である。

【図33】図31のトランスの組み立て方法を説明するため
の斜視図である。

【符号の説明】

20・・・フェライト磁性粉 21・・・樹脂（成形体） 22・・・コア 23、24、・・・プレスコイル 25・・・導体薄板 27・・・金型 27Ａ・・・上型 27Ｂ・・・下型 28・・・プレスコイル素材 30、31・・・端子 32・・・磁束 40・・・ラインフィルタトランス 43・・・漏れ磁束 50・・・スリット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体をカットし、プレスして作製された
コイル状体を一対有し、これらのコイル状体が、磁性体
を含有した高分子材料からなるコアに埋設されているこ
とを特徴とするトランス。
【請求項２】一対のコイル状体間においてコアが部分
的に欠除されている、請求項１に記載したトランス。