JPH0644115U

JPH0644115U - 磁性部品

Info

Publication number: JPH0644115U
Application number: JP8299692U
Authority: JP
Inventors: 正三井; 和成日色
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1992-11-09
Filing date: 1992-11-09
Publication date: 1994-06-10

Abstract

(57)【要約】【目的】電流容量が大きく変換効率の高い高周波トラ
ンスの構成品等として最適な磁性部品を得る。【構成】複数本の貫通導体１を絶縁樹脂で絶縁しかつ
位置決めして樹脂成形品２Ａ，２Ｂを作成し、前記貫通
導体１を保持した樹脂成形品２Ａ，２Ｂを、Ｅ型コア部
材３Ａ，３Ｂの組み合わせからなる磁気コア７の複数の
貫通穴部にそれぞれ配置して前記貫通導体端部を前記磁
気コア両端より引き出した構成である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、スイッチング電源用等の高周波トランスや高周波コイルの構成部品として使用可能な磁性部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の磁性部品としては、米国特許第４,４５５,５４５号がある。この米国特許の磁性部品はＵ−Ｕ型磁気コアの貫通穴部に複数本の導体を貫通させ、該導体の両端をプリント基板に差し込み、プリント基板側の導体パターンにより前記貫通導体相互を接続してコイルを構成するようにしたものである。

【０００３】しかし、上記米国特許第４,４５５,５４５号に係る磁性部品は、複数本の貫通導体が磁気コア穴部内の空間中を露出状態で通過して磁気コア両端部から引き出されており、貫通導体相互間の寸法がばらついたり、貫通導体と磁気コア間の耐圧を取りにくく、また、自動組立が不可能な欠点があった。

【０００４】その点を考慮して、本出願人より実願平３−１４１９６号において、貫通導体を絶縁部材で絶縁しかつ位置決めし、この絶縁部材をＵ−Ｕ型磁気コアと組み合わせた磁性部品が提案されている。図１８は、実願平３−１４１９６号に係る磁性部品を示すもので、４１は貫通導体であり、樹脂成形品４２はこれらの貫通導体４１を相互に絶縁し、位置決めしたものである。Ｕ−Ｕ型磁気コアはＵ型コア部材４３ＡとＵ型コア部材４３Ｂとからなり、これらのコア部材４３Ａ,４３Ｂは前記樹脂成形品４２を間に挟む如く突き合わされる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、実願平３−１４１９６号の構造において、貫通導体４１とプリント基板側の導体パターンとでトランスもしくはインダクタンス素子の巻線を構成した場合、該巻線とＵ−Ｕ型磁気コアとからなるトランスもしくはインダクタンス素子の電流容量を増大させるには、貫通導体を太く又は幅広とするとともにＵ− Ｕ型磁気コアの肉厚も大きくする必要があり、Ｕ−Ｕ型磁気コアの外形寸法が大きくなり、とくにプリント基板面からＵ−Ｕ型磁気コアの上面までの高さが大きくなる問題がある。また、インダクタンス増大のために貫通導体４１の巻数を増したときはＵ−Ｕ型磁気コアのサイズを極端に大きくしない限り、巻線を構成したときのインダクタンスを大きくできない問題がある。

【０００６】本考案は、上記の点に鑑み、磁気コアを複数の貫通穴部を持つ形状とし、それぞれの貫通穴部に、貫通導体を絶縁、位置決めした絶縁部材を配設することにより、貫通導体とプリント基板側の導体パターンとでトランスやインダクタンス素子等の巻線を構成した場合におけるインダンタクスの増加や、動作磁束密度の最大値の低下を図ることが可能で、それぞれの貫通導体をプリント基板の導体パターンを介して並列接続することにより、電流容量が大きく変換効率の高い高周波トランスの構成品として最適な磁性部品を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の磁性部品は、貫通導体を絶縁部材で絶縁しかつ位置決めし、前記貫通導体を保持した前記絶縁部材を磁気コアの複数の貫通穴部にそれぞれ配置して前記貫通導体端部を前記磁気コア両端より引き出した構成としている。

【０００８】前記磁気コアは１乃至複数の中央脚と該中央脚の両側に位置する側脚とを有するコア部材を突き合わせたものであってもよい。

【０００９】また、前記絶縁部材は、前記磁気コア内面に接する突起部を１乃至複数備えるものであってもよい。

【００１０】さらに、前記絶縁部材は、前記磁気コアの両端面と係合する壁部を備えるものであってもよい。

【００１１】

【作用】

本考案の磁性部品においては、通常のトランスやコイルの巻線部に相当する部分が両端解放の貫通導体を樹脂モールド等により相互に絶縁位置決めして一体化した構造体となっている。そして、磁性部品は、Ｅ型等のコア部材を突き合わせることで複数の貫通穴部を有する磁気コアを構成し、該磁気コアの複数の貫通穴部に前記構造体をそれぞれ装着したものである。例えば、この磁性部品を配線パターンを設けたプリント基板上に実装することで、複数の一次巻線同士及び二次巻線同士を並列接続した高周波トランスや複数コイルを並列又は直列接続した高周波コイル等を構成することができる。並列接続することにより電流容量を大きくすることができ、Ｕ−Ｕ型磁気コアに比べコア断面積が増加するため動作時の磁束密度の最大値が低下しトランス構成時の変換効率を向上させることができる。

【００１２】また、配線パターンを有するプリント基板にてトランスやコイルを構成する場合、貫通導体相互間の寸法を常に一定に保持でき、リーケージインダクタンスや分布容量のばらつきを極めて小さくすることができ、また、１本乃至複数本の貫通導体が樹脂モールド等による絶縁部材で一体化されているので、取り扱いが容易となり、自動組立及びプリント基板に対する自動装着が可能である。さらに、１本乃至複数本の貫通導体を樹脂モールドで封止成形する構造の場合には薬品による洗浄も可能である。

【００１３】さらに、貫通導体を位置決めしている絶縁部材に磁気コア内面に接する突起部や磁気コア端面に係合する壁部を形成することにより、磁気コアと絶縁部材間のがたつきを防止でき、プリント基板上に正確に実装できる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案に係る磁性部品の実施例を図面に従って説明する。

【００１５】図１乃至図４は本考案に係る磁性部品の第１実施例を示す。これらの図において、１は両端がプリント基板面に面実装可能な如くＬ字状に折り曲げられた貫通導体であり、２Ａ,２Ｂは複数本の貫通導体１を相互に絶縁しかつ位置決めする絶縁部材としての樹脂成形品であり、それぞれ同数の貫通導体１を有している。この樹脂成形品２Ａ,２Ｂは、直方体状となる如く、樹脂モールドにより、複数本の貫通導体１と一体に成形 (同時成形）されているものである。また、貫通導体１はそれぞれが同幅あるいは同径で形成され、等間隔で平行配置されている。そして、樹脂成形品２Ａ,２Ｂを上下から挟むごとくＥ型コア部材３Ａ,３Ｂが相互に突き合わせ状態で装着される。これらのＥ型コア部材３Ａ,３Ｂはフェライト等で形成され、中央脚５と一対の側脚４Ａ,４Ｂを一体に有しており、それぞれを突き合わせた状態において断面が長方形の２つの貫通穴部６Ａ,６Ｂを持つＥ−Ｅ型磁気コア７を構成するものである。そして、２つの樹脂成形品２Ａ,２ＢはＥ−Ｅ型磁気コア７の貫通穴部６Ａ,６Ｂにそれぞれ挟み込まれ、各貫通導体１はその穴部６Ａ,６Ｂを貫通して穴部両側より引き出された配置となり、磁性部品８が完成する。

【００１６】図５は上記第１実施例の磁性部品８が実装されるプリント基板上の配線パターン例を示すものである。この場合、両端にはんだ用導体ランドを有する接続導体が導体膜で設けられており、各貫通導体１の端部がはんだ用導体ランド上に位置するように磁性部品８をプリント基板上に載置し、各貫通導体１とそれに当接しているはんだ用導体ランドとをはんだ付けすることにより、磁性部品８がプリント基板上に実装される。図５の場合、図６に示す回路を構成するように樹脂成形品２Ａの貫通導体１に対しては接続導体a₁〜a₁₀とはんだ用導体ランドc₁〜c₄が設けられており、４本の貫通導体１と接続導体a₁〜a₃とで４ターンの第１の巻線Ｍ₁が構成され、８本の貫通導体１と接続導体a₄〜a₁₀とで８ターンの第２の巻線Ｍ₂が構成される。同様に、樹脂成形品２Ｂの貫通導体１に対しては接続導体b₁ 〜b₁₀とはんだ用導体ランドd₁〜d₄が設けられており、４本の貫通導体１と接続導体b₁〜b₃とで４ターンの第３の巻線Ｍ₃が構成され、８本の貫通導体１と接続導体b₄〜b₁₀とで８ターンの第４の巻線Ｍ₄が構成される。そして、第１の巻線Ｍ₁の両端が接続されているはんだ用導体ランドc₁,c₂は導体パターンによりそれぞれ端子Ｚ₁,Ｚ₂に接続され、第２の巻線Ｍ₂の両端の導体ランドc₃,c₄はそれぞれ端子Ｚ₃,Ｚ₄に接続され、以下の巻線Ｍ₃,Ｍ₄も同様に、導体ランドd₁,d₂は端子Ｚ₁,Ｚ₂に、導体ランドd₃,d₄は端子Ｚ₃,Ｚ₄にそれぞれ接続される。すなわち、巻線Ｍ₁と巻線Ｍ₃とが並列接続されるとともに巻線Ｍ₂と巻線Ｍ₄とが並列接続される。この結果、図５の配線パターン例では図６に示すように、一次側巻線同士及び二次側巻線同士をそれぞれ並列接続した高周波トランスが構成されることになる。

【００１７】図７は上記図５に示したプリント基板上の配線パターンの変形例を示している。この場合、巻数の多い方の巻線Ｍ₂,Ｍ₄をそれぞれ２分割し、巻線Ｍ₂,Ｍ₄の中間に巻数の少ない方の巻線Ｍ₁,Ｍ₃を配置するようにしている。すなわち、図６に示す回路を構成するように樹脂成形品２Ａの貫通導体１に対しては接続導体e₁ 〜e₉とはんだ用導体ランドg₁〜g₆が設けられており、４本の貫通導体１と接続導体e₄〜e₆とで４ターンの第１の巻線Ｍ₁が構成され、８本の貫通導体１と接続導体e₁〜e₃,e₇〜e₉及びランドg₅,g₆を結ぶジャンパー線（又はプリント基板の裏面パターン）j₁とで８ターンの第２の巻線Ｍ₂が構成される。同様に、樹脂成形品２Ｂの貫通導体１に対しては接続導体f₁〜f₉とはんだ用導体ランドh₁〜h₆が設けられており、４本の貫通導体１と接続導体f₄〜f₆とで４ターンの第１の巻線Ｍ₃ が構成され、８本の貫通導体１と接続導体f₁〜f₃,f₇〜f₉及びランドh₅,h₆を結ぶジャンパー線（又はプリント基板の裏面パターン）j₂とで８ターンの第２の巻線Ｍ₄が構成される。そして、第１の巻線Ｍ₁の両端が接続されているはんだ用導体ランドg₁,g₂は導体パターンによりそれぞれ端子Ｚ₁,Ｚ₂に接続され、第２の巻線Ｍ₂の両端の導体ランドg₃,g₄はそれぞれ端子Ｚ₃,Ｚ₄に接続され、以下の巻線Ｍ₃ ,Ｍ₄も同様に、導体ランドh₁,h₂は端子Ｚ₁,Ｚ₂に、導体ランドh₃,h₄は端子Ｚ₃, Ｚ₄にそれぞれ接続される。すなわち、巻線Ｍ₁と巻線Ｍ₃とが並列接続されるとともに巻線Ｍ₂と巻線Ｍ₄とが並列接続される。図７の配線パターン例の場合、巻数の多い方の巻線Ｍ₂,Ｍ₄をそれぞれ２分割し、巻線Ｍ₂,Ｍ₄の中間に巻数の少ない方の巻線Ｍ₁,Ｍ₃を配置したので、第１の巻線Ｍ₁と第２の巻線Ｍ₂間、及び第３の巻線Ｍ₃と第４の巻線Ｍ₄間の結合度をそれぞれ向上させることができ、図６のように一次側巻線同士及び二次側巻線同士をそれぞれ並列接続して高周波トランスを構成した際の一次側と二次側の結合度を向上させ得る。

【００１８】なお、その他の変形例として、巻数の少ない方の巻線Ｍ₁の貫通導体１と巻数の多い方の巻線Ｍ₂の貫通導体１とを交互に位置させて巻線Ｍ₁,Ｍ₂間の結合度を上げ、同様に巻数の少ない方の巻線Ｍ₃の貫通導体１と巻数の多い方の巻線Ｍ₄の貫通導体１とを交互に位置させて巻線Ｍ₃，Ｍ₄間の結合度を上げる構成としても良い。

【００１９】以上の第１実施例によれば、貫通導体１を有する２個の樹脂成形品２Ａ,２ＢをＥ−Ｅ型磁気コア７に装着した磁性部品８を、配線パターンを設けたプリント基板上に実装し、一次側巻線同士及び二次側巻線同士をそれぞれ並列接続して高周波トランスを構成することにより、電流容量を大きくすることができるとともに、Ｕ−Ｕ型磁気コアに比べコア断面積を増加させて動作時の磁束密度の最大値を低下させ、変換効率を向上させることができる。また、一次側巻線同士及び二次側巻線同士をそれぞれ並列接続することを前提とした場合、貫通導体１の幅は比較的狭く構成可能であり、各巻線のターン数を多くしてインダクタンスを増加させることができる。

【００２０】また、インダクタンス素子を構成する場合には、各樹脂成形品２Ａ,２Ｂの貫通導体１とプリント基板上の配線パターンとによる各巻線を並列接続して電流容量の増大を図り得、また各巻線を直列接続してインダクタンスの増大を図ることもできる。

【００２１】Ｅ−Ｅ型磁気コア７は、２個の貫通穴部６Ａ,６Ｂが長手方向に配列されているため、偏平形状とすることができ、トランスやインダクタンス素子の大容量化を図った場合でもプリント基板面からＥ−Ｅ型磁気コア７の上面までの高さは低いままで済む利点もある。

【００２２】なお、磁気コア７の貫通穴部を貫通する複数本の貫通導体１を相互に絶縁、位置決めした樹脂成形品２Ａ,２Ｂを用いることにより、導体相互間の寸法を機械的に決めて、リーケージインダクタンスや分布容量のばらつきを極力小さくできる。

【００２３】図８は本考案の第２実施例を示す。この図において、コア部材２３Ａ,２３Ｂはフェライト等で形成され、２つの中央脚５Ａ,５Ｂとこの両側に位置する一対の側脚２４Ａ,２４Ｂを一体に有しており、それぞれを突き合わせた状態において３つの貫通穴部６Ａ,６Ｂ,６Ｃを持つ磁気コア２７を構成するものであり、３つの樹脂成形品２Ａ,２Ｂ,２Ｃを上下から挟むごとくコア部材２３Ａ,２３Ｂを装着して磁性部品２８を構成している。その他の構成は前述の第１実施例と同様である。この場合も、各樹脂成形品２Ａ,２Ｂ,２Ｃの貫通導体１とプリント基板側配線パターンで３つの一次側巻線及び３つの二次側巻線を作り、一次巻線同士及び二次巻線同士をそれぞれ並列接続して高周波トランスを構成することができ、電流容量をさらに増大させることができる。なお、その他の作用効果は前述の第１実施例と同様である。

【００２４】図９乃至図１２は本考案の第３実施例を示す。この場合、樹脂成形品２２Ａ, ２２Ｂの上下面の前後縁に連続壁部２６を一体に形成しており、Ｅ−Ｅ型磁気コア７と樹脂成形品２２Ａ,２２Ｂの前後方向(貫通導体引き出し方向)の位置決めを行う構成である。従って、樹脂成形品上下面に形成された連続壁部２６が磁気コア７の前後端面に係合することにより、磁気コア７に対する前後方向のがたつきを防止できる。その他の構成や作用効果は前述の第１実施例と同様である。

【００２５】図１３乃至図１７は本考案の第４実施例を示す。この場合、樹脂成形品３２Ａ ,３２Ｂの上下面の前後縁に連続壁部２６を一体に形成するとともに、樹脂成形品３２Ａ,３２Ｂの右側面に平面形状が三角形の突起部３７を２個一体に形成する構成である。これにより、Ｅ−Ｅ型磁気コア７を樹脂成形品３２Ａ,３２Ｂの周囲に装着した際、図１６に示す如く前記突起部３７の先端は磁気コア７の貫通穴部６Ａ,６Ｂの内壁面に圧接し、変形する (図１６の斜線部は弾性等で変形するか部分的に削り取られて変形する）。また、各連続壁部２６は磁気コア７の前後端面に係合する。なお、その他の構成は前述の第１実施例と同様である。

【００２６】上記第４実施例によれば、予め予測される磁気コア７の貫通穴部６Ａ,６Ｂの横幅寸法Ｗ１と樹脂成形品３２Ａ,３２Ｂの横幅寸法 (突起部が無い部分の）Ｗ２との寸法差よりも前記突起部３７の組立前の突出寸法を、大きめに設定しておくことで、前記樹脂成形品側の突起部３７が前記貫通穴部６Ａ,６Ｂの内壁面に圧接、変形し、磁気コア７と樹脂成形品３２Ａ,３２Ｂ間の寸法差に起因するがたつきを防止することができる。また、磁気コア７と樹脂成形品３２Ａ,３２Ｂの前後方向(貫通導体引き出し方向)の位置決めは樹脂成形品上下面に形成された連続壁部２６が磁気コア７の前後端面に係合することで達成される。この結果、磁気コア７に対して各貫通導体１の位置が正確に定まった、高周波トランスや高周波コイルの構成部品として最適な磁性部品を作製でき、プリント基板に対する実装も高精度で行うことができる。なお、その他の作用効果は前述の第１実施例と同様である。

【００２７】なお、第２実施例では、３個の樹脂成形品を装着できる磁気コア２７を用いたが、４個以上の樹脂成形品を装着できるように、中央脚を３個以上有する一対のコア部材を突き合わせた磁気コアを用いてもよい。

【００２８】なお、前記第３及び第４実施例では、樹脂成形品の上下面に連続壁部２６を設ける構成としたが、連続した壁部の代わりに、樹脂成形品の上下面の前後縁に不連続な部分壁部を一体に形成する構成としてもよい。この場合にも、各部分壁部が磁気コア７の前後端面に係合し、磁気コア７と樹脂成形品の前後方向(貫通導体引き出し方向)の位置決めができる。また、第４実施例で示した突起部は１個でも複数個でも良く、形状についても弾性を有する形状等様々な工夫が可能である。

【００２９】なお、上記各実施例では貫通導体が複数本で、それぞれが同幅あるいは同径で形成されたものを用いたが、それらのうちのいずれかを幅広に形成することも可能であり、幅広とする代わりに太径とすることも可能である。また、コア部材同士の突き合わせ一体化や、貫通導体を持つ樹脂成形品と磁気コアとの間の固定は接着剤等を使用して行うことができ、コア部材突き合わせ面にマイラー等のギャップスペーサを介在させてコア部材同士を一体化するようにしても差し支えない。

【００３０】また、図５及び図７に示したプリント基板上の配線パターンは適宜変更可能であり、各樹脂成形品の貫通導体による巻線を並列接続又は直列接続した高周波コイルを構成すること等もできる。

【００３１】さらに、磁気コアとプリント基板上面の導体パターンとの間の絶縁は、磁気コアの周囲に絶縁テープを巻いたり、磁気コアと基板間に絶縁板を挿入したり、磁気コアを基板面から若干浮かせたりすることにより実施できる。

【００３２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の磁性部品は、貫通導体を絶縁し位置決めする絶縁部材を磁気コアの複数の貫通穴部にそれぞれ配置した構造を備えており、例えば、この磁性部品を配線パターンを設けたプリント基板上に実装することで、複数の一次側巻線同士及び複数の二次側巻線同士を並列接続した高周波トランスや複数巻線を並列又は直列接続した高周波コイル等を構成することができる。並列接続することにより電流容量を大きくすることができ、コア断面積が増加するため動作時の磁束密度の最大値が低下し、損失の低減（トランス場合の変換効率の向上）を図ることができる。また、絶縁部材で貫通導体の相互の間隔を機械的に決めて、リーケージインダクタンスや分布容量のばらつきを極めて小さくすることができる。さらに、貫通導体が両端部を除き絶縁部材で覆われることになり、かつ絶縁部材と磁気コアとの位置合わせも容易で、自動組立やプリント基板に対する自動装着が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る磁性部品の第１実施例を示す分解
斜視図である。

【図２】同正面図である。

【図３】同側面図である。

【図４】同平面図である。

【図５】第１実施例の磁性部品と組み合わせ使用するプ
リント基板上の配線パターンの具体例を示す平面図であ
る。

【図６】第１実施例の磁性部品と図５の配線パターンと
を接続した場合の回路図である。

【図７】第１実施例の磁性部品と組み合わせ使用するプ
リント基板上の配線パターンの他の具体例を示す平面図
である。

【図８】本考案の第２実施例を示す正面図である。

【図９】本考案の第３実施例を示す正面図である。

【図１０】同側面図である。

【図１１】同じく磁気コアを省略した側面図である。

【図１２】同じく磁気コアを省略した平面図である。

【図１３】本考案の第４実施例を示す正面図である。

【図１４】同じく磁気コアを省略した側面図である。

【図１５】同じく磁気コアを省略した平面図である。

【図１６】第４実施例における突起部を拡大して示す拡
大平面図である。

【図１７】第４実施例における突起部を拡大して示す拡
大正面図である。

【図１８】磁性部品の従来例を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１貫通導体２Ａ,２Ｂ,２Ｃ,２２Ａ,２２Ｂ,３２Ａ,３２Ｂ樹脂成
形品３Ａ,３Ｂ,２３Ａ,２３Ｂコア部材４Ａ,４Ｂ,２４Ａ,２４Ｂ側脚５,５Ａ,５Ｂ中央脚６Ａ,６Ｂ貫通穴部７,２７磁気コア８,２８磁性部品２６壁部３７突起部

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】貫通導体を絶縁部材で絶縁しかつ位置決
めし、前記貫通導体を保持した前記絶縁部材を磁気コア
の複数の貫通穴部にそれぞれ配置して前記貫通導体端部
を前記磁気コア両端より引き出したことを特徴とする磁
性部品。
【請求項２】前記複数の貫通穴部が長手方向に配列さ
れている請求項１記載の磁性部品。
【請求項３】前記磁気コアが１乃至複数の中央脚と該
中央脚の両側に位置する側脚とを有するコア部材を突き
合わせたものである請求項１記載の磁性部品。
【請求項４】前記絶縁部材に前記磁気コア内面に接す
る突起部が１乃至複数形成されている請求項１記載の磁
性部品。
【請求項５】前記絶縁部材に前記磁気コアの両端面と
係合する壁部が形成されている請求項１記載の磁性部
品。