WO2013183420A1 - コイル装置 - Google Patents

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WO2013183420A1
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shaped core
rectangular parallelepiped
face
shaped
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Inventor
吉森　平
浩二 中嶋
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株式会社エス・エッチ・ティ
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    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
    • H01F27/325—Coil bobbins

Definitions

  • the present invention relates to a coil device that constitutes a reactor, a transformer, and the like in various AC devices, and more particularly to a coil device that is formed by winding a coil around an annular core.
  • the laminated core includes, for example, a pair of C-shaped core pieces obtained by dividing an annular wound core member produced by winding a metal strip, and a cut surface of the pair of C-shaped core pieces. It is composed of at least two laminated rectangular parallelepiped core pieces interposed therebetween, and at least four magnetic gap portions interposed between facing surfaces of the C-shaped core piece and the rectangular parallelepiped core piece (see Patent Document 1). .
  • a laminated core there is also a laminate core formed by punching thin magnetic strips into a C shape and stacking them.
  • the end face of the C-shaped core piece and the end face of the rectangular parallelepiped core piece are formed in the same shape having the same area, and both end faces are abutted with each other accurately.
  • the C-shaped core piece particularly divides an annular wound core member produced by winding a metal strip, Since the band plate is punched and stacked, the shape of the C-shaped core piece varies to some extent, which causes an error in the relative positions of the two end faces of the C-shaped core piece.
  • an object of the present invention is to provide a coil device that combines a C-shaped core piece and a rectangular parallelepiped core piece, and can obtain desired inductance characteristics regardless of variations in the shape of the C-shaped core piece. Is to provide.
  • the coil device includes: A coil is wound around an annular core, and the core includes a pair of C-shaped core pieces manufactured by winding or laminating metal strips, and the pair of C-shaped core pieces.
  • a coil device comprising: a rectangular parallelepiped core piece interposed between: and a magnetic gap portion interposed between end faces of the C-shaped core piece and the rectangular parallelepiped core piece,
  • the rectangular parallelepiped core piece is made of a compacted powder magnetic core, When the height in the stacking direction of the strips of the end faces of the C-shaped core pieces facing each other through the magnetic gap portion is T1, and the height of the end faces of the rectangular parallelepiped core pieces is T2, T2> T1 It is.
  • the width of the strip of the C-shaped core piece is W1
  • the end face of the rectangular parallelepiped core piece is W2
  • the width orthogonal to the stacking direction of the strip of the end face of the C-shaped core piece is W2 ⁇ W1 Is desirable.
  • the area of the end face of the rectangular parallelepiped core piece (T2 ⁇ W2) can be formed larger than the area of the end face of the opposing C-shaped core piece (T1 ⁇ W1).
  • the end face of the rectangular parallelepiped core piece may have a shape obtained by enlarging the shape of the end face of the C-shaped core piece from its center to the four directions.
  • the coil device includes a square cylindrical bobbin through which the core penetrates, the coil is wound around an outer peripheral surface of the bobbin, and the bobbin has a central portion in which the rectangular parallelepiped core piece is to be accommodated.
  • a space is formed, and a side space into which the tip of the C-shaped core piece is to be inserted is formed on each side of the central space.
  • the cross-sectional shape of the side space is a C-shape.
  • the outer surface of the tip of the C-shaped core piece has a shape obtained by enlarging the shape of the end surface of the C-shaped core piece, and the tip of the C-shaped core piece is inserted into the side space of the bobbin.
  • a synthetic resin is filled between the inner peripheral surface of the bobbin.
  • a rectangular parallelepiped shape is included among the end face of a C-shaped core piece produced by winding or laminating a metal strip and the end face of a rectangular parallelepiped core piece made of a dust core. Since the end surface of the core piece is formed larger than the end surface of the C-shaped core piece in the direction of laminating the C-shaped core piece, even if there is some variation in the shape of the C-shaped core piece.
  • the relative positions of the two cores so that the end surface of the C-shaped core piece fits within the contour shape of the end surface of the rectangular parallelepiped core piece in a state where the end surface of the C-shaped core piece abuts the end surface of the rectangular parallelepiped core piece. Can be adjusted. Therefore, even if the end face of the C-shaped core piece is slightly deviated, it can be opposed to the end face of the rectangular parallelepiped core piece, and desired inductance characteristics can be obtained.
  • the C-shaped core piece is likely to vary in the laminating direction due to the number n of the laminated strips, the bonding strength between the strips, etc., but the rectangular parallelepiped core piece is a press-molded body of a dust core. Therefore, dimensional accuracy is high, and even if the C-shaped core piece has a larger end surface than the C-shaped core piece, even if the C-shaped core piece has a variation in the shape of the end surface in the stacking direction, The shaped core piece can be reliably opposed to the end face of the rectangular parallelepiped shaped core piece.
  • FIG. 1 is a perspective view of a coil device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a partially broken plan view of the coil device.
  • FIG. 3A and FIG. 3B are plan views showing an example of the manufacturing process of the C-shaped core piece.
  • FIG. 4 is a perspective view of a rectangular parallelepiped core piece.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are explanatory diagrams for comparing the height and width in the stacking direction of the C-shaped core piece and the rectangular parallelepiped core piece.
  • FIG. 6A and FIG. 6B are diagrams for explaining the overlap between the end faces of the C-shaped core piece and the rectangular parallelepiped core piece.
  • FIG. 7 is a perspective view of a bobbin incorporating a rectangular parallelepiped core piece.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the bobbin of FIG. 7 taken along the line BB and viewed in the direction of the arrow.
  • the coil device according to the present invention is configured by mounting a pair of coil assemblies (5) and (5) on an annular core (1), and each coil assembly (5) has a rectangular tube shape. It consists of a bobbin (8) and a coil (7) wound around the outer peripheral surface of the bobbin (8).
  • the core (1) extends annularly through the two bobbins (8), (8).
  • the two coils (7) and (7) constituting the two coil assemblies (5) and (5) are formed by winding one conductive wire, and both the coils (7) and (7) are connected to the connecting wire (72 ) Are connected to each other. From both the coils (7) and (7), a winding start end portion (71) and a winding end end portion (73) of the conducting wire are drawn out.
  • the core (1) is composed of a pair of C-shaped core pieces (2) (2) and two rectangular parallelepiped core pieces interposed between the two C-shaped core pieces (2) (2). (3) and (3).
  • the core pieces (2) and (2) have a C-shape for easy understanding, but they may be U-shaped or U-shaped. It shall be included in a letter shape.
  • a laminated sheet is formed by winding a strip made of a silicon steel plate or an amorphous material, and as shown in FIG. After producing (21), the wound core member (21) is divided along a single cutting line AA indicated by a broken line in the drawing, thereby forming a pair of left and right as shown in FIG. Divided C-shaped core pieces (2) and (2) are obtained.
  • This C-shaped core piece (2) suppresses variations in dimensions in the stacking direction of the strips due to variations in winding strength and misalignment between the winding start end and winding end when the strip is wound. Is difficult. Further, when the strip is wound, there may be a dimensional deviation in the width direction of the strip.
  • the C-shaped core pieces (2) and (2) can be produced by punching thin magnetic strips into a C shape and then stacking them. Even in this case, it is difficult to suppress the variation in the dimension in the stacking direction due to the bending of each strip, the bonding strength between the strips, the variation in the number of stacks, and the like.
  • the rectangular parallelepiped core piece (3) is made of iron-based, iron-silicon-based, iron-aluminum-silicon-based, iron-nickel-based powders, iron-based or Co-based amorphous powders as shown in FIG. It can be produced by compacting into a rectangular parallelepiped shape. Since the rectangular parallelepiped core piece (3) is a compacted body of a powder magnetic core, the dimensional accuracy is higher than that of the C-shaped core piece (2), and the dimensional variation of the product can be reduced.
  • the thickness of the strip is t
  • the height in the stacking direction of the strip at the divided end surface is T1
  • the stacking direction is in the end surface.
  • the width in the direction orthogonal to is W1.
  • the rectangular parallelepiped core piece (3) is parallel to the laminating direction of the strips at the end face facing the end face of the C-shaped core piece (2) in the assembled state, as shown in FIGS.
  • the height is T2
  • the width in the direction orthogonal to the stacking direction is W2.
  • the rectangular parallelepiped core piece (3) is formed such that the height T2 is larger than the height T1 of the C-shaped core piece (2) in the winding direction. . That is, T2> T1 To satisfy.
  • T1 and T2 are defined as described above is that the C-shaped core piece (2) has large variations in dimensions in the stacking direction in the stacking direction and the width direction.
  • W2 W1
  • W2 W2
  • the rectangular parallelepiped core piece (3) has the sum of the height and width orthogonal to the magnetic path, preferably the height in the stacking direction of the C-shaped core piece (2), preferably the height.
  • the sum of the height and the width orthogonal to the magnetic path preferably higher than the height. Therefore, even if the C-shaped core piece (2) has a variation in the stacking direction, the C-shaped core piece (2) and the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3) are in contact with each other.
  • the relative position of both core pieces (2) and (3) can be adjusted so that the end face of the core piece (2) is within the contour shape of the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3).
  • the facing area between the end face of the C-shaped core piece (2) and the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3) is exactly the same as the area (T1 ⁇ W1) of the end face of the C-shaped core piece (2). Become.
  • the thickness of the strip of the C-shaped core piece (2) is t, T2-T1> t And so, when the winding core member (21) is cut, even if the winding start end or winding end end of the strip is shifted, the C-shaped core piece (2) is moved to the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3). It can be contained within the contour shape.
  • T2 ⁇ T1 ⁇ 2 ⁇ t to 10 ⁇ t Is more preferable.
  • T2-T1 is desirably 0.5 mm or more.
  • the upper limit of T2-T1 is desirably 2 mm or less.
  • the rectangular parallelepiped core piece (3) has a cross section (T2 ⁇ W2) orthogonal to the magnetic path larger than the cross section (T1 ⁇ W1) orthogonal to the magnetic path of the C-shaped core piece (2). Therefore, it is desirable that the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3) is formed in a larger shape than the end face of the C-shaped core piece (2).
  • the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3) As the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3), a shape obtained by enlarging the shape of the end face of the C-shaped core piece (2) from its center to the four directions can be adopted. That is, as shown in FIGS. 5 (b) and 6 (b), the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3) has the shape of the end face of the tip of the C-shaped core piece (2), and the C-shaped core piece.
  • the piece (2) has a shape expanded by T2-T1 in the stacking direction and expanded by a predetermined distance W2-W1 in the width direction orthogonal to the stacking direction.
  • the rectangular parallelepiped core piece (3) having the above-described configuration is accommodated in a rectangular tube-shaped bobbin (8) formed by insert molding or the like.
  • the bobbin (8) may be molded as an integral part as shown in these drawings, or two or more molded bodies may be joined in advance to form an integral part. Although not shown, two or more molded bodies may be prepared, and these molded bodies may be assembled and joined in a state where the rectangular parallelepiped core piece (3) is inserted in advance.
  • the bobbin (8) When the rectangular parallelepiped core piece (3) is inserted later, the bobbin (8) has a rectangular parallelepiped core piece (3) at the approximate center of one surface thereof, the approximate center of the outer peripheral side which is the upper side in FIGS. ) Can be inserted.
  • ribs (85) and (86) for clamping the rectangular parallelepiped core piece (3) from both sides are projected inwardly on the inner peripheral surface of the bobbin (8), and the mold resin At both ends of the wall (81), flanges (82) project outwardly.
  • the thickness of the ribs 85 and 86 is the same as the gap length G to be formed between the C-shaped core piece 2 and the rectangular parallelepiped core piece 3 as shown in FIG. Is formed.
  • one brim (82) of the bobbin (8) has one end face among the four end faces forming a quadrangular outer shape for locking the coil winding as will be described later.
  • the two locking grooves (83) and (84) are recessed.
  • a pair of side spaces (80) and (80) are formed on both sides of the central space facing the opening (88).
  • the central space and the side space (80) have the same shape as the rectangular parallelepiped core piece (3) in a cross section perpendicular to the magnetic path of the core (1).
  • the core piece (3) is accommodated without forming a gap around it. That is, both the central space and the side space (80) have the same inner dimension in the direction parallel to the laminating direction of the strips of the C-shaped core piece (2) as T2, which is the same as the rectangular parallelepiped core piece (3).
  • the inner dimension in the orthogonal direction can be formed to be W2.
  • the opening (88) is sealed with a rectangular resin lid (87) or wrapped with an insulating tape or the like in the central space. It is desirable that the core piece (3) does not fall out of the central space or rattle in the central space.
  • a coil (7) is wound around the outer peripheral surface of the bobbin (8) as shown in FIGS.
  • the ends of the pair of C-shaped core pieces (2) and (2) are inserted into the pair of side spaces (80) and (80) of the bobbin (8) as shown in FIG. Is configured. Since the side space (80) (80) has the same shape as the cross section of the central space in which the rectangular parallelepiped core piece (3) is accommodated, the end face is smaller than the rectangular parallelepiped core piece (3).
  • the piece (2) can be fitted in the side space (80) (80) with a margin. Therefore, even if the C-shaped core piece (2) has variations in the stacking direction or in the width direction perpendicular to the stacking direction, the C-shaped core piece (2) can be easily inserted from the end face.
  • the end face of the C-shaped core piece (2) and the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3) are in contact with each other.
  • the relative position of both core pieces (2) and (3) can be adjusted so that the end face of the C-shaped core piece (2) is within the contour shape of the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3). Therefore, the facing area between the end face of the C-shaped core piece (2) and the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3) is exactly the same as the area of the end face of the C-shaped core piece (2) as shown in FIG. Will match.
  • the variation of the C-shaped core piece (2) is allowed to be T2-T1 in the stacking direction of the strip and W2-W1 in the width direction.
  • the rib (85) (86) is interposed between the end face of the C-shaped core piece (2) and the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3).
  • predetermined gaps G are formed at four locations.
  • each bobbin (8) can be filled with adhesive (9) by surrounding the end of the C-shaped core piece (2).
  • the C-shaped core piece (2) can be fixed to the bobbin (8) by the adhesive (9).
  • the adhesive (9) can be filled in a gap formed between the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3) and the end face of the C-shaped core piece (2), thereby the rectangular parallelepiped core piece. (3) and the C-shaped core piece (2) can be connected and fixed to each other.
  • a pair of bobbins (8) and (8) containing a rectangular parallelepiped core piece (3) are arranged in series, and both bobbins (8 ) Winding is applied to the outer peripheral surface of (8).
  • Winding is sequentially performed on the bobbin in one direction while the winding start end portion (71) of the conducting wire is locked in one locking groove (83) of one bobbin (8).
  • the wire is folded and wound sequentially in the opposite direction, and the conductor is locked in the other locking groove (84) of the bobbin.
  • the crossover wire (72) that has passed through the locking groove (84) is locked to one locking groove (83) of the other bobbin (8), and in this state, the bobbin is unidirectional. After the sequential winding, it is folded back and sequentially wound in the reverse direction, and the conductor is locked to the other locking groove (84) of the bobbin, and the winding end end (73 ) Pull out.
  • one bobbin (8) is rotated 180 degrees with respect to the other bobbin (8), and both bobbins (8) and (8) are brought into a parallel positional relationship in which the buttocks contact each other as shown in FIG. Line up.
  • the connecting wire (72) extending from one coil (7) to the other coil (8) bends in an arc shape, and the adjacent locking grooves (84) of both bobbins (8), (8). (83) will be stretched at the shortest distance.
  • the tip ends of a pair of C-shaped core pieces (2) and (2) are inserted into both bobbins (8) and (8). Then, a pair of C-shaped core pieces (2) and (2) are fixed to both bobbins (8) and (8).
  • the cross-sectional shape of the side space (80) of the bobbin (8) is T2-T1 in the stacking direction and W2-W1 in the width direction than the cross-sectional shape of the tip of the C-shaped core piece (2). Since there is a margin, the insertion work can be easily performed even when the C-shaped core piece (2) has variations during winding or stacking of the strips.
  • an appropriate amount of adhesive is filled in the side space of the bobbin (8), and the end of the C-shaped core piece (2) is filled with the adhesive. May be fixed to the bobbin (8).
  • the adhesive filled in the side space of the bobbin (8) flows backward from the back of the side space to the opening side with the insertion of the C-shaped core piece (2), and as shown in FIG.
  • the end portion of the letter-shaped core piece (2) is covered with a wide area, and as a result, the C-shaped core piece (2) and the bobbin (8) are bonded in a large area, thereby obtaining a larger adhesive force. I can do it.
  • the adhesive (9) filled in the side space of the bobbin (8) is also filled in a region to be a magnetic gap between the C-shaped core piece (2) and the rectangular parallelepiped core piece (3).
  • the C-shaped core piece (2) and the rectangular parallelepiped core piece (3) can be connected and fixed to each other.
  • the facing area between the end face of the C-shaped core piece (2) and the end face of the rectangular parallelepiped core piece (3) is the area of the end face of the C-shaped core piece (2). Since it exactly matches (T1 ⁇ W1), the desired inductance characteristic can be obtained.
  • the deviation can be eliminated when the coil device is assembled.
  • the characteristics can be homogenized.
  • each part of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the technical scope described in the claims.
  • the rectangular parallelepiped core pieces (3) are arranged one by one between the C-shaped core pieces (2) in the above embodiment, a plurality of rectangular parallelepiped core pieces (3) are arranged between the C-shaped core pieces (2). May be.
  • the dimensions of the rectangular parallelepiped core pieces (3) at both ends that face at least the C-shaped core piece (2) may be adjusted along the above.
  • the winding method and the locking method of the conducting wire with respect to the bobbin (8) are not limited to the above-mentioned method.

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Abstract

【課題】Ｃ字状コア片と直方体状コア片とを組み合わせたコイル装置において、Ｃ字状コア片の形状のバラツキに拘わらず、所期のインダクタンス特性を得る。 【解決手段】本発明に係るコイル装置は、環状のコアの周囲にコイルを巻装して構成され、該コアは、金属製の帯板を巻回又は積層して作製した一対のＣ字状コア片２と、該一対のＣ字状コア片の間に介在する直方体状コア片３と、Ｃ字状コア片２と直方体状コア片３の端面どうしの間に介在する磁気ギャップ部Ｇと、を具えたコイル装置において、前記直方体状コア片３は、加圧成形した圧粉磁心により作製され、前記磁気ギャップ部Ｇを介して対向するＣ字状コア片２の端面の帯板の積層方向の高さをＴ１、直方体状コア片３の端面の高さをＴ２としたときに、Ｔ２＞Ｔ１である。

Description

コイル装置
　本発明は、各種交流機器においてリアクターや変圧器等を構成するコイル装置に関し、特に環状のコアの周囲にコイルを巻装して構成されるコイル装置に関するものである。
　従来、この種のコイル装置において、積層型のコアを用いたものが知られている。積層型のコアは、例えば、金属製の帯板を巻回して作製した環状の巻きコア部材を分断してなる一対のＣ字状コア片と、該一対のＣ字状コア片の切断面の間に介在する少なくとも２つの積層型の直方体状コア片と、Ｃ字状コア片と直方体状コア片の対面間に介在する少なくとも４つの磁気ギャップ部とから構成されている(特許文献１参照)。
　また、積層型のコアとして、薄板状磁性帯板をＣ字状に打ち抜き、これらを積み重ねて形成したものもある。
　上記コイル装置においては、Ｃ字状コア片の端面と直方体状コア片の端面とが磁気ギャップ部を介して互いに対向しているため、磁気ギャップ部にて漏れ磁束が発生することとなり、ギャップ長や両端面の対向面積によってインダクタンス特性が決定されることになる。
　従って、Ｃ字状コア片の端面と直方体状コア片の端面とは同一の面積を有する同一の形状に形成して、両端面を互いに正確に突き合わせることが行なわれている。
特開平１１－４０４３４号公報
　しかしながら、Ｃ字状コア片と直方体状コア片とを組み合わせたコイル装置においては、特にＣ字状コア片が、金属製の帯板を巻回して作製した環状の巻きコア部材を分断したり、帯板を打ち抜いた後重ねて作製されるため、Ｃ字状コア片の形状にある程度のバラツキが生じ、これによってＣ字状コア片の２つの端面の相対位置に誤差が生じることになる。
　この結果、Ｃ字状コア片と直方体状コア片とを互いに突き合わせてコイル装置を組み立てたとき、Ｃ字状コア片の端面と直方体状コア片の端面との間に位置ズレが生じ、これによって両端面の対向面積が何れの端面の面積よりも小さくなり、所期のインダクタンス特性が得られない問題があった。
　そこで本発明の目的は、Ｃ字状コア片と直方体状コア片とを組み合わせたコイル装置において、Ｃ字状コア片の形状のバラツキに拘わらず、所期のインダクタンス特性を得ることが出来るコイル装置を提供することである。
　本発明に係るコイル装置は、
　環状のコアの周囲にコイルを巻装して構成され、該コアは、金属製の帯板を巻回又は積層して作製した一対のＣ字状コア片と、該一対のＣ字状コア片の間に介在する直方体状コア片と、Ｃ字状コア片と直方体状コア片の端面どうしの間に介在する磁気ギャップ部と、を具えたコイル装置において、
　前記直方体状コア片は、加圧成形した圧粉磁心により作製され、
　前記磁気ギャップ部を介して対向するＣ字状コア片の端面の帯板の積層方向の高さをＴ１、直方体状コア片の端面の高さをＴ２としたときに、
　Ｔ２＞Ｔ１
　である。
　前記Ｃ字状コア片の帯板の厚さをｔとしたときに、
　Ｔ２－Ｔ１＞ｔ
　であることが望ましい。
　前記Ｃ字状コア片は、帯板の積層数をｎとしたときに、
　Ｔ１＝ｎ×ｔ
　とすることができる。
　また、前記Ｃ字状コア片の帯板の幅をＷ１、前記直方体状コア片の端面について、前記Ｃ字状コア片の端面の帯板の積層方向と直交する幅をＷ２としたときに、
　Ｗ２≧Ｗ１
　とすることが望ましい。
　前記直方体状コア片の端面の面積(Ｔ２×Ｗ２)は、対向するＣ字状コア片の端面の面積(Ｔ１×Ｗ１)よりも大きく形成することができる。
　前記直方体状コア片の端面は、前記Ｃ字状コア片の端面の形状をその中心から四方へ向けて拡大した形状とすることができる。
　前記コイル装置は、前記コアが貫通する角筒状のボビンを具え、該ボビンの外周面に前記コイルが巻装されており、該ボビンの内部には、前記直方体状コア片を収容すべき中央空間が形成されると共に、該中央空間の両側にはそれぞれ、前記Ｃ字状コア片の先端部が挿入されるべき側方空間が形成されており、該側方空間の断面形状は、Ｃ字状コア片の端面の形状を拡大した形状を有し、Ｃ字状コア片の先端部が前記ボビンの側方空間へ挿入された状態で、該Ｃ字状コア片の先端部の外周面と該ボビンの内周面との間に合成樹脂が充填されている。
　本発明に係るコイル装置によれば、金属製の帯板を巻回又は積層して作製されたＣ字状コア片の端面と、圧粉磁心からなる直方体状コア片の端面の内、直方体状コア片の端面は、Ｃ字状コア片の帯板積層方向において、Ｃ字状コア片の端面よりも大きく形成されているから、Ｃ字状コア片の形状に多少のバラツキがあったとしても、Ｃ字状コア片の端面を直方体状コア片の端面に突き合わせた状態で、前記Ｃ字状コア片の端面を前記直方体状コア片の端面の輪郭形状内に収まる様に両コアの相対位置を調節することが可能である。従って、Ｃ字状コア片の端面が多少ずれても、直方体状コア片の端面に対向させることができ、所期のインダクタンス特性を得ることが出来る。
　特に、Ｃ字状コア片は、帯板の積層数ｎや帯板どうしの接合強さ等により、積層方向にバラツキが生じやすいが、直方体状コア片は、圧粉磁心の加圧成形体であるから、寸法精度が高く、この直方体状コア片をＣ字状コア片よりも端面を大きく形成することで、Ｃ字状コア片に積層方向の端面の形状のバラツキがあっても、Ｃ字状コア片を直方体状コア片の端面と確実に対向させることができる。
図１は、本発明に係るコイル装置の斜視図である。 図２は、該コイル装置の一部破断平面図である。 図３(ａ)及び図３(ｂ)は、Ｃ字状コア片の製造工程の一例を示す平面図である。 図４は、直方体状コア片の斜視図である。 図５(ａ)及び図５(ｂ)は、Ｃ字状コア片と直方体状コア片の積層方向の高さと幅を比較するための説明図である。 図６(ａ)及び図６(ｂ)は、Ｃ字状コア片と直方体状コア片の端面どうしの重なりを説明する図である。 図７は、直方体状コア片を内蔵したボビンの斜視図である。 図８は、図７のボビンを線Ｂ－Ｂに沿って断面し、矢印方向に見た断面図である。
　以下、本発明の実施形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
　本発明に係るコイル装置は、図１に示す如く、環状のコア(１)に一対のコイルアセンブリ(５)(５)を装着して構成され、各コイルアセンブリ(５)は、角筒状のボビン(８)と、該ボビン(８)の外周面に巻装されたコイル(７)とから構成されている。コア(１)は、２つのボビン(８)(８)を貫通して環状に伸びている。
　２つのコイルアセンブリ(５)(５)を構成する２つのコイル(７)(７)は、１本の導線を巻回して形成されており、両コイル(７)(７)は渡り線(72)を介して互いに繋がっている。そして、両コイル(７)(７)からは、導線の巻き始め端部(71)と巻き終わり端部(73)が引き出されている。
　コア(１)は、図２に示す如く、一対のＣ字状コア片(２)(２)と、両Ｃ字状コア片(２)(２)の間に介在する２つの直方体状コア片(３)(３)とから構成されている。
　なお、コア片(２)(２)は、説明を判り易くするため、その形状をＣ字状としているが、Ｕ字状やコ字状などであってもよく、これらの形状も広義のＣ字状に含むものとする。
　一対のＣ字状コア片(２)(２)の製造においては、ケイ素鋼板やアモルファス材料からなる帯板を巻回することによって積層し、図３(ａ)に示す如く、環状の巻きコア部材(21)を作製した後、該巻きコア部材(21)を、図中に破線で示す１本の切断線Ａ－Ａに沿って分断することにより、同図(ｂ)に示す如く左右一対に分割されたＣ字状コア片(２)(２)を得る。
　このＣ字状コア片(２)は、帯板を巻回したときに、巻き強さのバラツキ、巻き始め端と巻き終わり端のズレなどにより、帯板の積層方向の寸法のバラツキを抑えることが困難である。また、帯板を巻回したときに、帯板の幅方向にも寸法のズレが生ずることがある。
　また、Ｃ字状コア片(２)(２)は、薄板状の磁性帯板をＣ字状に打ち抜いた後、積み重ねることで作製することもできる。
　この場合であっても、各帯板の撓みや帯板どうしの接合強さ、積層数のバラツキなどにより、積層方向の寸法のバラツキを抑えることが困難である。
　上記いずれの製法によるＣ字状コアであっても、帯板の積層方向のバラツキと、帯板の幅方向のバラツキは抑え難い。特に、帯板の積層方向のバラツキと、帯板の幅方向のバラツキを比べた場合、積層方向のバラツキの方を抑えることが困難である。
　一方、直方体状コア片(３)は、鉄系、鉄－ケイ素系、鉄－アルミニウム－ケイ素系、鉄－ニッケル系の粉末や、鉄系、Ｃｏ系のアモルファス粉末などを、図４に示す如く直方体状に圧粉成形することで作製できる。
　直方体状コア片(３)は、圧粉磁心の加圧成形体であるから、Ｃ字状コア片(２)よりも寸法精度が高く、その製品の寸法のバラツキは小さくできる。
　前述のＣ字状コア片(２)について、図５及び図６に示すように、帯板の厚さをｔ、分割端面における帯板の積層方向の高さをＴ１、該端面中、積層方向と直交する方向の幅をＷ１とする。
　また、前述の直方体状コア片(３)は、図４乃至図６に示すように、前記Ｃ字状コア片(２)の端面と組立状態で対向する端面について、帯板の積層方向と平行な高さをＴ２、積層方向と直交する方向の幅をＷ２とする。
　このとき、図５及び図６に示すように、直方体状コア片(３)の高さＴ２は、Ｃ字状コア片(２)の巻線方向の高さＴ１よりも大きくなるように形成する。即ち、
　Ｔ２＞Ｔ１
　を満たすようにする。
　ここで、上記のようにＴ１とＴ２を規定したのは、Ｃ字状コア片(２)は、積層方向と幅方向で、積層方向の寸法のバラツキが大きいためである。
　Ｃ字状コア片(２)に幅方向のバラツキがある場合には、Ｗ２＞Ｗ１、幅方向のバラツキが小さい場合には、幅Ｗ１と直方体状コア片(３)の幅Ｗ２については、Ｗ１＝Ｗ２とすればよい。
　これにより、直方体状コア片(３)は、Ｃ字状コア片(２)の積層方向において、磁路と直交する高さと幅の和、望ましくは高さを、Ｃ字状コア片(２)の磁路と直交する高さと幅の和、望ましくは高さよりも大きくすることができる。従って、Ｃ字状コア片(２)に積層方向のバラツキがあっても、Ｃ字状コア片(２)の端面と直方体状コア片(３)の端面とを互いに突き合わせた状態で、Ｃ字状コア片(２)の端面が直方体状コア片(３)の端面の輪郭形状内に収まる様、両コア片(２)(３)の相対位置を調節することが可能であり、これによって、Ｃ字状コア片(２)の端面と直方体状コア片(３)の端面との対向面積は、Ｃ字状コア片(２)の端面の面積(Ｔ１×Ｗ１)と正確に一致することになる。
　なお、望ましくは、前記Ｃ字状コア片(２)の帯板の厚さをｔとしたときに、
　Ｔ２－Ｔ１＞ｔ
　とする。これにより、巻きコア部材(21)を切断したときに、帯板の巻き始め端又は巻き終わり端がズレていても、Ｃ字状コア片(２)を直方体状コア片(３)の端面の輪郭形状内に収めることができる。
　帯板の巻き強さのバラツキを考慮すると、
　Ｔ２－Ｔ１≧２×ｔ～１０×ｔ
　とすることがさらに好適である。
　また、Ｔ２－Ｔ１は、０．５ｍｍ以上とすることが望ましい。
　一方で、Ｔ２－Ｔ１が大きくなると、コイル装置の大型化や材料ロスに繋がるから、Ｔ２－Ｔ１の上限は、２ｍｍ以下とすることが望ましい。
　ここで、直方体状コア片(３)のＴ２を決定する場合に、Ｃ字状コア片(２)の実寸Ｔ１を測定することが困難な場合には、Ｃ字状コア片(２)は、帯板の積層数をｎとしたときに、
　Ｔ１＝ｎ×ｔ
　として、上記Ｔ１をｎ×ｔに置き換えてＴ２を決定することができる。
　直方体状コア片(３)は、磁路と直交する断面(Ｔ２×Ｗ２)がＣ字状コア片(２)の磁路と直交する断面(Ｔ１×Ｗ１)よりも大きな形状を有し、これによって、直方体状コア片(３)の端面は、Ｃ字状コア片(２)の端面よりも大きな形状に形成することが望ましい。
　直方体状コア片(３)の端面は、前記Ｃ字状コア片(２)の端面の形状をその中心から四方へ向けて拡大した形状を採用することができる。即ち、図５(ｂ)及び図６(ｂ)に示すように、直方体状コア片(３)の端面は、Ｃ字状コア片(２)の先端部の端面の形状を、Ｃ字状コア片(２)の積層方向へＴ２－Ｔ１だけ拡大すると共に、積層方向と直交する幅方向へ所定の距離Ｗ２－Ｗ１だけ拡大した形状を有することになる。
　上記構成の直方体状コア片(３)は、図７及び図８に示すように、インサートモールド等により形成された角筒状のボビン(８)に収容される。
　ボビン(８)は、これら図に示すように一体部品として成型してもよいし、２以上の成形体を予め接合して一体部品とすることもできる。また、図示しないが、２以上の成形体を準備し、予め直方体状コア片(３)を挿入した状態でこれら成形体を組み立てて接合するようにしてもよい。
　ボビン(８)は、直方体状コア片(３)を後から挿入する場合には、その一面の略中央、図７及び図８では上側となる外周側の略中央に、直方体状コア片(３)を挿入することのできる開口(88)が形成される。
　また、ボビン(８)の内周面には、図８に示す如く、直方体状コア片(３)を両側から挟持するリブ(85)(86)が内向きに突設されると共に、モールド樹脂壁(81)の両端部にはそれぞれ鍔部(82)が外向きに突設されている。ここで、リブ(85)(86)の厚さは、図２に示す如くＣ字状コア片(２)と直方体状コア片(３)との間に形成すべきギャップ長Ｇと同じ大きさに形成されている。
　図７に示す如く、ボビン(８)の一方の鍔部(82)には、四角形の外形を形成する４つの端面の内、１つの端面に、後述の如くコイルの巻線を係止するための２つの係止溝(83)(84)が凹設されている。
　上述のボビン(８)においては、開口(88)と面する中央空間の両側に、一対の側方空間(80)(80)が形成されることになる。ここで、中央空間と側方空間(80)とは、コア(１)の磁路に直交する断面において直方体状コア片(３)と同一の形状を有しており、中央空間には、直方体状コア片(３)が周囲に隙間を形成することなく収容される。即ち、中央空間、側方空間(80)は共に、Ｃ字状コア片(２)の帯板の積層方向と平行な向きの内寸が、直方体状コア片(３)と同じＴ２、これに直交する向きの内寸が、Ｗ２となるように形成することができる。
　なお、中央空間は、直方体状コア片(３)を挿入した後、開口(88)は、矩形の樹脂蓋(87)で封止したり、絶縁テープ等を巻き付けることで封止されて、直方体状コア片(３)が中央空間から脱落したり、中央空間内でがたつくことのないようにすることが望ましい。
　ボビン(８)の外周面には、図１及び図２の如くコイル(７)が巻装されている。
　ボビン(８)の一対の側方空間(80)(80)に対し、図２の如く一対のＣ字状コア片(２)(２)の端部が挿入されて、環状のコア(１)が構成される。
　側方空間(80)(80)は、直方体状コア片(３)の収容された中央空間の断面と同一の形状であるから、端面が直方体状コア片(３)よりも小さいＣ字状コア片(２)は、余裕を持って側方空間(80)(80)に嵌めることができる。従って、Ｃ字状コア片(２)に積層方向のバラツキや積層方向と直交する幅方向にバラツキがあっても、Ｃ字状コア片(２)を端面から容易に差し込むことができる。
　つまり、Ｃ字状コア片(２)の形状に多少のバラツキがあったとしても、Ｃ字状コア片(２)の端面と直方体状コア片(３)の端面とを互いに突き合わせた状態で、Ｃ字状コア片(２)の端面が直方体状コア片(３)の端面の輪郭形状内に収まる様、両コア片(２)(３)の相対位置を調節することが可能であり、これによって、Ｃ字状コア片(２)の端面と直方体状コア片(３)の端面との対向面積は、図６に示すように、Ｃ字状コア片(２)の端面の面積と正確に一致することになる。
　より具体的には、Ｃ字状コア片(２)のバラツキは、帯板の積層方向にＴ２－Ｔ１、幅方向にＷ２－Ｗ１まで許容される。
　なお、直方体状コア片(３)の端面を、Ｃ字状コア片(２)の積層方向の高さに対してＴ２－Ｔ１だけ大きく形成し、幅方向を同じ(Ｗ１＝Ｗ２)とした場合には、ボビン(８)の側方空間(80)の断面形状は、Ｃ字状コア片(２)の積層方向にのみ余裕Ｔ２－Ｔ１を持って嵌まることとなる。
　作製されたコア(１)においては、Ｃ字状コア片(２)の端面と直方体状コア片(３)の端面との間に前記リブ(85)(86)が介在しているから、コア(１)の磁路中には、４箇所に所定のギャップＧが形成される。
　なお、図２に示す様に、各ボビン(８)の２つの側方空間にはそれぞれ、Ｃ字状コア片(２)の端部を包囲して接着剤(９)を充填することができ、該接着剤(９)によってＣ字状コア片(２)をボビン(８)に固定できる。
　又、接着剤(９)は、直方体状コア片(３)の端面とＣ字状コア片(２)の端面の間に形成された隙間にも充填することができ、これによって直方体状コア片(３)とＣ字状コア片(２)とを互いに連結固定できる。
　上記コイル装置の組立工程の一実施例においては、図１に示す如く直方体状コア片(３)を内蔵する一対のボビン(８)(８)を直列の位置関係に配置し、両ボビン(８)(８)の外周面に巻線を施す。巻線工程においては、先ず、一方のボビン(８)の一方の係止溝(83)に導線の巻き始め端部(71)を係止した状態で、該ボビンに一方向へ順次巻線を施した後、折り返して、逆方向に順次巻線を施し、その導線を該ボビンの他方の係止溝(84)に係止する。
　続いて、前記係止溝(84)を通過させた渡り線(72)を他方のボビン(８)の一方の係止溝(83)に係止し、その状態で、該ボビンに一方向へ順次巻線を施した後、折り返して、逆方向に順次巻線を施し、その導線を該ボビンの他方の係止溝(84)に係止し、該係止溝から巻き終わり端部(73)を引き出す。
　次に、一方のボビン(８)を他方のボビン(８)に対して１８０度回転させて、図１の如く両ボビン(８)(８)を互いに鍔部どうしが接触する並列の位置関係に並べる。これに伴って、一方のコイル(７)から他方のコイル(８)へ伸びる渡り線(72)が円弧状に屈曲して、両ボビン(８)(８)の隣接する係止溝(84)(83)の間に最短距離で張設されることとなる。
　両ボビン(８)(８)に対するコイル(７)(７)の巻線工程の後、両ボビン(８)(８)へ一対のＣ字状コア片(２)(２)の先端部を挿入し、両ボビン(８)(８)に一対のＣ字状コア片(２)(２)を固定する。ここで、ボビン(８)の側方空間(80)の断面形状は、Ｃ字状コア片(２)の先端部の断面形状よりも、積層方向にＴ２－Ｔ１、幅方向にＷ２－Ｗ１の余裕があるので、Ｃ字状コア片(２)に帯板の巻回又は積層時のバラツキがあっても、挿入作業は容易に行なえる。
　なお、Ｃ字状コア片(２)の挿入に先立って、ボビン(８)の側方空間に適量の接着剤を充填しておき、該接着剤によってＣ字状コア片(２)の端部をボビン(８)に固定してもよい。ボビン(８)の側方空間に充填されている接着剤は、Ｃ字状コア片(２)の挿入に伴って、側方空間の奥部から開口側へ逆流し、図２に示す如くＣ字状コア片(２)の端部を広い面積で覆うこととなり、この結果、Ｃ字状コア片(２)とボビン(８)は大きな面積で接着されて、より大きな接着力を得ることが出来る。
　又、ボビン(８)の側方空間に充填された接着剤(９)は、Ｃ字状コア片(２)と直方体状コア片(３)の間の磁気ギャップ部となる領域にも充填されて、Ｃ字状コア片(２)と直方体状コア片(３)とを互いに連結固定することができる。
　この様にして組み立てられたコイル装置においては、Ｃ字状コア片(２)の端面と直方体状コア片(３)の端面との対向面積が、Ｃ字状コア片(２)の端面の面積(Ｔ１×Ｗ１)と正確に一致することになるので、所期のインダクタンス特性を得ることが出来る。
　又、直方体状コア片(３)を加圧成形した圧粉磁心、Ｃ字状コア片(２)を帯板の積層体とすることで、これらの異なる特性の組み合わせによる合成特性を得ることができる。
　本発明のコイル装置は、Ｃ字状コイル片(２)に積層方向のバラツキが、或いは、幅方向のズレがあっても、コイル装置の組立時にそのズレを解消することができ、コイル装置の特性の均質化を図ることができる。
　尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、直方体状コア片(３)は、上記実施例では、Ｃ字状コア片(２)間に夫々１つずつ配置しているが、Ｃ字状コア片(２)間に複数ずつ配置してもよい。この場合、少なくともＣ字状コア片(２)と対向することとなる両端の直方体状コア片(３)の寸法を上記に沿って調整すればよい。また、ボビン(８)に対する導線の巻線方法や係止方法は、上述の方法に限定されるものではない。
(１)　コア
(２)　Ｃ字状コア片
(３)　直方体状コア片
(８)　ボビン
(80)　側方空間
Ｔ１　Ｃ字状コア片の積層方向の高さ
Ｔ２　直方体状コア片の高さ
Ｗ１　Ｃ字状コア片の帯板方向の幅
Ｗ２　直方体状コア片の幅

Claims (7)

  1. 　環状のコアの周囲にコイルを巻装して構成され、該コアは、金属製の帯板を巻回又は積層して作製した一対のＣ字状コア片と、該一対のＣ字状コア片の間に介在する直方体状コア片と、Ｃ字状コア片と直方体状コア片の端面どうしの間に介在する磁気ギャップ部と、を具えたコイル装置において、
    　前記直方体状コア片は、加圧成形した圧粉磁心により作製され、
    　前記磁気ギャップ部を介して対向するＣ字状コア片の端面の帯板の積層方向の高さをＴ１、直方体状コア片の端面の高さをＴ２としたときに、
    　Ｔ２＞Ｔ１
    　であることを特徴とするコイル装置。
  2. 　前記Ｃ字状コア片の帯板の厚さをｔとしたときに、
    　Ｔ２－Ｔ１＞ｔ
    　である請求項１に記載のコイル装置。
  3. 　前記Ｃ字状コア片は、帯板の積層数をｎとしたときに、
    　Ｔ１＝ｎ×ｔ
    　である請求項１又は請求項２に記載のコイル装置。
  4. 　前記Ｃ字状コア片の帯板の幅をＷ１、前記直方体状コア片の端面について、前記Ｃ字状コア片の端面の帯板の積層方向と直交する幅をＷ２としたときに、
    　Ｗ２≧Ｗ１
    　である請求項１乃至請求項３の何れかに記載のコイル装置。
  5. 　前記Ｃ字状コア片の帯板の幅をＷ１、前記直方体状コア片の端面について、前記Ｃ字状コア片の端面の帯板の積層方向と直交する幅をＷ２としたときに、
    　前記直方体状コア片の端面の面積(Ｔ２×Ｗ２)は、対向するＣ字状コア片の端面の面積(Ｔ１×Ｗ１)よりも大きく形成されている、請求項１乃至請求項４の何れかに記載のコイル装置。
  6. 　前記直方体状コア片の端面は、前記Ｃ字状コア片の端面の形状をその中心から四方へ向けて拡大した形状を有している請求項１乃至請求項５の何れかに記載のコイル装置。
  7. 　前記コアが貫通する角筒状のボビンを具え、該ボビンの外周面に前記コイルが巻装されており、該ボビンの内部には、前記直方体状コア片を収容すべき中央空間が形成されると共に、該中央空間の両側にはそれぞれ、前記Ｃ字状コア片の先端部が挿入されるべき側方空間が形成されており、該側方空間の断面形状は、Ｃ字状コア片の端面の形状を拡大した形状を有し、Ｃ字状コア片の先端部が前記ボビンの側方空間へ挿入された状態で、該Ｃ字状コア片の先端部の外周面と該ボビンの内周面との間に合成樹脂が充填されている請求項１乃至請求項６の何れかに記載のコイル装置。
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