JP2845075B2 - コイル部品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器に利用され
るトランスやチョークコイルなどのコイル部品に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種電子機器に使用されるトラン
スやチョークコイルなどのコイル部品は、軽薄短小とと
もに低損失、低発熱、高効率、低リーケージフラックス
化などの電気的特性の向上も合せて要求されてきてい
る。

【０００３】以下、従来のコイル部品のうちトランスを
例として図７〜図１２を用いて説明する。図７，図８に
おいて、両端に鍔１を有するコイルボビン２に少なくと
も１次巻線、２次巻線からなる巻線３を巻装し、このコ
イルボビン２に所定の厚さに積層したＥ形ラミネート鉄
心４を挿入し、このＥ形ラミネート鉄心４の磁脚端側に
所定の厚さに積層したＩ形ラミネート鉄心５を突合せ、
その突合せ部を溶接により結合したり、金属フレームな
どを用いて固定して構成されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
図９（ａ），（ｂ）に示すようにＥ形ラミネート鉄心４
のコイルボビン２に対する挿入方向により、巻線３やコ
イルボビン２の外周部とＥ形ラミネート鉄心４の両外磁
脚との間のクリアランスＡと、コイルボビン２の中心孔
とＥ形ラミネート鉄心４の中央磁脚との間のクリアラン
スａを予め設けておき、また、巻線テンションによるコ
イルボビン２の変形などからのクリアランスＢが必要な
ため、巻線スペースが少なくなりトランスとしての小型
化、薄型化の大きな障害となっていた。

【０００５】また、上記クリアランスＡ，Ｂを設けるこ
とにより巻線３やコイルボビン２とＥ形ラミネート鉄心
４との間に空気層が存在するため放熱性が悪くなり温度
上昇が激しくなるとともに振動も生じやすいなど信頼性
の点でも劣るものであった。

【０００６】さらに、鉄心としてＥ形ラミネート鉄心４
とＩ形ラミネート鉄心５を用いているため、その両鉄心
４，５の突合せ部が磁束の流れに対して直交しており、
この突合せ部が磁気ギャップとして機能するため、この
突合せ部での磁束の漏洩が多くなり低リーケージフラッ
クス化が困難になっていた。

【０００７】また、上述のようにクリアランスを多くと
ることから、巻線スペースを最大限有効に活用するため
には、巻線３としても整列巻きが必要となり、巻線作業
に手間を要すとともに巻線装置としても高価なものが必
要になるものであった。

【０００８】さらに、図１０に示すようにＥ形ラミネー
ト鉄心４のコイルボビン２に対する挿入角度がずれた場
合や図１１に示すように巻線３の外径が大きくなりすぎ
た場合、Ｅ形ラミネート鉄心４を挿入する際にＥ形ラミ
ネート鉄心４の磁脚の角部で巻線３の外表面を損傷さ
せ、絶縁不良を生じさせ安全性の点でも劣るものとなっ
ていた。

【０００９】このようなことから、図１２に示すように
巻線３の外径が大きくなる場合が多いため、巻線３を巻
装した後巻線３の外形を整えるのに巻線整形用治具６を
用いて巻線３の両側から押圧することも実施されている
が、この巻線整形工程によってコイルボビン２の割れや
変形を誘発し、さらに巻線３の断線や巻線３の絶縁劣化
などの２次的不良を引き起し、信頼性の点で大きな問題
となっていた。

【００１０】本発明は以上のような従来の欠点を除去
し、軽薄短小が可能でしかも電気的特性にも優れたコイ
ル部品を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のコイル部品は、巻線の中央部に組込まれる中
央磁脚として両先端に両側にテーパ面をもつ三角形状部
を備えたＩ形ラミネート鉄心を用い、両側磁脚として両
端部に上記Ｉ形ラミネート鉄心の三角形状部の一方のテ
ーパ面に合致するテーパ面を有する一対のＣ形ラミネー
ト鉄心を用い、この一対のＣ形ラミネート鉄心をＩ形ラ
ミネート鉄心に対して巻線の外側面をＣ形ラミネート鉄
心の内側面で押圧し巻線内の空隙を無くすように結合し
た構成となっている。

【００１２】

【作用】上記構成とすることにより、巻線と鉄心のクリ
アランスを最小限とすることができて空気層を少なくで
き、かつ、巻線内の空隙も無くすことができて放熱性を
向上させるとともに軽薄短小、電気的特性の向上も図れ
ることになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明のコイル部品の一実施例を図１
〜図６を用いて説明する。

【００１４】まず、図１〜図３を用いてコイル部品の代
表例としてトランスを例として説明する。７は両端に鍔
８を有するコイルボビンで、このコイルボビン７には少
なくとも１次巻線、２次巻線からなる巻線９が巻回され
ている。この巻線９の巻始め、中間タップや巻終りは上
記コイルボビン７の鍔８に設けた端子１０に接続されて
いる。

【００１５】このコイルボビン７の中心孔１１には、所
定の厚さに積層されたＩ形ラミネート鉄心１２が中央磁
脚として組込まれている。このＩ形ラミネート鉄心１２
に両先端に両側に４５度のテーパ面１３をもった三角形
状部１４が形成されている。

【００１６】また、このコイルボビン７の両側から所定
の厚さに積層されたＣ形ラミネート鉄心１５が側磁脚と
して組込まれる。このＣ形ラミネート鉄心１５は両端部
に上記Ｉ形ラミネート鉄心１２の三角形状部１４のテー
パ面１３に合致するテーパ面１６を有する構成となって
おり、このＣ形ラミネート鉄心１５をＩ形ラミネート鉄
心１２の両側から組込むことによって日字状の閉磁路鉄
心を構成する。

【００１７】さらに、このＣ形ラミネート鉄心１５をコ
イルボビン７の両側から組込むに当ってはＣ形ラミネー
ト鉄心１５の内側面側に絶縁シート１７を配置し、Ｃ形
ラミネート鉄心１５と巻線９との絶縁をより確実なもの
とする。

【００１８】そして、このＣ形ラミネート鉄心１５は、
コイルボビン７の両側からＩ形ラミネート鉄心１２に組
合せるに当って、コイルボビン７に巻回された巻線９の
外周面を押圧することによって両端のテーパ面１６がＩ
形ラミネート鉄心１２の三角形状部１４のテーパ面１３
に合致するように寸法設計されており、このＩ形ラミネ
ート鉄心１２に対して両側のＣ形ラミネート鉄心１５を
押圧させて突合せた状態でその突合せ部を溶接したり、
結合金具などを用いて組立てトランスの完成品とする。

【００１９】このような構成で、巻線９と鉄心とのクリ
アランスについて図３（ａ），（ｂ）を用いて説明する
と、コイルボビン７の中心孔１１の寸法はＩ形ラミネー
ト鉄心１２に対してクリアランスＣを最小限にした寸法
に設定され、コイルボビン７の鍔８の高さｈはＣ形ラミ
ネート鉄心１５のテーパ面１６とＩ形ラミネート鉄心１
２のテーパ面１３が合致したとき形成される日字状の閉
磁路鉄心の窓孔の寸法と等しい寸法に設定されている。

【００２０】したがって、巻線９は非整列巻線で巻回さ
れていてもよく、また、コイルボビン７の鍔８の高さｈ
を超える巻線外径になっていても、Ｃ形ラミネート鉄心
１５の巻線９に接触する内側面でコイルボビン７の鍔８
より高く巻回された巻線９の外周面を押圧して整え、し
かも巻線テンションによるコイルボビン７の変形を強制
しながら装着されてＩ形ラミネート鉄心１２と合致する
ように組込まれる。

【００２１】以上のような構成とすることにより、巻線
９として各巻層間に空隙があったとしてもＣ形ラミネー
ト鉄心１５の押圧力によりこの空隙をなくすことがで
き、結果的にはコイルボビン７とＩ形ラミネート鉄心１
２のクリアランスＣだけの空隙部が存在するトランスと
なり、巻線９に発生するジュール熱も効率的に鉄心を通
じて外部に放熱されることになる。

【００２２】なお、この放熱に対しては、Ｉ形ラミネー
ト鉄心１２の外周面に合成樹脂をコーティング、塗布な
どの方法により絶縁層を形成してコイルボビン７の代り
とすればさらにクリアランスＣをなくすことができ効果
が一層得られることになる。また、上記実施例では絶縁
シート１７をＣ形ラミネート鉄心１５の内側面と巻線９
との間に介在させる例を示したが、Ｃ形ラミネート鉄心
１５の内側面にバリなどがない状態とすれば、この絶縁
シート１７を省略することで一層放熱性を高めることも
できる。

【００２３】また、絶縁シート１７としては、図４
（ａ）〜（ｄ）に示すようにコ字状、方形体の４辺に折
曲片１８を設け、相対向する２つを一方に、残りの２つ
を逆方向に折曲した形状、単なるシート状、あるいは厚
みのある形状のものを用いることができ、その材質とし
ては紙、不織布、ポリエステルフィルムなどの熱伝導性
や絶縁性の優れた材料を用いることができる。このう
ち、図５に示すように不織布などのスポンジ状の絶縁シ
ート１７を用いた場合、ポリエステルフィルムや紙など
からなるものに比べてＣ形ラミネート鉄心１５の組込み
時に巻線９をより弾性的に押圧し、図６に示すように絶
縁シート１７と巻線９との密着性を向上させて放熱性を
高め、巻線９に対するストレスも最小に抑えることがで
きる。

【００２４】さらに、この絶縁シート１７の代りにＣ形
ラミネート鉄心１５の内側面に絶縁材を塗布、コーティ
ングすることでも効果は得られる。

【００２５】また、Ｉ形ラミネート鉄心１２とＣ形ラミ
ネート鉄心１５とは、磁束の流れる方向に対してその突
合せ面が４５度のテーパ面１３，１６で形成されるた
め、ここに磁気ギャップが形成されてもＣ形ラミネート
鉄心１５による外磁脚への磁束の直角に折れ曲がる部分
のためと、この突合せ部の面積が従来の突合せ部の面積
に対して約１．４倍となり、この突合せ部の面積の増大
によってリーケージフラックスを大幅に低減できること
になる。なお、上記実施例においてテーパ面１３，１６
は４５度の角度をもつもので示したが、これは必ずしも
４５度とする必要はなく種々な角度とすることができ
る。

【００２６】さらに、Ｉ形ラミネート鉄心１２、Ｃ形ラ
ミネート鉄心１５はブロック化された構成としたものが
組立てなどの上で有利となる。

【００２７】また、上記実施例においては、トランスを
例として示したがチョークコイルなどにも同様の構成が
適用でき同様の効果を得ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明のコイル部品は構成
されるため、巻線自体、巻線やコイルボビンと鉄心との
クリアランスを少なくすることができるためそれらの間
に空気層が形成されることが最小限となり、巻線の占積
率が向上ししかも放熱性が著しく向上することになる。

【００２９】特にＣ形ラミネート鉄心で巻線の外周部を
押圧するため、巻線内の空気層の低減化が一層図れうな
りなどの振動発生も最小限に抑制することができること
になる。また、Ｉ形ラミネート鉄心、Ｃ形ラミネート鉄
心をテーパ面を用いて突合せているためリーケージフラ
ックスの発生も著しく低減でき、最近の高密度実装によ
る電子機器の構成にも十分な効果を発揮することにな
る。

【００３０】さらに、組立て時に巻線を損傷させること
もなく、絶縁性の点でも劣化せず信頼性に富んだものと
することができるなど数多くの利点をもち工業的価値の
大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコイル部品の一実施例を示す分解斜視
図

【図２】同コイル部品の斜視図

【図３】（ａ）同コイル部品の組立て状態を示す一部を
断面で示す平面図 （ｂ）同側面図

【図４】（ａ）〜（ｄ）同コイル部品に用いる絶縁シー
トの斜視図

【図５】同コイル部品の組立て状態を示す一部を断面で
示した平面図

【図６】同要部の拡大説明図

【図７】従来のコイル部品を示す斜視図

【図８】同分解斜視図

【図９】（ａ）同コイル部品の巻線部と鉄心のクリアラ
ンスを示す説明図 （ｂ）同コイルボビンの変形を示す説明図

【図１０】同コイル部品の組立て時の不都合な状態を示
す説明図

【図１１】同コイル部品の組立て時の不都合な状態を示
す説明図

【図１２】同巻線の整形工程を示す斜視図

【符号の説明】

７ コイルボビン ８ 鍔 ９ 巻線 １０ 端子 １１ 中心孔 １２ Ｉ形ラミネート鉄心 １３ テーパ面 １４ 三角形状部 １５ Ｃ形ラミネート鉄心 １６ テーパ面 １７ 絶縁シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 一左 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭53−73416（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−5614（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−134713（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01F 27/24 - 27/32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線の中央部に組込まれる中央磁脚とし
   て両先端に両側にテーパ面をもつ三角形状部を備えたＩ
   形ラミネート鉄心を用い、両側磁脚として両端部に上記
   Ｉ形ラミネート鉄心の三角形状部の一方のテーパ面に合
   致するテーパ面を有する一対のＣ形ラミネート鉄心を用
   い、この一対のＣ形ラミネート鉄心をＩ形ラミネート鉄
   心に対して巻線の外側面をＣ形ラミネート鉄心の内側面
   で押圧し巻線内の空隙を無くすように結合したコイル部
   品。
2. 【請求項２】 巻線として少なくとも両端に鍔を有する
   コイルボビンに巻線を巻回したものを用いてなる請求項
   １に記載のコイル部品。
3. 【請求項３】 Ｃ形ラミネート鉄心の内側面と巻線の外
   側面との間に絶縁シートを介在させてなる請求項１に記
   載のコイル部品。