JP6210402B2 - 巻線部品 - Google Patents

Description

本発明は、チョークコイルやトランス等の磁場を発生させるコイルと磁路を構成するコアとを備えた巻線部品に関するものである。

各種の電子・電気機器類に組み込まれる上記巻線部品のうち、特に電力が１ｋＷ以上の電源装置に用いられるものにあっては、１０Ａ〜１５０Ａといった大きな電流が流れることから、上記コイルとコアとの間に、絶縁を確保するための合成樹脂からなるインシュレーターが介装されている。

図７は、この種のインシュレーターを用いた従来の巻線部品の一種であるトランスを示すものである。
このトランスは、ボビン１に巻回されたコイル２と、その軸線方向両端部に配置された平角銅線からなるコイル３とが、有底円筒状の絶縁用のカバー４内に収納され、上記カバー４の開口部に絶縁用のキャップ５が載置されたうえで、カバー４およびキャップ５の周囲を囲繞して閉磁路を形成する一対のＥ型コア６が配置されたものであり、カバー４およびキャップ５によって上記インシュレーターが構成されている。

ところで、上記構成からなる従来のトランスにおいては、図８（ａ）に示すように、ボビン１、カバー４およびキャップ５等の各々の構成部品の寸法公差の積み上げによって、キャップ５とコア６との間に隙間Ｌが生じる。このため、当該トランスを組み込んだ電源装置が振動を受けた際に、同図（ｂ）に示すように、キャップ５およびコイル３が図中上方に跳ね上がり、コイル３がカバー４から外に飛び出してコア６と接触してしまう虞がある。

そこで、同図（ｃ）に示すように、上記キャップ５が跳ね上がった際においても、コイル３がカバー４内から離脱しないように、予めキャップ５とコア６との間に形成される上記隙間Ｌを考慮して、キャップ５の内外周に筒状の鍔部５ａ、５ｂを立設するとともに、カバー４の深さ寸法を増加させた設計を行うことが考えられるが、このような構成を採用すると、カバー４およびコア６の軸線方向の長さ寸法が大きくなり、製品の高背化およびコスト増を招くという問題点があった。

また、上記トランスにおいては、キャップ５とコア６との間に隙間Ｌが生じている場合（図９（ａ））に、コイル３とコア６との間に、所要の絶縁距離Ｌ₀を確保する必要がある（同図（ｂ））。
しかしながら、同図（ｃ）に示すように、同様に振動を受けた場合に、上記隙間Ｌによってコイル２、３およびキャップ５のみが上方に変位すると、絶縁距離Ｌ₁が所要とする絶縁距離Ｌ₀に対して不足してしまう。

そこで、図９（ｄ）に示すように、キャップ５が上方へ移動した際にも所要の絶縁距離Ｌ₀が確保できるように、キャップ５上方の隙間Ｌを考慮して、キャップ５の内外周に形成する筒状の鍔部５ａの高さを増加させるとともにカバー４の深さ寸法を大きくすると、同様にカバー４およびコア６の軸線方向の長さ寸法が大きくなり、製品の高背化およびコスト増を招くという問題点があった。

このため、図９（ｅ）に示すように、キャップ５の内外周に、各々カバー４内に挿入される筒状の壁部６ａ、６ｂを形成して、所要の絶縁距離Ｌ₀が確保できるようにすると、カバー４およびこれを囲繞するコア６の外径寸法が大きくなり、この結果製品の幅寸法が拡大して同様にコスト増を招くという問題があった。

なお、下記特許文献１にも、図７に示したものと同様のインシュレーターを用いた電源トランスが開示されている。

特開平７−２３５４２６号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、全体の大型化やコスト増を招くことなく、簡易な構造によりコイルの移動を抑制してコアに対する所要の絶縁距離を確保することができる巻線部品を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、１個以上のコイルが収納されるとともに上記コイルの外周を軸線方向に覆う壁部が形成された絶縁用のカバーと、上記壁部の上記軸線方向の端部に形成される開口部に配置された絶縁用のキャップと、上記カバーの上記壁部および上記キャップの周囲を囲繞するように配置されて閉磁路を形成するコアとを備えた巻線部品において、上記カバーの上記端部および上記キャップの外周縁のいずれか一方に、他方側に向けて突出する凸部を形成するとともに、上記他方の平板部に上記凸部が通過可能な切り欠き部を形成し、上記キャップを、上記凸部を上記切り欠き部に挿通させて上記平板部の板面方向に移動させることにより上記カバーから離脱不能に設け、かつ上記キャップに、上記コアに当接して上記凸部が上記切り欠き部を挿通可能となる位置まで上記カバーに対して上記キャップが移動することを阻止するストッパ機構を設けたことを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記コアが、上記キャップと対向する背部と、この背部の両端部に配置されて上記壁部に沿って延在する外足とを有するとともに、上記ストッパ機構が、上記カバーに装着された上記キャップの外表面から上記コアの背部の側面側に突出する突起であることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記コアが、上記キャップと対向する背部と、この背部の両端部に配置されて上記壁部に沿って延在する外足と、これら外足間に配設されて上記コイル内に挿入される中足とを有するとともに、上記ストッパ機構が、上記キャップに穿設されて上記中足が挿通されるとともに、当該中足との間に、上記凸部が上記切り欠き部を挿通可能となる位置までの上記キャップの移動量よりも少ないクリアランスに形成された挿通孔であることを特徴とするものである。

請求項１〜３のいずれかに記載の発明によれば、カバーの端部およびキャップの外周縁のいずれか一方に形成した凸部を、他方の平板部に形成した切り欠き部に挿通させて、上記キャップを平板部の板面方向に移動させると、上記凸部によって平板部の変位が規制されることによりキャップがカバーから離脱できなくなる。そしてコアを組み込んだ後においては、上記ストッパ機構によってキャップがその板面方向への移動が規制される。

この結果、キャップがカバーから離脱することが無いために、全体の大型化やコスト増等を招くことなく、簡易な構造によって、振動を受けた場合にキャップがカバーから外れてカバー内に収納したコイルがコアと接触したり、あるいはコアとの絶縁距離が不足したりすることを未然に防止することができる。

本発明の巻線部品の第１の実施形態を示す分解斜視図である。 図１のキャップをカバーに装着する手順を示す斜視図である。 図１の組立後の最終形状を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態を示す分解斜視図である。 本発明の第３の実施形態を示す分解斜視図である。 図５のキャップをカバーに装着する手順を示す斜視図である。 従来のトランスの構成を示す分解斜視図である。 図７のトランスの第１の問題点を説明するための模式図である。 図７のトランスの第２の問題点を説明するための模式図である。

（第１の実施形態）
図１〜図３は、本発明に係る巻線部品をチョークコイルに適用した第１の実施形態を示すもので、このチョークコイルは、１個のコイル１０と、このコイル１０が収納された絶縁用のカバー１１と、このカバー１１の上端部に形成される開口部に配置された絶縁用のキャップ１２と、カバー１１およびキャップ１２の周囲を囲繞するように配置されて閉磁路を形成する一対のＥ型コア１３とから概略構成されたものである。

ここで、カバー１１は、中央に円形の孔部が穿設された底板１１ａと、この底板１１ａの長手方向両端部に立設されてコイル１０の外周を軸線方向に覆う壁部１１ｂと、上記孔部に立設された円筒部１１ｃとが一体に形成されたものである。また、このカバー１１においては、壁部１１ｂの上端両側部に、それぞれ対向する壁部１１ｂ側に向けて突出する凸部１４が一体に形成されている。そして、このカバー１１内に、平角銅線をエッジワイズ巻きすることによって形成された上記コイル１０が円筒部１１ｃに外装されることにより収納されている。

他方、キャップ１２は、中央部に挿通孔１５ａが形成された方形板状の平板部１５と、この平板部１５の４箇所に立設された突起１６とから構成されたもので、平板部１５の一辺がほぼカバー１１の壁部１１ｂ間の寸法に形成されるとともに、壁部１１ｂに沿う他辺が壁部１１ｂの長さ寸法よりも僅かに長い寸法に形成されている。そして、壁部１１ｂに沿う平板部１５の上記他辺の外周縁には、カバー１１側の各々の凸部１４が挿通可能な切り欠き部１７が形成されている。

そして、キャップ１２は、図２に示すように、その平板部１５に形成した切り欠き部１７に、カバー１１の凸部１４を挿通させてコイル１０側に落とし込んだ後に、壁部１１ｂに沿って平板部１５の板面に沿う方向に移動させる。これにより、キャップ１２は、平板部１５がカバー１１の凸部１４に当接するよって離脱方向の移動が規制された状態でカバー１１に装着されている。なお、キャップ１２の挿通孔１５ａは、内部にカバー１１の円筒部１１ｃが挿入された状態で上記移動が可能となるように、上記移動方向に長手方向を有する長円形状に形成されている。

そして、これらカバー１１の壁部１１ｂおよびキャップ１２の周囲を囲繞するようにして、一対の上記Ｅ型コア１３が配置されている。このＥ型コア１３は、キャップと対向する長方形板状の背部１３ａと、この背部１３ａの長手方向の両端部に一体成形されて壁部１１ｂに沿って配置される外足１３ｂと、これら外足１３ｂ間の中央に一体成形されてコイル１０内に挿入される円柱状の中足１３ｃとから構成されたものである。

そして、これらのＥ型コア１３は、中足１３ｃをキャップ１２の挿通孔１５ａからコイル１０内に挿入させるとともに、外足１３ｂをカバー１１の壁部１１ｂの外面に沿わせて配置されている。

他方、キャップ１２の平板部１５に立設した４つの突起１６は、それぞれＥ型コア１３を配置した状態において、当該Ｅ型コア１３の背部１３ａの側面近傍に位置するように配置されている。この結果、キャップ１２は、Ｅ型コア１３によって、カバー１１の壁部１１ｂに沿う方向の移動が阻止された状態で装着されている。そして、上記突起１６によって、キャップ１２のストッパ機構が構成されている。

（第２の実施形態）
図４は、本発明に係る巻線部品をトランスに適用した第２の実施形態を示すもので、このトランスは、丸線からなる１次コイル２０および平角銅線からなる２次コイル２１がボビンに巻回された円筒状のコイルアッセンブリ２２と、このコイルアッセンブリが収納された絶縁用のカバー２３と、このカバー２３の上端部に形成される開口部に配置された絶縁用のキャップ２４と、カバー２３およびキャップ２４の周囲を囲繞するように配置されて閉磁路を形成する一対のＥ型コア１３とから概略構成されたものである。

このトランスにおいては、カバー２３が、中央に円形の孔部が穿設された底板２３ａと、この底板２３ａの外周に立設されてコイルアッセンブリ２２の外周を軸線方向に覆う円筒状の外壁部２３ｂとが一体に形成されたものである。また、このカバー２３における外壁部２３ｂの上端部には、円周方向に等間隔をおいた４箇所に、各々逆Ｌ字状の凸部２５が一体に形成されている。ここで、凸部２５は、キャップ２４の外周に対向するように、仮想長方形の角部に位置するように形成されるとともに、逆Ｌ字状の上辺を上記仮想長方形の短辺方向に突出させて配置されている。そして、このカバー２３内に、コイル２０、２１の端部２０ａ、２１ａを外方に延出させてコイルアッセンブリ２２が収納されている。

また、キャップ２４は、中央部に挿通孔２６ａが形成されるとともにコイルアッセンブリ２２のボビン端面を覆う板状の平板部２６と、この平板部２６の長手方向一端部に形成されてコイル２０の端部２０ａとＥ型コア１３との絶縁距離を確保するための隔壁部２７とから概略構成されたものである。そして、平板部２５の長手方向の外周縁に、カバー２３側の各々の凸部２５が挿通可能な切り欠き部２８が形成されている。

そして、キャップ２４は、図２に示したものと同様に、平板部２６に形成した切り欠き部２８に、カバー２３の凸部２５を挿通させてコイルアッセンブリ２２側に落とし込んだ後に、平板部２６の長手方向に移動させることにより、離脱方向へ移動しようとした際に平板部２６がカバー２３の凸部２５に当接して当該移動が規制されるようになっている。

また、これらカバー２３の外周およびキャップ２４の周囲を囲繞するようにして、一対の上記Ｅ型コア１３が配置されている。このＥ型コア１３も、同様に中足１３ｃをキャップ２４の挿通孔２６ａからコイルアッセンブリ２２内に挿入させるとともに、外足１３ｂをカバー２３の外周面に沿わせて配置されている。ここで、キャップ２４の挿通孔２６ａの内径寸法は、Ｅ型コア１３の中足１３ｃの外径寸法よりも僅かに大きく形成されており、この挿通孔２６ａによって、キャップ２４の移動を規制するストッパ機構が構成されている。

（第３の実施形態）
図５および図６は、本発明に係る巻線部品をトランスに適用した第３の実施形態を示すものである。
図５に示すように、このトランスは、丸線からなる１次コイル３０を巻回したボビンの軸線方向両端部に平角銅線からなる２次コイル３１を配置し、これら１次コイル３０および２次コイル３１を絶縁用の円筒状のカバー３３内に収納するとともに、カバー３３の軸線方向両端の開口部にそれぞれ絶縁用のキャップ３４を配置し、これらカバー３３およびキャップ３４の周囲を囲繞するように一対のＥ型コア１３を配置したものである。

このトランスにおいては、円筒状のカバー（壁部）３３の両端に形成されている開口部に、それぞれ図４に示したものと同様の凸部３５が円周方向に等間隔をおいた４箇所に、各々逆Ｌ字状に形成されている。また、キャップ（平板部）３４は、各々中央部に挿通孔３４ａが形成されるとともに２次コイル３１を覆う平板状に形成されたもので、長手方向の外周縁に、カバー３３側の各々の凸部３５が挿通可能な切り欠き部３６が形成されている。

そして、これら２枚のキャップ３４は、図６に示すように、カバー３３の各々の開口端部側から、切り欠き部３６にカバー３３の凸部３５を挿通させてカバー３３内に落とし込んだ後に、その板面方向に移動させことにより、カバー３３から離脱する方向への移動が規制された状態でカバー３３に装着されている。

また同様に、これらカバー３３の外周および両キャップ３４の周囲を囲繞するようにして、一対の上記Ｅ型コア１３が配置されている。このＥ型コア１３も、同様に中足１３ｃをキャップ３４の挿通孔３４ａからコイル３０、３１内に挿入させるとともに、外足１３ｂをカバー３３の外周面に軸線方向に沿わせて配置されている。このトランスにおいても、キャップ３４の挿通孔３４ａの内径寸法が、Ｅ型コア１３の中足１３ｃの外径寸法よりも僅かに大きく形成されており、これにより挿通孔３４ａによって、キャップ３４の移動を規制するストッパ機構が構成されている。

以上の構成からなる第１の実施形態に示したチョークコイル並びに第２および第３の実施形態に示したトランスにあっては、絶縁用のカバー１１、２３、３３の端部に形成した凸部１４、２５、３５を、キャップ１２、２４、３４に形成した切り欠き部１７、２８、３６に挿通させて、キャップ１２、２４、３４をその板面方向に移動させてカバー１１、２３、３３から離脱できなくするとともに、Ｅ型コアを組み込んだ後においては、突起１６あるいは挿通孔２６ａ、３４ａによって、キャップ１２、２４、３４の板面方向への移動を規制することができる。

この結果、キャップ１２、２４、３４がカバー１１、２３、３３から離脱することが無いために、全体の大型化やコスト増等を招くことなく、簡易な構造によって、振動を受けた場合にもキャップ１２、２４、３４がカバー１１、２３、３３から外れて当該カバー１１、２３、３３内に収納したコイル１０、３１がＥ型コア１３と接触したり、あるいはコア１３との絶縁距離が不足したりすることを未然に防止することができる。

なお、上記第１〜第３の実施形態においては、いずれもカバー１１、２３、３３側に凸部１４、２５、３５を設け、キャップ１２、２４、３４側に上記凸部１４、２５、３５が挿通可能な切り欠き部１７、２８、３６を形成した場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、カバーの開口部に水平方向に平板部を形成し、この平板部に切り欠き部を形成するとともに、キャップの外周縁に上記切り欠き部に挿通可能な凸部を形成してもよい。

１０、２０、２１、３０、３１ コイル
１１、２３、３３ カバー
１１ｂ、２３ｂ 壁部
１２、２４、３４ キャップ
１３ Ｅ型コア
１３ｂ 外足
１３ｃ 中足
１４、２５、３５ 凸部
１５、２６ 平板部
１６ 突起（ストッパ機構）
２６ａ、３４ａ 挿通孔（ストッパ機構）
１７、２８、３６ 切り欠き部

Claims (3)

1. １個以上のコイルが収納されるとともに上記コイルの外周を軸線方向に覆う壁部が形成された絶縁用のカバーと、上記壁部の上記軸線方向の端部に形成される開口部に配置された絶縁用のキャップと、上記カバーの上記壁部および上記キャップの周囲を囲繞するように配置されて閉磁路を形成するコアとを備えた巻線部品において、
   上記カバーの上記端部および上記キャップの外周縁のいずれか一方に、他方側に向けて突出する凸部を形成するとともに、上記他方の平板部に上記凸部が通過可能な切り欠き部を形成し、上記キャップを、上記凸部を上記切り欠き部に挿通させて上記平板部の板面方向に移動させることにより上記カバーから離脱不能に設け、
   かつ上記キャップに、上記コアに当接して上記凸部が上記切り欠き部を挿通可能となる位置まで上記カバーに対して上記キャップが移動することを阻止するストッパ機構を設けたことを特徴とする巻線部品。
2. 上記コアは、上記キャップと対向する背部と、この背部の両端部に配置されて上記壁部に沿って延在する外足とを有するとともに、
   上記ストッパ機構は、上記カバーに装着された上記キャップの外表面から上記コアの背部の側面側に突出する突起であることを特徴とする請求項１に記載の巻線部品。
3. 上記コアは、上記キャップと対向する背部と、この背部の両端部に配置されて上記壁部に沿って延在する外足と、これら外足間に配設されて上記コイル内に挿入される中足とを有するとともに、
   上記ストッパ機構は、上記キャップに穿設されて上記中足が挿通されるとともに、当該中足との間に、上記凸部が上記切り欠き部を挿通可能となる位置までの上記キャップの移動量よりも少ないクリアランスに形成された挿通孔であることを特徴とする請求項１に記載の巻線部品。

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