(57)【要約】【課題】コイルのコア部材を収容可能なコイルボビンであって、コイルのインダクタンスの精度を向上させることができるコイルボビンを提供する。【解決手段】磁性材料により形成された複数のコア部材が互いに所定の間隔をおいて所定の方向に配列されるように前記複数のコアを収容可能な収容部であって、前記所定の方向に垂直な方向に開放された開口部を有する収容部と、収容部に一体的に形成され、前記開口部を開閉可能に構成された蓋状部と、を備える。蓋状部を開いた状態で、コア部材同士の間隔が前記所定の間隔になるように各コア部材が配置されていること確認しながら、各コア部材を収容部に固定した後、蓋状部を閉じる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料により形成された複数のコア部材が互いに所定の間隔をおいて所定の方向に配列されるように前記複数のコアを収容可能な収容部であって、前記所定の方向に垂直な方向に開放された開口部を有する収容部と、
前記収容部に一体的に形成され、前記開口部を開閉可能に構成された蓋状部と、を備えた、コイルボビン。
【請求項２】
請求項１に記載のコイルボビンにおいて、
前記収容部の内側面に設けられ、前記複数のコア部材にそれぞれ当接して前記複数のコア部材の位置を規定する複数の位置決め部を備えた、コイルボビン。
【請求項３】
請求項２に記載のコイルボビンにおいて、
前記位置決め部は、非磁性材料によって板状に形成され、
前記収容部には、前記複数の位置決め部によって区切られて形成された複数の空間であって、前記複数のコア部材をそれぞれ収容する複数の空間が形成されている、コイルボビン。
【請求項４】
磁性材料により形成された複数のコア部材が互いに所定の間隔をおいて所定の方向に配列されるように前記複数のコアを収容可能な収容部であって、前記所定の方向に垂直な方向に開放された開口部を有するとともに、前記複数のコア部材にそれぞれ当接して前記複数のコア部材の位置を規定する複数の位置決め部を備えた収容部と、
前記収容部とは別体として設けられ、前記開口部を開閉可能に構成された蓋状部と、を備えた、コイルボビン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部にコイルのコア（磁心）を収容可能なコイルボビンであって、外周部に電線が巻き回されてコイルが形成されるコイルボビンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば下記特許文献１に記載されているように、内部にコイルのコア（磁心）を構成するコア部材を収容可能に構成され、外周部に電線が巻き回されてコイルが形成されるコイルボビンは知られている。このコイルボビンは、両端が開放された筒状に形成されており、その軸線方向中央部に仕切り壁が設けられている。仕切り壁は軸線方向に垂直な板状に形成されている。この仕切り壁により、コイルボビン内の空間が２つの空間に区切られている。コイルボビンの両端から、２つのコア部材がそれぞれ挿入される。仕切り壁にコア部材が密着した状態で、コア部材がコイルボビンの内壁面にそれぞれ接着される。コイルボビンにコア部材が接着された状態では、仕切り壁はリアクトルのコアのギャップ部材として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２０２９２２号公報
【発明の概要】
【０００４】
コイルボビンの両端からそれぞれ挿入されてコイルボビンに接着された両コア部材同士の間隔は、コイルのインダクタンスの大きさに影響を及ぼす。上記従来のコイルボビンは筒状に形成されているので、コア部材をコイルボビンに接着する際、コア部材が仕切り壁に密着していることを確認することが困難である。そのため、コア部材と仕切り壁との間に僅かな隙間が形成された状態でコア部材がコイルボビンに接着されてしまうことがある。したがって、コイルのインダクタンスがバラつき易い。
【０００５】
本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、コイルのコア部材を収容可能なコイルボビンであって、コイルのインダクタンスの精度を向上させることができるコイルボビンを提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、磁性材料により形成された複数のコア部材（１１１）が互いに所定の間隔をおいて所定の方向に配列されるように前記複数のコアを収容可能な収容部（２１）であって、前記所定の方向に垂直な方向に開放された開口部（２１ｃ）を有する収容部と、収容部に一体的に形成され、開口部を開閉可能に構成された蓋状部（２２）と、を備えたことにある。
【０００７】
本発明によれば、収容部はコア部材の配列方向に垂直な方向に開放されているので、収容部にコア部材を固定する際、コア部材同士の間隔が所定の間隔になるように各コア部材が配置されていること確認しながら作業できる。したがって、コア部材同士の間隔のバラつきを抑制することができ、コイルのインダクタンスの精度を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、収容部の内側面に設けられ、前記複数のコア部材にそれぞれ当接して前記複数のコア部材の位置を規定する複数の位置決め部（２０１，２０２）を備えたことにある。この場合、位置決め部（２０１）は、非磁性材料によって板状に形成され、収容部には、前記複数の位置決め部によって区切られて形成された複数の空間であって、前記複数のコア部材をそれぞれ収容する複数の空間が形成されているとよい。
【０００９】
また、本発明の他の特徴は、磁性材料により形成された複数のコア部材が互いに所定の間隔をおいて所定の方向に配列されるように前記複数のコアを収容可能な収容部であって、前記所定の方向に垂直な方向に開放された開口部を有するとともに、前記複数のコア部材にそれぞれ当接して前記複数のコア部材の位置を規定する複数の位置決め部を備えた収容部と、収容部とは別体として設けられ、開口部を開閉可能に構成された蓋状部と、を備えたことにある。
【００１０】
これによれば、位置決め部によってコア部材の位置が規定されるので、コア部材を収容部に簡単に精度良く固定できる。したがって、コイルのインダクタンスの精度をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るコイルボビンを適用したリアクトルの斜視図である。
【図２】サイドコアの分解斜視図である。
【図３】図１のコイルボビンの蓋状部を閉じた状態の斜視図である。
【図４】図１のコイルボビンの蓋状部を開いた状態の斜視図である。
【図５】図１のコイルボビンの連結部の拡大図である。
【図６】図１のコイルボビンの爪部の拡大図である。
【図７】収容部にスペーサを設けたコイルボビンの斜視図である。
【図８】収容部に突起部を設けたコイルボビンの斜視図である。
【図９】図７の収容部と蓋状部とを別体として設けたコイルボビンの斜視図である。
【図１０】図８の収容部と蓋状部とを別体として設けたコイルボビンの斜視図である。
【図１１】両端部にコイルストッパを設けたコイルボビンの斜視図である。
【図１２】図１１のコイルボビンに電線を巻いた状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係るコイルボビン２０が適用されたリアクトル１について説明する。リアクトル１は、図１に示すように、環状に形成されたコア１０を備える。コア１０は、直方体状にそれぞれ形成されたサイドコア１１，１１及びエンドコア１２，１２から構成されている。サイドコア１１，１１は、それぞれの軸線方向が平行になるように対向配置されている。エンドコア１２，１２は、それぞれの軸線方向が平行、かつそれぞれの軸線方向がサイドコア１１，１１の軸線方向に垂直になるように対向配置されている。以下、サイドコア１１の軸線方向に平行な方向を前後方向と呼ぶ。また、エンドコア１２の軸線方向に平行な方向を幅方向と呼ぶ。また、前後方向及び幅方向の両方に垂直な方向を高さ方向と呼ぶ。後述するように、サイドコア１１，１１がコイルボビン２０，２０に収容され、その外周に電線ＥＷが巻き付けられる。この状態で、サイドコア１１，１１の前面１１ａ，１１ａが前側のエンドコア１２の後面における幅方向両端部に接着され、サイドコア１１，１１の後面１１ｂ，１１ｂが後側のエンドコア１２の前面における幅方向両端部に接着される。これにより、環状のコア１０が形成される。
【００１３】
サイドコア１１は、図２に示すように、複数の板状のコア部材１１１及びギャップ部材１１２から構成される。これらの複数の板状のコア部材１１１及びギャップ部材１１２が交互に並べられ、互いに密着した状態でコイルボビン２０に接着されてサイドコア１１１が形成される。すなわち、複数のコア部材１１１はギャップ部材１１２の厚さ（前後方向の長さ）分だけ前後方向に間隔をおいて配列されている。コア部材１１１は、磁性材料で形成されている。コア部材１１１は、例えば、Ｆｅ系粉末（例えばＦｅ−Ｓｉ系粉末）を圧粉することにより形成される。なお、Ｆｅ系粉末の表面は、渦電流損失を低減するために電気絶縁膜で覆われているとよい。ギャップ部材１１２は、非磁性材料で形成されている。ギャップ部材１１２を構成する非磁性材料は、電気絶縁性であるのがよい。例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、樹脂、樹脂を混合したセラミックス、電気絶縁膜をコーティングした非磁性金属粉末の圧粉体などで、ギャップ部材１１２を構成することができる。
【００１４】
コイルボビン２０は、射出成型により一体的に形成されている。コイルボビン２０は、樹脂、セラミックなどの非磁性材料によって構成されている。コイルボビン２０は、図３及び図４に示すように、複数のコア部材１１１及びギャップ部材１１２が接着される収容部２１を備える。収容部２１に複数のコア部材１１１及びギャップ部材１１２が接着されて、収容部２１内にサイドコア１１が形成される。収容部２１は、前後方向に延びる板状の底板部２１ａと、底板部２１ａの幅方向両端部から上方へ延設された側板部２１ｂ，２１ｂからなる。収容部２１の前後方向両端部は開放されている。また、収容部２１は、上方に開放されている。すなわち、収容部２１は、前後方向に垂直な開口面を持つように、前後方向に垂直な方向（上方）に開放された開口部２１ｃを備える。収容部２１の前後方向の長さは、サイドコア１１の前後方向の長さと同一である。収容部２１の幅方向の長さ（内寸）は、サイドコア１１の幅方向の長さ（外寸）と同一である。また、側板部２１ｂ，２１ｂの高さ方向の長さは、サイドコア１１の高さ方向の長さよりも短い。したがって、収容部２１にサイドコア１１が収容された状態では、サイドコア１１を構成する各コア部材１１１及び各ギャップ部材１１２の下面１１１ａ及び下面１１２ａが底板部２１ａに覆われ、各コア部材１１１及び各ギャップ部材１１２の側面１１１ｂ，１１１ｂ及び側面１１２ｂ，１１２ｂのうちの上端部を除く部分が、側板部２１ｂ，２１ｂに覆われる。すなわち、この状態では、サイドコア１１の上端部が収容部２１の上端よりも上方へ突出している。
【００１５】
また、コイルボビン２０は、サイドコア１１のうち収容部２１の上端よりも上方に突出した部分を覆う蓋状部２２を備える。蓋状部２２は、収容部２１と同様に、前後方向に延設された天板部２２ａと、天板部２２ａの幅方向両端部から下方へ延設された側板部２２ｂ，２２ｂからなる。蓋状部２２の前後方向両端部は開放されている。また、蓋状部２２は、前後方向に垂直な開口面を持つように、前後方向に垂直な方向（下方）に開放されている。蓋状部２２の前後方向の長さは、サイドコア１１の前後方向の長さと同一である。側板部２２ｂ，２２ｂの高さ方向の長さは、サイドコア１１の高さ方向の長さから側板部２１ｂ，２１ｂの高さ方向の長さを差し引いた長さに設定されている。蓋状部２２の側板部２２ｂ，２２ｂのうちの一方（一端側）の側板部２２ｂの下端が、収容部２１の側板部２１ｂ，２１ｂのうちの一方（一端側）の側板部２１ｂの上端に連結部２３を介して連結されている（図５参照）。図５に示すように、連結部２３は、その肉厚が他の部分（特に側板部２１ｂ、側板部２２ｂ）よりも薄く形成されている。これにより、蓋状部２２は、その一端側を支点として他端側が上下に移動可能（回動可能）である。すなわち、蓋状部２２は、収容部２１の開口部２１ｃを開閉可能に構成されている。また、図６に示すように、収容部２１の側板部２１ｂ，２１ｂのうちの他方（他端側）の側板部２１ｂの上端及び蓋状部２２の側板部２２ｂ，２２ｂのうちの他方（他端側）の側板部２２ｂの下端には、互いに嵌合する爪部２１ｂ１及び爪部２２ｂ１がそれぞれ形成されており、両者が嵌合することにより、開口部２１ｃが閉じられた状態が保持される。収容部２１にサイドコア１１が収容され、蓋状部２２が閉じられた状態では、各コア部材１１１及び各ギャップ部材１１２の上面１１１ｃ及び上面１１２ｃが天板部２２ａに覆われ、各コア部材１１１及び各ギャップ部材１１２の側面１１１ｂ，１１１ｂ及び側面１１２ｂ，１１２ｂのうちの上端部（すなわち、収容部２１の上端よりも上方に突出した部分）が側板部２２ｂ，２２ｂに覆われる。
【００１６】
コイルボビン２０の外周には、絶縁被膜された電線ＥＷが螺旋状に巻き回されて、コイル３０が形成される。電線ＥＷの断面形状は、どのような形状であってもよい。本実施形態では、電線ＥＷの断面形状は矩形である。
【００１７】
上記のように構成したコイルボビン２０によれば、収容部２１は上方に開放されているので、開口部２１ｃを開放した状態で、収容部２１にコア部材１１１及びギャップ部材１１２を接着することができる。この際、コア部材１１１とギャップ部材１１２とが密着した状態でコア部材１１１同士の間隔が所定の間隔になっているかを確認しながら作業できる。したがって、コア部材１１１同士の間隔のバラつきを抑制することができ、コイル３０のインダクタンスの精度を向上させることができる。
【００１８】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００１９】
例えば、上記実施形態では、蓋状部２２は、天板部２２ａ及び側板部２２ｂ，２２ｂから構成されているが、側板部２２ｂ，側板部２２ｂを備えていなくてもよい。つまり、蓋状部２２は、天板部２２ａのみで構成されていてもよい。この場合、収容部２１の側板部２１ｂ，２１ｂの高さ方向の長さをコア部材１１の高さ方向の長さと同一にすればよい。
【００２０】
また、上記実施形態では、蓋状部２２は、その一端側を支点として他端側が上下に移動可能（回動可能）に構成されているが、その前端側（後端側）を支点として後端側（前端側）が上下に移動可能（回動可能）に構成されていてもよい。具体的には、側板部２１ｂ，２１ｂの前端面（後端面）の上端部同士をつなぐ板状部を設けるとともに、側板部２２ｂ，２２ｂの前端面（後端面）の下端部同士をつなぐ板状部を設け、それぞれの板状部の上端部及び下端部を連結部２３と同様な連結部を介して連結すればよい。
【００２１】
また、図７に示すように、蓋状部２２が閉じられた状態で、コイルボビン２０の内部空間が板状のスペーサ２０１によって区切られて、前後方向に複数の空間が並設されるようにしてもよい。図７の例では、スペーサ２０１は、収容部２１及び蓋状部２２に一体的にそれぞれ形成された下側スペーサ２１１及び上側スペーサ２２１からなる。スペーサ２０１は、前後方向に所定の間隔をおいて設けられる。隣接するスペーサ２０１間の前後方向における距離は、コア部材１１１の厚さ（前後方向の長さ）と同じである。この場合、コア部材１１１及びギャップ部材１１２を交互に並べた状態で収容部２１に接着してサイドコア１１を形成するのではなく、隣り合う下側スペーサ２１１の間にコア部材１１１をそれぞれ挿入し、下側スペーサ２１１にコア部材１１１を密着させた状態で接着する。蓋状部２２を閉じると、下側スペーサ２１１の上面が上側スペーサ２２１の下面に当接して、下側スペーサ２１１と上側スペーサ２２１とでスペーサ２０１が形成される。スペーサ２０１は、前後方向に垂直な面を持つように形成され、サイドコア１１のギャップ部材として機能する。なお、上側スペーサ２２１を設けることなく、スペーサ２０１が下側スペーサ２１１のみから構成されていてもよい。
【００２２】
これによれば、スペーサ２０１によってコア部材１１１の位置が規定されるので、コア部材１１１を簡単に精度良く接着できる。したがって、コイル３０のインダクタンスの精度をより一層向上させることができる。
【００２３】
また、図８に示すように、収容部２１及び蓋状部２２の内側面に僅かに突出するとともに前後方向に垂直に延びる複数の凸部２０２を設けておいてもよい。凸部２０２は、収容部２１及び蓋状部２２にそれぞれ形成された下側凸部２１２及び上側凸部２２２からなる。蓋状部２２が閉じられた状態で、下側凸部２１２と上側凸部２２２との端部同士が連絡することにより、収容部２１及び蓋状部２２の内側面上に、前後方向に垂直に延びる矩形状（枠状）の凸部２０２が形成される。凸部２０２の厚さ（前後方向の長さ）は、ギャップ部材１１２の厚さ（前後方向の長さ）と同一である。各凸部２０２は、前後方向に互いに間隔をおいて設けられる。凸部２０２同士の間隔は、コア部材１１１の厚さ（前後方向の長さ）と同じである。コア部材１１１を隣り合う下側凸部２１２同士の間に挿入し、コア部材１１１の周縁部を下側凸部２１２の前面又は後面に当接させた状態で接着し、蓋状部２２を閉じる。すると、各コア部材１１１同士の間には凸部２０２の前後方向の長さに相当する空間が形成される。この空間がギャップ（エアギャップ）として機能する。なお、下側凸部２１２は、収容部２１の底板部２１ａ及び側板部２１ｂ，２１ｂの両方に亘って形成されていてもよいし、底板部ａ又は側板部２１ｂ，２１ｂのいずれか一方のみに形成されていてもよい。上側凸部２２２も、天板部２２ａ及び側板部２２ｂ，２２ｂの両方に亘って形成されていてもよいし、天板部２２ａ又は側板部２２ｂ，２２ｂのいずれか一方のみに形成されていてもよい。また、上側凸部２２２を設けることなく、凸部２０２が下側凸部２１２のみから構成されていてもよい。また、各コア部材１１１同士の間に形成された空間にギャップ部材１１２と同様の部材を挿入して固定してもよい。
【００２４】
これによれば、凸部２０２によってコア部材１１１の位置が規定されるので、コア部材１１１を簡単に精度良く接着できる。したがって、コイル３０のインダクタンスの精度をより一層向上させることができる。
【００２５】
また、図７及び図８に示す例において、収容部２１と蓋状部２２が一体的に形成されているのではなく、図９及び図１０に示すように、それぞれが別体として設けられていてもよい。この場合、収容部２１の側板部２１ｂ，２１ｂのうちの一方（一端側）の側板部２１ｂの上端及び蓋状部２２の側板部２２ｂ，２２ｂのうちの一方（一端側）の側板部２２ｂの下端にも、爪部２１ｂ１及び爪部２２ｂ１をそれぞれ設ければよい。
【００２６】
なお、コイルボビン２０に電線ＥＷを巻き回す際、電線ＥＷが有する弾性によってコイル３０がバネのように前後方向に伸び、その前後方向両端部がコイルボビン２０の両端部から脱落することがある。そこで、図１１及び図１２に示すように、コイルボビン２０の前後方向両端に、板状のコイルストッパ２４を設けるとよい。具体的には、収容部２１又は蓋状部２２の前端及び後端にコイルストッパ２４を一体的に設けるとよい。また、コイルボビン２０とは別体として設けたコイルストッパ２４を、収容部２１又は蓋状部２２の前端及び後端に接着してもよい。コイルストッパ２４は、コイルボビン２０の外周面よりも外側に張り出すように形成されていればよい。この張り出した部分に、コイル３０の前端及び後端を当接させることにより、コイル３０の前後方向両端部がコイルボビン２０から脱落することを防止できる。
【００２７】
また、コイルボビン２０の外周面に溝部を螺旋状に形成しておき、この溝部に電線ＥＷに嵌め込むようにして電線ＥＷを巻き回してもよい。これによれば、電線ＥＷの各ターンの位置が前後方向にずれないので、電線ＥＷを巻き易い。また、各ターン間の隙間の大きさを一定にすることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・リアクトル、１０・・・コア、１１・・・サイドコア、１１１・・・コア部材、１１２・・・ギャップ部材、１２・・・エンドコア、２０・・・コイルボビン、２１・・・収容部、２１ｂ１・・・爪部、２１ｃ・・・開口部、２２・・・蓋状部、２２ｂ１・・・爪部、２３・・・連結部、２４・・・コイルストッパ、３０・・・コイル、２０１・・・スペーサ、２１１・・・下側スペーサ、２２１・・・上側スペーサ、２０２・・・凸部、２１２・・・下側凸部、２２２・・・上側凸部、ＥＷ・・・電線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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