(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次、２次巻線を絶縁物を介して複数個積層して形成した多積層コイル全体を絶縁樹脂でモールドしたモールドコイルの上下から、磁心を組み込んでなるモールドトランスにおいて、前記モールドコイルはその両側の端子台部と中筒部をつなぐように設けられた連結部と、前記連結部の前記多層積層コイル面上に設けられた第１のコイル押え凹部と、前記連結部以外の前記多層積層コイル上下面の絶縁樹脂の肉厚を薄肉化した構成とを有し、前記磁心は前記連結部に対応する位置の背面部に切欠け部を設けた構成を有することを特徴とする薄形モールドトランス。
【請求項２】
多積層コイルの最上層、最下層の少なくともどちらか一方のコイルに高耐熱性の絶縁フィルムを挿入した請求項１記載の薄形モールドトランス。
【請求項３】
モールド絶縁樹脂となじみ性のよいフィルムとした請求項２記載の薄形モールドトランス。
【請求項４】
多積層コイルの最上層、最下層の少なくともどちらか一方のコイルに絶縁樹脂コーティングを形成した請求項１記載の薄形モールドトランス。
【請求項５】
モールドコイル連結部以外のコイル上下面の樹脂肉厚を薄肉化した部分に第２のコイル押え凹部を設けた請求項１〜４のいずれか一つに記載の薄形モールドトランス。
【請求項６】
熱可塑性の絶縁樹脂材料でモールドした請求項１〜５のいずれか一つに記載の薄形モールドトランス。
【請求項７】
熱可塑性の絶縁樹脂材料を芳香族ポリエステル樹脂からなる液晶ポリマーとした請求項１〜６のいずれか一つに記載の薄形モールドトランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器、主として通信装置などに使用される薄形電源に搭載されるスイッチング電源用の薄形モールドトランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報通信インフラ網が大きく、進展する中で消費電力の増大が社会的問題となってきている。特に通信装置は小形化と消費電力の低減要請とに応えるため、給電方式は集中給電から分散給電へと推移しており、現在ではこれらの電源部には小形・薄形のオンボード電源が多く使用されている。一方、ＬＳＩの高速化に伴う大電流化と消費電力削減のための低電圧化が急速に進展しており、これらＬＳＩを駆動するオンボード電源も低電圧化／大電流化対応が求められている。これらの市場ニーズに対応するために薄形オンボード電源はスイッチング周波数をより高い周波数で駆動することを基軸に開発が進められている。また、さらなる小形化手段として電源部全体或いはトランス、チョークコイルなどの発熱部品を樹脂で封止して放熱性向上による小形化の研究も進められている。こうした中で特に電源部の主要構成部品であるトランスにおいては高周波駆動に適した低損失、低ノイズでかつ小形で安価な面実装タイプの薄形トランスとして巻線を利用した積層タイプのコイルを使用した薄形モールドトランスが提案されている。
【０００３】
巻線を使用した従来の薄形モールドトランスとしては実開平４−１０５５２３号公報に示すようなコイルベースにスパイラルコイルを積層してモールドした構成のもの、最近では特開平１１−３０７３５６号公報に示すようなフープ端子上でスパイラルコイルと銅箔を積層接続してモールドする構成としたものなどがある。
【０００４】
これら、従来技術を参考にして１次、２次巻線を複数個以上に分割して多積層とした場合に考えられる従来例を図８〜図１０に示す。
【０００５】
以下、従来例として図８〜図１０を用いて説明する。
【０００６】
図８は従来の薄形モールドトランスの分解斜視図、図９は従来の薄形モールドトランスの完成斜視図、図１０は従来の薄形モールドトランスのコイル積層断面図である。図８〜図１０において１は１次主巻線、１ａは１次補助巻線、２は２次主巻線、２ａは２次補助巻線、３は絶縁紙、４は端子、４ａは接続部、５は絶縁樹脂、６はモールドコイル、６ａは端子台部、６ｂは中筒部、７は磁心を示している。
【０００７】
図１０において巻線をスパイラル状に巻回したコイルを１次主巻線１として２個、１次補助巻線１ａとして１個、２次補助巻線２ａとして１個、合計４個の巻線コイルを予め準備しておく。さらに薄板状の導体を打抜き、或いはエッチングなどにより、製作した非巻線タイプのコイルを２次主巻線２として３個準備しておく。次に積層治具などを利用してこれらの事前に準備した１次、２次合わせて７個の巻線を各々の巻線間に絶縁紙３を挿入しながら、２次主巻線２、１次主巻線１、２次主巻線２、１次主巻線１、２次主巻線２、２次補助巻線２ａ、１次補助巻線１ａの順で積層する。その後、積層治具に位置合わせをしてセットした端子４に各々の巻線の引出し線を配線し、半田付け、溶接などの方法により、接続部４ａの部分で接続して積層コイルを完成させる。こうして完成した積層コイルの接続部４ａを覆うように絶縁樹脂５で封止してモールドコイル６を完成させる。次に図８に示すようにモールドコイル６の上下から、磁心７を組み込み、図９に示すように薄形モールドトランスとして完成させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例を示す図８〜図１０の構成においてモールドコイル６は端子４の接続部４ａを覆う部分、つまり端子台部６ａの部分のみ絶縁樹脂５の肉厚を厚く設定しており、他の部分は磁心７と組み合せるため、極力薄く設定している。
【０００９】
このことにより、モールドコイルの中筒部６ｂの部分への絶縁樹脂５の流れる路がなくなる。つまり、中筒部６ｂへの流動性が悪いので熱可塑性樹脂を使用した成型サイクルの短い射出成型（インジェクションモールド）など、生産性の良い工法では成型不良が発生する。したがってこの従来例を示す図８〜図１０の構成で生産する場合、絶縁樹脂５としてはエポキシ樹脂など流動性の良い材料に限定され、さらに工法としても成型サイクルの長いトランスファーモールド、注型などの工法に限定され、量産を考慮した場合、生産性が悪いという大きな課題を有するものであった。
【００１０】
また、端子台部６ａの部分しか樹脂厚みを確保していないのでモールドコイル６自体の強度が弱い。このため、取扱いによってはモールドコイル表面のクラックが発生し、品質面でも大きな課題を有しているものであった。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決し、生産性の良い、高品質のコイル多積層タイプの薄形モールドトランスおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【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は、１次、２次巻線を絶縁物を介して複数個積層して形成した多積層コイル全体を絶縁樹脂でモールドしたモールドコイルの上下から、磁心を組み込んでなるモールドトランスにおいて、前記モールドコイルはその両側の端子台部と中筒部をつなぐように設けられた連結部と、前記連結部の前記多層積層コイル面上に設けられた第１のコイル押え凹部と、前記連結部以外の前記多層積層コイル上下面の絶縁樹脂の肉厚を薄肉化した構成とを有し、前記磁心は前記連結部に対応する位置の背面部に切欠け部を設けた構成を有することを特徴としたものである。
【００１３】
上記構成によって中筒部への樹脂の流動路が形成されることとなり、中筒部へ樹脂が流れ易くなるため、成型性が向上する。したがって熱可塑性樹脂を使用した成型サイクルの短い射出成型（インジェクションモールド）など、生産性の良い工法を採用できることとなる。また、この流動路が形成されることによって樹脂の肉厚も確保できた部分が中筒部まで増えることとなり、モールドコイルの強度もアップする。
【００１４】
この結果、生産性の良い、高品質のコイル多積層タイプの薄形モールドトランスを提供することが可能となるのである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、１次、２次巻線を絶縁物を介して複数個積層して形成した多積層コイル全体を絶縁樹脂でモールドしたモールドコイルの上下から、磁心を組み込んでなるモールドトランスにおいて、前記モールドコイルはその両側の端子台部と中筒部をつなぐように設けられた連結部と、前記連結部の前記多層積層コイル面上に設けられた第１のコイル押え凹部と、前記連結部以外の前記多層積層コイル上下面の絶縁樹脂の肉厚を薄肉化した構成とを有し、前記磁心は前記連結部に対応する位置の背面部に切欠け部を設けた構成を有することを特徴としたものであり、中筒部への樹脂の流動路が形成され、中筒部へ樹脂が流れ易くなるため、成型性が向上する。したがって熱可塑性樹脂を使用した成型サイクルの短い射出成型（インジェクションモールド）など、生産性の良い工法を採用できることとなる。また、この流動路が形成されることによって樹脂の肉厚も確保できた部分が中筒部まで増えることとなり、モールドコイルの強度もアップする。さらに、連結部を避けて磁心と組み合せることができるので薄形化が可能となるとともに、モールド成型時、積層コイルの上下を第１のコイル押え凹部で押さえることができるので成型時の絶縁樹脂の射出圧力で積層コイルが動くこともなくなり、コイルの積層厚みも安定するため、性能面のばらつきが非常に少なくなる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は請求項１の構成に加えて多積層コイルの最上層、最下層の少なくともどちらか一方のコイルに高耐熱性の絶縁フィルムを挿入したものであり、フィルムの部分はモールドコイルの薄肉部分がさらに極薄にできるため、超薄形のトランスが実現できる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は請求項２の構成に加えてモールド絶縁樹脂となじみ性のよいフィルムとしたものであり、モールド樹脂とフィルムの界面の剥離がなくなるので界面の絶縁性能が安定する。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の発明は請求項１の構成に加えて多積層コイルの最上層、最下層の少なくともどちらか一方のコイルに絶縁樹脂コーティングを形成したものであり、絶縁フィルムなど、特別な別材料を使用しないでモールドコイルの薄肉部分の絶縁が確保できることとなり、部品点数が削減できる。
【００１９】
本発明の請求項５に記載の発明は請求項１〜４のいずれか一つに記載の構成に加えてモールドコイル連結部以外のコイル上下面の樹脂肉厚を薄肉化した部分に第２のコイル押え凹部を設けたものであり、連結部以外でも積層コイルの上下面の押え部を確保しながら、樹脂の流動路を確保できるため、成型性はさらに向上することとなり、成型不良などが激減できるものであり、生産性向上に対して多大な効果が生まれるものである。
【００２０】
本発明の請求項６に記載の発明は請求項１〜５のいずれか一つに記載の構成に加えて熱可塑性の絶縁樹脂材料でモールドしたものであり、樹脂の再生利用ができるため、材料費が低減できる。
【００２１】
本発明の請求項７に記載の発明は請求項１〜６のいずれか一つに記載の構成に加えて熱可塑性の絶縁樹脂材料を芳香族ポリエステル樹脂からなる液晶ポリマーとしてやれば、高耐熱性の樹脂であるため、面実装リフロー対応が可能となる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて具体的に説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態について図１〜図３を用いて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す薄形モールドトランスのコイル積層断面図、図２は本発明の第１の実施の形態を示す薄形モールドトランスの分解斜視図、図３は本発明の第１の実施の形態を示す薄形モールドトランスの完成斜視図である。図１〜図３において１１は１次主巻線、１１ａは１次補助巻線、１２は２次主巻線、１２ａは２次補助巻線、１３は絶縁紙、１４は端子、１４ａは接続部、１５は絶縁樹脂、１６はモールドコイル、１６ａは端子台部、１６ｂは中筒部、１６ｃは連結部、１７は磁心、１７ａは磁心背面部、１７ｂは磁心背面切欠け部を示している。
【００２５】
図１において基本的な構成は従来例を示す図１０と同じであり、従来例と大きく異なる点はモールドコイル１６の両側の端子台部１６ａと中筒部１６ｂをつなぐ連結部１６ｃを設けた点であるが、以下、図１〜図３を利用して順次説明する。
【００２６】
図１において巻線をスパイラル状に巻回したコイルを１次主巻線１１として２個、１次補助巻線１１ａとして１個、２次補助巻線１２ａとして１個、合計４個の巻線コイルを予め準備しておく。さらに薄板状の導体を打抜き、或いはエッチングなどにより、製作した非巻線タイプのコイルを２次主巻線１２として３個準備しておく。次に積層治具などを利用してこれらの事前に準備した１次、２次合わせて７個の巻線を各々の巻線間に絶縁紙１３を挿入しながら、２次主巻線１２、１次主巻線１１、２次主巻線１２、１次主巻線１１、２次主巻線１２、２次補助巻線１２ａ、１次補助巻線１１ａの順で積層する。その後、積層治具に位置合わせをしてセットした端子１４に各々の巻線の引出し線を配線し、半田付け、溶接などの方法により、接続部１４ａの部分で接続して積層コイルを完成させる。こうして完成した積層コイルの接続部１４ａを覆うように絶縁樹脂１５で封止してモールドコイル１６を完成させる。この時、モールドコイル１６の外観形状としては端子台部１６ａと中筒部１６ｂを連結部１６ｃでつなぐように工夫して絶縁樹脂１５の流動路を形成している。次に図２に示すようにモールドコイル１６の上下から、磁心１７を組み込み、図３に示すように薄形モールドトランスとして完成させる。この際、モールドコイル１６の上下面は図２に示すように連結部１６ｃ以外は絶縁樹脂１５の肉厚は薄くするとともに磁心１７の背面部１７ａには切欠け部１７ｂを設けている。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態１を示す図１〜図３の構成によれば、１次、２次巻線を絶縁物を介して複数個積層して形成した多積層コイル全体を絶縁樹脂１５でモールドしたモールドコイル１６においてこのモールドコイル両側の端子台部１６ａと中筒部１６ｂをつなぐ連結部１６ｃを設けたので中筒部１６ｂへの絶縁樹脂１５の流動路が形成され、中筒部１６ｂへ樹脂が流れ易くなり、成型性が向上する。したがって熱可塑性樹脂を使用した成型サイクルの短い射出成型（インジェクションモールド）など、生産性の良い工法を採用できることとなる。また、この流動路が形成されることによって絶縁樹脂１５の肉厚も確保できた部分が中筒部１６ｂまで増えることとなり、モールドコイル１６全体の強度もアップする。
【００２８】
また、モールドコイル連結部１６ｃ以外のコイル上下面の絶縁樹脂１５の肉厚を薄肉化するとともにこの連結部１６ｃに対応した磁心１７の背面部１７ａに切欠け部１７ｂを設けたので連結部１６ｃを避けて磁心１７と組み合せることができるので薄形化が可能となる。
【００２９】
また、本発明の実施の形態１を示す図１において絶縁紙１３を各巻線間に挿入しているが、この多積層コイルの最上層、最下層に挿入する絶縁紙１３を高耐熱性の絶縁フィルムとしてやることによってモールドコイル１６上下の薄肉部分は絶縁フィルム１３がむき出しになっても絶縁が確保できることとなり、モールドコイル１６の薄肉部分がさらに極薄にできるため、超薄形のトランスが実現できることとなる。なお、絶縁フィルム１３は多積層コイルの少なくともどちらか一方に挿入してやってもその効果が得られることはいうまでもない。
【００３０】
さらにこの絶縁フィルム１３を絶縁樹脂１５となじみ性のよいフィルムとしてやれば、絶縁樹脂１５とフィルムの界面の剥離がなくなるので界面の絶縁性能が安定する。
【００３１】
また、多積層コイルの最上層、最下層の少なくともどちらか一方のコイルに絶縁樹脂でコーティングを形成してやることによって絶縁フィルム１３など、特別な別材料を使用しないでモールドコイル１６の薄肉部分の絶縁が確保できることとなり、部品点数が削減できる。
【００３２】
これら本発明の実施の形態１を示す図１〜図３の製造方法として１次、２次巻線を絶縁物を介して複数個積層して多積層コイルを形成する第１の工程とこの多積層コイル全体を熱可塑性の絶縁樹脂１５で射出成型してなる第２の工程とモールドコイル１６の上下から、磁心１７を組み込む第３の工程を有する製造方法としたものであるが、第２の工程においては射出成型としたので成型時間が短縮でき、生産性が向上する。また、積層コイルの外形形状が安定するため、第３の工程、つまり、後工程での磁心１７の組み込みも容易となる。
【００３３】
また、多積層コイルを形成する第１の工程において最上層、最下層の少なくともどちらか一方のコイルに絶縁フィルムを貼り付ける工程を設けた製造方法としてやることによって簡単な治具を利用して薄膜絶縁が施せるため、設備費などが節減でき、小ロットの工程編成が容易となる。
【００３４】
さらに多積層コイルを形成する第１の工程において最上層、最下層の少なくともどちらか一方のコイルに絶縁コーティングを形成する工程を設けた製造方法としてやれば、コイル面に絶縁コートするため、絶縁フィルム１３を貼り付ける方法に比べて貼付け位置ずれによる絶縁不良などの心配がなくなる。設備化に向いた薄膜絶縁手段として大ロットの工程編成が容易となる。
【００３５】
（実施の形態２）
次に本発明の第２の実施の形態について図４、図５を用いて説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態を示す薄形モールドトランスのコイル積層断面図、図５は本発明の第２の実施の形態を示すモールドコイルの外観斜視図である。図４、図５において１６ｄは第１のコイル押え凹部を示している。
【００３６】
基本的な構成は本発明の第１の実施の形態を示す図１〜図３と同一である。大きく異なる点はモールドコイル１６の連結部１６ｃにコイル押え用の凹部１６ｄを設けた点であり、モールド成型時、積層コイルの上下をこの凹部１６ｄで押さえることができるので成型時の絶縁樹脂１５の射出圧力で積層コイルが動くこともなくなり、コイルの積層厚みも安定するため、性能面のばらつきが非常に少なくなる。
【００３７】
（実施の形態３）
次に本発明の第３の実施の形態について図６、図７を用いて説明する。図６は本発明の第３の実施の形態を示す薄形モールドトランスのコイル積層断面図、図７は本発明の第３の実施の形態を示すモールドコイルの外観斜視図である。図６、図７において１６ｅは第２のコイル押え凹部を示している。
【００３８】
基本的な構成は本発明の第２の実施の形態を示す図４、図５と同一である。大きく異なる点はモールドコイル連結部１６ｃ以外のコイル上下面の樹脂肉厚を薄肉化した部分に第２のコイル押え凹部１６ｅを設けた点であり、連結部１６ｃ以外でも積層コイルの上下面の押え部を確保しながら、絶縁樹脂１５の流動路を確保できるため、成型性はさらに向上することとなり、成型不良などが激減できるものであり、生産性向上に対して多大な効果が生まれるものである。
【００３９】
また、絶縁樹脂１５として熱可塑性の絶縁樹脂材料でモールドしているが、熱可塑性の樹脂は再生利用ができるため、材料費が低減できる。
【００４０】
さらに熱可塑性の絶縁樹脂材料として液晶ポリマー（ＬＣＰ：芳香族ポリエステル樹脂）としてやれば、高耐熱性の樹脂であるため、面実装リフロー対応が可能となる。
【００４１】
なお、これら、樹脂材料の選定に関して生まれる効果は本発明の実施の形態を示す図１〜図７の全てに共通であることはいうまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、中筒部への絶縁樹脂の流動路が形成され、中筒部へ樹脂が流れ易くなり、成型性が向上する。したがって熱可塑性樹脂を使用した成型サイクルの短い射出成型（インジェクションモールド）など、生産性の良い工法を採用できることとなる。また、この流動路が形成されることによって絶縁樹脂の肉厚も確保できた部分が中筒部まで増えることとなり、モールドコイル全体の強度もアップする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す薄形モールドトランスのコイル積層断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す薄形モールドトランスの分解斜視図
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す薄形モールドトランスの完成斜視図
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す薄形モールドトランスのコイル積層断面図
【図５】本発明の第２の実施の形態を示すモールドコイルの外観斜視図
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す薄形モールドトランスのコイル積層断面図
【図７】本発明の第３の実施の形態を示すモールドコイルの外観斜視図
【図８】従来の薄形モールドトランスの分解斜視図
【図９】従来の薄形モールドトランスの完成斜視図
【図１０】従来の薄形モールドトランスのコイル積層断面図
【符号の説明】
１    １次主巻線
１ａ  １次補助巻線
２    ２次主巻線
２ａ  ２次補助巻線
３    絶縁紙
４    端子
４ａ  接続部
５    絶縁樹脂
６    モールドコイル
６ａ  端子台部
６ｂ  中筒部
７    磁心
１１    １次主巻線
１１ａ  １次補助巻線
１２    ２次主巻線
１２ａ  ２次補助巻線
１３    絶縁紙
１４    端子
１４ａ  接続部
１５    絶縁樹脂
１６    モールドコイル
１６ａ  端子台部
１６ｂ  中筒部
１６ｃ  連結部
１６ｄ  第１のコイル押え凹部
１６ｅ  第２のコイル押え凹部
１７    磁心
１７ａ  磁心背面部
１７ｂ  磁心背面切欠け部
【図１】
0003570358.tif 000002
【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】
0003570358.tif 000010
【図１０】
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