(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性のボビンと、このボビンの筒部の挿通孔に挿通されたコアと、前記ボビンの筒部の外側に配置された第１のコイルと、絶縁テープの介在なしにその外側に重ねられた第２のコイルと、前記両コイルの間に配置されたスペーサとを有する本体、および
両コイルに接続された第１および第２の端子を備え、
前記筒部における少なくとも相対向する２つの部位に貫通口が形成され、
前記スペーサは軸方向に延びて相対向する２本の柱部と両柱部を連結する結合辺部とを有して、前記ボビンの周方向に間隔を有して配置されるとともに、当該ボビンの筒部の軸方向と直交する方向にスライド可能に設けられており、
少なくとも前記ボビン、コア、第１および第２のコイルが充填材中に埋設されている、電磁誘導器。
【請求項２】
請求項１において、
さらに、上方に開口したケースを備え、このケース内に前記本体が収納され、第１および第２の端子の一方が前記充填材から突出し、他方がケースの底壁から下方に突出している、電磁誘導器。
【請求項３】
請求項２において、
前記筒部の貫通口が上下の部位に形成されている、電磁誘導器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項において、
前記コアは、一対の脚部と、両脚部を連結する連結部とを有するロ字形であり、各脚部が前記ボビンの筒部の挿通孔に挿通されている、電磁誘導器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コアに取り付けられたボビンにコイルが巻回された本体の各部を充填材中に埋設させた電磁誘導器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トランスのような電磁誘導器は、筒状のボビンと、このボビンの挿通孔に挿通されたコアと、ボビンの外側に巻回された第１および第２のコイル（１次巻線および２次巻線）と、これらコイルに接続されたピン端子とを備えている。この場合、コアと両コイル間は絶縁性樹脂製のボビンによって絶縁され、両コイル間は例えば絶縁テープを一方のコイルに巻回して絶縁されていた。
【０００３】
また、従来から、トランスの湿気による絶縁不良などを防止するために、コアに取り付けられたボビンに第１および第２のコイルが巻回された本体の各部をケースに収納して、樹脂のような充填材中に埋設させたトランスも知られている（例えば、特許文献１）。この場合、トランス組立後の脱泡工程時に、真空脱泡や加温などによって、各部および充填樹脂から気泡を除去していた。
【０００４】
図５は、従来の樹脂充填トランスの一部側面図を示す。このトランス５１は、筒状の樹脂製ボビン５２と、このボビン５２の挿通孔６２に挿通されたコア５３と、ボビン５２の外側に巻回された第１および第２のコイル５４、５５とを有する本体、および本体を収納するケース６０を備えている。両コイル５４、５５間は、例えばポリエステルテープのような絶縁テープ６５を粘着剤で積層させることにより絶縁されている。ケース６０内は誘電率の低いエポキシ樹脂のような充填材７０によって充填されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０９１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の樹脂充填トランスにおいて、通常断面円形のコイルとこれを巻回する平坦な絶縁テープの間の隙間や、コアとボビンの間の隙間など、および絶縁テープの積層間や粘着剤内では、各部内に充填樹脂が入りにくく、かつ脱泡時に各部で気泡が引っ掛って抜けにくいという問題があった。また、コイル間の絶縁距離を確保するために絶縁テープの積層数を多くするとき、その積層間で気泡がより多く残存してしまう。
【０００７】
すなわち、従来の樹脂充填トランスは、脱泡時にボビン、コア、コイルおよび絶縁テープの各部で構造的に気泡が抜けにくいという問題があり、これら気泡が各絶縁物に残存したとき、その表面に高電圧によるコロナが発生して、トランスの寿命が劣化し、耐電圧特性が低下する。また、樹脂の充填剤とコイルを巻く絶縁テープとは異なる誘電率を有するので、この部分で電荷の偏りによるコロナが発生しやすくなる。さらに、絶縁テープおよび粘着剤はコイルを巻回するために柔軟な材質を使用するので、コイルとコイル間の絶縁距離の確保が不安定になる場合がある。
【０００８】
本発明は、充填材を用いながら、安定した絶縁距離を確保し、高い耐電圧特性を有する電磁誘導器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一構成に係る電磁誘導器は、絶縁性のボビンと、このボビンの筒部の挿通孔に挿通されたコアと、前記ボビンの筒部の外側に配置された第１のコイルと、その外側に重ねられた第２のコイルと、前記両コイルの間に配置されたスペーサとを有する本体、および両コイルに接続された第１および第２の端子を備え、前記筒部における少なくとも相対向する２つの部位に貫通口が形成され、前記スペーサは軸方向に延びる複数の柱部が周方向に間隔を有して配置され、少なくとも前記ボビン、コア、第１および第２のコイルが充填材中に埋設されている。
【００１０】
この構成によれば、第１および第２のコイル間に配置されたスペーサが軸方向に延びる複数の柱部が周方向に間隔を有して配置されるので、両コイル間の絶縁距離を確保するとともに、絶縁テープが不要となる。また、両コイル間に絶縁テープを介在させないことと、ボビンの筒部に貫通口が形成されたことにより、充填材中のボビン、コアおよびコイルの各部で気泡が抜けやすくなり、気泡によるコロナの発生を抑制して耐電圧特性を十分に確保できる。これにより、充填材を用いながら、安定した絶縁距離を確保し、高い耐電圧特性を有する電磁誘導器を得ることができる。
【００１１】
本発明では、上方に開口したケースを備え、このケース内に前記本体が収納され、第１および第２の端子の一方が前記充填材から突出し、他方がケースの底壁から下方に突出していることが好ましい。この場合、本体がケース内で充填材中に安定して埋設される。
【００１２】
好ましくは、前記ボビンの筒部の貫通口が上下の部位に形成されている。したがって、コアおよびボビンから上下方向に気泡が抜けやすくなる。前記コアは、一対の脚部と、両脚部を連結する連結部とを有するロ字形であり、各脚部が前記ボビンの筒部の挿通孔に挿通されていてもよい。
【００１３】
また、前記スペーサは、相対向する２本の前記柱部と両柱部を連結する結合辺部とを有してもよい。この場合、簡単な構造で安定して両コイル間の絶縁距離を確保できる。
【００１４】
好ましくは、前記スペーサは、前記ボビンの筒部の軸方向と直交する方向にスライド可能に設けられている。したがって、両コイル間で所望の絶縁距離を設定できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、コイル間にスペーサを設けることにより、コイル間の絶縁距離を確保しながら、絶縁テープを不用とし、これとともにボビンの筒部に貫通口を設けることにより、コロナ発生の原因となる気泡が抜けやすい構造を有する。これにより、充填材を用いながら、安定した絶縁距離を確保し、耐電圧特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態にかかるトランスのような電磁誘導器を示す斜視図である。
【図２】図１のケース収納前の電磁誘導器の分解図である。
【図３】（Ａ）は上方から見たケース収納前の電磁誘導器を示す斜視図、（Ｂ）は下方から見たその斜視図である。
【図４】スペーサの変形例を示す斜視図である。
【図５】従来の樹脂充填トランスを示す一部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態にかかるトランスのような電磁誘導器１を示す斜視図である。図１のように、リアクトルやトランスのような電磁誘導器１は、絶縁性のボビン２と、このボビン２の筒部１１の挿通孔１２（図２）に挿通されたコア３と、前記ボビン２の筒部１１の外側に配置された例えば２次巻線のような第１のコイル４と、その外側に重ねられた１次巻線のような第２のコイル５と、両巻線４、５の間に配置されたスペーサ６とを有する本体７を備え、両巻線４、５に接続された第１および第２の端子８、９（図３）を備えている。
【００１８】
図２はケース収納前のトランス１の分解図である。図２のように、ボビン２は、巻枠部である角筒形の筒部１１と、この筒部１１の軸方向Ｘの両端に形成されたつば部１３とからなり、このつば部１３に第１および第２の端子８、９が、例えば上下方向となるＺ方向に立設される（図３）。ボビン２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やフェノール（ＰＦ）などの絶縁性樹脂で作製される。
【００１９】
図１のように、トランス１は、上方に開口したケース１０を備え、このケース１０内に前記本体７が収納されるとともに、充填材２０が充填されている。本体７における少なくともボビン２、コア３、および第１、第２のコイル（２次巻線および１次巻線）４、５は充填材２０中に埋設されている。充填材２０としては、例えばゲル状のシリコン樹脂や、エポキシ樹脂などが使用される。
【００２０】
第１および第２の端子８、９の一方が、上面が露出した充填材２０から上方へ突出し、他方がケース１０の底壁から下方に突出している。ケース１０は、例えばポリカーボネート（ＰＣ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などで作製される。この例では、２次巻線４の引出し線４ａが接続された第１の端子８が充填材２０から上方へ突出し、１次巻線５が接続された第２の端子９（図３（Ｂ））がケース１０の底壁から下方へ突出している。また、２次巻線４および１次巻線５の巻数を比較的少なくしており、２次巻線４の外側に、これよりも巻数の少ない（例えば、巻数３）１次巻線５が巻回される。
【００２１】
ボビン２の挿入孔１２に挿入されたコア３と、２次巻線および１次巻線４、５との間は、ボビン２の巻枠部である筒部１１および充填樹脂２０により絶縁される。図２のように、この筒部１１における軸方向Ｘと直交するＺ方向に相対向する部位、この例では上下の部位に、貫通口１５が形成されている。これにより、図１のように、コア３の上下部分がボビン２の貫通口１５により露出し、コア３およびボビン２の周囲から上下方向Ｚに気泡が抜けやすくなる。なお、この例ではＺ方向に筒部１１の上下の２面を貫通する貫通口を設けているが、さらに左右の部位、つまり軸方向Ｘと直交するＹ方向に筒部１１を貫通する貫通口を設けて、筒部１１の４面すべてを貫通させるようにしてもよい。この場合、ボビン２の筒部１１は４本の柱状の外枠だけとなり、上下方向Ｚだけでなく左右方向Ｙにも気泡が抜けやすくなる。
【００２２】
図２のように、トランス１は、２つの同一形状および寸法を有するボビン２、２がＹ方向に並置され、コア３は、相対向する一対のコ字形のコア片３ａ、３ａの各脚部２１、２１がそれぞれ２つのボビン２の筒部１１の挿通孔１２に挿通された状態で、各脚部２１、２１の先端が接触または近接しており、組み立て後は、ボビン２、２の挿通孔１２、１２に挿通された一対の脚部２１、２１と、両脚部２１、２１を連結する連結部２２とを有するロ字形に形成される。
【００２３】
ボビン２における各つば部１３のＹ方向の先端および後端には、それぞれ進出部１６と後退部１７が軸方向Ｘ（左右）に隣接して設けられている。例えばＹ方向の先端には左右に進出部１６ａと後退部１７ａが形成され、後端には左右に後退部１７ｂと進出部１６ｂが形成されている。２つのボビン２、２は、後端の後退部１７ｂと先端の進出部１６ａとを嵌合させ、後端の進出部１６ｂと先端の後退部１７ａとを嵌合させて組み立てられる。
【００２４】
図３（Ａ）は上方から見たケース収納前の電磁誘導器を示す斜視図、（Ｂ）は下方から見たその斜視図である。図３（Ａ）のように、図１の２次巻線４とその外側の１次巻線５の間に配置されるスペーサ６は、軸方向Ｘに延びる複数、例えば上下２つの柱部２４、２４がボビン２の周方向に間隔を有して配置されており、相対向する２本の柱部２４、２４と両柱部２４、２４を連結する結合辺部２５、２５とを有する四角形状である。スペーサ６は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などで作製される。
【００２５】
四角形状のスペーサ６は、前記柱部２４、２４がボビン２の筒部１１の軸方向Ｘに延びるように設けられ、前記結合辺部２５、２５が筒部１１の軸方向Ｘと直交する方向Ｚに延びるように設けられている。ボビン２の筒部１１のＹ方向両側に１つずつ、合計２つのスペーサ６、６が配置されている。このスペーサ６は、ボビン２の筒部１１の軸方向Ｘと直交する方向Ｚにスライド可能に設けられている。この例では、スペーサ６は、両つば部１３の内面に一対ずつ設けられたＺ方向に延びる装着溝１８、１８に沿って上下に移動できる。スペーサ６のスライドにより、２次巻線４、１次巻線５を任意の巻き高さに設定できるので、両巻線４、５間について所望の絶縁距離を容易に得ることができる。
【００２６】
こうして、このトランス１は、２次巻線、１次巻線（第１、第２のコイル）４、５間にスペーサ６を設けることにより、両巻線４、５間の絶縁距離を確保しながら、絶縁テープを不要とし、これとともに、ボビン２の筒部１１に貫通口１５を設けることにより、ケース１０内で充填材２０中のボビン２、コア３および両巻線４、５からなる本体７でコロナ発生の原因となる気泡が抜けやすい構造を有する。
【００２７】
図４は、スペーサの変形例を示す。この例では、筒部１１の軸方向Ｘに直交する方向であって径方向、つまりＹＺ平面上で斜め方向Ｓに延びる溝部２７を、ボビン２Ａの両つば部１３の内壁１３ａにそれぞれ４個設け、軸方向Ｘに延びる棒状の４本のスペーサ２６を斜め方向Ｓにスライド可能としている。スペーサ２６のスライドにより、同様に両巻線４、５を任意の巻き高さに設定できるので、所望の絶縁距離を容易に得ることができる。また、スペーサ２６を例えば各溝部２７に２本ずつ設けた場合には、１次巻線、２次巻線および１次巻線の３層巻きについて、各２本のスペーサ２６、２６で順次１次巻線と２次巻線の間、および２次巻線と１次巻線の間の絶縁が可能となり、スペーサ２６の数を増やすことにより、３層巻き以上の積層構造が可能となる。
【００２８】
このように、本発明の電磁誘導器は、第１および第２のコイル間に配置されたスペーサが軸方向に延びる複数の柱部がボビンの周方向に間隔を有して配置されるので、両コイル間の絶縁距離を確保するとともに、絶縁テープが不要となる。また、両コイル間に絶縁テープを介在させないことと、ボビンの筒部に貫通口が形成されたことにより、充填材中のボビン、コアおよびコイルで気泡が抜けやすくなり、絶縁物表面における気泡によるコロナの発生を抑制して耐電圧特性を十分に確保できる。これにより、充填材を用いながら、安定した絶縁距離を確保し、高い耐電圧特性を有する電磁誘導器を得ることができる。
【００２９】
なお、この実施形態の電磁誘導器は、トランスに適用しているが、何らこれに限定されず、例えばインダクタや車載用のイグナイタなどに適用してもよい。
【００３０】
また、この実施形態では、コアをロ字形としているが、何らこれに限定されず、Ｏ字形やＥＥ型形状などでもよい。
【００３１】
なお、この実施形態では、本体をケースに収納しているが、充填後の樹脂の充填材が安定した形状を保持できる場合には、ケースを省略してもよい。また、両コイル間の絶縁距離が充填材により保持できる場合には、スペーサを省略してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１：電磁誘導器（トランス）
２：ボビン
３：コア
４：第１のコイル（２次巻線）
５：第２のコイル（１次巻線）
６：スペーサ
７：本体
８：第１の端子
９：第２の端子
１０：ケース
１１：筒部
１２：挿通孔
１５：貫通口
２０：充填材
２１：脚部
２２：連結部
２４：柱部
２５：結合辺部
Ｘ：軸方向
【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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