(57)【要約】      （修正有）【課題】プラスチック製でありながら、組み立てに従来のような手間が掛からないトランス用ボビンを提供し、ボビンコストを抑えつつ、磁性金属薄板の自動機による挿入を可能とする。【解決手段】外周側にコイル２の券回域を有し内周側に複数枚の磁性金属薄板の収容域を有するトランス用ボビンであり、角部を形成する断面Ｌ字状のプラスチック枠材４と、前記プラスチック枠材４の相互間を連結する帯板状のプラスチック桟材５とを接着して構成されている。専用成形ボビンを製造することが困難な少数のトランスを製造する場合も、強固で堅固なプラスチックボビンを簡単かつ安価に製造することができ、磁性金属薄板の自動機による挿入を可能として、トランス製造コストの大幅低減を図る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周側にコイル（２）の券回域を有し内周側に複数枚の磁性金属薄板（３）の収容域を有するトランス用ボビンであって、角部を形成する断面Ｌ字状のプラスチック枠材（４）と、前記プラスチック枠材（４）の相互間を連結するプラスチック桟材（５）とを具備しており、前記プラスチック枠材（４）と前記プラスチック桟材（５）とは相互に接着されて角枠状に構成されていることを特徴とするトランス用フレキシブルボビン。
【請求項２】
前記プラスチック桟材（５）は帯板状である請求項１記載のトランス用フレキシブルボビン。
【請求項３】
前記プラスチック枠材（４）及びプラスチック桟材（５）は、長尺物から切り出されたものである請求項１又は２記載のトランス用フレキシブルボビン。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のフレキシブルボビン（１）を使用したトランス。
【請求項５】
軸心方向に摺動可能な割り型巻き軸（10）に離型紙（11）を巻く工程と、前記割り型巻き軸（10）上にプラスチック枠材（４）とプラスチック桟材（５）とを接着剤（６）を介して角枠状に組んでフレキシブルボビン（１）を形成する工程と、前記フレキシブルボビン（１）にコイル（２）を券回する工程と、前記コイル（２）の券回後に割り型巻き軸（10）と離型紙（11）とを除去する工程と有する１〜３の何れかに記載のフレキシブルボビンの組み立て方法。
【請求項６】
請求項５に記載のフレキシブルボビンの組み立て方法により組み立てられたフレキシブルボビン（１）の内周側に複数の磁性金属薄板（３）を自動機によって挿入する工程を有する請求項４に記載のトランスの組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラスチックス製のトランス用ボビン、特にサイズを簡単に変更できるフレキシブルボビン、及びこれを使用したトランス、並びにそのフレキシブルボビン及びトランスの組み立て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トランスは、磁気回路を構成する鉄心（磁性コア）と、電気回路を構成する巻線（コイル）とから構成されている。このトランスは、一般に下記のような工程を経て製造される。
【０００３】
すなわち、薄い磁性金属板素材をプレス加工によって打ち抜いて、所定形状の磁性金属薄板を磁性コア片として製造する。一方、絶縁材にて形成した中空筒状のボビン（巻枠）に予め巻線を巻回しておき、このボビンに前記のプレス加工により製造した複数の磁性金属薄板を組み込み、所定厚さまで積層することにより磁性コアとなす。
【０００４】
このようなトランスについては、用途に応じて様々な容量、大きさのものが製造されており、コンピュータなどの電子機器，家電製品，電気機器，通信機器には低圧で小型のものが使用されており、その一つが特許文献１に記載されている。
【０００５】
トランスのなかでも低圧トランス（単相1.5kVA、三相5 kVA 程度以下）は需要が多いので、ボビンにはプラスチック成形金型を起こして大量生産された専用成形ボビンが使用されており、磁性金属薄板は自動機を利用してその専用成形ボビン内に挿入される。
【０００６】
一方、それ以上の容量では、小型トランスほどの需要がないため、プラスチック成形金型を起こす費用が掛けられない。このため、図６に示すように、断面コの字状の厚い絶縁紙製の紙材21を２つ対向して組み合わせてボビン22として使用していたが、このような紙製のボビン22は周囲にコイル23を券回すると撓んでしまうので、手作業で磁性金属薄板（図示せず）を挿入していくしかなく、その結果、組み立てに非常に手間が掛かり、トランスの製造コストが嵩むという問題があった。
【０００７】
更に大きな問題は、100 kVA 程度までの中圧トランスについては、磁性金属薄板をボビンに機械的に挿入する自動機が存在するということである。つまり、単相1.5kVA、三相5 kVA 程度を超え、100 kVA 程度までの中圧トランスについては、自動機が存在するにもかかわらず、ボビンの製造コストによる制約から、その自動機が使用できず、その挿入を手作業に依存するために、期待するほどのコストダウンが達成されないという不合理が存在しているのである。
【０００８】
なお、100 kVA 程度を超える高圧トランスについては、現状ではそもそも自動機が存在しないので、手作業で磁性金属薄板を挿入するしかなく、これによるコストアップが不合理とは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１８６０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、プラスチック製でありながら、様々なサイズについて、従来のような手間を掛けることなく簡単に組立てることができ、磁性金属薄板の自動機による挿入を可能として、トランスの製造コストの大幅低減に寄与するトランス用フレキシブルボビン、及びそのボビンを使用した経済性に優れたトランス、並びにそのフレキシブルボビン及びトランスの組み立て方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のトランス用フレキシブルボビンは、外周側にコイルの券回域を有し内周側に複数枚の磁性金属薄板の収容域を有するトランス用ボビンであって、角部を形成する断面Ｌ字状のプラスチック枠材と、前記プラスチック枠材の相互間を連結する平板状のプラスチック桟材とを具備しており、前記プラスチック枠材と前記プラスチック桟材とは相互に接着されて角枠状に構成されている。
【００１２】
プラスチック桟材は取扱い性、経済性の点から帯板状のものが望ましく、プラスチック枠材及びプラスチック桟材ともに長尺物から切り出すのが特に望ましい。
【００１３】
本発明のトランス用フレキシブルボビンにおいては、プラスチック枠材の長さとプラスチック桟材の大きさを変更することにより、多種多様なサイズのプラスチック製ボビンがプラスチック材料の切断及び接着により簡単に製造される。製造されたプラスチックボビンは、断面コの字状の厚紙製の紙材を２つ対向して組み合わせたボビンと比較して強固で堅固な構造とすることができるので、自動機による磁性金属薄板の挿入が可能となる。
【００１４】
特に、プラスチック枠材及びプラスチック桟材が長尺物から切り出したものである場合は、最小２種類の材料から様々なサイズのボビンを作製することができ、経済性に特に優れる。
【００１５】
プラスチック枠材及びプラスチック桟板の材質としては、電気的な絶縁性及び機械的な強度に優れ、且つ接着剤による接着性が良好なプラスチック材が適しており、具体的には変性ポリエステル樹脂（電気絶縁用ファイバーグラス強化ポリエステル材）や耐熱ポリエステル樹脂などである。接着剤としては、変性ポリエステル樹脂に対してはシリコーン系樹脂が適し、耐熱ポリエステル樹脂に対してもシリコーン系樹脂が適する。
【００１６】
平板状のプラスチック桟板の形状として帯板状が自在性の点から望ましいことは前述したとおりであるが、これに限定するものではなく、断面Ｌ字状のプラスチック枠材を相互に連結することが出来る各種の実用的な形状（例えば、Ｘ字型）とすることも出来る。
【００１７】
また、断面Ｌ字状のプラスチック枠材のＬ字の角度は必ずしも90°丁度である必要はなく、トランスの規格・形状に応じた角度とすることが出来る。
【００１８】
なお、プラスチック枠材とプラスチック桟材とを相互に接着して成るボビンの内面は引っ掛かりになる凹凸が出来るだけ無い面一にすることが、自動挿入機による円滑な作業上好ましい。
【００１９】
磁性金属薄板は、Ｅ字型やＩ字型、またこれらを組み合わせたものとすることが出来る。磁性金属薄板は、このボビンに対して自動機で左右から交互に挿入して組み込んでいくことが出来る。ボビン内に組み込み積層された磁性金属薄板は、磁性コアとして機能することとなる。
【００２０】
本発明のフレキシブルボビン組み立て方法は、軸心方向に摺動可能な割り型巻き軸に離型紙を巻く工程と、前記割り型巻き軸上にプラスチック枠材とプラスチック桟材とを接着剤を介して角枠状に組んでフレキシブルボビンを形成する工程と、前記フレキシブルボビンにコイルを券回する工程と、コイルの巻回後に割り型巻き軸と離型紙とを除去する工程と有している。
【００２１】
また、本発明のトランス組み立て方法は、組み立てを終えたコイル内のフレキシブルボビンの内周側に複数の磁性金属薄板を自動機によって挿入するものである。
【００２２】
本発明のフレキシブルボビン組み立て方法においては、割り型巻き軸を土台としてその外周側に形成されたフレキシブルボビンが、その外周側から巻回されるコイルにより強固に固定されるので、格別の固定具を使用せずともフレキシブルボビンの組み立てが可能となり、割り型巻き軸を除去した後も外周側のコイルにより強固に固定され続ける。このため、接着剤による固定の負担が軽減される。離型紙の介在によりフレキシブルボビンと巻き軸が固着してしまうことを防止することが出来る。
【００２３】
ここで、前記割り型巻き軸は、一対のクサビ形状の木片を組み合わせて構成することが出来る。
【００２４】
また、本発明のトランス組み立て方法においては、コイル内に組み立てられたフレキシブルボビンの内周側に複数の磁性金属薄板を自動機によって挿入するので、組み立て作業の省力化を図ることができ、トランスの製造コスト低減に大きな効果を発揮する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のトランス用フレキシブルボビンは、プラスチック枠材とプラスチック桟材とを接着により角枠状に組み立てたものであるため、様々なサイズのものを簡単に作製することができる。作製されたプラスチックボビンは剛性を有するので、自動機による磁性金属薄板の挿入が可能となり、プラスチック枠材とプラスチック桟板とを相互に接着する労力と手間とを要するとしても、それを補って余りある組み立て作業の省力化を図ることができるので、これを使用するトランスの製造コスト低減に大きな効果を発揮する。
【００２６】
特に、磁性金属薄板の自動挿入機が存在するにもかかわらず、剛性のあるプラスチックボビンの製造が数量の点から困難であった中圧トランスの製造コスト低減に寄与する。
【００２７】
また、本発明のトランスは、安価で剛性があり磁性金属薄板の自動挿入が可能なプラスチックボビンを使用することから、ボビンコスト及び磁性金属薄板挿入コストの両面から大幅なコスト引き下げが可能である。
【００２８】
更に、本発明のフレキシブルボビン組み立て方法は、割り型巻き軸の外周側にコイルを巻回する工程を利用し、割り型巻き軸とコイルとの間にフレキシブルボビンを形成するので、組み立てが簡単である。
【００２９】
更に又、本発明のトランスの組み立て方法は、コイル内に形成されたフレキシブルボビンの内周側に複数の磁性金属薄板を自動機によって挿入する工程を有するので、組み立て作業の省力化を図ることができ、トランスの製造コスト低減に大きな効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態を示すトランス用フレキシブルボビンの斜視図である。
【図２】同トランス用フレキシブルボビンの分解斜視図である。
【図３】同トランス用フレキシブルボビンにコイルを巻回した状態を示す斜視図である。
【図４】同トランス用フレキシブルボビンにコイル及び磁性金属薄板を装着してトランスとした状態の斜視図である。
【図５】同トランス用フレキシブルボビンの組み立て方法の説明図で、割り型巻き軸と離型紙の組み立て工程を示す。
【図６】同トランス用フレキシブルボビンの組み立て方法の説明図で、割り型巻き軸上にプラスチック枠材とプラスチック桟材とをフレキシブルボビンを形成する工程を示す。
【図７】同トランス用フレキシブルボビンの組み立て方法の説明図で、同ボビンにコイルを巻き始める段階を示す。
【図８】同トランス用フレキシブルボビンの組み立て方法の説明図で、同ボビンにコイルを券回する段階を示す。
【図９】同トランス用フレキシブルボビンの組み立て方法の説明図で、同ボビンにコイルを券回した段階を示す。
【図１０】本発明の他の実施形態を示すトランス用フレキシブルボビンの全体斜視図ある。
【図１１】従来の絶縁厚紙製のボビンにコイルを券回した状態を示す全体斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１及び図２に示すように、本実施形態のトランス用フレキシブルボビン１は、外周側にコイル２の券回域を有し、内周側に複数枚の磁性金属薄板３の収容域を有する断面が長方形の角枠状ボビンである。
【００３３】
この角枠状ボビン１は、角枠体の角部が断面Ｌ字状のプラスチック枠材４で形成されており、その長手方向両端部の２ヶ所において、隣接するプラスチック枠材４同士が、当該プラスチック桟材４に直角な帯板状のプラスチック桟材５により連結されている。より具体的には、プラスチック枠材４の直角な２つの平面部と、これに直角な帯板状のプラスチック桟材５とが突き合わされて接合されており、その接合は接着剤６による接着により行われている。
【００３４】
断面Ｌ字状のプラスチック枠材４は、長尺材から所定長さに切り出したものであり、４本とも同じ長さである。プラスチック枠材４の直角な２つの平面部は同じ幅で同じ厚みである。帯板状のプラスチック桟材５も長い帯板材から所定長さに切り出したものであるが、角枠体の断面が長方形であることから、長方形の長辺に対応する４枚組の方が、短辺に対応する４枚組より長い寸法とされている。
【００３５】
本実施形態では、プラスチック枠材４の厚みよりプラスチック桟材５の厚みが厚くなっている。プラスチック枠材４の直交する２つの平面部とプラスチック桟材５との接着接合部では、ボビン１の内面７（図５参照）は、磁性金属薄板の自動機による円滑な挿入のために、引っ掛かりになる凹凸が出来るだけ存在しないフラット面とされ、段差は外面の方にのみ現われている。
【００３６】
プラスチック枠材４及びプラスチック桟材５の材質としては、前述したとおり、電気的な絶縁性及び機械的な強度に優れ、且つ接着剤による接着性が良好なものが選択され、ここでは変性ポリエステル樹脂（米国LIBERTY POLYGRAS社製、品名  スーパーシルロッド）が選択されており、接着剤としてはこの材質に適したシリコーン系樹脂（スリーボンド社製、品名  液状ガスケット１２１５）が選択されている。
【００３７】
次に、本実施形態のトランス用フレキシブルボビンを用いたトランスについて説明する。
【００３８】
本トランス用フレキシブルボビン１は、図３及び図４に示すように、外側にコイル２の券回域を有し内側に複数枚の磁性金属薄板３の収容域を有し、前者にコイル２を、後者に磁性金属薄板３を装着することにより、トランスとなる。
【００３９】
このトランスにおけるボビン１は、四隅の角部を形成する断面Ｌ字状のプラスチック枠材４と、前記プラスチック枠材４相互間を連結する帯板状のプラスチック桟材５とを相互に接着した簡単な構成とされているにもかかわらず、断面コの字状の厚紙製の紙材21を２つ対向して組み合わせたボビン22（図11参照）と比較して強固で堅固な構造とすることができるので、特に、ボビンコストの点から磁性金属薄板３の自動機による挿入を断念していた低圧を超える色々なサイズ・容量のトランスの組み立てにおいても、磁性金属薄板３の自動機による挿入が可能となり、その結果、プラスチック枠材４とプラスチック桟材５とを相互に接着する労力と手間とを要するとしても、それを補って余りある組み立て作業の省力化を図ることが可能となり、トータルとしてトランス製造コストの大幅低減が可能となる。
【００４０】
特に、本実施形態のトランス用フレキシブルボビンにおいては、プラスチック枠材４とプラスチック桟材５を僅か２種類の長尺物から切り出して使用したので、その作製コストを特に低く抑えることができる。
【００４１】
ボビン１の内側に収容される磁性金属薄板３は、Ｅ字型3EやＩ字型3I、またこれらを組み合わせたものとすることができ、このボビン１に対して自動機で左右から交互に挿入して組み込んでいくことが出来る。例えば、一方側からＥ字型3Eの磁性金属薄板３とＩ字型3Eの磁性金属薄板３とを組み合わせて挿入し、他方側から同じものを逆向きに挿入し、この工程を反復することより積層し収容していく。収容を終えた磁性金属薄板３は、磁性コアとして機能することとなる。磁性金属薄板３は、端部に貫通形成された連結ボルト挿通用の孔部８を有している。
【００４２】
次に、本実施形態のフレキシブルボビンの組み立て方法及びこれを用いたトランスの組み立て方法を説明する。
【００４３】
本実施形態のフレキシブルボビンの組み立て方法では、まず、図５に示すように、軸心方向に摺動可能な割り型巻き軸10に離型紙11を巻く。前記割り型巻き軸10は、一対のクサビ形状の木片12を組み合わせて構成した。またこの巻き軸10に対して、トランスは中央寄りの３分の１程度の長さに設定した。これにより割り型巻き軸10に於けるトランスの外側の領域は、コイル2 を券回する際のチャック域として機能することとなる。
【００４４】
次いで、図６及び図７に示すように、前記割り型巻き軸10上にプラスチック枠材４とプラスチック桟材５とを接着剤６を介して角枠状に組んでフレキシブルボビン１を形成する。このように、割り型巻き軸10を土台として、その回りにプラスチック枠材４とプラスチック桟材５を沿わせて接着剤６で固着するようにしたので、フレキシブルボビン１を形成する際の作業性に優れる。
【００４５】
割り型巻き軸10上に離型紙11を介してフレキシブルボビン１が形成されると、図７及び図８に示すように、前記フレキシブルボビン１にコイル２を券回し、巻回後にコイル２から割り型巻き軸10と離型紙11とを除去する。
【００４６】
具体的には、割り型巻き軸10の端部近傍をチャックして、接着剤６が乾く前の時点から90°ずつ回転させてコイル２を巻いていき、コイル２の巻き線と同時に巻き線間の絶縁のための層間紙13を回転ドラム（図示せず）から繰り出して巻き込んでいく。コイル２を撒き終えたら、割り型巻き軸10の木片12を軸心方向に離脱するようにずらしてコイル２内から抜き出し、しかる後に離型紙11を除去する。フレキシブルボビン１の内面は自然に面一になった。
【００４７】
１晩経過し接着剤６が乾いたら、コイル２内でフレキシブルボビン１の組み立てが完全に完了する。これが図９であり、前掲の図３である。
【００４８】
フレキシブルボビン１の組み立てが完了すると、前掲の図４に示すように、前記フレキシブルボビン１の内周側に複数の磁性金属薄板３を自動機（スタッカー）によって挿入する。具体的には、既述の通り、一方側からＥ字型3Eの磁性金属薄板３とＩ字型3Eの磁性金属薄板３とを組み合わせて挿入し、他方側から同じものを逆向きに挿入し、この工程を反復することより積層し収容していく。これによりトランスの組み立てが完了する。
【００４９】
本実施形態のフレキシブルボビン組み立て方法は、軸心方向に摺動可能な割り型巻き軸10に離型紙11を巻く工程と、前記割り型巻き軸10上にプラスチック枠材４とプラスチック桟材５とを接着剤６を介して角枠状に組んでフレキシブルボビン１を形成する工程を有するので、割り型巻き軸10を土台としてフレキシブルボビン１を形成し、その後巻き軸10をずらしてボビン１から取り外すことができ作業性に優れると共に、フレキシブルボビン１と巻き軸10が固着してしまうことを防止することが出来るという利点を有する。
【００５０】
また、前記フレキシブルボビン１にコイル２を券回する工程と、前記接着剤６の乾燥後に割り型巻き軸10と離型紙11とを除去する工程とを有するので、割り型巻き軸10上にフレキシブルボビン１を形成した状態で巻き軸10を芯としてコイル２を券回することができ、作業性に優れるという利点を有する。
【００５１】
そして、本実施形態のトランス組み立て方法は、前記の如くして組み立てを終えたコイル２内のフレキシブルボビン１の内周側に複数の磁性金属薄板３を自動機によって挿入する。フレキシブルボビン１の使用により、自動機による磁性金属薄板３の挿入が可能となるので、組み立て作業の省力化を図ることができ、トランスの製造コスト低減に大きな効果を発揮するという利点を有する。
【００５２】
図10に示す別の実施形態のトランス用フレキシブルボビン１は、プラスチック枠材４の両端部、及びその中間部９の３箇所で、４本のプラスチック枠材４を４枚のプラスチック桟材５により連結した構造になっている。したがって、より巻き数が多い大容量で大型のトランスの場合でも変形することなく強度に優れたものとなる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
組み立てに手間が掛からず、しかも高強度のプラスチックボビンを提供することによって、磁性金属薄板の自動挿入機が存在しながら、専用成形ボビンの製造が困難で、その自動機の使用ができなかった容量のトランスの製造に使用して、その製造コストを大幅に引き下げることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  ボビン
２  コイル
３  磁性金属薄板
４  プラスチック枠材
５  プラスチック桟材
６  接着剤
10  割り型巻き軸
11  離型紙
【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】
2015050319.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015050319.tif 000011
【図１０】
2015050319.tif 000012
【図１１】
2015050319.tif 000013