(57)【要約】【課題】部品点数の低減と製造工程の簡易化を達成しながらも、優れた磁気特性を有する薄型電磁誘導器を提供する。【解決手段】Ｈ形コア１と、軸方向の寸法Ｄ１が径方向の寸法Ｄ２よりも短い偏平な形状の樹脂製のボビン２とを備える。コア１の脚部７がボビン２の中央の筒部８の内方に挿入され、コア１のアーム部３，４がボビン２の軸方向両端のつば９，１２の外側方に位置する配置で、コア１がボビン２にインサート成形されている。ボビン２の筒部８の外周には巻線１８〜２０が装着されている。【選択図】  図３
2005057150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ形コアと、軸方向の寸法が径方向の寸法よりも短い偏平な形状の樹脂製のボビンとを備え、
前記コアの脚部が前記ボビンの中央の筒部の内方に挿入され、アーム部が前記ボビンの軸方向両端のつばの外側方に位置し、
前記コアが前記ボビンにインサート成形されており、
前記筒部の外周に巻線が装着されている薄型電磁誘導器。
【請求項２】
請求項１において、前記コアのアーム部の先端が前記巻線の最外径面よりも前記ボビンの径方向外方に位置している薄型電磁誘導器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてインバータを用いてマグネトロンを駆動する用途などに用いられるトランスのような薄型電磁誘導器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、インバータ方式の高周波加熱装置（電子レンジ）を示すもので、商用電源４１は整流回路４２で整流・平滑化され、インバータ４３で２０ｋＨｚ以上の高周波交流電流に変換されてトランス４４の１次巻線４４ｐに供給される。トランス４４の２次巻線４４ｓの高周波出力電圧は、半波整流回路４５で整流・平滑化されて、直流高電圧としてマグネトロン４６に供給される。トランス４４のヒータ巻線４４ｈでヒータが駆動されるマグネトロン４６は、２次巻線４４Ｓから直流高電圧の供給を受けてマイクロ波を発生する。
【０００３】
前記高周波加熱装置に用いるトランス４４としては、横寸法が大きくなることなく薄型化を図って、配線基板の小さな装着面積に装着できるようにし、１次巻線４４ｐと２次巻線４４ｓとの結合係数を所定値に設定して２次側の高周波チョークを不要とした電磁誘導器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電磁誘導器は、軸方向の寸法が径方向の寸法よりも短い偏平な形状の樹脂製のボビンに巻線が装着され、このボビンの中心孔に、一対のＴ字形のコア片の脚部が挿入され、両コア片の各々のアーム部が巻線の径方向に延びて互いに平行に対向しており、ボビンが軸方向に分割された２つのボビン片を有し、各コア片が対応する各ボビン片にインサート成形で装着され、各ボビン片が、一対のコア片の脚部の対向する先端面の間にギャップを形成する配置で互いに接着されて、このギャップにより２次巻線側にリーケージインダクタンスを持たせて、従前のマグネトロン用インバータ回路に必要であった２次側の高周波チョークを不要としている。
【特許文献１】特開２０００−９２２７６号公報（図１〜図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記電磁誘導器では、Ｔ字形のコア片をインサート成形したボビン片を一対必要として部品点数が多くなるとともに、一対のボビン片を形成するための２回のインサート成形工程と、一対のボビン片を互いに接合する接着工程とを必要とするので、コスト高となる。
【０００５】
また、一方のボビン片には、その先端開口縁部から径方向内方に向け突出するスペーサを設けて、そのスペーサの厚みの設定により所定間隙の前記ギャップを形成するようにしている。ところが、Ｔ字形コア片には、成形上、脚部の長さにばらつきが生じるので、その長さのばらつきにかかわらず所定寸法のギャップを形成できるように、ボビン片にコア片を高精度にインサート成形する必要があり、製造が容易でない。一方、ギャップを除外して１次巻線と２次巻線間に所定の結合係数を得るように設定することも考えられるが、このときにも、Ｔ字形コア片の脚部の長さのばらつきに起因して１次巻線と２次巻線間の間隔が変動するために、結合係数がばらつく。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、部品点数の低減と製造工程の簡易化を達成しながらも、優れた磁気特性を有する薄型電磁誘導器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る薄型電磁誘導器は、Ｈ形コアと、軸方向の寸法が径方向の寸法よりも短い偏平な形状の樹脂製のボビンとを備え、前記コアの脚部が前記ボビンの中央の筒部の内方に挿入され、アーム部が前記ボビンの軸方向両端のつばの外側方に位置し、前記コアが前記ボビンにインサート成形されており、前記筒部の外周に巻線が装着されている。ここで、Ｈ形とは、立体視でＨ形を呈するものをいい、一対の円盤部の中央部からそれぞれ軸方向に突出する脚部で一対の円盤部が接続されて側面視のみがＨ形となるものを含まない。
【０００８】
この薄型電磁誘導器によれば、一体物のＨ形コアをインサート成形した単一のボビンを有するだけであるから、コア片およびボビン片をそれぞれ一対ずつ有する従来の電磁誘導器に比較して、部品点数を削減できるとともに、一対のボビン片の接着工程が不要となり、しかも、ボビンを形成するためのインサート成形が１回で済むので、製造工数が減少してコストダウンを達成できる。
【０００９】
また、ボビンは、一体物のＨ形コアをインサート成形するので、一対のコア片間にギャップを形成するものではないから、インサート成形に高精度が要求されないために、製造が容易となる。ここで、Ｈ形コアはギャップを有しないが、巻数の調整により１次巻線と２次巻線の結合係数をギャップ付きの場合と同一値に設定することができる。また、ギャップを有しないＨ形コアを用いることにより、一対のＴ字形コア片を組み合わせる場合に比較して、コアのギャップでの磁束の漏れが減少して透磁率が向上し、優れた磁気特性が得られるので、その分だけ巻線の巻数を減らして小型化できる。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態では、前記コアのアーム部の先端が前記巻線の最外径面よりも前記ボビンの径方向外方に位置している。この構成によれば、Ｈ形コアの脚部および相対向する一対のアーム部の先端間を通る磁気回路内に１次巻線および２次巻線が存在する相対配置となるので、巻線電流とコアの磁束の結合による電力変換効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態に係るマグネトロン駆動用の薄型トランスの平面図、図２はその正面図、図３は縦断面図、図４（Ａ），（Ｂ）はコアの正面図および底面図である。図３に示すように、このトランス１００は、Ｈ形コア１がインサート成形により樹脂製のボビン２に埋設されている。コア１は、図４に示すように、同一の直方体形状の一対のアーム部３，４の各々の中央部が、各アーム部３，４の幅とほぼ同一の外径を持つ円柱状の脚部７により連結されて、立体視でＨ形を呈する一体物である。コア１は、例えば、フェライトの粉末を成形型内で焼結して形成される。
【００１３】
図３のボビン２は、コア１の脚部７を被覆する円筒形の筒部８を有し、その筒部８の外周面に円盤状の４つのつば９，１０，１１，１２，１３が互いに平行な配置で一体形成されている。第１のつば９と第２のつば１０との間に形成された１次巻枠１３には、１次巻線１８が円筒状に巻き付けられている。また、第２のつば１０と第３のつば１１との間に形成されたヒータ巻枠１４には、ヒータ巻線２０が１〜２ターン巻き付けられている。さらに、第３のつば１１と第４のつば１２との間に形成された２次巻枠１７には、２次巻線１９が巻き付けられている。
【００１４】
図２に示すように、ボビン２は、軸方向の寸法Ｄ１が径方向の寸法Ｄ２よりも短く、偏平な薄型形状になっている。ここで、前記軸方向の寸法Ｄ１は、ボビン２の両端のつば９，１２を含む各巻線１８〜２０が装着される部分の軸方向長さであり、径方向の寸法Ｄ２は、複数のつば９〜１２の最大外径である。
【００１５】
コア１は、図３に示す一対のアーム部３，４が、ボビン２の軸方向両端側のつば９，１２の外側に形成された中空円盤状の端枠部２１，２２内に埋設され、脚部７がボビン２の筒部８内に埋設されている。一対のアーム部３，４は、図３に示す各巻線１８〜２０の径方向に延在して互いに平行に対向しているとともに、各アーム部３，４の各々の先端３ｄ，４ｄが各巻線１８〜２０の最外径面よりもボビン２の径方向外方に位置している。
【００１６】
また、ボビン２の端枠部２１，２２における外端面には、複数個の放熱用孔２３が形成されて、コア１の一部、すなわち、アーム部３，４における脚部７が形成されていない頂面３ａ，４ａの一部分が、放熱用孔２３を通じて外部に露出している。これにより、トランス１００の駆動時には、コア１の発生熱が放熱用孔２３を通じてボビン２の外部に良好に放散されるようになっている。
【００１７】
１次巻線１８は、図１に示す巻き始めの引出し線１８ａが、ボビン２における径方向に延びる切欠溝からなる引出し部２４から引き出されて、ボビン２に一体形成された係止部２７に係止されているとともに、巻き終わりの引出し線１８ｂが、前記引出し部２４から引き出されて、ボビン２に形成された係止部２８に係止されている。巻き始めの引出し線１８ａの端末には旗形端子２９が取り付けられ、巻き終わりの引出し線１８ｂの端末には丸形端子３０が取り付けられている。なお、上述とは逆に、丸形端子３０を巻き始めの引出し線１８ａに、かつ、旗形端子２０を巻き終わりの引出し線１８ｂに、それぞれ取り付けてもよい。
【００１８】
一方、図２に示すように、２次巻線１９の引出し線１９ａ，１９ｂは、ボビン２に差込み固定されて軸方向に突出する一対のピン端子３１，３２に巻き付けられて、半田付けにより接続されている。また、ヒータ巻線２０は、両端末にそれぞれピン端子３３，３４が取り付けられて、図３のヒータ巻枠１４に１ターン巻き付けられている。
【００１９】
前記コア１は、一体物であって、ギャップを有していないが、１次巻線１８と２次巻線１９の結合係数は、各々の巻数の調整により、０．６〜０．８に設定されている。これにより、このトランス１００は、２次巻線１９側にリーケージインダクタンスを持たせ、従前のマグネトロン用インバータ回路に必要であった２次側の高周波チョークを不要としている。
【００２０】
前記トランス１００は、例えば、図５に示した高周波加熱装置におけるマグネトロン４６の駆動用に用いられるが、その場合、以下のような手順で高周波加熱装置に組み込まれる。すなわち、トランス１００は、図５に示すような回路パターンが形成された配線基板に設けられている接続孔に、図２のピン端子３１，３２を挿入して半田付けし、旗形端子２９と丸形端子３０とを前記配線基板に設けられている接続台にそれぞれ差込みおよびねじ止めにより接続し、ピン端子３３，３４を前記配線基板に設けられている接続端子に差込み接続することで、インバータ回路の配線基板に接続して取り付けられる。なお、前記配線基板には、図５の半波整流回路４５に代えて、全波整流回路が形成される場合もある。
【００２１】
前記トランス１００は、図２に示す各巻線１８〜２０の側方にコアも、コアに接続されて磁路を形成する磁性体からなるヨークも存在しないので、その分だけトランス１００の横方向の寸法、つまりボビン２の径方向の寸法Ｄ２が小さくなる。しかも、ボビン２は偏平な形状で、１次および２次巻線１８，１９の巻き幅（軸方向の長さ）が小さく、薄型であるために、Ｈ形コア１として、一対のアーム部３，４の間隔が小さいものを用いることができるので、図３に示す脚部７とアーム部３，４を通る二つの磁気回路Ｃ１，Ｃ２に発生する磁束が強くなる。
【００２２】
前記トランス１００では、一体物のＨ形コア１をインサート成形した単一のボビン２を有するだけであるから、コア片およびボビン片をそれぞれ一対ずつ有する従来の電磁誘導器に比較して、部品点数を削減できるとともに、一対のボビン片の接着工程が不要となり、しかも、ボビンを形成するためのインサート成形が１回で済むから、製造工数が減少して、その分だけコストダウンを達成することができる。
【００２３】
また、ボビン２は、一体物のＨ形コア１をインサート成形するので、従来の電磁誘導器のようなギャップを形成しないことに伴って、インサート成形に高精度が要求されなくなるので、成形が容易となる。ここで、Ｈ形コア１はギャップを有しないが、上述したように１次巻線１８および２次巻線１９の巻数の調整により１次巻線１８と２次巻線１９の結合係数を０．６〜０．８に容易に設定することができる。しかも、ギャップを有しないＨ形コア１を用いることにより、従来の一対のＴ字形コア片を組み合わせる場合に比較して、ギャップでの磁束の漏れが減少して透磁率が向上し、優れた磁気特性が得られるので、その分だけ１次および２次巻線１８，１９の巻数を減らして、トランス１００を小型化できる。
【００２４】
また、コア１の各アーム部３，４の先端３ｄ，４ｄは、各巻線１８〜２０の最外径面よりもボビン２の径方向外方まで延びているので、Ｈ形コア１の相対向する一対のアーム部３，４の先端間を通る磁気回路Ｃ１，Ｃ２内に１次巻線１８および２次巻線１９が存在する相対配置となリ、巻線電流とコア１の磁束の結合による電力変換効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る薄型電磁誘導器を示す平面図である。
【図２】同実施形態の正面図である。
【図３】同実施形態の縦断面図である。
【図４】（Ａ）は同実施形態のコアを示す正面図、（Ｂ）は同底面図である。
【図５】本発明の薄型電磁誘導器を適用できる高周波加熱装置を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  Ｈ形コア
２  ボビン
３，４  アーム部
７  脚部
８  筒部
９〜１２  つば
１８  １次巻線
１９  ２次巻線
Ｄ１  軸方向の寸法
Ｄ２  径方向の寸法
【図１】
2005057150.tif 000003
【図２】
2005057150.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005057150.tif 000006
【図５】
2005057150.tif 000007