(57)【要約】【課題】Ｃ字状コア片と直方体状コア片とを組み合わせたコイル装置において、Ｃ字状コア片の形状のバラツキに拘わらず、所期のインダクタンス特性を得る。【解決手段】本発明に係るコイル装置は、環状のコアの周囲にコイルを巻装して構成され、該コアは、金属製の帯板を巻回して作製した環状の巻きコア部材を分断してなる一対のＣ字状コア片２と、該一対のＣ字状コア片２の間に介在する直方体状コア片３と、Ｃ字状コア片２と直方体状コア片３の対面面間に介在する磁気ギャップ部とを具え、磁気ギャップ部を介して互いに対向するＣ字状コア片２の端面と直方体状コア片３の端面の内、何れか一方の端面は、他方の端面の形状を拡大した形状を有している。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のコアの周囲にコイルを巻装して構成され、該コアは、金属製の帯板を巻回して作製した環状の巻きコア部材を分断してなる一対のＣ字状コア片と、該一対のＣ字状コア片の間に介在する直方体状コア片と、Ｃ字状コア片と直方体状コア片の対面面間に介在する磁気ギャップ部とを具え、前記磁気ギャップ部を介して互いに対向するＣ字状コア片の端面と直方体状コア片の端面の内、何れか一方の端面は、他方の端面の形状を拡大した形状を有していることを特徴とするコイル装置。
【請求項２】
前記一方の端面は、前記他方の端面の形状をその中心から四方へ向けて拡大した形状を有している請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
直方体状コア片の端面は、Ｃ字状コア片の端面の形状をＣ字状コア片の巻厚方向へ拡大した形状を有している請求項１に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記コアが貫通する角筒状のボビンを具え、該ボビンの外周面に前記コイルが巻装されており、該ボビンの内部には、前記直方体状コア片を収容すべき中央空間が形成されると共に、該中央空間の両側にはそれぞれ、前記Ｃ字状コアの先端部が挿入されるべき側方空間が形成されており、該側方空間の断面形状は、Ｃ字状コア片の端面の形状を拡大した形状を有し、Ｃ字状コア片の先端部が前記ボビンの側方空間へ挿入された状態で、該Ｃ字状コア片の先端部の外周面と該ボビンの内周面との間に合成樹脂が充填されている請求項１乃至請求項３の何れかに記載のコイル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種交流機器においてリアクターや変圧器等を構成するコイル装置に関し、特に環状のコアの周囲にコイルを巻装して構成されるコイル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のコイル装置において、積層型のコアを用いたものが知られている。積層型のコアは、例えば、金属製の帯板を巻回して作製した環状の巻きコア部材を分断してなる一対のＣ字状コア片と、該一対のＣ字状コア片の切断面の間に介在する少なくとも２つの積層型の直方体状コア片と、Ｃ字状コア片と直方体状コア片の対面間に介在する少なくとも４つの磁気ギャップ部とから構成されている(特許文献１参照)。
【０００３】
上記コイル装置においては、Ｃ字状コア片の端面と直方体状コア片の端面とが磁気ギャップ部を介して互いに対向しているため、磁気ギャップ部にて漏れ磁束が発生することとなり、磁気ギャップ部の厚さ(ギャップ長)や両端面の対向面積によってインダクタンス特性が決定されることになる。
【０００４】
従って、Ｃ字状コア片の端面と直方体状コア片の端面とは同一の面積を有する同一の形状に形成して、両端面を互いに正確に突き合わせることが行なわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４０４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、Ｃ字状コア片と直方体状コア片とを組み合わせたコイル装置においては、特にＣ字状コア片が、金属製の帯板を巻回して作製した環状の巻きコア部材を分断して作製されるため、Ｃ字状コア片の形状にある程度のバラツキが生じ、これによってＣ字状コア片の２つの端面の相対位置に誤差が生じることになる。
【０００７】
この結果、Ｃ字状コア片と直方体状コア片とを互いに突き合わせてコイル装置を組み立てたとき、Ｃ字状コア片の端面と直方体状コア片の端面との間に位置ズレが生じ、これによって両端面の対向面積が何れの端面の面積よりも小さくなり、所期のインダクタンス特性が得られない問題があった。
【０００８】
そこで本発明の目的は、Ｃ字状コア片と直方体状コア片とを組み合わせたコイル装置において、Ｃ字状コア片の形状のバラツキに拘わらず、所期のインダクタンス特性を得ることが出来るコイル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るコイル装置は、環状のコアの周囲にコイルを巻装して構成され、該コアは、金属製の帯板を巻回して作製した環状の巻きコア部材を分断してなる一対のＣ字状コア片と、該一対のＣ字状コア片の間に介在する直方体状コア片と、Ｃ字状コア片と直方体状コア片の対面面間に介在する磁気ギャップ部とを具え、前記磁気ギャップ部を介して互いに対向するＣ字状コア片の端面と直方体状コア片の端面の内、何れか一方の端面は、他方の端面の形状を拡大した形状を有している。
例えば、前記何れか一方の端面は、前記他方の端面の形状をその中心から四方へ向けて拡大した形状を有している。
或いは、直方体状コア片の端面は、Ｃ字状コア片の端面の形状をＣ字状コア片の巻厚方向へ拡大した形状を有している。
【００１０】
本発明に係るコイル装置によれば、Ｃ字状コア片の端面と直方体状コア片の端面の内、何れか一方の端面は、他方の端面の形状を拡大した形状を有しているので、Ｃ字状コア片の形状に多少のバラツキがあったとしても、Ｃ字状コア片の端面と直方体状コア片の端面とを互いに突き合わせた状態で、前記他方の端面が前記一方の端面の輪郭形状内に収まる様に両コアの相対位置を調節することが可能であり、これによって、Ｃ字状コア片の端面と直方体状コア片の端面の対向面積は、前記他方の端面の面積と正確に一致することになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るコイル装置によれば、Ｃ字状コア片の形状のバラツキに拘わらず、Ｃ字状コア片の端面と直方体状コア片の端面との対向面積を所定の大きさに設定することが可能であり、これによって所期のインダクタンス特性を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明に係るコイル装置の斜視図である。
【図２】図２は、該コイル装置の一部破断平面図である。
【図３】図３は、直方体状コア片を内蔵したボビンの断面図である。
【図４】図４は、舟部材に直方体状コア片を保持せしめる工程を示す斜視図である。
【図５】図５は、直方体状コア片を内蔵したボビンの斜視図である。
【図６】図６は、ボビンにＣ字状コア片を挿入した部分の断面図である。
【図７】図７は、Ｃ字状コア片の製造工程を示す平面図である。
【図８】図８は、直方体状コア片の製造工程を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係るコイル装置は、図１に示す如く、環状のコア(１)に一対のコイルアセンブリ(５)(５)を装着して構成され、各コイルアセンブリ(５)は、角筒状のボビン(８)と、該ボビン(８)の外周面に巻装されたコイル(７)とから構成されている。コア(１)は、２つのボビン(８)(８)を貫通して環状に伸びている。
【００１４】
２つのコイルアセンブリ(５)(５)を構成する２つのコイル(７)(７)は、１本の導線を巻回して形成されており、両コイル(７)(７)は渡り線(72)を介して互いに繋がっている。そして、両コイル(７)(７)からは、導線の巻き始め端部(71)と巻き終わり端部(73)が引き出されている。
コア(１)は、図２に示す如く、一対のＣ字状コア片(２)(２)と、両Ｃ字状コア片(２)(２)の間に介在する２つの直方体状コア片(３)(３)とから構成されている。
【００１５】
一対のＣ字状コア片(２)(２)の製造においては、図７(ａ)に示す如く、ケイ素鋼板やアモルファス材料からなる帯板を巻回することによって、環状の巻きコア部材(21)を作製した後、該巻きコア部材(21)を、図中に破線で示す１本の切断線Ａ−Ａに沿って分断することにより、同図(ｂ)に示す如く左右一対のＣ字状分割コア片(２)(２)を得る。
又、直方体状コア片(３)は、図８に示す如くケイ素鋼板やアモルファス材料からなる矩形の金属板(31)を複数枚積層したものである。
【００１６】
ここで、直方体状コア片(３)は、磁路と直交する断面がＣ字状コア片(２)の磁路と直交する断面よりも大きな形状を有し、これによって、直方体状コア片(３)の端面は、Ｃ字状コア片(２)の端面よりも大きな形状に形成されている。
【００１７】
ボビン(８)は、図５に示す如く、樹脂を一体成型してなる舟部材(87)と、後述の如くインサートモールドによって形成されたモールド樹脂壁(81)とから構成され、全体が角筒状を呈している。
【００１８】
舟部材(87)は、図４(ａ)に示す如く、平板状の底壁(87a)と、該底壁(87a)の両端部に垂直に突設された一対の側壁(87b)(87b)とから構成され、該舟部材(87)には、図４(ｂ)に示す様に、直方体状コア片(３)を構成する複数枚の金属板(31)が組み付けられる。これら複数枚の金属板(31)は積層状態で舟部材(87)により拘持され、容易に分離することはない。従って、後述のインサートモールド時の直方体状コア片(３)の取り扱いは容易である。
【００１９】
図３及び図５に示す如く、ボビン(８)を構成するモールド樹脂壁(81)は、直方体状コア片(３)を拘持した舟部材(87)を包含するインサートモールドによって形成され、舟部材(87)の底壁(87a)及び一対の側壁(87b)(87b)は、ボビン(８)の互いに直交する３つの壁面の一部を形成している。
【００２０】
又、ボビン(８)のモールド樹脂壁(81)の内周面には、直方体状コア片(３)を両側から挟持するリブ(85)(86)が内向きに突設されると共に、モールド樹脂壁(81)の両端部にはそれぞれ鍔部(82)が外向きに突設されている。ここで、リブ(85)(86)の厚さは、図２に示す如くＣ字状コア片(２)と直方体状コア片(３)との間に形成すべきギャップ長Ｇと同じ大きさに形成されている。
【００２１】
図５に示す如く、ボビン(８)の一方の鍔部(82)には、四角形の外形を形成する４つの端面の内、１つの端面に、後述の如くコイルの巻線を係止するための２つの係止溝(83)(84)が凹設されている。
【００２２】
上述のボビン(８)においては、舟部材(87)によって包囲された中央空間の両側に、一対の側方空間(80)(80)が形成されることになる。ここで、中央空間と側方空間(80)とは、コア(１)の磁路に直交する断面において同一の形状を有しており、中央空間には、直方体状コア片(３)が周囲に隙間を形成することなく収容されている。
【００２３】
ボビン(８)の外周面には、図１及び図２の如くコイル(７)が巻装されている。
ボビン(８)の一対の側方空間(80)(80)に対し、図２の如く一対のＣ字状コア片(２)(２)の端部が挿入されて、環状のコア(１)が構成される。該コア(１)においては、Ｃ字状コア片(２)の端面と直方体状コア片(３)の端面との間に前記リブ(85)(86)が介在して、コア(１)の磁路中には、４箇所に所定のギャップＧが設けられている。
【００２４】
上記コア(１)においては、直方体状コア片(３)の端面がＣ字状コア片(２)の端面よりも大きな形状に形成されているので、図６に示す様に、ボビン(８)の側方空間(80)の断面形状は、Ｃ字状コア片(２)の先端部の端面の形状を、上下方向へ所定の距離Ｓだけ拡大すると共に、左右方向へ所定の距離Ｔだけ拡大した形状を有することになる。
尚、ボビン(８)の側方空間(80)の断面形状は、Ｃ字状コア片(２)の先端部の端面の形状を、上下方向若しくは左右方向の何れか一方、例えばＣ字状コア片(２)の巻厚方向へ拡大した形状に形成することも可能である。
【００２５】
従って、Ｃ字状コア片(２)の形状に多少のバラツキがあったとしても、Ｃ字状コア片(２)の端面と直方体状コア片(３)の端面とを互いに突き合わせた状態で、Ｃ字状コア片(２)の端面が直方体状コア片(３)の端面の輪郭形状内に収まる様、両コア片(２)(３)の相対位置を調節することが可能であり、これによって、Ｃ字状コア片(２)の端面と直方体状コア片(３)の端面との対向面積は、Ｃ字状コア片(２)の端面の面積と正確に一致することになる。
【００２６】
図２に示す様に、各ボビン(８)の２つの側方空間にはそれぞれ、Ｃ字状コア片(２)の端部を包囲して接着剤(９)が充填され、該接着剤(９)によってＣ字状コア片(２)がボビン(８)に固定されている。
又、接着剤(９)は、直方体状コア片(３)の端面とＣ字状コア片(２)の端面の間に形成された隙間にも充填されており、これによって直方体状コア片(３)とＣ字状コア片(２)とが互いに連結固定されている。
【００２７】
上記コイル装置の組立工程においては、図３に示す如く直方体状コア片(３)を内蔵する一対のボビン(８)(８)を直列の位置関係に配置し、両ボビン(８)(８)の外周面に巻線を施す。巻線工程においては、先ず、一方のボビン(８)の一方の係止溝(83)に導線の巻き始め端部(71)を係止した状態で、該ボビンに一方向へ順次巻線を施した後、折り返して、逆方向に順次巻線を施し、その導線を該ボビンの他方の係止溝(84)に係止する。
【００２８】
続いて、前記係止溝(84)を通過させた渡り線(72)を他方のボビン(８)の一方の係止溝(83)に係止し、その状態で、該ボビンに一方向へ順次巻線を施した後、折り返して、逆方向に順次巻線を施し、その導線を該ボビンの他方の係止溝(84)に係止し、該係止溝から巻き終わり端部(73)を引き出す。
【００２９】
次に、一方のボビン(８)を他方のボビン(８)に対して１８０度回転させて、図１の如く両ボビン(８)(８)を互いに鍔部どうしが接触する並列の位置関係に並べる。これに伴って、一方のコイル(７)から他方のコイル(８)へ伸びる渡り線(72)が円弧状に屈曲して、両ボビン(８)(８)の隣接する係止溝(84)(83)の間に最短距離で張設されることとなる。
【００３０】
両ボビン(８)(８)に対するコイル(７)(７)の巻線工程の後、両ボビン(８)(８)へ一対のＣ字状コア片(２)(２)の先端部を挿入し、両ボビン(８)(８)に一対のＣ字状コア片(２)(２)を固定する。ここで、ボビン(８)の側方空間(80)の断面形状は、Ｃ字状コア片(２)の先端部の断面形状よりも大きいので、挿入作業は容易である。
【００３１】
Ｃ字状コア片(２)の挿入に先立って、ボビン(８)の側方空間に適量の接着剤を充填しておき、該接着剤によってＣ字状コア片(２)の端部をボビン(８)に固定する。ボビン(８)の側方空間に充填されている接着剤は、Ｃ字状コア片(２)の挿入に伴って、側方空間の奥部から開口側へ逆流し、図２に示す如くＣ字状コア片(２)の端部を広い面積で覆うこととなり、この結果、Ｃ字状コア片(２)とボビン(８)は大きな面積で接着され、より大きな接着力を得ることが出来る。
又、ボビン(８)の側方空間に充填された接着剤(９)は、Ｃ字状コア片(２)と直方体状コア片(３)の間の磁気ギャップ部となる領域にも充填され、この結果、Ｃ字状コア片(２)と直方体状コア片(３)とが互いに連結固定される。
【００３２】
この様にして組み立てられたコイル装置においては、Ｃ字状コア片(２)の端面と直方体状コア片(３)の端面との対向面積が、Ｃ字状コア片(２)の端面の面積と正確に一致することになるので、所期のインダクタンス特性を得ることが出来る。
【００３３】
又、直方体状コア片(３)とＣ字状コア片(２)とを異なる特性の材料(例えばケイ素鋼板やアモルファス材料等)を用いて作製することが出来るので、複数の材料の組み合わせによる合成特性を得ることが可能である。
【００３４】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、Ｃ字状コア片(２)の端面を直方体状コア片(３)の端面よりも大きく形成する構成を採用することも可能である。
又、直方体状コア片(３)は、ケイ素鋼板やアモルファス材料の他、磁性粉体やナノ結晶材から形成することも可能である。
更に、直方体状コア片(３)の積層方向は、Ｃ字状コア片(２)の積層方向に対して同一方向若しくは交差する方向とすることも可能である。
【００３５】
更に又、ボビン(８)に対する導線の巻線方法や係止方法は、上述の方法に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３６】
(１)  コア
(２)  Ｃ字状コア片
(３)  直方体状コア片
(31)  金属板
(５)  コイルアセンブリ
(７)  コイル
(８)  ボビン
(81)  モールド樹脂壁
(87)  舟部材
(80)  側方空間
(９)  接着剤
【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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