(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ボビンと、該筒状ボビン内に挿入した棒状コアと、前記筒状ボビンの外周に装着した筒状コイル体と、からなるインダクタンス素子において、前記筒状ボビンは、一方の開口端に凹凸嵌合部および鍔片を、また他の開口端に当接片をそれぞれ設けた二個のボビン素体の、それぞれの前記凹凸嵌合部を相互に嵌合して構成し、前記当接片を前記棒状コアの端面に当接して前記筒状ボビン内に前記棒状コアを装着するとともに、前記筒状ボビンの外周に装着した固定リングと前記鍔片との間の前記筒状ボビンの外周に前記筒状コイル体を装着し、前記鍔片に、前記筒状コイル体の巻き始め引き出し線又は巻き終わり引き出し線を係止する第１係止片を設け、前記固定リングに、前記巻き始め引き出し線又は前記巻き終わり引き出し線を係止する第２係止片を設けたことを特徴とするインダクタンス素子。
【請求項２】
前記筒状コイル体の巻き始め引き出し線と巻き終わり引き出し線を外方に向かって拡開状態に構成すると共に前記巻き始め引き出し線と前記巻き終わり引き出し線とを拡開方向に抗して前記第１係止片又は前記第２係止片に係止することを特徴とする請求項１に記載のインダクタンス素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源装置、特に電源装置のインバータ回路等に用いられるインダクタンス素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インバータ回路等に用いられるインダクタンス素子は、合成樹脂等で構成される鼓状ボビンと、この鼓状ボビンに巻回したコイルと、鼓状ボビンの軸方向に形成された貫通孔に挿入したフェライト等の磁性材料で構成されるコアと、を組み合わせると共に、あらかじめ鼓状ボビンの基台部分にインサート成形された端子棒に、コイルの巻き始め引き出し線と巻き終わり引き出し線を巻き付け、且つこの両引き出し線を半田付けすることによりコイルの巻き始め引き出し線と巻き終わり引き出し線を端子棒に電気的接続して構成されている。これらは一般的に、自動巻線装置により鼓状ボビンにコイルを巻回し、またコイルの巻き始め引き出し線と巻き終わり引き出し線を端子棒に巻き付け、さらにコアを鼓状ボビン内に挿入して構成される。この従来技術として、例えば特開平８−１４８３６１号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
一方、自動巻線装置を利用して、いくつもの工程を経てインダクタンス素子を製造していく前述の方法以外に、コアやコイル体等インダクタンス素子を構成する部品を単体であらかじめ別々に製造しておき、それらを組み立てることによりインダクタンス素子を完成する方法がある。この従来技術として、例えば特開平９−２３２１５５号公報に記載のものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平８−１４８３６１号公報に記載のインダクタンス素子では、二個のＵ字型コアの、各一方の脚部をそれぞれ鼓状ボビン内に挿入し、各突き合わせ面を互いに衝合することにより、ロ字型コアを形成しているが、二個のＵ字型コアを一体に固着し、鼓状ボビンに固定する際に、Ｕ字型の弾性金属板からなる押さえ具を別途用意し、これをロ字型コアの外周に嵌挿しなければならない。また、一般的に用いられている方法では、コアを鼓状ボビンに固定する際に、絶縁テープ等をコアの外周に巻着しなければならない。
【０００５】
さらに、特に断面が丸形のコイルでは、コイルを鼓状ボビンに巻回した後、巻回したコイルが弛緩してしまうため、鼓状ボビンに巻回された形状を保持し、且つ鼓状ボビンに固定するのに、巻回したコイルの外囲に絶縁テープ等を巻着しなければならない。さらに、コイルの巻き始め引き出し線及び巻き終わり引き出し線を、鼓状ボビンの基台部分に設けられた端子棒に巻き付け、半田付けすることで電気的に接続しなければならない。その結果、インダクタンス素子の製造工数が増加してしまう。
【０００６】
また、上記特開平９−２３２１５５号公報に記載のインダクタンス素子では、コイルの形状をボビンがなくても保持できるボビンレスのコイルが用いられているが、中脚が円柱状になったＥ型コアを使用しており、コアの加工が容易ではなく、また製造コストも高い。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術が有していた問題を解決しようとするものであり、インダクタンス素子において、コイルを予め巻回された形状を有する筒状コイル体に構成し、また、固定リングと、筒状ボビンに設けた鍔片および係止片とを備えることにより、筒状ボビンへのコアとコイルの固定が容易に行える。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、筒状ボビンと、該筒状ボビン内に挿入した棒状コアと、前記筒状ボビンの外周に装着した筒状コイル体と、からなるインダクタンス素子において、前記筒状ボビンは、一方の開口端に凹凸嵌合部および鍔片を、また他の開口端に当接片をそれぞれ設けた二個のボビン素体の、それぞれの前記凹凸嵌合部を相互に嵌合して構成し、前記当接片を前記棒状コアの端面に当接して前記筒状ボビン内に前記棒状コアを装着するとともに、前記筒状ボビンの外周に装着した固定リングと前記鍔片との間の前記筒状ボビンの外周に前記筒状コイル体を装着し、前記鍔片に、前記筒状コイル体の巻き始め引き出し線又は巻き終わり引き出し線を係止する第１係止片を設け、前記固定リングに、前記巻き始め引き出し線又は前記巻き終わり引き出し線を係止する第２係止片を設けたことを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、コアを棒状とすることにより、コアの加工が容易となり、また汎用コアの利用も可能となる。また、筒状ボビン内に棒状コアを装着すると、両者が一体に固定されるため、棒状コアを筒状ボビンに固定するのが容易になり、インダクタンス素子の製造工数が減少される。
【００１０】
また、筒状ボビンに装着した筒状コイル体は弛緩することがなく、巻回された形状を容易に保持できる。さらに、絶縁テープを巻着するなどの煩わしい作業を行なわなくとも、筒状コイル体を筒状ボビンに容易に固定することができる。
【００１２】
さらに本発明は、筒状コイル体の巻き始め引き出し線又は巻き終わり引き出し線が所定位置に固定されるため、インダクタンス素子の端子棒として両引き出し線をそのまま用いることができる。また、従来のように両引き出し線をインダクタンス素子の端子棒に巻き付けて半田付けする作業を行う必要が無くなり、インダクタンス素子の製造工数が減少される。
【００１３】
さらに本発明は、前記筒状コイル体は、前記巻き始め引き出し線と前記巻き終わり引き出し線の両方を前記筒状コイル体の一つの端面側に位置させ、かつ前記巻き始め引き出し線と前記巻き終わり引き出し線を前記第１係止片又は前記第２係止片のいずれかに係止することを特徴とする。さらに、前記筒状コイル体の前記巻き始め引き出し線と前記巻き終わり引き出し線を外方に向かって拡開状態に構成すると共に前記巻き始め引き出し線と前記巻き終わり引き出し線とを前記第１係止片又は前記第２係止片に係止するに際しては、拡開方向に抗して係止することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、筒状コイル体を筒状ボビンへ装着する方向により、インダクタンス素子の端子棒の配置を可変することが可能となる。その結果、プリント基板等にインダクタンス素子を実装する際、プリント基板のパターンに自由度を持たせることが可能となる。また、両引き出し線の有する拡開方向へ作用する復元力のみで、両引き出し線を第１係止片又は第２係止片に係止し固定することができるため、両引き出し線を定位置に固定するのが容易になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は本発明によるインダクタンス素子の正面図、図２は本発明によるインダクタンス素子の側面図、図３は本発明によるインダクタンス素子の分解斜視図、図４は本発明によるインダクタンス素子の横断面図である。
【００１６】
本発明のインダクタンス素子Ｅは、筒状ボビン１と、筒状ボビン１の内部に挿入される棒状コア２と、筒状ボビン１の外周に装着される筒状コイル体３と、から構成される。これら筒状ボビン１、棒状コア２、および筒状コイル体３はそれぞれ単体で別々に製造され、それらを一箇所に集めてインダクタンス素子Ｅが組み立てられるようになっている。
【００１７】
筒状ボビン１は、周知の絶縁性合成樹脂からなる筒状のボビン素体１ａを二個組み合わせて構成される。各ボビン素体１ａは、筒部１ｂと、一方の開口端の外周に設けられた鍔片４と、他方の開口端に設けられた当接片５と、から構成されている。鍔片４の外周には、凸部６ａおよび凹部６ｂが相対向して設けられている。そして図４に示すように、一方のボビン素体１ａの凸部６ａを他方のボビン素体１ａの凹部６ｂに、また一方のボビン素体１ａの凹部６ｂを他方のボビン素体１ａの凸部６ａにそれぞれ相互に嵌合することにより、筒状ボビン１が構成される。その際、それぞれの鍔片４の表面側が衝合される。なお、凸部６ａと凹部６ｂの二つをまとめて凹凸嵌合部６と呼ぶ。
【００１８】
また、各鍔片４の裏面側には筒部１ｂの外周と所定間隔を有するように第１係止片８が左右一対設けられており、この第１係止片８は後述する筒状コイル体３のコイル３ａの巻き始め引き出し線７ａまたは巻き終わり引き出し線７ｂを係止するようになっている。
【００１９】
棒状コア２は、磁性材料であるフェライトを円柱型に構成したコア素子２ａを二個使用して構成される。コア素子２ａは、ボビン素体１ａの内径よりも僅かに小さい径を有し、且つその筒部１ｂの長さと同じ長さを有する。かかるコア素子２ａをそれぞれのボビン素体１ａの筒部１ｂ内に挿入し、その後ボビン素体１ａ同志を接合することにより、筒状ボビン１内でコア素子２ａの端面同志が接合されて、棒状コア２が構成される。
【００２０】
筒状コイル体３は、絶縁被覆を施された約１．３ｍｍの径を有するコイル３ａを、コイル体製造機や発條製造機等を用いることにより、ボビン素体１ａの筒部１ｂの外径よりも僅かに大きい内径を有し、且つ鍔片４と固定リング１０（後述する）との離間距離とほぼ同じ所定幅を有する筒状体に作られる。
【００２１】
また、筒状コイル体３は、コイル３ａを隣接するコイル３ａ間が密接するように巻回して行き、所定幅巻回した後折り返してその外側部分を巻き始め点まで巻回する二重巻きをしてある。その結果、コイル３ａの巻き始め引き出し線７ａと巻き終わり引き出し線７ｂは筒状コイル体３の同一の端面に位置される。
【００２２】
巻き始め引き出し線７ａと巻き終わり引き出し線７ｂは外方に拡開状態になるように、両引き出し線７ａ、７ｂのなす角度を略９０度とし、両引き出し線７ａ、７ｂを互いに引き寄せようとすると、バネと同様の復元力が拡開方向へ作用するようにしてある。本発明では、かかる筒状コイル体３を二個のボビン素体１ａにそれぞれ一個ずつ装着する。
【００２３】
固定リング１０は筒状ボビン１と同様の合成樹脂材からなり、筒状コイル体３を固定する鍔部１０ａと、この鍔部１０ａに設けた第２係止片９（第１係止片８と同様な機能を有する）と、左右一対の係止爪１０ｂと、から構成されている。固定リング１０を筒状ボビン１に係着したとき、第２係止片９は第１係止片８と相互に向き合う。
【００２４】
次に、インダクタンス素子Ｅの組立方法を、図３に基づいて説明する。まず、コア素子２ａをボビン素体１ａの筒部１ｂ内部に挿入する。その際、コア素子２ａの一方の端面は当接片５に当接され、他方の端面は鍔片４の表面側と同一面上に位置される。次に、ボビン素体１ａの筒部１ｂ上に筒状コイル体３を、当接片５の設けられた開口端側より装着する。この実施例では、筒状コイル体３の巻き始め引き出し線７ａおよび巻き終わり引き出し線７ｂが、ともに当接片５の設けられた開口端側に位置するよう筒状コイル体３を装着する。
【００２５】
さらに、固定リング１０を、当接片５が設けられた筒部１ｂの開口端側の外周に装着する。その装着方法は、左右一対の係止爪１０ｂをボビン素体１ａの筒部１ｂに設けた左右一対の係止孔１ｃに係着して、固定リング１０をボビン素体１ａに固定する。固定リング１０をボビン素体１ａに固定（係着）することにより、筒状コイル体３はその両端面を、鍔片４および鍔部１０ａにより挟み付けられる。その結果、筒状コイル体３は、筒部１ｂ上をその巻き軸方向にスライド移動することなく、筒部１ｂ上に固定される。（図４参照）
【００２６】
また、巻き始め引き出し線７ａと巻き終わり引き出し線７ｂを、拡開方向への復元力を利用して第２係止片９の内側に係止し固定する。（図１参照）そして、両引き出し線７ａ、７ｂの絶縁被覆を剥離し、その剥離部分に予備半田付けを施してインダクタンス素子Ｅの端子棒として用いる。
【００２７】
上記のようにして構成されたものをユニット１１と呼ぶ。このユニット１１と同様の方法により、ユニット１２を構成する。ユニット１１およびユニット１２の、それぞれのボビン素体１ａの凸部６ａと凹部６ｂとをそれぞれ相互に嵌合することにより、それぞれの鍔片４が衝合され、二個のボビン素体１ａは一体に固着されて筒状ボビン１が形成される。また、筒状ボビン１の内部で、二個のコア素子２ａの、互いの突き合わせ面が衝合されて棒状コア２が形成される。その結果、ユニット１１とユニット１２とが合体され、インダクタンス素子Ｅが完成される。（図４参照）
【００２８】
本実施例では、筒状ボビン１に装着された、二個の筒状コイル体３の、それぞれの巻き始め引き出し線７ａと巻き終わり引き出し線７ｂが、ともに第２係止片９に係止されている。他の実施例を示す図５では、二個の筒状コイル体３のうち一方が、筒状ボビン１に逆方向に装着されており、この両引き出し線７ａ、７ｂは、ともに第１係止片８に係止されている。したがって、筒状コイル体３の筒状ボビン１への装着方向により、インダクタンス素子Ｅの端子棒の配置を可変することができるため、インダクタンス素子Ｅを実装するプリント基板のパターンに合致した端子棒の配置とすることが可能となる。
【００２９】
以上、本発明の実施例について説明したが、その他の態様でも実施し得るものである。例えば、図６に示すように、当接片５を、ボビン素体１ａの開口端の上下左右４ヶ所に設けてもよい。以上、本発明を種々説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できるものである。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の請求項１のインダクタンス素子によれば、棒状コアおよび筒状コイル体の筒状ボビンへの固定が、筒状ボビンおよび固定リングにより行われるので、インダクタンス素子を組み立てていく過程で、棒状コアおよび筒状コイル体が筒状ボビンに固定される。その結果、棒状コアおよび筒状コイル体の筒状ボビンへの固定が容易に行える。また、棒状コア、筒状コイル体、筒状ボビン、および固定リングは、それぞれ単体で別々に製造され、それらを一箇所に集めてインダクタンス素子が組み立てることができるので、インダクタンス素子の製造が簡便となり、インダクタンス素子の製造工数が減少される。
【００３１】
また、本発明のインダクタンス素子は、インダクタンス素子の端子棒として両引き出し線をそのまま用いることができる。また、従来のように、両引き出し線をインダクタンス素子の端子棒に巻き付けて半田付けする作業を行う必要が無くなる。その結果、インダクタンス素子の製造工数が減少される。
【００３２】
また、本発明のインダクタンス素子は、筒状コイル体の巻き始め引き出し線と巻き終わり引き出し線の両方を筒状コイル体の一つの端面側に位置させているので、筒状コイル体の筒状ボビンへの装着方向により、インダクタンス素子の端子棒の配置を可変することが可能となる。その結果、プリント基板等にインダクタンス素子を実装する際、プリント基板のパターンに自由度を持たせることが可能となる。
【００３３】
さらに、本発明のインダクタンス素子は、巻き始め引き出し線と巻き終わり引き出し線とを第１係止片又は第２係止片に係止する際、拡開方向へ作用する復元力に抗して係止するようにしたので、両引き出し線を定位置に固定するのが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例を示すインダクタンス素子の正面図。
【図２】  図１の側面図。
【図３】  図１の分解斜視図。
【図４】  図１の横断面図。
【図５】  本発明の他の実施例を示すインダクタンス素子の正面図。
【図６】  本発明によるインダクタンス素子の当接片の変形例を示すボビン素体の要部斜視図。
【符号の説明】
Ｅ    インダクタンス素子
１    筒状ボビン
１ａ  ボビン素体
１ｂ  筒部
１ｃ  係止孔
２    棒状コア
２ａ  コア素子
３    筒状コイル体
３ａ  コイル
４    鍔片
５    当接片
６    凹凸嵌合部
６ａ  凸部
６ｂ  凹部
７ａ  巻き始め引き出し線
７ｂ  巻き終わり引き出し線
８    第１係止片
９    第２係止片
１０  固定リング
１０ａ  鍔部
１０ｂ  係止爪
１１、１２  ユニット
【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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