(57)【要約】【課題】封止構造の構築を容易ならしめるコイル装置を提供する。【解決手段】コイル装置は、コア１と、コイル部２と、シール部３とを備える。コイル部２は、コア１に導線が層間絶縁シートを介して複数層に巻回されると共に、筒状に巻かれた外層絶縁シートにより導線の最外層が覆われたものである。そして、コイル部２は、外層絶縁シートの外面で構成される周面と、外層絶縁シートの開口端縁を外周縁とする端面とを持つ。シール部３は、コイル部２の端面のうちのコア１から露出した露出領域を封止するものである。具体的には、シール部３は、露出領域を覆った絶縁シート３１と、被覆絶縁シート３１とコイル部２との隙間を露出領域の縁に沿って埋めたシール材３２とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、
前記コアに導線が層間絶縁シートを介して複数層に巻回されると共に、筒状に巻かれた外層絶縁シートにより前記導線の最外層が覆われたコイル部であって、前記外層絶縁シートの外面で構成される周面と、前記外層絶縁シートの開口端縁を外周縁とする端面とを持ったコイル部と、
前記コイル部の前記端面のうちの前記コアから露出した露出領域を封止するシール部と、
を備え、
前記シール部は、前記露出領域を覆った被覆絶縁シートと、前記被覆絶縁シートと前記コイル部との隙間を前記露出領域の縁に沿って埋めたシール材とを含む、コイル装置。
【請求項２】
前記導線に電気的に接続されると共に前記露出領域から引き出されたリード線を更に備え、
前記被覆絶縁シートには貫通孔が形成されており、
前記貫通孔は、これに前記リード線が通された状態で、前記シール材の一部により封止されている、請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
前記被覆絶縁シートには、その縁から前記貫通孔まで延びた切込みが形成されている、請求項２に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記露出領域から前記リード線が複数引き出されており、
前記被覆絶縁シートには、前記貫通孔が、前記リード線に対応して複数箇所に形成されており、且つ、隣り合う少なくとも２つの貫通孔が互いに繋がれている、請求項２に記載のコイル装置。
【請求項５】
前記コアは、前記導線が巻回された第１コア部と、前記第１コア部と共に磁気回路を形成する第２コア部とを含み、
前記第２コア部は、前記コイル部の前記端面を部分的に覆っており、これにより前記露出領域は、前記第２コア部で分断されてその第２コア部の両側２箇所に形成されており、
前記シール部は、前記２箇所に形成されている露出領域の各々を封止している、請求項１〜４の何れか１つに記載のコイル装置。
【請求項６】
前記シール材は接着性を有する、請求項１〜５の何れか１つ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、トランスを含むコイル装置に関し、特にコイル装置の封止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
コイル装置の一例であるトランスには、図３（ａ）及び（ｂ）に示された構成を持つものが多く存在する（例えば、特許文献１参照）。即ち、このトランスは、コア１とコイル部２とを備えており、コイル部２は、コア１に導線２１が層間絶縁シート２２を介して複数層に巻回されると共に、筒状に巻かれた外層絶縁シート２３により導線２１の最外層が覆われたものである。そして、コイル部２は、外層絶縁シート２３の外面で構成される周面２ａと、外層絶縁シート２３の開口端縁２３ａ及び２３ｂをそれぞれの外周縁とする端面２ｂ及び２ｃとを持っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８５２３９号公報
【特許文献２】特開平１０−２６１５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記構成のトランスでは、導線２１の各層が層間絶縁シート２２で挟まれているに過ぎない。このため、粉塵（鉄粉等）が生じ易い環境で使用される電気機器（溶接機等）にトランスを使用した場合、コイル部２の端面２ｂ及び２ｃからは、粉塵が、隣接する層間絶縁シート２２の隙間を通じてコイル部２の内部に侵入する虞があった。粉塵は、層間絶縁シート２２を破いて層間の電気的な短絡を生じさせ得るものである。
【０００５】
この様な粉塵の侵入を防止するべく、従来から用いられている樹脂封止の技術を、コイル部２のうちのコア１からの露出部分に適用することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。しかし、樹脂封止は、トランスの重量を著しく増加させるといった問題や、製造工程を煩雑化させるといった問題を生じるため、あまり好ましくない。
【０００６】
又、導線２１の巻き芯として用いられるボビンに一体的に形成された鍔部により、コイル部２の端面２ｂ及び２ｃを覆うことが考えられる（例えば、特許文献２参照）。しかし、この様なボビンは、トランスの設計変更ごとに、鍔部の形状やサイズを含めてボビン自体の設計変更を強要するため、汎用性の面であまり好ましくない。
【０００７】
更に、コイル部２の端面２ｂ及び２ｃのうちのコア１から露出した領域全体を、シリコンゴム等のシール材で隙間を埋めて覆うことが考えられる。しかし、シール材のこの様な使用方法は、シール材の使用量を著しく増加させ、製造コストを増加させるといった問題や、塗布後のシール材の乾燥のために長い時間を要するといった問題を生じる。
【０００８】
そこで本発明の目的は、封止構造の構築を容易ならしめ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、コアと、コイル部と、シール部とを備える。コイル部は、コアに導線が層間絶縁シートを介して複数層に巻回されると共に、筒状に巻かれた外層絶縁シートにより導線の最外層が覆われたものである。そして、コイル部は、外層絶縁シートの外面で構成される周面と、外層絶縁シートの開口端縁を外周縁とする端面とを持つ。シール部は、コイル部の端面のうちのコアから露出した露出領域を封止するものである。具体的には、シール部は、露出領域を覆った絶縁シートと、被覆絶縁シートとコイル部との隙間を露出領域の縁に沿って埋めたシール材とを含む。
【００１０】
上記コイル装置によれば、被覆絶縁シートとシール材とからシール部が構成されているため、金型等が必要となる樹脂封止に比べて、封止構造の構築が容易に実現される。又、露出領域全体がシール材で被覆されたものに比べて、シール材の使用量が著しく減少する。よって、製造コストが削減されると共に、塗布後のシール材を短時間で乾燥させることが可能になる。更に、シール部が軽量な部材（被覆絶縁シートとシール材）で構成されるため、コイル装置の重量を著しく増加させることがない。
【００１１】
加えて、上記コイル装置によれば、露出領域がシール部で封止されることにより、露出領域からの粉塵（鉄粉等）の侵入が防止される。よって、粉塵が原因となって生じ得るコイル部内での電気的な短絡が、上記コイル装置では防止される。又、コイル装置の設計変更が必要となった場合であっても、封止構造については被覆絶縁シートの形状やサイズを変更するだけで済むので、汎用性の面で上記コイル装置は好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るコイル装置によれば、そのコイル装置への封止構造の構築が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態であるトランスを（ａ）右側及び（ｂ）左側のそれぞれから見て示した斜視図である。
【図２】トランスが備えるコアの斜視図である。
【図３】トランスについてシール部が構築される前の状態を（ａ）右側及び（ｂ）左側のそれぞれから見て示した斜視図であって、コイル部の一部を破断して示したものである。
【図４】（ａ）本発明の第２実施形態であるトランス、及び（ｂ）そのトランスについて貫通孔が封止される前の状態をそれぞれ示した斜視図である。
【図５】（ａ）第２実施形態のトランスについての第１変形例、及び（ｂ）そのトランスについて貫通孔が封止される前の状態をそれぞれ示した斜視図である。
【図６】（ａ）第２実施形態のトランスについての第２変形例、及び（ｂ）そのトランスについて貫通孔が封止される前の状態をそれぞれ示した斜視図である。
【図７】（ａ）第２実施形態のトランスについての第３変形例、及び（ｂ）そのトランスについて貫通孔が封止される前の状態をそれぞれ示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［１］第１実施形態
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１実施形態であるトランスを右側及び左側のそれぞれから見て示した斜視図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示される様に、トランスは、コア１と、コイル部２と、シール部３とを備える。以下、具体的に説明する。尚、以下に説明する構成を持ったトランスは、様々な電気機器への使用が可能であり、特に粉塵（鉄粉等）が生じ易い環境で使用される電気機器（溶接機等）への使用に適したものである。
【００１５】
図２は、コア１の斜視図である。図２に示される様に、コア１は、コイル部２の軸心となる第１コア部１１と、第１コア部１１と共に磁気回路を形成する第２コア部１２とを含む。具体的には、第２コア部１２は、コア１の外枠部分を構成しており、第１コア部１１を通るループ状の磁気回路を、第１コア部１１の両側（図２では上下）にそれぞれ形成する。
【００１６】
又、コア１は、所定形状に型抜きされた複数の平板１３が積層されると共に留め具１４により一体化されたものである。そして、留め具１４は、積層された平板１３を両側から挟み込む固定板１４１と、固定板１４１及び平板１３の全てを複数箇所の各々で貫通するボルト１４２と、ボルト１４２の両端部に螺合されると共に固定板１４１及び平板１３を両側から締め付けるナット１４３とから構成されている。尚、コア１の形状及びその製造方法は、ここで説明したものに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００１７】
図３（ａ）及び（ｂ）は、トランスについてシール部３が構築される前の状態を右側及び左側のそれぞれから見て示した斜視図であって、コイル部２の一部を破断して示したものである。図３（ａ）及び（ｂ）に示される様に、コイル部２は、コア１に導線２１が層間絶縁シート２２を介して複数層に巻回されたものである。具体的には、導線２１は、第１コア部１１に巻回されており、導線２１には、１次巻線を構成するものと、２次巻線を構成するものとが少なくとも含まれている。一例として、コイル部２において、２次巻線の内側に１次巻線が形成されている。尚、導線２１は、線状のものであってもよいし、板状のものであってもよい。
【００１８】
更に、コイル部２は、筒状に巻かれた外層絶縁シート２３を有しており、この外層絶縁シート２３により導線２１の最外層が覆われている。従って、コイル部２は、外層絶縁シート２３の外面で構成される周面２ａと、外層絶縁シート２３の開口端縁２３ａ及び２３ｂをそれぞれの外周縁とする端面２ｂ及び２ｃとを持っている。尚、外層絶縁シート２３には、層間絶縁シート２２と同じ材質のものが用いられてもよいし、異なる材質のものが用いられてもよい。後者の例として、外層絶縁シート２３には、層間絶縁シート２２よりも強度の高い厚みのある絶縁紙を用いることができる。即ち、外層絶縁シート２３には、層間絶縁シート２２より破れにくい材質のものを用いることができる。
【００１９】
そして、コイル部２の端面２ｂは、コア１の第２コア部１２によって部分的に覆われており、これにより端面２ｂには、第２コア部１２から露出した露出領域２４が形成されている。具体的には、露出領域２４は、第２コア部１２で分断されてその第２コア部１２の両側２箇所に形成されている。コイル部２の端面２ｃについても同様である。
【００２０】
図１（ａ）及び（ｂ）に示される様に、シール部３は、コイル部２の端面２ｂ及び２ｃのうちの露出領域２４の各々を封止するものである。具体的には、シール部３は、露出領域２４を覆った被覆絶縁シート３１と、シール材３２とを含む。ここで、被覆絶縁シート３１には、シール部３の封止性を維持するべく、破れにくい材質のものが用いられることが好ましい。例えば、被覆絶縁シート３１には、層間絶縁シート２２より破れにくい材質のものを用いることができる。尚、被覆絶縁シート３１には、層間絶縁シート２２と異なる材質のものに限らず、同じ材質のものが用いられてもよい。
【００２１】
又、本実施形態において、被覆絶縁シート３１には、露出領域２４と形状が類似し且つ露出領域２４よりもサイズが僅かに大きいものが採用されている。尚、被覆絶縁シート３１の形状及びサイズは、これに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、被覆絶縁シート３１として、露出領域２４と形状及びサイズの何れをも一致させたものが採用されてもよい。
【００２２】
そして、シール材３２は、被覆絶縁シート３１とコイル部２との隙間を露出領域２４の縁２４ａに沿って埋めている。ここで、縁２４ａは、外層絶縁シート２３の開口端縁２３ａ又は２３ｂのうちの第２コア部１２から露出した部分に一致している。又、シール材３２は、被覆絶縁シート３１とコア１との隙間を露出領域２４の縁２４ｂに沿って埋めている。ここで、縁２４ｂは、露出領域２４と第２コア部１２との境界線に一致している。
【００２３】
更に、シール材３２には、封止性と接着性とを兼ね備えた塗布材料が用いられている。この様な材料として、例えばシリコンゴムが挙げられる。これにより、シール材３２は、被覆絶縁シート３１をコイル部２に固定する接着材としても用いられている。尚、本実施形態では、露出領域２４の縁２４ａに沿った箇所にのみシール材３２が用いられているが、これに限定されるものではない。例えば、シール材３２は、露出領域２４全体を被覆した従来のものよりも少ない量で露出領域２４に薄く塗布されてもよい。この場合、塗布されたシール材３２を介して被覆絶縁シート３１が露出領域２４に貼り付けられ、その結果として露出領域２４がシール部３により封止される。
【００２４】
第１実施形態のトランスによれば、被覆絶縁シート３１とシール材３２とからシール部３が構成されているため、金型等が必要となる樹脂封止に比べて、封止構造の構築が容易に実現される。又、露出領域２４全体がシリコンゴム等のシール材で隙間を埋めて被覆されたものに比べて、シール材３２の使用量が著しく減少する。よって、製造コストが削減されると共に、塗布後のシール材３２を短時間で乾燥させることが可能になる。更に、シール部３が軽量な部材（被覆絶縁シート３１とシール材３２）で構成されるため、トランスの重量を著しく増加させることがない。
【００２５】
加えて、第１実施形態のトランスによれば、露出領域２４がシール部３で封止されることにより、露出領域２４からの粉塵（鉄粉等）の侵入が防止される。よって、粉塵が原因となって生じ得るコイル部２内での電気的な短絡が、上記トランスでは防止される。又、トランスの設計変更が必要となった場合であっても、封止構造については被覆絶縁シート３１の形状やサイズを変更するだけで済むので、汎用性の面で、上記構成を持ったトランスは好ましい。
【００２６】
［２］第２実施形態
図４（ａ）は、本発明の第２実施形態であるトランスを示した斜視図である。図４（ａ）に示される様に、トランスは、コア１と、コイル部２と、シール部３と、リード線４１及び４２とを備える。尚、コア１及びコイル部２は、第１実施形態で説明したものと同じである。
【００２７】
リード線４１及び４２は、コイル部２の導線２１に電気的に接続されると共に露出領域２４から引き出されている。これらのリード線４１及び４２は、１次コイルへの電力の供給や、２次コイルからの電力の取出しに用いられる。
【００２８】
シール部３は、第１実施形態と同様、被覆絶縁シート３１とシール材３２とを含む。そして、第２実施形態のトランスでは更に、被覆絶縁シート３１に、リード線４１及び４２に対応して２箇所にそれぞれ貫通孔３１１及び３１２が形成されている（図４（ｂ）参照）。そして、貫通孔３１１及び３１２はそれぞれ、対応するリード線４１及び４２が通された状態で、シール材３２の一部により封止されている（図４（ａ）参照）。尚、図４（ｂ）は、トランスについて貫通孔３１１及び３１２が封止される前の状態を示した斜視図である。
【００２９】
第２実施形態のトランスによれば、リード線４１及び４２の引き出しを可能にしつつ、貫通孔３１１及び３１２からの粉塵の侵入を防止することができる。よって、第１実施形態と同様、露出領域２４からの粉塵（鉄粉等）の侵入が防止される。尚、リード線の本数は２本に限定されるものではなく、１本であってもよいし、３本以上の複数本であってもよい。又、貫通孔の数や形成箇所は、リード線の本数に応じて適宜変更することができる。
【００３０】
図５（ａ）は、第２実施形態のトランスについての第１変形例を示した斜視図であり、図５（ｂ）は、トランスについて貫通孔３１１及び３１２が封止される前の状態を示した斜視図である。図５（ｂ）に示される様に、被覆絶縁シート３１には、貫通孔３１１及び３１２のそれぞれに対応させて切込み３１１ｃ及び３１２ｃが形成されていてもよい。ここで、被覆絶縁シート３１は、露出領域２４を覆ったときに露出領域２４の縁２４ａ及び２４ｂにそれぞれ沿うことになる縁３１ａ及び３１ｂを持っている。そして、第１変形例では、切込み３１１ｃ及び３１２ｃはそれぞれ、被覆絶縁シート３１の縁３１ａから延びて、対応する貫通孔３１１及び３１２に達している。
【００３１】
第１変形例のトランスによれば、コイル部２に対して被覆絶縁シート３１を所定位置（露出領域２４を覆う位置）に配置する際に、切込み３１１ｃ及び３１２ｃを通じてリード線４１及び４２をそれぞれ貫通孔３１１及び３１２内へ導くことができる。よって、被覆絶縁シート３１の取付けが容易になる。
【００３２】
図６（ａ）は、第２実施形態のトランスについての第２変形例を示した斜視図であり、図６（ｂ）は、トランスについて貫通孔３１１及び３１２が封止される前の状態を示した斜視図である。図６（ｂ）に示される様に、切込み３１１ｃ及び３１２ｃはそれぞれ、被覆絶縁シート３１の縁３１ｂから延びて、対応する貫通孔３１１及び３１２に達していてもよい。
【００３３】
第２変形例のトランスによれば、コイル部２に対して被覆絶縁シート３１を所定位置（露出領域２４を覆う位置）に配置する際に、被覆絶縁シート３１を露出領域２４に沿ってスライドさせつつ、切込み３１１ｃ及び３１２ｃを通じてリード線４１及び４２をそれぞれ貫通孔３１１及び３１２内へ導くことができる。よって、被覆絶縁シート３１の取付けが容易になる。
【００３４】
図７（ａ）は、第２実施形態のトランスについての第３変形例を示した斜視図であり、図７（ｂ）は、トランスについて貫通孔３１１及び３１２が封止される前の状態を示した斜視図である。図７（ｂ）に示される様に、被覆絶縁シート３１には、貫通孔３１１及び３１２を互いに繋ぐスリット３１３が形成されていてもよい。尚、貫通孔３１１及び３１２を互いに繋ぐものは、スリット３１３に限定されず、例えば長孔や切込みなど、貫通孔どうしを互いに繋ぐことのできるものであればよい。
【００３５】
第３変形例のトランスによれば、コイル部２に対して被覆絶縁シート３１を所定位置（露出領域２４を覆う位置）に配置する際に、貫通孔３１１及び３１２を互いに繋ぐ部分（スリット３１３等）にリード線４１及び４２を纏めて通し、その後にリード線４１及び４２をそれぞれ対応する貫通孔３１１及び３１２内へ導くことができる。よって、被覆絶縁シート３１の取付けが容易となる。尚、被覆絶縁シート３１に３つ以上の複数の貫通孔が形成されている場合、スリット３１３は、隣り合う少なくとも２つの貫通孔を互いに繋ぐものであり、３つ以上の複数の貫通孔を繋いでいてもよい。
【００３６】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００３７】
例えば、第１及び第２変形例において、切込み３１１ｃ及び３１２ｃ上にもシール材３２の一部が塗布されており、これにより切込み３１１ｃ及び３１２ｃが封止されていてもよい。これにより、シール部３の封止性が高まり、その結果としてトランスの防塵性がより高まることになる。又、上記第１及び第２実施形態、並びに第１〜第３変形例のトランスの各部構成は、トランスに限定されない種々のコイル装置に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  コア
２  コイル部
２ａ  周面
２ｂ、２ｃ  端面
３  シール部
１１  第１コア部
１２  第２コア部
１３  平板
１４  留め具
２１  導線
２２  層間絶縁シート
２３  外層絶縁シート
２３ａ、２３ｂ  開口端縁
２４  露出領域
２４ａ、２４ｂ  縁
３１  被覆絶縁シート
３１ａ、３１ｂ  縁
３２  シール材
４１、４２  リード線
１４１  固定板
１４２  ボルト
１４３  ナット
３１１、３１２  貫通孔
３１１ｃ、３１２ｃ  切込み
３１３  スリット
【図１】
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【図２】
2017117997.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017117997.tif 000008
【図７】
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