(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャップ部を挟んで対向する一対のコア端面が形成されたＣ字状コアと、Ｃ字状コアの表面に形成された絶縁層と、Ｃ字状コアの周囲に絶縁層を介して巻装されたチョークコイルと、Ｃ字状コアを共通の磁路としてチョークコイルと磁気的に結合されるべき検出コイルとから構成され、Ｃ字状コアのギャップ部は、Ｃ字状コアの中心軸と直交する断面における貫通方向が、コアの半径方向に対して傾斜しているコイル装置において、
前記絶縁層は、前記チョークコイルが巻付けられたコア被覆部と、前記検出コイルが巻付けられた検出コイル巻付け部とから構成され、該検出コイル巻付け部は、前記一対のコア端面の内、Ｃ字状コアの中心軸からの垂直距離が短い一方のコア端面の近傍位置に、前記コア被覆部と一体に形成されて、胴部と、胴部の両側部に突設された一対の鍔部とから構成され、該胴部に前記検出コイルが巻付けられており、
前記チョークコイルは、その一方の端部が前記絶縁層の検出コイル巻付け部の一対の鍔部の内、前記コア端面から遠い方の鍔部に対向して、前記絶縁層のコア被覆部に巻付けられていることを特徴とする電流検出機能を具えたコイル装置。
【請求項２】
ギャップ部を挟んで対向する一対のコア端面が形成されたＣ字状コアと、Ｃ字状コアの表面に形成された絶縁層と、Ｃ字状コアの周囲に絶縁層を介して巻装されたチョークコイルと、Ｃ字状コアを共通の磁路としてチョークコイルと磁気的に結合されるべき検出コイルとから構成され、Ｃ字状コアのギャップ部は、Ｃ字状コアの中心軸と直交する断面における貫通方向が、コアの半径方向に対して傾斜しており、前記チョークコイルは、予め作製した空芯コイルを前記ギャップ部を利用してＣ字状コアの周囲に装着したものであるコイル装置において、
前記絶縁層は、前記チョークコイルが巻付けられたコア被覆部と、前記検出コイルが巻付けられた検出コイル巻付け部とから構成され、該検出コイル巻付け部は、前記一対のコア端面の内、Ｃ字状コアの中心軸からの垂直距離が短い一方のコア端面の近傍位置に、前記コア被覆部と一体に形成されて、胴部と、胴部の両側部に突設された一対の鍔部とから構成され、該胴部に前記検出コイルが巻付けられていることを特徴とする電流検出機能を具えたコイル装置。
【請求項３】
ギャップ部を挟んで対向する一対のコア端面が形成されたＣ字状コアと、Ｃ字状コアの表面に形成された絶縁層と、Ｃ字状コアの周囲に絶縁層を介して巻装されたチョークコイルと、Ｃ字状コアを共通の磁路としてチョークコイルと磁気的に結合されるべき検出コイルとから構成され、Ｃ字状コアのギャップ部は、Ｃ字状コアの中心軸と直交する断面における貫通方向が、コアの半径方向に対して傾斜しているコイル装置の製造方法において、
前記絶縁層は、前記チョークコイルが巻付けられたコア被覆部と、前記検出コイルが巻付けられた検出コイル巻付け部とから構成され、該検出コイル巻付け部は、前記一対のコア端面の内、Ｃ字状コアの中心軸からの垂直距離が短い一方のコア端面の近傍位置に、前記コア被覆部と一体に形成されて、胴部と、胴部の両側部に突設された一対の鍔部とから構成され、
前記Ｃ字状コアの表面に前記絶縁層を形成した後、該絶縁層を構成する検出コイル巻付け部の胴部に前記検出コイルを巻付けると共に、予め作製した空芯コイルを前記ギャップ部を利用してＣ字状コアに装着することにより、前記チョークコイルを構成することを特徴とするコイル装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノイズフィルタ等に用いるチョークコイルと、該チョークコイルに流れる電流を検出して機器の出力制御や過電流検出による安全保護動作のための検出コイルとを組み合せて構成される、電流検出機能を具えたコイル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、交流電力を直流電力に変換してその出力をスイッチングするスイッチングレギュレータ等においては、ノイズ対策として、チョークコイルを用いることによって交流入力にスイッチング電流が戻らないようにしている。
【０００３】
例えば、図１７に示す如く、交流電源(７)から供給される交流電力を整流器(10)を経て平滑回路(９)に供給し、これによって得られる直流出力をスイッチングして負荷(101)に供給する装置においては、その交流側の回路に、チョークコイル(40)と電流検出用トランス(８)とが接続され、該電流検出用トランス(８)を構成する検出コイル(50)に対して並列に接続された電流検出抵抗(６)の検出値に基づいて、制御回路(100)が動作し、過電流保護等の各種保護動作及び制御動作が行なわれる。
【０００４】
しかしながら、図１７に示す装置においては、チョークコイル(40)と電流検出用トランス(８)とがそれぞれ別個の部品として構成されていたため、部品点数が増大して、装置が大型となる問題があった。
そこで、出願人は、従来のチョークコイル(40)と電流検出用トランス(８)とを一体化してなる小型のコイル装置を開発した(特開平12−36425号公報参照)。該コイル装置においては、図１６に示す如くチョークコイル(４)と検出コイル(５)とが共通のコア(３)により磁気的に連結されて、一体のコイル装置(12)が構成されている。具体的には、図１８及び図１９に示す如く、チョークコイルを巻装すべきＣ字状のコア(３)の周囲に、検出コイル(５)を具えたボビン(51)が装着されている。これによって、電流検出機能を具えた小型のコイル装置が実現される。
【０００５】
ところで、上記コイル装置においては、コア(３)の周囲に検出コイル(５)を配備するためのボビン(51)が必要であった。又、ボビン(51)の中央孔(53)へコア(３)を挿通させるために、中央孔(53)の形状がコア(３)の形状と一致しているか、僅かにコアの形状よりも大きい必要があり、コア(３)の形状に応じた多種のボビンを用意していた。更に、ボビン(51)の中央孔(53)へコア(３)を挿通させる工程においては、コア(３)のギャップにボビン(51)を差し込み、図１８に矢印で示す様に、ボビン(51)をコア(３)に沿って回動させるので、工程が煩雑であった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、電流検出機能を具えたコイル装置において、部品点数を削減すると共に、製造工程を簡素化することである。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係るコイル装置は、Ｃ字状コアと、Ｃ字状コアの表面に形成された絶縁層と、コアの周囲に絶縁層を介して巻装されたチョークコイルと、Ｃ字状コアを共通の磁路としてチョークコイルと磁気的に結合されるべき検出コイルとから構成される。
ここで、絶縁層は、前記チョークコイルが巻付けられたコア被覆部と、前記検出コイルが巻付けられた検出コイル巻付け部とから構成され、該検出コイル巻付け部は前記コア被覆部と一体に形成されている。
上記本発明に係るコイル装置においては、検出コイル巻付け部が、コアの周囲に絶縁層が形成されるのと同時に形成されるので、従来のコイル装置において検出コイルを巻き付けていたボビンは不要である。又、絶縁層の一部が検出コイル巻付け部となるので、絶縁層が形成される範囲内であれば、所定の位置に検出コイル巻付け部を形成することが出来る。従って、従来のコイル装置の製造において、コアのギャップ部に、検出コイルが巻き付けられたボビンを差し込み、ボビンをコアに沿って回動させていた工程は不要である。
【０００８】
具体的構成において、検出コイル巻付け部は、胴部と、胴部の両側部に突設された一対の鍔部とから構成され、該胴部に検出コイルが巻付けられている。
該具体的構成によれば、検出コイル巻付け部はボビン状に形成されているので、検出コイルを、絶縁層の所定位置に、整然と巻き付けることが出来る。又、一対の鍔部によって、検出コイルがチョークコイルに接触することを確実に防止することが出来る。
【０００９】
他の具体的構成において、検出コイル巻付け部は、Ｃ字状コアのギャップ部とは、コアの中心軸回りに１８０度ずれた反対側の位置に形成されている。
該具体的構成によれば、コアのギャップ部と検出コイル巻付け部が一直線上に位置しているので、コアを回転させながら、検出コイル巻付け部にコイル線を巻き付ける場合において、コイル線はコアのギャップ部を通過することが出来る。
【００１０】
更に他の具体的構成において、検出コイル巻付け部は、Ｃ字状コアのギャップ部の近傍位置に形成されている。
該具体的構成によれば、検出コイル巻付け部に、コイル線を送線可能な状態で保持するコイル線巻回治具を用いてコイル線を巻き付ける場合において、コイル線が送り出される該治具の先端部を、検出コイル巻付け部の外周に沿って移動させながら、該治具はコアのギャップ部を通過することが出来る。
【００１１】
更に他の具体的構成において、Ｃ字状コアのギャップ部は、コアの中心軸と直交する断面における貫通方向が、コアの半径方向に対して傾斜しており、コアには、ギャップ部を挟んで対向する一対のコア端面が形成されており、コアの中心軸からの垂直距離が短い一方のコア端面の近傍位置に、検出コイル巻付け部が形成されている。
該具体的構成によれば、チョークコイルを予め空芯コイルとして作製しておき、コアのギャップ部を利用して、空芯コイルをコアに挿通して、コアの周囲に絶縁層を介して空芯コイルを装着することが出来る。又、空芯コイルは、検出コイル巻付け部に当接することによってその位置で止まる。これによって、チョークコイルの装着工程が簡易なものとなる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明に係るコイル装置によれば、電流検出機能を損なうことなく、部品点数を削減すると共に、製造工程を簡素化することが出来る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。尚、実施例の説明に用いた図中において、各コイルのリードの図示は省略している。
第１実施例
本実施例のコイル装置(１)は、図１に示す如く、Ｃ字状のコアアセンブリ(２)と、該コアアセンブリ(２)の周囲に巻装されたチョークコイル(４)と、ギャップ部(35)の反対側に巻装された検出コイル(５)とを具えている。コアアセンブリ(２)は、図２に示す如く、Ｃ字状のコア(３)の表面を樹脂製の絶縁層(21)で被覆したものであり、絶縁層(21)は、チョークコイル(４)が巻装されたコア被覆部(22)と、検出コイル(５)が巻装された検出コイル巻付け部とから構成されている。検出コイル巻付け部は、胴部(25)と、胴部(25)の両側部から突出した一対の鍔部(24a)(24b)を有するボビン部(23)からなる。
【００１４】
上記本実施例のコイル装置(１)の製造工程においては、先ず、図３に示す如きギャップ部(35)を有するＣ字状のコア(３)の周囲に、図４に示す如く、コア被覆部(22)とボビン部(23)からなる絶縁層(21)をモールド成形によって形成する。ここで、コア被覆部(22)とボビン部(23)は、一工程のモールド成形によって同時に、一体に形成する。
次に、図５に示す如く、ギャップ部の端面に垂直な方向に、ボビン部(23)を貫通するＡ−Ａ´軸を回転軸としてコアアセンブリ(２)を回転せしめ、ボビン部(23)の胴部にコイル線(52)を巻き付ける。ここで、ボビン部(23)は、ギャップ部(35)の反対側に位置しているので、コイル線(52)は、コアアセンブリ(２)の回転時にギャップ部(35)を通過することとなる。上述の如く、コイル線(52)を、所定の回数胴部に巻きつけることによって、図６に示す如く、検出コイル(５)を完成する。
次に、図７に示す如く、コア被覆層(22)の表面にコイル線(42)を巻き付け、チョークコイルを巻装して、図１に示すコイル装置(１)を完成する。
【００１５】
第２実施例
本実施例のコイル装置(１)は、図８に示す如く、ギャップ部(35)のコア端面(38)の近傍にボビン部(23)が形成されており、ボビン部(23)には、検出コイル(５)が配備されている。これ以外の構成は、図１に示す第１実施例のコイル装置と同様であり、説明を省略する。
【００１６】
本実施例のコイル装置(１)の製造工程においては、先ず、第1実施例のコイル装置の製造工程と同様にして、コアの表面に、図９に示す如く、コア被覆部(22)とボビン部(23)からなる絶縁層(21)を形成する。
次に、図１０に示す如く、コイル線巻回ノズル(57)を用いてコイル線(52)をボビン部(23)の胴部に巻き付ける。コイル線巻回ノズル(57)は、直線状のガイド部(59)と、該ガイド部(59)と直交する先端部(58)とから構成され、コイル線(52)は、巻回ノズル(57)の内部を貫通している。
検出コイル巻線工程においては、該先端部(58)を、ボビン部(23)の胴部の外周に沿って移動することにより、先端部(58)から引き出したコイル線(52)を、胴部に巻き付ける。ガイド部(59)は、先端部(58)の移動にともなって、ギャップ部を通過する。上述の如く、コイル線(52)を、所定の回数胴部に巻き付けることによって、図１１に示す如く、検出コイル(５)を完成する。
次に、図１２に示す如く、コア被覆層(22)の表面にコイル線(42)を巻き付け、チョークコイルを巻装して、図８に示すコイル装置(１)を完成する。
【００１７】
第３実施例
本実施例のコイル装置(２)は、図１３に示す如く、ギャップ部(36)の近傍にボビン部(23)が形成されており、ボビン部(23)には、検出コイル(５)が配備されている。コア(30)は、図１４に示す如く、ギャップ部(36)の一方の端面(37a)が、コア(30)の内周円の接線となっている。これ以外の構成は、図８に示す第２実施例のコイル装置と同様であり、説明を省略する。
【００１８】
上記本実施例のコイル装置(２)の製造工程においては、チョークコイルの装着工程以外は、第２実施例のコイル装置の製造工程と同様であるので、本実施例のチョークコイル装着工程について図１５を用いて説明する。
チョークコイルの装着工程においては、予め空芯コイル(41)を作製しておき、該空芯コイル(41)を、ギャップ部(36)を利用することによって、コアアセンブリ(２)に挿入せしめる。更に、コアアセンブリ(２)に沿って、図中に矢印で示す方向に所定位置まで空芯コイル(41)を移動することによって、チョークコイル(４)の装着が完了し、図１３に示すコイル装置(１)を完成する。
【００１９】
上記本発明のコイル装置(１)においては、コアにモールド成形を施すことによって、検出コイル(５)が巻き付けられることとなるボビン部(23)と、コア被覆部(22)とが同時に、一体に形成されている。従って、従来のコイル装置の如く、別部材としてのボビンは不要であり、コアの形状に応じてボビンの種類を揃える必要もない。
更に、ボビン部(23)は、絶縁層(21)が形成される範囲内であれば、所望の位置に形成することが可能である。従って、従来のコイル装置の如く、検出コイルを具えたボビンを所定の位置に回動させる必要がない。
更に、ボビン部(23)は一対の鍔部(24a)(24b)を有しているので、検出コイル(５)が、コアアセンブリ(２)の所定の位置に、整然と巻き付けられることとなる。又、一対の鍔部(24a)(24b)によって、検出コイル(５)とチョークコイル(４)の接触が確実に防止されており、安全性に優れている。
【００２０】
尚、ボビン部(23)をギャップ部(35)の反対側に形成した場合には、コアアセンブリ(２)を回転することによって、検出コイル(５)を巻装することが出来るので、検出コイル(５)の巻線工程の省力化が可能である。
又、ボビン部(23)をギャップ部(35)の近傍に形成した場合には、コイル線巻回ノズル(57)を用いて、検出コイル(５)を巻装することが出来るので、検出コイル(５)の巻線工程の省力化が可能である。
又、ギャップ部(36)の一方の端面が、コアの内周円の接線となっている場合には、予め空芯コイル(41)を形成しておくことによって、チョークコイルの装着が簡易な工程となる。更に、ボビン部(23)をギャップ部(36)の近傍に形成することによって、コイル線巻回ノズルを用いて検出コイル(５)を巻装することが出来ると共に、空芯コイル(41)を装着する過程で、空芯コイル(41)の先端が鍔部に当接してその位置で止まるから、空芯コイル(41)の位置決めが容易になる。
【００２１】
上述の如く、本発明のコイル装置によれば、従来のコイル装置に比べて部品点数の削減が可能であり、又、本発明のコイル装置の製造工程においては、従来のコイル装置の製造工程に比べて工程の簡素化が可能である。
【００２２】
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、コアの表面に形成される絶縁層として、予めコアを収容可能な形状に形成した絶縁ケースを用いることも可能である。この場合には、該ケースに検出コイル巻付け部を一体に形成しておく。又、検出コイル巻付け部の形状としては、絶縁層の表面に形成した凹部とすることも出来る。この場合には、該凹部に検出コイルを巻装することとなる。又、Ｃ字状のコアに代えて、リング状のコアを用いることも可能である。この場合には、コアにモールド成形を施して絶縁層を形成した後、切断加工や切削加工によってギャップ部を形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のコイル装置を示す斜視図である。
【図２】該コイル装置の断面図である。
【図３】該コイル装置のコアの平面図である。
【図４】該コイル装置のコアアセンブリの平面図である。
【図５】該コイル装置の検出コイルの巻線工程を説明する図である。
【図６】該コイル装置の検出コイルが巻装された状態を示す平面図である。
【図７】該コイル装置のチョークコイルの巻線工程を説明する図である。
【図８】本発明の第２実施例のコイル装置を示す平面図である。
【図９】該コイル装置のコアアセンブリの平面図である。
【図１０】該コイル装置の検出コイルの巻線工程を説明する図である。
【図１１】該コイル装置の検出コイルが巻装された状態を示す平面図である。
【図１２】該製造工程のチョークコイルの巻線工程を説明する平面図である。
【図１３】本発明の第３実施例のコイル装置を示す平面図である。
【図１４】該コイル装置のコアの平面図である。
【図１５】該コイル装置のチョークコイルの装着を示す平面図である。
【図１６】従来のコイル装置を用いて構成した電源装置の回路構成を表わすブロック図である。
【図１７】従来の電流検出用トランスを用いて構成した電源装置の回路構成を表わすブロック図である。
【図１８】従来のコイル装置のコアに検出コイルを装着する工程を表わす図である。
【図１９】該検出コイルを具えたボビンを示す斜視図である。
【符号の説明】
(１)  コイル装置
(２)  コアアセンブリ
(21)  絶縁層
(22)  コア被覆部
(23)  検出コイル巻付け部
(24a)  鍔部
(24b)  鍔部
(25)  胴部
(３)  コア
(４)  チョークコイル
(５)  検出コイル
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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