(57)【要約】【課題】巻線とシートコイルユニットとを組み合わせて、巻線スペースを十分に確保し、小型化および薄型化した高性能の電磁誘導器を提供する。【解決手段】ボビン２の筒部１１の軸方向Ｚの長さが、電線Ｗの幅またはその整数倍とほぼ同一であるので、巻線５の軸方向Ｚと直交する方向に沿った平行度を保持して電線Ｗを巻回することが可能となり、ノイズ発生を防止することができる。また、前記筒部１１と第１、第２つば部１２、１３内に装着された巻線５と第１つば部１２の収納凹部１６に収納されたシートコイルユニット７とが第１つば部１２を介して近接するので、トランス結合率が高くなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線（５）とシートコイルユニット（７）が装着されるボビン（２）と、このボビン（２）の挿入孔(１４)に中脚部（３１）が挿入されるＥＥ型またはＥＩ型のコア（３）とを備えた電磁誘導器（１）であって、
前記ボビン（２）は、前記巻線（５）の電線（Ｗ）が巻回される筒部（１１）と、その軸方向（Ｚ）の両端に軸方向（Ｚ）と直交する方向に延びる第１つば部(１２)および第２つば部(１３)からなる一対のつばとを有し、
前記筒部（１１）の軸方向（Ｚ）の長さが、前記電線（Ｗ）の幅またはその整数倍とほぼ同一であり、
前記第１つば部（１２）に前記シートコイルユニット（７）を収納する収納凹部(１６)が設けられている、
電磁誘導器（１）。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２つば部（１３）に、その先端から筒部（１１）の外周面まで前記軸方向（Ｚ）に直交する第１の方向（Ｘ）に延びる、前記巻線（５）の巻き始めの引き出し線(１８)を引き出すための切欠部（１５）が設けられている、電磁誘導器（１）。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１つば部（１２）のシートコイルユニット（７）を収納する収納凹部(１６)に隣接した先端部の近傍に巻線の接続用端子（４１）が設けられ、前記先端部に、前記軸方向（Ｚ）に直交する第２の方向（Ｙ）に延びる凹部(１７)が設けられている、電磁誘導器。
【請求項４】
請求項１において、
前記第２つば部(１３)は、前記筒部(１１)に前記電線（Ｗ）が巻回された状態で当該第２つば部(１３)先端に挿入される前記シートコイルユニット（７）の接続用端子（４２）を有する、電磁誘導器（１）。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項において、
前記シートコイルユニット（７）は複数のシートコイル部(２０)を有して、前記複数のシートコイル部(２０)は少なくとも、２枚のシートコイル片（２１、２２）を絶縁紙（２４）で挟んで該絶縁紙（２４）を貫通する接合部（Ｓ）で両シートコイル片（２１、２２）が接合されてなる、第１シートコイル部（２０Ａ）と、これを裏返した第２シートコイル部（２０Ｂ）とを含み、
前記各シートコイル片（２１、２２）はそれぞれ前記軸方向（Ｚ）に直交する平面上の位置が互いに異なる１つの突出部（２５）をもち、この突出部(２５)の前記平面上の位置は、２枚のシートコイル片（２１、２２）を前記絶縁紙（２４）で挟んで重ねたときに各突出部（２５）の位置が平面視で重ならず、かつ、前記第１シートコイル部（２０Ａ）と第２シートコイル部（２０Ｂ）とを重ねたときに、各突出部（２５）が平面視で互いに重ならないように設定されている、電磁誘導器（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスのような電磁誘導器の小型化および薄型化に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、巻線とコアとを巻線の巻枠を兼ねたボビンで絶縁した構造を有するトランス等の電磁誘導器が知られている。この電磁誘導器は、一般に電気製品の部品として配線基板等に組み込まれるので、電気製品の小型化に伴って、小型化および薄型化が求められる。
【０００３】
この場合、巻線に代えてシートコイルを積層させることにより、小型化および薄型化を図ることが知られている。この一例として、複数のシートコイルを積層して用いながら安定した絶縁構成を有するシートトランスが知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平９−２１９３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のように、複数のシートコイルのみを用いて電磁誘導器を構成したのでは、積層したシートコイルを接続用端子に半田付けする際にこれらシートコイルの径方向に沿った平行度を保持するのが困難であったり、ボビンのたわみなどにより平行度が劣化することによる、ノイズ発生の問題や、１次側と２次側のカップリング劣化等の問題があった。このため、高性能で、巻線スペースを十分に確保して、小型化および薄型化できる電磁誘導器を得ることが困難であった。
【０００５】
本発明は、前記の問題点を解決して、巻線とシートコイルユニットとを組み合わせて、巻線スペースを十分に確保し、小型化および薄型化した高性能の電磁誘導器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明にかかる電磁誘導器は、巻線とシートコイルユニットが装着されるボビンと、このボビンの挿入孔に中脚部が挿入されるＥＥ型またはＥＩ型のコアとを備えた電磁誘導器であって、前記ボビンは、前記巻線の電線を巻回する筒部と、その軸方向の両端に軸方向と直交する方向に延びる第１つば部および第２つば部からなる一対のつばとを有し、前記筒部の軸方向の長さが、前記電線の幅またはその整数倍とほぼ同一であり、前記第１つば部に前記シートコイルユニットを収納する収納凹部が設けられている。ここで、シートコイルユニットとは、導電性の高い板もしくは箔の１つ、または２つ以上を絶縁体を介して重ねて巻線を形成したユニットをいう。
【０００７】
この構成によれば、ボビンの筒部の軸方向の長さが、電線の幅またはその整数倍とほぼ同一であるので、巻線の軸方向と直交する方向に沿った平行度を保持して電線をボビンに巻回することが可能となり、ノイズ発生を防止することができる。また、前記筒部と第１、第２つば部内に装着された巻線と第１つば部の収納凹部に収納されたシートコイルユニットとが第１つば部を介して近接するので、トランス結合率が高くなる。さらに、適切な巻線の巻きテンションによりボビンのたわみも回避できる。これにより、巻線とシートコイルユニットとを組み合わせて、巻線スペースを十分に確保し、小型化および薄型化した高性能の電磁誘導器を得ることができる。
【０００８】
好ましくは、前記第２つば部に、その先端から筒部の外周面まで前記軸方向に直交する第１の方向に延びる、前記巻線の巻き始めの引き出し線を引き出すための切欠部が設けられている。したがって、引き出し線との重なりによる巻線の巻き始めの巻き乱れを防止して巻線スペースを損なうことがないので、より高性能の電磁誘導器が得られる。
【０００９】
好ましくは、前記第１つば部のシートコイルユニットを収納する収納凹部に隣接した先端部の近傍に巻線の接続用端子が設けられ、前記先端部に、前記軸方向に直交する第２の方向に延びる凹部が設けられている。したがって、この凹部によって空間距離よりも凹部の内側面および底面の長さ分だけ沿面距離が大きくなり、絶縁構造を省スペース化することができる。
【００１０】
好ましくは、前記第２つば部は、前記筒部に前記電線が巻回された状態で当該第２つば部先端に挿入される前記シートコイルユニットの接続用端子を有する。したがって、１次巻線の電線の巻回のためにその支障となるシートコイルユニットの接続用端子を巻回の後で取り付けるようにして、電線の巻回のためのボビンにおける前記第１の方向のスペースを不要にし，省スペース化できるから、ボビンの前記第１の方向の長さを短くでき、小型化できる。
【００１１】
好ましくは、前記シートコイルユニットは複数のシートコイル部を有して、前記複数のシートコイル部は少なくとも、２枚のシートコイル片を絶縁紙で挟んで該絶縁紙を貫通する接合部で両シートコイル片を接合されてなる、第１シートコイル部と、これを裏返した第２シートコイル部とを含み、前記各シートコイル片はそれぞれ前記軸方向に直交する平面上の位置が互いに異なる１つの突出部をもち、この突出部の前記平面上の位置は、２枚のシートコイル片を前記絶縁紙で挟んで重ねたときに各突出部の位置が平面視で重ならず、かつ、前記第１シートコイル部と第２シートコイル部とを重ねたときに、各突出部が平面視で互いに重ならないように設定されている。したがって、同一のシートコイル部を少なくとも２つ使用するので、２種類のシートコイル部を各１つ使用するのと比べて低コスト化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。図１は、本発明の第１実施形態にかかる電磁誘導器であるトランス１を示す分解斜視図である。図２（Ａ）は組立後のトランス１の斜視図、図２（Ｂ）は（Ａ）を上下逆にした斜視図、図２（Ｃ）は（Ｂ）の平面図を示す。図１のように、本トランス１は、１次巻線５と２次巻線のシートコイルユニット７が装着されるボビン２と、このボビン２の挿入孔１４に中脚部３１が挿入されるＥＥ型のコア３とからなる。
【００１３】
図３に示すように、樹脂製のボビン２は、扁平な薄型形状になっており、中央の例えば角筒状の筒部１１と、その軸方向Ｚの両端（上下端）に軸方向Ｚに直交する方向に延びる第１および第２つば部１２、１３とが一体形成されている。第２つば部１３の軸方向Ｚに直交する第１の方向（図では左右方向）Ｘの長さは、第１つば部１２の第１の方向Ｘの長さよりも、１次側、２次側端子取り付けのため、若干長く設けられている。筒部１１の外周面に１次巻線５の電線Ｗが巻回され、筒部１１内の挿入孔１４に後述するコア３のＥ型コア片３Ａの中脚部３１が挿入される。ボビン２の第２つば部１３の第１の方向Ｘの両端部に軸方向Ｚに圧入して取り付けられて、軸方向Ｚに突出する１次側端子（巻線の接続用端子）４１、および２次側端子（シートコイルユニットの接続用端子）４２が設けられている。１次側端子４１は圧入後、先端部分が第１の方向Ｘに折り曲げられる。
【００１４】
ボビン２の筒部１１の軸方向Ｚの長さｄは、例えば電線Ｗの１本分の幅ｄとほぼ同一であり、１次巻線５は、電線Ｗを筒部１１に渦状に多数回巻き付けて重ね巻きされてなる。すなわち、電線Ｗは、ほぼ電線１本分の幅ｄの筒部１１の外周面上に、その両端に軸方向Ｚと直交する方向（径方向）に延びる第１および第２つば部１２、１３の対向する内側面に沿ってガイドされて、巻回時に軸方向Ｚへずれることなく、筒形に整った形で重ね巻きされる。こうして、高さの小さい（厚みが薄い）扁平な筒形で、両端面に電線Ｗのはみ出しのない平面状に形成された１次巻線５を容易に得ることができる。１次巻線５の電線Ｗには、丸銅線、撚り線、三層絶縁線などが使用される。
【００１５】
図３のように、ボビン２の第１つば部１２に軸方向Ｚに凹んだ収納凹部１６が形成されており、この収納凹部１６に前記２次巻線のシートコイルユニット７が収納されている（破線部）。図４に、収納凹部１６にシートコイルユニット７が収納された状態を示す。
【００１６】
図２（Ａ）、（Ｂ）のように、トランス１は、全体高さが極めて小さく（例えば約１０ｍｍ）、薄型かつ小型の形状を有している。トランス１は、Ｅ型コア片３Ａ、３Ａを、ボビン２やＥ型コア片３Ａの外脚部３２などの複数の所定箇所で接着剤により接着して組み立てられる。図２（Ｂ）のように、ボビン２の一方の第２つば部１３の１次側端子４１側の第２つば部１３先端から筒部１１の外周面１１ａ（図３）（巻き軸根元）まで第１の方向Ｘに延びる切欠部１５が設けられている。図２（Ｃ）のように、１次巻線５の巻き始めの引き出し線１８を筒部１１の巻き軸根元から切欠部１５を介して引き出すことにより、引き出し線１８との重なりによる１次巻線５の巻き始めの巻き乱れを防止して巻線スペースを損なうことがないので、高性能のトランス１が得られる。
【００１７】
また、１次巻線５の電線Ｗを筒部１１に巻き付ける巻きテンションを適正範囲内で一定にして巻回することにより、ボビン２自体のたわみを回避することもできる。このトランス１は、１次巻線５が、巻き始めの巻き乱れがなく、両端面に電線Ｗのはみ出しのない平面状の筒形に形成され、かつボビン２のたわみが回避されているので、１次巻線５は軸方向Ｚと直交する方向（径方向）に沿った平行度を保持して電線Ｗが巻回されるから、ノイズ発生を防止することができる。
【００１８】
図３のように、１次巻線５が筒部１１と第１、第２つば部１２、１３内に装着され、この筒部１１の軸方向Ｚに隣接する第１つば部１２の収納凹部１６に２次巻線（シートコイルユニット）７が収納されていることにより、１次巻線５と２次巻線７とが第１つば部１２の収納凹部１６の薄い底部を介して極めて近接する。この近接により、トランス結合率が高くなり、高性能のトランス１が得られる。
【００１９】
図１のように、２次巻線７はシートコイルユニットからなり、このシートコイルユニットは、２つのシートコイル部２０（第１シートコイル部２０Ａ、第２シートコイル部２０Ｂ）と２枚の絶縁紙２３とからなり、２つのシートコイル部２０Ａ、２０Ｂ間および第１シートコイル部２０Ａとコア３間に絶縁紙２３を挟んでなる。第１、第２シートコイル部２０Ａ、２０Ｂは、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、シートコイル片２１、２２および絶縁紙２４からなり、それぞれ中央部にボビン２の中空部１４に対応する開口部２７が設けられている。シートコイル片２１、２２は例えば銅板からなり、絶縁紙２３、２４は、例えば耐熱性のあるアラミド(全芳香族ポリアミドポリマー）紙からなる。
【００２０】
図５（Ｄ）に示すように、第１シートコイル部２０Ａは、上から順にシートコイル片２１、絶縁紙２４、シートコイル片２２を重ねて、つまり２枚のシートコイル片２１、２２を絶縁紙２４で挟んで該絶縁紙２４を貫通する接合部Ｓで接合されてなり、表面と裏面で２ターンとなる。図５（Ｅ）に示すように、シートコイル部２０Ｂは、シートコイル部２０Ａを裏返して使用したものである。第１シートコイル部２０Ａと、これを裏返した第２シートコイル部２０Ｂとを重ねて使用することにより、２つの２ターンで４ターンとなる。
【００２１】
図５（Ａ）、（Ｃ）のように、第１、第２シートコイル部２０Ａ、２０Ｂを構成するシートコイル片２１、２２は、それぞれ軸方向Ｚに直交する平面上で第２の方向Ｙ（図では左右方向）の位置が異なる１つの突出部２５が設けられている。そして、図５（Ｄ）のように、この突出部２５の左右位置は、２枚のシートコイル片２１、２２を絶縁紙２４で挟んで重ねたときに各突出部２５の位置が平面視で重ならず、かつ、第１シートコイル部２０Ａと第２シートコイル部２０Ｂとを重ねたときに、図５（Ｄ）、（Ｅ）のように、４つの突出部２５が平面視で互いに重ならないように設定される。同一のシートコイル部を２つ使用することで４ターンが得られ、２種類のシートコイル部を各１つ使用するのと比べて低コスト化が可能となる。
【００２２】
図５（Ａ）〜（Ｃ）のように、シートコイル片２１、２２および絶縁紙２４には外周縁に複数の凹所２８、２９が設けられており、この凹所２８、２９は、図１のボビン２の収納凹部１６の内側面に設けられた内方に突出する複数の凸部３５に嵌合する。これにより、第１、第２シートコイル部２０Ａ、２０Ｂおよび絶縁紙２３を重ね合せて、ボビン２の収納凹部１６へ収納する場合にその位置決めがし易くなり、組み立てが容易となる。
【００２３】
なお、この例では、２つのシートコイル部２０Ａ、２０Ｂにより４つの突出部２５を設けて４つの２次側端子４２を形成しているが、シートコイル片２１、２２の突出部２５の位置を任意に選択して前記平面視で重ならないようすることにより、３つまたは４つなどのシートコイル部２０により、６つまたは８つなどの突出部２５を設けて６つまたは８つなどの２次側端子４２を形成することができる。
【００２４】
図２（Ｂ）のように、１次側端子４１は、ボビン２の第２つば部１３に圧入された後折り曲げられて（図３）、１次巻線５の巻き始めの引き出し線１８、巻き終わりの引き出し線１９がそれぞれ半田付けされて接続される。図３のように、２次側端子４２は、１次巻線５の電線Ｗが巻回された状態で、２次側端子４２がボビン２の第２つば部１３に圧入された後に、図４のように、シートコイルユニット７の４つの突出部２５を４つの２次側端子４２の先端にそれぞれ設けられた係合孔４４に挿入して、折り曲げてかしめるなどの固定方法により接続される。これにより、１次巻線５の電線Ｗ巻回のためにその支障となる２次側端子４２を巻回の後で取り付けるようにして、１次巻線５の電線Ｗ巻回のためのボビン２における第１の方向Ｘのスペースを不要にし，省スペース化できる。このような構造により、ボビン２の第１の方向Ｘの長さを短くでき、トランス１を小型化できる。
【００２５】
図２（Ａ）のように、ボビン２の第１つば部１２の収納凹部１６に隣接する先端部の近傍に１次巻線５の接続用端子（１次側端子）４１が設けられ、前記先端部に、軸方向Ｚに直交する平面上で第２の方向Ｙに延びる凹部（溝部）１７を設けている。２次巻線のシートコイルユニット７と１次巻線５の間に凹部１７を設けることにより、沿面距離を増やしている。空間距離よりも凹部１７の内側面および底面の長さ分だけ沿面距離が大きくなり、絶縁構造を省スペース化することができる。
【００２６】
図１のように、コア３は例えば２つのＥ型コア片３Ａ、３ＡからなるＥＥ型のコアで、各Ｅ型コア片３Ａの中脚部３１がボビン２の筒部１１内に挿入される。Ｅ型コア片の材料には、例えばフェライトが用いられる。Ｅ型コア片３Ａは、中央の柱状、例えば角柱状の中脚部７と、Ｅ型コア片３Ａの前後方向である第２の方向Ｙに対向する前後一対の外脚部９とをアーム部８により連結したもので、アーム部８の両端部に外脚部９が、アーム部８の中央部に中脚部７がそれぞれ、アーム部８から同一方向Ｚに平行に延びるように突出して、側面視でＥ字形状になっている。なお、コア３はＥＩ型のコアなどでもよい。
【００２７】
（トランス１の組み立て）
図１において、まず、ボビン２の筒部１１に電線Ｗを巻いて１次巻線５を装着する。巻き始めの引き出し線１８を切欠部１５から引き出して１次側端子４１に接続し、巻き終わりの引き出し線１９も１次側端子４１に接続する。１次巻線５を装着した後に２次側端子４２を第２つば部１３に圧入し、シートコイルユニット７を第１つば部１２の収納凹部１６に収納して、シートコイルユニット７の突出部２５を２次側端子４２の係合孔４４に挿入して接続する。最後に、２つのＥ型コア片３Ａ、３Ａを上下からその中脚部３１、３１をボビン２の中空部１４に挿入して、組み立てる。
【００２８】
こうして、ボビン２の筒部１１の軸方向Ｚの長さが、電線Ｗの幅とほぼ同一であるので、巻線５の軸方向Ｚと直交する方向に沿った平行度を保持して電線Ｗを巻回することが可能となり、ノイズ発生を防止することができる。また、筒部１１と第１、第２つば部１２、１３内に装着された１次巻線５と第１つば部１２の収納凹部１６に収納された２次巻線のシートコイルユニット７とが第１つば部１２を介して近接するので、トランス結合率が高くなる。さらに、適切な巻線５の巻きテンションによりボビン２のたわみも回避できる。これにより、巻線とシートコイルユニットとを組み合わせて、巻線スペースを十分に確保し、小型化および薄型化した高性能のトランスが得られる。
【００２９】
図６は第２実施形態を示す。この第２実施形態では、第１実施形態と異なり、ボビン２Ａの軸方向Ｚの長さ２ｄが、電線の幅の整数倍である電線２本分の幅２ｄとほぼ同一であり、１次巻線５Ａは、２本の電線Ｗを軸方向Ｚ（幅方向）に隣接させて（平行に並べて）、２本を同時に筒部１１Ａに巻き付けて装着されている。これにより、高さの小さい（厚みが薄い）扁平な角筒形で、両端面に電線Ｗのはみ出しのない平面状に形成された１次巻線５Ａを容易に得ることができる。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００３０】
第２実施形態も、第１実施形態と同様に、巻線５Ａとシートコイル７とを組み合わせて、巻線スペースを十分に確保し、小型化および薄型化した高性能のトランスが得られる。
【００３１】
なお、上記各実施形態では、ボビン２に電線Ｗを巻回させたものを１次巻線とし、複数のシートコイル部２０からなるシートコイルユニットを２次巻線としているが、シートコイルユニットを１次巻線とし、ボビン２に電線Ｗを巻回させたものを２次巻線としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるトランスを示す分解斜視図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は図１の組立後のトランスを示す斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）の一部平面図である。
【図３】図１のトランスのボビンを示す側面図である。
【図４】図１のトランスのボビンを示す斜視図である。
【図５】(Ａ)〜(Ｅ)は図１の２次巻線のシートコイル部を示す平面図である。
【図６】第２実施形態にかかるトランスのボビンを示す側面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１：電磁誘導器（トランス）
２：ボビン
３：コア
３Ａ：Ｅ型コア片
５：巻線（１次巻線）
７：シートコイルユニット（２次巻線）
１１：筒部
１２：第１つば部
１３：第２つば部
１５：切欠部
１６：収納凹部
１７：凹部
２０Ａ：第１シートコイル部
２０Ｂ：第２シートコイル部
２１、２２：シートコイル片
２３：絶縁紙
２４：絶縁紙
２５：突出部
４１：巻線の接続用端子（１次側端子）
４２：シートコイルユニットの接続用端子（２次側端子）
Ｓ：接合部
Ｗ：電線
【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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