(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルボビンと、複数のコイルと、複数の端子と、第１のコア部材と、第２のコア部材とを含むトランスであって、
前記コイルボビンは、コイル巻枠部と、２つの端子取付部とを含み、
前記コイル巻枠部は、筒状であって、外周部に、軸方向に沿って区画された複数のコイル巻回部を備え、軸方向に貫通するコア挿入孔を含んでおり、
前記２つの端子取付部は、前記コイル巻枠部の軸方向の両端にそれぞれ連続して備えられ、前記コア挿入孔の側とは反対側の面が実装のための取付面として用いられ、
前記複数のコイルのそれぞれは、前記コイル巻回部に巻装され、少なくとも１つのコイルは、他のコイルよりも線径が細くなっており、
前記複数の端子は、前記端子取付部に埋め込まれ、一端が前記端子取付部の前記取付面とは異なる他の端面から外部に導かれており、
前記複数の端子の内、少なくとも２つの端子は、他端が前記取付面とは異なる他の端面から外部に導出され、線径の細い前記コイルの端末が接続されており、
前記第１のコア部材は、前記コア挿入孔内に挿入され、
前記第２のコア部材は、前記コイルボビンの外側に配置され、両端が前記第１のコア部材の両端に結合され、前記第１のコア部材と共に１つの磁路を構成し、
前記２つの端子取付部は、前記コア挿入孔に連なるコア案内溝を有し、前記２つの端子取付部のうち、一方の端子取付部には、他方の端子取付部より少ない数の端子が埋め込まれており、
前記少なくとも２つの端子のうち、少なくとも１つの端子は、前記他方の端子取付部に埋め込まれ、その他端側が前記コア案内溝側から外部に導出されると共に、上方に折り曲げられ、その周囲の前記コア案内溝の底部が切り欠かれ、該切欠を通して導出したコイル端末が絡げられている、
トランス。
【請求項２】
請求項１に記載されたトランスであって、
前記第２のコア部材は、第１のコア部と、第２のコア部と、第３のコア部とを含んでおり、
前記第１のコア部及び前記第２のコア部は互いにほぼ平行であり、
前記第３のコア部は両端が前記第１のコア部及び前記第２のコア部のそれぞれの一端に連続しており、
前記第１のコア部及び前記第２のコア部は、自由端であるそれぞれの他端側が前記第１のコア部材の前記両端に結合し、前記第１のコア部または前記第２のコア部の一方の前記自由端が前記少なくとも１つの端子の前記他端を覆っている
トランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスに関し、更に詳しくは、各種電子機器に搭載される小型、かつ、薄型のトランスの改良に係る。
【０００２】
【従来の技術】
各種電子機器の小型化及び薄型化に対応して、搭載されるトランスのより一層の小型化及び薄型化が要求されている。ところが、トランスの小型化及び薄型化が進むにつれて、コイル端末を絡げる端子のピッチ間隔が狭くなり、端子間に十分な電気絶縁距離を確保することが困難になる。またトランスの小型化及び薄型化に伴って細線化されたコイル端末が、実装時に発生する外力、例えば、半田熱応力などによって、断線を生じ易くなる。特に、高圧発生用として備えられたコイルは、細い線材を用いてターン数を増やした構造となるので、このコイル断線の問題が生じ易い。
【０００３】
端子のピッチ間隔の縮小化に伴う問題を解決する手段として、特開平９ー７４０２５号公報は、端子を、高さの異なる２列構成にしたトランスを開示している。
【０００４】
しかし、この公知文献は、端子の一端部を実装面側（取付面側）に突出させ、この部分にコイル端末を絡げて半田付けする構造を開示しており、絡げられたコイル端末に半田熱応力が直接に加わる。実装時に発生する半田熱応力などによるコイル端末断線を防止する構造は開示していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、細線化されたコイル端末が、実装時に発生する外力、例えば、半田熱応力などによって断線するのを防止できる高信頼度のトランスを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係るトランスは、コイルボビンと、複数のコイルと、複数の端子と、第１のコア部材と、第２のコア部材とを含む。
【０００７】
前記コイルボビンは、コイル巻枠部と、２つの端子取付部とを含む。前記コイル巻枠部は、筒状であって、外周部に、軸方向に沿って区画された複数のコイル巻回部を備え、軸方向に貫通するコア挿入孔を含んでいる。前記２つの端子取付部は、前記コイル巻枠部の軸方向の両端にそれぞれ連続して備えられ、前記コア挿入孔の側とは反対側の面が実装のための取付面として用いられる。
【０００８】
前記複数のコイルのそれぞれは、前記コイル巻回部に巻装される。複数のコイルの内、少なくとも１つのコイルは、他のコイルよりも線径が細くなっている。
【０００９】
前記複数の端子は、前記端子取付部に埋め込まれ、一端が前記端子取付部の前記取付面とは異なる他の端面から外部に導かれている。前記複数の端子の内、少なくとも２つの端子は、他端が前記取付面とは異なる他の端面から外部に導出され、線径の細い前記コイルの端末が接続されている。
【００１０】
前記第１のコア部材は、前記コア挿入孔内に挿入される。前記第２のコア部材は、前記コイルボビンの外側に配置され、両端が前記第１のコア部材の両端に結合され、前記第１のコア部材と共に１つの磁路を構成する。前記２つの端子取付部は、前記コア挿入孔に連なるコア案内溝を有し、前記２つの端子取付部のうち、一方の端子取付部には、他方の端子取付部より少ない数の端子が埋め込まれている。
前記少なくとも２つの端子のうち、少なくとも１つの端子は、前記他方の端子取付部に埋め込まれ、その他端側が前記コア案内溝側から外部に導出されると共に、上方に折り曲げられ、その周囲の前記コア案内溝の底部が切り欠かれ、該切欠を通して導出したコイル端末が絡げられている。
【００１１】
上述したように、本発明に係るトランスにおいて、コイルボビンのコイル巻枠部は、筒状であって、軸方向に貫通するコア挿入孔を含んでいる。第１のコア部材は、コイル巻枠部のコア挿入孔内に挿入される。第２のコア部材は、コイルボビンの外側に配置され、両端が第１のコア部材の両端に結合され、第１のコア部材と共に１つの磁路を構成する。この構造によれば、第２のコア部材の形状や組み込み方向を設計することにより、全体の厚みを極めて薄くすることができる。例えば、実質的に、コイルボビンの厚みによって定まるような厚みまで、薄型化することができる。
【００１２】
複数のコイルのそれぞれは、コイル巻回部に巻装される。この構造によれば、複数のコイルを、第１のコア部材及び第２のコア部材の作る磁路によって電磁結合させたトランスが得られる。
【００１３】
コイル巻枠部は、外周部に、軸方向に沿って区画された複数のコイル巻回部を備えるから、コイル巻き崩れを防止すると共に、コイル間絶縁を、確実に確保することができる。
【００１４】
２つの端子取付部は、コイル巻枠部の軸方向の両端にそれぞれ連続して備えられ、コア挿入孔の側とは反対側の面が実装のための取付面として用いられる。端子は、一端側が端子取付部の取付面とは異なる他の端面から外部に導かれている。この構造によれば、端子取付部の取付面を、回路基板などに対向させ、取付面側に導かれている端子の一端側を、回路基板などの上に設けられた導体パターンなどに半田付けすることにより、当該トランスを面実装することができる。端子は、端子取付部に埋め込まれているから、十分な端子支持強度を確保することができる。
【００１５】
複数のコイルのうち、少なくとも２つのコイルは、他のコイルよりも線径が細くなっている。このようなコイルは、一般には、巻数の多い高圧コイルである。
ここで、２つの端子取付部は、コア挿入孔に連なるコア案内溝を有し、２つの端子取付部のうち、一方の端子取付部には、他方の端子取付部より少ない数の端子が埋め込まれており、少なくとも２つの端子のうち、少なくとも１つの端子は、前記他方の端子取付部に埋め込まれ、その他端側がコア案内溝側から外部に導出されると共に、上方に折り曲げられ、その周囲のコア案内溝の底部が切り欠かれ、該切欠を通して導出したコイル端末が絡げられているから、端子の他端側は、半田付けされる一端側とは端子取付部によって分離されている。このため、端子の一端側が半田付けされた場合、線径の細いコイルの端末が絡げられている端子の他端側は、半田熱応力の影響を殆ど受けなくなる。従って、細線化されたコイル端末が、実装時に発生する外力、例えば、半田熱応力などによって断線するのを確実に防止できる。
【００１６】
本発明は、更に、コイルボビン、コイル、端子、第１のコア部材及び第２のコア部材の好ましい形状、構造及びそれらの好ましい組み合わせを開示する。
【００１７】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図を参照し、更に具体的に説明する。添付図面は単に例を示したに過ぎない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るトランスを構成するコイルボビン、第１のコア部材及び第２のコア部材の分解斜視図、図２は本発明に係るトランスの組立状態における平面図、図３は図２に示した本発明に係るトランスの底面図、図４は図２、３に示した本発明に係るトランスの正面図、図５は図２〜４に示したトランスの背面図、図６は図２〜５に示したトランスの右側面図、図７は図２の７ー７線に沿った断面図、図８は図２〜図７に示したトランスの一部拡大部分断面図、図９は図２〜図８に示したトランスの一例を示す電気回路図である。
【００１９】
これらの図を参照すると、本発明に係るトランスは、コイルボビン１と、複数のコイル２１、２２と、複数の端子３１〜３８と、第１のコア部材４と、第２のコア部材５とを含む。
【００２０】
コイルボビン１は、コイル巻枠部１１と、２つの端子取付部１２、１３とを含む。コイル巻枠部１１は、筒状であって、外周部に、つば部１４によって区画された複数のコイル巻回部１５１〜１５６を備え、軸方向に貫通するコア挿入孔１６を含んでいる。２つの端子取付部１２、１３は、コア挿入孔１６の径方向の一方側において、コイル巻枠部１１の軸方向の両端にそれぞれ連続して備えられ、コア挿入孔１６の側とは反対側の面が、実装のための取付面１２１、１３１として用いられる。
【００２１】
コイル巻枠部１１及び端子取付部１２、１３は、絶縁プラスチックを用いて一体成型されている。そのような絶縁プラスチック材料は、周知であり、説明は省略する。
【００２２】
複数のコイル２１、２２のそれぞれは、コイル巻回部１５１〜１５６に巻装される。コイル２１、２２のうち、コイル２２は、コイル２１よりも線径が細くなっている。一般には、線径の大きなコイル２１が低圧コイルとして用いられ、線径の小さなコイル２２が高圧コイルとして用いられる。線径の小さなコイル２２はコイル２１よりも多い巻数を有する。
【００２３】
コイル２１、２２のうち、コイル２１はコイル巻回部１５１に巻装され、コイル２２はコイル巻回部１５２〜１５６に分割巻されている。高圧コイルの分割巻は、最上層のコイル層と、最下層の電位差を小さくするために採用されたもので、高圧コイル巻線構造として、従来より採用されている。
【００２４】
端子３１〜３８は、端子取付部１２、１３に植設され、一端３１１〜３８１が端子取付部１２、１３の外部に導出され、取付面１２１、１３１の方向に曲げられている。
【００２５】
端子３１〜３８の内、少なくとも１つの端子、例えば端子３１は、図３、４及び８に明示されているように、他端３１２が取付面１２１、１３１とは異なる他の端面から外部に導出されている。この端子３１の他端３１２に、線径の細いコイル２２の端末２２１が接続されている。コイル２２の端末２２１を端子３１の他端３１２に接続するに当たっては、端末２２１を他端３１２に絡げ、かつ、半田付けする。
【００２６】
実施例において、端子３１の他端３１２は、コア挿入孔１６に連なる面側から外部に導出されている。端子取付部１２には、端子３１の他端３１２の周囲を切り欠いた切欠部１２２が設けられており、この切欠部１２２を通して、コイル２２の端末２２１が他端３１２に導かれる。この実施例では、端子３１の他端３１２が端子３１〜３６の導出面とは反対側のコア挿入孔１６に連なる面側から外部に導出されており、しかも図８に示すように上向きに折曲げられているので、コイル端末の絡げ作業が容易に行える。また、他端３１２はトランスの外部に突出しないため、細線の保護が確実に行える。
【００２７】
更に、図示実施例では、図３に明示されているように、端子３１のみならず、端子取付部１３に備えられた端子３８も、他端３８２が取付面１３１とは異なる他の端面から外部に導出され、他端３８２に線径の細いコイル２２の端末２２２が、絡げられ、かつ、半田付けによって接続されている。より具体的には、端子３８は、端子取付部１３の内部において、Ｕターン状に折れ曲がり、他端３８２が端子取付部１３の側端面から外部に導出されている。この側端面には、２本の端子３７、３８と他端３８２とが導出されているだけなので、隣接する端子との間に余裕を取れるのでコイル端末の絡げ作業が容易に行える。
【００２８】
コイル２１のコイル端末２１１〜２１５は、端子３２〜３７から選択された５つの端子に絡げられ、半田付けされる。この場合、コイル端末２１１〜２１５は、端子取付部１２の側端面から突出する端子３２〜３６の一端部３２１〜３６１に絡げられ、かつ、半田付けされる。これにより、例えば、図９に示したような結線回路を有するトランスが得られる。
【００２９】
第１のコア部材４は、コア挿入孔１６内に挿入され、両端がコア挿入孔１６の外部に導出されている。図示実施例において、第１のコア部材４は、断面矩形状の棒状体でなり、例えば、フェライト磁性体によって構成されている。フェライト磁性材料としては、ＭｎＺｎ系及びＮｉＺｎ系の何れを用いてもよい。第１のコア部材４の断面形状は、矩形状に限らず、他の多角形状または楕円形状などであってもよい。また、フェライト磁性材料の他、金属磁性材料または磁性粉とプラスチック材料とを混合した複合磁性材料などによって構成することもできる。
【００３０】
第２のコア部材５は、コイルボビン１の外側に配置され、両端が第１のコア部材４の両端に結合され、第１のコア部材４と共に１つの磁路を構成する。第２のコア部材５は、フェライト磁性材料、金属磁性材料、または、磁性粉とプラスチック材料とを混合した複合磁性材料などによって構成することができる。第２のコア部材５は、第１のコア部材４と、同一の磁性材料または異なる磁性材料によって構成することができる。
【００３１】
図示実施例において、第２のコア部材５は、取付面１２１、１３１と略平行となる方向に配置されている。より具体的には、第２のコア部材５は、第１のコア部５１と、第２のコア部５２と、第３のコア部５３とを含んでいる。第１のコア部５１及び第２のコア部５２は互いにほぼ平行である。第３のコア部５３は両端が第１のコア部５１及び第２のコア部５２のそれぞれの一端に連続している。第３のコア片５３は、第１のコア部５１及び第２のコア部５２の一面に連続し、下向き（図１において）に突出している。
【００３２】
第１のコア部５１及び第２のコア部５２は、自由端であるそれぞれの他端側が第１のコア部材４の両端に結合させてある。結合に当たっては、接着または機械的結合手段を採用することができる。
【００３３】
上述したように、本発明に係るトランスにおいて、コイルボビン１のコイル巻枠部１１は、筒状であって、軸方向に貫通するコア挿入孔１６を含んでいる。第１のコア部材４は、コイル巻枠部１１のコア挿入孔１６内に挿入され、両端がコア挿入孔１６の外部に導出されている。第２のコア部材５は、コイルボビン１の外側に配置され、両端が第１のコア部材４の両端に結合され、第１のコア部材４と共に１つの磁路を構成する。この構造によれば、第２のコア部材５の形状や組み込み方向を設計することにより、全体の厚みを極めて薄くすることができる。例えば、図示実施例のように、第２のコア部材５を、取付面１２１、１３１と略平行となる方向に配置することにより、実質的に、コイルボビン１の厚みによって定まるような厚みまで、薄型化することができる。
【００３４】
複数のコイル２１、２２のそれぞれは、コイル巻枠部１１の外周に巻装される。この構造によれば、複数のコイル２１、２２を、第１のコア部材４及び第２のコア部材５の作る磁路によって電磁結合させたトランスが得られる。
【００３５】
コイル巻枠部１１は、外周部に、つば部１４によって区画された複数のコイル巻回部１５１〜１５６を備えるから、コイル巻き崩れを防止すると共に、コイル２１とコイル２２との間、及び、コイル２２において分割巻相互間を確実に絶縁することができる。
【００３６】
２つの端子取付部１２、１３は、コア挿入孔１６の径方向の一方側において、コイル巻枠部１１の軸方向の両端にそれぞれ連続して備えられ、コア挿入孔１６の側とは反対側の面が実装のための取付面１２１、１３１として用いられる。端子３１〜３８は一端側が端子取付部１２、１３の取付面１２１、１３１側に導かれている。この構造によれば、端子取付部１２、１３の取付面１２１、１３１を、回路基板などに対向させ、取付面１２１、１３１側に導かれている端子の一端３１１〜３８１を、回路基板の上に設けられた導体パターンなどに半田付けすることにより、当該トランスを面実装することができる。端子３１〜３８は、端子取付部１２、１３に埋め込まれているから、十分な端子支持強度を確保することができる。
【００３７】
複数のコイル２１、２２のうち、コイル２２は、コイル２１よりも線径が細くなっている。端子３１〜３８の内、少なくとも１つの端子３１は、他端３１２が取付面１２１とは異なる他の端面から外部に導出され、線径の細いコイル２２の端末２２１が接続されている。ここで、上述したように、端子３１は、端子取付部１２に埋め込まれているから、端子３１の他端３１２は、半田付けされる一端３１１とは端子取付部１２によって分離されている。このため、端子３１の一端３１１が半田付けされた場合、線径の細いコイル２２の端末２２１が絡げられている端子３１の他端３１２は、半田熱応力の影響を殆ど受けなくなる。従って、細線化されたコイル２２の端末２２１が、実装時に発生する外力、例えば、半田熱応力などによって断線するのを確実に防止できる。
【００３８】
実施例において、２つの端子取付部１２、１３のうち、端子取付部１３は、コア挿入孔１６に連なるコア案内溝１６２を有する。コア案内溝１６２は軸方向で開口している。端子取付部１２は、コア挿入孔１６に連なるコア案内溝１６１を有する点では、端子取付部１３と同様であるが、端子取付部１３と異なって、コア案内溝１６１が軸方向で閉じられている。このような構造であると、第１のコア部材４をコア案内溝１６１のある端子取付部１３の側から、コア挿入孔１６の内部に挿入し、反対側のコア案内溝１６１において、第１のコア部材４の先端部を位置決めできるので、組立が容易になる。
【００３９】
更に実施例では、端子取付部１２、１３の取付面１２１、１３１、及び、つば部１４に端末案内溝１７１〜１７８（図３参照）が設けられている。端末２１１〜２１５及び２２１、２２２は、これらの端末案内溝１７１〜１７８の何れかを通って、端子３１〜３８の何れかに導かれる。このような構造であると、端末２１１〜２１５、２２１、２２２を保護し、断線、または、電気的接触などを回避することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、細線化されたコイル端末が、実装時に発生する外力、例えば、半田熱応力などによって断線するのを防止できる高信頼度のトランスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトランスを構成するコイルボビン、第１のコア部材及び第２のコア部材の分解斜視図である。
【図２】本発明に係るトランスの組立状態における平面図である。
【図３】図２に示した本発明に係るトランスの底面図である。
【図４】図２、３に示した本発明に係るトランスの正面図である。
【図５】図２〜４に示したトランスの背面図である。
【図６】図２〜５に示したトランスの右側面図である。
【図７】図２の７ー７線に沿った断面図である。
【図８】図２〜図７に示したトランスの一部拡大部分断面図である。
【図９】図２〜図８に示したトランスの一例を示す電気回路図である。
【符号の説明】
１                        コイルボビン
１１                        コイル巻枠部
１２、１３                  端子取付部
１４                        つば部
１５１〜１５６              コイル巻回部
１６                        コア挿入孔
２１                        コイル
２２                        線径の細いコイル
３１〜３８                  端子
４                        第１のコア部材
５                        第２のコア部材
【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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