特許 6584849 電気部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6584849

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】電気部品

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/28 20060101AFI20190919BHJP

   H01F 38/30 20060101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   H01F27/28 104

   H01F38/30

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-147301(P2015-147301)

(22)【出願日】2015年7月27日

(65)【公開番号】特開2017-28179(P2017-28179A)

(43)【公開日】2017年2月2日

【審査請求日】2018年5月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000227180

【氏名又は名称】日置電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104787

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 伸司

(72)【発明者】

【氏名】長屋 実

【審査官】 田中 崇大

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−３０４０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１９００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０８２５７５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１５／１８２１１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開平０６−０７９１１５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１３／１１９２２９（ＷＯ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ５／００−５／０６

１７／００−２１／１２

２７／００

２７／０２

２７／０６

２７／０８

２７／２３

２７／２６−２７／３０

２７／３２

２７／３６

２７／４２

３０／００−３８／１２

３８／１６

３８／２０−３８／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状のコアと、当該コアに巻回された導体で構成される巻線とを備えた電気部品であって、
前記導体としての配線が形成されて前記コアの内側に挿通させた状態で配置された第１のプリント基板と、前記導体としての配線が形成されて前記コアの外側に配置された第２のプリント基板と、前記各プリント基板の前記各配線を接続する接続部とを備え、
前記各配線によって前記巻線が構成されると共に、
前記接続部は、前記第１のプリント基板における前記配線の両端部にそれぞれ接続されて当該第１のプリント基板に固定された一対の第１のコネクタと、前記各第１のコネクタと連結可能に前記第２のプリント基板における前記配線の両端部にそれぞれ接続されて当該第２のプリント基板に固定された一対の第２のコネクタとを備えている電気部品。

【請求項2】

前記第１のプリント基板に固定された前記各第１のコネクタの当該第１のプリント基板上における離間距離と、前記第２のプリント基板に固定された前記各第２のコネクタの当該第２のプリント基板上における離間距離とが互いに等しくなるように、当該各第１のコネクタが当該第１のプリント基板に固定され、かつ当該各第２のコネクタが当該第２のプリント基板に固定されている請求項１記載の電気部品。

【請求項3】

前記第１のプリント基板および前記第２のプリント基板がそれぞれ長方形の板状に形成されている請求項１または２記載の電気部品。

【請求項4】

前記巻線としての一次巻線および二次巻線を備えて電流を検出可能に構成され、
前記一次巻線および前記二次巻線の少なくとも一方が前記各配線によって構成されている請求項１から３のいずれかに記載の電気部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、環状のコアと、コアに巻回された導体で構成される巻線とを備えた電気部品に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の電気部品として、下記特許文献１に開示された昇圧型スイッチング電源装置に用いられているカレントトランス（電流検出手段）が知られている。この種のカレントトランスは、一般的に、環状のコアに導線を巻回して巻線（一次巻線および二次巻線）を形成して製造される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−２２４８４１号公報（第６−９頁、第９図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、従来のカレントトランスには、以下の問題点がある。すなわち、従来のカレントトランスは、環状のコアに導体を巻回して巻線を形成して製造される。このため、従来のカレントトランスには、環状のコアに導線を巻回する工程が煩雑であることから、製作に手間がかかり、製造効率が悪いという問題点が存在する。

【0005】

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、製造工程を簡略化し得る電気部品を提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成すべく請求項１記載の電気部品は、環状のコアと、当該コアに巻回された導体で構成される巻線とを備えた電気部品であって、前記導体としての配線が形成されて前記コアの内側に挿通させた状態で配置された第１のプリント基板と、前記導体としての配線が形成されて前記コアの外側に配置された第２のプリント基板と、前記各プリント基板の前記各配線を接続する接続部とを備え、前記各配線によって前記巻線が構成されると共に、前記接続部は、前記第１のプリント基板における前記配線の両端部にそれぞれ接続されて当該第１のプリント基板に固定された一対の第１のコネクタと、前記各第１のコネクタと連結可能に前記第２のプリント基板における前記配線の両端部にそれぞれ接続されて当該第２のプリント基板に固定された一対の第２のコネクタとを備えている。

【0007】

また、請求項２記載の電気部品は、請求項１記載の電気部品において、前記第１のプリント基板に固定された前記各第１のコネクタの当該第１のプリント基板上における離間距離と、前記第２のプリント基板に固定された前記各第２のコネクタの当該第２のプリント基板上における離間距離とが互いに等しくなるように、当該各第１のコネクタが当該第１のプリント基板に固定され、かつ当該各第２のコネクタが当該第２のプリント基板に固定されている。

【0008】

また、請求項３記載の電気部品は、請求項１または２記載の電気部品において、前記第１のプリント基板および前記第２のプリント基板がそれぞれ長方形の板状に形成されている。

【0009】

また、請求項４記載の電気部品は、請求項１から３のいずれかに記載の電気部品において、前記巻線としての一次巻線および二次巻線を備えて電流を検出可能に構成され、前記一次巻線および前記二次巻線の少なくとも一方が前記各配線によって構成されている。

【発明の効果】

【0010】

請求項１から３記載の電気部品によれば、コアの内側に挿通させた第１のプリント基板と、コアの外側に配置された第２のプリント基板と、各プリント基板の各配線を接続する接続部とを備えたことにより、各配線を接続することで巻線を形成することができる。このため、この電気部品によれば、被覆導線をコアに巻回して巻線を形成する工程と比較して、容易にしかも短時間で巻線を形成することができる結果、製造工程を十分に簡略化することができる。

【0011】

また、第１のプリント基板の配線に接続された一対の第１のコネクタと、第２のプリント基板の配線に接続されて第１のコネクタと連結可能な一対の第２のコネクタとを備えたことにより、第１のコネクタと第２のコネクタとを連結させるだけで、各配線を接続させることができる。このため、この電気部品によれば、さらに容易にしかもさらに短時間で巻線を形成することができるため、製造工程をさらに簡略化することができる。

【0012】

また、各コネクタを各プリント基板にそれぞれ固定したことにより、例えば、下側に位置させた一方のプリント基板の両端部にそれぞれ固定されている２つのコネクタに向けて、他方のプリント基板の両端部にそれぞれに固定されている２つのコネクタを同時に押し付けることで、２つのコネクタと２つのコネクタとを一度に連結させることができるため、製造工程を一層簡略化することができる。

【0013】

また、請求項４記載の電気部品によれば、巻線としての一次巻線および二次巻線の少なくとも一方を各プリント基板の各配線によって構成することにより、電流を検出可能な電気部品における２つの巻線の少なくとも一方を容易にしかも短時間で形成することができる結果、その分、その電気部品の製造工程を十分に簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】電流検出素子１の斜視図である。

【図2】プリント基板１２およびコネクタ１４ａ，１４ｂの平面図である。

【図3】プリント基板１３およびコネクタ１５ａ，１５ｂの平面図である。

【図4】電流検出素子１の製造方法を説明する第１の説明図である。

【図5】電流検出素子１の製造方法を説明する第２の説明図である。

【図6】電流検出素子１の製造方法を説明する第３の説明図である。

【図7】電流検出素子１の製造方法を説明する第４の説明図である。

【図8】電流検出素子１の製造方法を説明する第５の説明図である。

【図9】電流検出素子１の製造方法を説明する第６の説明図である。

【図10】電流検出素子１の製造方法を説明する第７の説明図である。

【図11】巻線１７の構成を概念的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、電気部品の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

【0016】

最初に、電気部品の一例としての図１に示す電流検出素子１の構成について、図面を参照して説明する。電流検出素子１は、測定装置に組み込まれて（同図に示す測定装置の筐体１００に取り付けられて）検出対象の電流を検出する素子であって、同図に示すように、コア１１、プリント基板１２、プリント基板１３、コネクタ１４ａ，１４ｂ（以下、区別しないときには「コネクタ１４」ともいう）、コネクタ１５ａ，１５ｂ（以下、区別しないときには「コネクタ１５」ともいう）および巻線１６を備えて構成されている。

【0017】

コア１１は、例えばパーマロイ等の磁性材料を用いて、図１に示すように円環状に形成されている。

【0018】

プリント基板１２は、第１のプリント基板に相当し、図２に示すように、基板２１および５本の配線２２ａ〜２２ｅ（以下、区別しないときには「配線２２」ともいう）を備えている。なお、図２では、プリント基板１２およびコネクタ１４ａ，１４ｂをプリント基板１２の上面２１ａ（図１参照）側から見た状態で図示している。また、プリント基板１２は、図１に示すように、コア１１の内側に挿通させた状態で配設される。基板２１は、絶縁材料を用いて、図１，２に示すように、一方の端部１２ａが幅広の略長方形の板状に形成されている。また、図２に示すように、基板２１の端部１２ａには、検出対象の電流を入出力するためのスルーホール２３ａ，２３ｂが設けられている。

【0019】

配線２２は、図２に示すように、基板２１の一面（この例では、下面２１ｂ（図１参照））に形成されている。この場合、このプリント基板１２では、図２に示すように、配線２２ａにおける一方の端部（プリント基板１２の端部１２ａ側の端部）が、同図における上向きに傾斜する形状に形成されて、スルーホール２３ａに接続されている。また、配線２２ａ〜２２ｅにおける他方の端部（同図に示すプリント基板１２の端部１２ｂ側の端部）が、配線２２同士の間隔に相当する長さ（各配線２２の配列ピッチの１ピッチ分）だけ同図における下向きに傾斜する形状に形成されている。また、このプリント基板１２では、同図に示すように、各配線２２の直線部分が、基板２１の幅方向（同図における上下方向）の中心部よりも幅方向の一方側（同図における上側）に、各配線２２同士の間隔に相当する長さ分だけ全体として偏った位置に形成されている。

【0020】

これらの配線２２は、プリント基板１３における後述する配線３２と共に、コア１１に巻回される導体として機能し、配線３２と共に巻線１７（一次巻線に相当する：図１１参照）を形成する。なお、配線２２は、基板２１の上面２１ａに形成されていてもよいし、基板２１の内部に形成（内装）されていてもよい。また、基板２１の上面２１ａ、下面２１ｂおよび内部において配線２２が多層に形成されていてもよい。また、端部が傾斜した（屈曲した）形状の配線２２に限定されず、曲線状の配線２２や直線状の配線２２が形成されていてもよい。さらに、配線２２の本数も５本に限定されず、任意の本数の配線２２が形成されているプリント基板１２を用いることができる。

【0021】

プリント基板１３は、第２のプリント基板に相当し、図３に示すように、基板３１および直線状の５本の配線３２ａ〜３２ｅ（以下、区別しないときには「配線３２」ともいう）を備えている。なお、図３では、プリント基板１２およびコネクタ１５ａ，１５ｂをプリント基板１３の上面３１ａ（図１参照）側から見た状態で図示している。また、プリント基板１３は、図１に示すように、コア１１の外側（同図では、コア１１の下方）に配設される。基板３１は、絶縁材料を用いて、図１，２に示すように、長方形の板状に形成されている。配線３２ａ〜３２ｅは、図２に示すように、基板３１の一面（この例では、上面３１ａ）に形成されている。これらの配線３２は、プリント基板１２の配線２２と共に電流検出素子１の巻線１７を構成する（図１１参照）。なお、配線３２は、基板３１の下面３１ｂ（図１参照）されていてもよいし、基板３１の内部に形成（内装）されていてもよい。また、基板３１の上面３１ａ、下面３１ｂおよび内部において配線３２が多層に形成されていてもよい。また、直線状の配線３２に限定されず、曲線状の配線３２や屈曲した形状の配線３２が形成されていてもよい。さらに、配線３２の本数も５本に限定されず、任意の本数の配線３２が形成されているプリント基板１３を用いることができる。

【0022】

コネクタ１４ａ，１４ｂは、第１のコネクタに相当し、図１，２に示すように、プリント基板１２の端部１２ａ，１２ｂにおける基板２１の下面２１ｂにそれぞれ固定されている。また、図２に示すように、コネクタ１４ａ，１４ｂには、複数（この例では、配線２２，３２の数と同じ５個）の端子４１ａ〜４１ｅおよび端子４１ｆ〜４１ｊ（以下、区別しないときには「端子４１」ともいう）がそれぞれ設けられている。この場合、同図に示すように、コネクタ１４ａの端子４１ａ〜４１ｄは、プリント基板１２の配線２２ｂ〜２２ｅにおける一方の端部にそれぞれ接続され、端子４１ｅは、プリント基板１２のスルーホール２３ｂに接続されている。また、コネクタ１４ｂの端子４１ｆ〜４１ｊは、プリント基板１２の配線２２ａ〜２２ｅにおける他方の端部にそれぞれ接続されている。

【0023】

コネクタ１５ａ，１５ｂは、第２のコネクタに相当し、図１に示すように、プリント基板１３の端部１３ａ，１３ｂにおける基板３１の上面３１ａにそれぞれ固定されている。また、図３に示すように、コネクタ１５ａ，１５ｂには、複数（この例では、配線２２，３２の数と同じ５個）の端子５１ａ〜５１ｅおよび端子５１ｆ〜５１ｊ（以下、区別しないときには「端子５１」ともいう）がそれぞれ設けられている。この場合、同図に示すように、コネクタ１５ａの端子５１ａ〜５１ｅは、プリント基板１３の配線３２ａ〜３２ｅにおける一方の端部（プリント基板１３の端部１３ａ側の端部）にそれぞれ接続されている。また、コネクタ１５ｂの端子５１ｆ〜５１ｊは、プリント基板１３の配線３２ａ〜３２ｅにおける他方の端部（プリント基板１３の端部１３ｂ側の端部）にそれぞれ接続されている。

【0024】

また、コネクタ１４，１５は、接続部に相当し、図１に示すように、互いに連結可能に構成されている。また、コネクタ１４，１５は、連結状態において各端子４１，５１が互いに接続され、これによってプリント基板１２の各配線２２とプリント基板１３の各配線３２とを接続する。

【0025】

巻線１６は、二次巻線に相当し、図１に示すように、導体としての被覆導線６１をコア１１に巻回することによって形成されている。

【0026】

次に、電流検出素子１の製造方法（組み立て方法）の一例について、図面を参照して説明する。

【0027】

まず、図４，５に示すように、コア１１に被覆導線６１を巻回することによって巻線１６を形成する。なお、以下の説明において、コア１１に巻線１６を形成したものを本体部５０ともいう。

【0028】

次いで、プリント基板１２の端部１２ａ，１２ｂにコネクタ１４ａ，１４ｂをそれぞれ固定すると共に、プリント基板１３の端部１３ａ，１３ｂにコネクタ１５ａ，１５ｂをそれぞれ固定する（図１参照）。

【0029】

続いて、図６に示すように、電流検出素子１を組み込む（取り付ける）測定装置の筐体１００の底面にスペーサ１０１（一例として、４つのスペーサ１０１：図１も参照）を取り付ける。次いで、図６に示すように、基板３１の上面３１ａ（配線３２が形成されている面）を上向きにした状態で、プリント基板１３の端部１３ａ，１３ｂを各スペーサ１０１に固定する。これにより、プリント基板１３が筐体１００に固定される。

【0030】

続いて、図６に示すように、プリント基板１３の中央部に絶縁部材１０２を接着剤等を用いて固定する。次いで、図７に示すように、絶縁部材１０２の上に本体部５０を接着剤等を用いて固定する。

【0031】

続いて、図８に示すように、基板２１の下面２１ｂを下向きにした状態で、プリント基板１２の一方の端部（端部１２ａまたは端部１２ｂ）およびその端部に固定されているコネクタ１４を本体部５０の内側（コア１１の内側）に挿通させる。次いで、図９，１０に示すように、コネクタ１４ａとコネクタ１５ａとを連結させると共に、コネクタ１４ｂとコネクタ１５ｂとを連結させる。

【0032】

この際に、各コネクタ１４，１５の連結によって各コネクタ１４，１５の各端子４１，５１が接続される。具体的には、図１１に示す接続形態で端子４１，５１が接続される。この場合、この電流検出素子１では、上記したように、プリント基板１２の各配線２２と各端子４１とが図２に示す接続形態で接続され、プリント基板１３の各配線３２と各端子５１とが図３に示す接続形態で接続されている。このため、図１１に示すように、各端子４１，５１に接続されている各配線２２，３２が、各端子４１，５１を介して１本に繋がった状態で接続される。また、上記したように、プリント基板１２の各配線２２の直線部分が、基板２１の幅方向の中心部よりも幅方向の一方側に、各配線２２同士の間隔に相当する長さ分だけ全体として偏った位置に形成されている（図２参照）。このため、この電流検出素子１では、図１１に示すように、各配線２２，３２をコイル状（螺旋状）に１本に繋げることができる。これにより、同図に示すように、配線２２，３２およびコネクタ１４，１５の各端子４１，５１によってコア１１を巻回する一次巻線として機能する巻線１７が形成される。

【0033】

この場合、この電流検出素子１では、コア１１の内側を挿通させたプリント基板１２の各配線２２と、コア１１の外側に配置したプリント基板１３の各配線３２とを接続することで巻線１７を形成することができる。このため、この電流検出素子１では、被覆導線をコア１１に巻回して一次巻線を形成する工程と比較して、容易にしかも短時間で一次巻線として機能する巻線１７を形成することができる。この結果、この電流検出素子１では、製造工程を十分に簡略化することが可能となっている。

【0034】

また、この電流検出素子１では、プリント基板１２の配線２２に接続されたコネクタ１４と、プリント基板１３の配線３２に接続されたコネクタ１５とを連結させるだけで、各配線２２，３２を接続させることができる。したがって、この電流検出素子１では、さらに容易にしかもさらに短時間で巻線１７を形成することができるため、製造工程をさらに簡略化することが可能となっている。

【0035】

また、この電流検出素子１では、プリント基板１２，１３にコネクタ１４，１５が固定されているため、例えば、図８に示すように、下側に位置するプリント基板１３に固定されている２つのコネクタ１５に向けて、プリント基板１２に固定されている２つのコネクタ１４を同時に押し付けることで、２つのコネクタ１４と２つのコネクタ１５とを一度に連結させることができる。このため、この電流検出素子１では、製造工程を一層簡略化することが可能となっている。

【0036】

また、この電流検出素子１では、上記したようにプリント基板１３をスペーサ１０１を介して筐体１００に固定することで、電流検出素子１の製造が完了したときに、取り付け対象としての筐体１００への電流検出素子１の取り付けを完了させることができる。つまり、電流検出素子１の製造と、取り付け対象への電流検出素子１の取り付けとを並行して行うことができる。このため、この電流検出素子１では、製造工程を簡略化することに加えて、取り付け対象に取り付ける工程も簡略化することが可能となっている。

【0037】

このように、この電流検出素子１によれば、コア１１の内側に挿通させたプリント基板１２と、コア１１の外側に配置されたプリント基板１３と、各プリント基板１２，１３の各配線２２，３２を接続するコネクタ１４，１５とを備えたことにより、各配線２２，３２を接続することで巻線１７を形成することができる。このため、この電流検出素子１によれば、被覆導線をコア１１に巻回して巻線１７を形成する工程と比較して、容易にしかも短時間で巻線１７を形成することができる結果、製造工程を十分に簡略化することができる。

【0038】

また、この電流検出素子１によれば、プリント基板１２の配線２２に接続されたコネクタ１４と、プリント基板１３の配線３２に接続されてコネクタ１４と連結可能なコネクタ１５とを備えたことにより、コネクタ１４とコネクタ１５とを連結させるだけで、各配線２２，３２を接続させることができる。このため、この電流検出素子１によれば、さらに容易にしかもさらに短時間で巻線１７を形成することができるため、製造工程をさらに簡略化することができる。

【0039】

また、この電流検出素子１によれば、各コネクタ１４，１５を各プリント基板１２，１３にそれぞれ固定したことにより、例えば、下側に位置させたプリント基板１３に固定されている２つのコネクタ１５に向けて、プリント基板１２に固定されている２つのコネクタ１４を同時に押し付けることで、２つのコネクタ１４と２つのコネクタ１５とを一度に連結させることができるため、製造工程を一層簡略化することができる。

【0040】

また、この電流検出素子１によれば、電流検出素子１に備えられる巻線１６（二次巻線）および巻線１７（一次巻線）のうちの巻線１７（巻線１６，１７の少なくとも一方の一例）をプリント基板１２，１３の配線２２，３２で構成することにより、電流検出素子１における２つの巻線の少なくとも一方を容易にしかも短時間で形成することができる結果、その分、電流検出素子１の製造工程を十分に簡略化することができる。

【0041】

なお、電気部品の構成は、上記した電流検出素子１の構成には限定されない。例えば、コネクタ１４，１５をプリント基板１２，１３に固定した構成例について上記したが、コネクタ１４，１５をプリント基板１２，１３に固定することなく、プリント基板１２，１３の配線２２，３２とコネクタ１４，１５の端子４１，５１とをケーブルで接続した構成を採用することもできる。また、コネクタ１４，１５を用いることなく、プリント基板１２，１３の配線２２，３２を導線を用いて（例えば、導線を半田付けすることで）接続する構成を採用することもできる。

【0042】

また、筐体１００に配設したスペーサ１０１を用いて筐体１００にプリント基板１３を固定することによって電流検出素子１を取付対象としての筐体１００に固定する例について上記したが、接着剤による固定等の他の固定方法で電流検出素子１を筐体１００（取付対象）に固定することもできる。また、絶縁部材１０２を介して本体部５０をプリント基板１３に固定する例について上記したが、絶縁部材等を介して本体部５０とプリント基板１２とを固定する構成を採用することもできる。また、電流検出素子１を製造しつつ筐体１００に取り付ける（製造と取り付けとを並行して行う）例について上記したが、予め製造した電流検出素子１を筐体１００に取り付けることができるのは勿論である。

【0043】

また、一次巻線および二次巻線を備えた電流検出素子１における一次巻線だけをプリント基板の配線で構成する例について上記したが、二次巻線だけをプリント基板の配線で構成したり、一次巻線および二次巻線の双方をプリント基板の配線で構成したりする構成を採用することもできる。

【0044】

また、それぞれ１枚のプリント基板１２，１３を用いて巻線を構成する例について上記したが、巻線を構成するプリント基板の数は、これに限定されず、任意の数のプリント基板を用いることができる。また、電流検出素子１に適用した例について上記したが、コアおよび巻線を有する他の電気部品（例えば、インダクタ）に適用することもできる。

【符号の説明】

【0045】

１ 電流検出素子
１１ コア
１２，１３ プリント基板
１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ コネクタ
１６ 巻線
１７ 巻線
２２ａ〜２２ｅ，３２ａ〜３２ｅ 配線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】