特開 2024-172410 トロイダルコイル固定構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024172410

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】トロイダルコイル固定構造

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/06 20060101AFI20241205BHJP

   H01F 27/29 20060101ALI20241205BHJP

   H01F 17/06 20060101ALI20241205BHJP

   H01F 27/32 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

H01F27/06 103

H01F27/29 J

H01F17/06 K

H01F27/32 140

H01F27/29 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090114

(22)【出願日】2023-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000217491

【氏名又は名称】ダイヤゼブラ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087941

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 修司

(74)【代理人】

【識別番号】100112829

【弁理士】

【氏名又は名称】堤 健郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155963

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100142608

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 由佳

(74)【代理人】

【識別番号】100167977

【弁理士】

【氏名又は名称】大友 昭男

(72)【発明者】

【氏名】谷口 貴士

【テーマコード（参考）】

5E044

5E070

【Ｆターム（参考）】

5E044CA08

5E070AA01

5E070AB01

5E070BA14

5E070DA03

5E070EA08

5E070EB01

(57)【要約】

【課題】トロイダルコイルとこれを保持する台座とを接着剤なしで強固に固定するとともに、組立の作業性を向上でき、材料費も削減できる、トロイダルコイル固定構造を提供する。
【解決手段】巻回されたコイル３はその径方向のうちＸ方向の外側位置に突出されたのちＸ方向およびＺ方向と直交するＹ方向へそれぞれ向かう複数の端子用引出線６を有する。台座５の複数個所にコイル３の径方向のＸ方向外側位置よりも内側位置に係止部８が設けられて、端子用引出線６が外側位置から内側位置へ引き回され係止部８に係止されて台座５から突出されてなり、端子部７によりトロイダルコイル１が台座５に固定される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トロイダルコアにコイルを巻回したトロイダルコイル、およびこのトロイダルコイルを、コア軸心方向のＺ方向とこれに直交するＸ方向とを含むＸＺ平面と略平行に保持する台座を備え、
前記巻回されたコイルは、その径方向のうち前記Ｘ方向の外側位置に突出されたのちＸ方向およびＺ方向と直交するＹ方向の成分へそれぞれ向かう複数の端子用引出線を有して、
前記台座の複数個所に前記コイルの径方向のＸ方向外側位置よりも内側位置に係止部が設けられて、端子部は、前記端子用引出線が前記外側位置から前記内側位置へ引き回され前記係止部に係止されて前記台座から突出されてなり、この端子部によりトロイダルコイルが前記台座に固定される、トロイダルコイル固定構造。

【請求項2】

請求項１において、
前記端子部は、前記端子用引出線が前記外側位置から前記内側位置へ引き回されて曲げによる弾性変形が与えられたうえで前記係止部である第１爪部に係止される、トロイダルコイル固定構造。

【請求項3】

請求項２において、
前記コイルの端子用引出線は、前記コイルの径方向のＸ方向外側位置に突出する中間部位に引き回される第１の配線部と、前記内側位置への曲げによる戻り成分を伴う方向へ引き回される第２の配線部と、Ｘ方向外側方向へ再度引き回されて前記弾性変形を与えられる第３の配線部とを形成する、トロイダルコイル固定構造。

【請求項4】

請求項１において、
前記端子部が回路基板にはんだ付けされて実装される、トロイダルコイル固定構造。

【請求項5】

請求項１において、
前記トロイダルコイルは、周方向に複数分巻されて、Ｙ方向上部側に配置される複数の分巻コイル、および下部側に配置される複数の分巻コイルを有し、前記係止部は前記台座における複数個所に配置されて、前記上部側の複数の分巻コイルの各々端子用引出線が前記引き回されて当該係止部に係止される、トロイダルコイル固定構造。

【請求項6】

請求項５において、さらに
前記トロイダルコイルは、セパレータによって、各分巻コイルがそれぞれ絶縁されるとともに保持され、前記セパレータの溝部が前記台座に設けられた第２爪部に篏合して固定される、トロイダルコイル固定構造。

【請求項7】

請求項６において、
前記台座はその両端部から湾曲状に延びる両端壁を有して、この両端壁の先端に設けられた第３爪部により前記セパレータが係止される、トロイダルコイル固定構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トロイダルコイルとこれを保持する台座とを固定する、トロイダルコイルの固定構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、トロイダルコイルを端子台に固定するものとして、トロイダルコイルとその周辺構造の間に接着剤を充填し固定する方法が知られている。

【0003】

しかし、この接着剤の使用には、塗布（配合、位置、量）、乾燥（温度、時間）の工程・管理が必要であり、組立作業においてこれに応じた場所や時間を要する。また、トロイダルコイルの固定に接着剤を使用すると、その誘電率が高いために分布容量が大きくなってトロイダルコイルのインピーダンス特性が悪くなるという問題もあった。

【0004】

このため、従来から、接着剤を使用しないで、トロイダルコイルを固定する種々の方法が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の方法は巻線の端部を２枚鍔付き円柱端子に接続し、円柱端子を支持板の導入切り込み付き貫通孔に圧入し、円柱端子の鍔が支持板を挟持して固定するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実公平６－１４４２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１の方法では、接着剤なしでトロイダルコイルを固定するものの、巻線の端部を２枚鍔付き円柱端子に接続する必要があって、組立に手間がかかり作業性が向上せず、材料費も高くなるという問題がある。

【0007】

本発明は、トロイダルコイルとこれを保持する台座とを接着剤なしで固定するとともに、組立の作業性を向上でき、材料費も削減できる、トロイダルコイル固定構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の一構成に係るトロイダルコイル固定構造は、トロイダルコアにコイルを巻回したトロイダルコイル、およびこのトロイダルコイルを、コア軸心方向のＺ方向とこれに直交するＸ方向とを含むＸＺ平面と略平行に保持する台座を備える。
前記巻回されたコイルは、その径方向のうち前記Ｘ方向の外側位置に突出されたのちＸ方向およびＺ方向と直交するＹ方向の成分へそれぞれ向かう複数の端子用引出線を有する。
前記台座の複数個所に前記コイルの径方向外側位置よりも内側位置に係止部が設けられて、端子部が、前記端子用引出線が外側位置から前記内側位置へ引き回され前記係止部に係止されて前記台座から突出されてなり、この端子部によりトロイダルコイルが前記台座に固定される。

【0009】

この構成によれば、端子部がコイルの端子用引出線が外側位置から内側位置へ引き回されて係止部に係止されており、この端子用引出線の変形戻りによる係止によって台座に端子用引出線が固定されてトロイダルコイルが固定されるので、トロイダルコイルが接着剤なしで台座に固定されることができるとともに、端子用引出線がそのまま接続端子として使用されて別部材のピン端子を接続する必要がないので、組立の作業性が向上し、材料費も削減できる。

【0010】

本発明では、前記端子部は、前記端子用引出線が前記外側位置から前記内側位置へ引き回されて曲げによる弾性変形が与えられたうえで前記係止部である第１爪部に係止されることが好ましい。この場合、前記端子部は、曲げによる弾性変形が与えられたうえで第１爪部に係止されるので、トロイダルコイルは接着剤なしで台座に固定されることが可能となる。

【0011】

また、本発明では、前記コイルの端子用引出線は、前記コイルの径方向のＸ方向外側位置に突出する中間部位に引き回される第１の配線部と、前記内側位置への曲げによる変形戻り成分を伴う方向へ引き回される第２の配線部と、Ｘ方向外側方向へ再度引き回されて前記曲げによる弾性変形を与えられる第３の配線部とを形成することも好ましい。この場合、端子用引出線は第１～第３の配線部によって容易に曲げによる弾性変形が得られるので、組立の作業性をより向上しながらトロイダルコイルを固定できる。

【0012】

前記端子部が回路基板にはんだ付けされて実装されることも好ましい。この場合、端子用引出線はそのまま回路基板のピン端子としてこれをはんだ付けすることで回路基板に実装されるので、この端子部の実装によりトロイダルコイル、基台および回路基板を強固に固定することができる。

【0013】

好ましくは、前記トロイダルコイルは、周方向に複数分巻されて、Ｙ方向上部側に配置される複数の分巻コイル、および下部側に配置される複数の分巻コイルを有し、前記第１爪部は前記台座における複数個所に配置されて、前記上部側の複数の分巻コイルの各々端子用引出線が前記引き回されて当該第１爪部に係止される。したがって、この上部側の分巻コイルの端子用引出線が、当該上部側分巻コイルおよび下部側分巻コイルを抱え込むように、曲げによる弾性変形により第１爪部に係止されるので、トロイダルコイル全体を強固に固定することができる。

【0014】

また、好ましくは、前記トロイダルコイルは、セパレータによって各分巻コイルがそれぞれ絶縁されるとともに保持され、前記セパレータの溝部が前記台座に設けられた第２爪部に篏合して固定される。したがって、各分巻コイル間の絶縁距離を十分に確保しながら、セパレータと台座の第２爪部によっても、トロイダルコイルと台座をより強固に固定することができる。

【0015】

好ましくは、前記台座はその両端部から湾曲状に延びる両端壁を有して、この両端壁の先端に設けられた第３爪部により前記セパレータが係止される。したがって、セパレータと台座の第３爪部によっても、トロイダルコイルと台座をより強固に固定することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明は、コイルの端子用引出線が外側位置から内側位置へ引き回されて曲げによる弾性変形が与えられたうえで第１爪部に係止されており、この端子用引出線の変形戻りによる係止によって端子用引出線が台座に固定されるので、トロイダルコイルが接着剤なしで台座に固定されるとともに、端子用引出線がそのまま接続端子として使用されて別部材のピン端子を接続する必要がないので、組立の作業性が向上し、材料費も削減できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態にかかるトロイダルコイル固定構造を示す斜視図である。

【図2】図１のトロイダルコイル固定構造を示す側面図である。

【図3】図１のトロイダルコイル固定構造を示す正面図である。

【図4】図１のトロイダルコイル固定構造を示す底面図である。

【図5】トロイダルコアを収納するコアケースを示す分解斜視図である。

【図6】トロイダルコイルを示す分解斜視図である。

【図7】トロイダルコイル固定構造を示す分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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、本発明の一実施形態にかかるトロイダルコイルの固定構造を示す斜視図である。図２は図１の側面図、図３は正面図、図４は底面図である。

【0019】

図１のように、このトロイダルコイル１の固定構造は、環状のトロイダルコア２（図５）にコイル３を巻回したトロイダルコイル１、およびトロイダルコイル１を、コア軸心方向のＺ方向とこれに直交するＸ方向とを含むＸＺ平面と略平行に保持する台座５とを備える。さらに、台座５はその両端部から湾曲状にそれぞれ延びる両端壁１４を有する。トロイダルコイル１は端壁１４の湾曲形状に沿って収納される。

【0020】

コア２は例えばフェライト等の鉄材が使用され、コイル３は例えば銅線が使用される。台座５には、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やフェノール（ＰＦ）などの絶縁性樹脂が使用される。

【0021】

図２のように、巻回されたコイル３は、その径方向のうちＸ方向の外側位置に突出されたのちＸ方向およびＺ方向と直交するＹ方向の成分へそれぞれ向かう端子用引出線（リード線）６を有して、台座５の複数個所にコイルの径方向のＸ方向外側位置よりも内側位置に第１爪部（係止部）８が設けられる。第１爪部８は、台座５のＸ方向内側に向かって開口して端子用引出線６を当該内側から導入する開口溝８ａと、開口溝８ａよりもＸ方向外側に位置して端子用引出線６を外側方向に引き回したうえ係止させる係合溝８ｂとを有する。

【0022】

端子用引出線６が前記径方向のＸ方向外側の突出位置から曲げられて内側に戻されたうえで外側へ引き回されて当該引出線に弾性変形が与えられ第１爪部８に係止されて台座５から突出される。

【0023】

すなわち、トロイダルコイル１の端子用引出線６は、コイルの径方向のＸ方向外側位置に突出する中間部位に引き回される第１配線部６ａと、内側位置への曲げによる戻り成分を伴う方向へ引き回される第２配線部６ｂと、Ｘ方向の外側方向へ再度引き回される第３配線部６ｃとを形成する。

【0024】

トロイダルコイル１は、周方向に複数例えば４分巻されてＹ方向上部側に配置される第１、第２分巻コイル１Ａ、１Ｂ、下部側に配置される第３、第４分巻コイル１Ｃ、１Ｄを有する。図４のように、第１爪部８は台座５における前後左右４か所に配置される。図２の上部側の第１、第２分巻コイル１Ａ、１Ｂの各々端子用引出線６が前記のように引き回されて当該第１爪部８に係止されて台座５から突出される。

【0025】

こうして、この上部側の分巻コイル１Ａ、１Ｂの端子用引出線６、６が、当該上部側分巻コイル１Ａ、１Ｂおよび下部側分巻コイル１Ｃ、１Ｄを抱え込むように、曲げによる弾性変形により第１爪部８に係止されるので、トロイダルコイル１全体を強固に固定することができる。下部側の第３、第４分巻コイル１Ｃ、１Ｄの各端子用引出線７はそのまま直下の台座５の貫通孔２１（図４）を貫通する。

【0026】

このように、コイル３の端子用引出線６が外側位置から内側位置へ引き回されて曲げによる弾性変形が与えられたうえで第１爪部８に係止されており、この端子用引出線６の変形戻り（スプリングバック）による係止によって端子用引出線６が台座５に固定されるので、トロイダルコイル１を接着剤なしで台座５に固定することができる。

【0027】

トロイダルコイル１の固定に接着剤を使用していないので、誘電率を低くでき分布容量も小さくなるから、トロイダルコイル１は良好なインピーダンス特性を得ることができる。

【0028】

また、端子部７は回路基板２０（図１）にはんだ付けされて実装される。この場合、端子用引出線６はそのまま回路基板２０の接続端子として使用されるので、端子用引出線６、７に別部材のピン端子を接続する必要がなくなる。図１および図２のように、台座５は両端壁１４のみでＺ方向手前側に側面壁が設けられておらず、端子用引出線６を第１爪部８に係止したり、端子用引出線７を台座５に取り付ける作業が容易となる。これにより、組立の作業性が向上し、材料費を削減できる。

【0029】

トロイダルコイル１は、各分巻コイル１Ａ～１Ｄをそれぞれ絶縁するとともに保持するセパレータ１２を有し、セパレータ１２の溝部１２ｂが台座５に設けられた第２爪部９（図７）に篏合して固定される。セパレータ１２により各分巻コイル１Ａ～１Ｄ間の絶縁距離が十分に確保されるとともに、セパレータ１２と台座５の第２爪部９によっても、トロイダルコイル１と台座５をより強固に固定することができる。

【0030】

図１および図３のように、台座５の両端壁１４の先端に第３爪部１５が設けられて、第３爪部１５の下面にセパレータ１２の上面を当接させてセパレータ１２を台座５に固定する。これにより、セパレータ１２と台座５の第３爪部１５によっても、トロイダルコイル１と台座５をより強固に固定することができる。

【0031】

以下、トロイダルコイル１の組み立て手順を示す。まず、図５のように、コアカバー１１は半体１１Ａ、１１Ｂに分解されており、この半体１１Ａ、１１Ｂにトロイダルコア２を挟み込んで組み立てられる。分巻コイル１Ａ～１Ｄを絶縁するセパレータ１２は、内周側に第１溝部１２ａ、外周側に第２溝部１２ｂを有して、各半体１１Ａ、１１Ｂに分解された状態で取り付けられており、このコアカバー１１の組立時にセパレータ１２が形成される。

【0032】

図６のように、組み立てられたコアカバー１１にコイル３が４分巻に巻回される。その後、セパレータ１２の内周側の第１溝部１２ａに十字状の係止具１３の係止片１３ａが嵌め込まれる。セパレータ１２の第１溝部１２ａは内周側の４か所すべてに設けられているので、各分巻コイル１Ａ～１Ｄがどの周方向位置でも係止片１３ａを嵌め込むことができ、組立が容易となる。

【0033】

図７のように、トロイダルコイル１が、その４本の端子用引出線６が径方向外側の突出位置から略直角下方に曲げられて（第１の配線部６ａ）、端壁１４の先端における第３爪部１０の両側に設けられたガイド溝１６でガイドされた後、内側に曲げられる（第２の配線部６ｂ）。台座５への組立時に、第１爪部８にさらに内側に戻されたうえでその開口溝８ａから外側位置のその係合溝８ｂに嵌め込むように引き回されて当該引出線６に弾性変形が与えられた状態で（第３の配線部６ｃ）、第１爪部８に係止される。

【0034】

台座１４には両端壁１４のみで側面壁は設けられていないので、側面部が露出しており、端子用引出線６の引き回しや第１爪部８への係止などが容易となって、組立作業性をより向上させることができる。

【0035】

セパレータ１２の第２溝部１２ｂが台座５に設けられた第２爪部９に篏合して固定される。セパレータ１２の第２溝部１２ｂは外周側の４か所すべてに設けられているので、各分巻コイル１Ａ～１Ｄがどの周方向位置でも第２爪部９に係止することができ、組立が容易となる。そして、台座５の両端壁１４の先端に設けられた第３爪部１５によりセパレータ１２が係止される。

【0036】

上述のように、本実施の形態に係るトロイダルコイル１の固定構造では、そのコイルを固定する周辺構造が、複数のパーツからなる部位によって構成され、これらをアセンブリする際には接着剤の使用を必要としない。なお、トロイダルコイル１と周辺構造の間におけるアセンブリ以外の充填箇所に限定されて接着剤が使用される場合もある。こうして、当該周辺構造は、各爪部やその嵌着部の構造によって、その組立構造が簡素化されている。

【0037】

また、本実施の形態では、以下のようにコイル線の配線上の利点も有している。すなわち、トロイダルコイル１から延伸する配線は、コイル３の端子用引出線６が外側位置から内側位置へ引き回されて曲げによる弾性変形が与えられたうえで第１爪部８に係止されており、この端子用引出線６の変形戻りによる係止によって端子用引出線６が台座５に固定される。これにより、トロイダルコイル１は、接着剤なしで台座５に強固に固定される。また、かかる固定構造は、端子用引出線６がそのまま接続端子として使用されて別部材のピン端子を接続する必要がないので、組立の作業性が向上し、材料費も削減できる。

【0038】

本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0039】

１：トロイダルコイル
２：トロイダルコア
３：コイル
５：台座
６：端子用引出線
７：端子用引出線
８：第１爪部（係止部）
９：第２爪部
１１：コアカバー
１２：セパレータ
１３：係止具
１４：端壁
１５：第３爪部
２０：回路基板
Ｚ方向：コア軸心方向
Ｘ方向：Ｚ方向と直交する方向
Ｙ方向：Ｘ方向およびＺ方向と直交する方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】