JP2015079934A - 磁性素子 - Google Patents

Abstract

【課題】組立正確度を高め製造工程を単純化して、製造原価を節減することができる磁性素子を提供する。
【解決手段】磁性素子は、長さ方向に延長される中空部２６０を具備するボビン２００と、ボビンの外側に巻かれるコイル３００と、ボビンの外側でボビンと結合されるコア１１０，１２０と、を含み、ボビンは、外側にコイルが巻かれる第１巻取部２１１と、第１巻取部の長さ方向の一側に具備されて外側にコイルが巻かれる第２巻取部２１２と、第１巻取部と第２巻取部との間に具備される公差吸収部２２０と、第１巻取部及び第２巻取部の外側に互いに対称に具備される締結部２３０と、を含み、公差吸収部は長さ方向に弾性変形可能である。
【選択図】図４

Description

本発明は磁性素子に関し、より詳しくは、ボビンの長さが弾性変形可能に提供されて組立公差を吸収可能な磁性素子に関する。

従来、インダクタ又はトランスフォーマーのような磁性素子はコアとコイルを含んで形成され、コイルの回転数に応じてインダクタンスが調整される。

コアは一般に２つ以上が具備される。このような従来の磁性素子は、コイルとコア間の絶縁と円滑な回転数の確保のためにボビンを使用する。

図１は、従来の磁性素子を示す図である。

図１に示した従来の磁性素子はコア１０とボビン２０を含み、ボビン２０の外側にコイル３０を巻いてからボビン２０の両側にコア１０を締結することで形成される。

この際、コアは第１コア１１と第２コア１２の２つが具備され、２つのコア１１，１２は接着剤又は接着テープによって結合される。２つのコア１１，１２が接する部分に接着剤を供給するか、２つのコア１１，１２の端部を互いに接触させてからその外側を接着テープで巻く方法が使用されていた。しかし、接着過程で２つのコアの端部間で間隙が発生すると、インダクタンス値に偏差が生じて正確な仕様の製品を製作することが難しいという限界がある。

最近、電子機器及び電子部品が高性能化及び小型化されることにつれ、このような間隙をなくして組立正確度を向上させる構造が必要となっている。

本発明は磁性素子に関するものであり、より詳しくは、ボビンの長さが弾性変形可能に提供されて組立公差を吸収可能な磁性素子に関するものである。

本発明は組立正確度を高め製造工程を単純化することができるため、製造原価を節減することができる磁性素子を提供することをその目的とする。

本発明の一実施例による磁性素子は、長さ方向に延長される中空部を具備するボビンと、ボビンの外側に巻かれるコイルと、前記ボビンの外側で前記ボビンと結合されるコアと、を含み、前記ボビンは外側にコイルが巻かれる第１巻取部と、前記第１巻取部の長さ方向の一側に具備されて外側にコイルが巻かれる第２巻取部と、前記第１巻取部と前記第２巻取部との間に具備される公差吸収部と、前記第１巻取部及び前記第２巻取部の外側に互いに対称に具備される締結部と、を含み、前記公差吸収部は長さ方向に弾性変形可能であることを特徴とする。

前記締結部は、前記コアの長さ方向の外側面にかかるフックを含む。

前記公差吸収部は、前記長さ方向に垂直な方法に盛り上がるか凹む曲面状を有する。

前記コイルは第１コイル及び第２コイルを含み、前記公差吸収部は前記長さ方向に垂直な幅方向に盛り上がって突出される曲面状を有し、前記公差吸収部を間に挟んで前記第１コイルと第２コイルが離隔されて配置される。

前記巻取部と前記締結部との間で前記長さ方向に交差する幅方向に外側に向かって突出する隔壁部を更に含む。

前記隔壁部の長さ方向の外側及び前記締結部の幅方向の外側に具備される補強部を更に含む。

前記コアは、前記フックがかかるエンド部と、前記エンド部から長さ方向の内側に向かって延長される中心部と、を含み、前記中心部が前記ボビンの中空部に挿入可能である。

前記中心部の幅方向外側から前記中心部と平行に延長される外側延長部を更に含む。

前記エンド部は、長さ方向から見る際、少なくとも一部分で中央から外側に行くほど幅がより広くなる形状を有する。

前記公差吸収部は、前記ボビンの幅方向の周縁全体にわたって形成される。

本発明によると組立正確度が高められて製造工程が単純化され、製造原価を節減することができながらもより高性能の磁性素子を製造することができる。

従来の磁性素子を概略的に示す平面図である。 本発明の一実施例による磁性素子を示し斜視図である。 本発明の一実施例による磁性素子の一部を示す斜視図である。 図３に示した磁性素子を示す分解斜視図である。 図３をＡＡ線を中心に切断した側断面図である。 本発明の一実施例による磁性素子に２つのコイルが具備された様子を示す斜視図である。 本発明の他の実施例による磁性素子を示し斜視図である。 本発明の他の実施例による磁性素子を示す分解斜視図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の一実施例による移動端末機を説明する。

図２は本発明の一実施例による磁性素子を示す斜視図であり、図３は本発明の一実施例による磁性素子示す斜視図であり、図４は本発明の一実施例による磁性素子を示す分解視図である。また、図５は図３をＡＡ線を中心に切断した側断面図であり、図６は本発明の一実施例による磁性素子の他の形態を示す斜視図である。

図２乃至図６を参照すると、本発明の一実施例による磁性素子はコア１００と、ボビン２００と、コイル３００と、ケース４００を含む。

コア１００は複数個が具備される。即ち、２つ以上が具備される。本実施例では２つのコア１００が含まれた場合を例に挙げて説明するが、それに限ることはない。

コア１００は長さ方向に並んで配置される第１コア１１０と第２コア１２０を含む。

第１コア１１０はエンド部１１１、中心部１１２、外側延長部１１３を含む。

エンド部１１１は長さ方向に交差する幅方向に延長されるプレート状を有し、大よそ矩形状を有する。ここで、幅方向は長さ方向に直行する方向である。

中心部１１２はエンド部１１１の中央から長さ方向に内側に向かって延長される。

外側延長部１１３はエンド部１１１の縁から長さ方向の内側に向かって延長される。即ち、外側延長部１１３は中心部１１２の幅方向の左右外側で中心部１１２と平行に延長される。外側延長部１１３は一つのコアに２つが具備される。

一方、第２コア１２０は第１コア１１０と同じくエンド部１２１、中心部１２２、外側延長部１２３を含む。第２コア１２０は第１コア１１０と実質的に同じ構成を有し、長さ方向に互いに対称に具備される。即ち、第２コア１２０を構成するエンド部１２１、中心部１２２、外側延長部１２３が第１コアを構成するエンド部１２１、中心部１２２及び外側延長部１２３と実質的に同じであり、長さ方向に互いに対称である。よって、第２コア１２０の細部構成に対する説明は省略する。

ボビン２００は、巻取部２１０と、公差吸収部２２０と、締結部２３０と、隔壁部２４０と、補強部２５０を含む。そして、ボビン２００の内側には長さ方向に延長される中空部２６０が具備される。即ち、ボビン２００は中空の形状を有する。中空部２６０はボビン２００を長さ方向に貫通するように形成される。

巻取部２１０は長さ方向に長く延長される部分であり、内側は空いている。中央の空き空間にはコア１００の中心部が挿入される。即ち、一側には第１コア１１０の中心部１１２が挿入され、他側には第２コア１２０の中心部１２２が挿入される。巻取部２１０は多角形の断面を有し、例えば、大よそ四角形の断面を有する。しかし、それに限ることはない。巻取部２１０は第１巻取部２１１と第２巻取部２１２を含む。この際、第１巻取部２１１と第２巻取部２１２の境界は後述する公差吸収部２２０によって区画される。即ち、公差吸収部２２０を中心に一側は第１巻取部２１１となり、他側は第２巻取部２１２となる。

公差吸収部２２０は巻取部２１０の所定位置に具備される。即ち、第１巻取部２１１と第２巻取部２１２との間に位置する。公差吸収部２２０は長さ方向に弾性変形可能な素材又は形状で形成される。公差吸収部２２０は幅方向の周縁全体を囲むように具備される。しかし、それに限ることはなく、幅方向の周辺の一部にのみ具備されてもよい。一方、公差吸収部２２０は外側に盛り上がるか内側に凹む曲面状を有する。また、第１巻取部２１１、第２巻取部２１２及び公差吸収部２２０は一体に形成される。よって、ボビン２００を長さ方向に伸ばそうとする外力が作用する場合には公差吸収部２２０の曲面が伸ばされ、即ち、曲率が小さくなり、ボビン２００が長さ方向に延長される。よって、本発明の一実施例による磁性素子を組み立てる際、ボビン２００の長さ方向の長さとコアの長さ方向との間で発生する組立公差を公差吸収部２２０が伸びながら吸収する。この際、公差吸収部２２０には伸ばされた状態でも元の形状に戻ろうとする復元力が作用する。

一方、巻取部２１０の外側に巻かれるコイル３００が複数個である場合、公差吸収部２２０がそれぞれコイル３００が巻かれる位置を表示する機能をしてもよい。この場合、公差吸収部２２０が内側に凹んで形成されるよりは外側に突出されることがより好ましい。よって、公差吸収部２２０が複数のコイル３００の間に位置してコイル３００間の境界を分ける役割をする。

一方、公差吸収部２２０が外側又は内側に突出する形状を有しない可能性もある。即ち、盛り上がるか凹む形状的な特徴によって伸ばされるのではなく、素材が有する特性によって長さ方向に弾性変形して伸ばされる可能性もある。この場合、公差吸収部２２０は第１巻取部２１１及び第２巻取部２１２とは異なる素材で形成されてもよく、例えば、ゴムなどの素材で形成される。

一方、公差吸収部２２０は一つ以上具備されてもよい。即ち、複数個が具備されてもよい。

締結部２３０は巻取部２１０の長さ方向の両端部に具備される。即ち、第１巻取部２１１の長さ方向の外側端部と第２巻取部２１２の長さ方向の外側端部にそれぞれ具備される。締結部２３０は長さ方向に延長され、その外側端部には複数のフック２３１が具備される。

隔壁部２４０は締結部２３０と巻取部２１０の境界で幅方向の外側に向かって突出、延長される。隔壁部２４０は一対が互いに対称に位置する。即ち、第１巻取部２１１の外側と第２巻取部２１２の外側にそれぞれ具備される。

補強部２５０は隔壁部２４０の長さ方向の外側及び締結部２３０の幅方向の外側に具備される。隔壁部２４０は長さ方向の内側端部が隔壁部２４０の長さ方向の外側面に接し、幅方向の内側端部が締結部２３０の幅方向の外側面に接する。補強部２５０は、長さ方向の外側に行くほど幅方向の高さが低くなる形状を有する。補強部２５０は締結部２３０の強度を補強する役割をする。磁性素子の結合組立過程で締結部２３０に大きい力が加えられる場合には締結部２３０が破損する恐れがあるため、補強部２５０が具備されて締結部２３０の強度を補強することで破損を防止する。

コイル３００はボビン２００の外側に巻かれる。より詳しくは、巻取部２１０の外側に巻かれ、一対の隔壁部２４０の間に巻かれる。コイル３００が複数個に構成される場合、公差吸収部２２０を境界に互いに離隔するように位置する。

ちなみに、図６はコイル３１０，３２０が複数個具備された場合を示す。第１コイル３１０と第２コイル３２０が互いに公差吸収部２２０の両側に巻かれており、公差吸収部２２０を間に挟んで互いに離隔されている。コイル３００は銅などの伝導性の優秀な素材で形成される。

ケース４００は図１に示しようにコア１００の外側を囲む。ケース４００はアルミニウムなどの素材で形成され、ケース４００とコア１００との間にはエポキシモールディング５００が具備される。

以下、前記のような構成を有する磁性素子の組立工程を説明する。

まず、ボビン２００の外側にコイル３００を巻く。より詳しくは、巻取部２１０の外側で一対の隔壁部２４０の間にコイルを巻く。この際、コイル３００が複数個である場合、公差吸収部２２０を境界に複数個のコイルを互いに離隔するように巻いてもよい。

ボビン２００の外側にコイル３００が巻かれた後、ボビン２００とコア１００を結合させる。第１巻取部２１１の方に第１コア１００を結合させ、第２巻取部２１２の方に第２コア１２０を結合させる。

ボビン２００とコア１００を結合させる際にはボビン２００の締結部２３０の外側端部に具備されたフック２３１がコア１００の長さ方向の外側面にかかるようにするが、この過程で公差吸収部２２０の長さが伸ばされる。公差吸収部２２０が弾性変形して長さが伸びた状態で弾性復元力によって元の形状に戻ろうとするため、この復元力によって締結部２３０はコアの長さ方向の外側面を内側に加圧する。よって、コア１００には常に長さ方向の内側に引っ張られる力が加えられる。

よって、一対のコア１１０，１２０には常に互いに向かって密着しようとする力が加えられるため、コア１１０，１２０の間が広がることがなく組立が容易になる。即ち、第１コア１１０と第２コア１２０が互いに接する面に互いの接着のための別途の処理を必要としないか、接着のための処理を簡素化することができるため製造工程を簡素化することができる。

以下、図７及び図８を参照して本発明の他の実施例による磁性素子の構成を説明する。

図７は本発明の他の実施例による磁性素子を示す斜視図であり、図８は図７に示した磁性素子の分解斜視図である。

図７乃至図８を参照して説明する実施例による磁性素子は、図２乃至図６を参照して説明した実施例による磁性素子に比べるとコア６００及びボビン７００の形状面でその差がある。

図７及び図８を参照すると、本発明の一実施例による磁性素子はコア６００と、ボビン７００と、コイル３００を含む。また、コア６００の外側を囲むケース（図示せず）を更に含む。

コア６００は複数個が具備される。即ち、２つ以上が具備される。本実施例では２つのコアが含まれた場合を例に挙げて説明するが、それに限ることはない。コア６００は長さ方向に並んで配置される第１コア７１０と第２コア７２０を含む。

第１コア６１０はエンド部６１１、中心部６１２、外側延長部６１３を含む。

エンド部６１１は長さ方向に交差する幅方向に延長されるプレート状を有し、大よそ一部が中央から外側に行くほど幅が広くなる形状を有する。より詳しくは、中央部分は円形で形成され、円形の部分から幅方向の外側に向かって延長されるほどその幅が広がる形状を有する。

中心部６１２はエンド部６１１から長さ方向に中央に向かって延長される。中心部６１２は大よそ円筒状を有する。中心部６１２はエンド部６１１の中央部分から延長される。よって、一対のコア６１０，６２０の中心部６１１，６２１それぞれは互いに向かって延長されるような形状を有する。

外側延長部６１３は、中心部の幅方向左右外側から中心部６１２と平行に延長される。即ち、長さ方向に沿って延長される。外側延長部６１３はいずれか一つのコアに大よそ２つが具備される。外側延長部６１３はエンド部６１１の縁から長さ方向の内側に向かって延長される。外側延長部６１３の幅方向の外側面は、中心部６１２と大よそ同じ曲率中心を有する曲面で形成される。また、外側延長部６１３の幅方向の内側面は、中心部の幅方向の外側面と向かい合って平行に延長される曲面で形成される。

一方、第２コア６２０は第１コア６１０と同じくエンド部６２１、中心部６２２、外側延長部６２３を含む。第２コア６２０は第１コア６１０と実質的に同じ構成を有し、長さ方向に互いに対称に具備されるため、第２コア６２０の細部構成に対する説明は省略する。

ボビン７００は、巻取部７１０と、公差吸収部７２０と、締結部７３０と、隔壁部７４０と、補強部７５０を含む。そして、ボビン７００は長さ方向に沿って延長される大よそ円筒状を有し、その内側には長さ方向に延長される中空部７６０が具備される。中空部７６０はボビン２００を長さ方向に貫通するように形成される。

巻取部７１０は長さ方向に長く延長される円筒状を有し、その内側は空いている。中央の空き空間にはコア６００の中心部６１２，６２２が挿入される。即ち、一側には第１コア６１０の中心部６１１が挿入され、他側には第２コア６２０の中心部６２２が挿入される。巻取部７１０は第１巻取部７１１と第２巻取部７１２で区分される。この際、第１巻取部７１１と第２巻取部７１２の境界は後述する公差吸収部７２０によって区画される。即ち、公差吸収部７２０を中心に一側は第１巻取部７１１となり、他側は第２巻取部７１２となる。

公差吸収部７２０は巻取部７１０の所定位置に具備される。即ち、第１巻取部７１１と第２巻取部７１２との間に位置する。公差吸収部７２０は長さ方向に弾性変形可能な素材又は形状で形成される。公差吸収部７２０は幅方向の周縁全体を囲むように具備される。また、公差吸収部７２０は外側に盛り上がるか内側に凹む曲面状を有する。また、第１巻取部７１１、第２巻取部７１２及び公差吸収部７２０は一体に形成される。よって、ボビン７００を長さ方向に伸ばそうとする外力が作用する場合には公差吸収部７２０の曲面が伸ばされ、即ち、曲率が小さくなり、ボビン７００が長さ方向に延長される。よって、本発明の一実施例による磁性素子を組み立てる際、ボビン７００の長さ方向の長さとコアの長さ方向との間で発生する組立公差を公差吸収部７２０が伸びながら吸収する。

一方、巻取部７１０の外側に巻かれるコイル３００が複数個である場合、公差吸収部７２０がそれぞれコイル３００が巻かれる位置を表示する機能をしてもよい。この場合、公差吸収部７２０が内側に凹んで形成されるよりは外側に突出されることがより好ましい。よって、公差吸収部７２０が複数のコイル３００の間に位置してコイル３００間の境界を分ける役割をする。

一方、公差吸収部７２０が外側又は内側に突出する形状を有しない可能性もある。即ち、盛り上がるか凹む形状的な特徴によって伸ばされるのではなく、素材が有する特性によって長さ方向に弾性変形して伸ばされる可能性もある。この場合、公差吸収部７２０は第１巻取部７１１及び第２巻取部７１２とは異なる素材で形成されてもよく、例えば、ゴムなどの素材で形成される。

一方、公差吸収部７２０は一つ以上具備されてもよい。即ち、複数個が具備されてもよい。

締結部７３０は巻取部７１０の長さ方向の両端に具備される。即ち、第１巻取部７１１の外側端部と第２巻取部７１２の外側端部にそれぞれ具備される。締結部７３０は長さ方向に延長され、その外側端部には複数のフック７３１が具備される。

隔壁部７４０は締結部７３０と巻取部部７１０の境界で幅方向の外側に向かって突出、延長される。幅方向とは長さ方向に交差する方向をいい、より詳しくは、長さ方向に垂直の方向である。隔壁部７４０は一対が互いに対称に位置する。即ち、第１巻取部７１１の外側と第２巻取部７１２の外側にそれぞれ具備される。

一方、本実施例による磁性素子は上述した実施例と同じく補強部（図示せず）を含む。補強部は締結部７４０の強度を補強する役割をする。

コイル３００はボビン７００の外側に巻かれる。より詳しくは、巻取部７１０の外側に巻かれ、一対の隔壁部７４０の間に巻かれる。コイルは上述した実施例と同じであるため同じ図面符号を使用しており、反復的な説明は省略する。

一方、本実施例による磁性素子は上述した実施例と同じくコア６００の外側を囲むケース（図示せず）と、ケースとコアとの間に具備されるエポキシモールディングを含む。

以下、前記のような構成を有する磁性素子の組立工程を説明する。

まず、ボビン７００の外側にコイル３００を巻く。より詳しくは、巻取部７１０の外側で一対の隔壁部７４０の間にコイルを巻く。この際、コイル３００が複数個である場合、公差吸収部７２０を境界に複数個のコイル３００を巻いてもよい。

ボビン７００の外側にコイル３００が巻かれた後、ボビン７００とコア６００を結合させる。第１巻取部７１１の方に第１コア１１０を結合させ、第２巻取部７１２の方に第２コア１２０を結合させる。

ボビン７００とコアを結合させる際にはボビン７００の締結部７３０の外側端部に具備されたフック７３１がコア６００の長さ方向の外側面にかかるようにするが、この過程で公差吸収部７２０の長さが長さ方向に伸ばされる。公差吸収部７２０が弾性変形して長さが伸びた状態で弾性復元力によって元の形状に戻ろうとするため、この復元力によって締結部７３０はコアの長さ方向の外側面を内側に加圧する。よって、コアには常に長さ方向の内側に引っ張られる力が加えられる。

よって、一対のコアには常に互いに向かって密着しようとする力が加えられるため、コアの間が広がることがなく組立が容易になる。即ち、第１コア６１０と第２コア６２０が互いに接する面に互いの接着のための別途の処理を必要としないため、製造工程を簡素化することができる。

一方、上述した実施例では公差吸収部２２０，７２０が巻取部２１０，７１０に具備される場合を例に挙げて説明したが、公差吸収部２２０，７２０が必ずしも巻取部２１０，７１０にのみ具備されることはなく、締結部２３０，７３０に具備されてもよい。

上述した説明は本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲内で多様な修正及び変更が可能なはずである。

よって、本発明に開示された実施例は本発明の技術的思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されることはない。

本発明の保護範囲は以下の特許請求の範囲によって解析されるべきであり、それと同等な範囲内にある全て技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものとして解析されるべきである。

Claims (10)

1. 長さ方向に延長される中空部を具備するボビンと、
   ボビンの外側に巻かれるコイルと、
   前記ボビンの外側で前記ボビンと結合されるコアと、を含み、
   前記ボビンは、
   外側にコイルが巻かれる第１巻取部と、
   前記第１巻取部の長さ方向の一側に具備されて外側にコイルが巻かれる第２巻取部と、
   前記第１巻取部と前記第２巻取部との間に具備される公差吸収部と、
   前記第１巻取部及び前記第２巻取部の外側に互いに対称に具備される締結部と、を含み、
   前記公差吸収部は長さ方向に弾性変形可能な磁性素子。
2. 前記締結部は、
   前記コアの長さ方向の外側面にかかるフックを含む、請求項１に記載の磁性素子。
3. 前記公差吸収部は、
   前記長さ方向に垂直な幅方向に盛り上がるか凹む曲面状を有する、請求項２に記載の磁性素子。
4. 前記巻取部と前記締結部との間で前記長さ方向に交差する幅方向に外側に向かって突出される隔壁部を更に含む、請求項３に記載の磁性素子。
5. 前記隔壁部の長さ方向及び外側及び前記締結部の幅方向の外側に具備される補強部を更に含む、請求項４に記載の磁性素子。
6. 前記コアは、
   前記フックがかかるエンド部と、
   前記エンド部から長さ方向の内側に向かって延長される中心部と、を含み、
   前記中心部が前記ボビンの中空部に挿入可能な、請求項５に記載の磁性素子。
7. 前記中心部の幅方向の外側から前記中心部と平行に延長される外側延長部を更に含む、請求項６に記載の磁性素子。
8. 前記エンド部は、
   長さ方向から見ると、少なくとも一部分で中央から外側に行くほど幅がより広くなる形状を有する、請求項７に記載の磁性素子。
9. 前記コイルは第１コイル及び第２コイルを含み、
   前記公差吸収部は前記長さ方向に垂直な幅方向に突出される曲面状を有し、
   前記公差吸収部を間に挟んで前記第１コイルと前記第２コイルが離隔されて配置される、請求項８に記載の磁性素子。
10. 前記公差吸収部は、
    前記ボビンの幅方向の周縁全体にわたって形成される、請求項９に記載の磁性素子。

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