JPH07211549A - 電磁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボビンレスでコアと導体間の絶縁を確保し、
かつ電磁装置を安価にする。 【構成】 コア１と、コア１に一端側から巻回される絶
縁フィルム２と、絶縁フィルム２に密着して配設され絶
縁フィルム２と共にコア１に巻回されてコイルを形成す
る導体３とを備えた電磁装置において、導体３の一端３
ａを、絶縁フィルム２の一端２ａから絶縁フィルム２の
巻回内周長よりも離して配設し、導体３の他端３ｂを、
絶縁フィルム２の他端２ｂから導体３の巻回外周長より
も離して配設し、それらをコア１に巻回する。このた
め、コイルのコア１側の部分では、導体３を設けない部
分の絶縁フィルム２のみが巻かれて内側絶縁層６が形成
されてコア１と導体３間の絶縁を確保し、その上に絶縁
フィルム２上に設けられた導体３が巻かれてコイル部７
が形成され、その外郭には導体３を設けない部分の絶縁
フィルム２のみが巻かれて外側絶縁層８を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁フィルムと箔状の
導体とを巻回して構成された電磁装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】金属箔を導体として巻回して電磁装置の
巻線を形成する、いわゆる箔巻トランスは幅広く普及し
ており、その方法として、略同形状の絶縁フィルムと金
属箔を交互に積み重ねて巻回するものや、絶縁フィルム
上に金属を蒸着して導体を形成し、これを巻回するもの
等が知られている。また、金属箔を絶縁フィルムを介し
て磁性体上に巻回することにより、誘導性リアクタンス
を得ると同時に、絶縁フィルムによって金属箔間で容量
性リアクタンスを得るような、インダクタとコンデンサ
の複合素子としての機能を有する電磁装置も提案されて
いる。

【０００３】図６乃至図１２は、米国特許（ＵＳＰ）２
５２１５１３に開示された従来の電磁装置の一例を示す
もので、その電磁装置は、主としてコア１と、絶縁フィ
ルム２と、導体である銅箔３とにより構成されている。

【０００４】コア１は、薄板状の珪素鋼板を積層して平
面視が略ロ次状に形成されてなるもので、そのコア１
に、図６及び図８に示すように、長尺状の銅箔３と、そ
の銅箔３と略同形状の絶縁フィルム２を、それぞれ２枚
交互に積層して巻回して電磁装置を構成している。

【０００５】このように構成された電磁装置は、巻回さ
れた２枚の銅箔３の両端、つまり、一方の銅箔３の一端
である巻回開始端子部Ｓ１とその他端である巻回終了端
子部Ｆ１間、及び他方の銅箔３の巻回開始端子部Ｓ２と
その巻回終了端子部Ｆ２間が誘導素子（インダクタ）Ｌ
として機能し、一方、絶縁フィルム２を挟んで存在する
２枚の銅箔３間で容量素子（コンデンサ）Ｃとして機能
する。図７は、その等価的な回路を示すものである（但
し、回路は分布定数的に形成される）。なお、図９は図
８の銅箔３の展開図を示すものである。

【０００６】図１０及び図１１は、上述のような電磁装
置において、一方の銅箔３の巻回終了端子部Ｆ１と、他
方の銅箔３の巻回開始端子部Ｓ１を入力端子４とした例
で、インダクタである巻回された一方の銅箔３の巻回終
了端子部Ｆ１から巻回開始端子部Ｓ１に流れる電流と、
コンデンサを通して、インダクタである巻回された他方
の銅箔３の巻回終了端子部Ｆ２から巻回開始端子部Ｓ２
に流れる電流とが存在し、その回路は図１２に示すよう
に直列ＬＣ回路となる。また、ここで、一方の銅箔３の
巻回開始端子部Ｓ１と他方の銅箔３の巻回終了端子部Ｆ
２を短絡すれば、回路は並列ＬＣ回路となる。

【０００７】図１３は、このような電磁装置の１つであ
る特開平２−１２３７０７号に示された電磁装置の端子
部構造を示すもので、巻回開始端子部Ｓ１と巻回終了端
子部Ｆ１の銅箔３の部分に端子ピン５が、たとえば別の
導体をスポット溶接で固着することによって取り付けら
れたものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般に、このような電
磁装置は、商用周波数で励磁される様な回路では、容量
不足となりがちであったが、近年、スイッチング電源、
インバータ安定器等の、例えば２０KHz 以上で励磁され
るような高周波の回路が増加し、コンデンサの容量が小
さくてすむようになって来たことから、そのような高周
波の回路においては十分使用できるような実用的な段階
をむかえている。

【０００９】しかしながら、高周波で励磁される回路に
使用されるコア１は、コアロスの点から Mn-Znフェライ
トが多用されており、その固有抵抗が数Ω・ｍ程度であ
るため、導体である銅箔３とコア１間の絶縁を確保する
必要があり、このために、上述のように構成された従来
の電磁装置においては、例えばフェノール樹脂等で作製
されたボビンを、コア１と導体３間に設けることが必要
となり、電磁装置のコストが高くなるという問題点があ
った。

【００１０】本発明は、上記の問題点を改善するために
なされたもので、その目的とするところは、ボビンを使
用せずにコアと導体間の絶縁を容易に確保した安価な電
磁装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するため、請求項１記載の発明にあっては、コア１
と、該コア１にその一端側から巻回される絶縁フィルム
２と、該絶縁フィルム２に密着して配設され絶縁フィル
ム２と共に前記コア１に巻回されてコイルを形成する導
体３とを有してなる電磁装置において、前記導体３の一
端３ａを、前記絶縁フィルム２の一端２ａから少なくと
も前記絶縁フィルム２の巻回内周長よりも離して配設し
たことを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項２記載の発明にあっては、前
記導体３の他端３ｂを、前記絶縁フィルム２の他端２ｂ
から少なくとも前記導体３の巻回外周長よりも離して配
設したことを特徴とするものである。

【００１３】さらには、請求項３記載の発明にあって
は、前記導体３を、巻回状態で略１ターンのコイルを形
成する長さとして前記絶縁フィルム２上に互いに略平行
に複数配設すると共に、該複数の導体３を、巻回した際
に隣接する一方の導体３の他端３ｂと他方の導体３の一
端３ａとが対向するように巻回方向に対して所定の角度
をもたせて配設し、巻回した互いに隣接する導体３の対
向する一方の導体３の他端３ｂと他方の導体３の一端３
ａとを電気的に接続したことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】以上のように構成したことにより、請求項１記
載の発明にあっては、コア１と、該コア１にその一端側
から巻回される絶縁フィルム２と、該絶縁フィルム２に
密着して配設され絶縁フィルム２と共に前記コア１に巻
回されてコイルを形成する導体３とを有してなる電磁装
置において、前記導体３の一端３ａを、前記絶縁フィル
ム２の一端２ａから少なくとも前記絶縁フィルム２の巻
回内周長よりも離して配設したため、コイルのコア１側
の部分には、導体３を設けない部分の絶縁フィルム２の
みが巻かれて絶縁層を形成して、コア１と導体３間の絶
縁を確保し、その上に絶縁フィルム２上に設けられた導
体３が巻かれてコイルが形成される。このため、電磁装
置にはボビンを別部品として設ける必要がなく、電磁装
置のコア１と導体３間の絶縁がボビンを使用せずに（ボ
ビンレスで）容易に確保できると共に、電磁装置が安価
となる。

【００１５】また、請求項２記載の発明にあっては、前
記導体３の他端３ｂを、前記絶縁フィルム２の他端２ｂ
から少なくとも前記導体３の巻回外周長よりも離して配
設したため、請求項１記載の発明と同様の効果を奏する
と共に、導体３が巻回されて構成されたコイルの外郭に
は、導体３を設けない部分の絶縁フィルム２のみが巻か
れて電磁装置を構成し、その外郭の絶縁フィルム２が電
磁装置の外郭の絶縁層を形成して、コイルの外郭の絶縁
を確保する。このため、電磁装置にはコイル外郭の絶縁
層を別部品として設ける必要がなく、電磁装置がさらに
安価となる。

【００１６】さらには、請求項３記載の発明にあって
は、前記導体３を、巻回状態で略１ターンのコイルを形
成する長さとして前記絶縁フィルム２上に互いに略平行
に複数配設すると共に、該複数の導体３を、巻回した際
に隣接する一方の導体３の他端３ｂと他方の導体３の一
端３ａとが対向するように巻回方向に対して所定の角度
をもたせて配設し、巻回した互いに隣接する導体３の対
向する一方の導体３の他端３ｂと他方の導体３の一端３
ａとを電気的に接続したため、請求項１記載の発明と同
様の効果を奏すると共に、薄型の電磁装置が提供でき
る。

【００１７】

【実施例】図１乃至図３は、本発明に係る電磁装置の第
１の実施例を示すもので、その電磁装置は、主としてコ
ア１と、絶縁フィルム２及び導体である銅箔３を有して
構成されている。

【００１８】コア１は、 Mn-Znフェライト製で平面視が
略ロ字状で断面が略円形に形成された、たとえば、日立
フェライト製ＳＢ７Ｈで、その断面の直径は約１０ｍｍ
とされている。

【００１９】絶縁フィルム２は、ポリプロピレン製で、
その厚さは約３０μｍの長尺状のフィルムであり、導体
３は、絶縁フィルム２よりも長さが短く厚さが約３５μ
ｍの銅箔３により形成され、その銅箔３は絶縁フィルム
２上に配設されている。また、その導体である銅箔３
は、図２及び図３に示すように、銅箔３の巻回開始側端
部である一端３ａと、絶縁フィルム２の巻回開始側端部
である一端２ａとの距離Ａが、絶縁フィルム２がコア１
に巻かれた時に、その絶縁フィルム２のみの部分だけで
少なくともコア１を１回以上巻くように、その巻回内周
長πＤ（πは円周率）よりも長くなるようにされ、距離
Ａは約３５０ｍｍとされている。また、銅箔３の巻回終
了側端部である他端３ｂと、絶縁フィルム２の巻回終了
側端部である他端２ｂとの距離Ｂも、銅箔３が巻回して
構成されたコイルの外郭で、その絶縁フィルム２のみの
部分だけで少なくともコイル外周を１回以上巻くよう
に、銅箔３の巻回外周長πＥよりも長くなるように、距
離Ｂも約３５０ｍｍとされている。

【００２０】つまり、絶縁フィルム２をその一端からコ
ア１に巻回すると、まず銅箔３を設けない部分が約１０
ターン巻回されて内側絶縁層６が形成され、その上に、
銅箔３、絶縁フィルム２、銅箔３そして絶縁フィルム２
といった順に巻回されてコイル部７が形成されていき、
さらに、銅箔３の巻回終了端部である他端３ｂで銅箔３
の巻回が終了すると、絶縁フィルム２の他端２ｂ側の銅
箔３を設けない部分が、その外周にさらに約５ターン巻
回されて終端し、外側絶縁層８を形成するのである。

【００２１】したがって、このように構成された電磁装
置においては、コア１と最内層に位置する銅箔３との間
には、約 0.3ｍｍの厚さの内側絶縁層６が存在して、そ
の内側絶縁層６がボビンの役目をはたし、一方、コイル
部７の最外層に位置する銅箔３と電磁装置の外郭との間
には、約0.15ｍｍの厚さの外側絶縁層８が存在し、その
外側絶縁層８が、通常コイルの外郭に巻かれる外周テー
プのような役目をはたすことになる。

【００２２】このように構成されているため、本実施例
における電磁装置においては、コイルのコア１側の部分
には、導体である銅箔３を設けない部分の絶縁フィルム
２のみが巻かれて内側絶縁層６を形成して、コア１と銅
箔３間の絶縁を確保し、その上に絶縁フィルム２上に設
けられた銅箔３が巻かれてコイル部７が形成されてお
り、銅箔３が巻回されて構成されたコイル部７の外郭に
は、絶縁フィルム２の他端２ｂ側の銅箔３を設けない部
分のみが巻かれて外側絶縁層８を形成して、コイル部７
と電磁装置の外郭の絶縁を確保すると共に、コイル部７
を電磁装置外部からの機械的な衝撃等から保護して電磁
装置が構成される。このため、電磁装置にはボビンやコ
イル外郭の絶縁物を別部品として設ける必要がなく、電
磁装置のコア１と導体３間の絶縁と、コイル外郭の絶縁
がボビンレスで容易に確保できると共に、電磁装置が安
価となる。

【００２３】実際に、本願発明者が、上述のような電磁
装置を試作し、コア１と銅箔３間、及び銅箔３と電磁装
置の外郭の絶縁フィルム２間に、それぞれＡＣ２０００
Ｖのの電圧を印加してみたが、電磁装置には絶縁破壊等
の不具合は生じず、スイッチング電源では、直列ＬＣ回
路、並列ＬＣ回路が多用されるが、その際のサージ電圧
にも十分耐え得るものであった。

【００２４】図４及び図５は、本発明の第２の実施例を
示すもので、前記第１の実施例と異なる点は、絶縁フィ
ルム２と、導体である銅箔３であり、他は、前記第１の
実施例と同様に構成されている。

【００２５】絶縁フィルム２は、ポリエステルフィルム
製で、その厚さは約５０μｍであり、銅箔３は、絶縁フ
ィルム２上に複数枚互いに平行に配設されてなり、その
１つの銅箔３の長さＦは、銅箔３がコア１に巻かれた際
に、略１ターンのコイルを形成する長さとされ、さらに
は、隣り合う銅箔３が、銅箔３を巻回した時に一方の銅
箔３の巻回終了端部である他端３ｂと、その隣の銅箔３
の巻回開始端部である一端３ａが対向あるいは重なるよ
うに、巻回方向に対して所定の角度をもって配設され、
また、銅箔３の一端３ａと他端３ｂでは、絶縁フィルム
２の表側の銅箔３と接続された小さな銅箔が、絶縁フィ
ルム２の裏面側にも設けられており、巻回することによ
り、隣り合う銅箔３の絶縁フィルム２上の表側にある一
方の銅箔３の一端３ａと、他方の銅箔３の他端３ｂ側の
絶縁フィルム２の裏側に設けられた小さな銅箔とを当接
あるいは溶着させて電気的接続を得ている。

【００２６】このように構成しても、前記第１の実施例
と同様の効果を奏すると共に、複数のターン数を有する
電磁装置のコイルが１層であるため、薄型の電磁装置が
提供できるという効果をも奏する。

【００２７】なお、上記の第１及び第２の実施例におい
ては、導体３を銅箔を用いて構成したものを例示した
が、本発明はこれに限らず、絶縁フィルム２上に導電性
の金属を蒸着したようなものであっても良い。

【００２８】

【発明の効果】本発明の電磁装置は、上述のように構成
したものであるから、請求項１記載の発明にあっては、
コアと、該コアに巻回される絶縁フィルムと、該絶縁フ
ィルム上に配設され絶縁フィルムと共に前記コアに巻回
されてコイルを形成する導体とを有してなる電磁装置に
おいて、前記導体の一端を、前記絶縁フィルムの一端か
ら少なくとも前記絶縁フィルムの巻回内周長よりも離し
て配設したため、コイルのコア側の部分には、導体を設
けない部分の絶縁フィルムのみが巻かれて絶縁層を形成
して、コアと導体間の絶縁を確保し、その上に絶縁フィ
ルム上に設けられた導体が巻かれてコイルが形成され
る。このため、電磁装置にはボビンを別部品として設け
る必要がなく、電磁装置のコアと導体間の絶縁がボビン
を使用せずに（ボビンレス）で容易に確保できると共
に、電磁装置が安価となる。

【００２９】また、請求項２記載の発明にあっては、前
記導体の他端を、前記絶縁フィルムの他端から少なくと
も前記導体の巻回外周長よりも離して配設したため、請
求項１記載の発明と同様の効果を奏すると共に、導体が
巻回されて構成されたコイルの外郭には、導体を設けな
い部分の絶縁フィルムのみが巻かれて電磁装置を構成
し、その外郭の絶縁フィルムが電磁装置の外郭の絶縁層
を形成して、コイルの外郭の絶縁を確保する。このた
め、電磁装置にはコイル外郭の絶縁層を別部品として設
ける必要がなく、電磁装置がさらに安価となる。

【００３０】さらには、請求項３記載の発明にあって
は、前記導体を、巻回状態で略１ターンのコイルを形成
する長さとして前記絶縁フィルム上に互いに略平行に複
数配設すると共に、該複数の導体を、巻回した際に隣接
する一方の導体の他端と他方の導体の一端とが対向する
ように巻回方向に対して所定の角度をもたせて配設し、
巻回した互いに隣接する導体の対向する一方の導体の他
端と他方の導体の一端とを電気的に接続したため、請求
項１記載の発明と同様の効果を奏すると共に、薄型の電
磁装置が提供できるという効果をも奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す斜視図である。

【図２】同上の一部断面側面図である。

【図３】同上の絶縁フィルムと導体の展開状態を示すも
のであり、(a) は巻回開始端部である一端部の斜視図、
(b) は巻回終了端部である他端部の斜視図である。

【図４】本発明の第２の実施例における絶縁フィルムと
導体の展開状態を示す斜視図である。

【図５】同上の絶縁フィルムと導体の巻回途上の状態を
示す要部斜視図である。

【図６】従来の電磁装置を示す斜視図である。

【図７】同上の等価的な回路図である。

【図８】同上の絶縁フィルムと導体の巻回途上の状態を
示す斜視図である。

【図９】同上の導体の展開側面図である。

【図１０】同上の一使用例を示す接続図である。

【図１１】同上の導体を展開状態とした接続図である。

【図１２】同上の等価回路図である。

【図１３】同上の端子の接続状態を示す斜視図である。

【符号の説明】 １ コア ２ 絶縁フィルム ２ａ 絶縁フィルムの一端 ２ｂ 絶縁フィルムの他端 ３ 導体 ３ａ 導体の一端 ３ｂ 導体の他端

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアと、該コアにその一端側から巻回さ
   れる絶縁フィルムと、該絶縁フィルムに密着して配設さ
   れ絶縁フィルムと共に前記コアに巻回されてコイルを形
   成する導体とを有してなる電磁装置において、前記導体
   の一端を、前記絶縁フィルムの一端から少なくとも前記
   絶縁フィルムの巻回内周長よりも離して配設したことを
   特徴とする電磁装置。
2. 【請求項２】 前記導体の他端を、前記絶縁フィルムの
   他端から少なくとも前記導体の巻回外周長よりも離して
   配設したことを特徴とする請求項１記載の電磁装置。
3. 【請求項３】 前記導体を、巻回状態で略１ターンのコ
   イルを形成する長さとして前記絶縁フィルム上に互いに
   略平行に複数配設すると共に、該複数の導体を、巻回し
   た際に隣接する一方の導体の他端と他方の導体の一端と
   が対向するように巻回方向に対して所定の角度をもたせ
   て配設し、巻回した互いに隣接する導体の対向する一方
   の導体の他端と他方の導体の一端とを電気的に接続した
   ことを特徴とする請求項１、又は請求項２記載の電磁装
   置。