JPH097857A - モールドトランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電子機器に使用される熱可塑性樹脂をモ
ールド成形して構成するモールドトランスに関するもの
であり、コア変形や磁気効率の向上を目的とするもので
ある。 【構成】 両端に鍔２２を有するボビン２４にコイル４
を巻回し、Ｅ型、Ｉ型ラミネートコア８，１０を組み込
んで、熱可塑性樹脂からなるモールド樹脂１６をモール
ド成形してなるモールドトランス３１であって、コアの
積層方向と同一方向で、かつコイル巻回方向と直角方向
にゲート３０を設け、固定側金型に複数のバネ式コア位
置決めピン３４を設け、可動側金型に略等間隔に少なく
とも６ヶ所以上の固定式コア位置決めピン２９を設けて
モールド成形し、コア変形や磁気効率劣化という課題を
解決したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器に使用され
るモールドトランスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種電子機器に使用されるトラン
スにおいて、高安全性、高信頼性、小形軽量化、高効
率、低発熱などの高性能化が一層要求されており、それ
に対応してトランス全体を合成樹脂にてモールド成形す
る方法が開発されている。

【０００３】以下、従来のモールドトランスについて図
１３〜図２１により説明する。図１３、図１４におい
て、両端に鍔２および中央部に鍔７を有するボビン１に
数個の溝３が設けられ、コイル４を巻回し、引き出し線
５を溝３の空中を通して鍔２の側面に沿って端子６に接
続し、Ｅ型ラミネートコア８をボビン１の中心穴９に挿
入し、Ｉ型ラミネートコア１０を組み込み、その突合わ
せ接合部１１を溶接してトランス本体１２とし、図１５
に示すようにモールド金型１３内にコア位置決めピン１
４にて保持し、ゲート１５から熱可塑性樹脂からなるモ
ールド樹脂１６にてモールド成形し、図１６に示すよう
なモールドトランス１７としていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成ではまず、ゲート１５の位置がＥ型、Ｉ型ラミネー
トコア８，１０の積層方向に対して直角方向となってお
り、射出圧力により、Ｅ型、Ｉ型ラミネートコア８，１
０の積層両端にすばやくモールド樹脂１６が回り、コア
積層両端が圧縮され、ラミネートコア表面の磁気コーテ
ィングの絶縁性を劣化させたり、Ｅ型ラミネートコア８
の中足部１８とＩ型ラミネートコア１０の接合部がず
れ、磁気損失が増加し無負荷電流、無負荷損失の特性劣
化があった。また、コア積層方向のコア変形、位置ずれ
の不具合があった。

【０００５】また、モールド金型１３内のコア位置決め
ピン１４の先端は円筒状であり、その部分はモールド成
形後は丸穴として空間となり、モールドトランス１７の
外観としてはコアが露出するので、丸穴２０の個数が多
い程穴径が大きい程外部から水分が浸入するので、防水
絶縁性能の信頼性低下につながるという課題も有してい
た。

【０００６】また、図１７〜図１９に示すように、ボビ
ン１の鍔２とＥ型、Ｉ型ラミネートコア８，１０に当接
する部分のクリアランスＡ，Ｂは構造上大きくとれず
０．３ｍｍ程度であり、モールド成形時、成形条件のバ
ラツキなどにより樹脂充填がきれいにできない。よって
コイル４の端面とコア間の耐電圧劣化など安定した絶縁
封止性能の確保が困難であった。

【０００７】また、図２０に示すようにボビン１に巻回
したコイル４の引き出し線５が溝３の空間の中を何も介
さず斜めに通り、ボビン鍔２の側面に沿って端子６に巻
きつけ接続され、その後モールド成形すると、特に０．
１２ｍｍ程度以下の細線の場合、成形時に断線したり成
形時に断線はなくてもヒートサイクル試験において樹脂
の温度収縮により数サイクルで断線するという不具合が
あった。

【０００８】また、図２１のようにモールド金型１３の
構造が上下２方向の場合、熱可塑性モールド樹脂１６の
材質によっては離型性のよくないものもあったり、金型
温度などの成形条件変化により、モールド成形終了後モ
ールド金型が型開きする際、そのままトランスが可動側
金型２１内にくいついてしまうという現象があり、エア
ーでトランスを冷却するとか、振動を加えて取り出す処
置が必要であり、作業性が悪化したり、その間樹脂が成
形機シリンダ内で滞留劣化するので、パージして再作業
するというロスがあった。

【０００９】また、トランス本体をモールド成形する場
合、コア、コイルといった金属部分の体積が多く、熱可
塑性樹脂モールドの場合、金属と樹脂の線膨脹率差によ
り、ヒートサイクル試験にてクラック不良の心配があ
り、最近では−４０℃〜１２０℃、各１ｈ、２００サイ
クル程度は要求され、温度幅が広く、熱可塑性樹脂でコ
スト、性能的に合致する銘柄選定が非常に困難となって
いた。

【００１０】本発明は上記課題を解決するもので、高安
全性、高信頼性、高効率、工程合理化を実現する熱可塑
性樹脂によるモールドトランスを提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のモールドトランスは、コイルボビンにラミネ
ートコアを組み込み、熱可塑性樹脂にてモールド成形す
る際、コア積層方向と同一方向で、かつコイルの巻回方
向と直角方向でコイルの巻回方向に沿って樹脂が流入す
るゲート位置を設けたものである。

【００１２】

【作用】上記のようにコア積層方向と同一方向にし、か
つコイル巻回方向と直角で、コイル巻回方向に沿って樹
脂が流入する位置にゲート位置を設けたので、コア積層
方向に直接、樹脂圧力がかからず、逆にＥ型コア中足部
とＩ型コア接合部分に樹脂圧力がかかり、ギャップを圧
縮する方向に応力が働くので、磁気効率が向上し、無負
荷電流、無負荷損失がモールド成形前に比べ低減すると
ともに、コア積層部分に対する樹脂圧力が均等に小さく
分散し、コア変形や位置ずれも起こらないものである。

【００１３】

【実施例】以下、本発明のモールドトランスの一実施例
を図１〜図５により説明する。

【００１４】なお、従来技術と同一部分は同一番号を付
して説明すると、同図において、両端に鍔２２および中
央部に鍔２３を有するボビン２４に数個の溝２５が設け
られ、コイル４を巻回し、引き出し線５を溝２５の中を
通して鍔２２の側面に沿って端子６に接続し、Ｅ型ラミ
ネートコア８をボビン２４の中心穴２６に挿入し、Ｉ型
ラミネートコア１０を組み込み、突合わせ接合部１１を
溶接してトランス本体２７とし、図１に示すようにモー
ルド金型２８内にコア位置決めピン２９にて保持し、ゲ
ート３０から熱可塑性樹脂からなるモールド樹脂１６に
てモールド成形し、図４〜図５に示すようなモールドト
ランス３１としている。

【００１５】このとき、図１に示すようにゲート３０
は、Ｅ型、Ｉ型ラミネートコア８，１０の積層方向と同
一方向で、コイル４の巻回方向と直角方向で、コイル４
の巻回方向に沿って樹脂が流入するよう固定側モールド
金型２８ｂに設けられている。これにより、モールド樹
脂１６がＥ型、Ｉ型ラミネートコア８，１０に直接あた
らず、トランス本体２７のコア外周部３２や内部のコア
とコイル４のクリアランスＣからコイル巻き方向に沿っ
てバランスよく流れ、またコア積層両端に素早く充填せ
ず、コア外周部３２を包みこむよう充填し、コイル外周
部３３が最後に充填される。

【００１６】結果、モールド樹脂圧力がコア積層部分を
圧縮せず、コア表面の磁気コーティングの絶縁性が劣化
せず、Ｅ型ラミネートコア中足部１８とＩ型ラミネート
コア１０の接合部を圧縮するので、加圧により接合ギャ
ップが低減され、トランスの磁気効率が向上するもので
ある。

【００１７】また、モールド金型２８内にトランス本体
２７のＥ型、Ｉ型ラミネートコア８，１０をセンターに
位置させ、モールド樹脂１６がトランス本体２７の内部
および外部に均一な厚みで充填できるようコア位置決め
ピン２９を設け、金型２８の固定側金型２８ｂには、複
数のバネ埋め込み式ピン３４を設け、初期型締めの際に
１ｍｍ程度のコア積層寸法バラツキでも位置ずれしない
ようにしている。

【００１８】また、可動側金型２８ａには、コア全周寸
法に対して略等間隔になるよう少なくとも６ヶ所以上に
固定式ピン２９を設けている。６ヶ所以上とすることに
よって、コアに対する樹脂圧力による加重バランスが安
定し、コア変形が防止できる。

【００１９】上述のゲート位置の設定とコア位置決めピ
ンにより、トランス本体２７はモールド樹脂１６によっ
て可動側金型２８ａ方向に押されるが、固定式位置決め
ピン２９によって動きが止まり、均一な樹脂厚みが確保
される。なお、図４、図５に示すように、コア位置決め
ピン２９，３４の位置は、上下で相対的に重ならないよ
うにすると加重バランス的によい。

【００２０】なお、図４、図５には固定式ピン２９によ
るピン跡２９ａとバネ埋め込み式ピン跡３４ａが開示さ
れている。

【００２１】また、図６に示すように、モールド金型２
８内のコア位置決めピン２９，３４の先端形状の展開例
として、略球状コア位置決めピン３５、略円錐状コア位
置決めピン３６のように設定することも可能である。こ
れにより、モールド成形すると、コア表面露出面積が極
めて小さくできるものである。

【００２２】なお、ボビン２４の両端の鍔部２２の先端
形状の実施例として、図７〜図９に示すように、Ｅ型、
Ｉ型ラミネートコア８，１０に当接するクリアランス部
分Ｄ，Ｅ（図７に示す）にモールド成形時にモールド樹
脂１６がまわりこみ充填できるよう、ボビン鍔２２先端
に凹部段差３７，３８を設けている。段差寸法（充填厚
み寸法）として０．５ｍｍ程度以上に設定することが一
般的に必要となる。これにより、安定したコイルとコア
間の絶縁クリアランス寸法が確保できる。

【００２３】また、図１０に示すように、ボビン２４の
鍔２２の端子ピン植設ブロックの溝２５の形状におい
て、コイル４の面に略テーパきりこみ４３を設け、コイ
ル引き出し線５が溝２５の内壁面４４と鍔２２の側面壁
４５の沿面に沿って引き回し配線し、端子６に接続して
Ｅ型、Ｉ型ラミネートコア８，１０を組み込んでトラン
ス本体とし、モールド成形する。なお、端子６の位置と
溝２５の位置が、引き出し線５の引き回し方向と合致
し、引き出し線５が溝２５の内壁面４４とボビン鍔２２
の側面壁４５の沿面と、後でモールド成形するモールド
樹脂にサンドイッチされるよう設定している。

【００２４】また、図１１〜図１２は本発明の他の実施
例であり、固定側モールド金型２８ｂを加工したもの
で、モールド成形時にボビン端子ピン植設ブロック外周
面３９に梨地状の多数の凸部４０を形成したモールドト
ランス４１を構成するものである。上記凸部４０の突起
高さは０．０５〜０．１ｍｍ程度であり、これにより、
モールド成形終了後、可動側モールド金型２８ａがモー
ルドトランス４１を伴わずにスムーズに移動し、固定側
金型２８ｂ部分に残ったモールドトランス４１は金型内
のエジェクタピン４２により強制的に押しあげられ、取
り出すことができる。

【００２５】また、上記各実施例に用いられるモールド
材である熱可塑性樹脂１６の材質としては、結晶化開始
温度を低くし、再結晶温度を高くすることで結晶化速度
を遅くした性能を有し、かつ樹脂の線膨脹率と温度後収
縮率を略同等にした性能を有する成形樹脂を選び、モー
ルド成形して構成することがモールドトランスにとって
望ましい。具体的には、トランスの絶縁クラスをＡ種〜
Ｅ種と前提にした場合、１００℃〜１１５℃の温度保証
が必要である。

【００２６】従って、ヒートサイクル試験の温度範囲を
−４０℃〜１２０℃と想定すると、結晶化開始温度は２
００℃〜２２０℃、再結晶温度は１００℃〜１２０℃、
温度後収縮は１２０℃で０．３％程度、線膨脹率も１６
０℃の温度幅で０．３％程度の性能の樹脂がよい。１２
０℃高温付近で、線膨脹率による伸びと後収縮とが打ち
消しあってヒートサイクル時のクラック防止につながる
のである。よって、成形直後には十分結晶化していな
く、強度が確保できる樹脂がよいといえる。

【００２７】例えば、同じ熱可塑性樹脂でも６６ナイロ
ンやＰＢＴ樹脂よりもガラス強化ＰＥＴ樹脂（結晶化度
３０〜４０％）などを用いることが有効である。勿論、
モールド材だけでなく、ボビン成形材料としても用いる
ことが可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明のモールドトランス
は、コア積層方向と同一方向で、かつコイル巻回方向と
直角方向にゲートを設けることによって、モールド樹脂
圧力を利用してトランスの磁気効率の向上を図るもので
ある。

【００２９】更に、モールド金型内のコア位置決めピン
を固定側金型はバネ埋め込み式に、可動金型側は略等間
隔に少なくとも６ヶ所以上の固定式ピンとして設けてモ
ールド成形したものにあっては、モールド成形時にコア
変形やコア位置ずれがなく、コア磁気歪みもなくより性
能向上を図ることができるものである。

【００３０】また、コア位置決めピン先端形状を略球
状、略円錐状にしたものにあっては、ピン孔を小さくし
て防水絶縁性能を向上させることができるものである。

【００３１】また、ボビン鍔部のコア当接部分に凹部段
差を設けたものにあっては、樹脂の充填が確実に行なえ
て、コイルとコア間の絶縁封止性能が向上、安定化する
ものである。

【００３２】また、コイル引き出し線を溝の内壁とボビ
ン鍔部の沿面に沿って配線したものにあっては、モール
ド成形時やヒートサイクル試験での断線防止に寄与する
ものである。

【００３３】また、ボビン鍔の端子ピン植設ブロック側
面のモールド部分に梨地状の多数の凸部を設けたものに
あっては、モールド金型の型開き時の離型作業性を向上
できるものである。

【００３４】また、モールド成型に使用する熱可塑性樹
脂として、結晶化速度が遅く、樹脂の線膨脹率と熱収縮
を略同等のものを用いたものにあっては、ヒートサイク
ル試験時などの熱衝撃に対する耐樹脂クラック性が向上
するものである。

【００３５】以上のように本発明は高効率、高性能化、
高信頼性、高生産性など熱可塑性樹脂モールドによる極
めて工業的価値の高いモールドトランスを提供できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモールドトランスの一実施例の要部で
あるモールド金型の断面図

【図２】同要部であるトランス本体の分解斜視図

【図３】同要部であるトランス本体の斜視図

【図４】同モールドトランスのピン端子側から見た斜視
図

【図５】同モールドトランスの上部から見た斜視図

【図６】同要部であるコア位置決めピンの展開側の断面
図

【図７】同側断面図

【図８】同上面断面図

【図９】同側断面図

【図１０】同要部であるトランス本体の上面図

【図１１】同モールドトランスとモールド金型の断面図

【図１２】同モールドトランスの斜視図

【図１３】従来のモールドトランスの要部であるトラン
ス本体の分解斜視図

【図１４】同要部であるトランス本体の斜視図

【図１５】同モールドトランスのモールド金型の断面図

【図１６】同斜視図

【図１７】同側断面図

【図１８】同上面断面図

【図１９】同側断面図

【図２０】同要部であるトランス本体の上面図

【図２１】同モールドトランスとモールド金型の断面図

【符号の説明】

４ コイル ５ 引き出し線 ６ 端子 ８ Ｅ型ラミネートコア １０ Ｉ型ラミネートコア １１ 突合わせ接合部 １６ モールド樹脂 １８ Ｅ型ラミネートコア中足部 ２２，２３ 鍔 ２４ ボビン ２５ 溝 ２６ 中心穴 ２７ トランス本体 ２８ モールド金型 ２８ａ 可動側モールド金型 ２８ｂ 固定側モールド金型 ２９ 固定式コア位置決めピン ３０ ゲート ３１ モールドトランス ３２ コア外周部 ３３ コイル外周部 ３４ バネ埋め込み式コア位置決めピン ３５ 略球状コア位置決めピン ３６ 略円錐状コア位置決めピン ３７，３８ 凹部段差 ３９ ボビン端子ピン植設ブロック外周面 ４０ 凸部 ４１ モールドトランス ４２ エジェクタピン ４３ きりこみ ４４ 内壁面 ４５ 側面壁 Ｃ，Ｄ，Ｅ クリアランス

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に鍔を有するボビンにコイルを巻回
   し、ボビンの中心穴に日の字状のラミネートコアを挿入
   して熱可塑性樹脂をモールド成形してなるトランスにお
   いて、ラミネートコアの積層方向と同一方向で、且つコ
   イルの巻回方向と直角方向で、コイルの巻回方向に沿っ
   て樹脂が流入するゲートを設けたモールドトランス。
2. 【請求項２】 モールド金型内の固定側金型に複数のバ
   ネ埋め込み式コア位置決めピンを設け、可動側金型にラ
   ミネートコアの外周寸法の略等間隔に少なくとも６ヶ所
   以上の固定式コア位置決めピンを設けてモールド成形し
   てなる請求項１記載のモールドトランス。
3. 【請求項３】 モールド金型内のコア位置決めピンの先
   端形状を略球状または略円錐状としてモールド成形して
   なる請求項２記載のモールドトランス。
4. 【請求項４】 ボビン鍔部の端部のラミネートコアに当
   接する部分に凹部を設けた請求項１記載のモールドトラ
   ンス。
5. 【請求項５】 両端に鍔を有するボビンにコイルを巻回
   し、端子ピンにコイル引き出し線を巻きつけて接続する
   場合、ボビンの鍔の溝の内壁と端子ピン植設ブロックの
   沿面に沿わせて引き回し配線し接続してモールド成形し
   てなる請求項１記載のモールドトランス。
6. 【請求項６】 両端に鍔を有するコイルボビンの端子ピ
   ン植設ブロックのモールド部分の外周側面に梨地状の多
   数の凸部を設けた請求項１記載のモールドトランス。
7. 【請求項７】 結晶開始温度を低くし、再結晶温度を高
   くすることで結晶化速度を遅くした性能を有し、且つ樹
   脂の線膨脹率と温度収縮率を略同等にした性能を有する
   熱可塑性樹脂によりモールド成形してなる請求項１記載
   のモールドトランス。