JPH10241977A - トランス組立方法とトランスおよびトランス実装基板 - Google Patents
トランス組立方法とトランスおよびトランス実装基板Info
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- JPH10241977A JPH10241977A JP9043873A JP4387397A JPH10241977A JP H10241977 A JPH10241977 A JP H10241977A JP 9043873 A JP9043873 A JP 9043873A JP 4387397 A JP4387397 A JP 4387397A JP H10241977 A JPH10241977 A JP H10241977A
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- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
- Insulating Of Coils (AREA)
Abstract
き、フェライトコアの性能を充分に引き出すことがで
き、しかも小型軽量に構成でき、かつ電源動作における
トランス自体の温度変化サイクルによるコア割れを防止
する。 【解決手段】 1次側と2次側の巻線が行われる貫通孔
部を有する巻線部と、1次側巻線固定部と2次側巻線固
定部とを一体形成したボビン2と、磁性材コア1とから
トランスを構成するために、磁性材コア1と、1次側巻
線固定部及び2次側巻線固定部の間を接着するために、
硬度が互いに異なる第1の接着剤4と第2の接着剤5を
用いる。
Description
とトランスおよびトランス実装基板に係り、例えば電源
装置に用いられるフェライトコアを用いたスイッチング
電源装置用のトランスにおいて特に好適に適用可能な技
術に関するものである。
は、ドロッパー方式の電源装置に比べて小型かつ軽量に
構成することができ、また変換効率もより高いという利
点を有することから、小型の機器への組み込み用内蔵電
源乃至ACアダプタなど用として広く利用されている。
このようにスイッチング方式の電源装置が普及した結
果、小型軽量化した種々の電子機器が女性や子供でも容
易に持ち運び可能になるようになり、その工業上の貢献
度が高く評価されている。
の電源装置の基板上に実装されるトランスについて簡単
にのべると、図9及び図10は、従来から一般的に用い
られているトランス100の外観斜視図であって、図9
はトランスとコアを接着剤により固定したタイプのもの
であり、また図10はトランスとコアとをワニス含浸に
より固定したタイプのものである。
イル103が捲回され、コア101がボビン102の開
口部に挿入されてから、接着剤105、106により図
示の部位を固定するようにして完成品を得るようにして
いる。また、図10において、ワニス108を外周面の
全体に被覆するようにして完成品を得ている。
比較偏平になるように構成されており、基板に実装され
た後に小型軽量化に貢献するようにしている。
を夫々小型軽量に構成し基板に実装した後に、装置に内
蔵する場合において、持ち運びの途中の不適切な取り扱
い等により、過度の衝撃荷重に晒されるという新たな問
題がでてきた。
てトランス100を夫々小型軽量に構成し基板に実装し
たものを内蔵した電源として用いる場合には、使用中に
電源コードが引っ掛けられて、電源が机上から落下する
等の事故発生を想定して、過度の衝撃荷重に耐えられる
ようにする新たな対策が必要となる問題があった。
置側では、電源装置を構成する種々の電子部品のうち、
比較的重量の大きなトランスに対して過度の衝撃荷重が
集中することが判明している。
すように実装基板Kに矢印F方向の外力が作用した場合
が深刻となる、即ち、外力が作用すると矢印M方向のモ
ーメントがトランス100に作用し、このときトランス
100のリードピンPにより基板Kのパターン部にはん
だで固定されているボビン102の一方の側の肉薄部1
02aに対して急激な引っ張り力が作用する結果、この
肉薄部102aから破断するトランスの破壊現象が起こ
ることが知られている。
図12に図示のようにボビン102の破壊強度向上のた
めに、コイル103のボビン捲回部の両側から一体形成
される肉薄部102aにC面取りを施すことで補強対策
を行うようにしている。
特開平6−163278号公報に開示されているように
トランス全体を保持する外装ケース内にトランス本体を
収納し、隙間を樹脂で充填する等の固定方法が提案され
ている。
ようにボビン102の肉薄部102aにおいてC面取り
部を設けるようにして、耐破壊強度を上げる方法によれ
ば、使用されるフェライトコアの外形寸法精度のばらつ
きが大きいため、フェライトコアとの間に間隙ができて
しまうことから落下のような過度の衝撃荷重に対して耐
えることが困難となってしまう問題がある。
るために、ボビン102の全体の肉厚みを厚くし、充分
なC面取り部を形成するようにすると、トランスとして
の有効窓面積を大きく設定できなくなくなってしまう。
このために、ボビン開口部に内蔵されるフェライトコア
の性能すら充分に引き出すことができなくなる問題があ
る。
示されているように、ボビンの材料自体に機械強度の高
い樹脂を使う方法も提案されている。しかしながら、ト
ランスのボビンの使用可能材料は、UL規格など、各国
の安全規格を全てクリアする必要があることから、これ
らをすべて満たす材料は、従来の材料に比べてかなりコ
ストが高くなってしまうという問題がある。また市場に
おける使用実績という観点からは、新規の材料を使用す
るには大きなリスクを伴う問題がある。
や特開平6−163278号公報に示されるように、ト
ランス全体を保持する外装ケース内部にトランス本体を
収容し、樹脂充填で固定する方法によれば、コストが余
分にかかるだけでなく、トランスが大きく重くなり、ス
イッチング電源装置が持つ小型で軽量であるといった利
点を十分に活かせなくなるといった欠点がある。
上げるためには、完成後のトランスに接着剤を塗布する
ことで対応可能になるが、ボビンと使用する接着剤の線
膨張率に相違があると温度変化サイクルによるコア割れ
発生等の予期しない問題が起こることになる。
みてなされたものであり、落下対策を含む耐破壊強度を
上げることができ、フェライトコアの性能を充分に引き
出すことができ、しかも小型軽量に構成でき、かつ電源
動作におけるトランス自体の温度変化サイクルによるコ
ア割れを防止することができるトランス組立方法とトラ
ンスおよびトランス実装基板の提供を目的としている。
目的を達成するために、本発明によれば、1次側と2次
側の巻線が行われる貫通孔部を有する巻線部と、前記貫
通孔部から連続形成される1次側巻線固定部と2次側巻
線固定部とを一体形成したボビンと、前記貫通孔部に挿
入され前記巻線を囲むように設けられる磁性材コアとか
らトランスを構成するトランス組立方法であって、前記
磁性材コアと、前記1次側巻線固定部及び前記2次側巻
線固定部の間を接着するための接着工程において、硬度
が互いに異なる第1の接着剤と第2の接着剤とを用いる
ことを特徴としている。
通孔部を有する巻線部と、前記貫通孔部から連続形成さ
れる1次側巻線固定部と2次側巻線固定部とを一体形成
したボビンと、前記貫通孔部に挿入され前記巻線を囲む
ように設けられる磁性材コアとから構成されるトランス
であって、前記磁性材コアと、前記1次側巻線固定部及
び前記2次側巻線固定部の間を接着するために、硬度が
互いに異なる第1の接着剤と第2の接着剤を用いること
を特徴としている。
貫通孔部を有する巻線部と、前記貫通孔部から連続形成
される1次側巻線固定部と2次側巻線固定部とを一体形
成したボビンと、前記貫通孔部に挿入され前記巻線を囲
むように設けられる磁性材コアとから構成されたトラン
スを基板に実装したトランス実装基板であって、前記磁
性材コアと、前記1次側巻線固定部及び前記2次側巻線
固定部の間を接着するための接着工程において、硬度が
互いに異なる第1の接着剤と第2の接着剤とを用いたト
ランスを実装することを特徴としている。
について、添付図面を参照しながら順次説明する。
示す平面図であり、また図2は図1の正面図である。
用いられるトランスは、図示のように、フェライトから
なるコア1と、巻線を巻くための樹脂製のボビン2と、
巻線と、層間絶縁テープと、安全規格を取得するために
必要となる1次−2次間の距離を確保するためのバリア
テープを使用した所定の巻線方法により巻かれたコイル
である巻線部3とから構成されている。また、図2に図
示のようにトランスは基板Kに穿設された実装孔にピン
が挿入されてからはんだ付けされて固定されて使用され
る。
手段である接着剤4は、図1及び図2に示されるよう
に、ボビン2の鍔部における1次巻線側と2次巻線側の
夫々両側部位において塗布されている。この接着剤4
は、熱硬化型の接着剤であるエポキシ系の接着剤が使用
される。
の接着剤と第2の接着剤は、1次巻線固定部側の接着剤
4と、2次巻線固定部側の接着剤5であり、1次巻線側
の接着剤4は、熱硬化型接着剤であるエポキシ系の接着
剤が使用される、また、2次巻線固定側の接着剤5は、
熱硬化型の接着剤であるシリコーン系の接着剤であり、
接着剤4の硬化後の硬さは、接着剤5よりも硬く設定し
ている。また、シリコーン系の接着剤は、エポキシ系の
接着剤に比べて磁性体コア1との間の接着強度がやや低
いためにより広い面積に塗布して接着している。また、
接着剤6は、磁性体コア1同士を固定するためのもので
ある。
磁性体コア1とボビン2との固定するために用いられて
いる接着剤であるが、少なくとも本願発明においては必
須なものではない。
落下させてしまうというような、過度の衝撃を電源装置
に加えてしまった場合、その結果として、電源装置内部
では、電源装置を構成する構成部品のうち、比較的重量
のあるトランスにおいて、図11の矢印に示すような向
きにモーメントMや過度の衝撃が集中して、ボビン2
が、このモーメントや衝撃に耐え切れず、比較的容易
に、巻線部引き出し部付近から破断することがあった。
コア1とボビン2を固定していないトランスの落下実験
を行った。この際、コア1とボビン2が固定されていな
いため、コア1が割れるのではないかと予想したが、結
果は、図11に示されるような位置に割れが発生した。
このことから、この場合において、磁性体コア1の耐衝
撃性は充分であるが、樹脂材料からなるボビン2側の強
度が不足していることが判明した。
示されるように1次巻線側と2次巻線側の夫々両側にお
いて、ボビン2とコア1とを固定する接着剤4、5を夫
々設けたトランスの落下実験を行った結果、ボビン2と
コア1間の接着強度が増加したので、落下時のモーメン
トMや衝撃力をボビン2と磁性体コア1とで分散するよ
うにして、破断力を分散させるようにできた。すなわ
ち、図示のような構成にすることにより、図11に示さ
れたような落下時の破壊に対して、強くなることを確認
できた。
に異なるようにしている。即ち、軟らかい方のシリコー
ン系接着剤5において、ボビン2とコア1との線膨張係
数の違いによる応力を緩和(吸収)するように構成して
いるので、温度サイクル時の膨張、収縮に起因するコア
割れ発生を防止できるようにしている。
めの接着剤としてのエポキシ系及びシリコーン系接着剤
は、熱硬化型であるから、電源装置内でのトランス作動
時における自己昇温による熱の作用で自ら硬化すること
から、軟化による接着強度の低下の虞がないのでより好
ましい。また、使用実績の観点からも好ましいものであ
る。 [第2の実施例]図3は、本発明のトランスの第2実施
形態のトランスを下面から見た外観斜視図であり、また
図4は正面図である。
一符号を付して説明を割愛すると、接着剤6は、磁性体
コア1同士を固定するためのものであり、また接着剤7
は、本発明に直接は係らないコア1とボビン2とを固定
するための接着剤である(補強的な意味が全くない訳で
はない)。
2とコア1とを固定するための2次巻線固定側の接着剤
5が、熱硬化型の接着剤であるシリコーン系の接着剤で
あったが、本実施形態においては、ボビン2と磁性体コ
ア1とを固定するための2次巻線固定側の接着剤8が、
熱可塑型の接着剤であるホットメルトである。
名:ジェットメルト#3748とよばれるものであり、
熱可塑型の接着剤であるために、適度な柔らかさを備え
ており、落下時の衝撃をある程度緩和することが確認で
きた。
ように、接着剤8をボビン2と巻線3の間に塗布するよ
うにしている。
ることで、落下に対しての強度を保つことができる。ま
た、線膨張係数の違いによるコア割れの心配も無くなる
といった、上述の第1の実施形態における効果に加え
て、通常部品として購入したトランスに対して後から必
要に応じて、接着剤8を追加することができることか
ら、従来のままのトランスが使用できるという実際上の
利点がある。 [第3の実施形態]図5は、トランスの第3の実施形態
の構造を示す平面図であり、図6はそのトランスの実装
方向時における構造を示す正面図である。
には同一符号を付して説明を割愛すると、基本的なトラ
ンスの構造は、上述と同様である。
るための接着剤は、図5及び図6に示されるように、1
次巻線固定側の接着剤4は、熱硬化型の接着剤であるエ
ポキシ系の接着剤であり、2次巻線固定側の接着手段と
して、トランスを含浸するためのワニス9を用いてい
る。
ボビン2と磁性体コア1の隙間に回り込み、且つある程
度の量が付着するように調整及び管理されている。
法上の「遊び」を設けているため、コア1をボビン2に
組み付けてからワニス含浸する際に裏返すと、磁性体コ
ア1の重みでボビン2とコア1との間に僅かな隙間がで
きるが、この隙間内にワニス9が回り込んで、ボビン2
とコア1との間が接着固定されることになる。
の実施形態と同様に落下対策が可能となり、線膨張係数
の違いによるコア割れの心配も無くなる。
2の実施形態に比べて、コア1とボビン2の隙間にワニ
ス9が浸透する面接着となるので、接着剤のみの固定に
よるときに発生しやすい固有周波数によるトランスの鳴
き現象の発生がなくなり、より安価に落下の対策を施す
ことができる。 [第4の実施形態]図7はトランスの第4の実施形態を
示すトランスを下面から見た外観斜視図であり、図8は
その構造を示す正面である。
には同一符号を付して説明を割愛すると、その、基本的
なトランスの構造の特徴は、上記の第2と第3の実施形
態を合体した点である。
化型の接着剤であるエポキシ系の接着剤であり、2次巻
線固定側の接着手段としては、トランスを含浸したワニ
ス9を用いており、ワニス9の上から熱可塑型の接着剤
であるホットメルト8をさらに付着して固化したもので
ある。
着剤で固定してない側に、ホットメルト(例えば住友3
M社の商品名:ジェットメルトメルト#3748)を用
いた接着剤8を付加したものである。
75cm)から床の上に落下させたとき、同一方向に7
回落下しても破断しないものを得ることができた。この
ように、さらに十分な接着強度を持たせることができる
という利点がある。
トランスについて述べたが、所謂、縦置きコアのトラン
スについても、この発明の適用は可能である。
て、接着剤4、5を塗布するようにしてもよく、同様の
効果を得ることができる。
べたトランスに適用しても、この発明の効果を得ること
ができることは勿論である。
着剤と2次巻線固定側の接着剤が、互いに硬度が異なる
接着剤であるから、電源動作におけるトランス自体の温
度変化サイクルによるコア割れを防止した上で、トラン
スの両側において、コアをボビンを止めることができる
ため、落下強度を保ったトランスを得ることができるよ
うになる。
とも熱硬化型の接着剤であるから、トランスの製造工程
において、接着剤の硬化を同じ工程で行うことができる
という利点がある。
一方は広く一般に普及しているエポキシ系接着剤を、他
方にも広く一般に普及しているシリコーン系接着剤を使
用するので、入手が容易であり、電源トランスの安全規
格に要求されるような、例えばULの難燃材料の規格を
満たす接着剤の選択自由度が広がる利点がある。
は、熱硬化型の接着剤であるエポキシ系接着剤であり、
他方は熱可塑型接着剤であるホットメルト式を使用する
ことで、通常部品として購入したトランスに対して、後
から必要に応じて、電源の組立工程側で作業をすること
ができ、従来のままのトランスが使用できるという利点
がある。
使われている実績のある材料であるから、製造ラインで
も容易に、また安心して使用できるというメリットがあ
る。また、互いに硬度が異なる接着剤の、一方は、エポ
キシ系接着剤であり、他方はトランスを含浸したワニス
を接着手段として用いることから、コアとボビンの隙間
にワニスが浸透することにより、面接着となり、接着剤
のみの固定によるときに発生しやすい固有周波数による
トランスの鳴き現象の発生がなくなり、より安価に落下
の対策を施すことができるというメリットがある。
着剤で固定してない側に、ホットメルトを用いた接着剤
を付加することで、さらに落下強度を強くすることが可
能となるメリットがある。
落下対策を含む耐破壊強度を上げることができ、フェラ
イトコアの性能を充分に引き出すことができ、しかも小
型軽量に構成でき、かつ電源動作におけるトランス自体
の温度変化サイクルによるコア割れを防止することがで
きるトランス組立方法とトランスおよびトランス実装基
板を提供することができる。
る。
面)側から見た外観斜視図である。
斜視図である。
ンスの外観斜視図である。
のトランスの外観斜視図である。
壊現象を示す正面図である。
の正面図(a)、同右側面図(b)である。
接着剤 5 ボビン2とコア1とを固定するためのシリコーン系
の接着剤 6 コア1同士を固定するための接着剤 8 ホットメルト式接着剤 9 ワニス(接着手段)
Claims (22)
- 【請求項1】 1次側と2次側の巻線が行われる貫通孔
部を有する巻線部と、前記貫通孔部から連続形成される
1次側巻線固定部と2次側巻線固定部とを一体形成した
ボビンと、前記貫通孔部に挿入され前記巻線を囲むよう
に設けられる磁性材コアとからトランスを構成するトラ
ンス組立方法であって、 前記磁性材コアと、前記1次側巻線固定部及び前記2次
側巻線固定部の間を接着するための接着工程において、
硬度が互いに異なる第1の接着剤と第2の接着剤とを用
いることを特徴とするトランス組立方法。 - 【請求項2】 前記第1の接着剤と第2の接着剤の双方
が、熱硬化型接着剤であることを特徴とする請求項1に
記載のトランス組立方法。 - 【請求項3】 前記第1の接着剤はエポキシ系接着剤で
あり、また、前記第2の接着剤はシリコーン系接着剤で
あることを特徴とする請求項2に記載のトランス組立方
法。 - 【請求項4】 前記第1の接着剤は熱硬化型接着剤であ
り、また、第2の接着剤は熱可塑型接着剤であることを
特徴とする請求項1に記載のトランス組立方法。 - 【請求項5】 前記熱硬化型接着剤はエポキシ系接着剤
であり、また、前記熱可塑型接着剤はホットメルト式の
接着剤であることを特徴とする請求項4に記載のトラン
ス組立方法。 - 【請求項6】 前記第1の接着剤は、エポキシ系接着剤
であり、前記第2の接着剤として含浸処理のためのワニ
スを使用することを特徴とする請求項1に記載のトラン
ス組立方法。 - 【請求項7】 前記含浸処理後に、前記エポキシ系接着
剤で固定してない前記1次側巻線固定部または前記2次
側巻線固定部側に対してホットメルト式接着剤をさらに
塗布する工程を具備することを特徴とする請求項6に記
載のトランス組立方法。 - 【請求項8】 1次側と2次側の巻線が行われる貫通孔
部を有する巻線部と、前記貫通孔部から連続形成される
1次側巻線固定部と2次側巻線固定部とを一体形成した
ボビンと、前記貫通孔部に挿入され前記巻線を囲むよう
に設けられる磁性材コアとから構成されるトランスであ
って、 前記磁性材コアと、前記1次側巻線固定部及び前記2次
側巻線固定部の間を接着するために、硬度が互いに異な
る第1の接着剤と第2の接着剤を用いることを特徴とす
るトランス。 - 【請求項9】 前記第1の接着剤と第2の接着剤の双方
が、熱硬化型接着剤であることを特徴とする請求項8に
記載のトランス。 - 【請求項10】 前記第1の接着剤はエポキシ系接着剤
であり、また、前記第2の接着剤はシリコーン系接着剤
であることを特徴とする請求項9に記載のトランス。 - 【請求項11】 前記第1の接着剤は熱硬化型接着剤で
あり、また、第2の接着剤は熱可塑型接着剤であること
を特徴とする請求項8に記載のトランス。 - 【請求項12】 前記熱硬化型接着剤はエポキシ系接着
剤であり、また、前記熱可塑型接着剤はホットメルト式
の接着剤であることを特徴とする請求項9に記載のトラ
ンス。 - 【請求項13】 前記第1の接着剤はエポキシ系接着剤
であり、また含浸処理のためのワニスを前記第2の接着
剤として使用することを特徴とする請求項8に記載のト
ランス。 - 【請求項14】 前記含浸処理後に、前記エポキシ系接
着剤で固定してない前記1次側巻線固定部または前記2
次側巻線固定部側に対してホットメルト式接着剤をさら
に塗布することを特徴とする請求項13に記載のトラン
ス。 - 【請求項15】 1次側と2次側の巻線が行われる貫通
孔部を有する巻線部と、前記貫通孔部から連続形成され
る1次側巻線固定部と2次側巻線固定部とを一体形成し
たボビンと、前記貫通孔部に挿入され前記巻線を囲むよ
うに設けられる磁性材コアとから構成されたトランスを
基板に実装したトランス実装基板であって、 前記磁性材コアと、前記1次側巻線固定部及び前記2次
側巻線固定部の間を接着するための接着工程において、
硬度が互いに異なる第1の接着剤と第2の接着剤とを用
いたトランスを実装することを特徴とするトランス実装
基板。 - 【請求項16】 前記第15の接着剤と第2の接着剤の
双方が、熱硬化型接着剤であることを特徴とする請求項
15に記載のトランス実装基板。 - 【請求項17】 前記第1の接着剤はエポキシ系接着剤
であり、また、前記第2の接着剤はシリコーン系接着剤
であることを特徴とする請求項16に記載のトランス実
装基板。 - 【請求項18】 前記第1の接着剤は熱硬化型接着剤で
あり、また、第2の接着剤は熱可塑型接着剤であること
を特徴とする請求項15に記載のトランス実装基板。 - 【請求項19】 前記熱硬化型接着剤はエポキシ系接着
剤であり、また、前記熱可塑型接着剤はホットメルト式
の接着剤であることを特徴とする請求項18に記載のト
ランス実装基板。 - 【請求項20】 前記第1の接着剤は、エポキシ系接着
剤であり、前記第2の接着剤として含浸処理のためのワ
ニスを使用することを特徴とする請求項15に記載のト
ランス実装基板。 - 【請求項21】 前記含浸処理後に、前記エポキシ系接
着剤で固定してない前記1次側巻線固定部または前記2
次側巻線固定部側に対してホットメルト式接着剤をさら
に塗布する工程を具備することを特徴とする請求項20
に記載のトランス実装基板。 - 【請求項22】 前記基板は機器内蔵用の電源基板また
はACアダプタの電源基板であることを特徴とする請求
項15乃至請求項21のいずれかに記載のトランス実装
基板。
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1997
- 1997-02-27 JP JP04387397A patent/JP3524314B2/ja not_active Expired - Fee Related
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