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JP2004273471A - Component with core and its manufacturing method - Google Patents

Component with core and its manufacturing method Download PDF

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Publication number
JP2004273471A
JP2004273471A JP2003012451A JP2003012451A JP2004273471A JP 2004273471 A JP2004273471 A JP 2004273471A JP 2003012451 A JP2003012451 A JP 2003012451A JP 2003012451 A JP2003012451 A JP 2003012451A JP 2004273471 A JP2004273471 A JP 2004273471A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
coil bobbin
varnish
cushioning material
transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003012451A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takae Usuda
隆衛 薄田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanken Electric Co Ltd filed Critical Sanken Electric Co Ltd
Priority to JP2003012451A priority Critical patent/JP2004273471A/en
Publication of JP2004273471A publication Critical patent/JP2004273471A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Insulating Of Coils (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the cracking of the core of an electronic component, such as the transformer, reactor, etc., having a core. <P>SOLUTION: In the core of the electronic component, an insulating tap 16 having a substrate 16a coated with an adhesive 16b is wound around middle legs 21c and 22c. The middle legs 21c and 22c with the insulating tape 16 wound thereon are inserted into the cavity 32 of a coil bobbin 12 around which primary and secondary windings 13 and 14 are wound. A transformer 1 is impregnated with varnish 17 after the coil bobbin 12 is inserted into the cavity 32 and the varnish 17 is dried and hardened. The adhesion between the coil bobbin 12 and middle legs 21c and 22c is prevented by the insulating tape 16. The external force applied to the core 11 generated when the varnish 17 is dried and hardened, is buffered by the elasticity of the adhesive 16b applied to the insulating tape 16. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コア割れ防止を可能とするコア付き部品及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
トランス、リアクトルのようなコアを有する電気部品がある。
例えば、トランスは、フェライトコアと、コイルボビンと、巻線と、を備えている。
フェライトコアは、対をなす2つのコア部材からなり、コア部材は、磁脚を有している。そのうちの中足には、通常、インダクタンスを調整するため、ギャップが設けられる。
【0003】
トランスを形成するには、巻線が巻き回されたコイルボビンをコア部材にセットし、2つのコア部材を組み合わせる。コイルボビンは、コア部材の外周を囲むように配置される。
【0004】
このように組み立てられたトランスには、絶縁、放熱、うなり音抑制のため、ワニスが含浸される。含浸したワニスは、90〜120℃に加熱処理されることによって乾燥し、硬化する。ワニスが硬化すると、トランスは、常温まで冷却される。
【0005】
このように形成されたトランスには、コア割れの発生といった問題が生じる。このコア割れは、フェライトコアの機械的強度とコアに印加される外力に起因する。
【0006】
即ち、フェライトコアは、フェライトの焼結品であり、機械的強度は弱い。また、ワニスの含浸時にトランスが加熱されると、コアとコイルボビンは加熱時に共に膨張する。コイルボビンの熱膨張係数は、コアの熱膨張係数よりも大きいため、コイルボビンはコアよりも大きく膨張する。コアとコイルボビンとの間に、コアの中足の軸方向へのクリアランスがないと、コイルボビンが磁脚の軸方向にコアを押し広げるようにコアに外力がかかる。
【0007】
また、液状のワニスを含浸すると、ワニスは、コアとコイルボビンとの隙間に入り込む。加熱時にワニスが硬化するとコアとコイルボビンとは、ワニスによって接着されることがある。コアとコイルボビンとの熱膨張係数の差が大きいため、この状態でトランスを冷却すると、コアに外力がかかる。このような外力によってコア割れが発生する。
【0008】
尚、このような熱履歴は、トランスの製造時だけでなく、トランスの動作時にも生じるため、コア割れは、トランスの動作時にも発生しうる。
【0009】
従来のコア付き部品では、コア割れを防止するため、以下のような対策を講じている。まず、第1に、ボビン長をコア長よりも短くし、クリアランスを設ける。第2に、コイルボビンの材料を、フェライトコアとほぼ同じ熱膨張係数のものにする。第3に、含浸硬化後、比較的柔軟性を有するワニスを選定して使用する。第4に、含浸後の硬化温度を下げ、硬化時間を長くしてコイルボビンのコアへの外力を小さくすることである。
【0010】
しかし、このような対策では、ボビン設計、ボビン材料の選定、使用するワニスに制限がかかり、また、含浸硬化時間が長くなり、生産性が低下するという不都合を生じる。
そこで、ワニスがコアの中足とコイルボビンとの間に入り込まないように、コアの中足の付け根に付加部材を取り付けたものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0011】
【特許文献1】
特開平8−321423号公報(第3−5頁、図2)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような対策を行っても、付加部材がワニスの侵入を阻止できない場合があり、ワニスがコイルボビンとコアとの間に侵入してしまうと、同じように、コアに外力がかかり、コア割れが発生してしまう。
【0013】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、コア割れ防止を可能とするコア付き部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の第1の観点に係るコア付き部品は、
磁脚を有するコアと、
前記磁脚を覆う緩衝材と、
前記緩衝材の外周を囲むように配置されたコイルボビンと、
を備えて構成されたものである。
【0015】
前記コイルボビンは、前記コアよりも大きな熱膨張係数を有するものであって、
前記緩衝剤は、前記コイルボビンから前記磁脚への外力を前記コアの機械的強度未満に低下させるだけの弾性を有するものであることが好ましい。
【0016】
前記緩衝材は、前記磁脚の外周のほぼ全面を覆う、又は前記磁脚の軸方向の長さよりも短い幅で前記磁脚の外周を一周するように覆うものであることが好ましい。
【0017】
コア付き部品は、前記緩衝材の外周と前記コイルボビンとの隙間に含浸材が介挿されたものであってもよい。
【0018】
本発明の第2の観点に係るコア付き部品の製造方法は、
コアの磁脚を緩衝材で覆う工程と、
前記緩衝材の外周にコイルボビンを配置する工程と、を備えたものである。
【0019】
前記緩衝材と前記緩衝材の外周に配置された前記コイルボビンとの間に含浸材を含浸させる工程と、
加熱して前記含浸材を硬化させる工程と、
硬化した前記含浸材を介して前記コイルボビンから前記磁脚への外力を前記緩衝材で緩衝させつつ、前記コアと、前記緩衝剤と、前記コイルボビンと、前記含浸材と、を冷却する工程と、をさらに備えたものであってもよい。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るコア付き部品を図面を参照して説明する。
尚、本実施の形態では、コア付き部品を、フェライトコアを有するトランスとして説明する。
【0021】
本実施の形態に係るトランスの構成を図1に示す。
本実施の形態に係るトランス1は、コア11と、コイルボビン12と、1次巻線13と、2次巻線14と、層間紙15と、絶縁テープ16と、ワニス17と、を備えて構成されている。
【0022】
コア11は、閉じた磁路を形成するためのものであり、コア部材21とコア部材22とが組み合わせられることによって構成されている。コア部材21,22には、フェライトを焼結することによって形成された焼結品が用いられている。このフェライトの膨張係数は、9〜15×10−6(cm/cm/℃)程度である。
【0023】
コア11は、いわゆるEE型のコアであって、コア部材21,22には、例えば、図2に示すように、それぞれ、コア部材21,22を磁路に沿って切断した場合の断面がアルファベットのE字状のものが用いられている。
【0024】
このコア部材21は、磁脚21a,21bと、中足21cと、を備える。中足21cは、エアギャップを形成するため、磁脚21a,21bよりも短くなっている。中足21cは、切削等によって短くされたものである。
【0025】
コア部材22は、同様に、磁脚22a,22bと、中足22cと、を備える。但し、コア部材21とは異なり、磁脚22a,22bと中足22cとは、同じ長さになっている。
【0026】
このコア部材21の磁脚21a,21bの端面とコア部材22の磁脚22a,22bの端面とが、それぞれ、密着するように、コア部材21とコア部材22とを組み合わせることによりコア11が形成され、閉じた磁路が形成される。
【0027】
図3に示すように、コア部材21とコア部材22とが組み合わせられると、コア部材21の中足21cが磁脚21a,21bよりも短くなっているため、中足21cと中足22cとの間に隙間が形成される。この隙間がエアギャップ11aになる。このエアギャップ11aにより、コア11のBH特性が調整され、コア11は磁気飽和しにくくなる。尚、コアの切削によるエアギャップの代わりに、紙、プラスチックフィルム、雲母等からなるギャップ部材を介挿することもできる。
【0028】
図1に戻り、コイルボビン12は、中足21c,中足22cの外周に配置されている。このコイルボビン12は、1次巻線13と2次巻線14とを形成するためのものである。コイルボビン12には、例えば、フェノール樹脂(Phenolic Plastic)、ABS樹脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene Resin)で形成されている。フェノール樹脂の線膨張係数は、フェライトの線膨張係数よりも大きく、およそ2.0〜4.0×10−5(cm/cm/℃)である。ABS樹脂の線膨張係数も同様にフェライトの線膨張係数よりも大きく、およそ8.0×10−5(cm/cm/℃)である。
【0029】
コイルボビン12は、図4に示すように、筒状になっており、胴体31と、空洞32と、鍔33a,33bと、ピン34と、を有する。空洞32は、コア部材21の中足21c、コア部材22の中足22cを通すためのものである。
【0030】
尚、コイルボビン12の空洞32を通る軸方向の長さは、磁脚21aの付け根から先端までと磁脚22aの付け根から先端までとを加算した長さよりも短くなるように設定されている。これにより、コア11とコイルボビン12とに、コイルボビン12の空洞32を通る軸方向でクリアランスができる。このクリアランスの大きさは、コイルボビン12の熱膨張とコア11の熱膨張との差に応じて設定されている。
【0031】
図1に戻り、1次巻線13、2次巻線14は、コイルボビン12の上に巻き回されている。1次巻線13は、コア11を励磁するための巻線である。2次巻線14は、1次巻線13に流れる電流が変化して磁束密度が変化することにより発生した電圧を出力するための巻線である。1次巻線13と2次巻線14とは、結合性を良くするため、絶縁のための層間紙15を介して巻き回されている。
【0032】
絶縁テープ16は、絶縁性を有するシート部材であり、中足21c,22cの外周であって、コイルボビン12の空洞32の内側に巻き回されている。絶縁テープ16は、基材16aに粘着剤16bが塗布されたものであり、絶縁テープ16は、粘着剤16bによって中足21c,22cの外周に付着している。
【0033】
基材16aは、ワニス17によりコイルボビン12と中足21c,22cの外周面が直接接着することを防止するとともに、中足21c,22cとコイルボビン12との間の絶縁性を保持するためのものである。
【0034】
粘着剤16bは、硬化したワニス17を介してコイルボビン12からコア11にかかる外力を緩和するためのものである。このため、粘着剤16bには、外力を緩和するために、粘性だけでなく、弾性を有するものが用いられている。粘着剤16bが弾性を有しているため、絶縁テープ16は、緩衝材として機能している。
【0035】
絶縁テープ16には、入手容易なものとして、ポリエステル製の基材16a、弾性を有するアクリル系粘着剤からなる粘着剤16bのものが用いられている。基材16aの厚さは、0.020mm以上、粘着剤16bの厚さは、0.015mm以上である。
【0036】
絶縁テープ16は、中足21c,22cの外周に数回、巻き回されている。この巻数は、中足21c、22cとコイルボビン12の空洞32の内周との間隔、及びコイルボビン12から中足21c,22cへの外力を緩和する粘着剤16bの弾性の程度によって決定されたものである。
【0037】
即ち、巻数は、中足21c、22cとコイルボビン12の空洞32との隙間に入る程度であって、コイルボビン12から中足21c,22cへの外力が粘着剤16bの弾性によってコア11の機械的強度未満に低下する程度の巻数になっている。
【0038】
ワニス17は、主にコア11とコイルボビン12との間の絶縁を保持するために含浸されたものである。ワニス17には、耐熱アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が用いられている。
【0039】
このワニス17は、最初、常温で液状となっており、約90〜120℃で所定時間保持されることにより乾燥し、硬化する。ワニス17は、一旦、硬化すると、常温になっても液状にはならずに硬化したままとなる。このワニス17は、乾燥硬化時に収縮する。
【0040】
次に本実施の形態に係るトランス1の製造方法について説明する。
まず、コイルボビン12に1次巻線13と2次巻線14とが巻き回される。1次巻線13がコイルボビン12に巻き回され、さらに、層間紙15が巻き回され、2次巻線14が巻き回される。巻数によっては、1次巻線13、2次巻線14は、層を重ねて巻き回される。巻き回された1次巻線13と2次巻線14との端部は、ピン34に巻き付けられて、例えば、半田付けにより固定される。
【0041】
次に、コア部材21の中足21c、コア部材22の中足22cの外周に、それぞれ、粘着剤16bを内側にして絶縁テープ16が巻き回される。巻き回された絶縁テープ16は、中足21c、22cに付着する。
【0042】
絶縁テープ16の巻数は、前述のように、中足21c、22cとコイルボビン12の空洞32との隙間に入り、中足21c,22cへの外力が粘着剤16bの弾性によってコア11の機械的強度未満に低下する程度の巻数とされる。尚、コイルボビン12の空洞32の内周と中足21c,22cの外周との間の隙間が埋まる程度の巻数で絶縁テープ16が巻き回されてもよい。
【0043】
絶縁テープ16が巻き回されると、コイルボビン12の空洞32にコア部材21の中足21cが挿入される。
【0044】
次に、磁脚21a,21bの端面と磁脚22a,22bの端面とがそれぞれに密着するようにしてコア部材21とコア部材22とが組み合わせられる。これによりコア11が形成され、閉じた磁路が形成される。
【0045】
また、中足21cが磁脚21a,21bよりも短くなっているため、コア部材21とコア部材22とが組み合わせられると、中足21c、22cの間にエアギャップ11aが形成される。
【0046】
このようにして組み立てられたトランス1は、ワニス含浸される。この工程において、トランス1は、予熱、冷却の処理が施された後、液状のワニス17に含浸される。含浸するワニス17は、コイルボビン12とコア11との間の隙間に入り込む。しかし、ワニス17の中足21c,22c外周面への付着は、絶縁テープ16によって阻止される。
【0047】
ワニス17の含浸が行われると、余ったワニス17の滴を滴下して乾燥硬化処理が行われる。トランス1は、この処理において、約90〜120℃で所定時間保持される。この処理によって、ワニス17は乾燥し、硬化する。
【0048】
ワニス17は乾燥硬化に伴って収縮する。また、コイルボビン12とコア11との間の隙間に入り込んだワニス17も硬化する。しかし、コイルボビン12は、ワニス17が硬化した時点で絶縁テープ16に接着するため、コア11の外周面には接着しない。
【0049】
乾燥硬化処理が終了すると、トランス1は冷却される。トランス1が冷却されると、コイルボビン12は、熱膨張係数の差により、コア11よりも大きく収縮する。そして、コイルボビン12がコア11よりも大きく収縮することによってコア11への外力が発生する。しかし、この外力は絶縁テープ16を介してコア11に印加されることになり、粘着剤16bの弾性によって緩和される。
【0050】
このようにして製造されたトランス1は、電源装置等に組み込まれて動作する。1次巻線13に電流が流れ、電流量が変化すると、磁束密度が変化して、2次巻線14の両端に電圧が発生する。
【0051】
1次巻線13に電流が流れると、トランス1の温度は上昇する。また、コア11が励磁されることによっても、トランス1の温度は上昇する。このようにトランス1が動作した場合、温度の上昇、降下により、コア11への外力は発生する。しかし、発生した外力は、粘着剤16bの弾性によって同じように緩和される。
【0052】
以上説明したように、本実施の形態によれば、トランス1の組立時、中足21c,22cの外周に粘着剤16bが塗布された絶縁テープ16が巻き回される。そして、トランス1がワニス17に含浸され、ワニス17の乾燥硬化が行われる。
【0053】
従って、ワニス17の含浸時、絶縁テープ16が中足21c、22cに付着するため、中足21c,22cの外周面とコイルボビン12との接着が回避される。また、ワニス17の乾燥硬化時に発生する外力は、粘着剤16bの弾性によって緩衝される。これにより、中足21c,22cへの外力は緩和され、コア割れを防止することができる。
【0054】
また、絶縁テープ16は、トランス1、リアクトルのようなコアを有する電気部品であれば、常に使用される入手容易なものであり、安価なものである。また、作業としては、中足21c、22cに絶縁テープ16を巻き付けるだけである。このため、コア割れ防止対策を、安価に、しかも容易な作業によって行うことができる。
【0055】
また、コア割れを防止するために、コイルボビン12に特別の材料を使用したり、ワニス17に特別のものを使用したり、ワニス含浸の工程を変更したりすることもないので、コストの増大を抑制することができる。また、生産性を損なわずにコア割れを防止することができる。
【0056】
尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施の形態に限られるものではない。
例えば、上記実施の形態では、絶縁テープ16を中足21c、22cの両方のコアに、ほぼ全面を覆うように巻き回した。しかし、両方のコアではなく、図5に示すように、片方のコアである中足22cのみを覆うように絶縁テープ16を巻き回してもよい。
【0057】
また、図6に示すように、片方のコアである中足21cとを覆うように絶縁テープ16を巻き回してもよい。このように、中足21c,22cのいずれか一方の外周に絶縁テープ16を巻き回すだけでも、同様にコイルボビン12による外力は減衰する。
【0058】
また、上記実施の形態では、コア付き部品をトランスとして説明した。しかし、コア付き部品は、このものには限られるものではなく、例えば、チョークコイル等であってもよい。
【0059】
コア部材21,22は、EE型コアには限られず、断面がアルファベットのE字の形状を有するものと、I字型の形状を有するものとからなるEI型コアを用いることもできる。また、コア部材21,22は、中足21c、22cの断面が丸形のEER型のコアであってもよい。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コア割れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の本実施の形態に係るトランスの構成を示す断面図である。
【図2】図1のコア部材を示す斜視図である。
【図3】エアギャップを有するコアの断面図である。
【図4】図1のコイルボビンを示す斜視図である。
【図5】トランスの応用例を示す断面図である。
【図6】トランスの応用例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 トランス
12 コイルボビン
13 1次巻線
14 2次巻線
16 絶縁テープ
16a 基材
16b 粘着剤
17 ワニス
11 コア
21,22 コア部材
21c,22c 中足
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cored component capable of preventing core cracking and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
There are electrical components having a core such as a transformer and a reactor.
For example, a transformer includes a ferrite core, a coil bobbin, and a winding.
The ferrite core includes two pairs of core members, and the core members have magnetic legs. The middle foot is usually provided with a gap for adjusting the inductance.
[0003]
To form a transformer, a coil bobbin around which a winding is wound is set on a core member, and the two core members are combined. The coil bobbin is arranged so as to surround the outer periphery of the core member.
[0004]
The thus assembled transformer is impregnated with varnish for insulation, heat radiation, and suppression of beat noise. The impregnated varnish is dried and cured by heat treatment at 90 to 120 ° C. As the varnish cures, the transformer is cooled to room temperature.
[0005]
The transformer thus formed has a problem such as occurrence of a core crack. This core crack is caused by the mechanical strength of the ferrite core and the external force applied to the core.
[0006]
That is, the ferrite core is a sintered product of ferrite and has low mechanical strength. When the transformer is heated during the varnish impregnation, the core and the coil bobbin expand together during the heating. Since the thermal expansion coefficient of the coil bobbin is larger than the thermal expansion coefficient of the core, the coil bobbin expands more than the core. If there is no clearance in the axial direction of the core of the core between the core and the coil bobbin, an external force is applied to the core so that the coil bobbin pushes the core in the axial direction of the magnetic leg.
[0007]
When impregnated with a liquid varnish, the varnish enters the gap between the core and the coil bobbin. When the varnish cures during heating, the core and the coil bobbin may be adhered by the varnish. Since the difference in thermal expansion coefficient between the core and the coil bobbin is large, when the transformer is cooled in this state, an external force is applied to the core. Such external force causes a core crack.
[0008]
Since such a heat history occurs not only at the time of manufacturing the transformer but also at the time of operating the transformer, the core crack may occur at the time of operating the transformer.
[0009]
In the conventional cored parts, the following measures are taken to prevent core cracking. First, the bobbin length is made shorter than the core length, and a clearance is provided. Second, the material of the coil bobbin has a coefficient of thermal expansion substantially equal to that of the ferrite core. Third, after impregnation and curing, a varnish having relatively flexibility is selected and used. Fourth, the curing temperature after impregnation is lowered, the curing time is lengthened, and the external force applied to the core of the coil bobbin is reduced.
[0010]
However, such measures limit the design of the bobbin, the selection of the bobbin material, and the varnish to be used, and also cause the disadvantage that the impregnation hardening time is prolonged and the productivity is reduced.
In order to prevent the varnish from entering between the center foot of the core and the coil bobbin, an additional member is attached to the base of the center foot of the core (for example, see Patent Document 1).
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-8-321423 (page 3-5, FIG. 2)
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if such measures are taken, the additional member may not be able to prevent the varnish from entering, and if the varnish enters between the coil bobbin and the core, similarly, an external force is applied to the core, and Cracks will occur.
[0013]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a cored component capable of preventing core cracking and a method of manufacturing the same.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the cored component according to the first aspect of the present invention includes:
A core having magnetic legs;
Cushioning material covering the magnetic legs,
A coil bobbin arranged to surround the outer periphery of the cushioning material;
It is configured with.
[0015]
The coil bobbin has a larger coefficient of thermal expansion than the core,
It is preferable that the buffer has elasticity enough to reduce an external force from the coil bobbin to the magnetic leg to less than the mechanical strength of the core.
[0016]
It is preferable that the cushioning material covers substantially the entire outer periphery of the magnetic leg, or covers the outer periphery of the magnetic leg with a width shorter than the axial length of the magnetic leg.
[0017]
The cored component may be one in which an impregnating material is inserted in a gap between the outer periphery of the cushioning material and the coil bobbin.
[0018]
The method for manufacturing a cored component according to the second aspect of the present invention includes:
Covering the magnetic legs of the core with a cushioning material,
Arranging a coil bobbin on the outer periphery of the cushioning material.
[0019]
A step of impregnating an impregnating material between the cushioning material and the coil bobbin arranged on the outer periphery of the cushioning material,
Heating and curing the impregnating material;
A step of cooling the core, the buffer, the coil bobbin, and the impregnating material while buffering an external force from the coil bobbin to the magnetic leg through the cured impregnating material with the cushioning material. May be further provided.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a cored component according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, the cored component will be described as a transformer having a ferrite core.
[0021]
FIG. 1 shows the configuration of the transformer according to the present embodiment.
The transformer 1 according to the present embodiment includes a core 11, a coil bobbin 12, a primary winding 13, a secondary winding 14, an interlayer paper 15, an insulating tape 16, and a varnish 17. Have been.
[0022]
The core 11 is for forming a closed magnetic path, and is configured by combining a core member 21 and a core member 22. A sintered product formed by sintering ferrite is used for the core members 21 and 22. The expansion coefficient of this ferrite is about 9 to 15 × 10 −6 (cm / cm / ° C.).
[0023]
The core 11 is a so-called EE-type core, and the core members 21 and 22 have, for example, alphabetical cross sections when the core members 21 and 22 are cut along the magnetic path as shown in FIG. Is used.
[0024]
The core member 21 includes magnetic legs 21a and 21b and a middle leg 21c. The middle leg 21c is shorter than the magnetic legs 21a and 21b to form an air gap. The middle foot 21c is shortened by cutting or the like.
[0025]
The core member 22 similarly includes magnetic legs 22a and 22b and a middle leg 22c. However, unlike the core member 21, the magnetic legs 22a and 22b and the middle leg 22c have the same length.
[0026]
The core 11 is formed by combining the core member 21 and the core member 22 such that the end surfaces of the magnetic legs 21a and 21b of the core member 21 and the end surfaces of the magnetic legs 22a and 22b of the core member 22 are in close contact with each other. As a result, a closed magnetic path is formed.
[0027]
As shown in FIG. 3, when the core member 21 and the core member 22 are combined, the middle foot 21c of the core member 21 is shorter than the magnetic legs 21a and 21b. A gap is formed between them. This gap becomes the air gap 11a. The air gap 11a adjusts the BH characteristics of the core 11 and makes the core 11 less likely to be magnetically saturated. Instead of an air gap formed by cutting the core, a gap member made of paper, a plastic film, mica or the like can be inserted.
[0028]
Returning to FIG. 1, the coil bobbin 12 is arranged on the outer periphery of the middle foot 21c and the middle foot 22c. This coil bobbin 12 is for forming a primary winding 13 and a secondary winding 14. The coil bobbin 12 is formed of, for example, a phenolic resin (Phenolic Plastic) or an ABS resin (Acrylonitrile Butadiene Styrene Resin). The linear expansion coefficient of the phenolic resin is larger than the linear expansion coefficient of the ferrite, and is approximately 2.0 to 4.0 × 10 −5 (cm / cm / ° C.). The linear expansion coefficient of the ABS resin is also larger than the linear expansion coefficient of the ferrite, and is approximately 8.0 × 10 −5 (cm / cm / ° C.).
[0029]
As shown in FIG. 4, the coil bobbin 12 has a cylindrical shape, and includes a body 31, a cavity 32, flanges 33 a and 33 b, and pins 34. The cavity 32 is for passing the middle foot 21c of the core member 21 and the middle foot 22c of the core member 22.
[0030]
The axial length of the coil bobbin 12 passing through the cavity 32 is set to be shorter than the sum of the length from the root to the tip of the magnetic leg 21a and the length from the root to the tip of the magnetic leg 22a. Thereby, a clearance is formed between the core 11 and the coil bobbin 12 in the axial direction passing through the cavity 32 of the coil bobbin 12. The size of the clearance is set according to the difference between the thermal expansion of the coil bobbin 12 and the thermal expansion of the core 11.
[0031]
Returning to FIG. 1, the primary winding 13 and the secondary winding 14 are wound on the coil bobbin 12. The primary winding 13 is a winding for exciting the core 11. The secondary winding 14 is a winding for outputting a voltage generated by a change in the magnetic flux density due to a change in the current flowing through the primary winding 13. The primary winding 13 and the secondary winding 14 are wound via an interlayer paper 15 for insulation in order to improve the coupling property.
[0032]
The insulating tape 16 is a sheet member having an insulating property, and is wound around the outer circumference of the middle feet 21 c and 22 c and inside the cavity 32 of the coil bobbin 12. The insulating tape 16 is obtained by applying an adhesive 16b to a base material 16a, and the insulating tape 16 is attached to the outer periphery of the middle feet 21c and 22c by the adhesive 16b.
[0033]
The base material 16a is for preventing the coil bobbin 12 from directly adhering to the outer peripheral surfaces of the middle feet 21c and 22c by the varnish 17, and for maintaining insulation between the middle feet 21c and 22c and the coil bobbin 12. is there.
[0034]
The pressure-sensitive adhesive 16 b is used to reduce external force applied to the core 11 from the coil bobbin 12 via the cured varnish 17. For this reason, in order to reduce external force, an adhesive having elasticity as well as viscosity is used as the adhesive 16b. Since the adhesive 16b has elasticity, the insulating tape 16 functions as a cushioning material.
[0035]
As the insulating tape 16, a polyester base 16a and an adhesive 16b made of an elastic acrylic adhesive are used as easily available ones. The thickness of the base material 16a is 0.020 mm or more, and the thickness of the adhesive 16b is 0.015 mm or more.
[0036]
The insulating tape 16 is wound around the outer circumference of the middle feet 21c and 22c several times. The number of turns is determined by the distance between the middle feet 21c and 22c and the inner circumference of the cavity 32 of the coil bobbin 12, and the degree of elasticity of the adhesive 16b for reducing external force from the coil bobbin 12 to the middle feet 21c and 22c. is there.
[0037]
In other words, the number of turns is such that it enters the gap between the middle feet 21c and 22c and the cavity 32 of the coil bobbin 12, and the external force from the coil bobbin 12 to the middle feet 21c and 22c causes the mechanical strength of the core 11 due to the elasticity of the adhesive 16b. The number of turns is less than the number of turns.
[0038]
The varnish 17 is impregnated mainly to maintain insulation between the core 11 and the coil bobbin 12. The varnish 17 is made of a heat-resistant alkyd resin, an unsaturated polyester resin, an epoxy resin, or the like.
[0039]
The varnish 17 is initially in a liquid state at room temperature, and is dried and cured by being kept at about 90 to 120 ° C. for a predetermined time. Once cured, the varnish 17 remains cured without becoming liquid even at room temperature. The varnish 17 shrinks during drying and curing.
[0040]
Next, a method for manufacturing the transformer 1 according to the present embodiment will be described.
First, the primary winding 13 and the secondary winding 14 are wound around the coil bobbin 12. The primary winding 13 is wound around the coil bobbin 12, the interlayer paper 15 is wound, and the secondary winding 14 is wound. Depending on the number of turns, the primary winding 13 and the secondary winding 14 are wound in layers. The ends of the wound primary winding 13 and secondary winding 14 are wound around pins 34 and fixed, for example, by soldering.
[0041]
Next, the insulating tape 16 is wound around the outer circumferences of the middle foot 21c of the core member 21 and the middle foot 22c of the core member 22 with the adhesive 16b inside. The wound insulating tape 16 adheres to the middle feet 21c and 22c.
[0042]
As described above, the number of turns of the insulating tape 16 enters the gap between the middle feet 21c and 22c and the cavity 32 of the coil bobbin 12, and the external force applied to the middle feet 21c and 22c causes the mechanical strength of the core 11 due to the elasticity of the adhesive 16b. The number of turns is such that the number of turns decreases to less than. The insulating tape 16 may be wound in such a number that the gap between the inner periphery of the cavity 32 of the coil bobbin 12 and the outer periphery of the middle feet 21c and 22c is filled.
[0043]
When the insulating tape 16 is wound, the middle leg 21 c of the core member 21 is inserted into the cavity 32 of the coil bobbin 12.
[0044]
Next, the core member 21 and the core member 22 are combined so that the end surfaces of the magnetic legs 21a and 21b and the end surfaces of the magnetic legs 22a and 22b are in close contact with each other. As a result, the core 11 is formed, and a closed magnetic path is formed.
[0045]
Also, since the middle leg 21c is shorter than the magnetic legs 21a and 21b, when the core member 21 and the core member 22 are combined, an air gap 11a is formed between the middle legs 21c and 22c.
[0046]
The transformer 1 assembled in this manner is impregnated with varnish. In this step, the transformer 1 is pre-heated and cooled, and then impregnated in a liquid varnish 17. The varnish 17 to be impregnated enters the gap between the coil bobbin 12 and the core 11. However, the adhesion of the varnish 17 to the outer peripheral surfaces of the middle feet 21 c and 22 c is prevented by the insulating tape 16.
[0047]
When the impregnation of the varnish 17 is performed, the surplus varnish 17 is dropped and a drying and curing process is performed. In this process, the transformer 1 is kept at about 90 to 120 ° C. for a predetermined time. By this process, the varnish 17 dries and hardens.
[0048]
The varnish 17 shrinks with drying and curing. In addition, the varnish 17 that has entered the gap between the coil bobbin 12 and the core 11 is also cured. However, since the coil bobbin 12 adheres to the insulating tape 16 when the varnish 17 is cured, it does not adhere to the outer peripheral surface of the core 11.
[0049]
When the drying and curing process is completed, the transformer 1 is cooled. When the transformer 1 is cooled, the coil bobbin 12 contracts more than the core 11 due to a difference in thermal expansion coefficient. Then, when the coil bobbin 12 contracts more than the core 11, an external force to the core 11 is generated. However, this external force is applied to the core 11 via the insulating tape 16, and is reduced by the elasticity of the adhesive 16b.
[0050]
The transformer 1 manufactured in this manner operates by being incorporated in a power supply device or the like. When a current flows through the primary winding 13 and the amount of current changes, the magnetic flux density changes and a voltage is generated at both ends of the secondary winding 14.
[0051]
When a current flows through the primary winding 13, the temperature of the transformer 1 rises. The temperature of the transformer 1 also rises due to the excitation of the core 11. When the transformer 1 operates in this manner, an external force to the core 11 is generated due to a rise and fall in temperature. However, the generated external force is similarly reduced by the elasticity of the adhesive 16b.
[0052]
As described above, according to the present embodiment, at the time of assembling the transformer 1, the insulating tape 16 on which the adhesive 16b is applied is wound around the outer circumference of the middle feet 21c and 22c. Then, the transformer 1 is impregnated in the varnish 17, and the varnish 17 is dried and hardened.
[0053]
Therefore, when the varnish 17 is impregnated, the insulating tape 16 adheres to the middle feet 21c and 22c, so that adhesion between the outer peripheral surfaces of the middle feet 21c and 22c and the coil bobbin 12 is avoided. The external force generated when the varnish 17 is dried and hardened is buffered by the elasticity of the adhesive 16b. As a result, the external force applied to the middle feet 21c and 22c is reduced, and the core can be prevented from cracking.
[0054]
Further, the insulating tape 16 is an easily available and inexpensive one that is always used as long as it is an electric component having a core such as the transformer 1 and the reactor. In addition, all that is required is to wind the insulating tape 16 around the middle feet 21c and 22c. For this reason, the measures for preventing core cracking can be performed at low cost and with a simple operation.
[0055]
Further, in order to prevent the core from cracking, there is no need to use a special material for the coil bobbin 12, use a special material for the varnish 17, or change the varnish impregnation process. Can be suppressed. In addition, core cracking can be prevented without impairing productivity.
[0056]
In carrying out the present invention, various modes are conceivable, and the present invention is not limited to the above embodiments.
For example, in the above embodiment, the insulating tape 16 is wound around both cores of the middle feet 21c and 22c so as to cover almost the entire surface. However, as shown in FIG. 5, the insulating tape 16 may be wound so as to cover only one of the cores 22 c, not both cores.
[0057]
In addition, as shown in FIG. 6, the insulating tape 16 may be wound so as to cover one of the cores, ie, the middle foot 21c. In this manner, the external force of the coil bobbin 12 is similarly attenuated only by winding the insulating tape 16 around one of the outer circumferences of the middle feet 21c and 22c.
[0058]
In the above-described embodiment, the cored component has been described as a transformer. However, the cored component is not limited to this, and may be, for example, a choke coil or the like.
[0059]
The core members 21 and 22 are not limited to EE-type cores, and EI-type cores having an E-shaped cross section and an I-shaped cross section can be used. Further, the core members 21 and 22 may be EER-type cores in which the cross sections of the middle legs 21c and 22c are round.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a core crack can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a transformer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a core member of FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view of a core having an air gap.
FIG. 4 is a perspective view showing the coil bobbin of FIG. 1;
FIG. 5 is a sectional view showing an application example of a transformer.
FIG. 6 is a sectional view showing an application example of a transformer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transformer 12 Coil bobbin 13 Primary winding 14 Secondary winding 16 Insulating tape 16a Base material 16b Adhesive 17 Varnish 11 Core 21, 22 Core members 21c, 22c Midfoot

Claims (6)

磁脚を有するコアと、
前記磁脚を覆う緩衝材と、
前記緩衝材の外周を囲むように配置されたコイルボビンと、
を備えて構成された、
ことを特徴とするコア付き部品。
A core having magnetic legs;
Cushioning material covering the magnetic legs,
A coil bobbin arranged to surround the outer periphery of the cushioning material;
Configured with
A part with a core, characterized in that:
前記コイルボビンは、前記コアよりも大きな熱膨張係数を有するものであって、
前記緩衝剤は、前記コイルボビンから前記磁脚への外力を前記コアの機械的強度未満に低下させるだけの弾性を有するものである、
ことを特徴とする請求項1に記載のコア付き部品。
The coil bobbin has a larger coefficient of thermal expansion than the core,
The buffer has elasticity enough to reduce an external force from the coil bobbin to the magnetic leg to less than the mechanical strength of the core.
The component with a core according to claim 1, wherein:
前記緩衝材は、前記磁脚の外周のほぼ全面を覆う、又は前記磁脚の軸方向の長さよりも短い幅で前記磁脚の外周を一周するように覆うものである、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のコア付き部品。
The cushioning material covers substantially the entire outer periphery of the magnetic leg, or covers the outer circumference of the magnetic leg with a width shorter than the axial length of the magnetic leg so as to make one round.
The cored component according to claim 1, wherein:
前記緩衝材の外周と前記コイルボビンとの隙間に含浸材が介挿された、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のコア付き部品。
An impregnating material was inserted in the gap between the outer periphery of the cushioning material and the coil bobbin,
The component with a core according to any one of claims 1 to 3, wherein:
コアの磁脚を緩衝材で覆う工程と、
前記緩衝材の外周にコイルボビンを配置する工程と、を備えた、
ことを特徴とするコア付き部品の製造方法。
Covering the magnetic legs of the core with a cushioning material,
Arranging a coil bobbin on the outer periphery of the cushioning material,
A method for manufacturing a cored component.
前記緩衝材と前記緩衝材の外周に配置された前記コイルボビンとの間に含浸材を含浸させる工程と、
加熱して前記含浸材を硬化させる工程と、
硬化した前記含浸材を介して前記コイルボビンから前記磁脚への外力を前記緩衝材で緩衝させつつ、前記コアと、前記緩衝剤と、前記コイルボビンと、前記含浸材と、を冷却する工程と、をさらに備えた、
ことを特徴とする請求項5に記載のコア付き部品の製造方法。
A step of impregnating an impregnating material between the cushioning material and the coil bobbin arranged on the outer periphery of the cushioning material,
Heating and curing the impregnating material;
A step of cooling the core, the buffer, the coil bobbin, and the impregnating material while buffering an external force from the coil bobbin to the magnetic leg through the cured impregnating material with the cushioning material. Further equipped with
The method for manufacturing a component with a core according to claim 5, wherein:
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