JP2004165256A - コモンモードチョークコイル - Google Patents

Abstract

【課題】平角電線をエッジワイズ巻きしたコモンモードチョークコイルを提供する。
【解決手段】コモンモードチョークコイルは、ホルダー２と、ホルダーベース部１０に載置されるコイル部１３及びコア固定用バネ３で構成されている。前記コイル部１３は、平角電線をエッジワイズに巻回した１組のエッジワイズコイル６と略コ型のコア５３、５４と、該コア５３、５４が嵌入されたボビンで構成されている。該ボビンは、片フランジ付き筒部９４及び該片フランジ付き筒部９４に嵌合する貫通孔９２を設けた下部フランジ部９６により構成される。コイル部１３は、フランジ固定部４０、突起部９３、ガイド溝４１及び嵌合孔４に嵌入されるコア固定用バネ３で前記ホルダー２に固定される。ボビン９の軸は、取りつけ基板に対して垂直である。エッジワイズコイル６の先端１２は、それぞれ絶縁皮膜を剥離し、はんだ処理が施されている。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子回路に用いられるコモンモードチョークコイルに関し、特に平角電線をエッジワイズ巻きしたコモンモードチョークコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、高性能化に伴なって、ラインフィルタに使用するコモンモードチョークコイルも、小型化、高性能化が必要になっている。従来から前記コモンモードチョークコイルにおいて巻線用の電線は丸型電線であったが、▲１▼従来の丸型電線に比し、コイルの導体占有率を大きく取れるため、高性能、高効率、小型低背化が可能である、▲２▼従来の丸型電線に比し、コイルの分布容量が小さく、コイルの周波数特性がよい、▲３▼ボビンへの巻線が不要で、巻線とコイルの組みたてが容易なために、コイル製造工程の自動化が容易である、などの理由によりエッジワイズコイルを用いる場合が多くなっている。なお、前記エッジワイズコイルとは、厚さの薄い箔状の平角銅線をその幅広の面が互いに対向するように巻回したコイルであり、特殊な治具を用いて形成される（例えば特許文献５参照。）。
【０００３】
前記エッジワイズ巻きしたコイルを用いたものとして、ケース本体とケース蓋部とからなる樹脂製ケースと、コアに平角電線をエッジワイズに巻回し引出線を設けた巻線を有するコイルとを有し、前記ケース本体に前記コイルを載置したコイルがある。かかるコイルは、前記巻線の引出線の、少なくとも一方の端部が前記ケース本体内部に設けられた溝部に挿入され、前記引出線に設けられた穴部にハーネスリード線を挿入し半田付けされているコイルである（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
又、コアの脚に被覆平角電線をエッジワイズに巻いてコイルを形成し，このコイルの両端は，それぞれこのコアの互いに反対側に引き出し，前記被覆平角電線の被覆を剥離して一対の平坦接合部を形成してなる表面実装形チョークコイルがある（例えば特許文献２参照。）。
【０００５】
更に、２つ以上のコイルとボビン、磁性材料からなる１組のコアを用いたコイル部品において、少なくとも１つのコイルは、平角導体の幅広面を巻回軸に対して垂直に巻回してなるエッジワイズコイルであって、該エッジワイズコイルと他の平面状コイルとをコアに積層状に組み込んでなる表面実装型小型コイル部品がある（例えば特許文献３参照。）。
【０００６】
又、コイル端子間の絶縁性を確保する電磁装置として、平角銅線をその幅広の面が互いに対向するように筒状のコイルボビンの周面に巻回して成るコイルを１乃至複数個設けた電磁装置がある（例えば特許文献４参照。）。斯かる電磁装置は、コイルボビンの軸と略直交する鍔体をコイルボビンの両端部及び各コイル間にそれぞれ配設するとともに、少なくとも一部がコイルボビンの内部に挿通されるコアと、各コイルを構成する平角銅線の端部に形成されたコイル端子部にそれぞれ接続される複数の端子ピンとを備えている。これら複数の端子ピンをコイルボビンの軸方向に沿って互いに略平行に保持する端子板をコイルボビンの周面に対向させて配設してある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２４１９５５号公報（第６図）
【特許文献２】
特開平０８−２３６３６４号公報（第３図）
【特許文献３】
特開平１１−３４５７２１号公報（第１図）
【特許文献４】
特開平８−２６４３３８号公報（第１図）
【特許文献５】
特開平４−７５３０３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記発明に用いられている各種のエッジワイズコイルをボビンに卷回する場合、特にコモンモードチョークコイルとして使用する場合には以下のような制限がある。即ち、▲１▼巻線による分布容量の増加を避けるため、コイルの巻始めと巻き終わりを接触あるいは近接させないこと。▲２▼コモン巻きする２つのコイルは、巻線効率を高めるために同一ボビンに卷回すること。▲３▼２つのコイルには極性の異なる電流が流れるのでライン間の絶縁耐圧を向上させることなどである。
【０００９】
前記の制限から、ボビンタイプのコモンモードチョークコイルでは、以下のような特徴があげられる。▲１▼コモン巻きコイルは、ライン間の絶縁を維持しつつ１つのボビンを用いた構造が多い。▲２▼ボビンの軸方向が取りつけ基板と平行になる構造が多い。なお、前記制限事項として述べたように、コモン巻きコイルを１つのボビンに卷回することによって巻線効率が向上するが、これはボビンの数、巻線時の連続作業性の点から捉えたものである。一方、巻線効率は、本来磁心の観点から以下のように捉えることができる。即ち、磁心に有効にコイルを卷回し、同じ大きさで最大のインダクタンスが得られるようにするためには必ずしも１つのボビンにコイルを卷回するのが良いとは言えない。
【００１０】
前記点を鑑み、巻線効率の向上、電流容量の増加、低背小型化、巻線の分布容量の低減を図るために、図５に示すようなエッジワイズコイルを用いたコモンモードチョークコイルがある。斯かるコモンモードチョークコイルは、巻線効率を向上するために、ＵＵ型コア５の両脚にそれぞれコモン巻きした２つのエッジワイズコイル６を挿入したものが使われている。しかし斯かるエッジワイズコイルを用いたコモンモードチョークコイルは、図５に示すようにボビンの軸が取りつけ基板に対して平行なのが一般的である。
【００１１】
その理由は、▲１▼平角電線はコイルの分布容量が丸型電線に比べて小さいためインピーダンスの周波数特性が良好であるが、巻き始めと巻き終わりの部分が接触或は近接してしまうと、分布容量が増加し、エッジワイズコイルの優位性が消滅する。しかし、横型にすると巻き始めと巻き終わりの部分１２が接触或は近接してしまうことなく基板に装着できる。▲２▼コア５の固定が片持ちタイプの金属バネ３で固定されるためにバネによる固定力が弱く、コア５のずれが生じ易く性能が低下しやすい。そのために機械的な振動によって受ける力ができるだけ少なくなるように低背化して横型に固定する。
【００１２】
又、図６に示すようにボビンの軸が取りつけ基板に対して垂直なコモンモードチョークコイルもある。斯かるタイプは、横型のコモンモードチョークコイルに比べて基板スペースが少ない利点を有するが、コイルの巻き終わりを折り返すために、巻き始め或は巻き終わりの引き出し部８がエッジワイズコイル６と接触或は近接してしまう。その結果、接触或は近接しないようにする作業性が問題になることが多い。又、斯かるタイプは機械的な振動或は電気的な振動（うなり）に対してコア、ボビン、コイルの固定が不充分であった。そのために特殊なケースに使用されることが多い。
【００１３】
前記図５、図６に示したコモンモードチョークコイルでは、ボビン９は、コア５の両脚に挿入した後、フリーの状態になっている。このために接着剤などで固定せねばならなかった。また、このボビン９に挿入されたエッジワイズコイル６もボビン９に対してフリーの状態で、何ら機械的な固定ができないため、同様に接着剤などで固定する方法がとられていた。即ち、ボビン９、エッジワイズコイル６がフリーの状態で、そのままでは機械的に弱く、そのための接着材などによる固定が必要である。そのため、作業性が低下すると共に、接着剤などにより絶縁耐圧の低下、周波数特性の低下などが生じる場合もある。
【００１４】
本発明は、かかる問題を解決して平角電線をエッジワイズ巻きしたコモンモードチョークコイルの使用範囲を拡大し、機器の小型化に大なる効果をもたらすコモンモードチョークコイルを提供することを目的としてなされたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために請求項１に記載のコモンモードチョークコイルは、ホルダーと、該ホルダーに平角電線をエッジワイズに巻回したコイルを垂直方向に載置したコモンモードチョークコイルにおいて、両端に保護壁が形成されている立設部がベース部の両側に立設され、前記保護壁の先端には曲げ部が形成されると共に前記立設部の上方に嵌合孔が形成されているホルダーと、フランジ部を有するボビン、略コ型の１組のコア及び平角電線をエッジワイズに巻回したコイルからなるコイル部と、コア固定用バネから構成され、前記コイル部は前記ボビンのフランジ部と前記嵌合孔に嵌合されたコア固定用バネにより前記ホルダーに固定され、前記コイル部のコイルの両端を前記折り曲げ部で折り曲げると共に、前記保護壁に沿って引き出してコイル端子部としたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載のコモンモードチョークコイルは、請求項１に記載のコモンモードチョークコイルにおいて、前記ホルダーは、前記立設部の内壁に前記フランジ部を固定するフランジ固定部と、ボビンの軸と同じ方向に形成されたガイド溝が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載のコモンモードチョークコイルは、請求項１に記載のコモンモードチョークコイルにおいて、前記ボビンは、片フランジ付き筒部及び該片フランジ付き筒部に嵌合する貫通孔を設けた下部フランジ部により構成され、前記ボビンの各フランジ部には前記ホルダーのベース部の両側に設けられた立設部の内壁に形成された前記ガイド溝に対峙する位置に突起部がそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１乃至図４を用いて説明する。なお、図５、図６と同一部分については同一符号を付して説明する。図１に示すように、コモンモードチョークコイル１は、プラスチック製のホルダー２と、該ホルダー２のホルダーベース部１０に立設して載置されるコイル部１３（図４参照）及びコア固定用バネ３で構成されている。前記コイル部１３は、エッジワイズコイル６と略コ型のコア５と、該コア５が嵌入されたボビン９で構成されている。該コイル部１３は、図４を用いて後述するフランジ固定部４０、突起部９３、ガイド溝４１及びコア固定用バネ３で前記ホルダー２に固定される。なお、図１に示したコモンモードチョークコイル１は、ボビン９の軸が図示していない取りつけ基板に対して垂直である。エッジワイズコイル６の先端１２は、それぞれ絶縁皮膜を剥離し、はんだ処理が施されている。
【００１９】
図２により、ホルダー２を説明する。ホルダー２のホルダーベース部１０の両側には、立設部１８、１９がそれぞれ形成され、該立設部１８、１９の上方にはコア固定用バネ３が嵌合される嵌合孔４が、それぞれ設けられている。前記ホルダーベース部１０には前記コイル部１３が載置される。又、平角線を誘導する保護壁１１が立設部１８、１９の両端にそれぞれ形成されている。前記保護壁１１の先端には、当該平角線を誘導する折り曲げ部１７、２２が形成されている。該折り曲げ部１７、２２は、平角電線が塑性変形を維持する曲率、例えば９０度で形成されている。
【００２０】
前記立設部１８、１９の内壁には、爪状のフランジ固定部４０及びガイド溝４１が形成されている。前記フランジ固定部４０は、その上部４００がなだらかな傾斜面を形成しており、下部４０１は立設部１８、１９の内壁に略垂直に形成されている。更に前記立設部１８、１９の内壁には、垂直方向に載置されるコイルと同じ方向に形成された溝状のガイド溝４１が垂直方向に形成されている。該ガイド溝４１は、前記コイル部１３をホルダー２に挿入する際、より正確な位置合わせと挿入を容易にする。又、片フランジ付き筒部９４及び下部フランジ部９６の突起部９３をガイド溝４１に嵌入し、ガイド溝４１沿ってフランジ固定部４０の下まで嵌入した時に片フランジ付き筒部９４及び下部フランジ部９６がエッジワイズコイル６を固定すると共にホルダー２に固定されるように作用する。
【００２１】
図３を用いてボビン９を説明する。上部フランジ部９５を有する片フランジ付き筒部９４及び下部フランジ部９６によりボビン９が形成される。片フランジ付き筒部９４及び下部フランジ部９６はプラスチック製であり、前記上部フランジ部９５、下部フランジ部９６の前記ガイド溝４１に対峙する位置に突起部９３がそれぞれ形成されている。該突起部９３は、立設部１８、１９の内壁に対峙する側にそれぞれ少なくとも１個以上形成されていて、該突起部の数に応じて前記ガイド溝４１も形成されている。
【００２２】
又、前記突起部９３は、前記ガイド溝４１に嵌入されて移動できる大きさである。片フランジ付き筒部９４には上部フランジ部９５の下方に略コ型のコアの脚部が挿入される貫通孔９１を有する筒部９０が形成されている。下部フランジ部９６には前記筒部９０が嵌合する貫通孔９２が形成されている。片フランジ付き筒部９４の筒部９０を下部フランジ部９６の貫通孔９２に嵌合してボビン９が形成される。ボビン９の上部フランジ部９５の端から下部フランジ部９６の端までの長さは、コア５３とコア５４を当接した時の脚部の長さより僅かに短い。
【００２３】
図４に示す分解組み立て図により前記コモンモードチョークコイル１の一連の組立工程を説明する。筒部９０を２個のエッジワイズコイル６にそれぞれ挿入する。筒部９０の端部を下部フランジ部９６の貫通孔９２にそれぞれ挿入して固定する。更に上部フランジ部９５及び下部フランジ部９６の２つの貫通孔９１、９２に丸型断面を有する略コの字型のコア５３、５４の両脚５０、５１をそれぞれ互いにその端面が当接するように挿入してコイル部１３を形成する。この状態でホルダー２のホルダーベース部１０にコア５４の底部が接するようにガイド溝４１に突起部９３を嵌入し、ガイド溝４１に沿って前記コイル部１３をホルダー２内に挿入する。
【００２４】
フランジ固定部４０の位置でプラスチック製のホルダー２が外側に反るために、上部フランジ部９５及び下部フランジ部９６はフランジ固定部４０の上部４００を滑り落ち、その下部４０１にそれぞれ到達する。この時、プラスチック製のホルダー２が内側に戻るために、ホルダー２の内壁に略垂直に形成された下部４０１で上部フランジ部９５及び下部フランジ部９６はそれぞれ固定される。更にこの状態でコア固定用バネ３の両端を嵌合孔４に嵌入してコア５３の頭部を固定する。その結果、コイル部１３は、前記フランジ固定部４０、突起部９３、ガイド溝４１及びコア固定用バネ３で前記ホルダー２に固定され、機械的な振動或は電気的な振動（うなり）に対してコア、ボビン、コイルの固定が充分になる。
【００２５】
又、エッジワイズコイル６の引き出し部７、８は、コイル部１３がホルダーに固定されてから前記折り曲げ部１７、２２で略９０度曲げられて塑性変形を維持し、保護壁１１に沿って引き出されて図示していない基板に装着される。その結果、エッジワイズコイル６の巻き始め或は巻き終わりの引き出し部８は保護壁１１によってコイル本体と離れ、絶縁耐圧の確保と分布容量の低減化がなされる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のコモンモードチョークコイルによれば、ホルダーと、該ホルダーに平角電線をエッジワイズに巻回したコイルを載置したコモンモードチョークコイルにおいて、大電流で高インダクタンスを有し、低分布容量で高周波インピーダンス特性の優れた縦型のコモンモードチョークコイルが容易に得られる。また、従来の横型のコモンモードチョークコイルに比べて基板スペースの低減化と総合的なコストパフォーマンスの向上が図れる。更にこのホルダー機構によりコア、ボビン、コイルの各部材が確実に機械的に固定され、外部からの機械的振動や電気的な振動（うなり）に対してより安定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるコモンモードチョークコイルの実施形態の外観斜視図である。
【図２】本発明におけるホルダーの外観斜視図である。
【図３】本発明における片フランジ付き筒部及び下部フランジ部の外観斜視図である。
【図４】本発明におけるコモンモードチョークコイルの分解組み立て図である。
【図５】従来の横型コモンモードチョークコイルにおける実施形態の外観斜視図である。
【図６】従来の縦型コモンモードチョークコイルにおける他の実施形態の外観斜視図である。
【符号の説明】
１ コモンモードチョークコイル
２ ホルダー
３ コア固定用バネ
４ 嵌合孔
５ コア
６ エッジワイズコイル
７、８ 引き出し部
９ ボビン
１０ ホルダーベース部
１１ 保護壁
１７、２２ 折り曲げ部
１８、１９ 立設部
４０ フランジ固定部
４１ ガイド溝

Claims (3)

1. ホルダーと、該ホルダーに平角電線をエッジワイズに巻回したコイルを垂直方向に載置したコモンモードチョークコイルにおいて、両端に保護壁が形成されている立設部がベース部の両側に立設され、前記保護壁の先端には折り曲げ部が形成されると共に前記立設部の上方に嵌合孔が形成されているホルダーと、フランジ部を有するボビン、略コ型の１組のコア及び平角電線をエッジワイズに巻回したコイルからなるコイル部と、コア固定用バネから構成され、前記コイル部は前記ボビンのフランジ部と前記嵌合孔に嵌合されたコア固定用バネにより前記ホルダーに固定され、前記コイル部のコイルの両端を前記折り曲げ部で折り曲げると共に、前記保護壁に沿って引き出してコイル端子部としたことを特徴とするコモンモードチョークコイル。
2. 前記ホルダーは、前記立設部の内壁に前記フランジ部を固定するフランジ固定部と、ボビンの軸と同じ方向に形成されたガイド溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のコモンモードチョークコイル。
3. 前記ボビンは、片フランジ付き筒部及び該片フランジ付き筒部に嵌合する貫通孔を設けた下部フランジ部により構成され、前記ボビンの各フランジ部には前記ホルダーのベース部の両側に設けられた立設部の内壁に形成された前記ガイド溝に対峙する位置に突起部がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコモンモードチョークコイル。

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