JP4984090B2 - コイル部品 - Google Patents

Description

本発明は、各種電気・電子機器に用いられるコイル部品に関する。

ボビンに巻線を施して前記ボビンの貫通孔にＥ型コア（磁心）を挿入したトランスにおいて、巻線端末と磁心との空間距離を確保するために、磁心と巻線との間に絶縁壁を有するカバーを設けることが従来から知られている（下記特許文献１）。また、巻線と磁心との絶縁距離を確保するために、磁心の内側面とボビンの外周面との間に絶縁板を配置することも知られている（下記特許文献２）。
実開平５−８５０２８号公報 特開２００２−２１７０４８号公報

一方、例えば電源アダプタに用いられるトランスでは、密集混在する他の部品との絶縁距離を確保するために、現状では絶縁テープで全体を被覆している。しかし、絶縁テープによる被覆を隙間なく確実に施すのは煩雑で多くの時間と労力を要し、工程の簡略化とコスト低減の観点から好ましくない。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、絶縁テープによる被覆を伴わずに他の部品との絶縁距離を確保可能とし、工程の簡略化とコスト低減を図ることが可能なコイル部品を提供することにある。

本発明のある態様は、コイル部品である。このコイル部品は、
巻線と、
前記巻線の内側を貫通する閉磁路を成す磁心と、
前記磁心の底面が載置される載置面と、前記巻線の端末を接続又は保持する巻線端末保持部とを有する端子台と、
前記磁心の外側の側面を覆う絶縁壁とを備え、
前記巻線の端末は、前記巻線端末保持部を貫通して保持され、前記巻線端末保持部の底面から突出するように延び、
前記磁心は、底面部と、前記底面部の両端からそれぞれ立ち上がる側脚と、前記巻線の内側に延びる中脚と、前記底面部と反対側において前記側脚同士を渡す上面部とを有し、前記底面部の底面が前記載置面との接触面であり、前記側脚の外側の側面が全面的に前記絶縁壁に覆われ、かつ、
前記絶縁壁の内側から外側に延びる導体が存在せず、さらに、前記磁心と接触し且つ前記絶縁壁の外側に延びる導体が存在しないものである。

ある態様のコイル部品において、前記絶縁壁は、前記端子台の前記載置面から立ち上がるように前記端子台と一体に形成されているとよい。

ある態様のコイル部品において、前記載置面は、前記巻線端末保持部に対して、前記磁心の底面が嵌り込む段差面となっているとよい。

ある態様のコイル部品において、前記巻線の端末は、前記巻線端末保持部の底面から突出した部分が外部接続端子となっていてもよい。

ある態様のコイル部品において、前記巻線端末保持部の底面から突出して延びる割ピン状外部接続端子を有し、前記巻線の端末は前記割ピン状外部接続端子に挿通されて半田付けされていてもよい。

ある態様のコイル部品において、中央部を前記磁心が貫通する巻線収納部材と絶縁カバーとをさらに備え、
前記巻線は前記巻線収納部材に収納され、前記巻線収納部材の開口に前記絶縁カバーが被せられているとよい。

この場合、前記巻線が少なくとも１次巻線と２次巻線とで構成され、前記１次巻線及び前記２次巻線はそれぞれ別の巻線収納部材に収納されていてもよい。

ある態様のコイル部品において、前記絶縁カバーは、前記巻線の上面を覆う絶縁主面と、前記絶縁主面の端部から立ち上がって前記磁心の上面部の側面に係合する位置合わせ用壁部とを有してもよい。

ある態様のコイル部品において、前記磁心は、Ｅ型コアからなる第１の磁心と、Ｅ型コアもしくはＩ型コアからなる第２の磁心とを組み合わせたものであり、前記Ｅ型コアの中央脚部が前記巻線の内側を貫通していてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、磁心の外側の側面を覆う絶縁壁を備えることで、絶縁テープによる被覆を伴わずに他の部品との絶縁距離を確保可能とし、工程の簡略化とコスト低減を図ることが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態に係るコイル部品１００の分解斜視図である。図２は、同コイル部品１００の完成状態の概略斜視図である。図３は、同コイル部品１００の回路図である。なお、図３の回路図において巻線端末に付した符号は、図１及び図２の巻線端末に付した符号に一致している。

コイル部品１００は、端子台１０と、第１の磁心２０と、第２の磁心３０と、第１巻線収容部材４０と、一次巻線Ｎ１と、板状絶縁部材５０と、補助巻線Ｎ３と、第２巻線収容部材６０と、二次巻線Ｎ４と、第３巻線収納部材７０と、一次巻線Ｎ６と、絶縁カバー８０とを備える。二次巻線Ｎ４を上下より挟み込んで結合度を上げるために、一次巻線はＮ１とＮ６とに二分割されている。

端子台１０は、例えば絶縁樹脂成形体であり、コア載置面１２と、絶縁壁１４Ａ，１４Ｂと、巻線端末保持部１８Ａ，１８Ｂとを有する。コア載置面１２の向かい合う両端に巻線端末保持部１８Ａ，１８Ｂが形成され、巻線端末保持部１８Ａ，１８Ｂの上面はコア載置面１２よりも所定長だけ高い位置にある。つまり、コア載置面１２は巻線端末保持部１８Ａ，１８Ｂに対して段差面となっていて、そこに第１の磁心２０の底面が嵌り込むようになっている。巻線端末保持部１８Ａ，１８Ｂはそれぞれ所定数（例えば５つ）の端子挿通孔１９Ａ，１９Ｂを有し、この端子挿通孔１９Ａ，１９Ｂに巻線端末が挿通保持される。絶縁壁１４Ａ，１４Ｂは、コア載置面１２の向かい合う両端かつ巻線端末保持部１８Ａ，１８Ｂと異なる位置から略垂直に立ち上がるように一体に形成される。

第１の磁心２０はフェライト等のＥ型コアであり、基部２１の両端に側脚２２Ａ，２２Ｂが形成され、基部２１の中央に中脚２３が形成される。側脚２２Ａ，２２Ｂ及び中脚２３が上向きとなるように、かつ側脚２２Ａ，２２Ｂの外側が絶縁壁１４Ａ，１４Ｂで覆われるように、基部２１が端子台１０のコア載置面１２に載置される（嵌り込む）。

第１巻線収容部材４０は、例えば絶縁樹脂成形体であり、リング状の巻線載置面４１と、リング状の内壁４２と、リング状の外壁４３と、巻線端末ガイド部４８とを有する。内壁４２は、巻線載置面４１の内端から略垂直に立ち上がるように形成される。外壁４３は、巻線載置面４１の外端から略垂直に立ち上がるように形成される。巻線端末ガイド部４８は、外壁４３の一部に形成される。

二重スパイラル構造の空芯コイルである一次巻線Ｎ１が巻線載置面４１に載置され、一次巻線Ｎ１の端末が巻線端末ガイド部４８から引き出されて端子挿通孔１９Ａに挿通保持される。一次巻線Ｎ１の端末の端子挿通孔１９Ａから下方に突出した部分（つまり巻線端末保持部１８Ａの底面から突出した部分）は外部接続端子（ユーザ端子）となっている。巻線載置面４１によって第１の磁心２０の基部２１と一次巻線Ｎ１とが絶縁され、内壁４２によって第１の磁心２０の中脚２３（又は第２の磁心３０の中脚）と一次巻線Ｎ１とが絶縁され、外壁４３によって第１の磁心２０の側脚２２Ａ，２２Ｂ（又は第２の磁心３０の側脚３２Ａ，３２Ｂ）と一次巻線Ｎ１とが絶縁される。

板状絶縁部材５０は、例えば絶縁樹脂成形体であり、リング状の巻線載置面５１と、巻線端末ガイド部５８とを有する。巻線端末ガイド部５８は、巻線載置面５１の外端の一部に形成される。巻線載置面５１で一次巻線Ｎ１の上面を覆うように板状絶縁部材５０が一次巻線Ｎ１の上に載置され（第１巻線収容部材４０の開口に嵌り込み）、巻線載置面５１の上面に一重スパイラル構造の空芯コイルである補助巻線Ｎ３が載置され、補助巻線Ｎ３の端末が巻線端末ガイド部５８から引き出されて端子挿通孔１９Ａに挿通保持される。補助巻線Ｎ３の端末の端子挿通孔１９Ａから下方に突出した部分（つまり巻線端末保持部１８Ａの底面から突出した部分）は外部接続端子（ユーザ端子）となっている。板状絶縁部材５０によって一次巻線Ｎ１と補助巻線Ｎ３とが絶縁される。

第２巻線収容部材６０は、例えば絶縁樹脂成形体であり、上述の第１巻線収容部材４０と同様に、リング状の巻線載置面６１と、リング状の内壁６２と、リング状の外壁６３と、巻線端末ガイド部６８とを有する。また、第１巻線収容部材４０の外壁４３の外周面に嵌合するリング状の嵌合外壁６５が巻線載置面６１の外端から略垂直に下方に形成され、第１巻線収容部材４０の内壁４２の内周面に嵌合するリング状の嵌合内壁６７が巻線載置面６１の内端から略垂直に下方に形成される。第１巻線収容部材４０の外壁４３及び内壁４２と第２巻線収容部材６０の嵌合外壁６５及び嵌合内壁６７とが嵌合している状態で形成される空間に、一次巻線Ｎ１と板状絶縁部材５０と補助巻線Ｎ３とが位置する。なお、嵌合外壁６５は一部が切欠６６となっていて、切欠６６に第１巻線収容部材４０の巻線端末ガイド部４８と板状絶縁部材５０の巻線端末ガイド部５８とが位置する。

二重スパイラル構造の空芯コイルである二次巻線Ｎ４が巻線載置面６１に載置され、二次巻線Ｎ４の端末が巻線端末ガイド部６８から引き出されて端子挿通孔１９Ｂに挿通保持される。二次巻線Ｎ４の端末の端子挿通孔１９Ｂから下方に突出した部分（つまり巻線端末保持部１８Ｂの底面から突出した部分）は外部接続端子（ユーザ端子）となっている。巻線載置面６１によって補助巻線Ｎ３と二次巻線Ｎ４とが絶縁され、内壁６２によって第１の磁心２０の中脚２３（又は第２の磁心３０の中脚）と二次巻線Ｎ４とが絶縁され、外壁６３によって第１の磁心２０の側脚２２Ａ，２２Ｂ（又は第２の磁心３０の側脚３２Ａ，３２Ｂ）と二次巻線Ｎ４とが絶縁される。

第３巻線収納部材７０は、例えば絶縁樹脂成形体であり、上述の第２巻線収容部材６０と同様に、リング状の巻線載置面７１と、リング状の内壁７２と、リング状の外壁７３と、リング状の嵌合外壁７５と、リング状の嵌合内壁７７と、巻線端末ガイド部７８とを有する。第２巻線収容部材６０の外壁６３の外周面に第３巻線収納部材７０の嵌合外壁７５が嵌合し第２巻線収容部材６０の内壁６２の内周面に第３巻線収納部材７０の嵌合内壁７７が嵌合している状態で形成される空間に二次巻線Ｎ４が位置し、嵌合外壁７５の切欠（図には現れず）に第２巻線収容部材６０の巻線端末ガイド部６８が位置する。

二重スパイラル構造の空芯コイルである一次巻線Ｎ６が巻線載置面７１に載置され、一次巻線Ｎ６の端末が巻線端末ガイド部７８から引き出されて端子挿通孔１９Ａに挿通保持される。一次巻線Ｎ６の端末の端子挿通孔１９Ａから下方に突出した部分（つまり巻線端末保持部１８Ａの底面から突出した部分）は外部接続端子（ユーザ端子）となっている。巻線載置面７１によって二次巻線Ｎ４と一次巻線Ｎ６とが絶縁され、内壁７２によって第１の磁心２０の中脚２３（又は第２の磁心３０の中脚）と一次巻線Ｎ６とが絶縁され、外壁６３によって第１の磁心２０の側脚２２Ａ，２２Ｂ（又は第２の磁心３０の側脚３２Ａ，３２Ｂ）と一次巻線Ｎ６とが絶縁される。

絶縁カバー８０は、例えば絶縁樹脂成形体であり、一次巻線Ｎ６の上面を覆うリング状の絶縁主面８１と、互いに平行な直線状の位置合わせ用壁部８４Ａ，８４Ｂと、リング状の嵌合外壁８５と、リング状の嵌合内壁８７を有する。位置合わせ用壁部８４Ａ，８４Ｂは、絶縁主面８１の向かい合う外側両端から略垂直に立ち上がるように形成される。嵌合外壁８５は絶縁主面８１の外端から略垂直に下方に形成され、嵌合内壁８７は絶縁主面８１の内端から略垂直に下方に形成される。第３巻線収納部材７０の外壁７３の外周面に絶縁カバー８０の嵌合外壁８５が嵌合し第３巻線収納部材７０の内壁７２の内周面に絶縁カバー８０の嵌合内壁８７が嵌合している状態（第３巻線収納部材７０の上部開口に絶縁カバー８０が被せられている状態）で形成される空間に一次巻線Ｎ６が位置し、嵌合外壁８５の切欠８６に第３巻線収納部材７０の巻線端末ガイド部７８が位置する。

第２の磁心３０は第１の磁心２０と同様にフェライト等のＥ型コアであり、基部３１の両端に側脚３２Ａ，３２Ｂが形成され、基部３１の中央に中脚（図には現れず）が形成される。側脚３２Ａ，３２Ｂ及び中脚が下向きとなるように、かつ側脚３２Ａ，３２Ｂの外側が絶縁壁１４Ａ，１４Ｂで覆われるように、基部３１が絶縁カバー８０の位置合わせ用壁部８４Ａ，８４Ｂの間に嵌り込む（基部３１の側面と位置合わせ用壁部８４Ａ，８４Ｂとが係合する）。この状態で第１の磁心２０と第２の磁心３０とは側脚同士が突き合わされて接着等により一体化され、中脚は第１の磁心２０ないし絶縁カバー８０の中央を貫通する。絶縁カバー８０によって一次巻線Ｎ６と第２の磁心３０の基部とが絶縁される。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 端子台１０の絶縁壁１４Ａ，１４Ｂによって第１の磁心２０及び第２の磁心３０の側脚の外側が覆われるので、絶縁テープによる被覆を伴わずにコイル部品１００と他の部品との絶縁距離を確保可能とし、部品が密集している所に搭載可能で、工程の簡略化とコスト低減を図ることが可能となる。

(2) 絶縁壁１４Ａ，１４Ｂが端子台１０と一体に形成されているので、部品点数の削減に有利である。

(3) 絶縁壁１４Ａ，１４Ｂの間に第１の磁心２０から第２の磁心３０までの各部材を積層する構成としており、上述のとおり絶縁テープの被覆も不要なので、製造工程の自動化に適する。

(4) コア載置面１２が巻線端末保持部１８Ａ，１８Ｂに対して段差面となっていて、そこに第１の磁心２０の底面が嵌り込むので、端子台１０に対する第１の磁心２０の位置ずれを防止できる。

(5) 各巻線端末の巻線端末保持部１８Ａ，１８Ｂの底面から突出した部分を外部接続端子（ユーザ端子）としているので、端子ピンを別途設ける場合と比較して端子台１０の構造を簡略化でき、また端子ピンと巻線端末との接続固定作業（半田付け等）も不要で工数の削減に有利である。

(6) 絶縁カバー８０に位置合わせ用壁部８４Ａ，８４Ｂが形成され、この位置合わせ用壁部８４Ａ，８４Ｂに第２の磁心３０の基部３１の側面を係合させる（嵌め込む）構成としているので、第２の磁心３０の位置決めが確実かつ容易となる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

実施の形態では第１の磁心２０及び第２の磁心３０の双方をＥ型コアとしたが、変形例ではいずれか一方をＥ型コアとし、他方はＩ型コアとしてもよい。

実施の形態では巻線端末保持部１８Ａの底面から突出した部分を外部接続端子としたが、変形例では図４（Ａ）に示すように巻線端末保持部１８Ａに割ピン状外部接続端子１７を形成し、巻線端末の一部又は全部を図４（Ｂ）に示すように割ピン状外部接続端子１７に挿通し半田付けしてもよい。巻線端末保持部１８Ｂについても同様のことがいえる。

実施の形態では絶縁壁１４Ａ，１４Ｂが端子台１０と一体に形成されている場合を説明したが、変形例ではそれらを別体としてもよい。例えば、端子台１０に絶縁壁１４Ａ，１４Ｂを形成しておくことに替えて、図５に示すようなコの字型の絶縁蓋９０を第１の磁心２０から第２の磁心３０までの各部材の上から被せてもよい。この場合、絶縁蓋９０の両側面が実施の形態の絶縁壁１４Ａ，１４Ｂに相当する。

本発明の実施の形態に係るコイル部品の分解斜視図。 同コイル部品の完成状態の概略斜視図。 同コイル部品の回路図。 （Ａ）は、巻線端末保持部に割ピン状外部接続端子を形成した場合の部分拡大図。（Ｂ）は、割ピン状外部接続端子に巻線端末を挿通し半田付けした場合の断面図。 コの字型の絶縁蓋の斜視図。

符号の説明

１０ 端子台
１２ コア載置面
１４Ａ，１４Ｂ 絶縁壁
１８Ａ，１８Ｂ 巻線端末保持部
２０ 第１の磁心
３０ 第２の磁心
４０ 第１巻線収容部材
５０ 板状絶縁部材
６０ 第２巻線収容部材
７０ 第３巻線収納部材
８０ 絶縁カバー
８４Ａ，８４Ｂ 位置合わせ用壁部
１００ コイル部品

Claims (9)

1. 巻線と、
   前記巻線の内側を貫通する閉磁路を成す磁心と、
   前記磁心の底面が載置される載置面と、前記巻線の端末を接続又は保持する巻線端末保持部とを有する端子台と、
   前記磁心の外側の側面を覆う絶縁壁とを備え、
   前記巻線の端末は、前記巻線端末保持部を貫通して保持され、前記巻線端末保持部の底面から突出するように延び、
   前記磁心は、底面部と、前記底面部の両端からそれぞれ立ち上がる側脚と、前記巻線の内側に延びる中脚と、前記底面部と反対側において前記側脚同士を渡す上面部とを有し、前記底面部の底面が前記載置面との接触面であり、前記側脚の外側の側面が全面的に前記絶縁壁に覆われ、かつ、
   前記絶縁壁の内側から外側に延びる導体が存在せず、さらに、前記磁心と接触し且つ前記絶縁壁の外側に延びる導体が存在しない、コイル部品。
2. 請求項１に記載のコイル部品において、前記絶縁壁は、前記端子台の前記載置面から立ち上がるように前記端子台と一体に形成されている、コイル部品。
3. 請求項１又は２に記載のコイル部品において、前記載置面は、前記巻線端末保持部に対して、前記磁心の底面が嵌り込む段差面となっている、コイル部品。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のコイル部品において、前記巻線の端末は、前記巻線端末保持部の底面から突出した部分が外部接続端子となっている、コイル部品。
5. 請求項１から３のいずれかに記載のコイル部品において、前記巻線端末保持部の底面から突出して延びる割ピン状外部接続端子を有し、前記巻線の端末は前記割ピン状外部接続端子に挿通されて半田付けされている、コイル部品。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のコイル部品において、中央部を前記磁心が貫通する巻線収納部材と絶縁カバーとをさらに備え、
   前記巻線は前記巻線収納部材に収納され、前記巻線収納部材の開口に前記絶縁カバーが被せられている、コイル部品。
7. 請求項６に記載のコイル部品において、前記巻線が少なくとも１次巻線と２次巻線とで構成され、前記１次巻線及び前記２次巻線はそれぞれ別の巻線収納部材に収納されている、コイル部品。
8. 請求項６又は７に記載のコイル部品において、前記絶縁カバーは、前記巻線の上面を覆う絶縁主面と、前記絶縁主面の端部から立ち上がって前記磁心の上面部の側面に係合する位置合わせ用壁部とを有する、コイル部品。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のコイル部品において、前記磁心は、Ｅ型コアからなる第１の磁心と、Ｅ型コアもしくはＩ型コアからなる第２の磁心とを組み合わせたものであり、前記Ｅ型コアの中央脚部が前記巻線の内側を貫通している、コイル部品。

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