JP2004274038A - コモンモードコイル - Google Patents

Abstract

【課題】 端子電極部が優れた機械的強度を有すると共に、一の端子電極部に接続されたワイヤの、同一フランジ部において隣接する他の一の端子電極部への接触が回避された巻線型コモンモードコイルを提供すること。
【解決手段】 巻芯部２の両端側にそれぞれ一体的に配設されたフランジ部１６ａ、１６ｂの上部を切欠き溝２２ａ、２２ｂによって二分して形成した突部２４ａ〜２４ｄを、各々、相対するフランジ部に向かって巻芯部１４上に延出せしめると共に、かかる延出部の設けられた側における突部の内側角部を平面形態をもって面取りして、該延出部の一部を、延出残部２６ａ〜２６ｄとして、巻芯部１４上に配置せしめた。
【選択図】 図 １

Description

本発明は、コモンモードコイルに係り、特に、端子電極部が優れた機械的強度を有すると共に、一の端子電極部に接続されたワイヤの、同一フランジ部において隣接する他の一の端子電極部への接触が効果的に回避された巻線型コモンモードコイルに関するものである。

従来より、電気信号に含まれるノイズ成分を効果的に除去することを目的として、様々な形態のコモンモードコイルが電気回路に組み込まれ、使用されているが、そのようなコモンモードコイルの一形態として、フェライト等よりなる巻芯部と、巻芯部の両端側に各々一体的に配設されるフランジ部と、それらフランジ部の上部に形成され、上方へ突出せしめられた二つの突部と、２本のワイヤとから構成され、前記巻芯部にバイファイラ巻きされたワイヤが、それぞれの突部の頂面に形成された端子電極部に接続されてなる構造を呈するものが、広く知られている。

ところで、かかる構造を呈する従来のコモンモードコイルにあっては、その構造上、頂面に端子電極部が設けられた突部が小さく、その機械的強度が弱いものであるところから、例えば、その巻芯部にワイヤを巻回して、上記のような構造のコモンモードコイルを作製する際や、作製されたコイルを回路基板のランド部に実装せしめる際等において、端子電極部（突部）に力が集中して加わり、その結果、端子電極部（突部）が破損する恐れがあった。

また、このような構造のコモンモードコイルにあっては、フランジ部の一の突部に設けられた端子電極部に接続されたワイヤが、同一のフランジ部において隣接して設けられた他の一の端子電極部と近接しているために、それらワイヤと他の一の端子電極部とが接触して、短絡したり、また、接触しない場合であっても、両者が近接していることに起因して、耐圧の低下や絶縁不良を生ずる等の問題も、内在していた。

そこで、これらの問題を解決すべく、従来より、様々な形態のコモンモードコイルが提案されているのであって、例えば、特許文献１（特許第３１６８９７２号公報）においては、所定の脚状電極部の外周部の、ワイヤと接するか又は前記ワイヤが近傍を通過する面に、前記ワイヤの短絡及び耐圧劣化が抑制されるように、巻芯部の軸方向に平行な垂直面に対して９０°未満の角度をつけたことを特徴とするチップ型コモンモードチョークコイルが、提案されている。

しかしながら、かかるチップ型コモンモードチョークコイルにあっては、一の端子電極部に接続されたワイヤが、同一フランジ部に設けられた他の一の端子電極部と接触することを効果的に回避出来るものではあるが、かかるコイルにおける端子電極部は、矩形角柱状の脚状電極部の一部を、単に切り欠いた形状とされたものであるため、その機械的強度は低いものであると言わざるを得ないものであった。

尤も、端子電極部を大型化して、その機械的強度を向上せしめることも考えられるが、このように端子電極部を大型化して、優れた機械的強度を有しつつ、ワイヤと他の端子電極部との短絡等の問題をも解決したコモンモードコイルについては、未だ提案されていないのが現状である。

特許第３１６８９７２号公報

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、一の端子電極部に接続されたワイヤの、同一フランジ部において隣接する他の一の端子電極部への接触を、効果的に回避しつつ、端子電極部が設けられる突部に優れた機械的強度が付与されてなる構造の巻線型コモンモードコイルを提供することにある。

そして、本発明は、かくの如き課題の解決のために、水平方向に延びる巻芯部と、該巻芯部の両端側にそれぞれ一体的に配設されて、該巻芯部を支持する矩形のフランジ部と、それらフランジ部の上部を切欠き溝によって二分して形成された、上方に突出する左右の矩形角柱状の突部と、それら突部の少なくとも頂面に形成された端子電極部と、前記巻芯部に巻回され、始端及び終端が該端子電極部に接続された２本のワイヤとを備え、且つ同一フランジ部の左右の矩形角柱状突部に形成された二つの端子電極部のそれぞれに、異なるワイヤが接続されてなる構造を呈する巻線型コモンモードコイルにおいて、前記矩形角柱状突部が前記フランジ部の一方の側から他方の側に向かって前記巻芯部上に延出せしめられていると共に、該延出部の設けられた側における該突部の内側角部が平面形態乃至は湾曲面形態をもって面取りされて、該延出部の一部が前記巻芯部上に位置せしめられてなる構造とされていることを特徴とする巻線型コモンモードコイルを、その要旨とするものである。

なお、本発明に従う巻線型コモンモードコイルの好ましい態様の一つにおいては、前記延出部の対向するフランジ部側への突出長さ：ａが、巻回せしめられるワイヤの直径：ｄとの間において、ａ≦１．５ｄとなるように設定されており、且つ前記面取りされた後の延出部における、対向するフランジ部側の辺の長さ：ｂが、０〜０．１ｍｍに設定されることとなる。

このように、本発明に従う巻線型コモンモードコイルにあっては、その頂面に端子電極部が形成された矩形角柱状突部が、他のフランジ部側に向かって巻芯部上に延出せしめられていると共に、かかる延出部の設けられた側における矩形角柱状突部の内側（同一フランジ部にて隣接する突部側）角部が、平面形態乃至は湾曲面形態をもって面取りされて、該延出部の一部が、前記巻芯部上に位置せしめられてなる構造とされているところから、フランジ部の一の端子電極部に接続されたワイヤと、同一フランジ部における他の一の端子電極部との間における接触乃至は干渉等を、効果的に回避しつつ、その頂面に端子電極部が設けられた突部の大きさが十分に確保され得ることとなり、以て、優れた機械的強度を発揮することが出来るのである。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、図面を参照しつつ、本発明の代表的な実施形態について、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明に従う構造とされた巻線型コモンモードコイルの一例が、その上面側（端子電極部が形成された側）より観察された平面図において示され、また、図２には、図１におけるＡ部の部分拡大説明図が示されている。それらの図から明らかなように、本発明の一例に係る巻線型コモンモードコイル１０は、コア１２と、２本のワイヤ２０ａ、２０ｂとからなり、かかるコア１２の巻芯部１４上にバイファイラ巻きされたワイヤ２０ａ、２０ｂが、コア１２の左右両端に設けられた端子電極部１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄに接続されて、構成されているのである。

具体的には、巻線型コモンモードコイル１０を構成するコア１２の斜視図が示されている図３からも明らかなように、コア１２は、横断面が矩形形状を呈する、水平方向（図において、左右方向）に延びる巻芯部１４と、かかる巻芯部１４の両端側において側面より上下、左右に突出するように一体的に配設されて、巻芯部１４を空間内に（非接触状態で）支持する矩形のフランジ部１６ａ、１６ｂとから、構成されている。そこで、それらフランジ部１６ｂ、１６ｂにおける巻芯部１４の上面より上方に突出した部分にあっては、各々、巻芯部１４の中央部分においてその延びる方向に抜ける切欠き溝２２ａ、２２ｂによって左右に二分され、４つの角柱状の突部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが、巻芯部１４の上面より所定高さ突出した形態において、形成されている。

そして、そこにおいては、かかるコア１２の上面より突出する４つの突部２４ａ〜２４ｄが、フランジ部１６ａ、１６ｂの一方の側から他方の側に向かって、巻芯部１４上に延出せしめられていると共に、それら延出部が設けられた側における各突部の内側角部が、各々、上下方向に延びる矩形の平面をもって面取りされて、延出部の一部が巻芯部１４上に位置せしめられてなる形態とされているのである。

すなわち、それら各突部のうち、突部２４ａ、２４ｄについてはフランジ部１６ｂ（突部２４ｂ、２４ｃ）側に、また、突部２４ｂ、２４ｃについてはフランジ部１６ａ（突部２４ａ、２４ｄ）側に、それぞれ、巻芯部１４上に所定長さ延出せしめられて、延出部２５（図２参照）が設けられていると共に、かかる延出部２５が設けられた側の角部であって、突部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄにおける切欠き溝２２ａ、２２ｂ側の角部が、それぞれ、平坦面２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄをもって切り落されて、面取りされ、上下方向に延びる矩形面として構成されている一方、前記延出部の一部が、延出残部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄとして、巻芯部１４上に位置せしめられている。

そして、上述の如き構造を呈するコア１２に対して、その巻芯部１４上に、各々の両端の絶縁被覆が除去されたワイヤ２０ａ及び２０ｂがバイファイラ巻きされていると共に、ワイヤ２０ａについては、一の先端が端子電極部１８ｂに、他の一の先端が端子電極部１８ａに電気的に接続される一方、ワイヤ２０ｂについては、一の先端が端子電極部１８ｃに、他の一の先端が端子電極部１８ｄに電気的に接続されることにより、図１に示される如き、目的とする巻線型コモンモードコイル１０が、構成されているのである。

従って、かくの如き構成の巻線型コモンモードコイル１０に用いられるコア１２にあっては、各々の突部２４ａ〜２４ｄが、巻芯部１４上の対向するフランジ部（突部）側に、延出残部２６ａ〜２６ｄを有しているところから、少なくともそれら延出残部２６ａ〜２６ｄの存在部位においては、従前のコモンモードコイルにおけるコアと比較して、十分な大きさが確保され得ているのであり、それら各突部２４ａ〜２４ｄの頂面に端子電極部１８ａ〜１８ｄを設け、かかる端子電極部１８ａ〜１８ｄにワイヤ２０ａ、２０ｂを接続してコイルを作製する際や、作製されたコイルを回路基板のランド部に実装する際等に、突部２４ａ〜２４ｄ（端子電極部１８ａ〜１８ｄ）に対して大きな負荷がかかった場合においても、優れた機械的強度を発揮し、それら突部２４ａ〜２４ｄや端子電極部１８ａ〜１８ｄの欠損等の問題が有利に回避され得るのである。

しかも、そのような突部２４ａ〜２４ｄの内側角部にあっては、各々、平坦面２８ａ〜２８ｄをもって、それら突部２４ａ〜２４ｄの高さの全長に亘って面取りされているのであり、一の突部２４ａ〜２４ｄの頂面に設けられた端子電極部１８ａ〜１８ｄに接続されたワイヤ２０ａ又は２０ｂと、同一フランジ部において隣接する他の一の突部２４ｄ、２４ｃ、２４ｂ、２４ａ、及びそれらの各頂面に設けられた端子電極部１８ｄ、１８ｃ、１８ｂ、１８ａとを効果的に離間せしめて、両者が接触することをも有利に阻止することとなる。

具体的には、巻線型コモンモードコイル１０における端子電極部１８ｄ周辺の拡大説明図である図２からも明らかなように、延出部２５の内側角部が平坦面２８ｄをもって面取りされたことにより、巻芯部１４上に所定回数、巻回せしめられた後のワイヤ２０ａは、フランジ部１６ａにおける突部２４ｄ、及びその頂面に設けられた端子電極部１８ｄと接触することなく、かかる端子電極部１８ｄ（突部２４ｄ）から所定距離離れた位置に配設された状態において、突部２４ａの頂面に設けられた端子電極部１８ａ（図２において図示せず。）に接続されることとなるのであり、以て、端子電極部１８ａに接続されたワイヤ２０ａと、他の端子電極部１８ｄ及び突部２４ｄとの間における接触等が、効果的に回避されることとなるのである。また、他の一のワイヤ２０ｂにあっても、同様に、フランジ部１６ｂにおける突部２４ｂ、及びその頂面に設けられた端子電極部１８ｂと接触することなく、かかる端子電極部１８ｂ（突部２４ｂ）から所定距離離れた位置に配設された状態において、突部２４ｃの頂面に設けられた端子電極部１８ｃに接続されるのである。

なお、対向するフランジ部側に向かって巻芯部１４上に延出せしめられてなる延出残部２６ａ〜２６ｄにあっては、その大きさが大きすぎると、例えば、一の端子電極部１８ａに接続されたワイヤ２０ａが、同一フランジ部１６ａにおいて隣接する他の一の端子電極部１８ｄと接触する恐れがある。

このため、そのようなワイヤ２０ａと端子電極部１８ｄとの接触を避けるべく、有利には、延出残部２６ｄについては、対向するフランジ部１６ｂ側への突出長さ（図２中のａ）が、巻回せしめられるワイヤ２０ａの直径（絶縁被覆部分を含めた最大直径）：ｄとの間において、ａ≦１．５ｄとなるように、好ましくは、ａ≦１．２ｄとなるように設定され、また、延出残部２６ｄにおける対向するフランジ部１６ｂ側の辺の長さ：ｂについては、０〜０．１ｍｍと設定されることが望ましい。特に、図４に示されているように、延出残部３２ａ〜３２ｄにおける対向するフランジ部３４ｂ又は３４ａ側の辺の長さ：ｂが０とされたコア３０であっても、本発明に従う巻線型コモンモードコイルを構成するコアとして好適に用いることが出来る。

このように、図１〜図３に示される如き、延出残部２６ａ〜２６ｄを所定の大きさとしたコア１２を用いてなる巻線型コモンモードコイル１０にあっては、一の端子電極部に接続されたワイヤが、他の一の端子電極部と接触することをより一層有利に回避しつつ、その頂面に端子電極部が設けられた突部の機械的強度も優れたものとなるのである。

なお、上述したような、本発明において用いられるコア１２は、従来より公知の各種の方法に従って作製され得るものであり、例えば、所望の透磁率が得られるように選定された各種フェライト原材料を、粉砕後、混合せしめ、その得られた混合物を一定の形状に成形した後、その成形体を、大気中、或いは加圧状態下において焼成し、更にその後、得られた焼成体を切削する方法等によって、作製されることとなる。また、突部２４ａ〜２４ｄの各々の頂面には、浸漬法等の公知の手法によって、端子電極部１８ａ〜１８ｄが設けられることとなる。

そして、そのようにして作製されたコア１２の巻芯部１４上には、２本のワイヤ２０ａ及び２０ｂが並列に巻回せしめられる（バイファイラ巻きされる）と共に、その絶縁被覆が除去されたワイヤ２０ａ、２０ｂの両端が、ワイヤ２０ａについては、一の先端が端子電極部１８ｂに、他の一の先端が端子電極部１８ａに電気的に接続され、また、ワイヤ２０ｂについては、一の先端が端子電極部１８ｃに、他の一の先端が端子電極部１８ｄに電気的に接続されることにより、コア１２にワイヤ２０ａ、２０ｂが一体的に組み付けられてなる、目的とする本発明に従う巻線型コモンモードコイル１０が作製されるのである。

なお、本発明において用いられるワイヤ２０ａ及び２０ｂとしては、従来の巻線型コモンモードコイルにおいて採用されているワイヤと同様のもの、具体的には、ポリウレタン樹脂等の絶縁材料にて被覆された銅線等の中から、コイルの特性、用途等に応じたものが適宜に選択されて、用いられることとなる。また、ワイヤ２０ａ、２０ｂを、端子電極部１８ａ〜１８ｄに電気的に接続せしめる際には、半田付けや熱圧着等の公知の手法が採用される。

以上、本発明の代表的な具体例について詳述したが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明が、そのような記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。

例えば、本発明においては、図３及び図４に示されている如き、巻芯部上の他方のフランジ部側に延出せしめられた延出部における内側角部が、平坦面をもって面取りされたコア（１２、３０）のみならず、図５に示されているように、湾曲面（３８ａ〜３８ｄ）をもって面取りされたコア３６であっても、有利に用いることが出来る。

具体的には、図５に示されているコア３６は、突部４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの延出部における内側角部、即ち、同一フランジ部４２ａ、４２ｂにおいて隣接する突部側の角部が、各々、それら突部４０ａ〜４０ｄの高さの全長に亘って、対向する突部側へ（外方に）突出する凸状湾曲面３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄをもって面取りされ、更に、そのように面取りされた突部４０ａ〜４０ｄにおける各々の頂面に、端子電極部４４ａ〜４４ｄが設けられてなる構造を呈している。そして、このような構造のコア３０においても、一の端子電極部４４ａ〜４４ｄに接続されたワイヤの、同一フランジ部４２ａ又は４２ｂにおいて隣接する他の一の端子電極部４４ａ〜４４ｄへの接触等を、効果的に回避しつつ、端子電極部４４ａ〜４４ｄ（突部４０ａ〜４０ｄ）の大きさが十分に確保され得、以て、優れた機械的強度を発揮することとなるのである。

また、図１乃至図５に示されたコア１２、３０及び３６における巻芯部１４、３５及び４６は、何れも、水平方向に延びる、矩形角柱形状とされているが、そのような矩形角柱形状に代えて、円柱形状や楕円柱形状とすることも、可能である。

その他、一々列挙はしないが、本発明が、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであって、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。

本発明に従う構造とされた巻線型コモンモードコイルの一例を、その上面側より観察した平面図である。 図１におけるＡ部の部分拡大説明図である。 図１に示される巻線型コモンモードコイルを構成するコアの斜視図である。 本発明に従う構造とされた巻線型コモンモードコイルを構成するコアの、他の一例を示す斜視図である。 本発明に従う構造とされた巻線型コモンモードコイルを構成するコアの、更に他の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 巻線型コモンモードコイル
１２ コア
１４ 巻芯部
１６ａ、１６ｂ フランジ部
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ 端子電極部
２０ａ、２０ｂ ワイヤ
２２ａ、２２ｂ 切欠き溝
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 突部
２５ 延出部
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ 延出残部
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ 平坦面
３０ コア
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ 延出残部
３４ａ、３４ｂ フランジ部
３５ 巻芯部
３６ コア
３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ 湾曲面
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ 突部
４２ａ、４２ｂ フランジ部
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ 端子電極部
４６ 巻芯部

Claims (2)

1. 水平方向に延びる巻芯部と、該巻芯部の両端側にそれぞれ一体的に配設されて、該巻芯部を支持する矩形のフランジ部と、それらフランジ部の上部を切欠き溝によって二分して形成された、上方に突出する左右の矩形角柱状の突部と、それら突部の少なくとも頂面に形成された端子電極部と、前記巻芯部に巻回され、始端及び終端が該端子電極部に接続された２本のワイヤとを備え、且つ同一フランジ部の左右の矩形角柱状突部に形成された二つの端子電極部のそれぞれに、異なるワイヤが接続されてなる構造を呈する巻線型コモンモードコイルにおいて、
   前記矩形角柱状突部が前記フランジ部の一方の側から他方の側に向かって前記巻芯部上に延出せしめられていると共に、該延出部の設けられた側における該突部の内側角部が平面形態乃至は湾曲面形態をもって面取りされて、該延出部の一部が前記巻芯部上に位置せしめられてなる構造とされていることを特徴とする巻線型コモンモードコイル。
2. 前記延出部の対向するフランジ部側への突出長さ：ａが、巻回せしめられるワイヤの直径：ｄとの間において、ａ≦１．５ｄとなるように設定されており、且つ前記面取りされた後の延出部における、対向するフランジ部側の辺の長さ：ｂが、０〜０．１ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の巻線型コモンモードコイル。
   

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