JP2006019582A - ノーマルモードコイル - Google Patents

Abstract

【課題】従来のノーマルモードコイルは機器の収容孔内に所定状態に収容し、位置決めすることが困難であった。
【解決手段】ノーマルモードコイルはリング状のコア１０と、コアを収容する絶縁性でリング形状のボビン１５と、ボビンにらせん状に巻かれその一方端部５２及び他方端部５３がボビンの端子台３５に係止されたコイル５０とから成る。ボビンは、一端面１７ａ側の直径方向で対向する位置に軸方向に突出した一対の位置決め突起２５及び４２を有するとともに、他端面１７ｂ側の直径方向で対向する位置に軸方向に突出した一対の位置決め突起３０及び４３を有する。
【選択図】図１

Description

本発明はノーマルモードコイル、特に機器等の収容孔への収容の仕方に関する。

ノーマルモードコイルは各種機器、装置で発生し、信号ラインに重畳して同じ方向に流れるノーマルモードノイズを除去するために使用される。リング状のコア、このコアが収容されたリング状のボビン及びボビンを介してコアに巻かれた一本のコイルとを含む。

図８及び図９に従来のコモンモードコイル（特許文献１参照）を示す。コモンモードコイルは電源ラインを逆方向に流れるコモンモードノイズを除去するために使用され、リング状のコア、リング状のボビン８０、二本のコイル８５及び端子台８７を含む。コモンモードコイルはコイルの本数がノーマルモードコイルとは異なるが、ボビンの機器への取付け等では共通する課題があるので、ここでは従来技術として挙げている。

詳述すると、ボビン（コアケース）８０はコアを収容し、その側面に左方及び右方に延びる二つの凸部８１及び８２が形成され、また下方に延びるずれ防止用凸部８３が形成されている。コアケース８０の三つの凸部８１から８３以外の部分に二本の銅線（コイル）８５が巻かれている。上方に開口した箱形状を持つ端子台８７は左側壁及び右側壁に、上方に延び先端にフック８８ａ及び８９ａを備えた係止片８８及び８９を備えている。また底壁にずれ防止用凹部９１が形成されている。

コアケース８０を端子台８７に収容すると、ずれ防止用凸部８３がずれ防止用凹部９１に嵌入し、係止片８８及び８９のフック８８ａ及び８９ａが凸部８１及び８２を係止する。コイル８５の端部８６は底壁から下方に引き出される。使用に際しては、コアケース８０と端子台８７とが一体化されたコモンモードコイルが所定の機器の収容孔等に収容される。
実開平６−４５３１０号公報

しかし、従来のコモンモードコイルはコアケース８０と端子台８７とが別体であるため、部品点数が増え、寸法が大型化する。のみならず、別々に準備したコアケース８０と端子台８７とを一体化する工程が必要となり、面倒である。

また、上記従来例とは異なりボビンが端子台を備えていない場合、リング状のボビンにコイルを一定ピッチ、一定の張力で巻くことは困難であるので、ボビンにコイルを巻いた状態での外形寸法が変動する。その結果、収容孔内でのボビンの位置が不安定で、コイルの端部の位置が変動する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、機器、装置の収容孔内に所定状態に収容できるノーマルモードコイルを提供することを目的とする。

本願の発明者は、ノーマルモードコイルのリング形状のボビンの両端面に位置決め突起を形成し、収容孔の側壁に形成された段部に着座させることを思い付いて、本発明を完成した。

本発明によるノーマルモードコイルは、請求項１に記載したように、リング形状のコアと、コアを収容する絶縁性でリング形状のボビンと、ボビンにらせん状に巻かれその一方端部及び他方端部がボビンの端子台に係止されたコイルと、から成る。ここで、ボビンは、一端面側の直径方向で対向する位置に軸方向に突出した一方及び他方位置決め突起を有し、他端面側の直径方向で対向する位置に軸方向に突出した一方及び他方位置決め突起を有する。

このノーマルモードコイルにおいて、機器の収容孔への収容時は、ボビンの一端面側の両位置決め突起が収容孔の一側壁の段部に着座し、他端面側の両位置決め突起が収容孔の他側壁の段部に着座する。

本発明にかかるノーマルモードコイルによれば、ボビンの一端面側及び他端面側の位置決め突起が収容孔の一側壁及び他側壁への段部に着座するので、収容孔内での一方端部及び他方端部の位置と機器のバスバーの位置とが相対的に決まる。その結果、一方端部及び他方端部と機器のバスバーとの間で所定の接触面積が確保され、溶接が確実になる。

請求項２のノーマルモードコイルによれば、ボビンの各端面側の一方位置決め突起及び他方位置決め突起が上向き当接面及び下向き当接面を持つので、ノーマルモードコイルを上向き（表向き）でも下向き（裏向き）でも収容できる。請求項３のノーマルモードコイルによれば、コイルの一方端部及び他方端部を半径方向外向きに引き出し、接線方向に形成された端子台に係止することができる。よって、一方端部及び他方端部と機器のバスバーとを溶接する際に発生するスパッタのコイルへの飛散を防止できる。

請求項４のノーマルモードコイルによれば、二つの収容孔の段部の高さ（深さ）が異なるときでも、同じ構成の二つのノーマルモードコイルの一方と他方とで収容方向を上下（表裏）反転することにより、一方端部及び他方端部の引出位置高さの変化を小さくできる。請求項５のノーマルモードコイルによれば、両方の位置決め突起と端子台とが同じボビン片に形成されているので、これらの相対位置が一義的に決まり、精度の良い構造とできる。

本発明のノーマルモードコイルはコア、ボビン及びコイルから成る。所定の機器、装置の収容孔に収容され、この機器等の導線部（バスバー）と接続され、機器等で発生するノーマルモードノイズを除去する。

＜機器、装置＞
機器、装置としてはたとえばインバータが挙げられる。機器等のケースに単一のノーマルモードコイルを収容することもあるが、二つのノーマルモードコイルを一セットにして使用することもできる。これに対応して一つ又は二つの所定形状の収容孔が形成されている。収容孔は両側壁にノーマルモードコイルを位置決めするための段部を備え、第１収容孔の段部の深さと第２収容孔の段部の深さとは同じ場合と、異なる場合とがある。バスバーなどの導線部が収容孔の内壁面から露出している。

＜コア、ボビン＞
ボビンは、磁性材料から成りリング形状のコアを収容するもので、絶縁材料から成り中空なリング形状を持ち、軸方向に分離及び結合可能な一対のボビン片から成る（請求項５参照）。円筒部の一端面の直径方向で対向する位置に、軸方向に突出した一方及び他方の位置決め突起を持っている。他端面についても同様である。

一端面の一方位置決め部及び他方位置決め突起は、両者を結ぶ方向と平行に延び、両者を結ぶ方向と直交する方向に離れた上向き当接面及び下向き当接面を備えている（請求項２参照）。上向き当接面と下向き当接面とを形成したのは、異なる高さの段部を持つ二つの収容孔にノーマルモードコイルを表向きに収容したときと裏向きに収容したときとで、一方端部及び他方端部の引出位置高さの変化を小さくするためである。

一端面の他方位置決め部は端子台がない分、一方位置決め部と異なる。

端子台はボビンの円筒部の外周面上の所定位置に形成され、軸方向及び接線方向に延びている（請求項３参照）。円筒部と同じ幅を持ち、円周方向に所定高さを持ち、一端面の一方位置決め部と他端面の一方位置決め部との間に形成することができる。端子台は一側縁にコイルの一方端部及び他方端部を係止する一対の係止孔を備えている。係止孔は円筒部の中心に対して、ボビンの円筒部の接線方向（端子台の高さ方向）に少し偏心している（請求項４参照）。なお、上記各端面の一方位置決め突起及び他方位置決め突起と、端子台とは全て一端ボビン片に形成することができる（請求項５参照）。

＜コイル＞
コイルは一本の銅線等から成り、一方端部及び他方端部以外の部分がボビンの円筒部にそって円周方向にらせん状に巻かれている。一方端部及び他方端部はボビンの円周方向の同じ場所から半径方向外向きに引き出され、端子台の係止孔に係止されている。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。

（構成）
図１に示すノーマルモードコイルはコア１０（図４（ｂ）参照）と、このコア１０が収容されたボビン１５と、ボビン１５を介してコア１０に巻かれたコイル５０とから成る。コア１０は磁性体から成りリング形状を持つ。樹脂製のボビン１５は、後述するように一対のボビン片４５及び４７から成り、全体として中空なリング形状を持つ。図７に示すように、二つのノーマルモードコイル７０の一方（７０Ａ）がインバータの樹脂ケース５５の一方の収容孔５６内に表向きに収容され、他方（７０Ｂ）が収容孔６１内に裏向きに収容されている。

図１，図５及び図６から分かるように（ただし、図５は収容孔５６内の表向きのノーマルモードコイル７０Ａを示し、図６は収容孔６１内の裏向きのノーマルモードコイル７０Ｂを示す）、リング状のボビン１５の直径方向で対向する部分に一方突出部２０及び他方突出部４０が形成されている。このうち、一方突出部２０は基部２２と、その一端側の位置決め突起２５及び他端側の位置決め突起３０と、基部２２の一側縁の端子台３５とを含む。矩形状の基部２２は円周方向に所定幅を持ち、軸方向に所定長さを持ち、ボビン１５の円筒部１６の外周面から半径方向外向きに少し突出している（図５（ｂ）参照）。

基部２２の一端に形成された一端側の位置決め突起２５は円筒部１６の一端面１７ａから軸方向に少し突出し、傾斜面２７に連続して上向き当接面（水平面）２８及び下向き当接面（水平面）２９が形成されている。位置決め突起２５はボビン１５を構成する一方ボビン片４５（図２及び図３参照）に形成されている。

他端側の位置決め突起３０は一方ボビン片４５に形成され、他端面１７ｂから軸方向に少し突出し、傾斜面３２に連続して上向き当接面３３及び下向き当接面３４が形成されている（図）５（ｂ）参照）。なお、他方ボビン片４７も突起４９を持つが、一方ボビン片４５の突起３０よりも低い（図４（ａ）（ｂ）参照）。

端子台３５は基部２２の一側から接線方向に延び、その幅（軸方向寸法）はコイル５０の最大幅より広い。一対の傾斜面３６に連続して垂直面３７が形成され、一側縁に一対のコイル係止孔３８が幅方向に離れて形成されている。他方突出部４０は一方突出部２０と同様の基部４１と一対の位置決め突起４２及び４３とを持つが、端子台は形成されていない（図４（ｂ）参照）。

一部上述したように、図２，図３及び図４に示すように、ボビン１５は軸方向に分割可能な二つのボビン片４５及び４７から成り、上記一方突出部２０及び他方突出部４０は全て一端ボビン片４５に形成されている。コア１０を収容するために、一端ボビン片４５は本体部４６を含み、他端ボビン片４７は本体部４８を含む。本体部４６と４８とが上記円筒部１６を構成している。

図１、図５及び図６に戻って、コア１０を収容したボビン１５の円筒部１６に一本のコイル５０がらせん状に巻かれ、円周方向に沿って多数のらせん（ループ）５１が形成されている。コイル５０の一方端部５２及び他方端部５３はボビン１５の円周方向で同じ位置から半径方向外向き（図５（ｂ）で右方向）に引き出され、端子台３５の係止孔３８に係止されている。図５（ａ）（ｂ）から明らかなように、係止孔３８はボビン１５の中心に対して少し上方向にずれている。

図５、図６及び図７に示すように、スイッチング素子（不図示）等が実装されたインバータの樹脂ケース５５に二つの収容孔５６及び６１が形成されている。表向きのノーマルモードコイル７０Ａを収容する第１収容孔５６と、裏向きのノーマルモードコイル７０Ｂを収容する第２収容孔６１とは、細部の形状が少し異なる。即ち、第１収容孔５６の側壁に開口上面から所定深さの一対の段部５８が形成され、第２収容孔６１の開口上面に一対の支持部（段部）６３が形成されている。両段部５８間の間隔、及び両支持部６３間の間隔はボビン１５の両端面の位置決め突起２５と３０との間の間隔に対応し、各段部５８及び各支持部６３の幅は位置決め突起２５及び３０の突出幅に対応している。図５から分かるように段部５８に下向き当接面２９及び３４が着座し、図６から分かるように支持部６３に上向き当接面２８及び３３が着座しており、ノーマルモードコイル７０Ａと７０Ｂとで樹脂ケース５５の表面からの突出量は異なる。

ノーマルモードコイル７０Ａ及び７０Ｂの下半分が樹脂ケースの収容孔５６及び６１内に収容され、上方に突出した上半分がアルミケース６５で覆われている。アルミケース６５は二つのくぼみ６６及び６７を持つ。

（組付け）
このノーマルモードコイル７０Ａ及び７０Ｂの組付け時は、図２及び図３に示すように、一端ボビン片４５と他端ボビン片４７とを軸方向に分離し、一端ボビン片４５の本体部４６及び他端ボビン片４７の本体部４８の環状くぼみにコア１０を収容する。その後、ボビン１５の円筒部１６の一方突出部２０及び他方突出部４０以外の部分にコイル５０をらせん状に巻き、その一方端部５２及び他方端部５３を円周方向の同じ場所から半径方向外向きに引出し、端子台３５の係止孔３８に係止する。

次に、図５から図７に示すように、表向きノーマルモードコイル７０Ａを樹脂ケース５５の第１収容孔５６表向きに、裏向きノーマルモードコイル７０Ｂを第２収容孔６１内に裏向きにセットする。すると、一端面１７ａ側の位置決め突起２５及び４２並びに他端面１７ｂ側の位置決め突起３０及び４３が段部５８又は支持部６３に当接して支持され、ノーマルモードコイル７０Ａ及び７０Ｂの下半分が樹脂ケース５５の収容孔５６及び６１内に沈む。次に、端子台３５に係止された一方端部５２及び他方端部５３を樹脂ケース５５から延びたバスバー５９（図７参照）と溶接する。その後、樹脂ケース５５から上方に突出した上半分をアルミケース６５で覆う。

（効果）
この実施例によれば、以下の効果が得られる。第１に、ノーマルモードコイル７０Ａ及び７０Ｂが樹脂ケース５５の第１収容孔５６及び第２収容孔６１内でそれぞれ所定高さに位置決めされる。これは、ボビン１５の一端面１７ａ及び他端面１７ｂに形成した位置決め突起２５等及び位置決め突起３０等が、樹脂ケース５５の収容孔５６及び６１の側壁に形成した段部５８及び支持部６３に着座するからである。その結果、コイル５０の一方端部５２及び他方端部５３とバスバー５９との相対位置が一義的に決まり、当接面積が確保され、溶接が容易かつ確実になる。

第２に、樹脂ケース５５の第１収容孔５６の段部５８と第２収容孔６１の支持部６３との高さが異なる場合でも、表向きノーマルモードコイル７０Ａ及び裏向きノーマルモードコイル７０Ｂのコイル５０の一方端部５２及び他方端部５３の高さ変化を小さくすることができる。即ち、端子台３５の係止孔３８はボビン１５の中心から半径方向に偏心しているので、下向き当接面２９及び３４を段部５８に着座させた場合（図５（ａ）参照）と、上向き当接面２８及び３３を支持部６３に着座させた場合（図６（ａ）参照）とで、一方端部５２及び他方端部５３の引出し位置がほぼ同じ高さになる。この面からも、一方端部５２及び他方端部５３とバスバー５９との当接が確実になる。

第３に、端子台３５が、一方端部５２及び他方端部５３とバスバー５９との溶接時に発生するスパッタがコイル５０に向かって飛散することを防止する。端子台３５は円筒部１６の円周方向及び軸方向に延び所定の面積を持ち、しかも溶接部分とコイル５０との間に位置しており、コイル５０に向かうスパッタの障壁として有効に作用する。第４に、コイル５０と樹脂ケース５５及びアルミケース６５との間に所定の大きさのすきまを確保することができ、これらの間の絶縁性が確実に確保される。

本発明の実施例によるノーマルモードコイルを示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は実施例のボビンの分解正面図である。 （ａ）及び（ｂ）は実施例のボビンの分解平面図である。 （ａ）は実施例のボビンの結合正面図、（ｂ）は同じく結合下面図である。 （ａ）は実施例のノーマルモードコイルを第１収容孔に収容した状態を示す正面断面図、（ｂ）は同じく側面断面図である。 （ａ）は実施例のノーマルモードコイルを第２収容孔に収容した状態を示す正面断面図、（ｂ）は同じく側面断面図である。 実施例のノーマルモードコイルを第１収容孔及び第２収容孔に収容した状態を示す平面図である。 従来例を示す分解図である。 従来例を示す結合図である。

符号の説明

１０：コア １５：ボビン
１６：円筒部 １７ａ：一端面
１７ｂ：他端面
２５，４２：一端側の位置決め突起
３０，４３：他端側の位置決め突起
２８，３３：上向き当接面 ２９，３４：下向き当接面
３５：端子台 ３８：係止孔
５０：コイル ５２：一方端部
５３：他方端部 ５５：樹脂ケース
５６，６１：収容孔 ５８：段部
６３：支持部

Claims (5)

1. リング形状のコアと、該コアを収容する絶縁性でリング形状のボビンと、該ボビンにらせん状に巻かれその一方端部及び他方端部が該ボビンの端子台に係止されたコイルとから成り、
   前記ボビンは、一端面側の直径方向で対向する位置に軸方向に突出した一方及び他方位置決め突起を有し、他端面側の直径方向で対向する位置に軸方向に突出した一方及び他方位置決め突起を有することを特徴とするノーマルモードコイル。
2. 前記一端面側の一方位置決め部及び他方位置決め突起は、該一方位置決め部と該他方位置決め突起とを結ぶ方向と直交する方向に離れた上向き当接面及び下向き当接面を備え、
   前記他端面側の一方位置決め突起及び他方位置決め突起は、該一方位置決め部と該他方位置決め突起とを結ぶ方向と直交する方向に離れた上向き当接面及び下向き当接面を備えている請求項１に記載のノーマルモードコイル。
3. 前記ボビンの端子台は、前記一端面側の一方位置決め突起と前記他端面側の一方位置決め突起との間に形成され接線方向に延びている請求項２に記載のノーマルモードコイル。
4. 前記コイルの一方端部及び他方端部の前記端子台での係止位置は、前記ボビンの中心に対して接線方向にずれている請求項３に記載のノーマルモードコイル。
5. 前記ボビンは軸方向に分離可能な一端ボビン片及び他端ボビン片から成り、前記一端面側の一方位置決め突起及び他方位置決め突起と、他端面側の一方位置決め突起及び他方位置決め突起と、前記端子台とは該一端ボビン片に一体に形成されている請求項４に記載のノーマルモードコイル。
   

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