JP2006344829A

JP2006344829A - 巻線型チョークコイル

Info

Publication number: JP2006344829A
Application number: JP2005170020A
Authority: JP
Inventors: Hsin-Chen Chen; 陳行誠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-21

Abstract

【課題】製作の工程を短縮し、安価で大量生産向きの巻線型チョークコイルを提供する。
【解決手段】絶縁被膜を施す前、予めメッキをした導体線を所定ターン数と内径で密着状態或いは一定間隔設けた状態に巻回し、その両端部には１ターン未満のリードを残して電極端子とした１つのコイルと、その面取をした両端面にはメッキと施し、コイルの内径より、僅かに太くなる外径を持つ１つのコアとからなり、このコアをコイル内部に挿込み、コイルの弾性力でコアが抜け落ちないように圧入する巻線型チョークコイルを提供する。
【選択図】図４

Description

本発明は巻線型チョークコイルに関するもので、特に短縮された製造工程で、コストが安く、大量生産に適した巻線型チョークコイルに関するものである。

従来の巻線型チョークコイル、または空芯コイルの端子はコイルの両端から互いに平行して直立、或いは直角に折り曲げた半田付きのリードを残して、回路基板に挿し込むか、または表面実装（ＳｕｒｆａｃｅＭｏｕｎｔｉｎｇ）の方式で接続されていた。チョークコイル自体の構造は絶縁被覆導体線でコア上に巻かれ、更に接着剤で固定される。しかし、電気部品の軽薄短小が要請される今日、上記のような方式でチョークコイルや空芯コイルを製作するのでは、生産工程の簡素化や組立の自動化が困難であり、大量生産やコスト・ダウンは到底無理である。

図１（ａ）に従来の巻線型チョークコイル７を示す。サイズが大きいので、絶縁被覆導体線７１を直接コア７２に巻回し、更に接着剤で固定してコアが抜け落ちないようにし、コイルの両端子７１１（電極）もディプ・タイプ（ＤｉｐＴｙｐｅ）しかできない。例えばチョークコイル７を０８０５、０６０３、０４０２（ＥＩＡ）のような小サイズに仕上げようとするならば、絶縁被覆導体線７１をコア１２に巻きつけてディプ・タイプにすることはとても無理である。

図２（ａ）、（ｂ）と図３（ａ）、（ｂ）に現行の小型表面実装型（ＳＭＤ）の空芯コイルを示す。そのサイズは０８０５、０６０３、０４０２（ＥＩＡ）と小型であるが、コアをコイル８、９内に挿込む際、コイル両端子（電極）の角度が変更し、回路板に平行に半田付けができなくなる。また、コアの外径をコイル８、９の内径より小さくし、挿入後の固定はあまりに小さいため接着作業が難しく、接着剤も拡散し易いし、端子が絶縁しやすい。

以上の事情に鑑み、このような欠点を改善せんがため、本願の考案者は多年当業に従事している経験に基づき、長期の苦心研鑚の結果、遂に本願の巻線型チョークコイル開発の成功に達した次第である。

本願の主な目的は製作の工程を短縮し、安価で大量生産向きの巻線型チョークコイルを提供することである。

本願のもう一つの目的はメッキを施した絶縁被覆導体線でコイルを巻くする前、両端子の被膜を剥がせば、その端子は半田付けやメッキが必要なくそのまま使用できる便利な巻線型チョークコイルを提供することである。

上記の目的を果たすため本願では、絶縁被膜を施す前、予めメッキをした金属導体線を所定のターン数と内径で密着状態或いは一定間隔設けた状態に巻回し、その両端部には１ターン未満のリードを残して端子（電極）とした１つのコイルと、その面取りをした両端面にはメッキを施し、前記コイルの内径より、僅かに太くなる外径を持つ１つのコアとからなり、このコアを長軸の方向からコイルの内部に挿込み、コイルの弾性力でコアを抜け落ちないように力強く抱擁する巻線型チョークコイルを提供した。また、コイルを形成する金属導体線のメッキ層は金、銀、錫、ニッケル、またはほかの材料の中より１つを選んで形成した。

本願の第１発明は、絶縁被覆導体線で形成されたチョークコイルにおいて、絶縁被膜を施す前、予め金属導体をメッキした導体線を所定のターン数と内径で、密着状態或いは一定間隔設けた状態に巻回し、その両端部には１ターン未満のリードを残して端子（電極）とした１つのコイルと、その面取りをした両端面にはメッキを施し、前記コイルの内径より僅かに太くなる外径を持つ１つのコアとからなり、前記コアを長軸の方向から前記コイルの内部に挿込み、前記コイルの弾性力で前記コアが抜け落ちないように圧入することを特徴とする巻線型チョークコイルを提供する。

本願の第２発明は、前記コイルを形成する導体線のメッキ層は、金、銀、錫、ニッケル、またはほかの材料よりなることを特徴とする、本願の第１発明に記載の巻線型チョークコイルを提供する。

本願の第３発明は、前記コイルは必要に応じ、同一の導体線で多層に重ね巻いたり、異なる導体線や内径の空芯コイルで多層に重ねることを特徴とする、本願の第１発明に記載の巻線型チョークコイルを提供する。

本願の第４発明は、前記コアは前記コイルよりも長く、そのメッキを施した両端面は、前記コイルの両端部より突出していることを特徴とする本願の第１発明に記載の巻線型チョークコイルを提供する。

本願の第５発明は、絶縁被覆導体線で形成されたチョークコイルにおいて、絶縁被膜を施す前、予め金属導体をメッキした導体線を所定のターン数と内径で、密着状態或いは一定間隔の疎状態に巻回し、その両端部には１ターン未満のリードを残して端子（電極）とした２つのコイルと、前記コイルよりやや長く、各々前記両コイルの長軸方向からその内部に、両端面を前記両コイルから突出するように押込まれた２つのコアと、各々２つの結合穴が開設された２つの四角形板状磁性体とからなり、前記２つの四角形板状磁性体の結合穴に、前記２つのコアの突出した両端面を押込むようにして取り付け、このように形成された構体を樹脂で被覆し、コモン・モード・チョークコイル（ＣｏｍｍｏｎＭｏｄｅＣｈｏｋｅＣｏｉｌ）にしたことを特徴とする巻線型チョークコイルを提供する。

本願の第６発明は、前記コアは２つの磁性体コアを有したほぼＵ型の磁性体２つよりなり、前記２つの磁性体を各々、前記２つのコイルの両端部よリ、その２つの磁性体コアをコイル内に押込み、このように形成された構体を樹脂で被覆し、コモン・モード・チョークコイルにしたことを特徴とする、本願の第５発明に記載の巻線型チョークコイルを提供する。

本願の第７発明は、前記コアは２つの磁性体コアを有したほぼＵ型の磁性体よりなり、前記２つのコイルでそれぞれ、前記Ｕ型磁性体の２つの磁性体コアを取り囲み、前記２つの磁性体コアの前記コイルより露出した端部を同一の材質にて形成された前記四角形板状磁性体に取付けた後、全部の構体を樹脂で被覆して、コモン・モード・チョークコイルにしたことを特徴とする、本願の第５発明に記載の巻線型チョークコイルを提供する。

本発明に係る巻線型チョークコイルのその他の特徴、利点や運用などに関しては、明細書に添付した図面を参考にして、以下に示す実施例で説明する。

本発明に係る巻線型チョークコイルは、他の従来品と較べて下記の利点がある。

＜１＞製作工程が短縮でき、コストダウンに連れて、大量生産向きである。

＜２＞使用する絶縁導体線両端部の被膜を剥取った後、半田付けやメッキなどの工程は要らない。

＜３＞被膜を剥取る両端子のリードの長さは１ターン未満なので、剥く作業の時間が節約できる。

＜４＞コイルとコアの形状は円筒形であるため、自動化機械で迅速に整列しチョークコイルを組立することができる。

本発明の他の態様および特徴は、以下の実施例の説明において明らかとなる。
これらの実施例は本発明の例示のために提供されるものであって、本発明を制限することを意図するものではない。

図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係る巻線型チョークコイル１の概略図である。このチョークコイル１はコイル１１とコア１２からなる。

コイル１１は絶縁被膜を施す前、予め、金、銀、錫、ニッケル、またはほかの材料の中の１つを選んでメッキし、所定のターン数と内径で密着状態或いは一定間隔の疎状態に巻回し、その両端部には１ターン未満のリードを残して端子（電極）（図４（ｂ）を参照）とする。このように巻き終えて仕上げたコイルの両端子１１１（電極）はそのまま半田付けができる。コイル１１は複数の絶縁被覆導体線を撚り合はせた撚線（ｌｉｔｚ線）を使ってもよく、コイル１１の必要とする特性によって、同一の導線を多層の往復巻きにしたり、内径の異なる空芯コイル１１を緊密に多層重ねた構造にしてもよい。

コア１２の両端面は面取り１２１（Ｒ角、またはＣ角）してメッキ層１２２を施し、コア１２の外径をコイル１１の内径よりも僅かに太く取り、コア１２を長軸の方向からコイル１１の内部に挿込んで、コイル１１の弾性力でコア１２を抜け落ちないよう力強く抱擁するようにした。なお、コア１２はフェライト、セラミック、ガラスなどを使って形成した。

なお、コア１２がコイル１１に挿込んだ状態で、コイル１１の両端子１１１（電極）と、コア１２両端面のメッキ層１２２を同時に半田付けして、半田濡れ性のよい一体化電極を形成した。

また、図５（ａ）、（ｂ）に示すようにコア１２は必ずしもコイル１１と同じ長さでもなく、前者を後者より少し長くし、コア１２の両端部はコイル１１より突出させ、この突出した部分にメッキ層１１２を形成すれば、コア１２と回路基板の半田付けは確実にできる。図５（ａ）、（ｂ）に示したチョークコイル１を回路基板に半田付けする際、チョークコイル１が転がらないよう、そのコア１２がコイル１１より突出した部分にメッキを施した四角形の中空金属導体２を嵌めて、チョークコイルを実装するときの安定性を図る。図６（ａ）、（ｂ）にこれを示す。

また、電子部品サイズのミニ化を計るため、回路基板上に取付ける部品のサイズや高さも小さくしなければならない。このため、コイル１１やコア１２の形は図７（ａ）、（ｂ）に示す橢円形や図８（ａ）、（ｂ）に示す四角形にすることができる。

図９（ａ）、（ｂ）から図１１（ａ）、（ｂ）迄に示すように、コイル１１とコア１２の形は円筒形でも橢円形でも四角形でも、フェライト、セラミックなどを用いて被覆遮蔽して、使用上の便利を計るのである。

本発明に係る巻線型チョークコイルの主な製作プロセスとして、まず絶縁被膜を被覆する前、コイルの金属導体線の表面に金、銀、ニッケル、錫などのメッキを施し、コイル両端リード部分の絶縁被膜を剥かせば、両端子が直接半田付けできるような構造となる。従来のように被膜を剥離してから半田付け工程を加えたり、メッキの後工程をかけたりなどを省けるができる。このプロセスで製作工程を短縮し、歩留まりが上がり、生産コストが大幅にダウンする。

次に前の工程でできた絶縁被覆導体線を両端の絶縁被膜を剥き、コイルに巻き上げ、そのコイルの両端は半田付け用の端子（電極）になる。また、両端子は剥除の手間が省けるため、１ターン未満の長さをしておく。

さらに、両端を面取り（Ｒ角またはＣ角）したコアの両端面に先ずメッキを施し、このコアを内径がコアの外径より僅かに小さいコイルの内部に挿込み、コイル自身の弾性力でコアをしっかり抱擁して抜け落ちたりしないようにする。また、コイルの両端子やコアの両端面にはメッキ層が形成されているため、半田付けし易い端子（電極）になる。また、コイルやコアは丸みを帯びた円滑な形状であるから転がして整列でき、組立作業が容易になり、製造工程も自動化できる。

また、コアがコイルに挿込んだ状態で、コイルの両端子とコアの両端面を同時に半田を付けたり、メッキを施したりすることによって、一体化の電極になり、回路基板に実装するとき、半田濡れ性を高めることができる。

本発明に係るチョークコイル１を２つ組み立てればコモン・モード・チョークコイル（ＣｏｍｍｏｎＭｏｄｅＣｈｏｋｅＣｏｉｌ）にもなる。

図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、２つのチョークコイル１と２つの四角形板状磁性体１０で１つのコモン・モード・チョークコイルが組み立てられる。コア１２をコイル１１より少し長くしてその両端をコイル１１の両端より突出させ、コア１２と同材質の四角形板状磁性体１０に開設された第一孔１０１と第二孔１０２にチョークコイル１の突出した突出部を取り付け、２つのチョークコイル１と２つの磁性体１０を一体に組み立てた後、全体の構造を樹脂４で被覆してコモン・モード・チョークコイルとするのである。

図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、図１２（ａ）、（ｂ）の２つのコア１２を２つのＵ型磁性体２０に置き換え、その磁性体コア２０１を２つのコイル１１の両端からコイル１１に挿し込んだ後、樹脂４で被覆して、別な形式のコモン・モード・チョークコイルが得られる。

図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、図１２（ａ）、（ｂ）の２つのコア１２を１つのＵ型磁性体３０に置き換え、２つのコイル１１にＵ型磁性体３０の２つの磁性体コア３０１をその両端が共に２つのコイル１１の他端から突出するように挿込み前記の１つの四角形板状磁性体１０で固定した後、全部の構体を樹脂４で被覆すれば、さらに別な形式のコモン・モード・チョークコイルが得られる。

なお、設計者がＬＣフィルタ回路の繁雑な計算を免れ、基板面積の節約、使用便利を図るため、本発明に係るチョークコイルをコンデンサと並列してパッケージングすれば、各種の周波数帯域や耐電圧、耐電流の表面実装型（ＳＭＤ）のフィルタが得られる。しかし、製作コストが必ずしも高く付き、使用者がコストダウン対策を選択できるため、回路基板のランド・パターン設計はレジストを変更するだけでフィルタパッケージや単体の部品を共用できる形態にすればよい。

即ち、外觀や便利性やコストダウンを図るために一体化してフィルタパッケージにしてもよい。

図１５（ａ）、（ｂ）に本発明に係るチョークコイル１とコンデンサ５１を併合して樹脂を被覆した一つのパッケージになるＬ型フィルタ５を示す。その回路基板のランド・パターンとレジストは図１６（ａ）に示した。図１６（ｂ）に示すようにもし、図１６（ａ）と同様なランド・パターンで、ただレジストを変更するだけで、チョークコイル１とコンデンサ５１を同一の回路基板上実装でき、パッケージングにする費用が節約できる。これにより、外観がよく、使用上の便利性だけではなく、コストダウンの対策も同時に提供できる。このようなことはＬ型フィルタのみに当てはまるばかりではなく、他の複数の素子を必要とするπ型やＴ型のフィルタも同様に適用できる。

以上、詳細な説明は、本発明の実行可能な実施例についての具体的説明である。但し、これらの実施例は本発明の特許請求範囲を制限するものではなく、凡そ本考案の技術精神から逸脱せずなされた同等効果の実施、または変更は全て本考案の特許請求範囲内に含まれるものである。

従来のチョークコイルの概略図。従来の空芯コイルの概略図。従来の空芯コイルの概略図。本発明に係る巻線型チョークコイルの外観図。本発明に係る巻線型チョークコイルの外観図。図５のチョークコイルの構造を利用した新たなチョークコイルを示す外観図。本発明に係るコイルとコアが楕円形に形成された概略図。本発明に係るコイルとコアが四角形に形成された概略図。本発明の第一実施例図。本発明の第二実施例図。本発明の第三実施例図。本考案に係るコモン・モード・チョークコイルの第一実施例図。本考案に係るコモン・モード・チョークコイルの第二実施例図。本考案に係るコモン・モード・チョークコイルの第三実施例図。本発明の応用説明図。本発明の応用説明図。

符号の説明

１：チョークコイル１１：コイル
１１１：端子１２：コア
１２１：面取り１２２：メッキ層
２：四角形中空金属導体４：樹脂
５：Ｌ型フィルタ５１：コンデンサ
７：チョークコイル７１：絶縁被覆導体線
７１１：端子７２：コア
８：空芯コイル９：空芯コイル
１０：四角形板状磁性体１０１：第一孔
１０２：第二孔２０：Ｕ型磁性体
２０１：磁性体コア３０：Ｕ型磁性体
３０１：磁性体コア

Claims

絶縁被覆導体線で形成されたチョークコイルにおいて、
絶縁被膜を施す前に予め金属導体をメッキした導体線を所定のターン数と内径で密着状態或いは一定間隔設けた状態に巻回し、その両端部には１ターン未満のリードを残して電極端子とした１つのコイルと、
その面取りをした両端面にはメッキを施し、前記コイルの内径より僅かに太くなる外径を持つ１つのコアとからなり、
前記コアを長軸の方向から前記コイルの内部に挿込み、前記コイルの弾性力で前記コアが抜け落ちないように圧入することを特徴とする巻線型チョークコイル。
前記コイルを形成する導体線のメッキ層は、金、銀、錫、ニッケル、またはほかの材料よりなることを特徴とする、請求項１に記載の巻線型チョークコイル。
前記コイルは必要に応じ、同一の導体線で多層に重ね巻いたり、異なる導体線や内径の空芯コイルで多層に重ねることを特徴とする、請求項１に記載の巻線型チョークコイル。
前記コアは前記コイルよりも長く、そのメッキを施した両端面は、前記コイルの両端部より突出していることを特徴とする請求項１に記載の巻線型チョークコイル。
絶縁被覆導体線で形成されたチョークコイルにおいて、
絶縁被膜を施す前、予め金属導体をメッキした導体線を所定のターン数と内径で、密着状態或いは一定間隔設けた状態に巻回し、その両端部には１ターン未満のリードを残して電極端子とした２つのコイルと、
前記コイルよりやや長く、各々前記両コイルの長軸方向からその内部に、両端面を前記両コイルから突出するように押込まれた２つのコアと、
各々２つの結合穴が開設された２つの四角形板状磁性体とからなり、
前記２つの四角形板状磁性体の結合穴に、前記２つのコアの突出した両端面を押込むようにして取り付け、このように形成された構体を樹脂で被覆し、コモン・モード・チョークコイルにしたことを特徴とする巻線型チョークコイル。
前記コアは２つの磁性体コアを有したほぼＵ型の磁性体２つよりなり、前記２つの磁性体を各々、前記２つのコイルの両端部よリ、その２つの磁性体コアをコイル内に押込み、このように形成された構体を樹脂で被覆し、コモン・モード・チョークコイルにしたことを特徴とする、請求項５に記載の巻線型チョークコイル。
前記コアは２つの磁性体コアを有したほぼＵ型の磁性体よりなり、前記２つのコイルでそれぞれ、前記Ｕ型磁性体の２つの磁性体コアを取り囲み、前記２つの磁性体コアの前記コイルより露出した端部を同一の材質にて形成された前記四角形板状磁性体に取付けた後、全部の構体を樹脂で被覆して、コモン・モード・チョークコイルにしたことを特徴とする、請求項５に記載の巻線型チョークコイル。