JP2007103596A - 巻線チップ型コモンモードチョークコイル - Google Patents

Abstract

【課題】 空中配線を最小限にしつつ端末の曲折を緩やかにして端末に掛かるストレスを減少でき、断線不良や被膜剥離による絶縁不良を生じにくい高信頼性の巻線チップ型コモンモードチョークコイルを提供する。
【解決手段】 巻芯部１１と、複数の脚状電極部１５ａ〜１５ｄが互いに所定の間隔を置いて巻芯部１１の両端側に形成された鍔部１２と、巻芯部１１に巻回され、端末が脚状電極部１５ａ〜１５ｄに接続された複数の巻線２１ａ，２１ｂとからなる巻線チップ型コモンモードチョークコイルにおいて、脚状電極部１５ａ〜１５ｄは、巻線３１ａ，３１ｂの端末が接続される電極形成領域の少なくとも一部に凸状曲面部１６ａ〜１６ｄを有することを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、各種の電子回路に用いられる小型で表面実装が可能な巻線チップ型コモンモードチョークコイルに関する。

チップ型コモンモードチョークコイルは、例えば、図９（ａ）に示すようなドラムコアの巻芯部９１に、図９（ｂ）に示すように２本の巻線９２ａ，９２ｂが巻回され、その両端末が巻芯部９１の両端側の鍔部に設けられた脚状電極部９３ａ〜９３ｄに熱圧着などの方法により電気的に接続され構成されている。

しかしながら、巻線９２ａ，９２ｂの端末（被膜が除去されて導体が露出している部分）を各脚状電極部９３ａ〜９３ｄに接続するにあたっては、例えば一方の巻線９２ａの端末が、接続されるべき脚状電極部９３ａに隣接する脚状電極部９３ｂに接触して短絡したり（図９（ｂ）参照）、十分な絶縁距離を確保できずに耐圧の劣化や絶縁不良を生じるという問題がある。また、図９（ｃ）に示すように、脚状電極部９３ｂの側面が巻芯部の軸方向に垂直に切り立っているため、巻線９２ｂが略直角に曲折することになり、断線しやすいという問題もある。

上記のような問題を解決するために、例えば特許文献１では、図１０に示すように、脚状電極部９３ａ〜９３ｄの外周の一部を所定の傾斜平面１０１として形成している。このような構成によれば、巻線９２ａの端末が、接続されるべき脚状電極部９３ａに隣接する脚状電極部９３ｂに接触して短絡を生じたり、耐圧の劣化や絶縁不良が生じるのを防止する効果や、巻線の曲折角度が緩やかになり、この曲折部分での巻線の断線を防止する効果が期待できる。

特開平１１―２０４３４６号公報

しかしながら、外部応力等による巻線の断線を防止するためには空中配線を最小限にすることが極めて重要であるものの、図１０に示したような構成では図１１に黒塗りで示す空中配線部分１０２が長くなり、断線が生じ易くなるという問題がある。

また、図１０のような構成においても巻線の端末が傾斜平面１０１の上辺に沿って移動し配線位置がずれる危険性があり、例えば巻線９２ａが脚状電極部９３ａ上で位置ずれすることにより脚状電極部９３ｂの電極に端末が接触して短絡を生じたり、耐圧の劣化や絶縁不良を招いたりする場合がある。また、巻線９２ａが移動した場合、逆に傾斜平面１０１を設けたことによって配線が脚状電極部９３ｂの傾斜平面１０１に沿って上方に移動し易くなり、傾斜平面部分の電極に端末が接触しないまでも、耐圧の劣化や絶縁不良を招き易くなる。さらに、脚状電極部上で端末が移動すると、脚状電極部に端末を接続する際の圧着の信頼性が低下する問題がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、空中配線を少なくして断線を生じにくい高信頼性のコモンモードチョークコイルを提供することを目的とする。
また、本発明は、巻線の端末の移動を防止して、耐圧の劣化や絶縁不良を回避すると共に、電極部に端末を接続する際の圧着の信頼性を向上し得るコモンモードチョークコイルを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、巻芯部と、複数の脚状電極部が互いに所定の間隔を置いて前記巻芯部の両端側に形成された鍔部と、前記巻芯部に巻回され、端末が前記脚状電極部に接続された複数の巻線を具備する巻線チップ型コモンモードチョークコイルにおいて、前記脚状電極部は、前記端末が接続される電極形成領域の少なくとも一部に凸状曲面部を有することを特徴としているものである。

また、本発明の巻線チップ型コモンモードチョークコイルは、更なる好ましい特徴として、
「前記脚状電極部は、前記凸状曲面部の下側に電極が形成されていない垂直面部を有すること」、
「前記脚状電極部は、前記凸状曲面部に隣接して前記端末を位置決めするための段部を有すること」、
「前記巻芯部は、断面形状が五角以上の多角形もしくは楕円もしくは円の巻線部と、該巻線部の両側に位置し断面形状が四角形で前記巻線部よりも大断面の非巻線部を有すること」、
を包含するものである。

本発明の巻線チップ型コモンモードチョークコイルによれば、脚状電極部が、巻線の端末（被膜が除去されて導体が露出している部分）が当接する電極形成領域に凸状曲面部を有することにより、空中配線を最小限にしつつ端末の曲折を緩やかにして端末に掛かるストレスを減少でき、断線不良や被膜剥離による絶縁不良を効果的に防止して信頼性の高いコモンモードチョークコイルを実現することができる。

また、脚状電極部が、凸状曲面部の下側に電極が形成されていない垂直面部を有するものにあっては、仮に巻線の端末が脚状電極部上で移動した場合にも、端末が接続すべき電極以外の電極と短絡したり、耐圧の劣化や絶縁不良を招いたりするのを効果的に防止でき、より一層信頼性の高いコモンモードチョークコイルを実現することができる。

また、脚状電極部が、凸状曲面部に隣接して巻線の端末を位置決めするための段部を有するものにあっては、脚状電極部上での端末の移動を防止して端末を安定させることができる。このため、端末を電極部に精度良く熱圧着することができると共に、端末の移動によって引き起こされる耐圧の劣化や絶縁不良を確実に回避することができ、極めて信頼性の高いコモンモードチョークコイルを実現することができる。

また、巻芯部が、断面形状が五角以上の多角形もしくは楕円もしくは円の巻線部と、該巻線部の両側に位置し断面形状が四角形で前記巻線部よりも大断面の非巻線部を有するものにあっては、巻線に掛かるテンションの均一化と巻線へ掛かるストレスの低減を図ることができると共に、脚状電極部に凸状曲面部を設けたことと相俟って空中配線をより一層短くすることができる。このため、外部応力等による断線不良をより一層効果的に防止することができ、且つ、巻線位置を一定にして特性のバラツキを抑えることができ、極めて高品質・高信頼性のコモンモードチョークコイルを実現することができる。

本発明の巻線チップ型コモンモードチョークコイルは、電源ライン又は信号ラインから伝わる高周波の同相成分のノイズを除去するために用いられ、巻芯部と、該巻芯部の両端側に配設され、複数の脚状電極部が互いに所定の間隔を置いて形成された鍔部と、前記巻芯部に巻回され、端末が前記脚状電極部に接続された複数の巻線を具備するものである。

そして、特に本発明の巻線チップ型コモンモードチョークコイルでは、巻線の端末が接続される脚状電極部の電極形成領域の少なくとも一部に凸状曲面部を設けることにより、空中配線を最小限にしつつ端末の曲折を緩やかにして端末に掛かるストレスの低減を図り、断線不良や被膜剥離による絶縁不良を防止したものである。

以下、本発明の実施形態例を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態例）
図１は本例の巻線チップ型コモンモードチョークコイルを構成するコアの構造を示す斜視図、図２は図１のコアに電極膜を付与した状態を示す斜視図、図３は本例の巻線チップ型コモンモードチョークコイルの平面図、図４は図３の要部を示す斜視図、図５は図３中のＡ−Ａ断面図である。なお、図４及び図５では、電極膜を省略している。

図１に示すように、本例のチップ型コモンモードチョークコイルを構成するコア１０は、フェライトから形成されており、巻芯部１１の両端側に鍔部１２を備えている。そして、この鍔部１２に溝１３を設けて形成した４つの脚部にそれぞれ浸漬法などにより電極膜１４を付与し、４つの脚状電極部１５ａ〜１５ｄを形成している（図２参照）。

脚状電極部１５ａと脚状電極部１５ｄには、巻芯部１１の軸方向に平行な立ち上がり面（巻芯部１１に隣接する側の立ち上がり面）から上面にかけて凸状曲面部１６ａと凸状曲面部１６ｄがそれぞれ形成されている。また、脚状電極部１５ｂと脚状電極部１５ｃには、巻芯部１１の軸方向に直交する立ち上がり面（巻芯部１１に隣接する側の立ち上がり面）から上面にかけて凸状曲面部１６ｂと凸状曲面部１６ｃがそれぞれ形成されている。

また、脚状電極部１５ａと脚状電極部１５ｄには、凸状曲面部１６ａと凸状曲面部１６ｄに隣接して、巻芯部１１の軸方向に対して垂直な段部１７ａと段部１７ｄがそれぞれ形成されている。

さらに、４つの脚状電極部１５ａ〜１５ｄには、前記凸状曲面部の下側に電極膜１４が形成されていない垂直面部１８がそれぞれ形成されている（図２参照）。

一方、巻芯部１１は、断面八角形の巻線部１１ａと、この巻線部１１ａの両側に位置する断面四角形の非巻線部１１ｂとで構成されている。なお、巻線部１１ａは、非巻線部１１ｂの角を面取りした形態を有しており、巻線部１１ａと非巻線部１１ｂの境界部分には段差状の境界部１１ｃを有している。

そして、図３に示すようにコア１０の巻線部１１ａに、２本の巻線３１ａ，３１ｂを巻回し、一方の巻線３１ａの２つの端末は脚状電極部１５ａ，１５ｄに、他方の巻線３１ｂの２つの端末は脚状電極部１５ｂ，１５ｃにそれぞれ熱圧着などの方法により電気的に接続される。これにより、４端子、２回路型の巻線チップ型コモンモードチョークコイルが形成される。

本例においては、脚状電極部１５ａ〜１５ｄが、巻線の端末が当接する電極形成領域に凸状曲面部１６ａ〜１６ｄを有するため、図４及び図５に示されるように端末の曲折を緩やかにして端末に掛かるストレスを減少させることができる。特に本例では、脚状電極部１５ａ，１５ｄについては巻芯部１１の軸方向に平行な立ち上がり面から上面にかけて湾曲する凸状曲面部１６ａ，１６ｄを設け、脚状電極部１５ｂ，１５ｃについては巻芯部１１の軸方向に直交する立ち上がり面から上面にかけて湾曲する凸状曲面部１６ｂ，１６ｃを設けているため、凸状曲面部の湾曲方向とこれに接続される各巻線の端末の引き出し方向が概ね平行になり、極めて効果的に端末に掛かるストレスを減少させることができる。

また、前述のような凸状曲面部１５ａ〜１５ｄを設けると共に、巻線部１１ａの断面形状を八角形にして円（もしくは楕円）に近づけたこととにより、空中配線を格段に短くすることができ、断線不良や被膜剥離による絶縁不良を極めて効果的に防止することができる。

さらに、本例においては、巻回し後の配線部分が長い巻線３１ａの端末が接続される脚状電極部１５ａ，１５ｄには、凸状曲面部１６ａ，１６ｄに隣接して段部１７ａ，１７ｄを設けているため、図４に示すように、段部１７ａ（１７ｄ）に係止させるようにして巻線３１ａの端末を位置決めし、脚状電極部上での端末の移動を防止して端末を安定させることができる。このため、端末を脚状電極部に精度良く熱圧着することができると共に、端末の移動によって引き起こされる耐圧の劣化や絶縁不良を確実に回避することができる。

また、巻芯部１１が、巻線部１１ａの両側に巻線部１１ａよりも大断面の非巻線部１１ｂを有し、巻線部１１ａと非巻線部１１ｂとの間に段差状の境界部１１ｃを形成しているため、この巻線部１１ａに巻回しすることにより、自動的に巻線位置を一定にすることができると共に、巻線部１１ａの断面形状を八角形にして芯内部からの角度を鈍角にして円（もしくは楕円）に近づけることにより、巻線に掛かるテンションの均一化と巻線へ掛かるストレスの低減を図ることができ、特性のバラツキを抑えることができる。

また、脚状電極部１５ａ〜１５ｄが、凸状曲面部１６ａ〜１６ｄの下側に電極が形成されていない垂直面部１８ａ〜１８ｄを有するため、仮に巻線の端末が脚状電極部上で移動した場合にも、特に巻回し後の配線部分が長い巻線３１ａの端末が接続すべき電極以外の電極と短絡したり、耐圧の劣化や絶縁不良を招いたりするのを効果的に防止することができる。

なお、本例のチップ型コモンモードチョークコイルは天板を備えていない構成のものであるが、図６に示すように、天板６１を備えた構成とすることもできる。

（第２の実施形態例）
図７は本例の巻線チップ型コモンモードチョークコイルを構成するコアの構造を示す斜視図、図８は本例の巻線チップ型コモンモードチョークコイルの平面図である。なお、図７及び図８において、図１及び図３と同一符号を付した部分は同一部分又は相当する部分を示している。また、図７及び図８では、脚状電極部の電極膜を省略している。

本例の巻線チップ型コモンモードチョークコイルの基本的な構成は第１の実施形態例のものと同様であり、以下に異なる点を説明する。

第１の実施形態例では巻回し後の配線部分が長い巻線３１ａの端末が接続される脚状電極部１５ａ，１５ｄにのみ段部１７ａ，１７ｄを形成したが、本例では脚状電極部１５ｂ，１５ｃにも、凸状曲面部１６ｂと凸状曲面部１６ｃに隣接して、巻芯部１１の軸方向に平行な段部１７ｂと段部１７ｃがそれぞれ形成されている。

巻線３１ｂは巻回し後の配線部分が短いため、比較的簡単に脚状電極部上で端末を位置決めすることができるが、本例のように脚状電極部１５ｂ，１５ｃにも段部１７ｂ，１７ｃを形成することにより、全ての端末を極めて確実かつ簡単に位置決めすることができ、端末を電極部に容易に精度良く熱圧着することができる。

以上説明したように、本発明の巻線チップ型コモンモードチョークコイルは、空中配線を最小限にしつつ端末の曲折を緩やかにして端末に掛かるストレスを減少でき、断線不良や被膜剥離による絶縁不良の無い高信頼性のコモンモードチョークコイルを安定して量産することができるものである。

なお、本発明は前述した実施形態例に限定されるものではなく、例えば巻芯部、鍔部、脚状電極部、凸状曲面部、段部などの形態、巻線の巻回態様などに関し、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明の第１の実施形態例に係る巻線チップ型コモンモードチョークコイルを構成するコアの構造を示す斜視図である。 図１のコアに電極膜を付与した状態を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態例に係る巻線チップ型コモンモードチョークコイルを示す平面図である。 本発明の第１の実施形態例に係る巻線チップ型コモンモードチョークコイルの要部を示す斜視図である。 図３中のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第１の実施形態例に係る巻線チップ型コモンモードチョークコイルに天板を設けた斜視図である。 本発明の第２の実施形態例に係る巻線チップ型コモンモードチョークコイルを構成するコアの構造を示す斜視図である。 図７のコアに巻線を巻回した状態を示す平面図である。 従来の一般的なチップ型コモンモードチョークコイルの説明図であり、（ａ）はドラムコアの斜視図、（ｂ）及び（ｃ）は巻線と電極部との接続状態を示す部分平面図及び部分側面図である。 従来例のチップ型コモンモードチョークコイルの説明図であり、（ａ）はドラムコアの斜視図、（ｂ）は巻線と電極部との接続状態を示す部分平面図である。 従来例のチップ型コモンモードチョークコイルにおける空中配線を説明する図１０（ｂ）中のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１０ コア
１１ 巻芯部
１１ａ 巻線部
１１ｂ 非巻線部
１１ｃ 境界部
１２ 鍔部
１３ 溝
１４ 電極膜
１５ａ〜１５ｄ 脚状電極部
１６ａ〜１６ｄ 凸状曲面部
１７ａ，１７ｄ 段部
１８ 垂直面部
３１ａ，３１ｂ 巻線
６１ 天板
９１ 巻芯部
９２ａ，９２ｂ 巻線
９３ａ〜９３ｄ 脚状電極部
１０１ 傾斜平面
１０２ 空中配線部分

Claims (4)

1. 巻芯部と、複数の脚状電極部が互いに所定の間隔を置いて前記巻芯部の両端側に形成された鍔部と、前記巻芯部に巻回され、端末が前記脚状電極部に接続された複数の巻線を具備する巻線チップ型コモンモードチョークコイルにおいて、
   前記脚状電極部は、前記端末が接続される電極形成領域の少なくとも一部に凸状曲面部を有することを特徴とする巻線チップ型コモンモードチョークコイル。
2. 前記脚状電極部は、前記凸状曲面部の下側に電極が形成されていない垂直面部を有することを特徴とする請求項１に記載の巻線チップ型コモンモードチョークコイル。
3. 前記脚状電極部は、前記凸状曲面部に隣接して前記端末を位置決めするための段部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の巻線チップ型コモンモードチョークコイル。
4. 前記巻芯部は、断面形状が五角以上の多角形もしくは楕円もしくは円の巻線部と、該巻線部の両側に位置し断面形状が四角形で前記巻線部よりも大断面の非巻線部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の巻線チップ型コモンモードチョークコイル。

Images