JP2007258484A - 基板搭載型トランス及びそれ用の台座 - Google Patents

Abstract

【課題】トランスと実装基板間を接続するリード端子に衝撃が伝達されることを防止する。
【解決手段】巻線３を巻回したボビン５に複数のリード端子１１が一体に突設され、前記巻線から引出される複数のリード線３aは前記各リード端子に接続され、前記各リード端子が実装基板17に形成された孔部１９に挿入されて前記実装基板の裏面にある導電部２１に半田付されて成る構造の基板搭載型トランスであって、前記各リード端子が挿通される挿通孔１３を有し、前記トランスと前記実装基板の間に介在されて前記トランスの荷重を受ける絶縁素材からなる台座１５が設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板上に搭載されるトランスの実装構造、すなわち基板搭載型トランス及びそれ用の台座に関するものである。

電源回路部品としてプリント基板上に搭載される小形トランスにおいて、ボビンのフランジ部にインサート成形により複数のリード端子を予め一体に突設し、ボビンに巻回された巻線から引出されるリード線を前記リード端子に絡げて、機械的及び電気的に接続し、各リード端子を実装基板に形成された孔部に挿入し、基板の裏面に形成された導電部に突出させ、この突出部を導電部に半田付することでトランスの実装を完成させるものが知られている。

ところで、トランスそのものはボビンと、前記ボビンに巻回した一次側巻線と二次側巻線及び磁性コアを組合せて構成されているため、他の電子部品に比べて重量が重く、発熱量も高い。そのため、トランスの全体を実装基板上に直接接触した状態で設置することはせず、複数のリード端子を介して基板から離した状態に設置することが通常行われている。

このため、上記構造のトランスを実装した基板を含む機器をその搬送途中で落下したりぶつけたりと言った不適切な取扱いをした場合、或いはＡＣアダプタに基板ごと組込んだ場合において電源コードを引っ掛けて該ＡＣアダプタを机等の上から落した場合、トランスに過度な衝撃荷重が集中してリード端子を切断したり、実装基板の前記孔部廻りの銅箔ランドと称される導電部ごと基板から剥離してしまい、断線などの導電不良の原因となる。

このような衝撃荷重による導電不良を防止するための対策として、下記特許文献１に示す技術が開示されている。この技術は、リード端子の途中部位において外力で変形する形状部、具体的には湾曲部を形成したものであり、振動や落下などによりトランス−実装基板部分に一時的に大きな荷重が加わった場合には、この湾曲部が変位することで衝撃を吸収するものである。

特開平１１−２７３９４１号公報

しかしながら、この構造においては、リード端子そのものの耐衝撃性に依存し、この耐衝撃性を越えた衝撃荷重が加わった場合には、やはり前述の不具合が生ずることになる。また、繰返し衝撃荷重が加わることで、リード端子の湾曲部と直線部分との接合位置が金属疲労により切断するおそれもある。

本発明の目的は、トランス−実装基板部分に落下等に起因して大きな衝撃が作用しても、その衝撃荷重がリード端子に直接加わることがないようにして、リード端子の衝撃に基づく断線等の問題を未然に防止できるようにした基板搭載型トランスおよびそれ用の台座を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の第１の態様は、巻線を巻回したボビンに複数のリード端子が一体に突設され、前記巻線から引出される複数のリード線は前記各リード端子に接続され、前記各リード端子が実装基板に形成された孔部に挿入されて前記実装基板の裏面にある導電部に半田付されて成る構造の基板搭載型トランスであって、前記各リード端子が挿通される挿通孔を有し、前記トランスと前記実装基板の間に介在されて前記トランスの荷重を受ける絶縁素材からなる台座が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の第１の態様によれば、台座がトランスの荷重を直接支えているので、トランスは絶縁状態を維持したまま基板上に安定状態に支持されており、トランスに衝撃荷重が加わった場合には、その衝撃は台座に加わり、リード端子には加わらない。従って、リード端子に変形力は加わらないので、全体としての耐衝撃性を当該台座を介在させるだけで容易に向上することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様の基板搭載型トランスにおいて、前記台座の前記挿通孔は、前記リード端子の基部側が大径に形成されていることを特徴とするものである。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様の作用効果に加え、当該挿通孔の前記大径の部分によって、前記リード線を前記リード端子に絡めて接続したその接続部分に対して、衝撃荷重が加わらない。従って、リード端子とリード線との接続部廻りに対する保護も行うことが出来、リード線−リード端子間の断線などの問題も防止できる。

本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様の基板搭載型トランスにおいて、前記台座は、前記ボビン側の接触面には、前記台座の端縁と前記挿通孔とを結んで前記巻線から引出されたリード線を納める導入溝が形成されていることを特徴とするものである。

本発明の第３の態様によれば、第１の態様または第２の態様の作用効果に加え、前記導入溝によって、前記リード線を前記リード端子に絡めて接続したその接続部分に連なるように引かれたリード線部分に対して、衝撃荷重が加わらない。従って、リード端子とリード線との接続部廻りに対する保護も行うことが出来、リード線−リード端子間の断線などの問題も防止できる。

本発明の第４の態様は、第１の態様または第２の態様の基板搭載型トランスにおいて、前記台座は、前記ボビン側の接触面が段差形状に形成され、高段面部が前記ボビン側との接触面となり、低段面部が前記巻線から引出されたリード線を納める部分として形成されていることを特徴とするものである。
本発明の第４の態様によれば、前記高段面部がトランスの荷重を直接支え、低段面部が前記巻線から引出されたリード線を納めるので、第１の態様または第２の態様の作用効果に加え、リード端子とリード線との接続部廻りに対する保護も行うことが出来、リード線−リード端子間の断線などの問題も防止できる。

本発明の第５態様は、第１の態様から第４の態様のいずれかの基板搭載型トランスにおいて、前記台座は、トランスに要求される絶縁種別に応じた素材で形成されていることを特徴とするものである。
本発明の第５の態様によれば、第１から第４の態様のいずれかの作用効果に加え、トランスに要求される絶縁種別に応じた素材で台座が形成されるので、トランスとして要求される性能を安定して長期間発現させることができる。

本発明の第６の態様は、前記第２の態様または第５の態様に記載されている基板搭載型トランス用の台座である。すなわち、前記挿通孔は前記リード端子の基部側が大径に形成されている。更に前記ボビン側の接触面にはその端縁と前記挿通孔とを結んで前記巻線から引出されたリード線を納める導入溝または低段面部が設けられている台座である。或いは更に、トランスに要求される絶縁種別に応じた素材で形成されている台座である。

本発明の第６の態様によれば、トランス−実装基板部分に大きな衝撃が作用しても、その衝撃荷重がリード端子に直接加わらないようにしてリード端子の衝撃に基づく断線等の問題を未然に防止できる基板搭載型トランスを容易に実現することができる。

以下、本発明の最良の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図４は本発明の第１実施形態を示し、図１（ａ）は実装前のトランスを底面側から見た斜視図、図１（ｂ）は同トランスと台座との取付関係を示す分解斜視図、図２（ａ）は同トランスと台座との取付関係を示す上面側からの分解斜視図および一部拡大図、図２（ｂ）は同取付状態を示す底面側からの斜視図、図３は同トランスと実装基板との取付関係を示す上面側からの分解斜視図、図４は同実装状態を示す一部断面で示した側面図である。

各図において、トランス１は、外周に巻線３を巻回したボビン５と、ボビン５の外周部に組合わされた磁性材コア７とからなっている。ボビン５の両端に形成されたフランジ５ａの下部側にはリードマウント９が一体に形成され、この各リードマウント９には、複数のリード端子１１がインサート成形により一体に突出している。また、リードマウント９には、巻線３から引出される複数のリード線３ａを最寄のリード端子１１に導くための導入溝９ａが形成されている。各導入溝９ａを伝って各リード端子１１に導かれたリード線３ａは、各リード端子１１の基部（先端ではなく根元部）の外周に絡げられ、その絡げられた接続部分が、半田付などによって機械的及び電気的な接続が確保されている。

なお、本実施形態では、各リードマウント９に対しそれぞれ５本のリード端子１１を突設し、これに見合う数のリード線３ａを接続しているが、例えば一方のリードマウント９を一次、すなわち電源接続側として２本のリード端子１１を突設し、他方のリードマウント９には二次側のリード線であって、その変圧比の数に応じた本数のリード端子１１を突設しても良い。

以上のトランス１には、図１（ｂ）及び図２（ａ）（ｂ）に示すように、予め各リードマウント９の形状に対応して長尺な直方体に成形され、かつ前記リード端子１１の挿通孔１３を形成した絶縁材料からなる基板設置用の台座１５が取付けられる。

この台座１５の構成材料としては、ＪＥＭ規格に規定される絶縁種別に従って、次の天然または人工材料から選択される。
Ａ種：綿、紙、ポリエチレン、塩化ビニル、天然ゴム等
Ｅ種：ポリエステル、エポキシ、メラミン、フェノール、ポリウレタン等
Ｂ種：マイカ、石綿、ガラス繊維、フェノールなど
Ｆ種：Ｂ種と同じ

台座１５の成形は公知の製法で行われる。なお、言うまでもなく、綿、紙などのそれ単体では造形が出来ないものや、成形が困難な材料に関しては、公知のベース材料や他の前記材料を組合せた複合材料とすることにより、図示の形状、寸法に成形することができる。

前記挿通孔１３は、特に図２（ａ）の一部に拡大して示すように、下部側に向けて縮径するテーパ状の大径部１３ａと、この大径部１３ａの下部に連続して開口され、かつリード端子１１の幅寸法より少し大きい小径部１３ｂとからなる。更に、大径部１３ａと、台座１５の端縁とを結んで前記リード線３ａの導入溝１３ｃが形成され、図２（ｂ）に示すように前記台座１５がリードマウント９の底面に接合した状態で、リード線３ａの引出し端やリード端子１１の基部に対する前記接続部分との干渉を防止し、断線などの問題を未然に防止している。

台座１５の組付け後のトランス１は、その各リード端子１１を、図４に示すように実装基板１７の上下を貫通して形成された取付用の孔部１９に挿通することで、前記台座１５はトランス１と実装基板１７との間に介在するように設けられる。

実装基板１７の裏面側には、図４に示すように、前記孔部１９の周囲に銅箔ランドと称する接続用の導電部２１が設けられており、トランス１を実装基板１７上に搭載した状態で、実装基板１７の裏面を半田ディップ槽などに浸漬することで、孔部１９を貫通したリード端子１１の先端周囲に半田層２３が形成され、リード端子１１を半田層２３を介して導電部２１に機械的・電気的に接続される。

以上において、トランス１と実装基板１７間に、図４中符号Ｆ，Ｆ’で示した衝撃的な荷重が加わっても、この力Ｆ，Ｆ’は台座１５を介して相手側に伝達するのみで、直接的な力はリード端子には作用しない。

なお、説明は省略したが、前記台座１５とリードマウント９及び台座１５と実装基板１７の間は単なる接触だけでなく、その間にエポキシ樹脂系や、シリコン樹脂系などの接着剤を介在することで強固な結合が可能となり、圧縮荷重だけでなく、引張り荷重に対しても大きな耐久性を得ることができる。

図５は同台座の第２実施形態を示す要部拡大斜視図である。第１実施形態における導入溝１３ｃに代えて低段面部１３ｅが形成されている。すなわち、第２実施形態に係る台座１５は、ボビン５側の接触面が段差形状に形成され、高段面部１３ｄが前記ボビン５側との接触面となり、低段面部１３ｅが前記巻線３から引出されたリード線３aを納める部分として形成されている。この例でも、大径部１３ａが高段面部１３ｄ部分に設けられているが、該大径部１３ａは低段面部１３ｅまで一様な径で形成されていてもよい。或いは当該段差形状にしたことで大径部は設けなくすることも可能である。

これにより、前記高段面部１３ｄがトランス１の荷重を直接支え、低段面部１３ｅが前記巻線３から引出されたリード線３ａを納めるので、リード端子１１とリード線３ａとの接続部廻りに対する保護を行うことができ、リード線３ａ−リード端子１１間の断線などの問題を防止できる。

尚、挿通孔１３およびリード線３ｅを納める部分（上記導入溝１３ｃや低段差部１３ｅ）の構造は、台座１５がトランス１と実装基板１７との間に介在されてトランス１の荷重を受ける役割を担える条件で種々の変形が可能である。

図６（ａ），（ｂ）は本発明の第３実施形態を示す。なお、前記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分及び新たに付加された箇所のみに異なる符号を付して説明する。図５において、台座３１は矩形枠状をなし、その両端に前記リードマウント９の底面に接するとともに、複数のリード端子挿通孔３３を貫通形成したマウント接触部３５と、中央部の前後にマウント接触部３５より一段高く形成され、前記コア７の底面に接触するコア接触部３７とからなり、当該台座３１によりトランス１の全体を支持するようになっている。なお、コア接触部３７の下部側にはトランス１の内外を連通する切欠き３７ａが形成され、台座３１で囲われた内側に熱がこもることを防止している。該切欠き３７aは、図のように一部に設けるのに代えて全体にわたって設けてもよい。これにより、熱が一層こもりにくくなる。

本実施形態では、台座３１のトランス１に対する支持面積が増加するため、支持強度がさらに高いものとなる。

（ａ）は実装前のトランスを底面側から見た斜視図、（ｂ）は同トランスと台座との取付関係を示す分解斜視図。 （ａ）は同トランスと台座との取付関係を示す上面側からの分解斜視図および一部拡大図、（ｂ）は同取付状態を示す底面側からの斜視図。 同トランスと実装基板との取付関係を示す上面側からの分解斜視図。 同実装状態を示す一部断面で示した側面図。 同台座の第２実施形態を示す要部拡大斜視図。 （ａ）は本発明の第３実施形態に係るトランスと台座との取付関係を記す分解斜視図、（ｂ）は組立状態の斜視図。

符号の説明

１ トランス、 ３ 巻線、３ａ リード線、５ ボビン、５ａ フランジ部、７ 磁性コア、 ９ リードマウント、１１ リード端子、１３、３３ リード端子の挿通孔、 １３ａ 大径部、１３ｂ 小径部、１３ｃ リード線の導入溝、１３ｄ 高段面部、１３ｅ 低段面部、１５，３１ 台座、 １７ 実装基板、１９ 孔部、２１ 導電部、２３ 半田層、３４ マウント接触部、 ３７ コア接触部、３７ａ 切欠き

Claims (6)

1. 巻線を巻回したボビンに複数のリード端子が一体に突設され、前記巻線から引出される複数のリード線は前記各リード端子に接続され、前記各リード端子が実装基板に形成された孔部に挿入されて前記実装基板の裏面にある導電部に半田付されて成る構造の基板搭載型トランスであって、
   前記各リード端子が挿通される挿通孔を有し、前記トランスと前記実装基板の間に介在されて前記トランスの荷重を受ける絶縁素材からなる台座が設けられていることを特徴とする基板搭載型トランス。
2. 請求項１記載の基板搭載型トランスにおいて、前記台座の前記挿通孔は、前記リード端子の基部側が大径に形成されていることを特徴とする基板搭載型トランス。
3. 請求項１または２に記載の基板搭載型トランスにおいて、前記台座は、前記ボビン側の接触面には、前記台座の端縁と前記挿通孔とを結んで前記巻線から引出されたリード線を納める導入溝が形成されていることを特徴とする基板搭載型トランス。
4. 請求項１または２に記載の基板搭載型トランスにおいて、前記台座は、前記ボビン側の接触面が段差形状に形成され、高段面部が前記ボビン側との接触面となり、低段面部が前記巻線から引出されたリード線を納める部分として形成されていることを特徴とする基板搭載型トランス。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の基板搭載型トランスにおいて、前記台座は、トランスに要求される絶縁種別に応じた素材で形成されていることを特徴とする基板搭載型トランス。
6. 請求項２から５のいずれか１項に記載された基板搭載型トランス用の台座。

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