JP2008187128A - コイル巻線の線処理構造 - Google Patents

Abstract

【課題】実装が容易であり、他の部品との接触を防ぐことができるコイル巻線の線処理構造を提供することができる。
【解決手段】台座30は、ちょうど４つの脚部18の間に嵌合する形状になっており、台座30の線端保持部34，35にはそれぞれフライングワイヤー部20が保持されている。ボビン４の両側から延出した各フライングワイヤー部20は、台座30の線端保持部34，35により位置決め固定され、直接プリント基板25のスルーホール挿入されて半田付け実装されている。このように、フライングワイヤー部20が線端保持部34，35により安定的に位置決めされるため、当該コモンモードチョークコイル１を容易にプリント基板25へ実装することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、導電性線材を巻き回してなるコイル巻線の線端を処理するための線処理構造に関する。

従来、この種のコイル巻線を利用した三相コモンモードチョークコイルは、三相入力のスイッチング電源や三相入力機器のＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）対策用フィルタに用いられる場合、主に、トロイダルコアに３本の巻線を巻回して構成したものが使用されている（例えば特許文献１）。そしてこのように構成されたコモンモードチョークコイルは、パターンが形成された配線基板に実装される。

図１０に示すトロイダルコア型のコモンモードチョークコイル100は、１２０度ずつ区分けされた円環状のコア101の表面上に、各相に対応した３本の巻線102Ａ、102Ｂ、102Ｃが巻回されており、各巻線102Ａ、102Ｂ、102Ｃの両端103は、ベース104を貫通してコア101の下方へそれぞれ引き出されている。

しかしながら、特許文献１におけるトロイダルコア型のコモンモードチョークコイル100では、巻線102Ａ，102Ｂ，102Ｃの両端103である入力端子３本、出力端子３本の合計６本がコア101の円周上に引き出されることになるので、この両端103を図示しない配線基板に接続した場合に、三相の各電圧供給ラインが配線基板のパターン上でクロスしてしまう。そうすると、従来のコモンモードチョークコイル100では、コモンモードチョークコイル100前後における電圧供給ラインの入出力パターンを十分に分離することが困難となり、コモンモードチョークコイル100としての本来の効果を十分に得ることができないという問題があった。

この問題を解決し得る手段として、出願人は、本来の機能を効果的に発揮することができ、また最適な実装方向とすることができると共に、省スペースを実現できる新規の三相コモンモードチョークコイルを発明している。

以下、この新規の三相コモンモードチョークコイルの構造を簡単に説明する。

図８及び図９に示すように、コモンモードチョークコイル１は、ボビン４の巻芯体10に３つのコイル巻線としての巻線５Ａ，５Ｂ，５Ｃが巻回してなるコイル本体３に磁性コア２を装着することにより構成されており、巻線５Ａ，５Ｂ，５Ｃの各両線端部分が入力端子６Ａ，６Ｂ，６Ｃと出力端子６Ｄ，６Ｅ，６Ｆとにそれぞれ対応する。入力端子６Ａ，６Ｃ及び出力端子６Ｄ，６Ｆは、近傍の端子ピン７Ａ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｆにはんだ付けなどにより電気的に接続され、入力端子６Ｂ及び出力端子６Ｅには空中配線用の接続ピン７Ｂ，７Ｅがそれぞれ接続されている。なお、入力端子６Ｂ及び出力端子６Ｅに相当する巻線５Ｂの両線端部は、空中配線されることから他の巻線の先端部と区別してフライングワイヤー部20と呼ばれる。

このようにしてコモンモードチョークコイル１では、入力端子６Ａ，６Ｂ，６Ｃがコモンモードチョークコイル１の幅方向の一側に引き出され、出力端子６Ｄ，６Ｅ，６Ｆがコモンモードチョークコイル１の幅方向の他側に引き出される。
特開２００５−１９８１４７号公報

しかし、このようなコモンモードチョークコイル１や、既存ボビンにて使用可能なリードピンが無い場合、フライングワイヤー（空中配線）にて基板に実装されることとなるが、自由端となるフライングワイヤー部20は不安定で実装しづらく、ボビン４から延出したフライングワイヤー部20と周囲に実装された他の部品のリードとの絶縁が難しくなるという問題があった。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、実装が容易であり、他の部品との接触を防ぐことができるコイル巻線の線処理構造を提供することを目的とする。

本発明における請求項１のコイル巻線の線処理構造では、導電性線材を巻き回してなるコイル巻線と、前記コイル巻線の線端を保持するための保持部を備えた絶縁性を有する台座とから構成され、前記保持部に保持された前記線端を基板へ直接電気的に接続している。

このようにすると、コイル巻線の線端が保持部により安定的に位置決めされるため、当該コイル巻線を容易に基板へ実装することができる。

本発明における請求項２のコイル巻線の線処理構造では、前記線端と周囲の物との絶縁距離を確保するための保護部を前記台座に設けている。

このようにすると、保護部によりコイル巻線の線端と周囲の物との絶縁距離を確保することができる。

本発明における請求項３のコイル巻線の線処理構造では、前記台座を、前記コイル巻線が巻装されたボビンの底面に装着してなる。

このようにすると、既存のボビンにて不足したリードピンの代替として使用することができ、フライングワイヤーの必要がなくなる。

本発明の請求項１によると、実装が容易であり、他の部品との接触を防ぐことができるコイル巻線の線処理構造を提供することができる。

本発明の請求項２によると、絶縁距離を確保して安全性を向上させることができる。

本発明の請求項３よると、コイル巻線数に対してリードピンが不足する場合でも既存のボビンを流用することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明におけるコイル巻線の線処理構造の好ましい実施例を説明する。なお、従来例と同一箇所には同一符号を付し、共通する部分の説明は重複するため極力省略する。

図１は、本発明の特徴部となる台座の構成を示す平面図である。台座30は、例えば熱可塑性樹脂などの絶縁材料を略矩形の扁平板状に成形してなり、より具体的には、台座30は座部31の四方から４つの周縁部32が若干延出した十字状になっている。

座部31の長手方向で対向する一対の周縁部32，32のうち、一方の周縁部32（図中、右側）には、半円切り欠き状の線端保持部34が形成された突片33がその中央部から突設され、他方の周縁部32（図中、左側）には、その中央に半円切り欠き状の線端保持部35が形成されている。これら線端保持部34，35は、コモンモードチョークコイルを例えばプリント基板などの基板に実装するときに、フライングワイヤー部20を位置決め固定する作用をなし、その大きさはフライングワイヤー部20が嵌着又は係止可能な程度とするのが好ましい。

同図に示した台座30は、前述したコモンモードチョークコイル１を構成するボビン４の底面に装着可能な形状に形成されている。

ここで、ボビン４の構造についてさらに詳述する。ボビン４は、巻芯体10と、巻芯体10の両端に設けられた一対の鍔体11とにより構成される。第１〜第４の端子ピン７Ａ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｆはボビン４の四隅に配置され、それぞれ鍔体11の下面に突設されている。同様に、脚部18は、鍔体11の下面に突設されてなり、前記第１〜第４の端子ピン７Ａ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｆの長さより短い長さを有し、前記第１〜第４の端子ピン７Ａ，７Ｃ，７Ｄ，７Ｆの近傍となるボビン４の四隅に配置される。

台座30は、ちょうど４つの脚部18の間に嵌合する形状になっており、これら４つの脚部18を結んだボビン４底面の４辺に台座30の４つの周縁部32が対応する形になっている。台座30をボビン４の底面に装着した状態を示すのが図２である。台座30の各周縁部32がボビン４底面の各辺上で対向する２つの脚部18，18の間に納まった状態で、当該底面から外れないように固定テープ36で固着されている。また、台座30の線端保持部34，35にはそれぞれフライングワイヤー部20が保持されている。

図３及び図４は、コモンモードチョークコイル１をプリント基板25に実装した状態をフライングワイヤー部20が延出している両側方向から見た斜視図である。ボビン４の両側から延出した各フライングワイヤー部20は、台座30の線端保持部34，35により位置決め固定され、その先端が直接プリント基板25のスルーホールへ挿入されて半田付け実装されている。このように、フライングワイヤー部20が線端保持部34，35により安定的に位置決めされるため、当該コモンモードチョークコイル１を容易にプリント基板25へ実装することができる。なお、フライングワイヤー部20は、線端保持部34，35により固定されるため、従来例と異なりその線端に接続ピン７Ｂ，７Ｅを設ける必要が無い。

台座30はボビン４の底面に装着可能な形状に成形されているが、台座の形状は図１に示すものに限定されず、巻線５Ｂの線端たるフライングワイヤー部20を保持して基板へ直接半田付け等により電気的接続することを可能とするものであればどのような形状であってもよい。

図５乃至図７に台座の各種変形例を示す。これらの変形例は、コイル巻線を巻装するボビンの形状により適宜選択されるものであり、とりわけ図６及び図７の台座はボビンを使用しない場合における台座形状例である。

図５に示す台座40は、略矩形扁平板状の座部41と、その一側と略直角に結合された略矩形扁平板状の折曲部42から構成され、例えば熱可塑性樹脂などの絶縁材料を成形してなる。座部41は、折曲部42に比べて幅広であり、その長さ方向に２つの線端保持孔43が穿設されている。この線端保持孔43は、フライングワイヤー部（コイル巻線の線端）を挿通するために設けられており、フライングワイヤー部を保持するための保持部に相当する。コイル巻線をプリント基板25に実装した場合、座部41はプリント基板25に対向することとなるため、このとき折曲部42は、プリント基板25に対して略垂直となり、ちょうどフライングワイヤー部を囲う壁状板となる。すなわち、折曲部42は、フライングワイヤー部と例えばリードピンなどの周囲の物との絶縁距離を確保するための保護部として機能する。

図６に示す台座50は、例えば熱可塑性樹脂などの絶縁材料を略矩形の扁平板状に成形してなり、より具体的には、台座50は、対向する２つの周縁部52と対向する２つの保護部としての保護周縁部53とが座部51の四方から若干延出した十字状になっている。座部51の長手方向で対向する一対の保護周縁部53，53には、先端から基部へかけて切り欠き状の線端保持スリット54が等間隔にそれぞれ３つずつ並設されている。これら線端保持スリット54は、フライングワイヤー部（コイル巻線の線端）を嵌着又は係止するために設けられており、フライングワイヤー部を保持するための保持部に相当する。また、線端保持スリット54が幅広の保護周縁部53の基部まで切り込まれていることから、フライングワイヤー部を保護周縁部53の基部に保持することにより、保護周縁部53は、フライングワイヤー部と例えばリードピンなどの周囲の物との絶縁距離を確保するための保護部として機能する。

図７に示す台座60は、例えば熱可塑性樹脂などの絶縁材料を略矩形の扁平板状に成形してなり、より具体的には、台座60は、対向する２つの周縁部62と対向する２つの保護部としての保護周縁部63とが座部61の四方から延出した十字状になっている。座部61の長手方向で対向する一対の保護周縁部63，63には、その基部に線端保持孔64が等間隔にそれぞれ３つずつ並設されている。これら線端保持孔64は、フライングワイヤー部（コイル巻線の線端）を挿通するために設けられており、フライングワイヤー部を保持するための保持部に相当する。また、線端保持孔64が幅広の保護周縁部53の基部に形成されていることから、フライングワイヤー部を保護周縁部63の基部に保持することにより、保護周縁部63は、フライングワイヤー部と例えばリードピンなどの周囲の物との絶縁距離を確保するための保護部として機能する。

以上説明した台座30，40，50，60は、既存のボビン等にて不足したリードピンの代替として使用可能であり、またボビンが無い場合にも容易に設計可能であり、いずれの場合においてもフライングワイヤーをすることなく不特定の位置にコイル巻線の線端を安定的に実装可能になる。また、沿面距離、空間距離の必要な際に、保護部を省スペース化にて容易に追加可能である。さらに、これらの台座は、何れも単純な形状であるため、安価な金型にて製作することができ、実装スペースを有効に使用した形状で容易に作成可能である。

以上のように本実施例では、導電性線材を巻き回してなるコイル巻線としての巻線５Ｂと、巻線５Ｂの線端に相当するフライングワイヤー部20を保持するための線端保持部34，35（又は線端保持孔43又は線端保持スリット54又は線端保持孔64）を備えた絶縁性を有する台座30（又は台座40又は台座50又は台座60）とから構成され、線端保持部34，35（又は線端保持孔43又は線端保持スリット54又は線端保持孔64）に保持されたフライングワイヤー部20をプリント基板25へ直接電気的に接続している。

このようにすると、巻線５Ｂのフライングワイヤー部20が線端保持部34，35等により安定的に位置決めされるため、当該巻線５Ｂを容易にプリント基板25へ実装することができる。従って、実装が容易であり、他の部品との接触を防ぐことができるコイル巻線の線処理構造を提供することができる。

また本実施例では、フライングワイヤー部20と周囲の物との絶縁距離を確保するための保護部としての折曲部42（又は保護周縁部53又は保護周縁部63）を台座40（又は台座50又は台座60）に設けている。

このようにすると、折曲部42等により巻線５Ｂのフライングワイヤー部20と周囲の物との絶縁距離を確保することができる。従って、絶縁距離を確保して安全性を向上させることができる。

さらに本実施例では、台座30を、巻線５Ｂが巻装されたボビン４の底面に装着してなる。

このようにすると、既存のボビンにて不足したリードピンの代替として使用することができ、フライングワイヤーの必要がなくなる。従って、コイル巻線数に対してリードピンが不足する場合でも既存のボビンを流用することができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

本発明の実施例における台座の平面図である。 同上、台座をコモンモードチョークコイルに装着した状態を示す底面図である。 同上、台座を装着したコモンモードチョークコイルの実装態様を示す斜視図である。 同上、図３に示す実装態様を逆方向から見た斜視図である。 同上、台座の変形例を示す斜視図である。 同上、台座の別の変形例を示す平面図である。 同上、台座のさらに別の変形例を示す平面図である。 出願人が先に出願した新規の三相コモンモードチョークコイルの概略構成を示す模式図である。 同上、端子の配置を示す図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図である。 従来のコモンモードチョークコイルを示す斜視図である。

符号の説明

４ ボビン
５Ｂ 巻線（コイル巻線）
20 フライングワイヤー部（線端）
25 プリント基板（基板）
30，40，50，60 台座
34，35 線端保持部（保持部）
43，64 線端保持孔（保持部）
54 線端保持スリット（保持部）
42 折曲部（保護部）
53，63 保護周縁部（保護部）

Claims (3)

1. 導電性線材を巻き回してなるコイル巻線と、前記コイル巻線の線端を保持するための保持部を備えた絶縁性を有する台座とから構成され、前記保持部に保持された前記線端を基板へ直接電気的に接続したことを特徴とするコイル巻線の線処理構造。
2. 前記線端と周囲の物との絶縁距離を確保するための保護部を前記台座に設けたことを特徴とする請求項１記載のコイル巻線の線処理構造。
3. 前記台座を、前記コイル巻線が巻装されたボビンの底面に装着してなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のコイル巻線の線処理構造。
   

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