JP2008227019A - インダクタンス素子及びラインフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】巻線−巻線間及び磁心−巻線間の絶縁距離（空間距離及び沿面距離）を確保して小型化を図ったインダクタンス素子及びラインフィルタを提供する。
【解決手段】２つのボビン２１Ａ，２１Ｂと、２つのボビン２１Ａ，２１Ｂにそれぞれ巻回された巻線３０Ａ，３０Ｂと、２つのボビン２１Ａ，２１Ｂ間に設けられた絶縁スペーサカバー４０と、２つのボビン２１Ａ，２１Ｂが並列に装着された磁心構造体とを備えている。絶縁スペーサカバー４０は、２つのボビン２１Ａ，２１Ｂ間に位置する板状部と、前記板状部の両側に形成されて２つのボビン２１Ａ，２１Ｂの相互に対向する側を囲むカバー４２とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、巻線を施したボビンに磁心を設けたインダクタンス素子及びラインフィルタに係り、とくに巻線相互が絶縁関係を必要としかつ巻線−巻線間、磁心−巻線間の絶縁距離を保って小型化を図るための構造に関する。

電源ラインに挿入されてノイズ除去を行うラインフィルタにおいては、巻線−巻線間、磁心−巻線間の絶縁距離（空間距離及び沿面距離）が所定の規格を満足する必要があり、小型化の障害となっている。

図６はラインフィルタの従来例であり、端子ピン付ボビン１の端部鍔２と中間鍔３間に第１相の巻線５が、端部鍔４と中間鍔３間に第２相の巻線６が、それぞれ巻回されている。巻線５の端末は端部鍔２側の端子ピン７に接続され、巻線６の端末は端部鍔４側の端子ピン８に接続されている。ボビン１には一対のＵ型（コ字型）磁心１０が挿入されて突き合わされ、固定金具１１で固定されている。

この場合、磁心−巻線間の絶縁を確保するために、空間距離を広げている。つまり、磁心内面と巻線外周間の距離を増大させている。また、相間（巻線−巻線間）の絶縁については、中間鍔３を長くして所用の沿面距離を確保している。このため、磁心内面と巻線外周間に大きな空きスペースが存在することになり、小型化の障害となっている。

従来、磁心−巻線間あるいは相間（巻線−巻線間）の絶縁を確保しつつ、これらの間の距離を縮めて小型化を図る技術として、下記特許文献１，２がある。

実開平５−２３５０９号公報 特開２００２−２１７０４８号公報

特許文献１では、相間（巻線−巻線間）にスペーサ（仕切り板）を設けて、相間の距離を縮めているが、磁心−巻線間については、ボビンの鍔を大きくして沿面距離を確保する必要がある。また、特許文献２では、磁心−巻線間にスペーサを設けて、磁心−巻線間の距離を縮めているが、相間については空間距離を確保する必要がある。従って、特許文献１，２ではいずれも十分に小型化することができなかった。

本発明は、上記の点に鑑み、２つのボビンを並列配置するとともに両者間に絶縁スペーサカバーを介在させ、その絶縁スペーサカバーの形状を工夫することにより、巻線−巻線間及び磁心−巻線間の絶縁距離（空間距離及び沿面距離）を確保して小型化を図ったインダクタンス素子及びラインフィルタを提供することを目的とする。

本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。

上記目的を達成するために、本発明のある態様のインダクタンス素子は、２つのボビンと、前記２つのボビンにそれぞれ巻回された巻線と、前記２つのボビン間に設けられた絶縁スペーサカバーと、前記２つのボビンが並列に装着された磁心構造体とを備え、
前記絶縁スペーサカバーは、前記２つのボビン間に位置する板状部と、前記板状部の両側に形成されて前記２つのボビンの相互に対向する側を囲むカバー部とを有することを特徴としている。

前記インダクタンス素子において、前記２つのボビンの相互に対向する側の鍔部が前記カバー部の内側に嵌合していてもよい。

前記インダクタンス素子において、前記カバー部が角筒状であってもよい。

前記インダクタンス素子において、前記カバー部の上面が吸着面となる平坦面となっていてもよい。

前記インダクタンス素子において、前記カバー部の底面にスタンドオフ用凸部が形成されていてもよい。

前記インダクタンス素子において、前記磁心構造体が一対のＵ型磁心を突き合わせた閉磁路構造体、又はＵ型磁心とＩ型磁心とを突き合わせた閉磁路構造体であってもよい。

前記インダクタンス素子において、前記一対のＵ型磁心同士、又はＵ型磁心とＩ型磁心とを突き合わせ状態に固定する固定具を有していてもよい。

本発明の別の態様はラインフィルタであり、前記インダクタンス素子において、前記２つのボビンの巻線は実質的に同一インダクタンスとしてコモンモードチョークコイルを構成したことを特徴としている。

本発明に係るインダクタンス素子及びラインフィルタによれば、巻線を施した２つのボビン間に設けられた絶縁スペーサカバーの形状を工夫することで、巻線−巻線間及び磁心−巻線間の絶縁距離（空間距離及び沿面距離）を確保することができ、形状の小型化が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、インダクタンス素子及びラインフィルタの実施の形態を図面に従って説明する。

図１乃至図５は本発明の実施の形態であってインダクタンス素子の１例としてラインフィルタの場合を示す。これらの図に示すように、ラインフィルタ２０は、一対の絶縁樹脂製端子ピン付ボビン２１Ａ，２１Ｂと、ボビン２１Ａ，２１Ｂにそれぞれ巻回された巻線３０Ａ，３０Ｂと、一対のボビン２１Ａ，２１Ｂ間に設けられた絶縁スペーサカバー４０と、一対のボビンが並列に装着される磁心構造体としての一対のＵ型（コ字型）磁心５０Ａ，５０Ｂとを備えている。

ラインフィルタ２０の場合、コモンモードチョークコイルを構成するように、一対のボビン２１Ａ，２１Ｂの巻胴部２２は図５に示すように同一形状で、巻線３０Ａ，３０Ｂも同一巻き数とし、巻線相互のインダクタンスが等しくなるように設定する。

一対のボビン２１Ａ，２１Ｂは巻胴部２２の両端位置に方形鍔部２３をそれぞれ有しており、両端位置の方形鍔部２３に端子台２４が一体に形成され、端子台２４に端子ピン２５が固定されている。但し、ボビン２１Ａとボビン２１Ｂとでは端子台２４の位置が左右対称となっており、図１のように、ボビン２１Ａでは端子台２４は方形鍔部２３の下部左側に、ボビン２１Ｂでは端子台２４は方形鍔部２３の下部右側に位置している。また、ボビン２１Ａ，２１ＢはＵ型（コ字型）磁心５０Ａ，５０Ｂを挿入するための貫通穴２６を有している。

絶縁樹脂製スペーサカバー４０は、一対のボビン２１Ａ，２１Ｂ間に位置する板状部４１と、板状部４１の両側に形成されて一対のボビン２１Ａ，２１Ｂの相互に対向する側を囲む角筒状カバー部４２とを有している。角筒状カバー部４２は全周にわたり同じ突出長さであってもよいが、本実施の形態では図１及び図３（Ａ）,（Ｂ）に示すように、底部４３側は突出量を長くしている。また、角筒状カバー部４２の底面の左右両側にはスタンドオフ用凸部４４が下向きに突出するように形成されている。

ラインフィルタ２０の組立は、例えば、以下の手順で行うことができる。まず、ボビン２１Ａ，２１Ｂに巻線３０Ａ，３０Ｂを同じ巻き数で巻回し、巻線端末を端子ピン２５に絡げて、はんだ付け等で電気的に接続する。

次いで、巻線３０Ａ，３０Ｂを設けたボビン２１Ａ，２１Ｂをスペーサカバー４０の左右から板状部４１の左右両面に形成された角筒状カバー部４２の内側に嵌合する。つまり、左側のボビン２１Ａの方形鍔部２３の右側部分が、左側の角筒状カバー部４２の内面で形成された凹部に嵌合し、右側のボビン２１Ｂの方形鍔部２３の左側部分が、右側の角筒状カバー部４２の内面で形成された凹部に嵌合する。

その後、ボビン２１Ａ，２１Ｂの貫通穴２６にＵ型磁心５０Ａ，５０Ｂを挿入し、相互に突き合わせて閉磁路の磁心構造体とする。なお、Ｕ型磁心５０Ａ，５０Ｂは例えばフェライト磁心である。Ｕ型磁心５０Ａ，５０Ｂの一方の脚部がボビン２１Ａの貫通穴２６に、他方の脚部がボビン２１Ｂの貫通穴２６にそれぞれ挿入されるから、Ｕ型磁心５０Ａ，５０Ｂをボビン２１Ａ，２１Ｂに組み付けた状態で、ボビン２１Ａ，２１Ｂはスペーサカバー４０から離脱しないように並列（ボビン軸方向が平行）に保持される。

なお、図１の２点鎖線に示すように、絶縁樹脂製スペーサカバー４０のスタンドオフ用凸部４４間の凹部を利用してＵ型磁心５０Ａ，５０Ｂ同士を突き合わせ状態に保持する固定金具６０を装着することができる。固定金具６０は対向する折り曲げ弾性片６１でＵ型磁心５０Ａ，５０Ｂを挟持する。固定金具６０を用いずに接着等の手段でＵ型磁心５０Ａ，５０Ｂ同士を突き合わせ状態に保持してもよい。

図５に示すように、スペーサカバー４０の板状部４１が巻線３０Ａ，３０Ｂ間に介在しかつ左右両側の角筒状カバー部４２が庇状に巻線３０Ａ，３０Ｂの上側と下側を覆うため、一対のボビン２１Ａ，２１Ｂの巻線間距離は、スペーサカバー４０の表面に沿った沿面距離Ｌ１となり、十分に長くなり、定格電圧２５０Ｖの安全規格距離３.０ｍｍ以上を容易に満足することができる。仮にスペーサカバー４０が存在しないときは、巻線３０Ａ，３０Ｂ相互の空間距離を３.０ｍｍ以上確保する必要があり、大型化を招くことは明白である。

また、Ｕ型磁心５０Ａ，５０Ｂのボビン２１Ａ，２１Ｂの方形鍔部２３に対向する部分（図２の符号５１で示される部分）は、仮にスペーサカバー４０の角筒状カバー部４２が存在しないと巻線３０Ａ，３０Ｂとの距離が最も近くなる箇所であるが、Ｕ型磁心５０Ａ，５０Ｂのボビン２１Ａ，２１Ｂの方形鍔部２３に対向する部分５１と、方形鍔部２３との間に、角筒状カバー部４２が介在するため、磁心と巻線間も前記安全規格を満たす１.６ｍｍ以上とすることが容易である。つまり、ボビン側方形鍔部２３の形状（巻線部分からの突出長）を巻線作業に必要となる以上に大きくする必要性が無くなる。

この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。

(1) 巻線を施した一対のボビン２１Ａ，２１Ｂ間に設けられた絶縁樹脂製スペーサカバー４０の形状を工夫することで、換言すれば、板状部４１の両側に角筒状カバー部４２を形成し、板状部４１をボビン２１Ａ，２１Ｂ間に配置することにより、巻線−巻線間及び磁心−巻線間の絶縁距離（空間距離及び沿面距離）を確保することができ、形状の小型化が可能となる。

(2) ボビン２１Ａ，２１Ｂの相互に対向する側の方形鍔部２３が角筒状カバー部４２の内側に嵌合するから、ボビン２１Ａ，２１Ｂとスペーサカバー４０とが一体化され、スペーサカバー４０の位置ずれ、がたつきが無い。

(3) スペーサカバー４０の１つの外面（上面４５）を平坦面として、電子部品装着機で吸着保持するための吸着面として利用可能である。この場合、吸着に都合の良いように、上面４５を幅広に形成することも可能である。

(4) スペーサカバー４０の底面にスタンドオフ用凸部４４を形成したことで、端子ピン２５に巻線端末を絡げ、継線処理（例えば、はんだ付け）した部分は、ラインフィルタ２０の取り付け相手側のプリント基板の部品挿入穴よりも上側となり、ラインフィルタ２０をプリント基板の部品挿入穴に差し込む際の障害にならない。

(5) スタンドオフ用凸部４４間の凹部を利用してＵ型磁心５０Ａ，５０Ｂ同士を突き合わせ状態に保持する固定金具６０を装着することができる。

なお、上記実施の形態において、磁心構造体が一対のＵ型磁心５０Ａ，５０Ｂを突き合わせた閉磁路構造体であるとしたが、Ｕ型磁心とＩ型磁心とを突き合わせた閉磁路構造体としても差し支えない。

また、インダクタンス素子の例として、２つのボビン２１Ａ，２１Ｂの巻線３０Ａ，３０Ｂのインダクタンスを実質的に同じにしてコモンモードチョークコイルとなるようにしたラインフィルタを示したが、本発明はラインフィルタのみに限定されるものではない。例えば、一方のボビン２１Ａの巻線３０Ａを一次巻線、他方のボビン２１Ｂの巻線３０Ｂを二次巻線（一次巻線と異なる巻き数）とすれば、トランスを構成でき、一方のボビン２１Ａの巻線３０Ａと、他方のボビン２１Ｂの巻線３０Ｂとを直列に接続すればチョークコイルとなる。

以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。

本発明の実施の形態であって、インダクタンス素子としてのラインフィルタを構成した斜視図である。 同分解斜視図である。 実施の形態で用いる絶縁樹脂製スペーサカバーであって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。 実施の形態で用いる絶縁樹脂製ボビンであって、（Ａ）は一部を断面とした正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は底面図である。 実施の形態において、巻線間の沿面距離を説明する正断面図である。 従来のラインフィルタの側面図である。

符号の説明

１，２１Ａ，２１Ｂ ボビン
５，６，３０Ａ，３０Ｂ 巻線
７，８，２５ 端子ピン
２０ ラインフィルタ
２２ 巻胴部
２３ 方形鍔部
２６ 貫通穴
４０ スペーサカバー
４１ 板状部
４２ 角筒状カバー部
４３ 底部
４４ スタンドオフ用凸部
５０Ａ，５０Ｂ 磁心
６０ 固定金具

Claims (8)

1. ２つのボビンと、前記２つのボビンにそれぞれ巻回された巻線と、前記２つのボビン間に設けられた絶縁スペーサカバーと、前記２つのボビンが並列に装着された磁心構造体とを備え、
   前記絶縁スペーサカバーは、前記２つのボビン間に位置する板状部と、前記板状部の両側に形成されて前記２つのボビンの相互に対向する側を囲むカバー部とを有することを特徴とするインダクタンス素子。
2. 前記２つのボビンの相互に対向する側の鍔部が前記カバー部の内側に嵌合している請求項１記載のインダクタンス素子。
3. 前記カバー部が角筒状である請求項１又は２記載のインダクタンス素子。
4. 前記カバー部の上面が吸着面となる平坦面となっている請求項１，２又は３記載のインダクタンス素子。
5. 前記カバー部の底面にスタンドオフ用凸部が形成されている請求項１，２，３又は４記載のインダクタンス素子。
6. 前記磁心構造体が一対のＵ型磁心を突き合わせた閉磁路構造体、又はＵ型磁心とＩ型磁心とを突き合わせた閉磁路構造体である請求項１，２，３，４又は５記載のインダクタンス素子。
7. 前記一対のＵ型磁心同士、又はＵ型磁心とＩ型磁心とを突き合わせ状態に固定する固定具を有している請求項６記載のインダクタンス素子。
8. 請求項１ないし７のインダクタンス素子において、前記２つのボビンの巻線は実質的に同一インダクタンスであり、コモンモードチョークコイルを構成したことを特徴とするラインフィルタ。

Images