JP2012160522A - 大電流用コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で高インダクタンス特性が得られ、かつ大電流に対応することが出来るとともに、組立性や機械的強度に優れる大電流用コイル部品を提供する。
【解決手段】筒状に形成された閉磁路コア１と、この閉磁路コアの一端および他端から各々開口部２内に挿入されて互いの先端面４ａ同士が開口部内において当接するとともに、互いに両端面間に連通する複数本の挿通孔７ａ、７ｂが形成された一対の絶縁用コアカバー３と、これら絶縁用コアカバー３の挿通孔７ａ、７ｂ内に挿通された導電性金属バー１１とを備えてなり、かつ導電性金属バー１１は、絶縁用コアカバー３から外方に延出する先端部１１ｂが屈曲されることにより、絶縁用コアカバー３からの抜けストッパー１３が形成されてなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、コモンモードノイズ除去用コイルやラインフィルタ等として用いられる大電流用コイル部品に関するものである。

一般に、電気機器類とその供給電源との間には、両者間に伝搬するノイズやコモンモードノイズを低減するためのラインフィルタやコモンモードノイズ除去用コイル等のコイル部品が介装されている。このコイル部品は、通常、電線を巻回したコイルの周囲を、フェライトコア等によって囲繞することによって構成されたものである。

ところで、この種のコイル部品を、大電流が流れる電源回路に介装する場合には、使用する電線の抵抗を下げるために、電線径を太くする必要があるが、一定の線径を超えると加工が難しくなる。このため、上記電線の本数を増やしたり、あるいはフェライトコアを分割型として、上記電線によってコイルを形成した後に、当該コイルに分割コアを組み合わせて一体化したりする構造が採用されている。

しかしながら、電線の本数を増やすと、コイルにおける１ターン当たりの巻線断面積が増加し、コイル形状が大きくなるという問題点があり、他方コアを分割型とすると、分割コア間にギャップが生じてインダクタンス値の低下を招くという問題点があった。

そこで、下記特許文献１においては、両端部に外部接続用のネジを形成した導線を、環状の閉磁路コアに２本貫通させ、導線の両端を絶縁板外部接続用のネジ間隔を規制する絶縁板に挿入し、ナットで締め付け固定した大電流用コモンモードインダクタが提案されている。

上記構成からなる従来の大電流用コイル部品によれば、導線をコイル形状に加工する必要がないために、通電電流に応じた太さに形成することにより、大電流に対応することが出来るとともに、一体型の閉磁路コアを用いることができるという利点がある。

特開２００３−１８８０３３号公報

しかしながら、上記従来の大電流用コイル部品にあっては、単に２本の導線を閉磁路コア内に貫通させて、それぞれの両端部を絶縁板に挿入してナットで締め付けた構造であるために、振動や衝撃を受けた場合や、あるいは閉磁路コアの小型化を図った場合に、閉磁路コアと２本の導線との間および２本の導線間で短絡を生じるおそれがある。

このため、導線や閉磁路コアの内面等に絶縁処理を施す必要があるとともに、２本の導線が両端部において絶縁板に支持されているのみであるために、別途部品全体としての機械的強度を高める方策も採る必要があるという問題点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構造で高インダクタンス特性が得られ、かつ大電流に対応することが出来るとともに、組立性や機械的強度に優れる大電流用コイル部品を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明に係る大電流用コイル部品は、筒状に形成された閉磁路コアと、この閉磁路コアの一端および他端から各々開口部内に挿入されて互いの先端面同士が上記開口部内において当接するとともに、互いに両端面間に連通する複数本の挿通孔が形成された一対の絶縁用コアカバーと、これら絶縁用コアカバーの上記挿通孔内に挿通された導電性金属バーとを備えてなり、かつ上記導電性金属バーは、上記絶縁用コアカバーから外方に延出する少なくとも一方の端部が屈曲されることにより、当該絶縁用コアカバーからの抜けストッパーが形成されてなることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記一対の絶縁用コアカバーは、上記閉磁路コアの開口部内に挿入される本体と、この本体の基端部に形成されて上記本体の先端面同士が当接した状態において上記閉磁路コアの端面に当接する鍔部と、一方の上記本体に形成されて上記導電性金属バーが挿通される上記挿通孔を画成するとともに上記先端面から突出する筒状の凸部と、他方の上記絶縁用コアカバーに形成されて上記筒状の凸部が係合する凹部とを備えてなることを特徴とするものである。

さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記導電性金属バーが、銅または銅合金によって平板状に形成され、かつ一端部に、端子取付穴が形成されるとともに外法寸法が上記挿通孔の内法寸法より大きい接続部が形成され、他端部に、面内方向に１８０度屈曲されることにより上記抜けストッパーが形成されるとともに、当該屈曲時に内側となる縁部が上記面内方向の内方に切り欠かれて幅狭に形成されることにより、上記抜けストッパーには、上記切り欠かれた縁部によって囲繞される端子取付穴が形成されていることを特徴とするものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、上記一対の絶縁用コアカバーおよび上記複数本の導電性金属バーが、それぞれ同形状に形成されていることを特徴とするものである。

請求項１〜４のいずれかに記載の発明によれば、筒状に形成された閉磁路コアを用いているために、高インダクタンス特性を得ることが出来るとともに、電線として導電性金属バーを用いているために、当該導電性金属バーの断面積を適宜設定することにより容易に大電流に対応することが出来る。

また、上記閉磁路コアの開口部内に、その両端部から絶縁用コアカバーを挿入して、互いの先端面を当接させ、かつ当該絶縁用コアカバーに形成した挿通孔内に上記導電性金属バーを挿入しているために、確実に絶縁性を確保することができる。
さらに、上記導電性金属バーの少なくとも一方の端部に、屈曲形成した抜けストッパーを形成しているために、振動や衝撃に対する機械的強度にも優れる。

しかも、閉磁路コア、一対の絶縁用コアカバーおよび複数本の導電性金属バーによって構成され、上記閉磁路コアの開口部内に絶縁用コアカバーを挿入して、当該絶縁用コアカバーに形成した挿通孔内に上記導電性金属バーを挿入し、さらに導電性金属バーの端部を屈曲することにより組立が完了するために、簡易な構造であって容易に製造することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、閉磁路コアの両端部側から、各々絶縁用コアカバーを開口部内に挿入して、各鍔部を上記閉磁路コアの端面に当接させるのみで、上記開口部内において互いの本体の先端面が当接するとともに、一方の筒状の凸部が他方の凹部に係合するために、容易かつ確実に所望の絶縁性能を得ることができるとともに、上記筒状の凸部と凹部との嵌合によって機械的強度も高めることが可能になる。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、導電性金属バーを、その接続部が形成されていない他端部側から絶縁用コアカバーの挿通孔内に挿入して、当該接続部を絶縁用コアカバーの端面に当接させ、この状態で他端部を屈曲して抜けストッパーを形成することにより、導電性金属バーが、その両端部において絶縁用コアカバーを強固に位置決めすることが出来る。

この際に、上記導電性金属バーの抜けストッパーを形成する側の端部であって、かつ屈曲時に内側となる縁部に、上記面内方向の内方に切り欠かれた幅狭部を形成しているために、面内方向への上記屈曲加工が一層容易になるとともに、当該屈曲を行うのみで、上記抜けストッパーに上記切り欠かれた縁部によって囲繞される端子取付穴を形成することができる。

加えて、請求項４に記載の発明によれば、上記一対の絶縁用コアカバーを同形状に形成し、かつ上記複数本の導電性金属バーも同形状に形成しているために、少ない種類の構成部品によって、当該大電流用コイル部品を製造することが出来、よって部品管理が容易になるという効果も得られる。

本発明に係る大電流用コイル部品の一実施形態を示す分解斜視図である。 図１の絶縁用コアカバーの形状を示す斜視図である。 図１の絶縁用コアカバーに銅バーを挿入した状態を示す平面図である。 上記一実施形態の平面図である。 図４の斜視図である。

図１〜図５は、本発明に係る大電流用コイル部品を、単相電源用のコモンモードノイズ除去用コイルに適用した一実施形態を示すもので、図中符号１が閉磁路コアである。
この閉磁路コア１は、フェライトあるいはカーボニル鉄等の磁性体からなる角型のコアで、中心部には端面１ａ間に貫通する断面長方形状の開口部２が形成されている。そして、この開口部２内に、一対の同形状の絶縁用コアカバー３が挿入されている。

この絶縁用コアカバー３は、絶縁性を有する合成樹脂によって一体成形されたもので、図２に示すように、角筒状の本体４の基端部に、鍔部５が形成されている。ここで、本体４は、閉磁路コア１の開口部２内に嵌合する外形寸法に形成されるとともに、その軸線方向の長さ寸法が、開口部２の軸線方向の長さ寸法の１／２に形成されている。そして、この本体４内に、２本の導体挿通部６ａ、６ｂが当該本体４の横断面視における長手方向に並列的に一体形成されている。

これら導体挿通部６ａ、６ｂは、各々内部に、軸線方向両端面に開口して後述する銅バー（導電性金属バー）１１が挿入される挿通孔７ａ、７ｂが形成されている。そして、一方の導体挿通部６ａの先端部には、本体４の先端面４ａから突出する角筒状の凸部８が形成されるとともに、これと隣接する他方の導体挿通部６ｂの先端部には、上記凸部８が嵌入される凹部９が形成されている。

さらに、鍔部５の他端面側には、一方の導体挿通部６ａの挿通孔７ａと連通する挿通孔１０ａ（図１参照）が形成された角筒状の基台部１０が一体に形成されている。
そして、一対の絶縁用コアカバー３は、一方の本体４が閉磁路コア１の開口部２の一端側から内部に挿入されるとともに、他方の本体４が上記開口部２の他端側から内部に挿入されている。

ここで、これら絶縁用コアカバー３は、一方に対して他方が軸線廻りに天地されることにより、一方の凸部８が他方の凹部９と対向するように配置されている。これにより、双方の絶縁用コアカバー３は、鍔部５が閉磁路コア１の端面に当接した状態において、閉磁路コア１の開口部２内において一方の凸部８が他方の凹部９内に係合して先端面４ａ同士が当接するとともに、互いの導体挿入部６ａ、６ｂの挿通孔７ａ、７ｂを軸線方向に連通させて閉磁路コア１に取り付けられている。

そして、これら絶縁用コアカバー３の導体挿入部６ａ、６ｂの挿通孔７ａ、７ｂ内に、それぞれ上記銅バー１１が挿入されている。
この銅バー１１は、上記挿通孔７ａ、７ｂ内に挿入可能な断面積を有する平板状部材で、その長さ寸法は、閉磁路コア１の開口部２の軸線方向の長さに、当該開口部２から外方に突出する基台部１０の長さを加えた寸法よりも大きく形成されている。

また、その基端部１１ａには、端子取付穴１２ａが形成されるとともに外法寸法が挿通孔７ａ、７ｂの内法寸法より大きい方形の接続部１２が一体に形成されている。そして、この銅バー１１は、先端部１１ｂが、一方の絶縁用コアカバー３の基台部１０に隣接する挿通孔７ｂ側から挿入され、他方の絶縁用コアカバー３の挿通孔７ａから基台部１０の挿通孔１０ａを経て外部に延出するように配置されている。

また、この銅バー１１は、絶縁用コアカバー３の基台部１０から外方に延出する先端部１１ｂが、所定の長さ範囲において、その一方の側縁部が面内方向の内側に切り欠かれることにより幅狭に形成されている。そして、この先端部１１ｂは、図４および図５に示すように、幅狭に切り欠かれた縁部１１ｃを内側にして、先端が基端側に向けて面内方向に１８０度屈曲されて、その先端が基台部１０の端面に当接することにより、抜けストッパー１３が形成されている。また、当該抜けストッパー１３には、上記切り欠かれた縁部１１ｃによって囲繞される端子取付穴１３ａが形成されている。

これにより、本実施形態のコモンモードノイズ除去用コイルにおいては、銅バー１１の基端部１１ａ側の接続部１２が、一方の絶縁コアカバー３に対する抜け止め部として機能し、かつ先端部１１ｂの抜けストッパー１３が他方の絶縁コアカバー３に対する抜け止め部として機能するとともに、両抜け止め部によって一対の絶縁用コアカバー３が一体化された状態で、閉磁路コア１に取り付けられている。

以上の構成からなるコモンモードノイズ除去用コイルによれば、角筒状に形成された閉磁路コア１を用いているために、高インダクタンス特性を得ることが出来るとともに、電線として銅バー１１を用いているために、当該銅バー１１の断面積を適宜設定することにより容易に大電流に対応することが出来る。

また、閉磁路コア１の開口部２内に、その両端部から絶縁用コアカバー３の本体４を挿入して、互いの先端面４ａを当接させ、かつ本体４の導線挿通部６ａ、６ｂに形成した挿通孔７ａ、７ｂ内に、銅バー１１を挿入しているために、確実に絶縁性を確保することができる。さらに、銅バー１１の基端部１１ａに接続部１２を形成するとともに、先端部１１ｂに、屈曲形成した抜けストッパー１３を形成しているために、当該銅バー１１によって一対の絶縁用コアカバー３を一体化することが出来、よって振動や衝撃に対する機械的強度にも優れる。

しかも、このコモンモードノイズ除去用コイルは、閉磁路コア１、一対の絶縁用コアカバー３および２本の銅バー１１によって構成され、閉磁路コア１の開口部２内に絶縁用コアカバー３の本体４を挿入して、絶縁用コアカバー３に形成した挿通孔７ａ、７ｂ内に銅バー１１を挿入し、さらに銅バー１１の先端部１１ｂを屈曲することにより組立が完了するために、簡易な構造であって容易に製造することができる。

また、閉磁路コア１の両端面１ａ側から、各々絶縁用コアカバー３の本体４を開口部２内に挿入して、各鍔部５を閉磁路コア１の端面１ａに当接させるのみで、開口部２内において互いの先端面４ａが当接するとともに、一方の筒状の凸部８が他方の凹部９に係合するために、容易かつ確実に所望の絶縁性能を得ることができるとともに、筒状の凸部８と凹部９との嵌合によって機械的強度も高めることが可能になる。

さらに、銅バー１１を、その接続部１２が形成されていない先端部１１ｂ側から絶縁用コアカバー４の本体４に形成された挿通孔７ａ、７ｂ内に挿入して、接続部１２を絶縁用コアカバー３の鍔部５に当接させ、この状態で先端部１１ｂを屈曲して抜けストッパー１３を形成することにより、銅バー１１が、その両端部において絶縁用コアカバー３を強固に位置決めすることが出来る。

この際に、銅バー１１の抜けストッパー１３を形成する先端部１１ｂであって、かつ屈曲時に内側となる縁部１１ｃに、面内方向の内方に切り欠かれた幅狭部を形成しているために、面内方向への屈曲加工が容易になるとともに、当該屈曲を行うのみで、抜けストッパー１３に切り欠かれた縁部１１ｃによって囲繞される端子取付穴１３ａを形成することもできる。

加えて、一対の絶縁用コアカバー３として同形状のものを用い、かつ２本の銅バー１１も同形状のものを用いているために、少ない種類の構成部品によって、当該大電流用のコモンモードノイズ除去用コイルを製造することが出来、よって部品管理が容易になるという効果も得られる。

なお、上記実施形態においては、銅バー１１の基端部１１ａに接続部１２を一体に形成し、挿通孔７ａ、７ｂ内に挿通されて外方に延出する先端部１１ｂを面内方向に屈曲して抜けストッパー１３を形成する場合についてのみ説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、銅バー１１の両端部を同様に屈曲形成して、各々抜けストッパー１３を形成するようにしてもよい。

大電流が流れるコモンモードノイズ除去用コイル等として利用可能である。

１ 閉磁路コア
１ａ 端面
２ 開口部
３ 絶縁用コアカバー
４ 本体
４ａ 先端面
５ 鍔部
７ａ、７ｂ 挿通孔
８ 凸部
９ 凹部
１１ 銅バー（導電性金属バー）
１１ａ 先端部
１１ｃ 切り欠かれた縁部
１２ 接続部
１３ 抜けストッパー
１２ａ、１３ａ 端子取付穴

Claims (4)

1. 筒状に形成された閉磁路コアと、この閉磁路コアの一端および他端から各々開口部内に挿入されて互いの先端面同士が上記開口部内において当接するとともに、互いに両端面間に連通する複数本の挿通孔が形成された一対の絶縁用コアカバーと、これら絶縁用コアカバーの上記挿通孔内に挿通された導電性金属バーとを備えてなり、
   かつ上記導電性金属バーは、上記絶縁用コアカバーから外方に延出する少なくとも一方の端部が屈曲されることにより、当該絶縁用コアカバーからの抜けストッパーが形成されてなることを特徴とする大電流用コイル部品。
2. 上記一対の絶縁用コアカバーは、上記閉磁路コアの開口部内に挿入される本体と、この本体の基端部に形成されて上記本体の先端面同士が当接した状態において上記閉磁路コアの端面に当接する鍔部と、一方の上記本体に形成されて上記導電性金属バーが挿通される上記挿通孔を画成するとともに上記先端面から突出する筒状の凸部と、他方の上記絶縁用コアカバーに形成されて上記筒状の凸部が係合する凹部とを備えてなることを特徴とする請求項１に記載の大電流用コイル部品。
3. 上記導電性金属バーは、銅または銅合金によって平板状に形成され、かつ一端部に、端子取付穴が形成されるとともに外法寸法が上記挿通孔の内法寸法より大きい接続部が形成され、他端部に、面内方向に１８０度屈曲されることにより上記抜けストッパーが形成されるとともに、当該屈曲時に内側となる縁部が上記面内方向の内方に切り欠かれて幅狭に形成されることにより、上記抜けストッパーには、上記切り欠かれた縁部によって囲繞される端子取付穴が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の大電流用コイル部品。
4. 上記一対の絶縁用コアカバーおよび上記複数本の導電性金属バーは、それぞれ同形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の大電流用コイル部品。

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