JP2013102028A - チョークコイル - Google Patents

Abstract

【課題】コイルの放熱性を改善したチョークコイルを提供する。
【解決手段】例えばＥＥ型の一対のコアと、ボビンと、コイルと、樹脂モールド部とを備えたチョークコイルにおいて、ボビン１は、外側にコイルが巻回される筒状の芯体１ａと、芯体１ａの両端に形成された鍔部１ｂとを備えている。一対の鍔部１ｂの各々におけるコイルに面する表面には、外側から内側に至る複数条の溝Ｇｂ１，Ｇｂ２が形成され、かつ、芯体１ａの表面には、コイルの巻回方向と交差する方向に複数条の溝Ｇａが形成されている。このような溝Ｇａ，Ｇｂ１，Ｇｂ２によって、樹脂モールド時の溶融樹脂が、コイルの銅線間の隙間、及び、コイルとボビン１との隙間に入り易くなり、これらの隙間を樹脂で埋め尽くすことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、主として電源回路の昇圧用、力率改善用又は電流平滑用として用いられるチョークコイルに関する。

チョークコイルは、例えば、電源回路の昇圧用、力率改善用又は電流平滑用として用いられている。従来のチョークコイルは、一対のコアと、コイルを巻回したボビンとを、互いに抱き合わせた構成となっている。
図８は、既知の（例えば、特許文献１参照。）ＥＥコア型のチョークコイル２０の構成例を示す分解斜視図である。図において、このチョークコイル２０は、ＥＥ型の上下一対のコア２３と、コイル２２が巻回された角形のボビン２１とを備えている。コア２３の端面形状は、図示のように「Ｅ」の字の形となっている。

コア２３は、ボビン２１の軸方向両端に設けられている鍔部２１ｂの外形状と、ボビン２１の中心にある角形筒状の芯体２１ａの内側の孔形状とに合わせた凹凸形状となるように、両端の凸部２３ｂと中央の凸部２３ａとを有している。芯体２１ａに一対のコア２３の中央の凸部２３ａを内挿し、かつ、外側の凸部２３ｂ同士を当接させた状態で全体を固定すれば、チョークコイル２０が出来上がる。なお、例えば、外側の凸部２３ｂ同士を当接させた状態で、中央の凸部２３ａ同士は当接せず、一定のギャップを形成するように構成されている。

特開２００５−１５０４１４号公報

上記のような従来のチョークコイル２０では、組立後に、コイル２２に対して溶融樹脂を流し込む樹脂モールドが行われる。しかしながら、コイル２２の銅線間の隙間及び、コイル２２とボビン２１の表面との間の隙間に、樹脂が入りにくい。特に、ＥＥ型のコア２３に合わせてボビン２１の芯体２１ａが角形であるため、コイル２２を芯体２１ａの表面に密着させて巻くことは困難であり、巻き太りが生じる。そのため、コイル２２の最内部とボビン２１の芯体２１ａの表面との間に比較的大きな隙間ができている。この隙間を樹脂で満たすべく樹脂をしみ込ませたいが、入りにくい。結果的に、樹脂が入り込めなかったため空気の領域が残ってしまうと、当該領域が熱伝導を妨げる。そのため、コイルの発熱がボビンに熱伝導しにくく、放熱性が良くない。

かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、コイルの放熱性を改善したチョークコイルを提供することを目的とする。

本発明は、一対のコアと、前記コアに装着されるボビンと、前記ボビンに巻回されるコイルと、前記コイルの銅線間の隙間及び前記コイルと前記ボビンとの隙間に入り込んで固化した樹脂モールド部と、を備えたチョークコイルであって、前記ボビンは、内側に前記コアの一部である角形の磁心を受け入れ、外側に前記コイルが巻回される筒状の芯体と、前記コイルの巻回軸方向における前記芯体の両端に形成された鍔部と、を備え、一対の前記鍔部の各々における前記コイルに面する表面に、外側から内側に至る複数条の溝が形成され、かつ、前記芯体の表面には、前記コイルの巻回方向と交差する方向に複数条の溝が形成されていることを特徴とするものである。

上記のように構成されたボビンは、ボビンに巻回されたコイルに樹脂モールドを施す際に、溶融樹脂が鍔部の溝を伝って外側から内側に入り込む。また、芯体の表面に達した溶融樹脂が、芯体の溝を伝って、コイルの最内部と芯体との隙間に入り込む。従って、溶融樹脂が、コイルの銅線間の隙間、及び、コイルとボビンとの隙間に入り易くなり、これらの隙間を樹脂で埋め尽くすことができる。また、溝を伝っての脱泡も促進される。

また、上記チョークコイルにおいて、鍔部の各条の溝は、芯体の各条の溝と連通していてもよい。
この場合、鍔部の溝から芯体の溝へ溶融樹脂が容易に流れ込むことができる。

本発明のチョークコイルによれば、コイルからボビンへの放熱性が改善される。

本発明の一実施形態に係るチョークコイルを組み立てた状態を示す斜視図である。 図１のチョークコイルにおいてコイルを巻回する前のボビンの斜視図である。 図２に示すボビンのIII-III線断面図である。 組み立てられたチョークコイルに、樹脂モールドのための型を装着する状態を示す斜視図である。 図４の状態から、溶融樹脂を型に注ぎ込む状態示す斜視図である。 コイルの巻回方向に直交する断面であって、かつ、溝のあるところでの断面で、ボビン及びコイルを見た部分断面図であり、（ａ）は溶融樹脂Ｒを注入する前の状態、（ｂ）は注入後所定時間が経過した状態を、それぞれ示している。 離型後の、樹脂モールド部を備えたチョークコイルを示す斜視図である。 ＥＥコア型のチョークコイルの構成例を示す分解斜視図である。

図１は、本発明の一実施形態に係るチョークコイル１０を組み立てた状態を示す斜視図である。図において、このチョークコイル１０は、ＥＥ型の一対のコア３と、角形のボビン１と、コイル２とを備えている。コイル２が巻回されたボビン１は、コア３と抱き合わせるように組み立てられ、ボビン１及びコア３は、互いに相手方に装着された関係になっている。これらのボビン１、コイル２、コア３は、図８に示したチョークコイル２０におけるボビン２１、コイル２２、コア２３に対応し、図８と同様の要領で組み立てられている。コア３は、中央の磁心となる凸部３ａと、両側の磁心となる凸部３ｂとを有している。コア３は、例えば、鋼板、フェライト、ダストコア（圧粉磁心）により形成される。

図２は、コイル２を巻回する前のボビン１の斜視図である。図において、ボビン１は、外側にコイル２が巻回される角筒状の芯体１ａと、コイル２の巻回軸方向（図の矢印Ａの方向）における芯体１ａの両端に形成された鍔部１ｂとを有している。ボビン１の芯体１ａは、その内側にコア３の凸部３ａを受け入れるように内寸法が設定されている。また、鍔部１ｂも、コア３の両側の凸部３ｂ間に収まる幅寸法となっている。ボビン１は、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）を材質とする成型品又は、成型品を接合して成るものである。

図３は、図２に示すボビン１のIII-III線断面図である。図２及び図３において、一対の鍔部１ｂの各々における、コイル２に面する表面には、外側から内側に至る複数条（本例では合計８条）の溝Ｇｂ１，Ｇｂ２が形成されている。また、芯体１ａの表面には、コイル２の巻回方向と交差する方向（矢印Ａに平行な方向）に複数条（本例では８条）の溝Ｇａが形成されている。各溝Ｇａ，Ｇｂ１，Ｇｂ２の深さは、例えば、当該溝が設けられている部位の肉厚の１／２である。また、各溝Ｇａ，Ｇｂ１，Ｇｂ２が延びる方向に直交する溝断面形状は、例えば、矩形若しくは半円形である（図示しているのは矩形）。

また、図３に示すように、溝Ｇｂ１は、図の上方から樹脂を垂らすことを予定してその向きが設計されている。すなわち、樹脂モールド時に真上に位置する２つの溝Ｇｂ１は、単に上下方向に延びている。一方、他の溝Ｇｂ２は、芯体１ａに対して図３の左右対称に、斜めに、かつ、内側へ下り傾斜するように、形成されている。このような溝形状によって、重力により自然に、溶融樹脂が溝Ｇｂ１，Ｇｂ２を伝い易くすることができる。
また、鍔部１ｂの各条の溝Ｇｂ１，Ｇｂ２は、芯体１ａの各条の溝Ｇａと連通している。これにより、鍔部１ｂの溝Ｇｂ１又はＧｂ２から芯体１ａの溝Ｇａへ連続した通し溝が形成され、溶融樹脂を容易に流れ込ませることができる。また、各溝Ｇａ，Ｇｂ１，Ｇｂ２を伝っての脱泡も促進される。

図４は、組み立てられたチョークコイル１０に、樹脂モールドのための型１１，１２を装着する状態を示す斜視図である。型１１，１２は例えばＰＴＦＥ製である。上の型１１には、注入用の開口１１ａが形成されている。下の型１２は、底面がふさがっている。このように型１１，１２を装着した後、図５に示すように、溶融樹脂Ｒ（例えばエポキシ樹脂を溶融させたもの）をポット１３から開口１１ａに注ぎ込む。

図６は、コイル２の巻回方向に直交する断面であって、かつ、例えば溝Ｇｂ１，Ｇａのあるところでの断面で、ボビン１及びコイル２を見た部分断面図である。（ａ）は溶融樹脂Ｒを注入する前の状態、（ｂ）は注入後所定時間が経過した状態を、それぞれ示している。注入された溶融樹脂は、溝Ｇｂ１を伝って外側から内側に入り込む。また、芯体１ａの表面に達した溶融樹脂が、溝Ｇａを伝って、コイル２の最内部と芯体１ａとの隙間に入り込む。

こうして、溶融樹脂が、コイル２の銅線間の隙間、及び、コイル２とボビン１との隙間に入り易くなり、これらの隙間を溶融樹脂で埋め尽くすことができる。こうして、（ｂ）に示すように、コイル２の銅線間の隙間及びコイル２とボビン１との隙間に入り込んで固化した樹脂モールド部Ｒ１を形成することができる。
図７は、離型後の、樹脂モールド部Ｒ１を備えたチョークコイル１０を示す斜視図である。このような樹脂モールド部Ｒ１の存在により、コイル２の発熱がボビン１に伝導し易くなり、放熱性が改善される。

なお、上記の各溝Ｇａ，Ｇｂ１，Ｇｂ２の設計仕様（数、場所、延びていく形状、断面形状、深さ）はそれぞれ一例に過ぎない。例えば上部の溝Ｇｂ１が傾斜していてもよいし、溝Ｇｂ２は曲線状に傾斜していてもよい。また、図３における芯体１ａの下方にも溝を設けることができる。下方にも溝を設けることにより、上方にある溝に、より樹脂が入り易くなる。但し逆に、入った樹脂が抜け易くなる可能性もあり、溶融樹脂の粘性に合わせて設計することが好ましい。本実施形態で使用した溶融樹脂の粘性は、５０Ｐａ・Ｓである。

また、溝Ｇｂ１又はＧｂ２から溝Ｇａへは、連通していることが溶融樹脂の通り易さの点では好ましいが、必ずしも連通していなくても（終端同士がずれていても）、溶融樹脂を伝い導く一定の効果は得られる。
また、上記実施形態において溝Ｇａは、図２の矢印Ａ方向と平行としたが、斜めであってもよい。但しコイル２の巻回方向と同じ方向への溝は巻回の都合上好ましくないので、少なくともコイル２の巻回方向と交差する方向に延びる溝であればよい。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ ボビン
１ａ 芯体
１ｂ 鍔部
２ コイル
３ コア
３ａ 凸部（磁心）
１０ チョークコイル
Ｇａ，Ｇｂ１，Ｇｂ２ 溝
Ｒ１ 樹脂モールド部

Claims (2)

1. 一対のコアと、
   前記コアに装着されるボビンと、
   前記ボビンに巻回されるコイルと、
   前記コイルの銅線間の隙間及び前記コイルと前記ボビンとの隙間に入り込んで固化した樹脂モールド部と、を備えたチョークコイルであって、前記ボビンは、
   内側に前記コアの一部である角形の磁心を受け入れ、外側に前記コイルが巻回される筒状の芯体と、
   前記コイルの巻回軸方向における前記芯体の両端に形成された鍔部と、を備え、
   一対の前記鍔部の各々における前記コイルに面する表面に、外側から内側に至る複数条の溝が形成され、かつ、前記芯体の表面には、前記コイルの巻回方向と交差する方向に複数条の溝が形成されていることを特徴とするチョークコイル。
2. 前記鍔部の各条の溝は、前記芯体の各条の溝と連通している請求項１記載のチョークコイル。

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