JP2013162113A - 巻線部品 - Google Patents

Abstract

【課題】接着等の手間を要することなく、コイルの端部を基板の接続位置に対応する所定位置に固定することができ、よって基板実装を容易にすることが可能になる巻線部品を提供する。
【解決手段】扁平板状のコア１のコイル９が巻回されていない部分に、その表裏１ａ、１ｂ面に貫通する複数の貫通孔４を形成するとともに、貫通孔４に導電性を有するハトメ部材６を設けてなり、ハトメ部材６は、貫通孔内に挿入された円筒部７ａと、この円筒部の一端側の開口縁部に一体化されてコアの裏面１ｂに沿う第１の鍔部７ｂと、表面１ａの貫通孔４の開口縁部に配設された第２の鍔部８とを備え、コア１の表面１ａ側から円筒部７ａに挿入されたコイル９の端部９ａ、９ｂが、裏面１ｂ側から引き出されて基板への実装端子とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に面実装されてパワーチョークコイルやパワーインダクタ等として用いられる巻線部品に関するものである。

従来の巻線部品の一種として、表面電気抵抗の高いニッケル系のフェライトによって形成された棒状のコアの外周に、コイルを巻回した構造のパワーチョークコイルが多用されている。このようなパワーチョークコイルを基板上に面実装する場合には、一般的に、上記コイルの巻線をコアの外周に接着剤等で固定することによって、両端部の端子を基板に対して位置決めする構造が採用されている。

また、上記コアとして、表面電気抵抗が低いマンガン系のフェライトコアを用いた場合には、通常、絶縁用の樹脂成形部材を用いて上記コイルとコアとの間を電気的に分離絶縁させるとともに、上記樹脂成形部材に基板実装用の金属端子を植設しておき、当該金属端子にコイルの巻線の端部を絡げて、半田付けする構造が採られている。

なお、この種のパワーチョークコイルを基板上に面実装する構造としては、例えば下記特許文献１に開示されているものが知られている。

特開２０００−３３１８４１号公報

ところで、上記従来の巻線部品にあっては、上記コイルの端子を基板実装用として位置決めするために、コイルをコアに接着固定したり、あるいは予め樹脂成形部材に植設した基板実装用の金属端子に絡げたりする必要があり、製造に熟練や多くの手間を要するという問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、接着等の手間を要することなく、コイルの端部を基板の接続位置に対応する所定位置に固定することができ、よって基板実装を容易にすることが可能になる巻線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に記載の発明は、扁平板状のコアの外周にコイルが巻回され、上記コアの裏面側において基板上に面実装される巻線部品において、上記コアの上記コイルが巻回されていない部分に、その表裏面に貫通する複数の貫通孔を形成するとともに、当該貫通孔に導電性を有するハトメ部材を設けてなり、上記ハトメ部材は、上記貫通孔内に挿入された円筒部と、この円筒部の一端側の開口縁部に一体化されて上記コアの表裏面の一方の面に沿う第１の鍔部と、他方の面の上記貫通孔の開口縁部に配設された第２の鍔部とを備え、上記円筒部と上記第２の鍔部とが電気的に接続されているとともに、上記ハトメ部材に上記コイルの端部が接続されてい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、扁平板状のコアの外周にコイルが巻回され、上記コアの裏面側において基板上に面実装される巻線部品において、上記コアの上記コイルが巻回されていない部分に、その表裏面に貫通する複数の貫通孔を形成するとともに、当該貫通孔にハトメ部材を設けてなり、上記ハトメ部材は、上記貫通孔内に挿入された円筒部と、この円筒部の一端側の開口縁部に一体化されて上記コアの表裏面の一方の面に沿う第１の鍔部と、他方の面の上記貫通孔の開口縁部に配設された第２の鍔部とを備え、上記コアの上記表面側から上記円筒部に挿入された上記コイルの端部が、上記裏面側から引き出されて上記基板への実装端子とされてい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、上記ハトメ部材の上記第１および第２の鍔部は、各々の端部が上記コアの側壁部まで延出するように形成されるとともに、当該端部同士が、上記側壁部に沿って配設された縦壁部によって一体に連結されていることを特徴とするものである。

ここで、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、上記縦壁部には、その板面から外方に突出する平板状の放熱板が一体的に設けられていることを特徴とするものである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、上記コアの上記裏面側に配置された上記第１または第２の鍔部が、上記基板に沿って上記コアの外方に延出する長さ寸法に形成されるとともに、上記コアから延出された部分を上記基板に当接させたことを特徴とするものである。

さらに、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、上記コアが、中央部に角柱状の巻線部が形成され、当該巻線部の両端部に、各々上記巻線部の軸線方向と直交する方向に突出する端子位置決め部が一体に形成されるとともに、各々の上記端子位置決め部に、複数の上記貫通孔が上記巻線部の軸線方向と直交する方向に間隔をおいて形成されていることを特徴とするものである。

そして、請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、上記コアが、ニッケル系のフェライトコアであることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、予めコアの貫通孔を基板のランド位置に合致する位置に形成しておくことにより、当該貫通孔の設けたハトメ部材のコアの裏面に配置されている第１または第２の鍔部を、そのまま実装位置における端子とすることができる。

また、請求項２に記載の発明においては、予めコアの貫通孔を基板の端子用スルーホールに合致する位置に形成しておくことにより、コアの表面側から円筒部に挿入して裏面側から引き出したコイルの端部を、上記スルーホールを挿通させることにより実装用端子とすることができる。この結果、接着等の手間を要することなく、コイルの端部を基板の接続位置に対応する所定位置に固定することができ、よって製造および基板への実装が容易になる。

上記効果に加えて、請求項３に記載の発明によれば、上記ハトメ部材の第１および第２の鍔部を各々コアの側壁部まで延出するように形成しているために、広い面積を有する当該第１または第２の鍔部を基板への半田付け面として利用することにより、当該巻線部品を強固に基板に固定することができる。加えて、当該鍔部と、これから立ち上がる縦壁部とによって、半田フィレットの生育部を構成することができる。このため、基板実装時における安定性を高めて、耐振動性等を向上させることができる。

また、巻線部品が大電流仕様として用いられる場合には、コイルが発熱するが、請求項４に記載の発明によれば、上記コイルにおいて発生する熱を、放熱板を介して空気中に放熱することができる。さらに、請求項５に記載の発明によれば、上記熱を、第１または第２の鍔部から直接基板へと逃がすことができる。

さらに、請求項６に記載の発明においては、コイルが巻回された棒状コアの両端部に、各々巻線部の長手方向と直交する方向に突出する端子位置決め部を一体形成し、各端子位置決め部に、複数の貫通孔を形成しているために、基板のランド位置またはスルーホール位置に合致した位置の貫通孔に設けたハトメ部材に、コイルの端部を接続あるいは挿入することにより、各種基板に対応した汎用部品として用いることが可能になる。

本発明に係る巻線部品の一実施形態を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 図１の巻線部品を基板に面実装した状態を示す正面図である。 図１の巻線部品におけるコアの形状を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線視断面図である。 図１の巻線部品におけるハトメ部材の形状を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線視断面図である。 図１の巻線部品に用いられるハトメ部材の各種変形例を実装した基板と共に示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は側面図である。 図５に示したハトメ部材の第１の変形例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線視断面図である。 図５に示したハトメ部材の第２の変形例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 図５に示したハトメ部材の第３の変形例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線視断面図である。

図１〜図４は、本発明に係る巻線部品の一実施形態を示すものである。
この巻線部品は、図２に示すように、基板５上に面実装されて使用されるもので、図中符号１は、厚さ寸法が数ｍｍの扁平板状に形成されたニッケル系のフェライトコアである。

このコア１は、図３に示すように、中央部に角柱状の巻線部２が形成されるとともに、この巻線部２の両端部に、各々巻線部２の軸線方向と直交する方向に突出する端子位置決め部３が一体に形成されることにより、略Ｉ字状に形成されている。なお、以下の説明においては、便宜上コア１の基板５上に露出する面を表面１ａとし、基板５と対向する側の面を裏面１ｂと称する。

そして、各々の端子位置決め部３に、複数（図では各３つ）の貫通孔４が、巻線部２の軸線方向と直交する方向に等間隔をおいて形成されている。ここで、各端部の３つの貫通孔４のうちの１つは、図２に示す基板５の端子用スルーホールに合致する位置に形成されている。そして、全ての貫通孔４にハトメ金具（ハトメ部材）６が取り付けられている。

このハトメ金具６は、図４に示すように、貫通孔４内に密に挿入される円筒部７ａの一端側の開口縁部に第１の鍔部７ｂが一体形成された本体部７と、円筒部７ａの他端部側に加締められる円環板状の第２の鍔部８とを備えた汎用部品である。このハトメ金具６は、円筒部７ａが貫通孔４内に挿入されて、第１の鍔部７ｂをコア１の裏面１ｂに当接させた状態で、コア１の表面１ａに配設された第２の鍔部８が円筒部７ａに加締められることにより、当該コア１の貫通孔４内に固定されている。

そして、図１に示すように、コア１の巻線部２に巻回されたコイル９の一方の端部９ａが、巻線部２の一端側の端子位置決め部３のハトメ金具６の円筒部７ａに、コア１の表面１ａ側から挿入されてコア１の裏面１ｂ側に引き出されている。また、コイル９の他方の端部９ｂは、巻線部２の他端側の端子位置決め部３のハトメ金具６の円筒部７ａに、同様にコア１の表面１ａ側から挿入されてコア１の裏面１ｂ側に引き出されている。

さらに、これらコイル９の端部９ａ、９ｂは、図２に示すように、基板５上に実装される際に、それぞれ基板５の端子用スルーホールに挿通されて、実装端子として基板５に半田付けされるようになっている。また、この巻線部品は、コイル９の端部９ａ、９ｂが挿入されていないハトメ金具６も含めて、全てのハトメ金具６のコア１の裏面１ｂ側に配置された第１の鍔部７ｂが、基板５に半田付け等されることにより固定されている。

このように、上記構成からなる巻線部品によれば、予めコア１の貫通孔４を、面実装する基板５の端子用スルーホールに合致する位置に形成しておくことにより、コア１の表面１ａ側から円筒部７ａに挿入して裏面１ｂ側から引き出したコイル９の端部９ａ、９ｂを、上記スルーホールを挿通させることにより実装用端子とすることができる。この結果、コアにコイルを接着固定するための手間を必要とせずに、コイル９の端部９ａ、９ｂを基板５の接続位置に対応する所定位置に固定することができ、よって製造および基板５への実装が容易になる。

また、全てのハトメ金具６の第１の鍔部７ｂと、基板５とを半田付け等によって固定することにより、安定性も大幅に高めることができる。

なお、上記実施形態においては、予めコイル９の端部９ａ、９ｂを挿通させる貫通孔４を、基板５の端子用スルーホールに合致する位置に形成し、コア１の表面１ａ側から挿入してコア１の裏面１ｂ側に引き出した上記コイル９の端部９ａ、９ｂを、それぞれ基板５の端子用スルーホールに挿通して半田付けした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い。

すなわち、予めコア１の貫通孔４を、基板５のランド位置に合致する位置に形成しておき、コイル９の端部９ａ、９ｂをハトメ金具６の第２の鍔部８あるいは円筒部７ａに半田付け等によって接続するとともに、ハトメ金具６の第１の鍔部７ｂを、そのまま実装端子として、上記基板５のランドに接続することも可能である。

この際に、ハトメ金具６における円筒部７ａと第２の鍔部８とを加締めによって一体化することなく、コイル９の端部９ａ、９ｂを第２の鍔部８に接続する際の半田によって、両者を電気的に接続するようにしてもよい。

図６〜図８は、このようにハトメ部材を基板５への接続端子として用いた場合に好適な上記ハトメ部材の第１〜第３の変形例を示すものであり、図５は、これら第１〜第３の変形例に示したハトメ部材１０、２０、３０をコア１に取り付けた状態を例示的に示すものである。なお、図中コア１の構成については、図３に示したものと同一であるために、以下同一符号を付してその説明を簡略化する。

図６に示す第１の変形例のハトメ部材１０においては、貫通孔４内に挿入される円筒部１１の一端部に第１の鍔部１２が一体に形成されるとともに、この第１の鍔部１２の先端部に直角に屈曲形成された縦壁部１３と、さらにこの縦壁部１３の先端部が直角に屈曲形成された第２の鍔部１４とが一体に形成されている。

ここで、第１の鍔部１２は、貫通孔４からコア１の端部側壁１ｃまで延出する長さ寸法の方形板状に形成されており、これにより縦壁部１３は、コア１の上記側壁１ｃに沿って配置されている。さらに、第２の鍔部１４は、縦壁部１３の先端部がコア１の表面１ａに沿うように屈曲されたもので、円筒部１１が挿入されて加締めるための開口部１５が形成されている。

そして、上記構成からなるハトメ部材１０は、図６（ｂ）に想像線で示すように第２の鍔部１４を屈曲して円筒部１１の端部を開放した状態で、当該端部から円筒部１１を貫通孔４内に挿入し、次いで第２の鍔部１４を図６（ｄ）に示す位置まで戻して開口部１５内に円筒部１１を係合させるとともにコア１の表面１ａに当接させた後に、加締め等によって円筒部１１と一体化させることにより、図５に示すように、コア１の貫通孔４に固定されている。

上記構成からなるハトメ部材１０によれば、第１の鍔部１２が、コア１の側壁１ｃまで延出するように形成されるとともに、その先端部を屈曲してコア１の側壁１ｃに沿う縦壁部１３を一体に形成しているために、第１の鍔部１２を利用して基板５に半田付けを行う際に広い半田面積を確保することができるとともに、縦壁部１３とともに半田フィレットの生育部を構成することができる。このため、巻線部品を強固に基板５に固定することができ、よって基板実装時における安定性を高めて、耐振動性等を向上させることができる。

また、図７に示す第２の変形例のハトメ部材２０は、図６に示したハトメ部材１０の縦壁部１３の両側縁に、それぞれ当該縦壁部１３から面外方向に突出する方形板状の放熱板２１を一体に形成したものである。

したがって、このハトメ部材２０によれば、上記効果に加えて、巻線部品が大電流仕様として用いられる場合にコイル９において発生する熱を、放熱板２１を介して空気中に放熱することができるという効果が得られる。

さらに、図８に示す第３の変形例に示すハトメ部材３０は、貫通孔４内に挿入される円筒部３１ａの一端部に、コア１の側壁１ｃから外方に延出する長さ寸法を有する長方形板状の第１の鍔部３１ｂが一体に形成されている。そして、この第１の鍔部３１ｂにおけるコア１の側壁１ｃから延出した部分には、ネジ止め用の孔部３３が形成されている。また、円筒部３１ａの他端部には、図４に示したハトメ金具６と同様の、上記円筒部３１ａに加締められる第２の鍔部３２が設けられている。

上記構成からなるハトメ部材３０は、第１の鍔部３１ｂをコア１の裏面１ｂと基板５との間に配置させて貫通孔４に取り付け、さらに第１の鍔部３１ｂを、そのコア１から外方に延出する部分に形成した孔部３３と、基板５の対向位置に形成された孔部５ａとを利用して基板５にネジ止めすることにより固定する。

この結果、上記ハトメ部材３０によれば、図７に示したものと同様に大電流仕様として用いられる場合に、コイル９において発生する熱を、第１の鍔部３１ｂから基板５へと逃ができるという効果が得られる。

なお、図５は、ハトメ部材１０、２０、３０をそれぞれ取り付けた状態を示してあるが、実際には、全ての貫通孔４に対して、同一のハトメ部材１０、ハトメ部材２０またはハトメ部材３０を取り付けたり、あるいは適宜これらのハトメ部材１０、２０、３０を組み合わせて配置したりすることが可能である。

１ コア
１ａ 表面
１ｂ 裏面
２ 巻線部
３ 端子位置決め部
４ 貫通孔
５ 基板
６ ハトメ金具
７ａ、１１、３１ａ 円筒部
７ｂ、１２、３１ｂ 第１の鍔部
８、１４、３２ 第２の鍔部
９ コイル
９ａ、９ｂ 端部
１０、２０、３０ ハトメ部材
１３ 縦壁部
２１ 放熱板

Claims (7)

1. 扁平板状のコアの外周にコイルが巻回され、上記コアの裏面側において基板上に面実装される巻線部品において、
   上記コアの上記コイルが巻回されていない部分に、その表裏面に貫通する複数の貫通孔を形成するとともに、当該貫通孔に導電性を有するハトメ部材を設けてなり、
   上記ハトメ部材は、上記貫通孔内に挿入された円筒部と、この円筒部の一端側の開口縁部に一体化されて上記コアの表裏面の一方の面に沿う第１の鍔部と、他方の面の上記貫通孔の開口縁部に配設された第２の鍔部とを備え、
   上記円筒部と上記第２の鍔部とが電気的に接続されているとともに、上記ハトメ部材に上記コイルの端部が接続されていることを特徴とする巻線部品。
2. 扁平板状のコアの外周にコイルが巻回され、上記コアの裏面側において基板上に面実装される巻線部品において、
   上記コアの上記コイルが巻回されていない部分に、その表裏面に貫通する複数の貫通孔を形成するとともに、当該貫通孔にハトメ部材を設けてなり、
   上記ハトメ部材は、上記貫通孔内に挿入された円筒部と、この円筒部の一端側の開口縁部に一体化されて上記コアの表裏面の一方の面に沿う第１の鍔部と、他方の面の上記貫通孔の開口縁部に配設された第２の鍔部とを備え、
   上記コアの上記表面側から上記円筒部に挿入された上記コイルの端部が、上記裏面側から引き出されて上記基板への実装端子とされていることを特徴とする巻線部品。
3. 上記ハトメ部材の上記第１および第２の鍔部は、各々の端部が上記コアの側壁部まで延出するように形成されるとともに、当該端部同士が、上記側壁部に沿って配設された縦壁部によって一体に連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の巻線部品。
4. 上記縦壁部には、その板面から外方に突出する平板状の放熱板が一体的に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の巻線部品。
5. 上記コアの上記裏面側に配置された上記第１または第２の鍔部は、上記基板に沿って上記コアの外方に延出する長さ寸法に形成されるとともに、上記コアから延出された部分を上記基板に当接させたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の巻線部品。
6. 上記コアが、中央部に角柱状の巻線部が形成され、当該巻線部の両端部に、各々上記巻線部の軸線方向と直交する方向に突出する端子位置決め部が一体に形成されるとともに、各々の上記端子位置決め部に、複数の上記貫通孔が上記巻線部の軸線方向と直交する方向に間隔をおいて形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の巻線部品。
7. 上記コアは、ニッケル系のフェライトコアであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の巻線部品。

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