JP2013168476A - コモンモードチョークコイル - Google Patents

Abstract

【課題】大電流仕様および回路基板への面実装にも容易に対応することができるコモンモードチョークコイルを提供する。
【解決手段】互いの軸線を平行にして対向配置された直線状の一対の巻線部１３が形成されたコアアッセンブリと、各々の巻線部１３に巻回された平角銅線１２とを備え、各巻線部１３は、平角銅線１２の幅寸法の２倍以上の長さ寸法を有することにより軸線方向に第１の巻線部１８と第２の巻線部１９とが形成され、平角銅線１２は、その面内方向に屈曲された屈曲部１４を間に介して第１のコイル部分１５と第２のコイル部分１６とが間隔をおいて互いに平行に形成され、第１のコイル部分１５が第１の巻線部１８に巻回されるとともに、第２のコイル部分１６が第２の巻線部１９に巻回されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、大電流仕様および面実装に対応したコモンモードチョークコイルに関するものである。

一般に、差動伝送方式を用いた電送ケーブル等においては、２本の信号線におけるインピーダンスのアンバランスなどの伝送特性の相違に起因して発生するコモンモードのノイズ電流を除去するためのコモンモードチョークコイルが介装されている。このコモンモードチョークコイルは、コア（磁性体）に、同じ向きに巻線が巻回された２組のチョークコイルを合体したものである。

図１２（ａ）、（ｂ）は、従来のコモンモードチョークコイルを示すもので、磁性体からなるリング状のコアの外周が絶縁層となる合成樹脂製のコアカバーによって覆われたコアアッセンブリ１の外周の一部に、丸銅線を巻回した第１のコイル２が形成されるとともに、上記外周の他部に、第１のコイル２と同じ方向に丸銅線を巻回した第２のコイル３が形成されたものである。

ところで、このようなコモンモードチョークコイルにあっては、第１および第２のコイル２、３に用いた丸銅線の抵抗が大きいために、大電流仕様に対応することが難しいという問題点があった。また、このコモンモードチョークコイルを面実装する場合には、そのベースプレート４にターミナル端子５を設け、第１のコイル２および第２のコイル３の各々の端部２ａ、３ａを、上記ターミナル端子５に接合する必要がある。

このため、各ターミナル端子５と第１または第２のコイルの端部２ａ、３ａとの溶接作業等に、多くの手間を要してコストアップを招くという問題点もあった。
しかも、第１および第２のコイル２、３を巻回したコアアッセンブリ１が、回路基板上に立設されるために、当該基板の低背化に逆行するという問題点もあった。
なお、下記特許文献１は、本出願人が先に提案したこの種のコモンモードチョークコイルを示すものである。

特開２００８−２４４２４７号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、大電流仕様および回路基板への面実装にも容易に対応することができるコモンモードチョークコイル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、磁性体からなる環状のコアの外周が絶縁層によって覆われるとともに、互いの軸線を平行にして対向配置された直線状の一対の巻線部が形成されたコアアッセンブリと、このコアアッセンブリの各々の上記巻線部に巻回された平角銅線とを備え、各々の上記巻線部は、当該巻線部に巻回される上記平角銅線の幅寸法の２倍以上の長さ寸法を有することにより上記軸線方向に第１の巻線部と第２の巻線部とが形成されるとともに、上記平角銅線は、その面内方向に屈曲された屈曲部を間に介して当該平角銅線の幅寸法以上の間隔をおいて互いに平行に延在する第１のコイル部分と第２のコイル部分とが形成され、上記第１のコイル部分が上記第１の巻線部に巻回されるとともに、上記第２のコイル部分が上記第２の巻線部に巻回されてなることを特徴とするものである。

ここで、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、上記平角銅線の両端部は、半田処理が施されているとともに、上記コアアッセンブリの環状表面から外方に引き出されて当該表面と平行になるように屈曲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、上記絶縁層が、内部に上記コアが収納される凹部が形成されたコアカバーであり、かつ当該コアカバーにおける上記巻線部の外周には、少なくとも上記平角銅線の上記屈曲部の通過箇所を除いて上記第１の巻線部と上記第２の巻線部とを区画する壁部が一体的に形成されていることを特徴とするものである。

さらに、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、上記屈曲部は、上記平角銅線の全長のほぼ１／２の位置に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５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の発明において、絶縁素材からなる平板状のベースプレートが、その一方の面を上記コアアッセンブリの上記環状表面に沿わせて配置されるとともに、上記平角銅線の両端部が、上記ベースプレートに穿設された差し込み口に挿通されて、当該ベースプレートの他方の面に沿って屈曲形成されていることを特徴とするものである。

請求項１〜５のいずれかに記載の発明によれば、コアアッセンブリを、例えばロ字状等の、互いの軸線を平行にした直線状の一対の巻線部を有する環状に形成しているために、図１２に示した従来のリング状のコアと異なり、上記巻線部に平角銅線を容易に巻回することができ、よって大電流仕様に対応することができる。

しかも、平角銅線は、その端部に半田処理を施すことにより、従来のような溶接作業を要することなく、そのまま実装端子として用いることができる。このため、面実装する場合においても、従来と比較して製造コストの低減化も図ることができる。

また、単に、平角銅線を巻線部にフラット巻きした場合には、両端部が同じ巻回位置となって、特に巻き始め端部を外部への引き出すことが困難になったり、あるいは両端部が接触したりするのに対して、本発明においては、平角銅線に、屈曲部を間に介して当該平角銅線の幅寸法以上の間隔をおいて互いに平行に延在する第１のコイル部分と第２のコイル部分とを形成し、上記第１のコイル部分を巻線部の第１の巻線部に巻回するとともに、上記第２のコイル部分を、これに隣接する第２の巻線部に巻回しているために、実装端子となる両端部を、互いに接触させることなく、各々第１の巻線部および第２の巻線部からそのまま外部に引き出すことができる。

また、請求項２に記載の発明においては、半田処理が施された平角銅線の両端部を、それぞれコアアッセンブリの環状表面から直交する方向に外方に引き出して、さらに当該表面と平行になるように屈曲形成しているために、面実装した際に、コアアッセンブリの環状表面を回路基板の表面に沿わせて配置することができ、低背化も図ることができる。

加えて、請求項３に記載の発明によれば、コアカバーの外周に、少なくとも平角銅線の屈曲部の通過箇所を除いて、第１の巻線部と第２の巻線部とを区画する壁部を一体成形しているために、第１のコイル部分と第２のコイル部分との間の絶縁性も確保することができる。また、第１のコイル部分を第１の巻線部に巻回する際や、第２のコイル部分を第２の巻線部に巻回する際に、上記壁部をガイドとして利用することができる。

さらに、請求項４に記載の発明によれば、平角銅線の屈曲部を、その全長のほぼ１／２の位置に形成しているために、第１および第２の巻線部における平角銅線の巻回数をほぼ等しくすることができ、全体としての一層の小型化を図ることができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、平板状のベースプレートによって、実装端子となる平角銅線の両端部を容易に同一平面上に位置させることができ、面実装の信頼性を向上させることが可能になる。

本発明に係るコモンモードチョークコイルの第１の実施形態を示す斜視図である。 図１のコアアッセンブリを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は横断面図である。 図１の平角銅線の形状を示す平面図である。 （ａ）はコアアッセンブリに平角銅線を巻回する際の巻き始めの状態を示す平面図、（ｂ）はその左側面図である。 （ａ）は図４の平角銅線の第２のコイル部分を第２の巻線部に約１／２周巻回した状態を示す平面図、（ｂ）はその左側面図である。 （ａ）は図４の平角銅線の第２のコイル部分を第２の巻線部に所定数巻回した状態を示す平面図、（ｂ）はその左側面図である。 図６の平角銅線の端部をコアアッセンブリの環状表面から外方に引き出して屈曲形成した状態を示す平面図、（ｂ）はその左側面図である。 図７の他方の巻線部にも同様にして平角銅線を巻回した状態を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態における平角銅線の形状を示す平面図である。 （ａ）は第２の実施形態を示す平面図、（ｂ）はその左側面図である。 （ａ）は本発明の第３の実施形態を示す平面図、（ｂ）はその左側面図、（ｃ）は要部の斜視図である。 （ａ）は従来のコモンモードチョークコイルを示すは正面図、（ｂ）は側面図である。

（第１の実施形態）
図１〜図８は、本発明に係るコモンモードチョークコイルの第１の実施形態を示すものである。
図２において、符号１０はフェライト等の磁性体によってロ字状に形成されたコアであり、このコア１０が、絶縁性を有する合成樹脂によって成形された２つ割れのコアカバー１１ａの内部に形成されたロ字状の凹部内に密に収納されることにより、コイルアッセンブリ１１が構成されている。そして、このコイルアッセンブリ１１において、コア１０の長辺部１０ａを覆って対向する一対の四角柱状の外周部分が、それぞれ平角銅線１２が巻回される巻線部１３とされている。

ここで、平角銅線１２は、図３に示すように、一端部から巻線部１３の約１／２周強の長さの位置において面内方向に屈曲されることにより、当該屈曲部１４を間に介して上記一端部側に位置する第１のコイル部分１５と、他端部側に位置する第２のコイル部分１６とが形成されている。ちなみに、第１のコイル部分１５と第２のコイル部分１６とは、互いに平角銅線１２の幅寸法Ｗより僅かに大きな間隔Ｌをおいて平行に形成されている。

他方、巻線部１３は、軸線方向の長さ寸法が平角銅線１２の幅寸法Ｗの２倍強の長さに形成されており、当該軸線方向の中央部には、コアカバーの外周面から突出する壁部１７が全周にわたって一体に形成されている。これにより、巻線部１３は、壁部１７を境として、軸線方向に第１の巻線部１８と第２の巻線部１９とに区画されている。また、壁部１７には、コアアッセンブリ１１の図中上面（環状表面）２０側において、平角銅線１２の屈曲部１４が通過可能な欠落部分１７ａが形成されている。

そして、一対の巻線部１３において、各々平角銅線１２の第１のコイル部分１５が第１の巻線部１８に巻回されるとともに、屈曲部１４が壁部１７の欠落部分１７ａを通過して、第２のコイル部分１６が第２の巻線部１９に巻回されている。また、第１および第２のコイル部分１５、１６の端部１５ａ、１６ａは、それぞれ半田処理が施されるとともに、回路基板と対向するコアアッセンブリ１１の下面２１側に引き出されたうえで、さらに当該下面２１とほぼ同一平面となるように屈曲されている。

ここで、巻線部１３への平角銅線１２の巻回方法を、図４〜図８に基づいて具体的に説明すると、先ず図４に示すように、コイルアッセンブリ１１の上面２０側から平角銅線１２の第１のコイル部分１５を巻線部１３の第１の巻線部１８に位置させ、屈曲部１４を壁部１７の欠落部分１７ａを通過させて、第２のコイル部分１６を第２の巻線部１９に位置させるとともに、その先端部を巻線部１３間を通して下面２１側に送る。

次いで、図５に示すように、平角銅線１２の第２のコイル部分１６を、第１の巻線部１９におけるコイルアッセンブリ１１の下面２１側に巻回し、次いで上面２０に巻回す工程を所定の回数繰り返すことにより、図６に示すように、巻線部１３に対する平角銅線１２の巻回しが完了する。

そこで次に、平角銅線１２の第１のコイル部分１５を、第１の巻線部１９に巻回してコイルアッセンブリ１１の下面２１側に引き出した後に、その端部１５ａが上記下面２１とほぼ同一平面となるように９０°屈曲する。他方、第２のコイル部分１６も、コイルアッセンブリ１１の下面２１側において、端部１６ａが第１のコイル部分１５の端部１５ａと隣接する同位置において同一平面となるように、その巻回し方向と逆方向に１８０°屈曲する。

このようにして、一方の巻線部１３に平角銅線１２を巻回するとともに、端部１５ａ、１６ａの屈曲が完了した後に、他方の巻線部１３に対しては、一方の巻線部１３の第２の巻線部１９と対向する位置を第１の巻線部１８として、平角銅線１２の第１のコイル部分１５を位置させて図４〜図７と同様の巻回工程を行うことにより、図８に示すように、上記コモンモードチョークコイルが完成する。

以上の構成からなるコモンモードチョークコイルによれば、コアアッセンブリ１１をロ字状に形成し、コア１０の長辺部１０ａを覆って対向する一対の四角柱状の外周部分を、それぞれ平角銅線１２が巻回される巻線部１３としているために、当該巻線部１３に容易に平角銅線１２を巻回することができ、よって大電流仕様に対応することができる。

そして、平角銅線１２の端部１５ａ、１６ａに半田処理を施すとともに、回路基板と対向するコアアッセンブリ１１の下面２１側に引き出して、さらに当該下面２１とほぼ同一平面となるように屈曲形成しているために、これら端部１５ａ、１６ａを、そのまま実装端子として用いることができる。この結果、面実装する場合においても、従来のように手間の掛かる溶接作業等が不要となり、製造コストの一層の低減化も図ることができる。

さらに、平角銅線１２に、屈曲部１４を間に介して平角銅線１２の幅寸法Ｗより僅かに大きな間隔をおいて互いに平行となる第１のコイル部分１５と第２のコイル部分１６とを形成し、第１のコイル部分１５を巻線部１３の第１の巻線部１８に巻回するとともに、第２のコイル部分１６を、これに隣接する第２の巻線部１９に巻回しているために、半田処理が施された両端部１５ａ、１６ａを、互いに接触させることなく、各々第１の巻線部１８および第２の巻線部１９からそのまま外部に引き出して実装端子とすることができる。

この際に、平角銅線１２の両端部１５ａ、１６ａを、それぞれ回路基板と対向するコアアッセンブリ１１の下面２１と直交する方向に外方に引き出して、さらに当該表面２１とほぼ同一平面になるように屈曲形成しているために、面実装した際に、コアアッセンブリの下面２１を回路基板の表面に沿わせて配置することができ、よって基板の低背化も図ることもできる。

加えて、コアアッセンブリ１１の外周に、平角銅線１２の屈曲部１４が通過する箇所を除いて、第１の巻線部１８と第２の巻線部１９とを区画する壁部１７を一体成形しているために、第１のコイル部分１５と第２のコイル部分１６との間の絶縁性も確保することができる。しかも、第１のコイル部分１５を第１の巻線部１８に巻回する際や、第２のコイル部分１６を第２の巻線部１９に巻回する際に、壁部１７をガイドとして利用することもできる。

（第２の実施形態）
図９および図１０は、本発明の第２の実施形態を示すもので、図１〜図８に示したものと同一構成部分については、以下同一符号を付してその説明を簡略化する。
このコモンモードチョークコイルにおいては、平角銅線２２が、その全長のほぼ１／２の位置に面内方向に屈曲された屈曲部２３が形成されることにより、当該屈曲部２３と一端部との間に第１のコイル部分２４が形成され、当該屈曲部２３と他端部との間に第２のコイル部分２５が形成されている。

ここで、本実施形態においても、第１のコイル部分２４と第２のコイル部分２５とは、互いに平角銅線２２の幅寸法より僅かに大きな間隔をおいて平行に形成されている。また、第１および第２のコイル部分２４、２５の端部２４ａ、２５ａは、それぞれ半田処理が施されている。

そして、一対の巻線部１３において、各々平角銅線２２の第１のコイル部分２４が第１の巻線部１８に巻回されるとともに、屈曲部２３が壁部１７の欠落部分１７ａを通過して、第２のコイル部分２５が第２の巻線部１９に巻回されている。また、第１および第２のコイル部分２４、２５の端部２４ａ、２５ａは、回路基板と対向するコアアッセンブリ１１の下面２１側に引き出されたうえで、さらに当該下面２１とほぼ同一平面となるように屈曲されている。

上記構成からなるコモンモードチョークコイルによれば、第１の実施形態に示したものと同様に作用効果が得られることに加えて、さらに平角銅線２２の屈曲部２３を、その全長のほぼ１／２の位置に形成しているために、第１および第２の巻線部１８、１９における第１および第２のコイル部分２４、２５の巻回数を、ほぼ等しくすることができ、よって全体としての一層の薄肉化および小型化を図ることが可能になるという効果が得られる。

（第３の実施形態）
図１１は、本発明の第３の実施形態を示すもので、同様に図１〜図１０に示したものと同一構成部分については、同一符号を付してある。
本実施形態に係るコモンモードチョークコイルが、第１および第２の実施形態に示したものと相違する点は、絶縁素材からなる平板状のベースプレート２６が、その一方の面２６ａをコアアッセンブリ１１の下面２１に沿わせて配置されていることにある。

そして、平角銅線２２の半田処理が施された両端部２４ａ、２５ａが、それぞれベースプレート２６に穿設されたスリット状の差し込み口２７に挿通されて、回路基板と対向するベースプレート２６の他方の面に沿って屈曲形成されている。

したがって、上記構成からなるコモンモードチョークコイルにあっても、第１および第２の実施形態に示した作用効果を奏することができるとともに、さらに、平板状のベースプレート２６によって、実装端子となる平角銅線２２の両端部２４ａ、２５ａを容易に同一平面上に位置させることができ、よって面実装の信頼性を向上させることができるという効果も得られる。

１０ コア
１１ コイルアッセンブリ
１１ａ コアカバー
１２、２２ 平角銅線
１３ 巻線部
１４、２３ 屈曲部
１５、２４ 第１のコイル部分
１６、２５ 第２のコイル部分
１５ａ、１６ａ、２４ａ、２５ａ 端部
１７ 壁部
１７ａ 欠落部分
１８ 第１の巻線部
１９ 第２の巻線部
２０ 上面（環状表面）
２１ 下面（環状表面）
２６ ベースプレート
２７ 差し込み口

Claims (5)

1. 磁性体からなる環状のコアの外周が絶縁層によって覆われるとともに、互いの軸線を平行にして対向配置された直線状の一対の巻線部が形成されたコアアッセンブリと、このコアアッセンブリの各々の上記巻線部に巻回された平角銅線とを備え、
   各々の上記巻線部は、当該巻線部に巻回される上記平角銅線の幅寸法の２倍以上の長さ寸法を有することにより上記軸線方向に第１の巻線部と第２の巻線部とが形成されるとともに、上記平角銅線は、その面内方向に屈曲された屈曲部を間に介して当該平角銅線の幅寸法以上の間隔をおいて互いに平行に延在する第１のコイル部分と第２のコイル部分とが形成され、上記第１のコイル部分が上記第１の巻線部に巻回されるとともに、上記第２のコイル部分が上記第２の巻線部に巻回されてなることを特徴とするコモンモードチョークコイル。
2. 上記平角銅線の両端部は、半田処理が施されているとともに、上記コアアッセンブリの環状表面から外方に引き出されて当該表面と平行になるように屈曲形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコモンモードチョークコイル。
3. 上記絶縁層は、内部に上記コアが収納される凹部が形成されたコアカバーであり、かつ当該コアカバーにおける上記巻線部の外周には、少なくとも上記平角銅線の上記屈曲部の通過箇所を除いて上記第１の巻線部と上記第２の巻線部とを区画する壁部が一体的に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のコモンモードチョークコイル。
4. 上記屈曲部は、上記平角銅線の全長のほぼ１／２の位置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コモンモードチョークコイル。
5. 絶縁素材からなる平板状のベースプレートが、その一方の面を上記コアアッセンブリの上記環状表面に沿わせて配置されるとともに、上記平角銅線の両端部が、上記ベースプレートに穿設された差し込み口に挿通されて、当該ベースプレートの他方の面に沿って屈曲形成されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のコモンモードチョークコイル。

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