JP2014175353A

JP2014175353A - コモンモードチョークコイル

Info

Publication number: JP2014175353A
Application number: JP2013044305A
Authority: JP
Inventors: Genichiro Suzuki; 元一郎鈴木; Jun Hironaka; 純廣中; Yutaka Ikeda; 豊池田
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2014-09-22
Anticipated expiration: 2033-03-06
Also published as: US8878640B2; JP6075126B2; US20140253273A1

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とともに、低背化を図ることが可能なコモンモードチョークコイルを提供する。
【解決手段】ロ字状に形成されたコア４と、コア４の表裏面側に対向配置されて外周を覆う第１および第２のコアカバー２、３と、第１および第２のコアカバー２、３のコア４の対向辺部に巻回された平角銅線８とを備え、第２のコアカバー３が実装面側に配置され、第１および第２のコアカバー２、３は、コア４の対向辺部を囲繞する直線部分が巻線部５とされ、かつ第２のコアカバー３の下面には、巻線部５よりも実装面側に突出するとともに巻線部５の軸線と直交する方向に延出する台座部６が形成され、台座部６の延出方向の先端部下面に巻線部５から実装面側に引き出された平角銅線８が実装端子１２として載置される台座面６ａが形成されてなり、かつ平角銅線８の先端部は台座面６ａから上記先端部の縁部において上方へ屈曲されている。
【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９（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１００の外周の一部に、丸銅線を巻回した第１のコイル２０が形成されるとともに、上記外周の他部に、第１のコイル２０と同じ方向に丸銅線を巻回した第２のコイル３０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を面実装する場合には、そのベースプレート４０にターミナル端子５０を設け、第１のコイル２０および第２のコイル３０の各々の端部２０ａ、３０ａを、ターミナル端子５０に接合する必要がある。

このため、各ターミナル端子５０と第１または第２のコイルの端部２０ａ、３０ａ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２０、３０を巻回したコアアッセンブリ１００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とともに、低背化を図ることが可能な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、ロ字状に形成されたコアと、このコアの表裏面側に対向配置されて当該コアの外周を覆う第１および第２のコアカバーと、これら第１および第２のコアカバーの外周から上記コアの対向辺部に巻回された平角銅線とを備え、上記第２のコアカバーが回路基板の実装面側に配置されるコモンモードチョークコイルにおいて、上記第１および第２のコアカバーは、上記コアの対向辺部を囲繞する一対の直線部分が上記平角銅線の巻線部とされ、かつ上記第２のコアカバーの下面には、上記巻線部よりも上記実装面側に突出するとともに上記巻線部の軸線と直交する方向に上記実装面に沿って延出する台座部が一体に形成され、当該台座部の上記延出方向の先端部下面に、上記巻線部から上記実装面側に引き出された上記平角銅線が実装端子として載置される台座面が形成されてなり、かつ上記平角銅線の先端部は、上記台座面から上記先端部の縁部において上方へ屈曲されてい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、上記台座面は、上記平角銅線の一端部および他端部が各々位置決めされる凹部をなし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、上記第１のコアカバーの上部に、平坦部を備えた天板が着脱自在に設けられていることを特徴とするものである。

請求項１〜３に記載の発明によれば、コアの対向辺部を囲繞する第１および第２のコアカバーの巻線部よりも実装面側に突出するとともに、当該巻線部の軸線と直交する方向に延出された台座部の先端部下面に、上記巻線部から引き出された平角銅線が実装端子として載置される台座面が形成されているため、複数の実装端子の平面度を向上させることができ、容易に同一平面上に位置させることができるとともに、上記実装面側の取り付け位置に確実に実装端子を配置させることができる。これにより、面実装の信頼性を向上させることができ、品質の向上を図ることができる。

また、上記第２のコアカバーの下面に、上記台座面が形成された台座部が一体に形成されているため、低背化を図ることができるとともに、部品点数を減らすことができ、かつ組み付け工程を減らすことができる。この結果、製造コストを抑えるとともに、製品の小型化に寄与することができる。

請求項２に記載の発明によれば、上記台座面が、上記平角銅線の一端部および他端部を各々位置決めする凹部をなしているため、上記平角銅線を手作業により屈曲させる際に、ズレることなく当該平角銅線を上記台座面の縁部で屈曲させることができる。これにより作業効率を向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、上記第１のコアカバーの上部に、平坦部を備えた天板が着脱自在に設けられているため、上記天板の平坦部により確実に吸着することができるとともに、上記巻線部に巻回された上記平角銅線などを保護することができる。この結果、コモンモードチョークコイルを効率的にハンドリングして搬送することができる。

本発明に係るコモンモードチョークコイルの一実施形態を示す斜視図である。図１のコモンモードチョークコイルの下面側を示す斜視図である。図２に示すコモンモードチョークコイルから平角銅線を外した状態を示す斜視図である。図２の本発明に係るコモンモードチョークコイルに天板を装着した状態の斜視図である。第１および第２のコアカバーとコアを分解した状態を示す斜視図である。第１のコアカバーを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。第２のコアカバーを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｅ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。（ａ）〜（ｅ）は、第１および第２のコアカバーの巻線部に巻回して、台座部にフォーミング加工する方法を示す斜視図である。（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。

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一実施形態を示すもので、ロ字に形成されたコア４と、このコア４の表裏面側に対向配置されて、当該コア４の外周を覆う第１および第２のコアカバー２、３と、これら第１および第２のコアカバー２、３の外周からコア４の対向辺部に巻回された平角銅線８とを備え、第２のコアカバー３が回路基板（図示なし）の実装面側に配置されて概略構成されている。

ここで、ロ字状のコア４は、フェライトなどの磁性体からなり、平面視において長方形状に形成されている。そして、第１のコアカバー２は、図６に示すように、合成樹脂などの絶縁部材が用いられ、平面視において略ロ字状に形成されている。この第１のコアカバー２は、下面側にロ字状のコア４の略半分の厚さが収納される平面視において略ロ字状の凹部２ａが形成されている。

また、第１のコアカバー２には、凹部２ａに内装されるコア４の長辺側の対向辺部が、直線状の巻線部５の上側半分の巻線部５ａをなしている。この巻線部５ａは、第１のコアカバー２の外壁部２ｂよりも内側に配置されている。また、巻線部５ａは、外方側の側壁に凸部１３ａが一体に設けられている。この凸部１３ａは、長手方向の中央に、短手方向に延設されている。

そして、凹部２ａの開口側から２／３の高さ寸法の外周壁が、内装するコア４の長辺側の対向辺部の中心を境に、互い違いに形成されている。この互い違いに形成された外周壁は、一方側が当該外周壁の半分の厚さ寸法分内方に配設されているとともに、他方が当該外周壁の半分の厚さ寸法分外方に配設されて形成されている。なお、開口側から２／３の高さ寸法の上記外周壁の内方側に配置された当該外周壁が、第２のコアカバー３に係合される挿入凸部１７をなしている。

さらに、第１のコアカバー２は、上面側に天板１６（図４参照）を着脱自在に取り付ける平面視においてＨ字状の取付部１５が設けられている。この取付部１５は、対向配置される平行辺部１５ｂが、第１のコアカバー２の凹部２ａに内装するコア４の短辺側の対向辺部の上部に突出して一体成形されている。さらに、Ｈ字状の取付部１５の中心の架橋部が、第１のコアカバー２の開口部の中心を仕切る仕切り板１５ａを兼ねている。

他方、第２のコアカバー３は、図７に示すように、合成樹脂などの絶縁部材が用いられ、平面視において略ロ字状に形成されている。この第２のコアカバー３は、上面側にロ字状のコア４の略半分の厚さが収納される平面視において略ロ字状の凹部３ａが中央に形成されている。また、第２のコアカバー３の下面には、巻線部５よりも上記実装面側に突出するとともに、巻線部５の軸線と直交する方向に上記実装面に沿って延出する台座部６が一体に形成されている。この台座部６は、断面視において略方形状に形成されている。

そして、第２のコアカバー３には、凹部３ａに内装されるコア４の長辺側の対向辺部が、直線状の巻線部５の下側半分の巻線部５ｂをなしている。この巻線部５ｂは、第２のコアカバー３の外壁部３ｂよりも内側に配置されている。また、巻線部５ｂは、外方側の側壁に凸部１３ｂが一体に設けられている。この凸部１３ｂは、長手方向の中央に、短手方向に延設されている。さらに、中心の開口部には、仕切り板１９が設けられている。この仕切り板１９は、巻線部５ｂの軸線と平行に配置されている。

さらに、第２のコアカバー３の台座部６の上記延出方向の先端部下面に、巻線部５から上記実装面側に引き出された平角銅線８が実装端子１２として載置される台座面６ａが形成されている。この台座面６ａは、巻線部５に巻回された平角銅線８の先端部が、台座面６ａの上記先端部の縁部により屈曲させる際に、位置決めすることが可能な凹部７をなしている。また、台座部６の上面には、台座面６ａの上記先端部の縁部において上方へ屈曲させた平角銅線８の先端部を挿入する溝部１４が長手方向に延設されている。

また、第２のコアカバー３の凹部３ａの開口側から２／３の高さ寸法の外周壁が、内装するコア４の長辺側の対向辺部の中心を境に、互い違いに形成されている。この互い違いに形成された外周壁は、一方側が当該外周壁の半分の厚さ寸法分内方に配設されているとともに、他方が当該外周壁の半分の厚さ寸法分外方に配設されて形成されている。なお、開口側から２／３の高さ寸法の上記外周壁の内方側に配置された当該外周壁が、第１のコアカバー２に係合される挿入凸部１８をなしている。

そして、平角銅線８は、図８（ａ）に示すように、一端部から巻線部５の２周弱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９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１０と、他端部側に位置する第２のコイル部分１１とが形成されている。なお、第１のコイル部分１０と第２のコイル部分１１とは、互いに平角銅線８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。

さらに、第２のコアカバー２の上部の取付部１５に着脱自在に取り付けられる天板１６は、図４に示すように、平面視において長方形の平坦部を有し、その平坦部の長手方向の各々端部に、Ｈ字状の取付部１５の先端部に係合されるフック部を備えた引っ掛け部１６ａが当該平坦部に対して垂直に各々設けられている。また、上記平坦部の短手方向の端部の中央に、取付部１５の外周部に当接される当接部１６ｂが各々設けられている。

上記構成からなるコモンモードチョークコイル１を組み立てる際には、まず、図５に示すように、第１および第２のコアカバー２、３と、ロ字状のコア４を準備する。そして、第２のコアカバー３の凹部３ａに、ロ字状のコア４を挿入する。その際、コア４は、凹部３ａに略半分の厚さのみ挿入される。

そして、第２のコアカバー３の上部に、第１のコアカバー２を被せて、第２のコアカバー３の凹部３ａから露出した略半分の厚さのコア４を当該第１のコアカバー２の凹部２ａに挿入する。これにより、コア４の外周が絶縁部材により囲繞されるとともに、ロ字状のコア４の対向辺部を囲繞する第１のコアカバー２の上側半分の巻線部５ａと、第２のコアカバー３の下側半分の巻線部５ｂが一体的に合わさって、直線状の巻線部５が形成される。

その際、第１のコアカバー２の凹部２ａの外周壁に形成された挿入凸部１７と、第２のコアカバー３の凹部３ａの外周壁に形成された挿入凸部１８を対向させて配設することにより、第１のコアカバー２側の挿入凸部１７が、第２のコアカバー３の凹部３ａの内側に挿入されるとともに、第２のコアカバー３側の挿入凸部１８が、第１のコアカバー２の凹部３ａの内側に挿入されて、第１のコアカバー２と第２のコアカバー３とが一体的に組み合わさる。

次いで、内装されたコア４の長辺側の対向辺部を囲繞した各々の巻線部５に平角銅線８をα巻きにより巻回する。その際、平角銅線８は、巻線部５の凸部１３を境に、互いに当該平角銅線８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た第１のコイル部分１０と第２のコイル部分１１とに巻回されるとともに、平角銅線８の一端部と他端部が各々第２のコアカバー３の下方に引き出される。

ここで、巻線部５への平角銅線８の巻回方法を、図８（ａ）〜（ｅ）に基づいて具体的に説明する。
まず、図８（ａ）に示すように、対向配置された一方の巻線部５に平角銅線８を巻回するには、第１のコアカバー２の上面側から巻線部５の内方側に平角銅線８の第２のコイル部分１１側の端部を挿入する。

次いで、図８（ｂ）に示すように、平角銅線８の屈曲部９を巻線部５の中央に位置させる。そして、図８（ｃ）に示すように、第１のコイル部分１０側の平角銅線８を巻線部５の上方側を巻回させ、その端部を巻線部５と台座部６との間を挿通させて下方に引き出す。他方、第２のコイル部分側の平角銅線８を巻線部５の下方側を巻回させ、その端部を巻線部５と台座部６との間を挿通させて上方に引き出す。

その際に、平角銅線８の第１のコイル部分１０と第２のコイル部分１１とが、互いに平角銅線８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ため、当該第１のコイル部分１０と第２のコイル部分１１とが、巻線部５の外方側に形成された凸部１３を境に、当該巻線部５に各々巻回される。

さらに、図８（ｄ）に示すように、第１のコイル部分１０側の平角銅線８を巻線部５に巻回させて、その端部を第２のコアカバー３の下方に引き出すとともに、第２のコイル部分１１側の平角銅線８を巻線部５に巻回させて、その端部を第２のコアカバー３の下方に引き出す。

次に、第１のコイル部分１０側の端部を台座部６の下面側に引き寄せるとともに、台座面６ａである一方の凹部７に位置させ、この凹部７の内側の縁部において、平角銅線８を屈曲させて、当該凹部７の底部に平角銅線８を当接させる。そして、凹部７の底部に当接させた平角銅線８を当該凹部７の外側の縁部により屈曲させて、その端部を台座部６の上面側に送る。

さらに、台座部６の上面側に送られた平角銅線８の端部側を台座部６の上面の外側の縁部において屈曲させて、その端部を当該上面に当接させる。これにより、台座部６の台座面６ａである凹部７には、図２に示すように、実装端子１２が形成されるとともに、平角銅線８のスプリングバックを抑えることができる。なお、台座部６の上面に形成された溝部１４に、平角銅線８の端部を挿入させることにより、スプリンバックをより抑えることができる。

他方、第２のコイル部分１１側の端部も、第１のコイル部分１０側の端部と同様に、台座部６の下面側に引き寄せるとともに、台座面６ａである他方の凹部７に位置させ、この凹部７の内側の縁部において、平角銅線８を屈曲させて、当該凹部７の底部に平角銅線８を当接させる。そして、凹部７の底部に当接させた平角銅線８を外側の縁部により屈曲させて、その端部を台座部６の上面側に送る。

さらに、台座部６の上面側に送られた平角銅線８を台座部６の上面の外側の縁部において屈曲させて、その端部を上面に当接させる。これにより、第１のコイル部分１０側と同様に、台座部６の台座面６ａである凹部７には、図２に示すように、実装端子１２が形成されるとともに、平角銅線８のスプリングバックを抑えることができる。なお、台座部６の上面に形成された溝部１４に、平角銅線８の端部を溝挿入させることにより、スプリンバックをより抑えることができる。

また、コア４の長辺側に対向配置された他方側の巻線部５においても、上述した巻回方法を用いて、当該巻線部５の凸部１３を境に、平角銅線８の第１のコイル部分１０および第２のコイル部分１１を巻回させることにより、各々の端部を第２のコアカバー３の下方に引き出して、台座面６ａである各々の凹部７の縁部において、平角銅線８を屈曲させ、さらに台座部６の上面部の外側の縁部において屈曲させて、図２に示すように、実装端子１２を形成する。

そして、図４に示すように、第１のコアカバー２の上部に設けられた取付部１５の対向配置される平行辺部１５ｂの各々先端部に、天板１６の引っ掛け部１６ａのフック部を係止させるとともに、当接部１６ｂを平行辺部１５ｂに当接させて取り付ける。

さらに、天板１６の平坦部を、例えば、バキューム手段により吸着して、回路基板上の実装面に搬送する。その際に、台座部６の台座面６ａである凹部７に形成された４つの実装端子１２が、上記実装面の所定箇所に配設されるとともに、同一平面上に載置される。そして、上記実装面において半田処理されて面実装される。

以上の構成からなるコモンモードチョークコイル１によれば、コア４の対向辺部を囲繞する第１および第２のコアカバー２、３の巻線部５よりも実装面側に突出するとともに、当該巻線部５の軸線と直交する方向に延出された台座部６の先端部下面に、巻線部５から引き出された平角銅線８が実装端子１２として載置される台座面６ａが形成されているため、複数の実装端子１２の平面度を向上させることができ、容易に同一平面上に位置させることができるとともに、上記実装面側の取り付け位置に確実に実装端子１２を配置させることができる。これにより、面実装の信頼性を向上させることができ、品質の向上を図ることができる。

また、第２のコアカバー３の下面に、台座面６ａが形成された台座部６が一体に形成されているため、低背化を図ることができるとともに、部品点数を減らすことができ、かつ組み付け工程を減らすことができる。この結果、製造コストを抑えるとともに、製品の小型化に寄与することができる。

そして、台座面６ａが、平角銅線８の一端部および他端部を各々位置決めする凹部７をなしているため、平角銅線８を手作業により屈曲させる際に、ズレることなく平角銅線８を台座面６ａの縁部で屈曲させることができる。これにより作業効率を向上させることができる。

さらに、第１のコアカバー２の上部に、平坦部を備えた天板１６が着脱自在に設けられているため、天板１６の平坦部により確実に吸着することができるとともに、巻線部５に巻回された平角銅線８などを保護することができる。この結果、コモンモードチョークコイル１を効率的にハンドリングして搬送することができる。

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利用することができる。

１コモンモードチョークコイル
２第１のコアカバー
３第２のコアカバー
４コア
５巻線部
６台座部
６ａ下面部
７凹部
８平角銅線
９屈曲部
１０第１のコイル部分
１１第２のコイル部分
１２実装端子
１６天板

Claims

ロ字状に形成されたコアと、このコアの表裏面側に対向配置されて当該コアの外周を覆う第１および第２のコアカバーと、これら第１および第２のコアカバーの外周から上記コアの対向辺部に巻回された平角銅線とを備え、上記第２のコアカバーが回路基板の実装面側に配置されるコモンモードチョークコイルにおいて、
上記第１および第２のコアカバーは、上記コアの対向辺部を囲繞する一対の直線部分が上記平角銅線の巻線部とされ、かつ上記第２のコアカバーの下面には、上記巻線部よりも上記実装面側に突出するとともに上記巻線部の軸線と直交する方向に上記実装面に沿って延出する台座部が一体に形成され、当該台座部の上記延出方向の先端部下面に、上記巻線部から上記実装面側に引き出された上記平角銅線が実装端子として載置される台座面が形成されてなり、かつ上記平角銅線の先端部は、上記台座面から上記先端部の縁部において上方へ屈曲されていることを特徴とするコモンモードチョークコイル。
上記台座面は、上記平角銅線の一端部および他端部が各々位置決めされる凹部をなし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。
上記第１のコアカバーの上部に、平坦部を備えた天板が着脱自在に設けら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。