JP2017139356A - 回路構成体および電気接続箱 - Google Patents

Abstract

【課題】回路構成体および電気接続箱を小型化する。
【解決手段】導電回路を有する回路基板４０にコイル組立体１０が実装された回路構成体１００であって、前記コイル組立体１０は、磁性コアと、平角線が巻回されたコイルと、を含む本体部を備える。前記コイルの両端部２２Ａ、２２Ｂは、前記本体部から延出されるとともに前記導電回路に固定される接続部とされており、前記本体部と前記回路基板４０との間に隙間をあける。
【選択図】図３

Description

本明細書によって開示される技術は、回路構成体および電気接続箱に関する。

従来より、導電回路を有する回路基板に種々の電子部品が実装された回路構成体が知られている。このような回路構成体において、回路基板上に実装される電子部品として、コイルが使用される場合がある。

特開２０１５−１０４１８３号公報

しかしコイルは比較的大型であるため、回路基板上にコイルを搭載するための領域を広く設ける必要があり、その領域を避けて導電回路を配索しなければならない。すなわち、回路構成体、ひいては、回路構成体を内部に収容する電気接続箱が大型化するという問題がある。

本明細書に開示される技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、回路構成体および電気接続箱を小型化することを目的とする。

本明細書に開示される技術は、導電回路を有する回路基板にコイル組立体が実装された回路構成体であって、前記コイル組立体は、磁性コアと、平角線が巻回されたコイルと、を含む本体部を備え、前記コイルの両端部は、前記本体部から延出されるとともに前記導電回路に固定される接続部とされており、前記本体部と前記回路基板との間に隙間を有する。

このような構成によれば、本体部と回路基板との間の隙間に回路基板の導電回路を配索することが可能になるので、回路構成体の配線密度を高くすることができる。すなわち、回路構成体および電気接続箱を小型化することができる。

ところで、コイルは比較的大型であるため、その端子をはんだ付けにより回路基板上の導電回路に接続するだけでは走行中の振動等によりコイルが動き、はんだにクラックが入る場合がある。このため、従来は、コイルの本体部の底面の周囲に接着剤を塗布したり、本体部をねじ締めや板バネ等で回路基板上に機械的に固定する等、別途固定手段を設ける場合があった。

しかし接着剤を用いる構成では、他の部品へ影響を及ぼさないようにするため、他の部品を避けて広めの塗布領域を設けなければならない。また、ねじ締めや板バネ等で本体部を機械的に固定する際には、回路基板上にねじや板バネを留める領域が新たに必要となり、このような固定手段は回路基板の高密度化を妨げる、ひいては、回路構成体の小型化を妨げる要因となっていた。

そこで、上述した回路構成体は、以下の構成を備えていることが好ましい。

コイルは、平角線が巻回された巻回部から平角線の両端部が延出されるとともにクランク状に屈曲されてなり、平角線の先端側が接続部とされており、接続部は、本体部のうち回路基板と対向する対向面より回路基板側に配されて導電回路にネジ留めされている構成としてもよい。

このように平角線からなるコイルを使用したコイル組立体によれば、接続部を導電回路にネジ留めすることができるから、本体部を回路基板に直接固定しなくても（本体部と回路基板との間に隙間を有する場合でも）接続安定性に優れる。しかも、接続部は、本体部のうち回路基板と対向する対向面より回路基板側に配されており、これにより、コイル組立体を回路基板に取り付けた際には、本体部と回路基板との間に隙間が形成される。よって、この隙間に導電回路を配索することができる。

すなわち、上記構成によれば、コイル組立体（本体部）を回路基板に固定するための固定手段を別途設けなくてもよく、回路基板を小型化することができる。また、本体部と回路基板との間に形成される隙間に導電回路を配索することができるから、配線密度を高密度化することができ、これらにより、回路構成体を小型化することができる。

複数のコイルを一体的に収容した本体部を備え、コイルの各々の両端部は本体部における相反する方向から延出されていてもよい。

このような構成によれば、本体部は相反する方向から延出された各コイルの両端部（接続部）により回路基板に固定されることになるから、コイル組立体をより動き難い状態で回路基板に固定することができる。

また、回路基板のうちコイル組立体と対向する領域に、電子部品を実装してもよい。このような構成によれば、配線密度をより高密度化することができる。

また、本明細書に開示される技術は、上述した回路構成体と、回路構成体を収容するフレームと、を有する電気接続箱であって、コイルおよび磁性コアは合成樹脂材により一体とされており、合成樹脂材に取付片が一体に形成され、取付片がフレームに固定されている。

このような構成によれば、合成樹脂材により、本体部から延出されるコイルの両端部が本体部に対してより動き難い状態とされ、なおかつ、取付片により、本体部はフレームに対しても動き難い状態とされるから、本体部が回路基板に対してより動き難い状態とされる。

本明細書に開示される技術によれば、回路構成体および電気接続箱を小型化することができる。

実施形態１のチョークコイルの分解斜視図 コイル組立体の斜視図 回路構成体の側面図 実施形態２の回路構成体の側面図 実施形態３の電気接続箱の側面図

＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図３によって説明する。

本実施形態の回路構成体１００に使用されるコイル組立体１０は、磁性コア１２と、巻線を巻回してなるコイル２０とを、コイルケース３０（合成樹脂材の一例）に収容するとともに、ポッティング材３５（合成樹脂材の一例）を充填してなる（図２参照）。以下、図２における上方を上、下方を下、左手前を前方、右奥を後方として説明する。

磁性コア１２はいわゆるＰＱ型コアと称されるものであって、図１に示すように、同形状の一対の第１コア１２Ａおよび第２コア１２Ｂを組み合わせてなる。第１コア１２Ａおよび第２コア１２Ｂは、円柱状の被巻回部１３と、被巻回部１３を挟んで被巻回部１３の軸方向に沿って平行に延在する一対の略板状の脚部１４と、被巻回部１３および一対の脚部１４の一方側の端部を互いに連結してなる板状の連結部１５とを有する。被巻回部１３と脚部１４とは、連結部１５に対して同等高さとされている。また連結部１５の側縁のうち、脚部１４と連結していない一対の側縁は、脚部１４の両端部から被巻回部１３に向けて斜めに切り欠かれている。

本実施形態のコイル２０は、平角線をエッジワイズ状かつ円環状に巻回してなるエッジワイズコイルである。コイル２０は、図１に示すように、巻回されて全体として筒状をなす巻回部２１の上端および下端から、平角線の両端部が、同方向（前方）に向けて、かつ、互いに平行に延出されるとともに、下方に向けてクランク状に屈曲された形態をなしており、その先端側が導電回路と接続されるようになっている。

以下、図１において巻回部２１の上方側から延出された端部を第１端部２２Ａとし、下方側から延出された端部を第２端部２２Ｂとする。また、第１端部２２Ａのうち巻回部２１から前方に向けて延出された部分を第１延出部２３Ａ、第１延出部２３Ａに連なって下方に向けて延びる部分を第１段差部２４Ａ、第１段差部２４Ａに連なって前方に向けて延びる先端部分を第１接続部２５Ａとする。また同じく、第２端部２２Ｂのうち巻回部２１から前方に向けて延出された部分を第２延出部２３Ｂ、第２延出部２３Ｂに連なって下方に向けて延びる部分を第２段差部２４Ｂ、第２段差部２４Ｂに連なって前方に向けて延びる先端部分を第２接続部２５Ｂとする。

第１接続部２５Ａおよび第２接続部２５Ｂは、第１延出部２３Ａおよび第２延出部２３Ｂと平行に配されている。また、第１接続部２５Ａおよび第２接続部２５Ｂは互いに同等高さ（面一）に配されるとともに、巻回部２１の下端縁よりも下方側に配されている。

なお、第１接続部２５Ａおよび第２接続部２５Ｂには、接続用のボルトを貫通するための接続孔２６Ａ，２６Ｂが形成されている。

コイル２０は、一対の第１コア１２Ａおよび第２コア１２Ｂの被巻回部１３の周囲に配されており、これにより、磁性コア１２とともにチョークコイル１１（本体部の一例）を形成している。チョークコイル１１は、図２に示すように、コイルケース３０（合成樹脂材の一例）内に収容されている。

コイルケース３０は合成樹脂材からなり、図２に示すように、一面側（前面）が開口３１により開放された箱体からなる。より詳しくは、コイルケース３０は、チョークコイル１１の上面および下面に沿う上壁３２および底壁３３と、チョークコイル１１の左右の側面（脚部１４）に沿う一対の側壁３４と、チョークコイル１１の背面に沿う後壁と、を有している。

チョークコイル１１は、図２に示すように、一対の第１端部２２Ａおよび第２端部２２Ｂが開口３１から外側に向けて突出する向きでコイルケース３０内に収容されている。また、コイルケース３０内は、チョークコイル１１を収容した状態でポッティング材３５（合成樹脂材の一例）により充填されている。なお、ポッティング材３５としては、例えばエポキシ樹脂等を使用することができる。

この状態において、第１接続部２５Ａおよび第２接続部２５Ｂは、コイルケース３０の底壁３３の下面３３Ａ（対向面の一例）を含む面よりも下方側に配されている。

上述したコイル組立体１０は、図３に示すように、回路基板４０上の所定位置に導通接続される。

次に、コイル組立体１０の製造方法およびコイル組立体１０の回路基板４０への取り付け方法（回路構成体１００の製造方法）について説明する。

コイル組立体１０を製造するには、まず、コイルケース３０に対し、チョークコイル１１の第１端部２２Ａおよび第２端部２２Ｂが開口３１から突出する向きでチョークコイル１１を挿入する。チョークコイル１１の外面は、コイルケース３０の内部に設けられた図示しない当接リブに当接しつつ、奥方へ挿入され、位置決めがなされる。

この状態において、磁性コア１２の外面とコイルケース３０の内面との間には、僅かな隙間が形成されている。

チョークコイル１１がコイルケース３０の正規位置に挿入されたら、コイルケース３０の開口３１が上方に向くようにコイルケース３０を置き、開口３１からポッティング材３５を充填する。ポッティング材３５はチョークコイル１１とコイルケース３０との間の隙間や、コイル２０と磁性コア１２との間の隙間に充填され、次第に固まる。これにより、チョークコイル１１がコイルケース３０内に固定されたコイル組立体１０が完成する（図２参照）。

この状態において、コイル２０の平角線の両端部（第１端部２２Ａ，第２端部２２Ｂ）は、コイルケース３０の外側に延出されている。また、第１端部２２Ａ，第２端部２２Ｂのコイルケース３０からの延出部分（第１延出部２３Ａ，第２延出部２３Ｂ）は、ポッティング材３５により、基端側が動かないようにしっかり固定されている。

次に、コイル組立体１０を回路基板４０の所定位置に配し、第１接続部２５Ａおよび第２接続部２５Ｂの接続孔２６Ａ，２６Ｂにボルト５０を挿通させてナット５１を締結させる（ネジ留めする）ことにより、導電回路（回路基板４０の裏面側のバスバー４１）と接続する（図３参照）。

この状態において、コイル２０の平角線の両端部（第１端部２２Ａ，第２端部２２Ｂ）はコイルケース３０から回路基板４０に沿う方向に導出されてクランク状に屈曲されており、その先端部（第１接続部２５Ａおよび第２接続部２５Ｂ）は、コイルケース３０の底壁３３の下面３３Ａよりも下方（回路基板４０）側に突出するように配されているから、コイルケース３０は回路基板４０の上方の離れた位置に配される。

従って、コイル組立体１０を回路基板４０に取り付ける（接続する）作業に先立って、回路基板４０のうちコイル組立体１０が上方に配される領域に他の電子部品５５を実装させることにより、回路基板４０の配線密度が高い回路構成体１００とすることができる。

このような本実施形態の回路構成体１００によれば、コイルケース３０と回路基板４０との間の隙間に、回路基板４０の導電回路を配索したり、電子部品５５を実装したりすることが可能になるので、回路構成体１００の配線密度を高くすることができる。すなわち、回路構成体１００を小型化することができる。

また、コイル２０を使用したコイル組立体１０により、接続部２５Ａ，２５Ｂを回路基板４０にボルト・ナット締結（ネジ留め）することができるから、コイルケース３０と回路基板４０との間に隙間があっても、接続安定性に優れる。しかも、コイルケース３０から延出される端部２２Ａ，２２Ｂの基端側は、ポッティング材３５により動き難い状態とされているから、コイル組立体１０全体を回路基板４０に対して動き難い状態で取り付けることができる。

すなわち、コイルケース３０を回路基板４０に固定するための固定手段を別途設けなくてもよく、これによっても、回路構成体１００を小型化することができる。

＜実施形態２＞
次に、実施形態２を図４によって説明する。なお、以下においては実施形態１と異なる構成についてのみ説明するものとし、実施形態１と同様の構成には同一符号を付すこととし、重複する説明を省略する。

本実施形態の回路構成体１１０に使用されるコイル組立体６０は、実施形態１と同様の構成の一対のチョークコイル１１を、ひとつの大型のコイルケース７０に収容する構成としたところが、上記実施形態１と相違している。

コイルケース７０は、一対のチョークコイル１１を並べて収容可能とされており、その長手方向の両端部（図４の左右の端部）が開口された扁平な四角筒状をなしている。

一対のチョークコイル１１の各平角線の両端部（第１端部２２Ａ、第２端部２２Ｂ）は、コイルケース７０において反対側（相反する方向）に配された各開口から延出されている。

このような構成によれば、コイル組立体６０は互いに反対側から延出された平角線の両端部２２Ａ，２２Ｂ（接続部２５Ａ，２５Ｂ）により回路基板４０に固定されることとなるから、コイル組立体６０をより動き難い状態で回路基板４０に固定することができる。このようなコイル組立体６０によっても、小型で配線密度が高い回路構成体１１０が得られる。

＜実施形態３＞
次に、実施形態３を図５によって説明する。なお、以下においても実施形態１と異なる構成についてのみ説明するものとし、実施形態１と同様の構成には同一符号を付すこととし、重複する説明を省略する。

本実施形態の回路構成体１２０に使用されるコイル組立体８０は、取付片９６が一体に設けられたコイルケース９０を使用したところが、上記実施形態１と相違している。

コイルケース９０の側壁９４には、外側に向けて水平方向に延びる取付片９６が延設されている。この取付片９６には、取付孔９７が貫通形成されている。

このようなコイルケース９０が使用された本実施形態のコイル組立体８０は、上記実施形態１と同様に、回路基板４０の導電回路に接続される。また本実施形態においては、コイル組立体８０が接続された回路構成体１２０は、図示しないケース内に収容され、コンバータ２００（電気接続箱の一例）を構成している。

ケースは、回路基板４０の周囲を囲むフレーム１５０を備えている。フレーム１５０には、上述したコイルケース９０の取付片９６を取り付けるための固定孔１５１が設けられている。フレーム１５０の固定孔１５１にコイルケース９０の取付片９６の取付孔９７が重ねられ、ボルト締結されることにより、コイルケース９０はフレーム１５０に対して固定される。

このような本実施形態のコンバータ２００によれば、コイル組立体８０が回路基板４０に対してより安定的に保持された回路構成体１２０およびコンバータ２００とすることができる。

＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。

（１）上記実施形態１においては、チョークコイル１１をコイルケース３０に収容するとともにポッティング材３５で充填する構成としたが、コイルケース３０を省略し、チョークコイル１１を合成樹脂材により一体的に保持する構成としてもよい。このような構成は、例えば、モールド成形により達成することができる。また、チョークコイル１１は、磁性コア１２とコイル２０とを一体に組み付けた状態で回路基板４０に実装してもよい。

（２）上記実施形態においては、磁性コア１２として一対のＰＱ型コアを用いた例を示したが、一対のＥ型コアや一対のポットコア等、他の磁性コアを用いてもよい。

（３）上記実施形態においては、コイル２０の両端部２２Ａ，２２Ｂを巻回部２１から同方向に延出する構成としたが、必ずしも同方向でなくてもよく、例えば、交差する方向に延出したり、反対側に向けて延出する構成としてもよい。

（４）回路基板４０に実装する電子部品５５の位置や数は上記実施形態に限るものではない。電子部品５５は、回路基板４０のうち、コイル組立体１０，６０と対向する領域のどの位置にでも実装することができる。

（５）上記実施形態では、平角線をエッジワイズ状に巻回したコイル２０を示したが、コイルの形態は上記実施形態に限るものではない。例えば、両端部をクランク状に屈曲させていないコイルを使用することもできる。

（６）上記実施形態では、コイル２０と回路基板４０とをネジ留により接続する形態を示したが、ネジ留に限らず、例えば、ハンダ付により接続する形態としてもよい。

（７）上記実施形態２では、コイルケース７０に一対のチョークコイル１１を収容する構成としたが、３つ以上のチョークコイル１１をひとつのコイルケースに収容する構成としてもよい。

（８）上記実施形態３ではケースの内部に回路構成体１２０を収容したコンバータ２００の例を示したが、本明細書に開示される技術は、コンバータ以外の電気接続箱にも適用することができる。

１０，６０，８０：コイル組立体
１１：チョークコイル（本体部）
１２：磁性コア
１３：被巻回部
２０：コイル
２１：巻回部
２２Ａ：第１端部
２２Ｂ：第２端部
２５Ａ：第１接続部
２５Ｂ：第２接続部
３０，７０，９０：コイルケース（合成樹脂材）
３３：底壁
３３Ａ，７３Ａ：下面（対向面）
３５：ポッティング材（合成樹脂材）
４０：回路基板
４１：バスバー（導電回路）
５０：ボルト
５１：ナット
５５：電子部品
９６：取付片
１００，１１０，１２０：回路構成体
１５０：フレーム
２００：コンバータ（電気接続箱）

Claims (5)

1. 導電回路を有する回路基板にコイル組立体が実装された回路構成体であって、
   前記コイル組立体は、磁性コアと、平角線が巻回されたコイルと、を含む本体部を備え、
   前記コイルの両端部は、前記本体部から延出されるとともに前記導電回路に固定される接続部とされており、
   前記本体部と前記回路基板との間に隙間を有する、回路構成体。
2. 前記コイルは、前記平角線が巻回された巻回部から前記平角線の両端部が延出されるとともにクランク状に屈曲されてなり、前記平角線の先端側が前記接続部とされており、
   前記接続部は、前記本体部のうち前記回路基板と対向する対向面より前記回路基板側に配されて前記導電回路にネジ留めされている、請求項１に記載の回路構成体。
3. 複数の前記コイルを一体的に収容した前記本体部を備えており、前記コイルの各々の両端部は前記本体部における相反する方向から延出されている請求項１または請求項２に記載の回路構成体。
4. 前記回路基板のうち前記コイル組立体と対向する領域に、電子部品が実装されている請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の回路構成体。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の回路構成体と、前記回路構成体を収容するフレームと、を有し、
   前記コイルおよび前記磁性コアは合成樹脂材により一体とされており、
   前記合成樹脂材に取付片が一体に形成され、前記取付片が前記フレームに固定されている電気接続箱。

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