JP2019114744A - コモンモードチョークコイル - Google Patents

Abstract

【課題】大電流対応可能な、電気的性能の安定したコモンモードチョークコイルを提供することを目的とする。【解決手段】第１の鍔部１４および第２の鍔部１５を有して成る磁性コア１１と１対の絶縁被覆導線１３と、を備えるコモンモードチョークコイルであって、外部端子は、固定部１７と溶接部１８とを備え、絶縁被覆導線１３の両端部は溶接部１８で電気的および機械的に第１外部端子１６ａおよび第３外部端子１６ｃに接続され、実装した状態で第１外部端子１６ａでは溶接部１８が固定部１７の上方に位置し、第３外部端子１６ｃでは溶接部１８が固定部１７の下方に位置しているように構成したコモンモードチョークコイル。【選択図】図２

Description

本発明は、各種電子機器に用いられる磁性コアとワイヤとを備えた表面実装型のコモンモードチョークコイルに関する。

従来電源ラインの不要輻射ノイズ対策や高周波信号のコモンモードノイズ対策等に巻線型コモンモードチョークコイルの利用が知られている。

このような従来技術のコモンモードチョークコイルは、巻芯２の両側に鍔部４が形成されたフェライト磁性コアと、磁性コアの巻芯２にバイファイラ巻等によって数ターン〜数十ターン巻回された複数の絶縁被覆導線３からなるワイヤと、磁性コアとほぼ同じ透磁率を有し磁性コアの両方の鍔部間を接着剤により接合した磁性板９とによって構成されている。磁性コアおよび磁性板はフェライト粉末に結合剤を混ぜてプレス成型し、これを焼成することによって得られる。さらに、両方の鍔部または一方の鍔部には複数の端子６が形成され、ワイヤの巻始めの端部と巻終りの端部はこれらの端子６に対してそれぞれ半田付け、熱圧着等によって導電接続されている。そして、このようなコモンモードチョークコイルでは、コアの巻芯に巻回するワイヤの巻回回数を適宜設定することによって所望のインピーダンス値を得ていた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開平７−１６１５６３号公報

しかしながら、コモンモードチョークコイルの大電流化への要望が強くなってきている。大電流化を実現しようとすると、絶縁被覆導線も太くなり加工時の反発応力が大きくなる。このため、巻芯に巻いた絶縁被覆導線も接続固定するまでの間に緩みやすくなり、これがインピーダンス値のばらつきにつながりやすかった。

本発明は上記課題を解決するために、巻芯部及びこの巻芯部の両端部に設けられた第１の鍔部および第２の鍔部を有して成る磁性コアと、第１の鍔部に設けられた第１外部端子および第２外部端子と、第２の鍔部に設けられた第３外部端子および第４外部端子と、巻芯部に巻回された１対の絶縁被覆導線と、を備えるコモンモードチョークコイルであって、一方の絶縁被覆導線の両端部はそれぞれ第１外部端子と第３外部端子に接続され、他方の絶縁被覆導線の両端部はそれぞれ第２外部端子と第４外部端子に接続され、第１外部端子、第２外部端子、第３外部端子、および第４外部端子は、固定部と溶接部とを備え、一方の絶縁被覆導線の両端部は溶接部で電気的および機械的に第１外部端子および第３外部端子に接続され、他方の絶縁被覆導線の両端部は溶接部で電気的および機械的に第２外部端子および第４外部端子に接続されたものであり、コモンモードチョークコイルを実装した状態で第１外部端子では溶接部が固定部の上方に位置し、第３外部端子では溶接部が固定部の下方に位置するように構成したものである。

以上のように構成することにより、両端部の絶縁被覆導線が巻芯部から固定部に向かう線と、固定部から溶接部に向かう線とがなす角度を鋭角にすることができ、絶縁被覆導線を接続固定するまでの緩みを防止することができ、特性の安定したコモンモードチョークコイルを得ることができる。

本発明の一実施の形態におけるコモンモードチョークコイルの斜視図 本発明の一実施の形態におけるコモンモードチョークコイルの横面図 本発明の一実施の形態におけるコモンモードチョークコイルの下面図 従来のコモンモードチョークコイルの横面図

以下、本発明の一実施の形態におけるコモンモードチョークコイルについて、図面を参照しながら説明する。

図１は発明の一実施の形態におけるコモンモードチョークコイルの斜視図、図２は同横面図、図３は同下面図である。

磁性コア１１は、巻芯部１２およびこの両端部に設けられた第１の鍔部１４および第２の鍔部１５からなり、巻芯部１２に１対の絶縁被覆導線１３が巻回されることにより巻線を構成している。第１の鍔部１４には第１外部端子１６ａおよび第２外部端子１６ｂが設けられ、第２の鍔部１５には第３外部端子１６ｃおよび第４外部端子１６ｄが設けられている。一方の絶縁被覆導線の両端部はそれぞれ第１外部端子１６ａと第３外部端子１６ｃに接続され、他方の絶縁被覆導線の両端部はそれぞれ第２外部端子１６ｂと第４外部端子１６ｄに接続されている。第１外部端子１６ａ、第２外部端子１６ｂ、第３外部端子１６ｃ、および第４外部端子１６ｄは、それぞれ固定部１７と溶接部１８を有し、絶縁被覆導線１３は固定部１７で挟まれることにより固定され、絶縁被覆が除去された状態の導線が溶接部１８で溶接されることにより、電気的および機械的に接続されている。

このコモンモードチョークコイルを実装した状態で、第１外部端子１６ａでは溶接部１８が固定部１７の上方に位置し、第３外部端子１６ｃでは溶接部１８が固定部１７の下方に位置するように構成されている。このようにすることにより、第１外部端子１６ａ側および第３外部端子１６ｃ側で、絶縁被覆導線１３が巻芯部１２から固定部１７に向かう線と、固定部１７から溶接部１８に向かう線とがなす角度を鋭角にすることができる。

図４のように、従来のコモンモードチョークコイルでは、一方の端部では鋭角になっているが、他方の端部では鈍角になってしまう。このように鈍角になる部分があると、溶接部で固定するまでの間に、巻いた絶縁被覆導線が緩みやすくなり、これが特性のばらつきとなる。

これに対し、本実施の形態ではいずれの端部も鋭角となっているため、巻いた状態が緩みにくいものとなっている。この絶縁被覆導線１３が巻芯部１２から固定部１７に向かう線と、固定部１７から溶接部１８に向かう線とがなす角度は、４５°以下にすることが望ましく、３０°以下にすることがさらに望ましい。このようにすることにより、さらに特性の安定したコモンモードチョークコイルを得ることができる。

さらにコモンモードチョークコイルを実装した状態で第２外部端子１６ｂでは溶接部１８が固定部１７の下方に位置し、第４外部端子１６ｄでは溶接部１８が固定部１７の上方に位置する、すなわち同じ鍔部に設ける外部端子の、溶接部１８と固定部１７の位置関係
を反対にすることが望ましい。このようにすることにより、一次・二次巻線と外部端子間に生じる浮遊容量を均等にし、素子の極性を小さくすることができる。

以上のように構成することにより、端末部に緩みのない１対の巻線を形成することが容易となり、製造工程の安定化を図ることができる。

次に本発明の一実施の形態におけるコモンモードチョークコイルの製造方法について説明する。

まず磁性コア１１を準備する。この磁性コア１１は巻芯部１２の両端部に第１の鍔部１４および第２の鍔部１５を有する構造で、第１の鍔部１４および第２の鍔部１５の幅方向の長さは約３．２ｍｍ、第１の鍔部１４と第２の鍔部１５の外側寸法は約４．５ｍｍ、第１の鍔部１４および第２の鍔部１５の高さは約２．０ｍｍとなっている。この磁性コア１１は、フェライト粉末に結合剤を混ぜてプレス成型し、これを焼成することによって得られる。

次に磁性コア１１の第１の鍔部１４に第１外部端子１６ａおよび第２外部端子１６ｂを接着剤で貼り付ける。また、もう一方の鍔部１５には第３外部端子１６ｃおよび第４外部端子１６ｄを貼り付けた後に、所定の温度で接着剤を硬化させて端子と磁性コアを固定することができる。

次に磁性コア１１の巻芯部１２に太さ約φ０．０８ｍｍの絶縁被覆導線１３を巻回し、第１外部端子１６ａ、第２外部端子１６ｂ、第３外部端子１６ｃ、および第４外部端子１６ｄにそれぞれの絶縁被覆導線１３端部を接続する。

この巻芯部１２に絶縁被覆導線１３を巻回する工程では、磁性コア１１を冶具に固定して、絶縁被覆導線１３を一旦捨てピンに巻きつけて固定した後、第１外部端子１６ａの溶接部１８および固定部１７を通った後巻芯部１２に巻回され、第３外部端子１６ｃの固定部１７および溶接部１８を通り、再度捨てピンに巻き付けて固定される。

同様に、絶縁被覆導線１３を一旦捨てピンに巻きつけて固定した後、第４外部端子１６ｄの溶接部１８および固定部１７を通った後巻芯部１２に巻回され、第２外部端子１６ｂの固定部１７および溶接部１８を通して、再度捨てピンに巻きつけて固定する。このようにすることにより、１対の絶縁被覆導線の巻線を形成することができる。

この後それぞれの固定部１７を曲げて絶縁被覆導線１３を挟み込んで固定する。それぞれの溶接部１８に位置する絶縁被覆導線に炭酸ガスレーザを照射し、この部分の絶縁皮膜を除去する。その後絶縁被覆導線を所定の位置で切断し、溶接部の端子を折り曲げ、絶縁被膜を剥離した導線と接触させた後に、溶接部１８の領域にＹＡＧレーザを照射し、導線と溶接部１８とをレーザ溶接することにより、絶縁被覆導線１３端部をそれぞれの外部端子に、電気的および機械的に接続する。このときすべての外部端子で絶縁被覆導線１３が巻芯部１２から固定部１７に向かう線と、固定部１７から溶接部１８に向かう線とがなす角度を鋭角にすることができるため、巻回した絶縁被覆導線が緩むことを防止することができる。

この後第１の鍔部上面および第２の鍔部の上面に接着剤を塗布し、磁性板１９を貼り合わせ、所定の温度と時間で加熱することによりそれぞれの接着剤を本硬化させて、コモンモードチョークコイルを得ることができる。

本発明に係るコモンモードチョークコイルおよびその製造方法は、大電流対応可能な、電気的性能の安定したコモンモードチョークコイルを効率よく生産することができ、産業上有用である。

２ 巻芯
３ 絶縁被覆導線
４ 鍔部
６ 端子
９ 磁性板
１１ 磁性コア
１２ 巻芯部
１３ 絶縁被覆導線
１４ 第１の鍔部
１５ 第２の鍔部
１６ａ 第１外部端子
１６ｂ 第２外部端子
１６ｃ 第３外部端子
１６ｄ 第４外部端子
１７ 固定部
１８ 溶接部
１９ 磁性板

Claims (3)

1. 巻芯部及びこの巻芯部の両端部に設けられた第１の鍔部および第２の鍔部を有して成る磁性コアと、前記第１の鍔部に設けられた第１外部端子および第２外部端子と、前記第２の鍔部に設けられた第３外部端子および第４外部端子と、前記巻芯部に巻回された１対の絶縁被覆導線と、を備えるコモンモードチョークコイルであって、一方の前記絶縁被覆導線の両端部はそれぞれ前記第１外部端子と前記第３外部端子に接続され、他方の前記絶縁被覆導線の両端部はそれぞれ前記第２外部端子と前記第４外部端子に接続され、前記第１外部端子、前記第２外部端子、前記第３外部端子、および前記第４外部端子は、固定部と溶接部とを備え、一方の前記絶縁被覆導線の両端部は前記溶接部で電気的および機械的に前記第１外部端子および前記第３外部端子に接続され、他方の前記絶縁被覆導線の両端部は前記溶接部で電気的および機械的に前記第２外部端子および前記第４外部端子に接続されたものであり、前記コモンモードチョークコイルを実装した状態で前記第１外部端子では前記溶接部が前記固定部の上方に位置し、前記第３外部端子では前記溶接部が前記固定部の下方に位置しているコモンモードチョークコイル。
2. 前記コモンモードチョークコイルを実装した状態で前記第２外部端子では前記溶接部が前記固定部の下方に位置し、前記第４外部端子では前記溶接部が前記固定部の上方に位置している請求項１記載のコモンモードチョークコイル。
3. 前記絶縁被覆導線が巻芯部から前記固定部に向かう線と、前記固定部から前記溶接部に向かう線とがなす角度を、４５°以下にした請求項１記載のコモンモードチョークコイル。