JP2019153754A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を増やすことなく、コイルの導線を確実に絶縁部材に固定し、かつ容易に組み立てることができるコイル部品を提供する【解決手段】上下方向を巻軸１００方向として前方が開放するＵ字状のコイル２がコア３による閉磁路内に配置され、コイルをコアと絶縁させた状態で保持する絶縁部材１０ａに、コイルの左右の導線部２２が収容される溝１２が形成され、溝は可撓性の舌片（１３１、１３３）が形成された壁部１３を備え、舌片の上端には、溝の左右内方に向かって突出しつつ、上面１３５が先端に向かって下方に傾斜するテーパー状に形成された爪部１３４が形成され、爪部によって導線部の上方が覆われ、舌片は、コイルが上方から溝内に押し込まれた際に、溝の外方に撓んで導線部分を溝内に収納させるとともに、コアが装着されている状態では、溝の外方への撓みが規制されている。【選択図】図５

Description

本発明は、Ｕ字状のコイルがコアからなる閉磁路内に配置されてなるコイル部品に関する。

コイル部品には、平板状の銅板を打ち抜いたり、帯状の銅板や円形断面を有する導体をＵ字状に屈曲させたりしてなる一巻き分のコイルを用いたものがある。図１および図２に、Ｕ字状のコイル２を備えたコイル部品１０１の一例を示した。図１はコイル部品１０１の外観を示す斜視図であり、図１（Ａ）はコイル部品１０１の斜視図であり、図１（Ｂ）はコイル部品１０１の平面図である。また、図２は、コイル部品１０１の分解斜視図である。コイル部品１０１は、図１（Ａ）に示したように、コイル２をコア３と絶縁させた状態で保持する樹脂製の絶縁部材１１０を備えている。コア３は、絶縁部材１１０の外側に装着されて閉磁路を形成している。

コイル２の巻軸１００方向を上下方向とすると、コア３は、絶縁部材１１０を上下方向から狭持する二つのコア部材（３１、３２）によって構成されており、図１に示したように、組み立てられた状態にあるコイル部品１０１では、二つのコア部材（３１、３２）の周囲にはテープ４が巻回され、二つのコア部材（３１、３２）が、互いに分離しないように固定されている。なお、図示したコイル部品１０１では、コイル２は、端部が絶縁部材１１０から外方に向けて突出しつつ、上下一方向に屈曲された導線部分２１に連続している。そして、導線部分２１の先端がコイル部品１０１を回路基板に実装する際の端子になっている。

ここで、三次元直交座標系における三つの座標軸方向を、上下、前後、および左右方向とし、コイル２の端部に連続する導線部分２１が前方に向かって導出されつつ、下方に向かって屈曲していることとすると、図１（Ｂ）に示したように、コイル２は、上下方向から見るとＵ字状である。絶縁部材１１０の前端および後端は、それぞれ、コア３の前端および後端より前後外方向に突出している。絶縁部材１１０は、コイル２の左右の導線部２２を保持し、Ｕ字の底部を形成するコイル２の後端が、絶縁部材１１０の後端から導出されている。なお、以下では、図１に示したように、左右の各方向を、前方から後方を見たときの状態で規定することとする。

図２に示したように、コア３はＥＥ型である。絶縁部材１１０は、樹脂の一体成形品からなり、当該絶縁部材１１０には、Ｅ型のコア部材（３１、３２）の中足３３が挿通される孔（以下、挿通孔１１とも言う）が形成されている。そして、コア３は、コア部材（３１、３２）の中足３３の左右に形成されている外足３４の内面が、絶縁部材１１０の左右の外面に接触した状態で絶縁部材１１０に装着される。挿通孔１１は、前後左右に壁面を有する角筒状の空間であり、挿通孔１１の左右両側には、下方を底部として前後方向に向かう溝１２が形成されている。そして、Ｕ字型のコイル２の左右の導線部２２がこの溝１２内に配置されている。

また、溝１２の側壁は、コイル２の左右の導線部２２の上下高よりも深く、コイル２は、左右の導線部２２が溝１２の底に当接している状態では、コア３に接触することがない。しかし、コイル部品１０１の天地を逆にしたり、コイル部品１０１を振動させたりすると、コイル２が溝１２から逸脱してコア３に接触する可能性がある。そのため、図１と図２とに示した従来のコイル部品１０１では、コイル２の左右の導線部２２が溝１２の底部や側壁に接着されていたり、溝１２に樹脂が充填されていたりして、コイル２が絶縁部材１１０に対して固定されている。

なお、図３に分解斜視図によって示したコイル部品２０１のように、絶縁部材２１０が、上下に分割可能な二つの絶縁部材（２１０ｕ、２１０ｄ）で構成されたものもある。このようなコイル部品２０１では、上下二つの絶縁部材（２１０ｕ、２１０ｄ）のそれぞれに形成された溝を対面させてなる角筒状の空洞２１２内にコイル２の左右の導線部２２が保持される。それによって、コイル２が絶縁部材２１０の外方に逸脱できず、コイル２とコア３との接触が防止されている。いずれにしても、絶縁部材には、コイルの導線とコアとの接触を防止するための何らかの固定構造が必要となる。なお、コイルを絶縁部材に対して固定するための構造については、例えば、以下の特許文献１と２にも記載されている。

特開２００１−２６７１５４号公報 特開２００３−１８８０２８号公報

図１と図２に示した、従来のコイル部品１０１では、コイル２が絶縁部材１１０から逸脱しないようにコイル２を絶縁部材１１０の溝１２に接着したり、溝１２に樹脂を充填したりする工程が必要となる。上記特許文献１や２に記載のコイル部品についても同様である。そのため、コイルを絶縁部材に対して固定するための工程が別途必要であった。また、図３に示したコイル部品２０１では、コイル２を保持する絶縁部材２１０が、二つの部品（２１０ｕ、２１０ｄ）で構成されており、部品点数が増える。したがって、従来のコイル部品では、製造コストを低減させることが難しい。

そこで本発明は、部品点数を増やすことなく、コイルの導線を確実に絶縁部材に固定し、かつ容易に組み立てることができるコイル部品を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明の一態様は、三次元直交座標系における三つの座標軸方向を、上下、前後、および左右方向として、上下方向を巻軸方向として前方が開放するＵ字状に形成されたコイルがコアによって形成された閉磁路内に配置されてなるコイル部品であって、
外方に前記コアが装着されるとともに、前記コイルを当該コアと絶縁させた状態で保持する絶縁部材を備え、
前記絶縁部材には、前記コイルにおける左右の導線部のそれぞれが収容される溝が形成され、
前記溝は、下方を底部とするとともに、上下方向のスリットにより分断されてなる可撓性の舌片が形成された壁部を備え、
前記舌片の上端には、溝の左右内方に向かって突出しつつ、上面が先端に向かって下方に傾斜するテーパー状に形成された爪部が形成され、
前記爪部によって前記導線部の上方が覆われ、
前記舌片は、コイルが上方から溝内に押し込まれた際に、溝の外方に撓んで前記導線部分を溝内に収納させるとともに、前記コアが装着されている状態では、溝の外方への撓みが規制されている、
ことを特徴とするコイル部品である。

前記舌片が、一つの前記溝に対して前後方向の複数箇所に形成されているとともに、前記絶縁部材において左右対称に配置されているコイル部品とすることもできる。さらに、前記爪部が、その下面が先端から基端に向けて下方に傾斜するテーパー状に形成されているコイル部品としてもよい。

本発明によれば、部品点数を増やすことなく、コイルの導線を確実に絶縁部材に固定し、かつ容易に組み立てることができるコイル部品が提供される。

従来例に係るコイル部品の外観を示す斜視図である。 上記従来例に係るコイル部品を示す分解斜視図である。 その他の従来例に係るコイル部品を示す分解斜視図である。 本発明の実施例に係るコイル部品の外観を示す斜視図である。 上記実施例に係るコイル部品を構成する絶縁部材とコイルとを示す図である。 上記実施例に係るコイル部品を構成する絶縁部材におけるコイルの保持状態を示す図である。 上記実施例に係るコイル部品の各部位の寸法を示す図である。 上記実施例に係るコイル部品が備える舌片の可動範囲を示す図である。 本発明のその他の実施例に係るコイル部品が備える絶縁部材を示す図である。

本発明の実施例について、以下に添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明に用いた図面において、同一又は類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。図面によっては説明に際して不要な符号を省略することもある。

＝＝＝実施例＝＝＝
図４は、本発明の実施例に係るコイル部品１の外観を示す斜視図である。図４に示したように、実施例に係るコイル部品１の外観は、図１に示した従来のコイル部品１０１と同様である。また、コア３、コイル２、および絶縁部材１０ａによって構成されている点でも従来のコイル部品１０１と同様である。しかし、実施例に係るコイル部品１は、絶縁部材１０ａの構造が従来のものとは異なっている。図５および図６に、実施例に係るコイル部品１が備える絶縁部材１０ａを示した。図５は、絶縁部材１０ａからコイル２を取り外したときの状態を示しており、図６は、コイル２を保持した状態にある絶縁部材１０ａを示している。

図５に示したように、絶縁部材１０ａは、挿通孔１１の左右それぞれに、Ｕ字状のコイル２の左右の導線部２２が配置される溝１２が前後方向に形成されている。なお、ここに示したコイル２は、Ｕ字の底部を形成する後端に下方に突出する端子部２３が形成されている。この端子部２３は、例えば、コイル部品１が回路基板に実装される際に、コイル２の端部から下方に屈曲する導線部分２１とともに回路基板上に固定されて、コイル部品１のがたつきなどを抑制するために用いられる。

絶縁部材１０ａに設けられた左側と右側のそれぞれの溝１２は、下方を底部とするとともに、絶縁部材１０ａの内方側と外方側とに側壁部（１３、１４）を有している。そして、内方側の側壁部１３によって、挿通孔１１と溝１２とが隔てられている。また、内方側の側壁部１３は、前後に連続した一つの壁ではなく、上下方向のスリット１５により、前後方向に三つの壁部（１３１、１３２、１３３）に分断されている。

三つに分断されている溝１２の側壁部１３において、前方と後方の壁部（１３１、１３３）は、舌片状で、下方を基端として左右方向に可撓性を有している。この前方と後方の壁部（以下、舌片（１３１、１３３）とも言う）の上端には、それぞれ、絶縁部材１０ａの左右外方に向かって突出する爪部１３４が形成されている。爪部１３４は、その上面１３５が先端に向かって下方に傾斜するテーパー状に形成されている。

そして、上記構成の絶縁部材１０ａの溝１２内にコイル２を配置するためには、コイル２を上方から溝１２内に押し込めばよい。すなわち、コイル２を上方から溝１２内に押し込んでいくと、まず、爪部１３４の上面１３５にコイル２の左右の導線部２２の下面が当接する。コイル２をさらに押し込んでいくと、爪部１３４は、自身の上面１３５に形成されているテーパー形状により、絶縁部材１０ａの内方側（図中、白抜き矢印方向）に付勢されて当該内方側に撓む。それによって、コイル２の導線部２２が溝１２の内方に案内される。

なお、コイル２が爪部１３３の下方まで押し込まれると、撓んだ状態にあった舌片（１３１、１３３）が復元し、図６に示したように、コイル２の導線部２２が爪部１３４の下方に配置される。すなわち、舌片（１３１、１３３）とコイル２の導線部２２とが、周知のスナップフィットのように動作する。

実施例に係るコイル部品１では、コイル２の左右方向の内寸と、絶縁部材１０ａやコア３の各部位のサイズとの関係によって、コイル２が溝１２から逸脱することを確実に防止できるようになっている。図７に、絶縁部材１０ａ、コイル２、およびコア３のそれぞれの各部位の寸法を示した。図７（Ａ）は、図４に示したコイル部品１を上下方向と左右方向とを含む面で切断したときの断面を前方から見たときの図を示しており、図６におけるａ−ａ矢視断面に対応している。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）における破線矩形領域２００を拡大した図である。

図７（Ａ）に示したように、舌片（１３１、１３３）に撓みがない場合、コア３の中足３３の左右幅Ｄ１、絶縁部材１０ａの挿通孔１１の左右幅Ｄ２、コイル２における左右の導線部２２の内側の面同士の距離Ｄ３、および、左右の溝１２のそれぞれに形成されている舌片（１３１、１３３）のそれぞれの爪部１３４の先端間の距離Ｄ４の関係は、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ４である。そして、本実施例では、Ｄ１＝７ｍｍ、Ｄ２≦７．４ｍｍ、Ｄ３≦１０ｍｍ、Ｄ４＝１２．２ｍｍに設定されている。

また、図７（Ｂ）に示したように、コイル２を形成する左右の導体部分２２の外側の側面と絶縁部材１０ａの溝１２の外方側の側壁部１４の内面との間には微少な空隙Ｄ５が設けられている。本実施例では、Ｄ５≦０．４ｍｍに設定されている。さらに、爪部１３４の先端から、内方側の側壁部１４の内面までの距離Ｄ６は、Ｄ６＝１．３ｍｍとなっている。また、コア３の中足３３に対して絶縁部材１０ａとコイル２とが左右対称に配置されている場合、上方から見たときの爪部１３４と導線部２２とが重複する幅（以下、重複幅Ｄ７とも言う）は、Ｄ７＝１．１ｍｍになっている。そして、コア３の中足３３と絶縁部材１０ａの挿通孔１１の左右の内面との間隙Ｄ８は、Ｄ８≦０．４ｍｍに設定されている。すなわち、絶縁部材１０ａにコア３が装着されている状態では、舌片（１３１、１３３）は、最大でも０．４ｍｍまでしか絶縁部材１０ａの内方側に撓むことができない。

図８に舌片（１３１、１３３）の可動範囲を示した。図８に示したように、絶縁部材１０ａに保持されているコイル２が左右いずれかの方向にずれた状態（Ｄ５＝０．４ｍｍ）で、舌片（１３１、１３３）が最大限に内方側に撓んでも、コイル２における左右の導線部２２の上面２４が必ず爪部１３４に覆われることになり、コイル２が絶縁部材１０ａの溝１２から逸脱することがない。具体的には、舌片（１３１、１３３）が最も絶縁部材１０ａの内方側に撓んだ場合の重複幅Ｄ７’は、Ｄ７’＝Ｄ７-Ｄ５−Ｄ８であり、その重複幅Ｄ７’の最小値は、１．１ｍｍ−０．４ｍｍ−０．４ｍｍ＝０．３ｍｍとなる。このように、本実施例のコイル部品１は、コイル２を溝１２の内面に接着したり、溝１２内に樹脂を充填したりしなくても、絶縁部材１０ａに対してコイル２を確実に溝１２の内方に止めておくことができ、コア３とコイル２との接触を確実に抑止することができる。

また、実施例に係るコイル部品１では、舌片（１３１、１３３）が挿通孔１１に対して左右対称に形成されており、コイル２が左右均等に溝１２内に保持される。また、一つの溝１２に対して舌片（１３１、１３３）が前後方向に複数形成されているため、コイル２が左右方向の軸周りに揺動することがなく、コイル２の前端側や後端側の浮き上がりも抑制される。すなわち、より確実にコア３とコイル２との接触が防止されるようになっている。

＝＝＝その他の実施例＝＝＝
上記実施例では、舌片（１３１、１３３）が、溝１２における内方側の側壁部１３にのみ形成されていたが、図９に示した、その他の実施例に係るコイル部品における絶縁部材１０ｂのように、溝１２における外方側の側壁部１４にも、爪部１４４を備えた舌片（１４１、１４３）が形成されるようにしてもよい。もちろん、外方側の側壁部１４にのみ舌片が形成されていてもよい。絶縁部材に、平面形状に沿うＵ字状の溝が形成されて、そのＵ字状の溝において、Ｕ字の底部に対応する側壁部に舌片が設けられていてもよい。いずれにしても、絶縁部材は、Ｕ字型のコイルの左右の導線部分を収納する溝を備えるとともに、その導線の上面を覆う爪部を備えた舌片が形成された側壁部を備えていればよい。

舌片は、左右の溝のそれぞれに形成されていればよく、絶縁部材において左右対称に配置されていなくてもよい。また、剛性が高くなって撓みにくくなるものの、舌片の前後の幅を広くすれば、一つの溝に対して舌片を前後方向に複数形成しなくても揺動を抑制することができる。

上記実施例では、爪部１３４の上面１３５のみが基端から先端にかけて下方に傾斜するテーパー状に形成されていたが、下面も先端から基端に向けて下方に傾斜するように形成してもよい。それによって、絶縁部材にコアが装着されていない状態では、コイルの取り付けに加え、取り外しも容易となる。コイルの取り外しが容易になれば、例えば、コイル部品の組み立て過程におけるコイルの装着工程に不具合などがあった場合、コイルを容易に取り外して再度取り付け直すことができる。あるいは、使用中のコイル部品が不要になった際には、金属からなるコイルと、樹脂からなる絶縁部材とを容易に分別することができ、資源リサイクルにも適したものとなる。

１，１０１，２０１ コイル部品、２ コイル、３ コア、
１０ａ，１０ｂ，１１０，２１０ 絶縁部材、１１ 挿通孔、１２ 溝、
１３，１４ 溝の側壁部、２２ コイルの左右の導線部、３３ コアの中足、
３１，３２ コア部材、１００ コイルの巻軸、
１３１，１３３，１４１，１４３ 舌片、１３４，１４４ 爪部、１３５ 爪部の上面

Claims (3)

1. 三次元直交座標系における三つの座標軸方向を、上下、前後、および左右方向として、
   上下方向を巻軸方向として前方が開放するＵ字状に形成されたコイルがコアによって形成された閉磁路内に配置されてなるコイル部品であって、
   外方に前記コアが装着されるとともに、前記コイルを当該コアと絶縁させた状態で保持する絶縁部材を備え、
   前記絶縁部材には、前記コイルにおける左右の導線部のそれぞれが収容される溝が形成され、
   前記溝は、下方を底部とするとともに、上下方向のスリットにより分断されてなる可撓性の舌片が形成された壁部を備え、
   前記舌片の上端には、溝の左右内方に向かって突出しつつ、上面が先端に向かって下方に傾斜するテーパー状に形成された爪部が形成され、
   前記爪部によって前記導線部の上方が覆われ、
   前記舌片は、コイルが上方から溝内に押し込まれた際に、溝の外方に撓んで前記導線部分を溝内に収納させるとともに、前記コアが装着されている状態では、溝の外方への撓みが規制されている、
   ことを特徴とするコイル部品。
2. 請求項１に記載のコイル部品であって、前記舌片は、一つの前記溝に対して前後方向の複数箇所に形成されているとともに、前記絶縁部材において左右対称に配置されていることを特徴とするコイル部品。
3. 請求項１又は２に記載のコイル部品であって、前記爪部が、その下面が先端から基端に向けて下方に傾斜するテーパー状に形成されていることを特徴とするコイル部品。

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