JP2019201041A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁距離が確保された低背のコイル部品をより安価に提供する。【解決手段】端子を備えて、前後および左右の方向を含む面に実装されるコイル部品１であって、前後方向を巻軸１００としたコイル６と、中脚２１を備えたコア２と、ボビン３と、ボビンに装着される絶縁性材料からなるカバー７とを備え、ボビンは、前後に開口を有して巻線が巻回される中空筒状の巻軸部の下方に前面と後面とから端子４が突出する端子台３２が一体的に形成されてなり、コアは、巻軸部の中空部３３に中脚が挿通され、カバーは、前端と後端とに左右方向に延長する庇部７１が前後方向に延長する接続部７２によって連結されて、上下方向から見てＨ字状に形成され、巻軸部の中空部に挿通可能に構成され、接続部は、コアの中脚の下方に配置された状態で、巻軸部の中空部に配置され、端子台から突出する端子の上方が庇部によって覆われている。【選択図】図２

Description

本発明はコイル部品に関する。

コイル部品には、端子台を兼ねるボビンを備えて、基板上に実装可能な基板実装型と呼ばれるものがある。基板実装型のコイル部品のボビンは、コイルの巻線が巻回される巻軸部と、端子台とが一体的に形成されており、端子台から端子が突出している。端子は、線状の導体からなり、中間部分がボビン内に埋め込まれている。端子の一端は、コイル部品を基板に実装する際に、半田付けなどによって基板に固定される実装用の端子であり、他端は、コイルの巻線の巻きはじめと巻き終わりの端部が巻き付けられる、所謂「絡げ端子」である。

図１に、端子台３２を備えたボビン１０３の一例を示した。互いに直交する、左右、前後、および上下の三方向を規定するとともに、コイルの巻軸１００方向を前後方向とする。さらに、コイル部品が前後方向と左右方向とを含む面の上面に実装されることとすると、ボビン３は、前端と後端に開口を有する中空筒状の巻軸部３１を備え、巻軸部３１の下方に複数の端子４を備えた端子台３２が一体的に形成されている。各端子４は、Ｌ字状に屈曲し、絡げ端子４１は、端子台３２の前端と後端から、それぞれ、前方、および後方に向かって突出し、実装用の端子（以下、実装用端子４２とも言う）は下方に突出している。

ところで、コイル部品に限らず電子部品には、実装面積を減少させる小型化と、実装した際の上下高を抑制するための低背化とが求められている。コイル部品の低背化については、実装面と平行な一方向をコイルの巻軸方向とする「横型」にすることでコイル部品の高さを抑制することができる。しかし、横型のコイル部品が、例えば、車載用の電源トランスとして使用されている、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）のゲート駆動用トランスなど、高電圧を扱うものである場合には小型化が難しくなる。

具体的には、ＩＧＢＴのゲート駆動用トランスなどのコイル部品では、コイルの巻線やコアと端子との間に、電子回路側からの要求やコイル部品が扱う電圧の値などの仕様に応じ、所定の絶縁距離を設ける必要がある。コイルの巻線には、普通、表面に絶縁体からなる被膜層が設けられていることから、確保すべき絶縁距離は、コアと端子との間の距離となる。そして、絶縁距離には、空間を通ってコアと端子とを最短で結ぶ空間絶縁距離と、コアと端子とを最短で結ぶ経路上に絶縁物がある場合に絶縁物の表面に沿って迂回しつつコアと端子とを最短で結ぶ沿面絶縁距離とがある。

低背化に有利な横型のコイル部品では、コアの中脚が前後方向に突出するため、コアが前後方向に幅広となる。しかし、絡げ端子がボビンの端子台から前方および後方に突出していると、前後方向に幅広なコアと、絡げ端子との空間絶縁距離を確保するために、ボビンの前後方向の幅を広くする必要がある。すなわち、ボビンにおいて絡げ端子が突出している前後の端面とコアとの距離を大きくする必要がある。あるいは、ボビンにおいて絡げ端子を突出させる位置とコアとの上下方向の距離を大きくする必要がある。しかし、上下方向の距離を大きくすれば、横型としたことによる低背化の効果が得られなくなる。そこで、横型のコイル部品には、空間を通るコアと端子との経路上に介在して絶縁距離を確保するためのカバーが設けられているものもある。なお、以下の特許文献１には、カバーを備えたコイル部品である「カバー付き巻線部品」について記載されている。

特開２００６−２３７２０３号公報

上述したように、端子台が一体的に形成されたボビンを備えたコイル部品は、低背化を達成するために、前後方向を巻軸としてコイルの巻線が巻回される横型となっている。そして、従来の横型のコイル部品では、絶縁距離を確保しつつ小型化を達成するために、端子の上方を覆うカバーが必要となる。しかし、従来のコイル部品のカバーは、ボビンの巻軸部に装着されつつ、端子の上方を覆うように枠状の構造を有している。そして、カバーは絶縁性の樹脂からなる成形品であり、枠状の成形品は、外観不良や強度不足の原因となる周知のウエルドが発生し易い。すなわち、従来のコイル部品では、歩留まりが低下する可能性がある。

さらに、特許文献１に記載の巻線部品では、カバーが、上下方向を軸として巻軸部を覆う中空角筒状の枠体からなる周壁部の下端にフランジ状の本体部が一体成形された複雑な形状を有し、カバーの製造コストも増大する。そのため、コイル部品に複雑な形状のカバーを設ければ、そのコイル部品を安価に提供することが難しくなる。

そこで、本発明は、絶縁距離が確保された低背のコイル部品をより安価に提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、前後、左右、上下の各方向を互いに直交する三方向として、
端子を備えて、前後および左右の方向を含む面に実装されるコイル部品であって、
前後方向を巻軸として巻線が巻回されてなるコイルと、中脚を備えたコアと、前記巻線が巻回されるボビンと、当該ボビンに装着される絶縁性材料からなるカバーとを備え、
前記ボビンは、前後に開口を有して前記巻線が巻回される中空筒状の巻軸部の下方に前面と後面とから前記端子が突出する端子台が一体的に形成されてなり、
前記コアは、前記巻軸部の中空部に前記中脚が挿通され、
前記カバーは、前端と後端とに左右方向に延長する庇部が前後方向に延長する接続部によって連結されて、上下方向から見てＨ字状に形成され、前記巻軸部の前記中空部に挿通可能に構成され、
前記接続部は、前記コアの中脚の下方に配置された状態で、前記巻軸部の中空部に配置され、
前記端子台から突出する前記端子の上方が前記庇部によって覆われている、
ことを特徴とするコイル部品としている。

前記巻軸部には、前記中空部の下面に、前後方向に延長する溝が形成され、前記接続部が、前記溝内に配置されているコイル部品とすればより好ましい。

本発明によれば、絶縁距離が確保された低背のコイル部品をより安価に提供することができる。なお、その他の効果については以下の記載で明らかにする。

コイル部品を構成するボビンの外観図である。 本発明の実施例に係るコイル部品の外観図である。 上記実施例に係るコイル部品の分解斜視図である 上記実施例に係るコイル部品を構成するボビンとカバーとの配置関係を示す図である。 比較例に係るコイル部品を構成するボビンとカバーとを示す図である。 上記実施例に係るコイル部品と上記比較例に係るコイル部品のサイズを比較するための図である。 上記実施例に係るコイル部品を構成するボビンの変形例を示す図である。

本発明の実施例について、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２は、本発明の実施例に係るコイル部品１の外観図である。なお、以下では、本発明の実施例に係るコイル部品１における、上下、左右、前後の各方向を、図１に示したボビンと同様にして規定する。そして、図２（Ａ）は、コイル部品１を右上前方から見たときの斜視図であり、図２（Ｂ）は、コイル部品１を、右下前方から見たときの斜視図である。図２に示したように、実施例に係るコイル部品１は、前後方向に巻軸１００を有するコイル６と、端子４が取り付けられた端子台３２が一体的に形成されたボビン３と、コイル６を囲繞して閉磁路を形成するコア２とを基本的な構成としている。また、図２に示したコイル部品１では、コア２は、互いに前後方向に対面する二つのコア部材（２ａ、２ｂ）によって構成されている。各コア部材（２ａ、２ｂ）は、コイル部品１の低背化を図りつつ、絡げ端子４１と接触しないように、下端側が台形状に切り欠かれている。すなわち、絡げ端子４１は、コア部材（２ａ、２ｂ）の台形に切り欠かれた領域に配置される。それによって、コア２の下端位置がボビン３の下端近くまで下げられている。なお、二つのコア部材（２ａ、２ｂ）が互いに分離しないようにコア２の周囲にテープ５が巻回されている。そして、図２（Ｂ）に示したように、コイル部品１は、コア２と絡げ端子４１との間の絶縁距離を確保するために、絡げ端子４１の上方を庇状に覆う絶縁性のカバー７を備えている。

図３に、実施例に係るコイル部品１の分解斜視図を示した。コア２は、二つのＥ型コア部材（２ａ、２ｂ）を前後方向で対面させてなるＥＥ型である。ボビン３は、コイル６の巻線が巻回される巻軸部３１の下方に端子台３２が一体形成されてなり、端子台３２の前面および後面のそれぞれから、左右方向に平行な複数本の絡げ端子４１が前方および後方に向かって突出している。巻軸部３１は前後に開口する中空角筒状で、その巻軸部３１の外周に巻線が巻回されてコイル６が形成されている。巻軸部３１の中空部３３にはＥ型コア（２ａ、２ｂ）の中脚２１が挿通される。

カバー７は、前方と後方に左右方向に延長する庇部７１が、それぞれ、前後方向に延長する接続部７２によって連結された一体的な部材であり、上下方向から見るとＨ型の形状を有している。庇部７１の左右幅Ｗ１は、巻軸部３１の中空部３３に前後方向から挿通でき、かつ、左右方向に並ぶ複数の絡げ端子４１を一括して覆うことができる幅Ｗ２以上に設定されている。本実施例では、庇部７１の左右幅Ｗ１と、絡げ端子４１が形成されている領域の左右幅Ｗ２と、中空部３３の左右幅Ｗ３とが、Ｗ３＞Ｗ１＞Ｗ２の関係となっている。それによって、カバー７を中空部３３に容易に挿通でき、かつ絡げ端子４１が形成されている領域を庇部７１によって確実に覆うことができるようになっている。なお、本実施例では、中空部３３の開口形状が長円形であるが、例えば、中空部３３の開口形状が矩形である場合には、中空部３３の左右幅Ｗ３が庇部７１の左右幅Ｗ１以下であっても、中空部３３の対角線の長さが庇部７１の左右幅Ｗ３よりも大きければ、カバー７を中空部３３に挿通させることができる。もちろん、弾性を有する樹脂でカバー７が成形され、かつ、庇部７１を撓ませるとカバー７が巻軸部３１の中空部３３に挿通できるようになっていてもよい。いずれにしても、カバー７が、巻軸部３１の中空部３３に挿通可能に構成されていればよい。

なお、庇部７１は、左右両端の絡げ端子４１の側方を覆うように、左右両端が下方に屈曲している。それによって、庇部７１が左右の端部に配置されている絡げ端子４１の左右の側面まで覆い、コア２と絡げ端子４１とがより確実に絶縁されるようになっている。

ところで、本実施例のコイル部品１では、巻軸部３１の中空部３３の下面に、前後方向に延長する溝３４が形成されている。そして、カバー７の接続部７２をこの溝３４に沿って配置することで、カバー７が左右方向にずれないようになっている。本実施例では、溝３４の左右幅Ｗ４が接続部Ｗ５の左右幅とほぼ同等であり、溝３４内に接続部７２が、遊びのない状態で嵌め込まれている。

次に、実施例に係るコイル部品１の組立手順について説明する。まず、ボビン３の巻軸部３１に巻線を巻回してコイル６を形成した上で、巻線の端部を絡げ端子４１に巻き付ける。次いで、カバー７を巻軸部３１の中空部３３に挿通する。カバー７の接続部７２を中空部３３内の溝３４に嵌め込む。それによって、図４に示したように、庇部７１が、前後それぞれに突出している四本の絡げ端子４１の上方および、左右両端の絡げ端子４１ａの左右側方が一括して覆われる。そして、コア部材（２ａ、２ｂ）の中脚２１をボビン３の巻軸部３１の中空部３３に挿通し、ＥＥ型コア２を形成し、コア２の周囲にテープ５を巻回する。それによって、二つのコア部材（２ａ、２ｂ）が固定される。このようにしてコイル部品１が完成する。

このように本実施例のコイル部品１では、Ｈ型のカバー７が絡げ端子４１の上方を覆っている。そのため、枠状のカバーのようにウエルドが発生することがなく、外観不良や強度不足による歩留まりの低下を抑制することができる。さらに、実施例に係るコイル部品１では、Ｈ型のカバー７を備えることで、枠状のカバーを備えたコイル部品よりも低背化を達成している。

次に、実施例に係るコイル部品１における低背化について説明するために、枠状のカバーを備えたコイル部品を比較例として挙げる。図５に、比較例に係るコイル部品が備える枠状のカバー８とボビン１０３とを示した。図５（Ａ）は、ボビン１０３とカバー８とを個別に示しており、図５（Ｂ）は、ボビン１０３にカバー８を装着した状態を示している。図５に示したように、比較例に係るコイル部品のボビン１０３は、図１に示したボビン１０３と同じであり、図３、図４に示した、実施例に係るコイル部品１のボビン３ともほぼ同様の構成を有している。しかし、比較例に係るコイル部品のボビン１０３は、中空部３３の下面に溝３４が形成されていない。

比較例に係るコイル部品では、図５（Ａ）に示したように、カバー８が上下方向に開口する枠状で、平板状の枠の左右中央部分を台形状に屈曲させた形状を有している。そして、図５（Ｂ）に示したように、枠状のカバー８の開口８１にボビン１０３の巻軸部３１を挿通すると、上記台形状の領域が絡げ端子４１の上方を一括して覆う。

図６に、実施例に係るコイル部品（以下、実施例１とも言う）と、比較例に係るコイル部品（以下、比較例１０１とも言う）との外寸の差を示した。図６では、実施例１および比較例１０１を左右方向から見たときの側面図が示されている。また、カバー（７、８）を斜線のハッチングで示した。

実施例１と比較例１０１とは、同じコア２を用いており、各コイル部品（１、１０１）の前後方向のサイズと左右方向のサイズは、コア２のサイズによって規定されるため、実施例１と比較例１０１とは、上下方向から見たときのサイズが同じである。しかし、図６に示したように、比較例１０１では、枠状のカバー８を用いているため、絡げ端子４１を覆う台形状の領域の左右にもカバー８の枠の部分が配置されることになる。そのため、枠の部分がコア２の下方に配置されるようにするため、比較例１０１では、ボビン１０３の端子台３２の上下方向のサイズを、実施例１のボビン３よりも若干大きくする必要がある。そのため、実施例１と比較例１０１とでは、コア２の上下方向のサイズが同じであっても、実施例１の方が上下方向のサイズが小さくなっている。

＝＝＝その他の実施例＝＝＝
実施例に係るコイル部品１では、カバー７の接続部７２が巻軸部３１の中空部３３の内部に形成された溝３４に嵌め込まれている。そのため、巻軸部３１の中空部３３の上下方向のサイズを大きくすることなく、コア２の中脚２１を中空部３３に挿通することができる。すなわち、実施例に係るコイル部品１は、中空部３３内に溝３４が形成されていることで、より薄型化に適した構造となっている。もちろん、ボビン３の中空部３３に溝３４が形成されていなくてもよい。カバー７の位置ずれが懸念される場合には、カバー７をボビン３に接着するなどして位置ずれを防止すればよい。

上記実施例に係るコイル部品１では、カバー７の庇部７１が絡げ端子４１の上方を覆っていたが、端子台３２の前後両端から絡げ端子４１が突出していない構造のボビンも考えられる。例えば、図７に示したボビン２０３のように、絡げ端子４１が端子台３２の下方に突出し、実装用端子４２が端子台３２の前後のそれぞれの端面から前後方向に突出しつつ、先端が下方に屈曲している場合などである。このような場合であっても、実装用端子４２において、端子台３２から前後方向に突出している領域の上方がカバー７の庇部７１で覆われればよい。いずれにしても、カバー７の庇部７１が、端子台３２の前後のそれぞれの端面から前方および後方に突出する端子４の上方を覆っていればよい。

上記実施例に係るコイル部品１は、コア２の構造がＥＥ型であったが、中脚２１を有するコア２であれば、ＥＩ型など、他の構造のコア２であってもよい。

実施例に係るコイル部品１のカバー７は、弾性を有する樹脂製であったが、もちろん、コア２に挿通できるサイズであれば、より高い剛性を有する絶縁性材料でできていてもよい。

１，１０１ コイル部品、２ コア、２ａ，２ｂ コア部材、
３，１０３，２０３ ボビン、４ 端子、４１ 絡げ端子、４２ 実装用端子、
５ テープ、６ コイル、７，８ カバー、２１ コアの中脚、３１ 巻軸部、
３２ 端子台、３３ 中空部、７１ 庇部、７２ 接続部、８１ 開口、１００ 巻軸

Claims (2)

1. 前後、左右、上下の各方向を互いに直交する三方向として、
   端子を備えて、前後および左右の方向を含む面に実装されるコイル部品であって、
   前後方向を巻軸として巻線が巻回されてなるコイルと、中脚を備えたコアと、前記巻線が巻回されるボビンと、当該ボビンに装着される絶縁性材料からなるカバーとを備え、
   前記ボビンは、前後に開口を有して前記巻線が巻回される中空筒状の巻軸部の下方に前面と後面とから前記端子が突出する端子台が一体的に形成されてなり、
   前記コアは、前記巻軸部の中空部に前記中脚が挿通され、
   前記カバーは、前端と後端とに左右方向に延長する庇部が前後方向に延長する接続部によって連結されて、上下方向から見てＨ字状に形成され、前記巻軸部の前記中空部に挿通可能に構成され、
   前記接続部は、前記コアの中脚の下方に配置された状態で、前記巻軸部の中空部に配置され、
   前記端子台から突出する前記端子の上方が前記庇部によって覆われている、
   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、
   前記巻軸部には、前記中空部の下面に、前後方向に延長する溝が形成され、
   前記接続部が、前記溝内に配置されている、
   ことを特徴とするコイル部品。

Images