JP4312409B2 - コモンモードフィルタ - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、信号線路等のコモンモードノイズを抑圧するためのコモンモードフィルタに係り、とくに自動車等の使用温度範囲の広い機器に搭載した場合であっても十分な信頼性を確保できるコモンモードフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、小型乃至超小型のコモンモードフィルタとして、フェライト・ドラムコアの鍔部に予め銀の焼き付け、さらに銅やはんだのメッキにより端子電極を形成しておき、そのドラムコアに一対の巻線を施し、巻線端末を前記端子電極にはんだ付けでそれぞれ接続したものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のコモンモードフィルタでは、以下に述べる問題があった。
【0004】
(1) 自動車に搭載する場合、使用温度範囲が広く、厳格なヒートサイクル試験が課せられており、フェライト・ドラムコアに焼き付け、メッキで形成した端子電極であると、配線基板にはんだ付けで搭載したときに、フェライトと基板材質との熱膨張係数の差に起因してヒートサイクル試験で不良が発生する(例えば、配線基板と端子電極間の剥がれ、フェライト・ドラムコアのクラック発生等)。
【0005】
(2) 近年、環境に配慮して鉛レスはんだ(無鉛はんだ)を用いてコモンモードフィルタを配線基板に装着する場合があるが、鉛レスはんだは融点が高く、はんだ付け時にコモンモードフィルタの巻線端末と端子電極間のはんだ付け部分も溶融する不都合がある。
【0006】
本発明は、上記の点に鑑み、ドラムコアに直接焼き付けやメッキで端子電極を形成する代わりに、金属板を折り曲げた端子金具を端子電極として用い、また巻線端末の端子電極への継線もはんだ付け以外の処理で行うようにして、使用温度範囲が広く、高信頼性で車載用等に適したコモンモードフィルタを提供することを目的とする。
【0007】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項1の発明は、方形鍔を有するドラムコアに一対の巻線を施し、各巻線端末を前記ドラムコアに設けた端子電極にそれぞれ接続してなるコモンモードフィルタにおいて、
前記端子電極が金属板を折り曲げた端子金具であって、前記方形鍔の上下面及び一方の側面を囲むコ字形状部分を有し、かつ前記一方の側面の反対側の側面も部分的に押さえる折り返し部分を有していて、前記方形鍔に嵌合しており、前記端子電極の上辺部に前記巻線端末が接合され、
前記ドラムコア上に、上面が平坦であり、下面は前記端子電極を避けるために両側の厚みを薄くして段部を形成した板状コアが固着されて、前記巻線端末が接合された前記端子電極上部に前記段部による空間を有することを特徴としている。
本願請求項2の発明は、方形鍔を有するドラムコアに一対の巻線を施し、各巻線端末を前記ドラムコアに設けた端子電極にそれぞれ接続してなるコモンモードフィルタにおいて、
前記端子電極が金属板を折り曲げた端子金具であって、前記方形鍔の上下面及び一方の側面を囲むコ字形状部分を有し、かつ前記一方の側面の反対側の側面も部分的に押さえる折り返し部分を有していて、前記方形鍔に嵌合しており、前記端子電極の上辺部に前記巻線端末が接合され、
上辺部の上面が平坦であり、前記上辺部の下面は前記端子電極を避けるために両側の厚みを薄くして段部を形成した断面コ字状コアが、前記ドラムコアの上面及び両側面を囲むように前記ドラムコアの外側に固着されて、前記巻線端末が接合された前記端子電極上部に前記段部による空間を有することを特徴としている。
【0009】
本願請求項3の発明に係るコモンモードフィルタは、請求項1又は2において、前記巻線端末を固相拡散接合又は溶接で前記端子金具に接合することを特徴としている。
【0012】
本願請求項4の発明に係るコモンモードフィルタは、請求項1,2又は3において、前記端子金具に巻線端末の仮固定用の係止部を形成したことを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコモンモードフィルタの実施の形態を図面に従って説明する。
【0016】
図1及び図2で本発明に係るコモンモードフィルタの第1の実施の形態を説明する。
【0017】
図1(A)のコア受入工程に示すように、フェライト・ドラムコア1は巻芯部2の両側に方形鍔3を形成したものである。また、後工程でドラムコア1の上側に固着されるフェライトの板状コア5は上面6が平坦であり、下面は端子電極を避けるために両側の厚みを薄くして段部7を形成している。
【0018】
図1(B)の端子装着工程に示すように、端子電極としての端子金具20は、方形鍔3の端部に嵌合する形状となるように銅、銅合金(例えば燐青銅等)の金属板を折り曲げたものであり、少なくとも方形鍔3の上下面及び一方の側面を囲むコ字形状部分21を有し、さらに好ましくは前記一方の側面の反対側の側面も部分的に押さえる折り返し部分22を有している。そして、各方形鍔3の両端部に端子金具20は装着される。つまり、1個のドラムコア1に4個の端子金具20が設けられる。方形鍔3への端子金具20の取り付けは、方形鍔3に端子金具20を嵌合し、かしめるか、あるいは接着剤を併用して固着するようにする。
【0019】
図1(C)の巻線工程に示すように、ウレタン線等の絶縁被覆線を用いてドラムコア1の巻芯部2に一対の巻線10A,10Bが巻回されている。例えば、図2のように巻芯部2の周囲に巻線10Aが下層、巻線10Bが上層となるように同じ巻数で巻回する。なお、絶縁被覆線の絶縁被覆のみでは巻線10A,10B間の絶縁の信頼性が確保できない場合には、巻線10A,10B間に層間絶縁シート等の部材を設ける。
【0020】
図1(D)の継線工程に示すように、図1(B)の端子装着工程及び図1(C)の巻線工程終了後、熱圧着、超音波溶着、あるいは両者の併用により、巻線10A,10Bの各端末を端子金具20上辺部Pにそれぞれ接合(固相拡散接合)する。あるいは、前記端末と端子金具20との接続をレーザ溶接、アーク溶接で行っても良い。いずれにしてもはんだ付け以外の継線接合とする。
【0021】
図1(E)のコア接着工程に示すように、継線工程終了後、フェライト・ドラムコア1の上側に、上面6が平坦なフェライトの板状コア5を接着剤で接着する。この板状コア5を装着する理由は、ドラムコア1と板状コア5とで閉磁路を構成して、磁気特性の向上、ひいてはコモンモードノイズの抑圧性能の向上を図ること、及び上面を平坦面にしてチップ部品装着機で吸着保持できるようにするためである。
【0022】
以上の工程により、方形鍔3を有するフェライト・ドラムコア1に一対の巻線10A,10Bを施し、各巻線端末をドラムコア1の方形鍔3に嵌合した端子金具20にそれぞれ接合し、さらにフェライト・ドラムコア1上にフェライトの板状コア5を接着したコモンモードフィルタが得られる。
【0023】
この第1の実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【0024】
(1) 自動車に搭載する場合、使用温度範囲が広く、厳格なヒートサイクル試験が課せられているが、フェライト・ドラムコア1の方形鍔3に金属板を折り曲げて成形した端子金具20を嵌合して端子電極としており、配線基板にはんだ付けで搭載したときに、フェライトと基板材質との間に熱膨張係数の差が存在しても端子金具20の位置が僅かにずれることにより、熱膨張係数の差を吸収できる。このため、フェライト・ドラムコアに直接焼き付け、メッキで形成した端子電極の場合に発生する不良、例えば、配線基板と端子電極間の剥がれ、フェライト・ドラムコアのクラック発生等を防止できる。従って、自動車搭載用として高い信頼性を確保できる。
【0025】
(2) 巻線10A,10Bの端末と端子金具20との接合に、はんだ付けを用いておらず、固相拡散接合(熱圧着、超音波溶着、又は両者の併用等)、溶接(レーザ溶接、アーク溶接等)で行うため、環境に配慮して融点の高い鉛レスはんだを用いてコモンモードフィルタを配線基板に装着する場合であっても、はんだ付け時にコモンモードフィルタの巻線端末と端子電極間の接合部分が溶融することはない。
【0026】
(3) フェライト・ドラムコア1の上側にフェライトの板状コア5を接着しており、特性改善とともにチップ部品装着機での吸着保持に適した構造とすることが可能である。
【0027】
図3(A),(B)で本発明の第2の実施の形態のコモンモードフィルタを説明する。この場合、コア受入工程、端子装着工程、巻線工程及び継線工程までは、図1(A)〜(D)の第1の実施の形態と同様であり、コア接着工程でフェライト・ドラムコア1に接着するコア構造が第1の実施の形態と異なっている。すなわち、巻線10A,10Bを巻回し、巻線端末を端子金具20に接合した後のドラムコア1の上面及び両側面を囲む断面コ字状コア15が前記ドラムコア1の外側に接着剤で固着されている。前記断面コ字状コア15も上辺部の上面16が平坦であり、上辺部の下面は端子電極としての端子金具20を避けるために両側の厚みを薄くして段部17を形成している。
【0028】
なお、その他の構成は前述した第1の実施の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【0029】
この第2の実施の形態に示したコモンモードフィルタでは、ドラムコア1の方形鍔3と断面コ字状コア15とが3面で接して閉磁路を構成するため、磁気特性のいっそうの向上及びコモンモードノイズの抑圧性能のいっそうの向上を図ることが可能である。
【0030】
図4及び図5で本発明の第3の実施の形態のコモンモードフィルタを説明する。この場合、使用する端子金具の具体的形状が第1の実施の形態と異なっている。すなわち、フェライト・ドラムコア1の方形鍔3に嵌合される端子金具20は、図5(A),(B),(C)のように、方形鍔3の上下面及び一方の側面を囲むコ字形状部分21と、前記一方の側面の反対側の側面も部分的に押さえる折り返し部分22と、コ字形状部分21と折り返し部分22との境界部分から上方に起立した起立片23とを金属板を折り曲げて形成したものであり、起立片23にV字状係止溝24が形成されている。V字状係止溝24を形成した起立片23は巻線10A,10Bの端末の仮固定用の係止部である。
【0031】
従って、巻線工程でドラムコア1に巻かれた巻線10A,10Bの端末を起立片23のV字状係止溝24に差し込むことで、各巻線端末を仮固定できるとともに、V字状係止溝24の薄く形成された縁部が巻線端末の絶縁被覆を破って心線、つまり導体部分に接続する。この結果、巻線端末を全て仮固定した状態で一度に継線工程を実行して巻線端末と端子金具20間の電気的接続を行うことができる。
【0032】
なお、その他の構成は前述した第1の実施の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【0033】
この第3の実施の形態によれば、端子金具20に仮固定用の係止部としてのV字状溝付き起立片23を一体に形成しておくことで、巻線端末の仮固定を容易に行うことができ、継線工程を効率的に実行可能である。
【0034】
図6及び図7で本発明の第4の実施の形態のコモンモードフィルタを説明する。この場合、使用する端子金具の具体的形状が第1の実施の形態と異なっている。すなわち、フェライト・ドラムコア1の方形鍔3に嵌合される端子金具20は、図7(A),(B),(C)のように、方形鍔3の上下面及び一方の側面を囲むコ字形状部分21と、前記一方の側面の反対側の側面も部分的に押さえる折り返し部分22と、コ字形状部分21の上辺部に形成された逆L字形の切起し係止片25とを金属板を折り曲げて形成したものである。逆L字形の切起し係止片25は巻線10A,10Bの端末の仮固定用の係止部である。
【0035】
従って、巻線工程でドラムコア1に巻かれた巻線10A,10Bの端末を端子金具20の逆L字形の切起し係止片25の下側に挿入し、逆L字形の切起し係止片25をかしめることで、各巻線端末を仮固定できる。この結果、巻線端末を全て仮固定した状態で一度に継線工程を実行して巻線端末と端子金具20間の電気的接続を行うことができる。
【0036】
なお、その他の構成は前述した第1の実施の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【0037】
なお、各実施の形態において、前記ドラムコアの巻芯部の断面は方形に限らず円柱等でもよい。
【0038】
また、各実施の形態では、端子装着工程の後で巻線工程を実行するように説明したが、逆に巻線工程の後に端子装着工程を実行してもよい。
【0039】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るコモンモードフィルタによれば、ドラムコアの方形鍔に設ける端子電極として金属板を折り曲げた端子金具を用い、該端子金具を前記方形鍔に嵌合、装着するようにしたので、配線基板に搭載したときにドラムコア材質と配線基板材質との間に熱膨張係数の差が存在しても前記端子金具の位置が僅かにずれることにより、熱膨張係数の差を吸収できる。このため、ドラムコアに直接焼き付け、メッキで形成した端子電極の場合に発生する不良、例えば、配線基板と端子電極間の剥がれ、ドラムコアのクラック発生等を防止でき、使用温度範囲の広い、自動車搭載用等として高い信頼性を確保できる。
【0041】
さらに、巻線端末と端子金具との継線を、熱圧着、超音波溶着等の固相拡散接合又はレーザ溶接、アーク溶接等の溶接で行う場合、コモンモードフィルタを高温の無鉛はんだで配線基板に装着する場合でも巻線端末と端子金具間の継線が溶融する危険は無く、さらに信頼性の向上を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るコモンモードフィルタの第1の実施の形態であって、(A)はコア受入工程、(B)は端子装着工程、(C)は巻線工程、(D)は継線工程、(E)はコア接着工程(完成状態)をそれぞれ示す斜視図である。
【図2】第1の実施の形態において、ドラムコアに設けた一対の巻線の構成を示す半断面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態であって、(A)は分解斜視図、(B)は完成状態の斜視図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態の分解斜視図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態で用いる端子金具であって、(A)は側面図、(B)は背面図、(C)は端子金具の要部拡大図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態の分解斜視図である。
【図7】本発明の第4の実施の形態で用いる端子金具であって、(A)は側面図、(B)は正面図、(C)は端子金具の要部拡大図である。
【符号の説明】
1 フェライト・ドラムコア
2 巻芯部
3 方形鍔
5 板状コア
10A,10B 巻線
15 断面コ字状コア
20 端子金具
21 コ字形状部分
22 折り返し部分
23 起立片
24 V字状係止溝
25 切起し係止片
Claims (4)
- 方形鍔を有するドラムコアに一対の巻線を施し、各巻線端末を前記ドラムコアに設けた端子電極にそれぞれ接続してなるコモンモードフィルタにおいて、
前記端子電極が金属板を折り曲げた端子金具であって、前記方形鍔の上下面及び一方の側面を囲むコ字形状部分を有し、かつ前記一方の側面の反対側の側面も部分的に押さえる折り返し部分を有していて、前記方形鍔に嵌合しており、前記端子電極の上辺部に前記巻線端末が接合され、
前記ドラムコア上に、上面が平坦であり、下面は前記端子電極を避けるために両側の厚みを薄くして段部を形成した板状コアが固着されて、前記巻線端末が接合された前記端子電極上部に前記段部による空間を有することを特徴とするコモンモードフィルタ。 - 方形鍔を有するドラムコアに一対の巻線を施し、各巻線端末を前記ドラムコアに設けた端子電極にそれぞれ接続してなるコモンモードフィルタにおいて、
前記端子電極が金属板を折り曲げた端子金具であって、前記方形鍔の上下面及び一方の側面を囲むコ字形状部分を有し、かつ前記一方の側面の反対側の側面も部分的に押さえる折り返し部分を有していて、前記方形鍔に嵌合しており、前記端子電極の上辺部に前記巻線端末が接合され、
上辺部の上面が平坦であり、前記上辺部の下面は前記端子電極を避けるために両側の厚みを薄くして段部を形成した断面コ字状コアが、前記ドラムコアの上面及び両側面を囲むように前記ドラムコアの外側に固着されて、前記巻線端末が接合された前記端子電極上部に前記段部による空間を有することを特徴とするコモンモードフィルタ。 - 前記巻線端末を固相拡散接合又は溶接で前記端子金具に接合してなる請求項1又は2記載のコモンモードフィルタ。
- 前記端子金具に巻線端末の仮固定用の係止部を形成した請求項1,2又は3記載のコモンモードフィルタ。
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