JP4372399B2

JP4372399B2 - 面実装型チョークコイル

Info

Publication number: JP4372399B2
Application number: JP2002263526A
Authority: JP
Inventors: 昇水谷
Original assignee: Tokyo Parts Ind Co Ltd
Current assignee: Tokyo Parts Ind Co Ltd
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: CN1492455A; JP2004103815A; CN1319082C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主として電子機器の面実装型変成器として使用されるチョークコイルの改良に係り、特に小サイズであるが高インダクタンス値を維持し、定格電流値を高める構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の電子機器、特に携帯機器は、小型、軽量化志向により搭載される電子部品はますます超小型、薄型が要求され、搭載される電子部品の高集積化の要求が強い。面実装型チョークコイルとしては従来から、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２９４２２１号公報
【特許文献２】
特開平１０−３２１４４６号公報
【特許文献３】
特開平１１−１３５３３１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらはいずれもシールドコアの中央の円孔には巻線の端末リードの折り曲げ部の逃げが設けてないので、巻線の端末リードを含む巻線の仕上がり外径とシールドコアの中央の円孔の空隙が巻線の導線径より小さくなった場合、その巻線の端末を電極側に引き出すことはできない問題があった。
【０００５】
また、これらはいずれもシールドコアの側面に固着された金属端子やシールドコアとドラムコアのつばに挟持された金属端子が取り付けられているので、部品調達や製造工程がが繁雑に成り、製造コストの削減ができない問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記の問題点を解決し、定格電流を大きくするために太い導線を巻回しても、インダクタンスの値は低減させることがない小型の面実装型チョークコイルを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するには、請求項１に記載の発明のように、少なくとも上つばを有し、コイルを配した内部コアと、この内部コアを囲うように格納したシールドコアを備える面実装型チョークコイルにおいて、前記コイルの外径と前記シールドコアの円孔との隙間が、前記コイルの導線径よりも小さく、前記シールドコアは少なくとも上面の対向する２箇所の角部にコイル端末結線用電極を有し、このコイル端末結線用電極に続いて側面より下面に電極が露出され、さらに、前記内部コアが格納される内側面の前記コイル端末結線用電極に対向する位置にコイル端末導出用凹所が部分的に設けられ、前記内部コアの上つばが、前記コイル端末導出用凹所の上部を覆うように前記シールドコアの上面に載置されて接着され、前記コイルの端末は前記コイル端末導出用凹所を介して導出され、前記コイル端末結線用電極に接続されたことにより達成できる。
【０００８】
さらに、前記内部コアは、請求項２に記載の発明のように、上つばとこれより小径の下つばを有するドラム型になっており、このつばの空間にコイルが巻回され上つばでシールドコアを係止するようにすれば前記の課題を解決できる。
【０００９】
前記シールドコアのコイル端末結線用電極部は、請求項３に記載の発明のように、このシールドコアの上面より低い段部に形成され、さらに、前記コイル端末導出用凹所の開口幅より大きい幅を有する段部が前記コイル端末結線用電極部と前記コイル端末導出用凹所間に設けることにより、定格電流を大きくするために太い導線を巻回する問題を解決できる。
【００１０】
前記コイル端末導出用凹所の空所を覆うように前記ドラムコアの上つばが前記シールドコアの上面に載置すれば、磁気損失によるインダクタンスの低下の問題は解決できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図６に従って説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る面実装型チョークコイル（以下チョークコイルという）を示す斜視図である。また、図２はその一部切り欠いて要部を示す平面図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。また、図４は、図１の裏面を示す下面図である。
【００１２】
図１〜図４において、チョークコイルは、平面視形状が略正方形となる直方体で形成されたシールドコア１０と、内部コアとなる両端に円板状のつばが形成されたドラムコア２０と、導線が巻回されたコイル３０とで構成されている。
【００１３】
シールドコア１０は、ニッケル亜鉛系フエライト、または、マンガン亜鉛系フエライトなどの焼結磁性体からなり、その中央にドラムコア２０を格納する円孔１１が設けられている。また、上面の対向する角部に、上面より一段低い略直角二等辺三角形状の段部１２、１３が形成され、この段部１２、１３から側面を経由して下面に延設する電極４１、４２が形成されている。すなわち、段部１２の電極４１はコイル端末導出用電極４１ａと直付け外部電極４１ｂで構成され、また、段部１３の電極４２はコイル端末導出用電極４２ａと直付け外部電極４２ｂで構成されている。なお、この電極４１、４２は、例えば、銀ペースト層の上に半田メッキ層を皮膜した導電被膜層から形成されている。
【００１４】
段部１２、１３の角部に対向する円孔１１の内側面１１ａには、半径方向に半円状に切欠いた縦凹溝１４、１５が設けられ凹所を形成している。なお、この縦凹溝１４、１５の最深部はコイル端末導出用電極４１ａ、４２ａの略直角二等辺三角形の斜辺を越えない範囲内で設けられている。また、シールドコア１０のコイル端末導出用電極４１ａ、４２ａの方向に縦凹溝１４、１５の開口幅より大きい幅で、また、コイル端末導出用電極４１ａ、４２ａの位置を形成する段部１２、１３とほぼ同一面になるような段部１６、１７が設けられている。なお、１４、１５と１６、１７は略同一センター上にある。
【００１５】
ドラムコア２０は、ニッケル亜鉛系フエライトやマンガン亜鉛系フエライトなどの焼結磁性体からなり、上つば２１の直径は、図４に示すようにシールドコア１０の円孔１１の縦凹溝１４、１５の最深部の包絡線が描く円Ｂの直径よりやや大きく、また、下つば２２の直径はシールドコア１０の円孔１１の直径より小さく、容易に嵌入できる寸法に設定されている。
【００１６】
コイル３０は、ポリウレタン銅線（ＵＥＷ）などの細線を５〜１５ターン巻回して形成されている。このように巻回されたコイル３０の巻始め端末３１は、ドラムコア２０の上つば２１に沿って引き出されコイル端末導出用電極４１ａに熱圧着などにより接続されている。また、巻終わり端末３２は、シールドコア１０の円孔１１の縦凹溝１５内で折り曲げられながらこの溝に沿って段部１３方に引き出されコイル端末導出用電極４２ａに熱圧着などにより接続されている。
【００１７】
なお、シールドコア１０の上面のコイル端末導出用電極４１ａ、４２ａを形成する段部１２、１３と別の角部に、円孔１１から半径方向に凹溝１８、１９が設けられている。この凹溝１８、１９には電気絶縁性の接着剤５０が塗布されている。また、この接着剤５０は図３に示すように（図１および図２では省略）コイル３０の巻始め端末３１、巻終わり端末３２をそれぞれ電極４１ａ、４２ａに熱圧着などにより接続後塗布されている。前記のように接着剤５０を塗布することにより、シールドコア１０の上面とドラムコア２０の上つば２１を確実に固定することができ、磁気回路を安定化することができる。また、シールドコア１０の上面とドラムコア２０の上つば２１およびコイル３０の巻始め端末３１、巻終わり端末３２を含むコイル端末導出用電極４１ａ、４２ａに接着剤５０を塗布することにより、充電部の酸化の防止や電気的絶縁ができる。
【００１８】
図５は、前述した本発明に係るチョークコイルの組付け状態を示したものである。近年、電子機器の小型・高性能化が進むにつれて、インダクタンスの値を変えないで、定格電流（電流容量）を大きくしたいと言う要求がある。この解決方法としては、太い線を従来通りの巻数でコイルを形成すれば電気的には解決するが、一方、コイル３０の外径が大きくなり、その外径とシールドコア１０の円孔１１の隙間がコイル３０の導線径より小さくなってしまい、コイル３０の巻終わり端末３２がコイル端末導出用電極４２ａ方に引き出せなくなる問題がある。しかし、円孔１１に縦凹溝１５を設けることによりこの縦凹溝１５に沿って巻終わり端末３２をコイル端末導出用電極４２ａ側に引き出すことができる。
【００１９】
なお、前述において、コイル３０の巻始め端末３１はコイル端末導出用電極４１ａと、巻終わり端末３２はコイル端末導出用電極４２ａと接続としたが、コイル３０の巻始め端末３１はコイル端末導出用電極４２ａと、巻終わり端末３２はコイル端末導出用電極４１ａと接続をしてもよい。また、平面視形状を略正方形としたが、取付スペースに対してはこの形状にこだわることはない。すなわち、平面視形状は四角形状、円形状、楕円形形状でもよい。
【００２０】
図６の（表１）は、本発明に係るチョークコイルの電気的特性の実測データを示し、（表２）は、従来技術によるチョークコイルの電気的特性を実測したデータを示したものである。なお、実測に用いた試料は、下記の巻線仕様以外、すなわち、シールドコアの外形寸法、円孔の径寸法、ドラムコアの形状は同一のものとした。
本発明品のコイル仕様：線径２ＵＥＷ０．１１ｍｍ巻数５４．５Ｔ
従来仕様の仕様：コイル線径２ＵＥＷ０．０９ｍｍ巻数５４．５Ｔ
よって、図６（表１）および（表２）からも明らかなように、本発明に係るチョークコイルは、従来品と同一サイズであっても、インダクタンスの値を低下させることなく電流容量（定格電流）を大きくすることができる。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施の形態を図７に従って説明する。
なお、本発明の第２の実施の形態の基本的構成は、前述した第１の実施の形態と同じものである。図７において、シールドコア１１０は、ニッケル亜鉛系フエライト、または、マンガン亜鉛系フエライトなどの焼結磁性体からなり、その中央にドラムコア１２０を格納する穴部１１１と円孔１１８が設けられている。また、図１〜図４に示した所と同じ位置となる上面の対向する角部に、上面より一段低い略直角二等辺三角形状の段部１１２、１１３が形成され、この段部１１２、１１３から側面を経由して下面に延設する電極１４１、１４２が形成されている。
【００２２】
すなわち、段部１１２の電極１４１はコイル端末導出用電極１４１ａと直付け外部電極１４１ｂで構成され、また、段部１１３の電極１４２はコイル端末導出用電極１４２ａと直付け外部電極１４２ｂで構成されている。また、段部１１２、１１３の角部に対向する穴部１１１の内側面には、半径方向に切欠いた縦凹溝１１４、１１５が設けられ凹所を形成している。
【００２３】
ドラムコア１２０は、ニッケル亜鉛系フエライトやマンガン亜鉛系フエライトなどの焼結磁性体からなり、前述した第１の実施の形態で示したドラムコア２０の上つば２１を残し下つば２２を取り除いた構造である。すなわち、内部コア１２０は、円柱部１２３と上つば１２１で構成されている。また、上つば１２１がシールドコア１１０の上面に係止されたとき、円柱部１２３の一部は、シールドコア１１０の円孔１１８に嵌入されている。なお、図７においては円柱１２３の一部はストレートに円孔１１８に嵌入されているが、嵌入される部分は一段円柱１２３より細くした段付構造にしてもよい。
【００２４】
また、コイル１３０は、自己融着性ポリウレタン銅線などの細線を５〜１５ターン巻回して形成され、コイル１３０の巻始め端末１３１は、内部コア１２０の上つば１２１に沿って引き出されコイル端末導出用電極１４１ａに熱圧着などにより接続されている。また、巻終わり端末１３２は、シールドコア１１０の穴部１１１の縦凹溝１１５内で折り曲げられながらこの溝に沿って段部１１３方に引き出されコイル端末導出用電極１４２ａに熱圧着などにより接続されている。
【００２５】
なお、前記した第２の実施の形態以外の構造や構成は、前述した第１の実施の形態の構造や構成と同じものである。
この形態は、コイル１３０をあらかじめ巻枠などを用いて自己融着性ポリウレタン銅線からなる導線を所定の巻数で巻回して、その後、加熱や溶剤処理により導線間を固着して形成した空芯のコイル１３０を、内部コア１２０の円柱部１２３に挿着して用いるものである。これは、巻線作業が効率よく行えることと、コイル１３０の形状が複雑な形状の収納部に対応できる利点がある。
【００２６】
図８〜図１０は、本発明の形態の変形を示したものである。
図８は、前述した半円状の縦凹溝１４、１５部を、Ｕ字状の縦凹溝２１４、２１５としたシールドコア２１０を示したものである。これは、平線タイプの導線でコイルを形成するときに適している。また、図９は、前述した半円状の縦凹溝１４、１５部を、Ｖ字状の縦凹溝３１４、３１５としたシールドコア３１０を示したものである。これは、角線タイプの導線でコイルを形成するときに適している。
【００２７】
さらに、図１０はシールドコア４１０の上面の全隅に段部４１２と、この段部４１２から側面を経由して下面に延設した電極４４２が形成されている。また、円孔４１１の段部４１２に対向する周面には縦凹溝４１４が電極４４２の数量だけ設けられ、尚且つ、上側電極４４２を形成する段部４１２とほぼ同一面になるような段部４１６が設けられている。これはコモンモードチョークコイルなどの２層巻きコイルに適している。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、少なくとも上つばを有し、コイルを配した内部コアと、この内部コアを囲うように格納したシールドコアを備える面実装型チョークコイルにおいて、前記コイルの外径と前記シールドコアの円孔との隙間が、前記コイルの導線径よりも小さく、前記シールドコアは少なくとも上面の対向する２箇所の角部にコイル端末結線用電極を有し、このコイル端末結線用電極に続いて側面より下面に電極が露出され、さらに、前記内部コアが格納される内側面の前記コイル端末結線用電極に対向する位置にコイル端末導出用凹所が部分的に設けられ、前記内部コアの上つばが、前記コイル端末導出用凹所の上部を覆うように前記シールドコアの上面に載置されて接着され、前記コイルの端末は前記コイル端末導出用凹所を介して導出され、前記コイル端末結線用電極に接続されたものとすれば、外形寸法やインダクタンスの値を変えることなく、太い導線を巻回して定格電流を大きくした小型の面実装型チョークコイルを提供できる。
【００２９】
さらに、請求項２に記載した発明によれば、前記内部コアは、上つばとこれより小径の下つばを有するドラム型になっており、このつばの空間にコイルが巻回され上つばでシールドコアを係止すれば、やはり前記と同じように、外形寸法やインダクタンスの値を変えることなく、太い導線を巻回して定格電流を大きくした小型の面実装型チョークコイルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す面実装型チョークコイルの斜視図である。
【図２】図１の一部を切り欠いて要部を示した平面図である。
【図３】図２の示したＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１の裏面を示す下面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る面実装型チョークコイルの組付け状態を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る面実装型チョークコイルの電気的特性の実測値を、従来技術からな面実装型チョークコイルのものと比較した表である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示す面実装型チョークコイルの断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る面実装型チョークコイルの変形を示すシールドコアの平面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る面実装型チョークコイルの変形を示すシールドコアの平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る面実装型チョークコイルの変形を示すシールドコアの平面図である。
【符号の説明】
１０シールドコア
１１円孔
１２、１３段部
１４、１５縦凹溝
１６，１７段部
２０ドラムコア
２１上つば
２２下つば
３０コイル
３１巻始め端末
３２巻終わり端末
４１、４２電極
５０接着剤

Claims

少なくとも上つばを有し、コイルを配した内部コアと、この内部コアを囲うように格納したシールドコアを備える面実装型チョークコイルにおいて、
前記コイルの外径と前記シールドコアの円孔との隙間が、前記コイルの導線径よりも小さく、
前記シールドコアは、少なくとも上面の対向する２箇所の角部にコイル端末結線用電極を有し、このコイル端末結線用電極に続いて側面より下面に電極が露出され、さらに、前記内部コアが格納される内側面の前記コイル端末結線用電極に対向する位置にコイル端末導出用凹所が部分的に設けられ、
前記内部コアの上つばが、前記コイル端末導出用凹所の上部を覆うように前記シールドコアの上面に載置されて接着され、
前記コイルの端末は前記コイル端末導出用凹所を介して導出され、前記コイル端末結線用電極に接続された面実装型チョークコイル。
前記内部コアは、前記上つばとこれより小径の下つばを有するドラム型になっており、このつばの空間にコイルが巻回され上つばで前記シールドコアを係止している請求項１に記載の面実装型チョークコイル。
前記シールドコアのコイル端末結線用電極部は、このシールドコアの上面より低い段部に形成され、さらに、前記コイル端末導出用凹所の開口幅より大きい幅を有する段部が前記コイル端末結線用電極部と前記コイル端末導出用凹所間に設けられている請求項１または請求項２のいずれかに記載の面実装型チョークコイル。