JP4716054B2 - 横型コイル部品 - Google Patents

Description

本発明は、チョークコイルやトランス(例えば共振型電源に用いられる共振トランス)等として用いられる横型コイル部品に関する。

薄型ＴＶ等に使用される電源部のチョークコイルやトランスとして、ボビン巻軸方向が横向きで低背化の容易な横型チョークコイルや横型トランスが使用されている。下記特許文献１は、基板載せタイプ又は基板落とし込みタイプのトランスに関し、端子の一部をばね状にすることで、あるいは端子の一部を薄くしてばね性をもつようにすることで、基板への実装の際の端子と基板との接地性をよくし、半田導通不良がないトランスを実現できるとしている。
特開２００１−５７３１０号公報

特許文献１のように端子にばね性を持たせる場合、端子と基板との接地性が良くなったとしても、半田付け後の振動や衝撃により端子と基板とを接続する半田付け部分に負担がかかり、端子と基板との接続が断たれやすいという問題がある。また、トランスの全重量を端子で支えることとなるため端子に負荷がかかりやすく、さらに実装が不安定で高さ精度が悪いという問題もある。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、端子とプリント基板との接続部分に負担がかかりにくくすることで端子とプリント基板との接続の信頼性を向上するとともに、端子にかかる負荷を減らし、安定的な実装が可能で高さ精度の良好な横型コイル部品を提供することにある。

本発明のある態様は、横型コイル部品である。この横型コイル部品は、
巻胴部と、前記巻胴部の両側にそれぞれ形成された鍔部と、少なくとも１つの前記鍔部に形成された端子台と、前記端子台から突出した端子とを有するボビンと、
前記ボビンの前記巻胴部に施され、端末が前記端子と電気的に接続された巻線と、
中央脚部が前記ボビンの内側に挿通され、外側脚部が前記ボビンの外側を囲んでいる、閉磁路を成すコアと、
前記巻線と前記コアとの間に介在し、かつ前記ボビンに嵌合する絶縁カバーとを備え、
開口を有するプリント基板の前記開口に落とし込んで前記プリント基板に実装される横型コイル部品であり、この横型コイル部品の実装方向を下方としたとき、
前記端子台は前記コアの上方に位置し、
前記端子は、下方に曲げられて前記プリント基板の貫通孔に挿通され、
前記絶縁カバーは、前記ボビンに下方から被せられていて、前記コアの前記外側脚部の上側を跨いで前記外側脚部の外側でそれぞれ下方に延びる第１及び第２の脚部を有し、前記第１の脚部と前記第２の脚部とが前記巻胴部を挟んで対向し、前記第１及び第２の脚部の下端位置が前記コアの下端位置よりも上方にあって前記プリント基板と当接する構造である。

ある態様の横型コイル部品において、前記端子がＬピン端子であるとよい。

ある態様の横型コイル部品において、前記絶縁カバーは、前記巻線と前記コアの外側脚部との間にそれぞれ位置して前記巻胴部を挟んで互いに対向する第１及び第２の側壁部を有し、前記第１及び第２の脚部がそれぞれ前記第１及び第２の側壁部から延長して形成されているとよい。

ある態様の横型コイル部品において、前記コアは、Ｅ型コアからなる第１のコアと、Ｅ型コアもしくはＩ型コアからなる第２のコアとを組み合わせたものであり、前記Ｅ型コアの中央脚部が前記ボビンの内側に挿通されているとよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明の横型コイル部品によれば、ボビンの有する端子台はコアの上方に位置し、前記端子台から突出した端子は下方に曲げられてプリント基板の貫通孔に挿通され、巻線と前記コアとの間に介在する絶縁カバーはボビンに下方から被せられ、前記絶縁カバーの有する第１及び第２の脚部の下端位置が前記コアの下端位置よりも上方にあってプリント基板と当接する構造であるため、前記第１及び第２の脚部によって重量を支えることが可能となる。このため、端子とプリント基板との接続部分に負担がかかりにくく、端子とプリント基板との接続の信頼性を向上できる。また、端子にかかる負荷が減じられ、安定的な実装が可能で高さ精度が良好となる。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態に係る横型コイル部品１００の説明図であり、(Ａ)は上方から見た斜視図、(Ｂ)は下方から見た斜視図、(Ｃ)は正面図、(Ｄ)は底面図である。ここで、同図(Ｂ)においては、横型コイル部品１００を実装するプリント基板２６の図示を省略している。図２は、同横型コイル部品１００の分解斜視図である。

本実施の形態の横型コイル部品１００は、開口２８（図１(Ｄ)参照）を有するプリント基板２６の開口２８に落とし込んでプリント基板２６に実装される基板落とし込みタイプである。なお、横型コイル部品１００のプリント基板２６への実装方向を下方と定義している。また、本実施の形態では横型コイル部品１００がトランスである場合を例示する。

横型コイル部品１００は、ボビン１０と、巻線２０Ａ，２０Ｂと、コア３０と、絶縁カバー４０とを備える。ボビン１０は、巻胴部１１（図１(Ａ)及び図２に点線で示される）と、鍔部１２Ａ，１２Ｂと、端子台１３Ａ，１３Ｂと、端子１４Ａ，１４Ｂと、中鍔１５と、コア挿通孔１６とを有する。

巻胴部１１の両側に鍔部１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ形成され、鍔部１２Ａ，１２Ｂに端子台１３Ａ，１３Ｂがそれぞれ形成され、端子台１３Ａ，１３Ｂから例えば銅もしくは銅合金（真鍮や燐青銅等）又は鉄（表面に銅、錫等のメッキを施したもの）の端子１４Ａ，１４Ｂがそれぞれ突出している。ここで、図１に示されるように端子１４Ａ，１４Ｂは、端子台１３Ａ，１３Ｂから例えば巻胴部１１の軸方向外側に突出して下方に曲げられ、プリント基板２６の貫通孔２７Ａ，２７Ｂに挿通される。端子１４Ａ，１４Ｂは好ましくはＬピン端子である。巻線２０Ａ，２０Ｂは巻胴部１１に施されて端末が端子１４Ａ，１４Ｂと電気的に接続され、巻胴部１１の中間部に形成された中鍔１５が巻線２０Ａ，２０Ｂ間を仕切っている。巻胴部１１の内側（ボビン１０の内側）を貫くようにコア挿通孔１６が形成され、コア挿通孔１６は端子台１３Ａ，１３Ｂよりも下方に位置する。

コア３０は、例えばフェライト等からなるＥ型コア３１Ａ，３１Ｂを組み合わせたものである。Ｅ型コア３１Ａ，３１Ｂは、中央脚部３２Ａ，３２Ｂがボビン１０のコア挿通孔１６に挿通され、外側脚部３３Ａ，３３Ｂは互いに突き合わされて基部３４Ａ，３４Ｂとともにボビン１０の外側を囲み、閉磁路を成している。この状態で、ボビン１０の端子台１３Ａ，１３ＢがＥ型コア３１Ａ，３１Ｂ（基部３４Ａ，３４Ｂ）の上方に位置する。

例えば絶縁樹脂成形体からなる絶縁カバー４０は、ボビン１０に嵌合して巻線２０Ａ，２０Ｂとコア３０との間に介在するものであり、ボビン１０に下方から被せられる。絶縁カバー４０は、図２に示されるように、第１乃至第４の側壁部４１，４２，４３Ａ，４３Ｂと、底部４５と、第１及び第２の脚部４６，４７と、平板部４８Ａ，４８Ｂとを有する。

第１及び第２の側壁部４１，４２は、巻線２０Ａ，２０ＢとＥ型コア３１Ａ，３１Ｂの外側脚部３３Ａ，３３Ｂとの間にそれぞれ位置して巻胴部１１を挟んで互いに対向する。底部４５は、第１及び第２の側壁部４１，４２の下端同士を渡すように形成される。なお、底部４５には放熱のための窓部４９Ａ，４９Ｂが形成されている。

第１及び第２の脚部４６，４７は、Ｅ型コア３１Ａ，３１Ｂの外側脚部３３Ａ，３３Ｂの上側を跨いで外側脚部３３Ａ，３３Ｂの外側でそれぞれ下方に延びるものであり、それぞれ第１及び第２の側壁部４１，４２から延長して形成され、巻胴部１１を挟んで互いに対向する。ここで、図１(Ｃ)に示されるように第１及び第２の脚部４６，４７の下端位置はＥ型コア３１Ａ，３１Ｂの下端位置よりも上方にあってプリント基板２６と当接する。したがって、横型コイル部品１００は、第１及び第２の脚部４６，４７の下端位置よりも下にある部分がプリント基板２６の開口２８に落とし込まれて実装されることとなる。

第３及び第４の側壁部４３Ａ，４３Ｂは、ボビン１０の鍔部１２Ａ，１２ＢとＥ型コア３１Ａ，３１Ｂの基部３４Ａ，３４Ｂとの間にそれぞれ位置し、第１及び第２の側壁部４１，４２の横端同士を渡すように形成される。なお、第３及び第４の側壁部４３Ａ，４３Ｂにはボビン１０のコア挿通孔１６と連通するように開口５１Ａ，５１Ｂがそれぞれ形成されている。平板部４８Ａ，４８Ｂは、ボビン１０の端子台１３Ａ，１３ＢとＥ型コア３１Ａ，３１Ｂの基部３４Ａ，３４Ｂとの間に位置し、それぞれ第３及び第４の側壁部４３Ａ，４３Ｂから延長して形成される。

以下、横型コイル部品１００の組み立て及びプリント基板２６への実装について説明する。

組立て前の状態において、端子１４Ａ，１４Ｂは、端子台１３Ａ，１３Ｂから巻胴部１１の軸方向外側に突出するのみで下方には折り曲げられていない。まず、巻線２０Ａ，２０Ｂが施されたボビン１０の下方から絶縁カバー４０を被せて嵌合させる。そしてＥ型コア３１Ａ，３１Ｂの中央脚部３２Ａ，３２Ｂを絶縁カバー４０の第３及び第４の側壁部４３Ａ，４３Ｂに形成された開口５１Ａ，５１Ｂを通してボビン１０のコア挿通孔１６に挿通し、外側脚部３３Ａ，３３Ｂ同士を突き合わせる。その後、端子１４Ａ，１４ＢをＬピン形状に折り曲げることで横型コイル部品１００が完成する。横型コイル部品１００は、絶縁カバー４０の第１及び第２の脚部４６，４７の下端位置をプリント基板２６に当接させるとともに端子１４Ａ，１４Ｂをプリント基板２６の貫通孔２７Ａ，２７Ｂに挿通して半田付け等によりプリント基板２６の裏側（下面）の配線パターンと接続することで、プリント基板２６の開口２８に落とし込んでプリント基板２６に実装される。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) ボビン１０の有する端子台１３Ａ，１３ＢはＥ型コア３１Ａ，３１Ｂ（基部３４Ａ，３４Ｂ）の上方に位置し、端子台１３Ａ，１３Ｂから突出した端子１４Ａ，１４Ｂは下方に曲げられてプリント基板２６の貫通孔２７Ａ，２７Ｂに挿通され、巻線２０Ａ，２０Ｂとコア３０との間に介在する絶縁カバー４０はボビン１０に下方から被せられ、絶縁カバー４０の有する第１及び第２の脚部４６，４７の下端位置がコア３０の下端位置よりも上方にあってプリント基板２６と当接する構造であるため、第１及び第２の脚部４６，４７によって横型コイル部品１００の重量を支えることが可能となる。このため、端子１４Ａ，１４Ｂとプリント基板２６との接続部分に負担がかかりにくく、端子１４Ａ，１４Ｂとプリント基板２６との接続の信頼性を向上できる。

(2) また、端子１４Ａ，１４Ｂにかかる負荷が減じられ、安定的な実装が可能で高さ精度が良好となる。すなわち、プリント基板２６への実装時の横型コイル部品１００の落とし込み深さは成型体である絶縁カバー４０の第１及び第２の脚部４６，４７の高さによって定まるため、横型コイル部品１００の実装時の高さが高精度である。この点、特許文献１のような構成では、端子の曲げ方次第で実装時の高さが変動して不安定であり、例えばコンマ５ミリ程度は簡単にずれてしまう。あるいは、巻線端末を端子に絡げる際に端子の形状が変化して高さがずれることも考えられる。近年の低背化の流れの中において高さ方向の制限は厳しくマージンが全然とれないため、高さ精度の安定化は歩留まりの向上や製造工程のスピードアップのためにも重要といえる。

(3) 端子台１３Ａ，１３ＢがＥ型コア３１Ａ，３１Ｂ（基部３４Ａ，３４Ｂ）の上方に位置するので、端子台１３Ａ，１３Ｂから突出する端子１４Ａ，１４Ｂとして通常のＬピン端子を用いることができ、プリント基板２６に落とし込むための端子のフォーミングが不要となってプリント基板２６上での実装面積を低減できる（図３参照）。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素には請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

実施の形態では横型コイル部品１００がトランスである場合を説明したが、変形例では横型コイル部品はチョークコイルであってもよい。

実施の形態ではコア３０がＥ型コア３１Ａ，３１Ｂの組合せである場合を説明したが、変形例ではＥ型コアとＩ型コアの組合せとしてもよい。

本発明の実施の形態に係る横型コイル部品の説明図であり、(Ａ)は上方から見た斜視図、(Ｂ)は下方から見た斜視図、(Ｃ)は正面図、(Ｄ)は底面図。 同横型コイル部品の分解斜視図。 同横型コイル部品のＬピン端子と、落とし込みのためのフォーミングをした端子との模式的な対比図。

符号の説明

１０ ボビン
１１ 巻胴部
１２Ａ，１２Ｂ 鍔部
１３Ａ，１３Ｂ 端子台
１４Ａ，１４Ｂ 端子
１５ 中鍔
１６ コア挿通孔
２０Ａ，２０Ｂ 巻線
２６ プリント基板
２７Ａ，２７Ｂ 貫通孔
２８ 開口
３０ コア
３１Ａ，３１Ｂ Ｅ型コア
３２Ａ，３２Ｂ 中央脚部
３３Ａ，３３Ｂ 外側脚部
３４Ａ，３４Ｂ 基部
４０ 絶縁カバー
４１，４２，４３Ａ，４３Ｂ 第１乃至第４の側壁部
４５ 底部
４６，４７ 第１及び第２の脚部
４８Ａ，４８Ｂ 平板部
１００ 横型コイル部品

Claims (4)

1. 巻胴部と、前記巻胴部の両側にそれぞれ形成された鍔部と、少なくとも１つの前記鍔部に形成された端子台と、前記端子台から突出した端子とを有するボビンと、
   前記ボビンの前記巻胴部に施され、端末が前記端子と電気的に接続された巻線と、
   中央脚部が前記ボビンの内側に挿通され、外側脚部が前記ボビンの外側を囲んでいる、閉磁路を成すコアと、
   前記巻線と前記コアとの間に介在し、かつ前記ボビンに嵌合する絶縁カバーとを備え、
   開口を有するプリント基板の前記開口に落とし込んで前記プリント基板に実装される横型コイル部品であり、この横型コイル部品の実装方向を下方としたとき、
   前記端子台は前記コアの上方に位置し、
   前記端子は、下方に曲げられて前記プリント基板の貫通孔に挿通され、
   前記絶縁カバーは、前記ボビンに下方から被せられていて、前記コアの前記外側脚部の上側を跨いで前記外側脚部の外側でそれぞれ下方に延びる第１及び第２の脚部を有し、前記第１の脚部と前記第２の脚部とが前記巻胴部を挟んで対向し、前記第１及び第２の脚部の下端位置が前記コアの下端位置よりも上方にあって前記プリント基板と当接する構造である、横型コイル部品。
2. 請求項１に記載の横型コイル部品において、前記端子がＬピン端子である、横型コイル部品。
3. 請求項１又は２に記載の横型コイル部品において、前記絶縁カバーは、前記巻線と前記コアの外側脚部との間にそれぞれ位置して前記巻胴部を挟んで互いに対向する第１及び第２の側壁部を有し、前記第１及び第２の脚部がそれぞれ前記第１及び第２の側壁部から延長して形成されている、横型コイル部品。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の横型コイル部品において、前記コアは、Ｅ型コアからなる第１のコアと、Ｅ型コアもしくはＩ型コアからなる第２のコアとを組み合わせたものであり、前記Ｅ型コアの中央脚部が前記ボビンの内側に挿通されている、横型コイル部品。

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