JP4737621B2 - 巻線部品 - Google Patents

Description

本発明は、巻線部品における端子取り付け構造並びに端子と巻線端末との接続構造に関し、更に詳しく述べると、巻線端末を接続する端子の根元に樹脂突起部をボビンと一体に形成し、該樹脂突起部は、その周囲の一部を切り欠いて端子側面の一部が突出する形状をなし、樹脂突起部に巻線端末を複数回巻き付けたときに端子と線材が接触し半田付けにより接続されるようにした巻線部品に関するものである。

液晶ディスプレイ装置におけるバックライト光源としては、一般に、冷陰極放電管が用いられており、高圧を発生するインバータトランスで点灯駆動される。インバータトランスは、例えば、ボビンの巻線部に１次巻線と２次巻線を形成すると共に、端子固定部に突設した複数の端子に巻線端末を接続し、閉磁路となるように磁心を装着した構造である。１次巻線には比較的大きな電流が流れるので、ポリウレタン被覆ワイヤを複数本撚り合わせた線径０．１ｍｍ以上の電線（太線と呼ばれる）が用いられるのに対して、２次巻線は高電圧が生じるものの流れる電流は少ないので、線径０．１ｍｍ以下のポリウレタン被覆ワイヤ（例えば銅の線径が０．０３〜０．０４ｍｍ程度）の単線（細線と呼ばれる）が用いられている。これらの線材からなる各巻線端末は、端子に絡げて半田付けされる。半田付けは、溶融半田にディップ（浸漬）することにより行われるが、通常、上記太線と細線とではディップ温度・時間が異なり、それぞれ最適な条件で行われる。

太い撚り線については殆ど問題は生じないが、細い単線の端子への接続には２つの大きな問題があり障害が発生し易い。その１つは、端子先端部に外力が加わり曲げ変形が生じると、根元の線材絡げ部分も変形し局所的に線材が伸びるため、それによって断線する恐れがあるという問題、他の１つは、線材が細いために、半田ディップ熱によるストレスを受けて断線し易いという問題である。

前者の端子先端部への外力印加に伴う断線の問題については、端子自体の形状の工夫により解決する手法が提案されている（特許文献１参照）。これは、端子根元の巻線端末絡げ部より先（反ボビン側）に括れを形成するか、あるいは小径としておくことにより、端子の先端近傍に外力を受けた場合、括れあるいは小径の部分で曲がり、端子の巻線端末絡げ部では変形しないために、線材の断線が生じないようにする技術である。しかし、このような端子形状は強度低下の要因となるし、端子の加工が必要なためコストアップが生じる。

後者の半田ディップ熱による断線の問題については、端子固定部の構造の工夫により解決する手法が提案されている（特許文献２参照）。これは、端子固定部の上部両側にリブを形成し、端末引出溝の根元部をリブの上端面とほぼ同じ位置とし、引出溝から引出される巻線端末を引出溝の根元部から外部に引出し、かつリブの上端面に引掛け、端子に絡げる構造とする。これによって、巻線端末が半田ディップ熱で溶けたモールドに食い込むことによる断線を防止しようとするものである。しかし、この構造でも、引き出された細い単線が単独の状態で溶融半田にディップされるため、線細りの問題は解決できない。

また、これらは別々の手法であるため、いずれの技術を用いても、端子への外力印加に伴う断線の問題と半田ディップ熱による断線の問題の両方を同時に解決することはできない。
特開平１１−１７６６５８号公報 特開２００１−３４５２２２号公報

本発明が解決しようとする課題は、端子への外力印加に伴う断線の問題と半田ディップ熱による断線の問題である。本発明は、これら両方の問題を同時に解決し、しかも端子強度が低下せず、コストアップも生じず、線細りも生じないようにし、本質的に信頼性の高い構造を実現することである。

本発明は、巻線部を備えたボビンに端子が突設されており、該端子に巻線端末が接続される巻線部品において、前記端子の根元にボビンと一体の樹脂突起部が形成されており、該樹脂突起部は、その周囲の一部を切り欠いて端子側面の一部が突出する形状をなし、前記樹脂突起部に複数回巻き付けられた線材が端子と接触し、半田付けにより接続されるようにしたことを特徴とする巻線部品である。

ここで対象とする線材は、絶縁被覆された線径０．１ｍｍ以下の単線であり、樹脂突起部に多数回密着した状態で巻き付けられ、単線状態となっている引き出し線部分とは反対側の、端子と線材との接触部分を含めた樹脂突起部の一部が半田ディップされるようにする。

このような巻線部品は、例えば冷陰極管点灯用のインバータトランスであり、その高圧２次巻線の端子の根元に樹脂突起部を設ける。１次巻線は太い線であることから、その端子に対しては、このような樹脂突起部を設けなくてもよい。

本発明に係る巻線部品は、端子の根元の周囲に樹脂突起部をボビンと一体に形成し、該樹脂突起部には巻線端末絡げ時に端子が線材と接触するような切欠きが設けられている構成であるから、端子に外力が加わっても樹脂突起部の表面が曲げの支点になるため、端子の根元（巻線端末の絡げ部）は応力で変形せず、そのため線材は変形せず（伸びず）断線の恐れは全くない。また、巻線端末は、端子と樹脂突起部を取り巻くように巻き付けられるので、半田ディップ熱が作用しても樹脂突起部に熱が吸収され線材が細くなり難く、多数回密着状態で巻いておけば、たとえ細くなっても断面積が減ることの問題や、強度的な問題は生じない。更に、半田ディップを、単線状態となっている引き出し線部分とは反対側の、端子と線材との接触部分を含めた樹脂突起部の一部行うようにできるので、単線状態となっている引き出し線部分では線細りは生じず断線の恐れはない。これらによって、信頼性の高い巻線部品が得られる。

図１は、本発明に係る巻線部品の一実施例を模式的に示す説明図であり、放電管点灯用として好適なインバータトランスの例を示している。ここでＡは分解した状態を、Ｂは組み立てた状態を、それぞれ平面図として示している。またＣは側面を示し、Ｄは本発明の要部となる端子の固定状況を示している。

このインバータトランスは最も単純な２出力型の例であり、組み合わせることで閉磁路を形成する一組の磁気コア１０と、複数のピン端子１２を備えた巻線用のボビン１４と、該ボビン１４に巻装する１次巻線Ｐ１及び２つの２次巻線Ｓ１，Ｓ２を備えている。

磁気コア１０は、フェライトなどからなる枠状コア２０と棒状コア２２とからなり、日の字型に組み合わせることで閉磁路を形成するようになっている。棒状コア２２は断面矩形状であり、枠状コア２０は四角枠状部の両側部が棒状コア２２の高さ分だけ突出し、棒状コア２２と同等の長さで、且つ枠の開口幅が棒状コア２２の幅より大きな形状である。従って、棒状コア２２に枠状コア２０を被せたとき、棒状コア２２の両端部上面が枠状コア２０の両端部下面に接触し、日の字型になる。

巻線用のボビン１４は、両端にフランジ３０を有する筒状の巻線部に２箇所の仕切り板３２を突設し、前記フランジ３０や仕切り板３２の端部は端子固定部となって複数のピン端子１２が装着されている構造である。巻線部は、前記棒状コア２２が丁度嵌入可能な四角筒状であり、両端のボビン間距離が枠状コア２０の長さに一致するようになっている。複数のピン端子１２は、基部が端子固定部に植設され、先端部は実装基板に挿入接続可能な構造である。

１次巻線Ｐ１は巻線部の中央部分に巻き付けられ、２つの２次巻線Ｓ１，Ｓ２は巻線部の両側部分に巻き付けられる。例えば、１次巻線としてφ０．３５mmのポリウレタン被覆電線（撚り線）を用い、２次巻線にはφ０．０３mmのポリウレタン被覆電線（単線）を用いる。巻線端末は、ピン端子１２に絡げられて半田付けにより接続される。

本発明の特徴は、特にピン端子１２の根元の巻線端末の接続構造にある。図１のＤに示すように（Ｄは、ボビンの裏側（実装基板対向面側）から見た状態を示している）、ピン端子１２の根元にボビン１４と一体の樹脂突起部４０が形成されており、該樹脂突起部４０は、その周囲の一部を切り欠いて端子側面の一部が突出する形状である。つまり、樹脂突起部４０とボビン１４は一体成形されている。切り欠き形状は、巻線端末を樹脂突起部に巻き付けたとき、端子と線材が接触できるような形状とする。なお、このような樹脂突起部は、細い電線を接続する端子の根元に形成すればよい。ここでは、φ０．０３mmのポリウレタン被覆電線（単線）を絡げる２次側の端子のみに樹脂突起部を形成している。

樹脂突起部４０は、概略小判形で、その一方の端部（巻線部から離れる方の端部）寄りにピン端子１２が位置している。ここでは、断面矩形のピン端子が示されている。矩形ピン端子１２の１つの稜線とその近傍部分が露出するようになっている。樹脂突起部４０の高さは１ｍｍ程度あればよく、長さは３ｍｍ程度がよい。切り欠きにより端子の側面が露出する範囲は、全周の２０〜３０％程度とするのがよい。この例では、ピン端子１２の周囲の約３／４程度が樹脂突起部４０で囲まれている。

巻線端末を絡げた状態を図２に示す。巻線端末は、樹脂突起部４０に多数回（例えば１０回程度）互いに密着した状態で巻き付けられ、ピン端子１２と線材４２とが接触する。単線状態となっている引き出し線部分４２ａは、ピン端子１２と線材４２との接触部分とは反対側に位置する。つまり、巻線端末は、樹脂突起部４０の切欠き形成部分とは反対側から単線状態で引き出され、樹脂突起部４０の側面に多数回密着した状態で巻き付けられる。そして図２のＣに示すように、単線状態となっている引き出し線部分とは反対側の、ピン端子１２と線材４２との接触部分を含めた樹脂突起部４０の一部が半田ディップされる。ディップ時における溶融半田の表面位置を符号ｓ−ｓで示す。

樹脂突起部４０の高さＨが１ｍｍ程度であれば、１０回程度の巻き付けは容易である。また図２のＣに示すように、半田ディップする際の溶融半田の液面ｓ−ｓは、樹脂突起部４０の長さのほぼ半分程度に制御する必要があるが、前記のように樹脂突起部４０の長さＬが３ｍｍ程度あれば、溶融半田の液面制御は容易であり、単線状態となっている引き出し線部分４２ａが半田に触れる恐れはない。従って、単線状態となっている引き出し線部分４２ａでは線細りは生じず、断線の恐れはない。なお、巻線端末は、ピン端子１２と樹脂突起部４０を取り巻くように多数回互いに密着して巻き付けられるので、半田ディップ熱が作用しても樹脂突起部に熱が吸収され線材が細くなり難く、たとえ細くなっても断面積が減ることの問題や、強度的な問題は生じない。

図３は、ピン端子の先端部に外力が作用した場合の変形を示す説明図である。符号４４は、半田付け部を示している。ピン端子１２の根元の周囲に樹脂突起部４０がボビン１４と一体に形成されているので、ピン端子１２の先端部に外力Ｆが加わっても樹脂突起部４０の表面のピン端子１２を囲む部分が曲げの支点になるため（支点を符号ｘで示す）、ピン端子１２は点線で示すように変形するだけでピン端子１２の根元（巻線端末絡げ部）は外力で変形せず、従って線材は変形せず（伸びず）断線の恐れはない。

ピン端子１２が断面矩形であれば、外力が作用したとき対角方向には曲がり難く、面に平行・垂直方向に曲がり易い。しかし、ピン端子１２は、４面がいずれもフリーではなく樹脂突起部４０で支えられているので、それらが曲がりの支点になるため、前後左右いずれの方向の外力に対してもピン端子１２の根元（巻線端末絡げ部）は変形しない。試作品について、ピン端子の先端部に前後左右方向に５Ｎの外力を加えたが、２次巻線に断線は生じなかった。

本発明の他の実施例を図４に示す。基本的な構成は、前記実施例と同様なので、説明を簡略化するために、対応する部分には同一符号を付す。Ａは断面円形のピン端子１２を用いた例である。Ｂは断面矩形のピン端子１２を用い、その１つの稜線の位置を樹脂突起部４０の一方の端部に合わせて、樹脂突起部４０を対称形状にしたものである。ＣはＢのピン端子１２を断面円形にしたものである。これらのように、端子や樹脂突起部の形状は任意に変更できる。

なお、本発明は、ストレート形状のピン端子のみならず、屈曲した形状のピン端子、面実装可能な端子構造などにも適用できることは言うまでもない。

本発明に係る巻線部品の一実施例を示す概略説明図。 巻線端末を絡げた状態を示す説明図。 端子先端部に外力が加わった場合の変形を示す説明図。 本発明の他の実施例を示す要部説明図。

符号の説明

１０ 磁心
１２ ピン端子
１４ ボビン
４０ 樹脂突起部

Claims (2)

1. 巻線部を備えたボビンに端子が突設されており、該端子に巻線端末が接続される巻線部品において、
   巻線に使用する線材は絶縁被覆された線径０．１ｍｍ以下の単線であって、前記端子の根元にボビンと一体で且つ概略小判形の樹脂突起部が形成されており、前記端子は該樹脂突起部の巻線部から離れている方の端部寄りに位置し、前記樹脂突起部は、その周囲の一部を切り欠いて端子側面の一部が突出する形状をなし、それによって前記樹脂突起部に多数回密着した状態で巻き付けられた線材が端子と接触し、巻線部から端子までの単線状態となっている引き出し線部分は前記樹脂突起部の切欠き形成部分側とは反対側に位置し、前記切欠き形成部分側の端部で、端子と線材との接触部分を含めた樹脂突起部の一部が半田ディップされることで、前記端子に巻線端末が半田付け接続されるようにしたことを特徴とする巻線部品。
2. 巻線部品が、冷陰極管点灯用のインバータトランスであり、その高圧２次巻線の端子の根元に樹脂突起部が設けられている請求項１記載の巻線部品。
   
   
   
   

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