JP4881450B2

JP4881450B2 - 電子機器および車両

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Publication number: JP4881450B2
Application number: JP2010032959A
Authority: JP
Inventors: 考志多田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2030-02-17
Also published as: US20110199176A1; JP2011171455A; US8289120B2

Description

本発明は、ボビンに巻線を巻きつけた電子機器に関する。さらに、本発明は車両に関する。

例えば自動車のような電子制御が用いられる車両や、パーソナルコンピュータのような電子機器は、種々の電子部品が実装された回路基板を備えている。回路基板に、トランスやインダクタのような電子部品が実装される。

トランスは、筒状の本体を有するボビンと、ボビンの本体に巻き付けられた巻線と、ボビンに挿入される磁性体とを備えている。特許文献１に開示されるトランスは、ボビンの本体を隔壁によって２つの領域に区切っている。隔壁を挟んでボビンの本体に第１の巻線と第２の巻線とをそれぞれ巻きつけることで、トランスが形成される。

巻線がボビンに巻き付けられたコイル部分と、トランスの端子との間には、沿面距離を設ける必要がある。沿面距離を設けるため、ボビンの本体の両端に沿面テープを巻きつけることが行なわれている。

特開２００８−２０５１５３号公報

コイル部分の巻線に巻きずれが生じると、トランスの漏れインダクタンスが増大してしまう。これを防ぐために、ボビンの本体に巻き付けられる沿面テープで巻線の巻き位置合わせが行なわれている。

しかし、沿面テープの幅は、製造時にばらつきが生じている場合がある。さらに、沿面テープがボビンの本体に巻き付けられる位置にばらつきが生じる場合もある。このため、ボビンの本体に沿面テープを巻き付けたとしても、コイル部分の巻線に巻きずれが生じるおそれがある。

本発明の目的は、巻線の巻きずれを防止できる電子機器を提供することにある。さらに、本発明の目的は、電子部品の巻線の巻きずれを防止できる車両を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の一つの形態に係る電子機器は、
筐体と、前記筐体に収容された回路基板と、筒状の本体と、前記本体の一方の端部に設けられ、前記本体の外周面に突出された第１の突出部と、前記第１の突出部に隣接して設けられるとともに、前記回路基板と電気的に接続された第１の端子を有する第１の接続部と、前記本体の他方の端部に設けられ、前記本体の外周面に突出された第２の突出部と、前記第２の突出部に隣接して設けられるとともに、第２の端子を有した第２の接続部と、前記第１の端子に電気的に接続されて、前記第１の突出部と前記第２の突出部の間に位置された前記本体に巻き付けられた巻線と、を具備する。前記第１の突出部は、前記第１の端子から前記本体に向かう前記巻線が引掛けられた第１の係止部を有する。

上記目的を達成するための本発明の一つの形態に係る電子機器は、
筐体と、前記筐体に収容された回路基板と、本体と、前記本体の一方の端部に設けられた第１の突出部と、前記第１の突出部に隣接して設けられ、前記回路基板と電気的に接続された第１の端子を有する第１の接続部と、前記本体の他方の端部に設けられた第２の突出部と、前記第２の突出部に隣接して設けられ、第２の端子を有した第２の接続部と、前記第１の端子と電気的に接続されて、前記第１の突出部の側縁に当接して前記第１の突出部と前記第２の突出部との間の前記本体に巻き付けられた巻線と、を具備する。

上記目的を達成するための本発明の一つの形態に係る車両は、
車両本体と、前記車両本体に収容された回路基板と、筒状の本体と、前記本体の端部に設けられ、前記本体の外周面から突出された突出部と、前記突出部に隣接して設けられるとともに、端子を有する接続部と、前記端子に電気的に接続されて、前記本体に巻き付けられた巻線と、を備えるとともに、前記回路基板に実装された電子部品と、を具備する。前記突出部は、前記端子から前記本体に向かう巻線が引掛けられた係止部を有する。

本発明の電子機器によれば、巻線の巻きずれを防止できる。さらに、本発明の車両によれば、電子部品の巻線の巻きずれを防止できる。

本発明の第１の実施の形態に係る乗用車の側面図。第１の実施形態の車両のインバータを示す斜視図。第１の実施形態のインバータの回路基板を示す平面図。第１の実施形態のトランスを示す斜視図。第１の実施形態のボビンを示す平面図。第１の実施形態のボビンを図５とは反対方向から示す平面図。第１の実施形態のボビンを示す側面図。第１の実施形態のボビンを図７とは反対方向から示す側面図。図５のＦ９―Ｆ９線に沿って示す断面図。本発明の第２の実施の形態にかかるポータブルコンピュータの斜視図。

以下に、本発明の第１の実施の形態を図１ないし図９に基づいて説明する。
図１は、乗用車１を概略的に示す側面図である。乗用車１は、車両の一例である。なお、本発明の車両はこれに限らず、例えばバス、トラック、および電車などを含む種々の車両でも良い。

図１に示すように、乗用車１は、車両本体２と、インバータ３とを備えている。車両本体２は、車体構造、エンジン、変速機、バッテリー、および発電機などを含んでいる。インバータ３は、車両本体２の、例えばエンジンルームに収容されている。インバータ３は、バッテリーや発電機のような他の部品と接続されている。

図２は、インバータ３を示す斜視図である。図２に示すように、インバータ３は、インバータ本体１０と、回路基板１１とを有している。回路基板１１は、インバータ本体１０の内部に取り付けられている。すなわち、回路基板１１は、車両本体２に収容されている。

図３は、回路基板１１を示す平面図である。図３に示すように、回路基板１１に、トランス１５と、その他の電子部品１６とが実装されている。トランス１５は、電子部品の一例である。その他の電子部品１６は、チップやコネクタのような、種々の電子部品を含む。

図４は、トランス１５を示す斜視図である。トランス１５は、ボビン２１と、磁心２２と、コイル２３と、固定部２４とを有している。ボビン２１と磁心２２とは、互いに組み合わせられてテープで固定される。さらに、組み合わせられたボビン２１および磁心２２は、樹脂によって形成される固定部２４によって固定される。

図５は、ボビン２１を示す平面図である。図６は、図５の反対側からボビン２１を示す平面図である。図７は、ボビン２１を示す側面図である。図８は、図７の反対側からボビン２１を示す側面図である。

ボビン２１は、本体３１と、一対の突出部３２，３３と、一対の接続部３４，３５とを有している。本体３１は、筒状に形成されている。図７および図８に示すように、本体３１に、本体３１の一方の端部から他方の端部まで形成された挿入孔３７が設けられている。挿入孔３７に、磁心２２が挿入される。

突出部３２は、本体３１の一方の端部に設けられている。突出部３２は、本体３１と一体に成形される。突出部３３は、本体３１の他方の端部に設けられている。突出部３２，３３はそれぞれ、本体３１の外周面から突出されて設けられている。

図５に示すように、突出部３２，３３は、本体３１の周方向に連続して設けられている。なお、突出部３２，３３の形状はこれに限らず、例えば、本体３１の周方向に並んで設けられた複数の突起など、種々の形状であっても良い。

図６に示すように、突出部３２に、切欠部４１が設けられている。切欠部４１は、本体３１の周方向に連続する突出部の一部分を切り欠いて形成される。切欠部４１が設けられることにより、本体３１の一部である導入部４２が形成される。

突出部３２は、第１の係止部４５を有している。第１の係止部４５は、切欠部４１が設けられることにより形成された、本体３１に面する突出部３２の角部である。図６に示すように、第１の係止部４５は、円弧状に形成されている。

接続部３４は、突出部３２に隣接して設けられている。接続部３５は、突出部３３に隣接して設けられている。接続部３４，３５は、本体３１と一体に成形されている。

図６に示すように、接続部３４は、端子４７と、複数の上層用端子４８と、第２の係止部４９とを有している。端子４７は、第１の端子部５１と、第２の端子部５２とを含んでいる。複数の上層用端子４８は、端子４７と並んで設けられている。端子４７は、複数の上層用端子４８の並び方向に沿う端部に配置されている。

第２の係止部４９は、接続部３４から突出して設けられている。第２の係止部４９は、端子４７と、第１の係止部４５との間に介在している。一方、接続部３５は、複数の他の端子５３を有している。

コイル２３は、第１の巻線５５と、第２の巻線５６（図９に示す）とを有している。第１の巻線５５と、第２の巻線５６とは、例えば、それぞれ絶縁コーティングされた銅線によって形成されている。

第１の巻線５５は、巻線の一例である。第１の巻線５５は、第１の端部５５ａと、第１の掛かり部５５ｂと、第２の掛かり部５５ｃと、巻き付け部５５ｄと、第２の端部５５ｅとを有している。

第１の端部５５ａは、例えば半田付けによって第１の端子部５１に電気的に接続されている。第１の掛かり部５５ｂは、第２の係止部４９に引掛けられている。第１の掛かり部５５ｂは、第１の端子部５１から第１の係止部４５に向かう第１の巻線５５の一部である。

第２の掛かり部５５ｃは、第１の係止部４５に引掛けられている。第２の掛かり部５５ｃは、第２の係止部４９から本体３１に向かう第１の巻線５５の一部である。すなわち、第１の係止部４５に、端子４７から本体３１に向かう第１の巻線５５が引掛けられている。第２の端部５５ｅは、例えば半田付けによって第２の端子部５２に電気的に接続されている。

巻き付け部５５ｄは、第２の掛かり部５５ｃが引掛けられた第１の係止部４５から、本体３１に巻き付けられる。巻き付け部５５ｄは、一方の突出部３２と他方の突出部３３との間に密に巻き付けられ、突出部３２，３３の間に収まっている。

図９は、図５のＦ９−Ｆ９線に沿う方向にトランス１５を示す断面図である。図９に示すように、本体３１の外周面からの突出部３２の高さＨは、第１の巻線５５の直径Ｄよりも大きい。すなわち、突出部３２は、第１の巻線５５の直径Ｄよりも大きく本体３１の外周面から突出されている。

図９に示すように、絶縁テープ５８が、突出部３２，３３、第１の巻線５５、および本体３１を覆っている。すなわち、絶縁テープ５８は、突出部３２，３３および第１の巻線５５の上から、本体３１に巻き付けられている。絶縁テープ５８は、絶縁性であって、経年劣化が起こり難いテープが適用される。

絶縁テープ５８の上に、一対の沿面テープ５９が巻き付けられている。沿面テープ５９は、例えば絶縁テープ５８の上から本体３１の端部に巻き付けられている。沿面テープ５９は、絶縁性であって、経年劣化が起こり難いテープが適用される。

第２の巻線５６は、一対の沿面テープ５９の間で、絶縁テープ５８の上から本体３１に巻き付けられている。第２の巻線５６は、上層巻線の一例である。第２の巻線５６は、上層用端子４８に電気的に接続されている。第２の巻線５６は、一方の沿面テープ５９と他方の沿面テープ５９との間に密に巻き付けられ、一方の沿面テープ５９と他方の沿面テープ５９との間に収まっている。

なお、図示されていないが、第２の巻線５６によって形成されるコイル層の上に、複数の巻線および絶縁テープによる複数のコイル層が形成される。複数の巻線は、それぞれ上層用端子４８や他の端子５３に電気的に接続される。

図５に示すように、カバーテープ６１が、第２の巻線５６のコイル層を含む複数のコイル層の上から本体３１を覆っている。カバーテープ６１は、絶縁性であって、経年劣化が起こり難いテープが適用される。

前記構成のトランス１５において、第１の巻線５５は、次のように本体３１に巻きつけられる。
第１の巻線５５の第１の端部５５ａが、第１の端子部５１に半田付けされる。第１の巻線５５の第１の掛かり部５５ｂが、第２の係止部４９に引掛けられる。次に、第１の巻線５５は、導入部４２を通されて、第２の掛かり部５５ｃを第１の係止部４５に引掛けられる。

第１の巻線５５は、第２の掛かり部５５ｃが引掛けられた第１の係止部４５から、本体３１に巻き付けられる。第１の巻線５５は、一方の突出部３２の縁から、他方の突出部３３の縁まで、密に巻き付けられる。

本体３１に巻き付けられた第１の巻線５５は、第２の係止部４９に引掛けられる。その後、第１の巻線５５の第２の端部５５ｅが、第２の端子部５２に半田付けされる。

前記構成の乗用車１のトランス１５によれば、本体３１の端部に突出部３２，３３が設けられている。突出部３２，３３が設けられることで、本体３１に直接巻き付けられる第１の巻線５５については、巻き位置合わせのための沿面テープが不要になる。

突出部３２，３３は本体３１と一体に成形されるため、本体３１に対する位置や形状は一定である。このため、沿面テープで巻き位置合わせを行なう場合に比べ、第１の巻線５５の巻きずれを防止でき、漏れインダクタンスを低減することができる。

第１の巻線５５は、導入部４２を通されて、第２の掛かり部５５ｃを第１の係止部４５に引掛けられる。第１の巻線５５は、突出部３２に乗り上げることなく、導入部４２を通されて第１の係止部４５まで導かれる。これにより、第１の巻線５５を本体３１に密に巻き付けることができる。

端子４７は、複数の上層用端子４８の並び方向に沿う端部に配置されている。これにより、接続部３４の端部から順に端子への巻き線を行なうことができるため、トランス１５の製造作業が容易になる。

第１の巻線５５は、第１の係止部４５に引掛けられてから、本体３１に巻き付けられる。このため、第１の巻線５５を突出部３２の縁に沿わせるとともに、本体３１に密に巻き付けることができる。さらに、第１の係止部４５が円弧状に形成されているため、第１の巻線５５の絶縁コーティングおよび銅線部分が損傷することを防止できる。

図９に示すように、本体３１の外周面からの突出部３２の高さＨは、第１の巻線５５の直径Ｄよりも大きい。これにより、絶縁テープ５８やカバーテープ６１を本体３１に正確に巻き付けることができる。

第１の巻線５５は、第２の係止部４９に引掛けられる。機械により自動で本体３１に第１の巻線５５を巻き付ける場合、第１の巻線５５を第２の係止部４９に引掛ける中間動作があることにより、第１の巻線５５を本体３１に巻き付けることができる。すなわち、第２の係止部４９に第１の巻線５５を引掛けることにより、機械で第１の巻線５５を本体３１に巻き付けることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について、図１０を参照して説明する。このとき、第１の実施形態の乗用車１と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。

図１０は、ポータブルコンピュータ７０を示す斜視図である。ポータブルコンピュータ７０は、電子機器の一例である。なお、本発明の電子機器はこれに限らず、例えばテレビ、ＰＤＡ、携帯音楽プレーヤー、および携帯電話などを含む種々の電子機器でも良い。

ポータブルコンピュータ７０は、コンピュータ本体７１と、ディスプレイユニット７２とを有している。コンピュータ本体７１は、偏平な箱状のメイン筐体７４を備えている。メイン筐体７４は、筐体の一例である。

メイン筐体７４の内部に、回路基板７６が収容されている。回路基板７６に、チップインダクタ７７、中央演算処理装置７８、およびその他の電子部品７９がそれぞれ実装されている。チップインダクタ７７は、電子部品の一例である。

チップインダクタ７７の構成は、第１の実施の形態のトランス１５と同様である。すなわち、チップインダクタ７７は、筒状の本体３１と、本体３１の端部に設けられ、本体３１の外周面から突出された突出部３２と、突出部３２に隣接して設けられるとともに、端子４７を有する接続部３４と、端子４７に電気的に接続されて、本体３１に巻き付けられた巻線５５と、を具備している。突出部３２は、端子４７から本体３１に向かう巻線５５が引掛けられた第１の係止部４５を有している。

なお、本発明は上記実施の形態に特定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施可能である。例えば、第１の実施の形態のトランス１５において、第２の巻線５６は、第１の巻線５５の上から本体３１に巻き付けられている。しかし、第２の巻線５６はこれに限らず、第１の巻線５５と直列に並んで本体３１に巻き付けられても良い。

さらに、前記構成のトランスやチップインダクタのような電子部品は、車両や電子機器以外にも、飛行機などの種々の機器や施設に適用できる。加えて、トランスやチップインダクタに限らず、例えば巻線抵抗など、コイルを有する種々の電子部品に前記構成のトランスおよびチップインダクタと同様の構成を適用することができる。
以下に、出願当初の特許請求の範囲の内容を付記する。
(１)筒状の本体と、
前記本体の端部に設けられ、前記本体の外周面から突出された突出部と、
前記突出部に隣接して設けられるとともに、端子を有する接続部と、
前記端子に電気的に接続されて、前記本体に巻き付けられた巻線と、を具備し、
前記突出部は、前記端子から前記本体に向かう巻線が引掛けられた第１の係止部を有することを特徴とする電子部品。
(２)前記突出部は、前記巻線の直径よりも大きく前記本体の外周面から突出されたことを特徴とする(１)に記載の電子部品。
(３)前記端子と前記第１の係止部との間に介在するとともに、前記巻線が引掛けられた第２の係止部を更に具備したことを特徴とする(２)に記載の電子部品。
(４)前記端子は、第１の端子部と、第２の端子部とを含み、
前記巻線は、前記第１の端子部に電気的に接続された第１の端部と、前記第２の係止部に引掛けられた第１の掛かり部と、前記第１の係止部に引掛けられた第２の掛かり部と、前記第２の端子部に電気的に接続された第２の端部と、を含むことを特徴とする(３)に記載の電子部品。
(５)前記接続部は、前記端子と並んで設けられた複数の上層用端子を更に有し、
前記端子は、前記上層用端子の並び方向に沿う端部に配置されたことを特徴とする(２)に記載の電子部品。
(６)前記巻線および前記本体を覆う絶縁テープと、
前記上層用端子に電気的に接続されるとともに、前記絶縁テープの上から前記本体に巻き付けられた上層巻線と、
を更に具備したことを特徴とする(５)に記載の電子部品。
(７)前記絶縁テープの上から前記本体に巻き付けられた一対の沿面テープを更に具備し、
前記上層巻線は、前記一対の沿面テープの間で、前記絶縁テープの上から前記本体に巻き付けられたことを特徴とする(６)に記載の電子部品。
(８)前記第１の係止部は、円弧状に形成されたことを特徴とする(１)に記載の電子部品。
(９)車両本体と、
前記車両本体に収容された回路基板と、
筒状の本体と、前記本体の端部に設けられ、前記本体の外周面から突出された突出部と、前記突出部に隣接して設けられるとともに、端子を有する接続部と、前記端子に電気的に接続されて、前記本体に巻き付けられた巻線と、を備えるとともに、前記回路基板に実装された電子部品と、を具備し、
前記突出部は、前記端子から前記本体に向かう巻線が引掛けられた係止部を有することを特徴とする車両。
(１０)筐体と、
前記筐体に収容された回路基板と、
筒状の本体と、前記本体の端部に設けられ、前記本体の外周面から突出された突出部と、前記突出部に隣接して設けられるとともに、端子を有する接続部と、前記端子に電気的に接続されて、前記本体に巻き付けられた巻線と、を備えるとともに、前記回路基板に実装された電子部品と、を具備し、
前記突出部は、前記端子から前記本体に向かう巻線が引掛けられた係止部を有することを特徴とする電子機器。

１５…トランス，３１…本体，３２，３３…突出部，３４，３５…接続部，４５…第１の係止部，４７…端子，５５…第１の巻線，７７…チップインダクタ。

Claims

筐体と、
前記筐体に収容された回路基板と、
筒状の本体と、
前記本体の一方の端部に設けられ、前記本体の外周面に突出された第１の突出部と、
前記第１の突出部に隣接して設けられるとともに、前記回路基板と電気的に接続された第１の端子を有する第１の接続部と、
前記本体の他方の端部に設けられ、前記本体の外周面に突出された第２の突出部と、
前記第２の突出部に隣接して設けられるとともに、第２の端子を有した第２の接続部と、
前記第１の端子に電気的に接続されて、前記第１の突出部と前記第２の突出部の間に位置された前記本体に巻き付けられた巻線と、を具備し、
前記第１の突出部は、前記第１の端子から前記本体に向かう前記巻線が引掛けられた第１の係止部を有することを特徴とする電子機器。
筐体と、
前記筐体に収容された回路基板と、
本体と、
前記本体の一方の端部に設けられた第１の突出部と、
前記第１の突出部に隣接して設けられ、前記回路基板と電気的に接続された第１の端子を有する第１の接続部と、
前記本体の他方の端部に設けられた第２の突出部と、
前記第２の突出部に隣接して設けられ、第２の端子を有した第２の接続部と、
前記第１の端子と電気的に接続されて、前記第１の突出部の側縁に当接して前記第１の突出部と前記第２の突出部との間の前記本体に巻き付けられた巻線と、を具備した電子機器。
前記第１の突出部は、前記巻線の直径よりも大きく前記本体の外周面から突出されたことを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
前記第１の端子と前記第１の係止部との間に介在するとともに、前記巻線が引掛けられた第２の係止部を更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記第１の端子は、第１の端子部と、第２の端子部とを含み、
前記巻線は、前記第１の端子部に電気的に接続された第１の端部と、前記第２の係止部に引掛けられた第１の掛かり部と、前記第１の係止部に引掛けられた第２の掛かり部と、前記第２の端子部に電気的に接続された第２の端部と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
前記第１の接続部は、前記第１の端子と並んで設けられた複数の上層用端子を更に有し、
前記第１の端子は、前記上層用端子の並び方向に沿う端部に配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
前記巻線および前記本体を覆う絶縁テープと、
前記上層用端子に電気的に接続されるとともに、前記絶縁テープの上から前記本体に巻き付けられた上層巻線と、
を更に具備したことを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
前記絶縁テープの上から前記本体に巻き付けられた一対の沿面テープを更に具備し、
前記上層巻線は、前記一対の沿面テープの間で、前記絶縁テープの上から前記本体に巻き付けられたことを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
前記第１の係止部は、円弧状に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
車両本体と、
前記車両本体に収容された回路基板と、
筒状の本体と、前記本体の端部に設けられ、前記本体の外周面から突出された突出部と、前記突出部に隣接して設けられるとともに、端子を有する接続部と、前記端子に電気的に接続されて、前記本体に巻き付けられた巻線と、を備えるとともに、前記回路基板に実装された電子部品と、を具備し、
前記突出部は、前記端子から前記本体に向かう巻線が引掛けられた係止部を有することを特徴とする車両。