JP5087933B2

JP5087933B2 - コイル部品

Info

Publication number: JP5087933B2
Application number: JP2007013742A
Authority: JP
Inventors: 雄司佐藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2027-01-24
Also published as: TWI372405B; CN101286409A; CN101286409B; TW200849291A; JP2008182021A

Description

この発明は、例えば電源トランス用のコイル部品に関し、特に、耐衝撃性および電気的性能を向上させたコイル部品に関する。

電子機器の電源供給回路等では、磁心とコイルボビンとコイルとを備えたコイル部品が使用されている。図１、図２Ａおよび図２Ｂに、従来用いられてきたコイル部品の一構成例を示す。コイル部品１は、絶縁材料からなる合成樹脂等を材料として成型加工等により形成されたコイルボビン２と、コア３ａおよび３ｂからなる磁心３と、巻き線が巻かれてなるコイル４とからなり、コイルボビン２の磁心溝２ｅにコア３ａおよび３ｂを組み込むことにより図２Ａおよび図２Ｂのようなコイル部品１が作製される。コイルボビン２は、巻き線が巻かれる巻芯部２ａの両端に鍔部２ｂを有し、鍔部２ｂに延設された端子保持部２ｃに接続端子２ｄが複数本設けられている。

また、以下の特許文献１のように、巻芯部にセパレータを設けることにより、磁心溝に組み込まれる磁心の中央磁脚のエアギャップ部分近傍で生じる発熱を防止したコイル部品も提案されている。

特開２００５−３４０４８７号公報

しかしながら、近年コイル部品の更なる耐衝撃性が要求される中、上述のような構造を有するコイル部品１は、巻芯部２ａの両端に設けられた鍔部２ｂと、鍔部２ｂに延設された端子保持部２ｃとの接合部２ｆが、鍔部２ｂの厚さのみで支えられているため、強度が不十分である。特に、基板に差し込まれた後、はんだにより接続端子２ｄが基板に接合されたコイル部品１に衝撃が加わると、端子保持部２ｃが変形して接合部２ｆ部分にクラックが発生したり、接合部２ｆが破損し、コイル４が断線して要求される電気的性能および耐衝撃性が得られないという問題があった。

また、図３に示すように、接合部２ｆの強度を向上させるために厚みを厚くした鍔部２ｂ´を設けたコイルボビン２´を用いることも検討されたが、この場合巻芯部に２ａに巻き線を巻きつける際、コイル４およびコア３ａ、３ｂに制限ができてしまい、必要な特性を得られなくなるという他の問題が生じてしまい、好ましくない。

したがって、この発明は、コイルボビンの強度を向上させ、耐衝撃性および電気的性能に優れたコイル部品を得ることを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は、巻き線が巻回されたコイルを設けたコイルボビンに一対のコアをそれぞれ挿入してなるコイル部品であって、
上記コイルボビンは、上記巻き線が巻回される筒形状の巻芯部の両端に第１の鍔部および第２の鍔部が設けられ、該第１の鍔部および該第２の鍔部から第１の端子保持部および第２の端子保持部が延設されてなり、
樹脂材料からなり、底面部の両端に第１の鍔部および第２の鍔部が設けられ、該第１の鍔部および該第２の鍔部から第１の嵌合用リブおよび第２の嵌合用リブが延設されたボビンカバーが、該第１の嵌合用リブおよび該第２の嵌合用リブが上記コイルボビンにかみ合わされて該上記コイルボビンの上記第１の端子保持部および上記第２の端子保持部の間隙に配設され、
上記コイルボビンの上記第１の端子保持部と上記ボビンカバーの第１の鍔部および第１の嵌合用リブとが嵌合され、上記コイルボビンの上記第２の端子保持部と上記ボビンカバーの第２の鍔部および第２の嵌合用リブとが嵌合される
ことを特徴とするコイル部品である。

また、上述のボビンカバーには、さらに設面部上の第１の鍔部から第２の鍔部の方向に向けて強度向上用リブが設けられていることが好ましい。また、ボビンカバーの第１の鍔部から第２の鍔部には、それぞれ、射出成型時の樹脂材料の流れを均一にする方向に向けて形成された孔が設けられていることが好ましい。

さらに、ボビンカバーは、絶縁性を有する樹脂材料からなることが好ましく、具体的には、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂、ナイロン樹脂を用いることが好ましい。また、熱硬化性樹脂を用いてもよい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン、ポリイミド等が挙げられる。

この発明では、コイルボビンの第１の端子保持部および第２の端子保持部の間隙にボビンカバーを配設することにより、コイルボビンに衝撃が加わった場合であっても端子保持部が変形して、端子保持部と鍔部との接合部にクラックが発生したり破損することを防止することができる。

また、コイルボビンにおけるクラックの発生や破損に伴ってコイルの巻き線が断線することを防止することができる。

この発明によれば、耐衝撃性および電気的性能に優れたコイル部品を得ることができる。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

図４は、この発明の一実施形態によるコイル部品１１の構成を詳細に説明する斜視図であり、図５Ａはコイル部品１１の外観図であり、図５Ｂは、図５Ａのコイル部品１１の底面側から見た外観図である。また、図６Ａはコイルボビン１２の一構成例を示す斜視図であり、図６Ｂは、図６Ａのコイルボビン１２を底面側から見た斜視図である。図７Ａはボビンカバー１６の一構成例を示す斜視図であり、図７Ｂは、図７Ａのボビンカバー１６を底面側から見た斜視図である。

コイル部品１１は、コイルボビン１２と、コア１３およびコア１４からなる磁心と、巻き線が巻かれてなるコイル１５と、コイルボビン１２の巻芯部１２ａの両端にそれぞれ設けられた鍔部１２ｂから延設された端子保持部１２ｃ間に配設されるボビンカバー１６とからなり、コイルボビン１２に設けられた磁心溝１２ｅにコア１３の中央の磁脚１３ａおよびコア１４の中央の磁脚１４ａを組み込んで配置することにより作製される。

コイルボビン１２は、例えば絶縁性を有する樹脂材料から構成され、この樹脂材料としては、例えば熱硬化樹脂材料が用いられる。また、コイルボビン１２の成形方法としては、例えば射出成形が用いられる。

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、コイルボビン１２は、巻き線が巻かれる筒形状の巻芯部１２ａの両端のそれぞれに鍔部１２ｂを有し、鍔部１２ｂに延設された端子保持部１２ｃに接続端子１２ｄが複数本設けられて構成されている。また、磁心溝１２ｅを有し、この磁心溝１２ｅにコア１３の中央の磁脚１３ａおよびコア１４の中央の磁脚１４ａがそれぞれ挿入されるようになされている。

接続端子１２ｄは、コイル部品１１を例えばプリント基板にはんだ付けなどによって固定するための固定ピンである。接続端子１２ｄは、コイルボビン１２の下部に複数設けられている。なお、この実施形態におけるコイル部品１１では、接続端子１２ｄを端子として使用している。すなわち、接続端子１２ｄを金属などの導電材料で構成し、この接続端子１２ｄに対して、例えば、はんだ付けなどによって巻き線を電気的に接続している。

磁心は、例えばフェライト粉末をプレス成形し、焼結して形成されたコア１３およびコア１４から構成されており、例えば３個の磁脚を有する断面Ｅ字形状の一対のコア（コア１３およびコア１４）を、互いの３個の磁脚が合わさるように対向して配置している。すなわち、コア１３が有する磁脚１３ａ，１３ｂ，１３ｃと、コア１４が有する磁脚１４ａ，１４ｂ，１４ｃとをそれぞれ合わせるように、コア１３とコア１４とが対向して形成されている。コア１３の中央の磁脚１３ａおよびコア１４の中央の磁脚１４ａは、それぞれ、コイルボビン１２の磁心溝１２ｅに挿入される。

コイル１５は、例えば銅線などを撚り合わせたコイル用の巻き線をコイルボビン１２に巻回したものである。絶縁性およびコイル１５の保護などを考慮すると、例えば、巻き線の巻回後に、外表面が絶縁性を有するシート状部材で覆うようにしても良い。

ボビンカバー１６は、例えば絶縁性を有する樹脂材料を射出成型することにより形成され、コイルボビン１２の端子保持部１２ｃ同士の間に配設されることにより、衝撃によるコイルボビン１２の変形を防止し、接合部１２ｆにおけるクラックの発生や破損を防止することができる。

図７Ａおよび図７Ｂに示すように、ボビンカバー１６は、プリント基板上に実装する際にプリント基板表面と接する例えば略矩形状の底面部１６ａの両端のそれぞれに鍔部１６ｂが設けられており、この鍔部１６ｂに嵌合用リブ１６ｃが延設されてなる。

図８Ａに、コイル部品１１の側面図を、図８Ｂに、図８Ａのａ−ａ´で示す部分の横断面図を示す。鍔部１６ｂおよび嵌合用リブ１６ｃは、ボビンカバー１６の嵌合位置を容易に決定するためのものであり、ボビンカバー１６をコイルボビン１２の端子保持部１２ｃ間に嵌め合わせる際に、端子保持部１２ｃと鍔部１６ｂおよび嵌合用リブ１６ｃとが擦り合うようにして端子保持部１２ｃを嵌め込み、コア１３およびコア１４の端子保持部１２ｃ側面にボビンカバー１６が突き当たる位置まで挿入することにより位置決めがなされる。鍔部１６ｂにより、ボビンカバー１６が端子保持部１２ｃ間に配設されるとともに、嵌合用リブ１６ｃがコイルボビン１２に鍵状にかみ合わされることにより、ボビンカバー１６の接続端子１２ｄ整列方向への移動を抑制することができる。

このようなボビンカバー１６は、靭性の高い樹脂材料を用いることが好ましく、例えばＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂やナイロン樹脂等の樹脂材料を射出成型することにより作製することができる。また、例えば靭性が低い熱硬化性樹脂等の樹脂材料であっても、図４、図７ないし図９のボビンカバー１６に設けられているような強度向上用リブ１６ｄを単数、もしくは複数設けることでボビンカバー１６の強度を向上させることができる。なお、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン、ポリイミド等が挙げられる。また、ボビンカバー１６の鍔部１６ｂに孔１６ｅを設けることにより、射出成型時の樹脂材料の流れを均一にし、成形性を向上させてボビンカバー１６の強度を向上させることもできる。孔１６ｅは図７Ａに示すような方向のみに限らず、射出成型時の樹脂材料の流れを均一にすることができればいずれの方向に向けて形成してもよい。例えば鍔部１６ａおよび鍔部１６ｂを強度向上用リブ１６ｄの延設方向と同方向に向けて形成してもよい。

コイルボビン１２と嵌合されたボビンカバー１６は、コイルボビン１２に固定される。ボビンカバー１６の固定方法としては、コイルボビン１２の端子保持部１２ｃとボビンカバー１６の嵌合用リブ１６ｃとを超音波溶接もしくは接着剤等により固定する方法や、図９に示すように、接着テープ２０により固定する方法が挙げられる。

このようにして作製されたボビンカバー１６は、図１０示すように、接続端子１２ｄを基板２１に差し込み、接続端子１２ｄと、基板２１とをはんだ付けにより接合することにより、接続端子１２ｄと基板２１の導電パターン部分とが電気的に接続される。

上述のように、コイルボビン１２の端子保持部１２ｃ間にボビンカバー１６を配設することにより、ボビンカバー１６が軸となって端子保持部１２ｃを固定することができるため、コイルボビン１２の接合部１２ｆにおけるクラックの発生や、接合部２ｆの破損を防止し、耐衝撃性に優れたコイル部品１１を得ることができる。また、これに伴い、コイル１５が断線するのを防止することができるため、コイル部品１１の電気的性能を損なうことがない。

また、ボビンカバー１６を設けることにより、ボビンコイル１２を基板２１に差し込んだ際底面部１６ａが基板２１と面で接するため、コイル部品１１を基板２１に安定して接合することができ、接合強度を向上させることができる。

なお、この発明は、上述したこの発明の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、コア１３およびコア１４からなる磁心の形状として、中央の磁脚１３ａおよび１４ａの断面が円形状であるＥＥＲ形（日本工業規格：JIS C 2514 参照）のものを用いたが、断面が角形状であるＥＥ形（日本工業規格：JIS C 2514 参照）など、他の形状であっても良い。なお、コイルボビン１２が有する筒形状は、図に示した円筒形状に限ったものではなく、磁心の形状に合わせたものであることはいうまでもない。

また、コイル部品１１は、接続端子１２ｄを有する挿入型の部品に限らず、表面実装型の部品であっても良い。さらに、上述した一実施形態では、コイル部品１１としてチョークコイルを用いて説明したが、コイル部品１１は、変調器、変圧器などの他のコイル部品にも適用することができる。

従来のコイル部品の一構成例を示す模式図である。従来のコイル部品の一構成例を示す模式図である。従来のコイル部品に用いるコイルボビンの一構成例を示す模式図である。この発明の一実施形態によるコイル部品の一構成例を示す模式図である。この発明の一実施形態によるコイル部品の一構成例を示す模式図である。この発明の一実施形態によるコイル部品に用いるコイルボビンの一構成例を示す模式図である。この発明の一実施形態によるコイル部品に用いるボビンカバーの一構成例を示す模式図である。この発明の一実施形態によるコイル部品の一構成例を示す側面図および横断面図である。この発明の他の実施形態によるコイル部品の一構成例を示す模式図である。この発明の一実施形態によるコイル部品の基板への実装例を示す模式図である。

符号の説明

１，１１・・・コイル部品
２，２´，１２・・・コイルボビン
２ａ，１２ａ・・・巻芯部
２ｂ、２ｂ´，１２ｂ・・・鍔部
２ｃ，１２ｃ・・・端子保持部
２ｄ，１２ｄ・・・接続端子
２ｅ，１２ｅ・・・磁心溝
２ｆ，１２ｆ・・・接合部
３・・・磁心
３ａ，３ｂ，１３，１４・・・コア
４，１５・・・コイル
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ・・・磁脚
１６・・・ボビンカバー
１６ａ・・・底面部
１６ｂ・・・鍔部
１６ｃ・・・嵌合用リブ
１６ｄ・・・強度向上用リブ
１６ｅ・・・孔
２０・・・接着テープ
２１・・・基板

Claims

巻き線が巻回されたコイルを設けたコイルボビンに一対のコアをそれぞれ挿入してなるコイル部品であって、
上記コイルボビンは、上記巻き線が巻回される筒形状の巻芯部の両端に第１の鍔部および第２の鍔部が設けられ、該第１の鍔部および該第２の鍔部から第１の端子保持部および第２の端子保持部が延設されてなり、
樹脂材料からなり、底面部の両端に第１の鍔部および第２の鍔部が設けられ、該第１の鍔部および該第２の鍔部から第１の嵌合用リブおよび第２の嵌合用リブが延設されたボビンカバーが、該第１の嵌合用リブおよび該第２の嵌合用リブが上記コイルボビンにかみ合わされて上記コイルボビンの上記第１の端子保持部および上記第２の端子保持部の間隙に配設され、
上記コイルボビンの上記第１の端子保持部と上記ボビンカバーの第１の鍔部および第１の嵌合用リブとが嵌合され、上記コイルボビンの上記第２の端子保持部と上記ボビンカバーの第２の鍔部および第２の嵌合用リブとが嵌合される
ことを特徴とするコイル部品。
上記ボビンカバーの上記底面部には、上記第１の鍔部から上記第２の鍔部の方向に強度向上用リブが設けられている
請求項１に記載のコイル部品。
上記ボビンカバーの上記第１の鍔部および上記第２の鍔部には、それぞれ、射出成型時の樹脂材料の流れを均一にする方向に向けて形成された孔が設けられている
請求項１に記載のコイル部品。
上記ボビンカバーは、絶縁性を有する樹脂材料からなる
請求項１に記載のコイル部品。
上記絶縁性を有する樹脂材料は、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂またはナイロン樹脂である
請求項４に記載のコイル部品。
上記絶縁性を有する樹脂材料は、熱硬化性樹脂である
請求項４に記載のコイル部品。
上記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン、ポリイミドである
請求項６に記載のコイル部品。