JP5093893B2 - チョークコイル - Google Patents

Description

本発明は、コイルの線材を太径とする等により電流容量を増して大電流の用途に対応させるチョークコイルに関するもので、より具体的には、コイルのリード端について部品実装に係る取り付け性および電気的な接続性の改良に関する。

チョークコイルの一つの形態として、棒状のフェライトコアの外周に線材を所定に巻き回してコイルとするものある。よく知られているように、チョークコイルは、高周波成分を含む電流を平滑化するための平滑回路等へ利用される。

また、ＤＣ−ＤＣコンバータ等では小型化はもちろんであるが高出力化が進められているため、係る用途に適用するには、大電流に対応させる必要性が生じている。そこで例えば特許文献１などに見られるように、コイルの線材は平角線を多数重ねて使用する等の提案がある。しかし何れにしても、電流容量を大きく得るには、線材は、ある程度の断面積が必要であり、コイルの線材を太径とする等により電流容量を増して大電流の用途に対応させることに変わりない。
特開２００７−８８３４０号公報

しかし、従来のチョークコイルでは以下に示す問題がある。電気接続のための端子部は、上述した特許文献１のように、コイルのリード端を単に突き出した先端部としたり、あるいはコイルのリード端を単に折り曲げ成形した先端部としたりする構成を採るため、部品における位置が定位置とは言えず、ばらつきが大きい。このため、プリント基板へ実装する際に、パターン部に対して位置ずれ・がたつき（離反）を起こす問題があり、接続部位としての位置精度が出しにくく、はんだ付けが安定しない問題を引き起こす。また、上記の従来のチョークコイルは、自動化実装における吸着装置では、吸着保持することができずハンドリング性が悪い。

この発明は上述した課題を解決するもので、その目的は、電気接続のための端子部を所定に構成でき、部品実装において位置出しが正確に行えて、はんだ接続を大電流に対応させて安定に得ることができ、自動化実装に好ましく適用できるチョークコイルを提供することにある。

上述した目的を達成するために、本発明に係るチョークコイルは、（１）棒状のフェライトコアを有し、当該フェライトコアの外周に線材を巻き回してコイルとし、線材は大電流の用途に対応させるチョークコイルであって、金属板材を所定形状に曲げ加工してなる電極片と、絶縁材料から形成してあり、両端にそれぞれ前記電極片を組み付けて支持させる支持体とを備え、
前記電極片には前記コイルのリード端を嵌め合わせて電気的に接続させる切り欠き部を設けると共に、曲げ加工により平面部位を少なくとも２つ形成してプリント基板のパターン部へ接面させる端子部とし、前記支持体の両端に組み付けた前記電極片に設ける前記切り欠き部は、一方の前記電極片の前記切り欠き部の開口位置と、他方の前記電極片の前記切り欠き部の開口位置が、反対側の側辺に設ける構成にする。大電流の用途に対応させるには、例えば太径とする等により電流容量を増すことで実現できる。
（２）前記支持体は平板状であって、前記フェライトコアの長手に沿う配置をとり、前記電極片は、長方形の金属板材の両端を同一側へ折り曲げて形成し、一方の折り曲げ縁が前記支持体に埋め込む状態に組み付き、他方の折り曲げ縁は中央を切り欠くことで前記平面部位を左右に２つ設けるようにし、前記切り欠き部は、前記折り曲げ縁と平行に形成するとよい。

係る構成にすることにより本発明では、コイルのリード端は電極片に接続し、電極片には平面部位からなる端子部を設けるので、電極片つまり電気接続のための端子部が所定に構成できる。この電極片は、端子部となる平面部位を適宜サイズに設定でき、板厚も適宜に設定できる。したがって、電極編の部分の抵抗を適宜に設定することができ、所望する電流容量を得ることができ、電流容量を大きく得て大電流に対応できる。

端子部は、１つの電極片について複数設けるので、電気抵抗を小さくできることはもちろん、はんだ接続について信頼性を向上できる。また、端子部には当該平坦部位を囲む縁部について立ち上げ縁部を複数設けるので、はんだ付けの際は立ち上げ縁部にそれぞれフィレットが成膜し、はんだフィレットも複数になるので、電気的な接続が確実になる。

支持体は、２つ並ぶ電極片が組み付くことになる部材なので、それら両者間に渡る平面部位を有し、この支持体が上部に位置する配置を採ることで当該部品の上部に比較的に広い平面を設定できる。したがって、これは自動化実装に際して吸着面とすることができ、高い精度で位置出しが行えることになる。

また、支持体をフェライト等の磁性材料から形成することでは、支持体の配置がフェライトコアの長手に沿う構成において漏れ磁束を低減させることができる。もちろん、支持体とする磁性材料には電気抵抗が絶縁体並に十分に高いものを使用する。

本発明では、コイルのリード端は電極片に接続し、電極片には平面部位からなる端子部を設けるので、電極片つまり電気接続のための端子部が所望に構成できる。端子部は当該部品において位置が定まり、部品実装において位置出しが正確に行える。

この電極片は、端子部となる平面部位を適宜サイズに設定でき、板厚も適宜に設定できることから、所望する電流容量を得ることができ、電流容量を大きく得て大電流に対応できる。そして、端子部は１つの電極片つについて複数設けるので、電気抵抗を小さくできることはもちろん、はんだ接続について信頼性を向上できる（全ての端子が部接続不良となる可能性はきわめて低く、少なくとも１つは確実に接続することができる）。その結果、はんだ接続を大電流に対応させて安定に得ることができ、自動化実装に好ましく適用できる。

図１，図２は、本発明の第１の実施形態を示している。本形態においてチョークコイルは、棒状のフェライトコア１を有し、当該フェライトコア１の外周に線材２を所定に巻き回してコイル３とする。そして、線材２は、線径を太くする等により電流容量を増して大電流（数［Ａ］〜１０数［Ａ］：１００［Ａ］以下）の用途に対応させる構成になっている。

コイル３は、図２（ｂ）に示すように、リード端３１の引き出しをフェライトコア１の長手に沿う両端とし、フェライトコア１の両端に電極片４，４をそれぞれ位置させる。そして、それら電極片４，４は、フェライトコア１の長手に沿う配置の支持体５に組み付けて支持している。

電極片４は、金属板材を所定に曲げ加工して形成する。図２（ａ）に示すように、電極片４は、所定の部位に切り欠き部４１を設けると共に、平面部位からなる端子部４２を少なくとも２つ形成している。切り欠き部４１には、コイル３のリード端３１を嵌め合わせ、はんだ等により電気的に接続させる。本形態では、電極片４は長方形の板材から形成し、対向する２辺を同一側へ折り曲げてあり、一方の折り曲げ縁が支持体５に埋め込む状態に組み付き、他方の折り曲げ縁は中央が切り欠いてあって左右が２つの平面部位（端子部４２）になっている。また、電極片４をなす金属板材は、板厚を所定に大きく設定してあり、電流容量を増して大電流の用途に対応させている。

支持体５は樹脂材料等の絶縁材料から形成している。また、支持体５はフェライト等の磁性材料から形成する構成にしてもよく、その場合、２つの電極片４，４について絶縁を良好に得るため磁性材料には電気抵抗が絶縁体並に十分に高い素材を使用することになる。支持体５を磁性材料から形成することでは、コイル３に沿う配置であるため漏れ磁束を低減でき、その結果、インダクタンスを大きく得ることができる。

したがって本形態では、支持体５がフェライトコア１の長手に沿う配置をとり、フェライトコア１を間に向こう側に端子部４２が位置し、プリント基板に対してフェライトコア１の長手が沿う横向きの取り付け姿勢となる。

このように、コイル３のリード端３１は電極片４に接続し、電極片４には平面部位からなる端子部４２を設けるので、電極片４つまり電気接続のための端子部４２が所定に構成できる。したがって、端子部４２は当該部品において位置が定まり、このため部品実装において位置出しが正確に行える。

そして、この電極片４は、端子部４２となる平面部位を適宜サイズに設定でき、板厚も適宜に設定できる。したがって、所望する電流容量を得ることができ、電流容量を大きく得て大電流に対応できる。端子部４２は１つの電極片４つについて複数設けるので、電気抵抗を小さくできることはもちろん、はんだ接続について信頼性を向上できる。

この場合、支持体５は当該部品の天板になっており平面であることから自動実装の際に吸着面とすることができる。このため、高い精度で位置出しが行えてプリント基板の所定位置へ正確に搭載でき、自動化実装を高い信頼性で高品位に行うことができる。したがって本発明によれば、はんだ接続を大電流に対応させて安定に得ることができ、自動化実装に好ましく適用できる。

図３，図４は、参考例１を示している。本形態においてチョークコイルは、基本的には第１の実施形態と同様であり、棒状のフェライトコア１の外周に線材２を所定に巻き回してコイル３とし、線材２は線径を太くする等により電流容量を増して大電流の用途に対応させる構成になっている。第１の実施形態と同様な構成には同一符号を付してあり、その説明を省略する。

本形態では、電極片４は帯板材から形成している。つまり、電極片４は帯板材の両端をそれぞれ略Ｌ字形状に曲げ加工して一辺を解放側とした枠形状に形成し、当該電極片４を２つ解放側を下に並列させて支持体５が両者間に渡り支持する配置とし、電極片４による２つ並びの枠体内にフェライトコア１を位置させている。そして、電極片４の解放側の端部が平面部位になっており、それらが２つの端子部４２，４２になる。フェライトコア１は、２つの電極片４，４の並びに長手が沿う横向きの配置とし、電極片４の一カ所に設けた孔部４３へリード端３１を嵌め合わせ、はんだ等により電気的に接続させる。

フェライトコア１の姿勢は、本形態のようにプリント基板に対して長手が沿う横向きの取り付け姿勢とする構成が部品高さを低くできるメリットから好ましい。逆に、フェライトコア１の端面を支持体５側へ固着させて縦向きの取り付け姿勢とする構成にすることもできる。そのように、プリント基板に対して縦向きの取り付け姿勢では部品の領有面積を小さくできるメリットがある。

この場合も、コイル３のリード端３１は電極片４に接続し、電極片４には平面部位からなる端子部４２を設けるので、電極片４つまり電気接続のための端子部４２が所定に構成できる。端子部４２は、当該部品において位置が定まり、部品実装において位置出しが正確に行える。そして、端子部４２は、１つの電極片４つについて複数設けるので、電気抵抗を小さくできることはもちろん、はんだ接続について信頼性を向上できる。したがって本形態にあっても、はんだ接続を大電流に対応させて安定に得ることができ、自動化実装に好ましく適用できる。

図５，図６は、本発明の参考例２を示している。本形態においてチョークコイルは、基本的には第１の実施形態，参考例１と同様であり、棒状のフェライトコア１の外周に線材２を所定に巻き回してコイル３としている。そして、線材２は線径を太くする等により電流容量を増して大電流の用途に対応させる構成になっている。第１の実施形態，参考例１と同様な構成には同一符号を付してあり、その説明を省略する。

本形態にあっては、電極片４は帯板材から形成しているが、図６（ｂ）に示すように、帯板材をクランク状に多段に曲げ加工して離れた２ヶ所に平面部位ができるようにしており、それらが２つの端子部４２，４２になる。そして、電極片４を２つ並列させて支持体５が両者間に渡り支持する配置とし、電極片４による２つ並びの部材上にフェライトコア１を位置させている。フェライトコア１は電極片４，４の並びに対して端面を固着させて縦向き配置とし、電極片４の一カ所に設けた孔部４３へリード端３１を嵌め合わせ、はんだ等により電気的に接続させる。

上述したように、電極片４は帯板材をクランク状に多段に曲げ加工し、離れた２ヶ所の平面部位が端子部４２，４２になっている。ここで、端子部４２はクランク状の多段の曲げ加工により両縁が立ち上がる形態としており、立ち上げ縁部４４を複数有する設定にしている。このチョークコイルの実装では、端子部４２をプリント基板のパターン部へ載せてはんだ付けを行うので、立ち上げ縁部４４には、はんだフィレットが成膜する。この場合、端子部４２には当該平坦部位を囲む縁部について、立ち上げ縁部４４を２つ有することからはんだフィレットも２つ成膜し、その結果、電気的な接続を確実に行うことができ、信頼性を高くできる。

この場合も、コイル３のリード端３１は電極片４に接続し、電極片４には平面部位からなる端子部４２を設けるので、電極片４つまり電気接続のための端子部４２が所定に構成でき、端子部４２は当該部品において位置が定まり、部品実装において位置出しが正確に行える。そして、端子部４２は１つの電極片４つについて複数設けるので、電気抵抗を小さくできることはもちろん、はんだ接続について信頼性を向上できる。

また、フェライトコア１はプリント基板に対して長手が直立する縦向きの取り付け姿勢になるので、部品の領有面積を小さくできるメリットがある。そして、フェライトコア１は直立する縦向き姿勢の上端が平面であることから、自動実装の際に吸着面とすることができる。したがって、高い精度で位置出しが行えてプリント基板の所定位置へ正確に搭載でき、自動化実装を高い信頼性で高品位に行うことができる。

したがって本形態にあっても、はんだ接続を大電流に対応させて安定に得ることができ、自動化実装に好ましく適用できる。

（ａ）は本発明に係るチョークコイルの第１の実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）は接面側から見た斜視図である。 （ａ）は図１に示すチョークコイルの正面図であり、（ｂ）はその側面図である。 （ａ）は本発明に係るチョークコイルの参考例１を示す斜視図であり、（ｂ）はそれを接面側から見た斜視図である。 （ａ）は図３に示すチョークコイルの正面図であり、（ｂ）はその側面である。 （ａ）は本発明に係るチョークコイルの参考例２を示す斜視図であり、（ｂ）はそれを接面側から見た斜視図である。 （ａ）は図５に示すチョークコイルの正面図であり、（ｂ）はその側面図である。

符号の説明

１ フェライトコア
２ 線材
３ コイル
３１ リード端
４ 電極片
４１ 切り欠き部
４２ 端子部
４３ 孔部
４４ 立ち上げ縁部
５ 支持体

Claims (2)

1. 棒状のフェライトコアを有し、当該フェライトコアの外周に線材を所定に巻き回してコイルとし、前記線材は大電流の用途に対応させるチョークコイルであって、
   金属板材を曲げ加工してなる電極片と、
   絶縁材料から形成してあり、両端にそれぞれ前記電極片を組み付けて支持させる支持体とを備え、
   前記電極片には前記コイルのリード端を嵌め合わせて電気的に接続させる切り欠き部を設けると共に、曲げ加工により平面部位を少なくとも２つ形成してプリント基板のパターン部へ接面させる端子部とし、
   前記支持体の両端に組み付けた前記電極片に設ける前記切り欠き部は、一方の前記電極片の前記切り欠き部の開口位置と、他方の前記電極片の前記切り欠き部の開口位置が、反対側の側辺に設けることを特徴とするチョークコイル。
2. 前記支持体は平板状であって、前記フェライトコアの長手に沿う配置をとり、
   前記電極片は、長方形の金属板材の両端を同一側へ折り曲げて形成し、一方の折り曲げ縁が前記支持体に埋め込む状態に組み付き、他方の折り曲げ縁は中央を切り欠くことで前記平面部位を左右に２つ設けるようにし、
   前記切り欠き部は、前記折り曲げ縁と平行に形成することを特徴とする請求項１に記載のチョークコイル。

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