JP5229032B2 - チョークコイル - Google Patents

Description

本発明は、例えば車載用ＤＣ−ＤＣコンバータにおけるインダクター素子として用いられる大電流用のチョークコイルであって、特に低背化を図ったチョークコイルに関するものである。

一般に、大電流用のチョークコイルとしては、平角線をエッジワイズ巻きしたコイルを用いたチョークコイルが用いられている。
下記特許文献１には、従来のこの種のチョークコイルとして、エッジワイズコイルと、このエッジワイズコイルの貫通孔に挿入した閉磁路磁芯と、上記エッジワイズコイルの両先端部に形成した端子部と、これら端子部を突出させるように上記エッジワイズコイルおよび閉磁路磁芯を被覆した外装部を備えたチョークコイルが開示されている。

このようなチョークコイルは、一般にコイルの両端部を接線方向に引き出して外装部から突出させ、各々の先端部分の絶縁被覆を剥ぐことにより端子部を形成するとともに、当該端子部を実装基板の所定箇所に挿入して接着剤等により固定することにより、実装基板上に取り付けられている。

特開２００４−１２８０２５号公報

ところで、上記構成からなる従来のチョークコイルにあっては、外装部から突出させた端子部を実装基板に挿入して固定する、いわゆる縦置き型であるために、実装基板上に、外装部がコイルの直径以上の高さ寸法に突出することになり、よって製品高さを低くして小型化を図る上での障害になっていた。

加えて、実装基板上に縦置きされたチョークコイルを、外装部から突出させた２本の端子部分によって支持しているために、耐振動性に劣るという欠点があり、その対策のために製造コストが嵩むという問題点もあった。
また、端子となるコイルの両端部が、当該コイルの軸線方向の両端部から接線方向に引き出されるために、外装部から千鳥状に突出することになる。このため、位置決め精度を確保することにも手間を要するという問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、実装基板上の高さを抑えることができ、かつ耐振動性にも優れる大電流用のチョークコイルを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載のチョークコイルは、平角線をエッジワイズ巻きしたコイルと、このコイルの軸線方向の端面に各々設けられた絶縁性の樹脂からなる上側カバーおよび下側カバーと、これら上側カバーおよび下側カバーを間に挟んで閉磁路を形成する上側コアおよび下側コアとを備え、上記上側カバーは、上記コイルの上端面を覆う天板部と、この天板部の外周縁から垂下された側壁部とが一体成形され、上記下側カバーは、上記コイルの下端面を覆う底板部と、この底板部の外周縁から立設された側壁部とが一体成形され、上記上側カバーおよび下側カバーの上記側壁部が共同して上記コイルの外周面を覆うとともに、上記下側カバーには、上記下側コアの外方であって、かつ当該下側コア側に突出する突出部が形成され、この突出部に貫通孔が形成され、上記コイルは、上記エッジワイズ巻き部分から引き出されて一対の端子となる先端部が、それぞれ面外方向に屈曲されて上記下側カバーに形成された上記貫通孔内に挿通されるとともに、上記突出部の上面には、上記貫通孔内に挿通させた上記コアの先端部間に突出することにより当該コアの外周面の移動を係止する壁部が一体に形成されていることを特徴とするものである。

さらに、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記貫通孔が、上記コイルの先端部の板面が同一面上に位置するように、各々の上記コイルの先端部に対応して独立して形成されていることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記下側カバーの下面には、実装面への固定用の１本以上のピンが設けられていることを特徴とするものである。

請求項１〜３のいずれかに記載の発明によれば、エッジワイズ巻き部分から引き出した端子となるコイルの先端部を、それぞれ面外方向に屈曲して上記下側カバーに形成された貫通孔内に挿通しているために、当該先端部を実装基板の所定箇所に挿入して取り付けた際に、下側コアが実装基板上に位置するとともに、コイルの軸線方向の厚さ方向が高さ方向となる、いわゆる横置き型になる。このため、従来のものよりも実装基板上の高さ寸法を低くして取り付けることができる。

しかも、上記コイルの屈曲した先端部を、下側カバーに形成した貫通孔に挿通することにより、当該下側カバーによって支承しているために、上述した横置き型であることと相俟って、耐振動性を向上させることができる。

ここで、下側カバーに、下側コアの外方であって、かつ当該下側コア側に突出する突出部を形成して、この突出部にコイルの先端部が挿通される貫通孔を形成しているために、上記先端部を実装基板に近接した位置において、上記下側カバーの突出部において支承することができ、よって一層耐振動性を高めることができる。

さらに、請求項２に記載の発明によれば、上記貫通孔を、上記コイルの先端部の板面が同一面上に位置するように、各々の上記コイルの先端部に対応して独立して形成しているために、上記先端部が千鳥状に突出する従来のものと比較して、容易に位置決め精度を確保することができる。

加えて、請求項３に記載の発明によれば、上記下側カバーの下面に、実装面への固定用の１本以上のピンを設けているために、実装基板に上記ピンが挿入される孔部を形成しておくことにより、当該チョークコイルを実装基板上に強固に固定することができ、この結果極めて高い耐振動性を得ることが可能になる。

本発明に係るチョークコイルの第１の実施形態を示す分解斜視図である。 図１の組み立てた形状を示す斜視図である。 図１の下側カバーを示す平面図である。 図３の底面側から視た斜視図である。 本発明に係るチョークコイルの第２の実施形態を示す分解斜視図である。 図５の組み立てた状態を示す斜視図である。 図５の下側カバーを示す斜視図である。 図７の底面側から視た斜視図である。

（第１の実施形態）
図１〜図４は、本発明に係るチョークコイルの第１の実施形態を示すものである。
このチョークコイルは、コイル１と、このコイル１の軸線方向の端面に各々設けられた上側カバー２および下側カバー３と、これら上側カバー２および下側カバー３を間に挟んで閉磁路を形成する上側コア４および下側コア５とから概略構成されたものである。

このコイル１は、平角線をエッジワイズ巻きすることによって形成されたもので、その両端部が巻線部分の接線方向に引き出されている。そして、このコイル１の一対の端子となる先端部１ａ、１ｂは、それぞれ面外方向の同方向に向けて約９０°屈曲されている。

また、このコイル１の一方の上端面に配設された上側カバー２および下端面に配設された下側カバー３は、フェノール樹脂等の絶縁性を有する熱硬化性樹脂によって成形されたものである。ここで、上側カバー２は、コイル１の上端面を覆う天板部２ａと、この天板部２ａの外周縁から垂下された側壁部２ｂと、天板部２ａの中央部から垂下された円筒部２ｃとが一体成形されたものである。

一方、下側カバー３は、コイル１の下端面を覆う底板部３ａと、この底板部３ａの外周縁から立設された側壁部３ｂと、底板部３ａの中央部に立設された円筒部３ｃとが一体成形されたものである。そして、上側カバー２および下側カバー３の側壁部２ｂ、３ｂが共同してコイル１の外周面を覆うとともに、円筒部２ｃ、３ｃが共同してコイル１の内周面を覆うようになっている。

そしてさらに、下側カバー３の底板部３ａの一端部には、下側コア５よりも外側に突出するとともに、外側コア５の底板５ａ側に向けて垂下する突出部６が一体に形成されている。この突出部６には、幅方向の両端部に、各々貫通孔７ａ、７ｂが穿設されている。これらの貫通孔７ａ、７ｂは、コイル１の先端部１ａ、１ｂの厚さ寸法および幅寸法よりも僅かに大きな断面長方形に形成されており、上記先端部１ａ、１ｂの板面が同一面上に位置するように長手方向を一直線状に位置させて形成されている。

また、突出部６の上面には、貫通孔７ａ、７ｂに向けて面積が漸次縮小するように傾斜する案内部６ａ、６ｂが形成されている。そして、各々の貫通孔７ａ、７ｂ内に、コイル１の先端部１ａ、１ｂが挿入されている。さらに、突出部６の上面には、貫通孔７ａ、７ｂ内に先端部１ａ、１ｂを挿通させたコイル１の外周面の移動を係止するための壁部６ｃが一体に形成されている。なお、コイル１の先端部１ａ、１ｂは、各々の先端が下側コア５の下面よりも下方に位置するような長さ寸法に形成されている。

そして、コイル１を覆う上側カバー２および下側カバー３を間に挟むようにして、閉磁路を形成する上記上側コア４および下側コア５が配設されている。
ここで、下側コア５は、底板５ａと一対の側板５ｂとによってコ字状に形成されており、底板５ａの中央部には、下側カバー３の円筒部３ｃ内に挿入される円柱コア部５ｃが一体に形成されている。

また、上側コア４も、天板４ａと側板４ｂとによってコ字状に形成されており、天板４ａの下面には、上側カバー２の円筒部２ｃ内に挿入される円柱コア部（図１では天板４ａの下面側に隠れて表れていない。）が一体に形成されている。そして、上側コア４および外側コア５は、互いの側板４ｂ、５ｂ同士を当接させて接着剤等により一体化されている。ちなみに、上側コア４および外側コア５の円柱コア部間には、インダクタンス調整用の所定のエアギャップが形成されている。

以上の構成からなるチョークコイルは、下側コア５よりも下方に突出するコイル１の先端部１ａ、１ｂが、実装基板に形成された接続用の孔部内に挿入して固定されることにより、横置き状態で実装基板上に取り付けられるようになっている。

（第２の実施形態）
また、図５〜図８は、本発明に係るチョークコイルの第２の実施形態を示すもので、図１〜図４に示したものと同一構成部分については、同一符号を付してその説明を簡略化する。
このチョークコイルが第１の実施形態と異なる点は、下側カバー３に代えて下側カバー１０を用いたことにある。

この下側カバー１０も、コイル１の下端面を覆う底板部１０ａと、この底板部１０ａの外周縁から立設された側壁部１０ｂと、底板部１０ａの中央部に立設された円筒部１０ｃとが一体成形されている。そして、上側カバー２および下側カバー１０の側壁部２ｂ、１０ｂが共同してコイル１の外周面を覆うとともに、円筒部２ｃ、１０ｃが共同してコイル１の内周面を覆うようになっている。

また、この下側カバー１０にも、底板部１０ａの一端部に、下側コア５よりも外側に突出するとともに、外側コア５の底板５ａ側に向けて垂下する突出部１１が一体に形成されており、この突出部６の幅方向の両端部に、各々貫通孔１２ａ、１２ｂが穿設されている。これらの貫通孔１２ａ、１２ｂも、コイル１の先端部１ａ、１ｂの厚さ寸法および幅寸法よりも僅かに大きな断面長方形に形成されており、上記先端部１ａ、１ｂの板面が同一面上に位置するように長手方向を一直線状に位置させて形成されている。

さらに、突出部１１の上面には、貫通孔１２ａ、１２ｂに向けて傾斜する案内部１３ａ、１３ｂが形成されている。そして、各々の貫通孔１２ａ、１２ｂ内に、コイル１の先端部１ａ、１ｂが挿入されている。

そして、この下側カバー１０においては、突出部１１の下面に、下方に突出する２本の円柱状のピン１４が、貫通孔１２ａ、１２ｂ間に位置するように互いに間隔をおいて一体に形成されている。また、これらのピン１４の上方に位置する突出部１１の上面には、ピン１４を軸線を一致させた２本の円柱を合体させた形状の肉厚の補強部１５が一体に形成されており、当該補強部１５の内方面がコア１の外周面の移動を係止するための壁部１５ａとされている。

他方、下側カバー１０の他端部にも、下側コア５よりも外方に突出する突出部１６が一体に形成されている。この突出部１６は、下面が側壁部１０ｂよりも下方に位置するように厚肉に形成されることにより下記ピン１７の補強部となっており、その下面に間隔をおいて下方に突出する３本の円柱状のピン１７が一体に形成されている。ここで、これらのピン１７は、上記ピン１４よりも大径に形成されている。

以上の構成からなるチョークコイルは、下側コア５よりも下方に突出するコイル１の先端部１ａ、１ｂが、実装基板に形成された接続用の孔部内に挿入して固定されるとともに、さらに下側カバー１０の下面に突出形成した合計５本のピン１４、１７が、実装基板に穿設された孔部に挿入されて固定されることにより、横置き状態で実装基板上に強固に取り付けられるようになっている。

上記第１および第２の実施形態に示したチョークコイルによれば、エッジワイズ巻き部分から引き出した端子となるコイル１の先端部１ａ、１ｂを、それぞれ面外方向に９０°屈曲して下側カバー３、１０の突出部６、１１に形成した貫通孔７ａ、７ｂ、１２ａ、１２ｂ内に挿通しているために、先端部１ａ、１ｂを実装基板の所定の接続箇所に挿入して取り付けた際に、下側コア５が実装基板上に位置するとともに、コイル１の軸線方向の厚さ方向が高さ方向となる、いわゆる横置き型になる。このため、従来のものよりも実装基板上の高さ寸法を低くして取り付けることができる。

しかも、下側カバー３、１０に、下側コア５の外方であって、かつ下側コア５側に突出する突出部６、１１を形成して、この突出部６、１１に形成した貫通孔７ａ、７ｂ、１２ａ、１２ｂにコイル１の先端部１ａ、１ｂを挿通しているために、先端部１ａ、１ｂを実装基板に近接した位置において、突出部６、１１において支承することができる。
この結果、上述した横置き型であることと相俟って、高い耐振動性を得ることができるとともに、容易に位置決め精度を確保することができる。

この際、特に第２の実施形態においては、下側カバー１０の下面に、実装基板への固定用の合計５本のピン１４、１７を設けているために、実装基板に形成された孔部にこれらのピン１４、１７を挿入することにより、当該チョークコイルを実装基板上に強固に固定することができる。加えて、ピン１４、１７の延長線上の突出部１１、１６に補強部１５を形成しているために、極めて高い耐振動性を得ることが可能になる。

また、突出部６、１１の上面に、貫通孔７ａ、７ｂ、１２ａ、１２ｂに向けて傾斜する案内部６ａ、６ｂ、１３ａ、１３ｂを形成しているために、先端部１ａ、１ｂの挿入が容易になる。この結果、貫通孔７ａ、７ｂ、１２ａ、１２ｂの穴寸法を、先端部１ａ、１ｂの断面寸法とほぼ等しくすることが可能となり、よって端子となる先端部１ａ、１ｂの位置決め精度や、当該先端部１ａ、１ｂの支承性を向上させることもできる。

車載用ＤＣ−ＤＣコンバータ等に用いられる大電流用のチョークコイルとして利用される。

１ コイル
１ａ、１ｂ 先端部
２ 上側カバー
３、１０ 下側カバー
４ 上側コア
５ 下側コア
６、１１、１６ 突出部
７ａ、７ｂ、１２ａ、１２ｂ 貫通孔
１４、１７ ピン

Claims (3)

1. 平角線をエッジワイズ巻きしたコイルと、このコイルの軸線方向の端面に各々設けられた絶縁性の樹脂からなる上側カバーおよび下側カバーと、これら上側カバーおよび下側カバーを間に挟んで閉磁路を形成する上側コアおよび下側コアとを備え、
   上記上側カバーは、上記コイルの上端面を覆う天板部と、この天板部の外周縁から垂下された側壁部とが一体成形され、上記下側カバーは、上記コイルの下端面を覆う底板部と、この底板部の外周縁から立設された側壁部とが一体成形され、上記上側カバーおよび下側カバーの上記側壁部が共同して上記コイルの外周面を覆うとともに、
   上記下側カバーには、上記下側コアの外方であって、かつ当該下側コア側に突出する突出部が形成され、この突出部に貫通孔が形成され、
   上記コイルは、上記エッジワイズ巻き部分から引き出されて一対の端子となる先端部が、それぞれ面外方向に屈曲されて上記下側カバーに形成された上記貫通孔内に挿通されるとともに、
   上記突出部の上面には、上記貫通孔内に挿通させた上記コイルの先端部間に突出することにより当該コイルの外周面の移動を係止する壁部が一体に形成されていることを特徴とするチョークコイル。
2. 上記貫通孔は、上記コイルの先端部の板面が同一面上に位置するように、各々の上記コイルの先端部に対応して独立して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のチョークコイル。
3. 上記下側カバーの下面には、実装面への固定用の１本以上のピンが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のチョークコイル。

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