JPH02123714A - チョークコイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気絶縁用の樹脂モールド部によって外装さ
れたチョークコイルに関し、例えばノイズ除去のために
用いられるものである。

〔背景技術〕

交流電源ノイズ除去用チョークコイルにおいて、ノイズ
除去性能を向上させるためには、インダクタンスを大き
くする必要があり、高インダクタンスのチョークコイル
を得るためには、コイルの巻回数を増加させればよい、
しかし、コイルの巻回数を増やすとその巻き径が大きく
なり、このためチョークコイルのコイル部分が大きくな
る。

又、フェライトコアやダストコア等のコアは、コ字型体
を２個合わせて閉環状にしたものであり、磁力線の閉回
路を構成するため、一部がコイル内に挿通されると共に
他部がコイルの外周側で閉じられているが、耐電圧性維
持の為にはコイルの外周とコアの間の間隙も一定距離保
つ必要があり、チョークコイルの大きさは、コイルの巻
き径よりも相当大きなものとなる。従って、コイルの巻
回数を増加させるだけでは、小型で高インダクタンスの
チョークコイルを得ることはできない。

そこで、従来にあっては、電気絶縁のためにチョークコ
イルを樹脂モールド部によって外装し、この樹脂モール
ド部をコイルとコアの闇にも充填させることによってコ
イルとコアとの間の耐絶縁性を向上させ、コイルの径を
大きくした分だけコイルとコアとの間の距離を短くして
チョークコイルが大型化しないように調整している。な
お、この樹脂モールド部は、モールド前のチョークコイ
ルを金型のキャビティ内ヘセットし、このキャビティ内
へ硬質のリジッドタイプエポキシ樹脂を注型することに
よって成形されている。また、従来の別の方法にあって
は、チョークコイル本体をポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）などからなる樹脂ケースに収容し、さらにこ
のケース内の空間部分に樹脂を充填させることによって
コイルとコアとの間の耐絶縁性を向上させている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のごとく、従来にあっては、電気絶縁のための樹脂
は、リジッドタイプエポキシ樹脂のような硬質熱硬化性
樹脂を用いているので、以下のような問題があった。

コアはフェライトの焼結体で脆いため、樹脂の成形後の
硬化収縮に伴う内部応力によってコアが締付けられ、こ
の結果コアにクラックや割れを発生し、また内部応力に
よってコア端部の接触面間に位置ずれや隙間などを発生
させ、この結果チョークコイルのインダクタンスが１０
％以上低下していた。

そこで、本発明の発明者達は、本発明に先立ち、可撓性
エポキシ樹脂を用いることにより、樹脂硬化後のインダ
クタンスの低下を小さくしたチョークコイルを案出した
。この発明は昭和６３年５月１０付けで特許出願された
（特願昭６３−１１３０２７号；ただし、この発明は、
チョークコイルを樹脂モールド部によって外装したもの
である。）。しかしながら、その後コイルの巻線を細く
してコイルの巻き数をさらに増加させ、より高いインダ
クタンスのチョークコイルを得たところ、このような高
インダクタンスのチョークコイルは少しの樹脂内部応力
にも敏感に反応し、可撓性エポキシ樹脂を用いたチョー
クコイルでも約１０％強のインダクタンスの低下が見ら
れた。

したがって、本発明は小型で高インダクタンスのチョー
クコイルにおいても、樹脂硬化後におけるインダクタン
スの低下を少なくすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

このなめ請求項１のチョークコイルは、ボビンと、ボビ
ンの外周に巻回されたコイルと、ボビンの空心に挿通さ
れたコアとを備え、樹脂モールド部によって外装された
チョークコイルにおいて、前記樹脂モールド部をウレタ
ン樹脂によって成形したことを特徴としている。

また請求項２のチョークコイルは、ボビンと、ボビンの
外周に巻回されたコイルと、ボビンの空心に挿通された
コアとがケース内に収容され、さらにケース内の空間部
分にウレタン樹脂が充填されていることを特徴としてい
る。

この為には動的弾性率が８０　ｋｇｆ／ｍｍ２以下、ガ
ラス転移点が０℃以下、硬度（スプリング式硬さ試ＱＡ
型）が７０度以下、伸び率１５０％以上のウレタン樹脂
を使用するのが好ましい。

〔作用〕

しかして、本発明にあっては、ウレタン樹脂を用いてい
るので、硬化収縮時の締付は力がウレタン樹脂自体の柔
軟性によって吸収され、このためウレタン樹脂の変形や
内部応力によってコアにクラックや割れが発生すること
がなく、またコア端部の接触面間に位置ずれや隙間が発
生するのを防止することができる。この結果、従来例に
較べて大幅にインダクタンスの低下を小さくすることが
できる。

しかも、ウレタン樹脂は、可撓性エポキシ樹脂と同等の
樹脂硬さを持つうえ、可撓性エポキシ樹脂と比較して非
常に伸び率が大きいので、硬化収縮する時に大きく伸び
ることによってコアの締付け応力をより一層緩和するこ
とができ、したがって高インダクタンスのチョークコイ
ルにおいては可撓性エポキシ樹脂を用いたチョークコイ
ルよりも一層インダクタンスの低下を小さくすることが
できる。

また、ウレタン樹脂は、エポキシ樹脂に比べて使用可能
時間（粘度が２倍になるまでの時間）は短いが、硬化時
間も短くなるため、生産性が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を添付図に基づいて詳述する。

樹脂モールドされたチョークコイル６の斜視図を第２図
に示し、その断面図を第１図に示す、ボビン１はポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）やフェノール樹脂など
の樹脂成形品であり、下面には４本の端子ビン７の上端
部がインサートされている。コイル２は、表面をウレタ
ン樹脂などによって絶縁被覆された銅線を幾重にも巻い
て形成されており、ボビン１の仕切り板８の両側にそれ
ぞれ巻回されている。虫の２つのコイル２は各々の両端
をボビン１の下面の４本の端子ピン７にはんだ付けされ
ており、コア４．４を介して磁気結合するように互いに
対向させられている。コア４．４は、フェライトなどの
磁性体で形成され、１つのコア４．４はコ字形をしてい
るが、一対のコア４．４を合わせることによって環状と
なって磁気閉回路を構成するようになっている。この−
対のコア４，４は、一方端部をボビン１の空心３内に両
側から挿入されて空心３内で一方の端面同士を接触させ
られており、空心３内に挿入されていない部分はコイル
２の外周側を通って互いに他方の端面同士を接触させら
れている。このコア４．４は、ボビン１の端板９に突設
された位置決め用の突起（図示せず）によって回り止め
されており、さらに板バネ材を略コ字形に屈曲して形成
されたクリップ１１を両コア４，４の外周面に跨がせる
ように取着し、クリップ１１によってコア４．４を両側
から挟んでそのバネ力によってコア４．４間士を圧接さ
せると共にボビン１から抜けるのを防止しである。

こうして、組み立てられたチョークコイル本体１０は、
第３図に示すように上下を逆にした状態で金型１２のキ
ャビティ１３内に入れられ、注型用のウレタン樹脂によ
り樹脂モールドされる。

キャビティ１３は、金型１２の上面に複数個形成され、
上面が開口したものであり、はぼチョークコイル本体１
０の外形に沿った滑らかな形状を有しているので、−度
に複数個のチョークコイル本体１０に樹脂モールド部５
を外装させることができ、第１図及び第２図に示すよう
な樹脂モールドされた電気絶縁性の高いチョークコイル
６が得られる。

この成形工程を詳しく説明すれば、次のような手順で行
われる。即ち、第３図に示すように、金型１２のキャビ
ティ１３内に上下を逆にしたチョークコイル６を納めて
保持し、気泡を巻、き込まないように真空環境化で上方
から流動状態の熱硬化性のウレタン樹脂５ａをキャビテ
ィ１３内に注入すると共に脱泡を行う、あるいは、予め
キャビティ１３内に流動状態の熱硬化性のウレタン樹脂
５ａを注入しておき、この中へチョークコイル６を逆さ
にして浸漬してもよい。この後、任意条件下で加熱して
ウレタン樹脂５ａを半硬化させ、樹脂モールド部５が半
硬化状態のままでチョークコイル６を金型１２から取り
出す。半硬化状態で取り出すことにより金型１２からの
取り出しを容易に行えるからである。さらに、後加熱を
行って樹脂モールド部５を金型１２外で完全硬化させ、
チョークコイル６が得られる。なお、注型時には、モー
ルド樹脂及び金、型１２を適温で加熱すれば、脱泡時間
は短くなる。

しかして、このウレタン樹脂の樹脂モールド部５は可視
性を有しているので、成形時に硬化収縮を起こしてもそ
の柔軟性によって伸びることにより内部のコア４，４な
どに大きな内部応力を及ぼすことがなく、コア４．４に
クラックや割れなどを生じさせたり、コア４．４間に位
置ずれや隙間などを発生させたりすることがなく、これ
らの原因でインダクタンスを低下させたりすることがな
いのである、また、こうして得られたチョークコイル６
は、第１図に示すようにコイル２とコア４．４との間に
外装モールド樹脂が充填されているためにコイル２とコ
ア４，４との間の耐圧性が高く、従ってコア４．４とコ
イル２との間の間隔Ｓを小さくして小型で高インダクタ
ンスのチョークコイル６を得られるのである。さらに、
□例えば急激に温度が変化する環境に置かれたり、長時
間高温環境に置かれたりしても、樹脂モールド部５の熱
伸縮は樹脂自身の柔軟性によって吸収されるので、内部
のコア４．４等に大きな応力を及ぼすことがなく、コア
４．４間に位置ずれや隙間を発生させたりしてインダク
タンスを低下させることを防止することができるのであ
る。

しかも、ウレタン樹脂は、可撓性エポキシ樹脂と同等の
硬さであるが、伸び率が可視性エポキシ樹脂と比較して
非常に大きいので（＠述の例では、可撓性エポキシ樹脂
の伸び率が３０％以上であるのに対し、ウレタン樹脂で
は伸び率が１５０％以上である。）、応力緩和の機能が
高く、硬化時にコア４，４を締付けることがない。そし
て、コア４．４の締付けがないため、少しの内部樹脂応
力にも敏感に反応する高インダクタンスのチョークコイ
ル６の場合にも、樹脂硬化時のインダクタンス低下を小
さくすることができた。なお、ウレタン樹脂よりもさら
に柔らかいシリコーン樹脂でもウレタン樹脂と同様な効
果が得られるが、シリコーン樹脂の場合には樹脂モール
ド部が形くずれし易く、また保形力が弱過ぎるのでコイ
ル２に交流電流が流れた場合、周波数振動によりコア４
が発生する音を抑制できないという問題がある。

これに対し、ウレタン樹脂の場合には、このような問題
が生じなかった。また、ウレタン樹脂は、エポキシ樹脂
に比べると、使用可能時間は短いが、硬化時間も短い（
１’＆述の例では、可撓性エポキシ樹脂の硬化時間が１
００℃で４時間であるのに対し、ウレタン樹脂では１０
０°Ｃで１時間である。）ので、金型から取り出すまで
の時間が短縮され、自動注型機を使用することにより生
産性が大幅に向上する。

ウレタン樹脂の物性としては特に限定するものではない
が、動的弾性率が８０　ｋｇｆ／ｍｍ２以下、ガラス転
移点が０℃以下、硬度（スプリング式硬さ試験Ａ型）が
７０度以下、伸び率が１５０％以上のウレタン樹脂を用
いるのが効果的である。

なお、上記実施例では、チョークコイルをウレタン樹脂
からなる樹脂モールド部によって外装した例を示したが
、チョークコイルを樹脂ケースに収容し、このゲース内
の空間部分にウレタン樹脂を充填させるようにしても、
本発明の目的を達成しうろことは言うまでもない。

〔インダクタンスの変化率の測定結果〕実験は、インダ
クタンスが３１１ＩＩＩＨのチョークコイル本体と、そ
れよりもコイル巻数を大きくしてインダクタンスを３０
ｍｍ＋Ｈ以上にした高インダクタンスのチョークコイル
本体を準備し、それぞれについてウレタン樹脂によりモ
ールドした実施例と、リジッドタイプエポキシ樹脂によ
りモールドした従来例と、可撓性エポキシ樹脂によりモ
ールドした比較例について行った。これらの各モールド
樹脂の物性の一部を第−表の（ａ）欄に示しである。

上記の６個の試料を下記のような方法により樹脂モール
ドした後、インダクタンスの変化率を測定しな、コアと
ボビンとコイルからなるチョークコイル本体を金型のキ
ャビティ内に納め、このキャビティ内にモールド樹脂を
真空注型法により注型して樹脂モールド部を成形した。

この後、常圧に戻し、モールド樹脂を１００℃で１時間
熱硬化させた。モールド樹脂の硬化後、チョークコイル
をキャビティから取り出し、樹脂モールド部によって外
装されたチョークコイルを得た。

各々のチョークコイルのインダクタンス変化率を第−表
の（ｂ）欄に示しである。これより明らかなように、イ
ンダクタンスが３ｍｍＨのチョークコイルでは、従来例
に比較して本発明の実施例及び比較例ともにインダクタ
ンスの変化率が小さくなっている。これに対し、インダ
クタンスが３０ｍｍＨ以上のチョークコイルの場合、比
較例でも従来例に比べればインダクタンス変化率は小さ
くなっているが、３ｍｍＨのチョークコイルの場合に比
べればかなり大きな変化率を示している。−方、本発明
の実施例では、３ＱｍｍＨ以上のチョークコイルの場合
にもインダクタンスの変化率がかなり小さくなっており
、ウレタン樹脂の樹脂モールド部が高インダクタンスの
チョークコイルの場合にもインダクタンスの低下を小さ
くするために効果的であることが裏付けられた。

（以下余白） 〔効果〕 本発明によれば、ウレタン樹脂自体の持つ柔軟性によっ
て、硬化収縮や温度変化に伴う樹脂の熱伸縮を吸収する
ことができ、樹脂の変形によってコアにクラックや割れ
が生じたり、コア端部の接触面間に位置ずれや隙間が発
生したりするのを防止することができる。さらに、ウレ
タン樹脂は伸び率が非常に大きいので、応力緩和の能力
が高くて硬化時のおけるコアの締付けがなく、例えば３
０ｍｍＨ以上というような高インダクタンスのチョーク
コイルの場合にもインダクタンスの低下を小さくするこ
とができる。この結果、樹脂の効果収縮によるインダク
タンスの低下を小さくすることができ、小型で高インダ
クタンスのチョークコイルを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は同上
の斜視図、第３図はは同上の樹脂モールド方法を示す断
面図である。 １・・・ボビン　　　　　　２・・・コイル３・・・ボ
ビンの空心 ４・・・コア ５・・・樹脂モールド部 冨 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ボビンと、ボビンの外周に巻回されたコイルと
   、ボビンの空心に挿通されたコアとを備え、樹脂モール
   ド部によって外装されたチョークコイルにおいて、前記
   樹脂モールド部をウレタン樹脂によって成形したことを
   特徴とするチョークコイル。
2. （２）　ボビンと、ボビンの外周に巻回されたコイルと
   、ボビンの空心に挿通されたコアとがケース内に収容さ
   れ、さらにケース内の空間部分にウレタン樹脂が充填さ
   れていることを特徴とするチョークコイル。
3. （３）　ウレタン樹脂の動的弾性率が８０ｋｇｆ／ｍｍ
   ＾２以下、ガラス転移点が０℃以下、硬度（スプリング
   式硬さ試験Ａ型）が７０度以下、伸び率が１５０％以上
   であることを特徴とする請求項１または２に記載のチョ
   ークコイル。