JPWO2017169044A1

JPWO2017169044A1 - コイル部品、電子部品および電子機器

Info

Publication number: JPWO2017169044A1
Application number: JP2018508458A
Authority: JP
Inventors: 直樹田村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2017-01-26
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2037-01-26
Also published as: US20200294710A1; JP6888614B2; CN108780694A; TW201805968A; CN108780694B; WO2017169044A1; KR20180123677A; US11538623B2

Abstract

２次側の複数本の巻線が接続される外部接続用の端子と、複数本の巻線の終端近傍を集約する集約部材とを備えるコイル部品である。
図３

Description

本技術は、コイル部品、電子部品および電子機器に関する。

近年、テレビジョン装置、スマートフォン等の電子機器が薄型化されており、これに伴い、電源回路基板や内部の構成部品（電子部品）についても薄型化がなされている。このような構成部品の一つとしてトランスが使用されている（例えば、下記特許文献１を参照のこと）。このようなトランスでは、２次側の巻線の終端を端子（ピン）に絡げてはんだ付けを行うのが一般的である。

特開２００９−２１８４２５号公報

トランスはその用途によっては大電流が流れるために、２次側の巻線の線経を太くしたり、束数を増やしたり、あるいは、複数本の巻線を並列接続して大電流に対応する必要がある。しかしながらこのように巻線の終端を端子に接続する場合に、絡げた箇所が太くなることで当該箇所と隣接する端子とが接触して短絡（ショート）するおそれがある。また、複数本の巻線がばらけて接触してしまうおそれがある。これを回避するために、端子間の間隔を大きくすると、トランスが大型化してしまうという問題がある。

したがって、本技術は、大電流に対応することができるとともに、小型化を実現したコイル部品、電子部品および電子機器を提供することを目的の一つとする。

上述の課題を解決するために、本技術は、例えば、
２次側の複数本の巻線が接続される外部接続用の端子と、
複数本の巻線の終端近傍を集約する集約部材と
を備えるコイル部品である。

また、本技術は、例えば、
複数本の巻線が巻回される巻胴部と、
複数本の巻線の終端近傍を巻回方向に積層するようにして集約する集約部材と
を備える電子部品である。

また、本技術は、例えば、
第１の機能ブロックと、
第２の機能ブロックと、
第１の機能ブロックに第１の電流を供給するための第１の２次側の巻線と、第２の機能ブロックに第１の電流よりも大きい第２の電流を供給するための第２の２次側の巻線と、を備えたトランスと、
を含む電子機器である。

本技術の少なくとも一つの実施形態によれば、大電流に対応可能なコイル部品の小型化が可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれの効果であってもよい。また、例示された効果により本技術の内容が限定して解釈されるものではない。

図１Ａは、本技術の一実施形態に係るトランスの平面図であり、図１Ｂは、図１Ａにおける矢印ＡＡ方向から見たトランスの側面図である。図２は、本技術の一実施形態に係るトランスの部分的な構成を示す図である。図３は、本技術の一実施形態に係るトランスにおける巻線の接続例を説明するための図である。図４Ａ乃至図４Ｄは、本技術の一実施形態に係る集約部材の一例を説明するための図である。図５Ａ乃至図５Ｈは、本技術の一実施形態に係る集約部材の他の例を説明するための図である。

以下、本技術の実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．一実施形態＞
＜２．変形例＞
以下に説明する実施形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。なお、一実施形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置、上下左右等の方向の記載等は特に限定する旨の記載がない限りは、本技術の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

＜１．一実施形態＞
「トランスの構成例」
以下に説明する一実施形態では、コイル部品として薄型のテレビジョン装置に用いられるトランスを例にして説明する。図１は、一実施形態に係るトランス１の構成例を説明するための図であり、図１Ａはトランス１の上面図、図１Ｂは図１Ａにおける矢印ＡＡ方向から見た側面図である。また、図２は、トランスの部分的な構成を示す図である。

トランス１は、例えば、コア１０と、１次側ボビン２０と、２次側ボビン３０と、端子板４１、４２と、集約部材５０とを備えている。１次側ボビン２０に１次側の巻線が巻回され、２次側ボビン３０に２次側の巻線が巻回されている。

コア１０は、第１のコア１０ａと第２のコア１０ｂとを備えている。第１、第２のコア１０ａ、１０ｂは、例えば、Ｅ型コアにより構成されており、第１、第２のコア１０ａ、１０ｂのそれぞれの脚部が対向するように配置されている。第１、第２のコア１０ａ、１０ｂのそれぞれの中足が、トランス１の略中央に形成されている孔に挿入されている。

コア１０の材料としては、フェライト等の磁性体を用いることができる。トランス１の用途に応じてコア１０の材料をフェライトからハイライト材、オリエント材、アモルファス材等のケイ素含有材料に代えることも可能であり、コア１０の材料としてパーマロイ等も使用可能である。

１次側ボビン２０は、筒状の巻胴部２１と、巻胴部２１の一端側に形成される楕円状の鍔部２２Ａと、巻胴部２１の他端側に形成される平板状の鍔部２２Ｂとを備えている。

２次側ボビン３０は、筒状の巻胴部３１と、巻胴部３１の一端側に形成される楕円状の鍔部３２Ａと、巻胴部３１の他端側に形成される平板状の鍔部３２Ｂとを備えている。１次側、２次側ボビン２０、３０の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、フェノール樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン等を挙げることができる。

図２に示すように、鍔部２２Ａと鍔部３２Ａとが部分的に積層するように配置されており、鍔部２２Ｂと鍔部３２Ｂとが部分的に積層するように配置されている。例えばコア１０の外周面に外装テープ１３を巻き付けることにより、トランス１の各構成が一体化されている。なお、外装テープ１３の表面には、トランス１の型番等を印字することができる。

巻胴部２１に対してリッツ線、撚り線等の絶縁被覆線等から成る１次巻線（１次コイル）Ｃ１が所定のターン数で巻回されている。巻胴部３１に対してリッツ線、撚り線等の２次側の巻線が所定のターン数で巻回される。本実施形態では、巻胴部３１に対して、２次巻線（２次コイル）Ｃ２、３次巻線（３次コイル）Ｃ３および４次巻線（４次コイル）Ｃ４が巻回されている。

鍔部２２Ｂの左右方向における両端には、端子板４１および端子板４２が付設されている。端子板４１、４２は、鍔部２２Ｂ等に一体的に構成されていてもよく、着脱自在に構成されていてもよい。端子板４１および端子板４２には、所定数の端子４４、４５がそれぞれ設けられている。本実施形態では、端子板４１には、直線状の２個の端子４４ａ、４４ｂが下方に向かうようにして設けられている。また、端子板４２には、略Ｌ字形状の７個の端子４５ａ、４５ｂ・・４５ｇが外側（巻胴部２１軸方向外側）に突出し、その先端が下方に向かうように設けられている。端子４４、４５は銅や銅合金等により構成されている。２次側の巻線が接続される端子４５は、トランス１の制御方式に応じて極性、グランド(GND)に対応する端子として使用される。

集約部材５０は、２次側の複数本の巻線の終端近傍を集約する部材である。集約部材５０の材質としては、金属（例えば、アルミニウム）等の導電性の部材を使用することができる。なお、図１、２では集約部材５０の図示を省略しており、集約部材５０の詳細については後述する。

「２次側の巻線について」
次に、トランス１に使用される２次側の巻線について詳細に説明する。本実施形態では、２次側の巻線として複数種類の巻線を使用することで複数の出力（多出力）が可能な構成としている。２次巻線Ｃ２は、例えば、60V(ボルト)出力に対応しており、一例として、例えばテレビジョン装置等の電子機器の機能ブロックの１つであるバックライトの電源用として使用される。この用途の場合に、２次巻線Ｃ２は、大電流に対応する必要性はそれほど高くはない。一方、３次巻線Ｃ３、４次巻線Ｃ４は、例えば、12V出力に対応しており、USB(Universal Serial Bus)等の外部機器が接続される端子に接続されるため、様々な用途に使用される。USB等の端子が複数ある場合、これらUSB等の端子全てに十分な電流を供給するための機能ブロックは大きな電流を必要とする。このため、３次巻線Ｃ３、４次巻線Ｃ４は、２次巻線Ｃ２に比べて大電流に対応する必要性が高い。

このような必要性に対応するために、３次巻線Ｃ３および４次巻線Ｃ４の線径を大きくして太くすることが考えられるものの、上述したように、巻線を太くすることによる問題が発生し得る。そこで、本実施形態では、３次、４次巻線Ｃ３、Ｃ４を複数本（例えば、３本）の巻線（線材）により構成し、当該複数本の巻線の終端を集約部材５０により集約する構成を採用している。この構成によれば、導線を並列接続した構成であることから１本の巻線に流れる電流を小さくすることができ、最終的には各巻線の流れる電流を合成（加算）した電流を端子から出力することができる。また、巻線が太くならないため、ボビンに巻線を巻回しづらくなることを防止することができる。なお、３本の巻線の線径は電流のばらつきを防止するために等しくすることが好ましい。

「接続例について」
図３は、トランス１における巻線の接続例を示す図である。１次巻線Ｃ１の始点（巻始め）、終点（巻き終わり）が端子４４ａ、４４ｂのそれぞれに半田付け等により接続される。２次巻線Ｃ２は、例えば、始点、終点が端子４５ａ、４５ｃにそれぞれ接続され、センタータップが端子４５ｂに接続される。

３本の巻線から成る３次巻線Ｃ３の終端（始点および終点）近傍が集約部材５０に集約され、端子４５ｄ、４５ｅにそれぞれ接続される。なお、３次巻線Ｃ３の終端近傍は、絶縁被覆材が剥離されている。同様に、３本の巻線から成る４次巻線Ｃ４の終端近傍が集約部材５０により集約され、端子４５ｆ、４５ｇにそれぞれ接続される。３次巻線Ｃ３の終端近傍と同様に、４次巻線Ｃ４の終端近傍は、絶縁被覆材が剥離されている。なお、終端近傍は、巻線の始点または終点を含む箇所であってもよい。

「集約部材について」
次に、集約部材５０の例について図４および図５を参照して説明する。なお、以下の説明では、３次巻線Ｃ３の終点近傍を端子４５ｅの近傍で集約して当該端子４５ｅに接続する例について説明するが、以下に説明する事項は、３次巻線Ｃ３の始点近傍を集約して端子４５ｄに接続する場合や４次巻線Ｃ４の終端近傍を集約して端子４５ｆ、端子４５ｇに接続する場合にも同様に適用できる。

図４Ａは、集約部材の一例である集約部材５０ａを示す図である。集約部材５０ａは、断面略Ｕ字状の金具である。集約部材５０ａにより区画される集約部材５０ａの内部空間に３次巻線Ｃ３の終点近傍および端子４５ｅを挿通し、集約部材５０ａを内側にかしめる。これにより、巻線の絶縁被覆が剥離されている箇所と端子４５ｅとが接触して電気的な接続がなされる。なお、各巻線と端子４５ｅとが半田付けされることで電気的な接続がなされるようにしてもよい。

図４Ｂは、集約部材の他の例である集約部材５０ｂを示す図である。集約部材５０ｂ、断面逆Ｕ字形状の金具である。集約部材５０ａと同様に、集約部材５０ｂに区画される内部空間に３次巻線Ｃ３の終点近傍および端子４５ｅを挿通し、集約部材５０ｂを内側にかしめる。これにより、巻線の絶縁被覆が剥離されている箇所と端子４５ｅとが接触して電気的な接続がなされる。

図４Ｃは、集約部材の他の例である集約部材５０ｃを示す図である。集約部材５０ｃは、線状の金属（導線）等からなるワイヤ部材である。３次巻線Ｃ３の終端近傍および端子４５ｅを纏めて縛るように集約部材５０ｃにより結束することで、巻線の絶縁被覆が剥離されている箇所と端子４５ｅとが接触して電気的な接続がなされる。

図４Ｄは、集約部材の他の例である集約部材５０ｄを示す図である。集約部材５０ｄは、断面円状または断面楕円形状であり中空部を有する金具である。集約部材５０ｄの中空部に３次巻線Ｃ３の終点近傍および端子４５ｅを挿通し、集約部材５０ｄを内側にかしめる。これにより、巻線の絶縁被覆が剥離されている箇所と端子４５ｅとが接触して電気的な接続がなされる。

以上のように、大電流に対応するために３次巻線Ｃ３等を複数の巻線により構成した場合でも、その終端近傍を集約部材５０により集約するので、各巻線がばらけることなく当該巻線と端子とを確実に接続して固定することが可能となる。

図４に示した例は端子４５と集約部材５０とが別体とされた例であるが、端子４５と集約部材５０とが一体化されていてもよい。図５Ａ乃至図５Ｈは、端子４５（例えば４５ｅ）と一体化された集約部材５０、すなわち、端子４５としても機能する集約部材５０の複数の例を示す図である。

図５Ａに示す集約部材５０ｅは、端子板４２から導出する導出部５１ｅと、導出部５１ｅから略直交する下方に延在する接続部５２ｅと、接続部５２ｅから上方に延在する集約部５３ｅとを備えている。接続部５２ｅが図示しない制御基板等に接続される。集約部５３ｅは、例えば略Ｕ字形状を成している。３次巻線Ｃ３の終点近傍を集約部５３ｅに挿通した後、集約部５３ｅを内側にかしめることにより、３次巻線Ｃ３と端子４５ｅとの電気的な接続がなされる。

図５Ｂに示す集約部材５０ｆは、集約部材５０ｅと略同様の形状を成しており、導出部５１ｆと、接続部５２ｆと、集約部５３ｆとを備えている。接続部５２ｆと集約部５３ｆとの相対的な位置関係が集約部材５０ｅと異なる点であり、その他の点については集約部材５０ｅと同様である。

図５Ｃに示す集約部材５０ｇは、端子板４２から導出する導出部５１ｇと、導出部５１ｇから略直交する下方に延在する接続部５２ｇと、接続部５２ｇから上方に延在する集約部５３ｇとを備えている。集約部５３ｇは、クリップ状の部材であり、例えば上方から３次巻線Ｃ３の終端近傍を差し込むことが可能な部材である。３次巻線Ｃ３の終点近傍を集約部５３ｇに差し込むことにより３次巻線Ｃ３と端子４５ｅとの電気的な接続がなされる。この構成によれば、集約部材をかしめることなく、３次巻線Ｃ３と端子４５ｅとを電気的に接続することが可能となる。

図５Ｄに示す集約部材５０ｈは、端子板４２から導出する導出部５１ｈと、導出部５１ｈから略直交する下方に延在する接続部５２ｈと、接続部５２ｈから上方に延在する集約部５３ｈとを備えている。集約部５３ｈは、例えば中空部を有するリング状を成している。３次巻線Ｃ３の終点近傍を集約部５３ｈの中空部に挿通した後、集約部５３ｈを内側にかしめることにより３次巻線Ｃ３と端子４５ｅとの電気的な接続がなされる。なお、集約部５３ｈの中空部の大きさが３次巻線Ｃ３の大きさと略同じくらいであれば、集約部５３ｈをかしめる必要はない。

図５Ｅおよび図５Ｆに示す集約部材５０ｉ、５０ｊは、棒状の部材を適宜な方向に屈曲させることで、導出部５１ｉ（導出部５１ｊ）と、接続部５２ｉ（接続部５２ｊ）と、集約部５３ｉ（集約部５３ｊ）とを形成したものである。集約部５３ｉ（集約部５３ｊ）の内側に３次巻線Ｃ３の終点近傍を挿通した後、集約部５３ｉ（集約部５３ｊ）を内側に適宜かしめることにより、３次巻線Ｃ３と端子４５ｅとの電気的な接続がなされる。

図５Ｇに示す集約部材５０ｋは、導出部を有しない集約部材の例である。集約部材５０ｋは、支柱５２ｋを有しており、例えば支柱５２ｋの上方端部を略Ｕ字形状に折り曲げることで集約部５３ｋが形成されている。集約部５３ｋの内側に３次巻線Ｃ３の終点近傍を挿通した後、集約部５３ｋを内側に適宜かしめることにより、３次巻線Ｃ３と端子４５ｅとの電気的な接続がなされる。なお、本例の場合、例えば支柱５２ｋの中央付近が端子板４２により支持され、支柱５２ｋの下方端部が接続部として機能する。

図５Ｈに示す集約部材５０ｌは、端子板４２から導出する導出部５１ｌと、導出部５１ｌから略直交する方向に延在する接続部５２ｌおよび集約部５３ｌとを備え、略Ｔ字形状を成している。３次巻線Ｃ３の終端近傍が集約部５３ｌに巻き付けられることにより当該終端近傍が集約される。このように、集約部材は、３次巻線Ｃ３の終端近傍が巻き付けられるものでもよい。なお、３次巻線Ｃ３の終端近傍を巻き付けることが可能であれば、集約部材５０ｌの形状は適宜変更することができる。

以上のように集約部材を端子と一体化することにより、部品点数の減少や製造工程の簡略化によるコストの低下を実現することができる。

なお、３次巻線Ｃ３を構成する３本の巻線の終端近傍を集約するにあたっては、図４および図５に例示したように、３次巻線Ｃ３の巻回方向、換言すれば、トランス１の厚み方向に沿って積層するようにして集約することが好ましい。別の観点で言えば、３本の巻線の終端近傍が、外部接続用の端子４５の配列方向と異なる方向（本例では略直交する方向）に沿って積層するように集約することが好ましい。トランス１の場合には、３次巻線Ｃ３等が所定のボビンに巻回されているので巻回箇所の外側、具体的には、端子板４２の上方にスペースが生じる。このスペースを有効に利用して複数本の巻線を集約することで、トランス１が大型化してしまうことを防止することができる。なお、複数本の巻線が必ずしも１直線状に積層されている必要はなく、上述したスペースに収まる程度に積層されて集約されていればよい。

＜２．変形例＞
以上、本技術の一実施形態について具体的に説明したが、本技術の内容は上述した実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

上述した実施形態では、３本の３次巻線Ｃ３の終端近傍を集約する例について説明したが、２本若しくは４本以上の３次巻線Ｃ３の終端近傍を集約するようにしてもよい。４次巻線Ｃ４についても同様である。

２次巻線Ｃ２を複数本の巻線により構成して、上述した実施形態と同様に、当該複数本の巻線の終端近傍を集約するようにしてもよい。但し、上述したように２次巻線Ｃ２は大電流に対応する必要性が低いので、巻線を太くしたり複数本の巻線を使用する必要性も低い。そこで、２次巻線Ｃ２は単一の巻線を使用し、当該巻線を一般的な方法と同様に端子に絡げて半田付けし、３次巻線Ｃ３および４次巻線Ｃ４の終端近傍のみを集約する構成としてもよい。

本技術に係るコイル部品において、複数の集約部材が使用されてもよい。例えば、集約部材としての金属ワイヤにより集約された３次巻線Ｃ３の終端近傍が、他の集約部材であり端子を兼ねるクリップにより支持された構成でもよい。

１次巻線Ｃ１、２次巻線Ｃ２の巻回方法、ターン数は適宜、設定できる。例えば、２次巻線Ｃ２は、２次側ボビン３０に対して２本の線材を同一の巻線方向で同時に巻回するいわゆるバイファイラ巻きにより行ってもよい。

上述した実施形態では、複数の出力に対応したトランスについて説明したが、１つの出力（電圧）のみに対応したトランスでもよい。出力値は、巻線の巻数や巻線の線径を適宜変更することにより設定できる。また、本技術はトランスに限らずチョークコイル等のコイル部品の他、その他の電子部品に対しても適用可能である。

コア１０の形状はＥ型コアの他にも棒状コア等、トランスの形状に応じた形状とすることができる。１次側、２次側ボビン２０、３０の形状も適宜、変更することができる。

上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。また、実施形態および変形例で説明した事項は、技術的な矛盾が生じない限り相互に組み合わせることができる。

なお、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
（１）
２次側の複数本の巻線が接続される外部接続用の端子と、
前記複数本の巻線の終端近傍を集約する集約部材と
を備えるコイル部品。
（２）
前記複数本の終端近傍が前記端子の近傍において集約されて成る
（１）に記載のコイル部品。
（３）
前記複数本の巻線の終端近傍が、該巻線の巻回方向に沿って積層するように集約されて成る
（１）または（２）に記載のコイル部品。
（４）
前記端子と前記集約部材とが一体的に構成されて成る
（１）乃至（３）のいずれかに記載のコイル部品。
（５）
前記２次側の巻線は、第１の電流が流れる第１の巻線と、前記第１の電流より大きい第２の電流が流れる第２の巻線とを含み、
前記第２の巻線は、複数本の巻線により構成されており、当該複数本の巻線の終端近傍が前記集約部材により集約されて成る
（１）乃至（４）のいずれかに記載のコイル部品。
（６）
前記集約部材は、導電性の部材により構成されて成る
（１）乃至（５）のいずれかに記載のコイル部品。
（７）
前記複数本の巻線の終端近傍が、前記外部接続用の端子の配列方向と異なる方向に沿って積層するように集約されて成る
（１）乃至（６）のいずれかに記載のコイル部品。
（８）
複数本の巻線が巻回される巻胴部と、
前記複数本の巻線の終端近傍を巻回方向に積層するようにして集約する集約部材と
を備える電子部品。
（９）
第１の機能ブロックと、
第２の機能ブロックと、
前記第１の機能ブロックに第１の電流を供給するための第１の２次側の巻線と、前記第２の機能ブロックに前記第１の電流よりも大きい第２の電流を供給するための第２の２次側の巻線と、を備えたトランスと、
を含む電子機器。
（１０）
前記第２の機能ブロックは複数の外部接続機器に電流を供給するための複数の外部接続端子を含む
（９）に記載の電子機器。

１・・・トランス
４５・・・端子
５０・・・集約部材
Ｃ１・・・１次巻線
Ｃ３・・・３次巻線
Ｃ４・・・４次巻線

Claims

２次側の複数本の巻線が接続される外部接続用の端子と、
前記複数本の巻線の終端近傍を集約する集約部材と
を備えるコイル部品。
前記複数本の終端近傍が前記端子の近傍において集約されて成る
請求項１に記載のコイル部品。
前記複数本の巻線の終端近傍が、該巻線の巻回方向に沿って積層するように集約されて成る
請求項１に記載のコイル部品。
前記端子と前記集約部材とが一体的に構成されて成る
請求項１に記載のコイル部品。
前記２次側の巻線は、第１の電流が流れる第１の巻線と、前記第１の電流より大きい第２の電流が流れる第２の巻線とを含み、
前記第２の巻線は、複数本の巻線により構成されており、当該複数本の巻線の終端近傍が前記集約部材により集約されて成る
請求項１に記載のコイル部品。
前記集約部材は、導電性の部材により構成されて成る
請求項１に記載のコイル部品。
前記複数本の巻線の終端近傍が、前記外部接続用の端子の配列方向と異なる方向に沿って積層するように集約されて成る
請求項１に記載のコイル部品。
複数本の巻線が巻回される巻胴部と、
前記複数本の巻線の終端近傍を巻回方向に積層するようにして集約する集約部材と
を備える電子部品。
第１の機能ブロックと、
第２の機能ブロックと、
前記第１の機能ブロックに第１の電流を供給するための第１の２次側の巻線と、前記第２の機能ブロックに前記第１の電流よりも大きい第２の電流を供給するための第２の２次側の巻線と、を備えたトランスと、
を含む電子機器。
前記第２の機能ブロックは複数の外部接続機器に電流を供給するための複数の外部接続端子を含む
請求項９に記載の電子機器。