JP2004095999A

JP2004095999A - コイル装置

Info

Publication number: JP2004095999A
Application number: JP2002257776A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Okamoto; 岡本　俊則
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-03-25
Also published as: US20040041676A1; US6927660B2

Abstract

【課題】平角電線をエッジワイズ巻きしたコイル装置の使用範囲を拡大し、機器の小型化と設計変更も容易なコイル装置を提供する。
【解決手段】コイル装置１は、ホルダー２と、該ホルダー２に平角電線をエッジワイズに巻回したコイル６とで構成され、前記コイル６はホルダー２に載置されている。前記ホルダー２は端子部を備え、該端子部は、一方の端１２がコイル基板に挿入されると共に、他方の端が前記コイル６に接続されるコイル連結部から形成されていて、前記ホルダー２のベース部１０に植設されたピン状端子である。ホルダー２には、コイル６を誘導する誘導部１１が立設部１８の両端に、また誘導部１１の下方には誘導曲げ部２３が形成されている。コイル６の終端は、誘導曲げ部に沿って引き出され、その端が端子部に形成されたコイル連結部に巻きつけられて連結される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子回路に用いられるトランス及びチョークコイルに関し、特に平角電線をエッジワイズ巻きしたコイル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、高性能化に伴なって、トランス及びラインフィルタ等のコイル装置も、小型化、高性能化が必要になっている。従来から前記コイル装置において巻線用の電線は丸型電線であったが、▲１▼従来の丸型電線に比し、コイルの導体占有率を大きく取れるため、高性能、高効率、小型低背化が可能である、▲２▼従来の丸型電線に比し、線間容量が小さく、コイルの周波数特性がよい、▲３▼ボビンへの巻線が不要で、巻線とコイルの組みたてが容易なために、コイル製造工程の自動化が容易である、などの理由によりエッジワイズコイルを用いる場合が多くなっている。
【０００３】
前記エッジワイズ巻きしたコイルを用いたものとして、ケース本体とケース蓋部とからなる樹脂製ケースと、コアに平角電線をエッジワイズに巻回し引出線を設けた巻線を有するコイルとを有し、前記ケース本体に前記コイルを載置したコイル装置がある。かかるコイル装置は、前記巻線の引出線の少なくとも一方の端部が、前記ケース本体内部に設けられた溝部に挿入され、前記引出線に設けられた穴部にハーネスリード線を挿入し半田付けされているコイル装置である（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
又、コアの脚に被覆平角電線をエッジワイズに巻いてコイルを形成し，このコイルの両端は，それぞれこのコアの互いに反対側に引き出し，前記被覆平角電線の被覆を剥離して一対の平坦接合部を形成してなる表面実装形チョークコイルがある。（例えば特許文献２参照。）
【０００５】
更に、２つ以上のコイルとボビン、磁性材料からなる１組のコアを用いたコイル部品において、少なくとも１つのコイルは、平角導体の幅広面を巻回軸に対して垂直に巻回してなるエッジワイズコイルであって、該エッジワイズコイルと他の平面状コイルとをコアに積層状に組み込んでなる表面実装型小型コイル部品がある。（例えば特許文献３参照。）
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２４１９５５号公報（第６図）
【特許文献２】
特開平０８−２３６３６４号公報（第３図）
【特許文献３】
特開平１１−３４５７２１号公報（第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記発明に用いられている各種のエッジワイズコイルは、基板取り付け用端子部が、その構造の特徴から基板に直接半田付けする、所謂共線タイプが一般的となっている。例えば、図５に示すように、その断面構造に見合った、略長方形に形成されたスルーホールを基板に形成し、共線（コイル部と同じ線をリード端子としたもの）を前記スルーホールに挿入する方法と、図６に示すように、平角電線の平角形状を生かして基板への表面実装の端子構造としたものがある。
【０００８】
図５及び図６において、ホルダー２は、その両側に立設部１８、１９をそれぞれ有し、該立設部の上方にはコア固定用バネ３が嵌合される嵌合孔４が、それぞれ設けられている。平角電線をエッジワイズに巻いて形成したコイル６にコア５を嵌入し、前記ホルダー２のベース部１０に載置して、コア固定用バネ３でコア５を固定する。コイル６の両端６１、６２は、それぞれ絶縁皮膜を剥離し、はんだ処理が施されている。コイル６は誘導部１１に沿って引き出されている。
【０００９】
図５の場合には前記誘導部１１に沿って引き出されたコイル６の両端６１、６２は、その断面構造に見合った、略長方形に形成されたスルーホールを基板に形成し、両端６１、６２を前記スルーホールに挿入する。又、図６の場合は、コイル６の両端６１、６２をベース部１０で折り曲げて図示していない基板へ表面実装する。しかしながら、比較的高さあるいは質量の大きいコイルの場合、図５のような端子構造では基板実装における機械的振動などによる部品の剥れ等の問題があり、部品の大きさ、質量の制限がある。又、図６のような端子構造では平角電線そのものの機械的強度が問題となり、比較的電流容量の小さい（所謂細い電線）あるいはコイルの質量の大きなものでは問題になる。何れの場合にも従来のような共線タイプでは、トランスあるいはチョークコイルの取りつけ後の機械的安定を確保するために、その大きさ、あるいは質量の制限があった。また、通常のコイルの電線断面は、丸型形状であり、その取り付け基板のスルーホールも丸型形状となっているが、この平角電線の場合は略長方形の異形であるため、従来部品との置き換えに伴なう基板の設計変更と新規基板の作製が必要であり、従来部品との置き換えが容易でない。
【００１０】
本発明は、かかる問題を解決して平角電線をエッジワイズ巻きしたコイル装置の使用範囲を拡大し、機器の小型化に大なる効果をもたらすと共に、あわせて設計変更も容易なコイル装置を提供することを目的としてなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために請求項１に記載のコイル装置は、平角電線をエッジワイズに巻回したコイルをホルダーに載置したコイル装置において、前記ホルダーは、一方の端がコイル基板に挿入され、他方の端が前記コイルに接続される端子部を備え、該端子部は、前記ホルダーに植設されたピン状端子であることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載のコイル装置は、請求項１に記載のコイル装置において、前記端子部は、基板挿入部分とコイルの端を巻きつけるコイル連結部より構成され、前記コイルの端を前記コイル連結部に巻きつけて端子部とコイルを連結することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載のコイル装置は、請求項２に記載のコイル装置において、前記端子部の基板挿入部とコイル連結部とは、略９０度屈曲した構造であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載のコイル装置は、請求項１に記載のコイル装置において、前記ホルダーには、平角電線が弾性変形を維持する曲率で当該平角線を誘導する誘導曲げ部が形成されると共に、前記端子部は、基板挿入部分とコイルの端を巻きつけるコイル連結部より構成され、前記平角電線を前記誘導曲げ部に当接して引き出してコイルの端を前記コイル連結部に巻きつけて前記端子部とコイルを連結することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載のコイル装置は、請求項１に記載のコイル装置において、前記ホルダーには、平角電線が塑性変形する曲率で当該平角線を誘導する折り曲げ部が形成されると共に、前記端子部は、基板挿入部分とコイルの端を巻きつけるコイル連結部より構成され、平角電線は、前記折り曲げ部と、平角電線が弾性変形を維持する曲率で当該平角線を誘導する前記折り曲げ部とコイル連結部との間に形成された誘導曲げ部とにより、前記コイル連結部と、そこに巻きつけられたコイルには、互いに接触する力が作用することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載のコイル装置は、請求項４又は５に記載のコイル装置において、前記誘導曲げ部は、平角電線の厚さが０．０５〜０．１ｍｍの銅線において、曲率半径が１ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１乃至図４を用いて説明する。なお、図５、図６と同一部分については同一符号を付して説明する。又、本発明の実施の形態において、コア５はボビン９に嵌入されているが、当該ボビンはなくともよく、使用するコイル装置の耐圧、使用環境などに応じて適宜用いる。
【００１８】
図１に示すように、コイル装置１は、ホルダー２と、平角電線をエッジワイズに巻回したコイル６とで構成され、前記コイル６はホルダー２に載置されている。前記ホルダー２は端子部を備えている。該端子部は、一方の端１２がコイル基板に挿入されると共に、他方の端が前記コイル６に接続されるコイル連結部２０（図２参照）から形成されていて、前記ホルダー２のベース部１０に植設されたピン状端子である。該端子部の一方の端１２がベース部１０の前記コイル６が載置されているのと反対側に立設している。
【００１９】
ホルダー２は、その両側に立設部１８、１９をそれぞれ有し、該立設部１８、１９の上方にはコア固定用バネ３が嵌合される嵌合孔４が、それぞれ設けられている。平角電線をエッジワイズに巻いて形成したコイル６にはボビン９が、又、該ボビン９にはコア５がそれぞれ嵌入されている。コア固定用バネ３を嵌合孔４に嵌合してコア５の先端を固定すると前記ホルダー２のベース部１０に載置されたコイル６、ボビン９、コア５が固定される。
【００２０】
図１、図２に示すように、前記ホルダー２には、当該平角線を誘導する誘導部１１が立設部１８の両端に形成されている。また誘導部１１の下方には誘導曲げ部２３が形成されている。コイル６の終端を形成する引き出し部７、８は、誘導部１１に沿って引き出されている。前記誘導曲げ部２３は、平角電線が弾性変形を維持する曲率で形成されている。例えば、電流値が０．２Ａ〜２０Ａのコイル６に通常使用される平角電線では、その厚さが０．０５〜０．１ｍｍの銅線において、弾性変形を維持する上で前記誘導曲げ部２３の曲率半径は１ｍｍ以上が好ましい。平角電線の引き出し部７、８は前記誘導曲げ部２３に当接して引き出され、その端６１、６２が端子部に形成されたコイル連結部２０（図３参照）に巻きつけられて連結される。
【００２１】
前記誘導部１１の先端には、当該平角線を誘導する折り曲げ部１７、２２が形成されている。該折り曲げ部１７、２２は、平角電線が塑性変形する曲率、例えば９０度で形成されている。平角電線の引き出し部７、８は、前記折り曲げ部１７、２２で略９０度曲げられて誘導部１１に沿って前記誘導曲げ部２３を介して引き出されてコイル連結部２０に巻きつけられる。該コイル連結部２０に巻きつけられたコイルの端６１、６２とコイル連結部２０には、後述するように、前記誘導曲げ部２３でコイル６が元に戻ろうとする力により、互いに接触する力が作用する。前記立設部１８と１９は互いに左右が対象となるように立設している。
即ち、立設部１８と１９に形成されている折り曲げ部１７と２２が互いに向かい合う構成である。
【００２２】
図２を用いて前記コイル連結部２０に巻きつけられたコイルの端６１、６２とコイル連結部２０に作用する前記接触力について説明する。コイル６の引き出し部７、８は、前記折り曲げ部１７、２２で略９０度曲げられ、塑性変形してその形状を維持する。そして誘導部１１、誘導曲げ部２３に当接して引き出されたコイル６はコイル連結部２０に巻かれる。その結果、誘導曲げ部２３におけるコイル６の引き出し部７、８は弾性変形を維持する。弾性変形を維持したコイル６の引き出し部７、８はホルダー２のベース部１０の下部に設けられたピン状端子に形成されているコイル連結部２０に巻かれる。その結果、前記コイル６の引き出し部７、８は、誘導曲げ部２３で弾性変形を維持している部分がバネとなり、誘導曲げ部２３では元に戻る力が作用する。前記元に戻る力が作用する結果、コイル連結部２０に巻きつけられたコイル６の両端６１、６２はコイル連結部２０に接触して、その接触が、より完全になる。なお、平角電線の厚さが０．０５〜０．１ｍｍの場合、コイル連結部２０の直径は０．５〜１．５ｍｍが適当である。
【００２３】
図３により、ホルダー２を説明する。ホルダー２は前記コイル６をベース部１０に載置すると共に、一方の端１２が図示していないコイル基板に挿入され、他方の端が前記コイル６に接続されるコイル連結部２０から形成されている端子部１２０を備えている。前記端子部１２０は、基板挿入部分１２とコイル６の両端６１、６２が巻きつけられるコイル連結部２０より構成されていてピン状である。前記コイルの両端６１、６２が巻かれるコイル連結部２０と基板挿入部１２とは、略９０度屈曲している。前記端子部１２０は、ホルダー２のベース部１０に植設されていて、該端子部の一方の端１２がベース部１０の前記コイル６が載置されている反対側に立設し、端子部１２０はベース部１０の中で略９０度屈曲して貫通してベース部１０に形成された空間部２４から突出され、基板挿入部１２と異なる側に形成されているコイル連結部２０を形成する。
【００２４】
前記コイル連結部２０は、誘導部１１及び誘導曲げ部２３を介して引き出されるコイル６の引き出し部７、８と一致する位置に形成されている。即ち、誘導部１１及び誘導曲げ部２３に沿ってコイル６を引き出すと、コイルの端６１、６２がピン状のコイル連結部２０に一致して、巻きつけられる。該コイル連結部２０には図３（ｄ）に示すように、前記元に戻る力が作用してもコイルの端６１、６２がコイル連結部２０と離れないように少なくとも半周以上巻かれていることが好ましい。コイル６の先端６１、６２は、それぞれ絶縁皮膜を剥離し、あらかじめはんだ処理が施されている。該コイルの端６１、６２をコイル連結部２０に巻きつけた後にコイルの端６１、６２に施されているはんだを、はんだごてなどで加熱してはんだを溶かし、両者を溶融接合する。こうすることにより単に加熱するだけではんだ付けが行えるのではんだ付けの自動化を行い易い。また従来のようにはんだ槽にディップすることが無いので熱による変形あるいはピン曲がり等の不具合が発生しない。またこの加熱の際、コイル端６１、６２には前述の弾性変形が保たれており、連結部２０をコイル端６１，６２で押圧しながらはんだ付けが行われることになり接続の信頼性が高まる。
【００２５】
図４に示す分解組み立て図により前記コイル装置１を説明する。略コの字型のコア５の脚部５ａを２個のボビン９にそれぞれ挿入する。更に２個のコイル６の上下から前記脚部５ａが挿入されたボビン９をそれぞれ挿入する。コイル６の上下から挿入された前記脚部５ａが当設するようにして脚部５ａとボビン９が挿入されたコイル６をホルダー２のベース部１０にそれぞれ載置する。この時、コイル６の引き出し部８は誘導部１１の外側になるように載置されると共に、誘導曲げ部２３に沿って引き出される。ホルダー２の両側に立設されている立設部１８、１９の上方に形成された嵌合孔４にコア固定用バネ３が嵌合されてホルダー２に載置されたコイル６がホルダー２に固定される。コイル６の引き出し部７、８は誘導曲げ部２３に沿って弾性変形を維持するように曲げられ、その先端６１、６２は図３に示したようにコイル連結部２０に巻きつけられる。又、コイル６は１個であってもよい。かかる場合、嵌合孔４、コア固定用バネ３の位置、端子部の数などはそれぞれ変更する。更に、コイル６は横型でもよく、かかる場合、コイル６から引き出される引出し部７、８はそれぞれ横型に対応した構造にする。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のコイル装置によれば、ホルダーと、該ホルダーに平角電線をエッジワイズに巻回したコイルを載置したコイル装置において、前記ホルダーは、一方の端がコイル基板に挿入され、他方の端が前記コイルに接続される端子部を備え、該端子部は、前記ホルダーに植設されたピン状端子である。前記端子部にエッジワイズに巻回したコイルの端を巻きつけることにより、基板実装における機械的振動などによる部品の剥れ等の問題をなくすと共に、部品の大きさ、質量の制限を著しく低減する。
【００２７】
又、平角電線の引き出し部に塑性変形をする曲率で当該平角線を誘導する折り曲げ部と、平角電線が弾性変形を維持する曲率で当該平角線を誘導する前記折り曲げ部とコイル連結部との間に形成された誘導曲げ部とを形成し、平角線の反発力を用いて巻きつけられたコイルの接触力を強化した。その結果、コイルとピン状端子の接合強度が増し、信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるコイル装置の実施形態の外観斜視図である。
【図２】本発明におけるコイル装置の実施形態の図１Ａ方向から見た正面図である。
【図３】本発明におけるコイル装置の実施形態の図１Ａ方向から見たホルダーの正面図（ａ）、右側面図（ｂ）、底面図（ｃ）、コイル連結部の拡大図（ｄ）である。
【図４】本発明におけるコイル装置の分解組み立て図である。
【図５】従来のコイル装置における実施形態の外観斜視図である。
【図６】従来のコイル装置における他の実施形態の外観斜視図である。
【符号の説明】
１　コイル装置
２　ホルダー
３　コア固定用バネ
４　嵌合孔
５　コア
６　コイル
７、８　引き出し部
９　ボビン
１０　ベース部
１１　誘導部
１７、２２　折り曲げ部
１８、１９　立設部
２０　コイル連結部
２３　誘導曲げ部

Claims

平角電線をエッジワイズに巻回したコイルをホルダーに載置したコイル装置において、前記ホルダーは、一方の端がコイル基板に挿入され、他方の端が前記コイルに接続される端子部を備え、該端子部は、前記ホルダーに植設されたピン状端子であることを特徴とするコイル装置。
前記端子部は、基板挿入部分とコイルの端を巻きつけるコイル連結部より構成され、前記コイルの端を前記コイル連結部に巻きつけて端子部とコイルを連結することを特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
前記端子部の基板挿入部とコイル連結部とは、略９０度屈曲した構造であることを特徴とする請求項２に記載のコイル装置。
前記ホルダーには、平角電線が弾性変形を維持する曲率で当該平角線を誘導する誘導曲げ部が形成されると共に、前記端子部は、基板挿入部分とコイルの端を巻きつけるコイル連結部より構成され、前記平角電線を前記誘導曲げ部に当接して引き出してコイルの端を前記コイル連結部に巻きつけて前記端子部とコイルを連結することを特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
前記ホルダーには、平角電線が塑性変形する曲率で当該平角線を誘導する折り曲げ部が形成されると共に、前記端子部は、基板挿入部分とコイルの端を巻きつけるコイル連結部より構成され、平角電線は、前記折り曲げ部と、平角電線が弾性変形を維持する曲率で当該平角線を誘導する前記折り曲げ部とコイル連結部との間に形成された誘導曲げ部とにより、前記コイル連結部と、そこに巻きつけられたコイルには、互いに接触する力が作用することを特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
前記誘導曲げ部は、平角電線の厚さが０．０５〜０．１ｍｍの銅線において、曲率半径が１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項４又は５に記載のコイル装置。