(57)【要約】【課題】チョークコイルを低コストで、かつ小形で製造し、幅広い用途に対応する。【解決手段】互いに向かい合わせて組み合わせることにより、コア軸部１ａ、２ａと、該コア軸部のまわりにコイル実装空間１０を形成するコア外枠部１ｂ、２ｂとを有する第１および第２のコア１、２と、少なくとも片面に絶縁層７を備えた帯状導体３を、板厚方向に積層状に巻回して、径方向中心部に、前記コアにおけるコア軸部に対して係合する係合孔８ａを形成したコイル８とからなり、前記第１および第２のコアと前記コイルとを軸方向に沿って組み合わせて、前記第１および第２のコアにより形成されるコイル実装空間内に前記コイルを収容してなることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに向かい合わせて組み合わせることにより、コア軸部と、該コア軸部のまわりにコイル実装空間を形成するコア外枠部とを有する第１および第２のコアと、少なくとも片面に絶縁層を備えた帯状導体を、板厚方向に積層状に巻回して、径方向中心部に、前記コアのコア軸部に対して係合する係合孔を形成したコイルとからなり、前記第１および第２のコアと前記コイルとを軸方向に沿って組み合わせて、前記第１および第２のコアにより形成されるコイル実装空間内に前記コイルを収容してなることを特徴とするチョークコイル。
【請求項２】
前記帯状導体における絶縁層が、該帯状導体の少なくとも片面および両側縁に設けられたものからなることを特徴とする請求項１に記載のチョークコイル。
【請求項３】
前記帯状導体における絶縁層が、極薄の絶縁フィルムまたは極薄の皮膜コーティング層からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチョークコイル。
【請求項４】
前記コアのコア軸部のまわりに、前記コイルとコア軸部との間を絶縁し、かつ固定するための絶縁手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のチョークコイル。
【請求項５】
前記コイルが、該コイルの軸方向一端側に、外方に向けて突出する巻き始め電極端子と、巻き終わり電極端子とを備えてなることを特徴とする請求項１に記載のチョークコイル。
【請求項６】
前記コイルの巻き始め電極端子と巻き終わり電極端子が、平板端子からなり、前記平板端子と帯状導体との間の接続部に、巻き太り防止手段を設けたことを特徴とする請求項５に記載のチョークコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チョークコイルに関するものであり、特に、スイッチング電源のような高周波交流電源の平滑整流用に、または波形成形を行う力率改善回路に使用するもので、高い導体占積率が得られ、高周波での表皮効果に効果的な帯状導体を利用し、小形、高効率、高密度実装を可能にした高周波および大電流用チョークコイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のチョークコイルは、横断面円形の導体２１をボビン２２に巻回し、その導体の両端をボビンに設けたピン端子２３、２３に接続し、または直接外部電極端子に利用する構造のもの（図７Ａ参照）、横断面長方形の帯状導体２４を、少なくとも一面を絶縁して、積層しながらボビン２５に巻回し、その帯状導体の両端に横断面円形の導体２６、２６を外部端子引き出し用として取付け、ボビンに設けたピン端子にその導体を中継する形で接続するか、または直接外部電極端子に利用する構造のもの（図７Ｂおよび特許文献１参照）、さらには、横断面長方形の平角線導体２７を縦方向に巻回し、コイル状に仕上げてコアの中足に挿入し、平角線導体の両端２７ａ、２７ｂを直接または折り曲げて外部接続端子として利用する構造のもの（図７Ｃおよび特許文献２参照）が提案されている。
【０００３】
上記する従来のチョークコイルは、以下に示す通りの課題を有している。例えば、図７Ｃに示すような平角線導体を用いたコイルの場合には、
（１）平角線導体を巻回するときの形状制限、即ち平角線のアスペクト比制限があり、導体の形状を自由に選ぶことができず、高周波電流に有効な表皮効果回避をもたらす薄さと、大電流用に適する十分な導体断面積を持ったコイル製作が困難である。
（２）平角線導体は、伸縮性の高い特殊皮膜形成の必要性により、皮膜が厚く、かつ高価な導体となってしまい、またコイル加工時もその形状から高速回転できず、生産性が非常に低く、コスト高となる。
（３）内径を小さくするのに限界があり、設計の自由度が低い。
（４）渦巻き状のコイルであり、コアの窓枠に対する導体占積率向上に限界がある。
（５）コイルとコアの固定が不安定である。
【０００４】
また、図７Ｂに示すような帯状導体をボビンに巻回したコイルの場合には、
（６）帯状導体の巻き始め部分の引き出しが膨らみ、コイルが肥大する。
（７）帯状導体をそのまま外部電極に利用するのが困難である。
（８）ボビンを使用するために、コアの窓枠に対する導体占積率向上に限界がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５６０５６号公報
【特許文献２】特開平１１−２５１１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上記した従来のチョークコイルの課題を、帯状導体とそれに接続する平板端子を用いて解決し、高周波および大電流用のコイルを小形で安価に、高密度実装しやすく、そして設計自由度の高いチョークコイルとして提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために、具体的には、互いに向かい合わせて組み合わせることにより、コア軸部と、該コア軸部のまわりにコイル実装空間を形成するコア外枠部とを有する第１および第２のコアと、少なくとも片面に絶縁層を備えた帯状導体を、板厚方向に積層状に巻回して、径方向中心部に、前記コアのコア軸部に対して係合する係合孔を形成したコイルとからなり、前記第１および第２のコアと前記コイルとを軸方向に沿って組み合わせて、前記第１および第２のコアにより形成されるコイル実装空間内に前記コイルを収容してなることを特徴とするチョークコイルを構成するものである。
【０００８】
さらに、本発明において、前記帯状導体における絶縁層が、該帯状導体の少なくとも片面および両側縁に設けられたものからなることを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、本発明において、前記帯状導体における絶縁層が、極薄の絶縁フィルムまたは極薄の皮膜コーティング層からなることを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、本発明において、前記コアのコア軸部のまわりに、前記コイルとコア軸部との間を絶縁し、かつ固定するための絶縁手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明において、前記コイルが、該コイルの軸方向一端側に、外方に向けて突出する巻き始め電極端子と、巻き終わり電極端子とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、本発明において、前記コイルの巻き始め電極端子と巻き終わり電極端子が、平板端子からなり、前記平板端子と帯状導体との間の接続部に、巻き太り防止手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のチョークコイルは、互いに向かい合わせて組み合わせることにより、コア軸部と、該コア軸部のまわりにコイル実装空間を形成するコア外枠部とを有する第１および第２のコアと、少なくとも片面に絶縁層を備えた帯状導体を、板厚方向に積層状に巻回して、径方向中心部に、前記コアのコア軸部に対して係合する係合孔を形成したコイルとによって構成し、前記第１および第２のコアと前記コイルとを軸方向に沿って組み合わせて、前記第１および第２のコアにより形成されるコイル実装空間内に前記コイルを収容してなるものであり、安価で、小形であり、コアに対する導体占積率の高いチョークコイルを提供するものであって、その点において極めて有効に作用するものである。
【００１４】
しかも、帯状導体の巻き始めおよび巻き終わりに平板端子を用いるので、充分な電流容量を確保できるだけでなく、該平板端子を通してコイル内部に生じる熱を放熱でき、かつコイル実装端子としての充分な強度を持ったチョークコイルを得るものであり、その点においても極めて有効に作用するものである。
【００１５】
さらにまた、磁性体のコアを、図２に示すように、コア軸部１ａ、２ａとコア外枠部１ｂ、２ｂからなる小形にしたコア１、２を使用することにより、かつ２個の端子を成形させてコイル内の位置に実装用の取り付け端子を設けることにより小形で高密度実装ができるチョークコイルを提供できる。
【００１６】
さらにまた、構造が簡単であるため、構成部品組立の自動化が容易であるとともに、チョーク本体の生産も容易で、安価にフレキシブルな生産ができるという点においても極めて有効に作用するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明になる高周波および大電流用チョークコイルについて、図面に示す具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の高周波および大電流用チョークコイルの概略的な斜視図であり、図２は、当該高周波および大電流用チョークコイルを軸方向に沿って分解した状態を示す概略的な斜視図であり、図３は、コイルを構成する帯状導体の概略的な横断面図であり、図４は、図１において、Ｘ−Ｘ線に沿って半部を断面にして示す概略的なＸ−Ｘ線断面図であり、図５は、図１において、Ｙ−Ｙ線に沿って断面にして示す概略的なＹ−Ｙ線断面図であり、図６は、本発明にあって、帯状導体の端部に平板端子を接続する巻き太り防止手段の例を示す概略的な斜視図である。
【００１９】
まず、本発明になる高周波および大電流用チョークコイルＣＣは、磁性材料からなる第１のコア１および第２のコア２と、帯状導体を巻回してなるコイル８との組み合わせによって構成されている。
前記第１および第２のコア１、２は、フェライトコアであり、同一形状に成形された成形体からなっている。
この第１および第２のコア１、２は、互いに向かい合わせて組み合わせることによって、コア軸部１ａ、２ａと、該コア軸部１ａ、２ａのまわりにコイル実装空間１０を形成するコア外枠部１ｂ、２ｂとを有するものからなっている。
一方、前記コイル８は、少なくとも片面に絶縁層７を備えた帯状導体３を、板厚方向に積層状に巻回して、径方向中心部に、前記コア１、２におけるコア軸部１ａ、２ａに対して係合する係合孔８ａを形成したものからなっている。
【００２０】
図１および図２に示す実施例において、高周波および大電流用チョークコイルＣＣにおける第１および第２のコア１、２は、平面視において、Ｘ−Ｘ線方向の寸法がＹ−Ｙ線方向の寸法より若干長尺な長方形形状をなし、Ｘ−Ｘ線とＹ−Ｙ線との交点を中心として円形のコア軸部１ａ（２ａ）と、該コア軸部１ａ（２ａ）のまわりにコイル実装空間１０を形成するコア外枠部１ｂ（２ｂ）を有している。前記コア軸部１ａ（２ａ）と前記コア外枠部１ｂ（２ｂ）とは、それぞれ軸方向の一方の端部側において端壁１ｃ（２ｃ）により連結されている。
【００２１】
前記第１および第２のコア１、２は、図１および図２に示すように、後述するコイル８の電極端子を取り出すべく切り欠かれた両側面切欠部１１を備えている。
【００２２】
一方、前記コイル８は、例えば、図３に示すように、その少なくとも一方の片面３ｃおよび両側縁３ａ、３ｂに絶縁層７を設けた帯状導体３を、板厚方向に積層状に巻回したものからなっており、前記帯状導体３における絶縁層７は、例えば、ポリエステルテープ極薄の絶縁フィルム、または極薄の皮膜コーティング層等により形成されるものである。
【００２３】
前記コイル８は、その軸方向一端側８ｂに、外方に向けて突出する、巻き始め電極端子５と、巻き終わり電極端子４とを備えている。前記コイル８における巻き始め電極端子５と、巻き終わり電極端子４は、図６Ａ、Ｂ、Ｃに示すような構造の平板端子１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃにより構成されている。前記平板端子１２と帯状導体３との間の接続部１３は、巻き太り防止手段１４により形成されている。
【００２４】
前記帯状導体３の両端に設けられる巻き始めの電極端子５と、巻き終わりの電極端子４のための平板端子１２は、該端子の充分な電流容量と外部端子としての機械的強度を保ち、ジュール熱による自己発熱を抑えるだけでなく内部に発生する熱をも放熱する役割を果たすと共にチョーク本体を支え、基板実装時に高密度実装ができるようにした。
つまり、それぞれの平板端子１２は、曲げ加工を施すことにより、図５に示されるように、コイル外形寸法内に、またコアとの近接を回避した位置に基板への実装用端子となって取り付け、チョークコイルをコンパクトに基板実装し、かつ保持する。
【００２５】
前記巻き太り防止手段１４は、具体的には、平板端子１２を帯状導体３に密着して接続することによってコンパクトなコイルを製作するためのもので、当該平板端子１２を、図６Ａ、Ｂ、Ｃに示すとおり、コイルの曲面に密着するように取り付ける必要がある。
図６Ａおよび図６Ｂに示すものは、平板端子１２の帯状導体３への接続において、平板端子１２の接続場所を片側に寄せ、他の部分にスリット１５等を設けて平板端子１２が、コイル曲面に密着し易くしたものであり、また図６Ｃに示すものは、平板端子１２と帯状導体３が同面で接続させてよりコイルをコンパクトに仕上げるようにしたものである。こうして接続した端子は巻き始め電極端子５と巻き終わり電極端子４に共通に使用できる。
【００２６】
本発明になる高周波および大電流用チョークコイルＣＣでは、前記第１および第２のコア１、２と、前記コイル８とを軸方向に沿って組み合わせて、前記第１および第２のコア１、２により形成されるコイル実装空間１０内に前記コイル８を収容したものとして構成される。
この場合、前記コア１、２におけるコア軸部１ａ、２ａのまわりに、前記コイル８とコア軸部１ａ、２ａとの間を絶縁し、かつ固定するための絶縁手段６が設けられている。前記絶縁手段６は、粘着付きテープ等によるものである。
【００２７】
このように構成することにより、前記帯状導体３における絶縁層７と、前記コイル８とコア軸部１ａ、２ａとの間を絶縁し、かつ固定するための絶縁手段とが相俟って、ボビン等を使用せず、巻治具等に巻回した絶縁手段（粘着付きテープ）６の糊面上に直接、両端に平板端子４、５を設けた帯状導体３を巻回してコイル８を形成するため、コンパクトに組み立てることができる。
さらに、コイル８の形状は、コア１、２により形成されるコイル実装空間１０と同じ略四角形であり、非常に高い導体占積率でチョークコイルができる。またコイル８とコア１、２の絶縁は粘着付テープ６と帯状導体に施した絶縁物７とで包囲され、小形化しても絶縁は充分保たれる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の高周波および大電流用チョークコイルの概略的な斜視図である。
【図２】図１の高周波および大電流用チョークコイルを軸方向に沿って分解した概略的な斜視図である。
【図３】本発明のコイルを構成する帯状導体の概略的な横断面図である。
【図４】図１のＸ−Ｘ線に沿って半部を断面にして示す概略的なＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】図１のＹ−Ｙ線に沿って断面にして示す概略的なＹ−Ｙ線断面図である。
【図６】本発明の帯状導体の端部に平板端子を接続する巻き太り防止手段の例を示す概略的な斜視図である。
【図７】従来のチョークコイルの例を示す概略的な斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
ＣＣ  高周波および大電流用チョークコイル
１  第１のコア
１ａ  第１のコア軸部
１ｂ  第１のコア外枠部
１ｃ  第１のコア端壁
２  第２のコア
２ａ  第２のコア軸部
２ｂ  第２のコア外枠部
２ｃ  第２のコア端壁
３  帯状導体
３ａ、３ｂ  帯状導体の両側縁
３ｃ  帯状導体の片面
４  巻き終わり電極端子
５  巻き始め電極端子
６  絶縁手段
７  絶縁層
８  コイル
８ａ  コイルの係合孔
８ｂ  コイルの一端
１０  コイル実装空間
１１  両側面切欠部
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ  平板端子
１３  接続部
１４  巻き太り防止手段
１５  スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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