JP2008112753A - 横型低背コイル部品及びその巻線端末のはんだ付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】太いリッツ線等の巻線端末のはんだ付けの作業性を改善し、はんだと巻線端末の合金化（はんだが巻線端末の金属表面に濡れて付着すること）を確実に図り得る横型低背コイル部品及びその巻線端末のはんだ付け方法を提供する。
【解決手段】かしめ部２と端子部３と連結部４とを含む端子付き金具１を有し、巻線が施されたボビンの端子台１４Ａには端子部３を挿入する挿入孔１６が形成され、挿入孔１６に上部から端子部３を挿入して連結部４を露出させ、かつ端子部３を端子台底面から突出させてあり、端子台底面の溝を通して巻線端末がかしめ部２に挿入されてかしめられ、前記巻線端末先端側からはんだ付けされる構成である。前記巻線は、リッツ線、撚り線又はパラレル線である。
【選択図】図１

Description

本発明は、低背型大電流トランス（例えば、共振型電源に用いられる共振トランス）やチョークコイル等として用いられる横型低背コイル部品及びその巻線端末のはんだ付け方法に関する。

薄型ＴＶ等に使用される電源部の共振トランスにあっては、薄型の横型トランスが必要とされている。共振トランスは大電流が流れるため、主に複数本の線を束ねて線径を太くしたリッツ線や、撚り線、パラレル線等が巻線に用いられており、その巻線端末の処理はボビンの端子台に設けられた端子（ピン端子等）にリッツ線や撚り線等の巻線端末を絡げてはんだ付けして行っているのが一般的である。しかし、その場合、以下に述べる問題点がある。

(1) 端子台の底面から垂直に突出する端子に巻線端末を絡げる場合、絡げ部分の高さが端子に余分に必要となり、製品低背化の妨げとなる。

(2) 製品高さを低くするために、Ｌピン型の端子を用い、端子の水平部に巻線端末を絡げてはんだ付けする構造も知られているが、リッツ線や撚り線、パラレル線を絡げてはんだ付けする場合、近接した端子構造では、はんだを揚げる際に、隣接した絡げ部分同士が短絡（ショート）し易く、品質、信頼性の低下が生じ、はんだ付けの作業性も悪かった。

(3) 製品高さを低くするために、Ｌピン型の端子を用いたとしても、リッツ線や撚り線、パラレル線の束を絡げたときの絡げ部分が大きくなり、製品高さを低くすることが困難であった。端子の水平部に巻線端末を絡げたとしても絡げ部分が端子台下面より突出しないように端子台の肉厚を厚くする（又は、スタンドオフを大きくする）等の対策が必要となる。

(4) 大電流用のリッツ線や撚り線、パラレル線をピン端子に絡げる際、各ピンに分散させてボビンに巻くため、作業性や品質面（はんだ付けまでの間に絡げ部分がほどけ易い等）の問題があった。

(5) 大電流用のリッツ線や撚り線、パラレル線をピン端子に絡げてはんだ揚げするが、巻線の銅とはんだの合金層が形成されにくく（銅細線の束内部にはんだが濡れていきにくく）、はんだ付け作業性や品質面で問題があった。

(6) ボビンに巻線して端子に絡げるが、絡げるための捨て線が生じ、線材に無駄がある。

一方、巻線端末を絡げ以外で処理するものとして、下記特許文献１には、１次巻線の端部を圧着する１次巻線端子が示されている。

特開平７−１６１４６２号公報

特許文献１において、ボビンの実装側底面に１次巻線端子が固着（固着の具体的な形態は不明）されており、１次巻線端子の二股の圧着部で１次巻線端部を圧着保持し、はんだ槽を通すことではんだ付けしている。この特許文献１の場合、以下に述べる問題点がある。

(1) １次巻線端子がボビンの実装側底面に配置されており、装置基板に実装された後は、装置基板とボビンの端子台とで挟まれ、端子の放熱がしずらい構造である。大電流を巻線に流す用途の場合、端子及び巻線端末の発熱が問題となるが、これを解消できる構造ではない。

(2) ボビンの端子台及び端子構造が縦型トランス（磁気コアが実装面に対し垂直に立っている）に対応しており、横型低背トランス（磁気コアが実装面に平行）には不向きなものとなっている。

(3) 共振トランスの場合、２次側の端子が重要であるが、特許文献１の場合、２次側端子には工夫は見られない。

本発明は、上記の点に鑑み、巻線端末の絡げ作業を無くし、太いリッツ線等を用いた場合であっても低背化が可能で、かつ放熱性の向上を図ることのできる横型低背コイル部品及びその巻線端末のはんだ付け方法を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、太いリッツ線等の巻線端末のはんだ付けの作業性を改善し、はんだと巻線端末の合金化（はんだが巻線端末の金属表面に濡れて付着すること）を確実に図り得る横型低背コイル部品及びその巻線端末のはんだ付け方法を提供することを第２の目的とする。

本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。

上記目的を達成するために、本発明のある態様の横型低背コイル部品は、
かしめ部と端子部と連結部とを含む端子付き金具を有し、
巻線が施されたボビンの端子台には前記端子部を挿入する挿入孔が形成され、前記挿入孔に上部から前記端子部を挿入して前記連結部を露出させ、かつ前記端子部を前記端子台底面から突出させてあり、
前記端子台底面の溝を通して巻線端末が前記かしめ部に挿入されてかしめられ、
前記巻線端末先端側からはんだ付けされ、
前記巻線は、リッツ線、撚り線又はパラレル線であることを特徴としている。

前記横型低背コイル部品において、前記巻線が１次巻線と２次巻線とを含み、前記２次巻線の巻線端末が前記かしめ部に挿入されてかしめられ、前記１次巻線と２次巻線間にギャップを設けた共振トランスを構成してもよい。

前記横型低背コイル部品において、前記ボビンには磁気コアが装着され、各巻線と前記磁気コア間の絶縁と、前記１次巻線と２次巻線間の絶縁のために絶縁カバーが前記ボビンに装着されていてもよい。

前記横型低背コイル部品において、前記端子部は前記連結部から複数本延長して形成されていてもよい。

前記横型低背コイル部品において、前記連結部の先端部と前記かしめ部の一方又は両方に穴があけられていてもよい。

前記横型低背コイル部品において、前記端子台の上面には前記挿入孔に沿ってガイド凸部が形成されていてもよい。

前記横型低背コイル部品において、前記端子台の一部に前記端子付き金具が設けられ、前記端子台の他の部分にピン端子が設けられていてもよい。

本発明の別の態様の横型低背コイル部品の巻線端末のはんだ付け方法は、かしめ部と端子部と連結部とを含む端子付き金具を用い、ボビンの端子台に形成してある挿入孔に、前記端子付き金具の前記端子部を前記端子台上部から挿入する金具挿入工程と、
前記ボビンに巻線されたリッツ線、撚り線又はパラレル線の巻線端末を、前記端子台底面の溝を通し、前記かしめ部に挿入してかしめる金具かしめ工程と、
前記巻線端末先端部からはんだ付けして前記巻線端末と前記端子付き金具とを接続するとともに、当該はんだ付けにより前記端子付き金具を前記端子台に固定するはんだ付け工程とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、かしめ部と端子部と連結部とを含む端子付き金具を端子台上部から挿入して設け、巻線端末を前記かしめ部でかしめて保持し、はんだ付けするため、巻線端末の絡げ作業は不要となり、絡げ部分高さを余分に設ける必要がなくなり、低背化が可能になる。

また、前記端子付き金具は端子台に装着されたときに、端子台上面に露出する部分（外気に触れる部分）を有し、放熱性が良好であり、前記端子付き金具及び巻線端末の温度上昇を抑制できる。

さらに、巻線端末の絡げ処理（太いリッツ線等の場合作業性はかなり悪くなる）を無くすことで、はんだ付け作業性の改善、隣接する端子との短絡防止、巻線端末とはんだとの確実な合金化を図ることができ、ひいては、品質、信頼性の向上が可能である。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、横型低背コイル部品及びその巻線端末のはんだ付け方法の実施の形態を図面に従って説明する。

図１乃至図３は横型低背コイル部品の全体構成であり、図４はそれに用いる端子付き金具、図５乃至図７は端子付き金具を設けたボビンを示す。

図１乃至図３の横型低背コイル部品は、共振型電源に用いられる共振トランスとして好適な低背型大電流トランスを構成した例であり、端子付き金具１が設けられるボビン１０と、ボビン１０に巻線後にボビン１０に装着される絶縁カバー２０と、ボビン１０に横置き配置で装着される磁気コアとしての一対のＥ型コア３０とを備えている。

図４に示すように、端子付き金具１は、かしめ部２と端子部３と連結部４とを有するように銅又は銅合金（燐青銅）の金属板を折り曲げ成形したものである。

かしめ部２は平板状の連結部４の先端部に折り曲げ形成された一対の折り曲げ片２ａ，２ｂからなり、折り曲げ片２ａ，２ｂの相互間隔は巻線端末を挿入して保持できる狭い間隔である。また、巻線端末を確実にかしめることが可能なように連結部４からの折り曲げ位置が前後にずれている。折り曲げ片２ａ，２ｂの先端側から巻線端末を折り曲げ片２ａ，２ｂ間に挿入し易いように折り曲げ片２ａ，２ｂの先端側はテーパー状に先が開いた形状である。

端子部３は連結部４の後端部の片側縁に連結部４に対して垂直に折り曲げ形成されている。ここで、端子部３は連結部４から垂直に延長形成された二股の折り曲げ片３ａ，３ｂからなっている。その理由は、相手側基板（装置基板）にハトメを使用する場合、ハトメの内径で端子部３の横幅が制約されるので、ハトメ内周に挿入可能な幅とするためである。電流容量は折り曲げ片の本数を２本以上に増やすことで対応できる。相手側基板にスリット穴加工が可能であれば、１本の折り曲げ片からなる幅広の端子部３で差し支えない。

なお、はんだ付け時にはんだの熱が端子付き金具１に効率よく伝わるように、孔５，６がそれぞれかしめ部２及び連結部４に形成されている。

図５乃至図７に示すように、ボビン１０は、Ｅ型コア３０を横置き配置で装着可能なように、横向き（水平方向）の筒状巻胴部１１と、巻胴部両端に形成された端部鍔部１２と、巻胴部中間位置の中間鍔部１３と、端部鍔部１２にそれぞれ一体に形成された端子台１４Ａ，１４Ｂとを有している。巻胴部１１の内側はＥ型コア３０の中央脚部３１が挿入される挿入孔１５となっている。

一方の端子台１４Ａには、図４の端子付き金具１を差し込み設けるために、端子付き金具１の端子部３（つまり折り曲げ片３ａ，３ｂ）を端子台上部から差し込むための挿入孔１６が形成され、さらに端子部３の差し込みのガイドとなる直線状ガイド凸部１７が前記挿入孔１６の縁に沿って形成されている。

他方の端子台１４Ｂには、Ｌピン型の端子８が植設されている。このＬピン型端子８は、電流容量の小さい普通の巻線端末の接続用であり、このＬピン型端子８に対しては巻線端末を絡げてはんだ付けする一般的なはんだ接続方法を採用できる。なお、端子台１４Ａ，１４Ｂの底面（下部）には巻線端末を横方向（巻胴部の軸方向）に引き出すための溝１８，１９がそれぞれ形成されている。

低背型大電流トランスの場合、少なくとも１次巻線と２次巻線を有し、例えば、図６及び図７の場合、一方の端部鍔部１２（端子台１４Ａ側）と中間鍔部１３間の巻胴部外周に２次巻線４２が、他方の端部鍔部１２（端子台１４Ｂ側）と中間鍔部１３間に１次巻線４１が巻回される。ここで、２次巻線４２は大電流が流れるため、リッツ線、撚り線又はパラレル線である。巻線端末の処理は後述する。

図１乃至図３に示すように、絶縁カバー２０は、ボビン１０及びそれに巻装された巻線外周を覆う半筒状カバー部２１と、端子台上面を覆う板状カバー部２２と、ボビン側面を覆う側面カバー部２３とを一体に有する。さらに、半筒状カバー部２１の内部には１次、２次巻線間の絶縁隔離のために隔壁部２４が形成されている。この隔壁部２４は中間鍔部１３外周面の厚み方向中間位置に連続的に形成された溝１３ａに嵌合する位置及び厚みを有する。半筒状カバー部２１には放熱のために窓２５が形成されている。

次に、低背型大電流トランスの組立手順及び巻線端末のはんだ付け方法について説明する。

図５のように、一方の端子台１４Ａの挿入孔１６に、直線状ガイド凸部１７を利用して端子付き金具１の端子部３を端子台１４Ａの上部から挿入し、金具挿入工程を行う。つまり、端子付き金具１の連結部４を端子台１４Ａの上面に露出させ、端子部３は端子台１４Ａ底面から所要長突出させる。なお、他方の端子台１４Ｂには予めＬピン型端子８が設けられている（例えば、インサート成形、あるいは挿入孔への挿入）。

端子付き金具１の必要個数の装着が終わったら、図６及び図７に示すように２次巻線４２及び１次巻線４１等を巻き、それぞれ巻線端末の処理を行う。太径のリッツ線、撚り線又はパラレル線である２次巻線４２の巻線端末４２ａは、端子台１４Ａの溝１８を通して横方向（巻胴部の軸方向）に引き出されて、端子付き金具１のかしめ部２に横方向に挿入され、ここでかしめ固定され（一対の折り曲げ片２ａ，２ｂをかしめることで挟持され）、金具かしめ工程が行われる。図６及び図７では１つの巻線端末４２ａの処理のみ図示したが、最終的には図２及び図３に示すように２次巻線４２の全ての巻線端末４２ａについてかしめ処理を行う。巻線端末４２ａが４つあるのは、大電流を流すために２次巻線４２として２つの巻線が施されているからである。但し、この構成に限定される訳ではない。

なお、１次巻線４１が一般的な単線の絶縁被覆線を巻回したものである場合、１次巻線４１の巻線端末は端子台１４ＢのＬピン型端子８の水平部に絡げ処理される。

その後のはんだ付け工程において、巻線端末４２ａの先端部からはんだ付けして巻線端末４２ａと端子付き金具１とを電気的に接続するとともに、当該はんだ付けにより端子付き金具１を端子台１４Ａに固定する（端子付き金具１と巻線端末４２ａとがはんだ接続されることで間接的に固定される）。このとき、巻線端末４２ａの先端部からはんだ付けすることで、リッツ線、撚り線又はパラレル線を構成している各金属細線（銅線）の表面にはんだが濡れて浸透し、はんだと銅の合金化を確実に行うことができる。また、端子付き金具１のかしめ部２及び連結部４には図４のように孔５，６が形成されているため、孔５，６にもはんだが入り込み、端子付き金具１への熱伝導を良好にして端子付き金具１へのはんだ付着を確実にすることができる。

なお、端子台１４Ｂ側の１次巻線４１の巻線端末をＬピン型端子８へ接続するはんだ付け処理は従来と同様に行うことができる。

はんだ付工程終了後、図１の絶縁カバー２０を巻線済みのボビン１０の上から被せて装着する。このとき、半筒状カバー部２１の内部の隔壁部２４を中間鍔部１３の溝１３ａに嵌合させる。これにより、１次、２次巻線４１，４２間が絶縁隔離される。また、端子台１４Ａ，１４Ｂの上面が板状カバー部２２で覆われる。半筒状カバー部２１と側面カバー部２３とにより１次、２次巻線４１，４２の上半分と側面部分が覆われる。

絶縁カバー２０のボビン１０への装着後、一対のＥ型コア３０の中央脚部３１を巻胴部１１の内側の挿入孔１５に挿入し、図２及び図３のように、Ｅ型コア３０の側脚部３２を相互に突き合わせ一体化することで低背型大電流トランスが完成する。共振型電源に用いられる共振トランスの場合、１次巻線４１と２次巻線４２間に中間鍔部１３によりギャップを設けるとともに、一対のＥ型コア３０の中央脚部３１間にもギャップを設ける。

前記絶縁カバー２０は一対のＥ型コア３０がボビン１０に装着された状態において、各巻線４１，４２とＥ型コア３０間の沿面距離及び空間距離を増大させることができるとともに、端子台１４Ａ，１４Ｂに設けられた端子付き金具１やＬピン型端子８とＥ型コア３０間の沿面距離及び空間距離を増大させることができる。つまり、電源用トランスとして必要な絶縁性能を確保できる。

この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。

(1) 巻線端末４２ａである大電流用リッツ線や撚り線、パラレル線をピンに絡げるのではなく、横方向（巻胴部の軸方向に平行な向き）に引き出して端子付き金具１のかしめ部２に横方向に挿入し、かしめてからはんだ付けする構造であり、絡げ部分の高さとはんだ部分の高さの影響を受けないため、端子台のスタンドオフを小さくして製品高さを低くすることができる。

(2) ボビン１０に巻線を巻くとき、端子に絡げるための捨て線が不要となり、線材に無駄がない。

(3) 大電流用のリッツ線や撚り線、パラレル線をピンに絡げる場合、はんだ付けまでの間に絡げ部分がほどける等の問題が発生するが、端子付き金具１のかしめ部２で巻線端末４２ａをかしめて保持でき、作業性が改善し、品質面でも向上する。

(4) 大電流用のリッツ線や撚り線、パラレル線をピンに絡げる場合、巻線端末であるリッツ線、撚り線又はパラレル線を構成している各金属細線（銅線）がばらける問題があったが、巻線端末４２ａをかしめ部２でかしめるため、細線のばらけが少なくなり、はんだ付けが容易である。

(5) 巻線端末４２ａの先端部からはんだ付けすることで、リッツ線、撚り線又はパラレル線を構成している各金属細線（銅線）の表面並びに端子付き金具１（銅又は銅合金）表面にはんだが濡れて浸透し、はんだと銅、銅合金の合金層が形成され、はんだ付けによる接続を確実に行うことができ、品質の安定化を図ることができる。また、ボビン１０を縦にしてはんだ付け作業を行うことができ、作業性がよい。さらに、合金層は視認により、又は端子付き金具１と巻線端末４２ａとのはんだ接続部を切断することにより確認しやすい。

(6) 巻線端末４２ａである大電流用リッツ線や撚り線、パラレル線をピンに絡げないため、はんだ揚げ時の隣接端子同士の短絡や絡げ部分同士の接触は発生せず、作業性が改善し、品質も安定する。

(7) 端子付き金具１は巻線端末４２ａをかしめて保持する機能に加えて、大電流通電時の発熱を効果的に放熱する機能を有する。端子付き金具１はピン端子に比較して表面積が大きく熱伝導性も良好であり（銅や銅合金の材質であるので）、また端子台１４Ａの上部から差し込まれており、連結部４は端子台１４Ａの上面に露出し、外気で効果的に冷却される。

(8) ボビン１０に絶縁カバー２０が装着されており、１次、２次巻線４１，４２等とＥ型コア３０間の絶縁性向上（沿面距離及び空間距離の増大）と、１次巻線４１と２次巻線４２間の絶縁隔離が可能である。

(9) 端子付き金具１の端子部３は連結部４から複数本（折り曲げ片３ａ，３ｂ）に別れて形成されているため、折り曲げ片３ａ，３ｂを相手側基板のハトメの穴に挿入可能であり、スリット穴加工を不要にできる。

(10) 端子付き金具１の連結部４の先端部とかしめ部２の一方又は両方に孔５，６があけられている場合、孔５，６にもはんだが入り込み、端子付き金具１への熱伝導を良好にして端子付き金具１へのはんだ付着を確実にすることができる。

(11) 端子台１４Ａの上面には挿入孔１６に沿って直線状ガイド凸部１７が形成されており、端子付き金具１の端子部３の挿入孔１６への差し込み作業を容易に行うことができる。

なお、上記実施の形態では、ボビンに複数の巻線を施して共振型電源に用いられる共振トランスとして好適な低背型大電流トランスを構成したが、ボビンに大電流用リッツ線や撚り線、パラレル線の巻線を１つ巻回してその巻線端末を前記端子付き金具で同様にかしめ、はんだ付けすれば、大電流用チョークコイルを構成可能であることは自明である。

以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。

本発明の実施の形態を示す分解斜視図である。 同じく上方からみた完成状態の斜視図である。 同じく下方からみた完成状態の斜視図である。 実施の形態で使用する端子付き金具を示す斜視図である。 実施の形態で使用する端子付き金具及びボビンを示す斜視図である。 実施の形態において、巻線端末を端子付き金具でかしめて保持した状態を上方からみた斜視図である。 実施の形態において、巻線端末を端子付き金具でかしめて保持した状態を下方からみた斜視図である。

符号の説明

１ 端子付き金具
２ かしめ部
３ 端子部
４ 連結部
５，６ 孔
１０ ボビン
１１ 巻胴部
１２ 端部鍔部
１３ 中間鍔部
１４Ａ，１４Ｂ 端子台
１６ 挿入孔
１７ 直線状ガイド凸部
２０ 絶縁カバー
２１ 半筒状カバー部
２２ 板状カバー部
２３ 側面カバー部
２４ 隔壁部
３０ Ｅ型コア
３１ 中央脚部
３２ 側脚部
４１ １次巻線
４２ ２次巻線

Claims (8)

1. かしめ部と端子部と連結部とを含む端子付き金具を有し、
   巻線が施されたボビンの端子台には前記端子部を挿入する挿入孔が形成され、前記挿入孔に上部から前記端子部を挿入して前記連結部を露出させ、かつ前記端子部を前記端子台底面から突出させてあり、
   前記端子台底面の溝を通して巻線端末が前記かしめ部に挿入されてかしめられ、
   前記巻線端末先端側からはんだ付けされ、
   前記巻線は、リッツ線、撚り線又はパラレル線であることを特徴とする横型低背コイル部品。
2. 前記巻線が１次巻線と２次巻線とを含み、前記２次巻線の巻線端末が前記かしめ部に挿入されてかしめられ、前記１次巻線と２次巻線間にギャップを設けた共振トランスを構成した請求項１記載の横型低背コイル部品。
3. 前記ボビンには磁気コアが装着され、各巻線と前記磁気コア間の絶縁と、前記１次巻線と２次巻線間の絶縁のために絶縁カバーが前記ボビンに装着されている請求項２記載の横型低背コイル部品。
4. 前記端子部は前記連結部から複数本延長して形成されている請求項１，２，３記載の横型低背コイル部品。
5. 前記連結部の先端部と前記かしめ部の一方又は両方に穴があけられている請求項１，２，３又は４記載の横型低背コイル部品。
6. 前記端子台の上面には前記挿入孔に沿ってガイド凸部が形成されている請求項１，２，３，４又は５記載の横型低背コイル部品。
7. 前記端子台の一部に前記端子付き金具が設けられ、前記端子台の他の部分にピン端子が設けられている請求項１，２，３，４，５又は６記載の横型低背コイル部品。
8. かしめ部と端子部と連結部とを含む端子付き金具を用い、ボビンの端子台に形成してある挿入孔に、前記端子付き金具の前記端子部を前記端子台上部から挿入する金具挿入工程と、
   前記ボビンに巻線されたリッツ線、撚り線又はパラレル線の巻線端末を、前記端子台底面の溝を通し、前記かしめ部に挿入してかしめる金具かしめ工程と、
   前記巻線端末先端部からはんだ付けして前記巻線端末と前記端子付き金具とを接続するとともに、当該はんだ付けにより前記端子付き金具を前記端子台に固定するはんだ付け工程とを備えることを特徴とする横型低背コイル部品の巻線端末のはんだ付け方法。

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