特許第6543225号(P6543225)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6543225
(24)【登録日】2019年6月21日
(45)【発行日】2019年7月10日
(54)【発明の名称】複合ラインフィルタ
(51)【国際特許分類】
   H01F 37/00 20060101AFI20190628BHJP
   H01F 27/30 20060101ALI20190628BHJP
   H01F 27/32 20060101ALI20190628BHJP
【FI】
   H01F37/00 E
   H01F37/00 A
   H01F37/00 F
   H01F27/30
   H01F27/32 150
【請求項の数】5
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2016-124759(P2016-124759)
(22)【出願日】2016年6月23日
(65)【公開番号】特開2017-228697(P2017-228697A)
(43)【公開日】2017年12月28日
【審査請求日】2018年10月9日
(73)【特許権者】
【識別番号】000134257
【氏名又は名称】株式会社トーキン
(74)【代理人】
【識別番号】100117341
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 拓哉
(74)【代理人】
【識別番号】100148840
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 健志
(73)【特許権者】
【識別番号】517393813
【氏名又は名称】東金電子科技(厦門)有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】100117341
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 拓哉
(72)【発明者】
【氏名】黄 傑
(72)【発明者】
【氏名】板谷 道隆
(72)【発明者】
【氏名】菅原 一哉
(72)【発明者】
【氏名】三角 彰太
(72)【発明者】
【氏名】永山 裕一郎
(72)【発明者】
【氏名】山内 亨康
【審査官】 鈴木 孝章
(56)【参考文献】
【文献】 特開平10−144546(JP,A)
【文献】 特開平01−134909(JP,A)
【文献】 特開2007−080951(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01F 37/00
H01F 27/30
H01F 27/32
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ボビンと、二つのコイルと、磁気コアとを有する複合ラインフィルタであって、
前記コイルは、軸方向において互いに離間された状態で、前記ボビンに巻回されており、
前記磁気コアは、前記軸方向に延びる巻芯部と、前記巻芯部の両端を連結する主磁路部と、前記軸方向と交差する方向に延びる副磁路部とを有しており、
前記ボビンは、前記巻芯部に取り付けられており、
前記副磁路部は、前記軸方向と直交する方向において前記主磁路部の一部と前記巻芯部との間に位置し、かつ前記軸方向において前記コイルの間に位置しており、
前記ボビンは、歯車を有しており、
前記歯車は、前記軸方向において前記コイルの間に位置しており、
前記複合ラインフィルタは、さらに、二つの仕切板を有し、
前記仕切板は、前記軸方向において、前記副磁路部の両脇に設けられ、且つ、前記コイルの間に位置しており、
前記歯車は、前記軸方向と直交する方向から見た場合に少なくとも部分的に前記仕切板と重なっている
複合ラインフィルタ。
【請求項2】
請求項1に記載の複合ラインフィルタであって、
前記歯車と前記副磁路部は、前記軸方向に沿って見た場合に部分的に重なっている
複合ラインフィルタ。
【請求項3】
請求項に記載の複合ラインフィルタであって、
前記ボビンには、前記コイルの位置決めをする複数の鍔が形成されており、
前記鍔は、前記軸方向において内側に位置する二つの内側鍔を含んでおり、
前記軸方向において前記内側鍔の間に前記歯車が二つ形成されており、
前記副磁路部は、前記軸方向において前記歯車の間に位置しており、
前記歯車は、前記軸方向に沿って見た場合に互いに対向している
複合ラインフィルタ。
【請求項4】
請求項1から請求項のいずれか一つに記載の複合ラインフィルタであって、
前記磁気コアは、一体に形成されており、
前記副磁路部は、前記主磁路部から前記巻芯部に向かって延びている
複合ラインフィルタ。
【請求項5】
請求項に記載の複合ラインフィルタであって、
前記コイルの巻線の端部が接続されるピンを備える端子台を更に有しており、
前記仕切板は、前記端子台の一部である
複合ラインフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複合ラインフィルタに関し、特に歯車を備えるボビンを有する複合ラインフィルタに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1に記載されたラインフィルタは、ボビンと、閉磁路磁心と、センター磁心と、端子台とを有している。ボビンは、二分割された巻枠からなり、閉磁路磁心の中央磁脚に取り付けられる。ボビンは、また、二つの外鍔部と、それらの間に位置する中鍔部とを有している。外鍔部の一方には歯車が設けられており、歯車に外力を与えることで、中央磁脚を軸としてボビンを回転させることができる。この回転を利用して、巻線がボビンに巻回される。二つの巻線が、二つの外鍔部の各々と中鍔部との間に夫々配置される。センター磁心は、中鍔部に設けられた貫通ガイド孔に挿入される。特許文献1のラインフィルタは、センター磁心を有することで、コモンモード及びノーマルモードの両モードに対応する複合ラインフィルタとして機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−80951号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載されたラインフィルタの歯車は、外鍔部の軸方向外側に設けられており、ラインフィルタの小型化の妨げの一因となっている。
【0005】
本発明は、軸方向の寸法を低減した複合ラインフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、第1の複合ラインフィルタとして、ボビンと、二つのコイルと、磁気コアとを有する複合ラインフィルタであって、
前記コイルは、軸方向において互いに離間された状態で、前記ボビンに巻回されており、
前記磁気コアは、前記軸方向に延びる巻芯部と、前記巻芯部の両端を連結する主磁路部と、前記軸方向と交差する方向に延びる副磁路部とを有しており、
前記ボビンは、前記巻芯部に取り付けられており、
前記副磁路部は、前記軸方向と直交する方向において前記主磁路部の一部と前記巻芯部との間に位置し、かつ前記軸方向において前記コイルの間に位置しており、
前記ボビンは、歯車を有しており、
前記歯車は、前記軸方向において前記コイルの間に位置している
複合ラインフィルタを提供する。
【0007】
本発明は、第2の複合ラインフィルタとして、第1の複合ラインフィルタであって、
さらに、二つの仕切板を有し、
前記仕切板は、前記軸方向において、前記副磁路部の両脇に設けられ、且つ、前記コイルの間に位置しており、
前記歯車は、前記軸方向と直交する方向から見た場合に少なくとも部分的に前記仕切板と重なっている
複合ラインフィルタを提供する。
【0008】
本発明は、第3の複合ラインフィルタとして、第1又は第2の複合ラインフィルタであって、
前記歯車と前記副磁路部は、前記軸方向に沿って見た場合に部分的に重なっている
複合ラインフィルタを提供する。
【0009】
本発明は、第4の複合ラインフィルタとして、第3の複合ラインフィルタであって、
前記ボビンには、前記コイルの位置決めをする複数の鍔が形成されており、
前記鍔は、前記軸方向において内側に位置する二つの内側鍔を含んでおり、
前記軸方向において前記内側鍔の間に前記歯車が二つ形成されており、
前記副磁路部は、前記軸方向において前記歯車の間に位置しており、
前記歯車は、前記軸方向に沿って見た場合に互いに対向している
複合ラインフィルタを提供する。
【0010】
本発明は、第5の複合ラインフィルタとして、第1から第4の複合ラインフィルタのうちのいずれか一つであって、
前記磁気コアは、一体に形成されており、
前記副磁路部は、前記主磁路部から前記巻芯部に向かって延びている
複合ラインフィルタを提供する。
【0011】
本発明は、第6の複合ラインフィルタとして、第2の複合ラインフィルタであって、
前記コイルの巻線の端部が接続されるピンを備える端子台を更に有しており、
前記仕切板は、前記端子台の一部である
複合ラインフィルタを提供する。
【発明の効果】
【0012】
ボビンの歯車は、軸方向において、ボビンに巻回されたコイルの間に位置している。副磁路部の両脇に設けられた仕切板もまた、軸方向においてコイルの間に位置している。軸方向と直交する方向に見た場合、歯車は仕切板と少なくとも部分的に重なっている。これにより、軸方向において歯車専用のスペースを不要とし、複合ラインフィルタの軸方向の寸法を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の第1の実施の形態による複合ラインフィルタを示す斜視図である。
図2図1の複合ラインフィルタを示す平面図である。
図3図2の複合ラインフィルタをA−A線に沿って示す断面図である。但し、コイルは省略されている。
図4図1の複合ラインフィルタを示す底面図である。
図5図1の複合ラインフィルタを示す右側面図である。
図6図1の複合ラインフィルタに含まれる磁気コアを示す斜視図である。
図7図1の複合ラインフィルタに含まれるボビンを示す斜視図である。
図8図1の複合ラインフィルタに含まれる端子台を示す斜視図である。
図9】本発明の第2の実施の形態による複合ラインフィルタを示す斜視図である。
図10図9の複合ラインフィルタを示す平面図である。
図11図10の複合ラインフィルタをB−B線に沿って示す断面図である。但し、コイルは省略されている。
図12図9の複合ラインフィルタを示す底面図である。
図13図9の複合ラインフィルタを示す右側面図である。
図14図9の複合ラインフィルタに含まれる磁気コアを示す斜視図である。
図15図9の複合ラインフィルタに含まれる端子台を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
(第1の実施の形態)
図1から図5を参照すると、本発明の第1の実施の形態に係る複合ラインフィルタ10は、ボビン100と、二つのコイル210,220と、磁気コア300と、端子台400とを有している。コイル210、220は、ボビン100に巻回されている。詳しくは、コイル210,220は、軸方向において互いに離間された状態で、ボビン100に巻回されている。ボビン100は、磁気コア300に取り付けられており、磁気コア300は、端子台400に取り付けられている。
【0015】
図6に示されるように、磁気コア300は、中脚(巻芯部)310と、二つの外脚320と、二つの連結部330と、二つの突起部340とを有している。本実施の形態において、中脚310、外脚320、連結部330及び突起部340は、一体に形成されている。但し、本発明はこれに限定されず、磁気コア300は、複数の部品を接合して構成されたものであってもよい。しかしながら、一体に形成された磁気コア300を用いることで、部品点数及び組立工程数を削減するとともに、組立精度に依存する品質低下を回避することができる。
【0016】
図6から理解されるように、中脚310は、略円柱形状を有し(図3参照)、所定方向(X方向、軸方向)に延びている。外脚320は、両端部を除いて偏平の四角柱形状を有し、中脚310と平行に配置されてX方向に延びている。外脚320と中脚310とは、所定方向と直交する方向(Y方向)に所定の距離だけ離れている。連結部330は、中央部がくびれた四角柱形状を有し、Y方向に延びている。換言すると、連結部330は、図5に示されるように、Y方向において、両端部の高さが最も高く、中央部に向かって次第に低くなる形状を有している。なお、高さ方向は、X方向及びY方向の双方と直交するZ方向である。
【0017】
図6に示されるように、連結部330は、二つの外脚320と中脚310の両端部を夫々連結している。詳しくは、一方の連結部330は、各外脚320の一方の端部と中脚310の一方の端部とを連結し、他方の連結部330は、各外脚320の他方の端部と中脚310の他方の端部とを連結している。こうして、連結部330と外脚320とは相互に連続し、中脚310の両端を二つの経路で連結する主磁路部を形成している。なお、中脚310、外脚320及び連結部330が上記のように連結された磁気コア300は、日の字型コアと呼ばれることがある。
【0018】
図1図2図4及び図6から理解されるように、突起部340は、外脚320のX方向における中央部からX方向と交差する方向に突き出している。本実施の形態では、突起部340は、外脚320からY方向に沿って中脚310に向かって突き出している。二つの外脚320から突き出す二つの突起部340は、互いに向き合う方向(+Y方向及び−Y方向)へ突き出している。突起部340は、外脚320から中脚310に向かって突き出すことにより副磁路部を形成する。中脚310は、各突起部340の先端に対向する対向部312を有している。突起部340の先端と中脚310の対向部312との間には所定のギャップ(隙間)が設けられている。本実施の形態では、突起部340は、外脚320から中脚310に向かって突き出しているが、突起部340は、中脚310から外脚320に向かって突き出すように形成されてもよい。但し、中脚310の太さに比べると外脚320の厚みの方が設計の自由度が高いため、突起部340を外脚320に設けた方が、突起部340の突き出し寸法を大きくすることができるという利点がある。また、突起部340を中脚310に設けた場合は、ボビン100を軸方向に二分割しなければ回転不能になるため、部品点数の増加を招く。
【0019】
図7に示されるように、ボビン100は、円筒部110と、複数の鍔部120と、二つの歯車130とを有している。円筒部110は、所定方向(X方向、軸方向)に延びる中心軸を有している。円筒部110の外周面上にコイル210,220が巻回されることにより、コイル210の軸は円筒部110の中心軸に一致する。鍔部120は、中心軸に直交する径方向において、円筒部110の外周面から外側へ向かって広がっている。鍔部120には、その目的に応じて、いくつかの切り欠きが形成されている。図1図2及び図4から理解されるように、X方向において中央寄りの六つの鍔部120は、円筒部110に巻回されるコイル210,220のX方向の位置を規定する。特に、X方向において最も内側に位置する二つの鍔部120、即ち、内側鍔122は、X方向において、コイル210,220の間の距離を規定する。
【0020】
図7に示されるように、二つの歯車130は、内側鍔122の互いに対向する面上に形成されている。換言すると、歯車130は、X方向において、内側鍔122の間に位置する。二つの歯車130は、同一形状を有し、X軸に垂直な面に関して、鏡面対称となるように配置されている。図1図2及び図4から理解されるように、ボビン100にコイル210,220が巻回された状態で、歯車130は、コイル210,220の間に位置する。
【0021】
図7から理解されるように、ボビン100は、二つの巻枠部品102で構成されている。各巻枠部品102は、中心軸を含む平面でボビン100を二分割したものに略等しい。二つの巻枠部品102は、同一形状に形成されてもよいし、異なる形状部分を含んでいてもよい。いずれにしても、各巻枠部品102は、ハーフパイプ状の円筒部110の一部を含んでいる。二つの巻枠部品102の間に磁気コア300の中脚310を挟むようにこれら巻枠部品102を組み合わせ、互いに固定することによって、ボビン100は、磁気コア300の中脚310に取り付けられる。ボビン100は、中脚310に取り付けられた状態で、中脚310の周りを回転することが可能である。
【0022】
図8から理解されるように、端子台400は、基部410と、二対の壁部420と、二対のピン430(図4参照)とを有している。各壁部420は、主部422と仕切板424とを有している。このように、本実施の形態では、仕切板424は、端子台400の一部である。基部410は、概ね四角形の枠形状を有している。壁部420は、基部410のY方向において互いに対向する二つの内側縁に沿って設けられ、基部410から上方(+Z方向)へ突き出している。詳しくは、壁部420の主部422は、基部410の内側縁に沿って形成されている。対をなす壁部420の主部422は、互いに異なる基部410の内側縁に形成され、Y方向において互いに対向している。X方向に並ぶ主部422は、互いに異なる壁部420の対に属する。X方向に並ぶ主部422は、所定の距離だけ互いに離れている。仕切板424は、X方向に並ぶ二つの主部422のX方向における内側の端部に夫々設けられている。対をなす壁部420の仕切板424は、互いに向き合うように、Y方向に沿って突き出している。基部410と壁部420とは、樹脂を用いて一体に成型することができる。ピン430は、基部410の四隅付近に設けられ、基部410から下方(−Z方向)に向かって突き出している。対をなすピン430は、Y方向に並んでいる。ピン430は、金属製であり、インサート成型により基部410及び壁部420と一体に成型することができる。図4に示されるように、ピン430には、コイル210,220を構成する巻線の端部が巻きつけられ接続される。各コイル210,220の巻線の端部は対をなすピン430に夫々接続される。
【0023】
本実施の形態の複合ラインフィルタ10は、概略、次の工程により製造される。まず、図7のボビン100を図6の磁気コア300に取り付ける。次に、ボビン100が取り付けられた磁気コア300を図8の端子台400に取り付ける。次に、ボビン100にコイル210、220の巻線を巻回し、その端部を端子台400のピン430に固定(接続)する。こうして、複合ラインフィルタ10が完成する。
【0024】
コイル210,220の巻線をボビン100に巻回す工程において、歯車130が利用される。詳しくは、図示しない駆動モータ等により駆動される駆動歯車の歯(図示せず)を歯車130の歯と噛み合わせ、中脚310を軸としてボビン100を回転させる。本実施の形態において、二つの歯車130は、単一の駆動歯車によって駆動される。詳しくは、二つの歯車130の歯幅(X方向の厚み)は、駆動歯車の歯幅に比べてかなり狭い。そして、二つの歯車130は、駆動歯車の歯幅方向(X方向)の両端部において、駆動歯車と噛み合うよう配置される。この構成により、駆動歯車の歯幅に対応する(同程度のサイズの)歯幅の歯車をボビン100に設けた場合と同等の駆動安定性と信頼性を実現できる。
【0025】
図7から理解されるように、ボビン100単体において、二つの歯車130の間には何も存在しない。一方、図1図2及び図4に示されるように、ボビン100が磁気コア300に取り付けられた状態で、歯車130の間には、突起部340が配置される。即ち、本実施の形態では、X方向において、駆動歯車(図示せず)の歯幅に対応する範囲内に、その駆動歯車と噛み合う歯車130のみならず突起部340が設けられている。これにより、本実施の形態では、駆動歯車の歯幅に対応する歯幅を持つ歯車をボビン100に設けた場合に比べて、軸方向のサイズを小さくすることができる。
【0026】
図1から図4までの図から理解されるように、本実施の形態では、X方向に沿って見た場合に、歯車130と突起部340とは部分的に重なっている。即ち、歯車130の径は、突起部340の存在によって制限されることはない。そして、歯車130の径を大きくすることで、小さな駆動力でも巻線をしっかりと巻き取ることができる。また、小さな駆動力で巻線を巻き取れるので、歯車130に要求される強度も小さくて済む。
【0027】
図1図2及び図4を参照すると、突起部340は、X方向において、コイル210,220の間に位置し、且つ歯車130の間に位置している。また、突起部340は、Y方向において、外脚320の一部と中脚310の対向部312(図6参照)との間に位置している。仕切板424は、X方向において、突起部340の両脇に設けられており、且つコイル210,220の間に位置している。歯車130もまた、X方向において、コイル210,220の間に位置している。歯車130は、また、X方向において、突起部340の外側に位置している。つまり、各歯車130は、X方向において、突起部340と内側鍔122のいずれか一方との間に位置している。そして、歯車130は、Y方向に沿って見た場合、少なくとも部分的に仕切板424と重なっている。ここで、仕切板424は、コイル210,220と突起部340との間に必要な絶縁距離(沿面距離)を確保するためのものであり、必要不可欠なものである。歯車130の少なくとも一部は、この仕切板424と重なるように配置されているため、その部分に関しては、X方向において設置のための特別なスペースを必要としない。よって、本実施の形態では、外鍔部の一方に歯車を設ける特許文献1のラインフィルタに比べて、軸方向の寸法を小さくすることができる。
【0028】
(第2の実施の形態)
図9から図13を参照すると、本発明の第2の実施の形態に係る複合ラインフィルタ10Aは、第1の実施の形態に係る複合ラインフィルタ10における磁気コア300の外脚320の一方と連結部330の一部を取り除いたような構成を有している。以下、複合ラインフィルタ10Aの複合ラインフィルタ10と異なる点ついて説明する。
【0029】
本実施の形態の複合ラインフィルタ10Aの磁気コア300Aは、図14に示されるように、中脚(巻芯部)310Aと、一つ外脚320Aと、二つの連結部330Aと、一つ突起部340Aとを有している。連結部330Aと外脚320Aとは相互に連続しており、中脚310Aの両端を連結して主磁路部を形成している。中脚310A、外脚320A及び連結部330Aがこのように連結された磁気コア300Aは、ロの字型コアと呼ばれることがある。突起部340Aは、外脚320AのX方向における中央部から中脚310Aに向かって、Y方向に沿って突き出している。第1の実施の形態と同様に、突起部340Aの先端と中脚310Aの対向部312Aとの間には所定のギャップ(隙間)が設けられている。本実施の形態において、磁気コア300Aは、図13から理解されるように、上下対称の形状に形成されている。
【0030】
図15を参照すると、端子台400Aは、基部410Aと、二つの壁部420Aと、二対のピン430A(図12参照)とを有している。各壁部420Aは、主部422Aと仕切板424Aとを有している。基部410Aは、概ね四角形の枠部412と、枠部412の中央に設けられた梁部414とを有している。枠部412の上面の一部には、図13に示されるように、磁気コア300Aの形状に対応する傾斜が設けられている。また、図15に示されるように、梁部414には、ボビン100の歯車130(図7及び図11参照)の一部を収容する凹所416が形成されている。各壁部420Aは、基部410AのY方向において互いに対向する二つの内側縁の一方に沿って設けられている。二つの壁部420Aの主部422Aは、梁部414を挟んでX方向に並んでおり、基部410Aから上方(+Z方向)へ突き出している。また、二つの壁部420Aの仕切板424Aは、二つの主部422のX方向における内側の端部からY方向に沿って突き出している。ピン430Aは、基部410Aの四隅から若干離れた位置に設けられている。
【0031】
本実施の形態においても、図7に示されるボビン100を用い、図9及び図10に示されるように、歯車130の間に突起部340Aを配置するようにしたので、駆動歯車の歯幅に対応する歯幅を持つ歯車をボビン100に設けた場合に比べて、軸方向のサイズを小さくすることができる。
【0032】
また、本実施の形態においても、図9から図11までの図から理解されるように、X方向に沿って見た場合に、歯車130と突起部340Aとは部分的に重なっている。よって、歯車130の径は、突起部340Aの存在によって制限されず、歯車130の径を大きくすることで、小さな駆動力でも巻線をしっかりと巻き取ることができる。
【0033】
また、図9及び図10から理解されるように、本実施の形態においても、突起部340Aは、X方向において、コイル210,220の間であって、歯車130の間に位置している。また、突起部340Aは、Y方向において、外脚320Aの一部と中脚310Aの対向部312Aとの間に位置している。仕切板424Aは、X方向において、突起部340Aの両脇に設けられており、且つコイル210,220の間に位置している。歯車130もまた、X方向において、コイル210,220の間に位置している。つまり、各歯車130は、X方向において、突起部340Aと内側鍔122との間に位置している。そして、歯車130は、Y方向に沿って見た場合、少なくとも部分的に仕切板424Aと重なっている。本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、歯車130の少なくとも一部は、仕切板424Aと重なっているため、その部分に関しては、X方向において、設置のための特別なスペースを必要としない。よって、本実施の形態の複合ラインフィルタ10Aは、外鍔部に歯車を設ける特許文献1のラインフィルタに比べて、軸方向の寸法を小さくすることができる。
【0034】
以上、本発明について実施の形態を掲げて具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、歯車130を二つ設けたが、必要な強度が得られるならば、いずれか一方であってもよい。また、磁気コア300,300Aは所定の特性を実現できる限りにおいて、その形状を変更することが可能である。
【符号の説明】
【0035】
10,10A 複合ラインフィルタ
100 ボビン
102 巻枠部品
110 円筒部
120 鍔部
122 内側鍔
130 歯車
210,220 コイル
300,300A 磁気コア
310,310A 中脚(巻芯部)
312,312A 対向部
320,320A 外脚
330,330A 連結部
340,340A 突起部
400,400A 端子台
410,410A 基部
412 枠部
414 梁部
416 凹所
420,420A 壁部
422,422A 主部
424,424A 仕切板
430,430A ピン
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