JP2010165795A - チョークコイル台座および空気調和機のコントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】巻回数の異なる整列巻きされた巻線を備えるチョークコイルを載置するチョークコイル台座を共通化してコストを削減する。
【解決手段】回路基板に組込まれるチョークコイル台座１００は、片面にチョークコイルが載置される板状の台座本体１１０と、台座本体１１０の前記チョークコイルを載置する面とは逆の面に形成され、前記回路基板に配設されて、前記回路基板と台座本体１１０とを予め定められた間隔で離隔させる脚部１２０と、を備え、台座本体１１０には、前記チョークコイルの整列巻きされた巻線の異なる複数の巻回数に応じた位置に、該巻線を通す複数の挿入口１１１ａ_１〜１１１ａ_４が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路基板に組込まれるチョークコイル台座および当該チョークコイル台座が組込まれた回路基板を備える空気調和機のコントローラに関する。

チョークコイルを回路基板に実装する際には、実装を容易にし、かつ該チョークコイルと基板の回路配線との絶縁距離を確保するために、通常は、該チョークコイルをチョークコイル台座に載置して実装する。

従来のチョークコイル台座は、載置される特定のチョークコイルのサイズ、形状、巻線の巻回数等に合わせて、該チョークコイル毎に用意されていた。

例えば、特許文献１に開示されている台座付トロイダルコイル用コアケースの台座には、トロイダルコアケースと係合させるための係止爪を有する台座突起部と、巻線端部に半田付けされたリード線位置に合わせて形成され該リード線を通すための挿入穴と、が設けられている。

また、例えば、特許文献２に開示されている台座付コイルの台座は、コアケースの嵌合部に結合させるための保持部が突設され、巻線の端子の位置決めを容易にするために、貫通孔に代えて台座の端部で開口する貫通溝が設けられている。

特開平７−４５４４４号公報 特開２００３−２７２９２４号公報

このように、特許文献１および２に示すような従来のチョークコイル台座は、個々のチョークコイルに合わせて製作するため、コスト高とならざるを得なかった。

さらに、従来のチョークコイル台座は、絶縁距離が確保できないので、端子の位置決めを容易にするために開口部の面積を増やすことが困難であるという問題点もあった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、絶縁距離の確保と巻線の位置決めを容易にすることとを両立し、かつ複数のチョークコイルに対応するチョークコイル台座を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係るチョークコイル台座は、回路基板に組込まれるチョークコイル台座であって、片面にチョークコイルが載置される板状の台座本体と、前記台座本体の前記チョークコイルを載置する面とは逆の面に形成され、前記回路基板に配設されて、前記回路基板と前記台座本体とを予め定められた間隔で離隔させる脚部と、を備え、前記台座本体には、前記チョークコイルに整列巻きされた巻線の異なる複数の巻回数に応じた位置に、該巻線を通す複数の孔部が形成されている。

この構成では、載置されるチョークコイルの巻線の巻回数に応じた位置に、板状の台座本体に該巻線を通す複数の孔部が形成されている。したがって、整列巻きされた巻線を有し巻回数が異なる複数のチョークコイルについて台座を共通化することが可能となる。

さらにこの構成では、前記台座本体の前記チョークコイルを載置する面とは逆の面に前記回路基板に配設される脚部が形成され、前記回路基板と前記台座本体との間は、予め定められた間隔で離隔されている。したがって、前記脚部によって絶縁距離を確保することができるので、開口部の面積を増加させることが可能となり、巻線の異なる複数の巻回数に応じた位置に該巻線を通す複数の孔部を設けることが可能となっている。また、前記チョークコイルの端子の位置決めを容易にするために、前記複数の孔部のそれぞれの面積を拡大することも可能である。さらに、従来デッドスペースとなっていたチョークコイル台座下の回路基板上に、例えばコンデンサ等の部品を配設することもできる。

本発明の請求項２に係るチョークコイル台座は、請求項１に係るチョークコイル台座において、前記台座本体が、チョークコイルの外形に応じた形状とされている。この構成によれば、前記台座本体の面積が必要最小限に抑えられるので、よりデッドスペースが削減される。

本発明の請求項３に係るチョークコイル台座は、請求項１または２に係るチョークコイル台座において、前記台座本体は、前記チョークコイルのコアが平面視で横向きに見える向きに載置可能な形状であって、載置される前記チョークコイルの外形に応じた形状を有する。

この構成によれば、前記チョークコイルは、前記チョークコイルのコアが平面視で横向きに見える向きに載置される。つまり、前記チョークコイルが前記回路基板表面に直立するのではなく、倒された状態で該回路基板表面に載置されている。したがって、前記回路基板表面からチョークコイル頂部までの高さが抑えられる。しかも、前記台座本体は、載置される前記チョークコイルの外形に応じた形状を有するので、該台座本体の面積が必要最小限に抑えられる。

本発明の請求項４に係るチョークコイル台座は、請求項１〜３に係るチョークコイル台座が、射出成形によって、前記台座本体と前記脚部とが一体に形成される。この構成によれば、前記脚部と前記台座本体とを別体に形成する場合とは異なり、例えば接着あるいは溶着等によって該脚部を該台座本体に結合する工程が不要となる。したがって、前記脚部と前記台座本体との接合部の強度が向上するとともに、低コストでチョークコイル台座を製作することが可能となる。

本発明の請求項５に係る空気調和機のコントローラは、トロイダルコイルが請求項３または４のいずれかに記載のチョークコイル台座に載置されて回路基板に組込まれている。この構成によれば、前記回路基板表面からトロイダルコイル頂部までの高さが抑えられ、かつ、チョークコイル台座下の回路基板上に部品を配設して該回路基板の面積を減らすことができるので、該回路基板が組込まれるコントローラを小型化することができる。

本発明に係るチョークコイル台座によれば、巻回数が異なるチョークコイルを用いる場合にも、絶縁距離を確保しながらも、チョークコイル毎に台座を用意することなく容易に位置決めをすることができる。さらに、従来デッドスペースとなっていたチョークコイル台座下の回路基板上に、部品を配設することができる。したがって、チョークコイル台座を共通化できるのでコスト削減が可能となり、さらに、チョークコイル台座下の回路基板上に部品を配設できるので前記回路基板の小型化が可能となり、該回路基板を組込んだ装置を小型化することができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和機のコントローラ用のノイズフィルタ用基板の一例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 本発明の一実施形態に係るチョークコイル台座の詳細を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 従来のチョークコイル台座の一例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和機のコントローラ用のノイズフィルタ用基板の一例を示す。図１（Ａ）は、ノイズフィルタ用基板１の平面図であり、図１（Ｂ）は、ノイズフィルタ用基板１の正面図である。

ノイズフィルタ用基板１は、トロイダルコイル２００が、本発明の一実施形態に係るチョークコイル台座１００に載置されてプリント基板３００に配設されている。なお、トロイダルコイル２００の巻線の端部にはリード端子が接続され、該リード端子はプリント基板３００に接続されているが、図１では、チョークコイル台座１００の説明のために該リード端子の図示を省略している。

トロイダルコイル２００は、本実施形態では三相のトロイダルコイルであり、コモンモードノイズを除去するためのコモンモードチョークコイルとして用いられている。巻線の断面積を大きくして、空気調和機のコントローラに流れる例えば４５Ａの大電流に対応するために、トロイダルコイル２００の巻線には、エッジワイズ巻きされた平角線が用いられている。

空気調和機のコントローラ等を構成する電気回路に、電気的ノイズが混入すると、機器の誤作動等の不具合を生じることがある。そのため通常は、該電気回路に電気的ノイズを除去するためのノイズフィルタ回路を設ける。本実施形態では、前記ノイズフィルタ回路をノイズフィルタ用基板１に形成して空気調和機のコントローラに実装している。ノイズフィルタリングの対象は、コントローラを構成する電気回路に流れるコモンモードノイズである。

チョークコイル台座１００には、例えばＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂やＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂、ＰＰ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）樹脂等の電気抵抗率の高い熱可塑性樹脂が用いられる。プリント基板３００とトロイダルコイル２００との間に、チョークコイル台座１００が介在することで、両者の絶縁距離が確保される。また、トロイダルコイル２００をチョークコイル台座１００に載置することで、直接プリント基板３００に実装するよりも、トロイダルコイル２００の実装が容易になる。

チョークコイル台座１００は、トロイダルコイル２００を平面視で環状に見える向き（横向き）に載置する円盤状の台座本体１１０と、台座本体１１０のトロイダルコイル２００を載置する面とは逆の面に形成され、プリント基板３００に配設される円柱状の脚部１２０と、を備える。

台座本体１１０と脚部１２０とは、前記熱可塑性樹脂を射出成形することによって一体に成形される。そのため、脚部１２０と台座本体１１０とを別体に形成する場合とは異なり、例えば接着あるいは溶着等によって脚部１２０を台座本体１１０に結合する工程が不要となる。したがって、脚部１２０と台座本体１１０との結合部の強度が向上するとともに、低コストでチョークコイル台座１００を製作することが可能となる。

台座本体１１０は、絶縁効果を確保し、かつ、その面積を最小限に抑えるため、トロイダルコイル２００の巻線外周部の直径よりも若干大きな直径とされている。必要最小限の面積に台座本体１１０を形成することで、デッドスペースが最小限に抑えられるとともに、チョークコイル台座１００が最小限の材料で形成されることになるため、コスト削減が可能となる。脚部１２０の高さは例えば３ｍｍであり、プリント基板３００と台座本体１１０との間は、この３ｍｍの間隔で離隔される。

図２は、チョークコイル台座１００の詳細を示す図である。図２（Ａ）は、チョークコイル台座１００の平面図であり、図２（Ｂ）は、チョークコイル台座１００の正面図である。図３は、従来のチョークコイル台座の一例を示す図であり、図２に同じく、図３（Ａ）は平面図であり、図３（Ｂ）は正面図である。

本発明の一実施形態に係るチョークコイル台座１００について、従来のチョークコイル台座と対比しながら以下に説明する。

従来のチョークコイル台座は、三相用のトロイダルコイルを載置する場合、トロイダルコイルの巻線の終端部に接続された計６つの端子を通すために、円盤状の台座本体１１０外縁部付近（挿入口１１１ａ_１）と中心部付近（挿入口１１１ｂ）とに３つずつ均等の間隔で挿入口（孔部）が設けられている。すなわち、挿入口数は、前記端子の数と同数である。なお、前記端子の形状に合わせて、図３の例では、挿入口１１１ａ_１、１１１ｂの形状は略矩形とされ、挿入口１１１ａ_１は、その長さ方向が台座本体の中心に向かって形成され、挿入口１１１ｂは、その長さ方向が挿入口１１１ａ_１の長さ方向と略３０°をなすように形成されている。

ところで、トロイダルコイル２００の巻線が整列巻きされている場合、巻回数が異なると巻線終端に接続された端子の位置が変化する。この複数の位置に対応させて、本実施形態に係るチョークコイル台座１００の外縁部付近の挿入口は形成されている。すなわち、従来の挿入口１１１ａ_１に加えて、挿入口１１１ａ_２〜１１１ａ_４がさらに形成されている。挿入口１１１ａ_２〜１１１ａ_４は、その長さ方向が台座本体の中心に向かって形成され、かつ、その長さ方向が挿入口１１１ｂの長さ方向となす角度が、順次減少する位置に形成されている。

台座本体１１０の外縁部に位置する端子１つに対して、４つの挿入口１１１ａ_１〜１１１ａ_４が用意されているので、整列巻きされたチョークコイルの巻線の巻回数が異なっても、いずれかの挿入口に端子を通すことができる。

従来のチョークコイル台座は、円盤状の台座本体１１０のみからなる。一方、本発明に係るチョークコイル台座１００は、台座本体１１０のトロイダルコイル２００を載置する面とは逆の面に形成された４本の脚部１２０をさらに備えている。脚部１２０のうちの１本は台座本体１１０の中心に、３本は台座本体１１０の外縁部に均等の間隔、かつトロイダルコイル２００の端子と干渉しない位置に形成されている。

プリント基板３００と台座本体１１０との間は、脚部１２０の高さ（本実施形態では３ｍｍ）で離隔されることになる。すなわち、絶縁距離が確保されるので、台座本体１１０の開口面積を増やすことができる。したがって、従来のチョークコイル台座が備える挿入口１１１ａ_１および１１１ｂに加えて、挿入口１１１ａ_２〜１１１ａ_４を設けることが可能となっている。さらに、各挿入口の面積を拡大して端子の位置決めを容易にすることも可能である。

脚部１２０によって離隔されるプリント基板３００と台座本体１１０との間のスペースには、プリント基板３００上に図略のコンデンサ等の部品が実装されている。従来デッドスペースとなっていたチョークコイル台座下の回路基板上に部品が実装されているので、従来のコントローラよりもプリント基板３００を小型化することが可能となっている。

以上説明したように、上記実施形態に係るチョークコイル台座１００によれば、従来、巻線の巻回数が異なるトロイダルコア毎に製作していたチョークコイル台座を共通化できるので、コスト削減が可能となる。また、上記実施形態に係る空気調和機のコントローラは、上記実施形態に係るチョークコイル台座１００を採用することで、プリント基板３００の表面からトロイダルコイル頂部までの高さが抑えられ、かつ、プリント基板３００上のチョークコイル台座１００に覆われた部分に部品を配設してプリント基板３００の面積を減らすことが可能となるので、従来の空気調和機のコントローラよりも小型化することができる。

以上、本発明の実施形態に係るチョークコイル台座１００および空気調和機のコントローラについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることもできる。

（１）上記実施形態では、チョークコイル台座１００は、三相のトロイダルコイル２００を載置するが、載置されるトロイダルコイルが二相あるいは四相であっても本発明は適用できる。また、トロイダルコイルに限らず載置されるコイルの巻線が整列巻きであれば、本発明を適用できる。

（２）上記実施形態では、脚部１２０は円柱状に形成されているが、脚部の形状はこれに限定されるものではなく、絶縁距離を確保できる高さ（上記実施形態では３ｍｍ）に形成されていれば、例えば角柱状等の異なる形状であってもよい。

（３）上記実施形態では、トロイダルコイルを、コモンモードノイズを除去するコモンモードチョークコイルとして用いているが、トロイダルコイルは、ノーマルモードノイズを除去するノーマルモードチョークコイルとして用いてもよく、また、トロイダルコイルの用途はノイズフィルタに限られるものでもない。

１ ノイズフィルタ用基板
１００ チョークコイル台座
１１０ 台座本体
１１１ａ_１〜１１１ａ_４ 挿入口（孔部）
１１１ｂ 挿入口
１２０ 脚部
２００ トロイダルコイル（チョークコイル）
３００ プリント基板（回路基板）

Claims (5)

1. 回路基板（３００）に組込まれるチョークコイル台座であって、
   片面にチョークコイル（２００）が載置される板状の台座本体（１１０）と、
   前記台座本体（１１０）の前記チョークコイルを載置する面とは逆の面に形成され、前記回路基板（３００）に配設されて、前記回路基板（３００）と前記台座本体（１１０）とを予め定められた間隔で離隔させる脚部（１２０）と、を備え、
   前記台座本体（１１０）には、前記チョークコイルに整列巻きされた巻線の異なる複数の巻回数に応じた位置に、該巻線を通す複数の孔部（１１１ａ_１〜１１１ａ_４）が形成されているチョークコイル台座。
2. 前記台座本体（１１０）は、チョークコイル（２００）の外形に応じた形状を有する請求項１に記載のチョークコイル台座。
3. 前記台座本体（１１０）は、
   前記チョークコイル（２００）のコアが平面視で横向きに見える向きに載置可能な形状であって、
   載置される前記チョークコイル（２００）の外形に応じた形状を有する請求項１または２に記載のチョークコイル台座。
4. 射出成形によって、前記台座本体（１１０）と前記脚部（１２０）とが一体に形成される請求項１〜３のいずれかに記載のチョークコイル台座。
5. トロイダルコイル（２００）が請求項３または４に記載のチョークコイル台座（１００）に載置されて回路基板（３００）に組込まれた空気調和機のコントローラ。