JP2004014671A - コイル部品の継線構造及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】巻線端末のワイヤ被覆の熱劣化や線細り等の品質の問題がなく、継線部の高さも低く、ワイヤ引出方向の寸法も小さくでき、しかも継線部の端子強度も問題が無く、溶接状態のバラツキが少なく、歩留まり良く安価に作製可能なコイル部品を提供する。
【解決手段】端子金具２０の端部電極に巻線端末３０ａを継線する場合に、端子金具２０は、本体の一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部２３とで略Ｕ形状を成した継線部２２を有し、折り返し部２３の上面部分のみにスリット２４を形成して仮止め部２５と溶接部２６とに分け、前記略Ｕ形状の継線部２２に通された巻線端末３０ａを、溶接部２６の手前側に位置する仮止め部２５で挟持し、巻線端末３０ａと溶接部２６とをレーザやアーク等の溶接で溶融接続する。
【選択図】 図１
【解決手段】端子金具２０の端部電極に巻線端末３０ａを継線する場合に、端子金具２０は、本体の一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部２３とで略Ｕ形状を成した継線部２２を有し、折り返し部２３の上面部分のみにスリット２４を形成して仮止め部２５と溶接部２６とに分け、前記略Ｕ形状の継線部２２に通された巻線端末３０ａを、溶接部２６の手前側に位置する仮止め部２５で挟持し、巻線端末３０ａと溶接部２６とをレーザやアーク等の溶接で溶融接続する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気コアやボビンに巻線を施したＥＭＣフィルタ等のコイル部品に係り、特に使用環境の厳しい自動車等に好適で、磁気コアやボビンに端部電極となる端子金具を装着したものに巻線を行い、継線を溶接で行う場合に、巻線端末と端部電極との継線構造部分の信頼性向上が図れるコイル部品の継線構造及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のコイル部品としては、図６に示されるように、角ドラムタイプの磁気コア（フェライトコア等）１に銀ペーストを焼き付けた後、Ｓｎめっき処理して端部電極２とし、前記磁気コア１に巻線３を設け、前記巻線３の端末を熱圧着により端部電極２に接続して表面実装型のコイル部品を構成したものがある。
【０００３】
また、他の表面実装型のコイル部品としては、図７（Ａ），（Ｂ）に示されるように、角ドラムタイプの磁気コア１にＬ字状の端子金具５を接着、貼り付けして端部電極とし、前記磁気コア１に巻線３を設け、前記巻線３の端末を端子金具５の絡げ部５ａに絡げてレーザやアーク溶接にて接続したものがある。
【０００４】
さらに、図８（Ａ）のように端部電極としての端子金具６に、その本体の一部６ａと当該本体の一部６ａに対して庇状に折り返された折り返し部６ｂとで略Ｕ形状を成した継線部７を設け、巻線端末３ａのワイヤを略Ｕ形状の継線部７に通し、折り返し部６ｂをかしめた後、同図（Ｂ）のように溶接接続する構成がある。
【０００５】
また、本発明者が従来考慮した構造として、図９（Ａ）のように端部電極としての端子金具６に、その本体の一部６ａと当該本体の一部６ａに対して庇状に折り返された折り返し部６ｂとで略Ｕ形状を成した継線部７を設け、さらに折り返し部６ｂを基部にまで達するスリット８で仮止め部７ａと溶接部７ｂとに分離したものがある。この場合、巻線端末３ａのワイヤを略Ｕ形状の継線部７に通し、仮止め部７ａをかしめた後、図９（Ｂ）のように溶接部７ｂと巻線端末３ａとを溶接接続する。
【０００６】
なお、図１０は小型製品の端子金具であって、端子金具６のワイヤ引出方向の長さＬを大きくとれない場合に本発明者が従来考慮した構造であり、溶接部７ｂの基部（根本）の幅よりも上面部分の幅を大きくしたものである（図９と同一又は相当部分に同一符号を付した）。巻線端末の溶接接続は図９の場合と同様に行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図６の表面実装型コイル部品は、熱圧着により巻線端末を端部電極に接続しているが、熱圧着は基本的に端部電極のＳｎ部と巻線ワイヤの銅部との溶融接続となっており、とくに相手側基板に対する鉛フリーの比較的高温のリフロー実装時にＳｎ部が溶融してしまうため、接続信頼性に問題があった。
【０００８】
また、図７（Ａ），（Ｂ）の端子金具５の絡げ部５ａに巻線端末を絡げてレーザやアーク溶接にて接続する場合、巻線端末のワイヤ被覆の熱劣化や線細り（溶接時の熱が巻線端末に伝導するため）、テンション（テンションがワイヤにかかっていると断線の問題がある）等の品質の問題と製品高さが大きくなる問題があった。
【０００９】
図８の巻線端末３ａのワイヤを継線部７のかしめによって係止し溶接で固定する構造は、製品高さは低くできるが、巻線端末のワイヤ被覆の熱劣化や線細りの問題があった。
【００１０】
図９の継線部７の折り返し部６ｂを仮止め部７ａと溶接部７ｂとに分割する構造は、巻線端末３ａを挟持する仮止め部７ａでワイヤが固定されるとともに溶接時の熱が放熱されるため、ワイヤ被覆の熱劣化は軽減できるが、端子金具６のワイヤ引出方向の長さを十分確保する必要があり、ワイヤ引出方向の小型化に対応できない。
【００１１】
また、図１０のように端子金具６のワイヤ引出方向の長さＬを小さくしたときは、溶接部７ｂの基部の幅が極めて狭くなり継線部７の端子強度に問題があった。例えば、前記長さＬが０．５ｍｍ程度の場合、折り返し部６ｂの基部は０．３５ｍｍ程度しか確保できず、スリット８の幅を０．１ｍｍとすると、仮止め部７ａと溶接部７ｂの基部の幅は各々０．１２５ｍｍとなり、細くて弱く、最悪の場合に折損してしまう恐れがある。
【００１２】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであって、特に自動車等の使用環境の厳しい場合でも、巻線端末のワイヤ被覆の熱劣化や線細り等の品質の問題がなく、継線部の高さも低く、ワイヤ引出方向の寸法も小さくでき、しかも継線部の端子強度も問題が無く、溶接状態のバラツキが少なく安定した作業ができるため、歩留まりが良く安価に作製可能なコイル部品の継線構造及び方法を提供することを目的とする。
【００１３】
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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、端子金具の端部電極に巻線端末を継線するコイル部品の継線構造において、
前記端部電極は、本体の一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部とで略Ｕ形状を成した継線部を有し、前記折り返し部の上面部分のみにスリットを形成して仮止め部と溶接部とに分け、前記略Ｕ形状の継線部に通された前記巻線端末を、前記溶接部の手前側に位置する前記仮止め部で挟持し、前記巻線端末と前記溶接部とをレーザやアーク等の溶接で溶融接続したことを特徴としている。
【００１５】
本願請求項２の発明は、端子金具の端部電極に巻線端末を継線するコイル部品の継線方法において、
前記端部電極は、本体の一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部とで略Ｕ形状を成した継線部を有し、前記折り返し部の上面部分のみにスリットを形成して仮止め部と溶接部とに分けておき、前記略Ｕ形状の継線部に前記巻線端末を挿通し、前記折り返し部をかしめて挟持した後、前記巻線端末と前記溶接部とをレーザやアーク等の溶接で溶融接続することを特徴としている。
【００１６】
本願請求項３の発明に係るコイル部品の継線方法は、請求項２において、レーザビームが少なくとも前記巻線端末と前記溶接部の両方にかかるようにしてレーザ溶接を行うことを特徴としている。
【００１７】
本願請求項４の発明に係るコイル部品の継線方法は、請求項３において、前記レーザビームの照射パターンが前記巻線端末の引出方向と交差する方向に長径を有する略楕円乃至長円形状であることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコイル部品の継線構造及び方法の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１９】
図１で本発明の第１の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は端子金具２０を装着した磁気コア１１に巻線３０を施して巻線端末３０ａを端子金具２０の継線部２２にて圧着固定した状態の斜視図、同図（Ｂ）は前記端子金具２０における継線部２２の拡大斜視図であって、スリット２４により仮止め部２５と溶接部２６とに分けられており、同図（Ｃ）は継線部２０における溶接部２６と巻線端末とを溶接した状態をそれぞれ示す。また、図２は第１の実施の形態で用いる端子金具２０（但し、かしめる前の状態）を示す。
【００２０】
ここで使用する磁気コア１１は角ドラムタイプのフェライトコア（フェライト・ドラムコア）であり、図１（Ａ）のように、巻芯部の両側に方形鍔１２を形成したものである。なお、磁気コア１１の形状寸法は、例えば長さが４．５ｍｍ、方形鍔横幅が３．２ｍｍ、その高さが２ｍｍ程度である。
【００２１】
端子電極となる端子金具２０は、燐青銅、真鍮等の銅合金であって、図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のように、略コ字形状に折り曲げ成形されており、側面部２０ａ、上面部２０ｂ及び底面部２０ｃ及び上下の折り返し部２０ｄからなる本体を有している。また、側面部２０ａの内面には磁気コア１１側抜け止め部（図示せず）に係合する金具側抜け止め部としてのポッチ部（内面側に突出した凸部）２１が形成されている。
【００２２】
さらに、図１（Ｂ）、図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のように、本体の上面部２０ｂに形成される継線部２２は、本体の一部（つまり上面部２０ｂ）と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部２３とで略Ｕ形状を成しており、折り返し部２３の上面部分のみにスリット２４を形成して仮止め部２５と溶接部２６とに分けている。溶接部２６は折り返し部２３の基部２３ａに比べて幅広に形成されている。前記端子金具２０の板厚は０．０８〜０．１ｍｍであり、図２（Ｃ）に示す端子金具２０のワイヤ引出方向の長さＬが０．５ｍｍ程度の場合、折り返し部２３の基部２３ａの幅が０．３５ｍｍ程度となるが、スリット２４（幅０．１ｍｍ程度）は折り返し部２３の基部２３ａに達していないため、その基部２３ａの強度が損なわれることは無い。
【００２３】
このような端子金具２０は、磁気コア１１の端面部、つまり方形鍔１２に、その側方より挿入され、嵌合装着される。そして、磁気コア１１の巻芯部の周囲に、ウレタン線等の絶縁被覆線を用いて巻線３０が巻回され、各巻線３０の巻線端末３０ａのワイヤは、方形鍔１２に嵌合装着された端子金具２０の継線部２２の略Ｕ形状部分に通され、継線部２２の折り返し部２３（仮止め部２５及び溶接部２６）をかしめることで圧着固定される。この場合、ワイヤ先端は溶接部２６を通過して溶接部２６よりも僅かに突出する配置が好ましく、仮止め部２５は、溶接部２６で押さえられるワイヤ先端部より手前側を押さえる。
【００２４】
その後、前記ワイヤ端末と端子金具２０の継線部２２との接続をレーザ溶接又はアーク溶接で行い、図１（Ｃ）のように、継線部２２の溶接部２６とワイヤ先端部とを溶融させて溶融接続部Ｋとして、継線部２２とワイヤの導体部分（銅線部分）とを機械的及び電気的に接続する。このとき、仮止め部２５は溶接されないで巻線端末３０ａのワイヤ押さえを継続するため、溶接部２６が溶融してもワイヤの押さえが不安定になることはなく（ワイヤの位置ずれが発生せず）、また溶接部２６からワイヤに伝わる熱を放熱する作用も果たすため、巻線３０の本体部分のワイヤ被覆の熱劣化、線細りの問題も解消できる。
【００２５】
それらにより、巻線３０を磁気コア１１に設け、端部電極としての端子金具２０に巻線端末３０ａを溶接、接続した表面実装型コイル部品が得られる。
【００２６】
この第１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。
【００２７】
（１） 磁気コア１１に装着された端部電極としての端子金具２０は、本体（上面部２０ｂ）の一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部２３とで略Ｕ形状を成した継線部２２を有し、折り返し部２３の上面部分のみにスリット２４を形成して仮止め部２５と溶接部２６とに分け、前記略Ｕ形状の継線部２２に通された巻線端末３０ａを、仮止め部２５（溶接部２６の手前側に位置する）及び溶接部２６で挟持して圧着固定し、巻線端末３０ａと溶接部２６とをレーザやアーク等の溶接で溶融接続しており、環境に配慮して融点の高い鉛レスはんだを用いて表面実装型コイル部品を配線基板に装着する場合であっても、はんだ付け時に表面実装型コイル部品の巻線端末３０ａと端子金具２０間の接合部分が溶融することはない。
【００２８】
（２） 溶接部２６は巻線端末３０ａのワイヤと溶接で接続されるが、仮止め部２５は溶接されないで巻線端末３０ａのワイヤ押さえを継続するため、溶接部２６が溶融してもワイヤの押さえが不安定になることはなく（ワイヤの位置ずれが発生せず）、また仮止め部２５は溶接部２６からワイヤに伝わる熱を放熱する作用も果たすため、巻線３０の本体部分のワイヤ被覆の熱劣化、線細りの問題も解消できる。
【００２９】
（３） 図９や図１０の従来例においては、継線部の折り返し部を仮止め部と溶接部とに分けるスリットが略Ｕ形状の継線部の下面部にまで達しているため、端子金具のワイヤ引出方向の長さを小さくし、折り返し部の基部の幅が０．３５ｍｍ程度しか確保できない場合、端子金具２０の板厚０．０８ｍｍ、スリット幅０．１ｍｍで、仮止め部と溶接部の根本の幅がそれぞれ０．１２５ｍｍとなり（ワイヤ径０．０６〜０．０８ｍｍ）、強度的に弱くなってしまい、信頼性に問題があった。また、溶融接続時の熱を、仮止め部で放熱させてワイヤ被覆やワイヤ自体の劣化を防止する訳であるが、前記仮止め部が小さく不十分となってしまう。本実施の形態においては、図１（Ｂ）や図２のように、継線部２２の折り返し部２３の上面部分のみにスリット２４を形成しており、折れ易い根本部の幅は広くとれるため、強度確保が十分にとれるばかりでなく、放熱容量も大きくなり、ワイヤ被覆やワイヤ自体の劣化を防止できる。また、これらにより、製品の歩留も向上し、安価で高品質のコイル部品が供給できるようになる。
【００３０】
図３は本発明の第２の実施の形態を示す。この場合、絶縁樹脂製のボビン４１に端部電極である端子金具５０をインサート成形で設け、さらに巻線６０をボビン４１の外周に巻回して、巻線端末６０ａのワイヤを端子金具５０に溶接で接続している。端子金具５０は第１の実施の形態の端子金具２０と同様であり、本体（上面部）５０ａの一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部５３とで略Ｕ形状を成した継線部５２を有し、折り返し部５３の上面部分のみにスリット５４を形成して仮止め部５５と溶接部５６とに分け、前記略Ｕ形状の継線部５２に通された巻線端末６０ａを、溶接部５６の手前側に位置する仮止め部５５と溶接部５６とで挟持し、巻線端末６０ａと溶接部５６とをレーザやアーク等の溶接で溶融接続している。
【００３１】
この第２の実施の形態の場合も、前述の第１の実施の形態と同様の効果、つまりワイヤ被覆やワイヤ自体の劣化を防止でき、ひいては製品の歩留向上、安価で高品質のコイル部品の提供が可能である。
【００３２】
図４は、第１及び第２の実施の形態において、巻線端末３０ａ，６０ａと端子金具２０，５０の継線部２２，５２とをレーザ溶接する場合のレーザビーム照射位置を示す。図４（Ａ）のレーザビーム照射位置Ｐのように円形のレーザビーム照射パターンが少なくとも巻線端末３０ａ，６０ａのワイヤと継線部２２，６２に形成された溶接部２６，５６にかかるように設定するか、レーザビーム照射位置Ｑのように円形のレーザビーム照射パターンがワイヤ上の溶接部２６，５６にかかるように設定することで溶接部２６，５６とワイヤとの溶融結合を良好に行うことができる。図４（Ｂ）のようにレーザビーム照射位置Ｐに対してワイヤずれが発生したとき、あるいは同図（Ｃ）のようにレーザビーム照射位置がＰ’にずれたときは溶融結合が良好な結果とならない場合が多い。
【００３３】
図５は第１及び第２の実施の形態において、巻線端末３０ａ，６０ａと端子金具２０，５０の継線部２２，５２とをレーザ溶接する場合の好ましいレーザビーム照射位置及び照射パターンを示す。ここで、レーザビーム照射位置はレーザビーム照射パターンＳが少なくとも巻線端末３０ａ，６０ａのワイヤと継線部２２，６２に形成された溶接部２６，５６にかかるように設定され、かつ照射パターンＳは巻線端末ワイヤの引出方向と交差する方向に長径を有する略楕円乃至長円形状である。このような照射パターンＳとすることで、図５中に点線で示すようにワイヤずれが発生しても端子金具側溶接部２６，５６とワイヤとの溶融結合を広範囲にわたり良好に行うことができる。
【００３４】
例えば、ＹＡＧレーザビーム処理で溶融接続する場合、図４の円形のレーザビーム照射パターンではビーム径０．３ｍｍで１ジュール程度で良好な継線接続が得られるが、ビーム径を０．４ｍｍにした場合には１．３ジュール程度必要となり、溶融過大やワイヤの熱影響が懸念された。一方、図５のようにビーム形状を短径０．２ｍｍ×長径０．４ｍｍの略楕円乃至長円形状とした場合、１ジュール程度のエネルギーで、円形ビーム径０．３ｍｍではワイヤ１本分のずれが許容範囲であったものが、ワイヤ２本分のずれ程度をカバーすることができた。このように、略楕円乃至長円形状とすることで、少ないレーザビームパワーで広範囲にわたる溶融をカバーできる。
【００３５】
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。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、端子金具の端部電極に巻線端末を継線する場合において、前記端部電極は、本体の一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部とで略Ｕ形状を成した継線部を有し、前記折り返し部の上面部分のみにスリットを形成して仮止め部と溶接部とに分け、前記略Ｕ形状の継線部に通された前記巻線端末を、前記溶接部の手前側に位置する前記仮止め部で挟持し、前記巻線端末と前記溶接部とをレーザやアーク等の溶接で溶融接することで、巻線端末のワイヤ被覆の熱劣化や線細り等の品質の問題がなく、継線部の高さも低く、ワイヤ引出方向の寸法も小さくでき、しかも継線部の端子強度も問題が無く、溶接状態のバラツキが少なく安定した作業が可能なコイル部品を実現できる。
【００３７】
とくに、本発明はコイル部品が小型化された場合に有効であり、図９や図１０の従来例においては、継線部スリットが下面部までとなっているため、継線部に形成した折り返し部の基部幅を０．３５ｍｍ程度と小さくする場合、板厚０．０８ｍｍ、スリット幅０．１ｍｍ、スリットで区分された仮止め部と溶接部の基部の幅は各々０．１２５ｍｍとなり（ワイヤ径０．０６〜０．０８ｍｍ）、強度的に弱くなってしまい、信頼性に問題があった。また、溶接部を溶融させて接続する際の熱を、仮止め部で放熱させてワイヤ被覆やワイヤ自体の劣化を防止する訳であるが、前記仮止め部が小さく不十分となってしまう。本発明においては、例えば図１（Ｂ）に示すように折り返し部の上面部分のみにスリットがあるため、折れ易い根本部は幅広にすることができ、強度確保が十分にとれるばかりでなく、放熱容量も大きくなるため、ワイヤ被覆やワイヤ自体の劣化を効果的に防止できる。また、これらにより、製品の歩留も向上し、安価で高品質のコイル部品が提供できるようになる。
【００３８】
さらに、継線部と巻線端末とをレーザ溶接する場合、レーザビームの照射パターンを前記巻線端末引出方向と交差する方向に長径を有する略楕円乃至長円形状とすれば、前記巻線端末ワイヤの位置ずれに対する許容度が増し、いっそうの歩留向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係るコイル部品の継線構造及び方法の第１の実施の形態であって、（Ａ）は表面実装型コイル部品の磁気コアに端子金具を装着し巻線した状態を示す斜視図、（Ｂ）は端部電極としての端子金具の継線部であって巻線端末を係止した溶接前の拡大斜視図、（Ｃ）は継線部を溶接した状態を示す拡大斜視図である。
【図２】
第１の実施の形態で用いる端子金具であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図３】
本発明の第２の実施の形態を示す斜視図である。
【図４】
第１及び第２の実施の形態において、巻線端末と端子金具の継線部とをレーザ溶接する場合のレーザビーム照射位置を示し、（Ａ）は好ましい照射位置、（Ｂ）はワイヤずれが発生した場合、（Ｃ）はビームずれが発生した場合を示す説明図である。
【図５】
第１及び第２の実施の形態において、巻線端末と端子金具の継線部とをレーザ溶接する場合のレーザビーム照射パターンの好ましい例を示す説明図である。
【図６】
従来の表面実装型コイル部品の１例を示す斜視図である。
【図７】
従来の表面実装型コイル部品の他の例を示し、（Ａ）は巻線端末を絡げた状態の斜視図、（Ｂ）は巻線端末をレーザやアーク溶接で接続した状態の部分斜視図である。
【図８】
従来のコイル部品の継線構造であって、（Ａ）は溶接前、（Ｂ）は溶接後を示す拡大斜視図である。
【図９】
本発明者が先に考慮していたコイル部品の継線構造の例であって、（Ａ）は溶接前、（Ｂ）は溶接後を示す拡大斜視図である。
【図１０】
本発明者が先に考慮していたコイル部品の継線構造の他の例を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１，１１ 磁気コア
２ 端部電極
３，３０，６０ 巻線
３ａ，３０ａ，６０ａ 巻線端末
５，６，２０，５０ 端子金具
６ａ 本体の一部
６ｂ，２３，５３ 折り返し部
７，２２，５２ 継線部
７ａ，２５，５５ 仮止め部
７ｂ，２６，５６ 溶接部
８，２４，５４ スリット
１２ 方形鍔
４１ ボビン
Ｋ 溶融接続部
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気コアやボビンに巻線を施したＥＭＣフィルタ等のコイル部品に係り、特に使用環境の厳しい自動車等に好適で、磁気コアやボビンに端部電極となる端子金具を装着したものに巻線を行い、継線を溶接で行う場合に、巻線端末と端部電極との継線構造部分の信頼性向上が図れるコイル部品の継線構造及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のコイル部品としては、図６に示されるように、角ドラムタイプの磁気コア（フェライトコア等）１に銀ペーストを焼き付けた後、Ｓｎめっき処理して端部電極２とし、前記磁気コア１に巻線３を設け、前記巻線３の端末を熱圧着により端部電極２に接続して表面実装型のコイル部品を構成したものがある。
【０００３】
また、他の表面実装型のコイル部品としては、図７（Ａ），（Ｂ）に示されるように、角ドラムタイプの磁気コア１にＬ字状の端子金具５を接着、貼り付けして端部電極とし、前記磁気コア１に巻線３を設け、前記巻線３の端末を端子金具５の絡げ部５ａに絡げてレーザやアーク溶接にて接続したものがある。
【０００４】
さらに、図８（Ａ）のように端部電極としての端子金具６に、その本体の一部６ａと当該本体の一部６ａに対して庇状に折り返された折り返し部６ｂとで略Ｕ形状を成した継線部７を設け、巻線端末３ａのワイヤを略Ｕ形状の継線部７に通し、折り返し部６ｂをかしめた後、同図（Ｂ）のように溶接接続する構成がある。
【０００５】
また、本発明者が従来考慮した構造として、図９（Ａ）のように端部電極としての端子金具６に、その本体の一部６ａと当該本体の一部６ａに対して庇状に折り返された折り返し部６ｂとで略Ｕ形状を成した継線部７を設け、さらに折り返し部６ｂを基部にまで達するスリット８で仮止め部７ａと溶接部７ｂとに分離したものがある。この場合、巻線端末３ａのワイヤを略Ｕ形状の継線部７に通し、仮止め部７ａをかしめた後、図９（Ｂ）のように溶接部７ｂと巻線端末３ａとを溶接接続する。
【０００６】
なお、図１０は小型製品の端子金具であって、端子金具６のワイヤ引出方向の長さＬを大きくとれない場合に本発明者が従来考慮した構造であり、溶接部７ｂの基部（根本）の幅よりも上面部分の幅を大きくしたものである（図９と同一又は相当部分に同一符号を付した）。巻線端末の溶接接続は図９の場合と同様に行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図６の表面実装型コイル部品は、熱圧着により巻線端末を端部電極に接続しているが、熱圧着は基本的に端部電極のＳｎ部と巻線ワイヤの銅部との溶融接続となっており、とくに相手側基板に対する鉛フリーの比較的高温のリフロー実装時にＳｎ部が溶融してしまうため、接続信頼性に問題があった。
【０００８】
また、図７（Ａ），（Ｂ）の端子金具５の絡げ部５ａに巻線端末を絡げてレーザやアーク溶接にて接続する場合、巻線端末のワイヤ被覆の熱劣化や線細り（溶接時の熱が巻線端末に伝導するため）、テンション（テンションがワイヤにかかっていると断線の問題がある）等の品質の問題と製品高さが大きくなる問題があった。
【０００９】
図８の巻線端末３ａのワイヤを継線部７のかしめによって係止し溶接で固定する構造は、製品高さは低くできるが、巻線端末のワイヤ被覆の熱劣化や線細りの問題があった。
【００１０】
図９の継線部７の折り返し部６ｂを仮止め部７ａと溶接部７ｂとに分割する構造は、巻線端末３ａを挟持する仮止め部７ａでワイヤが固定されるとともに溶接時の熱が放熱されるため、ワイヤ被覆の熱劣化は軽減できるが、端子金具６のワイヤ引出方向の長さを十分確保する必要があり、ワイヤ引出方向の小型化に対応できない。
【００１１】
また、図１０のように端子金具６のワイヤ引出方向の長さＬを小さくしたときは、溶接部７ｂの基部の幅が極めて狭くなり継線部７の端子強度に問題があった。例えば、前記長さＬが０．５ｍｍ程度の場合、折り返し部６ｂの基部は０．３５ｍｍ程度しか確保できず、スリット８の幅を０．１ｍｍとすると、仮止め部７ａと溶接部７ｂの基部の幅は各々０．１２５ｍｍとなり、細くて弱く、最悪の場合に折損してしまう恐れがある。
【００１２】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであって、特に自動車等の使用環境の厳しい場合でも、巻線端末のワイヤ被覆の熱劣化や線細り等の品質の問題がなく、継線部の高さも低く、ワイヤ引出方向の寸法も小さくでき、しかも継線部の端子強度も問題が無く、溶接状態のバラツキが少なく安定した作業ができるため、歩留まりが良く安価に作製可能なコイル部品の継線構造及び方法を提供することを目的とする。
【００１３】
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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、端子金具の端部電極に巻線端末を継線するコイル部品の継線構造において、
前記端部電極は、本体の一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部とで略Ｕ形状を成した継線部を有し、前記折り返し部の上面部分のみにスリットを形成して仮止め部と溶接部とに分け、前記略Ｕ形状の継線部に通された前記巻線端末を、前記溶接部の手前側に位置する前記仮止め部で挟持し、前記巻線端末と前記溶接部とをレーザやアーク等の溶接で溶融接続したことを特徴としている。
【００１５】
本願請求項２の発明は、端子金具の端部電極に巻線端末を継線するコイル部品の継線方法において、
前記端部電極は、本体の一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部とで略Ｕ形状を成した継線部を有し、前記折り返し部の上面部分のみにスリットを形成して仮止め部と溶接部とに分けておき、前記略Ｕ形状の継線部に前記巻線端末を挿通し、前記折り返し部をかしめて挟持した後、前記巻線端末と前記溶接部とをレーザやアーク等の溶接で溶融接続することを特徴としている。
【００１６】
本願請求項３の発明に係るコイル部品の継線方法は、請求項２において、レーザビームが少なくとも前記巻線端末と前記溶接部の両方にかかるようにしてレーザ溶接を行うことを特徴としている。
【００１７】
本願請求項４の発明に係るコイル部品の継線方法は、請求項３において、前記レーザビームの照射パターンが前記巻線端末の引出方向と交差する方向に長径を有する略楕円乃至長円形状であることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコイル部品の継線構造及び方法の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１９】
図１で本発明の第１の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は端子金具２０を装着した磁気コア１１に巻線３０を施して巻線端末３０ａを端子金具２０の継線部２２にて圧着固定した状態の斜視図、同図（Ｂ）は前記端子金具２０における継線部２２の拡大斜視図であって、スリット２４により仮止め部２５と溶接部２６とに分けられており、同図（Ｃ）は継線部２０における溶接部２６と巻線端末とを溶接した状態をそれぞれ示す。また、図２は第１の実施の形態で用いる端子金具２０（但し、かしめる前の状態）を示す。
【００２０】
ここで使用する磁気コア１１は角ドラムタイプのフェライトコア（フェライト・ドラムコア）であり、図１（Ａ）のように、巻芯部の両側に方形鍔１２を形成したものである。なお、磁気コア１１の形状寸法は、例えば長さが４．５ｍｍ、方形鍔横幅が３．２ｍｍ、その高さが２ｍｍ程度である。
【００２１】
端子電極となる端子金具２０は、燐青銅、真鍮等の銅合金であって、図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のように、略コ字形状に折り曲げ成形されており、側面部２０ａ、上面部２０ｂ及び底面部２０ｃ及び上下の折り返し部２０ｄからなる本体を有している。また、側面部２０ａの内面には磁気コア１１側抜け止め部（図示せず）に係合する金具側抜け止め部としてのポッチ部（内面側に突出した凸部）２１が形成されている。
【００２２】
さらに、図１（Ｂ）、図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のように、本体の上面部２０ｂに形成される継線部２２は、本体の一部（つまり上面部２０ｂ）と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部２３とで略Ｕ形状を成しており、折り返し部２３の上面部分のみにスリット２４を形成して仮止め部２５と溶接部２６とに分けている。溶接部２６は折り返し部２３の基部２３ａに比べて幅広に形成されている。前記端子金具２０の板厚は０．０８〜０．１ｍｍであり、図２（Ｃ）に示す端子金具２０のワイヤ引出方向の長さＬが０．５ｍｍ程度の場合、折り返し部２３の基部２３ａの幅が０．３５ｍｍ程度となるが、スリット２４（幅０．１ｍｍ程度）は折り返し部２３の基部２３ａに達していないため、その基部２３ａの強度が損なわれることは無い。
【００２３】
このような端子金具２０は、磁気コア１１の端面部、つまり方形鍔１２に、その側方より挿入され、嵌合装着される。そして、磁気コア１１の巻芯部の周囲に、ウレタン線等の絶縁被覆線を用いて巻線３０が巻回され、各巻線３０の巻線端末３０ａのワイヤは、方形鍔１２に嵌合装着された端子金具２０の継線部２２の略Ｕ形状部分に通され、継線部２２の折り返し部２３（仮止め部２５及び溶接部２６）をかしめることで圧着固定される。この場合、ワイヤ先端は溶接部２６を通過して溶接部２６よりも僅かに突出する配置が好ましく、仮止め部２５は、溶接部２６で押さえられるワイヤ先端部より手前側を押さえる。
【００２４】
その後、前記ワイヤ端末と端子金具２０の継線部２２との接続をレーザ溶接又はアーク溶接で行い、図１（Ｃ）のように、継線部２２の溶接部２６とワイヤ先端部とを溶融させて溶融接続部Ｋとして、継線部２２とワイヤの導体部分（銅線部分）とを機械的及び電気的に接続する。このとき、仮止め部２５は溶接されないで巻線端末３０ａのワイヤ押さえを継続するため、溶接部２６が溶融してもワイヤの押さえが不安定になることはなく（ワイヤの位置ずれが発生せず）、また溶接部２６からワイヤに伝わる熱を放熱する作用も果たすため、巻線３０の本体部分のワイヤ被覆の熱劣化、線細りの問題も解消できる。
【００２５】
それらにより、巻線３０を磁気コア１１に設け、端部電極としての端子金具２０に巻線端末３０ａを溶接、接続した表面実装型コイル部品が得られる。
【００２６】
この第１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。
【００２７】
（１） 磁気コア１１に装着された端部電極としての端子金具２０は、本体（上面部２０ｂ）の一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部２３とで略Ｕ形状を成した継線部２２を有し、折り返し部２３の上面部分のみにスリット２４を形成して仮止め部２５と溶接部２６とに分け、前記略Ｕ形状の継線部２２に通された巻線端末３０ａを、仮止め部２５（溶接部２６の手前側に位置する）及び溶接部２６で挟持して圧着固定し、巻線端末３０ａと溶接部２６とをレーザやアーク等の溶接で溶融接続しており、環境に配慮して融点の高い鉛レスはんだを用いて表面実装型コイル部品を配線基板に装着する場合であっても、はんだ付け時に表面実装型コイル部品の巻線端末３０ａと端子金具２０間の接合部分が溶融することはない。
【００２８】
（２） 溶接部２６は巻線端末３０ａのワイヤと溶接で接続されるが、仮止め部２５は溶接されないで巻線端末３０ａのワイヤ押さえを継続するため、溶接部２６が溶融してもワイヤの押さえが不安定になることはなく（ワイヤの位置ずれが発生せず）、また仮止め部２５は溶接部２６からワイヤに伝わる熱を放熱する作用も果たすため、巻線３０の本体部分のワイヤ被覆の熱劣化、線細りの問題も解消できる。
【００２９】
（３） 図９や図１０の従来例においては、継線部の折り返し部を仮止め部と溶接部とに分けるスリットが略Ｕ形状の継線部の下面部にまで達しているため、端子金具のワイヤ引出方向の長さを小さくし、折り返し部の基部の幅が０．３５ｍｍ程度しか確保できない場合、端子金具２０の板厚０．０８ｍｍ、スリット幅０．１ｍｍで、仮止め部と溶接部の根本の幅がそれぞれ０．１２５ｍｍとなり（ワイヤ径０．０６〜０．０８ｍｍ）、強度的に弱くなってしまい、信頼性に問題があった。また、溶融接続時の熱を、仮止め部で放熱させてワイヤ被覆やワイヤ自体の劣化を防止する訳であるが、前記仮止め部が小さく不十分となってしまう。本実施の形態においては、図１（Ｂ）や図２のように、継線部２２の折り返し部２３の上面部分のみにスリット２４を形成しており、折れ易い根本部の幅は広くとれるため、強度確保が十分にとれるばかりでなく、放熱容量も大きくなり、ワイヤ被覆やワイヤ自体の劣化を防止できる。また、これらにより、製品の歩留も向上し、安価で高品質のコイル部品が供給できるようになる。
【００３０】
図３は本発明の第２の実施の形態を示す。この場合、絶縁樹脂製のボビン４１に端部電極である端子金具５０をインサート成形で設け、さらに巻線６０をボビン４１の外周に巻回して、巻線端末６０ａのワイヤを端子金具５０に溶接で接続している。端子金具５０は第１の実施の形態の端子金具２０と同様であり、本体（上面部）５０ａの一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部５３とで略Ｕ形状を成した継線部５２を有し、折り返し部５３の上面部分のみにスリット５４を形成して仮止め部５５と溶接部５６とに分け、前記略Ｕ形状の継線部５２に通された巻線端末６０ａを、溶接部５６の手前側に位置する仮止め部５５と溶接部５６とで挟持し、巻線端末６０ａと溶接部５６とをレーザやアーク等の溶接で溶融接続している。
【００３１】
この第２の実施の形態の場合も、前述の第１の実施の形態と同様の効果、つまりワイヤ被覆やワイヤ自体の劣化を防止でき、ひいては製品の歩留向上、安価で高品質のコイル部品の提供が可能である。
【００３２】
図４は、第１及び第２の実施の形態において、巻線端末３０ａ，６０ａと端子金具２０，５０の継線部２２，５２とをレーザ溶接する場合のレーザビーム照射位置を示す。図４（Ａ）のレーザビーム照射位置Ｐのように円形のレーザビーム照射パターンが少なくとも巻線端末３０ａ，６０ａのワイヤと継線部２２，６２に形成された溶接部２６，５６にかかるように設定するか、レーザビーム照射位置Ｑのように円形のレーザビーム照射パターンがワイヤ上の溶接部２６，５６にかかるように設定することで溶接部２６，５６とワイヤとの溶融結合を良好に行うことができる。図４（Ｂ）のようにレーザビーム照射位置Ｐに対してワイヤずれが発生したとき、あるいは同図（Ｃ）のようにレーザビーム照射位置がＰ’にずれたときは溶融結合が良好な結果とならない場合が多い。
【００３３】
図５は第１及び第２の実施の形態において、巻線端末３０ａ，６０ａと端子金具２０，５０の継線部２２，５２とをレーザ溶接する場合の好ましいレーザビーム照射位置及び照射パターンを示す。ここで、レーザビーム照射位置はレーザビーム照射パターンＳが少なくとも巻線端末３０ａ，６０ａのワイヤと継線部２２，６２に形成された溶接部２６，５６にかかるように設定され、かつ照射パターンＳは巻線端末ワイヤの引出方向と交差する方向に長径を有する略楕円乃至長円形状である。このような照射パターンＳとすることで、図５中に点線で示すようにワイヤずれが発生しても端子金具側溶接部２６，５６とワイヤとの溶融結合を広範囲にわたり良好に行うことができる。
【００３４】
例えば、ＹＡＧレーザビーム処理で溶融接続する場合、図４の円形のレーザビーム照射パターンではビーム径０．３ｍｍで１ジュール程度で良好な継線接続が得られるが、ビーム径を０．４ｍｍにした場合には１．３ジュール程度必要となり、溶融過大やワイヤの熱影響が懸念された。一方、図５のようにビーム形状を短径０．２ｍｍ×長径０．４ｍｍの略楕円乃至長円形状とした場合、１ジュール程度のエネルギーで、円形ビーム径０．３ｍｍではワイヤ１本分のずれが許容範囲であったものが、ワイヤ２本分のずれ程度をカバーすることができた。このように、略楕円乃至長円形状とすることで、少ないレーザビームパワーで広範囲にわたる溶融をカバーできる。
【００３５】
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。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、端子金具の端部電極に巻線端末を継線する場合において、前記端部電極は、本体の一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部とで略Ｕ形状を成した継線部を有し、前記折り返し部の上面部分のみにスリットを形成して仮止め部と溶接部とに分け、前記略Ｕ形状の継線部に通された前記巻線端末を、前記溶接部の手前側に位置する前記仮止め部で挟持し、前記巻線端末と前記溶接部とをレーザやアーク等の溶接で溶融接することで、巻線端末のワイヤ被覆の熱劣化や線細り等の品質の問題がなく、継線部の高さも低く、ワイヤ引出方向の寸法も小さくでき、しかも継線部の端子強度も問題が無く、溶接状態のバラツキが少なく安定した作業が可能なコイル部品を実現できる。
【００３７】
とくに、本発明はコイル部品が小型化された場合に有効であり、図９や図１０の従来例においては、継線部スリットが下面部までとなっているため、継線部に形成した折り返し部の基部幅を０．３５ｍｍ程度と小さくする場合、板厚０．０８ｍｍ、スリット幅０．１ｍｍ、スリットで区分された仮止め部と溶接部の基部の幅は各々０．１２５ｍｍとなり（ワイヤ径０．０６〜０．０８ｍｍ）、強度的に弱くなってしまい、信頼性に問題があった。また、溶接部を溶融させて接続する際の熱を、仮止め部で放熱させてワイヤ被覆やワイヤ自体の劣化を防止する訳であるが、前記仮止め部が小さく不十分となってしまう。本発明においては、例えば図１（Ｂ）に示すように折り返し部の上面部分のみにスリットがあるため、折れ易い根本部は幅広にすることができ、強度確保が十分にとれるばかりでなく、放熱容量も大きくなるため、ワイヤ被覆やワイヤ自体の劣化を効果的に防止できる。また、これらにより、製品の歩留も向上し、安価で高品質のコイル部品が提供できるようになる。
【００３８】
さらに、継線部と巻線端末とをレーザ溶接する場合、レーザビームの照射パターンを前記巻線端末引出方向と交差する方向に長径を有する略楕円乃至長円形状とすれば、前記巻線端末ワイヤの位置ずれに対する許容度が増し、いっそうの歩留向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係るコイル部品の継線構造及び方法の第１の実施の形態であって、（Ａ）は表面実装型コイル部品の磁気コアに端子金具を装着し巻線した状態を示す斜視図、（Ｂ）は端部電極としての端子金具の継線部であって巻線端末を係止した溶接前の拡大斜視図、（Ｃ）は継線部を溶接した状態を示す拡大斜視図である。
【図２】
第１の実施の形態で用いる端子金具であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図３】
本発明の第２の実施の形態を示す斜視図である。
【図４】
第１及び第２の実施の形態において、巻線端末と端子金具の継線部とをレーザ溶接する場合のレーザビーム照射位置を示し、（Ａ）は好ましい照射位置、（Ｂ）はワイヤずれが発生した場合、（Ｃ）はビームずれが発生した場合を示す説明図である。
【図５】
第１及び第２の実施の形態において、巻線端末と端子金具の継線部とをレーザ溶接する場合のレーザビーム照射パターンの好ましい例を示す説明図である。
【図６】
従来の表面実装型コイル部品の１例を示す斜視図である。
【図７】
従来の表面実装型コイル部品の他の例を示し、（Ａ）は巻線端末を絡げた状態の斜視図、（Ｂ）は巻線端末をレーザやアーク溶接で接続した状態の部分斜視図である。
【図８】
従来のコイル部品の継線構造であって、（Ａ）は溶接前、（Ｂ）は溶接後を示す拡大斜視図である。
【図９】
本発明者が先に考慮していたコイル部品の継線構造の例であって、（Ａ）は溶接前、（Ｂ）は溶接後を示す拡大斜視図である。
【図１０】
本発明者が先に考慮していたコイル部品の継線構造の他の例を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１，１１ 磁気コア
２ 端部電極
３，３０，６０ 巻線
３ａ，３０ａ，６０ａ 巻線端末
５，６，２０，５０ 端子金具
６ａ 本体の一部
６ｂ，２３，５３ 折り返し部
７，２２，５２ 継線部
７ａ，２５，５５ 仮止め部
７ｂ，２６，５６ 溶接部
８，２４，５４ スリット
１２ 方形鍔
４１ ボビン
Ｋ 溶融接続部
Claims (4)
- 端子金具の端部電極に巻線端末を継線するコイル部品の継線構造において、
前記端部電極は、本体の一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部とで略Ｕ形状を成した継線部を有し、前記折り返し部の上面部分のみにスリットを形成して仮止め部と溶接部とに分け、前記略Ｕ形状の継線部に通された前記巻線端末を、前記溶接部の手前側に位置する前記仮止め部で挟持し、前記巻線端末と前記溶接部とをレーザやアーク等の溶接で溶融接続したことを特徴とするコイル部品の継線構造。 - 端子金具の端部電極に巻線端末を継線するコイル部品の継線方法において、
前記端部電極は、本体の一部と当該本体の一部に対して庇状に折り返された折り返し部とで略Ｕ形状を成した継線部を有し、前記折り返し部の上面部分のみにスリットを形成して仮止め部と溶接部とに分けておき、前記略Ｕ形状の継線部に前記巻線端末を挿通し、前記折り返し部をかしめて挟持した後、前記巻線端末と前記溶接部とをレーザやアーク等の溶接で溶融接続することを特徴とするコイル部品の継線方法。 - レーザビームが少なくとも前記巻線端末と前記溶接部の両方にかかるようにしてレーザ溶接を行う請求項２記載のコイル部品の継線方法。
- 前記レーザビームの照射パターンが前記巻線端末の引出方向と交差する方向に長径を有する略楕円乃至長円形状である請求項３記載のコイル部品の継線方法。
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